UA152785U - Канал вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів з гіростабілізацією для мобільної однопунктної вимірювальної системи - Google Patents

Abstract

Канал вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів з 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 "1"|"0", реверсивні лічильники, схеми "і", схеми порівняння, електронну обчислювальну машину, блок формування зображення та іім oп-введення опорних сигналів з частотами міжмодових биттів (((м oп, 222м oп, 333м oп, 6,,м oп) від передавального лазера. Додатково введено гіростабілізовану платформу.

Description

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

Відомий "Канал вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів з можливістю формування та обробки зображення ЛА для ЛВС полігонного випробувального комплексу" (І, 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), блок формування зображення (БФ3З), резонансні підсилювачі (РП), настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувачі імпульсів (ФІ), тригери "1"|"0" (Тр), схеми "ії" ("", реверсивні лічильники (РЛч), схеми порівняння (СП), електронну обчислювальну машину (ЕОМ), блок формування зображення (БФ3З) та Дум оп - введення опорних сигналів з частотами міжмодових биттів (Дмм оп, 2Амм оп, ЗДМм оп, 6 Дмм оп) від передавального лазера.

Недоліком відомого каналу є те, що він не може проводити зовнішньо-траєкторні вимірювання і пошук літального апарату (ЛА) у несприятливих умовах.

Найближчим аналогом є канал вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів з можливістю формування і обробки їх зображення для мобільної однопунктної вимірювальної системи (21, 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 "1"|"0", схеми "їі", реверсивні лічильники, схеми порівняння, електронну обчислювальну машину, блок формування зображення та Дмм оп - введення опорних сигналів з частотами міжмодових биттів (Дмм оп, 2Амм оп, ЗДмм оп, бАмм оп) від передавального лазера.

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

В основу корисної моделі поставлена задача створити канал вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів з гіростабілізацією для мобільної однопунктної вимірювальної системи, 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 а і місця ДВ, збереження інформації, яка оброблена під час проведення випробувань ЛА та, в разі необхідності, формувати і обробляти його зображення.

Поставлена задача вирішується тим, 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, налаштовані на відповідні частоти міжмодових биттів, формувачі імпульсів, тригери, "1"|"0", схеми "і", реверсивні лічильники, схеми порівняння, електронну обчислювальну машину, блок формування зображення та Дмм оп - введення опорних сигналів з частотами міжмодових биттів (Дмм оп, 2 Дмм оп, З ДМм оп, 6 ДМм оп) від передавального лазера, згідно з корисною моделлю додатково введено гіростабілізовану платформу (ГСП).

Побудова каналу вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів з гіростабілізацією для мобільної однопунктної вимірювальної системи пов'язана з використанням одномодового багаточастотного з синхронізацією подовжніх мод випромінювання єдиного лазера-передавача, частотно-часового методу вимірювання |З|, РЛМ та ГОСП.

Здійснення 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 інформації, що оброблена під час проведення випробувань ЛА та, в разі необхідності, формуванні і обробці його зображення.

Суть корисної моделі пояснюється кресленнями, де на фіг. 1 приведена узагальнена структурна схема запропонованого каналу, де: Дмм оп, 2Амм оп, ЗАМм оп, б ДМм оп - введення опорних сигналів з частотами міжмодових биттів від лазера-передавача; | - для визначення вимірювальної інформації; ІІ - для визначення зображення ЛА та ІІ - для виявлення ЛА та його 60 захвату на автоматичне супроводження.

На фіг. 2 приведено створення рівносигнального напрямку (РСН) та сканування 4-ма 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 гіростабілізацією для мобільної однопунктної вимірювальної системи 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 "1710" 15, реверсивні лічильники 16, схеми "ї" 17, схеми порівняння 18, електронну обчислювальну машину 19, блок формування зображення 20, гіростабілізовану платформу 21 та Дмм оп - введення опорних сигналів з частотами міжмодових биттів (Дмм оп, 2Мм оп, ЗДМм оп, бМм оп) від передавального лазера.

Робота запропонованого каналу вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів з гіростабілізацією для мобільної однопунктної вимірювальної системи полягає у наступному.

Із синхронізованого одномодового багаточастотного спектра випромінювання лазера- передавача (Лн) за допомогою МСПМ виділяються необхідні пари частот і окремі частоти для створення: - РОН на основі формування сумарної ДС ЛВ, завдяки частково таким, що перетинаються, 4-м парціальним ДС ЛВ, за умови використання комбінацій подовжніх мод ("підфарбованих" різницевими частотами міжмодових биттів) Дм5ашм5-маеДми, Дмое7-Мме-м7т2Дмм, Дмвз-мв-узеЗДмм,

Думво-мв-м2-6 Дмуи; - лазерного сигналу з просторовою модуляцією поляризації, за умови використання сигналу з подовжньої моди м (у подальшому ми, мгг).

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

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

Х від точки до точки. Обумовлена цим різниця фаз між поляризованими компонентами, що ортогональні, поля у картинній площині також змінюється від точки до точки. В залежності від різниці фаз у картинній площині змінюється вигляд поляризації сумарного поля сигналу, що зондує від лінійної через еліптичну і циркулюючу до лінійної, ортогональної до початкової і т. ін.

Період зміни вигляду поляризації визначається базою між випромінювачами р та відстанню до картинної площини 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 частої міжмодових биттів Дмм, 2Амм, ЗАми та бДми 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,ма-Дмм, мо, м7т2ДАмм, мб, мзжЗАмм та м8в,ма-бАмм фокусується у точки простору, що скануються, 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; - по РП, що настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів Дмм від, 2 Дмм від, З ДМм від, б ДМм від.

При цьому, імпульсні сигнали радіочастоти, що надходять з РП Дмм від і РП 2 Дмм від формують сигнал кутової швидкості с", а РП ЗДмм від і РП бдДмм від - кутової швидкості ВД" (фіг. 1).

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 ЕОМ. Тому, у БФЗ здійснюється поляризаційна обробка поля, що приймається.

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

Виділені імпульси ФІ 1 першої (І) лінії від опорної частоти Дмм 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 Дум 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

РЛУ, який здійснює зворотний 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 різницеве число на СП і т.д.

Таким чином, у РЛч записується число імпульсів, яке дорівнює різниці 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 - скорочується (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 супроводження ЛА починається шляхом перегляду області простору, де він знаходиться.

Супроводження РЛМ триває доти, доки не перейде на автоматичне супроводження сумарною

Зо ДС ЛВ. Інформація від РЛМ надходить на ЕОМ. Відображення та обробка вимірювальної інформації про кутові швидкості ЛА відбувається у ЕОМ.

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

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

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

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

Формування ДС ЛВ 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 стабілізації частот міжмодових биттів.

Claims (1)

1. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Канал вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів з 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 "1"|"0", реверсивні лічильники, схеми "їі", схеми порівняння, електронну обчислювальну машину, блок формування зображення та Дум оп- введення опорних сигналів з частотами міжмодових биттів (Аум оп, 2Аум оп, ЗАУм оп, бАум оп) ВІД передавального лазера, який відрізняється тим, що додатково введено гіростабілізовану платформу.

   уня І уникне т НО , і ве Р З " гі пеня ТЗ в Вон :

   б. ЩЕ т Мною ; е ШО, 9 ва Ст Й СБ Я 5 я НЯ бен З з дужку І : І Аа знчнненнонну ретнетнно : ії | З ше зехноюнссой В БЕ ІВ м із Ї В ень п-Я у їЗ по Шакнннннннй МиккнкнвЗняккурнкя і щі 16 і. ! омана ДА в У - шк І ОО дру бюст КУ ч 14 | і НЕ дн ЕВ ве ЗВ Тннесеой Мнений Моне і їй СТЕ зднх в пееоесеснс КУ М і іх З ЇХ ддняннняннннну іо п. ти ери : і З ія : Ж цо- ЗХ 4 еВ, М З Р дннннй р пами Кн їх но в 14 | в ! ! у и ; КН ї І : в баби ба ПЛ Я тет а вв но - ї Важ від, рення А бно ня ВЗ ІК НЯ, ї її Н «ріг. Ум ЗАче фе нич я є з Мф дер. й М а г бум г ї Ку ча 3 х пня А ЖАКААААААХАХАХАААХАААААААХААХААААХЯ г Ж ою 7 м : ших ОЦК па ИН ЕІ й. м ЕК т сан А с КЗ у ї Мекки 1 ї чаї Ми ик я ри щі, ця Б и їх ТК й У Сеня як т ЗАше Я за я й я кт й я я Ко шк я о ї г я рай , кс МОВ

   Фіг. 2