Способ регистрации статистического распределения переотражений лазерного излучения от низколетящей ракеты бликами морской поверхности и устройство для его реализации



Способ регистрации статистического распределения переотражений лазерного излучения от низколетящей ракеты бликами морской поверхности и устройство для его реализации
Способ регистрации статистического распределения переотражений лазерного излучения от низколетящей ракеты бликами морской поверхности и устройство для его реализации

 


Владельцы патента RU 2451301:

Меньших Олег Фёдорович (RU)

Изобретение может быть использовано в лазерных доплеровских локаторах, работающих по низколетящим крылатым ракетам морского базирования. В способе устанавливают макет ракеты на заданной высоте над поверхностью водного бассейна и устанавливают локационное оборудование на подвижной тележке, которую перемещают по суше. Передающий и приемный тракты локационного оборудования юстируют вдоль единой оптической оси, затем указанные каналы ориентируют на уголковый отражатель, который закрепляют в носу макета ракеты. Регистрируют отраженный сигнал в центре приемной фоточувствительной матрицы, после чего приемный канал локационного оборудования ориентируют на участок водной поверхности под макетом ракеты со сдвигом по углу места Δε, величину которого вычисляют по формуле Δε=H/L, где L - расстояние между локационным оборудованием и уголковым отражателем макета ракеты, Н - высота макета ракеты относительно водной поверхности. Затем производят серию измерений групп бликовых излучений, образующихся от рассеяния зондирующего излучения боковой поверхностью макета ракеты, с помощью приемной матрицы, связанной с многоканальным блоком обработки информации, и обрабатывают получаемую информацию в регистрирующем приборе. В результате формируют базу данных для ее последующего статистического усреднения и вычисления соответствующих вероятностей. Указанные измерения проводят на разных дальностях L и при разных условиях волнения водной поверхности. Технический результат заключается в обеспечении возможности изучения статистики распределения переотражений от низколетящей крылатой ракеты. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к областям лазерной техники и электроники и может быть использовано при синтезе лазерных доплеровских локаторов по низколетящим крылатым ракетам морского базирования, использующих переотражения лазерного излучения от бликов морской поверхности, на которую падает рассеянное лазерное излучение, облучающее боковую поверхность крылатой ракеты.

Известно о разработках в США самолета-невидимки по проекту Stels, который был использован в военной компании в Ираке и появление которого не могли зафиксировать приграничные средства ПВО в связи с особой формой этого самолета. Эта форма в нарушение законов аэродинамики позволила существенно уменьшить эффективную поверхность отражения зондирующего радиоизлучения радаров ПВО и представляла собой зеркально отражающие грани корпуса, расположенные под углами к падающему излучению, что приводило к отражению последнего в направлениях, существенно не совпадающих с направлением падающего на самолет излучения радара (в основном вниз и по бокам относительно вектора движения самолета). Форма самолета-невидимки напоминала форму стрелы. Один из наших ученых - Ф.Уфимцев - разработал теорию дифракции электромагнитных волн для такого рода объектов и сотрудничал в США в процессе создания проекта Stels, но также предложил и способ обнаружения самолетов-невидимок, сущность которого состояла в использовании нескольких радиолокационных приемных устройств, рассредоточенных в пространстве относительно радара ПВО, с помощью которых можно принимать излучения радара, рассеянно отраженные от самолета-невидимки. Однако данный способ выражен в виде идеи возможного обнаружения без конкретного указания на технические средства реализации способа и состав оборудования.

При использовании такого гипотетического способа обнаружения движущихся объектов-невидимок с весьма малыми величинами эффективной площади отражения применительно к задачам ВМФ, то есть в условиях работы на море (в океане), возникают трудно преодолимые препятствия, связанные с необходимостью взаимной топографиической привязки группы кораблей с указанными радиолокационными приемниками рассеянно отраженного излучения радара, также размещенного на одном из кораблей данной группы, находящейся в движении. Это обстоятельство крайне затрудняет реализацию идеи Ф.Уфимцева применительно к лазерной когерентной локации низколетящих над водными бассейнами крылатых ракет или самолетов-невидимок, обнаружение которых и измерение их координат и скорости необходимо осуществлять заблаговременно.

Аналогичным образом обстоит дело применительно к низколетящим крылатым ракетам морского базирования типа «Гарпун» и других, им подобных. Низколетящие крылатые ракеты типа «Гарпун» производства США были впервые успешно применены Аргентиной против английского корабля в военном конфликте в районе Фолклендских (Мальвинских) островов и проявили себя как грозное современное оружие. Поэтому задача ближнего обнаружения низколетящих крылатых ракет типа «Гарпун» является весьма актуальной. Важность создания технических средств противодействия такого рода оружия связана с тем, что традиционными радиолокационными средствами обнаружения и сопровождения низколетящих ракет морского базирования решение этих задач принципиально затруднено, в частности, из-за сложности формирования необходимой диаграммы направленности зондирующего излучения. Поэтому переход к лазерным локационным системам с существенно более короткой длиной волны в излучении является определяющим обстоятельством в развитии современных локационных приборов.

Среди различных схем и способов построения лазерных локаторов наиболее перспективными представляются схемы с когерентным приемом при панорамном обзоре пространства с использованием непрерывного излучения одночастотного лазера без использования модуляции, что позволяет получить наибольшую величину произведения энергетического потенциала локатора на его быстродействие сканирования по угловым координатам (азимуту и углу места) при высокой точности измерения угловых координат и радиальной скорости. Последнее обеспечивается при построении лазерных доплеровских систем с использованием когерентной обработки с фотосмешением в высокочувствительных фотоприемниках, например, на основе охлаждаемых жидким азотом тройных соединений «кадмий-ртуть-теллур» (КРТ) для излучений СО2-лазеров. Однако для измерения наклонной дальности в лазерных локаторах традиционно используют либо импульсный режим излучения, либо применяют широкополосные сигналы, например псевдослучайные последовательности или линейно-частотно-модулированные по треугольному закону сигналы с последующей их оптимальной обработкой в радиотракте на основе дисперсионных линий задержки или линий с длительным взаимодействием [1-12]. Важно отметить, что при построении лазерных локаторов с импульсным режимом излучения приходится использовать модуляторы излучения, что снижает энергетический потенциал таких локаторов по сравнению с когерентными доплеровскими локаторами с непрерывным режимом излучения при одинаковых средних мощностях лазеров из-за потерь при модуляции.

Известен способ локации низколетящих крылатых ракет морского базирования, использующий непрерывное излучение одночастотного газового СО2-лазера, сформированное с узким углом расходимости по азимуту и расширенным углом излучения по углу места, и когерентный прием матрицей фоточувствительных КРТ-элементов переотраженных от морских бликов рассеянного ракетой излучения, а также реализующие данный способ устройства и их элементы [12-18]. Эффективная поверхность рассеяния крылатых ракет является настолько малой из-за стреловидной формы их корпуса, что их обнаружение по отражению вдоль линии зондирования затруднено, поскольку основная часть энергии отражения направляется корпусом ракеты в направления, отличные от направления зондирования, в том числе на морскую поверхность вблизи от ракеты. Это обстоятельство используется в указанном известном способе локации. При этом морская поверхность, практически всегда испытывающая волнение, представляет собой псевдослучайный время-пространственный модулятор-отражатель рассеянного ракетой излучения, воздействующего со стороны лазерного доплеровского локатора.

Известный способ-прототип [13] отличается тем, что когерентному приему и обработке дополнительно и одновременно подвергают отраженные от нескольких бликов морской поверхности излучения, поступающие на фотоприемную матрицу с разных произвольно распределенных угловых направлений, определяют в соответствующих каналах, связанных с матричным фотоприемным устройством, доплеровские сдвиги частоты в принятых излучениях от бликов морской поверхности и соответствующие им угловые координаты на эти морские блики, вычисляют текущие координаты местоположения объекта и его истинную скорость, а также статистически усредняют полученные результаты вычислений всей совокупности совместных измерений указанных параметров.

Целью данного способа локации является изучение статистики распределения переотражений лазерного излучения от низколетящей крылатой ракеты, например, типа «Гарпун» бликующей морской поверхностью в различных погодных ситуациях (от штиля до бури). В частности, важно получить статистические данные о вероятности одновременного действия и продолжительности функционирования нескольких бликов для решения триангуляционной задачи местоопределения мгновенного положения летящей ракеты, а также получить статистические данные о вероятности регистрации интервалов времени, соответствующих совпадениям регистрируемых двух и более бликов и достаточных для обработки информации с заданной вероятностью правильного обнаружения и измерения текущих координат ракеты и ее скорости с необходимой точностью при известном заданном значении вероятности ложных тревог. При этом накопление статистических данных необходимо проводить с использованием неподвижного полномасштабного макета соответствующей ракеты на разных дальностях и при различных условиях волнения водной поверхности.

Указанная цель достигается в заявляемом способе регистрации статистического распределения переотражений лазерного излучения от низколетящей ракеты бликами морской поверхности, использующем когерентный прием и обработку излучения, отраженного от нескольких одновременно действующих бликов морской поверхности вблизи низколетящей ракеты, поступающие на фотоприемную матрицу с разных произвольно распределенных угловых направлений, отличающимся тем, что макет ракеты устанавливают на заданной высоте над поверхностью водного бассейна, например морского залива, а локационное оборудование устанавливают на подвижной тележке, которую перемещают по суше, например по железнодорожному полотну, передающий и приемный тракты локационного оборудования предварительно юстируют вдоль единой оптической оси, затем передающий и приемный каналы локационного оборудования ориентируют на малоапертурный уголковый отражатель, который закрепляют в носовой части макета ракеты, регистрируют прием отраженного сигнала в центре приемной фоточувствительной матрицы, после чего приемный канал локационного оборудования ориентируют на участок водной поверхности под макетом ракеты со сдвигом по углу места Δε, величину которого вычисляют по формуле Δε=Н/L при L>>Н, где L - расстояние между локационным оборудованием и малоапертурным уголковым отражателем макета ракеты, Н - высота макета ракеты относительно водной поверхности, и затем производят серию измерений групп бликовых излучений, образующихся от рассеяния зондирующего излучения боковой поверхностью макета ракеты, с помощью приемной фоточувствительной матрицы, связанной с многоканальным блоком обработки информации, и обрабатывают получаемую информацию в регистрирующем приборе, например в персональном компьютере, с отображающим монитором, в результате чего формируют базу данных для ее последующего статистического усреднения и вычисления соответствующих вероятностей, кроме того, указанные измерения проводят на разных дальностях L и при разных условиях волнения водной поверхности с возможностью искусственной имитации волнения, соответствующего диапазону волнений при штиле и при буре.

Заявляемый способ реализуется устройством для регистрации статистического распределения переотражений лазерного излучения от низколетящей ракеты бликами морской поверхности, содержащим одночастотный СО2 лазер непрерывного действия с передающим телескопом, соосно размещенный в передающем канале приемный объектив, в фокальной плоскости которого установлена фоточувствительная матрица на охлаждаемом жидким азотом тройном соединении «кадмий-ртуть-теллур», работающая в гомодинном режиме когерентного приема при использовании малой части лазерного излучения и рассеивающей линзы, а также многоканальный блок обработки информации, каждый канал которого включает последовательно включенные к ячейкам фоточувствительной матрицы канальные усилитель, амплитудный детектор и пороговое устройство с регулируемым порогом ограничения по минимуму, и регистрирующее устройство, например персональный компьютер, с дисплеем, отличающимся тем, что приемно-передающий блок размещен на перемещаемой по горизонтальной трассе или по железнодорожному полотну тележке, излучения одночастотного СО2 лазера с малой угловой расходимостью направлены на макет низколетящей ракеты, установленной на некоторой высоте над уровнем морского залива на специальной опоре и снабженной малоапертурным уголковым отражателем в носовой части макета ракеты, поле зрения приемного тракта оптически связано с частью водной поверхности, на которую падает рассеянное макетом ракеты лазерное излучение и на которой возникают хаотически распределенные бликовые переотражения, а каналы многоканального блока обработки информации включают последовательно связанные с выходами канальных пороговых устройств канальные запоминающие устройства, фиксирующие длительность принятых сигналов и моменты времени начала регистрируемых интервалов времени существования принятых сигналов, а также отображающих эти временные параметры в двоичных кодах, а выходы канальных запоминающих устройств воздействуют на интерфейс регистрирующего устройства, например персонального компьютера, с дисплеем, связанного с таймером, выход таймера подключен к дополнительным входам канальных запоминающих устройств, которые включают последовательно связанные измеритель временного интервала действия принимаемого сигнала и кодирующее устройство, а интерфейс персонального компьютера включает быстродействующее устройство последовательного опроса кодовых данных канальных запоминающих устройств.

Заявляемый способ и реализующее его устройство может быть дополнено использованием водного бассейна с имитатором волнения водной поверхности с регулируемыми интенсивностью и частотой волнения вместо морского залива.

Достижение цели изобретения в заявляемом способе и устройстве объясняется статистическим усреднением картины одновременного распределения бликовых переотражений на фоточувствительной матрице. Это позволяет в реальной обстановке судить о местоположении низколетящей крылатой ракеты по расположению на морской поверхности движущейся картины бликовых переотражений.

Действие устройства, реализующего способ, понятно из представляемых рисунков.

На рис.1 дана схема взаимодействия устройства с макетом ракеты, расположенной на заданной высоте Н над уровнем морского залива и на расстоянии L от устройства 1 с апертурным окном 2. Устройство 1 установлено на подвижной тележке 3 по горизонтальной трассе или по железнодорожному полотну 4. Поле зрения приемного тракта устройства охватывает определенную часть водной поверхности 5 (показана внизу рис.1 как вид сверху) и макет ракеты 6 с малоапертурным уголковым отражателем 7. Макет ракеты жестко закреплен штырем на донной поверхности креплением 8. Возможны и иные способы закрепления макета ракеты. Вид сверху на видимую приемным трактом устройства 1 площадку 9 на водной поверхности включает ряд бликующих площадок волнующейся водной поверхности, расположение которых имеет случайное распределение по этой площадке и во времени.

На рис.2 представлена схема устройства 1, включающая следующие узлы и блоки:

10 - одночастотный СО2 лазер непрерывного действия,

11, 12 и 17 - глухие отражатели,

13 - передающий телескоп, формирующий узконаправленное лазерное излучение с угловой расходимостью Θ (как указано на рис.1),

14 - приемный объектив с центральным отверстием,

15 - фоточувствительная матрица с N=mn ячейками (m - число столбцов, n - число строк в матрице),

16 - оптическая делительная ячейка с малым отражением для формирования гомодинного режима фотосмешения,

18 - отрицательная линза, формирующая оптический сигнал гетеродинирования,

19 - многоканальный блок обработки информации с числом идентичных каналов N,

20 - канальный усилитель,

21 - канальный амплитудный детектор,

22 - канальное пороговое устройство с регулируемым порогом ограничения по минимуму,

23 - канальное запоминающее устройство, содержащее в своем составе:

24 - измеритель временного интервала действия принимаемого сигнала,

25 - кодирующее устройство,

26 - таймер,

27 - интерфейс регистрирующего устройства,

28 - регистрирующее устройство, например персональный компьютер, с дисплеем.

Примечание: На рис.2 фоточувствительная матрица 15 развернута для наглядности на 90° вокруг вертикальной оси, а фигурные стрелки указывают на многоканальные связи.

Рассмотрим заявляемый способ на основе действия реализующего его устройства.

Излучение одночастотного СО2 лазера непрерывного действия 10 передающего тракта, частично отражаясь формирователем гомодинного канала - делительной оптической ячейкой 16 с большим пропусканием и малым отражением, отражаясь соответствующими глухими отражателями 11 и 12, формируется в узконаправленный пучок с угловой расходимостью Θ=1,22 λ/D1, где λ - длина волны лазерного излучения (10,6 мкм) и D1 - диаметр апертуры передающего телескопа 13, направляют на малоапертурный уголковый отражатель 7, закрепленный в носовой части макета ракеты 6, закрепленной на высоте Н над водной поверхностью морского залива или специального водного бассейна с помощью крепления 8. Оптическая ось приемного объектива 14 приемного тракта локационного оборудования в исходном состоянии совпадает с оптической осью передающего телескопа 13. Поэтому изображение малоапертурного уголкового отражателя при его зондировании лазерным излучением, обеспечиваемым соответствующей юстировкой приемно-передающего тракта (поиском) по азимуту и углу места, оказывается совмещенным с центральной ячейкой фоточувствительной матрицы 15. Отметим, что расходимость зондирующего излучения Θ выбирается так, что выполняется неравенство Θ L<Н при всех возможных значениях дальности L, так что это излучение не воздействует на площадку 9 водной поверхности под макетом ракеты. В результате этой операции лазерное излучение падает на поверхность макета ракеты и рассеивается ею в различные направления, в том числе вниз и по бокам, то есть попадает на некоторую площадку 9 водной поверхности под макетом ракеты. Для визирования этой площадки 9 приемный тракт, включающий приемный объектив 14 с центральным отверстием, отрицательную линзу 18 и глухой отражатель 17, поворачивают в угломестной плоскости на некоторый угол Δε, равный Δε=Н/L. Этот поворот осуществляют относительно горизонтальной оси, проходящей через центр глухого отражателя 17 (эта ось не показана на рис.2).

За счет волнения морской поверхности образуются бликовые отражения, воздействующие на приемный объектив 14, содержащий линзу с большой апертурой D2>>D1 и с малым центральным отверстием, в плоскости изображения которой размещена фоточувствительная матрица 15 (при L>>>F, где F - фокусное расстояние приемного объектива 14, плоскость изображений практически совпадает с фокальной плоскостью приемного объектива). Приемный тракт также содержит дополнительную малоапертурную отрицательную (рассеивающую) линзу 18 гомодинного канала, совмещенную с оптической осью приемного объектива. Гомодинное излучение образовано с помощью делительной оптической ячейки 16, глухого отражателя 17, расположенного перед отверстием в линзе приемного объектива, и формирующий гомодинный пучок падает на все mn ячейки фотоприемной матрицы 15, обеспечивая гомодинное фотосмешение. Фотоприемная матрица 15 содержит m столбцов и n строк, и их число определяет разрешающую способность устройства по угловым координатам - соответственно углу места и азимуту. Одновременно ячейки фотоприемной матрицы 15 могут регистрировать бликовые отражения от различных участков морской поверхности. Поэтому дальнейшая обработка информации о принятой группе сигналов осуществляется в многоканальном блоке обработки информации 19, число каналов в котором равно mn. Все каналы идентичны и содержат последовательно включенные канальные усилители 20, канальные амплитудные детекторы 21, канальные пороговые устройства с регулируемым порогом по минимуму 22 и канальные запоминающие устройства 23, причем последние включают последовательно соединенные измерители временных интервалов действия принимаемых сигналов 24 и кодирующие устройства 25, с помощью которых формируются коды длительности интервалов действия принимаемых сигналов и моменты текущего времени, задаваемого таймером 26, связанные с началами временных интервалов действия принимаемых сигналов. Кодирование этих величин производится, например, в двоичном коде. Опрос кодовых комбинаций со всех каналов блока обработки информации 19 осуществляется интерфейсом 27 персонального компьютера 28 с дисплеем, на который подается сигнал текущего времени с таймера 26 также в двоичном коде. С помощью персонального компьютера 28 производится по соответствующей программе обработка принимаемых кодовых последовательностей с выхода интерфейса 27, который опрашивает информацию со всех mn ячеек фотоприемной матрицы 15 с высокой скоростью. После цикла опроса кодовая информация в канальных запоминающих устройствах 23 стирается, и они готовы для последующих записей новой информации. Интервал цикла опроса всех N=mn ячеек фоточувствительной матрицы 15 выбран так, что он превышает наиболее длинный по времени интервал бликового отражения, чтобы не утратить информацию о размере этого интервала стиранием полученной кодовой информации. Например, если наиболее длинный по времени интервал действующего блика равен ΔTMAX то время опроса каждой ячейки фоточувствительной матрицы Δt должно удовлетворять очевидному неравенству Δt≤ΔTMAX/mn. Так, если ΔTMAX=5 мс, то при mn=105 (при m=400 и n=250) получим Δt≤50 нс. Это означает, что полоса пропускания фоточувствительных ячеек и усилителей 20 должна быть не хуже ΔF=20 МГц, что вполне согласуется с современными техническими возможностями фотоприемных устройств, например, выполненных на охлаждаемом жидким азотом соединении КРТ (кадмий-ртуть-теллур) при использовании СО2 одночастотных лазеров непрерывного действия (с длиной волны 10,6 мкм). Повышению пороговой чувствительности таких фотоприемных устройств способствует их работа в гомодинном режиме фотосмешения. Известные фотоприемные устройства на КРТ для диапазона 10,6 мкм имеют полосу пропускания порядка 100 МГц и выше, что позволяет увеличить число ячеек mn фоточувствительной матрицы 15 до 106 и выше. Это позволяет увеличить разрешающую способность устройства по угловым координатам.

Формирование кодов в кодирующих устройствах 25 должно завершаться за время порядка Δt≤50 не для рассмотренного выше примера, что также легко осуществимо. Если такт работы таймера текущего времени 26 принять равным 50 нс, то легко понять, что максимально возможный двоичный код интервала времени действия принимаемого сигнала бликового отражения имеет размер числа mn. Для рассматриваемого примера при mn=105 число двоичных разрядов для отображения интервалов времени и момента текущего времени, сопряженного с началом этого интервала времени, равно k=2 log2 (mn), то есть для данного примера имеем k=34 (17 двоичных разрядов для отображения интервала времени действия сигнала и 17 разрядов для отображения момента времени начала измеряемого интервала времени). Разрядность в кодирующих устройствах 25 может быть снижена, если снизить требования по разрешающей способности по времени. Например, на порядок, то есть с временным разрешением 0,5 мкс. Тогда число разрядов в кодирующих устройствах снизится до величины k=2 log2 (mn/10)=26 (по 13 разрядов для двух измеряемых величин).

В персональном компьютере 28 происходит обработка полученной информации о времени регистрации бликовых отражений и длительности этих бликов. При этом решается вопрос, сколько бликовых отражений перекрывается по времени, какова длительность времени перекрытия для пары бликовых сигналов, для трех и более одновременно действующих бликовых отражений и каково время перекрытия для таких групп бликовых отражений (на рис.1 и 2 указано пять бликовых переотражений). Эта информация является важной для построения лазерных доплеровских локаторов, действие которых основано на заявленном ранее способе [13]. Эта информация накапливается в базе данных персонального компьютера (в его жестком диске) для различных условий волнения морской поверхности - от штиля до бури, а также при разных расстояниях L.

На рис.2 для простоты не показаны органы юстировки приемного и передающего трактов локационного устройства по угловым координатам. Вместо морского залива может быть использован водный бассейн с устройством, имитирующим волнение водной поверхности различной (регулируемой) интенсивности и частоты. Так, повышение частоты волнений водной поверхности в известной мере компенсирует фактор неподвижности макета ракеты, поскольку при ее реальном быстром движении над поверхностью моря (для ракеты типа «Гарпун» эта скорость составляет порядка 300 м/с) существенно сокращается время действия бликовых переотражений.

Вычисление вероятности регистрации групп одновременно действующих бликовых переотражений возложено на работу персонального компьютера 28 по соответствующей программе и со статистическим усреднением получаемых измерений. Отображение информации, например, в форме графиков вероятностей осуществляется с помощью дисплея и может быть задокументировано подключением принтера или плоттера.

Использование заявленного технического решения является необходимой составной частью синтеза лазерных доплеровских локаторов с высоким энергетическим потенциалом, измеряющих все существенные локационные параметры низколетящих крылатых ракет морского базирования.

Литература

1. Фильтры на поверхностных акустических волнах / Под ред. Г.Мэттьюза. M.: Сов. радио, 1981, 472 с.

2. Тверской В.И. Дисперсионно-временные методы измерения спектров радиосигналов. M.: Сов. радио, 1974, 240 с.

3. Джек А.А., Грант П.М., Коллинз Дж.Х. Теория проектирования и применение Фурье-процессоров на поверхностных акустических волнах. ТИИЭИР, 1980, №4, р.22-43.

4. Меньших О.Ф. Формирователь сложных линейно-частотно-модулированных сигналов. Авт. свид. СССР №1302987, 1985.

5. Меньших О.Ф. Способ анализа спектра сигналов. Авт. свид. СССР №1817554, 1988.

6. Меньших О.Ф. Измеритель частоты сигналов лазерного доплеровского локатора. Авт. свид. СССР №1621728, 1988.

7. Меньших О.Ф. Измеритель частоты сигналов лазерного доплеровского локатора. Авт. свид. СССР №1621729, 1988.

8. Меньших О.Ф. Спектроанализатор лазерного доплеровского локатора. Авт. свид. СССР №1595219, 1988.

9. Меньших О.Ф. Лазерный доплеровский локатор. Авт. свид. СССР №1741553, 1990.

10. Меньших О.Ф. Способ обнаружения детерминированного радиосигнала. Авт. свид. СССР №1828280, 1991.

11. Меньших О.Ф. Обнаружитель лазерного доплеровского локатора. Патент РФ №1805756, 1991.

12. Меньших О.Ф. Обнаружитель лазерного доплеровского локатора. Авт. свид. СССР №1829640, 1991.

13. Меньших О.Ф. Способ локации. Патент РФ №2296350, бюлл. №9 от 27.03.2007.

14. Меньших О.Ф. Лазерный доплеровский локатор. Патент РФ №2335785, бюлл. №28 от 10.10.2008.

15. Меньших О.Ф. Лазерный когерентный локатор. Патент РФ №2352958, бюлл. №11 от 20.04.2009.

16. Меньших О.Ф. Анализатор спектра сигналов. Патент РФ №2315327, бюлл. №02 от 20.01.2008.

17. Меньших О.Ф. Рециркуляционный накопитель пачки взаимно когерентных радиоимпульсов. Патент РФ №2314638, бюлл. №01 от 10.01.2008.

18. Меньших О.Ф. Обнаружитель радиоимпульсного сигнала. Патент РФ №2310882, бюлл. №32 от 20.11.2007.

Источники патентной информации

RU 2012013 C1 от 30.04.1994, RU 2152056 C1 от 27/06/2000,

GB 1318475 A от 31.05.1973, US 3765768 A от 16.10.1973,

JP 56143974 A от 10.11.1981.

1. Способ регистрации статистического распределения переотражений лазерного излучения от низколетящей ракеты бликами морской поверхности, использующий когерентный прием и обработку излучения, отраженного от нескольких одновременно действующих бликов морской поверхности вблизи низколетящей ракеты, поступающих на фотоприемную матрицу с разных произвольно распределенных угловых направлений, отличающийся тем, что макет ракеты устанавливают на заданной высоте над поверхностью водного бассейна, например морского залива, а локационное оборудование устанавливают на подвижной тележке, которую перемещают по суше, например по железнодорожному полотну, передающий и приемный тракты локационного оборудования предварительно юстируют вдоль единой оптической оси, затем передающий и приемный каналы локационного оборудования ориентируют на малоапертурный уголковый отражатель, который закрепляют в носовой части макета ракеты, регистрируют прием отраженного сигнала в центре приемной фоточувствительной матрицы, после чего приемный канал локационного оборудования ориентируют на участок водной поверхности под макетом ракеты со сдвигом по углу места Δε, величину которого вычисляют по формуле Δε=H/L, где L - расстояние между локационным оборудованием и малоапертурным уголковым отражателем макета ракеты; Н - высота макета ракеты относительно водной поверхности, и затем производят серию измерений групп бликовых излучений, образующихся от рассеяния зондирующего излучения боковой поверхностью макета ракеты, с помощью приемной фоточувствительной матрицы, связанной с многоканальным блоком обработки информации, и обрабатывают получаемую информацию в регистрирующем приборе, например в персональном компьютере с отображающим монитором, в результате чего формируют базу данных для ее последующего статистического усреднения и вычисления соответствующих вероятностей, кроме того, указанные измерения проводят на разных дальностях L и при разных условиях волнения водной поверхности с возможностью искусственной имитации волнения, соответствующего диапазону волнений при штиле и при буре.

2. Устройство для регистрации статистического распределения переотражений лазерного излучения от низколетящей ракеты бликами морской поверхности, содержащее одночастотный CO2 лазер непрерывного действия с передающим телескопом, соосно размещенный в передающем канале приемный объектив, в фокальной плоскости которого установлена фоточувствительная матрица на охлаждаемых жидким азотом тройном соединении «кадмий-ртуть-теллур», работающая в гомодинном режиме когерентного приема при использовании малой части лазерного излучения и рассеивающей линзы, а также многоканальный блок обработки информации, каждый канал которого включает последовательно включенные к ячейкам фоточувствительной матрицы канальные усилитель, амплитудный детектор и пороговое устройство с регулируемым порогом ограничения по минимуму, и регистрирующее устройство, например персональный компьютер с дисплеем, отличающееся тем, что устройство размещено на перемещаемой по горизонтальной трассе или по железнодорожному полотну тележке, излучения одночастотного СО2 лазера с малой угловой расходимостью направлены на макет низколетящей ракеты, установленной на некоторой высоте над уровнем морского залива на специальной опоре и снабженной малоапертурным уголковым отражателем в носовой части макета ракеты, поле зрения приемного тракта оптически связано с той частью водной поверхности, на которую падает рассеянное макетом ракеты лазерное излучение, и на которой возникают хаотически распределенные бликовые переотражения, а каналы многоканального блока обработки информации включают последовательно связанные с выходами канальных пороговых устройств канальные запоминающие устройства, фиксирующие длительность принятых сигналов и моменты времени начала регистрируемых интервалов времени существования принятых сигналов, а также отображающих эти временные параметры в двоичных кодах, а выходы канальных запоминающих устройств воздействуют на интерфейс регистрирующего устройства, например персонального компьютера с дисплеем, связанного с таймером, выход таймера подключен к дополнительным входам канальных запоминающих устройств, которые включают последовательно связанные измеритель временного интервала действия принимаемого сигнала и кодирующее устройство, а интерфейс персонального компьютера включает быстродействующее устройство последовательного опроса кодовых данных канальных запоминающих устройств.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к лазерной технике. .

Изобретение относится к лазерной доплеровской локации и может быть использовано при синтезе устройств обработки информации о местоположении и скорости низколетящих ракет морского базирования с помощью лазерных доплеровских локаторов с непрерывным режимом излучения и растровым сканированием по угловым координатам.

Изобретение относится к области оптической электроники и может быть использовано в прецизионных системах обеспечения вхождения в связь, системах точного нацеливания узких оптических лучей и др.

Изобретение относится к области медицинской техники, а именно к устройствам для регистрации и оценки отклонения фазового сдвига земного излучения в двух разных пространственных точках.

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано в лазерной локации низколетящих ракет морского базирования, например, типа «Гарпун», использованных Аргентиной против корабля Великобритании в военном конфликте в 80-х годах прошлого столетия из-за выяснения принадлежности Мальвинских (Фолклендских) островов в акватории южной Америки, а также в результате предполагаемого использования против российских кораблей в Грузино-Абхазском военном противостоянии на Черном море в августе 2008 года.

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано при разработке лазерных локационных систем морского базирования для обнаружения низколетящих крылатых ракет.

Изобретение относится к обнаружению увеличительных оптических систем и содержит этап подсветки предметной сцены, на которой может присутствовать упомянутая увеличительная оптическая система, по меньшей мере, одним импульсом, сформированным первым лазерным излучателем (Е).

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к лазерной локации, и может быть использовано в системах обнаружения и распознавания целей, в системах предупреждения столкновения транспортных средств, в навигационных устройствах и в системах охранной сигнализации.

Изобретение относится к устройствам для предупреждения человека с ослабленным зрением о приближении к препятствию и оценки расстояния до него. .

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано в качестве имитатора импульсных высокочастотных сигналов, образуемых на выходе матричного фотоприемного устройства с размерностью m n - элементов в матрице, принимающего лазерные излучения, переотраженные бликами морской поверхности, хаотически распределенные во времени и по пространству, при решении локационной задачи по низколетящим ракетам морского базирования (m - число столбцов, n - число строк в матрице)

Изобретение относится к лазерной технике, а именно к лазерной дальнометрии

Изобретение относится к лазерной технике, а именно к лазерной дальнометрии

Изобретение относится к области измерительной техники и приборостроения и может быть использовано в качестве лазерного локатора для обнаружения и измерения координат и скорости низколетящих ракет морского базирования в интересах ВМФ страны

Изобретение относится к лазерной технике, а именно к аппаратуре лазерной дальнометрии

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано при разработке лазерных доплеровских локаторов применительно к низколетящим ракетам морского базирования типа «Гарпун» и аналогичных

Использование: изобретение относится к области гидроакустики и может быть использовано в гидроакустических станциях надводных кораблей с гибкими протяженными буксируемыми антеннами (ГПБА) для проведения акустического мониторинга окружающей водной среды. Сущность: гидроакустическая станция с гибкой протяженной буксируемой антенной для надводного корабля содержит бортовую часть (БЧ ГАС), соединенную при помощи кабель-буксира с ГПБА, которая состоит из двух секций - пассивной акустической секции (ПАС) и излучающей акустической секции (ИАС). При этом в состав кабель-буксира вводится дополнительный световод, передающий мощное оптическое излучение, в состав бортовой аппаратуры гидроакустической станции вводится оптоэлектронный блок, обеспечивающий эффективный ввод излучения в такой световод, а в состав ГПБА вводится оптоэлектронный блок, осуществляющий обратное преобразование оптической мощности в электрическую энергию для питания всех потребителей ГПБА. Технический результат - уменьшение диаметра кабель-буксира, уменьшения габаритов и массы спускоподъемного устройства на корабле, уменьшение влияния собственных шумов корабля на принимаемый акустический сигнал. 3 ил.

Изобретение может быть использовано в измерительной аппаратуре, системах предупреждения столкновения транспортных средств, навигационных устройствах и системах охранной сигнализации. Устройство содержит блок управления 3, передающую оптическую систему 7, 8 с полем излучения 13, приемную оптическую систему 9 с полем зрения 14, выполненную в виде цилиндрической линзы, в фокальной плоскости которой установлен фотоприемник 6. Зона чувствительности образована пересечением поля излучения 13 и поля зрения 14. Устройство снабжено выпуклым коническим зеркалом 11, размещенным перед передающей и принимающей оптическими системами. Передающая оптическая система составлена из n идентичных пар перпендикулярно скрещенных цилиндрических линз с совпадающими главными оптическими осями и фокальными плоскостями, а также из n импульсных лазерных источников света, установленных в фокальных плоскостях соответствующих пар цилиндрических линз, расположенных равномерно по окружности, в центре которой закреплена приемная оптическая система с главной оптической осью, совпадающей с осью симметрии зеркала и параллельной главным оптическим осям пар цилиндрических линз. Технический результат - увеличение количества источников света, обслуживаемых одним фотоприемником, компактное расположение источников света, придание зоне чувствительности формы конуса. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области оптической локации и касается системы импульсной лазерной локации. Система содержит импульсный лазер, два однокоординатных сканирующих устройства, акустооптический дефлектор, выходную оптическую систему, вычислительное устройство, блок управления акустооптическим дефлектором, призменный светоделитель, измерительный канал, массив фотоприемных устройств, объектив массива фотоприемных устройств и волоконно-оптические жгуты. Волоконно-оптические жгуты с одной стороны смонтированы вместе и обращены торцами к фотоприемным устройствам, а с другой стороны волокна каждого жгута смонтированы в однорядные линейки, которые суммарно образуют однорядную линейку из волокон, торцы которой расположены в фокальной плоскости объектива фотоприемного устройства. Призменный светоделитель размещен между выходом акустооптического дефлектора и входом выходной оптической системы. Оптический вход измерительного канала соединен с выходом призменного светоделителя, а выход соединен с входом компенсации угловых ошибок вычислительного устройства. Технический результат заключается в уменьшении габаритно-весовых характеристик, повышении надежности и информативности лазерного локатора. 3 ил.

Изобретение относится к области лазерной локации и может быть использовано в стационарных наземных лазерных локационных системах наблюдения и контроля окружающего пространства для обнаружения оптических и оптико-электронных приборов. Система лазерной локации содержит высокочувствительные фотоприемные блоки видимого и инфракрасного диапазонов длин волн, лазерные генераторы с перестройкой длины волны генерации, спектральные перестраиваемые фильтры. Технический результат - повышение помехоустойчивости работы системы в условиях воздействия помех от лазерного излучения, увеличение эффективности обнаружения и вероятности распознавания оптических и оптико-электронных приборов в условиях действия организованных оптических помех от лазерных систем прицеливания и лазерного воздействия. 6 з.п. ф-лы, 2 ил.
Наверх