UA153682U - Канал вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів з використанням частот міжмодових биттів та гіростабілізацією для мобільної однопунктної інформаційно-вимірювальної системи - Google Patents

Abstract

Канал вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів з використанням частот міжмодових биттів та гіростабілізацією для мобільної однопунктної інформаційно-вимірювальної системи, який містить керуючий елемент, блок керування дефлекторами, лазер з накачкою, селектор подовжніх мод з багаточастотним розділенням каналів, модифікований блок дефлекторів, передавальну оптику, радіолокаційний модуль, який складений з антени, приймально-передавальної апаратури і апаратури захисту від завад, приймальну оптику, фотодетектор, широкосмуговий підсилювач, багатофункціональний інформаційний блок з б-введенням сигналу від каналу вимірювання кутових швидкостей літального апарату, резонансні підсилювачі, настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувачі імпульсів, тригери, реверсивні лічильники, схеми "і", схеми порівняння, спеціалізовану електронну обчислювальну машину та vм оп-введення опорних сигналів з частотами міжмодових биттів ((vм оп, 22vм оп, 33vм оп, 66vм оп) від передавального лазера. Додатково введено гіростабілізовану платформу.

Description

оо бнйнн О шення ВА нн В ння

Іони тр по г 7 Той рів Ше 5 ! в, КК се ! іст Бонтерно 7 ВАумвщ я 1 ОТ в шк пий ш її ! : ви ЯК на хОЖЕ М Е З В рю ти деососоо соток нота. ВХ їх 1 7 : ня рр» їі 7 і : і р: 5 ї ї ; зі я Кеюююкюо - : Я 3 ов І! З г | 7 Зоя ретро вия ! ;

Х ккд Е У 300 еснмерррооюх Е сяк й св я 1 т.

З ї и : ЕТ лету Ко Ї ові ма і

Іі ; і ШК Ж М фею Й Й нак

Жов ФА тенеенр ренйнін рен ще г. ! В к ри КК і ща її ех їБб ей їі : 5-й

Пре п й по М вк ин. райо

Ї і М а акне їі З стен УЖ ар бееннннй УМюехенню тен с Яка і рі у» щі 0 Бон» с зах з рвнну ренежненх пеккнідіннех . зо 5 Жліхе ЖИх М ду СЕ с Ї Я з Кожак ма і ЩІ : Феенннтнснй Ж 17 РКО нен ор ! ще Що Збука СК Бонн Х ще Ж т !

Х і ! ї ох МК ож с ЩО є п деновню, т я сення ЗК 16 ЯК 16,

Х ок Друк 3 ї З їх ї | т: 3 - Ї

КО юю сек ж ; ї а Мохмммумкммнй З бно Мама я й ; й -к ЖЖ рн | їв

КокрменнннК ба Тр снення ВАН ІБ КО

Кооненєєєтний Кеенніконшиї 0 Зенпедеєеєсссяй

Фіг. 1

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

Відомий "Канал вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів з використанням частот міжмодових биттів та можливістю пошуку і розпізнавання ЛА для полігонного випробувального комплексу" |1), який містить керуючий елемент (КЕ), блок керування дефлекторами (БКД), лазер з накачкою (Ли), селектор подовжніх мод з багаточастотним розділенням каналів (СПМ БРК), модифікований блок дефлекторів (МБД), передавальну оптику (ПРДО), приймальну оптику (ПРМО), фотодетектор (ФТД), широкосмуговий підсилювач (ШП), багатофункціональний інформаційний блок (БІБ) з б - введенням сигналу від каналу вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів (ЛА), резонансні підсилювачі (РП), настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувачі імпульсів (ФІ), тригери, "10" (Тр), схеми "і" ("І"), реверсивні лічильники (РЛч), схеми порівняння (СП), електронну обчислювальну машину (ЕОМ) та Дум оп - введення опорних сигналів з частотами міжмодових биттів (Дмм оп, 2Амм оп, ЗАМм оп, бАМмоп) від передавального лазера.

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

Як найближчий аналог вибрано "Канал вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів з використанням частот міжмодових биттів та кібернетичним захистом отриманої інформації"

ІЛ), який містить керуючий елемент, блок керування дефлекторами, лазер з накачкою, селектор подовжніх мод з багаточастотним розділенням каналів, модифікований блок дефлекторів, передавальну оптику, радіолокаційний модуль (РЛМ), який складений з антени, приймально- передавальної апаратури і апаратури захисту від завад, приймальну оптику, фотодетектор, широкосмуговий підсилювач, багатофункціональний інформаційний блок з б - введенням сигналу від каналу вимірювання кутових швидкостей ЛА, резонансні підсилювачі, настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувачі імпульсів, тригери, схеми "і", реверсивні лічильники, схеми порівняння, спеціалізовану електронну обчислювальну машину (СЕОМ) та

Амм оп - Введення опорних сигналів з частотами міжмодових биттів (Амм оп, 2Амм оп, ЗАМм оп, бАмМм оп) від передавального лазера.

Зо 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.

В основу корисної моделі поставлена задача створити канал вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів з використанням частот міжмодових биттів та гіростабілізацією для МОЇІВС, який дозволить здійснювати виявлення ЛА, його захват, високоточне вимірювання кутових швидкостей (прискорення сс і Р") 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, дотримання просторової стабілізації платформи, на якій розміщуються суміщена приймально- передавальна апаратура і ВМ по кутах азимута с; і місця р, багатоканальну (М) передачу команд керування ЛА на частотах міжмодових биттів ОАмм...МАммп, збереження і захист інформації, яка оброблена та, в разі необхідності, додатковий пошук ЛА сумарною діаграмою спрямованості (ДС) лазерного випромінювання (ЛВ) у заданій зоні простору за заданим законом сканування та його розпізнавання.

Поставлена задача вирішується за рахунок того, що у канал найближчого аналога, який містить керуючий елемент, блок керування дефлекторами, лазер з накачкою, селектор подовжніх мод з багаточастотним розділенням каналів, модифікований блок дефлекторів, передавальну оптику, радіолокаційний модуль, який складений з антени, приймально- передавальної апаратури і апаратури захисту від завад, приймальну оптику, фотодетектор, широкосмуговий підсилювач, багатофункціональний інформаційний блок з б - введенням сигналу від каналу вимірювання кутових швидкостей ЛА, резонансні підсилювачі, настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувачі імпульсів, тригери, схеми "і", реверсивні лічильники, схеми порівняння, спеціалізовану електронну обчислювальну машину, Дмм оп - введення опорних сигналів з частотами міжмодових биттів (Амм оп, 2АМм оп, ЗАМм оп, бАМм оп) ВІД передавального лазера додатково введено гіростабілізовану платформу (ГСП).

Побудова каналу вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів з використанням частот міжмодових биттів та гіростабілізацією для МОЇІВС пов'язана з використанням одномодового богаточастотного з синхронізацією подовжніх мод випромінювання єдиного лазера-передавача, частотно-часового методу вимірювання |ЗІ, РЛМ та ГОСП.

Технічний результат, який може бути отриманий при здійсненні корисної моделі, полягає у бо виявленні ЛА, його захваті, 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, багатоканальній передачі команд керування на ЛА на частотах міжмодових биттів, збереженні і захисті інформації, яка оброблена та, в разі необхідності, додаткового пошуку ЛА у заданій зоні простору та його розпізнаванні.

Суть корисної моделі пояснюють креслення, де на фіг. 1 приведена узагальнена структурна схема запропонованого каналу, де: І - вимірювальний сигнал; ІЇ - інформаційний сигнал; ПІ - радіолокаційний сигнал; Дмм оп ... - введення опорних сигналів з частотами міжмодових биттів (Амм оп, 2АМм оп, ЗАМм оп, бАМм оп) Від передавального лазера; б - введення сигналу від каналу вимірювання кутових швидкостей ЛА.

На фіг. 2 приведено створення рівносигнального напрямку (РСН) та сканування сумарною

ДС лазерного випромінювання (ЛВ) у невеликому куті і окремо 4-мя ДС ЛВ в ортогональних площинах.

На фіг. З приведені епюри напруг з виходів блоків пропонованого каналу.

Запропонований канал вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів з використанням частот міжмодових биттів та гіростабілізацією для МОЇВС містить керуючий елемент 1, блок керування дефлекторами 2, лазер з накачкою 3, селектор подовжніх мод з багаточастотним розділенням каналів 4, модифікований 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, багатофункціональний інформаційний блок 11 з б - введенням сигналу від каналу вимірювання кутових швидкостей ЛА, резонансні підсилювачі 12, настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувачі імпульсів (ФІ 1-13, ФІ 2-14, ФІ 3-15), тригери 16, реверсивні лічильники 17, схеми "і" 18, схеми порівняння 19, спеціалізовану електронну обчислювальну машину 20, гіростабілізовану платформу 26 та Дмм сп - введення опорних сигналів з частотами міжмодових биттів (Амм оп, 2АМм оп, ЗАМм оп, бАМм оп) Від передавального лазера.

Робота запропонованого каналу вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів з використанням частот міжмодових биттів та гіростабілізацією для МОЇВС 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 Ам'ої-м10-м1-9Амм, ... МАмМмп); - 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)

ДМБа-М5-Ма-АмМм, АМе?-Мм9-М7-2 мм,

Дмв3з-мв-М3-ЗАмМм, АМв2-Мв-М2-6АМи.

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

МЕД, потрапляє на ГТРДО, де змішується (модулюється) з інформаційним сигналом від БІБ та формує багатоканальний (М) інформаційний сигнал, що передається на ЛА (створення взаємозв'язку) (фіг. 1, 2).

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

ЗАмм та блАмм 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,м4-Дмм,

Мме,м7-2АМм, М6,М3-ЗАМм та м8,м2-6ЛАМм фокусується у скановані точки простору, оскільки здійснюється зустрічне сканування двома парами ДС ЛВ у кожній з двох ортогональних площин с ії В (Х ї У). При цьому, груповий (інформаційний) лазерний сигнал частот УАмим...М Дммп проходить вдовж РСН (фіг. 2).

Прийняті ПРМО від ЛА інформаційні та лазерні імпульсні сигнали і огинаючі сигнали ДС ЛВ, відбиті в процесі сканування чотирьох ДС ЛВ, за допомогою ФТД перетворюються в електричні імпульсні сигнали на різницевих частотах міжмодових биттів.

Підсилені ШП вони розподіляються: - У БІБ для обробки інформації, що приймається від ЛА та його розпізнавання; - по РП, що настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів Амм від, 2АМм від, ЗАМм від, бАМм від.

Імпульсні сигнали радіочастоти, що надходять з РП Амм від і РП 2Амм від, формують сигнал прискорення сг, а РП ЗАмм від і РП бАмм від - прискорення р".

Формування сигналу прискорення сг полягає у наступному.

Виділені імпульси ФІ 1 першої лінії від опорної частоти Амм оп надходять на РЛч 1 (фіг. 1, 3).

У цей же час відбитий від ЛА оптичний сигнал частоти міжмодових биттів, який перетворюється

ФТД у радіочастоту міжмодових биттів ум ввід, Змінюється за законом руху ДС ЛВ, перетворюється у другій лінії ФІ 2 у точках переходів півперіодів сканування в імпульси (один імпульс за півперіод сканування), надходить на Тр "1" та запускає його першим імпульсом.

Перший імпульс, який надходить від Тр, відкриває РЛч для рахування імпульсів від ФІ 1 і схему "І" для перезапису на СП. Другий імпульс від Тр надходить на реверсивний вхід того ж

РЛУ, який здійснює зворотній рахунок імпульсів, що надходять через нього. Третій та наступні імпульси, надходять на Тр і роблять аналогічні дії першому. Другий імпульс не надходить на схему "І", а третій імпульс, як і перший, надходить на Фі 3, схему "1", пропускає різностне число наспПі т.д.

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

Формування сигналу прискорення р' відбувається таким же чином, як для прискорення сг.

Відображення інформації, що приймається (передається) від ЛА, та обробка (вимірювання) кутової 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).

Вимірювальна інформація про кутові швидкості ЛА від каналу вимірювання кутових

Зо швидкостей використовується у БіБ для розпізнавання ЛА, що супроводжується (за необхідністю).

Кількість інформаційних каналів (М) залежить від кількості комбінацій парних мод (несучих частот мп), 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 простору за заданим законом сканування, де кут та напрямок відхилення ДС ЛВ задається БКД (фіг. 1, 2).

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.

ГПіростабілізована платформа забезпечує дотримання просторової стабілізації платформи каналу, на якій розміщена суміщена приймально-передавальна апаратура та ВМ по кутах азимута с і місця Д, 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, що пропонується, пов'язано із задоволенням жорстких вимог, що пред'являються до спектру випромінювання одномодового багаточастотного лазера-передавача, тобто високоточної синхронізації подовжніх мод і стабілізації частот міжмодових биттів.

Джерела інформації: 1. Патент на корисну модель Мо 87855, Україна, МПК 2015 17/42, 2015 17/66. Канал вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів з використанням частот міжмодових биттів та можливістю пошуку і розпізнавання ЛА для полігонного випробувального комплексу. /0.В.

Коломійцев, І.І. Сачук, Г.В. Альошин та ін. - Меи201309238; заяв. 22.07.2013; опубл. 25.02.2014;

Бюл. Мо 4. - 5 с. 2. Патент на корисну модель Мо 151863, Україна, МПК 2015 17/42, 2015 17/66. Канал вимірювання кутових швидкостей літальних апаратів з використанням частот міжмодових биттів та кібернетичним захистом отриманої інформації. /О.В. Коломійцев, Г.В. Альошин, В.А. Жилін та ін. - Мо и202201790; заяв. 25.05.2022; опубл. 22.09.2022; Бюл. Мо 38. - 5 с.

3. Патент на корисну модель Мо 55645, Україна, МПК 2015 17/42, 2015 17/66. Частотно- часовий метод пошуку, розпізнавання та вимірювання параметрів руху літального апарата. /О.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 використанням частот міжмодових биттів та гіростабілізацією для мобільної однопунктної інформаційно-вимірювальної системи, який містить керуючий елемент, блок керування дефлекторами, лазер з накачкою, селектор подовжніх мод з багаточастотним розділенням каналів, модифікований блок дефлекторів, передавальну оптику, радіолокаційний модуль, який складений з антени, приймально- передавальної апаратури і апаратури захисту від завад, приймальну оптику, фотодетектор, широкосмуговий підсилювач, багатофункціональний інформаційний блок з б-введенням сигналу від каналу вимірювання кутових швидкостей літального апарату, резонансні підсилювачі, настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувачі імпульсів, тригери, реверсивні лічильники, схеми "і", схеми порівняння, спеціалізовану електронну обчислювальну машину та Амм оп-введення опорних сигналів з частотами міжмодових биттів (Амм оп, 2АмМм оп, ЗАМм оп, бАмМм оп) від передавального лазера, який відрізняється тим, що додатково введено гіростабілізовану платформу. ; -х х Мав шо 1 ! ев пе А 1? ЯК - Ї ше 1 МАШИНИ сл и я | І ! Аме ве жу фе р І

   ЯК . | ок ч Мун денне совок кни її й їй х Ж їх ; : та ; Її З с я а 1 : 5 ша 5 і «ШЕ. і а Ш г із - ті т г ГО и он ДЯН НК ння 1 зн ЖАХУ від ря ни птн ТД бен я Нв В і. і З ер " Же є дах, мнимтйнтянну Княкнннннн ренти Бонн і; йо її " ТЕЗ " " ОК Ж ВЕК тя док Її жук і ї ! ї ЗУ й Й І : ДЕ: і Е Ле ж пав аї пе ь з 5 т 15 К їх . : | бе ї і В коса ЗИ юююююююн З й оююююютюссоя меестедлетне пАбкжа і пня Я Е КЕ -- Пононенннннннненннннннннннй ЇЙ і. ін фіг.

   Дух зу тий пня М оду тт йлум РАК КИ Ок ох пі еегсогехссссссссооооосопнткчнннчнчнчня сх Ще СІ Кон АК ік. Кока Я М ше ІА | Ко п ААНК КЕКС, Б йеЯО г Код ау Ми Кк і ей Бей й й Муїх ЖХиг я бод і ї 7 у ши З Ж ші К ой Ко КН чиї Є екіснння поніс ним Ат ще ркаліютоюваційняй я й зни " шо их нення ся я раЕчн Я й ж я б ке т и з МОН -

   Фіг. 2 тТепі РПд». ПВ ою твх стрес, кю в й Тех т и ТО, " ї ' Теж | х тРп: 00070 МИ КЕ ХЕ 3 3 СІЖ ї «ЧІ ; Я нано, ск КОХ мс КН нан нннатнн юю ддчнанння ляти оеневк коки дпляяднннннн ПЕ Ккююхостнннннннн Вр я о в аї ПЕН ВеВ НН ЕН ; оЛВООЛОНОНВНОНО : ЗА Яга ХЕ ЗАМАХ пжутннннтттттттттттт т КАК тт ва бАя кі А ія «І і жк Нх Ж Ма дн ня дня п АКА Вяявят до пп от о ГО НЕЕЮЕЕКи плн я как дод тити ння ДЕЕЮЮЮт аннннннннннсоо по ох зн) я вла ЕОЗЕТНЕЯ КЕ ПАННА ,, КІН ВА етеру оеостеттетосооооооретотеги ооо тн ооосоетопетесстетттн с що НН Ми АТ -й сппннтоджх в «ЖЕ хх

   Фіг. З