Оптико-электронная система поиска и сопровождения цели

 

Изобретение относится к приборостроению, в частности к оптико-электронным приборам, предназначенным для поиска теплоизлучающих объектов и их сопровождения в сочетании с дальномером, используемым для обеспечения целеуказания оружию и решения прицельных задач. Устройство содержит подвижное зеркало с датчиками углов и приводами, спектроделительный фильтр, пеленгационный канал, формирующий сигнал рассогласования между оптической осью системы и направлением на цель, а также передающий и приемный лазерные каналы. Технический результат - повышение технологичности достигается за счет выполнения каждого из каналов в виде конструктивно-самостоятельных модулей, что позволяет расширить возможности системы, используя многообразие пеленгационных и лазерных каналов, с учетом габаритных и весовых возможностей летательных аппаратов, и обеспечивается счет установления спектроделительного фильтра по ходу оптического луча за приемным подвижным зеркалом под углом к оптической оси системы, а линзы - между спектроделительным фильтром и призмой. Повышение разрешающей способности достигается за счет установления в пеленгационном канале по ходу оптического луча перед сферическим зеркалом двух корректирующих линз и сканирующего зеркала между ними. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к приборостроению, в частности к оптико-электронным приборам, предназначенным для поиска теплоизлучающих объектов и их сопровождения в сочетании с дальномером, используемым для обеспечения целеуказания оружию и решения прицельных задач.

Известна [1] система автосопровождения движущегося объекта, которая содержит координатор цели и анализатор изображения с объективом и приемником излучения. Кроме того, система включает дальномер для точного измерения расстояния до объекта.

Однако указанное устройство работает в режиме ручного управления при предварительном поиске цели, и только затем осуществляется автоматический поиск, захват цели и автосопровождение с измерением дальности.

Известна система поиска и сопровождения цели с приемником инфракрасного излучения (ИК) и лазерным дальномером, которая выбрана в качестве прототипа [2] . Указанное техническое решение содержит подвижное зеркало с датчиками углов и приводами по взаимно перпендикулярным осям, два сферических зеркала. Между сферическими зеркалами расположен спектроделительный фильтр. В фокальной плоскости телескопа, образованного этими сферическими зеркалами, сканирующим зеркалом, снабженным приводом, установлен приемник излучения. В состав системы входит лазерный дальномер, состоящий из приемника и передатчика и определяющий дальность до цели. Дальномерные лазерные каналы: передающий с отклоняющей призмой и приемный - оптически сопряжены призмой. При этом призма установлена по оси телескопа, а перед ней, по ходу лазерного излучения, размещена фокусирующая линза.

Лазерный передатчик через призмы, фокусирующую линзу, подвижное зеркало направляет излучение на цель. Отраженное от цели излучение и собственное ИК излучение цели, т.е. смешанное (лазерное и ИК) излучение попадает на подвижное зеркало и, проходя через элементы зеркально-линзового объектива, на спектроделительном фильтре делится на ИК излучение, проходящее через спектроделительный фильтр, и отраженное спектроделительным фильтром лазерное излучение, которое призмой направляется в лазерный приемник. Выделенное ИК излучение с помощью сканирующего зеркала попадает на чувствительную площадку ИК приемника. Лазерное излучение несет информацию о дальности до цели, а ИК канал формирует информацию о наличии цели в поле зрения и об углах рассогласования между оптической осью прибора и направлением на цель по азимуту и высоте. В данной системе обработка отраженного сигнала, состоящего из ИК и лазерного излучений, осуществляется общими элементами - фокусирующими зеркалами и спектроделительным фильтром, а дальнейшая обработка разделенных сигналов идет по соответствующим каналам.

Недостатком прототипа является наличие объединенной оптической системы, что снижает технологические возможности устройства, и прежде всего невозможность раздельного производства и эксплуатации каналов. Кроме того, лазерный канал выполняет только одну функцию - измерение дальности до цели.

Целью предлагаемого изобретения является повышение технологичности за счет выполнения каждого из каналов в виде конструктивно-самостоятельных модулей, что позволяет расширить возможности системы, используя многообразие пеленгационных и лазерных каналов, с учетом габаритных и весовых возможностей летательных аппаратов.

Указанный положительный эффект достигается тем, что в оптико-электронной системе поиска и сопровождения цели, содержащей подвижное зеркало с датчиками углов и приводами по взаимно перпендикулярным осям, спектроделительный фильтр, пеленгационный канал, формирующий сигнал рассогласования между оптической осью системы и направлением на цель, включающий сферическое зеркало, сканирующее зеркало с приводом и приемник излучения, оптически сопряженные через призму передающий и приемный лазерные каналы, и линзу. В отличие от прототипа, в ней спектроделительный фильтр установлен по ходу оптического луча за приемным подвижным зеркалом под углом к оптической оси системы, а линза размещена между спектроделительным фильтром и призмой. С целью повышения разрешающей способности, дополнительно в пеленгационном канале по ходу оптического луча перед сферическим зеркалом установлены две коррегирующие линзы, между которыми расположено сканирующее зеркало. С целью реализации различных компановок системы на различных летательных аппаратах за спектроделительным фильтром в каждом из каналов возможна установка оптического элемента, изменяющего ход оптического луча.

Устройство поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображена блок-схема заявляемого устройства, фиг. 2 изображена принципиальная схема заявляемого устройства.

Устройство содержит обтекатель 1, подвижное зеркало 2, выполненное с возможностью перемещения по двум взаимно перпендикулярным осям, с приводами 3 и 4 соответственно. Угловое положение подвижного зеркала 2 определяется датчиками 5 и 6 по каждой из осей. Спектроделительный фильтр 7 пропускает принятое излучение в пеленгационный канал 8, а отраженное излучение направляет через оптический элемент 9, линзу 10 и призму 11 в передающий лазерный канал 12 и приемный лазерный канал 13.

Пеленгационный канал 8 содержит зеркало 14, две коррегирующие линзы 15 и 16, между которыми расположено сканирующее зеркало 17 с приводом 18, сферическое зеркало 19, в фокальной плоскости которого расположены чувствительные элементы приемника излучения 20. Выход приемника ИК излучения 20 соединен с входом усилительно-преобразовательного блока 21, выход которого связан с блоком управления 22. Блок управления 22 вырабатывает управляющие сигналы на приводы 3, 4 и 18 и излучатель лазерного канала 12 в соответствии с режимами работы системы. Сигнал с приемника лазерного канала 13 подается на вход блока обработки сигнала дальнометрирования 23, выходом соединенного с блоком 22.

Заявляемое устройство работает, как и устройство, описанное в источнике [2] . В режиме поиска просмотр пространства целей осуществляется подвижным зеркалом 2 по сигналам рассогласования между информациями пеленгационного канала 8 и внешней системой целеуказания, например, РЛС. Как только пеленгационный канал 8 принимает достаточное количество энергии от цели, указывающее на то, что цель обнаружена, система переключается в режим сопровождения, при котором положение подвижного зеркала 2 управляется сигналами рассогласования, выработанными пеленгационным каналом 8. Сигнал рассогласования между оптической осью системы и направлением на цель по двум координатам - азимуту и высоте через блоки 21 и 22 подается на приводы 3 и 4 подвижного зеркала 2, приводя изображение цели в центр поля зрения чувствительных площадок 20. При выработке нулевого сигнала рассогласования система переходит в следующий режим работы - точное слежение. В этом режиме поле зрения сканирующего зеркала 17 уменьшается. В этот момент блоком 22 вырабатывается сигнал на работу передающего лазерного канала 12. Сигнал от лазерного передатчика через призму 11, линзу 10 и оптический элемент, например зеркало 9, попадает на спектроделительный фильтр 7, отразившись от которого приемным подвижным зеркалом 2 направляется точно на обнаруженную цель. Отразившись от цели, сигнал возвращается тем же путем на призму 11, проходя через которую, попадает в лазерный приемный канал 13. С выхода канала 13 через блок обработки сигнала дальнометрирования 23 сигнал поступает в блок 22, в котором решаются прицельные задачи.

Все элементы и блоки заявляемого устройства широко известны и могут быть выполнены, например, так же, как в источнике [1] и [2].

Наличие общего подвижного зеркала 2 позволяет точно совместить визирную линию всех каналов, а разделение излучения на самостоятельные каналы сразу после спектроделительного фильтра 7 позволяет при выходе из строя любого из каналов, не нарушая целостности другого канала, за счет модульного выполнения каждого из них, заменять неисправный модуль без сложных юстировочных, наладочных работ. Кроме этого, появляется возможность комбинации различных модулей, что позволяет использовать многообразие пеленгационных и лазерных каналов с различными параметрами, увеличивая функциональные возможности системы.

Использование мощных лазерных каналов позволяет дополнительно осуществлять маркировку цели и обеспечивать целеуказание системе оружия с лазерным наведением.

Источники информации 1. Л.З. Криксунов. Система информации с оптическими квантовыми генераторами. - Киев: Технiка, 1970 г., стр. 203 - 204.

2. Патент США N 3644043 от 22.02.1972 г., НКИ 356-5 (прототип).

Формула изобретения

1. Оптико-электронная система поиска и сопровождения цели, содержащая подвижное зеркало с датчиками углов, спектроделительный фильтр, пеленгационный канал, формирующий сигнал рассогласования между оптической осью системы и направлением на цель, включающий сферическое зеркало, сканирующее зеркало с приводом и приемник излучения, и оптически сопряженные через призму передающий и приемный лазерные каналы, а также линзу, отличающаяся тем, что спектроделительный фильтр установлен по ходу оптического луча за подвижным зеркалом под углом к оптической оси системы, а линза размещена между спектроделительным фильтром и призмой.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в пеленгационном канале по ходу оптического луча перед сферическим зеркалом установлены две коррегирующие линзы, между которыми расположено сканирующее зеркало.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что за спектроделительным фильтром в каждом из каналов установлен оптический элемент, изменяющий ход оптического луча.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2