UA154684U - Канал вимірювання похилої дальності до літальних апаратів з можливістю обміну інформацією для мобільної однопунктної вимірювальної системи - Google Patents

Abstract

Канал вимірювання похилої дальності до літальних апаратів з можливістю обміну інформацією для мобільної однопунктної вимірювальної системи містить керуючий елемент, блок керування дефлекторами, лазер з накачкою, селектор подовжніх мод, призми для частоти міжмодових биттів іім, модифікований блок дефлекторів, перемикач для частот міжмодових биттів ммм і 222м, передавальну оптику, радіолокаційний модуль, який складається з антени, приймально-передавальної апаратури і апаратури захисту від завад, приймальну оптику, фотодетектори, широкосмуговий підсилювач, 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, спеціалізовану електронну обчислювальну машину та гіростабілізовану платформу. Додатково канал вимірювання містить апаратуру обміну даними.

Description

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

Відомий "Канал вимірювання похилої дальності до літальних апаратів з кібернетичним захистом інформації для мобільної однопунктної вимірювальної системи" (1), який містить керуючий елемент (КЕ), блок керування дефлекторами (БКД), лазер з накачкою (Лн), селектор подовжніх мод (СПМ), призми для частоти міжмодових биттів Дмм, модифікований блок дефлекторів (МБД), перемикач для частот міжмодових биттів Дмм і 2Амми, передавальну оптику (ПРДО), радіолокаційний модуль (РЛМ), який складається з антени, приймально-передавальної апаратури і апаратури захисту від завад, приймальну оптику (ПРМО), фотодетектори (ФТД), широкосмуговий підсилювач (ШП), резонансні підсилювачі (РП), настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувач імпульсів (ФІ), тригер "1"|"О" (Тр), схему "їі" ("І"), лічильник (Лч), фільтр із заданою смугою пропускання (Фп), детектор (Д), диференційовану оптику (ДО), підсилювач (П), фільтр (Ф) диференційований ланцюжок (ДЛ), випрямляч (Вип) та спеціалізовану електронну обчислювальну машину (СЕОМ).

Недоліком відомого каналу 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.

Найбільш близьким аналогом корисної моделі є "Канал вимірювання похилої дальності до літальних апаратів з кібернетичним захистом інформації та гіростабілізацією для мобільної однопунктної вимірювальної системи" |2|, який містить керуючий елемент, блок керування дефлекторами, лазер з накачкою, селектор подовжніх мод, призми для частоти міжмодових биттів Аум, модифікований блок дефлекторів, перемикач для частот міжмодових биттів Лум і 2Аум, передавальну оптику, радіолокаційний модуль, який складається з антени, приймально- передавальної апаратури і апаратури захисту від завад, приймальну оптику, фотодетектори, широкосмуговий підсилювач, резонансні підсилювачі, настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувач імпульсів, тригер, схему "і", лічильник, фільтр із заданою смугою пропускання, детектор, диференційовану оптику, підсилювач, фільтр, диференційований ланцюжок, випрямляч спеціалізовану електронну обчислювальну машину та гіростабілізовану платформу (ГОСП).

Зо Недоліком каналу за найближчим аналогом є те, що він не здійснює обмін інформацією за радіоканалом з центральним командним пунктом (ЦКП).

В основу корисної моделі поставлена задача створити канал вимірювання похилої дальності до літальних апаратів з можливістю обміну інформацією для мобільної однопунктної вимірювальної системи, який дозволить здійснювати виявлення літального апарата (ЛА), його захват, 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, забезпечить дотримання просторової стабілізації платформи, на якій розміщуються суміщена приймально-передавальна апаратура і ВМ по кутах азимута а і місця ВД, збереження і захист інформації, що оброблена під час проведення випробувань ЛА, обмін інформацією (даними) зі споживачами, які знаходяться на ЦКП та, в разі необхідності, додатковий пошук ЛА у заданій зоні.

Поставлена задача вирішується за рахунок того, що у канал, який містить керуючий елемент, блок керування дефлекторами, лазер з накачкою, селектор подовжніх мод, призми для частоти міжмодових биттів Лум, модифікований блок дефлекторів, перемикач для частот міжмодових биттів Лум і 2Аум, передавальну оптику; радіолокаційний модуль, який складається з антени, приймально-передавальної апаратури і апаратури захисту від завад, приймальну оптику, фотодетектори, широкосмуговий підсилювач, резонансні підсилювачі, настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувач імпульсів, тригер, схему "і", лічильник, фільтр із заданою смугою пропускання, детектор, диференційовану оптику, підсилювач, фільтр, диференційований ланцюжок, випрямляч, спеціалізовану електронну обчислювальну машину та гіростабілізовану платформу, згідно з корисною моделлю, додатково введено апаратуру обміну даними (АОД).

Побудова каналу вимірювання похилої дальності до літальних апаратів з можливістю обміну інформацією для мобільної однопунктної вимірювальної системи пов'язана з використанням одномодового багаточастотного з синхронізацією подовжніх мод випромінювання єдиного лазера-передавача, частотно-часового методу вимірювання (|ІЗІ, РЛМ, СЕОМ та АОД.

Технічний результат, який може бути отриманий при здійсненні корисної моделі, полягає у виявленні ЛА, його захваті, високоточному вимірюванні похилої дальності до ЛА у широкому діапазоні дальностей, у будь-який час доби, пору року і за будь-якої погоди, у будь-якій точці і за 60 будь-яким рельєфом місцевості полігону, у захисті і збереженні інформації, що оброблена під час проведення випробувань ЛА, обміні інформацією зі споживачами та, в разі необхідності, його пошуку у заданій зоні.

На фіг. 1 наведено передавальний бік узагальненої структурної схеми запропонованого каналу, де: І - вимірювальний сигнал; ІІ - радіолокаційний сигнал.

На фіг. 2 наведено створення рівносигнального напрямку (РСН) та сканування сумарною діаграмою спрямованості (ДС) лазерного випромінювання (ЛВ) у невеликому куті і окремо 4-мя

ДС ЛВ в ортогональних площинах.

На фіг. З наведена узагальнена структурна схема запропонованого каналу.

На фіг. 4 наведені епюри напруг з виходів блоків каналу, де: а) від блоку опорного сигналу; б) від блока відбитого сигналу.

Канал вимірювання похилої дальності до літальних апаратів з можливістю обміну інформацією для мобільної однопунктної вимірювальної системи містить керуючий елемент 1, блок керування дефлекторами 2, лазер з накачкою 3, селектор подовжніх мод 4, призми для частоти міжмодових биттів ДЛум, модифікований блок дефлекторів 5, перемикач для частот міжмодових биттів Дум і 2Лум, передавальну оптику 6, радіолокаційний модуль 7, який складається з антени, приймально-передавальної апаратури і апаратури захисту від завад, приймальну оптику 8, фотодетектори 9, широкосмуговий підсилювач 10, резонансні підсилювачі 11, настроєні на відповідні частоти міжмодових биттів, формувач імпульсів 12, схему "ії" 13, фільтр із заданою смугою пропускання 14, диференційований ланцюжок 15, випрямляч 16, тригер 17, детектор 18, диференційовану оптику 19, підсилювач 20, фільтр 21, лічильник 22, спеціалізовану електронну обчислювальну машину 23, гіростабілізовану платформу 24 та апаратуру обміну даними 25.

Робота каналу вимірювання похилої дальності до літальних апаратів з можливістю обміну інформацією для мобільної однопунктної вимірювальної системи полягає у наступному (фіг. 1-4).

Із синхронізованого одномодового багаточастотного спектра випромінювання лазера- передавача (Лн) за допомогою СПМ виділяються необхідні пари частот для створення РСН на основі формування сумарної ДС ЛВ, завдяки 4-м парціальним ДС ЛВ, що частково перетинаються, за умови використання комбінацій подовжніх мод ("підфарбованих"

Зо різницевими частотами міжмодових биттів):

Дувад-ув-уд-ДУмМ, Дув-ту9-у7-:оДум, ДУвз-Ув-Уз-ЛуУм Дуво-ув-У2-ОДуУм.

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

Проходячи через ПРДО, груповий лазерний імпульсний сигнал пар частот ув,у-Дум, у9,у7-2ДУм, Ув,Уз-ЗАум та ув,м2-бАум фокусується у скановані точки простору, оскільки здійснюється зустрічне сканування двома парами ДС ЛВ у кожній з двох ортогональних площин сівр(Х У), фіг. 2.

Прийняті ПРМО від ЛА відбиті 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 по РП, що настроєні на відповідні частоти Дум від, 2 Аум від, ЗДум від, бЛуУм від. При цьому імпульсні сигнали радіочастоти, що надходять з РП Дум від, формують сигнал про похилу дальність до ЛА, а РП 2Аум від, РП ЗАум від та РП блАум від - формують сигнали для інших вимірювальних каналів МОВС (фіг. 1).

Принцип роботи грубої шкали каналу вимірювання похилої дальності до ЛА для МОВС полягає у наступному (фіг. 2, 3).

На передавальному боці.

Виділена СППМ зі спектра випромінювання лазера перша пара частот у5ям, розщеплюється під дією розщеплювача (призми) на два оптичні сигнали: 1) основний - сканується МЕД під певним кутом (з часом Тор, 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 (а) - перетворюється ФТД у електричний імпульсний сигнал різницевої частоти міжмодового битта Лум та надходить на Фі!ї, де відбувається виділення "пачок" імпульсів, прийнятих схемою "І".

Отриманий від ФТД додатковий оптичний сигнал частоти уза з "бСланкуючими" імпульсами, бо перетворений у сигнал Аум, здобуває чіткі границі "бСланкуючого" імпульсу, проходячи оптику, що диференціює, - підсилюється. Фільтр зі смугою пропущення П-1/т; (де ті - тривалість імпульсу) виділяє з загального сигналу "бланкуючі" імпульси - у імпульсні сигнали, які, проходячи ланцюжок, що диференціює, і випрямляч - (ФІ-ДЛеВип), виділяються у виді одного короткого імпульсу за початок "Сланкуючого" імпульсу та надходять на Тр з індексом "1", включаючи його.

На прийомному боці.

Відбитий від ЛА основний сигнал частот уза у сумі з груповим, минаючи ПРМО, перетворюється ФТД у електричний імпульсний сигнал Дум, підсилюється ШП, виділяється у РП, як сигнал міжмодової частоти Аум і, проходячи через Дет, перетворюється таким же чином, як і додатковий електричний сигнал (2) частоти Аум та надходить тільки на Тр з індексом "0", "перекидаючи" 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

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 пропонується ввести до складу структури

МОВС, то вмикання та вимикання перемикача (П) відбувається одночасно для 2-х (пар) частот ува і мо.

Апаратурні похибки вимірювання похилої дальності до ЛА у каналі за корисною моделлю - 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 відношення сигнал/шум.

За несприятливих погодних умов (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. Інформація від РЛМ надходить на СЕОМ.

Відображення та обробка вимірювальної інформації про похилу дальність до ЛА відбувається у СЕОМ.

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

Зо 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).

Видача інформації, яка отримана під час проведення випробувань ЛА, споживачам (на ЦКП) та отримання додаткової інформації від керівництва здійснюється за допомогою апаратури обміну даними за радіоканалом.

В разі необхідності виявлення ЛА під час його пошуку груповий сигнал, який складається 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, 2).

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 МОВС на випробувальному полігоні у будь-якій точці та за будь-яким рельєфом місцевості.

Формування сумарної ДС ЛВ та створення РОН для каналу за корисною моделлю 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 149419, Україна, МПК 2015 17/42, 2015 17/66. Канал вимірювання похилої дальності до літальних апаратів з кібернетичним захистом інформації для мобільної однопунктної вимірювальної системи. / О.В. Коломійцев, І.І. Сачук, 0.0. Звєрєв та ін. -

Мо ц202102860; заяв. 31.05.2021; опубл. 18.11.2021; Бюл. Мо 46. - 5 с. 2. Патент на корисну модель Мо 152738, Україна, МПК 2015 17/42, 2015 17/66. Канал вимірювання похилої дальності до літальних апаратів з кібернетичним захистом інформації та гіростабілізацєю для мобільної однопунктної вимірювальної системи. / О.В. Коломійцев, Г.В.

Альошин, К.С. Васюта та ін. - Мо и202203262; заяв. 05.09.2022; опубл. 06.04.2023; Бюл. Мо 14. - 60 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 ц201005225; заяв. 29.04.2010; опубл. 27.12.2010; Бюл. Мо 24-14 б.

Claims (1)

1. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Канал вимірювання похилої дальності до літальних апаратів з можливістю обміну інформацією для мобільної однопунктної вимірювальної системи, що містить керуючий елемент, блок керування дефлекторами, лазер з накачкою, селектор подовжніх мод, призми для частоти міжмодових биттів Лум, модифікований блок дефлекторів, перемикач для частот міжмодових биттів Аум Ї 2Аум, передавальну оптику, радіолокаційний модуль, який складається з антени, приймально-передавальної апаратури і апаратури захисту від завад, приймальну оптику, фотодетектори, широкосмуговий підсилювач, 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, спеціалізовану електронну обчислювальну машину та гіростабілізовану платформу, який відрізняється тим, що додатково містить апаратуру обміну даними. є І и с п 6 8 ШЕ ду до каналу сшену ! сук А имізвювання Я 5 се | п вимірюва слини р ї 3. т. У (тракт | і Я. пох

   І І. і рессюнняї ДАДЬНОСТІ ДО ПА ВІ З Я. ІВ. у і -х ї : 2 Ачк від з | . І ДО інших вимірювальних Її | | о ЯАхуках | каналів МОВС / 7-5 | | а з ! ІМ. ! Х у Її ; зй тину . 7 по) - й о ДУн віх

   Фіг. 1

   ДУм ЗА ект 4 ифтиттьм вах. радіолокаційних Я Ба Б ж лення . Хек К ко) ен х / КИ х / Й У, ! Ка х є га х су З - ше - СН й жтюття Ж й я й У ААУ / ра р М р я У ї й й м Ж я А Мн й й К т жк Кт 4 МОВ

   Фіг. 2 м ре -3 "м ав 1 АУмоад --0Ш2ЩШВБВАА Ж г «анодом т від ід ті Пк; ща. ЛИШЕ ЧИ Гл и 5) няня . Ауч вів" | - - т

   Фіг. З

   Р ня ? СИТА РИ де ви «ТЛ Уха АКАД УААН! ; т ї Фи Ї ТАМ, «ІП» Пботлоот у «ви Вни вп Її п Ї є ві : о РИ що відб Тих ПКУ и. КАК «КТ» Сл ттх Фа "Вин відб Ле ши шою ві

   Фіг. 4