×
13.02.2018
218.016.2970

ОПТИКО-ЛОКАЦИОННАЯ ТЕЛЕВИЗИОННАЯ СИСТЕМА

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0001840874
Дата охранного документа
27.07.2014
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к оптической локации. Достигаемый технический результат - расширение области применения за счет увеличения динамического диапазона по дальности действия с одновременным улучшением помехозащищенности и качества изображения во всем диапазоне дальностей. Указанный результат достигается за счет того, что заявленная система содержит два лазерных излучателя, устройство измерения, первый приемник лучистой энергии (ПЛЭ), индикатор дальности, блок установки дальности, телевизионный прибор наблюдения, второй ПЛЭ, видеоконтрольное устройство, блок выбора цели по дальности, блоки переключения, перестройки частоты, программного управления, задержек, а также преобразователь и запоминающую электронно-лучевую трубку с блоком разверток, соединенные между собой определенным образом. 1 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области оптической локации, в частности, к локации, использующей видимое и инфракрасное облучение объектов в совокупности с замкнутым телевизионным прибором наблюдения и устройством дальнометрирования. Может быть использовано для наблюдения как видимых, так и невидимых, подвижных и неподвижных объектов в любых метеорологических условиях в составе оптико-электронных станций наблюдения, применяемых на средствах передвижения на суше, в воздухе или на воде.

Известны способы и устройства оптической локации, основанные на импульсном облучении объектов с помощью лазерных излучателей, и отображении полученной информации в замкнутом телевизионном приборе наблюдения. Например, работа Л.А. Юрьевой, В.И. Гарина в сб. «Методы оценки характеристик и обоснование оптимальных режимов работы бортовых обзорно-визирных средств» ЦНИИ №30 МО, 1968 г. стр. 92, заявка ФРГ №1623485 от 9.11.67 г., кл. МПК G01S 7/48, заявка Великобритании №1262416 от 30.06.70 г., кл. МПК G01S 7/48, заявка Великобритании №1291474 от 5.12.69 г., кл. МПК G01S 9/62, «ИК прибор видения в плохих метеоусловиях» в сб. «Радиоэлектроника за рубежом» вып. 25 за 1970 г., патент ФРГ №2053111 от 20 декабря 1973 года, кл. МПК - G01S 9/62, а также оптический локатор для систем видения в тумане со стробированием по дальности, описанный в сборнике «Зарубежная электронная техника» №1 за 1975 год, стр.20.

Общей особенностью аналогов является наличие управляющей связи между лазерным устройством измерения дальности и активным телеприбором наблюдения, посредством которой осуществляется выдача данных о дальности по крайней мере одного обнаруженного объекта измерения, и стробирование приемного канала телевизионного прибора наблюдения. Такая односторонняя связь, достаточная для автоматического выбора нужной цели на заданной дальности для наблюдения объектов, подсвеченных лазерным излучателем дальномера или активного телеприбора, не обеспечивает сохранения характеристик качественного изображения наблюдаемых объектов во всем динамическом диапазоне дальностей. Кроме того, вышеупомянутые устройства имеют ограниченные области применения по дальности и классу целей. Например, область применения экспериментального образца 1968 года («Радиоэлектроника за рубежом» вып. 25 за 1970 г.), использующего в качестве лазерного излучателя полупроводниковый диод на GaAs ограничена дальностью до 100 м, а современная система видения в тумане («Зарубежная электронная техника» №1 за 1975 год) имеет диапазон по дальности от 150 м до 15 км, однако используемый в ней лазер на алюмо-иттриевом гранате с частотой импульсных посылок от 1 до 64 Гц не обеспечивает подсвет и наблюдение быстроперемещающихся целей на малых дальностях в плохих метеоусловиях (см. также перевод № Ц-8788 М., 1973, стр. 15).

Из известных оптико-локационных телевизионных систем наблюдения за целью наиболее близкой по технической сущности является оптическая установка для обнаружения объектов (патент ФРГ №2053111 от 20 декабря 1973 года).

Установка содержит лазерное устройство измерения дальности и активный телевизионный прибор наблюдения за целью. Устройство измерения дальности имеет первый импульсный излучатель на основе лазера, первый приемник и устройство индикации дальности, а телеприбор наблюдения за целью включает в себя второй импульсный излучатель, второй приемник, состоящий из усилителя изображения и электронно-лучевой трубки, видеоконтрольное устройство и устройство выбора цели по расстоянию. В этой установке устройство выбора цели активного телеприбора наблюдения соединяется с устройством индикации дальности лазерного устройства измерения дальности посредством установочного устройства по дальности, обеспечивая таким образом настройку устройства выбора цели на дальности одного из объектов измерения. Однако, несмотря на применение двух лазерных излучателей, работающих как на одной длине волны 1,06 мкм, так и на двух 1,06 и 0,53 мкм за счет использования второй гармоники основной лазерной частоты, область применения подобной установки ограничена обнаружением и наблюдением сравнительно медленноперемещающихся (до 500 км/час) удаленных целей, так как максимальная частота излучения лазера в этой установке не может превышать 100 Гц (принята 25 Гц). Кроме того, в вышеупомянутой оптической установке, несмотря на применение автоматического устройства изменения угла раскрыва приемника телеприбора, не обеспечивает постоянства характеристик качественного изображения наблюдаемых объектов в широком динамическом диапазоне дальностей на одном видеоконтрольном устройстве, так как динамический диапазон облученностей на входе приемника телеприбора за счет изменения угла раскрыва не превышает в лучшем случае 25 дБ, а мощное импульсное лазерное излучение с постоянной частотой делает установку уязвимой для систем оптического обнаружения и противодействия противника.

Целью настоящего изобретения является расширение области применения за счет увеличения динамического диапазона по дальности действия с одновременным улучшением помехозащищенности и качества изображения во всем диапазоне дальностей.

Поставленная цель достигается тем, что предлагаемая оптико-локационная телевизионная система, содержащая как и прототип два лазерных излучателя, устройство измерения дальности с приемником лучистой энергии дальномера и блоком индикации дальности и телевизионный прибор наблюдения с приемником лучистой энергии телеприбора, видеоконтрольным устройство и блоком выбора цели по расстоянию, который соединен с устройством измерения дальности через блок установки дальности, снабжена блоком перестройка частоты первого лазерного излучателя, блоком переключения режима работы телевизионного прибора наблюдения, блоком программного управления, блоком задержек, преобразователем тока в частоту и запоминающей электронно-лучевой трубкой с блоком разверток, причем блок перестройки частоты первого лазерного излучателя соединен с блоком индикации дальности дальномера и блоком переключения режима работы телевизионного прибора наблюдения, подключенным своим входом к блоку программного управления, а выходами соединенным с приемником лучистой энергии телеприбора наблюдения и блоком разверток запоминающей электронно-лучевой трубки, подключенной к видеоконтрольному устройству, а также со вторым лазерным излучателем и через блок задержек с блоком выбора цели по расстоянию и блоком установки дальности, а преобразователь тока в частоту подключен своим входом к приемнику телеприбора наблюдения, а выходом - к блоку перестройки частоты первого лазерного излучателя.

На чертеже представлена функциональная схема оптико-локационной телевизионной системы.

Оптико-локационная телевизионная система содержит устройство измерения дальности 1, с приемником лучистой энергии 2, дальномера 1 и блоком индикации дальности 3, телевизионный прибор наблюдения 4, с приемником лучистой энергии 5 телеприбора 4, блоком выбора цели по расстоянию 6 и видеоконтрольным устройством 7, причем вход блока выбора цели 6 соединен с выходом блока индикации 3 через блок установки дальности 8. Первый лазерный излучатель 9 соединен с приемником лучистой энергии телеканала 5 и блоком перестройки частоты 10, который подключен к блоку индикации дальности 3 и блоку переключения режима работы 11 телевизионного прибора наблюдения 4, а также соединен с приемником 5 телеприбора 4 через преобразователь ток-частота 12. Вход блока переключения режима работы 11 нагружен на выход блока программного управления 13, а выходы блока переключения 11 соединены с блоком разверток 14 запоминающей электроннолучевой трубки 15, подключенной к видеоконтрольному устройству 7 телеприбора 4. Выход блока переключения 11 подключен также ко второму лазерному излучателю 16 и через блок задержек 17 к блоку установки дальности 8 и блоку выбора цели по расстоянию 6.

Система работает следующим образом. Поиск цели производится в поле зрения приемников лучистой энергии 2 и 5 дальномера 1 и телевизионного прибора наблюдения 4 в условиях хорошей видимости без подсвета первым или вторым лазерными излучателями, являющимися соответственно излучателями ближнего подсвета 9 и дальнего подсвета 16. Дальность до выбранной цели определяется известным импульсным методом: на малой дальности с помощью однократных или кратных кадровой частоте посылок оптических импульсов лазерным излучателем ближнего подсвета 9, управляемым через блок перестройки частоты 10, работающем в ждущем режиме от блока программного управления 13, регистрацией отраженных от цели сигналов приемником лучистой энергии 2, дальномера 1, индикацией дальности в блоке индикации 3 и стробированием приемника лучистой энергии 5 телеканала 4 через блоки установки дальности 8 и выборе цели 6. Стробирование приемника 5 в начальный момент посылки импульсов излучения защищает приемник 5 от перегрузки помехой обратного рассеяния. На больших дальностях измерение расстояний до обнаруженных целей производится с помощью лазерного излучателя дальнего подсвета 16 и устройства измерения дальности 1 со стробированием как приемника лучистой энергии 2 дальномера 1 в начальный момент посылки импульса, так и приемника лучистой энергии 5 телеприбора 4 с задержкой по дальности и выбором длительности строб-импульса дальности с помощью блока задержек 17. Индикация дальних и быстроперемещающихся целей осуществляется на запоминающей ЭЛТ 15. Как лазерный излучатель дальнего подсвета 16, так и блок задержек 17 управляются через блок переключения режима работы 11 от блока программного управления 13. В условиях плохой видимости обзор пространства и поиск цели начинает производиться с малых дальностей с подсветом пространства лазерным излучателем ближнего подсвета 19, частота импульсных посылок которого изменяется в широких пределах от 1 Гц до 10 кГц. От всех объектов, попадающих в поле зрения приемника лучистой энергии 2 дальномера 1, в приемнике 2 выделяются импульсы цели, а блок индикации дальности 3 постоянно определяет время задержки между посланными импульсами и отраженными, т.е. измеряет дальность до целей. Однозначный выбор одного из нескольких обнаруженных объектов и одновременное измерение его дальности с высокой точностью производится так же, как в прототипе посредством установки блока выбора дальности цели 6 на дальность одного из объектов измерения, последовательно обнаруженных лазерным устройством измерения дальности 1. Импульсы, отраженные от объектов измерения, одновременно попадают и на приемник лучистой энергии 5 телеприбора наблюдения 4, который открывается в зависимости от начала подачи импульсов лазера ближнего подсвета 9, посредством связи от блока выбора цели 6 к приемнику 5. В отличие от прототипа, в котором облучение целей лазерным излучателем телеприбора осуществляется с фиксированной частотой 25 Гц, в предложенной системе частота посылок лазерного излучателя ближнего подсвета 9 может изменяться в широких пределах от 1 Гц до 10 кГц при помощи обратной связи с приемника лучистой энергии 5 телеприбора 4, в цепи которой установлен преобразователь тока в частоту 12. За счет этой связи улучшается качество изображения при перестройке системы с наблюдения за ближними целями на более удаленные. Повышение частоты импульсного подсвета лазерного излучателя 9, в качестве которого используется полупроводниковый ОКГ, позволяет увеличить чувствительность приемника лучистой энергии 5 телевизионного прибора 4, в качестве которого обычно применяются стробируемые электронно-оптические преобразователи и телевизионные электронно-лучевые трубки с накоплением заряда или их твердотельные аналоги, также формирующие видеосигнал с зарядного изображения. Так как повышение чувствительности происходит за счет увеличения накопления электрического заряда чувствительной площадки за кадр изображения, повышение частоты эквивалентно увеличению дальности наблюдения, т.е. расширению динамического диапазона по дальности. Если после обнаружения цели посредством телевизионного прибора наблюдения 4, изменяется местоположение цели, телеприбор 4 устанавливается при помощи блока индикации дальности 3 и блоком установки 8 таким образом, что цель остается на экране видеоконтрольного устройства 7, а на выходе блока установки дальности 8 - соответствующая дальность. В случае отсутствия целей в зоне действия ближнего подсвета, с помощью блока программного управления включается лазерный излучатель дальнего подсвета 16 и производится выбор целей и их наблюдение в зоне дальнего действия. Наблюдение обстановки в этой зоне может производиться либо на обычном видеоконтрольном устройстве 7, либо на запоминающей электронно-лучевой трубке 15, так как частота посылок импульсов излучателем дальнего подсвета 16 может быть сделана сколь угодно малой, вплоть до единичной посылки в минуту. Кроме того, в предложенной оптико-локационной системе возможен режим одновременного обзора ближних и дальних целей при одновременном действии лазерных излучателей ближнего подсвета 19 и дальнего подсвета 16, но работающих с разными частотами запуска, управляемыми с блока переключения режимов работы 11 телевизионного прибора наблюдения 4. При этом осуществляется одновременное наблюдение близких медленнопеременяющихся целей на экране обычного видеоконтрольного устройства 7, а более удаленных и близких быстроперемещающихся - на экране запоминающей электронно-лучевой трубки 15. Так как видеоконтрольное устройство 7 телевизионного прибора 4 работает обычно с нормальным разложением изображения, на нем регистрируются и быстроперемещающиеся удаленные цели, характеризующиеся небольшими угловыми скоростями относительно телевизионной системы наблюдения. Фоновая обстановка на разных дальностях может регистрироваться выборочно во времени по программе, задаваемой оператором через блок программного управления 13. Программа управления лазерным излучателем дальнего подсвета 16 может задаваться по случайному закону, затрудняя таким образом обнаружение оптико-локационной телевизионной системы и введение в строй активных помех и оружия противодействия противника, повышая помехозащищенность системы.

Использование в оптико-локационной телевизионной системе новых блоков перестройки частоты, преобразователя ток-частота, переключателя режима работы телеприбора, запоминающей электронно-лучевой трубки, блока программного управления и связей, обеспечивающих работу системы в различных режимах по обнаружению и наблюдению за целью, выгодно отличает предлагаемую систему от указанного прототипа, так как при сохранении преимуществ прототипа по сравнению с аналогами в части однозначного выбора одной из нескольких обнаруженных целей и одновременного измерения дальности до нее с высокой точностью, она позволяет расширить область применения прототипа за счет увеличения динамического диапазона по дальности действия с одновременным улучшением помехозащищенности и качества изображения во всем диапазоне дальностей. А это в свою очередь приводит к расширению класса обнаруживаемых целей: как более удаленных и неподвижных, так и близлежащих и быстроперемещающихся.

Оптико-локационная телевизионная система, содержащая два лазерных излучателя, устройство измерения с последовательно связанными первым приемником лучистой энергии и индикатором дальности, блок установки дальности, телевизионный прибор наблюдения, включающий последовательно связанные второй приемник лучистой энергии и видеоконтрольное устройство, а также блок выбора цели по дальности, причем первый выход первого лазерного излучателя связан со входом первого приемника лучистой энергии, второй выход - со вторым входом индикатора дальности, выход последнего связан с первым входом блока установки дальности, выход блока установки дальности связан с первым входом блока выбора цели по дальности, выход блока выбора цели по дальности - с первым входом второго приемника лучистой энергии, второй вход которого связан с выходом второго лазерного излучателя, отличающаяся тем, что, с целью расширения области применения за счет увеличения диапазона действия по дальности и улучшения помехозащищенности и качества изображения, в нее введены блоки переключения, перестройки частоты, программного управления, задержек, преобразователь и запоминающая электронно-лучевая трубка с блоком разверток, причем вход блока переключения связан с выходом блока программного управления, первый выход - с первым входом блока перестройки частоты, второй - со входом блока задержек, третий - со входом первого лазерного излучателя, четвертый - со входом блока разверток, пятый - с третьим входом второго приемника лучистой энергии, первый вход запоминающей электронно-лучевой трубки связан с выходом видеоконтрольного устройства, второй - с выходом блока разверток, второй вход блока перестройки частоты связан через преобразователь со вторым выходом второго приемника лучистой энергии, первый выход - со входом второго лазерного излучателя, второй - с третьим входом индикатора дальности, первый выход блока задержек связан со вторым входом блока установки дальности, второй - со вторым входом блока выбора цели по дальности.
ОПТИКО-ЛОКАЦИОННАЯ ТЕЛЕВИЗИОННАЯ СИСТЕМА
Источник поступления информации: Роспатент
+ добавить свой РИД