УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЦЕНКИ ПАРАМЕТРОВ ПОЛУАКТИВНОЙ ЛАЗЕРНОЙ ГОЛОВКИ САМОНАВЕДЕНИЯ
DEVICE FOR ESTIMATING PARAMETERS OF SEMI-ACTIVE LASER SEEKER

Изобретение относится к устройствам для испытания и проверки систем самонаведения, в частности - к устройствам для испытания полуактивных лазерных головок самонаведения /ПЛГСН/ и может быть использовано для определения в полигонных условиях параметров помехоустойчивости и эффективности применения ПЛГСН в условиях постановки помех со стороны комплексов оптико-электронного противодействия /ОЭПД/.
Известны устройства /комплексы, стенды/ для определения параметров помехоустойчивости ПЛГСН в условиях постановки помех. Известные устройства описаны, например, /см. 85 ЭООМП 44/, а также в статье Р.И. Банкгальтер, Н.Н. Китаев, А.А. Шурка ″Математические и физические модели, проблемно-ориентированные на отработку помехоустойчивости оптико-электронных систем управления ПТРК и ЗРК″ - ″Оборонная техника″, №10, 1984 г., стр. 10-14.
Известные устройства /комплексы/ содержат имитаторы помех и целеуказания, оптически сопряженные через сумматор и имитатор изменения дальности со входом ПЛГСН, выходы котором соединены со входами устройства измерения и отображения. При работе устройства пространственно-энергетические и временные характеристики излучения помех и целеуказания задаются, соответственно, имитаторами помех и целеуказания.
Значения параметров помехоустойчивости /например, отношение плотностей энергии импульсов излучения помех и целеуказания, величина временного сдвига импульса помехи относительно импульса целеуказания/ определяются по известным характеристикам излучения имитаторов в момент срыва ПЛГСН от сопровождения цели. Срыв сопровождения ПЛГСН фиксируется по изменению выходных сигналов ПЛГСН /величина которых отображает угловое положение точки прицеливания ПЛГСН/ с помощью устройства измерения и отображения.
Известные устройства /комплексы, стенды/, воспроизводящие в лабораторных условиях помеховую и целевую обстановку, позволяют легко контролировать и изменять характеристики излучения помех и целеуказания, что дает возможность измерять параметры помехоустойчивости ПЛГСН при различных сочетаниях характеристик излучения помех и лазерного целеуказания.
Изменение одной из характеристик, например, величины временного сдвига между импульсами помехи и целеуказания, или же формы импульса помехи и целеуказания влияет на значение других характеристик, измеряемых при срыве сопровождения ПЛГСН, т.е. параметров помехоустойчивости, например, на величину отношения плотностей энергии импульсов помехи и целеуказания.
При этом правильное определение параметров помехоустойчивости ПЛГСН может быть проведено при сочетании пространственно-энергетических и временных характеристик излучения имитаторов, идентичных сочетанию характеристик реальных сигналов /импульсов излучения целеуказания и помех/, имеющих место при натурных испытаниях ПЛГСН или при ее эксплуатации.
Недостаточно точное определение параметров помехоустойчивости ПЛГСН, в том числе из-за несоответствия условий лабораторных испытаний и условий применения ПЛГСН, не позволяет делать выводы об эффективности использования ПЛГСН, относительно объектов, оснащенных комплексами ОЭПД, например, кораблей.
Для повышения степени соответствия воспроизводимых имитаторами характеристик импульсов излучения /сигналов/ и реальных сигналов, необходимо создание специализированного измерительного комплекса, регистрирующего в натурных условиях характеристики реальных сигналов целеуказания и ответных помех, сформированных комплексом ОЭПД под действием сигналов целеуказания.
Применение двухэтапного процесса измерения помехоустойчивости ПЛГСН, включающего на первом этапе измерение характеристик реальных помеховых сигналов в натурных условиях с последующим, на втором этапе, воспроизведением характеристик реальных сигналов в лабораторных условиях на имитирующем комплексе /стенде/ затягивает процесс определения помехоустойчивости ПЛГСН, снижает точность определения параметров помехоустойчивости /за счет накопления погрешностей при регистрации и воспроизведении характеристик реальных сигналов/, увеличивает сложность и стоимость оборудования /за счет применения имитаторов, позволяющих воспроизводить конечные времена задержек импульсов помехи и целеуказания, влияние поглощающего слоя атмосферы, расположенного между ПЛГСН и объектом/.
Целесообразно иметь устройство /комплекс/, позволяющий в натурных условиях реально существующих сигналов целеуказания и помех комплекса ОЭПД, измерять параметры помехоустойчивости ПЛГСН.
Известное устройство /комплекс/ наиболее близко по технической сущности к заявляемому устройству и является прототипом.
Устройство-прототип содержит целевой лазер с блоком управления энергией излучения, выход которого соединен с управляющим входом целевого лазера, генератор кодовой последовательности импульсов, выход которого соединен со входом запуска целевого лазера, головку самонаведения и блок регистрации /осциллограф/, вход которого соединен с выходом головки самонаведения, а также блок измерения плотности энергии, установленный совместно с головкой самонаведения.
Конструктивно блок управления энергией излучения и генератор кодовой последовательности импульсов /в том числе следующих, например, с постоянным периодом повторения/ объединены в устройстве-прототипе в едином блоке управления типа СУМ-7.
Данный конструктивный признак не является общим для других типов лазеров /например, для лазера типа ЛТИПЧ-1/, поэтому в описании состава устройства-прототипа и в формуле изобретения оговорено раздельное выполнение блока управления энергией излучения и генератора кодовой последовательности импульсов, в соответствии с их функциональным назначением.
Формирование импульсов помехи производится отдельным помеховым лазером, не входящим в состав устройства.
Устройство-прототип позволяет измерять плотность энергии импульсов излучения помехи и целеуказания /с помощью блока измерения плотности энергии/ и определять /в момент срыва сопровождения ПЛГСН/ значение параметров помехоустойчивости - отношение плотностей энергии помехи и целеуказания в плоскости ПЛГСН. При этом измерение плотностей энергии для импульсов помехи и целеуказания производится устройством раздельно во времени. Измерение плотности энергии импульсов целеуказания, например, производится при выключенном помеховом лазере.
Недостатками устройства-прототипа являются низкая точность определения параметров помехоустойчивости ПЛГСН, а также неполное соответствие условий проведения измерений параметров помехоустойчивости и реальных условий боевого применения ПЛГСН относительно объектов, оснащенных комплексами ОЭПД.
Низкая точность определения параметров помехоустойчивости /например, величины отношения плотностей энергии импульсов помехи и целеуказания в плоскости ПЛГСН/ связана с тем, что импульсы помехи типа ″лазерная ложная цель″, формируемые известными комплексами ОЭПД /см., например, устройство по пат. США №3836968/ синхронны с импульсами целеуказания (ЛЦУ) и поступают на вход блока измерения плотности энергии практически одновременно с импульсами целеуказания, с точностью до 0,1÷1 мксек, соизмеримой с длительностью импульсов.
Вследствие временного совпадения импульсов помехи и ЛЦУ, прямое измерение плотности энергии в плоскости ПЛГСН с помощью одного блока измерения не позволяет выделить в принятом суммарном сигнале доли, соответствующие плотностям энергии помехи и целеуказания и, соответственно, определить количественно величину отношения плотностей энергии импульсов помехи и целеуказания.
Применение же раздельной во времени регистрации плотностей энергии импульсов помехи и целеуказания приводит к значительной погрешности в определении отношения плотностей энергии помехи и целеуказания за счет случайного и независимого во времени изменения мощностей излученных импульсов помехи и целеуказания /ЛЦУ/ в пределах 10÷50% от максимального значения /см. ″Измерение спектрально-частотных и корреляционных параметров и характеристик лазерного излучения″. Под ред. А.Ф. Котюка и Б.М. Степанова. М., ″Радио и связь″, 1982, стр. 43/.
Дополнительным фактором, приводящим к изменению во времени плотностей энергии импульсов помехи и целеуказания, является изменение коэффициента отражения, соответственно, рассеивателя излучения помехи /например, из-за изменения во времени аэрозольного облака или кильватерного следа/ и рассеивателя излучения целеуказания - объекта /например, корабля при его перемещениях и поворотах относительно луча целевого лазера/.
Изменение во времени коэффициента отражения рассеивателей излучения /корабля и аэрозольного облака/, является дополнительным источником погрешностей в определении параметров помехоустойчивости /отношение плотностей энергии импульсов помехи и целеуказания, сопровождающегося срывом слежения ПЛГСН/ вследствие различия в уровне регистрируемой плотности энергии рассеянного излучения целеуказания и помех при раздельной во времени регистрации плотности энергии.
Недостатком устройства-прототипа является также невозможность измерения временных параметров помехоустойчивости /влияющих на значение энергетического параметра помехоустойчивости - отношения плотностей энергии импульсов помехи и целеуказания/ - значений временных сдвигов между импульсами помехи и целеуказания, а также отсутствие возможности регистрации степени соответствия кодовых последовательностей импульсов помехи и целеуказания. Невозможность измерения временных параметров помехоустойчивости связана с отсутствием идентификации и выделения временного положения импульса целеуказания /или помехи/ в сумме импульсов помехи и целеуказания.
Отсутствие регистрации временного параметра помехоустойчивости приводит к ошибке в определении энергетического параметра из-за их взаимосвязи.
Одним из основных недостатков устройства-прототипа является также неполное соответствие условий проведения испытаний и реальных условий применения ПЛГСН относительно объектов, оснащенных комплексами ОЭПД.
Причиной указанного недостатка является несоответствие пространственно-временных характеристик пятна, формируемого на поверхности объекта целевым лазером устройства и характеристик пятна /диаметр пятна, диапазон угловых перемещений, частоты угловых перемещений/ реального целеуказания.
Результатом несоответствия характеристик целевого лазера и реального целеуказания является искажение содержания кодовой последовательности импульсов целеуказания, зарегистрированной фотоэлектронными блоками ФЭБ комплекса ОЭПД и, соответственно, искажение содержания кодовой последовательности импульсов помехи, формируемой комплексом ОЭПД, что приводит к изменению /увеличению/ энергетического параметра помехоустойчивости ПЛГСН, относительно объекта, оснащенного комплексом ОЭПД.
Так, например, при использовании ПЛГСН относительно объекта /например, корабля/, оснащенного комплексом ОЭПД, вероятность перенацеливания ПЛГСН в направлении на помеху и срыв слежения ПЛГСН определяются степенью взаимного соответствия кодовых последовательностей импульсов помехи и целеуказания.
Указанная степень соответствия кодовых последовательностей зависит от содержания зарегистрированной фотоэлектронными блоками ФЭБ комплекса ОЭПД части кодовой последовательности импульсов целеуказания ЛЦУ, направленных на объект.
Так, кодовая последовательность импульсов ЛЦУ может быть восстановлена полностью комплексом ОЭПД при условии регистрации фотоэлектронными блоками всех значений временных интервалов между импульсами кодовой последовательности.
Описанное условие имеет место в случае, когда фотоэлектронные блоки ФЭБ комплекса ОЭПД расположены на объекте друг от друга на расстояниях, соизмеримых с диаметром пятна ЛЦУ на поверхности объекта. Тогда при любом положении пятна ЛЦУ относительно объекта и угловых флуктуациях луча ЛЦУ - ″дрожании″ луча кодовая последовательность импульсов ЛЦУ может быть восстановлена и комплекс ОЭПД способен сформировать эффективную перенацеливающую ПЛГСН помеху. В случае, когда диаметр пятна ЛЦУ меньше расстояния между фотоэлектронными блоками комплекса ОЭПД, кодовая последовательность импульсов ЛЦУ может быть зафиксирована лишь частично, при совмещении пятна ЛЦУ с поверхностью одного из ФЭБ при случайном ″дрожании″ пятна ЛЦУ в плоскости объекта из-за погрешностей системы наведения луча ЛЦУ.
При этом вследствие неполного соответствия кодовых последовательностей импульсов помехи и целеуказания перенацеливание ПЛГСН происходит лишь частично, в периоды совпадения кодовых последовательностей. Значение энергетического параметра помехоустойчивости /т.е. отношение плотностей энергии помехи и целеуказания/ в случае частичного совпадения кодовых последовательностей отличается от величины, измеренной при полном совпадении кодовых последовательностей.
Таким образом, точное измерения энергетического параметра помехоустойчивости ПЛГСН относительно объекта, оснащенного комплексом ОЭПД, может иметь место только при воспроизведении характеристик реального целеуказателя в процессе проведения испытаний.
Недостаточно полное соответствие характеристик целевого лазера и реального /или ожидаемого/ целеуказателя искажает значение параметров помехоустойчивости ПЛГСН при ее использовании против объектов, оснащенных комплексами ОЭПД.
Целесообразно иметь устройство, позволяющее наряду с определением факта срыва сопровождения ПЛГСН в направлении на помеху комплекса ОЭПД определить количественно параметры помехоустойчивости ПЛГСН в условиях, тождественных условиям боевого применения ПЛГСН и, в первую очередь, эквивалентным по характеристикам помех комплексов ОЭПД /величина временного сдвига импульса помехи относительно импульса целеуказания, величина отношения плотностей энергии импульсов /сигналов/ помехи и целеуказания в плоскости ПЛГСН, степень соответствия кодов помехи и целеуказания/, определяемыми характеристиками целеуказания.
Целью изобретения является повышение точности определения параметров помехоустойчивости при одновременном приближении условий испытаний к реальным.
Поставленная цель достигается тем, что в известное устройство /комплекс/ для определения параметров помехоустойчивости полуактивных лазерных головок самонаведения, содержащее целевой лазер с блоком управления энергией излучения, выход которого соединен с управляющим входом целевого лазера, генератор кодовой последовательности импульсов, выход которого соединен со входом запуска целевого лазера, головку самонаведении и блок регистрации, вход которого соединен с выходом головки самонаведения, а также блок измерения плотности энергии, установленный совместно с головкой самонаведения, введены последовательно установленные на выходе целевого лазера светоделитель, узел управления расходимостью и дефлектор, а также блок измерении энергии импульсов и блок управления дефлектором, при этом выходы блока управления дефлектора соединены с управляющими входами дефлектора, блок измерения энергии импульсов оптически сопряжен через светоделитель с выходом целевого лазера, выходы блока измерения энергии импульсов и блока измерения плотности энергии соединены соответственно со вторым и третьим входами блока регистрации, а выход блока регистрации соединен с управляющим входом блока управления энергией излучения.
Помимо этого, в устройство /комплекс/ введен фотоприемник, схема вычитания и измеритель временных интервалов, при этом ось фотоприемника установлена в направлении на цель, а угол поля зрения фотоприемника выполнен не превышающим угловой размер цели, первый и второй входы схемы вычитания соединены, соответственно, с выходом фотоприемника и выходом блока регистрации плотности энергии, первый вход схемы вычитания соединен с первым входом измерителя временных интервалов и четвертым входом блока регистрации, выход схемы вычитания соединен со вторым входом измерителя временных интервалов и пятым входом блока регистрации, а выход измерителя временных интервалов соединен с шестым входом блока регистрации. Помимо этого, устройство содержит узкопольный фотоприемник, оптически сопряженный с дефлектором, при этом оптическая ось узкопольного фотоприемника ориентирована параллельно оси целевого лазера, угол поля зрения выбран не превышающим максимального угла расходимости излучения целевого лазера на выходе узла управления расходимостью, а выход узкопольного фотоприемника соединен с третьим входом измерителя временных интервалов. Помимо этого, в устройство /комплекс/ введен блок формирования импульсов запуска, вход которого соединен с синхронизирующим выходом генератора кодовой последовательности, первый выход блока формирования импульсов запуска соединен с блокирующим входом блока управления дефлектора, а второй выход соединен со входом запуска целевого лазера.
Помимо этого, устройство содержит последовательно соединенные блок измерения дальности и вычислительно-управляющий блок, при этом вход блока измерения дальности соединен с выходом узкопольного фотоприемника, первые, второй и третий выходы вычислительно-управляющего блока соединены с управляющими входами, соответственно, блока управления дефлектора, узла управления расходимостью и седьмым входом блока регистрации.
Помимо этого, устройство содержит динамический стенд и имитатор изменения дальности, при этом головка самонаведения установлена на динамическом стенде совместно с последовательно установленными на ее входе имитатором изменения дальности, выходы головки самонаведения соединены со вторым входом вычислительно-управляющего блока, четвертый и пятый выходы которого соединены, соответственно, с управляющими входами динамического стенда и имитатора изменения дальности.
Введение в состав устройства светоделителя и блока измерения энергии импульсов целевого лазера при одновременном подключении выводов блоков измерения энергии и плотности энергии ко входам блока регистрации позволяет повысить точность определения энергетического параметра помехоустойчивости ПЛГСН за счет учета влияния нестабильности излученной целевым лазером энергии на суммарный уровень плотности энергии помехи и целеуказания, регистрируемый блоком измерения плотности энергии. Одновременно введение светоделителя и блока измерения энергии позволяет оперативно в ходе проведения испытаний измерять и устанавливать /за счет соединения выхода блока регистрации с управляющим входом блока 7/ требуемый уровень энергии целевого лазера /с помощью блока управления энергией излучения/, что приближает условия проведения испытаний к реальным, когда энергия излучения штатного целеуказателя может оказаться вне динамического диапазона работы фотоэлектронных блоков ФЭБ комплекса ОЭПД и оказывать таким образов влияние на величину энергетического параметра помехоустойчивости ПЛГСН относительно объекта, оснащенного комплексом ОЭПД.
Введение в состав устройства узла управления расходимостью и дефлектора /совместно с блоком управления дефлектора/ позволяет приблизить условия проведения испытаний к реальным за счет формирования перечисленными узлами излучения целевого лазера с пространственно-временными характеристиками, идентичными характеристикам целеуказателя и тем самым повысить точность определения энергетического параметра помехоустойчивости ПЛГСН, зависящего от пространственно-временных характеристик целеуказателя при использовании ПЛГСН относительно объекта, оснащенного комплексом ОЭПД.
Введение в состав устройства фотоприемника, ориентированного в направлении на цель с углом поля зрения, соответствующим угловому размеру цели, при одновременном соединении выходов фотоприемника и блока измерения плотности энергии со входами схемы вычитания позволяет сформировать на выходе схемы вычитания сигнал, равный разности суммарного сигнала ″помеха + цель″ /формируемого блоком измерения плотности энергии/ и сигнала ″цель″, формируемого фотоприемником, т.е. сформировать на выходе схемы вычитания сигнал ″помеха″ без применения раздельного во времени регистрации плотностей энергии импульсов помехи и целеуказания. Соединение выхода фотоприемника /сигнал ″цель″/ и выхода схемы вычитания /сигнал ″помеха″/ соответственно с четвертым и пятым входами блока регистрации необходимо для регистрации уровней сигналов ″помеха″ и ″цель″ и определения энергетического параметра помехоустойчивости ПЛГСН.
Одновременно соединение выхода фотоприемника и выхода схемы вычитания соответственно с первым и вторым входами измерителя временных интервалов необходимо для определения временных параметров помехоустойчивости ПЛГСН, т.е. величины временных задержек импульса помехи относительно импульса целеуказания, и степени соответствия кодовых последовательностей импульсов помехи и целеуказания. Подключение выхода измерителя временных интервалов к шестому входу блока 22 регистрации необходимо для оперативной обработки и регистрации результатов измерений.
Введение в состав устройства узкопольного фотоприемника, ось которого ориентирована параллельно оси целевого лазера и сканируется одновременно с осью целевого лазера /за счет оптического сопряжения узкопольного фотоприемника с дефлектором/, позволяет сформировать на выходе фотоприемника сигнал ″цель 1″, обусловленный только отраженным от цели излучением целевого лазера, т.к. угол поля зрения фотоприемника ограничен максимальным значением расходимости излучения целевого лазера. Соединение выхода узкопольного фотоприемника с третьим входом измерителя временных интервалов позволяет более точно измерять величину временной задержки импульса помехи относительно импульса целеуказания /сигнал ″цель 1″/ за счет исключения влияния на сигнал ″цель 1″ импульсов излучения помехового лазера комплекса ОЭПД, расположенного в пределах цели /корабля/ и вносящего тем самым вклад в сигнал ″цель″, формируемый на выходе фотоприемника устройства /угол поля зрения которого определяется угловыми размерами цели и который тем самым регистрирует также и часть энергии излучения импульса помехового лазера, рассеянной элементами оптики помехового лазера, расположенными в пределах цели/.
Введение в состав устройства блока формирования импульсов запуска, второй выход которого соединен со входом запуска целевого лазера, позволяет сформировать на выходе целевого лазера импульсы излучения, дополнительные к импульсам кодовой последовательности (например, следующие со случайным периодом повторения) и не сопровождающиеся появлением импульсов помехи со стороны комплекса ОЭПД цели, тем самым позволяя измерять (с помощью измерителя плотности энергии) уровень сигнала, отраженного от цели и не подвергшегося влиянию излучения помехового лазера, рассеянного элементами оптики комплекса ОЭПД.
Соединение входа блока формирования импульсов запуска с синхронизирующим выходом генератора кодовой последовательности необходимо для исключения формирования дополнительных импульсов, следующих с временной задержкой, меньшее, чем допустимый период следования импульсов излечения целевого лазера, равный, например, 20 миллисекундам.
Одновременная остановка дефлектора устройства (за счет соединения первого выхода блока формирования импульсов запуска с блокирующим входом блока управления дефлектора) позволяет исключить изменение уровня сигнала ″цель″ в моменты формирования дополнительного импульса и следующего перед ним импульса кодовой последовательности за счет исключения перехода луча целевого лазера между участками цели с различным коэффициентом отражения и повысить точность определения параметра помехоустойчивости ПЛГСН за счет более точного измерения сигнала, отраженного целью.
Введение в состав устройства последовательно включенных блока измерения дальности и вычислительно-управляющего блока, соединенного с управляющими входами узла управления расходимостью, блока управления дефлектора и входом блока регистрации позволяет автоматически устанавливать и оперативно измерять в процессе работы устройства, зависящие от дальности до объекта /например, движущегося/ пространственно-энергетические и временные характеристики целевого лазера /угол расходимости излучения, диапазон сканирования, энергия импульса излучения/ и тем самым повысить точность определения параметров помехоустойчивости ПЛГСН /энергетических и временных/ при одновременном приближении условий испытаний к реальным.
Введение в состав устройства имитатора изменения дальности и динамического стенда при одновременном размещении ПЛГСН совместно с имитатором изменения дальности на динамическом стенде позволяет воспроизвести в процессе испытаний изменение пространственных характеристик сигналов помехи и целеуказания, аналогичные изменению характеристик, возникающих при подлете ПЛГСН к цели /объекту/ и тем самым повысить точность определения энергетического параметра помехоустойчивости /изменяющегося при подлете носителя ПЛГСН к объекту, например, из-за выхода одного из источников излучения - помехи или целеуказания за пределы угла поля зрения ПЛГСН/ при одновременном приближении условий проведения испытаний к реальным.
Подключение управляющих входов динамического стенда и выходов ПЛГСН к вычислительно-управляющему блоку позволяет воспроизвести при этом угловые перемещения корпуса носителя ПЛГСН /например, ракеты/ при ее подлете к объекту, влияющие на ориентацию поля зрения ПЛГСН, а подключение управляющих входов имитатора изменения дальности к вычислительно-управляющему блоку необходимо для обеспечения управляемого процесса приближения изображения объекта /в том числе источников помехи и целеуказания/ к ПЛГСН.
Указанная совокупность признаков устройства обеспечивает определение параметров помехоустойчивости ПЛГСН в натурных условиях, в том числе при обеспечении воздействия на ПЛГСН помех с временными характеристиками, эквивалентными полученным при реальной эксплуатации ПЛГСН в условиях боевого применения ПЛГСН относительно объектов /целей/, оснащенных комплексами ОЭПД.
Указанная совокупность признаков неразрывна, обеспечивает достижение поставленной цели и соответствует критерию ″существенные отличия″ ибо указанная совокупность признаков авторам и заявителю неизвестна.
Изобретение иллюстрируется чертежами, на которых представлено:
на фиг. 1 - структурная схема устройства;
на фиг. 2 - схема соединений блока формирования импульсов запуска;
на фиг. 3 - схема соединений блока измерения дальности и вычислительно-управляющего блока;
на фиг. 4 - схема расположения устройства относительно объекта и угловые соотношения между размерами объекта и полями зрения фотоприемников устройства;
на фиг. 5 - временные зависимости сигналов, формируемых и регистрируемых элементами устройства.
Устройство /комплекс/ для определения энергетического параметра помехоустойчивости ПЛГСН содержит /см. фиг. 1/ последовательно установленные целевой лазер 1, светоделитель 2, узел управления расходимостью 3 и дефлектор 4.
Целевой лазер 1 содержит излучатель 5, например, типа ИЛТИ-202 и блок питания 6, например, типа ″СВЭП-1″, выходы которого соединены со входами излучателя 5. Управляющий ″Е″ и синхронизирующий ″Т″ входы блока питания 6 являются соответственно управляющим и синхронизирующим входами лазера 1, которые соединены с выходом блока управления энергией излучения 7 и генератором кодовой последовательности 8.
В качестве блока управления энергией 7 и генератора кодовой последовательности 8 использованы генераторы типа Г5-82.
В качестве светоделителя 2 использована стеклянная пластина, установленная под углом, например, равным φ=45° к оси целевого лазера.
Узел 3 управление расходимостью выполнен в виде телескопа, содержащего линзы 9 и 10, последняя из которых механически связана с приводом 11, обеспечивающим линейное перемещение линзы 10 вдоль оси телескопа.
Привод 11 выполнен, например, на шаговом двигателе типа ЩДР-711, управление приводом осуществляется от блока 12, в качестве которого использован серийный блок управления шаговыми двигателями типа БУ-2-18. Вывод ″Внешнее управление″ блока 12 является управляющим входом ″УПР″ узла 3. Дефлектор 4 использован аналогичным описанному в журнале ″Труды ФиАН″ том 133, 1983 г., стр. 38-39. Дефлектор 4 содержит зеркало 4′, сканируемое относительно двух взаимоперпендикулярных осей с помощью приводов 13x и 13y, выполненных на шаговых двигателях типа ШДР-711. Управление двигателями приводов 13x и 13y осуществляется с помощью блока 14 управления дефлектором, выходы которого X и Y соединены соответственно с двигателями приводов 13x и 13y дефлектора 4 через входные разъемы X и Y дефлектора 4.
Блок управления 14 содержит модули управления шаговыми двигателями 15x и 15y, а также устройство ввода 16 и процессор 17.
Выходы X и Y процессора 17 соединены соответственно со входами модулей 15x и 15y, выходы X и Y которых являются выходами X и Y блока 14. Входная шина процессора 17 соединена с выходом устройства 16 ввода, а также с управляющим входом ″Упр″ блока 14. Блокирующие /останавливающий/ вход процессора ″Блок″ 17 является блокирующим входом блока 14 управления дефлектором. Блокирующий и управляющий входы блока 14 управления дефлектором используются при выполнении устройства.
В качестве модулей 15x и 15y, процессора 17 и устройства ввода 16 использованы, соответственно, модули МУЩД, процессор и терминал информационно-вычислительного комплекса ИВК-20.
Устройство содержит также блок измерения энергии импульсов 18, например, типа ИЭЛ-14, оптически сопряженный через светоделитель 2 с выходом целевого лазера 1.
Устройство содержит также ПЛГСН 19 и блок измерения плотности энергии 20, установленное совместно на опорно-поворотном устройстве 21.
x
y
vx
vy
Информационный выход ПЛГСН 19 /содержащий сигналы, пропорциональные углам отклонения - U и U координатора ПЛГСН, сигналы U, U, пропорциональные скоростям отклонения цели от линии визирования ПЛГСН, а также телеметрические сигналы ПЛГСН, свидетельствующие о ее работоспособности/ соединен через входную шину с первым входом блока регистрации 22.
Выходы блока 18 измерения энергии импульсов и блока измерения плотности энергии 20 соединены соответственно со вторым третьим входами блока регистрации 22.
Блок измерения плотности энергии 20 выполнен содержащим фотодиод 23, например, типа ФД-141К, помещенный в фокальную плоскость объектива 24, например, типа ″ТВК-1″. Выход фотоприемника соединен со входом усилителя 25. Выход усилителя 25 является выходов блока измерения плотности энергии.
Ось блока 20 измерения плотности энергии ориентирована параллельно строительной /механической/ оси ПЛГСН 19.
Опорно-поворотное устройство 21 выполнено с возможностью углового перемещения осей ПЛГСН 19 и блока 20 измерения плотности энергии в двух взаимоперпендикулярных направлениях X и Y. Целевой лазер 1, светоделитель 2, узел управления расходимости 3 и дефлектор 4 закреплены на опорно-поворотном устройстве 26, выполненном аналогично опорно-поворотному устройству 21 с возможностью угловых перемещений вдоль осей X и Y.
1
1
1
1
Опорно-поворотные устройства 26 и 21 снабжены оптическими прицелами, 26 и 21, например, типа ЗРТ-460, оптические оси которых совмещены соответственно с энергетической осью целевого лазера 1 /для прицела 26 при выключенном дефлекторе 4/ и строительной осью ПЛГСН 19 /для прицела 21/.
Блок регистрации 22 содержит мультиплексор 27, цифровой магнитофон 28, аналого-цифровые преобразователи /АЦП/ 29, 30, 31, 32, процессор 33, блок памяти 34 и устройство ввода и отображения 35.
Вход мультиплексора 27 соединен с первым входом блока регистрации 22, входы АЦП 30, 31 и 32 соединены соответственно с третьим, четвертым и пятым входами блока регистрации 22.
Выход мультиплексора 27 соединен через АЦП 29 с первым входом профессора 33. Выходы АЦП 29, 30, 31 и 32 соединены соответственно с первым, третьим, четвертым и пятым входами процессора 33. Второй вход процессора 33 является вторым входом блока 22. Шестой вход процессора 33 является шестым входом блока регистрации 22. Седьмой вход процессора соединен с блоком памяти 34.
Восьмой вход процессора 33 соединен с устройством ввода и отображения 35, в состав которого входит цифровой магнитофон 28. Четвертый, пятый и шестой входы блока регистрации 22 используются при выполнении устройства.
В качестве мультиплексора 27, АЦП 29÷32, процессора 33, магнитофона 28, блока памяти 34 и устройства ввода 35 используются блоки информационно-вычислительного комплекса ИВК-20. Седьмой вход блока регистрации соединен с девятым входом процессора 33 и используется при выполнении устройства.
Устройство содержит /см. Фиг. 1/ фотоприемник 36, схему вычитания 37 и измеритель временных интервалов 38.
Фотоприемник 36 содержит фотодиод 39, например, типа ФД-141К, установленный в фокальной плоскости объектива 40, например, типа ″ТВК-1″. Во входном плоскости фотоприемника размещена полевая диафрагма 41, определяющая угол 2β поля зрения фотоприемника 36 в виде:
<mrow><mn>2</mn><mi>β</mi><mo>=</mo><mi>a</mi><mi>r</mi><mi>c</mi><mi>t</mi><mi>g</mi><mrow><mo>(</mo><mrow><mfrac><mi>D</mi><mi>F</mi></mfrac></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow>
где: D - размер /диаметр/ диафрагмы 41;
F - фокусное расстояние объектива 40.
Выход фотодиода 39 соединен со входом усилителя 42, выход которого является выходом фотоприемника 36.
В качестве усилителей 42 /блока 36/ и 25 /блока 30/ использованы усилители на микросхемах 140 серии.
1
Фотоприемник 36 закреплен на опорно-поворотном устройстве 21 и ось его ориентирована параллельно оси прицела 21, что обеспечивает требование об ориентации оси фотоприемника в направлении на цель, поскольку в процессе работы устройства ось прицела 21 ориентируется в направлении на цель путем углового перемещения опорно-поворотного устройства 21.
1
Фотоприемник 36 может быть также закреплен на опорно-поворотном устройстве 26, при этом ось фотоприемника должна быть соответственно ориентирована параллельно оси прицела 26.
Диафрагма 41 выполнена сменной для обеспечения требования о связи между углом поля зрения фотоприемника и угловым размером цели.
Выход фотоприемника 36 соединен с первым входом схемы вычитания 37, четвертым входом блока регистрации 22 и первым входом измерителя временных интервалов 38. Второй вход схемы вычитания 37 соединен с выходом блока 20 измерения плотности энергии. Выход схемы вычитания 37 соединен с пятым входом блока регистрации и вторым входом измерителя временных интервалов 38. Выход измерителя временных интервалов 38 соединен с шестым входом блока 22 регистрации.
В качестве схемы вычитании 37 использован, например, операционный усилитель на микросхеме 140 серии, прямой и инверсный входы которой являются, соответственно, первым и вторым входом схемы вычитания 37.
В качестве измерителя временных интервалов 38 использован серийный прибор типа И2-7.
Фотоприемник 36, схема вычитания 37 и измеритель временных интервалов, входящие в состав устройства, обведены на фиг. 1 штриховой линией.
Устройство содержит /см. фиг. 1/ узкопольный фотоприемник 43, установленный на опорно-поворотном устройстве 26 таким образом, что ось узкопольного фотоприемника ориентирована параллельно оси целевого лазера 1, а сам фотоприемник 43 оптически сопряжен с дефлектором 4, т.е. расположен в пределах апертуры зеркала 4′ дефлектора 4.
Узкопольный фотоприемник 43 выполнен аналогично фотоприемнику 36.
1
1
Размер диафрагмы D фотоприемника 43 выбран исходя из требования о взаимосвязи угла поля зрения фотоприемника 43 и угла расходимости γ излучения целевого лазера 1 на выходе узла управлении расходимостью 3: D≤F tg(γ).
Выход фотоприемника 43 соединен с третьим входом измерителя временных интервалов 38.
Блок узкопольного фотоприемника 43, вводимый в состав устройства, обведен на фиг. 1 штрихпунктирной линией.
Устройство содержит /см. фиг. 2/ блок формирования импульсов запуска 44, например, типа Г5-82, вход которого соединен с синхронизирующим выходом генератора 8 кодовой последовательности. Первый выход блока 44 формирования импульсов запуска соединен с блокирующим входом ″Блок″ блока 14 управления дефлектором, а второй выход блока 44 соединен со входом запуска ″Т″ целевого лазера 1.
Также устройство содержит /см. фиг. 3/ блок 45 измерения дальности и вычислительно-управляющий блок 46, первый, второй и третий выходы которого соединены соответственно с управляющими входами блока 14 управления дефлектора, узла 3 управления расходимостью и седьмым входом блока 22 регистрации /см. фиг. 1/.
Вход блока измерения 45 дальности соединен с выходом узкопольного фотоприемника 43 /см. фиг. 1/, а выход блока 45 измерения дальности соединен с первым входом вычислительно-управляющего блока 46.
Блок 45 измерения дальности использован серийный от дальномера ПП-1. Блок 46 содержит процессор 47, мультиплексор 48, аналого-цифровой преобразователь 49 и модули /МУШД/ управления шаговыми двигателями 50, 51, 52. Первый вход процессора 47 является первым входом блока 46; первый, второй и третий выходы процессора 47 являются соответственно первым, вторым и третьим выходами блока 46.
Вход мультиплексора 48 соединен со вторым входом блока 46, а выход мультиплексора 48 через АЦП 49 соединен со вторым входом процессора 47. Выходы 4x и 4y процессора 47 соединены через МУШД 50 и 51 с выходами 4x и 4y блока 46. Выход 5 процессора 47 через МУШД 52 соединен с пятым выходом блока 46.
Второй вход блока 46, мультиплексор 48, АЦП 49 и МУШД 50, 51, 52 используются при выполнении устройства.
В качестве процессора 47, мультиплексора 48, АЦП 49 и МУШД 50, 51, 52 использованы соответствующие узлы информационно-вычислительного комплекса ИВК-20.
Устройство содержит динамический стенд 53, например, двухкоординатную поворотную платформу, на движущейся 54 части которой размещены ПЛГСН 19 и имитатор 55 изменения дальности.
Угловое перемещение динамического стенда осуществляется вдоль осей X и Y приводами, соответственно, 56x и 56y, выполненными на шаговых двигателях типа ШД-4А.
Электрические контакты двигателей приводов 56x и 56y являются управляющими входами динамического стенда 53, которые соединяются, соответственно, с выходами 4x и 4y вычислительно-управляющего блока 46.
Имитатор 55 изменения дальности содержит телескоп, в состав которого входит объектив 57 с переменным фокусным расстоянием, например, типа ″Гранит-11″ и софокусный объектив 58. Управление имитатором 55 осуществляется приводом 59, который механически сопряжен с объективом 57.
Электрические контакты двигателя /например, типа ДШ-0.04A/ привода 59 являются управляющим входом имитатора 55 и соединены с пятым выходом блока 46. Выходы ПЛГСН 19 подключены дополнительно ко второму входу блока 46.
Блоки питания и другие обеспечивающие подсистемы информационно-вычислительного комплекса на чертежах не показаны.
В качестве процессоров 17, 33 и 47 может быть использован один общий процессор, работающий в режиме разделения времени, что известно и не является предметом изобретения. Аналогично могут быть совмещены функции устройств ввода 16 и 35 и рада других внутренних узлов блоков 14, 22 и 46.
Использование взаимносочетаемых элементов /АЦП, процессора, блока памяти и др./ информационно-вычислительного комплекса /например, типа ИВК-20/ позволяет достичь гибкости в реализации внутренних связей блоков регистрации 22, управления дефлектора 14 и вычислительно-управляющего блока 46 /например, реализовать схему с использованием одного общего АЦП/, однако не изменяет сущности изобретения, относящейся к элементам конструкции и функциональным связям между другими узлами и блоками устройства, оговоренными в формуле изобретения.
На фиг. 4 представлены картина соотношения углов полей зрения фотоприемников устройства и угловых размеров цели /объекта/, а также расположение устройства и цели при проведении испытаний на помехоустойчивость.
1
N
1
M
Приемо-передающие элементы устройства /см. фиг. 1÷3/ размещены на опорно-поворотных устройствах 21 и 26, которые расположены на расстоянии L до объекта /цели/ 60. На поверхности объекта расположены элементы комплекса ОЭПД - фотоэлектронные блоки 61…61 и излучатели 62…62.
1
Позициями 63, 64 и 65 на фиг. 4 обозначены, соответственно, поле зрения блока 20 измерения плотности энергии, фотоприемника 36 и узкопольного фотоприемника 43 устройства. Позицией 66 обозначено пятно целеуказания. Позицией 67 обозначено положение аэрозольного образования, позицией - 68 - источник /пятно/ помехи, формируемой одним из излучателей /например, 62/ комплекса ОЭПД на поверхности аэрозольного образования 67.
На фиг. 5 представлены временные зависимости сигналов, формируемых и измеряемых блоками и узлами устройства.
i
i
пi
i
i
На фиг. 5а представлены временные зависимости энергии E импульсов целевого лазера, плотности энергии H излучения, регистрируемого блоком 20 измерения плотности энергии, значения плотности Н плотности энергии помехи, значения сигнала ″Комплекс ОЭПД″ и значение K превышения плотности энергии помехи над плотностью энергии целеуказания для i-x моментов времени t (i=1…k…).
нi
сi
пi
На фиг. 5б представлены временные зависимости сигналов U, U, U, формируемых, соответственно, на выходах блока 20 измерения плотности энергии, фотоприемника 36 и схемы вычитания 37.
нi
сi
фi
На фиг. 5в представлены временные зависимости сигналов U, U с выходов, соответственно, блока 20 измерения плотности энергии и фотоприемника 36, измеренные при наличии собственного рассеянного излучения от комплекса ОЭПД, а также временная зависимость сигнала U с выхода узкопольного фотоприемника 43 устройства.
зi
з1i
сi
сi
i
На фиг. 5г представлены временные зависимости импульсов кодовой последовательности U, импульсов запуска U, формируемых на втором выходе блока 44 формирования импульсов запуска, а также временная зависимость сигнала U выхода фотоприемника 36, полученная при наличии собственного рассеянного выходного излучения комплекса ОЭПД и измеренный уровень ΔH плотности собственного рассеянного комплексом ОЭПД излучения, полученный для различных моментов времени t.
Устройство работает следующим образом.
1
1
x
y
Оператор устройства определяет дальность L от устройства до объекта /см. фиг. 4/ и с помощью устройства ввода 16 /см. фиг. 1/ вводит в процессор 17 данные об истинной L и имитируемой L дальности до объекта, а также значение среднеквадратичной ошибки наведения σ /СКО/ предполагаемого целеуказателя, диапазон частот ν, отрабатываемый системой наведения предполагаемого целеуказателя, а также значения δφ, δφ единичных шагов дефлектора 4.
В соответствии с введенными данными, процессор 17 определяет необходимое значение СКО наведения σ целевого лазера 1 на объект:
<mrow><mi>σ</mi><mo>=</mo><msub><mi>σ</mi><mn>1</mn></msub><mfrac><mrow><msub><mi>L</mi><mn>1</mn></msub></mrow><mi>L</mi></mfrac></mrow>
и формирует на выходах X и Y сигналы управления модулями 15x и 15y управления шаговыми двигателями, обеспечивающими /в результате подключения выходов X и Y модулей 15x и 15y управления ко входам приводов 13x и 13y дефлектора 4/ угловое перемещение зеркала 4′ дефлектора 4 и, соответственно, энергетическую ось целевого лазера 1 с пространственно-временными характеристиками, соответствующими размещению имитируемого целеуказателя на имитируемой дальности.
1
1
-3
Например, при расстоянии до объекта L=3 км, имитируемой дальности до объекта L=15 км и СКО наведения σ=10 рад имитируемого целеуказателя, требуемая СКО наведения σ целевого лазера составляет:
<mrow><mi>σ</mi><mo>=</mo><msub><mi>σ</mi><mn>1</mn></msub><mfrac><mrow><msub><mi>L</mi><mn>1</mn></msub></mrow><mi>L</mi></mfrac><mo>=</mo><mn>5</mn><mo>⋅</mo><msup><mrow><mn>10</mn></mrow><mrow><mo>−</mo><mn>3</mn></mrow></msup><mtext> рад         /1/</mtext></mrow>
x
-4
Указанная требуемая СКО наведения σ реализуется путем подачи от процессора 17 через модули управления 15x и 15y сигналов управления на приводы 13x и 13y, которые обеспечивают перемещение управляемого зеркала 4′ дефлектора 4 в указанных пределах /равных, например, ±σ/. Так, при единичном шаге /т.е. шаге, отрабатываемом дефлектором 4 при подаче на модули управления 15x или 15y одного импульса от процессора 17/, равном δφ=δφ=δφy=5·10 рад, требуемое количество шагов, обеспечивающих перемещение оси целевого лазера в пределах ±σ составляет:
x
y
N=N=N=20 шагов.
Период следования шагов формируется процессором 17, исходя из требования об эквивалентности временных характеристик имитируемого целеуказателя и временных характеристик целевого лазера.
Так, например, при частоте ν отработки системы наведения предполагаемого целеуказателя ν=10 герц, период колебании пятна подсвета имитируемого целеуказателя составляет
<mrow><mi>T</mi><mo>=</mo><mfrac bevelled="true"><mn>1</mn><mi>ν</mi></mfrac><mo>=</mo><mn>100</mn><mtext> mсек</mtext></mrow>
;
Аналогичный период колебаний должен обеспечивать дефлектор 4 устройства, для чего требуемый угловой диапазон сканирования, равный 2σ или 20 шагам должен проходиться за время Т. Необходимый период τ повторения выходных импульсов равен при этом:
<mrow><mi>τ</mi><mo>=</mo><mfrac><mi>T</mi><mi>N</mi></mfrac><mo>=</mo><mfrac><mrow><mi>δ</mi><mi>ϕ</mi></mrow><mrow><mi>ν</mi><mn>2</mn><mi>σ</mi></mrow></mfrac><mo>=</mo><mfrac><mrow><mi>δ</mi><mi>ϕ</mi><mo>⋅</mo><mi>L</mi></mrow><mrow><mn>2</mn><msub><mi>σ</mi><mn>1</mn></msub><msub><mi>L</mi><mn>1</mn></msub><mi>ν</mi></mrow></mfrac><mo>=</mo><mn>5</mn><mo>⋅</mo><msup><mrow><mn>10</mn></mrow><mrow><mo>−</mo><mn>3</mn></mrow></msup><mtext> сек</mtext></mrow>
1
1
Требуемое значение периода повторения τ выходных импульсов устанавливается процессором 17 на основании вводимых в процессор 17 от устройства ввода данных по измеренной L и имитируемой дальности L, частоте отработки, СКО σ имитируемой системы наведения целеуказателя, а также значений единичных шагов δφ дефлектора 4.
Реализация дефлектора в виде управляемого с помощью процессора 17 зеркала позволяет гибко менять законы управления сканированием, обеспечивая зависящие от характеристик имитируемого целеуказателя и дальности до объекта законы сканирования, например, вводить случайные составляющие угловых перемещений оси целевого лазера, сканирование с изменяющейся во времени угловой скоростью.
После включения дефлектора 4, оператор устройства устанавливает требуемое значение угловой расходимости γ целевого лазера 1
<mrow><mi>γ</mi><mo>=</mo><msub><mi>γ</mi><mrow><mi>и</mi><mi>м</mi><mi>и</mi><mi>т</mi></mrow></msub><mfrac><mrow><msub><mi>L</mi><mn>1</mn></msub></mrow><mi>L</mi></mfrac><mtext>                          /2/</mtext></mrow>
имит
где: γ - угловая расходимость излучения имитируемого целеуказателя.
Требуемое значение расходимости γ устанавливается путем перемещения линзы 10 узла управления расходимости с помощью привода 11, работа которого управляется блоком управления 12.
Контроль установки требуемого значения расходимости осуществляется по показаниям количества отработанных приводом 11 шагов от нулевого положения привода. Аттестация зависимости угловой расходимости от количества шагов привода 11 осуществляется в стендовых условиях и может контролироваться в условиях испытаний контрольной аппаратурой, не входящей в состав устройства.
1
1
1
После установки требуемого значения угловой расходимости излучения, оператор включает целевой лазер 1, содержащий подключенные друг к другу блок питания 6, например, типа ″СВЭП-1″ и излучатель 5, например, типа ИЛТИ-202 и с помощью устройства ввода и отображения 35 вводит в процессор 33 блока регистрации значения дальности L до объекта, имитируемой дальности до объекта L, энергию импульса излучения Е имитируемого целеуказателя /например, противника/ и коэффициенты затухания энергии излучения для реального α и имитируемого α состояния атмосферы.
Процессор 33 определяет требуемое значение средней энергии Е импульса излучения целевого лазера
<mrow><mi>E</mi><mo>=</mo><msub><mi>E</mi><mn>1</mn></msub><mtext> exp(</mtext><mi>α</mi><mtext>L-</mtext><msub><mi>α</mi><mtext>1</mtext></msub><msub><mtext>L</mtext><mtext>1</mtext></msub><mtext>)                                (3)</mtext></mrow>
Приведенные в тексте формулы /1÷2/ основаны на расчетах, полученных исходя из требования эквивалентности геометрических характеристик /величины пространственного перемещения и диаметра/ воспроизводимого целевым лазером пятна 66 и пятна имитируемого целеуказателя.
Так, изменение диаметра d лазерного пучка и линейного смещения r при изменении дальности до лазера определяется геометрическими соотношениями:
d=γL и r=φL
где: γ - угловая расходимость лазерного излучения;
φ - угол между осью прицеливания и энергетической осью лазерного излучения.
Для имитируемого целеуказателя указанные соотношения имеют следующий вид:
1
им.
1
1
1
1
d=γL и r=φL
Исходя из требования обеспечения диаметра и линейного смещения пятна целевого лазера эквивалентных, соответственно, диаметру и линейному смещению пятна имитируемого целеуказателя, т.е.
1
1
d=d и r=r
формируются требования /2/ и /1/ к расходимости и углу отклонения лазерного излучения целевого лазера 1 на выходе устройства:
<mrow><mi>γ</mi><mo>=</mo><msub><mi>γ</mi><mrow><mi>и</mi><mi>м</mi><mo>.</mo></mrow></msub><mfrac><mrow><msub><mi>L</mi><mn>1</mn></msub></mrow><mi>L</mi></mfrac></mrow>
<mrow><mi>ϕ</mi><mo>=</mo><msub><mi>ϕ</mi><mn>1</mn></msub><mfrac><mrow><msub><mi>L</mi><mn>1</mn></msub></mrow><mi>L</mi></mfrac></mrow>
и
и, соответственно, к угловой среднеквадратичной ошибке /СКО/ наведения:
<mrow><mi>σ</mi><mo>=</mo><msub><mi>σ</mi><mn>1</mn></msub><mfrac><mrow><msub><mi>L</mi><mn>1</mn></msub></mrow><mi>L</mi></mfrac></mrow>
об
<mrow><msub><mi>E</mi><mrow><mi>о</mi><msub><mi>б</mi><mn>1</mn></msub></mrow></msub></mrow>
Требование /3/ к средней энергии импульса излучения целевого лазера получено из требования эквивалентности энергии импульса излучения целевого лазера, достигающего объекта E /цели/ и аналогичной энергии импульса излучения имитируемого целеуказателя
. Так, энергия импульса излучения целевого лазера после прохождения слоя атмосферы длиной L, обладающей коэффициентом затухания α, имеет следующий вид
об
E=E exp(-αL)
где E - энергия импульса излучения на выходе целевого лазера.
Аналогичное выражение для энергии импульса излучения имитируемого лазера имеет следующий вид
<mrow><msub><mi>E</mi><mrow><mi>о</mi><msub><mi>б</mi><mn>1</mn></msub></mrow></msub><mo>=</mo><msub><mi>E</mi><mn>1</mn></msub><mtext> exp(-</mtext><msub><mi>α</mi><mtext>1</mtext></msub><msub><mtext>L</mtext><mtext>1</mtext></msub><mtext>)</mtext></mrow>
1
где E - энергия импульса излучения на выходе имитируемого целеуказателя.
<mrow><msub><mi>E</mi><mrow><mi>о</mi><mi>б</mi></mrow></msub><mo>=</mo><msub><mi>E</mi><mrow><mi>о</mi><msub><mi>б</mi><mn>1</mn></msub></mrow></msub></mrow>
Исходя из требования эквивалентности
получаем следующее соотношение, эквивалентное соотношению (3):
<mrow><mi>E</mi><mo>=</mo><msub><mi>E</mi><mn>1</mn></msub><mfrac><mrow><mi>exp</mi><mo stretchy="false">(</mo><mo>−</mo><msub><mi>α</mi><mn>1</mn></msub><msub><mi>L</mi><mn>1</mn></msub><mo stretchy="false">)</mo></mrow><mrow><mi>exp</mi><mo stretchy="false">(</mo><mo>−</mo><mi>α</mi><mi>L</mi><mo stretchy="false">)</mo></mrow></mfrac><mo>=</mo><msub><mi>E</mi><mn>1</mn></msub><mtext> exp(</mtext><mi>α</mi><mtext>L-</mtext><msub><mi>α</mi><mtext>1</mtext></msub><msub><mtext>L</mtext><mtext>1</mtext></msub><mtext>)</mtext></mrow>
После включения целевого лазера 1 часть энергии импульсов излучения /например, равная 10%/ ответвляется на вход блока 18 измерения импульсов излучения.
Значение энергии каждого из импульсов излучения поступает в числовом коде с выхода блока 18 измерения энергии импульсов на второй вход блока 22 регистрации и далее - на второй вход процессора 33.
средн
1
1
1
<mrow><msub><mi>E</mi><mrow><mi>с</mi><mi>р</mi><mi>е</mi><mi>д</mi><mi>н</mi></mrow></msub><mo>=</mo><mrow><mo>(</mo><mrow><mstyle displaystyle="true"><munderover><mo>∑</mo><mrow><mi>j</mi><mo>=</mo><mn>1</mn></mrow><mi>n</mi></munderover><mrow><msub><mi>E</mi><mi>j</mi></msub></mrow></mstyle></mrow><mo>)</mo></mrow><mfrac><mn>1</mn><mi>n</mi></mfrac><mo>;</mo><mtext> n</mtext><mo>=</mo><mtext>10</mtext></mrow>
Процессор 33 сравнивает усредненное значение E энергии излучения /например, за 10 импульсов
/с определенным средним уровнем E=E exp(αL-αL) и формирует на своем выходе числовой код, поступающий на вход блока 7 управления энергией излучения /например, выполненный в виде программно-управляемого генератора Г5-82/.
средн
Под действием поступившего на вход блока 7 числового кода на выходе блока 7 формируется импульс напряжения /с амплитудой, задаваемой значением числового кода/, который поступает на управляющий вход ″Е″ целевого лазера и изменяет уровень энергии излучения вплоть до постижения E требуемого значения E, определяемого процессором 33.
Сформированное целевым лазером излучение с временной последовательностью импульсов, определяемых генератором 8 кодовой последовательности, например, типа Г5-82 проходит через светоделитель 2, узел управления расходимости 3, дефлектор 4 и распространяется в направлении объекта 60, формируя на его поверхности пятно целеуказания 66 /см. фиг. 4/, энергетические /энергия импульса/ и пространственно-временные характеристики которого /диаметр пятна, угловой диапазон перемещения по поверхности объекта 60 и частота перемещения/ эквивалентны аналогичным характеристикам шунтируемого целеуказателя /например, предполагаемого целеуказателя противника/.
1
Оператор осуществляет наведение сформированного пятна целеуказания на выбранную точку атаки /поражения/ объекта путем вращения опорно-поворотного устройства 26 вплоть до совмещения изображения выбранного участка с прицельной маркой прицела 26.
1
Одновременно оператор осуществляет наведение оси ПЛГСН и оси блока измерения плотности энергии 20 в направлении на объект 60, вращая опорно-поворотное устройство 21 вплоть до совмещения изображения участка атаки с прицельной меткой прицела 21.
x
y
Точность совмещения осей ПЛГСН и, соответственно, блока 20 измерения плотности энергии с направлением на объект оператор контролирует по величине выходных сигналов ПЛГСН 19 U и U, пропорциональных угловому рассогласованию строительной оси ПЛГСН с направлением на объект (вдоль осей X и Y, соответственно).
x
y
<mrow><msub><mi>U</mi><mrow><msub><mi>x</mi><mrow><mi>с</mi><mi>р</mi></mrow></msub></mrow></msub></mrow>
<mrow><msub><mi>U</mi><mrow><msub><mi>y</mi><mrow><mi>с</mi><mi>р</mi></mrow></msub></mrow></msub></mrow>
Сигналы U, U, формируемые ПЛГСН, поступают на первый вход блока 22 регистрации и после прохождения мультиплексора 27 и аналого-цифрового преобразователя 29 в цифровом виде вводятся на первый вход процессора 33. После усреднения во времени /например, в течение 1 секунды/ усредненные значения координатных сигналов
,
выводятся через восьмой выход процессора 33 на устройство ввода и отображения 35.
<mrow><msub><mi>U</mi><mrow><msub><mi>x</mi><mrow><mi>с</mi><mi>р</mi></mrow></msub></mrow></msub></mrow>
<mrow><msub><mi>U</mi><mrow><msub><mi>y</mi><mrow><mi>с</mi><mi>р</mi></mrow></msub></mrow></msub></mrow>
В момент достижения соосности оси ПЛГСН с направлением на объект значения координатных сигналов
,
равны нулю.
При совмещении оси блока 20 измерения плотности энергии с направлением на объект, рассеянное объектом излучение целевого лазера поступает на вход блока 20 измерения плотности энергии, собирается объективом 24 на поверхности фотоприемника 23, преобразующего световой сигнал в электрический. С выхода фотоприемника 23 электрический сигнал поступает /после прохождения через усилитель 25/ на третий вход блока регистрации 22 и далее на вход АЦП 30.
С выхода АЦП 30 сигнал, пропорциональный плотности энергии излучения целеуказания /в плоскости размещения блока 20/ в цифровом коде поступает на третий вход процессора 33.
i
i
В процессе работы устройства процессор 33 воспринимает и накапливает в блоке памяти 34, соединенном с седьмым входом процессора значения энергии каждого излученного целевым лазером импульса E и плотности энергии H рассеянного объектом излучения целевого лазера, пропорциональное энергии излучения импульса целевого лазера /при неизменном расположении равномерно отражающего объекта относительно устройства/:
<mrow><msub><mi>H</mi><mi>i</mi></msub><mo>=</mo><msub><mi>H</mi><mrow><mi>c</mi><mi>i</mi></mrow></msub><mo>=</mo><msub><mi>a</mi><mn>0</mn></msub><mtext> </mtext><msub><mi>E</mi><mi>i</mi></msub><mtext>                    /4/</mtext></mrow>
.
a
0
где:  - коэффициент пропорциональности.
1
N
1
2
3
В процессе работы устройства луч целевого лазера 1, направленной на объект 60 после прохождения дефлектора 4, формирует на поверхности объекта 60 пятно целеуказания 66, которое за счет работы дефлектора 4 перемещается по поверхности объекта 60, накрывая различные фотоэлектронные блоки 61…61 /например, блоки 61, 61 и 61 - см. фиг. 4/ или попадая в промежуток между фотоэлектронными блоками.
1
N
1
2
3
i
i+1
i
1
2
3
4
5
1
6
2
j
j-4
В зависимости от расположения ФЭБ 61…61 по поверхности объекта, а также пространственно-временных и энергетических характеристик пятна подсвета 66, фотоэлектронные блоки комплекса ОЭПД /например, блоки 61, 61 и 61/ регистрируют отдельные временные интервалы Δt=t-t (i=1…k…) между импульсами излучения целевого лазера 1, задаваемые генератором 8 кодовой последовательности /составляющие, например, последовательность из четырех повторяющихся интервалов Δt=80 мсек; Δt=90 мсек; Δt=120 мсек; Δt=110 мсек; Δt=Δt; Δt=Δt, … Δt=Δt; …/.
к
1
В процессе регистрации временных значений временных интервалов комплекс ОЭПД объекта формирует /например, начиная с момента времени t=t /на поверхности аэрозольного образования 67 пятно помехи 68. Пятно 68 формируется, например, излучателем 62 комплекса ОЭПД /см. фиг. 4/.
1
к
i
i
i
Одновременно с включением излучателя 62 комплекса ОЭПД повышается /начиная, например, с момента времени t=t - см. Фиг. 5а/ плотность энергии излучения H, регистрируемая в плоскости размещения ПЛГСН блоком 20; при этом нарушается пропорциональная связь /4/ между энергией излученных целевым лазером 1 импульсов E и регистрируемой плотностью энергии H.
1
i
i
В частности, после включения излучателя /62/ комплекса ОЭПД зависимость между энергией излученного E целевым лазером импульса и регистрируемой плотностью энергии H приобретает следующий вид:
i
ci
пi
0
i
пi
a
H=H+H=E+H (i≥k)
пi
где: H - плотность энергии, обусловленная источником помехи 68 в плоскости размещения ПЛГСН и блока 20 регистрации плотности энергии.
i
Значения плотности энергии H /i≥k/ поступают, как и раньше, на третий вход процессора 33 /фиг. 1/.
a
Процессор 33 определяет значение коэффициента пропорциональности
<mrow><mi>a</mi><mo>=</mo><mfrac><mrow><msub><mi>H</mi><mi>i</mi></msub></mrow><mrow><msub><mi>E</mi><mi>i</mi></msub></mrow></mfrac></mrow>
a
a
a
0
и при изменении значения коэффициента  /повышении за счет включения излучателей комплекса ОЭПД, т.е. при >/ формирует сигнал ″Комплекс ОЭПД″, который с седьмого выхода процессора направляется в блок 34 памяти и регистрируется блоком 34 памяти.
пi
i
Одновременно с формированием сигнала ″Комплекс ОЭПД″ процессор 33 формирует /в числовом коде/ сигнал H и сигнал K, равные
пi
0
i
a
H=Hi-E (i≥k);
<mrow><msub><mi>K</mi><mi>i</mi></msub><mo>=</mo><mfrac><mrow><msub><mi>H</mi><mrow><mi>п</mi><mi>i</mi></mrow></msub></mrow><mrow><msub><mi>a</mi><mn>0</mn></msub><msub><mi>E</mi><mi>i</mi></msub></mrow></mfrac><mtext>  (i</mtext><mo>≥</mo><mtext>k)</mtext></mrow>
пi
i
i
i
i
пi
0
i
a
Значения сигналов H, K и ″Комплекс ОЭПД″ представлены на рис. 5а, совместно с сигналами E и H. Значение сигнала K является тем отношением плотности энергии импульса помехи H и плотности энергии импульса целеуказания E /формируемого целевым лазером/ в плоскости размещения ПЛГСН, которое необходимо измерить
i
Одновременно с регистрацией численного значения K - отношения плотностей энергии импульсов помехи и импульсов целеуказания, процессор 33 регистрирует значения выходных сигналов ПЛГСН 19, поступающих с выхода ПЛГСН на первый вход блока 22 регистрации и далее через мультиплексор 27 и АЦП 29 на первый вход процессора 33.
i
В случае формирования комплексом ОЭПД эффективной перенацеливающей помехи /синхронной с импульсами излучения и обладающей достаточным энергетическим превышением K над источником целеуказания/ ПЛГСН 19 перенацеливается в направлении на источник помехи 68.
x
y
При перенацеливании ПЛГСН изменяется уровень ее выходных сигналов /U и U, например, пропорциональных координатам x, y точки прицеливания относительно оси ПЛГСН/.
Выходные сигналы ПЛГСН поступают на первый вход процессора 33 /после прохождение через мультиплексор 27, и АЦП 29; мультиплексор при этом подключает вход АЦП поочередно к различным выходным сигналам ПЛГСН, поступающим одновременно на вход мультиплексора 27/.
x
y
Процессор 33 определяет угловое θ, θ перемещение точки прицеливания ПЛГСН
x
x
x
y
y
y
θ=U·S; θ=U·S
x
y
где: S, S - крутизна пеленгационной характеристики ПЛГСН относительно осей X и Y, известная по паспортным данном ПЛГСН и сравнивает полученные значения с угловыми координатами граничных точек объекта /например, измеренных оператором по угловой шкале прицела 21 и внесенных в процессор в процессе проведения измерений с помощью устройства ввода и отображения 35/.
Испытание продолжается в течение времени t, эквивалентного ожидаемому времени подлета носителя ПЛГСН к объекту и равному, например, 10 секундам.
i
пi
ci
x
y
ср
ср
1
Результаты измерений, включающие накопленные в ходе испытания значения отношения K плотностей энергии Н, H помехи и целеуказания, а также угловое положение θ, θ точки прицеливания ПЛГСН, выводятся процессором 33 после окончания испытания в устройство ввода и отображения 35, включающее цифровой магнитофон 28, например, типа ″Аккорд″. Одновременно процессор 33 вычисляет и выводит на устройство ввода и отображения 35 среднее значение K отношения плотности энергии помехи и целеуказания за время испытания. Испытания могут быть повторены несколько раз /например, 20 раз/ для различных соотношений K плотности энергии помехи и целеуказания, устанавливаемых, например, изменением выходной энергии излучателей комплекса ОЭПД или изменением имитируемых условий атаки объекта - дальности L, энергии целеуказателя, СКО наведения, расходимости, вводимых в устройство до начала испытания с помощью устройств ввода 16 и 35.
ср
Энергетический параметр помехоустойчивости определяется при этом как то граничное соотношение плотностей энергии помехи и целеуказания K, при достижении которого происходит перенацеливание ПЛГСН вне объекта с заданной заранее вероятностью, например, равной 80% /т.е. перенацеливании ПЛГСН в 16 испытаниях из 20/.
i
пi
0
i
0
i
i
пi
i
ср
i
a
a
<mrow><msub><mi>K</mi><mrow><mi>с</mi><mi>р</mi></mrow></msub><mo>=</mo><mfrac><mn>1</mn><mi>m</mi></mfrac><mstyle displaystyle="true"><munderover><mo>∑</mo><mrow><mi>i</mi><mo>=</mo><mn>1</mn></mrow><mi>m</mi></munderover><mrow><msub><mi>K</mi><mi>i</mi></msub></mrow></mstyle></mrow>
Таким образом, введение в состав устройства блока измерения энергии импульсов излучения целевого лазера позволяет установить в принятом от объекта суммарном сигнале плотностей энергии помехи и целеуказания H=H+E долю E, обусловленную импульсом целеуказания и тем самым определить в условиях флуктуации как уровня E излученных целевым лазером импульсов излучения, так и уровня плотности помехи H (например, из-за изменения во времени аэрозольного облака 67) факт формирования импульса помехи (за счет формирования сигнала ″Комплекс ОЭПД″), степень соответствия кодовых последовательностей импульсов помехи и целеуказания (по наличию или исчезновение сигнала ″Комплекс ОЭПД″), а также значение энергетического параметра K помехозащищенности ПЛГСН для каждого из флуктуирующих импульсов и среднее значение K параметра помехоустойчивости /
, где m - количество измерений значении K/.
Одновременно введение в состав устройства целей управления угловыми, пространственными и энергетическими характеристиками целевого лазера позволяет приблизить условия проведения испытаний к реальным и повысить точность определения энергетического параметра помехоустойчивости ПЛГСН относительно объекта, оснащенного комплексом ОЭПД за счет обеспечения формирования пятна подсвета объекта с характеристиками, которые аналогичны характеристикам штатных целеуказателей /например, противника/.
Указанная зависимость может быть проиллюстрирована следующим примером: пусть пятно целеуказания на поверхности объекта будет иметь диаметр, равный 3 метрам, случайные отклонения пятна достигать 3 метра, при этом пятно будет формироваться целевым лазером посредине между фотоэлектронными блоками ФЭБ комплекса ОЭПД, отстоящими друг относительно друга на расстоянии, равном 20 метрам.
ср
ср
ср
ср
При таких условиях эксперимента комплекс ОЭПД не зарегистрирует излучения целевого лазера и не сформирует помеху, синхронизированную с импульсами излучения целевого лазера. В отсутствие временной синхронизации между импульсами целеуказания и помехи, энергетическое соотношение между плотностью энергии помехи и целеуказания, обеспечивающее перенацеливание ПЛГСН значительно превышает значение, полученное в условиях синхронизма, и составляет, например, K=300. При наличии синхронизма перенацеливание ПЛГСН происходит при K=3. Между крайними случаями, соответствующими полному синхронизму импульсов помехи и целеуказания /т.е. в случае K=3/, а также отсутствию синхронизма, т.е. в случае K=300, находятся практически реализуемые на практике испытания, в ходе которых кодовая последовательность импульсов помехи частично соответствует кодовой последовательности импульсов целевого лазера /например, из-за случайного перемещения пятна подсвета между ФЭБ по поверхности объекта и связанной с этим частичной регистрацией кодовой последовательности целевого лазера/.
ср
При этом вследствие частичного совпадения кодовых последовательностей импульсов помехи и целеуказания энергетический параметр помехоустойчивости ЛУТСН принимает значение, например, равное K=10, промежуточное между значениями, соответствующими полной синхронизации /совпадению/ и отсутствию синхронизации /несовпадению/ кодовых последовательностей импульсов помехи и целеуказания.
ср
Выполнение устройства в соответствии с формулой изобретения позволяет определять значение энергетического параметра помехоустойчивости ПЛГСН в условиях, эквивалентных условиям применения ПЛГСН, т.e. определять истинное значение параметра K.
Работа устройства аналогична описанной выше работе.
ci
Дополнительно, в ходе проведения испытания, фотоприемник 36 регистрирует плотность энергии H приходящую из угловой зоны 64, содержащей только объект 60 /см. фиг. 4/ и обусловленную излучением целевого лазера. Для формирования угловой зоны фотоприемника 36, ограниченной угловым размером объекта 60, в фокальную плоскость объектива 40 фотоприемника 36 вводят диафрагму 41.
Угол поля зрения 2β фотоприемника, содержащего последовательно расположенный объектив 40, диафрагму 41 и фотодиод 39, ограничивается углами прихода излучения, проходящими через отверстие D диафрагмы, и составляет
<mrow><mn>2</mn><mi>β</mi><mo>=</mo><mi>a</mi><mi>r</mi><mi>c</mi><mi>t</mi><mi>g</mi><mrow><mo>(</mo><mrow><mfrac><mi>D</mi><mi>F</mi></mfrac></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow>
где: D - диаметр диафрагмы;
F - фокусное расстояние объектива 40 фотоприемника.
1
Диаметр диафрагмы 40 выбирается исходя из видимых угловых 2ξ размеров объекта 60, измеренных, например, с помощью визирной угломерной сетки прицела 21. Поскольку 2β≤2ξ, то D≤Ftg(2ξ).
В качестве диафрагмы 41 может быть использована ирисовая диафрагма с плавно регулируемым диаметром отверстия D или сменная диафрагма.
Сигналы, снимаемые в процессе работы устройства с фотодиода 39, усиливаются усилителем 42 и поступают на четвертый вход блока регистрации 22. После преобразования АЦП 31 сигналы с выхода фотоприемника 36 /содержащего фотодиод 39/ в цифровом коде поступают на четвертый вход процессора 33.
пi
1
Поскольку угол 64 поля зрения фотоприемника 36 ограничен угловыми размерами объекта 60 /см. фиг. 4/, фотоприемник 36 не регистрирует сигналы H помехи 68, сформированные излучателем 62 комплекса ОЭПД объекта 60.
i
i
пi
ci
ci
Таким образом, после каждого импульса излучения целевого лазера 1 процессор 33 регистрирует значения H, суммарной плотности энергии сигналов помехи и целеуказания H=H+H /поступающие, как и прежде, на третий вход процессора 33/, а также значения сигнала H, регистрируемые фотоприемником 36.
В процессе работы устройства, процессор 33 формирует сигнал
<mrow><msub><mi>K</mi><mrow><mn>1</mn><mi>i</mi></mrow></msub><mo>=</mo><mfrac><mrow><msub><mi>H</mi><mi>i</mi></msub><mo>−</mo><msub><mi>H</mi><mrow><mi>c</mi><mi>i</mi></mrow></msub></mrow><mrow><msub><mi>H</mi><mrow><mi>c</mi><mi>i</mi></mrow></msub></mrow></mfrac><mo>=</mo><mfrac><mrow><msub><mi>H</mi><mrow><mi>п</mi><mi>i</mi></mrow></msub></mrow><mrow><msub><mi>H</mi><mrow><mi>c</mi><mi>i</mi></mrow></msub></mrow></mfrac></mrow>
равный отношению плотностей энергии помехи и целеуказания.
нi
ci
Одновременно с этим в течение каждого импульса сигналы U и U с выходов, соответственно, блока 20 измерения плотности энергии и фотоприемника 36 поступают, соответственно /см. фиг. 1/ на второй и первый входы схемы вычитания 37, выполненной, например, на базе операционного усилителя 140 серии.
пi
На выходе схемы вычитания 37 формируется сигнал U, равный разности входных сигналов и который соответствует
пi
нi
ci
U=U-U
сигналу, обусловленному излучением источника помехи 68 комплекса ОЭПД.
пi
ci
Сигнал U подается на второй вход измерителя 38 временных интервалов, а на первый вход измерителя 38 подается сигнал U целеуказания с выхода фотоприемника 36.
нi
пi
ci
Временное положение сигналов U, U, U показано на рис. 5б.
i
Взаимная временная расстановка δτ /см. рис. 5б/ импульсов помехи и целеуказания измеряется измерителем временных интервалов 38 и вводятся в цифровом коде на шестой вход процессора 33 блока регистрации (i=k+1, k+2…).
1i
i
ср
1ср
Сформированные в ходе проведения испытаний значения отношения плотностей энергии помехи и целеуказания K, а также взаимной временной расстановки δτ импульсов помехи и целеуказания вводятся процессором 33 в блок памяти 34 и после окончания испытаний передаются на вход устройства ввода и отображения 35, совместно с усредненными значениями δτ, K, а также параметрами, перечисленными при описании работы устройства.
пi
Одновременно в ходе испытания процессором 33 регистрируется значение разностного сигнала U, поступающего с выхода схемы вычитания 37 на пятый вход процессора 33 через АЦП 32.
пi
пi
i
пi
пi
i
ci
пi
нi
сi
Процессор 33 сравнивает значение разностного сигнала U в цифровой форме со сформированным сигналом H, что позволяет контролировать правильность работы схемы вычитания 37 и достоверность измерений временных расстановок δτ, выполненных с помощью схемы вычитания 37 /при правильной работе схемы вычитания, значения сигналов H, полученных в результате вычисления разности сигналов H=H-H в цифровой форме и аналоговой U=U-U должны совпадать/.
1ср
Определение значения энергетического параметра помехоустойчивости производится как это описано выше, на основании измеренного среднего значения K, отношения плотностей энергии импульсов помехи и целеуказания, при котором достигается требуемая вероятность перенацеливания ПЛГСН в направлении вне объекта.
i
1ср
Выполнение устройства в соответствии с формулой изобретения позволяет измерять временное соотношения δτ между импульсами помехи и целеуказания, а поскольку указанные временные соотношения влияют на значение энергетического параметра K помехоустойчивости ПЛГСН, то тем самым повысить точность определения энергетического параметра помехоустойчивости.
Одновременно, выполнение устройства в соответствии с формулой изобретения позволяет повысить точность определения энергетического параметра помехозащищенности ПЛГСН относительно объектов, обладающих неравномерным распределением коэффициента отражения излучения целевого лазера 1.
i
ci
Так, например, как это было оговорено выше, пропорциональная связь между энергией E импульса излучения целевого лазера 1 и значением плотности H рассеянного объектом 60 излучения
ci
0
i
a
H=E
имеет место только для объектов с постоянным по площади коэффициентом отражения ρ.
ci
При наличии неравномерности в значении коэффициента отражения объекта 60 плотность энергии принятых сигналов целеуказания H будет изменяться в процессе работы устройства из-за перемещения пятна целеуказания 66 между отдельными участками объекта, имеющими различный коэффициент отражения ρ, что приведет к погрешности в определении значения энергетического параметра помехозащищенности ПЛГСН.
ci
Введение в состав устройства фотоприемника с ограниченным углом поля зрения позволяет устранить погрешность в определении энергетического параметра помехоустойчивости ПЛГСН, обусловленную неравномерностью коэффициента отражения объекта, поскольку изменение уровня отраженного сигнала H происходит одновременно в двух измерительных каналах устройства /блоке измерения 20 плотности энергии и фотоприемника 36/, что позволяет при вычислении разностного сигнала каналов скомпенсировать указанную погрешность и расширить функциональные возможности устройства, обеспечив измерение энергетического параметра помехоустойчивости ПЛГСН относительно объектов с изменяющимся коэффициентом отражения, в том числе объектов с искусственными дымовыми заградительными помехами.
Работа устройства и определение энергетического параметра помехоустойчивости ПЛГСН происходит аналогично описанной выше.
1
Одновременно с проведением измерений в ходе испытания часть светового потока, отраженная объектом 60 проходит через дефлектор 4 на вход узкопольного фотоприемника 43, выполнено аналогично фотоприемнику 36. Поскольку ось фотоприемника 43 установлена соосно оси целевого лазера 1, а угол поля зрения фотоприемника 43 /ограниченный полевой диафрагмой D, которая на чертеже не показана/ не превышает угловой расходимости целевого лазера, то поле 65 зрения фотоприемника 43 /см. рис. 4/ всегда находится внутри пятна 66 углового лазера. Показанное на фиг. 4 соосное расположение пятна полсвета 66 и поля зрения 65 фотоприемника 43 сохраняется при любом изменении пространственного положения пятна 66 на поверхности объекта вследствие отклонения пятна 66 зеркалам 4′ работающего дефлектора 4, поскольку одновременно с отклонением пятна 68, дефлектор 4 отклоняет и ось фотоприемника 43, который оптически сопряжен с дефлектором 4.
фi
Таким образом, при работе устройства на выходе фотоприемника 43 формируется импульсы U, обусловленные только импульсами излучения целевого лазера 1, отраженными объектом 60.
1
M
Сигнал с выхода фотоприемника 43 поступает на третий вход измерителя 38 временных интервалов, который измеряет его временную расстановку относительно импульсов целеуказания, поступающих на первый вход измерителя 38 от фотоприемника 36 /поле 64 зрения которого ограничено угловыми размерами объекта/. Временная расстановка импульсов целеуказания с выходов фотоприемников 36 и 43 совпадает в случае, когда плотность энергии излучения, рассеянного выходными элементами излучателей 62…62 комплекса ОЭПД объекта 60 /см. фиг. 4/ находится ниже минимальной, регистрируемой для фотоприемника 36.
ui
ci
В том случае, когда плотность энергии импульсов помехи, рассеянная элементами излучателей комплекса ОЭПД, превышает минимально регистрируемый уровень фотоприемника 36 устройства, на выходе фотоприемника 36 будут присутствовать два временно разнесенных импульса, первый из которых соответствует моменту выхода импульса помехи из апертуры излучателя 62 комплекса ОЭПД /в момент времени t/, а второй из импульсов соответствует моменту t, попадания импульса излучения целевого лазера на поверхность объекта 60 и формированию пятна 66 /см. Фиг. 4/.
ci
фi
нi
1i
пi
Временное положение импульсов U, U, U с выходов фотоприемников 36, 43 и блока 20, соответственно, при наличии рассеянного комплексом ОЭПД излучения импульсов помехи представлено на Фиг. 5в для i=k+1. Измеритель 38 временных интервалов при работе устройства измеряет временную расстановку δτ между импульсами с выхода узкопольного фотоприемника 43 /поступающими на третий вход измерителя 38/ и импульсами помехи U /поступающими на второй вход измерителя 38 с выхода схемы вычитания 37/, что позволяет измерять временную расстановку импульсов помехи и целеуказания вне искажающего влияния рассеянного излучения импульсов помех от излучателей комплекса ОЭПД и повысить точность определения значения временного параметра помехоустойчивости ПЛГСН.
2i
пi
Например, в отсутствие узкопольного фотоприемника 43 и при наличии рассеянного комплексом ОЭПД излучения помехи, измеритель 38 временных интервалов измерил бы значение временного интервала δτ /см. Фиг. 5в/ между появлением рассеянного комплексом ОЭПД импульса помехи и импульсом помехи U, рассеянного аэрозольным образованием 67, т.е. значение, не зависящее от момента поступления импульса целеуказания.
1i
Значение временных интервалов δτ между импульсами целеуказания и помехи с выхода измерителя 38 вводится на шестой вход процессора 33 и далее в блок памяти 34.
После окончания испытания значения временных интервалов выводятся на устройство ввода и отображения 35 совместно с другими параметрами, перечисленными выше при описании работы устройства.
Работа устройства осуществляется аналогично описанной выше.
зi
з1i
Дополнительно к импульсам U запуска целевого лазера 1 с выхода генератора 8 кодовой последовательности на вход ″Т″ поступают также импульсы запуска U со второго выхода блока 44 формирования импульса запуска /см. Фиг. 2/.
з1i
зi
зi
Временная задержка импульсов U относительно импульсов U устанавливается с помощью внутренних регулировок блока 44, на вход которого поступают синхронные с U импульсы с синхронизирующего выхода генератора 8 кодовой последовательности.
з1i
зi
Период повторения выходных импульсов U блока 44 превышает период повторения импульсов U кодовой последовательности, составляет, например, 1÷2 секунды, и может применяться случайно во времени в указанном временном диапазоне /1÷2 сек/ с помощью внутренних регулировок блока 44, в качестве которого использован программно-управляемый генератор типа Г5-82.
зi
з1i
Временные зависимости импульсов U и U представлены на фиг. 5г.
з1i
з1i
Поскольку импульсы U запуска целевого лазера повторяются нерегулярно и достаточно редко, например, с интервалом повторения, изменяющимся в пределах 1-2 секунды, то комплекс ОЭПД не формирует импульсы помехи в моменты времени t.
з1i
c1i
В указанные моменты времени t фотоприемник 36 и блок 20 измерения плотности энергии регистрируют и вводят в процессор 33 сигналы H, пропорциональные только плотности энергии рассеянного объектом 60 излучения углевого лазера.
c1i
ci
Измеренные значения H плотности энергии целеуказания совпадают со значениями H, измеренными в моменты прохождения импульсов кодовой последовательности только в случае, когда излучатели комплекса ОЭПД не создают рассеянного излучения.
1
В том же случае, когда излучатели комплекса ОЭПД создают рассеянное излучение помехи, то регистрируемое фотоприемником 36 значение плотности энергии оказывается суммой собственно плотности энергии целеуказания и добавки, обусловленной рассеянным комплексом ОЭПД излучением помех, поскольку излучатели комплекса ОЭПД /например излучатель 62 - см. Фиг. 4/ находятся в поле зрения фотоприемника 36:
ci
c1i
ci
H=H+ΔH
c1i
2i
<mrow><msub><mi>K</mi><mrow><mn>2</mn><mi>i</mi></mrow></msub><mo>=</mo><mfrac><mrow><msub><mi>H</mi><mrow><mi>п</mi><mi>i</mi></mrow></msub></mrow><mrow><msub><mi>H</mi><mrow><mi>c</mi><mn>1</mn><mi>i</mi></mrow></msub></mrow></mfrac></mrow>
Используя значение плотности энергии целеуказания H, процессор 33 определяет уточненное энергетическое превышение K плотности помехи над плотностью энергии целеуказания /в присутствии рассеянного излучения помех комплексом ОЭПД/:
пi
зi
где H - плотность энергии импульса помехи, измеренная по выходному сигналу схемы вычитания 37 в момент времени t.
2i
2ср
Вычисленные процессором 33 значения энергетического превышения K, среднего энергетического превышения K, а также значения координатных сигналов ПЛГСН используются для определения уточненного значения энергетического параметра помехоустойчивости ПЛГСН, как это описано выше.
БЛК
Одновременно с этим блок 44 формирует импульс остановки дефлектора U, поступающий с первого выхода блока 44 формирования импульсов запуска на блокирующий вход ″БЛОК″ блока 14 управления дефлектора /см. Фиг. 2/.
БЛК
з1i
Передний фронт импульса U формируется в момент времени прохождения очередного синхроимпульса с синхронизирующего выхода генератора 8 кодовой последовательности, а задний фронт импульса совпадает со временем формирования импульса U на втором выходе блока 44.
БЛК
Поступая на блокирующий вход блока 14 управления дефлектором, импульс U останавливает работу дефлектора. Таким образом, импульс остановки дефлектора, формируется в моменты времени между прохождением двух импульсов излучения целевого лазера 1, первый из которых принадлежит кодовой последовательности /и сопровождается импульсом помехи/, а второй является псевдослучайным /и не сопровождается импульсом помехи/.
Разность уровней плотности энергии, зарегистрированной фотоприемником 36
ci
ci
с1i
ΔH=H-H
ci
в указанные моменты времени при остановленном дефлекторе 4 позволяет оценить уровень рассеянного комплексом ОЭПД излучения помехи, которое искажает значение энергетического параметра помехоустойчивости ПЛГСН. Значения сигнала ΔH представлены на фиг. 5г.
i
1i
зi
з1i
i
1i
<mrow><mi>Δ</mi><msub><mi>H</mi><mrow><mi>c</mi><mi>i</mi></mrow></msub><mo>=</mo><msub><mi>H</mi><mrow><mi>c</mi><mi>i</mi></mrow></msub><mo>−</mo><msub><mi>H</mi><mrow><mi>c</mi><mn>1</mn><mi>i</mi></mrow></msub><mfrac><mrow><msub><mi>E</mi><mi>i</mi></msub></mrow><mrow><msub><mi>E</mi><mrow><mn>1</mn><mi>i</mi></mrow></msub></mrow></mfrac></mrow>
В случае флуктуаций в уровне энергии двух E и E последовательно излученных импульсов целеуказания в моменты времени t и t уровень рассеянной комплексом ОЭПД плотности энергии определяется с учетом отношения излученных энергий E и E, измеренных с помощью блока 18:
.
После прохождения импульса остановки дефлектора работа устройства продолжается аналогично описанной выше.
1
M
Выполнение устройства в соответствии с формулой изобретения позволяет измерять значение энергетического параметра помехоустойчивости ПЛГСН в условиях наличия рассеянного комплексом ОЭПД излучения помех, которое /вследствие того, что источник помех 62…62 пространственно совмещен с объектом/ воспринимается ПЛГСН как излучение целеуказания.
Помимо этого, выполнение устройства в соответствии с формулой изобретения позволяет измерить уровень плотности энергии рассеянного комплексом ОЭПД излучения помех, в том числе при наличии флуктуации уровня энергии импульсов углевого лазера.
Работа устройства проходит аналогично описанной выше.
Дополнительно, в процессе работы устройства сигналы с выхода узкопольного фотоприемника 43 поступают на вход /см. Фиг. 3/ блока 45 измерения дальности, в качестве которого использован блок измерения дальности серийного дальномера ″ПП-1″. Запуск блока 45 происходит пол действием выгодного и пульса фотоприемника 43, сформированного под действием формируемого целевым лазером 1 импульса, часть энергии которого рассеиваемся поверхностью зеркала 4′ дефлектора 4.
При недостаточном /для срабатывания запуска блока 45/ уровне рассеянной зеркалом 4′ энергии излучения последний увеличивается искусственно путем ввода рассеивающего элемента /на чертеже Фиг. 1 не показан/ в пучок излучения целевого лазера на выходе устройства. В качестве рассеивающего элемента может быть использована металлическая игла. Остановка блока 45 производится импульсом целевого лазера, отраженным поверхностью объекта 60. Уровень срабатывания блока 38 устанавливается при этом выше уровня импульсов рассеянного иглой излучения.
Значение дальности до объекта, измеренное блоком 45 по значению временного интервала между посланным и принятым /поле отражения объектом 60/ импульсов целевого лазера, вводится в цифровом коде с выхода блока 45 на первый вход процессора 47.
Процессор 47 проводит усреднение полученных значений дальности, измеренное в различные моменты времени, что позволяет устранить влияние ложных срабатываний блока 45 измерения дальности, формирует на первом и третьем выходе значения цифрового кода усредненной измеренной дальности до объекта, которые поступают, соответственно, на вход ″Упр″ блока 14 управления дефлектора и седьмой вход блока 22 регистрации и изменяют, соответственно значения характеристик управляющих сигналов дефлектора 4 и значения энергии излученных целевым лазером 1 импульсов излучения в соответствии с соотношениями (1÷3).
Одновременно процессор 47 формирует на втором выходе управляющий сигнал /последовательность импульсов/, поступающий на управляющий вход узла 3 управления расходимости.
При изменении расстояния до объекта пространственно-временные и энергетические характеристики излучения целевого лазера 1 /диапазон сканирования, диаметр пятна, энергия излучения/ при выполнении устройства в соответствии с формулой изобретения автоматически изменяются, что расширяет функциональные возможности устройства, упрощает работу оператора и повышает точность определения значений параметров помехоустойчивости ПЛГСН при изменении расстояния L до объекта, например при движении объекта.
Работа устройства аналогична описанной выше.
Дополнительно, в ходе проведения испытаний значения координатных сигналов с выхода ПЛГСН 19 /см. Фиг. 3/ поступает на второй вход вычислительно-управляющего блока 46 и после прохождения через мультиплексор 48 и АЦП 49 поступают на второй вход процессора 47.
x
y
На основании зарегистрированных значений координатных сигналов ПЛГСН 19 /например, пропорциональных скоростям V, V углового движения точки прицеливания ПЛГСН/ процессор 47 определяет текущее угловое положение строительной оси ПЛГСН 19. Программы вычисления текущего углового положения строительной оси основаны на решении уравнения полета тела, обладающего моментом инерции, не являются объектом изобретения и в тексте не приводятся.
x
y
x
y
<mrow><msub><mtext>U</mtext><mrow><msub><mtext>ψ</mtext><mtext>x</mtext></msub></mrow></msub></mrow>
<mrow><msub><mtext>U</mtext><mrow><msub><mtext>ψ</mtext><mtext>y</mtext></msub></mrow></msub></mrow>
Вычисленные угловые значения ψ, ψ строительной оси ПЛГСН 19 преобразуются процессором 47 в управляющие сигналы
и
, которые с выходов 4x и 4y процессора после прохождения через модули управления 50 и 51, соответственно, поступают на приводы 56x и 56y динамического стенда 53 и изменяют угловое положение установленной на динамическом стенде ПЛГСН 19 /относительно осей X и Y/. Вплоть до достижения ею углового положения ψ, ψ.
Одновременно профессор 47 вычисляет значение текущей имитируемой дальности от ПЛГСН до объекта и формирует на пятом выходе управляющий сигнал, которой после прохождения через модуль управления 52 поступает на привод 59 имитатора дальности 55, установленного на входе ПЛГСН.
Ввод в процессор начального значения имитируемой дальности, имитируемой скорости полета и инерциальных характеристик ПЛГСН приводится с помощью внешнего устройства ввода /на чертеже Фиг. 3 не показано/. В качестве устройства ввода процессора 47 может быть, например, использовано устройство 35 ввода и отображения блока регистрации 22.
1
у
Привод 59 воздействует на объектив 57 с переменным фокусным расстоянием /например типа ″Гранит-11″/, изменяет значение его фокусного расстояния F и, соответственно, значение коэффициента увеличения K телескопа, составленного из объектов 58 и 57.
1
1
При диапазоне изменения фокусного расстояния F объектива 57 в пределах: F=50÷250 мм
2
2
и выборе фокусного расстояния F объектива 58 F=100 мм диапазон изменения коэффициента увеличения телескопа, составляющего имитатор изменения дальности 55, составляет:
<mrow><msub><mi>K</mi><mi>y</mi></msub><mo>=</mo><mfrac><mrow><msub><mi>F</mi><mn>1</mn></msub></mrow><mrow><msub><mi>F</mi><mn>2</mn></msub></mrow></mfrac><mo>=</mo><mn>0.5</mn><mo>÷</mo><mn>2.5</mn></mrow>
При расстоянии L от ПЛГСН 19 до объекта 60, равном L=2 км, имитируемый диапазон дальностей составляет при этом:
<mrow><msub><mi>L</mi><mrow><mi>м</mi><mi>и</mi><mi>н</mi></mrow></msub><mo>=</mo><mfrac><mi>L</mi><mrow><msub><mi>K</mi><mrow><mi>max</mi><mtext> y</mtext></mrow></msub></mrow></mfrac><mo>≈</mo><mn>0.8</mn><mtext> км</mtext></mrow>
<mrow><msub><mi>L</mi><mrow><mi>м</mi><mi>а</mi><mi>к</mi><mi>с</mi></mrow></msub><mo>=</mo><mfrac><mi>L</mi><mrow><msub><mi>K</mi><mrow><mi>м</mi><mi>и</mi><mi>н</mi><mtext> y</mtext></mrow></msub></mrow></mfrac><mo>≈</mo><mn>4</mn><mtext> км</mtext></mrow>
1
2
и может изменяться при выборе фокусных расстояний F и F объективов имитатора 55 изменения дальности.
Измеренные в ходе испытаний значения энергетического и временного параметров помехоустойчивости ПЛГСН являются более точными, поскольку учитывают изменение взаимной ориентации оси ПЛГСН относительно источников помехи и целеуказания в процессе имитируемого подлета, изменение углового расстояния между источниками помехи и целеуказания, а также возможный выход одного из источников /помехи или целеуказания/ из поля зрения ПЛГСН.
Предложенное техническое решение позволяет измерять временные и энергетические соотношения между характеристиками целеуказания и помех, формируемых комплексом ОЭПД, устанавливая в ходе проведения испытаний значения указанных соотношений, достижение которых оказывается достаточным для перенацеливания ПЛГСН в направлении на помеху и которые характеризуют помехоустойчивость ПЛГСН относительно объекта, оснащенного комплексом ОЭПД.
Предлагаемое техническое решение позволяет гибко менять в ходе испытаний имитируемые условия атаки объекта, позволяет приблизить условия испытания к реальным, сократить сроки стендовой отработки ПЛГСН на помехоустойчивость.
Предлагаемое техническое решение широко использует элементы цифровой обработки и хранения информации, выполнено на базе серийных ЭВМ и значительно упрощает труд оператора.