RU2541494C1 - Integrated optoelectronic system - Google Patents
Integrated optoelectronic system Download PDFInfo
- Publication number
- RU2541494C1 RU2541494C1 RU2014100540/28A RU2014100540A RU2541494C1 RU 2541494 C1 RU2541494 C1 RU 2541494C1 RU 2014100540/28 A RU2014100540/28 A RU 2014100540/28A RU 2014100540 A RU2014100540 A RU 2014100540A RU 2541494 C1 RU2541494 C1 RU 2541494C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- channel
- target
- optical system
- laser
- scanning
- Prior art date
Links
Landscapes
- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к приборостроению, в частности к оптико-электронным приборам, предназначенным для поиска теплоизлучающих объектов по их излучению с последующим наведением на обнаруженный объект лазерного излучения с целью дальнометрирования и/или создания помех, и может найти применение в авиации.The invention relates to instrumentation, in particular to optical electronic devices designed to search for heat-emitting objects by their radiation, followed by pointing at the detected object of laser radiation for the purpose of ranging and / or interference, and can be used in aviation.
Известна система направленного инфракрасного (ИК) противодействия AN/AAQ-24(V) NEMESIS компании США Northrop Grumman («Зарубежное военное обозрение», 2005 г., №12, с.37), которая представляет собой комплекс, включающий несколько широкоугольных пеленгаторов излучающих объектов, лазерный излучатель, прицельно-следящую турель и процессор.The known system of directional infrared (IR) counteraction AN / AAQ-24 (V) NEMESIS of the United States company Northrop Grumman ("Foreign Military Review", 2005, No. 12, p. 37), which is a complex that includes several wide-angle direction finders emitting objects, laser emitter, sighting and tracking turret and processor.
Обнаружение потенциальной цели в зависимости от ее местоположения относительно летательного аппарата (ЛА) осуществляется одним из пеленгаторов. Координаты обнаруженной цели передаются через процессор в прицельно-следящую турель с небольшим полем зрения, которая разворачивается в пространстве в соответствии с полученными координатами. После обнаружения и идентификации цели приемной ИК системой турели производится переход к ее сопровождению, после чего включается помеховый лазер.The detection of a potential target depending on its location relative to the aircraft (LA) is carried out by one of the direction finders. The coordinates of the detected target are transmitted through the processor to the sighting and tracking turret with a small field of view, which is deployed in space in accordance with the received coordinates. After detection and identification of the target by the receiving IR system of the turret, a transition to its tracking is performed, after which the jamming laser is turned on.
Недостатком описанной системы является то, что функции обнаружения цели в широком поле, а затем в узком поле осуществляются различными устройствами. При установке этих устройств в различных местах ЛА неизбежны погрешности их взаимного расположения. Из-за деформаций корпуса ЛА в процессе полета, а также из-за параллакса линий визирования отдельных каналов, величина которого изменяется в зависимости от расстояния до цели, эти погрешности еще более увеличиваются. Кроме того, определение координат цели устройством обнаружения также производится с некоторой погрешностью. Таким образом, при наличии перечисленных погрешностей может не осуществиться захват цели узким полем зрения турели.The disadvantage of the described system is that the target detection functions in a wide field, and then in a narrow field, are carried out by various devices. When these devices are installed in various places of the aircraft, errors in their mutual arrangement are inevitable. Due to deformation of the aircraft’s hull during the flight, as well as due to parallax of the lines of sight of individual channels, the magnitude of which varies depending on the distance to the target, these errors increase even more. In addition, the determination of the coordinates of the target by the detection device is also made with some error. Thus, in the presence of the listed errors, the target may not be captured by the narrow field of view of the turret.
Вторым недостатком аналога является невозможность противодействия атакующим ракетам при пуске их с малых дистанций и при парном пуске ракет из-за увеличенного времени наведения на цель, свойственного турельным системам с их большой подвижной массой.The second disadvantage of the analogue is the impossibility of counteracting attacking missiles when launching them from short distances and when launching missiles in pairs due to the increased targeting time inherent in turret systems with their large moving mass.
Известно устройство направленного ИК противодействия (см. патент США №7304296, МКИ F41G 7/00, НКИ 250/239, опубл. 05.04.2007 г.). Устройство работает в комплексе с несколькими широкоугольными пеленгаторами обнаружения и определения координат потенциальных угроз. Устройство содержит приемный ИК канал, лазерный излучатель и электронный блок обработки информации (процессор). В состав приемного ИК канала входит оптический узел перемещения визирного луча, состоящий из зеркала и призмы. Оба элемента имеют возможность совместного поворота вокруг оптической оси устройства с помощью привода и снабжены датчиком угла поворота. Первое по ходу луча из пространства объектов зеркало имеет возможность поворота относительно призмы с помощью привода и также снабжено датчиком угла поворота. Таким образом, углы поворота зеркала и призмы относительно нулевого положения, соответствующие конкретным показаниям датчиков, однозначно определяют положение оптической оси приемного ИК канала в пространстве.A device is known for directional IR countermeasures (see US patent No. 7304296, MKI F41G 7/00, NCI 250/239, publ. 05.04.2007). The device works in conjunction with several wide-angle direction finders for detecting and determining the coordinates of potential threats. The device contains a receiving IR channel, a laser emitter and an electronic information processing unit (processor). The composition of the receiving IR channel includes an optical site for moving the target beam, consisting of a mirror and a prism. Both elements have the ability to jointly rotate around the optical axis of the device using the drive and are equipped with a rotation angle sensor. The first mirror along the beam from the space of objects has the ability to rotate relative to the prism by means of a drive and is also equipped with a rotation angle sensor. Thus, the angles of rotation of the mirror and the prism relative to the zero position, corresponding to the specific readings of the sensors, uniquely determine the position of the optical axis of the receiving IR channel in space.
Кроме того, в устройство направленного противодействия входит помеховый лазерный излучатель, сопряженный с приемным ИК каналом световодом, закрученным вокруг осей поворота зеркала и призмы. Выходной конец световода конструктивно связан с зеркалом, благодаря чему оптическая ось выходящего в направлении цели лазерного пучка всегда параллельна оптической оси приемного ИК канала в пространстве предметов. При этом углы поворота как зеркала, так и всего узла перемещения визирного луча конструктивно ограничены и не превышают 180°.In addition, the device of directional counteraction includes an interfering laser emitter coupled to the IR receiving channel by a light guide twisted around the axis of rotation of the mirror and prism. The output end of the fiber is structurally coupled to a mirror, due to which the optical axis of the laser beam emerging in the direction of the target is always parallel to the optical axis of the receiving IR channel in the space of objects. Moreover, the rotation angles of both the mirror and the entire site of movement of the target beam are structurally limited and do not exceed 180 °.
Недостатком этого устройства является то, что конструктивные особенности размещения световода, направляющего излучение в пространство объектов, не позволяют осуществлять непрерывное сканирование зоны обзора для поиска и обнаружения потенциальной угрозы. Следовательно, устройство имеет ограничения по функциональным возможностям. Это устройство осуществляет функции обнаружения цели только в узком поле зрения, положение которого в пространстве устанавливается по информации, полученной от одного из пеленгаторов обнаружения цели, работающих в комплексе с устройством. Вторым недостатком является то, что разделение каналов обнаружения и наведения помехового лазерного излучения приводит к погрешностям передачи координат цели от канала обнаружения в канал наведения, вследствие чего может не произойти захват цели узким полем зрения приемного ИК канала.The disadvantage of this device is that the structural features of the placement of the optical fiber directing radiation into the space of objects do not allow continuous scanning of the viewing area to search for and detect potential threats. Therefore, the device has limitations in functionality. This device carries out the functions of target detection only in a narrow field of view, the position of which in space is determined by information received from one of the target detection direction finders, working in conjunction with the device. The second disadvantage is that the separation of the detection and guidance channels of interfering laser radiation leads to errors in the transmission of the target coordinates from the detection channel to the guidance channel, as a result of which the target may not be captured by the narrow field of view of the receiving IR channel.
Известна комбинированная оптико-электронная система, рассмотренная в патенте на изобретение РФ №2396573, МПК G01S 3/78, опубл. 10.08.2010 г., которая выбрана в качестве прототипа. Система содержит обтекатель, сканирующее зеркало с датчиками угла поворота и приводами, дихроичное зеркало, отражающее часть падающего на него излучения в лазерный канал и пропускающее часть излучения в теплопеленгационный (ТП) канал. Дихроичное зеркало является элементом, сопрягающим оптические оси лазерного и ТП каналов в пространстве объектов. ТП канал содержит оптическую систему и фотоприемное устройство (ФПУ). Этот канал формирует информацию о наличии цели в поле зрения системы и об углах рассогласования между оптической осью прибора и направлением на цель. Лазерный канал состоит из передающего канала с лазерным излучателем и оптической системой и приемного канала, содержащего оптическую систему и фотоприемное устройство (ФПУ). Передающий и приемный лазерные каналы сопряжены с помощью компонента, например зеркала. Сигналы, воспринимаемые лазерным ФПУ, несут информацию о дальности до цели. Кроме того, в ТП и лазерный каналы введены дефлекторы, снабженные приводами и датчиками угла поворота. Приводы дефлекторов работают синхронно. В комбинированную систему входит также вычислительный блок, координирующий работу всех ее составных частей.Known combined optoelectronic system, discussed in the patent for the invention of the Russian Federation No. 2396573, IPC G01S 3/78, publ. 08/10/2010, which is selected as a prototype. The system comprises a fairing, a scanning mirror with rotation angle sensors and drives, a dichroic mirror that reflects part of the radiation incident on it into the laser channel and passes part of the radiation into the heat direction finding (TP) channel. The dichroic mirror is an element that mates the optical axes of the laser and TP channels in the space of objects. TP channel contains an optical system and a photodetector (FPU). This channel generates information about the presence of the target in the field of view of the system and the mismatch angles between the optical axis of the device and the direction to the target. The laser channel consists of a transmitting channel with a laser emitter and an optical system and a receiving channel containing an optical system and a photodetector (FPU). The transmitting and receiving laser channels are interfaced with a component, such as a mirror. The signals received by the laser FPU carry information about the range to the target. In addition, deflectors equipped with actuators and angle sensors were introduced into the TP and laser channels. Deflector drives operate synchronously. The combined system also includes a computing unit that coordinates the work of all its components.
В режиме поиска цели последовательный просмотр зоны обзора полем зрения ТП канала осуществляется за счет движений сканирующего зеркала. Как только ТП канал принимает достаточное количество энергии от цели, указывающее на то, что цель обнаружена, в вычислительном блоке определяется ее угловое положение в зоне обзора на основании информации о координатах изображения цели на матрице ФПУ ТП канала и информации от датчиков угла поворота сканирующего зеркала. В общем случае направление на обнаруженную цель и направление визирной линии, соответствующей центру матрицы ФПУ ТП канала и сопряженной с оптической осью лазерного канала, не совпадают. Поскольку процесс обзора заданной зоны пространства не прерывается, и сканирующее зеркало не останавливается, визирная линия непрерывно движется в направлении сканирования, а также непрерывно движется изображение цели на матрице ФПУ. После того как цель обнаружена, включаются приводы зеркала дефлектора ТП канала (а также работающие синхронно с ними приводы зеркала дефлектора лазерного канала), которые придают дополнительное движение визирной линии, соответствующей центру матрицы ФПУ, в направлении, противоположном направлению сканирования. В момент, когда направление визирной линии совпадет с направлением на обнаруженную цель, изображение цели находится в центре матрицы ФПУ ТП канала. После этого направление движения зеркал дефлекторов должно переключиться с помощью соответствующих приводов на обратное и совпадать с направлением сканирования. В этот момент вычислительный блок выдает команду на запуск импульса лазерного излучения. Отраженное от цели лазерное излучение воспринимается ФПУ лазерного канала через временной интервал, зависящий от дальности до цели. В течение всего периода измерения дальности не должно возникать рассогласования между направлением на обнаруженную цель и направлением визирной линии ТП канала.In the target search mode, sequential viewing of the field of view by the field of view of the TP channel is carried out due to the movements of the scanning mirror. As soon as the TP channel receives a sufficient amount of energy from the target, indicating that the target is detected, its angular position in the viewing area is determined in the computing unit based on information about the coordinates of the target image on the FPU matrix of the TP channel and information from the angle sensors of the scanning mirror. In the general case, the direction to the detected target and the direction of the line of sight corresponding to the center of the FPU matrix of the TP channel and conjugate to the optical axis of the laser channel do not coincide. Since the process of reviewing a given area of space is not interrupted, and the scanning mirror does not stop, the line of sight continuously moves in the scanning direction, and the target image on the FPU matrix also continuously moves. After the target has been found, the mirror channel deflector drives the TP channel (as well as the mirror channel deflector mirror laser channels working simultaneously with them), which give additional movement to the line of sight corresponding to the center of the FPU matrix in the opposite direction to the scanning direction. At the moment when the direction of the line of sight coincides with the direction to the detected target, the image of the target is in the center of the FPU TP channel matrix. After that, the direction of movement of the mirrors of the deflectors should be switched with the help of appropriate drives to the opposite and coincide with the direction of scanning. At this point, the computing unit issues a command to trigger a laser pulse. The laser radiation reflected from the target is perceived by the FPU of the laser channel through a time interval depending on the distance to the target. During the entire range measurement period, there should be no mismatch between the direction to the detected target and the direction of the target line of the TP channel.
В прототипе угловые перемещения зеркал дефлекторов и сканирующего зеркала в двух взаимно перпендикулярных направлениях связаны коэффициентами передачи, равными соответственно угловым увеличениям первых звеньев оптических систем лазерного и ТП каналов (либо коэффициенту М в ТП канале). Эти коэффициенты зависят от выбранных конструктивных параметров оптических систем каналов и являются вполне определенными величинами. Если сканирующее зеркало неподвижно, перемещение изображения цели от приводов зеркала дефлектора ТП канала происходит соответственно вдоль и поперек строк матрицы ФПУ. Направление перемещения изображения цели от приводов сканирующего зеркала при неподвижном зеркале дефлектора зависит от положения центра поля зрения в зоне обзора, поскольку при повороте сканирующего зеркала вокруг вертикальной оси (лежащей в плоскости фиг.1 прототипа) происходит также поворот поля зрения в зоне обзора относительно направления перемещения визирной линии. Кроме того, от положения центра поля зрения в зоне обзора зависит и угловая скорость сканирования. Если сканирующее зеркало повернуто вокруг горизонтальной оси вращения и при этом составляет с вертикальной осью угол, отличающийся от 45° на величину α, угловая скорость перемещения визирной линии (скорость сканирования) при повороте зеркала вокруг вертикальной оси изменяется прямо пропорционально cos2α.In the prototype, the angular displacements of the mirrors of the deflectors and the scanning mirror in two mutually perpendicular directions are connected by transmission coefficients equal respectively to the angular increases of the first links of the optical systems of the laser and TP channels (or the coefficient M in the TP channel). These coefficients depend on the selected design parameters of the optical systems of the channels and are quite definite values. If the scanning mirror is stationary, moving the target image from the mirror drive of the TP channel deflector occurs along and across the rows of the FPU matrix. The direction of movement of the target image from the drives of the scanning mirror with a fixed mirror of the deflector depends on the position of the center of the field of view in the field of view, since when the scanning mirror rotates around a vertical axis (lying in the plane of FIG. 1 of the prototype), the field of view also rotates in the field of view relative to the direction of movement target line. In addition, the angular scanning speed depends on the position of the center of the field of view in the field of view. If the scanning mirror is rotated around the horizontal axis of rotation and at the same time makes an angle α different from 45 ° by the vertical axis, the angular velocity of the line of sight (scanning speed) when the mirror rotates around the vertical axis is directly proportional to cos2α.
Следовательно, компенсация с помощью зеркала дефлектора углового перемещения визирной линии ТП канала при повороте сканирующего зеркала возможна только в частном случае, когда нормали этих зеркал лежат в одной плоскости, а сканирующее зеркало стоит под углом 45° к вертикальной оси вращения. Во всех остальных случаях при совместном действии приводов сканирующего зеркала и приводов дефлекторов остановка движения визирной линии ТП канала, а также оптически сопряженной с ней оптической оси лазерного канала, не происходит из-за возникающего рассогласования направлений и скоростей движения визирной линии ТП канала от приводов сканирующего зеркала и от приводов дефлекторов. Кроме того, дополнительное рассогласование возникает из-за погрешностей синхронизации работы приводов зеркал дефлекторов, а также из-за погрешностей соответствия коэффициентов передачи ТП и лазерного каналов. Таким образом, существенным недостатком прототипа является то, что дальнометрирование цели в процессе непрерывного движения сканирующего зеркала, т.е. обеспечение требуемой вероятности наведения лазерного излучения на цель, возможно только в одной точке зоны обзора и при условии, что цель неподвижна. Вместе с тем введение дефлекторов усложняет конструкцию, увеличивает энергопотребление и массу, а также уменьшает надежность системы.Therefore, compensation using the mirror of the deflector of the angular displacement of the target line of the TP channel when the scanning mirror is rotated is possible only in the particular case when the normals of these mirrors lie in one plane and the scanning mirror is at an angle of 45 ° to the vertical axis of rotation. In all other cases, with the combined action of the scanning mirror drives and the deflector drives, the movement of the target line of the TP channel, as well as the optical axis of the laser channel optically coupled to it, does not occur due to a mismatch of the directions and speeds of the target line of the TP channel from the drives of the scanning mirror and from deflector drives. In addition, an additional mismatch arises due to errors in the synchronization of the mirror drives of the deflectors, as well as due to errors in the correspondence of the transmission coefficients of the TP and the laser channels. Thus, a significant disadvantage of the prototype is that the targeting in the process of continuous movement of the scanning mirror, i.e. providing the required probability of laser radiation aiming at the target is possible only at one point of the field of view and provided that the target is stationary. At the same time, the introduction of deflectors complicates the design, increases energy consumption and weight, and also reduces the reliability of the system.
Вероятность наведения лазерного излучения на цель (вероятность накрытия цели узким лазерным пучком) зависит как от несовпадения направлений визирной линии ТП канала и оптической оси лазерного канала, так и от величины элементарного поля зрения ТП канала. При уменьшении элементарного поля зрения повышается вероятность наведения лазерного излучения на цель. В прототипе при выбранном ФПУ ТП канала величина элементарного поля зрения однозначно определяется фокусным расстоянием и полем зрения объектива. Эта величина в режиме поиска и обнаружения цели зависит обратно пропорционально от времени обзора заданного пространства. При малом времени обзора, которое требуется при обнаружении объектов, движущихся с большой скоростью, например атакующих ракет, и при условии отсутствия пропусков цели необходимо увеличенное поле зрения ТП канала. При этом вклад составляющей погрешности наведения, обусловленной величиной элементарного поля зрения ТП канала, может быть значительным, и это не позволит обеспечить требуемую вероятность наведения лазерного излучения на цель.The probability of laser radiation pointing at the target (the probability of covering the target with a narrow laser beam) depends both on the mismatch of the directions of the target line of the TP channel and the optical axis of the laser channel, and on the magnitude of the elementary field of view of the TP channel. With a decrease in the elementary field of view, the probability of laser radiation pointing at the target increases. In the prototype, with the selected FPU TP channel, the value of the elementary field of view is uniquely determined by the focal length and field of view of the lens. This value in search and target detection mode is inversely proportional to the viewing time of a given space. With a short viewing time, which is required when detecting objects moving at high speed, for example, attacking missiles, and provided there are no misses in the target, an increased field of view of the TP channel is necessary. In this case, the contribution of the guidance error component due to the elementary field of view of the TP channel can be significant, and this will not make it possible to provide the required probability of laser radiation aiming at the target.
Задачей, на решение которой направлено изобретение, является уменьшение времени обзора заданного пространства, повышение вероятности наведения лазерного излучения на цель и расширение функциональных возможностей системы, что позволяет повысить надежность защиты ЛА от террористических атак.The problem to which the invention is directed is to reduce the viewing time of a given space, increase the likelihood of laser radiation pointing at a target and expand the system’s functionality, which improves the reliability of aircraft protection from terrorist attacks.
Указанная задача решается тем, что в комбинированной оптико-электронной системе, содержащей обтекатель, сканирующее зеркало с датчиками углового положения и приводами, дихроичное зеркало и сопряженные со сканирующим зеркалом теплопеленгационный канал, содержащий оптическую систему и фотоприемное устройство, передающий лазерный канал с излучателем и оптической системой и приемный лазерный канал, содержащий оптическую систему и фотоприемное устройство, компонент, оптически сопрягающий передающий и приемный лазерные каналы, а также вычислительный блок, при этом выходы фотоприемных устройств теплопеленгационного и приемного лазерного каналов, выходы датчиков углового положения сканирующего зеркала подключены к соответствующим входам вычислительного блока, соответствующие управляющие выходы которого подключены к приводам сканирующего зеркала, оптическая система теплопеленгационного канала выполнена с возможностью изменения ее фокусного расстояния и поля зрения, снабжена приводом и датчиком положения, выход которого подключен к соответствующему входу вычислительного блока, а соответствующий управляющий выход подключен к входу привода оптической системы теплопеленгационного канала.This problem is solved by the fact that in a combined optical-electronic system containing a cowl, a scanning mirror with angular position sensors and drives, a dichroic mirror and a heat-detecting channel coupled to the scanning mirror, containing an optical system and a photodetector transmitting a laser channel with an emitter and an optical system and a receiving laser channel comprising an optical system and a photodetector, a component that optically matches the transmitting and receiving laser channels, and also a numerical unit, wherein the outputs of the photodetectors of the heat direction finding and receiving laser channels, the outputs of the angular position sensors of the scanning mirror are connected to the corresponding inputs of the computing unit, the corresponding control outputs of which are connected to the drives of the scanning mirror, the optical system of the heat direction finding channel is configured to change its focal length and field view, equipped with a drive and a position sensor, the output of which is connected to the corresponding input Yelnia unit and the corresponding control output connected to the input drive teplopelengatsionnogo channel optical system.
А также тем, что в передающем лазерном канале между оптической системой и компонентом, оптически сопрягающим передающий и приемный лазерные каналы, установлено дихроичное зеркало для ввода дополнительного лазерного излучения.And also due to the fact that in the transmitting laser channel between the optical system and the component that optically matches the transmitting and receiving laser channels, a dichroic mirror is installed to introduce additional laser radiation.
А также тем, что в приемном лазерном канале между оптической системой и фотоприемным устройством установлено дихроичное зеркало для вывода излучения на телевизионное фотоприемное устройство.As well as the fact that a dichroic mirror is installed in the receiving laser channel between the optical system and the photodetector to output radiation to the television photodetector.
На фиг.1 приведена блок-схема системы.Figure 1 shows a block diagram of a system.
Комбинированная оптико-электронная система содержит обтекатель 1, сканирующее зеркало 2, снабженное датчиками углового положения (ДУЛ) 3, 4 и приводами 5, 6 по двум взаимно перпендикулярным осям, дихроичное зеркало 7, теплопеленгационный (ТП) канал 8, содержащий оптическую систему 9 и фотоприемное устройство (ФПУ) 10. Оптическая система 9 выполнена с возможностью изменения ее фокусного расстояния и поля зрения путем выведения из оптического тракта одного из ее компонентов 11 и введения компонента 12 и снабжена приводом 13 и датчиком положения 14. Оптико-электронная система также содержит передающий лазерный канал 15 с излучателем 16, оптической системой 17 и приемный лазерный канал 18, содержащий оптическую систему 19 и ФПУ 20. Дихроичное зеркало 7 и компонент в виде зеркала 21 служат для сопряжения ТП канала 8, передающего 15, приемного 18 лазерных каналов и сканирующего зеркала 2. В передающем лазерном канале 15 между оптической системой 17 и компонентом 21 может быть установлено дихроичное зеркало 22 для ввода излучения помехового лазера 23, а в приемном лазерном канале 18 между оптической системой 19 и ФПУ 20 может быть установлено дихроичное зеркало 24 для вывода излучения на телевизионное ФПУ 25. Выходы ФПУ 10, ФПУ 20, ДУП 3, 4 и датчика положения 14 подключены к соответствующим входам вычислительного блока 26, соответствующие управляющие выходы которого подключены к приводам 5, 6, 13.The combined optoelectronic system includes a cowl 1, a scanning mirror 2, equipped with angular position sensors (DLS) 3, 4 and actuators 5, 6 along two mutually perpendicular axes, a dichroic mirror 7, a heat direction finding (TP) channel 8, containing an optical system 9 and photodetector (FPU) 10. The optical system 9 is configured to change its focal length and field of view by removing one of its components 11 from the optical path and introducing component 12 and is equipped with a drive 13 and a position sensor 14. Opt the ico-electronic system also contains a transmitting laser channel 15 with an emitter 16, an optical system 17, and a receiving laser channel 18 containing an optical system 19 and an FPU 20. A dichroic mirror 7 and a component in the form of a mirror 21 are used to interface TP channel 8 transmitting 15, the receiving laser channels 18 and the scanning mirror 2. In the transmitting laser channel 15 between the optical system 17 and the component 21, a dichroic mirror 22 can be installed to input radiation from the jamming laser 23, and in the receiving laser channel 18 between the optical system 19 and FPU 20, a dichroic mirror 24 can be installed to output radiation to the television FPU 25. The outputs of the FPU 10, FPU 20, DUP 3, 4 and the position sensor 14 are connected to the corresponding inputs of the computing unit 26, the corresponding control outputs of which are connected to the drives 5, 6, 13.
Заявляемое устройство работает следующим образом.The inventive device operates as follows.
В режиме поиска и обнаружения цели сканирующее зеркало 2 с помощью приводов 5 и 6 непрерывно вращается относительно вертикальной оси и колеблется относительно горизонтальной оси. Таким образом осуществляется просмотр заданной круговой зоны обзора. При этом в оптический тракт ТП канала 8 по команде от бортового устройства управления (на фиг.1 не показано) через вычислительный блок 26 с помощью привода 13 должен быть введен компонент 11, обеспечивающий минимальное фокусное расстояние и максимальное поле зрения оптической системы 9 ТП канала 8. Использование в режиме поиска и обнаружения цели оптической системы 9 с широким полем зрения (≈5-8°) позволяет уменьшить время обзора заданного пространства. Как только в процессе обзора цель попадает в поле зрения оптической системы 9, и ФПУ 10 принимает достаточное количество энергии, вырабатывается сигнал, в соответствии с которым вычислительным блоком 26 принимается решение о том, что цель обнаружена, после чего сканирующее зеркало 2 останавливается в соответствии с показаниями ДУП 3 и 4. При этом цель находится в поле зрения, формируемом оптической системой 9 и матрицей ФПУ 10 ТП канала 8. Затем оптико-электронная система переключается через вычислительный блок 26 в режим сопровождения, при котором положение сканирующего зеркала 2 управляется сигналами рассогласования, полученными с ФПУ 10 ТП канала 8 через вычислительный блок 26. Сигналы рассогласования подаются на приводы 5, 6 сканирующего зеркала 2, перемещающие изображение цели к центру матрицы ФПУ 10. В это время оптическая система 9 по команде от вычислительного блока 26 переключается на максимальное фокусное расстояние и минимальное поле зрения (≈1-2°) путем выведения из оптического тракта компонента 11 и введения компонента 12. При этом величина элементарного поля зрения ТП канала 8 также становится минимальной. Приводы 5, 6 путем воздействия на сканирующее зеркало 2 продолжают перемещение изображения цели в центр поля зрения. При выработке нулевых сигналов рассогласования изображение цели удерживается с помощью приводов 5, 6 в центре матрицы ФПУ 10. Система переходит в следующий режим работы - наведение, при котором оптические оси всех каналов направлены на цель. В этот момент вычислительный блок 26 передает в бортовое устройство управления информацию о том, что система готова к передаче лазерного излучения. От бортового устройства управления подается команда на включение излучателя 16 передающего лазерного канала 15 для определения дальности до обнаруженной цели. Излучение от лазерного излучателя 16 проходит через оптическую систему 17, дихроичное зеркало 22, отражается от компонента 21 и сканирующего зеркала 2, проходит через обтекатель 1 и направляется на обнаруженную цель. Отраженное от цели лазерное излучение возвращается через обтекатель 1 на сканирующее зеркало 2, после отражения от него направляется на дихроичное зеркало 7, частично экранируясь компонентом 21, а затем поступает в приемный лазерный канал 18 через оптическую систему 19, дихроичное зеркало 24 на ФПУ 20. Сигналы с ФПУ 20 поступают в вычислительный блок 26, в котором вычисляется дальность до цели. Информация о дальности затем поступает в бортовое устройство управления. На основании информации, полученной с ФПУ 10 ТП канала 8, и информации о дальности до цели, полученной с ФПУ 20, в бортовом устройстве управления может быть принято решение о запуске помехового лазера 23 путем подачи команды на его управляющий вход. Излучение от помехового лазера 23 с помощью дихроичного зеркала 22 передающего лазерного канала 15 может быть введено в оптический тракт системы. Это излучение, отразившись от компонента 21, сканирующего зеркала 2, проходит через обтекатель 1 и направляется на обнаруженную цель. При воздействии этого излучения на чувствительные элементы ФПУ атакующей ракеты происходит нарушение ее функционирования. Часть излучения от пространства объектов, прошедшего через оптическую систему 19 и отраженного от дихроичного зеркала 24, может быть выведена в телевизионное ФПУ 25, а затем использоваться для визуализации пространства объектов, повышая тем самым информативность оптико-электронной системы.In the search and target detection mode, the scanning mirror 2 by means of drives 5 and 6 continuously rotates about a vertical axis and oscillates about a horizontal axis. Thus, a given circular viewing area is viewed. At the same time, in the optical path of the TP of channel 8, by a command from the on-board control device (not shown in Fig. 1), through the computing unit 26, a component 11 must be introduced via the drive 13 to ensure the minimum focal length and maximum field of view of the optical system 9 of the TP of channel 8 The use in the search and target detection mode of the optical system 9 with a wide field of view (≈5-8 °) reduces the viewing time of a given space. As soon as during the review, the target falls into the field of view of the optical system 9, and the FPU 10 receives a sufficient amount of energy, a signal is generated according to which the computing unit 26 decides that the target is detected, after which the scanning mirror 2 stops in accordance with indications of DUP 3 and 4. In this case, the target is in the field of view formed by the optical system 9 and the FPU matrix 10 of the channel 8 TP. Then, the optoelectronic system switches through the computing unit 26 to the tracking mode, in which ohm, the position of the scanning mirror 2 is controlled by the mismatch signals received from the FPU 10 TP channel 8 through the computing unit 26. The mismatch signals are fed to the drives 5, 6 of the scanning mirror 2, which move the target image to the center of the matrix of the FPU 10. At this time, the optical system 9 by command from the computing unit 26 switches to the maximum focal length and minimum field of view (≈1-2 °) by removing component 11 from the optical path and introducing component 12. Moreover, the value of the elementary field of view of the TP channel 8 also becomes minimal. Drives 5, 6 by acting on the scanning mirror 2 continue to move the image of the target in the center of the field of view. When generating zero mismatch signals, the target image is held with the help of drives 5, 6 in the center of the FPU matrix 10. The system goes into the next mode of operation - guidance, in which the optical axes of all channels are aimed at the target. At this point, the computing unit 26 transmits to the on-board control device information that the system is ready to transmit laser radiation. From the on-board control device, a command is issued to turn on the emitter 16 of the transmitting laser channel 15 to determine the range to the detected target. The radiation from the laser emitter 16 passes through the optical system 17, the dichroic mirror 22, is reflected from the component 21 and the scanning mirror 2, passes through the fairing 1 and is sent to the detected target. The laser radiation reflected from the target is returned through the fairing 1 to the scanning mirror 2, after reflection from it it is directed to the dichroic mirror 7, partially shielded by the component 21, and then enters the receiving laser channel 18 through the optical system 19, the dichroic mirror 24 to the FPU 20. Signals with FPU 20 enter the computing unit 26, which calculates the distance to the target. Range information is then fed to the on-board control device. Based on the information received from the FPU 10 TP channel 8, and information about the range to the target received from the FPU 20, in the on-board control device, it may be decided to start the jamming laser 23 by issuing a command to its control input. The radiation from the interfering laser 23 using the dichroic mirror 22 of the transmitting laser channel 15 can be introduced into the optical path of the system. This radiation, reflected from the component 21, of the scanning mirror 2, passes through the fairing 1 and is directed to the detected target. When this radiation affects the sensitive elements of the FPU of the attacking missile, its functioning is disturbed. Part of the radiation from the space of objects that passed through the optical system 19 and reflected from the dichroic mirror 24 can be output to a television FPU 25, and then used to visualize the space of objects, thereby increasing the information content of the optoelectronic system.
Таким образом, использование предложенной комбинированной оптико-электронной системы позволяет повысить надежность защиты ЛА от террористических атак и достичь технического результата, заключающегося в следующем:Thus, the use of the proposed combined optical-electronic system can improve the reliability of the protection of aircraft from terrorist attacks and achieve a technical result, which is as follows:
- в уменьшении времени обзора заданного пространства в режиме поиска и обнаружения цели, в повышении вероятности наведения лазерного излучения на обнаруженную цель за счет оперативного изменения фокусного расстояния оптической системы ТП канала и ее поля зрения, а также за счет управления приводами сканирующего зеркала по сигналам, полученным с ФПУ ТП канала;- to reduce the viewing time of a given space in the search and target detection mode, to increase the probability of laser radiation pointing at a detected target by quickly changing the focal length of the optical channel channel system and its field of view, as well as by controlling the scanning mirror drives using signals received with FPU TP channel;
- в расширении функциональных возможностей системы за счет введения дихроичных зеркал в передающий и приемный лазерные каналы, обеспечивающих возможность ввода излучения помехового лазера для подавления угрожающих целей и вывода видимого излучения в телевизионное ФПУ для повышения информативности системы.- in expanding the functionality of the system by introducing dichroic mirrors into the transmitting and receiving laser channels, providing the possibility of introducing radiation from an interference laser to suppress threatening targets and outputting visible radiation to a television FPU to increase the information content of the system.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014100540/28A RU2541494C1 (en) | 2014-01-09 | 2014-01-09 | Integrated optoelectronic system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014100540/28A RU2541494C1 (en) | 2014-01-09 | 2014-01-09 | Integrated optoelectronic system |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2541494C1 true RU2541494C1 (en) | 2015-02-20 |
Family
ID=53288673
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014100540/28A RU2541494C1 (en) | 2014-01-09 | 2014-01-09 | Integrated optoelectronic system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2541494C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2706391C1 (en) * | 2018-09-04 | 2019-11-18 | Публичное акционерное общество "Ростовский оптико-механический завод" | Surveillance-sighting device with combined optical axes of input pupils of working channels and with built-in laser range finder |
| RU2706519C1 (en) * | 2018-08-20 | 2019-11-19 | Публичное акционерное общество "Ростовский оптико-механический завод" | Panoramic sight with built-in laser rangefinder |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4561775A (en) * | 1983-03-07 | 1985-12-31 | Texas Instruments Incorporated | Thermally integrated laser/FLIR rangefinder |
| JPH07208979A (en) * | 1994-01-12 | 1995-08-11 | Natl Space Dev Agency Japan<Nasda> | Star sensor |
| RU2396573C2 (en) * | 2008-09-04 | 2010-08-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Производственное объединение "Уральский оптико-механический завод" имени Э.С. Яламова" | Electro-optical sighting system |
| RU2396574C2 (en) * | 2008-09-04 | 2010-08-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Производственное объединение "Уральский оптико-механический завод" имени Э.С. Яламова" | Thermal direction finder |
-
2014
- 2014-01-09 RU RU2014100540/28A patent/RU2541494C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4561775A (en) * | 1983-03-07 | 1985-12-31 | Texas Instruments Incorporated | Thermally integrated laser/FLIR rangefinder |
| JPH07208979A (en) * | 1994-01-12 | 1995-08-11 | Natl Space Dev Agency Japan<Nasda> | Star sensor |
| RU2396573C2 (en) * | 2008-09-04 | 2010-08-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Производственное объединение "Уральский оптико-механический завод" имени Э.С. Яламова" | Electro-optical sighting system |
| RU2396574C2 (en) * | 2008-09-04 | 2010-08-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Производственное объединение "Уральский оптико-механический завод" имени Э.С. Яламова" | Thermal direction finder |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2706519C1 (en) * | 2018-08-20 | 2019-11-19 | Публичное акционерное общество "Ростовский оптико-механический завод" | Panoramic sight with built-in laser rangefinder |
| RU2706391C1 (en) * | 2018-09-04 | 2019-11-18 | Публичное акционерное общество "Ростовский оптико-механический завод" | Surveillance-sighting device with combined optical axes of input pupils of working channels and with built-in laser range finder |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104142505B (en) | Laser tracker with a target detecting unit for target tracking and orientation detection | |
| US4015258A (en) | Weapon aiming system | |
| EP2564147B1 (en) | Optical transceiver built-in test (bit) | |
| US4383663A (en) | Active optical terminal homing | |
| US20090260511A1 (en) | Target acquisition and tracking system | |
| EP3017266B1 (en) | Auto-alignment system for high precision masted head mirror | |
| EP2590005B1 (en) | Faceted retro-mirror for line-of-sight jitter sensing | |
| US7443494B1 (en) | Apparatus and method for detecting optical systems in a terrain | |
| US10365067B2 (en) | System for aligning target sensor and weapon | |
| RU2335728C1 (en) | Optical-electronic search and tracking system | |
| US20100108800A1 (en) | Object detection system having an image detection system | |
| RU2541494C1 (en) | Integrated optoelectronic system | |
| US5664741A (en) | Nutated beamrider guidance using laser designators | |
| WO2013108204A1 (en) | Laser target seeker with photodetector and image sensor | |
| RU140863U1 (en) | COMBINED OPTICAL ELECTRONIC SYSTEM | |
| US20210231945A1 (en) | Hybrid lidar system | |
| JPH09170898A (en) | Guiding apparatus | |
| US9851442B1 (en) | LADAR augmented infra-red (LAIR) sensor | |
| RU2478898C1 (en) | Method of target identification and device to this end | |
| RU2012135335A (en) | METHOD AND SYSTEM OF PROTECTION OF AIRCRAFT AGAINST MISSILE PORTABLE ANTI-AIR MISSILE COMPLEXES | |
| RU2549552C2 (en) | Method of tracking aerial target and telescopic sight having tracking range finder for implementing said method | |
| RU2617459C1 (en) | Multichannel optical-location system | |
| US7175130B2 (en) | Missile steering using laser scattering by atmosphere | |
| RU63520U1 (en) | OPTICAL AND ELECTRONIC SEARCH AND MAINTENANCE SYSTEM OBJECTIVES | |
| JPH0357400B2 (en) |