Нутационное устройство оптического локатора

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 G 01 $3/78

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 2415433/09 (22) 22.10.76 (46) 15.12.92. Бюл. М 46 (71) Институт оптики атмосферы Сибирского отделения АН СССР (72) С.М. Слободян (53) 621.396,624(088.8) (56) Николаев П.В., Сабинин Ю,А. Фотоэлектрические следящие системы. Л.: Энергия, 1968, с. 128 — 131.

Авторское свидетельство СССР

N454514,,кл. G 01 S 3/78, 09.03.72. (54)(57) НУТАЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО ОПТИЧЕСКОГО ЛОКАТОРА, содержащее источник оптического излучения. оптически связанный с плоским зеркалом, закрепленным на пьезоэлектрических элементах, и приемный объектив, о т л и ч а ю щ е е с я

Изобретение относится к оптической локации и может использоваться в устройствах измерения и компенсации угловых отклонений оптических пучков, распространяющихся в атмосфере, Известно нутационное устройство, состоящее из формирующей оптики, плоского зеркала, закрепленного на пьезоэлектрических элементах и источника оптического излучения.

Однако известное устройство из-за механических компенсаторов, которые используются для стабилизации фокального пятна на чувствительном элементе, имеет низкую точность и невысокое быстродействие.

„„5U„„58982 1 А1 тем, что, с целью повышения точности путем уменьшения ошибок, вносимых средой распространения оптического луча, в устройство введены датчик углового положения, усилител ь-ин вертор, выходом подключенный к первому пьезоэлектрическому элементу, усилитель, инвертор, первый и второй сумматоры, выходы которых подключены к второму и третьему пьезоэлектрическим элементам соответственно, первые входы сумматоров соединены с одним из выходов датчика углового положения и входом усилителя-инвертора, второй вход первого сумматора соединен с выходом инвертора, вход которого подключен к выходу усилителя и второму входу второго сумматора, другой выход датчика углового положения соединен с входом усилителя.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является нутационное устройство оптического локатора, содержащее источник оптического излучения, оптически связанный с плоским зеркалом, закрепленным на пьезоэлектрических элементах, и приемный объектив.

Ошибки, вносимые средой распрострайения оптического луча, снижают точность данного устройства.

Цель изобретения — повышение точности путем уменьшения ошибок, вносимых средой распространения оптического луча.

Для этоГо в нутационное устройство оптического локатора, содержащее источник оптического излучения, оптически связанный с плоским зеркалом. закрепленным на

589821 пьезоэлектрических элементах, и приемный объектив, введены датчик углового положения, усилитель-инвертор, выходом подключенный к первому пьезоэлектрическому элементу, усилитель, инвертор, первый и 5 второй сумматоры, выходы которых подключены к второму и третьему пьезоэлектрическим элементам соответственно, первые входы сумматоров соединены с одним из выходов датчика углового положения и входом усилителя — инвертора, второй вход первого сумматора соединен с выходом инвертора, вход которого подключен к выходу усилителя и второму входу второго сумматора, другой выход датчика углового 15 положения соединен с входом усилителя, На чертеже дана структурная электрическая схема предложенного устройства.

Устройство содержит источник 1 оптического излучения, оптически связанный с 20 плоским зеркалом 2, закрепленным на пьезоэлектрических элементах 3, приемный объектив 4, датчик 5 углового положения, усйлитель-инвертор 6, выходом подключенный к первому пьезоэлектрическому эле- 25 менту 3, усилитель 7, инвертор 8 и суммматоры 9 и 10, выходы которых подключены к второму и третьему пьезоэлектрическим элементам 3 соответственно.

Первые входы сумматоров 9 и 10 соединены 30 с одним из выходов датчика 5 углового положения и входом усилителя-инвертора 6, второй вход сумматора 9 соединен с выходом инвертора 8, вход которого подключен к выходу усилителя 7 и второму входу второ- 35

ro сумматора 10, другой выход датчика 5 соединен с входом усилителя 7.

Оптический пучок от источника 1 направляется плоским зеркалом 2 в сторону лоцируемого объекта. Отраженный от лоци- 40 руемого объекта оптический пучок поступает через приемным объектив 4 на вход датчика 5 углового положения, установленного в фокальной плоскости приемного объектива 4. Датчйк 5 углового положения, 45 выполненный, например, на основе диссектора, вырабатывает напряжения координат

Х и У, пропорциональные отклонению фокального пятна от электронно-оптической оси датчика. Напряжение координат положения пятна по оси Y поступает через усилитель-инвертор 6 на первый пьезоэлемент

3 и через сумматоры 9, 10 на второй и третий пьезоэлементы 3.

Коэффициент усиления усилителя-инвертора 6 выбирается из условия обеспечения равенства углов отклонения зеркала 2 по оси Y относительно центра вращения— центра тяжести 0 (точка пересечения медиан) треугольника (не обязательно равностороннего), образованного точками крепления зеркала 2 к пьезоэлементам 3.

Для равностороннего треугольника коэффициент усиления усилителя-инвертора 6 равен двум, согласно отношению плеч— частей медианы относительно оси вращения зеркала 2, Напряжение координаты положения пятна по оси Х, усиленное усилителем 7 (для равностороннего треугольника коэффициент усиления равен корню квадратному из 3), поступает непосредственно через сумматор 10 на третий пьезоэлемент 3, а через инвертор 8 и сумматор 9 на второй. Отклонение зеркала

2 за счет пьезоэффекта приведет к отклоне нию направления оси распространения пучка, противоположному направлению отклонения центра тяжести (фокального пятна) отраженного пучка, обусловленного атмосферной рефракциеи или дрожанием пучка (флюктуациями углов прихода), совмещая при этом ось падающего на объектив 4 пучка с электронно-оптической осью датчика 5 положения.

Таким образом, данное устройство позволяет компенсировать как угловые ошибки, вносимые атмосферой, так и неидентичность пьезоэлектрических свойств элементов крепления плоского зеркала, путем соответствующей установки коэффициентов передачи напряжения отклонения- пучка усилителями обратной связи, 589821

Составитель С.Слободян

Редактор О.Филиппова ТехредМ.Моргентал Корректор В.Петраш

Заказ 563 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент". г. Ужгород, ул.Гагарина, 101