RU2698944C1 - Способ определения направления на источник лазерного излучения - Google Patents
Способ определения направления на источник лазерного излучения Download PDFInfo
- Publication number
- RU2698944C1 RU2698944C1 RU2018146643A RU2018146643A RU2698944C1 RU 2698944 C1 RU2698944 C1 RU 2698944C1 RU 2018146643 A RU2018146643 A RU 2018146643A RU 2018146643 A RU2018146643 A RU 2018146643A RU 2698944 C1 RU2698944 C1 RU 2698944C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- laser radiation
- cylinder
- radiation source
- matrix
- light
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S3/00—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received
- G01S3/78—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received using electromagnetic waves other than radio waves
- G01S3/782—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области приема и преобразования лазерного излучения и может быть использовано для регистрации лазерного излучения, воздействующего на космический аппарат (КА). Заявлен способ определения направления на источник лазерного излучения, согласно которому лазерное излучение регистрируют светочувствительными элементами и определяют направление на источник излучения по результатам обработки зарегистрированных сигналов. Для определения направления на источник лазерного излучения при снижении весогабаритных характеристик измерительного прибора светочувствительные элементы объединяют в плоскую матрицу, устанавливают светонепроницаемый цилиндр в центре матрицы ортогонально ее поверхности, диаметр цилиндра выбирают порядка поперечного размера светочувствительного элемента, высоту цилиндра выбирают из условия попадания тени цилиндра на поверхность матрицы при изменении угла падения лазерного излучения в заданных пределах. Технический результат – определение направления на источник лазерного излучения при снижении весогабаритных характеристик измерительного прибора.
Description
Изобретение относится к области приема и преобразования лазерного излучения и может быть использовано для регистрации лазерного излучения, воздействующего на космический аппарат (КА).
Известно защищенное патентом изобретение - аналог: патент №2506547, заявка 2012140350/28 МПК G01J 1/44, 2012 год «Приемник импульсных оптических сигналов» (Вильнер В.Г., Волобуев В.Г., Почтарев В.Л., Рябокуль Б.К.). Изобретение относится к технике приема импульсного оптического излучения, преимущественно к приемникам импульсных лазерных дальномеров и подобных устройств для измерения временных интервалов между оптическими импульсами. Приемник импульсных оптических сигналов, содержащий фотоприемник с источником смещения и нагрузкой, подключенной к усилителю, усилитель выполнен в виде двух транзисторных повторителей с общей нагрузкой, вход одного из повторителей подключен к нагрузке фотоприемника, а вход второго повторителя имеет возможность подключения к внешнему источнику сигнала, причем параллельно входам транзисторных повторителей введены ключи, связанные с коммутатором, управляющим их замыканием и размыканием в противофазе. Технический результат заключается в повышении точности временной привязки принятого сигнала и, соответственно, высокой точности измерений с помощью приборов, в которых используется такой приемник. Недостатком изобретения является невозможность его использования, когда не известно направление воздействия лазерного излучения.
Известно защищенное патентом изобретение - аналог: патент №2566370, заявка 2013138906/28 МПК G01J 5/58, 2013 год «Космический приемник - преобразователь лазерного излучения» (Корнилов В.А., Тугаенко В.Ю., Мацак И.С.). Изобретение относится к области создания приемников - преобразователей на основе полупроводниковых фотоэлектрических преобразователей для преобразования электромагнитной энергии лазерного излучения высокой плотности. Заявлена конструкция космического приемника-преобразователя лазерного излучения в двух вариантах исполнения. В первом варианте приемник-преобразователь выполнен в виде трех взаимно перпендикулярных круговых панелей с точкой пересечения, совпадающей с их геометрическими центрами; каждая круговая панель с двух сторон представляет приемную плоскость, на которой установлены фотоэлектрические преобразователи. Тыльные контакты фотоэлектрических преобразователей охлаждаются радиальными прямолинейными, дугообразными и периферийными дугообразными тепловыми трубами. Второй вариант отличается от первого конструкцией тепловых труб: применяются V-образные и дугообразные тепловые трубы. Техническим результатом является повышение мощности и эффективности приемника-преобразователя, повышение КПД преобразования, надежности и ресурса работы. Недостатком изобретения состоит в том, что космический приемник-преобразователь лазерного излучения ориентирован только на прием сигналов излучения высокой интенсивности.
Известно защищенное патентом изобретение - аналог: заявка №2011148951/11, МПК G01S 17/00, 2011 год, патент №2494415, «Способ обнаружения пассивного космического объекта при сближении с ним активного космического аппарата» (Старовойтов Е.И., Афонин В.В.). Способ включает сканирование пространства путем разворота активного КА с жестко установленной на нем лазерной локационной станции (ЛЛС) по каналу тангажа или курса до обнаружения пассивного КА. Ширина диаграммы направленности зондирующего излучения ЛЛС в направлении сканирования минимальна, а в перпендикулярном направлении угол ее расходимости равен угловому размеру зоны обзора. Обнаружение пассивного КА осуществляют в мгновенном поле зрения многоэлементного приемника излучения ЛЛС. Это поле совпадает с диаграммой направленности ЛЛС. Техническим результатом изобретения является повышение надежности за счет исключения оптико-механического сканирования с использованием движущихся деталей. Недостатком способа-аналога является низкая оперативность сканирования, которое осуществляется путем разворота активного КА.
Известно заявленное изобретение - аналог: патент №2619168, от 07.12.2015, «Способ определения направления на активный объект, преднамеренно сближающийся с космическим аппаратом» (Яковлев М.В. и др.), согласно которому принимают сигналы, излучаемые приближающимся активным объектом, измеряют амплитуду и выполняют обработку принимаемых сигналов. Для приема сигналов применяют детекторы плоской формы. Детекторы располагают на поверхности сферической оболочки ортогонально радиус-вектору из центра сферической оболочки к точке касания с детектором. Внутри сферической оболочки помещают материал - поглотитель излучения. Направление на активный приближающийся объект определяют по радиус-вектору, направленному на детектор с максимальной амплитудой регистрируемого сигнала. Недостатком способа - аналога является невозможность одновременной регистрации лазерного излучения в различных диапазонах электромагнитного спектра.
Известно заявленное изобретение - прототип: патент №2653149, от 25.05.2017, «Всенаправленный многоспектральный измеритель лазерного излучения» (Яковлев М.В., Яковлев Д.М.), согласно которому измеритель содержит детекторы плоской формы, расположенные на поверхности сферической оболочки, а также материал - поглотитель излучения внутри сферической оболочки. Детекторы выполнены в виде набора плоских регистрирующих элементов, обладающих различной спектральной чувствительностью и контактирующих между собой через слой изолирующего материала. Реализуемость заявляемого всенаправленного многоспектрального измерителя лазерного излучения подтверждается наличием известных технологий создания и опытом практического применения полупроводниковых фотонных приемников излучения ультрафиолетового, видимого и ближнего инфракрасного (с граничной длиной волны до 1,2 мкм) диапазонов спектра (см., например, монографию: А.В. Войцеховский, И.И. Ижнин, В.П. Савчин, Н.М. Вакив - Физические основы полупроводниковой фотоэлектроники, Томск, Издательский Дом Томского государственного университета, 2013. 560 с.). Недостатком способа-прототипа является сложность конструкции измерителя в виде сферической оболочки, на поверхности которой располагаются детекторы плоской формы, и его значительные весогабаритные характеристики.
Целью предлагаемого изобретения является определение направления на источник лазерного излучения при снижении весогабаритных характеристик измерительного прибора.
Указанная цель достигается в заявляемом способе определения направления на источник лазерного излучения, согласно которому лазерное излучение регистрируют светочувствительными элементами и определяют направление на источник излучения по результатам обработки зарегистрированных сигналов. Светочувствительные элементы объединяют в плоскую матрицу, устанавливают светонепроницаемый цилиндр в центре матрицы ортогонально ее поверхности, диаметр цилиндра выбирают порядка поперечного размера светочувствительного элемента, высоту цилиндра выбирают из условия попадания тени цилиндра на поверхность матрицы при изменении угла падения лазерного излучения в заданных пределах.
Обоснование реализуемости и практической значимости заявляемого способа заключается в следующем. При воздействии лазерного излучения на поверхности плоской матрицы образуется область тени от цилиндра, расположенного в центре матрицы. Положение тени однозначно идентифицируется по разности показаний светочувствительных элементов, одни из которых освещены, а другие находятся в области тени. Направление тени на поверхности матрицы определяет азимутальное направление действующего лазерного луча. Угол падения луча относительно нормали к поверхности матрицы определяется из тригонометрии по отношению высоты цилиндра и протяженности его тени на поверхности матрицы. Совокупность данных по азимутальному направлению и углу падения лазерного луча на поверхность матрицы однозначно определяют направление на источник действующего лазерного излучения. Высоту цилиндра выбирают из условия попадания тени цилиндра на поверхность матрицы при изменении угла падения лазерного излучения в заданных пределах, поэтому при наблюдении в пределах азимутального угла 180° рациональной формой внешнего контура матрицы могут быть многоугольник или окружность. Заявляемый способ может быть реализован при меньших весогабаритных характеристиках измерительного прибора по сравнению с прототипом.
Таким образом, техническая возможность реализации, практическая значимость и положительный эффект заявляемого способа определения направления на источник лазерного излучения не вызывают сомнений.
Claims (1)
- Способ определения направления на источник лазерного излучения, согласно которому лазерное излучение регистрируют светочувствительными элементами и определяют направление на источник излучения по результатам обработки зарегистрированных сигналов, причем светочувствительные элементы объединяют в плоскую матрицу, устанавливают светонепроницаемый цилиндр в центре матрицы ортогонально ее поверхности, диаметр цилиндра выбирают порядка поперечного размера светочувствительного элемента, высоту цилиндра выбирают из условия попадания тени цилиндра на поверхность матрицы при изменении угла падения лазерного излучения в заданных пределах.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018146643A RU2698944C1 (ru) | 2018-12-25 | 2018-12-25 | Способ определения направления на источник лазерного излучения |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018146643A RU2698944C1 (ru) | 2018-12-25 | 2018-12-25 | Способ определения направления на источник лазерного излучения |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2698944C1 true RU2698944C1 (ru) | 2019-09-02 |
Family
ID=67851689
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018146643A RU2698944C1 (ru) | 2018-12-25 | 2018-12-25 | Способ определения направления на источник лазерного излучения |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2698944C1 (ru) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5319188A (en) * | 1993-02-19 | 1994-06-07 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Collinated light direction sensor system |
WO2005024454A2 (en) * | 2003-09-08 | 2005-03-17 | Ryan David Riel | Apparatus and methods for detecting and locating signals |
RU2566370C2 (ru) * | 2013-08-20 | 2015-10-27 | Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" | Космический приемник-преобразователь лазерного излучения |
RU2619168C1 (ru) * | 2015-12-07 | 2017-05-12 | Михаил Викторович Яковлев | Способ определения направления на активный объект, преднамеренно сближающийся с космическим аппаратом |
RU2653149C1 (ru) * | 2017-05-29 | 2018-05-07 | Михаил Викторович Яковлев | Всенаправленный многоспектральный измеритель лазерного излучения |
-
2018
- 2018-12-25 RU RU2018146643A patent/RU2698944C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5319188A (en) * | 1993-02-19 | 1994-06-07 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Collinated light direction sensor system |
WO2005024454A2 (en) * | 2003-09-08 | 2005-03-17 | Ryan David Riel | Apparatus and methods for detecting and locating signals |
RU2566370C2 (ru) * | 2013-08-20 | 2015-10-27 | Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" | Космический приемник-преобразователь лазерного излучения |
RU2619168C1 (ru) * | 2015-12-07 | 2017-05-12 | Михаил Викторович Яковлев | Способ определения направления на активный объект, преднамеренно сближающийся с космическим аппаратом |
RU2653149C1 (ru) * | 2017-05-29 | 2018-05-07 | Михаил Викторович Яковлев | Всенаправленный многоспектральный измеритель лазерного излучения |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11513223B2 (en) | Ladar system and method with cross-receiver | |
US11703567B2 (en) | Measuring device having scanning functionality and settable receiving ranges of the receiver | |
US3781552A (en) | Self-calibrating multiple field of view telescope for remote atmospheric electromagnetic probing and data acquisition | |
US11448733B2 (en) | Measuring apparatus for geometric 3D scanning of surroundings with a multiplicity of transmission channels and semiconductor photomultiplier sensors | |
CN107727008B (zh) | 一种测量主动光电系统收发同轴的装置及方法 | |
US7277053B2 (en) | Apparatus and methods for detecting and locating signals | |
JPS63309825A (ja) | 光検出兼光の方向決定装置 | |
RU2375724C1 (ru) | Способ лазерной локации заданной области пространства и устройство для его осуществления | |
RU2653149C1 (ru) | Всенаправленный многоспектральный измеритель лазерного излучения | |
Razenkov | Turbulent Lidar: I− Design | |
Manojlovic et al. | Optimization of optical receiver parameters for pulsed laser-tracking systems | |
RU2698944C1 (ru) | Способ определения направления на источник лазерного излучения | |
Makynen et al. | Displacement sensing resolution of position-sensitive detectors in atmospheric turbulence using retroreflected beam | |
RU2717385C1 (ru) | Устройство для ориентации космического аппарата по направлению лазерного луча | |
RU2526218C1 (ru) | Устройство глазкова определения углового положения источника света и способ глазкова его работы | |
Hu | Theory and technology of laser imaging based target detection | |
Tayel et al. | Robust design and analysis for opto-mechanical two array laser warning system | |
RU2684947C1 (ru) | Способ всенаправленной регистрации изображения в оптическом диапазоне | |
RU2678256C1 (ru) | Способ засветки оптико-электронных приборов малогабаритных беспилотных летательных аппаратов | |
Soskind et al. | Development of path-integrated remote chirped laser dispersion spectrometer with automatic target tracking | |
Barbaric et al. | Optimization of optical receiver parameters for pulsed laser tracking systems | |
Rai et al. | Detection of angle-of-arrival of the laser beam using a cylindrical lens and Gaussian beam curve fitting | |
Qiao et al. | Design and demonstration of target detection in the ultraviolet spectrum | |
RU2422853C1 (ru) | Прибор для статистического исследования распределения энергии бликовых переотражений лазерного излучения от морской поверхности | |
Mäkynen et al. | Small angle measurement in a turbulent environment using position-sensitive detectors |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20201226 |