Способ однопозиционного определения угловых координат на источник лазерного излучения



Способ однопозиционного определения угловых координат на источник лазерного излучения
Способ однопозиционного определения угловых координат на источник лазерного излучения

 


Владельцы патента RU 2630522:

Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации (RU)

Способ однопозиционного определения угловых координат заключается в применении в качестве фотоприемного устройства матричного фотоприемника, осуществляющего прием суммарного излучения сигнальной волны и волны гетеродина. В результате суперпозиции сигнальной волны и волны гетеродина на поверхности МФП формируется изображение в виде интерференционных полос. По ширине интерференционных полос и угла их наклона определяют угловые координаты источника лазерного излучения. Техническим результатом, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, является повышение точности определения направления на источник лазерного излучения. 2 ил.

 

Изобретение относится к области оценки угловых координат источника оптического излучения и может быть использовано в системах обеспечения вхождения в связь, нацеливания оптических лучей, траекторных измерений.

Наиболее близким по технической сущности (прототипом) к заявляемому изобретению является способ однопозиционного измерения координат источника лазерного излучения (ИЛИ) (см., например, А.Ю. Козирацкий, Ю.Л. Козирацкий, Р.В. Перевозов. Патент №2269795, Россия, G01S 17/06. Бюл. №4 от 10.02.2006. Способ однопозиционного измерения координат источника лазерного излучения и устройство для его реализации. - М: РОСПАТЕНТ, 2006), основанный на приеме лазерного излучения гетеродинным приемным устройством (ГПУ), осуществлении сканирования поля зрения в заданном секторе обзора за счет изменения положения фазового фронта сигнала гетеродина, определении момента времени достижения полезным сигналом максимального значения. Основным недостатком способа является наличие временного интервала, затрачиваемого на сканирование поля зрения гетеродинным приемником в заданном секторе, что в случае изменения угловых координат ИЛИ за период сканирования приведет к неточности их оценки. Использование сканирующих приводов также снижает точность определения угловых координат ИЛИ и увеличивает время их измерения.

Техническим результатом, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, является повышение точности определения направления на ИЛИ.

Технический результат достигается тем, что в известном способе однопозиционного определения угловых координат на ИЛИ, основанном на приеме ИЛИ и смешивании его с опорным излучением, определяют параметры изображения смешиваемых излучений, по значениям параметров смешиваемых излучений измеряют ширину интерференционных полос и угол их наклона, по значениям которых определяют угловые координаты ИЛИ.

Сущность изобретения заключается в применении в качестве фотоприемного устройства матричного фотоприемника (МФП), осуществляющего прием суммарного излучения сигнальной волны и волны гетеродина. В результате суперпозиции сигнальной волны и волны гетеродина на поверхности МФП формируется изображение в виде интерференционных полос. По значениям параметров изображения суммарного поля определяют ширину интерференционных полос и угол их наклона. По значению измеренных характеристик интерференционных полос определяют угловые координаты ИЛИ.

На фиг.1 приведена схема, поясняющая способ (где обозначены: 1 - ГПУ; 2 - сигнальная волна от ИЛИ; 3 - оптическая система; 4 - полупрозрачное зеркало; 5 - гетеродин; 6 - опорная волна гетеродина; 7 - суммарная волна сигнальной и опорной волн; 8 - МФП; 9 - фоточувствительная поверхность МФП, 10 - сигнал с выхода МФП). Оптическая волна от ИЛИ 2 принимается ГПУ 1, через оптическую систему 3 падает на полупрозрачное зеркало 4 и смешивается с опорной волной гетеродина 5. Суммарная волна 7 падает на фоточувствительную поверхность 9 МФП 8, образуя изображение интерференционных полос 9. В результате выходные сигналы 10 МФП 9 будут характеризовать изображения с интерференционными характеристиками суммарной волны 7. По координатам фоточувствительных элементов МФП 8, имеющие максимальные значения выходных сигналов 10, определяют ширину интерференционных полос Δх и их наклон α, по значениям которых определяют угловые координаты ИЛИ.

На фиг.2 приведена схема устройства, реализующего предложенный способ. Устройство состоит из ГПУ 1 (соответствует фигуре 1) и микроконтроллера (МКР) 11.

Устройство функционирует следующим образом. На вход ГПУ 1, содержащего МФП, поступает сигнальная оптическая волна ИЛИ. В ГПУ 1 сигнальная волна смешивается с опорной волной гетеродина, суммарный сигнал МФП преобразуется в изображение, параметры которого поступают в МКР 11, МКР 11 осуществляет цифровую обработку интерференционного изображения, измеряет ширину интерференционных полос и угол их наклона, по их значениям определяют угловые координаты ИЛИ по формулам (1) и (2):

где λ - длина волны излучения, Δх - ширина интерференционных полос, α - угол наклона интерференционных полос, k - коэффициент преобразования, учитывающий характеристики входной оптической системы при формировании изображения ИЛИ на фоточувствительной поверхности МФП, β - угол места ИЛИ, θ - азимут ИЛИ.

Предлагаемое техническое решение является новым, поскольку из общедоступных сведений не известен способ однопозиционного определения угловых координат на ИЛИ, основанный на приеме излучения ИЛИ и смешивании его с опорным излучением, определении параметров изображения смешиваемых излучений, по значениям параметров изображения смешиваемых излучений измерении ширины интерференционных полос и угла их наклона, определении по их значениям угловых координат ИЛИ.

Предлагаемое техническое решение практически применимо, так как для его реализации могут быть использованы типовые оптические и радиотехнические узлы и устройства. Например, в качестве МФП - оптико-электронный координатор матричного типа, а для цифровой обработки изображений может быть использован микроконтроллер.

Способ однопозиционного определения угловых координат на источник лазерного излучения, основанный на приеме излучения источника лазерного излучения и смешивании его с опорным излучением, отличающийся тем, что определяют параметры изображения смешиваемых излучений, по значениям параметров изображения смешиваемых излучений измеряют ширину интерференционных полос и угол их наклона, по значениям которых определяют угловые координаты источника лазерного излучения.



 

Похожие патенты:

Способ определения положения мобильной машины на плоскости основан на определении положения мобильной машины на плоскости путем использования электромагнитного излучения, полученного от передатчика и воспринимаемого принимающим устройством, установленным на движущейся мобильной машине, и определения координат мобильной машины.

Изобретение относится к способам определения местоположения источника оптического излучения по рассеянной в атмосфере составляющей. Согласно способу применяют два оптико-электронных координатора с перпендикулярными приемными плоскостями.

Изобретение относится к области противодействия оптико-электронным системам (ОЭС) различного назначения. Способ основан на согласовании ориентации каждого передающего канала помехового сигнала с ориентацией соответствующего пеленгационного канала.

Изобретение относится к системам с использованием отражения или вторичного излучения электромагнитных волн, иных, чем радиоволны, и может быть использовано для определения местоположения объекта наблюдения в автоматизированных системах транспортных средств для предупреждения столкновения.

Способ определения скорости движущихся объектов методом пассивной локации включает получение изображения самолета при помощи телевизионной системы с формированием видеокадров перемещения движущегося объекта в поле зрения оптической системы и их оцифровкой, определение величины перемещения изображения движущегося объекта на фотоприемной матрице по перемещению центра тяжести изображения.

Изобретение относится к области обнаружения, распознавания и определения координат малогабаритных беспилотных летательных аппаратов (МБЛА) и прицеливания по ним и может быть использовано в военной технике.

Устройство для реализации способа обнаружения оптических и оптико-электронных приборов посредством сканирования лоцируемого пространства содержит передающий блок, выполненный в виде канала подсветки с лазерным излучателем, оптически сопряженным с формирующим лазерное излучение телескопом.
Способ относится к оптическим стереоскопическим способам определения местонахождения объекта в окружающем пространстве. При реализации способа принимают и регистрируют опорное и сравниваемое изображения двумя идентичными оптическими системами.

Изобретение относится к области обнаружения в пространстве объектов, к способам и устройствам 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 оптико-электронному приборостроению и может использоваться в обзорно поисковых оптико-электронных системах лазерной локации. Устройство содержит канал подсветки с лазерным излучателем и приемный канал с фотоприемным устройством с объективом, и устройство наблюдения для отображения лоцируемого пространства.

Способ определения положения объектов относится к оптическим способам определения положения сканирующих датчиков при измерении полного поперечного профиля объекта.

Изобретение может быть использовано для формирования периодических интерференционных картин, например, для записи голографических дифракционных решеток, создания периодических структур различной размерности, реализации Фурье-спектрометров, брэгговских зеркал и т.п.

Голографический способ изучения нестационарных процессов, в котором используют когерентный источник излучения, коллиматор и первый, второй и третий светоделители, а также зеркала, при помощи которых формируют три опорных и один объектный пучки.

Изобретение относится к области волоконной оптики и может быть использовано при создании волоконно-оптических интерферометрических датчиков для регистрации фазовых сигналов (вибраций, акустических воздействий).

Изобретение относится к области интерференционной оптики и может быть использовано для определения рельефа поверхности на основе фазового изображения, например, в интерференционных микроскопах.

Изобретение относится к интерферометрам. Интерферометр содержит когерентный источник света 1, излучающий исходный луч 2, проходящий через полупрозрачную отражательную пластинку 3 и расщепляющийся на проходящий луч 4 и отраженный луч 5, который проходит световод 6 и световод с изменяемой длиной пути 7 с светопрозрачным наполнителем 8 с заданным коэффициентом преломления, который снабжен приводом изменения длины 9.

Изобретение относится к области оптических измерений. Интерферометр содержит лазерный осветитель, вогнутое сферическое зеркало с центральным соосно осветителю отверстием, светоделительный элемент в виде куб-призмы с полупрозрачной гипотенузной гранью.

Заявленная группа изобретений относится к устройствам получения и обработки изображений оптической интерферометрии и может быть использовано для прижизненной визуализации и количественной оценки деполяризующих свойств отдельных участков биологических тканей, в том числе человеческих.

Изобретение относится к области литографии и касается системы литографии. Система литографии включает в себя основание, установленную на основании оптическую колонну для проецирования шаблона на мишень, подвижный держатель мишени, модуль дифференциального интерферометра, предназначенный для измерения смещения держателя мишени.

Способ получения спектральных цифровых голографических изображений, реализуемый устройством, заключается в формировании коллимированного широкополосного светового пучка, его селективной дифракции в акустооптическом фильтре, делении его на два пучка, пропускании одного из них через исследуемый объект.
Наверх