Способ формирования информационного поля лазерной системы телеориентации (варианты) и устройство для его осуществления

 

Способ формирования поля лазерной системы телеориентации (варианты) и устройство для его осуществления. Изобретение относится к приборостроению и предназначено для формирования информационного поля лазерных систем телеориентации и навигации, оптической связи и может быть использовано при управлении, посадке и стыковке летательных аппаратов, проводке судов через узости или створы мостов, дистанционном управлении робототехническими устройствами в опасных для человека зонах и так далее. Способ (варианты) и устройство его реализующее основаны на сканировании излучения лазера с "иглообразной" диаграммой направленности двухкоординатным акустооптическим дефлектором путем циклического формирования информационного лазерного поля и электронном управлении диаграммой направленности лазера за счет "быстрого" сканирования, что позволило уменьшить световые потери, увеличить помехозащищенность и информативность и, при необходимости, повысить частоту обновления информации. 3 с.п. ф-лы, 12 ил.

Изобретение относится к приборостроению и предназначено для формирования информационного поля лазерных систем телеориентации и навигации, оптической связи и может использоваться при управлении, посадке и стыковке летательных аппаратов, проводке судов через узости или в створы мостов, дистанционном управлении робототехническими устройствами в опасных для человека зонах и так далее.

Для формирования информационного поля лазерной системы телеориентации (ЛСТ) широко используется способ, основанный на пространственном кодировании светового поля модулирующим растром (Заявка N 1395246, Великобритания, заявл. 17.10.72 г. опубл. 21.05.75 г. кл. НЧD (G 01 S 1/70)). Однако такому способу присущи значительные, не менее 50% световые потери на модулирующем растре, а формирование информационного поля (ИП) ЛСТ во всех углах управления одновременно резко ограничивает дальность работы за счет уменьшения плотности светового излучения.

Известен способ формирования ИП ЛСТ/Пат. США, N 4111385, заявл. 6.04.76 г. N 677636, опубл. 05.09.78 г. кл. 244/3.13 (F 42 B 13/30)/, основанный на сканировании в двух ортогональных направлениях лазерного пучка с "ножеобразной" диаграммой направленности. Такому способу и аппаратуре, его реализующей, также присуще, хотя и меньшей степени, снижение плотности лазерной энергии в информационном поле из-за необходимости формирования световой полосы, что уменьшает дальность управления. Так как лазеры газовые, твердотельные, кроме полупроводниковых, имеют "иглообразную" диаграмму направленности, то необходимо поочередно в двух плоскостях формировать "ножеобразную" диаграмму направленности, что вызывает значительные технические трудности, увеличивает световые потери и стоимость аппаратуры.

Наиболее близким к заявленному техническому решению является способ и устройство формирования ИП ЛСТ (прототип), основанные на поэлементном сканировании лазерного пучка с "иглообразной" диаграммой направленности. (Заявка 2133652, Великобритания. Заявл. 14.11.83 г. N 8330302, опубл. 24.07.84 г. кл. F 41 G 7/00, G 01 S 1/70, НКИ НЧD), (Заявка 2113939, Великобритания, заявл. 15.11.1982, N 8232554, опубл. 10.08.83 г. кл. G 01 S 1/70, кл. НЧD). В таком способе лазерный пучок совершает возвратно-поступательное сканирование вначале по одной координате с дискретным переходом по ортогональной координате после завершения каждого возвратно-поступательного движения лазерного пучка, а затем, после заполнения лазерным излучением прямоугольного растра, направление сканирования меняется на ортогональное. Выделение координат управляемого объекта в ИП ЛСТ основано на изменении временного интервала между двумя принимаемыми лазерными сигналами во время возвратно-поступательного сканирования лазерного пучка.

Недостатком способа и аппаратуры, его реализующей, является необходимость введения временных задержек между тактами сканирования для формирования признака координат, при этом величина задержки, во время которой излучение лазера не сканируется, превышает рабочее время и физически используется не более 50% лазерной энергии. Введение задержки приводит к необходимости более чем в два раза увеличить скорость сканирования (чтобы в единицу времени обеспечить требуемую частоту засветки лазерным излучением информационного поля), что примерно в 1,5 раза уменьшает соотношение сигнал/шум в используемом способе по сравнению с потенциальными возможностями и следовательно уменьшает дальность работы системы.

Поэтому аппаратуре, реализующей известный способ (Великобритания, заявка, заявка N 2113939, опубл. 10.09.83 г. кл. G 01 S 1/70), присущи значительный вес и габариты лазера, а также его повышенное энергопотребление.

Отметим также сравнительно низкую помехозащищенность известного способа и аппаратуры его реализующей: выделение координат осуществляется по временному интервалу между двумя импульсами. Поэтому любой помеховый импульс в этом интервале или любая пара помеховых импульсов приводит к сбою в измерении координат.

Целью настоящего изобретения является повышение дальности работы, информативности и помехозащищенности системы.

Поставленная цель достигается тем, что (вариант 1) в известном способе формирования ИП ЛСТ, основанном на поочередном формировании двух прямоугольных лазерных растров размерами lxl, образованных за счет сканирования лазерного пучка в каждом растре по N строкам, и развернутых друг относительно друга на 90^o, формирование строк в растре осуществляют циклами, по M строк в цикле с дискретным переходом лазерного пучка между соседними строками цикла на величину Δ l/M, а каждую строку формируют за счет не менее 3 тактов сканирования с временем сканирования такта Tc и с заданными задержками между тактами, причем только два соседних такта в каждой строке имеют встречное направление сканирования и равные времена задержек для первого и второго растров.

Траектория движения лазерного пучка при формировании двух полукадров ИП для случая N=8, M=2 и трех тактов строки представлена на фиг. 1. Временные эпюры положения лазерного пучка и распределения временных интервалов между первым и вторым растрами представлены на фиг. 2. При формировании полукадра ИП поочередно формируются строки 1, 2, 3, 4. как представлено на фиг. 1. Расстояние между соседними строками 1 и 2 или 3 и 4, и т.д. каждого цикла равно D l/M и при M=2 величина Dl/2. На поз.3 фиг. 2 представлен фрагмент одной строки.

При облучении фотоприемного устройства (ФПУ) управляемого объекта лазерным пучком во время строчного сканирования, содержащего три такта, ФПУ формирует три импульса. Временной интервал между первыми двумя импульсами определяет величину координаты ФПУ в ИП, а временной интервал между вторым и третьим импульсами ее признак (X или Y).

При условии, что диаметр лазерного пучка l_л < l/M, фотоприемное устройство управляемого объекта, находящееся в точке с координатами X_k, Y_k (фиг. 1), может сформировать группы по три импульса, временной интервал между "тройками" в которых будет превышать длительность временного интервала T_k + T_g между первым и третьим импульсами.

Временные эпюры положения лазерного пучка при формировании строки за счет тактов сканирования представлены на фиг. 3, временные эпюры импульсов ФПУ на фиг. 3. В первые три такта строки лазерный пучок сканирует по ФПУ (строка 4, фиг.1), вызывая проявление на его выходе трех импульсов, а в последующие три такта (пунктирные линии фиг. 3) строки 5 (фиг.1) лазерный пучок проходит в месте ИП, где в данный момент времени ФПУ не находится. Если лазерный пучок имеет достаточно большие размеры l_л > 2l/N, то в последующих трех тактов строки 6 (фиг.3, фиг.1) он также может просканировать по ФПУ, вызывая на его выходе появление трех импульсов.

При описанном алгоритме сканирования ИП между пачками "троек" импульсов всегда имеется пауза, позволяющая однозначно трактовать начало "тройки" импульсов, что необходимо для правильного измерения координат ФПУ управляемого объекта в ИП ЛСТ. Местоположение ФПУ в ИП относительно центра ИП может быть определено по следующей формуле: где l линейный размер ИП, T₂ задержка между первым и вторым тактами строки, T_k время между первым и вторым импульсами ФПУ, T_c время сканирования одного такта строки.

Признак измеренной координаты X_k или Y_k определяется временным интервалом T_g между вторым и третьим импульсами ФПУ, которые равны для горизонтальных и вертикальных строк, соответственно: Введение дополнительного третьего такта строчного сканирования существенно повышает помехозащищенность системы, так как принятые решения об измерении координаты принимается после прихода третьего импульса, находящегося на заданном временном интервале относительно второго импульса. Если этот временной интервал не соответствует ожидаемому, то принимается решение о приеме помехи.

Отметим, что интервал T_g может быть разбит на несколько подинтервалов, что позволяет принимать решение не только о координате, но и принимать дополнительные дискретные команды.

При формировании ИП целесообразно выполнить условия (фиг.3): для полукадра с горизонтальными строками: T₁=T₃=T₅=T_c
T₄=To
T₄= T^x₄ ,
для полукадра с вертикальными строками:
T₁=T₃=T₅=T_c
T₂=T_o
T₄= T^y₄ .
Для практического использования можно положить, например:

Это позволяет дополнительно передать около 20 дискретных дополнительных команд в ИП.

Заметим, что для устранения переходных процессов после окончания третьего такта строки целесообразно ввести паузу T₆≈0,1T_c≈10 мкс.

На фиг. 4,а,б представлены временные эпюры положения лазерного пучка при формировании соответственно горизонтальной и вертикальной строк с возможными дискретными задержками T₄, обеспечивающими передачу дискретных команд.

При формировании ИП число строк N выбирается из условия перекрытия лазерных пучков соседних строк, чтобы обеспечить измерение координат при всех возможных положениях ФПУ в ИП. При этом частота обновления информации F_и о координатах ФПУ связана с характеристиками ИП служащим соотношением:
F_и= [(6T_c+2T_o+2T₆+T^x₄+T^y₄)·N]^-1
Поставленная цель может быть достигнута также тем, что (вариант 2) в известном способе формирования ИП ЛСТ, основанном на поочередном формировании двух прямоугольных лазерных растров lxl, образованных за счет сканирования лазерного пучка в каждом растре по N строкам, и развернутых друг относительно друга на 90^o, формирование строк в растре осуществляют циклами, по M строк в цикле с дискретным переходом лазерного пучка между соседними строками цикла на величину Δl/M, а каждую строку формируют за счет 3 тактов сканирования с временем сканирования такта T_c и с заданными задержками между тактами, причем только два соседних такта в каждой строке имеют встречное направление сканирования и равные времена задержек для первого и второго растров, а при каждом такте строчного сканирования осуществляется дополнительное периодическое сканирование в ортогональном направлении с периодом T_в T_c/g и амплитудой l_в не более l/N, где g=8.1024.

Отличие траектории движения лазерного луча при формировании полукадра ИП по варианту 2 от варианта 1 состоит в том, что одновременно со строчным сканированием осуществляется "быстрое" сканирование в ортогональном направлении, как представлено на увеличенном масштабе фиг. 2,а (поз.1). Период "быстрого" сканирования может составлять 0,1.10% от времени сканирования по строке, а амплитуда до величины, равной l/N.

При осуществлении "быстрого" сканирования, ортогонального направлению строчного сканирования, число строк N определяется не отношением линейного размера растра ИП и диаметром лазерного пучка l_л, т.е. N=l/l_л, как в способе по варианту 1, а определяется отношением N=l/l_в где l_в амплитуда "быстрого" сканирования, при этом диаметр лазерного пучка l_л <l.

На фиг. 5 представлены графические размеры ИП и лазерного пучка и приведены рассчитанные значения параметров ИП без "быстрого" сканирования (фиг. 5,а) и с "быстрым" сканированием (фиг.5,б) при линейных размерах ИП l=16 м и частоте обновления информации F_и 300 Гц. В растрах полагались следующие пропорции между временными задержками:

Для фиг. 5,а диаметр лазерного пучка принят равным l_л=4 м; для фиг. 5,б l_л=0,5, а амплитуда сканирования l_в=4 м; для фиг. 5,в l_л=0,5 м.

Для трех вариантов формирования ИП рассчитаны число строк N, время сканирования такта строки T_c, скорость сканирования лазерного пучка V, а также относительные значения плотности энергии Руд в лазерном пучке и отношения сигнал/шум q для ФПУ, оптимизированных полосой частот со скоростью лазерной развертки в каждом варианте, причем наименьшее значение Руд и q принято равным 1.

Для способа формирования ИП, описанного в прототипе, в предложении, что необходимые для работы задержки между каждым тактом строки равны T_c, между строками равны 2,3 T_c и между полукадрами равны 4,5·T_c·N, можно получить выражение:

Выполняя расчеты с учетом данного выражения для l=16 м, l_л=4 м, получим численные данные для прототипа:

Таким образом, в сравнении с прототипом, предложенные способы формирования ИП по варианту 1 и варианту 2 имеют более высокий энергетический потенциал, что обеспечивает большую дальность работы, более высокую помехозащищенность за счет использования дополнительных тактов в строчном сканировании и может обеспечить, при введении "быстрого" сканирования, более высокие частоты смены информации, что важно для управления маневренными объектами или при создании многоканальных систем.

Реализация заявленного способа и поставленной цели достигается тем, что в устройство формирования ИП, включающее последовательно установленные лазерный излучатель, оптическую систему и двухкоординатный акустооптический дефлектор, а также генератор тактовой частоты, p-разрядный двоичный счетчик, блок формирования кодов строк, первый и второй блоки управления дефлекторами, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым управляющими входами дефлектора, введены первый и второй блоки формирования стробов, схема совпадений, инвертор, два p-канальных ключа и схема преобразования кодов, выходы двоичного счетчика через схему преобразования соединены с первыми входными шинами p-канальных ключей, причем старший разряд двоичного счетчика через второй блок формирования строба соединен с управляющим входом схемы преобразователя кодов и установочными входами первого блока формирования строба и блока формирования кодов строк, p младших разрядов которого соединены со второй входной шиной p-канальных ключей, а p+1 разряд соединен со вторым установочным входом первого блока формирования строба и управляющим входом первого p-канального ключа и через инвертор с управляющим входом второго p-канального ключа, выходные шины ключей соединены соответственно с входами первого и второго блоков управления дефлекторами, выход генератора тактовой частоты соединен со счетными входами первого блока формирования строба и блока формирования кодов строк и через схему совпадений соединен со счетным входом двоичного счетчика, при этом выход первого блока формирования строба соединен со вторым входом схемы совпадений и вторым установочным входом блока формирования кодов строк.

На фиг.6 представлена блок-схема устройства формирования ИП ЛСТ.

Оно содержит лазерный излучатель 1, телескоп 2, двухкоординатный акустооптический дефлектор (АОД) 3, генератор тактовой частоты 4, схему совпадения 5, двоичный счетчик 6, схему преобразования кодов 7, p-канальные ключи 8 и 14, блоки управления дефлекторами 9 и 15, блоки формирования стробов 10 и 11, блок формирования кодов строк 12 и инвертор 13.

Лазерный пучок излучателя 1 проходит телескоп 2 и двухкоординатный акустооптический дефлектор 3. Тактовые импульсы генератора 4 подаются на счетные входы блока формирования строба (БФС) 11, блок формирования кодов строк (БФКС) 12 и через схему совпадений 5 на счетный вход двоичного счетчика 6. Выходы счетчика 6 через схему преобразования кодов 7 соединены с первыми входными шинами ключей 8 и 14. Старший разряд счетчика 6 соединен с установочным входом БФС 11 и через БФС 10 с управляющим входом схемы преобразования кодов 7 и установочными входами БФС 11 и БФКС 12. Младшие разряды БФКС 12 соединены со вторыми входными шинами ключей 8 и 14, а старший разряд соединен с установочным вход БФС 11, управляющим входом ключа 8 и через инвертор 13 с управляющим входом ключа 14. Выходы ключей 8 и 14 через блоки управления дефлекторами 9 и 15 соединены со входами управления двухкоординатного АОД 3. Выход БФС 11 соединен со вторым входом схемы совпадений 5 и установочным входом БФКС 12.

Электронные схемы 4-8 и 10-14 формируют два цифровых кода X_т и Y_т, величины которых изменяются в соответствии с временными диаграммами, представленными на фиг. 2. Цифровые коды управляют работой БУД 9 и 15 таким образом, что высокочастотные выходные сигналы БУД имеют частоты f_x и f_y, удовлетворяющие условиям:
f_x K₁ + K₂·X_т;
f_y K₃ + K₄·Y_т;
где K₁ K₄ коэффициенты пропорциональности.

обычно K₁ K₃; K₂ K₄.

Высокочастотные сигналы БУД 9 и 15 (синтезаторов частот) подаются на пьезоэлектрические преобразователи акустооптических ячеек дефлектора 3, возбуждая в светозвукопроводах ячеек бегущие акустооптические волны. Лазерный пучок излучения 1 уширяется коллиматором 2 для получения требуемой световой апертуры и угловой расходимости и, проходя акустооптические ячейки дефлектора, отклоняется в двух направлениях, пропорционально частотам f_x и f_y. Так как частоты переменные, то лазерный пучок при сканировании образует прямоугольный растр (фиг.1), являющийся информационным полем для управления.

Работа электронных схем формирования цифровых кодов X_т и Y_т происходит согласно временным эпюрам, представленным на фиг.7. Двоичный счетчик 6 при поступлении на его счетный вход C импульсов с генератора 4 формирует двоичные коды, величина которых Ип периодически изменяется от 0 до максимального значения (фиг.7,а) с периодом T_c 2^p · T_г, где T_г период следования импульсов тактового генератора 4, p разрядность счетчика 6. Эти коды определяют один такт сканирования по строке. Сканирование по строке дискретное, как представлено на увеличенном масштабе фиг.7,а, и, например, при p 8 строка состоит из 256 дискретов.

Схема преобразования кодов 7, представляющая собой, например, логическую схему "Исключающее или", осуществляет либо прямую передачу кодов счетчика 6 (И_с 0), либо инверсию кодов (И_с 1) счетчика 6, при этом коды изменяются от максимума до 0, что обеспечивает обратное сканирование лазерного пучка в строке (фиг. 7, б). Формирование сигналов управления схемой преобразования сигналов 7 осуществляется блоком формирования строба 10. Он под воздействием сигнала старшего разряда счетчика 6 (фиг.7,д) формирует строб управления И_с, вид которого при формировании трехтактовой строки представлен на фиг.7,е.

Блок формирования строба задержки 11 после окончания такта каждой строки формирует строб И_т, длительность которого может быть равна T_o, T^x₄, T^y₄, T₆ (фиг. 7, в). Выбор длительности определяется установочными входами A₀ - A₃, сигналы на которых определяют вид растра горизонтальные (A₁ 0) или вертикальные (A₁ 1) строки (т.е. задается T^x₄ или T^y₄, номер такта строки (значение A₀ задает T₀). Сигнал со старшего разряда счетчика 6 (A₂) может использоваться как синхронизирующий для начала отсчета выбранного интервала T_i. Внешние коды установки PK могут быть использованы для программной установки значений интервала T_i. Тактовая частота при отсчете строба поступает с генератора 4. Во время формирования строба T_i схема сравнения 5 запрещает прохождение импульсов генератора 4 на двоичный счетчик 6, тем самым формируются заданные задержки между тактами строк (фиг.7,a, b).

Блок формирования кодов строк 12 формирует коды, которые определяют местоположение каждой строки согласно временным диаграммам, представленным на фиг.2,а, б и 7,г.

Выходные коды И_м БФКС 12 состоят из двух групп. Первая группа кодов (разряды 1 S) обеспечивает "быстрое" сканирование при формировании каждого такта строки, согласно временной диаграмме фиг.7,г (обеспечивает "пилообразные пички" на полочках). Вторая группа кодов (разряды S + 1 p) обеспечивает формирование циклического сканирования строк. На фиг.2,а, б представлена временная диаграмма для числа строк N 8 и числа строк в цикле M 2. Фрагмент аналогичной диаграммы представлен на фиг.7,г.

Упрощенная структура БФКС 12 представлена на фиг.8. Он содержит два двоичных счетчика СТ1 и СТ2. Счетчик СТ2 является формирователем кодов базовых строк, т. е. он формирует коды, определяющие местоположение строки без "быстрого" сканирования. Счетчик СТ1 является формирователем кодов амплитуды "размытия" строки. Эти коды являются младшими по отношению к кодам счетчика СТ2 и определяют амплитуду И_в "пилообразных пичков" при формировании каждой строки (фиг. 7,ж). Так как первый счетчик СТ1 управляется тактовой частотой генератора 4, то его выходные коды изменяются аналогично вышеописанному счетчику 6. Отличие лишь в разрядности. Например при S 4 обеспечивается "пила", состоящая из 16 дискретов. Отметим, что в простейшем случае функции счетчика СТ1 могут быть выполнены и двоичным счетчиком 6, так как коды S младших разрядов счетчика 6 полностью идентичны кодам СТ1.

Второй счетчик СТ2 управляется тактовой частотой БФС 10, период которой равен времени T_nc формирования строки (фиг.3). Характер изменения кодов счетчика СТ2 также монотонно-периодический, как и у счетчика СТ1 или у счетчика 6. Однако младший разряд S + 1 счетчика СТ2 подключен к старшему разряду p ключей 8 и 14, что обеспечивает на выходах S + 1 p ключей вид циклического сигнала с параметром M 2, представленный на фиг.1,2 и 7.

Строб задержки БФС 11, подаваемый на выходы установки нуля R счетчика СТ1, обеспечивает синхронизацию работы счетчика.

Выходные коды счетчика СТ1 являются младшими по отношению к кодам счетчика СТ2, поэтому результирующее действие всех видов представлено на фиг.7,г; p-канальные ключи 8 и 14 обеспечивают коммутацию выходных сигналов U схемы преобразования кодов 7 либо на выход X_т, а выходных сигналов И_м БФКС 12 на выход Y_т (сигнал управления ключей E 0), при этом формируется полукадр ИП с горизонтальным сканированием строк, либо коммутацию сигналов И_б на выход Y_т, а сигналов И_м на выход X_т (E=1), при этом формируется полукадр ИП с горизонтальным сканированием строк.

Число разрядов БФКС 12 в общем случае не равно разрядности счетчика 6. Разрядность счетчика 6 определяет точность определения координат ФПУ управляемого объекта в ИП и при n=8 дискретность измерения координат достигает 1/256 от линейного размера поля.

Разрядность БФКС 12 выбирается исходя из линейных размеров ИП и диаметра лазерного пучка l_л. Пусть l=16 м, l_л=0,5 м. Тогда оптимальное число строк в ИП N 32. Следовательно разрядность БФК должна соответствовать величине d=5 (N 32 2^d 2⁵). Если исходя из требуемой частоты смены информации необходимо выбрать N 4, т.е. счетчик СТ2 имеет два разряда, то обеспечить перекрытие лазерных пучков соседних строк возможно при "быстром" сканировании счетчиком СТ1 (фиг.3), имеющим три разряда. Вариант построения БФКС с числом дискретов в строке 256 (p 8), числом строк N 4, числом строк в цикле M 2 и амплитудой l_в "быстрого" сканирования, содержащей 8 дискретов (d=3) представлен на фиг. 9. Для данной реализации суммарная разрядность кодов строк равна 2 + 3 5, против 8 разрядов, используемых при формировании строки. Для сохранения масштаба ИП в обоих направлениях недостающие 3 информационных разряда представлены тремя заземленными младшими разрядами входной p-разрядной шины ключей 8 и 14.

Отметим, что если при формировании ИП не осуществлять "быстрое" сканирование, то счетчик СТ1 из БФКС 12 следует изъять, заземлив соответствующие входы ключей.

Возможен вариант построения устройства для формирования ИП, обеспечивающего число строк в ИП N=1, амплитуду "быстрого" сканирования l_в=l, что эквивалентно системе, описанной в (Пат. США, кл. 244/3.13 (F 42 B 13/30) N 4111385). В этом случае БФКС содержит лишь счетчик СТ1, как представлено на фиг. 10. Для выше приведенных параметров разрядность счетчика равна 6. На фиг.11 условно представлено формирование горизонтальной строки (фиг. 11,а) и формирование вертикальной строки (фиг. 11,б). Такой метод формирования ИП требует достаточно небольших тактовых частот (30 100 кГц) и может быть использован в сочетании с импульсными лазерами, например, серийно выпускаемым ГОИ-8-1, имеющий большую плотность энергии, чем непрерывные.

Отметим, что в общем случае в БФКС 12 можно внешними кодами K_s и K_g задавать число базовых строк и амплитуду "размытия" строки. Структурная схема БФКС, имеющая на выходе число разрядов p 8, приведена на фиг.12. Работа такого БФКС совпадает с описанием БФКС, представленным на фиг.8, 9 со следующим отличием. Счетчик СТ1 периодически формирует коды "размытия" строк от 0 до максимального значения K_g, устанавливаемого внешним кодом. Очевидно, что K_g <S, где S разрядность счетчика 3 (в данном примере S 4). При достижении счетчиком 3 значений выходных кодов равных K_g через логическую схему 1 "исключающее или" происходит сброс счетчика 3 и начинается новый период отсчета.

Выходы счетчика СТ1 и счетчика кодов базовых строк СТ2 подключены к входным шинам мультиплексора 5 таким образом, что на каждой входной шине имеется сдвиг кодов на один разряд. Установкой кода K_s можно обеспечить переключение на выход мультиплексора 5 любой комбинации кодов. Для формирования сигнала окончания кадра используется дешифратор 6, логическая схема "2 И-ИЛИ-НЕ" 7 и триггер 2. При совпадении формируемого счетчиком СТ2 кода номера строки с выходными данными дешифратора 6, определяемыми кодом K_s, вырабатывается импульс, опрокидывающий триггер 2 в противоположное состояние. Выходной сигнал триггера сигналом управления p-канальных ключей.

В качестве акустооптического дефлектора описываемого устройства может быть использован дефлектор со светозвукопроводом из парателлурита (TeO₂), обеспечивающий сканирование лазерных пучков видимого и ближнего ИК-спектров и имеющий световую апертуру до 10 15 мм.

В качестве генератора 4 целесообразно использовать кварцевые генераторы для обеспечения стабильных временных характеристик.

Реализация цифровых устройств может быть выполнена на микросхемах серий 1533, 1531, 531 и так далее с учетом представленных временных диаграмм.

В качестве БУД 9, 15 могут быть использованы либо перестраиваемые варикапами автогенераторы, управляемые цифроаналоговыми преобразователями, либо синтезаторы частоты. Диапазон генерируемых частот БУД при использовании ДАОД из парателлурита может быть равным 60 90 МГц.

Отметим так же, что блоки электроники 4 8 и 10 14 могут быть реализованы, например, в виде специализированной БИС на матричном базовом кристалле.

Использование новых электронных узлов и связей выгодно отличает предлагаемое устройство формирования ИП, так как обеспечивается более высокий энергетический потенциал и помехозащищенность по сравнению с прототипом и имеется возможность модернизации системы с целью выбора оптимальных значений параметров (частоты обновления информации, энергопотенциала) в зависимости от решаемых технических задач.

Формула изобретения

1. Способ нормирования информационного поля лазерной системы телеориентации, заключающийся в поочередном нормировании двух прямоугольных лазерных растров размерами l x l, образованных за счет сканирования лазерного пучка в каждом растре по N строкам и развернутых относительно друг друга на 90^o, отличающийся тем, что формирование строк в растре осуществляют циклами по М строк в цикле с дискретным переходом лазерного пучка между соседними строками цикла на величину Δ = l/M, а каждую строку нормируют за счет трех тактов сканирования с временем сканирования такта Т_c и с заданными задержками между тактами, причем только два соседних такта в каждой строке имеют встречное направление сканирования и равные времена задержек для первого и второго растров.

2. Способ формирования информационного поля лазерной системы телеориентации, заключающийся в поочередном формировании двух прямоугольных лазерных растров размерами l х l, образованных за счет сканирования лазерного пучка в каждом растре по N строкам и развернутым относительно друг друга на 90^o, отличающийся тем, что нормирование строк в растре осуществляют циклами по М строк в цикле с дискретным переходом лазерного пучка между соседними строками цикла на величину Δ = l/M, а каждую строку нормируют за счет трех тактов сканирования с временем сканирования такта Т_с и с заданными задержками между тактами, причем только два соседних такта в каждой строке имеют встречное направление сканирования и равные времена задержек для первого и второго растров, а при каждом такте строчного сканирования осуществляется дополнительное периодическое сканирование в ортогональном направлении с периодом T_в T_c/g и амплитудой l_в не более l/N, где g 8 1024.

3. Устройство для формирования информационного поля лазерной системы телеориентации, включающее последовательно установленные лазерный излучатель, оптическую систему и двухкоординатный акустооптический дефлектор, а также генератор тактовой частоты, p-разрядный двоичный счетчик, формирователь кодов, первый и второй блоки управления дефлекторами, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым управляющими входами двухкоординатного акустооптического дефлектора, отличающееся тем, что в него введены первый и второй блоки формирования стробов, элемент совпадений, инвертор, два p-канальных ключа и преобразователь кодов, выходы p-разрядного двоичного счетчика через преобразователь кодов соединены с первыми входными шинами p-канальных ключей, причем старший разряд p-разрядного двоичного счетчика через второй блок формирования строба соединен с управляющим входом преобразователя кодов и установочными входами первого блока нормирования строба и формирователя кодов, p младших разрядов которого соединены с второй входной шиной p-канальных ключей, а (p+1)-й разряд соединен с вторым установочным входом первого блока формирования строба и управляющим входом первого p-канального ключа, выходные шины ключей соединены соответственно с входами первого и второго блоков управления дефлекторами, выход генератора тактовой частоты соединен со счетными входами первого блока формирования строба и формирователя кодов и через элемент совпадений соединен со счетным входом двоичного счетчика, при этом выход первого блока формирования строба соединен с вторым входом элемента совпадений, а формирователь кодов выполнен программируемым, программные входы его являются входами для подачи внешних кодов числа базовых строк К_s и кода "размытия" базовой строки К_g, где K_s и К_g 1 128.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12