Способ скрытия оптико-электронных средств
Владельцы патента RU 2698569:
Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации (RU)
Изобретение относится к области оптико-электронной техники и может быть использовано в лазерных локационных системах, системах оптико-электронного противодействия, а также системах защиты оптико-электронных средств от мощного лазерного излучения. Способ скрытия оптико-электронного средств (ОЭС) основан на поглощении части энергии оптического излучения, падающего на ОЭС, установке двух матричных оптико-электронных координатора (МОЭК) так, чтобы их приемные плоскости были перпендикулярны между собой и подстилающей поверхности, а в их поля зрения входила точка местоположения ОЭС, осуществлении координатной привязки и временной синхронизации работы фоточувствительных элементов МОЭК, приеме МОЭК рассеянного атмосферой излучения источника направленного оптического излучения и определении по координатам фоточувствительных элементов с максимальными выходными сигналами и по значениям моментов времени их регистрации пространственно-временных параметров траектории сканирования луча источника направленного оптического излучения подстилающей поверхности, вычислении параметров пространственного местоположения ОЭС и времени, затрачиваемого на уменьшение эффективной площади рассеивания (ЭПР) ОЭС до требуемого значения, критических пространственных параметров луча источника направленного оптического излучения относительно пространственных параметров местоположения ОЭС, осуществлении при достижении пространственных параметров луча источника направленного оптического излучения критических значений уменьшения ЭПР до требуемого значения. Изобретение обеспечивает повышение эффективности скрытия ОЭС. 2 ил.
Изобретение относится к области оптико-электронной техники и может быть использовано в лазерных локационных системах, системах оптико-электронного противодействия, а также системах защиты оптико-электронных средств от мощного лазерного излучения.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату (прототипом) является способ (см., например, [1]) маскировки оптико-электронного средства (ОЭС), основанный на нанесении светопоглощающего покрытия на отражающие поверхности формирующей оптики ОЭС и. поглощении им части локационного оптического излучения. Недостатком способа является низкая эффективность срытия ОЭС при высоком уровне облучения, а также невозможность снижения уровня эффективной площади рассеивания (ЭПР) ОЭС до «нулевого» значения. Это недостаток обусловлен тем, что снижение ЭПР производится при непосредственном оптическом «контакте» отражающих поверхностей ОЭС с зондирующим излучением. При этом в способе-прототипе снижение ЭПР ОЭС носит постоянный фиксированный характер, без адаптации к величине плотности излучения, падающего на основные отражающие поверхности. В дополнение, возможности использование светопоглащающих покрытий ограниченно необходимостью сохранения пропускной способности формирующей оптики ОЭС.
Техническим результатом, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, является повышение эффективности скрытия ОЭС.
Сущность изобретения заключается в обеспечении требуемого временного ресурса скрытия ОЭС за счет пространственного мониторинга по рассеянной составляющей траектории сканирования луча лазерного локационного средства (ЛЛС).
Технический результат достигается тем, что в известном способе скрытия ОЭС, основанный на поглощении части энергии оптического излучения падающего на ОЭС, что устанавливают два матричных оптико-электронных координатора (МОЭК), так чтобы их приемные плоскости были перпендикулярны между собой и подстилающей поверхности, а в их поля зрения входила точка местоположения ОЭС, осуществляют координатную привязку и временную синхронизацию работы фоточувствительных элементов МОЭК, принимают МОЭК рассеянное атмосферой излучение источника направленного оптического излучения и по координатам фоточувствительных элементов с максимальными выходными сигналами и по значениям моментов времени их регистрации определяют пространственно-временные параметры траектории сканирования луча источника направленного оптического излучения подстилающей поверхности, по значениям которых, значениям параметров пространственного местоположения ОЭС и времени, затрачиваемое на уменьшение ЭПР ОЭС до требуемого значения, вычисляют критические пространственные параметры луча источника направленного оптического излучения относительно пространственных параметров местоположения ОЭС, при достижения пространственных параметров луча источника направленного оптического излучения критических значений осуществляют уменьшение ЭПР до требуемого значения.
Основным демаскирующим признаком ОЭС является ЭПР, позволяющая локационному средству по величине отраженного сигнала обнаружить и определить его местоположение (см., например, [2, 4]). В ОЭС снижение ЭПР обеспечивается использованием оптических фильтров, выбором типа формирующей оптики, нанесением светопоглощающих покрытий и т.п. (см., например, [1, 3]). Однако эффективность таких мер носит постоянный характер и в динамике изменения мощности зондирующего направленного оптического излучения может быть достаточно низкая и не обеспечивать снижение уровня ЭПР ОЭС до «нулевого» значения. При этом под «нулевым» уровнем ЭПР следует понимать тождество величины отраженных сигналов от ОЭС и от окружающего фона. В этой связи предлагается скрыть ОЭС путем снижения его ЭПР до уровня окружающего фона за счет предварительного пространственного мониторинга траектории движения луча ЛЛС.
Снижение энергетической освещенности основных отражающих поверхностей, определяющей величину ЭПР ОЭС, можно осуществить перекрытием всего входного оптического потока или изменением ориентации поля зрения. Для этих процедур необходимо время, которое при непосредственном оптическом «контакте» отражающих поверхностей ОЭС с зондирующим излучением локационного средства не позволяет добиться требуемого результата. Поэтому необходимо обеспечить временной ресурс скрытия ОЭС. Временной ресурс можно получить путем пространственного мониторинга по рассеянной составляющей траектории движения луча ЛЛС (см., например, [4-6]).
Заявленный способ поясняется схемой, представленной на фигуре 1, где приняты следующие обозначения: 1 - ОЭС; 2 - ЛЛС; 3 -МОЭК; 4 - траектория сканирования подстилающей поверхности ЛЛС; 5 - луч ЛЛС; 6 - поле зрения ОЭС; (xO,yO), (хкр,yкр) - координаты местоположений ОЭС и центра пятна подсвета подстилающей поверхности ЛЛС; L - расстояние между координатами местоположений ОЭС и центром пятна подсвета подстилающей поверхности ЛЛС. В соответствии с фигурой 1 устанавливают два МОЭК 3, так чтобы их приемные плоскости были перпендикулярны между собой и подстилающей поверхности, а в их поля зрения входила точка местоположения ОЭС 1. При этом производится координатная привязка и синхронизация работы фоточувствительных элементов МОЭК 3. ЛЛС 2 осуществляет поиск ОЭС 1 путем сканирования области пространства лучом 5 по заданной траектории 4. МОЭК 3 принимают рассеянное атмосферой излучение ЛЛС 2. По координатам фоточувствительных элементов, сигналы на выходе которых имеют максимальные значения, МОЭК 3 определяют пространственно-временные параметры траектории 4 сканирования лучом 5 ЛЛС 2 подстилающей поверхности (см., например, [4]). При этом в качестве пространственно-временных параметров траектории движения 4 луча 5 ЛЛС 2 используются измеренные МОЭК 3 координаты и скорость перемещения пятна подсвета на подстилающей поверхности vЛ, позволяющие определить момент времени пересечения точки местоположения ОЭС 1 (см., например, [4]). По пространственно-временным параметрам траектории сканирования 4 луча 5, значениям координат (xO,yO) местоположения ОЭС 1 и времени tC, затрачиваемое на уменьшение ЭПР ОЭС 1 до требуемого значения, вычисляют критические координаты (хкр,укр) цента пятна подсвета луча 5 ЛЛС 2 относительно координат (xO,yO) местоположения ОЭС 1. Вычисление координат (хкр,укр) вытекает из задачи скрытия ОЭС 1, требующего временных затрат. Следовательно, в упрощенном виде, необходимо определить точку на траектории 4, удаленную от координат (xO,yO), как L≥vЛtC, при достижении которой пятном подсвета луча 5 ЛЛС 2 осуществляют уменьшение ЭПР ОЭС 1 до требуемого значения. Уменьшение ЭПР ОЭС 1 до требуемого значения можно, например, добиться изменением ориентации поля зрения ОЭС 6.
На фигуре 2 представлена блок-схема устройства, с помощью которого может быть реализован предлагаемый способ. Блок-схема устройства включает блок обработки данных и управления 7, приемные матрицы ОЭК 8, фоточувствительные элементы, сигналы на выходе которых имеют максимальные значения 9 в разные моменты времени t1, t2, остальные обозначения соответствуют фигуре 1.
Устройство работает следующим образом. ЛЛС 2 осуществляет поиск ОЭС 1. МОЭК 3 принимают рассеянное атмосферой излучение ЛЛС 2 и определяют координаты фоточувствительных элементов 9 своих матриц 8, сигналы на выходе которых имеют максимальные значения, а также и моменты времени их регистрации, значения которых передают в блок обработки данных и управления 7. В блок обработки данных и управления 7, также поступают значения координат местоположения ОЭС 1 и времени, затрачиваемое на уменьшение ЭПР его до требуемого значения. Блок обработки данных и управления 7 по поступившим данным контролирует перемещение цента пятна подсвета луча ЛЛС 2, вычисляет критические координаты его местоположения и, при достижении которых передает сигнал ОЭС 1 на снижение его ЭПР. ОЭС 1 принимает сигнал и осуществляет уменьшение ЭПР ОЭС 1 до требуемого значения.
Таким образом, у заявляемого способа появляются свойства, заключающиеся в повышении эффективности скрытия ОЭС за счет пространственного мониторинга по рассеянной составляющей траектории сканирования луча ЛЛС, обеспечивающий временный ресурс снижения ЭПР. Тем самым предлагаемый авторами способ устраняет недостатки прототипа.
Предлагаемое техническое решение является новым, поскольку из общедоступных сведений неизвестен способ скрытия ОЭС, основанный на поглощении части энергии оптического излучения падающего на ОЭС, установке двух МОЭК, так чтобы их приемные плоскости были перпендикулярны между собой и подстилающей поверхности, а в их поля зрения входила точка местоположения ОЭС, осуществлении координатной привязки и временной синхронизации работы фоточувствительных элементов МОЭК, приеме МОЭК рассеянного атмосферой излучения источника направленного оптического излучения и определении по координатам фоточувствительных элементов с максимальными выходными сигналами и по значениям моментов времени их регистрации пространственно-временных параметров траектории сканирования луча источника направленного оптического излучения подстилающей поверхности, вычислении по значениям которых, значениям параметров пространственного местоположения ОЭС и времени, затрачиваемое на уменьшение ЭПР ОЭС до требуемого значения, критических пространственных параметров луча источника направленного оптического излучения относительно пространственных параметров местоположения ОЭС, осуществлении при достижении пространственных параметров луча источника направленного оптического излучения критических значений уменьшения ЭПР до требуемого значения.
Предлагаемое техническое решение практически применимо, так как для его реализации могут быть использованы типовые радиоэлектронные узлы и устройства.
1 Пархоменко В.А., Рыбаков А.Н., Устинов Е.М. и др. Патент RU №2350992. Устройство маскировки оптико-электронных приборов от средств лазерной пеленгации. М.: РОСПАТЕНТ, 2009.
2 Малашин М.С., Каминский Р.П., Борисов Ю.Б. Основы проектирования лазерных локационных систем. М: «Высшая школа», 1983, стр. 26-27
3 Первулюсов Ю.Б., Родионов С.А., Солдатов В.П. Под. Редакцией Якушенков Ю.Г. Проектирование оптико-электронных приборов. М.: «Логос», 2000, стр. 249-253.
4 Козирацкий Ю.Л., Гревцев А.И., Донцов А.А., Иванцов А.В., Кулешов П.Е. и др. Обнаружение и координатометрия оптико-электронных средств, оценка параметров их сигналов. М.: «ЗАО «Издательство «Радиотехника», 2015, стр. 17-26, 240-247, 353-362.
5 Козирацкий Ю.Л., Козирацкий А.Ю., Кулешов П.Е. и др. Патент RU №2285275. Способ определения направления на источник оптического излучения по рассеянной в атмосфере составляющей и устройство его реализации. М: РОСПАТЕНТ, 2006.
6 Козирацкий Ю.Л., Козирацкий А.Ю., Кулешов П.Е. и др. Патент RU №2357272. Способ определения направлений на источники оптического излучения по рассеянной в атмосфере составляющей. М.: РОСПАТЕНТ, 2009.
Способ скрытия оптико-электронных средств (ОЭС), основанный на поглощении части энергии оптического излучения, падающего на ОЭС, отличающийся тем, что устанавливают два матричных оптико-электронных координатора так, чтобы их приемные плоскости были перпендикулярны между собой и подстилающей поверхности, а в их поля зрения входила точка местоположения ОЭС, осуществляют координатную привязку и временную синхронизацию работы фоточувствительных элементов матричных оптико-электронных координаторов, принимают матричными оптико-электронными координаторами рассеянное атмосферой излучение источника направленного оптического излучения и по координатам фоточувствительных элементов с максимальными выходными сигналами и по значениям моментов времени их регистрации определяют пространственно-временные параметры траектории сканирования луча источника направленного оптического излучения подстилающей поверхности, по значениям которых, значениям параметров пространственного местоположения ОЭС и времени, затрачиваемого на уменьшение эффективной площади рассеивания ОЭС до требуемого значения, вычисляют критические пространственные параметры луча источника направленного оптического излучения относительно пространственных параметров местоположения ОЭС, при достижения пространственных параметров луча источника направленного оптического излучения критических значений осуществляют уменьшение эффективной площади рассевания до требуемого значения.
