имитатор бликовых переотражений лазерного излучения морской поверхностью

Классы МПК:G01S17/02 системы с использованием отражения электромагнитных волн, иных чем радиоволны
G06F7/58 генераторы случайных или псевдослучайных чисел
Патентообладатель(и):Меньших Олег Фёдорович (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2011-03-16
публикация патента:

Изобретение может быть использовано в качестве имитатора импульсных высокочастотных сигналов. В устройстве второй вход формирователя Х-координат бликов связан с выходом генератора синхроимпульсов, а его выход подключен к первому входу персонального компьютера с дисплеем. N перестраиваемых по частоте высокочастотных генераторов подключены соответственно ко вторым входам смесителей в составе блока смесителей через N-2 управляемых электронных коммутаторов сигналов гетеродинирования. Управляющие входы N перестраиваемых по частоте высокочастотных генераторов подключены к выходам N формирователей управляющих напряжений, входы которых подключены к выходам N-канального датчика случайных чисел размерностью n каждое, синхронизируемого сигналами генератора синхроимпульсов, где n - число строк матрицы бликовых переотражений эквивалентной зоны морской поверхности. Выход генератора синхроимпульсов также подключен ко второму входу компьютера и к входу N-канального датчика случайных чисел размерностью m, где m - число столбцов указанной матрицы, выход этого датчика подключен к формирователю Y-координат бликов, выход которого соединен с третьим входом компьютера. Выход генератора синхроимпульсов соединен с датчиком случайных чисел размерностью N-2, выход которого управляет формирователем числа включаемых управляемыми электронными коммутаторами N-2 перестраиваемых по частоте высокочастотных генераторов, а N-2 выходов этого формирователя связаны с N-2 управляемыми электронными коммутаторами через электронные приводы. Технический результат заключается в обеспечении возможности проверки работы радиоэлектронного тракта лазерного когерентного локатора, предназначенного для обнаружения и автосопровождения низколетящей ракеты морского базирования. 5 ил. имитатор бликовых переотражений лазерного излучения морской поверхностью, патент № 2451302

имитатор бликовых переотражений лазерного излучения морской поверхностью, патент № 2451302 имитатор бликовых переотражений лазерного излучения морской поверхностью, патент № 2451302 имитатор бликовых переотражений лазерного излучения морской поверхностью, патент № 2451302 имитатор бликовых переотражений лазерного излучения морской поверхностью, патент № 2451302 имитатор бликовых переотражений лазерного излучения морской поверхностью, патент № 2451302

Формула изобретения

Имитатор бликовых переотражений лазерного излучения морской поверхностью, включающий последовательно соединенные генератор синхроимпульсов, генератор линейно-частотно-модулированного сигнала, блок из N параллельно работающих смесителей, сумматор линейно-частотно-модулированных сигналов-эквивалентов, согласующий усилитель, дисперсионную линию задержки, компенсирующий потери широкополосный усилитель, амплитудный детектор, пороговое устройство, широкополосный усилитель и формирователь Х-координат бликов, второй вход которого связан с выходом генератора синхроимпульсов, а выход подключен к первому информационному входу персонального компьютера с дисплеем, а также N перестраиваемых по частоте высокочастотных генераторов, подключенных соответственно ко вторым входам смесителей в составе блока смесителей через N-2 управляемых электронных коммутаторов сигналов гетеродинирования, управляющие входы N перестраиваемых по частоте высокочастотных генераторов подключены к выходам N формирователей управляющих напряжений (или кодов), входы которых подключены к выходам N-канального датчика случайных чисел размерностью n каждое, синхронизируемого сигналами генератора синхроимпульсов, где n - число строк матрицы бликовых переотражений эквивалентной зоны морской поверхности, выход генератора синхроимпульсов также подключен ко второму входу персонального компьютера с дисплеем и к входу N-канального датчика случайных чисел размерностью m, где m - число столбцов матрицы бликовых переотражений эквивалентной зоны морской поверхности, выход этого датчика подключен к формирователю Y-координат бликов, выход которого соединен с третьим информационным входом персонального компьютера с дисплеем, причем выход генератора синхроимпульсов соединен с датчиком случайных чисел размерностью N-2, выход которого управляет формирователем числа включаемых управляемыми электронными коммутаторами N-2 перестраиваемых по частоте высокочастотных генераторов, а N-2 выходов этого формирователя связаны с N-2 управляемыми электронными коммутаторами через соответствующие электронные приводы.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано в качестве имитатора импульсных высокочастотных сигналов, образуемых на выходе матричного фотоприемного устройства с размерностью m n - элементов в матрице, принимающего лазерные излучения, переотраженные бликами морской поверхности, хаотически распределенные во времени и по пространству, при решении локационной задачи по низколетящим ракетам морского базирования (m - число столбцов, n - число строк в матрице).

Известен способ лазерной локации низколетящих ракет морского базирования (типа «Гарпун»), основанный на зондировании дифракционно ограниченного объекта, движущегося над поверхностью моря (океана), немодулированными излучениями одночастотного лазера непрерывного действия и многоканальной когерентной обработке принимаемых излучений матричным фотоприемным устройством с определением доплеровских сдвигов частоты в переотраженном излучении и последующей многоканальной параллельной согласованной фильтрацией выделенных радиосигналов, отличающийся тем, что когерентному приему и обработке дополнительно и одновременно подвергают отраженные от нескольких бликов морской поверхности излучения, поступающие на фотоприемную матрицу с разных произвольно распределенных угловых направлений, определяют в соответствующих каналах, связанных с матричным фотоприемным устройством, доплеровские сдвиги частоты в принятых излучениях от бликов морской поверхности и соответствующие им угловые координаты на эти морские блики, вычисляют текущие координаты местоположения объекта и его истинную скорость, а также статистически усредняют полученные результаты вычислений всей совокупности совместных измерений указанных параметров [1].

Известен также иной способ лазерной локации таких ракет, при котором не используются сигналы рассеянного излучения от ракеты в направлении ее зондирования из-за маскирующих ракету покрытий, снижающих ее эффективную поверхность рассеяния, и решение задачи обнаружения и автосопровождения ракеты осуществляется по перемещающейся с движением ракеты картины бликовых переотражений лазерного излучения бликами морской поверхности, над которой находится движущаяся ракета, рассеивающая зондирующее излучение локатора в направлении на локализованную морскую поверхность [2].

Аналогов заявляемого технического решения не имеется.

Целью изобретения является обеспечение возможности проверки работы радиоэлектронного тракта лазерного когерентного локатора, предназначенного для обнаружения, автосопровождения по угловым координатам и измерения параметров низколетящей ракеты морского базирования - ее радиальной скорости и наклонной дальности - и содержащего в приемном канале матричное фотоприемное устройство размерностью mn-элементов, воспринимающее бликовые переотражения лазерного излучения, рассеянного ракетой в локализованную зону морской поверхности.

Указанная цель изобретения достигается в имитаторе бликовых переотражений лазерного излучения морской поверхностью, включающем последовательно соединенные генератор синхроимпульсов, генератор линейно-частотно-модулированного сигнала, блок из N параллельно работающих смесителей, сумматор линейно-частотно-модулированных сигналов-эквивалентов, согласующий усилитель, дисперсионную линию задержки, компенсирующий потери широкополосный усилитель, амплитудный детектор, пороговое устройство, широкополосный усилитель и формирователь Х-координат бликов, второй вход которого связан с выходом генератора синхроимпульсов, а выход подключен к первому информационному входу персонального компьютера с дисплеем, а также N перестраиваемых по частоте высокочастотных генераторов, подключенных соответственно ко вторым входам смесителей в составе блока смесителей через N-2 управляемых электронных коммутаторов сигналов гетеродинирования, управляющие входы N перестраиваемых по частоте высокочастотных генераторов подключены к выходам N формирователей управляющих напряжений (или кодов), входы которых подключены к выходам N - канального датчика случайных чисел размерностью n каждое, синхронизируемого сигналами генератора синхроимпульсов, где n - число строк матрицы бликовых переотражений эквивалентной зоны морской поверхности, выход генератора синхроимпульсов также подключен ко второму входу персонального компьютера с дисплеем и к входу N-канального датчика случайных чисел размерностью m, где m - число столбцов матрицы бликовых переотражений эквивалентной зоны морской поверхности, выход этого датчика подключен к формирователю Y-координат бликов, выход которого соединен с третьим информационным входом персонального компьютера с дисплеем, кроме того, выход генератора синхроимпульсов соединен с датчиком случайных чисел размерностью N - 2, выход которого управляет формирователем числа включаемых управляемыми электронными коммутаторами N - 2 перестраиваемых по частоте высокочастотных генераторов, а N - 2 выходов этого формирователя связаны с N - 2 управляемыми электронными коммутаторами через соответствующие электронные приводы.

Достижение цели изобретения объясняется формированием на выходе порогового устройства серии случайно распределенных во времени сверхкоротких импульсов, отображающих Х-координаты бликов, число которых случайно меняется в диапазоне от 2 до N в каждом цикле формирования, в котором также формируются соответствующие случайно распределенные Y-координаты бликов, что позволяет программным путем в персональном компьютере с дисплеем для заданных значений радиальной скорости предполагаемой ракеты, высоты ее полета над уровнем моря, начальной наклонной дальности предполагаемой ракеты и координат лазерного когерентного локатора определить динамику полета предполагаемой ракеты во времени с вычислением динамики изменения ее угловых координат - азимута и угла места, используя методику статистического усреднения XY-координат бликов в последовательности циклов их формирования для определения истинных текущих координат предполагаемой ракеты. Имитатор позволяет заменить натурные испытания лазерного когерентного локатора по реально летящей ракете на этапе проектирования структуры локатора, что диктуется экономической целесообразностью.

Структурная схема имитатора представлена на рис.1 и 2 и содержит:

1 - генератор синхроимпульсов (ГСИ),

2 - генератор линейно-частотно-модулированных сигналов (ГЛЧМ),

3 - блок из параллельно работающих N смесителей,

Аимитатор бликовых переотражений лазерного излучения морской поверхностью, патент № 2451302 Н - N - 2 управляемых электронных коммутаторов,

4 - сумматор линейно-частотно-модулированных сигналов-эквивалентов,

5 - согласующий усилитель,

6 - дисперсионную линию задержки (ДЛЗ),

7 - компенсирующий потери широкополосный усилитель,

8 - амплитудный детектор,

9 - пороговое устройство,

10 - широкополосный усилитель,

Г-01имитатор бликовых переотражений лазерного излучения морской поверхностью, патент № 2451302 Г-10 - перестраиваемые по частоте высокочастотные генераторы (число их N),

11имитатор бликовых переотражений лазерного излучения морской поверхностью, патент № 2451302 20 - формирователи управляющих напряжений (число их N),

21 - N-канальный датчик случайных чисел размерностью n по каждому,

22 - N-канальный датчик случайных чисел размерностью m,

23 - формирователь Y-координат бликов,

24 - датчик случайных чисел размерностью N - 2,

25 - формирователь числа включаемых управляемыми электронными коммутаторами (от А до Н) N - 2 перестраиваемых по частоте высокочастотных генераторов Г-03имитатор бликовых переотражений лазерного излучения морской поверхностью, патент № 2451302 Г-10,

26имитатор бликовых переотражений лазерного излучения морской поверхностью, патент № 2451302 33 - электронные приводы (их число N - 2) коммутаторов Аимитатор бликовых переотражений лазерного излучения морской поверхностью, патент № 2451302 Н,

34 - формирователь Х-координат бликов,

35 - персональный компьютер с дисплеем (с установленной программой обработки).

На рис.3 и 4 показаны летящая со скоростью V ракета 36 на высоте h над морской поверхностью и установленный на корабле лазерный когерентный локатор 37 на расстоянии L от ракеты.

На рис.5 дана блок-схема лазерного когерентного локатора, которая содержит:

38 - одночастотный газовый лазер непрерывного действия передающего канала, например, мощный СО2-лазер с частотой излучения имитатор бликовых переотражений лазерного излучения морской поверхностью, патент № 2451302 O (с длиной волны 10,6 мкм),

39 - первый светоделительный кубик (с малым отражением и большим пропусканием),

40 и 41 - отражатели передающего канала,

42 - передающий телескоп,

43 - приемный объектив,

44 - матричный фотоприемник с матрицей размерностью mn-элементов, например, на основе соединения «кадмий-ртуть-теллур», охлаждаемого жидким азотом,

45 - одночастотный газовый лазер гетеродинного канала, например, СО2 лазер, настроенный на частоту имитатор бликовых переотражений лазерного излучения морской поверхностью, патент № 2451302 ГЕТ,

46 - пьезокорректор подстройки частоты излучения лазера 45,

47 - подвижное зеркало резонатора лазера 45,

48 - второй светоделительный кубик, аналогичный кубику 39,

49 и 51 - отражатели гетеродинного канала,

50 - фотометрический клин (для регулировки мощности гетеродинного канала),

52 - формирующая оптика гетеродинного канала,

53 - отражатель гетеродинного канала,

54 - третий светоделительный кубик с 50% пропусканием и отражением,

55 - фотосмеситель системы автоматической подстройки частоты (АПЧ) гетеродинного лазера 45,

56 - смеситель радиочастотного канала системы АПЧ,

57 - гетеродин системы АПЧ,

58 - резонансный фильтр, настроенный на частоту имитатор бликовых переотражений лазерного излучения морской поверхностью, патент № 2451302 ГЕТ-имитатор бликовых переотражений лазерного излучения морской поверхностью, патент № 2451302 O+FO,

59 - фазочувствительный выпрямитель (ФЧВ),

60 - опорный генератор для работы ФЧВ, настроенный на частоту + FO,

61 - интегратор системы АПЧ,

62 - усилитель постоянного тока,

63 - блок обработки данных приемного канала, включающий ДЛЗ-обработку,

64 - персональный компьютер с дисплеем (с введенной программой обработки),

65 - вычислитель угловых координат цели,

66 - привод управления азимутом имитатор бликовых переотражений лазерного излучения морской поверхностью, патент № 2451302 ,

67 - привод управления углом места имитатор бликовых переотражений лазерного излучения морской поверхностью, патент № 2451302 ,

68 - кривая доплеровского контура усиления для СО2-лазеров 38 и 45.

Рассмотрим действие заявляемого устройства.

Генератор синхроимпульсов 1 вырабатывает короткие импульсы, определяющие период Т цикла работы устройства. Этими импульсами с задержкой имитатор бликовых переотражений лазерного излучения морской поверхностью, патент № 2451302 T запускается генератор ЛЧМ 2 высокочастотных импульсных сигналов длительностью tИМП=Т-имитатор бликовых переотражений лазерного излучения морской поверхностью, патент № 2451302 T (задержка имитатор бликовых переотражений лазерного излучения морской поверхностью, патент № 2451302 T осуществляется внутри схемы ГЛЧМ, например, использованием схемы одновибратора). На выходе ГЛЧМ 2 образуется периодическая последовательность радиоимпульсов с линейной частотной модуляцией в диапазоне имитатор бликовых переотражений лазерного излучения морской поверхностью, патент № 2451302 f=fMAX-fMIN, где fMAX - максимальная частота перестройки, fMIN - минимальная. ЛЧМ сигналы поступают параллельно на первые входы смесителей блока N смесителей 3, ко вторым входам которых поступают высокочастотные сигналы с выходов N перестраиваемых по частоте высокочастотных генераторов Г-01имитатор бликовых переотражений лазерного излучения морской поверхностью, патент № 2451302 Г-10. При этом два из этих генератором включены к соответствующим смесителям постоянно, а остальные N - 2 - через N - 2 управляемых электронных коммутаторов Аимитатор бликовых переотражений лазерного излучения морской поверхностью, патент № 2451302 Н. В каждом из указанных генераторов частота колебаний в течение времени задержки имитатор бликовых переотражений лазерного излучения морской поверхностью, патент № 2451302 Т устанавливается в пределах полосы имитатор бликовых переотражений лазерного излучения морской поверхностью, патент № 2451302 F, то есть от минимальной частоты fC MIN до максимальной частоты fC MAX, так что fC MAX -fC MIN=имитатор бликовых переотражений лазерного излучения морской поверхностью, патент № 2451302 F. На выходе каждого из смесителей блока 3 образуются периодически следующие импульсные ЛЧМ сигналы-эквиваленты с суммарными частотами fЛЧМ-Э(t)=fЛЧМ(t)+fC(t), где fMINимитатор бликовых переотражений лазерного излучения морской поверхностью, патент № 2451302 fЛЧМ(t)имитатор бликовых переотражений лазерного излучения морской поверхностью, патент № 2451302 fMAX и fC MINимитатор бликовых переотражений лазерного излучения морской поверхностью, патент № 2451302 fC(t)имитатор бликовых переотражений лазерного излучения морской поверхностью, патент № 2451302 fC MAX - диапазоны возможных изменений ЛЧМ сигнала в ГЛЧМ 2 и частоты колебаний в генераторах Г-01имитатор бликовых переотражений лазерного излучения морской поверхностью, патент № 2451302 Г-10 (фиксированные частоты в пределах данного цикла). Число сигналов гетеродинирования, поступающих на блок смесителей 3, может варьироваться в разных циклах от двух до N (в указанном на рис.1 устройстве N=10) в зависимости от того, сколько управляемых электронных коммутаторов Аимитатор бликовых переотражений лазерного излучения морской поверхностью, патент № 2451302 Н включено с помощью электронных приводов 26имитатор бликовых переотражений лазерного излучения морской поверхностью, патент № 2451302 33.

Составной сигнал ЛЧМ-эквивалентов, число которых равно К (где 2имитатор бликовых переотражений лазерного излучения морской поверхностью, патент № 2451302 Кимитатор бликовых переотражений лазерного излучения морской поверхностью, патент № 2451302 N) в рассматриваемом цикле, после его усиления в согласующем усилителе 5 поступает на вход дисперсионной линии задержки (ДЛЗ) 6, согласованной с К сигналами ЛЧМ-эквивалентов. Фактор согласования означает соблюдение равенства имитатор бликовых переотражений лазерного излучения морской поверхностью, патент № 2451302 FЛЗ/имитатор бликовых переотражений лазерного излучения морской поверхностью, патент № 2451302 ЛЗ=имитатор бликовых переотражений лазерного излучения морской поверхностью, патент № 2451302 f/tИМП, где имитатор бликовых переотражений лазерного излучения морской поверхностью, патент № 2451302 FЛЗ и имитатор бликовых переотражений лазерного излучения морской поверхностью, патент № 2451302 ЛЗ - соответственно полоса пропускания и длительность импульсной характеристики ДЛЗ 6. Отметим, что произведение имитатор бликовых переотражений лазерного излучения морской поверхностью, патент № 2451302 FЛЗ имитатор бликовых переотражений лазерного излучения морской поверхностью, патент № 2451302 ЛЗ=В>>1 - база ДЛЗ, а величина (В) 1/2 определяет величину повышения отношения сигнал/шум на выходе ДЛЗ, что существенно увеличивает обнаружительную способность локационных устройств, использующих сложные радиосигналы (ЛЧМ) с их согласованной фильтрацией на основе ДЛЗ.

Длительность «сжатых» радиоимпульсов tСЖ на выходе ДЛЗ 6, как известно, равна tСЖ=1/имитатор бликовых переотражений лазерного излучения морской поверхностью, патент № 2451302 FЛЗ, а их временное положение относительно фронта импульсов генератора синхроимпульсов 1 соответственно t1 , t2, t3, имитатор бликовых переотражений лазерного излучения морской поверхностью, патент № 2451302 tK определяется значениями частот сигналов гетеродинирования fC1, fC2, fC3имитатор бликовых переотражений лазерного излучения морской поверхностью, патент № 2451302 fCK с выхода К действующих перестраиваемых по частоте высокочастотных генераторов Г-01имитатор бликовых переотражений лазерного излучения морской поверхностью, патент № 2451302 Г-10, где Кимитатор бликовых переотражений лазерного излучения морской поверхностью, патент № 2451302 N. «Сжатые» радиоимпульсы располагаются во временном интервале имитатор бликовых переотражений лазерного излучения морской поверхностью, патент № 2451302 tСЖ=tИМП-имитатор бликовых переотражений лазерного излучения морской поверхностью, патент № 2451302 ЛЗ. Следовательно, максимальное число разрешаемых друг от друга «сжатых» радиоимпульсов равно R=имитатор бликовых переотражений лазерного излучения морской поверхностью, патент № 2451302 ЛЗ имитатор бликовых переотражений лазерного излучения морской поверхностью, патент № 2451302 f или R=В имитатор бликовых переотражений лазерного излучения морской поверхностью, патент № 2451302 f/имитатор бликовых переотражений лазерного излучения морской поверхностью, патент № 2451302 FЛЗ, то есть возможен раздельный прием и обработка большого числа ЛЧМ-эквивалентов или, что то же, значительное увеличение числа N, так как обычно R>>N.

После прохождения «сжатых» радиоимпульсов в компенсирующем потери широкополосном усилителе 7 с полосой пропускания имитатор бликовых переотражений лазерного излучения морской поверхностью, патент № 2451302 FЛЗ и их детектирования в амплитудном детекторе 8 К импульсных сигналов подвергаются пороговому ограничению в пороговом устройстве 9 с устанавливаемым порогом, отсекающим шумовые выбросы (помехи), и усилению в широкополосном усилителе 10, а его выходной сигнал поступает на формирователь Х-координат бликов 34, для объяснения действия которого обратимся к рассмотрению рис.3 и 4. Так, на рис.3 показано облучение летящей с радиальной скоростью V ракеты 36 вдоль оси X. Частота облучения равна имитатор бликовых переотражений лазерного излучения морской поверхностью, патент № 2451302 O. Это излучение рассеивается ракетой в различных направлениях корпусом ракеты на морскую поверхность на некоторую площадку. Размер этой площадки определяется рассеивающей поверхностью ракеты и может оказаться значительным. Однако видимый матричным фотоприемником лазерного когерентного локатора размер такой площадки на поверхности моря под летящей ракетой является ограниченным числом mn-элементов в фотоприемной матрице, где m - число столбцов, n - число строк в матрице.

Из теории эффекта Доплера известно [3-4], что частота рассеянного движущейся ракеты излучения определяется формулой имитатор бликовых переотражений лазерного излучения морской поверхностью, патент № 2451302 PAC=2имитатор бликовых переотражений лазерного излучения морской поверхностью, патент № 2451302 O V cos имитатор бликовых переотражений лазерного излучения морской поверхностью, патент № 2451302 /c, где имитатор бликовых переотражений лазерного излучения морской поверхностью, патент № 2451302 - угол между вектором скорости V и направлением рассеянного излучения, с=3·108 м/с - электродинамическая постоянная (скорость света в вакууме). Поэтому частота рассеянного излучения имитатор бликовых переотражений лазерного излучения морской поверхностью, патент № 2451302 PAC может быть как большей, так и меньшей частоты облучения имитатор бликовых переотражений лазерного излучения морской поверхностью, патент № 2451302 O лазерным когерентным локатором в зависимости от угла рассеяния имитатор бликовых переотражений лазерного излучения морской поверхностью, патент № 2451302 . Если размер D освещаемой зоны морской поверхности (см. рис.3) вдоль оси Х соответствует угломестному углу зрения фоточувствительной матрицы с n строками, то диапазон видимых локатором углов рассеяния ракетой лежит в пределах от имитатор бликовых переотражений лазерного излучения морской поверхностью, патент № 2451302 1 до имитатор бликовых переотражений лазерного излучения морской поверхностью, патент № 2451302 2 для заданного значения наклонной дальности L (рис.4). Соответственно частоты рассеянного излучения в указанном диапазоне углов имитатор бликовых переотражений лазерного излучения морской поверхностью, патент № 2451302 лежат в пределах имитатор бликовых переотражений лазерного излучения морской поверхностью, патент № 2451302 2имитатор бликовых переотражений лазерного излучения морской поверхностью, патент № 2451302 имитатор бликовых переотражений лазерного излучения морской поверхностью, патент № 2451302 Oимитатор бликовых переотражений лазерного излучения морской поверхностью, патент № 2451302 имитатор бликовых переотражений лазерного излучения морской поверхностью, патент № 2451302 1 и при этом угол имитатор бликовых переотражений лазерного излучения морской поверхностью, патент № 2451302 2=имитатор бликовых переотражений лазерного излучения морской поверхностью, патент № 2451302 -имитатор бликовых переотражений лазерного излучения морской поверхностью, патент № 2451302 1, а частота рассеянного ракетой излучения под углом имитатор бликовых переотражений лазерного излучения морской поверхностью, патент № 2451302 /2 равна частоте облучения ракеты имитатор бликовых переотражений лазерного излучения морской поверхностью, патент № 2451302 O.

Как несложно понять, морская поверхность всегда испытывает то или иное волнение (от штиля до бури) и поэтому может быть интерпретирована как совокупность хаотически распределенных на ней квазиточечных отражателей рассеянного ракетой лазерного излучения. Такая поверхность представляет собой пространственный модулятор бликовых переотражений, распределенных пространственно стохастически во времени. Такие бликовые переотражения лазерного излучения воздействуют в лазерном когерентном локаторе (рис.5) на соответствующие элементы матрицы фотоприемника 44 размерностью mn. При этом на m элементах k-ой строки матрицы, где k=1, 2, 3, имитатор бликовых переотражений лазерного излучения морской поверхностью, патент № 2451302 n, частота рассеянного ракетой излучения имитатор бликовых переотражений лазерного излучения морской поверхностью, патент № 2451302 k(имитатор бликовых переотражений лазерного излучения морской поверхностью, патент № 2451302 ) является одинаковой (вдоль координаты Y) и определяется углом рассеяния имитатор бликовых переотражений лазерного излучения морской поверхностью, патент № 2451302 .

Стохастизм время-пространственного распределения бликовых переотражений лазерного излучения морской поверхностью имитируется в заявляемом устройстве с помощью трех датчиков 21, 22 и 24 (рис.2) случайных чисел, запускаемых импульсами с генератора синхроимпульсов 1. С помощью N-канального датчика 21 случайных чисел размерностью n по каждому в каждом цикле работы устройства задаются формирователями управляющих напряжений 11имитатор бликовых переотражений лазерного излучения морской поверхностью, патент № 2451302 20 (их число также равно N) случайно распределенные в диапазоне имитатор бликовых переотражений лазерного излучения морской поверхностью, патент № 2451302 f частоты генерируемых колебаний в перестраиваемых по частоте высокочастотных генераторах Г-01имитатор бликовых переотражений лазерного излучения морской поверхностью, патент № 2451302 Г-10. С помощью N-канального датчика 22 случайных чисел размерностью m задаются N случайных координат Y для всех бликовых переотражений с координатами X, то есть N-канальный датчик 22 вырабатывает параллельно N случайных кодовых комбинаций, каждая из которых в формирователе Y-координат бликов 23 сопоставляется координате X, формируемой в формирователе Х-координат бликов 34. И полученные группы координат Х и Y бликовых переотражений передаются в персональный компьютер с дисплеем 35. Наконец, с помощью датчика 24 случайных чисел размерностью N - 2 в каждом цикле работы устройства задается конкретное число действующих бликов, число которых в цикле может изменяться от двух до N. Это достигается работой связанного с этим датчиком формирователя 25 числа включаемых управляемыми электронными коммутаторами (от А до Н) N - 2 перестраиваемых по частоте высокочастотных генераторов Г-03имитатор бликовых переотражений лазерного излучения морской поверхностью, патент № 2451302 Г-10. Электронные коммутаторы включаются с помощью электронных приводов 26имитатор бликовых переотражений лазерного излучения морской поверхностью, патент № 2451302 33.

Информация о тактировании циклов работы устройства, работающего по соответствующей программе обработки данных о бликовых координатах и их числе, достигается связью генератора синхроимпульсов 1 с персональным компьютером с дисплеем 35. Распределения имитируемых бликов в серии последовательных циклов статистически обрабатывается, в результате чего находятся текущие координаты рассеивающей лазерное излучение предполагаемой движущейся ракеты. Задавая параметры радиальной скорости V ракеты, ее исходной наклонной дальности L и высоты полета h над уровнем моря, компьютер рассчитывает текущие координаты ракеты и угловые координаты на нее - азимут имитатор бликовых переотражений лазерного излучения морской поверхностью, патент № 2451302 и угол места имитатор бликовых переотражений лазерного излучения морской поверхностью, патент № 2451302 .

Работа имитатора аналогична действию лазерного когерентного локатора при работе его по реальной низколетящей ракете морского базирования. Структура такого локатора изображена на рис.5 и ранее описана автором в разных вариантах [5-11]. В локаторе используется мощный одночастотный CO2-лазер непрерывного действия 38 и гетеродинный маломощный CO2 -лазер непрерывного действия 45 с возможностью перестройки частоты излучения имитатор бликовых переотражений лазерного излучения морской поверхностью, патент № 2451302 ГЕТ>имитатор бликовых переотражений лазерного излучения морской поверхностью, патент № 2451302 O с помощью изменения длины резонатора пьезокорректором 45 с закрепленным на нем отражателем 47 резонатора, как это видно на кривой доплеровского контура усиления 68. С помощью системы автоподстройки частоты разность частот имитатор бликовых переотражений лазерного излучения морской поверхностью, патент № 2451302 ГЕТ-имитатор бликовых переотражений лазерного излучения морской поверхностью, патент № 2451302 O поддерживается с требуемой точностью [12]. Частоты принятых в приемном канале матрицей фотоприемника 44 бликовых переотражений от морской поверхности смешиваются с частотой оптического гетеродина, и радиосигнал разностной частоты когерентного фотосмешения передается в блок обработки данных 63 приемного канала, структура которого аналогична той, которая представлена в составе заявляемого имитатора (рис.1) с использованием ДЛЗ 6.

Рассмотрим пример реализации лазерного когерентного локатора, выполненного по схеме рис.5. Пусть матрица фотоприемника имеет размерность 100×100 элементов, то есть m=n=100. Частоты принимаемого бликового лазерного излучения имитатор бликовых переотражений лазерного излучения морской поверхностью, патент № 2451302 (имитатор бликовых переотражений лазерного излучения морской поверхностью, патент № 2451302 ) лежат в пределах имитатор бликовых переотражений лазерного излучения морской поверхностью, патент № 2451302 O-имитатор бликовых переотражений лазерного излучения морской поверхностью, патент № 2451302 имитатор бликовых переотражений лазерного излучения морской поверхностью, патент № 2451302 *имитатор бликовых переотражений лазерного излучения морской поверхностью, патент № 2451302 имитатор бликовых переотражений лазерного излучения морской поверхностью, патент № 2451302 (имитатор бликовых переотражений лазерного излучения морской поверхностью, патент № 2451302 )имитатор бликовых переотражений лазерного излучения морской поверхностью, патент № 2451302 имитатор бликовых переотражений лазерного излучения морской поверхностью, патент № 2451302 O+имитатор бликовых переотражений лазерного излучения морской поверхностью, патент № 2451302 имитатор бликовых переотражений лазерного излучения морской поверхностью, патент № 2451302 *, где имитатор бликовых переотражений лазерного излучения морской поверхностью, патент № 2451302 имитатор бликовых переотражений лазерного излучения морской поверхностью, патент № 2451302 *=1,414 V имитатор бликовых переотражений лазерного излучения морской поверхностью, патент № 2451302 O/с=40 МГц при условии, что V=300 м/с, имитатор бликовых переотражений лазерного излучения морской поверхностью, патент № 2451302 O - 2,83·1013 Гц, 45°имитатор бликовых переотражений лазерного излучения морской поверхностью, патент № 2451302 имитатор бликовых переотражений лазерного излучения морской поверхностью, патент № 2451302 имитатор бликовых переотражений лазерного излучения морской поверхностью, патент № 2451302 135°, D=2h и имитатор бликовых переотражений лазерного излучения морской поверхностью, патент № 2451302 ГЕТ=имитатор бликовых переотражений лазерного излучения морской поверхностью, патент № 2451302 O+120 МГц. Если в качестве ДЛЗ использовать линию с полосой пропускания имитатор бликовых переотражений лазерного излучения морской поверхностью, патент № 2451302 FЛЗ=40 МГц и длительностью импульсной характеристики имитатор бликовых переотражений лазерного излучения морской поверхностью, патент № 2451302 ЛЗ=50 мкс (база ДЛЗ В=2000), то полоса перестройки в ГЛЧМ 2 имитатор бликовых переотражений лазерного излучения морской поверхностью, патент № 2451302 f=80 МГц с длительностью ЛЧМ импульса tИМП=100 мкс при Т=1 мс. Тогда разностная частота бликовых переотражений и частоты лазерного гетеродина 45 на выходе фотоприемника 44 будет лежать в диапазоне от 80 МГц до 160 МГц. Более высокая разностная частота будет соответствовать наибольшим углам рассеяния имитатор бликовых переотражений лазерного излучения морской поверхностью, патент № 2451302 2 (рис.3), а наименьшая - минимальным углам имитатор бликовых переотражений лазерного излучения морской поверхностью, патент № 2451302 1. Частота 120 МГц соответствует центральному (50-му) элементу матрицы фотоприемника или той строке морской поверхности, над которой расположена ракета.

Таким образом, о местоположении ракеты потенциального противника можно судить о положении центра совокупности бликовых переотражений рассеянного ракетой лазерного излучения после статистической обработки в персональном компьютере с дисплеем 64 группы бликов для нескольких последовательных циклов обработки, следующих с частотой 1/Т. Это также позволит найти угловые координаты линии зондирования ракеты - азимут имитатор бликовых переотражений лазерного излучения морской поверхностью, патент № 2451302 и угол места имитатор бликовых переотражений лазерного излучения морской поверхностью, патент № 2451302 - в вычислителе угловых координат цели 65 и проводить автосопровождение цели приводами управления 66 и 67 соответственно по азимуту и углу места.

Источники информации

1. Меньших О.Ф. Способ локации. Патент РФ № 2296350, опубл. в бюлл. № 9 от 27.03.2007.

2. Меньших О.Ф. Способ обнаружения низколетящих крылатых ракет морского базирования. Заявка на изобретение № 2009148918/28 (072324) с приоритетом от 28.12.2009 (экспертиза по существу проводится с 09.03.2010).

3. Ландсберг Г.С. Оптика, 5-ое изд., M., 1976.

4. Франкфурт У.И., Френк A.M. Оптика движущихся тел, M., 1972.

5. Меньших О.Ф. Лазерный доплеровский локатор. Патент РФ № 1829641, приоритет от 25.03.1991.

6. Меньших О.Ф. Обнаружитель моноимпульсного радиосигнала. Патент РФ № 2046370, опубл. в бюлл. № 29 от 20.10.1995.

7. Меньших О.Ф. Обнаружитель радиоимпульсного сигнала. Патент РФ № 2310882, опубл. в бюлл. № 32 от 20.11.2007.

8. Меньших О.Ф. Лазерный доплеровский локатор. Патент РФ № 2335785, опубл. в бюлл. № 28 от 10.10.2008.

9. Меньших О.Ф. Лазерный когерентный локатор. Патент РФ № 2352958, опубл. в бюлл. № 11 от 20.04.2009.

10. Меньших О.Ф. Способ лазерного гетеродинного приема излучений. Патент РФ № 2349930, опубл. в бюлл. № 8 от 20.03.2009.

11. Меньших О.Ф. Способ обработки информации в лазерном когерентном локаторе с матричным фотоприемником. Патент РФ № 2354994, опубл. в бюлл. № 13 от 10.05.09.

12. Меньших О.Ф. Устройство автоподстройки частоты лазерного доплеровского локатора. Авторское свид. СССР № 1591675 с приоритетом от 24.08.1988.

Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2451302

patent-2451302.pdf

Класс G01S17/02 системы с использованием отражения электромагнитных волн, иных чем радиоволны

система импульсной лазерной локации -  патент 2528109 (10.09.2014)
устройство лазерной локации заданной области пространства -  патент 2516376 (20.05.2014)
гидроакустическая станция для надводного корабля -  патент 2502085 (20.12.2013)
имитатор морской поверхности для статистического исследования распределения морских бликов при работе лазерных доплеровских локаторов по низколетящим ракетам -  патент 2488138 (20.07.2013)
лазерный измеритель расстояний -  патент 2471203 (27.12.2012)
лазерный локатор -  патент 2456636 (20.07.2012)
способ временной привязки импульсного светолокационного сигнала -  патент 2451950 (27.05.2012)
способ измерения дальности -  патент 2451904 (27.05.2012)
способ регистрации статистического распределения переотражений лазерного излучения от низколетящей ракеты бликами морской поверхности и устройство для его реализации -  патент 2451301 (20.05.2012)
лазерная система -  патент 2450397 (10.05.2012)

Класс G06F7/58 генераторы случайных или псевдослучайных чисел

способ и устройство детектирования -  патент 2506631 (10.02.2014)
способ нелинейного трехмерного многораундового преобразования данных dozen -  патент 2503994 (10.01.2014)
генератор случайных чисел на основе трехзначной логики -  патент 2495479 (10.10.2013)
генератор гиперхаотических колебаний -  патент 2472210 (10.01.2013)
способ формирования регулярных последовательностей с элементами, составленными из двоичных сигналов -  патент 2469382 (10.12.2012)
способ формирования нерегулярных последовательностей с элементами, составленными из двоичных сигналов -  патент 2467378 (20.11.2012)
генератор псевдослучайных последовательностей -  патент 2446444 (27.03.2012)
формирование последовательностей скремблирования в системе связи -  патент 2442278 (10.02.2012)

генерация случайных чисел с использованием хаоса с непрерывным временем -  патент 2440602 (20.01.2012)
генератор псевдослучайных бинарных последовательностей -  патент 2427886 (27.08.2011)
Наверх