СПОСОБ ЗАЩИТЫ ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННОГО КООРДИНАТОРА ОТ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ Российский патент 2025 года по МПК G01S7/481 G01S17/06 

Изобретение относится к области помехоустойчивости самонаводящихся систем на источник оптического излучения.

Известен способ наведения самонаводящегося элемента в условиях лазерного воздействия [см., например, пат. 2816482 RU, МПК F42B 15/01, F41G 7/22. Способ наведения самонаводящегося боеприпаса в условиях лазерного воздействия / Кулешов П.Е.; заявитель и патентообладатель ВУНЦ ВВС «ВВА имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина» (г. Воронеж). №2023119400; заявл. 21.07.2023; опубл. 29.03.2024, Бюл. №10], основанный на приеме оптического излучения цели оптико-электронным координатором (ОЭК) самонаводящегося боеприпаса (СНБП), измерении выходных сигналов фотоприемника (ФП) оптического излучения цели ОЭК СНБП, определении по их значениям параметров углового рассогласования направления полета СНБП и направления на цель, корректировке по их значениям траектории полета СНБП на цель, дополнительном использовании матричного фотоприемника (МФП) поражающего лазерного излучения (ПЛИ), включающего одну линейку координатно-привязанных ФЧЭ, при этом дополнительный МФП размещают перпендикулярно в плоскости перпендикулярной оптической оси ОЭК на максимально возможном расстоянии от оптической оси ОЭК и на минимально возможном удалении от фокусной плоскости ОЭК, определяемыми конструктивными ограничениями размещения в ОЭК, осуществлении приема дополнительным МФП рассеянного вбок газовой средой ОЭК излучения источника ПЛИ, определении при обнаружении рассеянного вбок излучения источника ПЛИ координат местоположения ФЧЭ дополнительного МФП, сигналы на выходе которых превысили пороговое значение, контроле работоспособности фотоприемника оптического излучения цели, и в случае его неработоспособности осуществлении корректировки траектории полета СНБП на источник ПЛИ по значениям параметров углового рассогласования направления полета СНБП и направления на источник ПЛИ, полученных с использованием дополнительного МФП, использовании МФП кругового типа, при этом его центр размещают на оптической оси ОЭК, а поля зрения каждого ФЧЭ ориентируют на центр МФП кругового типа, измерении значений выходных сигналов ФЧЭ и определении координат местоположения ФЧЭ с максимальным значением выходного сигнала, а также координат местоположения ФЧЭ противоположного ФЧЭ с максимальным значением выходного сигнала, определении с использованием отношения значений выходных сигналов ФЧЭ с максимальным значением и противоположного ему, их координат местоположения, значения заданного радиуса МФП кругового типа, заданного значения коэффициента поглощения ПЛИ газовой средой ОЭК и пространственных параметров установки МФП кругового типа в ОЭК параметров углового рассогласования направления полета СНБП и направления на источник ПЛИ.

Недостатком способа является низкая помехоустойчивость при приеме ПЛИ, обусловленная существенным присутствием отраженного (переотраженного) излучения от внутренних конструктивных поверхностей ОЭК, приводящего к снижению отношения полезного сигнала к помеховому, влияющего на вероятность обнаружения ПЛИ дополнительным МФП.

Техническим результатом, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, является повышение помехоустойчивости ОЭС, входящих в состав самонаводящихся систем (СНС).

Технический результат достигается тем, что в известном способе защиты ОЭК от лазерного излучения, основанном на приеме оптического излучения объекта ОЭК, включающего основной и дополнительный ФП, при этом дополнительный ФП является матричным кольцевого типа с размещением своего центра кольца на оптической оси и максимально возможно близко к фокусной плоскости ОЭК и с ориентацией поля зрения каждого своего ФЧЭ на центр дополнительного ФП, при обнаружении оптического излучения объекта измерении параметров выходных сигналов основного ФП и определении по их значениям угловых параметров местоположения объекта, при обнаружении рассеянного вбок излучения источника лазерного излучения (ЛИ) определении координат местоположения ФЧЭ дополнительного ФП, сигналы на выходе которых превысил пороговое значение, и измерении значений выходных сигналов ФЧЭ дополнительного ФП, контроле работоспособности основного ФП и при его неработоспособности осуществлении определения с использованием значений выходных сигналов ФЧЭ дополнительного ФП и значений их координат местоположения, значения заданного радиуса окружности R, образованной ФЧЭ дополнительного ФП, заданного значения коэффициента поглощения ЛИ газовой средой ОЭК и пространственных параметров установки дополнительного ФП в ОЭК угловых параметров местоположения источника ЛИ, ограничивают падающий оптический поток на ФЧЭ дополнительного ФП путем предварительной установки бленды в плоскости кольцевой матрицы ФЧЭ дополнительного ФП в виде двух круговых колец с внутренним радиусом R_ВН<R_ВШ-R_Л-R_П и расстоянием между собой не меньше размера ФЧЭ дополнительного ФП, где R_ВШ=R - внешний радиус кругового кольца бленды, R_Л - радиус лазерного луча в центре дополнительного ФП, R_П - радиус перемещения лазерного луча относительно центра дополнительного ФП, характеризуемого угловым сектором основного ФП.

Сущность способа заключается в повышении помехоустойчивости ОЭС, входящих в состав СНС, в условиях применения источников мощного ЛИ, путем приема рассеянного вбок ЛИ излучения газовой средой в структуре ОЭК дополнительным МФП кольцевого типа с пространственным ограничением отраженного потока от внутренних поверхностей ОЭК на поверхностях ФЧЭ.

Основным помеховым излучением при облучении ОЭС мощным ЛИ является ЛИ, обусловленное многократным отражением от внутренних поверхностей ОЭС. Для ограничения потока отраженного излучения предлагается использовать бленду в виде двух круговых колец, установленную в плоскости дополнительного МФП.

На фигуре 1 представлена схема, поясняющая существо способа (где приняты следующие обозначения: 1 - объект; 2 - источник ЛИ, 3 - СНС, в состав которого входит ОЭК; 4 - ОЭК; 5 - объектив ОЭК; 6, 7 - основной ФП и дополнительный МФП ОЭК; 8 - блок обработки ОЭК; 9 - бленда; 10 - рулевая система элемент; 11 - участок ЛИ, ограниченный блендой; 12 - ЛИ; 13 - ФЧЭ; (R - радиус окружности, образованной фоточувствительными элементами дополнительного МФП, R_ВШ - внешний радиус кругового кольца бленды, R_ВН - внутренний радиус кругового кольца бленды, R_Л - радиус лазерного луча в центре дополнительного МФП, d_ФЧЭ - размер ФЧЭ дополнительного МФП).

В соответствии с фигурой 1 порядок действий в способе следующий. СНС 3, используя ОЭК 4, принимает оптическое излучение объекта 1. В состав объекта 1 включен комплекс защиты с источником ЛИ 2. По информационным параметрам комплекс защиты обнаруживает, определяет пространственные координаты СНС 3, наводит источник ЛИ 2 и излучает ЛИ 12 в направлении СНС 3. ЛИ 12 объективом 5 через бленду 9 фокусируется на ФП 6. Бленда 9 имеет вид двух круговых колец с внутренним радиусом R_BH<R_ВШ-R_Л-R_П и расстоянием между собой не меньше размера ФЧЭ 13 d_ФЧЭ дополнительного МФП 7 (R_П - радиус перемещения лазерного луча относительно центра дополнительного МФП 7, характеризуемого угловым сектором основного ФП 6). Использование бленды 9 пространственно ограничивает подающий поток помехового излучения, обусловленного многократным отражением от внутренних поверхностей ОЭК, и позволяет повысить эффективность обнаружения ЛИ по рассеянной составляющей дополнительным МФП 7. Дополнительный МФП 7 включает одну линейку координатно-привязанных ФЧЭ 13, расположенных по окружности. МФП 7 размещен в плоскости перпендикулярной оси ОЭК 4, при этом его центр также находится на оптической оси ОЭК 4. ФЧЭ 13 расположены на максимально возможном расстоянии от оптической оси ОЭК 4 и на минимально возможном удалении от фокусной плоскости ОЭК 4, определяемыми конструктивными ограничениями их размещения в ОЭК 4. Поля зрения ФЧЭ дополнительного МФП 7 ориентированы на его центр и ограничены блендой 9. Дополнительный МФП 7 осуществляет прием рассеянного вбок газовой средой ОЭК 4 ЛИ 12. При обнаружении рассеянного вбок ЛИ 12 измеряют значения выходных сигналов ФЧЭ 13 и, соответственно, определяют координаты их местоположения ФЧЭ 13. С использованием отношения значений выходных сигналов ФЧЭ 13, их координат местоположения, значения радиуса R МФП 7 и пространственных параметров его установки в ОЭК 4 определяют параметры углового местоположения источника ЛИ 2. Блок обработки 8 ОЭК 4 контролирует работоспособность основного ФП 6. В случае потери работоспособности основного ФП 6 через блок обработки 8 СНС 3 осуществляет с использованием рулевой системы 10 корректировку траектории своего полета на источник ЛИ 13 по значениям параметров углового рассогласования, полученных по сигналам дополнительного МФП 7.

На фигуре 2 представлена блок-схема устройства, с помощь которого может быть реализован способ. Блок-схема устройства содержит: бленду 9, основной ФП 6, дополнительный МФП 7, блок обработки 8, датчик неработоспособности основного ФП 14 (часть обозначений соответствуют фигуре 1).

Устройство работает следующим образом. Блок обработки 8 осуществляет контроль выходных сигналов ФП 6, датчика неработоспособности основного ФП 14 и дополнительного МФП 7. Бленда 9 пространственно ограничивает подающий поток помехового излучения на ФЧЭ дополнительного МФП 7. При не поступлении сигналов от основного ФП 6, поступлении сигналов от датчика неработоспособности основного ФП 14 и поступлении сигналов от дополнительного МФП 7 блок обработки 8 считает основной ФП 6 неработоспособным и осуществляет формирование и передачу сигналов управления по значения выходных сигналов дополнительного МФП 7.

Таким образом, путем приема рассеянного вбок ЛИ газовой средой в структуре ОЭК дополнительным МФП кольцевого типа с пространственным ограничением отраженного потока от внутренних поверхностей ОЭК на поверхностях ФЧЭ обеспечивается повышение помехоустойчивости ОЭС, входящих в состав СНС, в условиях применения источников мощного ЛИ. Тем самым, предлагаемый авторами способ, устраняет недостатки прототипа.

Предлагаемое техническое решение является новым, поскольку из общедоступных сведений неизвестен способ защиты ОЭК от лазерного излучения, основанный на приеме оптического излучения объекта ОЭК, включающего основной и дополнительный ФП, при этом дополнительный ФП является матричным кольцевого типа с размещением своего центра кольца на оптической оси и максимально возможно близко к фокусной плоскости ОЭК и с ориентацией поля зрения каждого своего ФЧЭ на центр дополнительного ФП, при обнаружении оптического излучения объекта измерении параметров выходных сигналов основного ФП и определении по их значениям угловых параметров местоположения объекта, при обнаружении рассеянного вбок излучения источника ЛИ определении координат местоположения ФЧЭ дополнительного ФП, сигналы на выходе которых превысили пороговое значение, и измерении значений выходных сигналов ФЧЭ дополнительного ФП, контроле работоспособности основного ФП и при его неработоспособности осуществлении определения с использованием значений выходных сигналов ФЧЭ дополнительного ФП и значений их координат местоположения, значения заданного радиуса окружности R, образованной ФЧЭ дополнительного ФП, заданного значения коэффициента поглощения ЛИ газовой средой ОЭК и пространственных параметров установки дополнительного ФП в ОЭК угловых параметров местоположения источника ЛИ, ограничении падающего оптического потока на ФЧЭ дополнительного ФП путем предварительной установки бленды в плоскости кольцевой матрицы ФЧЭ дополнительного ФП в виде двух круговых колец с внутренним радиусом R_BH<R_ВШ-R_Л-R_П и расстоянием между собой не меньше размера ФЧЭ дополнительного ФП, где R_ВШ=R - внешний радиус кругового кольца бленды, R_Л - радиус лазерного луча в центре дополнительного ФП, R_П - радиус перемещения лазерного луча относительно центра дополнительного ФП, характеризуемого угловым сектором основного ФП.

Предлагаемое техническое решение практически применимо, так как для его реализации могут быть использованы типовые электротехнические узлы и устройства.

Изобретение относится к области помехоустойчивости самонаводящихся систем на источник оптического излучения. Способ защиты оптико-электронного координатора (ОЭК) от лазерного излучения (ЛИ) основан на приеме оптического излучения объекта ОЭК, включающего основной и дополнительный фотоприемники (ФП). При этом дополнительный ФП (ДФП) является матричным кольцевого типа с размещением своего центра кольца на оптической оси и максимально возможно близко к фокусной плоскости ОЭК и с ориентацией поля зрения каждого своего ФЧЭ на центр ДФП. А также ограничивают падающий оптический поток на ФЧЭ ДФП путем предварительной установки бленды в плоскости кольцевой матрицы ФЧЭ ДФП в виде двух круговых колец с внутренним радиусом R_ВН<R_ВШ-R_Л-R_П и расстоянием между собой не меньше размера ФЧЭ ДФП, где R_ВШ=R - внешний радиус кругового кольца бленды, R_Л - радиус лазерного луча в центре ДФП, R_П - радиус перемещения лазерного луча относительно центра ДФП, характеризуемого угловым сектором основного ФП (ОФП). Технический результат - повышение помехоустойчивости ОЭС. 2 ил.

Способ защиты оптико-электронного координатора от лазерного излучения, основанный на приеме оптического излучения объекта оптико-электронным координатором, включающего основной и дополнительный фотоприемники, при этом дополнительный фотоприемник является матричным кольцевого типа с размещением своего центра кольца на оптической оси и максимально возможно близко к фокусной плоскости оптико-электронного координатора и с ориентацией поля зрения каждого своего фоточувствительного элемента на центр дополнительного фотоприемника, при обнаружении оптического излучения объекта измерении параметров выходных сигналов основного фотоприемника и определении по их значениям угловых параметров местоположения объекта, при обнаружении рассеянного вбок излучения источника лазерного излучения, определении координат местоположения фоточувствительных элементов дополнительного фотоприемника, сигналы на выходе которых превысили пороговое значение, и измерении значений выходных сигналов фоточувствительных элементов дополнительного фотоприемника, контроле работоспособности основного фотоприемника и при его неработоспособности осуществлении определения с использованием значений выходных сигналов фоточувствительных элементов дополнительного фотоприемника и значений их координат местоположения, значения заданного радиуса окружности R, образованной фоточувствительными элементами дополнительного фотоприемника, заданного значения коэффициента поглощения лазерного излучения газовой средой оптико-электронного координатора и пространственных параметров установки дополнительного фотоприемника в оптико-электронном координаторе угловых параметров местоположения источника лазерного излучения, отличающийся тем, что ограничивают падающий оптический поток на фоточувствительные элементы дополнительного фотоприемника путем предварительной установки бленды в плоскости кольцевой матрицы фоточувствительных элементов дополнительного фотоприемника в виде двух круговых колец с внутренним радиусом R_ВН<R_ВШ-R_Л-R_П и расстоянием между собой не меньше размера фоточувствительного элемента дополнительного фотоприемника, где R_ВШ=R - внешний радиус кругового кольца бленды, R_Л - радиус лазерного луча в центре дополнительного фотоприемника, R_П - радиус перемещения лазерного луча относительно центра дополнительного фотоприемника, характеризуемого угловым сектором основного фотоприемника.