УСТРОЙСТВО ОДНОПОЗИЦИОННОГО ИЗМЕРЕНИЯ НАПРАВЛЕНИЯ НА ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННОЕ СРЕДСТВО
DEVICE FOR SINGLE-POSITION MEASUREMENT OF DIRECTION OF ELECTRO-OPTICAL APPARATUS

Изобретение относится к области оптико-электронных измерений и может быть использовано в лазерных локационных системах, системах точного нацеливания узких лазерных лучей, в частности системах точного определения направления на источники лазерного излучения или оптико-электронный прибор.
Известно устройство-прототип однопозиционного измерения координат источника лазерного излучения (см., например, Козирацкий А.Ю., Козирацкий Ю.Л., Перевозов Р.В. Патент №2269795 С1, Россия, G01S 17/06 (Бюл. №4 от 10.02.06), Способ однопозиционного измерения координат источника лазерного излучения и устройство для его реализации. - М: РОСПАТЕНТ, 2006 г.), содержащее установленные на вращающейся платформе фотоприемник с формирующей оптикой, смесительную пластину (фиксированную под углом 45° к оптической оси полупрозрачную пластину), гетеродин, блок обработки сигнала на выходе фотоприемника, блок формирования параметров фазового фронта гетеродина, блок управления фазовым фронтом гетеродина. Основным недостатком прототипа является измерение угловых координат только активного источника оптического излучения, что требует согласования частот смешиваемых волн на чувствительной площадке фотоприемника.
Технический результат, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, заключается в возможности измерения угловых координат как активного (излучающего), так и пассивного (отражающего) оптико-электронного средства (ОЭС).
Технический результат достигается тем, что в устройство, содержащее по ходу принимаемого оптического излучения последовательно соединенные: смесительную пластину, фотоприемник с формирующей оптикой, выход которого соединен с первым входом блока обработки сигнала фотоприемника, выход которого является выходом устройства, по ходу опорного оптического излучения последовательно соединенные: гетеродин, блок управления фазовым фронтом сигнала гетеродина, смесительную пластину, а также блок формирования параметров фазового фронта сигнала гетеродина, первый выход которого соединен с входом блока управления фазовым фронтом сигнала гетеродина, второй выход соединен со вторым входом блока обработки сигнала фотоприемника, дополнительно введенные управляемую отражающую пластину и блок управления отражающей пластиной, при этом оптический выход полупрозрачной пластины по ходу излучения гетеродина соединен с оптическим входом управляемой отражающей пластины, третий выход блока формирования параметров фазового фронта гетеродина соединен с входом блока управления отражающей пластиной, выход которого соединен с входом управляемой отражающей пластины.
Сущность изобретения заключается в определении направления на ОЭС по отраженному лазерному излучению (см., например, Козинцев В.И., Белов М.Л., Орлов В.М. Основы импульсной лазерной локации. - М: Изд. МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2006. - с.394-406, см., например, Малашин М.С., Каминский Р.П., Борисов Ю.Б. Основы проектирования лазерных локационный систем. - М: Высшая школа, 1983. - с.5-12) путем введения в состав устройства-прототипа дополнительных элементов: управляемой отражающей пластины и блока управления отражающей пластиной. На фигуре приведена блок-схема устройства однопозиционного измерителя направления на оптико-электронное средство. Устройство включает в себя установленные на вращающейся платформе: по ходу опорного оптического излучения последовательно соединенные гетеродин (1), блок управления фазовым фронтом сигнала гетеродина (2), смесительную пластину (3), управляемую отражающую пластину (4); по ходу принимаемого оптического излучения последовательно соединенные смесительную пластину (3), фотоприемник с формирующей оптикой (8), выход которого соединен с первым входом блока обработки сигнала фотоприемника (6), выход которого является выходом устройства, а также блока управления отражающей пластиной (5), выход которого соединен с входом управляемой отражающей пластины (4), блок формирования параметров фазового фронта сигнала гетеродина (7), первый выход которого соединен с входом блока управления фазовым фронтом сигнала гетеродина (2), второй выход соединен со вторым входом блока обработки сигнала фотоприемника (6), третий выход соединен с входом блока управления отражающей пластиной (5). Введение в состав устройства-прототипа дополнительно по ходу опорного излучения после смесительной пластины (3) управляемой отражающей пластины (4) и блока управления управляемой отражающей пластиной (5) обеспечивает возможность активной локации лазерным излучением ОЭС в диапазоне изменения положения фазового фронта излучения гетеродина (1). Сектор просмотра устанавливается электромеханическим способом с помощью вращающейся платформы, а сканирование внутри сектора осуществляется за счет изменения положения фазового фронта сигнала гетеродина (1). Отражающая пластина (4) осуществляет доставку лазерного излучения гетеродина (1) в сектор нахождения ОЭС. Блок управления отражающей пластиной (5) осуществляет путем преобразования сигналов блока формирования фазового фронта сигнала гетеродина (7) в управляющие сигналы изменения положения отражающей пластины (3). Отраженное от ОЭС излучение смешивается на фоточувствительной площадке фотоприемника (8) с опорным излучением, при этом величина образованного фототока будет определяться фазовым пространственным согласованием смешиваемых полей. Изменением положения фазового фронта гетеродина с помощью блоков формирования (7) и управления фазовым фронтом сигнала гетеродина (2), управления отражающей пластиной (5) и отражающей пластиной (4) добиваются максимизации сигнала фотоприемника. При этом угол изменения наклона отражающей пластины соответствует углу изменения наклона фазового фронта излучения гетеродина. Момент достижения сигналом максимального значения определяется блоком обработки сигнала фотоприемника (6) как момент считывания угловых значений пространственного положения волнового вектора гетеродинной волны относительно оптической оси приемного канала, по которым определяют направление на ОЭС.
Предлагаемое техническое решение является новым, поскольку из общедоступных сведений неизвестно устройство однопозиционного измерения направления на оптико-электронное средство, содержащее по ходу принимаемого оптического излучения последовательно соединенные: смесительную пластину, фотоприемник с формирующей оптикой, выход которого соединен с первым входом блока обработки сигнала фотоприемника, выход которого является выходом устройства, по ходу опорного оптического излучения последовательно соединенные: гетеродин, блок управления фазовым фронтом сигнала гетеродина, смесительную пластину, а также блок формирования параметров фазового фронта сигнала гетеродина, первый выход которого соединен с входом блока управления фазовым фронтом сигнала гетеродина, второй выход соединен со вторым входом блока обработки сигнала фотоприемника, дополнительно введенные управляемую отражающую пластину и блок управления отражающей пластиной, при этом оптический выход полупрозрачной пластины по ходу излучения гетеродина соединен с оптическим входом управляемой отражающей пластины, третий выход блока формирования параметров фазового фронта гетеродина соединен с входом блока управления отражающей пластиной, выход которого соединен с входом управляемой отражающей пластины.
Таким образом, у заявляемого устройства появляются свойства, заключающиеся в возможности определения направления на ОЭС по отраженному излучению за счет дополнительно введения в состав устройства управляемой отражающей пластины и блока ее управления, обеспечивающих распространение излучения к ОЭС.
Предлагаемое техническое решение практически применимо, так как для его реализации могут быть использованы типовые оптико-электронные и радиотехнические узлы и элементы. Так, для изменения положения отражающей пластины могут использоваться управляемые электромеханические или пьзо-элементные приводы (см., например, Козинцев В.И., Белов М.Л., Орлов В.М. Основы импульсной лазерной локации. - М: Изд. МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2006. - с.480-482).