8.1.1. Многофункциональная система лазерной локации

В лазерной локации применяют в основном те же методы измерения радиальной скорости цели, что и в радиолокации, но точность их выше. Основными методами измерения радиальной скорости (V_r) цели в лазерной локации являются следующие:

–доплеровский, основанный на определении доплеровского сдвига F_д несущей (или поднесущей) частоты отражённого оптического сигнала;

– метод, основанный на дифференцировании дальности до цели r(t ) т.е.

(8.1)

Согласно этому методу производятся отсчёты значений r в два момента времени – t₁ и t₂: r₁= r(t₁), r₂= r(t₂), и вычисляется скорость

, (8.2)

где .

Рис. 8.2. Многофункциональная система лазерной локации.

Рассмотрим обобщённую структурную схему ЛЛС, предназначенную для измерения дальности, радиальной скорости и автоматического сопровождения по угловым координатам.

В приведенной схеме, (рис.8.2), можно выделить следующие основные блоки: 1,2,3 – лазерное передающее устройство– ЛПУ (1– лазерный передатчик, 2– коллиматор, 3 -дефлектор), оптико–электронное приёмное устройство – ОЭПУ (4 – блок широкоугольной оптики, 5 –дефлектор, 6– блок узкоугольной оптики, 7–узкоугольный оптический фильтр, 8–фотоприемник), систему первичной обработки данных – 9, 10 – неподвижное основание, 11 и 12 – сглаживающие цепи грубого и точного контуров системы АСН, систему управления и наведения –13, систему автоматического сопровождения цели по направлению – 14, , оптико-механическую систему ручного нацеливания–15.

ЛПУ служит для создания зондирующего сигнала с требуемыми характеристиками. Для формирования ДНА, обеспечивающей концентрацию излучаемой энергии в узком пучке, применяется коллиматор–2. Коллиматор позволяет уменьшить расходимость пучка в раз, гдеи– фокусные расстояния объектива и окуляра.

Для наведения лазерного луча на цель и сканирования используют дефлектор 3 (отклоняюще–сканирующий блок). Наибольшее применение находят механические и пьезоэлектрические сканирующие устройства.

Лазерное излучение модулируется двумя способами: непосредственным управлением лазером (внутренняя модуляция) и с помощью воздействия на выходящее излучение (внешняя модуляция).

Часть отражённого от цели излучения попадает на вход оптоэлектронного приемного устройства (ОЭПУ), включающего в себя приёмную оптическую систему и фотоприёмник. Блок 4 определяет величину телесного угла, внутри которого осуществляется отклонение и сканирование приёмной ДНА. В приёмной оптической антенне применяют устройства фокусирующего и коллимирующего типов. Для снижения уровня внешних помех применяют спектральную фильтрацию за счёт использования интерференционного или поляризационного УОФ.

Фотоприёмник – 8 может быть выполнен на основе прямого фотодетектирования или с помощью оптического гетеродинирования. Усиленные сигналы с выхода приёмника поступают в систему первичной обработки данных 9, где оцениваются координаты цели и их производные.

В системе используется двухконтурная система автоматического сопровождения по направлению, имеющая «грубый» и «точный» контуры слежения. Первый контур осуществляет грубое угловое слежение, перемещая основание (платформу)–10. Второй, «точный» контур, управляет зеркалами, входящими в состав дефлекторов 3 и 5, и служит для коррекции ошибок Δα_г и Δβ_г первого контура. Сигналы второго контура (Δα_т и Δβ_т) поступают на сглаживающие цепи 12 точного контура слежения и далее на элементы блоков 3 и 5.

Для первоначального углового наведения используется оптическая система 15 (теодолит, телескоп), установленная на подвижном основании 10.

ЛЛС часто сопрягается с системой целеуказания 14 (например, РЛС), обеспечивающей грубое угловое наведение ЛЛС на цель. В лазерной локации используются лазеры на СО₂ (), на ионах неодима(Nd) () и полупроводниковые лазеры ().