СПОСОБ ИМИТАЦИИ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ ОТРАЖАЮЩИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННОГО СРЕДСТВА
METHOD FOR SIMULATION OF SPATIAL SEQUENCE OF REFLECTING SURFACES OF OPTO-ELECTRONIC EQUIPMENT

Изобретение относится к области оптико-электронной техники и может быть использовано в лазерных локационных системах, системах оптико-электронного противодействия.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату (прототипом) является способ имитации оптико-электронного средства (ОЭС) (см., например, [1]), основанный на установке в секторе поиска ОЭС ложной оптической цели (ЛОЦ), делении падающего на ЛОЦ оптического излучения на N субволновых пучков, где N - количество отражающих поверхностей реального ОЭС, задерживании i-ого субволнового пучка на время прохождения оптического излучения до i-ой отражающей поверхности реального ОЭС, где , отражении i-ого субволнового пучка с временными и энергетическими параметрами отражения равными временным и энергетическим параметрам отражения i-ой отражающей поверхности реального ОЭС.
Недостатками способа являются сложная техническая реализация, требующая использования высокотехнологических элементов, а также ограничение по угловой плотности отраженного потока в направлении лазерного локатора.
Техническим результатом, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, является повышение эффективности ЛОЦ с имитацией пространственной последовательности отражающих поверхностей ОЭС.
Сущность изобретения заключается в имитации ОЭС путем формирования ЛОЦ с совокупностью отражающих поверхностей построением «оптический уголковый отражатель в … в оптическом уголковом отражателе» заданных пространственных и отражающих параметров.
Технический результат достигается тем, что в известном способе имитации пространственной последовательности отражающих поверхностей ОЭС, основанном на установке в секторе поиска ОЭС ЛОЦ, включают в ЛОЦ N оптических уголковых отражателей (ОУО) тетраэдрического типа прямыми углами при вершине, при этом высота n-го ОУО больше высоты n+1-го ОУО на длину, обеспечивающую задержку лазерного локационного излучения (ЛЛИ) аналогичную задержке ЛЛИ между n-ой и n+1-ой отражающими поверхностями имитируемого ОЭС, где , а отражающие поверхности n-го и n+1-го ОУО имеют значения обобщенных коэффициентов отражения равные значениям коэффициентов отражения соответствующих n-ой и n+1-ой отражающих поверхностей имитируемого ОЭС, устанавливают N ОУО, так чтобы они имели общую прямую пространственных биссектрис трехгранных углов своих вершин, общую входную плоскость и параллельные тождественные ребра, отражают ЛЛИ каждым ОУО ЛОЦ и имитируют пространственную последовательность отражающих поверхностей ОЭС.
В качестве ЛОЦ используют отражатели различной конструкции, параметры отражения оптического излучения которых близки к реальным ОЭС. В случае «сложного» по структуре отражающих поверхностей ОЭС необходимо учитывать при построении ЛОЦ вклад каждой из них в отраженный сигнал (см, например, [2]). Таким образом, ЛОЦ как объект активной локации можно представить в виде совокупности отражателей с различными параметрами отражения. Наиболее распространенным отражателем для решения задач локации является ОУО (см, например, [3], стр. 107). Для расширения совокупности отражающих поверхностей предлагается использовать ЛОЦ построением «ОУО в … в ОУО».
11
17
1
2
11
22
21
Заявленный способ поясняется схемой, представленной на фигуре 1, где приняты следующие обозначения: 1 - первый ОУО; 2 - второй ОУО; 3 - траектория ЛЛИ при отражении от внутренней отражающей поверхности первого ОУО и внешней отражающей поверхности второго ОУО (T, …,T - приведенные толщины оптических промежутков на траектории ЛЛИ при отражении от внутренней отражающей поверхности первого ОУО и внешней отражающей поверхности второго ОУО соответственно; h, h - высоты первого и второго ОУО соответственно; ρ - коэффициент отражения внутренней отражающей поверхности первого ОУО; ρ - коэффициент отражения внешней отражающей поверхности второго ОУО; ρ - коэффициент отражения внутренней отражающей поверхности второго ОУО). ОУО 1, 2 имеют тетраэдрический тип с тремя прямыми углами при вершине. Для простоты понимания сущности способа на фигуре 1 изображение ЛОЦ представлено в виде двух УОУ 1, 2 для одной координатной плоскости.
1
2
ЛЛИ, падающее на ЛОЦ, отражается от ОУО 1,2. Второй ОУО 2 расположен «внутри» первого ОУО, так чтобы они имели общую прямую пространственных биссектрис трехгранных углов своих вершин, общую входную плоскость и параллельные тождественные ребра. При этом высота h первого ОУО 1 больше высоты h второго ОУО 2 на длину Δh, обеспечивающую задержку ЛЛИ аналогичную задержке ЛЛИ между 1-ой и 2-ой отражающими поверхностями имитируемого ОЭС, например, между модулятором и фотоприемником ОЭС. Следовательно, длина траектории ЛЛИ 3 при отражении от внутренней отражающей поверхности первого ОУО 1 и внешней отражающей поверхности второго ОУО 2 должна быть равна удвоенному расстоянию между отражающими поверхностями имитируемого ОЭС 2ΔТ. Если задержка ЛЛИ между отражающими поверхностями ОЭС составляет  где ΔT - расстояние между отражающими поверхностями ОЭС, с - скорость распространения ЛЛИ, то применительно двухмерному ограничению (фигура 1)
1
2
Тогда, при h=h+Δh,
1
1OЭC
Внутренняя отражающая поверхность первого ОУО 1 и внешняя отражающая поверхность второго ОУО 2 обеспечивают значение обобщенного коэффициента отражения ρ равное значению коэффициента отражения ρ соответствующей 1-ой отражающей поверхности имитируемого ОЭС
где K - число отражений от внутренней отражающей поверхности первого ОУО 1; М - число отражений от внешней отражающей поверхности второго ОУО 2.
2
2OЭС
Внутренняя отражающая поверхность второго ОУО 2 обеспечивает значение обобщенного коэффициента отражения ρ равное значению коэффициента отражения ρ соответствующей 2-ой отражающей поверхности имитируемого ОЭС
где L - число отражений от внутренней отражающей поверхности второго ОУО 2.
Задержка отражения ЛЛИ ОУО 1, 2 ЛОЦ имитирует пространственную последовательность отражающих поверхностей ОЭС и обеспечивает высокую угловую плотность отраженного потока в направлении лазерного локатора.
На фигуре 2 представлена блок-схема устройства, с помощью которого может быть реализован предлагаемый способ. Блок-схема устройства включает защитный экран 4 и основание 5, остальные обозначения соответствуют фигуре 1.
Устройство работает следующим образом. Защитный экран 4 обеспечивает удержание ОУО 1, 2 относительно друг друга, а основание 5 - крепление ЛОЦ к поверхности.
Таким образом, у заявляемого способа появляются свойства, заключающиеся в повышении эффективности ЛОЦ с имитацией пространственной последовательности отражающих поверхностей ОЭС за счет использования ЛОЦ построением «ОУО в … в ОУО». Тем самым, предлагаемый авторами, способ устраняет недостатки прототипа.
Предлагаемое техническое решение является новым, поскольку из общедоступных сведений неизвестен способ имитации пространственной последовательности отражающих поверхностей ОЭС, основанный на установке в секторе поиска ОЭС ЛОЦ, включении в ЛОЦ N ОУО тетраэдрического типа прямыми углами при вершине, при этом высота n-го ОУО больше высоты n+1-го ОУО на длину, обеспечивающую задержку ЛЛИ аналогичную задержке ЛЛИ между n-ой и n+1-ой отражающими поверхностями имитируемого ОЭС, где , а отражающие поверхности n-го и n+1-го ОУО имеют значения обобщенных коэффициентов отражения равные значениям коэффициентов отражения соответствующих n-ой и n+1-ой отражающих поверхностей имитируемого ОЭС, установке N ОУО, так чтобы они имели общую прямую пространственных биссектрис трехгранных углов своих вершин, общую входную плоскость и параллельные тождественные ребра, отражении ЛЛИ каждым ОУО ЛОЦ и имитации пространственной последовательности отражающих поверхностей ОЭС.
Предлагаемое техническое решение практически применимо, так как для его реализации могут быть использованы оптические материалы заданных характеристик.
1 Пат. 2712940 RU, МПК G01S 17/02. Способ имитации оптико-электронного средства / Козирацкий Ю.Л., Глушков А.Н., Кулешов П.Е. и др.; заявитель и патентообладатель ВУНЦ ВВС «ВВА имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина» (г. Воронеж). №2018146920; заявл. 26.12.2018; опубл. 03.02.2020, Бюл. №4.
2 Попело В.Д., Кулешов П.Е., Проскурин Д.К., Чернухо И.И. Модель оптико-электронного средства в условиях его активного импульсного лазерного зондирования как объекта с нелокальным отражением // Радиотехника. 2022. №2. С. 13-21.
3 Козинцев В.И., Белов М.В., Орлов В.М. и др. Основы импульсной лазерной локации. М.: Изд. МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2006. 512 с.