Лазерный локатор



Лазерный локатор
Лазерный локатор

 


Владельцы патента RU 2456636:

Меньших Олег Фёдорович (RU)

Локатор содержит СО2-лазер непрерывного действия, передающий телескоп, приемный объектив и фотоприемник, работающий в гомодинном режиме фотосмешения. Фотоприемник подключен к последовательно связанным малошумящему высокочастотному широкополосному усилителю, смесителю, широкополосному усилителю, фильтру, компенсирующему потери широкополосному усилителю, амплитудному детектору, пороговому устройству, блоку формирования сигнала радиальной скорости и персональному компьютеру. К компьютеру подключен блок измерения азимута и угла места цели. Ко второму входу смесителя подключен генератор линейно-частотно-модулированного импульсного сигнала, синхронизируемого от генератора синхроимпульсов. В оптический резонатор СО2-лазера введен пьезоэлектрический корректор, связанный с глухим отражателем оптического резонатора и с выходом регулируемого по амплитуде усилителя. Канал измерения дальности включает последовательно связанные с выходом фотоприемника малошумящий среднечастотный полосовой усилитель, дополнительный смеситель, фильтр, частотный детектор, резонансный усилитель, измеритель разности фаз и блок формирования сигнала дальности. Технический результат - возможность измерения наклонной дальности до цели без снижения энергетического потенциала лазерного доплеровского локатора. 5 ил.

 

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.

Традиционно измерение скорости полета дифракционно ограниченных объектов осуществляют применением доплеровских локаторов с непрерывным режимом немодулированного излучения, однако решение задачи измерения наклонной дальности требует применения модуляции излучения (импульсной, частотной и др.), что существенно снижает предельную дальность проведения этих измерений, вносит потери излучения модулятором [1-4]. Триангуляционные методы измерения наклонной дальности с использованием немодулированного излучения, обеспечивающего наивысший энергетический потенциал локатора при заданной рабочей мощности излучающего лазера, связаны с необходимостью рассредоточения на море группы локаторов, образующих триангуляционную сеть, что снижает эффективность работы такой сети на кораблях из-за требования жесткой взаимной привязки координат кораблей в условиях их движения в боевой обстановке

Известно применение согласованной фильтрации локационных сигналов на основе дисперсионных линий задержки для повышения отношения сигнал/шум [5-21], а также использование средств стабилизации лазерного излучения для повышения обнаружительной способности лазерных локаторов с непрерывным режимом излучения [22-26].

Ближайшим техническим решением к заявляемому является лазерный доплеровский локатор, подобный рассмотренному в [12], содержащий СО2-лазер непрерывного действия, передающий телескоп, приемный объектив, фотоприемник, работающий в гомодинном режиме фотосмешения, подключенный к последовательно связанным малошумящему широкополосному усилителю, смесителю, ко второму входу которого подключен генератор линейно-частотно-модулированного импульсного сигнала, синхронизируемого от генератора синхроимпульсов, широкополосным усилителем, согласованным фильтром на дисперсионной линии задержки, широкополосным усилителем, амплитудным детектором, пороговым устройством, блоком формирования сигнала радиальной скорости и персональным компьютером с дисплеем, к которому подключен блок измерения азимута и угла места цели.

К недостатку лазерного доплеровского локатора относится его неспособность измерения наклонной дальности цели, что не позволяет определить ее текущие координаты, являющиеся важнейшими характеристиками цели, без определения которых невозможно боевое противодействие ракетному удару в море со стороны потенциального противника.

Целью изобретения является возможность измерения наклонной дальности до цели без снижения энергетического потенциала лазерного доплеровского локатора (то есть без использования внешнего электрооптического модулятора непрерывного излучения).

Указанная цель достигается в лазерном локаторе, содержащем СО2-лазер непрерывного действия, передающий телескоп, приемный объектив, фотоприемник, работающий в гомодинном режиме фотосмешения, подключенный к последовательно связанным малошумящему высокочастотному широкополосному усилителю, смесителю, ко второму входу которого подключен генератор линейно-частотно-модулированного импульсного сигнала, синхронизируемого от генератора синхроимпульсов, широкополосным усилителем, согласованным фильтром на дисперсионной линии задержки, компенсирующим потери широкополосным усилителем, амплитудным детектором, пороговым устройством, блоком формирования сигнала радиальной скорости, второй вход которого подключен к выходу генератора синхроимпульсов, и персональным компьютером с дисплеем, к которому подключен блок измерения азимута и угла места цели, отличающимся тем, что в оптический резонатор CO2-лазера непрерывного действия введен пьезоэлектрический корректор, связанный механически с глухим отражателем оптического резонатора, а электрически - с выходом регулируемого по амплитуде усилителя, связанного с регулируемым по частоте генератором переменного тока, а канал измерения дальности включает последовательно связанные с выходом фотоприемника малошумящий среднечастотный полосовой усилитель, дополнительный смеситель, второй вход которого подключен к выходу гетеродина, полосовой фильтр, частотный детектор, резонансный усилитель, измеритель разности фаз, второй вход которого подключен к выходу генератора переменного тока, и блок формирования сигнала дальности.

Достижение заявленной цели объясняется дополнением лазерного доплеровского локатора канала дальности, действующего на основе частотной модуляции лазерного излучения гармоническим сигналом с частотным детектированием среднечастотного отклика с фотоприемника с выделением указанной гармонической составляющей, смещенной по фазе относительно модулирующего гармонического сигнала на величину, пропорциональную измеряемой дальности до цели. При этом частотная модуляция лазерного излучения осуществляется без использования внешнего электрооптического модулятора за счет применения пьезоэлектрического корректора, механически связанного с глухим отражателем оптического резонатора СО2-лазера непрерывного действия, что не изменяет величину его средней мощности излучения.

Блок-схема заявляемого лазерного локатора представлена на рис.1 и включает:

1 - CO2-лазер непрерывного действия,

2 - полупрозрачный отражатель оптического резонатора,

3 - глухой отражатель оптического резонатора,

4 - пьезоэлектрический корректор, механически связанный с глухим отражателем 3,

5 и 6 - электроды высоковольтной электронной накачки лазера,

7 - блок электронной накачки,

8 - передающий телескоп,

9 - расщепитель излучения гомодинного канала,

10 - приемный объектив,

11 - фотоприемник, работающий в режиме фотосмешения, например, на соединении кадмий-ртуть-теллур, охлаждаемый жидким азотом,

12 - малоапертурный отражатель гомодинного канала,

13 - перестраиваемый по частоте генератор переменного тока,

14 - регулируемый по амплитуде усилитель (переменного тока),

15 - малошумящий высокочастотный широкополосный усилитель,

16 - смеситель канала измерения скорости,

17 - генератор линейно-частотно-модулированного (ЛЧМ) импульсного сигнала,

18 - генератор синхроимпульсов,

19 - широкополосный усилитель,

20 - согласованный фильтр на дисперсионной линии задержки (ДЛЗ),

21 - компенсирующий потери широкополосный усилитель,

22 - амплитудный детектор,

23 - пороговое устройство,

24 - блок формирования сигнала радиальной скорости,

25 - персональный компьютер с дисплеем,

26 - малошумящий среднечастотный полосовой усилитель,

27 - дополнительный смеситель (канала дальности),

28 - гетеродин,

29 - полосовой фильтр (среднечастотный широкополосный),

30 - частотный детектор,

31 - резонансный усилитель (настроенный на частоту генератора переменного тока 13),

32 - измеритель разности фаз,

33 - блок формирования сигнала дальности,

34 - блок измерения азимута и угла места цели.

На рис.2 представлены графики, отображающие работу канала скорости лазерного локатора.

Рассмотрим действие лазерного локатора.

С помощью не указанных на рис.1 технических средств наведения по азимуту β и углу места ε излучения СО2-лазера непрерывного действия 1, сформированного передающим телескопом 8 в узкий пучок, на цель - низколетящую над уровнем моря ракету - рассеянное ею излучение формируется приемным объективом 10 в его фокусе в диск Эйри - квазиточечную плоскую волну, которая воздействует на фоточувствительную поверхность фотоприемника 11 совместно с плоской волной гомодинного канала, образованного расщепителем излучения 9 и малоапертурным отражателем 12. В результате фотосмешения указанных пучков когерентного излучения с одинаковой поляризацией на выходе фотоприемника 11 образуется электрический сигнал с разностной частотой Δν(t), величина которой определяется частотами оптических колебаний - излучаемого νИЗЛ(1) и принимаемого νПР(t), которые определяются в функции времени t следующими равенствами:

где νO - средняя частота излучения CO2-лазера непрерывного действия 1,

ΔνМОД - амплитуда отклонения частоты излучения от средней νO в процессе внутренней частотной модуляции по гармоническому закону при работе пьезоэлектрического корректора 4, изменяющего длину оптического резонатора лазера,

ω=2πf - круговая частота гармонических колебаний, вырабатываемых в перестраиваемом по частоте генераторе переменного тока 13, f - частота этих колебаний,

D - текущее значение наклонной дальности до цели,

V - значение радиальной скорости цели, приближающейся к локатору,

с=3*108 м/с - электродинамическая постоянная, скорость света в вакууме.

Для CO2-лазера частота νO≈3*1013 Гц. Ширина контура усиления составляет около 60 МГц, и величину ΔνМОД можно выбирать в пределах до 30 МГц внутри указанного контура усиления. Подстройка величины ΔνМОД осуществляется регулировкой амплитуды UМОД гармонических колебаний, воздействующих на пьезоэлектрический корректор 4 с выхода регулируемого по амплитуде усилителя 14:

Пусть выбираем ΔνМОД=10 МГц. Учитывая, что ΔνМОД<<νО (более, чем на 6 порядков), выражение (2) можно с достаточной степенью точности переписать в виде:

В результате фотосмешения взаимно когерентных оптических колебаний, определяемых в (1) и (4), на выходе фотоприемника 11 выделяется электрическое колебание uФ(t) вида:

где UФD - амплитуда частотно-модулированных электрических колебаний (среднечастотных) канала дальности, UФV - амплитуда гармонических высокочастотных колебаний канала скорости. Выделяющиеся на выходе фотоприемника 11 спектральные компоненты сигналов с амплитудами UФD и UФV существенно разнесены по спектру, то есть легко отфильтровываются друг от друга и могут быть обработаны раздельно соответственно в каналах скорости и дальности локатора.

Выделение в канале скорости локатора, составленного на элементах 15-24 (рис.1), значения измеряемой радиальной скорости V общеизвестно из рассмотрения прототипа. За счет эффекта Доплера принимаемое локатором излучение, рассеянное приближающейся к локатору цели, смещено на величину ΔνV=2νOV/с, поэтому радиальная скорость находится из простого выражения:

Сигнал доплеровского смещения ΔνV воспринимается малошумящим высокочастотным широкополосным усилителем 15 (например, в диапазоне 50…60 МГц применительно к локации ракет типа «Гарпун») и поступает на смеситель 16 канала скорости, на второй вход которого воздействуют периодически следующие импульсные линейно-частотно-модулированные колебания с генератора ЛЧМ 17, запускаемого синхроимпульсами с выхода генератора синхроимпульсов 18. В результате преобразования на выходе смесителя 16 канала скорости выделяются эквивалентные линейно-частотно-модулированные импульсные сигналы (ЛЧМЭ), которые после их усиления в широкополосном усилителе 19 подвергаются спектро-временному «сжатию» в дисперсионной линии задержки (ДЛЗ) 20, имеющей полосу пропускания ΔFЛЗ и длительность импульсной характеристики τЛЗ, значения которых определяют базу ДЛЗ В=ΔFЛЗτЛЗ>>>1. Ультракороткий радиоимпульсный сигнал с выхода ДЛЗ 20 усиливается в компенсирующем потери широкополосном усилителе 21 с полосой пропускания, не меньшей полосы ΔFЛЗ (поскольку длительность «сжатого» радиоимпульса tИМП≈1/ΔFЛЗ), детектируется по амплитуде в амплитудном детекторе 22 и подвергается пороговому ограничению по минимуму в пороговом устройстве 23. уровень порога в котором выбирается из соображений получения необходимой вероятности правильного измерения (обнаружения) при заданной вероятности ложных тревог. Затем импульсный сигнал поступает на блок формирования сигнала радиальной скорости 24, в котором по временному положению фронта этого импульса относительно фронта соответствующего синхроимпульса генератора синхроимпульсов 18 формируется двоичный код, отображающий значение искомой радиальной скорости V согласно (6), и эти данные передаются на первый вход персонального компьютера с дисплеем 25.

На рис.2 отображена процедура измерительного процесса в канале скорости локатора. На рис.2а представлена периодическая последовательность синхроимпульсов uС(t) генератора синхроимпульсов 18. На рис.2б представлен периодически следующий сигнал ГЛЧМ 17 с частотной перестройкой внутри импульса от 80 МГц до 130 МГц для работы по ракете «Гарпун», скорость движения которой составляет 300 м/с. Если эта ракета движется прямо на локатор, доплеровский сдвиг ΔνV=60 МГц. Пусть, например, ракета движется под некоторым углом к линии зондирования локатора, и доплеровский сдвиг равен ΔνV=53 МГц (угол отклонения от линии визирования около 28°), что показано на рис.2в жирной горизонтальной линией. Частота ЛЧМЭ-сигнала (на выходе смесителя 16) показана на этом рисунке жирной пилообразной линией. При возможном разбросе доплеровского сдвига от 50 до 60 МГц (то есть в полосе неопределенности ΔFΞ) сигнал ЛЧМЭ может изменяться в диапазоне от 20…70 МГц до 30…80 МГц. При этом ДЛЗ 20 с полосой 20 МГц в диапазоне от 60 до 80 МГц «сжимает» ЛЧМЭ до величины tИМП=50 нс. При длительности импульсной характеристики ДЛЗ 20 τЛЗ≈100 мкс имеем базу ДЛЗ В=2000. Такая величина базы позволяет, как известно, увеличить отношение сигнал/шум на выходе ДЛЗ в (В)1/2 раз, то есть в данном примере в 44,7 раза или 33 дБ по напряжению. Временное положение «сжатого» радиоимпульса показано на рис.2в снизу рисунка. Это положение кодируется длительностью импульса, представленного на рис.2г относительно запускающего синхроимпульса на рис.2а. Этот код отображает значение радиальной скорости V и поступает на первый вход персонального компьютера с дисплеем 25.

Теперь обратимся к рассмотрению работы канала дальности локатора.

Выделяемая на выходе фотоприемника 11 спектральная компонента с амплитудой UФD усиливается в малошумящем среднечастотном полосовом усилителе 26, например, с полосой пропускания 20 МГц (при максимальной девиации ЧМ-сигнала ΔνМОД=10 МГц), а затем поступает на дополнительный смеситель 27 канала дальности, на второй вход которого поступает гармоническое колебание гетеродина 28, например, на частоте 10 МГц. На выходе этого дополнительного смесителя возникают сигналы суммарной и разностной частоты входных сигналов, поступающих на этот смеситель. Полосовой фильтр 29 выделяет компоненту суммарной частоты от 10 до 20 МГц, которая затем поступает на частотный детектор 30 (дискриминатор), на выходе которого возникает гармоническое колебание вида:

где UD - амплитуда гармонического колебания на выходе частотного детектора 30 с учетом его усиления в резонансном усилителе 31, настроенном на круговую частоту ω, соответствующую круговой частоте генератора переменного тока 13.

Сигнал в форме (7) поступает на первый вход измерителя разности фаз 32, ко второму входу которого подключен выход генератора переменного тока 13. Эти сигналы усиливаются и ограничиваются, превращаясь в импульсные сигналы с короткими фронтами, разность временных положений которых определяет разность фаз входных сигналов одной частоты. Эта разность фаз Δφ, измеряемая в блоке 32, как понятно, определяется выражением

откуда находят значение наклонной дальности:

где измеряемый сдвиг по фазе Δφ для однозначного отсчета наклонной дальности лежит в пределах 0≤Δφ≤2π. Тогда для максимального значения измеряемой наклонной дальности DMAX находим частоту f колебаний в перестраиваемом по частоте генераторе переменного тока 13 из выражения:

Так, при частоте f=10 кГц граничное значение DMAX=15 км, что вполне достаточно для тактического использования лазерного локатора по ракетам типа «Гарпун». Разность фаз Δφ в форме длительности некоторого прямоугольного импульса, фронт которого задается начальной фазой колебаний генератора 13, а спад - начальной фазой сигнала (7), формируемого в блоке 33, затем кодируется в этом блоке двоичным кодом, который поступает на второй вход персонального компьютера с дисплеем 25, к третьему входу которого поступает сигнал с выхода генератора синхроимпульсов 18.

К четвертому и пятому входам персонального компьютера с дисплеем 25 поступают кодовые сигналы о текущих значениях азимута β и угла места ε линии визирования цели. Автоматическое наведение линии визирования на движущуюся цель общеизвестно и выходит за рамки данной заявки. Поэтому действие блока измерения азимута и угла места цели 34 в данном техническом решении не рассматривается.

Управляющие первый и второй выходы персонального компьютера с дисплеем 25 соответственно связаны с входами регулирования перестраиваемого по частоте генератора переменного тока 13 и регулируемого по амплитуде усилителя 14. Подстройка частоты f требуется для согласования с частотным детектором 30, а подстройка амплитуды сигнала, подаваемого на пьезоэлектрический корректор 4, необходима для получения требуемой величины девиации ΔνМОД. Так, на больших дальностях величину девиации следует увеличивать, а при приближении цели к локатору можно снижать.

По измеренным угловым координатам цели и значению наклонной дальности легко находятся координаты цели, высота полета ракеты и ее истинная скорость, что позволяет решить задачу о моменте противодействия ракете заградительным огнем скорострельных зенитных орудий.

Модификацией заявляемого устройства является локатор с матричным фотоприемником и многоканальной обработкой на ДЛЗ. Аналогичные решения предложены автором в работах [27-30].

Важно отметить, что использование заявляемого лазерного локатора и его модификаций, позволяющих измерять радиальную скорость и наклонную дальность без использования ВНЕШНЕГО ЭЛЕКТРООПТИЧЕСКОГО МОДУЛЯТОРА излучений, в частности, без использования внешних электрооптических модуляторов треугольных ЛЧМ сигналов, во-первых, существенно упрощает аппаратуру локатора, а во-вторых, значительно повышает его энергетический потенциал, поскольку во внешних модуляторах теряется значительная мощность лазерного излучения. От этого недостатка свободно заявляемое техническое решение.

Практическое изготовление заявляемого технического решения возможно на предприятиях оптико-механической промышленности, например, во ФГУП «ВНЦ «ГОИ имени С.И.Вавилова».

Литература

1. Лазерная локация. Под ред. Н.Д.Устинова. М.: Машиностроение, 1984.

2. Протопопов В.В., Н.Д.Устинов. Инфракрасные лазерные локационные системы. М.: Воениздат, 1987.

3. Измерение спектрочастотных и корреляционных параметров и характеристик лазерного излучения. Под ред. А.Ф.Котова и Б.М.Степанова. М.: Радио и связь, 1982.

4. Кук Ч., Бернфельд М. Радиолокационные сигналы, пер. с англ. Под ред. В.С.Кильзона. М.: Сов. радио, 1971.

5. Фильтры на поверхностных акустических волнах. Под ред. Г.Мэттьюза, М.: Сов. радио, 1981, 472 с.

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

7. 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.

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

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

10. Меньших О.Ф. Измеритель частоты сигналов лазерного доплеровского локатора. Авт. свид. СССР №1621728 и Авт. свид. СССР №1621729, 1988.

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

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

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

14. Меньших О.Ф. Обнаружитель лазерного доплеровского локатора. Авт. свид. СССР №1805756 и №1829640, 1991.

15. Меньших О.Ф. Устройство для частотной модуляции лазера. Авт. свид. СССР №1373188, 1985.

16. Меньших О.Ф. Способ измерения кратковременной стабильности частоты излучения газового лазера. Авт. свид. СССР №1554719, 1987.

17. Меньших О.Ф. Обнаружитель моноимпульсного сигнала. Патент РФ №2046370, 1992.

18. Меньших О.Ф. Согласованный фильтр. Патент РФ №2016493, 1994.

19. Левин Б.Р. Теоретические основы статистической радиотехники. М.: Сов. радио, 1974, кн. 1 и 2.

20. Тихонов В.И. Оптимальный прием сигналов. М.: Радио и связь, 1983, 320 с.

21. Меньших О.Ф. Ультразвуковой микроскоп. Патент РФ №2270997, №6, 2006.

22. Меньших О.Ф. Устройство для измерения динамических характеристик пьезо-корректора лазера. Авт. свид. СССР №1630585, 1988.

23. Меньших О.Ф. Способ измерения базы дисперсионных линий задержки. Авт. свид. СССР №1574036, 1988.

24. Меньших О.Ф. Устройство для измерения кратковременной стабильности частоты излучений газовых лазеров. Авт. свид. СССР №1556291, 1988.

25. Меньших О.Ф. Устройство автоподстройки частоты лазерного доплеровского локатора. Авт. свид. СССР №1591675, 1988.

26. Меньших О.Ф. Устройство для измерения вариации частоты лазерного излучения в системе связанных лазеров. Авт. свид. СССР №1621732, 1988.

27. Меньших О.Ф. Лазерный доплеровский локатор. Патент РФ №2335785, 2008.

28. Меньших О.Ф. Лазерный когерентный локатор. Патент РФ №2352958, 2009.

29. Меньших О.Ф. Способ лазерного гетеродинного приема излучений. Патент РФ №2349930, 2009.

30. Меньших О.Ф. Способ обработки информации в лазерном когерентном локаторе с матричным фотоприемником. Патент РФ №2354994, 2009.

Источники патентной информации

RU 2352958 C1, 20.04.2009 RU 2335785 C1, 10.10.2008
RU 2296350 C1, 27.03.2007 SU 1840450 A1, 20.03.2007
RU 2152058 C1, 27.06.2000 SU 1810030 A3, 27.04.1996
SU 944437 A1, 20.04.1995 RU 2012013 C1, 30.04.1994
JP 6258433 A, 16.09.1994 WO 2004074867 A1, 02.09.2004
GB 2256554 A, 09.12.1992 US 5000567 A, 19.03.1991

Лазерный локатор, содержащий CO2-лазер непрерывного действия, передающий телескоп, приемный объектив, фотоприемник, работающий в гомодинном режиме фотосмешения, подключенный к последовательно связанным малошумящим высокочастотным широкополосным усилителем, смесителем, ко второму входу которого подключен генератор линейно-частотно-модулированного импульсного сигнала, синхронизируемого от генератора синхроимпульсов, широкополосным усилителем, согласованным фильтром на дисперсионной линии задержки, компенсирующим потери широкополосным усилителем, амплитудным детектором, пороговым устройством, блоком формирования сигнала радиальной скорости, второй вход которого подключен к выходу генератора синхроимпульсов, и персональным компьютером с дисплеем, к которому подключен блок измерения азимута и угла места цели, отличающийся тем, что в оптический резонатор СО2-лазера непрерывного действия введен пьезоэлектрический корректор, связанный механически с глухим отражателем оптического резонатора, а электрически - с выходом регулируемого по амплитуде усилителя, связанного с регулируемым по частоте генератором переменного тока, а канал измерения дальности включает последовательно связанные с выходом фотоприемника малошумящий среднечастотный полосовой усилитель, дополнительный смеситель, второй вход которого подключен к выходу гетеродина, полосовой фильтр, частотный детектор, резонансный усилитель, измеритель разности фаз, второй вход которого подключен к выходу генератора переменного тока, и блок формирования сигнала дальности.



 

Похожие патенты:

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

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

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 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.

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 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.

Изобретение относится к лазерной локации и может быть использовано в локационных наземных стационарных и мобильных комплексах лазерной локации для обнаружения и распознавания оптических и оптоэлектронных приборов. Локационная система осуществляет спектральный анализ наблюдаемых изображений местности в видимом и инфракрасном диапазонах длин волн, а также спектральный фурье-анализ тонкой структуры отраженных от обнаруживаемых объектов лазерных зондирующих импульсов. Система содержит лазерные генераторы с перестройкой длины волны генерации, спектральные перестраиваемые фильтры на основе акустооптических ячеек, фотоприемные блоки видимого и инфракрасного диапазона длин волн на основе видеокамер и матричных фоточувствительных многоэлементных приемников оптических сигналов. Технический результат - повышение эффективности обнаружения и вероятности распознавания оптических и оптоэлектронных приборов и средств наблюдения, повышение точности определения координат обнаруженных объектов и привязки их координат к координатам и характерным элементам наблюдаемой местности. 6 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к способу определения высоты летательного аппарата. При реализации способа осуществляется N-кратное зондирование подстилающей поверхности импульсами лазерного излучения и его некогерентное накопление принятого отражённого от объекта сигнала. По результатам статистической обработки полученных данных определяют временное положение отраженного сигнала Th относительно момента излучения зондирующего импульса и вычисляют высоту летательного аппарата по формуле h=c Th/2, где c - скорость света. При этом диапазон высот разбивают на K зон. Объем накопления N в каждой зоне устанавливают в зависимости от периода тактовой частоты импульсов, разделяющих время на интервалы, предельно допустимой ошибки измерения высоты в j-й зоне высот, частоты зондирования и заданного периода обновления информации в j-й зоне высот. Технический результат заключается в обеспечении необходимой точности измерений при заданных обнаружительных характеристиках и при требуемой частоте обновления информации в процессе выполнения различных полетных заданий. 3 з.п. ф-лы, 1 ил., 3 табл.

Изобретение относится к измерительной технике определения высоты и вертикальной скорости летательного аппарата. Устройство обеспечивает возможность работы в двух режимах. Сигнал от источника направляется на объект, и приемник излучения фиксирует отраженный от объекта сигнал. От приемника излучения посредством коммутатора сигнал передается на многоканальный цифровой накопитель. При этом отслеживается достижение накопленным сигналом установленного уровня. Если сигнал не достигает установленного уровня, то работа устройства производится по методу некогерентного многоканального накопления. Если будет отмечено превышение порога, то работа устройства производится в моноимпульсном режиме. Технический результат изобретения заключается в обеспечении измерений с борта летательного аппарата его высоты и вертикальной составляющей скорости как в стационарном полете, так и при взлете и посадке в широком диапазоне высот и режимов подъема и снижения. 2 ил.

Лазерный когерентный локатор целеуказания содержит одночастотный СО2-лазер, передающий телескоп, приемный объектив, фотоприемное устройство, работающее в гомодинном режиме фотосмешения. Причем фотоприемное устройство выполнено четырехквадрантным, выходы каждого из равновеликих квадрантов, попарно образующие азимутальные и угломестные суммарно-разностные каналы, соединены с двумя входами блока управления приводами - азимутальным и угломестным - ориентации взаимно коллинеарных оптических осей передающего телескопа и приемного объектива. Также указанное фотосмешение на выходе фотоприёмного устройства обеспечивает образование сигнала, который содержит две компоненты, существенно разнесённые по спектру. Одна из них характеризует дальность до объекта, а другая - его скорость. Технический результат - упрощение структуры канала измерения дальности и обеспечение автоматического сопровождения движущейся цели по угловым координатам. 3 ил.
Наверх