АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА ОПТИЧЕСКОЙ СВЯЗИ

Полезная модель относится к светосигнальной технике и может быть использована в тактическом звене управления между кораблями, судами и береговыми объектами - рейдовыми постами с помощью оптической лазерной связи.
13
15
Перспективность лазерных систем связи определяется большой шириной оптического диапазона (10-10 Гц), в десятки тысяч раз превышающий ширину всего освоенного радиодиапазона, и высоким значением частоты оптической несущей. Благодаря этому можно формировать весьма узкие диаграммы излучения и использовать широкие спектры модулированных сигналов.
8
Поскольку в оптическом диапазоне частота колебаний примерно на 4 порядка выше чем в СВЧ диапазоне, плотность потока электромагнитной энергии, пропорциональная телесному углу излучения, на заданном расстоянии и при заданных размерах "антенны" и мощности передатчика оказывается примерно в 10 раз выше, чем на СВЧ (при отсутствии поглощения на трассе). Поэтому, несмотря на принципиально худшую чувствительность оптических приемников (мощность порогового сигнала примерно пропорциональна частоте). Мощность передатчика, необходимая для передачи одинаковых объемов информации, в оптическом диапазоне может оказаться намного меньшей, чем на СВЧ. К числу специфических и трудных проблем относится создание системы поиска и высокоточного слежения за лучом передатчика при обеспечении связи с движущимися объектами (кораблями).
Известна радиостанция СВЧ диапазона Р-622. Н.С.Серебряный, Б.Б.Жданов. Справочник сигнальщика М.: Военное издательство, 1983. Радиостанция предназначена для ближней тактической направленности дуплексной (одновременная работа на передачу и прием) радиотелефонной СВЧ
связи между кораблями, а также между кораблями (судами) и береговыми постами.
В состав радиостанции входят: два радиопередатчика, блок поиска вызова, блок индикации и питания, контрольно-измерительный прибор и автономный источник питания. Приемопередатчики крепятся в кронштейнах типа "Лира" на обвесах мостика (или в руках у вахтенного сигнальщика) для осуществления обмена сообщениями.
Радиостанция обеспечивает связь с кораблями (береговыми постами) узконаправленным лучом.
Однако недостатком радиостанции является то, что она не обеспечивает точного наведения на корреспондента, имеет узкую ширину диаграммы направленности и сложную конструкцию.
Известен судовой светосигнальный прожектор для обеспечения безаварийного сопровождения в темное время суток, а также для световой сигнализации проблесками белого света по коду Морзе (патент РФ №2081370 от 10.06.97 г. кл. 6 F 21 L 11/00).
Прожектор состоит из корпуса, источника света, отражателя, источника питания, защитного стекла и подвижной шторки.
Управления прибором осуществляется вахтенным сигнальщиком вручную за счет механического открывания и закрывания шторки.
Общими недостатками как аналога, так и прототипа является низкая надежность и живучесть при эксплуатации, а также низкая скорость передачи информации и ее малый объем за единицу времени.
Целью полезности модели является расширение функциональных возможностей и автоматическая передача больших объемов информации в кратчайшие сроки, за счет построения высоко информационности системы с использованием когерентных оптических каналов.
Поставленная цель достигается за счет того, что система автоматизированной оптической связи содержащая в своем составе передающий блок, включающего в себя прожектор с источником света и питания и датчик кода Морзе, а также схему управления с соленоидом, в системе применен
штатный прожектор типа МСП-150, а приемное устройство является фоторегистрирующим устройством и состоит из параболического зеркального отражателя и фотоголовки типа ФД-7К, соединенные последовательно с демодулятором, преобразователем кода Морзе в код МТК-2 и регистрирующим устройством, причем приемный блок закреплен на корпусе передающего блока находящегося у каждого из корреспондентов.
На фиг.-1 представлена блок-схема передающего блока. Он выполнен в виде последовательно включенных: датчика кода Морзе 1, схемы управления соленоидом 2, соленоида 3, штока управления шторкой 4, подвижного сердечника 5, источника света 6 и источника питания 7.
Излучатель света 8 в передающем устройстве (фиг.-2) выполнен в виде параболического зеркального отражателя 9 с источником света 10, который установлен в фокусе отражателя 9 и закреплен на нем в патроне 11 с помощью держателя патрона 12, который закреплен с помощью винтов-регуляторов 13 и 14 на корпусе излучателя так, что патрон 11 имеет возможность возвратно-поступательного движения вдоль оптической оси отражателя 9 и фиксации в заданном положении с помощью стопорного винта 13. На выходе излучателя света установлен съемный инфракрасный светофильтр 15.
В патроне 11 имеется специальное посадочное место 16 для ламповых излучателей различной конструкции и с выводами 17 для подачи напряжения на лампу 10.
Приемное устройство фиг.-3 выполнено в виде последовательно включенных фотоголовок 18, демодулятора 19, предварительного усилителя оптических сигналов 20 и регистрирующего устройства с преобразователем кода Морзе в код МТК-221. В приемнике света фотоголовка 18 выполнена в виде оптической системы, состоящей из объектива 22.
На фиг.4 показана фотоголовка с меняющимися фокусным расстоянием и со сменным инфракрасным фильтром 23, присовой диафрагмы 24, фотодиода 25 и окуляра 26.
Окуляр 26 съемно установлен в корпусе фотоголовки 18 в фокусе объектива 22 с возможностью установки на его место присовой диафрагмы 24 и фотодиода 25.
Окуляр 26 вынимается из фотоголовки 18 и на его место становится фотодиод 25. Для этого в конструкции фотоголовки 18 имеется откидной механизм 27.
Передающий блок работает следующим образом.
(Фиг.-1) Телеграфный сигнал с ДКМ1 подается на схему управления 2. Схема управления 2 срабатывает и подает на обмотку соленоида 3 напряжение с источника питания 7 на время, соответствующее времени наличия сигнала (точки или тире) на выходе датчика 1. Под действием магнитного поля возникающего в соленоиде при подаче на его обмотку напряжения подвижный сердечник 5 втягивается в полость соленоида. Шток управления подвижной шторки 4 определяет направление движения подвижного сердечника 5. Механически соединяемая с подвижным сердечником 5 подвижная шторка изменяет свое положение таким образом, что окно в подвижной шторке совпадает с окном передатчика, пропуская световой поток от источника света 6 наружу через запретное стекло. По окончании сигнала (точки или тире) с ДКМ1 схема 2 разрывает цепь питания обмотки соленоида 3. Магнитное поле, удерживающее сердечник в полости соленоида 3, пропадает и под воздействием пружины подвижной сердечник 5 возвращается в исходное состояние, перекрывая соединенный с ним подвижной световой поток. Путем регулирования винтов 13 и 14 (фиг.-2) добиваются заданного угла расходимости луча. Фиксацию патрона 11 относительно корпуса излучения света 8 осуществляют с помощью стопорного винта 13. Перемещение патрона 11 вдоль оптической оси дает возможность сфокусировать и расфокусировать световой прибор, т.е. получить различные углы расходимости светового пучка прибора. Для работы в ночных условиях для увеличения скрытности связи используется инфракрасный фильтр 15.
Для наведения системы как приемника, так и передатчика на корабль-корреспондент вначале в корпусе объектива, в его фокусе, помещают окуляр 26,
с его помощью визуально определяют цель и фиксируют в этом положении оптические оси приемника и передатчика (оптические оси обоих этих устройств всегда параллельны). Затем вынимают окуляр и на его место размещают присовую диафрагму 24 с фотодиодом 25, которая позволяет уменьшить фоновую засветку и увеличить отношение сигнал/шум. В фотоголовке также предусмотрено перемещение объектива вдоль оптической оси системы, что дает возможность менять величину светового пятна, падающего на фотодиод. С фотодиода 25 полезный сигнал поступает на демодулятор, предварительный усилитель оптических сигналов, преобразователь кода Морзе в код МТК-2 и на регистрирующее устройство, например, аппаратура типа "Риф". Аппаратура "Риф" автоматически преобразует неравномерный код Морзе "выдаваемый его автоматическим датчиком" в равномерный код МТК-2 и отпечатывает на телеграфной ленте.
В сочетании с фотоголовкой типа ФД7К приемник системы обеспечивает надежную двухстороннюю связь в телеграфном режиме на расстоянии прямой видимости. При его использовании в 5-6 раз возрастает скорость передачи светового сигнала кода Морзе при волнении моря в 3-4 балла, а скорость автоматического приема-передачи достигает 200 сигналов кода Морзе в минуту (вместо обычных 20).
Автоматизированная система оптической связи (АСОС) надежна и удобна в эксплуатации, достигнуто это за счет использования системы первоначальной визуальной ориентации кораблей корреспондентов друг на друга и оптической головки, обеспечивающей как фотоэлектрическую, так и визуальную регистрацию сигналов, а также конструкции излучателя, позволяющей регулировать пучок света в широких пределах.
Разработка автоматизированной системы оптической связи, состоящей из передающей части - морского прожектора и приемной части - фоторегистрирующего устройства, является весьма актуальной: она позволяет уменьшить нагрузку на средства радиосвязи и обеспечить дополнительными средствами связи в условиях контроля электромагнитных излучений или подавления радиосвязи природными явлениями или специальной аппаратурой.
АСОС может использоваться и для обеспечения телефонной связи путем изменения частоты (частотная модуляция) или длительности каждого импульса (широтно-импульсная модуляция), а также передачи данных между кораблями с помощью компьютеров, которая будет более защищенной от перехвата противником, чем радиосвязь.
Морской прожектор с инфракрасным фильтром может использоваться в качестве импульсного излучателя небольшой мощности для ночного видения на большом расстоянии с синхронно стробированной телевизионной камерой и для сигнализации на большие расстояния в дневное время со стробированным физическим детектором.
Такой прожектор совместно с телевизионной камерой может эффектно использоваться на быстроходных судах, имеющих скорость 50 миль/час. для обнаружения обломков предметов в гавани или с небольшими судами в ночное время во избежании столкновения с ними.