UA153353U

UA153353U - Канал вимірювання похилої дальності до літальних апаратів з використанням частот міжмодових биттів та гіростабілізацією для мобільної однопунктної інформаційно-вимірювальної системи полігонних випробувань

Info

Publication number: UA153353U
Application number: UAU202204757U
Authority: UA
Inventors: Олексій Володимирович Коломійцев; Геннадій Володимирович Пєвцов; Андрій Вікторович Тристан; Ольга Анатоліївна Усачова; Андрій Володимирович Власов; Сергій Миколайович Гулий; Вадим Володимирович Шевага; Іван Євгенович Ряполов; Оксана Володимирівна Жирна; Ірина Григорівна Ячна
Original assignee: Державний науково-дослідний інститут випробувань і сертифікації озброєння та військової техніки
Priority date: 2022-12-14
Filing date: 2022-12-14
Publication date: 2023-06-21

Abstract

Канал вимірювання похилої дальності до літальних апаратів з використанням частот міжмодових биттів та гіростабілізацією для мобільної однопунктної інформаційно-вимірювальної системи полігонних випробувань містить керуючий елемент, блок керування дефлекторами, лазер з накачкою, селектор подовжніх мод з багаточастотним розділенням каналів, призми для частоти міжмодових биттів дνм, модифікований блок дефлекторів, перемикач для частот міжмодових биттів Δνм і 2Δνм, передавальну оптику, радіолокаційний модуль, який складений з антени, приймально-передавальної апаратури і апаратури захисту від завад, приймальну оптику, фотодетектори, широкосмуговий підсилювач, інформаційний блок, резонансні підсилювачі, настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувач імпульсів, схему "і", фільтр із заданою смугою пропускання, диференційовані ланцюжки, випрямлячі, тригер, детектор, диференційовану оптику, підсилювач, фільтр, лічильник та спеціалізовану електронну обчислювальну машину, гіростабілізовану платформу.

Description

Корисна модель належить до галузі електрозв'язку і може бути використана для побудови мобільної однопунктної інформаційно-вимірювальної системи (МОЇІВС) полігонних випробувань модернізованих і перспективних зразків літальних апаратів (ЛА).

Відомий "Канал вимірювання похилої дальності до літальних апаратів з використанням частот міжмодових биттів та додаткового сканування для полігонного випробувального комплексу" (1), який містить керуючий елемент (КЕ), блок керування дефлекторами (БКД), лазер з накачкою (Лн), селектор подовжніх мод з багаточастотним розділенням каналів (СПМ БРК), призми для частоти міжмодових биттів АЛмм, модифікований блок дефлекторів (МБД), перемикач для частот міжмодових биттів Дмм і 2Амми, передавальну оптику (ПРДО), приймальну оптику (ПРМО), фотодетектори (ФТД), широкосмуговий підсилювач (ШП), інформаційний блок (ІБ), резонансні підсилювачі (РП), настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувач імпульсів (ФІ), тригер "1"О" (Тр), схему "ії" ("І"), лічильники (Лч), фільтр із заданою смугою пропускання (Фп), детектор (Дет), диференційовану оптику (ДО), підсилювач (П), фільтр (Ф), диференційовані ланцюжки (ДЛ), випрямлячі (Вип) та електронну обчислювальну машину (ЕОМ).

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

Найближчим аналогом корисної моделі є "Канал вимірювання похилої дальності до літальних апаратів з використанням частот міжмодових биттів, додатковим скануванням та кібернетичним захистом отриманої інформації" (2), який містить керуючий елемент, блок керування дефлекторами, лазер з накачкою, селектор подовжніх мод з багаточастотним розділенням каналів, призми для частоти міжмодових биттів Лмм, модифікований блок дефлекторів, перемикач для частот міжмодових биттів Дмм і 2Ами, передавальну оптику, радіолокаційний модуль (РЛМ), який складений з антени, приймально-передавальної апаратури і апаратури захисту від завад, приймальну оптику, фотодетектори, широкосмуговий підсилювач, інформаційний блок, резонансні підсилювачі, настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувач імпульсів, тригер, схему "і", лічильники, фільтр із заданою смугою пропускання, детектор, диференційовану оптику, підсилювач, фільтр, диференційовані ланцюжки,

Зо випрямлячі та спеціалізовану електронну обчислювальну машину (СЕОМ).

Недоліком каналу найближчого аналога є те, що він не забезпечує дотримання просторової стабілізації платформи, на якій розміщено суміщену приймально-передавальну апаратуру та виконавчі механізми (ВМ) по кутах азимута а і місця вД.

В основу корисної моделі поставлена задача створити канал вимірювання похилої дальності до літальних апаратів з використанням частот міжмодових биттів та гіростабілізацією для мобільної однопунктної інформаційно-вимірювальної системи полігонних випробувань, який дозволить здійснювати виявлення ЛА, його захват, стійке кутове автоматичне супроводження, високоточне вимірювання похилої дальності до ЛА 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 якій розміщуються суміщена приймально-передавальна апаратура і

ВМ по кутах азимута а і місця ДВ, багатоканальний (М) інформаційний взаємозв'язок з ЛА на частотах міжмодових биттів УАмм ... МАммп, збереження і захист інформації, яка оброблена під час проведення випробувань ЛА та, в разі необхідності, його пошук (сканування сумарною діаграмою спрямованості (ДС) лазерного випромінювання (ЛВ) у заданій зоні за заданим законом сканування у невеликому куті).

Поставлена задача вирішується тим, що у канал вимірювання похилої дальності до літальних апаратів з використанням частот міжмодових биттів та гіростабілізацією для мобільної однопунктної інформаційно-вимірювальної системи полігонних випробувань, який містить керуючий елемент, блок керування дефлекторами, лазер з накачкою, селектор подовжніх мод з багаточастотним розділенням каналів, призми для частоти міжмодових биттів

Амм, модифікований блок дефлекторів, перемикач для частот міжмодових биттів Дум і 2Дмм, передавальну оптику, радіолокаційний модуль, який складений з антени, приймально- передавальної апаратури і апаратури захисту від завад, приймальну оптику, фотодетектори, широкосмуговий підсилювач, інформаційний блок, резонансні підсилювачі, настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувач імпульсів, схему "і", фільтр із заданою смугою пропускання, диференційовані ланцюжки, випрямлячі, тригер, детектор, диференційовану оптику, підсилювач, фільтр, лічильник та спеціалізовану електронну обчислювальну машину, згідно з корисною моделлю, додатково введено гіростабілізовану платформу (ГОСП).

Побудова каналу вимірювання похилої дальності до літальних апаратів з використанням частот міжмодових биттів та гіростабілізацією для мобільної однопунктної інформаційно- вимірювальної системи полігонних випробувань пов'язана з використанням одномодового богаточастотного з синхронізацією подовжніх мод випромінювання єдиного лазера-передавача, частотно-часового методу вимірювання |З|, РЛМ та ГОСП.

Корисна модель полягає у виявленні ЛА, його захваті, стійкому кутовому автоматичному супроводженні, високоточному вимірюванні похилої дальності 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, багатоканальному інформаційному взаємозв'язку з ЛА, збереженні і захисті інформації, що оброблена під час проведення випробувань ЛА та, в разі необхідності, його додатковий пошук у невеликому куті.

Суть корисної моделі пояснюють креслення, де на фіг. 1 наведено передавальний бік узагальненої структурної схеми запропонованого каналу, де: І - вимірювальний сигнал; ІІ - інформаційний сигнал; ПІІ - радіолокаційний сигнал.

На фіг. 2 наведена узагальнена структурна схема запропонованого каналу.

На фіг. З приведено створення рівносигнального напрямку (РСН) та сканування сумарною

ДС ЛВ у невеликому куті і окремо 4-ма ДС ЛВ у ортогональних площинах.

На фіг. 4 наведені епюри напруг з виходів блоків вимірювання похилої дальності до ЛА, де: а) від блока опорного сигналу; б) від блока відбитого сигналу.

Канал вимірювання похилої дальності до літальних апаратів з використанням частот міжмодових биттів та гіростабілізацією для мобільної однопунктної інформаційно-вимірювальної системи полігонних випробувань містить керуючий елемент 1, блок керування дефлекторами 2, лазер з накачкою 3, селектор подовжніх мод з багаточастотним розділенням каналів 4, призми для частоти міжмодових биттів Лмм, модифікований блок дефлекторів 5, перемикач для частот міжмодових биттів Дмм і 2Дмм, передавальну оптику 6, радіолокаційний модуль 7, який складений з антени, приймально-передавальної апаратури і апаратури захисту від завад, приймальну оптику 8, фотодетектори 9, широкосмуговий підсилювач 10, інформаційний блок 11, резонансні підсилювачі 12, настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувач імпульсів 13, схему "і" 14, фільтр із заданою смугою пропускання 15, диференційовані ланцюжки

Зо 16, випрямлячі 17, тригер 18, детектор 19, диференційовану оптику 20, підсилювач 21, фільтр 22, пічильник 23, спеціалізовану електронну обчислювальну машину 24 та гіростабілізовану платформу 25.

Робота каналу вимірювання похилої дальності до літальних апаратів з використанням частот міжмодових биттів та гіростабілізацією для мобільної однопунктної інформаційно- вимірювальної системи полігонних випробувань полягає у наступному.

Зі спектра випромінювання одномодового багаточастотного з синхронізацією подовжніх мод лазера-передавача (Лю) за допомогою СПМ БРК виділяються необхідні пари частот для створення: - багатоканального (М) інформаційного зв'язку, за умови використання сигналів комбінацій подовжніх мод (на різницевій частоті міжмодових биттів Дм101--м10-мі-УАми, ... МАммп); - РСН 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?-Мм9-м722ДАмм, Дмвз-мв-мзеЗАмим, Ам -М8-м2бАмми.

Груповий лазерний сигнал, який складений з частот міжмодових биттів МАммп, минаючи

МБД, потрапляє на ПРДО, де змішується (модулюється) з інформаційним сигналом від ІБ та формує багатоканальний (М) інформаційний сигнал, що передається на ЛА (створення взаємозв'язку) (Фіг. 1, 2).

Водночас імпульсний лазерний сигнал (вимірювальний) частот міжмодових биттів Дмим, 2Амм,

ЗАмм і бДум надходить на МБД, що складається з 4-х п'єзоелектричних дефлекторів. Парціальні

ДС ЛВ попарно зустрічно сканують МБД 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, ме,м7т2Дмм, мв,мз-ЗАмм ота м8в,ма-бАмм фокусується у скануємі точки простору, оскільки здійснюється зустрічне сканування двома парами ДС ЛВ у кожній з двох ортогональних площин сірд(хХ У).

При цьому, інформаційний лазерний сигнал частот 9УДАми ... МАммп та радіолокаційний сигнал проходять вдовж РСН (Фіг. 3).

Принцип роботи грубої шкали каналу вимірювання похилої дальності до ЛА полягає у бо наступному (Фіг. 2 - 4).

На передавальному боці.

Виділена СПМ БРК зі спектра ЛВ перша пара частот м5,4, розщеплюється під дією розщеплювача (призми) на два оптичні сигнали: 1) основний (а) - сканується БД під певним кутом (з часом Тапр, що задається від БКД), який проходить через перемикач (П) для виділення "бланкуючого" імпульсу (бланк - нуль) і розщеплювач, де відбувається виділення додаткового сигналу (б), та надходить на ПРДО і далі на ЛА; 2) додатковий (б) - перетворюється ФТД у електричний імпульсний сигнал різницевої частоти міжмодового биття Лмм та надходить на Фі!ї, де відбувається виділення "пачок" імпульсів, прийнятих схемою "І".

Прийняті приймальною оптикою відбиті від ЛА інформаційний та, у процесі сканування чотирьох ДС ЛВ, лазерні імпульсні сигнали і огинаючі сигнали ДС ЛВ за допомогою ФТД перетворюються у електричні імпульсні сигнали на різницевих частотах міжмодових биттів.

Підсилені ШП, вони розподіляються: - у ІБ для обробки інформації, яка приймається від ЛА; - по РП, які настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів: Дмм від, 2Амм від, ЗДМм від, бАМм від.

У зв'язку з тим, що канал, що пропонується, використовується у структурі МОЇІВС, імпульсні сигнали радіочастоти, що надходять з РП Дмм від формують сигнал про похилу дальність до ЛА, а РП 2Ами від, РП ЗАми від і РП бАми від - до інших вимірювальних каналів системи.

Отриманий від ФТД додатковий оптичний сигнал частоти м5,4 з "Сланкуючими" імпульсами, перетворений у сигнал АДум, здобуває чіткі границі "Сланкуючого" імпульсу та, проходячи ДО, підсилюється.

Фільтр зі смугою пропускання П-1/1і (де ті - тривалість імпульсу) виділяє з загального сигналу "бланкуючі" імпульси - у імпульси сигнали, які, проходячи ДЛ і Вип - (ФІ-ДЛяеВип), виділяються у вигляді одного короткого імпульсу за початок "бланкуючого" імпульсу та надходять на Тр з індексом "1", включаючи його.

На приймальному боці. Відбитий від ЛА основний сигнал частот м5, У сумі з груповим, минаючи ПРМО, перетворюється ФТД у електричний імпульсний сигнал Дми, підсилюється ШП, виділяється у РП, як сигнал міжмодової частоти Амм і, проходячи через Дет, перетворюється таким же чином, як і додатковий електричний сигнал (б) частоти Дмм та надходить на Тр тільки з індексом "0", "нерекидаючи" його.

Сигнал, що надходить з Тр на схему "І", здійснює періодичне "відкриття" і "закриття" проходу для "пачок" імпульсів з ФІ1, що підраховуються Лч та відпрацьовуються у вигляді числа про похилу дальність до ЛА у СЕОМ.

Таким чином відбувається вимірювання похилої дальності до ЛА на грубій шкалі. Перехід на точну шкалу (генерація пікосекундних імпульсів) здійснюється одразу після припинення включення перемикача (формування "бланкуючого" імпульсу).

Так як канал вимірювання похилої дальності до ЛА введений до складу структури МОЇІВС, то вмикання та вимикання перемикача (П) відбувається одночасно для 2-х (пар) частот мб і мо.

Апаратурні похибки вимірювання похилої дальності до ЛА у запропонованому каналі - це похибки визначення початку і кінця відліку часового інтервалу, похибки за рахунок дискретності та нестабільності частоти проходження тактових (рахункових) імпульсів.

Точність оцінки інтервалу визначається крутістю огинаючої при заданому граничному значенні напруги Шп та залежить від форми скануючої ДС ЛВ і відносини сигнал/шум.

Кількість інформаційних каналів (М) залежить від кількості мод (м п), які мають необхідні вихідні характеристики для використання.

В разі необхідності виявлення ЛА під час його пошуку, груповий сигнал, який складений з частот міжмодових биттів, за допомогою МБД сканується сумарною ДС ЛВ у заданій зоні за заданим законом сканування, де кут та напрямок відхилення ДС ЛВ задається БКД (Фіг. 1, 3).

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

Обробка та відображення вимірювальної інформації про похилу дальність до ЛА 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 у відповідності 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 якої. розміщена суміщена приймально-передавальна апаратура та ВМ по кутах азимута а і місця ВД, що дозволяє застосовувати МОЇВС на випробувальному полігоні у будь-якій точці та за будь-яким рельєфом місцевості.

Формування сумарної ДС ЛВ, створення РСН, інформаційного каналу для каналу пов'язано із задоволенням жорстких вимог, які пред'являються до спектра випромінювання одномодового багаточастотного лазера-передавача, тобто високоточної синхронізації подовжніх мод і стабілізації частот міжмодових биттів.

Джерела інформації: 1. Патент на корисну модель Мо82288, Україна, МПК 5015 17/42, 5015 17/66. Канал вимірювання похилої дальності до літальних апаратів з використанням частот міжмодових биттів та додаткового сканування для полігонного випробувального комплексу /О.В.

Коломійцев, І.І. Сачук, Г.В. Альошин та ін. - Мо и201302177; заяв. 21.02.2013; опубл. 25.07.2013;

Бюл. Мо 14. -6 с. 2. Патент на корисну модель Мо 150910, Україна, МПК 2015 17/42, 5015 17/66. Канал вимірювання похилої дальності до літальних апаратів з використанням частот міжмодових биттів, додатковим скануванням та кібернетичним захистом отриманої інформації /0.В.

Коломійцев, Г.В. Альошин, Д.П. Мар'єнко та ін. - Мо и202107404; заяв. 20.12.2021; опубл. 04.05.2022; Бюл. Ме18.-6 с.

З. Патент на корисну модель Мо 55645, 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

ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ

Канал вимірювання похилої дальності до літальних апаратів з використанням частот міжмодових биттів та гіростабілізацією для мобільної однопунктної інформаційно-вимірювальної системи полігонних випробувань, який містить керуючий елемент, блок керування дефлекторами, лазер з накачкою, селектор подовжніх мод з багаточастотним розділенням каналів, призми для частоти міжмодових биттів Амми, модифікований блок дефлекторів, перемикач для частот міжмодових биттів Дмм і 2Ами, передавальну оптику, радіолокаційний модуль, який складений з антени, приймально-передавальної апаратури і апаратури захисту від завад, приймальну оптику, фотодетектори, широкосмуговий підсилювач, інформаційний блок, резонансні підсилювачі, настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувач імпульсів,

схему "і", фільтр із заданою смугою пропускання, диференційовані ланцюжки, випрямлячі, тригер, детектор, диференційовану оптику, підсилювач, фільтр, лічильник та спеціалізовану електронну обчислювальну машину, який відрізняється тим, що додатково введено гіростабілізовану платформу.