29.03.2019
219.016.f593

УГОЛКОВЫЙ ОТРАЖАТЕЛЬ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к локационной технике и может быть использовано в качестве отражающего элемента в спутниковой лазерной дальнометрии для точного определения координат навигационных и геодезических спутников. Уголковый отражатель выполнен, например, из кварца в виде призмы с боковыми гранями 2, 3, 4 в форме треугольника, на которых имеется отражающее покрытие. На входную преломляющую грань 5 призмы нанесена диэлектрическая пленка в виде круговой зоны 6 с выполнением условия: S=/S, где S - площадь круговой зоны диэлектрической пленки, S - площадь входной преломляющей грани призмы, причем диэлектрическая пленка выполнена, например, из окисла кварца с толщиной h, удовлетворяющей условию: h=λ/4(n-1), где λ - длина волны излучения, n - коэффициент преломления материала пленки, и нанесена с обеспечением получения кольцевой диаграммы направленности отраженного излучения. Технический результат - повышение надежности и точности локации за счет увеличения доли энергии, которая распределяется по периферии отраженного лазерного пучка, повышение соотношения «сигнал/шум». 6 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к локационной технике и может быть использовано в качестве отражающего элемента в спутниковой лазерной дальнометрии для точного определения координат навигационных и геодезических спутников.

Известен уголковый отражатель [1], выполненный в виде тетраэдра с тремя металлизированными отражающими гранями, в котором два двугранных угла равны π/2, а третий - π/2(S+1), где s 1, 2, 3, 4. Длины его ребер R1, R2, R3 выбраны из соотношения R1:R2:R3=а:а:1.

Известен также призменный уголковый отражатель [2], выполненный в виде трехгранной пирамиды, двугранные углы между боковыми отражающими гранями которой также равны π/2, π/2 и π/2(S+1), где S - целое положительное число, ребра отражателя выполнены с размерами Р1 и Р2, определяемыми из математических соотношений. Показатель преломления материала отражателя также определяется из приведенного соотношения.

Известные уголковые отражатели используются для обеспечения отражения лазерного излучения от различных объектов, в том числе спутников Земли, строго в обратном направлении на передатчик.

Недостатком известных технических решений является то, что за счет аберрации скорости отраженный луч возвращается со смещением, достигающим нескольких угловых секунд, которое зависит от орбиты спутника, при этом в известных уголковых отражателях [1] и [2]) основная часть энергии приходится на центр пятна и расходуется впустую.

Наиболее близким к предлагаемой полезной модели по технической сущности является уголковый отражатель [3], выполненный, например, из кварца в виде призмы, боковые грани которой выполнены в форме треугольника, при этом на поверхности боковых граней призмы нанесен слой отражающего металлического покрытия, например, из алюминия или серебра, с выполнением условия Sпокр.общ.<Sгр.общ., где Sпокр.общ. - суммарная площадь отражающего покрытия, Sгр.общ. - суммарная площадь боковых граней призмы, причем уголковый отражатель выполнен с обеспечением формирования многолепестковой диаграммы направленности с периферийными пятнами освещенности в ее сечении.

В других вариантах выполнения уголка [3] отражающее металлическое покрытие нанесено с выполнением условия , где i=1-3, Sпокр.i. - площадь покрытия i-й боковой грани, Sгр.i.- площадь i-й грани призмы, или

нанесено с выполнением условия Sпокр.i.<Sгр.i., где i=1-3, Sпокр.i. - площадь покрытия i-й боковой грани, Sгр.i.- площадь i-й грани призмы.

Недостатками известного устройства [3] являются недостаточная точность и надежность локации для спутников, орбита которых находится на расстоянии примерно 19000 км от Земли.

Технический результат, заключающийся в повышении точности и надежности локации за счет увеличения доли энергии, которая распределяется по периферии отраженного лазерного пучка (по периферии диаграммы направленности), а также в повышении соотношения «сигнал/шум», достигается в предлагаемом уголковом отражателе, выполненном, например, из кварца в виде призмы с боковыми гранями в форме треугольника, на которых имеется отражающее покрытие, достигается тем, что на входную преломляющую грань призмы нанесена диэлектрическая пленка в виде круговой зоны с выполнением условия:

Sкр.зоны=1/2 Sвx.гр., где

Sкр.зоны - площадь круговой зоны диэлектрической пленки,

Sвx.гp. - площадь входной преломляющей грани призмы, причем диэлектрическая пленка выполнена, например, из окисла кварца с толщиной h, удовлетворяющей условию: h=λ/4(n-1), где λ - длина волны излучения, n - коэффициент преломления материала пленки, и нанесена с обеспечением получения кольцевой диаграммы направленности отраженного излучения.

Сущность полезной модели поясняется чертежами:

- на фиг.1 показан вид на боковую грань отражательного уголка;

- на фиг.2 показан вид на входную грань уголка;

- на фиг.3 показан вид на входную грань уголка;

- на фиг.4 показан уголок в разрезе с падающим и отраженным лазерным излучением;

- на фиг.5 приведена дифракционная картина в дальней зоне;

- на фиг.6 показана зависимость освещенности от углового расстояния до оси отраженного пучка от УО с пленкой, нанесенной на входную грань.

Уголковый отражатель выполнен в виде призмы 1 (фиг.1) с тремя боковыми гранями 2, 3 и 4 и входной фронтальной гранью 5.

На входную фронтальную грань 5 наносится тонкая пленка 6 из окисла кремния круглой формы площадью Sкр.зоны таким образом, чтобы она закрывала половину площади Sвx.гp. входной грани 5 уголкового отражателя.

Предлагаемый уголковый отражатель работает следующим образом.

Пучок падающего лазерного излучения 9 (фиг.4) входит в уголковый отражатель 1 через его входную (фронтальную) грань 5. После полных внутренних отражений от боковых граней 2, 3 и 4 пучок отраженного лазерного излучения выходит из отражателя 1 через фронтальную грань 5 в направлении 10, противоположном направлению падения.

Для спутников навигационной системы ГЛОНАСС оптимальная форма распределения освещенности имеет вид кольца с угловым расстоянием до оси, примерно равным пяти угловым секундам (фиг.5).

Дифракционная картина в дальней зоне и зависимость освещенности от углового расстояния до оси отраженного пучка от уголкового отражателя 1 с пленкой 6, нанесенной на входную грань 5, показаны на фиг.6.

Толщина пленки 6 должна обеспечивать сдвиг фаз между центральным и периферийным пучком, равный π. Интерференция этих параллельных пучков в дальней зоне (на бесконечности) приводит к выдавливанию энергии на периферию отраженного пучка.

Уголковый отражатель с нанесенным на его грань рисунком покрытия является радиальным амплитудно-фазовым дифракционным элементом, свойства которого зависят от состояния поляризации падающего излучения. Это обеспечивает в дальней зоне особый вид диаграммы направленности и позволяет управлять как ее угловой шириной, так и распределением энергии внутри нее.

Ретрорефлекторные системы на базе уголковых отражателей устанавливаются на геодезических и навигационных спутниках для отражения луча лазерного дальномера. Измерение времени пути лазерного импульса позволяет с высокой точностью определить параметры орбиты спутника и координаты наземного пункта. Боковые грани 2,3,4 уголкового отражателя 1, как правило, выполняются с металлическим покрытием из алюминия или серебра. Если все двугранные углы при этом не имеют отклонений от 90°, то распределение интенсивности отраженного света в дальней зоне представляет собой дифракционную картину Эйри с угловой шириной центрального максимума между первыми нулями 2γ≈2,44λ/D, где D - диаметр апертуры УО.

Специфика применения УО в системах спутниковой дальнометрии заключается в том, что отраженный лазерный луч отклоняется от направления на передатчик вследствие так называемого явления скоростной аберрации, причем величина угла отклонения составляет 2 u/с, где u - тангенциальная составляющая скорости движения спутника, а с - скорость света. Это отклонение зависит от высоты орбиты спутника и может достигать при небольших высотах примерно 10 угловых секунд, что означает смещение центра светового пятна на поверхности Земли на десятки-сотни метров от передатчика. Следовательно, для работы дальномерной системы необходимо, чтобы энергия отраженного лазерного пучка была сосредоточена не на оптической оси, а на его периферии.

Уголковый отражатель выполнен из кварца.

Геометрические размеры: каждая грань представляет собой треугольник со сторонами 24 мм, при этом углы граней срезаны для удобства закрепления.

Источники информации

1. Патент РФ на изобретение №2020668, М. кл. H01Q 15/18, опубл. 30.09.1994.

2. Патент РФ на изобретение №2101740, М. кл. H01Q 15/18, опубл. 30.09.1994.

3. Патент РФ на полезную модель №84141, МПК G02B 5/122, опубл. 27.06.2009.

Уголковый отражатель, выполненный, например, из кварца в виде призмы с боковыми гранями в форме треугольника, на которых имеется отражающее покрытие, отличающийся тем, что на входную преломляющую грань призмы нанесена диэлектрическая пленка в виде круговой зоны с выполнением условияS=/S,где S - площадь круговой зоны диэлектрической пленки,S - площадь входной преломляющей грани призмы,причем диэлектрическая пленка выполнена, например, из окисла кварца толщиной h, удовлетворяющей условию h=λ/4(n-1), где λ - длина волны излучения, n - коэффициент преломления материала пленки, и нанесена с обеспечением получения кольцевой диаграммы направленности отраженного излучения.
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 17.
27.09.2014
№216.012.f87c

Кольцевая ретрорефлекторная система

Изобретение может быть использовано в ретрорефлекторных системах (PC) космических аппаратов. Кольцевая ретрорефлекторная система состоит из уголковых отражателей с пирамидальной вершиной и основанием, на боковых гранях которых имеется отражающее покрытие. В каждом уголковом отражателе один из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002529449
Дата охранного документа: 27.09.2014
27.12.2015
№216.013.9e8c

Опорно-поворотное устройство преимущественно телескопа

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано для больших телескопов с альт-азимутальной монтировкой. Опорно-поворотное устройство (ОПУ) содержит основание, вилку с полым штырем, установленную на основании с возможностью поворота относительно азимутальной оси,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002572218
Дата охранного документа: 27.12.2015
10.04.2016
№216.015.2e1d

Почвообрабатывающее орудие

Изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения, в частности к орудиям для глубокой обработки почвы. Почвообрабатывающее орудие содержит раму с попарно установленными левосторонними и правосторонними наклонными рабочими органами с закрепленными на них долотами с наклонными...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002579231
Дата охранного документа: 10.04.2016
20.08.2016
№216.015.4b7b

Устройство световозвращающее

Устройство световозвращающее содержит металлический корпус, в котором размещены: винт регулировочный, опора, ложемент, призменный уголковый световозвращатель с боковыми гранями в форме треугольников и срезами углов у входной грани, опорное кольцо с выступом, фиксирующий элемент. Срезы углов...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002594636
Дата охранного документа: 20.08.2016
25.08.2017
№217.015.aa5b

Почвообрабатывающее орудие

Изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения и может быть использовано для глубокой обработки почвы. Почвообрабатывающее орудие содержит раму с закрепленными на ней наклонными стойками с правосторонними и левосторонними ножами. Наклонные стойки размещены попарно и имеют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002611835
Дата охранного документа: 01.03.2017
25.08.2017
№217.015.ae67

Рабочий орган глубокорыхлителя

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению. Рабочий орган глубокорыхлителя содержит стойку с приваренным кронштейном. К кронштейну прикреплено долото с режущей плоскостью и делитель-деформатор, расположенные во взаимно перпендикулярных плоскостях. В делителе-деформаторе...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002612782
Дата охранного документа: 13.03.2017
25.08.2017
№217.015.ae9b

Способ минимальной обработки почвы

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к способам обработки почвы. Способ включает полосное рыхление почвы. При этом обработку нечетных полос осуществляют чизельными рыхлителями на глубину 0,25-0,4 м, а четных полос – плоскорезными рыхлителями на глубину 0,06-0,12 м....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002612798
Дата охранного документа: 13.03.2017
25.08.2017
№217.015.ae9c

Рабочий орган для обработки почвы

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению. Рабочий орган для обработки почвы включает телескопическую стойку со сквозными отверстиями, совмещенными на подвижной части. На подвижной части рабочего органа закреплено долото и выполненный с возможностью перемещения подлапник с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002612809
Дата охранного документа: 13.03.2017
25.08.2017
№217.015.bd77

Ретрорефлекторная сферическая система

Изобретение может быть использовано в оптическом диапазоне в качестве пассивной автономной ретрорефлекторной сферической системы (РСС) для калибровки измерений дальности лазерными дальномерами. РСС содержит равномерно расположенные в шарообразном корпусе несквозные отверстия, внутри которых...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002616439
Дата охранного документа: 14.04.2017
26.08.2017
№217.015.e587

Секция сеялки для разноглубинного гнездового посева семян пропашных культур

Секция сеялки для разноглубинного гнездового посева семян пропашных культур содержит кронштейн, шарнирно-рычажную параллелограммную подвеску, пневматический высевающий аппарат с бункером, распределяющее устройство, трехуровневый сошник, загортачи, прикатывающее колесо и шлейф. Для подачи семян...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002626757
Дата охранного документа: 31.07.2017

Похожие РИД в системе