Оптико-электронное устройство для получения координатной и некоординатной информации о точечных объектах

Классификация по МПК: G01B

Патентная информация
Патент на изобретение №: 
2373493
Дата публикации: 
Пятница, Ноябрь 20, 2009
Начало действия патента: 
Понедельник, Май 14, 2007

Оптико-электронное устройство предназначено для получения информации о вращении точечных объектов по флуктуации интенсивности одной поляризационной компоненты принятого рассеянного объектом солнечного излучения и их координатах. Устройство содержит обтекатель, объектив телескопической системы, отражатель, первый поляризатор с клиновой пластиной, окуляр телескопической системы, второй поляризатор, конденсор, приемник оптического излучения. Дополнительно устройство содержит полупрозрачное зеркало, установленное между объективом телескопической системы и первым поляризатором под углом Брюстера так, что отраженную полупрозрачным зеркалом поляризационную компоненту рассеянного объектом солнечного излучения принимает дополнительно введенный фотоприемник, соединенный с анализатором флуктуаций фототока. Технический результат - определение параметров вращательного движения объекта на основе анализа флуктуации интенсивности одной поляризационной компоненты принятого излучения с сохранением определения координат точечных объектов. 1 ил.


Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано, в частности, для обнаружения и определения параметров вращательного движения точечных объектов.

При полигонных испытаниях ракет очень важным является выявление причин неудачных пусков. Так, например, при выходе из строя автопилота ракета начинает вращаться вокруг собственной оси. Это явление может быть обнаружено по результатам анализа телевизионного изображения. Однако при низком угловом разрешении системы «атмосфера-телескоп» задача трудноразрешима.

Задача измерения параметров вращательного движения объектов является также актуальной в системах контроля космического пространства. Так, например, по результатам этих измерений можно установить выход из строя космического аппарата.

Известно устройство, основанное на амплитудно-фазовом принципе определения координат точечной цели, включающее фазовый детектор, анализатор изображений в виде модулирующего диска из оптического материала, прозрачность которого изменяется по линейному закону вдоль линии, проходящей через центр диска, и на котором имеется k прозрачных и непрозрачных секторов (Инфракрасные системы обнаружения, пеленгации и автоматического сопровождения движущихся объектов. Криксунов Л.З., Усольцев И.О., М. Советское радио, 1968 г., с.176-179).

Недостатком указанного устройства является возможность определения с его помощью незначительного количества параметров цели.

Известен оптико-электронный координатор, содержащий объектив и окуляр телескопической системы, конденсор и анализатор изображений, выполненный в виде двух линейных поляризаторов, один из которых вращающийся, а второй неподвижен. Данное устройство позволяет увеличить число определяемых информативных координатных, именно координатных, параметров точечных объектов (патент №2140659 от 2004.04.20).

Недостатком описанного выше устройства является сложность обнаружения и тем более определения параметров вращательного движения объекта, т.е. получения некоординатной информации о точечных объектах. Причина заключается в том, что вращающийся поляризатор всегда создает флуктуации принятого сигнала, которые следует рассматривать как помеху в решении поставленной задачи. Выделение полезной информации в принципе возможно. Однако ее получение с высокими качественными показателями требует введения дополнительных алгоритмических операций и вычислительных ресурсов.

Задача изобретения - создание устройства для обнаружения и определения параметров вращательного движения объекта на основе анализа флуктуаций принятого излучения на его одной поляризационной компоненте с сохранением выполнения основных функциональных задач прототипа.

Задача решается при помощи устройства, содержащего обтекатель, объектив телескопической системы, отражатель, первый поляризатор с клиновой пластиной, окуляр телескопической системы, второй поляризатор, конденсор, приемник оптического излучения, в состав устройства дополнительно введены полупрозрачное зеркало, расположенное под углом Брюстера между объективом телескопической системы и первым поляризатором, а также фотоприемник и анализатор флуктуаций фототока. Флуктуации интенсивности принятого излучения на одной выделенной поляризационной компоненте не связаны с угловым разрешением системы, поэтому они могут быть обнаружены на больших дальностях и на наклонных трассах распространения излучения.

Признаки, позволяющие признать заявленное техническое решение соответствующим критериям «новизна» и «изобретательский уровень»:

- наличие полупрозрачного зеркала, расположенного под углом Брюстера между объективом телескопической системы и первым поляризатором, что позволяет выделять деполяризованную компоненту рассеянного объектом солнечного излучения;

- наличие фотоприемника, предназначенного для преобразования энергии деполяризованной компоненты светового излучения в фототок;

- наличие анализатора флуктуаций фототока, подключенного к фотоприемнику и содержащего аналого-цифровой преобразователь и вычислительный блок, что позволяет по наличию флуктуации фототока в анализаторе определять наличие вращательного движения объекта, а по периоду флуктуаций фототока - период его вращения.

Изобретение поясняется структурной схемой предлагаемого оптико-электронного устройства, представленной на чертеже.

Устройство содержит обтекатель 1, объектив телескопической системы 2, отражатель 3, первый поляризатор 4 с клиновой пластиной, окуляр телескопической системы 5, второй поляризатор 6, конденсор 7, приемник оптического излучения 8, полупрозрачное зеркало 9 и фотоприемник 10, соединенный с анализатором флуктуаций фототока 11.

Предложенное устройство работает следующим образом.

Рассеянное объектом солнечное излучение, пройдя обтекатель 1, попадает на объектив 2 и направляется на отражатель 3. От отражателя 3 излучение направляют на полупрозрачное зеркало 9, установленное под углом Брюстера, через которое часть излучения проходит без деполяризации и поступает на первый поляризатор 4, а затем далее на компоненты 5-8 для возможности выполнения прибором основной функции прототипа - определения координатных параметров точечных объектов. Другая же часть излучения, а именно деполяризованная компонента, отражается от полупрозрачного зеркала 9 и поступает на фотоприемник 10, который преобразует энергию светового излучения на одной деполяризованной компоненте рассеянного объектом солнечного излучения в электрический ток, поступающий далее в анализатор флуктуаций фототока 11. Наличие вращательного движения объекта определяют по наличию флуктуации фототока в анализаторе флуктуаций фототока 11, а период его вращения определяют по периоду флуктуаций фототока.

При этом, если в анализаторе флуктуаций фототока 11 не наблюдают флуктуаций фототока, превышающих уровень шумов, то делают вывод о том, что данный объект не вращается.

Если в анализаторе флуктуаций фототока 11 наблюдают флуктуации фототока, превышающие уровень шумов, то делают вывод о том, что данный объект вращается. При этом период флуктуаций фототока равен периоду вращения объекта.

Таким образом, предложенное техническое решение позволяет получать не только координатную информацию о точечном объекте, но и некоординатную, т.е. информацию о наличии вращательного движения объекта и периоде этого вращения.