УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ И ИЗМЕРЕНИЯ АЗИМУТАЛЬНЫХ КООРДИНАТ СВЕТОИЗЛУЧАЮЩИХ ОБЪЕКТОВ Российский патент 2010 года по МПК G01C1/00 G01C3/08 

Изобретение относится к области измерений азимутальных координат, в частности к автоматическим угломерным оптико-электронным устройствам, предназначенным для обнаружения импульсных светоизлучающих объектов (целей) и измерения их азимутальных координат.

Известно устройство для измерений азимута светоизлучающих объектов, содержащее приемник излучения и N приемных объективов, оптические оси которых расположены в азимутальной плоскости так, что угол между оптическими осями соседних приемных объективов равен 360°/N [1].

Недостатком данного устройства является его низкая надежность при поиске и распознавании объекта.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство для определения азимута светоизлучающих объектов, содержащее N секторных клиновидных объективов с углами клина по азимуту 360°/N, по углу места угол клина задается требуемым угловым полем, входной торец клина выполнен в виде сферы, выходной торец плоский и совпадает с фокальной плоскостью объектива, объективы соприкасаются боковыми поверхностями и образуют кольцевую монолитную оптическую систему, на выходной торец объектива нанесен фоточувствительный слой, соединенный токопроводящим слоем, нанесенным в виде металлических отражающих покрытий на клиновидные поверхности объективов, определяющие поле зрения объектива по углу места, токопроводящие слои через контактные платы соединены с соответствующими входами блока обработки [2].

Недостатком данного устройства является низкая надежность и обнаружительная способность, а также узкий спектральный диапазон.

Целью изобретения является повышение надежности распознавания объекта, расширение спектрального диапазона и увеличение обнаружительной способности.

Указанная цель достигается тем, что устройство содержит N примыкающих друг к другу и образующих кольцо зеркальных внеосевых параболоидов. В фокальной плоскости каждого параболоида установлена диафрагма поля, за которой размещается приемник излучения. Зеркальные параболоиды соприкасаются боковыми поверхностями и образуют монолитную оптическую систему в виде кольца. Выходы приемников излучения подключены к электронному тракту обработки сигнала, в котором производится принятие решений о наличии цели в угловом поле одного из каналов, т.е. решается задача обнаружения объекта и по номеру канала определяется азимутальная координата цели.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена принципиальная оптическая схема устройства для обнаружения и измерения азимутальных координат светоизлучающих объеков, а на фиг.2 приведена оптическая схема одного из N оптических каналов устройства.

Устройство содержит N оптических каналов, а каждый оптический канал представляет собой зеркальный внеосевой параболоид 1, в фокальной плоскости которого установлена диафрагма поля 2, а за ней расположен приемник излучения 3. Оптические каналы объединены таким образом, что, примыкая друг к другу, образуют кольцо. Размеры диафрагмы поля 2 выбирают таким образом, чтобы угловое поле по азимуту каждого из N оптических каналов составляло 360°/N. Таким образом, угловые поля всех N оптических каналов примыкают друг к другу и охватывают 360° по азимуту.

Устройство работает следующим образом. Поток излучения от цели, расположенной в угловом поле одного из N оптических каналов параболоида 1, фокусируется зеркальным параболоидом 1 на приемник излучения 3 соответствующего канала. Приемник излучения 3 преобразует поток в электронный сигнал, поступающий в электронный тракт системы (не показан). Азимутальная координата определяется по номеру оптического канала, в который поступает поток излучения от объекта (цели). Поскольку механическое сканирование в системе отсутствует, устройство позволяет обнаружить короткоимпульсные цели, например пуски ракет. Обнаружение производится по дешифровочным признакам цели, заложенным в алгоритм обнаружения, реализуемый в электронном тракте, к которому подключены приемники излучения 3.

Построение оптического канала на основе зеркального внеосевого параболоида 1 позволяет расширить спектральный диапазон работы, который определяется параметрами приемника излучения 3. В качестве приемника излучения 3 могут использоваться, например, глубокоохлаждаемые одноэлементные приемники излучения, работающие в средней и дальней ИК-области спектра, что в свою очередь позволяет обнаруживать низкотемпературные источники излучения, источники, находящиеся на большом расстоянии. Использование зеркального внеосевого параболоида 1 позволяет также предусмотреть для каждого приемника излучения 3 требуемое пространство для размещения, что особенно важно при использовании охлаждаемых приемников излучения.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Здор С.Б., Широков В.Б. «Оптический поиск и распознавание». Москва, Наука, 1973, с.28.

2. Авторское свидетельство СССР №1685128 А1, М. кл. G01B 11/26, от 05.05.1989 г. (прототип).

Устройство для обнаружения и измерения азимутальных координат светоизлучающих объектов, содержащее N приемных оптических каналов, оптические оси которых расположены в азимутальной плоскости через угол 360°/N. Устройство содержит N приемников излучения, расположенных в фокальной плоскости каждого канала и подключенных к электронному тракту. Приемные оптические каналы выполнены в виде примыкающих друг к другу и образующих кольцо внеосевых зеркальных параболоидов. В фокальных плоскостях параболоидов перед приемниками излучения установлены диафрагмы поля, обеспечивающие примыкающие друг к другу угловые поля 360°/N. Технический результат - повышение надежности распознавания объекта, расширение спектрального диапазона и увеличение обнаружительной способности. 2 ил.

Устройство для обнаружения и измерения азимутальных координат светоизлучающих объектов, содержащее N приемных оптических каналов, оптические оси которых расположены в азимутальной плоскости через угол 360°/N, N приемников излучения, расположенных в фокальной плоскости каждого канала и подключенных к электронному тракту, отличающееся тем, что приемные оптические каналы выполнены в виде примыкающих друг к другу и образующих кольцо внеосевых зеркальных параболоидов, в фокальной плоскости которых перед приемниками установлены диафрагмы поля, обеспечивающие примыкающие друг к другу угловые поля 360°/N.