УСТРОЙСТВО ОБНАРУЖЕНИЯ НАЗЕМНЫХ ОБЪЕКТОВ

Полезная модель относится к боеприпасам и может быть использована в пассивных сканирующих координаторах (обнаружителях) цели.
Известно устройство для автоматизированного прицеливания и выстрела из стрелкового оружия, содержащее оптико-электронное устройство, схему обработки сигнала и дальномер (патент РФ RU 2240485. F41G 3/00, 04.09.2002). Недостатком устройства является низкая помехозащищенность и сложность.
Ближайшим аналогом, принятым за прототип предлагаемой полезной модели, является устройство обнаружения наземных объектов (Патент РФ RU 2350889, 27.03.2009 г.), содержащее, двухканальное оптико-электронное устройство, имеющее основной тепловой канал и дополнительный канал, выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам устройства обработки сигналов, первый и второй выходы которого подключены соответственно к первому и второму входам первого компаратора, к третьему разрешающему входу которого подключен высотомер.
Характерной особенностью данного устройства является то, что оно позволяет, определить наличие цели по контрасту отраженных сигналов от подстилающей поверхности и цели. Компаратор "срабатывает" в случае превышения сигнала на выходе основного канала схемы обработки сигналов над сигналом на выходе дополнительного канала схемы обработки сигналов, что свидетельствует о наличии цели в поле зрения устройства.
Недостатком такого устройства является низкая достоверность обнаружения цели заданных размеров. Известным устройством можно обнаружить только контраст между отраженными сигналами от подстилающей поверхности и цели и принять решение о том, что при сканировании поверхности найден какой-то прогретый объект. Этим объектом может быть дом, горящая трава или отдельно стоящее горящее дерево, автомобиль и т.д. Отсутствие количественной информации не позволяет распознать наземные объекты заданных размеров.
Задачей полезной модели является повышение информативности устройства для распознавания наземных объектов заданных размеров.
Технический результат заключается в повышение достоверности обнаружения наземных объектов заданных размеров.
Сущность полезной модели состоит в следующем. Устройство обнаружения наземных объектов содержит двухканальное оптико-электронное устройство, имеющее основной тепловой канал и дополнительный канал, выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам устройства обработки сигналов, первый и второй выходы которого подключены соответственно к первому и второму входам первого компаратора, к третьему разрешающему входу которого подключен высотомер. Отличительные признаки заключаются в том, что в него введены амплитудный детектор, второй компаратор и таймер, причем, первый выход двухканального оптико-электронного устройства соединен с первым входом амплитудного детектора и первым входом второго компаратора, второй вход второго компаратора соединен с выходом амплитудного детектора, выход первого компаратора соединен с входом разрешения работы амплитудного детектора и входом разрешения работы таймера, выход таймера соединен с входом разрешения работы второго компаратора.
Применение такой схемы построения позволяет обнаружить при сканировании наземной поверхности объекты, имеющие положительный температурный контраст относительно подстилающей поверхности, и имеющих заданный размер.
Устройства позволяет получить одновременно как качественную, так и количественную информацию о наземной цели, что и определяет достижение технического результата - повышения достоверности обнаружения цели заданных размеров.
Сущность полезной модели поясняется чертежами.
На фиг.1 показана функциональная схема устройства обнаружения наземных объектов.
На фиг.2 показано изображение сигнала от цели, поясняющее работу предлагаемого устройства, когда длительность сигнала от цели меньше чем строб таймера, при этом происходит срабатывание второго компаратора.
На фиг.3 показано изображение сигнала от цели, поясняющее работу предлагаемого устройства, когда длительность сигнала от цели больше чем строб таймера, при этом срабатывание второго компаратора не происходит.
На фиг.4 показано изображение сигнала от цели, поясняющее работу предлагаемого устройства, когда длительность сигнала от цели меньше чем задержка между срабатыванием первого компаратора и передним фронтом строба таймера, при этом срабатывание второго компаратора не происходит.
На фиг.2÷фиг.4 приняты следующие обозначения:
t1 - момент времени, когда произошло срабатывание первого компаратора К1 и разрешена работа амплитудного детектора,
t2 - момент времени, когда таймер разрешает работу второго компаратора К2,
t3 - момент времени, когда произошло срабатывание второго компаратора К2
t4 - момент времени, когда таймер снимает разрешение на работу второго компаратора К2,
Тм - длительность сигнала с выхода таймера. Окончание сигнала от цели должно совпадать по времени с сигналом Тм.,
Тc - длительность сигнала от цели,
Uт - сигнал основного "теплового" канала,
А - амплитуда основного "теплового" канала,
A1 - 60÷80% амплитуды основного "теплового" канала.
Предлагаемое устройство обнаружения наземных объектов состоит из двухканального оптико-электронного устройства 1 которое имеет основной тепловой канал и дополнительный канал, выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам устройства обработки сигналов 2, первый и второй выходы которого подключены соответственно к первому и второму входам первого компаратора 3, к третьему разрешающему входу которого подключен высотомер 4. Первый выход двухканального оптико-электронного устройства 1 соединен с первым входом амплитудного детектора 5 и первым входом второго компаратора 6. Выход амплитудного детектора 5 соединен с вторым входом второго компаратора 6. Выход первого компаратора 3 соединен с входом разрешения работы амплитудного детектора 5 и с входом таймера 7. Выход таймера 7 соединен с входом разрешения работы второго компаратора 6.
Устройство обнаружения наземных объектов работает следующим образом. Двухканальное оптико-электронное устройство 1 принимает сигналы в достаточно широком диапазоне как по основному "тепловому" каналу Uт в спектральном диапазоне (7-14) мкм так и по дополнительному каналу в спектральном диапазоне (0,8-1,1) мкм, что повышает вероятность обнаружения цели в дневное время суток, так как воспринимается отраженное от объектов излучение и повышается помехозащищенность устройства в любое время суток, реагирующее на "светящиеся" объекты.
Сигнал от цели в тепловом канале зависит от степени прогрева цели, а в дополнительном канале - от отражательной способности цели относительно фона.
Сигналы с выхода двухканального оптико-электронного устройства 1, через устройство обработки сигналов 2, имеющего два канала обработки, поступают на первый компаратор 3. Если уровень сигнала на первом входе первого компаратора 3 превышает уровень сигнала на втором входе первого компаратора 3, происходит "срабатывание" первого компаратора 3 свидетельствующее о наличии цели в поле зрения устройства На фиг.2÷фиг.4 это момент времени t1. To есть устройство обнаружило контраст между сигналом от фоновой поверхности и сигналом от цели, что позволяет говорить о том, что обнаружено начало, какого-то прогретого объекта. Теперь необходимо обнаружить окончание сигнала от объекта и по длительности сигнала от объекта можно определить его размер и соответственно сделать вывод является он искомой целью или нет. Для того, чтобы определять только объекты имеющие определенные (заданные) размеры введены амплитудный детектор 5, второй компаратор 6 и таймер 7. Причем сигнал с выхода первого компаратора 3 поступает на вход таймера 7 и разрешающий вход амплитудного детектора 5, при этом разрешается работа амплитудного детектора, а таймер 7 формирует временной строб на разрешающем входе второго компаратора 6. Таким образом, второй компаратор 6 может сработать только во время действия этого строба. На первый вход амплитудного детектора 5 и первый вход второго компаратора 6 подается сигнал с выхода основного "теплового" канала двухканального оптико-электронного устройства 1, а на второй вход второго компаратора 6 подается сигнал с выхода амплитудного детектора 5. Если на разрешающем входе амплитудного детектора 5 есть сигнал разрешения работы от первого компаратора 3, то на выходе амплитудного детектора 5 формируется сигнал А, равный максимальному значению сигнала на первом входе амплитудного детектора 5. Таким образом, на первом входе второго компаратора 6 присутствует сигнал основного "теплового" канала, а на втором его входе, амплитудное (максимальное) значение этого сигнала. Если во время разрешающего сигнала Тм от таймера 7 сигнал основного "теплового" канала на первом входе второго компаратора 6 станет меньше чем 60÷80% сигнала на втором входе компаратора 6, то последний сработает, что означает окончание сигнала от цели и что размер найденной цели соответствует заданной. Строб с выхода таймера (момент времени t2) задержан относительно времени срабатывания первого компаратора (момент времени t1), что позволяет пропустить объекты имеющие маленький (заранее заданный) размер. Срабатывание второго компаратора 6 означает, что найден наземный объект заданных размеров (фиг.2), в противном случае объект не найден (фиг.3, фиг.4). Под амплитудным детектором подразумевается аналоговое (или аналого-цифровое) запоминающее устройство для отслеживания и хранения максимума входного сигнала в течение заданного промежутка времени до прихода сигнала более высокого уровня.
Применение такой схемы позволяет отсеять объекты малых и больших размеров и обнаружить наземный объект заданного размера.
Устройство обнаружения наземных объектов может быть реализовано как на дискретных элементах, так и на базе микропроцессоров.