Вид РИД
Изобретение
Изобретение относится к оптико-электронным средствам разведки целей, а точнее к многоспектральным оптико-электронным средствам разведки целей, и может быть использовано при защите различных объектов от направленного прицеливания и устройств поражения.
Известны различные типы современных комплексов, позволяющих в любое время года и суток обнаружить средства нападения на больших дальностях и в широком диапазоне высот, определить их точные координаты и государственную принадлежность.
Известен способ регистрации ультрафиолетового излучения и устройство для его осуществления (ультрафиолетовый пеленгатор) (RU 2431121 C2, 29.12.2008), которое можно использовать для разведки целей.
В известном устройстве для регистрации ультрафиолетового излучения, содержащем оптическую систему, обеспечивающую пропускание ультрафиолетового излучения в заданном диапазоне волн, и систему детектирования, в оптической системе для выделения нужного интервала ультрафиолетового излучения используют фильтрующий кристалл, обеспечивающий пропускание волн ультрафиолетового диапазона и подавление волн другой длины, и систему интерференционных ультрафиолетовых фильтров. В качестве системы детектирования ультрафиолетового излучения применяют монофотонный время-координатно-чувствительный детектор. В качестве фильтрующего кристалла используют кристаллы солей Туттона, например монокристалл гексагидрата сульфата цезия-никеля. В качестве интерференционных ультрафиолетовых фильтров применена комбинация диэлектрических зеркал, обеспечивающих дополнительное подавление внеполосового излучения.
В известном устройстве за счет использования светофильтров из кристаллов солей Туттона и интерференционных светофильтров значительно улучшена способность регистрации ультрафиолетового излучения в солнечно-слепом диапазоне спектра.
Недостатком этого устройства является узкий спектральный диапазон регистрируемого излучения (только ультрафиолетовое), не позволяющий обнаруживать целый арсенал прицелов, приборов ночного видения, используемых для обнаружения боевых единиц противника и устройств наведения на цель, в которых применяются источники импульсного лазерного излучения, а также большое время обнаружения средств нападения, поэтому возникает необходимость в разработке универсальных средств противодействия обнаружению и прицеливанию.
Известно устройство определения угловых координат источника импульсного лазерного излучения, выбранное в качестве прототипа (RU 2352959 C1, 13.09.2007).
Известное устройство содержит блок управления, фотоприемное устройство на основе фотодиода, два сверхширокоугольных объектива, в фокальной плоскости которых расположены соответственно две светочувствительные матрицы, причем блок управления соединен с обеими светочувствительными матрицами и фотоприемным устройством. Время накопления сигнала каждой из светочувствительных матриц, с одной стороны, настолько мало, что обеспечивает отсутствие дневного фона, а с другой стороны, превышает время сброса накопленного сигнала второй матрицей, что обеспечивает непрерывность обзора пространства. Блок управления обеспечивает поочередное накопление сигнала светочувствительными матрицами и переключение в момент появления сигнала на выходе фотоприемного устройства светочувствительной матрицы, находящейся в режиме накопления, после его завершения в режим считывания сигнала блоком управления. Последний имеет возможность определения угловых координат импульсного лазерного источника излучения и времени появления импульсов на выходе фотоприемного устройства.
Фотоприемное устройство может дополнительно содержать входной оптический элемент, установленный перед фотодиодом и выполненный в виде полусферической линзы из рассеивающего материала, например из молочного стекла.
В устройство может быть дополнительно введен последовательный интерфейс обмена информацией с внешними устройствами, соединенный с блоком управления.
Однако известное устройство также имеет узкий спектральный диапазон регистрируемого излучения и большое время обнаружения средств нападения.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является:
- создание устройства для работы в атмосфере земли с расширенным диапазоном регистрации излучения обеспечивающего обнаружение всех существующих и перспективных средств прицеливания, наведения и средств поражения, для выполнения этого требования диапазон регистрации излучения должен быть не менее окна прозрачности атмосферы равного примерно 0,3…14 мкм;
- сокращение времени обнаружения средств прицеливания, наведения и средств поражения, а следовательно, увеличение быстродействия;
- упрощение устройства.
Предлагаемое многоспектральное оптико-электронное устройство разведки целей содержит ультрафиолетовый пеленгатор со сверхширокоугольным объективом, электронный блок управления, несколько фотоприемных устройств, перекрывающих спектральный диапазон лазерного излучения всех существующих и перспективных средств прицеливания и целеуказания, на входе фотоприемных устройств установлены полусферические диффузные рассеивающие элементы.
Кроме того, в устройство может быть дополнительно введен интерфейс обмена информацией с внешними устройствами, соединенный с электронным блоком управления.
На фиг. 1 показана функциональная схема и состав предлагаемого многоспектрального оптико-электронного устройства разведки целей:
1 - сверхширокоугольный объектив;
2 - ультрафиолетовый пеленгатор;
3 - полусферический диффузный рассеивающий элемент на первый спектральный поддиапазон лазерного излучения;
4 - фотоприемное устройство на первый спектральный поддиапазон лазерного излучения;
5 - полусферический диффузный рассеивающий элемент на второй спектральный поддиапазон лазерного излучения;
6 - фотоприемное устройство на второй спектральный поддиапазон лазерного излучения;
7 - полусферический диффузный рассеивающий элемент на третий спектральный поддиапазон лазерного излучения;
8 - фотоприемное устройство на третий спектральный поддиапазон лазерного излучения;
9 - электронный блок управления;
10 - интерфейс обмена информацией с внешними устройствами;
11 - внешнее питающее напряжение.
Для охвата всего спектрального диапазона обнаружения, равного окну прозрачности атмосферы земли, для всех существующих и перспективных лазерных импульсных средств прицеливания и целеуказания фотоприемные устройства работают в следующих трех спектральных поддиапазонах регистрации лазерного излучения, наиболее эффективных в настоящее время:
Первый поддиапазон - 0,32…1,1 мкм (фотоприемники на основе Si);
Второй поддиапазон - 0,9…2,5 мкм (фотоприемники на основе InGaAs);
Третий поддиапазон - 2…14 мкм (фотоприемники на основе HgCdTe).
Многоспектральное оптико-электронное устройство разведки целей может быть использовано, например, в системах для обнаружения летательного аппарата, боевой машины и т.п., снабженных лазерным дальномером или подсветчиком.
Предлагаемое устройство работает следующим образом.
Исходным состоянием, в котором устройство находится большую часть времени, является наблюдение за окружающим пространством.
Далее в зависимости от складывающейся боевой обстановки устройство может работать в двух основных режимах: первый режим - появилось средство поражения, лазерное излучение отсутствует, второй режим - появилось лазерное излучение от лазерных импульсных средств прицеливания и целеуказания, существует вероятность появления средств поражения.
Работа устройства в первом основном режиме.
Ультрафиолетовый пеленгатор 2 обнаруживает появившееся средство поражения (цель) и определяет его координаты. После чего по интерфейсу 10 передает на внешние устройства информацию о появлении цели и ее координатах. Далее по информации, получаемой от ультрафиолетового пеленгатора 2, электронный блок управления 9 определяет траекторию цели и делает прогноз о возможности поражения защищаемого объекта. Если прогноз неблагоприятный, то по интерфейсу 10 передается на внешние устройства сигнал о необходимости защиты объекта. Введение этой возможности позволяет значительно экономить средства защиты.
Работа устройства во втором основном режиме.
Лазерное излучение от средств прицеливания, наведения или целеуказания регистрируется соответствующим фотоприемным устройством 4, 6 или 8, после чего по интерфейсу 10 передается на внешние устройства информация о лазерном облучении. Одновременно на ультрафиолетовый пеленгатор 2 передается информация о возможном в скором времени появлении цели, что позволяет повысить быстродействие системы. Далее соответствующее фотоприемное устройство 4, 6 или 8 регистрирует параметры время-импульсной модуляции излучения лазерного источника. После чего электронный блок управления 9 проводит анализ время-импульсной модуляции излучения лазерного источника и проводит распознавание цели свой-чужой. После этого электронный блок управления 9 передает информацию о возможной будущей цели в ультрафиолетовый пеленгатор 2, что позволяет ультрафиолетовому пеленгатору 2 заранее подготовиться к обнаружению конкретной цели, что соответственно ведет к дальнейшему повышению быстродействия системы. Одновременно по интерфейсу 10 на внешние устройства передается информация о цели свой-чужой. При появлении и обнаружении цели ультрафиолетовый пеленгатор 2 действует, как в первом случае.
Устройство может обнаруживать приходящие импульсы лазерного излучения с частотой до 60 Гц и регистрировать время прихода импульсов лазерного излучения с частотой до нескольких МГц.
Устройство повышает безопасность экипажа летательного аппарата или боевой машины, применяющих предлагаемое устройство, поскольку устройство работает в пассивном режиме и, следовательно, никак не обнаруживает себя и вместе с тем непрерывно контролирует окружающее пространство на предмет обнаружения средств поражения и лазерных систем наведения на летательный аппарат или боевую машину, имеющие данное устройство.