UA152702U - Канал вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів з можливістю формування і обробки їх зображення, кібернетичним захистом інформації та гіростабілізацією для мобільної однопунктної вимірювальної системи - Google Patents

Abstract

Канал вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів з можливістю формування і обробки їх зображення, кібернетичним захистом інформації та гіростабілізацією для мобільної однопунктної вимірювальної системи містить керуючий елемент, блок керування дефлекторами, лазер з накачкою, модифікований селектор подовжніх мод, блок дефлекторів, передавальну оптику, радіолокаційний модуль, який складений з антени, приймально-передавальної апаратури і апаратури захисту від завад, приймальну оптику, фотодетектор, широкосмуговий підсилювач, резонансні підсилювачі, настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувачі імпульсів, тригери, реверсивні лічильники, схеми "і", схеми порівняння, спеціалізовану електронну обчислювальну машину, блок формування зображення та ннм oп-введення опорних сигналів з частотами міжмодових биттів (((м oп 2 м oп, 333м oп, 666м oп) від передавального лазера. Додатково введено гіростабілізовану платформу.

Description

він и

І ої оте : | Щі М Ж сов - ге / ї сна ВЕ 7 7» Я я 1 : -к «Кеш ! т : с 1 іт 7 З щи ку в ш-- - й ци «вон : й Я сссссссссюкнкх нят і | і що ї. | т | ху да І: у В 1 й КЕ ух Ї ше З і Що - і 7 їх гог ще ме : Знав т іі пт І що | МДЕ кю Кк я

СТ нове ко М Бонні Я, Ен /

М Як Еш і м мн о І г. о. | | Щі | | ! ; : кб Ши б ше ураз нав. тн дю

З хх са ї Кк АХ ХЕ х я ї 3 15

З т. за її ї схннккк Ку, Жено АААЖКАЖАКЯХ х й | з -

ШИНИ на а че Се іо о ї В . я ШЕ Ко З С екю п . - т : ї ї

З ї їх з Кк кі сек я лллккинкнккя ї І с -к и 1 ; сн ше п Є ки Ж, 4 ! й уунав | й енер Ти я її І і : ї і ще і БКНИ Ж СК ЗАув че го ! т: | | ! : | З НЕ оон» з і: з | :

З ее ї й ее пи

ЇЇ дня Її . В їн п ; Те ї -

К | 73 | пе ЦЕ виш і хо ЕКО Бонн ККУ ХВ ВЕ. Хо вм а їк . гу з ТУ ння КЕ і ії ї 3 Ї Ве ее 3 ек з х шй т ї Ж юне сехнедкчннннй З з : й -ш ш пахк ВІ : ПЕ їх звккм к з к ж З я пня я бант Гіх їй х. ; і ріг. 1

Запропонована корисна модель належить до галузі електрозв'язку і може бути використана для побудови мобільної однопунктної вимірювальної системи (МОВС).

Відомий "Канал вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів з можливістю формування та обробки зображення ЛА для ЛВС полігонного випробувального комплексу" (11, який містить керуючий елемент (КЕ), блок керування дефлекторами (БКД), лазер з накачкою (Лю), модифікований селектор подовжніх мод (МСПМ), блок дефлекторів (БД), передавальну оптику (ПРДО), приймальну оптику (ПРМО), фотодетектор (ФТД), широкосмуговий підсилювач (ШП), резонансні підсилювачі (РП), настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувачі імпульсів (ФІ), тригери "1"|"0" «Тр), схеми "їі" ("І"), резонансні лічильники (РЛч), схеми порівняння (СП), електронну обчислювальну машину (ЕОМ), блок формування зображення (БФ3З) та Дмм оп - введення опорних сигналів з частотами міжмодових биттів (Дмм оп 2Дмм оп, ЗДМм оп, бДАмм оп) від передавального лазера.

Недоліком відомого каналу є те, що він не може проводити зовнішньо-траєкторні вимірювання і пошук літального апарата (ЛА) у несприятливих умовах та не забезпечує кібернетичний захист інформації, що отримана.

Найбільш близьким аналогом до запропонованої корисної моделі є "Канал вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів з можливістю формування і обробки їх зображення та кібернетичним захистом інформації" |2), який містить керуючий елемент, блок керування дефлекторами, лазер з накачкою, модифікований селектор подовжніх мод, блок дефлекторів, передавальну оптику, радіолокаційний модуль (РЛМ), який складений з антени, приймально- передавальної апаратури і апаратури захисту від завад, приймальну оптику, фотодетектор, широкосмуговий підсилювач, резонансні підсилювачі, настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувачі імпульсів, тригери, схеми "і", резонансні лічильники, схеми порівняння, спеціалізовану електронну обчислювальну машину (СЕОМ), блок формування зображення та Лумоп - введення опорних сигналів з частотами міжмодових биттів (Дум оп 2Аум оп,

ЗДАум оп, бАум оп) від передавального лазера.

Недоліком каналу найближчого аналога є те, що він не забезпечує дотримання просторової стабілізації платформи, на якій розміщується суміщена приймально-передавальна апаратура та виконавчі механізми (ВМ) по кутах азимута са і місця ВД.

Зо В основу корисної моделі поставлена задача створити канал вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів з можливістю формування і обробки їх зображення, кібернетичним захистом інформації та гіростабілізацією для МОВС, який дозволить здійснювати виявлення ЛА, його захват, стійке кутове автоматичне супроводження, високоточне вимірювання кутових швидкостей у широкому діапазоні дальностей, починаючи з початкового моменту його польоту, у будь-який час року, доби і за будь-якої погоди, у будь-якій точці і за будь-яким рельєфом місцевості полігону, дотримання просторової стабілізації платформи, на якої розміщуються суміщена приймально-передавальна апаратура і ВМ по кутах азимута с і місця Д, збереження і захист інформації, яка оброблена під час проведення випробувань ЛА та, в разі необхідності, формувати і обробляти його зображення.

Поставлена задача вирішується за рахунок того, що у канал, який містить керуючий елемент, блок керування дефлекторами, лазер з накачкою, модифікований селектор подовжніх мод, блок дефлекторів, передавальну оптику, радіолокаційний модуль, який складений з антени, приймально-передавальної апаратури і апаратури захисту від завад, приймальну оптику, фотодетектор, широкосмуговий підсилювач, резонансні підсилювачі, настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувачі імпульсів, тригери, схеми "і", резонансні лічильники, схеми порівняння, спеціалізовану електронну обчислювальну машину, блок формування зображення та Лум оп - введення опорних сигналів з частотами міжмодових биттів (АДум оп 2Аум оп, ЗАуУм оп, бАУм оп) Від передавального лазера, додатково введено гіростабілізовану платформу (ГОСП).

Побудова каналу вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів з можливістю формування і обробки їх зображення, кібернетичним захистом інформації та гіростабілізацією для МОВС пов'язана з використанням одномодового богаточастотного з синхронізацією подовжніх мод випромінювання єдиного лазера-передавача, частотно-часового методу вимірювання ІЗ| РЛМ, СЕОМ та ГОСП.

Технічний результат, який може бути отриманий при здійсненні корисної моделі, полягає у виявленні ЛА, його захваті, стійкому кутовому автоматичному супроводженні, високоточному вимірюванні кутових швидкостей у широкому діапазоні дальностей, у будь-який час року, доби і за будь-якої погоди, у будь-якій точці і за будь-яким рельєфом місцевості полігону, збереженні і захисті інформації, що оброблена під час проведення випробувань ЛА, та, в разі необхідності, 60 формуванні і обробці його зображення.

На фіг. 1 приведена узагальнена структурна схема запропонованого каналу, де: Дум оп 2Аум оп, ЗДАуУм оп, бДуУм оп - ВВеденняЯ опорних сигналів з частотами міжмодових биттів від лазера-передавача; І - для визначення вимірювальної інформації; І - для визначення зображення ЛА та ЇІЇ - для виявлення ЛА та його захвату на автоматичне супроводження.

На фіг. 2 приведено створення рівносигнального напрямку (РСН) та сканування 4-мя діаграмами спрямованості (ДС) лазерного випромінювання (ЛВ) в ортогональних площинах.

На фіг. З приведено створення лазерного сигналу з просторовою модуляцією поляризації.

На фіг. 4 приведені епюри напруг з виходів блоків запропонованого каналу.

Запропонований канал вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів з можливістю формування і обробки їх зображення, кібернетичним захистом інформації та гіростабілізацією для МОВС містить керуючий елемент 1, блок керування дефлекторами 2, лазер з накачкою 3, модифікований селектор подовжніх мод 4, блок дефлекторів 5, передавальну оптику 6, радіолокаційний модуль 7, який складений з антени, приймально-передавальної апаратури і апаратури захисту від завад, приймальну оптику 8, фотодетектор 9, широкосмуговий підсилювач 10, резонансні підсилювачі 11, настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувачі імпульсів (ФІ 1-12, ФІ 2-13, ФІ 3-14), тригери 15, реверсивні лічильники 16, схеми "ї" 17, схеми порівняння 18, спеціалізовану електронну обчислювальну машину 19, блок формування зображення 20, гіростабілізовану платформу 21 та Дум оп - введення опорних сигналів з частотами міжмодових биттів (Лум оп 2АДум оп, ЗДАуУм оп, бЛАум оп) Від передавального лазера.

Робота запропонованого каналу вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів з можливістю формування і обробки їх зображення, кібернетичним захистом інформації та гіростабілізацією для МОВС полягає у наступному. Із синхронізованого одномодового багаточастотного спектра випромінювання лазера-передавача (Ли) за допомогою МСПМ виділяються необхідні пари частот і окремі частоти для створення: - РОН на основі формування сумарної ДС ЛВ, завдяки 4-м парціальним ДС ЛВ, що частково перетинаються, за умови використання комбінацій подовжніх мод ("підфарбованих" різницевими частотами міжмодових биттів)

Дуватхм5-маеДмм, Дмое?-М9-м72ДАмм, АувзимМв-мзиЗАмм, ЛУувоМ8-м2бАмми;

Зо - лазерного сигналу з просторовою модуляцією поляризації, за умови використання сигналу

З ПОДОВЖжНЬОЇ МОДИ Мп (у ПОДалЬьшОМмУуУ Мп, Мпг).

За допомогою МСПМ та БФЗ створюється лазерний сигнал з просторовою модуляцією поляризації шляхом розведення ЛВ (несучої частоти) на два променя з поворотом плоскості поляризації на кут 90" в одному з них (фіг. 3).

При цьому, випромінювання апертури першого і другого каналів в апертурній плоскості ШОМ рознесені на відстані р. Різність ходу пучків до картинної плоскості ЛА ХОУ змінюється вдовж осі

Х від точки до точки. Обумовлена цим різність фаз між поляризованими компонентами, що ортогональні, поля у картинній плоскості також змінюється від точки до точки. Залежно від різності фаз у картинній плоскості змінюється вигляд поляризації сумарного поля сигналу, що зондує від лінійної через еліптичну і циркулюючу до лінійної, ортогональної до початкової і т.д.

Період зміни вигляду поляризації визначається базою між випромінювачами р та відстанню до картинної плоскості К. Розподіл інтенсивності в реєстрованому зображенні ЛА промодульовано за гармонійним законом з коефіцієнтом модуляції, дорівнює значенню ступеня поляризації випромінювання, що відбито, у даній ділянці поверхні ЛА.

Сигнал частот міжмодових биттів Дум, 2Аум, ЗАум, блАум надходить на БД, що складається з 4-х п'єзоелектричних дефлекторів. Парціальні ДС ЛВ попарно зустрічно сканують БД у кожній з двох ортогональних площин (фіг. 1, 2). Період сканування задається БКД, який разом з Лн живляться від КЕ.

Проходячи через ПРДО, груповий лазерний імпульсний сигнал пар частот м5,м4-Дум,

Мме,м7-2Дум, М6,Мз-ЗАум та м8,ма-6бЛум фокусується у скановані точки простору, оскільки здійснюється зустрічне сканування двома парами ДС ЛВ у кожній з двох ортогональних площин сірд(хХ У).

При цьому, лазерний сигнал з просторовою модуляцією поляризації (мпі та мог) проходить вдовж РОН (фіг. 2).

Прийняті ПРМО від ЛА, відбиті у процесі сканування чотирьох ДС, лазерні імпульсні сигнали і огинаючі сигнали ДС ЛВ, за допомогою ФТД перетворюються в електричні імпульсні сигнали на різницевих частотах міжмодових биттів. Підсилені ШП вони розподіляються: - у БФЗ для обробки відбитого лазерного сигналу із просторовою модуляцією поляризації, що зондує, від поверхні ЛА; 60 - по РП, що настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів Дум від, 2Лум від, ЗЛуУм від, бЛуУм від.

При цьому, імпульсні сигнали радіочастоти, що надходять з РП Дум від та РП 2Аум від формують сигнал кутової швидкості сг, а РП ЗАумвід та РП бАумвід - По кутовій швидкості Д".

При відбитті лазерного сигналу з просторовою модуляцією поляризації, що зондує, від поверхні ЛА змінюються амплітудні ії фазові співвідношення між ортогонально поляризаційними компонентами, параметри їх поляризаційні і, відповідно, комплексні коефіцієнти когерентності відбитого поля.

Просторовий розподіл поляризаційних характеристик такого відбитого сигналу за зміною контрасту модуляційної структури зображення несе також інформацію про типи матеріалів у складі поверхні ЛА, їх характеристики і тощо, яка відображається у СЕОМ. Тому, у БФЗ здійснюється поляризаційна обробка поля, що приймається.

Формування сигналу прискорення сг полягає у наступному (фіг. 1).

Виділені імпульси ФІ 1 першої лінії (І) від опорної частоти Дум оп надходять на РЛч 1 (фіг. 4).

У цей же час відбитий від ЛА сигнал частоти міжмодових биттів, який перетворюється ФІД у радіочастоту міжмодових биттів Лум від, змінюється за законом руху ДС ЛВ, перетворюється у другій лінії (І) ФІ 2 у точках переходів півперіодів сканування у імпульси (один імпульс за півперіод сканування), надходить на Тр "1" та запускає його першим імпульсом.

Імпульс, що надходить першим, від Тр відкриває РЛч для рахування імпульсів від Фі 1 на схему "І" та для перезапису на СП. Другий імпульс від Тр надходить на реверсивний вхід того ж

РЛУч, який здійснює зворотній рахунок імпульсів, що надходять через нього. Надходячи на Тр, третій імпульс і наступні імпульси здійснюють дію таким же чином, як перший. Другий імпульс не надходить на схему "І", а третій імпульс надходить, як і перший на ФІ 3, схему "І", пропускає різностне число на СП і т.д.

Таким чином, у РЛч записується число імпульсів, яке дорівнює різності подовженого та покороченого півперіоду сканування (руху ДС ЛВ). Півперіод сканування подовжується тоді, коли швидкість руху ЛА співпадає зі швидкістю руху ДС ЛВ, а коли не співпадає - покорочується (фіг. 4).

Формування сигналу кутової швидкості Д' відбувається таким же чином, як і для кутової швидкості аг (фіг. 1).

За несприятливими погодними умовами (дощ, сніг і тощо) захоплення (захват) РЛМ на

Зо супроводження ЛА починається шляхом перегляду області простору, де він знаходиться.

Супроводження РЛМ триває до тих пір, поки не перейде на автоматичне супроводження сумарною ДС ЛВ. Інформація від РЛМ надходить на СЕОМ.

Відображення та обробка вимірювальної інформації про кутові швидкості відбувається у

СЕОМ.

Для збереження інформації, яка оброблена під час проведення випробувань ЛА, у пам'яті

СЕОМ використовується база даних - сукупність взаємопов'язаних даних, організованих відповідно до схеми даних таким чином, щоб з ними міг працювати користувач.

Підвищення швидкості обробки інформації, яка надходить на СЕОМ, здійснюється за рахунок використання технології синтезу часу параметризованих паралельних програм.

Комплексна програмно-технічна система захисту інформації (даних) у СЕОМ забезпечує уникнення ризиків витоку відомостей, що становлять закриту інформацію (захист від потенційних кібератак та незаконного заволодіння сторонніми особами).

ГПіростабілізована платформа забезпечує дотримання просторової стабілізації платформи каналу, на якій розміщена суміщена приймально-передавальна апаратура та ВМ по кутах азимута с і місця ВД, що дозволяє застосовувати МОВС на випробувальному полігоні у будь-якій точці та за будь-яким рельєфом місцевості.

Формування ДС лазерного випромінювання і створення РСН пов'язано із задоволенням жорстких вимог, що пред'являються до спектра випромінювання одномодового багаточастотного лазера-передавача, тобто високоточної синхронізації подовжніх мод і

БО стабілізації частот міжмодових биттів.

Джерела інформації: 1. Патент на корисну модель Мо 75331, Україна, Мпк 5015 17/42, 5015 17/66. Канал вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів з можливістю формування та обробки зображення ЛА для ЛВС полігонного випробувального комплексу /О0.ФВ. Коломійцев, Г.В.

Альошин, Д.Г. Васильєв та ін. - Мо и201206419; заяв. 28.05.2012; опубл. 26.11.2012; Бюл. Мо 22. -6 с. 2. Патент на корисну модель Мо 150148, Україна, МПК 5015 17/42, 5015 17/66. Канал вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів з можливістю формування і обробки їх зображення та кібернетичним захистом інформації/О.В. Коломійцев, І.І. Сачук, Г.В. Альошин та 60 ін. - Мо и202104657; заяв. 12.08.2021; опубл. 06.01.2022; Бюл. Мо 1. -6 с.

З. Патент на корисну модель Ме55645, Україна, МПК 5015 17/42, 5015 17/66. Частотно- часовий метод пошуку, розпізнавання та вимірювання параметрів руху літального апарату /0.В.

Коломійцев - Мо и201005225; заяв. 29.04.2010; опубл. 27.12.2010; Бюл. Мо 24. - 14 с.

Claims (1)

1. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Канал вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів з можливістю формування і обробки їх зображення, кібернетичним захистом інформації та гіростабілізацією для мобільної однопунктної вимірювальної системи, який містить керуючий елемент, блок керування дефлекторами, лазер з накачкою, модифікований селектор подовжніх мод, блок дефлекторів, передавальну оптику, радіолокаційний модуль, який складений з антени, приймально- передавальної апаратури і апаратури захисту від завад, приймальну оптику, фотодетектор, широкосмуговий підсилювач, резонансні підсилювачі, настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувачі імпульсів, тригери, реверсивні лічильники, схеми "її", схеми порівняння, спеціалізовану електронну обчислювальну машину, блок формування зображення та Аумоопг-введення опорних сигналів з частотами міжмодових биттів (Дум оп 2Аум оп, ЗАуУм оп, бАУм оп) від передавального лазера, який відрізняється тим, що додатково введено гіростабілізовану платформу. : ! шк й ; У УК Ї х УК ї Е : пен нн, Й . т і. я 5 ож ке хх. : . ї Х х : їж К оеесоссссюсюссссссо 3 КВ їб Ж 17 денну ї Кх ув веж секкккрюяо шк Я т ї 5. яЕ : ННІ г Явна рр еВ рен вен ЯМ одежі БУ ря 1 а 5 ій сш ОН С) іа п п т ІН Я ел т ВЕ 1 ння І М 5 ; з УМ р 0 ум 3 ХЕХ а В Я я я кі І Зм МИТ нення рення КО Коен Шон її «їв з її нн Е ї Аз св Ї ден бешненя Мн ОО дк 1 | п нене (в за» ЕТ : і : М щу й ї : ї ї ї на ЗАжа ще ренні Я І х хі Ж і; ! жі і ня І Сн Мн ши : банан Пр рен ення : ї 1 ву. То ОО однюмиї вень : був г о нні : ож | оре Ех ї і ї ї Ух ох

   Фіг. 1