СИСТЕМА ПОДСВЕТА ОБЪЕКТА Российский патент 2001 года по МПК G01C21/24 G01S3/784 

Изобретение относится к навигационной технике, а именно к оптико-электронным системам автоматического сопровождения движущихся объектов.

Известны системы автоматического наведения и сопровождения движущихся целей, основанные на частотном, фазовом, амплитудном, на времяимпульсном и на амплитудно-фазовом принципах, которые могут быть использованы для подсвета объекта [1].

Известные координаторы формируют сигналы, пропорциональные составляющим угла рассогласования в двух взаимно перпендикулярных плоскостях управления. Эти сигналы поступают на следящий привод системы автоматического сопровождения цели, осуществляющий перемещение оптической системы координатора так, что в любой момент времени оптическая ось направлена на цель.

К причинам, препятствующим достижению ниже указанного технического результата при использовании известного устройства относится то, что модуляция лучистого потока осуществляется механическим путем с помощью модулирующего диска, расположенного в фокальной плоскости объектива и приводимого во вращение постоянной скоростью электродвигателем.

Известно также двухкарданное устройство для подвески с отклоняющим зеркалом для прецизионной оптической системы слежения, которое разработано фирмой TRW и предназначено для использования в составе оптической системы слежения [2].

В состав этого устройства входит карданный шарнир на гибкой подвеске, четыре электродинамических привода, ориентирующий механизм, устройство согласования уровней сигнала для сопряжения с емкостным датчиком смещения и электронный блок. Емкостный датчик служит для формирования сигналов углового рассогласования по двум осям. По обеим сторонам наружного кольца карданного подвеса располагаются два исполнительных механизма системы арретирования.

С наличием подвижных электромеханических узлов связаны невысокая надежность и малое быстродействие указанных координаторов. Кроме того, конструкции этих координаторов не позволяют направить вдоль их оптических осей отраженных от зеркала лучей, а также известные координаторы цели осуществляют слежение только за целями, попадающими в прямое поле его зрения, при "потере" цели координатор не функционирует, т.е. в нем не предусмотрен режим поиска цели.

Наиболее близким устройством того же назначения по совокупности признаков к заявляемому изобретению является устройство для определения двухмерных координат объекта (координатор цели) [3]. Прототип содержит первый и второй линейчатые оптико-электронные преобразователи (ОЭП) с трансформирующими изображение объектами, входы которых подключены к выходу синхрогенератора, а выходы к входам соответствующих блоков выделения сигнала цели (пороговых элементов).

При этом линейчатые ОЭП-ы установлены взаимно перпендикулярно, так, чтобы оси вращения объектов проходили через оптические центры цилиндрических линз ОБ1 и ОБ2.

По взаимному запаздыванию (рассогласованию) строб импульса и сигнала цели ФУС1 и ФУС2 вырабатывают управляющие сигналы, знаки и величины которых пропорциональны угловым координатам цели в двух взаимно перпендикулярных плоскостях управления.

Однако известный оптико-электронный координатор не позволяет наводить луч на объект и осуществить поиск цели в случае выхода его из поля зрения координатора.

Задача заявляемого изобретения заключается в расширении функциональных возможностей координатора путем обеспечения поиска наземной цели и его подсвета из космоса.

Технический результат при осуществлении изобретения заключается в том, что повышается точность измерения угловых координат цели, т.к. луч наводится на центр изображения цели.

Указанный технический результат при этом заключается в том, что в устройство, содержащее первое устройство наведения на объект, введено дополнительно второе устройство наведения, оптически сопряженное с источником излучения, первый и второй вычитающие усилители, первые и вторые исполнительные органы и зеркало. При этом первые выходы первого и второго устройств наведения подключены к соответствующим входам первого вычитающего усилителя, а вторые выходы - к соответствующим входам второго вычитающего усилителя. Выходы первого и второго вычитающих усилителей подключены к входам соответствующих исполнительных органов, кинематически связанных с зеркалом.

Первое и третье устройства наведения имеют одинаковые структурные схемы и включают электрически связанные друг с другом координатор цели (КЦ), формирователь сигналов поиска (ФСП), первый и второй датчики углового положения (ДУП₁, ДУП₂) и коммутаторы, а также третьи и четвертые исполнительные органы (ИО₃, ИО₄), кинематически связанные с координатором цели и датчиками углового положения.

На фиг. 1 представлена блок-схема системы для подсвета, где
1 - объект;
2 - источник излучения;
3, 4 - (1, 2 соответственно) устройство наведения;
5, 6 - (1, 2 соответственно) вычитающий усилитель;
7, 8 - (1, 2 соответственно) исполнительные органы;
9 - первое зеркало;
нормаль к поверхности зеркала 9 в начале системы координат OXYZ;
9' - второе зеркало;
10 - блок коммутации;
11, 12 - (3, 4 соответственно) исполнительные органы;
13 - третье устройство наведения (УН₃);
14 - схема поджига лазера;
На фиг. 2 представлена функциональная схема блока коммутаций БК 10 где
15, 16 - (1, 2 соответственно) коммутаторы;
17 - первый радиоприемник с антенной А;
18 - трехконтактный четырехпозиционный радиоуправляемый переключатель;
19 - источник единичного напряжения +V₁;
20 - первый элемент И;
21 - первый инвертор;
22 - радиопередатчик;
V_вх1, V_вх2 - первый и второй входы;
V₃, V₄, V₅, V₆ - третий - шестой входы;
ИО₁, ИО₂, ИО₃, ИО₄, +V₁ - первый - пятый выходы блока коммутации соответственно.

На фиг. 3 представлена блок-схема первого (третьего) устройства наведения (3, 13) где
23' - первый (третий) координатор цели КЦ₁;
24 - первый (третий) световой маркер (уголковый отражатель) СМ'₁ (СМ'₁);
25, 26- (5, 6 соответственно) исполнительные органы (ИО'₅, ИО'₆, ИО'''₅, ИО'''₆;
27, 28- (1, 2 соответственно) датчики углового положения;
29, 30 - (3, 4 соответственно) коммутаторы (K'₃, K'₄, K'''₃, K'''₄;
31 - первый (третий) формирователь сигналов поиска (ФСП₁).

На фиг. 4 представлена блок-схема второго устройства наведения УН₂ 4, где
32 - второй координатор цели КЦ₂;
33 - второй световой маркер СМ₂ (второй уголковый отражатель УО₂);
34, 35 - (7, 8 соответственно) исполнительные органы (ИО₇, ИО₈);
36, 37 - (3, 4 соответственно) датчики углового положения (ДУП₃, ДУП₄);
38, 39, 40, 41, 42, 43, 44 - (5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 соответственно) коммутаторы;
45 - второй формирователь сигналов поиска (ФСП₂);
46 - коммутационный вход второго устройства наведения (УН₂).

На фиг. 5 приведена схема поджига импульсного лазера 14, где
47 - второй радиоприемник;
48 - дистанционный радиоуправляемый включатель;
49 - второй источник единичного напряжения +V₂;
50 - выход схемы поджига;
51 - второй элемент "И₂";
52 - второй инвертор (НЕ₂);
53 - третий элемент "И₃".

На фиг. 6 представлена конструкция второго пленочного зеркала 9', где
54 - установочное кольцо с ограничителями;
55 - внутренняя пневмокамера, состоящая из 2-х секций;
56 - внешняя пневмокамера;
57 - радиальные трубки (шланги);
58 - первое эластичное зеркальное полотно;
59 - диэлектрическая пленка;
60 - металлический слой;
61 - источник сжатого газа (ИСГ);
62 - второе эластичное зеркальное полотно;
63 - источник вакуума (насос);
64 - источник ЭДС;
65 - кольца, изолированные друг от друга;
66 - источники регулируемого напряжения;
67 - гофрированная эластичная полоска;
68 - третья пневмокамера;
69 - шланг (газопровод);
70 - пружина в виде хомута;
71 - вентили.

На фиг. 7 приведены совмещенные кинематические и оптическая схемы системы, где наведение координатора цели (КЦ₁) 23' первого устройства наведения УН₁ 3 на объект 1 осуществляется с помощью первого 72 и второго 73 кронштейнов исполнительных органов ИО₅ и ИО₆ (серводвигателей 25', 26'), угловые положения которых определяются с помощью датчиков углового положения (ДУП₁ и ДУП₂) (сельсинов или потенциометров) 27' и 28'. Наведение второго координатора цели 23'' второго устройства наведения на источник излучения (Солнце) осуществляется с помощью третьего 74 и четвертого 75 кронштейнов, механически связанных соответственно с валами исполнительных органов ИО₇ 34 и HO₈ 35 (серводвигателей) и угловые положения которых определяются третьим ДУП₃ 36 и четвертым ДУП₄ 37 датчиками углового положения второго устройства наведения 4.

Второе зеркало 9' установлено на карданном подвесе, состоящем из внутренней 76 и внешней 77 рам.

9' - второе зеркало, жестко установлено на кольце 54, неподвижно связанном с внешней рамой карданного подвеса 77, положение которого относительно внутренней рамы 76 регулируется с помощью третьих исполнительных органов ИО₃ (серводвигателя) 11. Положение внутренней рамы 76 относительно гиростабилизированной платформы регулируется с помощью четвертых исполнительных органов ИО₄ 12.

На фиг. 8 приведены различные положения зеркала (ϕ₁÷ϕ₆) относительно Земли 78 при его вращении вокруг своей оси.

На фиг. 9 приведена функциональная блок-схема формирователей сигналов поиска (ФСП₁ 31, ФСП₂ 65), где
79 - генератор линейно изменяющегося напряжения (ГЛИН), выход которого подключен к управляющим входам первого 80 и второго 81 амплитудных модуляторов (M₁, М₂). Выходы модуляторов подключены к первым входам соответственно первого 82 и второго 83 сумматоров (Е₁, Е₂), вторые входы которых в свою очередь подключены к выходам соответственно первого 84 и второго 85 устройства выборки хранения (УВХ₁,УВХ₂), а выходы к входам соответственно первого 86 и второго 87 аналого-цифровых преобразователей (АЦП₁, АЦП₂); 88 - квадратурный генератор (G); 89 - логический блок (ЛБ), входы которого являются соответственно первым 90, вторым 91 и синхровходом 92 формирователя сигналов поиска ФСП₁ 31, ФПС₂ 45; 93 и 94 - соответственно первый и второй его выходы.

На фиг. 10 приведена функциональная схема логического блока 89, где
90, 91, 92 - первый, второй и синхровходы; 95 и 96 - третий и четвертый инверторы (НЕ₃, НЕ₄), выходы которых подключены к синхронным входам установки единицы соответственно первого 97 и второго 98 триггеров, выходы которых подключены к D-входам соответственно третьего 99 и четвертого 100 триггеров, выходы которых в свою очередь подключены к входам четвертого элемента И 101; C - входы первых двух триггеров ТТ₁, ТТ₂ подключены к выходу четвертого 102 инвертора. Выход четвертого элемента И 101 является выходом 103 логического блока 89.

Система для подсвета объекта работает следующим образом.

Для освещения городов, расположенных в области средних широт и экватора, систему для подсветки необходимо установить на гиростабилизированной платформе, расположенной на стационарной орбите с высотой около 36000 км. К числу преимуществ следует отнести неподвижность спутника с системой наведения зеркала относительно наземного объекта.

Вследствие большой высоты стационарной орбиты одной системой возможно подсветить по выбору большое количество наземных объектов.

Со спутника на стационарной экваториальной орбите видна область Земли, простирающаяся на ± 60^o с запада на восток и на ± 70^o с севера на юг.

Экспрессная подсветка объектов в случае стихийных бедствий и аварий обеспечивается тремя системами, разнесенными на 120^o вдоль экватора, охватывающими полностью земную поверхность, за исключением полярных областей.

На стационарной орбите спутник почти все время освещен Солнцем. Длительность пребывания его в тени Земли составляет лишь 1% периода вращения Земли, что приводит к высокой эффективности системы.

Зеркало поворачивается при слежении на 45^o за 6 часов, т.е. вращается с угловой скоростью (ϕ′ = 7,5'/мин (угловых минут за минуту).

Вся система может быть обеспечена питанием солнечными батареями, которые постоянно направляются на Солнце вторым устройством наведения УН₂ 4.

Датчики наведения на Солнце обычно состоят из двух чувствительных элементов, электрически соединенных в мостовую схему. Одновременно в систему солнечной ориентации обычно входит датчик с круговым полем зрения, вырабатывающий информацию о направлении на Солнце с небольшой точностью, достаточной для ориентации на него поля зрения более точных датчиков устройства наведения 4.

Система для подсвета объекта устанавливается на гиростабилизированной платформе космического аппарата (КА). Все задачи управления полетом КА решаются системой управления. В число этих задач входят как ориентация и стабилизация положения КА при его перемещении в космическом пространстве, так и наведение устройств наведения УН₁ и УН₂ по командам с Земли на те или иные объекты.

Сигналы, характеризующие физические параметры полета, получаются от системы датчиков.

Для ориентации используются датчики направления. Стабилизация КА осуществляется также по сигналам датчика направления и по сигналам гироскопических датчиков, фиксирующих положение осей в пространстве.

Опорные параметры полета КА закладываются в память бортового ЭВМ, вводятся на борт КА по командной радиолинии от наземных станций или снимаются с датчиков гиростабилизированной платформы.

Сравнение фактических параметров полета с опорными, выделение сигнала ошибки и выработка на его основании управляющих сигналов осуществляется бортовым ЭВМ.

Вращение второго зеркала 9' вокруг двух взаимно перпендикулярных осей ОX и OY осуществляется с помощью исполнительных органов ИО₃ 11 и ИО₄ 12. Изменение ориентации установочного кольца 54 приводит к изменению ориентации второго зеркала. На внешней раме карданного подвеса, выполненного в виде кольца 77, неподвижно закрепляется установочное кольцо с ограничителями 54 и внутренняя пневмокамера 55. Эта камера через радиальные трубки (шланги) 57 пневматически соединена с концентричной внешней пневмокамерой 56, и они образуют единую герметичную полость, которая подключается к источнику сжатого газа (ИСГ) 61. При транспортировке камера пустая и ее можно складывать. При подаче газа камера примет форму колеса. Внешнее кольцо 56 может иметь радиус десятки километров. Зеркальное полотно 58 ранее на земле крепится к пневмокамерам 55, 56. При подаче в камеру газа из источника ИСГ 61 внешнее кольцо 56 тянет за собою первое зеркальное полотно 58. Когда пневмокамеры примут окончательную форму колеса, зеркальное полотно 58 должно принять форму плоскости.

Для прочности полотно может иметь капроновую основу, на которую наносят диэлектрическую пленку (например, фторопласт). Сверху диэлектрическую пленку покрывают металлическим отражающим покрытием 60 (например, алюминием).

Складные радиальные шланги 57 при подаче газа примут форму трубок. Они придают пневматическому колесу (см. фиг. 6) определенную жесткость. Таким образом, создается второе зеркало 9'. С помощью третьих 11 и четвертых 12 исполнительных органов второе зеркало 9' вращают вокруг осей OX и OY, и оно направляет отраженные солнечные лучи на наземный объект.

За счет того, что солнечный диск имеет угол зрения Ψ, отраженные от зеркала 9' лучи расходятся и освещают на земле площадь большую, чем площадь зеркала.

Второму зеркалу 9' можно придать сферическую (вогнутую) форму. Это позволяет концентрировать солнечные лучи на небольшой площади и увеличить освещенность. Сфокусированные солнечные лучи могут быть использованы в оборонных целях для поджига наземных объектов противника. В мирных целях с помощью солнечных батарей лучистая энергия может быть преобразована в электрическую. При необходимости сфокусированный луч по спирали или по любой другой заданной траектории, которая зависит от напряжений, генерируемых квадратурным генератором 45 (фиг. 6), может подсветить земную поверхность аналогично прожектору.

Для получения сферической зеркальной поверхности (см. фиг. 6) кроме первого зеркального полотна 58 используется второе зеркальное полотно 62. Эти зеркальные полотна 58, 62 крепятся только к пневмокамерам 55, 56. С радиальными трубками они не соединены. Внутренняя 55 и внешняя 56 пневмокамеры совместно с зеркальными полотнами 58, 62 образуют герметичную полость, которая подключается к источнику вакуума (вакуумному насосу) 63. Источник вакуума создает в полости между зеркалами давление более низкое, чем в окружающем космическом пространстве. Из-за избыточного внешнего давления зеркальные полотна притягиваются друг к другу и поверхности полотен принимают сферическую форму. Стрелка прогиба h может быть рассчитана заранее, и это учтено при креплении полотен к внутренней пневмокамере 55. Внутренние края полотен относительно плоскости приближены друг к другу на расстоянии 2h. При необходимости это расстояние также можно дистанционно менять в пределах 0-2h по команде с земли.

Для получения сферической зеркальной поверхности и дистанционного изменения его радиуса кривизны могут быть использованы электростатические силы.

Для этого металлические покрытия зеркальных полотен подключаются к источнику ЭДС (или напряжения) 65. Меняя напряжение можно регулировать силу электростатического притяжения полотен. Таким образом, возможно дистанционно управлять фокусировкой сферического зеркала 9' и концентрацией светового потока.

При необходимости для создания сферического зеркала возможно одновременное применение электростатических сил и избыточного давления с внешней стороны пневмосистемы.

Возможно применение обоих зеркальных поверхностей, для чего необходимо его развернуть на 180^o.

Для того, чтобы плоское зеркало преобразовать в сферическое, необходимо внутреннюю пневмокамеру 55 изготовить из двух секций, пневматически связанных друг с другом и соединенных гофрированной эластичной полоской 67. В полость гофрированной полоски укладывается третья пневмокамера 68, подключенная через отдельный газопровод (шланг) 69 к источнику сжатого газа 61. Меняя давление в третьей пневмокамере возможно дистанционно менять расстояние между двумя секциями внутренней пневмокамеры в пределах от 0 до 2h. Таким образом, меняют стрелку прогиба сферической поверхности второго зеркала 9' и радиус его кривизны.

На фиг. 6 на гофрированную полосу сверху надета пружина в виде хомута 70. Или сама гофрированная полоска должна пружинить. В нормальном состоянии две секции внутренней камеры прижаты друг к другу. При подаче газа в третью пневмокамеру 68, вставленную в полость гофрированной эластичной полоски 67, секции внутренней пневмокамеры 55 раздвигаются. При определенном давлении зеркальные полотна 58, 62 принимают форму плоскости. Чтобы не было дальнейшего раздвижения секций пневмокамеры 55 должны быть установлены ограничители с 2-х сторон. Эту роль выполняет установочное кольцо с ограничительными торцевыми выступами 54.

Для придания зеркальной поверхности полотна правильной сферической формы металлизированное покрытие на второе зеркальное полотно 62 наносится в виде концентрических колец 55. Каждое кольцо имеет свой электрический вывод, припаянный к металлическому слою.

Подбирая количество, ширину полос и напряжение, подаваемое на каждое кольцо, а также давление в третьей пневмокамере 68, возможно создание зеркальных поверхностей любой конфигурации и кривизны поверхности.

В зависимости от решаемой задачи по команде с земли с помощью бортового компьютера меняются напряжения V_i на кольцах 65 и давление в камере 68.

Для более эффективного использования системы второе крупногабаритное зеркало 9' в дневное время может быть использовано для радио, телевизионной и телефонной связи между наземными объектами. Зеркало используется как пассивный отражатель. Оно автоматически устанавливается так, что нормаль к центру зеркала совпала с направлением "зеркало - радиомаяк". Максимум лепестка направленности передающей антенны направляется в сторону зеркала. Система более эффективно работает, если передатчик имеет узкий лепесток направленности, например, для лазерной связи. Излучение передатчика попадает на зеркало и после отражения от него возвращается на земную поверхность. За счет углового расхождения излучения передатчика отраженное от зеркала излучение попадает на большую площадь. Если перед координатором цели КЦ₁ установить уголковый отражатель, а передатчик установить на следящей за спутником платформе типа УН₃, при этом угол направленности антенны может быть уменьшен до угловых минут. Таким образом, система может быть использована для лазерной связи. Для лазерной космической связи между двумя наземными объектами необходимо, чтобы второй координатор цели КЦ₂ следил за вторым наземным объектом. Для этой цели совместно с оптическими датчиками на втором координаторе КЦ₂ устанавливаются датчики радиодиапазона. Они имеют такую же конструкцию, что и в первом координаторе КЦ₁.

Для направленной двухсторонней лазерной связи между двумя наземными объектами оба передатчика должны быть установлены на следующих платформах и должны направить излучение на угловые отражатели, установленные перед соответствующими координаторами цели КЦ₁ и КЦ₂. В частотном диапазоне передатчики должны работать на разных частотах для исключения взаимных помех.

Переключение режимов работы системы осуществляется по командам с земли, подающимся по линии радиосвязи. Для этого в систему вводится блок коммуникации БК 10. С помощью этого блока система переводится в одну из четырех режимов работы (см. фиг. 2):
а) Наведение лазерного луча на цель с помощью первого зеркала 9 (I положение переключателя 18).

б) Односторонняя или двухсторонняя связь между двумя наземными объектами с помощью зеркала 9' (II положение).

в) Подсветка объекта отраженным от зеркала 9' излучением собственного передатчика (III положение).

г) Подсветка наземного объекта солнечным излучением с помощью второго зеркала 9' (IV положение).

В режиме "а" в центре подсвечиваемого наземного объекта (города), устанавливается радиомаяк. Для уменьшения мощности радиомаяк может, быть установлен на устройстве наведения, выполненного по конструкции УН₁ 3 (см. фиг. 3).

Первое устройство наведения УН₁ 3 следит за радиомаяком 1, а второе устройство наведения УН₂ 4 - за солнечным диском.

Устройства наведения 3, 4 (см. фиг. 3) постоянно следят и держат радиомаяк и центр солнечного диска на оптических осях соответствующих координаторов цели КЦ₁ и КЦ₂.

На выходах устройств наведения формируются два сигнала, пропорциональные угловым координатам цели ΔV_α,ΔDV_β в двух плоскостях управления.

Эти сигналы поступают на входы соответствующих вычитающих усилителей ВУ₁ 5 и ВУ₂ 6. Вычитающие усилители сравнивают поступающие сигналы и формируют разностные сигналы ±α = ΔV_α1-ΔV_α2 и ±β = ΔV_β1-ΔV_β2. Формированные разностные сигналы поступают соответственно на первый и второй входы блока коммуникации БК10. Третий и четвертый входы блока коммуникации подключены к соответствующим выходам первого устройства наведения 3. Пятый и шестой входы блока коммутации подключены к третьему и четвертому выходам второго устройства наведения соответственно. При этом первый, второй, третий и четвертый выходы блока коммутации подключены к входам соответствующих исполнительных органов ИО₁7, ИО₂ 8, ИО₃ 11, ИО₄ 12. Пятый выход блока коммутации подключен к входу второго устройства наведения 4.

В режиме "б" третьи ИО₃ и четвертые ИО₄ исполнительные органы кинематически связаны со вторым зеркалом 9'. Второе зеркало 9' служит для наведения солнечных лучей на наземный объект (город) в ночное время. Это же зеркало используется как пассивный отражатель для целей связи между любыми двумя наземными объектами, а также для радиотелефонной космической связи в гористой местности. В последнем случае второе зеркало 9' автоматически устанавливается перпендикулярно к оптической оси первого устройства наведения УН₁, следящей за радиомаяком 1, установленным в центре подсвечиваемого наземного объекта (города).

В режиме "г" первые и вторые исполнительные органы кинематически связаны с первым зеркалом 9. Это зеркало малого размера установлено в центре координат так, чтобы точка O совпала с центром зеркала и служит для наведения мощного лазерного луча. Это зеркало изготавливают из бериллиевой бронзы и охлаждают жидким гелием.

В режиме "г" наведения лазерного луча на цели противника в качестве объекта используется цель. Второе устройство наведения УН₂ наводится на лазер (источник излучения 2). Лазер устанавливается на третьем устройстве наведения УН₃ 13 соосно лазеру, который может быть представлен в виде цилиндра, ось (излучение) которого совпадает с оптической осью координатора цели устройства наведения УН₃. Для выделения лазера на фоне земной поверхности перед ним соосно неподвижно устанавливают световой маркер (или радиомаяк).

В зависимости от этого работают оптические или радиолокационные датчики (преобразователи) второго координатора цели КЦ₂. Первый, второй и третий выходы - это выходы от радиолокационного датчика, а четвертый, пятый и шестой - это выходы оптического датчика.

На фиг. 2 радиоприемник 17 с антенной А по команде с земли переводит трехконтактный переключатель в одну из четырех позиций (I, II, III, IV). В зависимости от положения переключателя на исполнительные органы ИО₁, ИО₂, ИО₃ и ИО₄ поступают на отработку сигналы с выходов вычитающих усилителей или с третьего и четвертого выходов первого устройства наведения. Кроме того, переключатель 18 соединяет коммутационный пятый выход БК 10 с выходом источника единичного сигнала (+V₁) 19 (IV позиция).

При верхнем (I) положении переключателя 18 система работает в режиме "а". Выходы вычитающих усилителей 5 и 6 через коммутаторы 15, 16 подключаются к входам первого и второго исполнительных органов 7 и 8 соответственно. Система управляет первым центральным металлическим зеркалом 9.

При этом, на пятом выходе блока коммуникации 10 появляется единичный сигнал +V₁, который поступает на вход коммутации устройства наведения УН₂ 4.

В этом случае система используется для наведения мощного лазерного луча на цель. Источник излучения 2 (лазер) устанавливается на устройстве наведения УН₃ 13. Отрабатывая сигналы управления в 2-х плоскостях третье устройство наведения 13 наводит лазер на световой маркер (или уголковый отражатель), установленный перед координатором цели второго устройства наведения УН₂.

Второе устройство наведения в свою очередь наводится на световой маркер (радиомаяк), установленный перед лазером 2. Когда выходные сигналы координаторов цели второго 4 и третьего 13 устройств наведения становятся равными нулю, оптические оси их совпадают. Луч лазера при этом попадает в точку O. Оптическая ось координатора цели КЦ₁ первого устройства наведения УН₁ 4, после отработки сигналов рассогласования совпадают с направлением "O - объект". После отработки исполнительными органами ИО₁ 7 и ИО₂ 8 разностных сигналов вычитающих усилителей, поступающих с их выходов, первое зеркало принимает следующее положение. Нормаль в точке начала координат O становится биссектрисой угла между оптическими осями координаторов цели первого и второго устройств наведения 3 и 4. Падающий лазерный луч после отражения от первого зеркала 9 попадает в цель 1.

Для поджига импульсного лазера гигантской мощности необходимо подать на него импульс поджига в тот момент, когда выходные сигналы всех координаторов цели устройств наведения 3, 4, 13 и на выходах вычитающих усилителей 5 и 6 становятся равными нулю. Выходы их необходимо подключить к элементу И 20 с инвертором НЕ₁ 21. Единичным сигналом на выходе инвертора поджигают лазер. Для передачи информации о нулевых значениях сигнала на выходах координаторов цели и вычитающих усилителей можно использовать радиосвязь или лазерную связь.

В среднем (II) положении переключателя на вторых входах первого 15 и второго 16 коммутаторов имеем нулевое значение сигнала. При этом, выходы вычитающих усилителей подключаются к входам третьих ИО₃ и четвертых ИО₄ исполнительных органов, т.е. система управляет вторым пленочным зеркалом 9'.

Второй и третий контакты переключателя 18 соединяют выходы коммутаторов 15 и 16 с входами третьих и четвертых исполнительных органов. Эти исполнительные органы отрабатывают сигналы рассогласования, поступающие на первые входы коммутаторов 15 и 16 с выходов вычитающих усилителей ВУ₁ 5 и ВУ₂ 6. Вращая второе пленочное зеркало 9', система обеспечивает космическую связь между двумя наземными объектами. Для этого на указанных объектах устанавливаются радиомаяки. Первое устройство наведения 3 наводится на объект (радиомаяк) 1, а второе устройство наведения 4 - на второй радиомаяк. Второе зеркало 9' автоматически устанавливается так, что если направить на зеркало луч или радиоизлучение в УКВ или СВЧ диапазонах, или лазерный луч, то после отражения от металлического слоя второго зеркала 9' излучение попадает на второй наземный объект и наоборот. Для обеспечения скрытности для указанной цели можно использовать первое (маленькое) зеркало 9. Таким образом, может быть осуществлена космическая связь между двумя наземными объектами.

В третьем (III) положении переключателя 18 единичный сигнал +V₁ с выхода источника поступает на вторые входы первого и второго коммутаторов 15, 16, и они пропускают на выход блока коммутации сигналы с третьего (V₃) и четвертого (V₄) выходов первого устройства наведения УН₁ 3. Эти сигналы с первого и второго выходов координатора цели КЦ₁ первого устройства наведения VH₁ поступают для отработки на входы третьих и четвертых исполнительных органов. При этом, второе зеркало 9' становится перпендикулярно оптической оси первого устройства наведения УН₁, направленного на радиомаяк 1.

В четвертом (IV) положении радиоуправляемого переключателя 19 система работает в режиме "г". При этом единичное напряжение +V₁ с выхода блока 18 поступает на пятый выход блока коммуникации 10. Этот выход подключен к входу второго устройства наведения УН₂ 4.

Для работы в четвертом режиме "г" необходимо, чтобы второе устройство наведения 4 имел координатор цели КЦ₂ 32 (см. фиг. 4), датчики которого могли работать как в оптическом диапазоне (выходы 1, 2, 3), так и в диапазоне радиоволн (выходы 4, 5, 6).

По сравнению с первым 3 и третьим 13 устройствами наведения (см. фиг. 3) второе устройство наведения УН₂ 4 (см. фиг. 4) включает в себя дополнительно пятый, шестой, седьмой, восьмой и девятый коммутаторы. При отсутствии единичного сигнала на коммутационном входе 37 первый, второй и третий выходы координатора через коммутаторы 32, 33 и 34 подключаются к соответствующим входам формирователя сигналов поиска 31. Кроме того, первый и второй выходы координатора цели 23 через восьмой 35 и девятый 36 коммутаторы подключаются к первым входам третьего 29 и четвертого 30 коммутаторов.

При нулевом сигнале на вторых входах указанных (29 и 30) коммутаторов первый и второй выходы КЦ₃ 23 подключаются к входам соответственно пятых 25 и шестых 26 исполнительных органов.

Таким образом, при нулевом сигнале на коммутационном входе третьего устройства наведения 4 оно работает так же, как и первое 3 и третье 13 устройства наведения (см. фиг. 3).

В нижнем положении радиоуправляемго переключателя 18 на коммутационный вход 46 второго устройства наведения 4 поступает единичный сигнал +V₁. При этом пятый, шестой, к седьмой коммутаторы 38, 39, 40 пропускают на вход формирователя сигнала поиска (ФСП) 45 сигналы с четвертого, пятого и шестого выходов КЦ₂ 32 соответственно.

Десятый 43 и одиннадцатый 44 коммутаторы при этом пропускают на первые входы восьмого 41 и девятого 42 коммутаторов сигналы с четвертого и пятого выходов координатора цели второго устройства наведения 4 (см. фиг. 3а).

В этом случае работают оптические датчики второго координатора цели 32 второго устройства наведения УН₂ 4.

Координаторы цели КЦ₁ 23 первого 3 (и третьего 13) устройств наведения работают в радиодиапазоне.

В остальном принципы работы устройств наведения 3, 4, 13 совпадают.

При необходимости работы в оптическом диапазоне в первом и третьем устройствах наведения могут быть использованы устройства наведения типа УН₂, подав на коммутационный вход единичный сигнал +V₁.

В поле зрения первого устройства наведения УН₁ 3 попадает объект 1. В случае, когда объект не совпадает с оптической осью координатора УН₁, сигналы управления на выходе КЦ₁ не равны нулю.

Разностные сигналы координатора КЦ₁ 23 подаются на пятые ИО₅ 25 и шестые ИО₆ 26 исполнительные органы (серводвигатели) для отработки. С помощью первого 72 и второго 73 кронштейнов и соответствующих серводвигателей 25 и 26 производится поворот координатора КЦ₁ вокруг осей OX и OY. Оптическая ось КЦ₁ всегда направлена в точку O, т.е. в центр сферы, по поверхности которого перемещается координатор КЦ₁ 23. После отработки сигналов рассогласования КЦ₁ координатор КЦ₁ 23 становится в положение, когда его оптическая ось совпадает с направлением на объект (радиомаяк) 1. В случае, когда система для подсвета объекта устанавливается на подвижном объекте, например на борту летательного аппарата, она для "развязки" должна быть установлена на гиростабилизированной платформе. Угловое положение первого координатора цели КЦ₁ 23 относительно платформы в двух плоскостях управления может быть измерено с помощью первого ДУП₁ 27 и второго ДУП₂ 28 датчиков углового положения (сельсинов или потенциометров).

Для наведения остронаправленной антенны системы автоматического сопровождения по направлению (АСН) используется радиопеленгационный метод [4].

В радиодиапазоне вместо координаторов цели КЦ₁ и КЦ₃ используются АСН₁ и АСН₂.

Передающая антенна радиолокационной станции РЛС устанавливается в центре подсвечиваемого объекта на земной поверхности (например, города) и излучает электромагнитные волны в окружающее пространство. Для уменьшения мощности радиолокационного устройства автоматического сопровождения объекта по направлению (АСН) на КЦ₁ 23 может быть установлен уголковый отражатель 24.

Уголковый отражатель состоит из трех отражающих пластин, скрепленных между собой так, чтобы плоскости были взаимно перпендикулярными. В уголковом отражателе падающая энергия от РЛС после двух- или трехкратного отражения от плоскостей трех пластин направляется в ту же сторону, откуда пришло излучение. Поэтому уголковый отражатель малых размеров может создать интенсивное отражение [4].

Передающая антенна РЛС с помощью устройства автоматического сопровождения объекта по направлению (АСН) наводится на уголковый отражатель и направляет на нее электромагнитные волны. Первое устройство автоматического сопровождения объекта по направлению (АСН₁) в свою очередь направляет ось первого координатора цели КЦ₁ 23 (совпадающую с равносигнальным направлением АСН₁) на источник излучения - РЛС 1.

Устройства автоматического сопровождения объекта по направлению АСН₁ и АСН₁ 3 могут быть выполнены по методу конического сканирования луча антенны или по моноимпульсному методу измерения угловых координат, обеспечивающим более высокую точность и позволяющим использовать как импульсное, так и непрерывное излучение энергии [4].

При использовании первого метода, как известно, при отклонении объекта от равносигнального направления максимум диаграммы направленности антенны то приближается к объекту, то удаляется от него, вследствие чего импульсы отраженных сигналов модулируются по амплитуде с частотой конического сканирования луча, а глубина модуляции зависит от величины рассогласования. Кривая, огибающая вершины отраженных импульсов, является сигналом ошибки. Начальная фаза огибающей импульсов зависит от того, насколько отклонится объект от равносигнального места по азимуту и углу места. Автоматическое сопровождение объема сводится к тому, что ось антенны автоматически поворачивается до тех пор, пока сигнал ошибки не станет равным нулю. Когда сигналы ошибок обоих устройств АСН станут равными нулю, равносигнальные линии передающей и приемной антенн совпадают, и оптическая ось первого координатора КЦ₁ будет направлена на излучающую антенны РЛС 1.

Второй координатор цели КЦ₂ 32 наводится на Солнце с помощью третьего 74 и четвертого 75 кронштейнов и кинематически связанных с ними седьмыми ИО₇ 34 и восьмыми ИО₈ 35 исполнительными органами (серводвигателями) второго устройства наведения УН₂ 4 соответственно. Угловое положение координатора КЦ₂ относительно гиростабилизированной платформы измеряется с помощью третьего и четвертого датчиков углового положения 36 и 37. При повороте КЦ₂ вокруг осей OX и OY его оптическая ось всегда проходит через начало системы координат OXYZ.

ПЗС - линейки, используемые в координаторе для наведения на Солнце, не боятся локальных пересветок и не выходят из строя даже при тысячекратном превышении светового потока по сравнению с потоком насыщения. Для повышения помехоустойчивости координатора Солнца перед объективами ПЗС-линеек устанавливаются оптические фильтры, пропускающие излучение только в ближней ИК-области спектра, например типа ИКС-7, и нейтральные светофильтры, которые уменьшают яркость изображения солнечного диска до необходимых величин.

При любых положениях координаторов цели КЦ₁ и КЦ₂, перемещающихся по поверхности сферы, их оптические оси пересекаются в центр сферы O. Второе зеркало 9' установлено на карданном подвесе. Карданный подвес, состоящий из внутренней 76 и внешней 77 рам, кинематически связанных с третьим ИО₃ 11 и четвертым ИО₄ 12 исполнительными органами (серводвигателями 11 и 12) соответственно обеспечивает поворот зеркала вокруг осей OY и OX.

Для направления падающих на зеркало солнечных лучей (совпадающей с оптической осью КЦ₂) вдоль линии "O - цель" (совпадающей с оптической осью КЦ₁) используются вычитающие усилители (блоки сравнения) ВУ₁ 5 и ВУ₂ 6.

Входы первого вычитающего усилителя ВУ₁ 5 подключены к выходам первого УН₁ 3 и второго УН₂ 4 устройства наведения. В I положении переключателя 18 выходы первого вычитающего усилителя ВУ₁ подключаются к входам первых исполнительных органов ИО₁ 11. ИО₁ обеспечивает поворот первого зеркала 9 вокруг оси OY. Первый и второй входы второго вычитающего усилителя ВУ₂ 6 подключены ко вторым выходам первого УН₁ и второго УН₂ устройств наведения соответственно. Выход ВУ₂ подключается к входу вторых исполнительных органов ИО₂. ИО₂ обеспечивают поворот зеркала вокруг оси OX.

Вычитающие усилители (блоки сравнения) 5 и 6 формируют разностные сигналы ΔU = U₁-U₂, где U₁ и U₂ - напряжения, снимаемые с двух датчиков углового положения УН₁ и УН₂, (например, с потенциометров). Подвижные контакты потенциометров кинематически связаны с кронштейнами, с помощью которых координаторы цели КЦ₁ и КЦ₂ направляются на объект 1 и на источник излучения 2. Вычитающий усилитель выполнен на операционном усилителе. Разностный сигнал ΔU на выходе вычитающего усилителя пропорционален разности углов Δα (или Δβ) в двух плоскостях управления (XOZ и YOZ). Разностный сигнал ±ΔU поступает для обработки на соответствующие исполнительные органы ИО₁ 11 и ИО₂ 12. Исполнительные органы вращают зеркало вокруг осей OX и OY, сводя сигналы рассогласования к нулю.

При выходе объекта первого координатора цели КЦ₁, система переходит в режим "поиска". При этом входы пятых и шестых исполнительных органов через третьи 29 и четвертые 30 коммутаторы подключаются к выходам первого формирователя сигналов поиска ФСП₁ 31.

Аналогично при выходе источника излучения 2 из поля зрения второго координатора цели 32 второго устройства наведения УН₂ 4 входы седьмых 34 и восьмых 35 исполнительных органов подключаются к выходам ФСП₂ 45.

Формирователи сигналов поиска ФСП₁ 31 устройств наведения УН₁, УН₂ формируют два сигнала, сдвинутых по фазе на 90^o (sin ϕ, cos ϕ) с линейно нарастающей амплитудой. При подаче таких сигналов исполнительные органы ИО₅ 25 и ОИ₆ 26 (34 и 35) вращают КЦ₁ (КЦ₂) вокруг осей OX и OY так, что оптическая ось координаторов сканируются по спиральной развертке.

После попадания Солнца в поле зрения второго координатора цели его излучение регистрируется с помощью оптико-электронных преобразователей КЦ₂ 32. С его выходов на синхровходы 92 ФСП поступают синхроимпульсы с выходов синхрогенератора, а на первый 90 и второй 91 входы ФСП - формированные сигналы с выходов блоков выделения сигналов цели. При наличии обоих сигналов с выходов блоков выделения сигналов цели система переходит в режим слежения. Коммутаторы 41, 42, 43, 44 подключают входы исполнительных органов ИО₇ и ИО₈ к выходам координатора цели КЦ₂ 32 УН₂.

Формирователи сигналов поиска (ФСП₁) 31 и (ФСП₂) 45 работают следующим образом (см. фиг. 9).

Если в промежутке между двумя соседними синхроимпульсами не появится импульс цели (хотя бы на одном из информационных входов ФСП₁), то на выходе логического блока 103 появится уровень логической единицы (работа логического блока будет рассмотрена ниже), который блокирует запись новой информации в УВХ₁ 84 и УВХ₂ 85. В момент переключения на выходе ЛБ 103 нуля в единицу, т.е. по переднему фронту видеосигнала, напряжение на выходе ГЛИН 79 обнуляется и начинает линейно нарастать (с нуля).

Выходное напряжение ГЛИН модулирует посредством модуляторов M₁ 70 и М₂ 71 гармонические сигналы с выходов квадратурного генератора 78. Причем сигналы на выходах квадратурного генератора 88 сдвинуты по фазе на 90^o. Это позволяет получить на выходах амплитудных модуляторов 80 и 81 гармонические сигналы, сдвинутые по фазе на 90^o (синус и косинус), с линейно нарастающей амплитудой.

На выходах первого и второго сумматоров 72 и 73 появляются напряжения, равные сумме напряжений на выходах модуляторов соответственно 80 и 81 и УВХ₁, УВХ₂ соответственно 84 и 85, т.е. здесь напряжения на выходах соответственно УВХ₁ модулятора М₁ и сумматора Σ1.
Аналогично АЦП₁ 86 и АЦП₂ 87 преобразуют напряжения на выходах сумматоров соответственно 82 и 83 в цифровой сигнал. Если от ФСП₁ и ФСП₂ требуются управляющие сигналы поиска в аналоговой форме, то необходимость в АЦП₁ 86 и АЦП₂ 87 отпадает.

Подавая сигналы с выходов сумматоров 82 и 83 (посредством АЦП₁ 86 и АЦП₂ 87) на пятые и шестые (седьмые и восьмые) исполнительные органы устройств наведения УН₁ (УН₂), обеспечивающие поворот КЦ₁ 23 (КЦ₂ 32) в двух взаимно перпендикулярных плоскостях вокруг осей OX и OY системы координат OXYZ, связанной с гиростабилизированной платформой, добиваются сканирования пространства. Положение начала спирали зависит от напряжений на выходах УВХ₁ 84 и УВХ₂ 85, т.е. эти напряжения пропорциональны тангенсам угловых координат.

Если в поле зрения координатора КЦ₁ 23 (КЦ₂ 32) появляется радиомаяк (или солнце), то излучение регистрируется с помощью детекторов или ОЭП-ов, и на выходах блоков выделения цели БВЦ появляются импульсы выделения цели [3], которые обеспечат уровень логического нуля на выходе ЛБ 103. В этот момент (по заднему фронту импульса на выходе ЛБ 89 в УВХ₁ 84 и УВХ₂ 85 записываются мгновенные (текущие) значения напряжений на выходах сумматоров соответственно 82 и 83, а также обеспечивается нулевое напряжение на выходе ГЛИН. И пока цель будет находиться на пути луча, логический блок будет формировать "I", что обеспечивает нулевое напряжение на выходе ГЛИН 79, а на выходе сумматоров 82 и 83 напряжение не будет меняться, т.к. в УВХ₁ 84 и УВХ₂ 85 хранятся величины напряжений, сформированные на выходах сумматоров 82 и 83 в момент прихода "O" на выходе ЛБ 89 (т.е. а на, выходе ГЛИН - "O" (т.е. = 0).

Таким образом, обеспечивается неподвижное положение зеркала 9. Если цель уходит из поля зрения КЦ₁ 23 или (КЦ₂ 32), то на выходе ЛБ 89 появится уровень логической единицы, ГЛИН начинает вырабатывать линейно нарастающее напряжение, блокируется запись в УВХ₁ 84 и УВХ₂ 85 и процесс (спиральная развертка) начинается, причем центр спирали находится на прямой, которая пересекала цель в момент ее "ухода" из поля зрения координатора цели.

Если в поле зрения координатора цели не появилась цель, и напряжение на выходе ГЛИН выросло до какого-то наперед заданного значения (которое определяется полем зрения системы), то ГЛИН сбрасывает выходное напряжение и весь описанный процесс начинается заново.

Квадратурный генератор 88 может быть реализован так, как указано на рис. 5.12, стр. 137 [7], УВХ - так, как указано на рис. 3.1. стр.77 в [7]. При этом чтобы УВХ и сумматоры были бы не инвертирующими, необходимо последовательно с ними включать инверторы с единичным коэффициентом передачи - 1 (см. рис. 1.8 "в", стр. 18 в [7]).

АЦП может быть реализован по схемам, приведенным в [6] (см. рис. 24, 23, стр.458).

В качестве амплитудных модуляторов могут быть использованы типовые амплитудные модуляторы, причем управляющие входы которых подключены к выходу ЛБ, а входы для несущей частоты - к соответствующим выходам квадратурного генератора.

ГЛИН может быть реализован на основе типового генератора нарастающей "пилы".

В описываемом формирователе могут быть использованы микросхемы типа К153УД2, К140УД7, К140УД8, К154УД2, полевые транзисторы с изолированным затвором, конденсаторы с малым значением тангенса-угла потерь и т.д.

Логический блок 89 можно реализовать так, как указано на фиг. 10. ЛБ функционирует следующим образом.

Синхроимпульс, пришедший на вход 91 посредством инвертора 102, обнуляет первый 97 и второй 98 триггеры, причем это происходит по заднему фронту синхроимпульса, т.к. применяются триггеры на микросхемах типа К155ТМ2, которые переключаются при переключении "0" в "1".

По переднему фронту синхроимпульса информация из указанных триггеров переписывается в третий 99 и четвертый 100 триггеры (эти триггеры также реализованы на микросхемах типа К155ТМ2). Такая работа четырех триггеров обеспечивается тем, что импульсы на их синхровходы поступают в противофазах.

Первый 97 (или второй 98) триггер будет в единичном состоянии, если в текущий период между двумя соседними синхроимпульсами с соответствующего блока выделения цели (БВЦ) на вход 90 (102) придет импульс цели, иначе - в нулевом состоянии. Эта информация, после прихода синхроимпульса, переписывается в третий 99 (четвертый 100) триггер.

Таким образом, на прямом выходе третьего 99 (четвертого 100) триггера появляется логическая единица, если в прошедшем промежутке между двумя соседними синхроимпульсами появится импульс объекта с выхода соответствующего БВЦ, иначе - нулевое значение сигнала.

Нулевое состояние хотя бы одного из двух 99 и 100 триггеров обеспечивает уровень логического нуля на выходе ЛБ. Это обеспечивает элемент И91, который может быть реализован на микросхеме типа К155ЛИ1.

Инверторы могут быть реализованы на микросхеме типа К155ЛН1.

Исполнительные органы в системах для подсвета могут быть использованы гироскопические, электромеханические и электрогидравлические. Первые предпочтительнее, так как являются безынерционными [1]. В этом случае, при отклонении оси координатора от направления коррекционные датчики, на которые посылаются сигналы перекрестным образом и, связанные с осями рам, создают вращающие моменты, под действием которых гироскоп прецессирует в направлении объекта.

Измеряя силу тока в обмотках корреляционных датчиков (величина моментов), можно определить проекции вектора угловой скорости линии визирования на два взаимно перпендикулярные направления [1]. Остановив на осях вращения рамок карданного узла движки потенциометрических датчиков, можно определить угловые координаты относительно платформы, на которой закреплен гироскоп. В этом случае корпуса датчиков должны быть жестко связаны с платформой [1].

В качестве серводвигателей в электромеханических установках автоматического сопровождения можно использовать двигатели постоянного тока [1]. С учетом величины и знаков выходных сигналов серводвигатели устраняют рассогласования между осью координаторов и направлением на цель. На осях вращения рамок координатного узла устанавливают движки потенциометров или сельсины, с которых снимаются сигналы, определяющие угловое положение координаторов цели относительно оси управляемого объекта.

Для получения сигнала, пропорционального угловой скорости линии визирования, используются тахогенераторы, кинематически связанные с валами серводвигателей. Эти же тахогенераторы могут быть использованы как элементы гибкой обратной связи. Для управления объектом используется информация об угловом положении и угловой скорости линии визирования следящего привода. Сигналы, пропорциональные угловому положению координаторов, снимаются с потенциометров или сельсинов-датчиков, установленных на осях вращения рамок карданного подвеса. А сигналы, пропорциональные угловой скорости линии визирования, снимаются с сопротивлений, включенных в цепи обмоток коррекционных датчиков моментов гироскопического привода или с тахогенераторов, кинематически связанных с серводвигателями электромеханического привода.

Кроме автоматического подсвета наземных объектов устройство обеспечивает выдачу информации об угловом положении цели относительно оси OZ. Для этой цели используется информация об угловом положении наземного объекта, снимаемая с выходов ДУП₁ 27 и ДУП₂ 28. Разработанная система по сравнению с прототипом обеспечивает автоматическую подсветку наземных объектов из космоса. При этом повышается точность измерения угловых координат, так как луч наводится на центр изображения цели.

Источники информации, принятые во внимание при составлении заявки.

1. Криксунов Л. З., Усольцев И.Ф. Инфракрасные системы./ М., "Сов. Радио", 1968, стр. 157-239.

2. Шумейко И. И. (редактор). Астронавтика и ракетодинамика./ Экспресс-информация, N 43, М., 1989, стр. 27-34.

3. Заявка ФРГ N 3412076. G 01 B-11/03. Устройство для определения двумерных координат световой точки.

4. Патент США N 3946233. Система оружия для обнаружения и использования против неподвижных и движущихся целей.

5. Сонин Е.К. Радиоэлектронное оборудование космических аппаратов./ М., "Энергия", 1972, стр. 6-17, 24-33, 72-92.

6. Шило В.Л. Линейные интегральные схемы. М., "Сов. Радио", 1979, стр. 158.

7. Алексенко А.Г., Коломбет К.А., Стародуб Г.И. Применение прецизионных аналоговых ИС./ М., "Сов. Радио", 1980.

Система используется в навигации. Система для подсвета объекта содержит источник излучения, первое устройство наведения, оптически сопряженное с объектом, первое зеркало, кинематически связанное с первыми и вторыми исполнительными органами. Второе устройство наведения оптически сопряжено с источником излучения. Второе зеркало кинематически связано с третьими и четвертыми исполнительными органами, входы которых подключены к соответствующим выходам блока коммутации, первый и второй входы которого подключены к выходам соответствующих вычитающих усилителей, первые и вторые выходы которых подключены к первому и второму выходам соответственно первого и второго устройств наведения. Вход второго устройства наведения подключен к пятому выходу блока коммутации, первый и второй выходы которого соединены с соответствующими исполнительными органами, третий и четвертый входы подключены к соответствующим выходам первого устройства наведения, а пятый и шестой входы - соответственно к третьему и четвертому выходам второго устройства наведения. Повышена точность измерения угловых координат цели, расширены функциональные возможности. 11 з.п. ф-лы, 10 ил.

1. Система для подсвета объекта, содержащая источник излучения, первое устройство наведения, оптически сопряженное с объектом, и первое зеркало, кинематически связанное с первыми и вторыми исполнительными органами, отличающаяся тем, что она содержит дополнительно второе устройство наведения, оптически сопряженное с источником излучения, первый и второй вычитающие усилители, блок коммутации, третьи и четвертые исполнительные органы и второе зеркало, кинематически связанное с третьими и четвертыми исполнительными органами, входы которых подключены к соответствующим выходам блока коммутации, первый и второй входы которого подключены к выходам соответствующих вычитающих усилителей, первые и вторые выходы которых, в свою очередь, подключены к первому и второму выходам соответственно первого и второго устройств наведения, при этом вход второго устройства наведения подключен к пятому выходу блока коммутации, первый и второй выходы которого соединены с соответствующими исполнительными органами, третий и четвертый входы подключены к соответствующим выходам первого устройства наведения, а пятый и шестой входы - соответственно к третьему и четвертому выходам второго устройства наведения. 2. Система для подсвета объекта по п.1, отличающаяся тем, что блок коммутации содержит первый и второй коммутаторы, первый радиоприемник, трехконтактный четырехпозиционный радиоуправляемый переключатель, первый источник единичного напряжения, первый элемент И, первый инвертор и радиопередатчик, при этом первые и третьи входы первого и второго коммутаторов являются соответственно первым - четвертым входами блока коммутации, первый, третий выходы которого через радиоуправляемый переключатель соединены с выходами первого коммутатора, второй и четвертый - с выходом второго коммутатора, а пятый выход в третьей позиции переключателя соединен с выходом источника единичного напряжения, кроме того, вторые и третьи контакты переключателя запараллелены, а в третьей позиции выход источника единого напряжения подключен к запараллеленным вторым входам первого и второго коммутаторов, при этом первый - шестой входы элемента И подключены соответственно к первому - шестому входам блока коммутации, а выход через инвертор - к радиопередатчику. 3. Система для подсвета объекта по п.1, отличающаяся тем, что первое и третье устройства наведения имеют одинаковые структурные схемы и содержат кинематически связанные первый координатор цели, пятые и шестые исполнительные органы, первый и второй датчики углового положения, входы которых являются соответственно первым и вторым выходами устройства наведения, кроме того, оно содержит первый формирователь сигналов поиска и третий, четвертый коммутаторы, первые входы которых соединены соответственно с первым и вторым выходами координатора цели соответственно, первый, второй и третий выходы которого соединены с соответствующими входами формирователя сигналов поиска, первый и второй выходы которого подключены к третьим входам соответственно третьего и четвертого коммутаторов, а третий выход - к запараллеленным вторым входам третьего и четвертого коммутаторов, выходы которых, в свою очередь, соединены со входами пятых и шестых исполнительных органов соответственно. 4. Система для подсвета объекта по п.1, отличающаяся тем, что второе устройство наведения содержит кинематически связанные второй координатор цели с установленными на нем световым маркером (или уголковым отражателем), седьмые и восьмые исполнительные органы, третьи и четвертые датчики углового положения, выходы которых являются первым и вторым выходами устройства наведения, а также пятый - одиннадцатый коммутаторы и второй формирователь сигналов поиска, при этом первые входы пятого, шестого и седьмого коммутаторов подключены соответственно к первому, второму и третьему выходам, а третьи входы - соответственно к четвертому, пятому и шестому выходам второго координатора цели, первый и второй выходы которого являются третьим и четвертым соответственно выходами устройства наведения, кроме того, вторые входы указанных коммутаторов запараллелены со вторыми входами десятого и одиннадцатого коммутаторов и являются входом коммутации устройства наведения, при этом выходы пятого, шестого и седьмого коммутаторов подключены соответственно к первому, второму и третьему входам второго формирователя сигналов поиска, первый и второй выходы которого подключены соответственно к третьим входам восьмого и десятого коммутаторов, вторые входы которых запараллелены и подключены к третьему выходу второго формирователя сигналов поиска, при этом первые входы восьмого и девятого коммутаторов подключены соответственно к выходам десятого и одиннадцатого коммутаторов, первые входы которых подключены к первому и второму, а третьи входы - к четвертому и пятому выходам второго координатора цели соответственно. 5. Система для подсвета объекта по п.4, отличающаяся тем, что источником излучения является лазер, который установлен на третьем устройстве наведения, при этом лазер соединен со схемой поджига, первый и второй входы которой подключены к третьему и четвертому выходам третьего устройства наведения. 6. Система для подсвета объекта по п.5, отличающаяся тем, что схема поджига лазера содержит второй радиоприемник, дистанционно управляемый включатель, соединенный со вторым источником единичного сигнала, а также последовательно соединенные второй элемент И, второй инвертор и третий элемент И, второй вход которого подключен через дистанционно управляемый включатель к источнику единичного напряжения, а выход третьего элемента И является выходом схемы поджига лазера, кроме того, первый и второй входы второго элемента И являются входами системы поджига, связанные с третьим и четвертым выходами третьей системы наведения соответственно. 7. Система для подсвета объекта по п.3, отличающаяся тем, что формирователь сигналов поиска содержит логический блок, выход которого подключен к входу обнуления генератора линейно изменяющегося напряжения и запараллеленным входам разрешения записи первого и второго устройств выборки-хранения, выходы и информационные входы которых подключены соответственно к первым входам и выходам соответственно первого и второго сумматоров, вторые входы которых подключены соответственно к выходам первого и второго модуляторов, первые входы которых запараллелены и подключены к выходу генератора линейно изменяющегося напряжения, а вторые входы первого и второго модуляторов подключены соответственно к первому и второму выходам квадратурного генератора, кроме того, выходы первого и второго сумматоров подключены к входам соответственно первого и второго аналого-цифровых преобразователей, при этом входы и выход блока, а также выходы аналого-цифровых преобразователей являются соответственно входами и выходами формирователя управляющих сигналов. 8. Система для подсвета объекта по п.1, отличающаяся тем, что первое устройство наведения, оптически сопряженное с объектом, содержит первый координатор цели, кинематически связанный через первый и второй кронштейны с пятыми и шестыми исполнительными органами и с первым и вторым датчиками углового положения соответственно, при этом второе устройство наведения, оптически сопряженное с источником излучения, содержит второй координатор цели, кинематически связанный через третий и четвертый кронштейны с седьмыми и восьмыми исполнительными органами и третьим и четвертым датчиками углового положения, при этом первое зеркало кинематически связано с первыми исполнительными органами и установлено на внутренней раме первого карданного подвеса, внешняя рама которого кинематически связана со вторыми исполнительными органами, кроме того, система содержит второй карданный подвес, состоящий из внутренней и внешней рам, кинематически связанных соответственно с третьими и четвертыми исполнительными органами, при этом внешняя рама второго карданного подвеса соединена с концентрическим кольцом, на котором закреплено второе зеркало. 9. Система для подсвета объекта по п.1, отличающаяся тем, что второе зеркало выполнено в виде двух, концентричных внешнему кольцу карданного подвеса и связанных с ним, внутреннего и внешнего пневмокамер, соединенных пневматически друг с другом радиальными трубками, а также с источником сжатого газа (воздуха), при этом пневмокамеры и радиальные трубки связаны с зеркальным полотном, состоящим из эластичной диэлектрической пленки, на которое нанесен отражающий свет металлический слой (например, алюминий). 10. Система для подсвета объекта по п.9, отличающаяся тем, что второе зеркало содержит дополнительно второе зеркальное полотно, которое устанавливается на фиксированном расстоянии от первого, при этом металлические слои полотен подключены к разным полюсам вновь введенного источника ЭДС. 11. Система для подсвета объекта по п.9, отличающаяся тем, что первое и второе зеркальные полотна совместно с внутренней и внешней пневмокамерами создают герметичную полость пониженного давления, подключенную к вновь введенному источнику вакуума. 12. Система для подсвета объекта по п.10, отличающаяся тем, что внутренняя пневмокамера выполнена из двух секций, пневматически связанных друг с другом и соединенных гофрированной эластичной полоской так, что имеет возможность относительного смещения друг от друга, кроме того, металлический слой второго зеркального полотна имеет форму изолированных друг от друга концентрических колец, подключенных к разным регулируемым источникам напряжения.