UA154015U - Канал вимірювання похилої дальності до літальних апаратів з використанням частот міжмодових биттів та гіростабілізацією для мобільної однопунктної інформаційно-вимірювальної системи - Google Patents

Abstract

Канал вимірювання похилої дальності до літальних апаратів з використанням частот міжмодових биттів та гіростабілізацією для мобільної одпопунктної інформаційно-вимірювальної системи містить керуючий елемент, блок керування дефлекторами, лазер з накачкою, селектор подовжніх мод з багаточастотним розділенням каналів, призми для частоти міжмодових биттів Δνм, 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, багатофункціональний інформаційний блок з б-введенням сигналу від каналу вимірювання кутових швидкостей літального апарата, резонансні підсилювачі, настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувач імпульсів, схему "і", фільтр із заданою смугою пропускання, диференційований ланцюжок, випрямляч, тригер, детектор, диференційовану оптику, підсилювач, фільтр, лічильник та електронну обчислювальну машину. Додатково введено гіростабілізовану платформу.

Description

Запропонована корисна модель належить до галузі електрозв'язку і може бути використана для побудови мобільної однопунктної інформаційно-вимірювальної системи (МОЇВС), що забезпечить полігонні випробування сучасних (перспективних) зразків літальних апаратів (ЛА).

Відомий "Канал вимірювання похилої дальності до літальних апаратів з використанням частот міжмодових биттів та можливістю пошуку і розпізнавання ЛА для полігонного випробувального комплексу" (1Ї, 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 Дмми, модифікований блок дефлекторів (МБД), перемикач для частот міжмодових биттів Дмм і 2Амми, передавальну оптику (ПРДО), приймальну оптику (ПРМО), фотодетектори (ФТД), широкосмуговий підсилювач (ШП), багатофункціональний інформаційний блок (БІБ) з б - введенням сигналу від каналу вимірювання кутових швидкостей ЛА, резонансні підсилювачі (РП), настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувач імпульсів (ФІ), тригер "170" (Тр), схему "ії" ("»У, лічильники (Ле), фільтр з заданою смугою пропускання (Фп), детектор (Дет), диференційовану оптику (ДО), підсилювач (П), фільтр (Ф), диференційовані ланцюжки (ДЛ), випрямлячі (Вип), електронну обчислювальну машину (ЕОМ).

Недоліком відомого каналу є те, що він не може проводити вимірювання параметрів руху ЛА і його пошук у несприятливих умовах під час полігонних випробувань.

Найбільш близьким аналогом до запропонованої корисної моделі є "Канал вимірювання похилої дальності до літальних апаратів з використанням частот міжмодових биттів та можливістю їх пошуку і розпізнавання для мобільної однопунктної інформаційно-вимірювальної системи" (21, 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 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, багатофункціональний інформаційний блок з б - введенням сигналу від каналу вимірювання кутових швидкостей ЛА, резонансні підсилювачі, настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувач імпульсів, тригер,

Зо "17170", схему "і", лічильники, фільтр з заданою смугою пропускання, детектор, диференційовану оптику, підсилювач, фільтр, диференційовані ланцюжки, випрямлячі та електронну обчислювальну машину.

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 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, який дозволить здійснювати виявлення ЛА, його захват, високоточне вимірювання 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, дотримання просторової стабілізації платформи, на якій розміщуються суміщена приймально-передавальна апаратура і ВМ по кутах азимута са і місця ВД, багатоканальна (М) передача команд керування ЛА на частотах міжмодових биттів УДмм ...

МАммп, збереження інформації, яка оброблена під час проведення випробувань та, в разі необхідності, пошук ЛА у заданій зоні простору за заданим законом сканування діаграмами спрямованості (ДС) та його розпізнавання.

Поставлена задача вирішується тим, що канал вимірювання похилої дальності до літальних апаратів з використанням частот міжмодових биттів та гіростабілізацією для мобільної одпопунктної інформаційно-вимірювальної системи, що містить керуючий елемент, блок керування дефлекторами, лазер з накачкою, селектор подовжніх мод з багаточастотним розділенням каналів, призми для частоти міжмодових биттів Дмм, модифікований блок дефлекторів, перемикач для частот міжмодових биттів Дмм і 2Амм, передавальну оптику, радіолокаційний модуль, який складений з антени, приймально-передавальної апаратури і апаратури захисту від завад, приймальну оптику, фотодетектори, широкосмуговий підсилювач, багатофункціональний інформаційний блок з б - введенням сигналу від каналу вимірювання кутових швидкостей ЛА, резонансні підсилювачі, настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувач імпульсів, тригер, схему "ії" лічильники, фільтр з заданою смугою пропускання, детектор, диференційовану оптику, підсилювач, фільтр, диференційовані ланцюжки, випрямлячі та електронну обчислювальну машину, згідно з корисною моделлю, бо 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 пов'язана з використанням оодномодового 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 виявленні ЛА, його захваті, 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, багатоканальній (М) передачі команд керування на ЛА на частотах міжмодових биттів, збереженні інформації, яка оброблена під час проведення випробувань ЛА та, в разі необхідності пошуку Л А у заданій зоні простору та його розпізнаванні.

На фіг. 1 приведено передавальний бік узагальненої структурної схеми запропонованого каналу, де: І - вимірювальний сигнал; ІІ - інформаційний сигнал; ІІ - радіолокаційний сигнал; 6 - введення сигналу від каналу вимірювання кутових швидкостей ЛА.

На фіг. 2 приведена узагальнена структурна схема запропонованого каналу.

На фіг. З створення рівносигнального напрямку (РСН) та сканування сумарною ДС лазерного випромінювання (ЛВ) у невеликому куті та окремо 4-мя ДС ЛВ в ортогональних площинах.

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

Запропонований канал вимірювання похилої дальності до літальних апаратів з використанням частот міжмодових биттів та гіростабілізацією для мобільної однопунктної інформаційно-вимірювальної системи 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 Амм, модифікований блок дефлекторів 5, перемикач для частот міжмодових биттів Дмм і 2Ами, передавальну оптику 6, радіолокаційний модуль 7, який складений з антени, приймально-передавальної апаратури і апаратури захисту від завад, приймальну оптику 8, фото детектори 9, широкосмуговий підсилювач 10,

Зо багатофункціональний інформаційний блок 11 з б - введенням сигналу від каналу вимірювання кутових швидкостей ЛА, резонансні підсилювачі 12, настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувач імпульсів 13, схему "і" 14, фільтр із заданою смугою пропускання 15, диференційований ланцюжок 16, випрямляч 17, тригер 18, детектор 19, диференційовану оптику 20, підсилювач 21, фільтр 22, лічильник 23, електронну обчислювальну машину 24 та гіростабілізовану платформу 25.

Робота запропонованого каналу вимірювання похилої дальності до літальних апаратів з використанням частот міжмодових биттів та гіростабілізацією для мобільної однопунктної інформаційно-вимірювальної системи 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 Аміо1--мМ10-м1-У9Амм, ... МАммп); - 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)

Дувахму5-маеДмм, Дмо?-Мм9-м7т2ДАмм, Дмвз-мв-мзеЗАмим, Ам -Мв-м2-бАми.

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

МБД, потрапляє на ПРДО, де змішується (модулюється) з інформаційним сигналом від БІБ та формує багатоканальний (М) інформаційний сигнал, що передається на ЛА (створення взаємозв'язку) (фіг. 1-3).

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

ЗАми та бАмми надходить на МБД, який складається з 4-х п'єзоелектричних дефлекторів.

Парціальні ДС ЛВ попарно зустрічно сканують МБД у кожній з двох ортогональних площин (фіг. 1, 3). Період сканування задається БКД, який разом з Лн живляться від КЕ.

Проходячи через передавальну оптику, груповий лазерний імпульсний сигнал пар частот

МмБ,МатАмм, ме,м7-2АДАмм, мб,Мз-ЗАмм та мв,м2-бДми фокусується в скановані точки простору, оскільки здійснюється зустрічне сканування двома парами ДС ЛВ у кожній з двох ортогональних площин а ї В (Х ї У). При цьому, груповий (інформаційний) лазерний сигнал частот У9Дмм ... МАммп бо проходить вдовж РСН (фіг. 3).

Принцип роботи грубої шкали каналу вимірювання похилої дальності до ЛА полягає у наступному (фіг. 2, 4).

На передавальному боці.

Виділена селектором подовжніх мод зі спектра випромінювання лазера перша пара частот м5а, розщеплюється під дією розщеплювача (призми) на два оптичні сигнали: 1) основний (а) - сканується МЕД під певним кутом (з часом Таор, 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 ФТІД в електричний імпульсний сигнал різницевої частоти міжмодового биття ЛДмм та надходить на Фі!ї, де відбувається виділення "пачок" імпульсів, прийнятих схемою "І".

Прийняті ПРМО від ЛА, відбиті у процесі сканування 4-ох 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: - в БІБ для обробки інформації, що приймається від ЛА та його розпізнавання; - по РП, що настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів Дмм від, 2АМм від, ЗДМм від, бдДум від.

Імпульсні сигнали радіочастоти, що надходять з РП Дмми, формують сигнал про похилу дальність до ЛА, а РП бдАми, РП 2Ами та РП ЗАмм - сигнали для інших вимірювальних каналів

МОЇІВС.

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

Фільтр зі смугою пропускання П-1/ті (де ті - тривалість імпульсу) виділяє з загального сигналу "бланкуючі" імпульси - в імпульси сигнали, які, проходячи ДЛ і Вип - (ФІ-ДЛеВип), 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 в електричний імпульсний сигнал Дмм, підсилюється ШП та виділяється в

РП, як сигнал міжмодової частоти Амм (радіосигнал) і, проходячи через Дет, перетворюється таким же чином, як і додатковий електричний сигнал (б) частоти Дум та надходить тільки на Тр 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 ЕОМ.

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

Так як канал вимірювання похилої дальності до ЛА вводиться до складу структури МОЇІВС, то вмикання і вимикання перемикача (П) відбувається одночасно для 2-х (пар) частот мб5,4 та 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 Ши та залежить від форми скануючої ДС ЛВ та відношення сигнал/шум.

Відображення інформації, що приймається (передається) від ЛА, та обробка (вимірювання) похилої дальності відбувається в ЕОМ.

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

ЕОМ 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 ЕОМ, здійснюється за рахунок використання технології синтезу часу параметризованих паралельних програм.

Вимірювальна інформація про кутові швидкості ЛА від каналу вимірювання кутових швидкостей використовується в 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 несприятливих погодних умов (дощ, сніг ії 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 ЕОМ.

ГПіростабілізована платформа забезпечує дотримання просторової стабілізації платформи каналу, на якій розміщена суміщена приймально-передавальна апаратура та ВМ по кутах азимута а і місця ВД, що дозволяє застосовувати МОЇІВС 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 спектра випромінювання одномодового багаточастотного лазера-передавача, тобто високоточної синхронізації подовжніх мод і стабілізації частот міжмодових биттів.

ДЖЕРЕЛА ІНФОРМАЦІЇ: 1. Патент на корисну модель Мо 87856, Україна, МПК 5015 17/42, 5015 17/66. Канал вимірювання похилої дальності до літальних апаратів з використанням частот міжмодових биттів та можливістю пошуку і розпізнавання ЛА для полігонного випробувального комплексу. /О.В. Коломійцев, І.І. Сачук, Г.В. Альошин та ін. - Мо и201309239; заяв. 22.07.2013; опубл. 25.02.2014; Бюл. Ме 4. -6 с. 2. Патент на корисну модель Мо 151969, Україна, МПК 5015 17/42, 5015 17/66. Канал вимірювання похилої дальності до літальних апаратів з використанням частот міжмодових биттів та можливістю їх пошуку і розпізнавання для мобільної однопунктної інформаційно - вимірювальної системи. /0.В. Коломійцев, В.Г. Башинський, А.В. Тристан та ін. - Мо и202201984; заяв. 06.06.2022; опубл. 06.10.2022; Бюл. Мо 40. -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. /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 похилої дальності до літальних апаратів з використанням частот міжмодових биттів та гіростабілізацією для мобільної одпопунктної інформаційно-вимірювальної системи, що 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 Дмм і 2Амми, передавальну оптику, радіолокаційний модуль, який складений з антени,

   приймально-передавальної апаратури і апаратури захисту від завад, приймальну оптику, фотодетектори, широкосмуговий підсилювач, багатофункціональний інформаційний блок з б- введенням сигналу від каналу вимірювання кутових швидкостей літального апарата, резонансні підсилювачі, настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувач імпульсів, схему "ї", фільтр із заданою смугою пропускання, диференційований ланцюжок, випрямляч, тригер,

   детектор, диференційовану оптику, підсилювач, фільтр, лічильник та електронну обчислювальну машину, який відрізняється тим, що додатково введено гіростабілізовану платформу.