ДВУХКАНАЛЬНАЯ ОПТИКО-ЛОКАЦИОННАЯ СИСТЕМА Советский патент 2014 года по МПК G01S17/88 

Настоящее изобретение относится к области оптико-локационной техники и может быть использовано при создании систем с повышенной информативностью, в частности, систем обнаружения особо опасных целей по двойному критерию - теплового и оптического контрастов.

Известны системы, воспроизводящие на общем индикаторе информацию от нескольких каналов обнаружения целей. В патенте США №3261014 (нац. класс 343-6, опубл. 28.6.1966 г.) описана, например, система, совмещающая активный радиолокационный и пассивный инфракрасный каналы. А в патентной заявке Франции №2007077 (класс F41g 1/00, дата выкладки 2.1.1970 г.) предложен двухдиапазонный инфракрасный прицел.

Особую актуальность приобретают такие системы при необходимости обнаружения особо опасных целей, т.е. целей, обладающих огневой мощью (и таким образом, создающих тепловой контраст) и производящих одновременно с этим прицеливание (и дающих, таким образом, высокий оптический контраст в дуэльной ситуации благодаря эффекту блеска их оптических прицелов при облучении последних).

Известна пассивно-активная система обнаружения целей, содержащая пассивный тепловизионный и активный оптико-локационный каналы, связанные через сумматор видеосигналов с модулятором яркости индикатора, синхронизатор, соединенный с обоими каналами и индикатором, логическую ячейку "И", подключенную своими входами к выходам каналов, и коммутатор, который по сигналу с логической ячейки "И" пропускает от генератора символов к цепям развертки индикатора сигнал символа, обозначающего особо опасную цель.

Недостаток этой системы проявляется в снижении эффективности обозначения особо опасных целей в сложных ситуациях, требующих оперативности в принятии решений, т.к. символ может теряться в фоновой обстановке, а его наложение на изображение цели к тому же снижает качество этого изображения.

Целью настоящего изобретения является повышение эффективности обозначения особо опасных целей посредством введения признака опасности, проявляющегося в периодическом мигании изображения тех целей, сигналы которых проходят одновременно по обоим каналам.

Указанная цель достигается тем, что в известной двухканальной оптико-локационной системе, содержащей два информационных канала, например, пассивный тепловизионный и активный оптико-локационный, связанных через сумматор видеосигналов с модулятором яркости индикатора, синхронизатор, соединенный с обоими каналами и индикатором, логическую ячейку "И", подключенную своими входами к выходам каналов, и коммутатор, к синхронизатору подключен делитель частоты с мультивибратором на выходе, к выходу логической ячейки "И" подключены инвертор и вторая логическая ячейка "И", вторым входом связанная с мультивибратором, а выходы второй логической ячейки "И" и инвертора соединены с управляющими входами двух коммутаторов, включенных параллельно между сумматором видеосигналов и индикатором.

Особо опасные цели, сигналы которых проходят одновременно по обоим каналам, отображаются на индикаторе с периодическими перерывами, длительность и периодичность которых определяется кратностью деления частоты синхронизации. В результате периодических появлений и исчезновений отметки цели, происходящих с частотой, лежащей ниже границы инерционности глаза, проявляется эффект мигания такой цели, что психологически немедленно привлекает внимание оператора. В то же время качество изображения остается высоким, по крайней мере, не заниженным из-за наложения символов. Благодаря этому эффективность обозначения особо опасных целей повышается.

На приведенном чертеже представлена блок-схема предлагаемой двухканальной оптико-локационной системы.

Эта система содержит пассивный тепловизионный канал 1 и активный оптико-локационный канал 2, выходы которых подключены к входу сумматора видеосигналов 3. Между выходом сумматора 3 и модулятором яркости индикатора 4 включены параллельно коммутаторы 5 и 6. Синхронизатор 7, представляющий собой импульсный генератор, своим выходом подключен к пассивному каналу 1, к активному каналу 2, к индикатору 4 и делителю частоты 8, на выходе которого установлен мультивибратор 9 с двумя устойчивыми состояниями. К выходам каналов 1 и 2 своими входами подключена также логическая ячейка "И" 10, на выходе которой установлены инвертор 11 и вторая логическая ячейка "И" 12. При этом первый вход ячейки 12 соединен с выходом ячейки 10, а ее второй вход - с выходом мультивибратора 9. Выходы инвертора 11 и ячейки 12 подключены к управляющим входам коммутаторов 5 и 6 соответственно.

Работает предлагаемая двухканальная оптико-локационная система следующим образом. Инфракрасное (тепловое) изображение объекта (цели), сформированное благодаря собственному излучению этого объекта в диапазоне, например, 3,5-5 мкм или 8-14 мкм, принимается пассивным тепловизионным каналом 1 так, что на выходе канала получают видеосигнал, соответствующий заданному телевизионному разложению. В активном оптико-локационном канале 2 изображение формируется благодаря отражению назад объектом (целью) излучения оптического квантового генератора, входящего в состав этого канала. Технически в настоящее время наиболее готов к промышленному применению диапазон 1,06 мкм, в котором разработаны опытные образцы оптических квантовых генераторов достаточной мощности на иттрий-алюминиевом гранате с неодимом. Особо высокий контраст дадут цели, в состав которых входит оптический или оптико-электронный прицел или система наведения, если в данный момент эти цели будут производить прицеливание по носителю предлагаемой системы. На выходе активного канала 2 также получают видеосигнал с тем же телевизионным разложением.

Описанные каналы "пространственно совмещены", т.е. с помощью каждого из них производится наблюдение одного и того же участка местности, причем изображения имеют одинаковый масштаб и благодаря синхронизатору 7 видеосигналы на выходах в каждый момент времени соответствуют одной и той же точке наблюдаемой сцены.

Импульсы синхронизатора 7 синхронизируют также работу блока разверток индикатора 4. Импульсы синхронизатора 7, соответствующие частоте кадров, поступают на делитель частоты 8, который делит эту частоту в несколько раз. На выходе делителя частоты 8 включен мультивибратор 9 с двумя устойчивыми состояниями, который может входить также в состав самого делителя частоты 8. Итак, из последовательности коротких синхроимпульсов, следующих с частотой кадров (например, 25 Гц), получают переменное напряжение прямоугольной формы типа меандра с одинаковой длительностью положительных и отрицательных полупериодов, имеющей порядок 0,05-0,25 сек (из условия мигания изображения особо опасной цели).

Суммарный видеосигнал с выхода сумматора 3 может попасть на модулятор яркости индикатора 4 через один из коммутаторов 5 или 6, представляющих собой ключевые схемы, пропускающие сигнал, если на их управляющий вход поступает отпирающее напряжение. Управление коммутаторами 5 и 6 производится следующим образом. Логическая ячейка "И" 10 выдает импульсный сигнал при превышении видеосигналами в обоих каналах определенного уровня (цель особо опасна). Длительность этого импульсного сигнала при заданных параметрах телевизионного разложения определяется протяженностью цели. Импульс с выхода ячейки 10 поступает на вход инвертора 11 и на первый вход ячейки 12. Инвертор 11 изменяет полярность этого импульса на противоположную. При этом коммутатор 5 закрывается. В случае, если в это же время с мультивибратора 9 на второй вход ячейки "И" 12 поступает напряжение той же полярности, что и с выхода ячейки "И" 10 (например, положительное), то ячейка "И" 12 выдает на своем выходе разрешающий импульс, открывающий коммутатор 6.

Итак, телевизионное изображение на индикаторе 4 формируют исходя из следующих условий. Если видеосигнал цели проходит только по одному каналу, на выходе ячейки 10 напряжение отрицательное, на выходе инвертора 11 - положительное, коммутатор 5 открыт, и через него видеосигнал поступает на модулятор яркости индикатора 4. Если же видеосигнал цели проходит по обоим каналам одновременно, то на выходе ячейки 10 появляется положительный импульс, инвертор 11 закрывает коммутатор 5, а на первом входе ячейки 12 создается одно из условий открывания коммутатора 6. Вторым условием является положительное напряжение с выхода мультивибратора 9. Однако это условие выполняется периодически (с частотой в пределах 2-10 Гц). Таким образом, видеосигнал особо опасной цели сможет попадать на модулятор яркости индикатора 4 лишь периодически, что и вызывает мигание изображения такой цели с указанной выше частотой.

Таким образом, изображения особо опасных целей будут мигающими, что психологически немедленно привлекает к ним внимание оператора. При этом качество изображения не ухудшается, т.к. никакого вмешательства в формирование изображения не производится, как это имело место в системе с формированием символов особо опасных целей. Благодаря этому повышается эффективность обозначения особо опасных целей.

Изобретение может быть использовано при создании систем обнаружения целей по двойному критерию - тепловому и оптическому контрастам. Достигаемый технический результат - повышение эффективности обозначения опасных целей. Указанный результат достигается за счет того, что заявленная система содержит два информационных канала, например, пассивный тепловизионный и активный оптико-локационный, выходы которых подключены к входам соединенных параллельно первой логической схемы «И» и сумматора видеосигналов, выход которого связан с входом системы, индикатор и синхронизатор, соединенный с информационными каналами и индикатором, содержит также делитель частоты, мультивибратор, вторую логическую схему «И», инвертор и два соединенных параллельно коммутатора, причем синхронизатор через делитель частоты и мультивибратор связан с одним из входов второй логической схемы «И», второй вход которой и вход инвертора подключены к выходу первой логической схемы «И», а управляющие входы коммутаторов, введенных между сумматором видеосигналов и индикатором, соединены с выходами инвертора и второй логической схемы «И». 1 ил.

Двухканальная оптико-локационная система, содержащая два информационных канала, например, пассивный тепловизионный и активный оптико-локационный, выходы которых подключены к входам соединенных параллельно первой логической схемы "И" и сумматора видеосигналов, выход которого связан с входом индикатора и синхронизатор, соединенный с информационными каналами и индикатором, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности обозначения особо опасных целей, дополнительно введены делитель частоты, мультивибратор, вторая логическая схема "И", инвертор второй и два соединенных параллельно коммутатора, причем синхронизатор через делитель частоты и мультивибратор связан с одним из входов второй логической схемы "И", второй вход которой и вход инвертора подключены к выходу первой логической схемы "И", а управляющие входы коммутаторов, введенных между сумматором видеосигналов и индикатором, соединены с выходами инвертора и второй логической схемы "И".