Оптический локатор
Изобретение относится к оптической технике и может быть использовано в системах управления воздушным движением Целью иЗобетения является сокращение времени определения дальности Указанная цель достигается тем, что в оптическом локаторе, содержащем непрерывный лазерный передатчик 1, оптически сопряженный с пространством предмегов посредством оптической системы 2 и оптикомеханического онанирующего устройства 3, опорный канал, выполненный в виде инфракционного приемника 7. леоед которым расположена положительная линза 4, сопряжен с пространством предметов посредством оптической системы, выполненной в виде отражательного зеркала с отверстием и оптико-механического сканирующего устройства 3. Кроме того, блок определения дальности содержит триггер 9, тактовый генератор 11, схему совпадения 12, линию задержки 10, счетчик 13. блок схем совпадения 14 и индикатор дальности 15 Предположенное устройство позволяет измерять дальность посредством определения интервала времени между приходом инфракрасного излучения от объекта и отраженного лазерного излучения 2 ид
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ
К ПАТЕНТУ
Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам
{21) 4917843/22
{22) 14.0191
{46) 30.10.93 Бюл. Na 39-40
{76) Часовской Александр Абрамович; Янина
Тамара Арсеньевна
{54) ОПТИЧЕСКИЙ ЛОКАТОР
{57) Изобретение относится к оптической технике и может быть использовано в системах управления воздушным движением. Целью изобетения является сокращение времени определения дальности.
Указанная цель достигается тем, что в огтическом локаторе, содержащем непрерывный лазерный передатчик 1, оптически сопряженный с пространством предметов посредством оптической системы 2 и оптикомеханического сканирующего устройства 3, (В) RRU U(11) 2О02278 С1 (51) 01
1 II опорный канал. выполненный в виде инфракционного приемника 7, пеоед которым расположена положительная линза 4, сопряжен с пространством предметов посредством оптической системы, выполненной в виде отражательного зеркала с отверстием и оптико-механического сканирующего устройства 3. Кроме того, блок определения дальности содержит триггер 9, тактовый генератор 11, схему совпадения 12, линию задержки 10, счетчик
13. блок схем совпадения 14 и индикатор дальности 15. Предпопоженное устройство позволяет измерять дальность посредством определения интервала времени между приходом инфракрасного излучения от объекта и отраженного лазерного излучения. 2 ил
20И 278.»..<<<с .> 00. <» I(((с
: Р.(Ь}С 13>3:;G;-.. ен(ЛЯ ЯВЛЯЕТСЯ СОКРав(ЕВр 6мс><и 0< I >)еде!!r f< ия дальности, f-::t! ..;!!-. < с (- Т ;.Я ТЕМ. STO ЛОКа ГО, ) СО-! (6Г) „> <.!, - ° 3 < <- r!t
Г!>.".<>:, .8 ННЬ!Й С Г>ОГ>ГТ(;.аНС1 сз>ОМ П(36ДМ(!"> GB О
<с:с -, >.-> <" ->т:,-,:- < И(-< (ЛЫ (< (3ПтИКГ)- Р, ка; { >10 I,<»! >его у< трг<ЙС; ва
< .;,>Г;;!.;Й к;>н.>л в»,х >) 0-ГГ>с)0!.G Г 08r(MHQH с э>)
".". !. >,Г>"; бл 3кa Опре веления лально!, ". I н,r и > (..>0: > ".. л а:3 е р н 4! Й и!.> (1"., м н и к, !Хо ti3"! >()л,>не>! и ь!Й <. Вто() ь(м ВКОДОм
:" ",Ка !>!i! <;Вл(<Ь! .15) ДВЛЬHOCÒ 1 И С }IIP(1t
:;<,, 1;: j!!t н»Й кл,.:а!j .:)ы(!0>)неннь!!3! В В.lд>0 -"3 т, » -. °, .<>1 (5 > П><>с М НИХ„I ПЕР8Д <Ртог } <(»
r .,! 30 t! .).!К<(iia I:OËOЯ<И t 8)1Ь}!<>Я })И! (За. И CG Г г: >, -,.",, x Q H >-1 t:! Й > : I Г Г> с т р с., < (3 Г в с) 34 и о (." p, <".1 8 T G B (П;.< ">8;-.(" ПМ,;П f!. !(!< ;,С)11 t: tol Qf.!bt ВЫ >Оп;:> ; ной в «;и,е î pa>!
:... . :. бретение Относится к области опти -.. tit3t!I -1(-."ники . : «o t<8T быть использовано в системах >)>(1(3авления воздушным дви>ке1(18М.
ИBBQGT85> Опти({еский локатор, в кото:: )(-:. ро )ание (ветовой знергии мг}>К83 .,:.,«Ст)злс-. ься с Г(омощь!о непрерывного ! -:Вепа, а смо(((ение луча осуществляется с (0::(»t!b!0 o! i;nol{nfot !eco устройства с пье:}оз:.:1;-;.;.;: -r;<(1!«вйбра зром, прием отра,,0<.н()Г<> (Т 0>t;:,екта GBQTOBGI СИГнаЛа
0!J>rt}(8(»6В 1<383 СЯ С ">(, С. ;",){11!<-!. Г> ПОЛ! З>38НИЛ КОТОРОГО РаВЕН "".,:.;-Ht> oB 1M53 naB pHoro n>J«a, ЭлектРИ !ЕСКНЙ С(ЛГ! ЗЛ С В -ВОДа ЛаЗЕРНОГО ПРИЕМ}!>)к м-»:;,T (<33т >пать !3 индикатор для <. <Г) ;>)а»;Р->:.;я, ,-(ел((;а :-.-: п(3! 1ческого локатора за: -"-;,;. : В О"; 1 "для определения даль-! i t > t:. T t1> и Е 0 (3 Х 0 Д И М О ИСПОЛЬЗОВОТЬ :t,,-!(>л (и-(-ельI!yfo переда!огцую аг!паратуру, К 0 <3 >Л t=. ". (3 ГО О I (() -: Н И 18 H Ы C X 0 Р 0 С Т Ь P а 3 В P Р Т К И )О!.>» .. (с>.5 3>)Е < л <л n л ".. 8 (3 л и 3 к и Р 1 и О т с х н и „,-!! i - ..:;. r t! t< ri f J pr(rI 0 >х 8;t н 0 >1 у я В л я Р т с я О и ти *. > <3(;»; 00, cot)(. РЯ<а>диЙ f>PGP8gыв- :! ла. ":онь:; l}F род;тчик, 0 ">: и,añêè ":= ",. 1 ". .> ". СТ() -!СТВОМ !:()СД;, (- .T3 «i,T(,.f >(с с::1!5 M(36МЬ> M ОП ";1(:>} - ..:;,;.;t!!, :::::КОГО С Ка! È,:,У! . !>f<>ГО, С!Pot t 01 (=, О,; ",-»> ь Й кс! » =:.!. «bl).од которого > 3 <3,- 1 >35!>-;fcл (;П>РГ>ЦB- >.,! ° » !: < <1f(->! Иt< f<) )ОК!! >>8>,ЕП i..: (>!,O С О 6 Ц И . ! Н и и С <()1;)К=: . IPQÄQnв!ЧЛЯ ЦВЛЬ Г:, К;.t 3 О r! Г},",1 т>п (<, >i< >1з"!< с Fi,oro 0<>ти, rcскоГО...-}(;,:)Я;:,т> ::c,;- ",,"!(М(}>3 ЛЯ ИЗМ" i!PHИЯ >1,:3<,,Ь,>!ОСТИ, r ({ < >,- " З}533,38 (» «И Г<>с)0><>P l. Н -3 00300 ВЕРСтИ6М И СКВН((РУ!ОЩЕГО ОптИКО-МаканИческого устройства, а выход лазерного приемника соецинен с третьим и четвертым входами бло <а oflpeqenQH(I53 дальности. Кроме того, блок опре,целения дальности Выполнен В виде тр(-гера, тактового re1i Q P c1 l 0 P a, C X 6 f«bt С 0 В П а Д 6 Н И Я, Л И Н и И задержки, счетчика. блока схем совпадения и индикатора дальности, при атом первый вход триггера является первым Bxoäîì блока Oil pp,;(ел6(!(1я даль)!ОГ:ти, ВТороМ Вход триггера — Вторым >Вход>0(-1 бf)OKa определения 38!Ibt!0(! и, В> :< :, lи!!ии 3<ад613>кки тре.(ьим «ходом блок:; п(>еделе! ЙЯ Дальности, а первый Вход блок: схем совпадения— {етвеоть!<(л ":.xrc>30 л б>10 . О I1 реде/!ен 153 даль ности, Выхог, тр". ":.. 38 ссединеtl с первым BVOr10lv СХ ;. -.()Ы }08 I1.)ÄQII!«51, В I 0(30É ВХОД КО TOPOЙ ПОДК 110 <;Н К :3I.IXI)nt> ТВКТОВОГО Г6НЕОа T(3pa, а Выход C(3<,lit:QH С 0 6(JOB ХОДОМ с (етч(1К(3, со>Од(1}-(6}(>- îrî входом с Выходом 3 > И ! И И 3 с3," Q P >t < tc (< . с) (3 Ь Х О t! 1 M С В Т 0 (3 Ы М Входом б)(ск . сxpf1 ГО(3пад .; —I-!M51, (Зыходы Которого iloд!<л}<> I-.HCI:.: !1:<Одам (л((дикатора т(<зл ь(-(ост(сч » c3!(>i 1I . и (! .". >(> с< 16 16 ст()У кт f ная С<8 1a устпг>ЙГ. I )3, а (.!r. 2 - прr» ()ж> ен>ле сВ8 т;->!.;()г<) л (i,à чер»"- >i!: Йч Зс:: о схе!.(у < < ".I P() 1Г,ТВ -!. Yct (3t3t . > .30 сГ>)3(3>(}»,<ЛГ н .(l;)<3(JL! >)ныЙ ла зе(3(! Ь(Й I } 6г л;>; чи }; » с, :р,.t»< }т<- л >,I-- !3 - зер}<а,30 2 <., 0 <3(! "ти6(1. с, I il«:() ),Qx ) }! t» Qc XOQ C!< d } И (3<), . <Ç3 . t (> X< I i < Л Ь Н" O ЛИНЗ>, -,,<3;>З6Г>! > ЫЁ! . t ()Ие>с> il il; .> Иit((t4}(c)Top G, M!.((0-.;Й ripM-: < >i!1!, 7, блок .,-ределе-. > и я дал 5 н >)с (и 5{, Г р:. it Г: .. ":, . л и (- (f fo B n) 3 å ð>K }G(f 10, - 83< ГÎГ,- Й -6; IP ра гор, "..::Хему совпадЕttM;,) 12..". ::- ;. 1; )!30!< 14 схем совпадения. (3}}л}лк-;lnp an:(},)c,и 1!i >Зтг>а>к;tlaльное З((31;,"-,Л(> t ";. ОТ! .6()t T! 1P. I, 0 . ра>ка! е lbHOI .,(-!. I: )ла, 0 С>3 3 I >. I!C I > > Г)<» I.:3(.>i);3 < . - < ° .г . (О "a}l знс("ия От непреpь((3>- ОГО ла 36()I!0(с и((36дз I чика 1 rt poxo3M i 18p63 ОтВерс- }е 3т;-38>{<;.-.-Гель! Ого зеркала 2 и (3<3сг; па 3> в "пти с-(ль><ан(лчacl Gå сканируОгцее !clp : Йс > -0 3 .",,г,елее в пространство, КОтОРОГO (1
И даЛ66 OT ) . ра::«> . Г:< .>= НОГГ) ЗР(3кс»3с) 2 С GT" ;38i,cTM8,1 Г,ОГ. ) <- 6.:.=- :.-:; положительную гинзу 48 ин.()()г(:(>асн };-:.; риемник (", MM630 ! 1(ий Bbix!!;, ..-,3(1 t<3HHbtй C BTO(3blf BXOPOI4 и Иди, ато;:. В M че<)ез Ilе !Вь(Й Вход б(f0êà ОГ(Реде!16>(ИЯ Д()Л. -}!Г!;Til ()1 С ПЕОВЫ."Л ВХОДОМ Г>И: ГЕ(3:;.,(" . .,("П "t ti:;JI1 Вход .ПТОРОГО <{ЕР83 BTO" .>3>, 1 !x>31 >i О .пp )д :л(3((ия дальности 8 ..(3(1Д(л!{с:I с Вхгдо:..",.-,:: бр(>;;г-) .-риемника 5, :ООДMIIQH :)! О, >К„ .! >) »=! Вblt«!l> здо<", ИНДИкато()а 6, 2002278 30 энергии от объекта излучения светова о сигнала от непрерывного лазерного передатчика 1 в сторону этого сигнала и после приема отраженного сигнала осуществляется апре35 50 деление дальности. При этом с выхода блока схем совпадения 14 информация о дальности объекта отображается на индикаторе дальности 15. Предлагаемое устройство можно использовать для предупреждения столкновений воздушных. воздушно-космических и космических средств с встречными движущимися объектами. Знание информации о дальности встречного объекта позволяет судить о скорости его приближения и определить характер маневра с целью разойтись с ним. Максимальный угол поля зрения может состаanять 120О. (56) Крикунов Л. 3. Справочник по основам инфракрасной техники. M.. Советское радио, 1978, с, 220-221., Протопопов В, В, и Устинов Н. Д. Инфракрасные лазерные локационные системы, М,: Военное издательство, 1987, с. 96-99. Формула изобретения оптически сопряженный с пространством. 1. ОПТИЧЕСКИЙ ЛОКАТОР, содержа- предметов посредством оптической систещий непрерывный лазерный передатчик, мы и оптико-механического сканирующего Выход триггера 9 соединен с первым входом схемы совпадения 12, имеющей второй вход, соединенный с выходом тактового генератора 11, и выход, соединенный с первым входом счетчика 13, второй вход которого через линию задержки 10 через триггерный вход блока определения дальности 8 соединен с выходом лазерного приемника 5, а выходы счетчика 13 соединены с входами блока схемы совпадения 14. имеющего дополнительный вход, соединенный через четвертый вход блока определения дальности 8 с выходом лазерного приемника 5, жестко связанного с лазерным приемником 1 и оптико-механическим сканирующим устройством 3, причем выходы блока схем совпадения 14 соединены с входами индикатора дальности 15. Работа устройства осуществляется следующим образом. Непрерывный лазерный передатчик 1 излучает непрерывную световую энергию. которая проходит через отверстие отражательного зеркала, световой луч поступает в оптико-механическое устройство 3 (фиг. 1), которое осуществляет сканирование этого луча по строкам и кадру. В оптико-механи. ческое сканирующее устройство . -, прос.транства поступает инфракр ;.ная энергия, излучаемая самими движущимися объектами. далее эта инфракрасная энергия t9 отражается от отражательного зеркала 2 (см. фиг, 2) и через положительную линзу 4 поступает на чувствительную площадку инфракрасного приемника 7. расположенную вблизи фокуса линзы В инфракрасном приемнике 7 инфракрасная энергия преобразуется в электрический сигнал, который поступает на первый вход триггера 9. устанавливая его в единичное состояние. и а индикатор 6 для отображения. Триггер 9, линия задержки 10, тактовый генератор 11, схема совпадения 13, блок схем совпадения 14 и индикатор дальности 15 входят в состав блока определения дальности 8, С выхода триггера 9 разрешающий сигнал поступает на первый вход схемы совпадения 12, на второй вход которого поступают импульсы с тактового генератора 11, следующие с частотой 1-10 МГц. С выхода схемы совпадения 12 импульсы поступают на вход счетчика 13, осуществляющего счет этих импульсов до момента поступления на второй его вход через линию задержки 10 сигнала с выхода лазерного приемника 5 установки счетчика в исходное состояние, На лазерный приемник 5 поступает отраженная от объекта световая энергия, Обьект излучает также и указанную инфракрасную энергию, отраженная световая энергия в лазерном приемнике 5 преобразуется в электрический сигнал. который также поступает на второй вход триггера 9, устанавливая его в нулевое положение, в индикатор 6, фиксирующий наличие обьекта в поле зрения сканирующего лазера, и в блок схем совпадения 14, разрешая прием информации со счетчика 13. После приема этой информации через время, определяемое величиной задержки линии задержки 10, счетчик 13 устанавливается в исходное состояние, т.е. информация с выхода счетчика 13 представляет собой величину временного рассогласования между передним фронтом сигнала с инфракрасного приемника 7 и передним фронтом сигнала с лазерного приемника 5, Эта величина представляет собой значение дальности дс объекта. Это обеспечивается тем. что развертка от инфракрасного излучателя и от непрерывного лазера 1 совмещена с помощью одного и того же оптико-механического сканирующего устройства 3. т,е, в момент приема злучения инфракрасной 2002278 Составитель И. Андрианова Техред M,Mîðãåíòàë Корректор Н. Король Редактор А. Бер Заказ 3172 Тираж Подписное НПО " Поиск" Роспатента 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101.устройства, блок определения дально
Р в виде триггера, тактового генератооа, схемы совпадения, линии задержки, счетчика, блока схем совпадения и индикатора дальности, при этом первый вход триггера является первым входом блока определения дальности, второй вход триггера - вторым входом блока определения дальности, вход линии задержки — третьим входом блока определения дальности, а первый вход блока схем совпадения - четвертым входом блока определения дальности, выход триггера соединен с первым входом схемы совпадения, второй вход которой подключен к выходу тактового генератора, а выход соединен с первым входом счетчика, соединенного входом с выходом линии задержки, а выходами - с вторым входом блока схем совпадения. выходы которого подключены к входам индикатора дально сти, 
