Способ скрытия оптико-электронных приборов от лазерных локационных средств - RU2703921C1

Чертежи

Описание

Изобретение относится к области оптико-электронной техники и может быть использовано в лазерных локационных системах, системах оптико-электронного противодействия.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату (прототипом) является способ маскировки оптико-электронного прибора (ОЭП) [см. например, 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], основанный на нанесении светопоглощающего покрытия на отражающие поверхности формирующей оптики ОЭП и поглощении им части локационного оптического излучения. Недостатком способа является низкая эффективность скрытия ОЭП при высоком уровне облучения, а также невозможность снижения уровня эффективной площади рассеивания (ЭПР) ОЭП до «нулевого» значения. Это недостаток обусловлен тем, что снижение ЭПР производится при непосредственном оптическом «контакте» отражающих поверхностей ОЭП с зондирующим излучением. При этом в способе-прототипе снижение ЭПР ОЭП носит постоянный фиксированный характер, без адаптации к величине плотности излучения, падающего на основные отражающие поверхности. В дополнение, возможности использования светопоглощающих покрытий ограничены необходимостью сохранения пропускной способности формирующей оптики ОЭП.

Техническим результатом, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, является повышение эффективности скрытия ОЭП от лазерных локационных средств (ЛЛС).

Сущность изобретения заключается в приеме спонтанного излучения ЛЛС, обеспечивающего время для скрытия ОЭП путем симметричного деления оптического входа ОЭП на две части и поглощении с направления входа и выхода ОЭП падающего на одну часть основного оптического излучения передающего канала ЛЛС.

Технический результат достигается тем, что в известном способе скрытия ОЭП от ЛЛС, основанном на приеме оптического излучения ОЭП, измеряют частотные, временные и энергетические параметры принимаемого оптического излучения, по значениям которых различают частотные, временные и энергетические параметры спонтанного излучения передающего канала ЛЛС, предшествующего основному, и определяют момент времени прихода t_O основного излучения передающего канала ЛЛС, за время t_C<ΔtO делят симметрично оптический вход ОЭП на две части, поглощают с направления входа и выхода ОЭП падающее на одну часть основное оптическое излучение передающего канала ЛЛС, где t_C - момент времени регистрации спонтанного излучения передающего канала ЛЛС.

Ключевым элементом функционирования ЛЛС является наличие отраженного от ОЭП сигнала. Обобщенная отражающая способность ОЭП характеризуется ЭПР [см. например, Малашин М.С., Каминский Р.П., Борисов Ю.Б. Основы проектирования лазерных локационных систем. М.: «Высшая школа», 1983, 207 с, стр. 26-27; 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, 456 с, стр. 17-20]. В ОЭП снижение ЭПР обеспечивается использованием оптических фильтров, выбором типа формирующей оптики, нанесением светопоглощающих покрытий и т.п.[см. например, 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.; Первулюсов Ю.Б., Радионов С.А., Солдатов В.П. Под редакцией Якушенков Ю.Г. Проектирование оптико-электронных приборов. М.: «Логос», 2000, 180 с, стр. 249-253].

Однако эффективность таких мер носит постоянный характер и в динамике изменения мощности зондирующего направленного оптического излучения может быть достаточно низкая. В этой связи предлагается снизить ЭПР ОЭП путем поглощения части зондирующего когерентного оптического излучения на его входе и выходе ОЭП по факту работы (облучения) передающего канала (лазера) ЛЛС на основе анализа частотной, временной и энергетической структуры его излучения.

ЛЛС функционируют по основному импульсу излучения передающего канала, так как он обеспечивает энергетически более устойчивый процесс локации ОЭП. Одним из путей повышения эффективности скрытия ЭОП является заблаговременное принятие мер по снижению ЭПР. Как уже было определено, меры постоянного характера по снижению ЭПР снижают функциональные возможности ОЭП. Поэтому предлагается уменьшать ЭПР ОЭП до «нулевого» уровня по факту функционирования ЛЛС и при этом сохранить функциональные возможности ОЭП. Это может обеспечить прием спонтанного излучения передающего канала ЛЛС, предшествующего основному [см. например, 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, 456 с, стр. 92].

Заявленный способ поясняется схемой, представленной на фигуре 1, где приняты следующие обозначения: 1 - этап работы ОЭП в режиме приема и анализа спонтанного излучения ЛЛС; 2 - этап работы ОЭП в режиме приема основного излучения ЛЛС с уменьшенной ЭПР; 3 - спонтанное излучение ЛЛС; 4 - основное излучение ЛЛС; 5 - объектив ОЭП; 6 - отражающая поверхность ОЭП; 7 - поглощающая с двух сторон оптическое излучение пластина; 8 - траектория распространения излучения передающего канала ЛЛС на входе, выходе и внутри ОЭП (J - интенсивность принимаемого излучения ЛЛС, t - время, Δt - интервал времени, необходимого на снижение ЭПР ОЭП, t_C - момент времени регистрации спонтанного излучения ЛЛС, t_Q - определяемый момент времени приема основного излучения ЛЛС).

Динамика формирования локационного сигнала ЛЛС включает генерацию оптических волн, которые можно разделить на спонтанные излучения 3 (под спонтанным излучением понимается совокупность спонтанного и спонтанно-индуцированного излучений) и основное 4 [см. там же стр. 110-111, 128-131]. При этом в соответствии с достижением технического результата рассматривается спонтанное излучение предшествующее основному. Прием спонтанного излучения может характеризовать факт работы передающего канала (лазера) ЛЛС и обеспечить временной ресурс для скрытия (снижения ЭПР) ОЭП [см. там же стр. 109]. Разделение спонтанного излучения 3 по составляющим длинам волн и соответственно от основного 4 можно осуществить по частотным характеристикам, т.е. выделить необходимое спонтанное излучение, предшествующее основному. На этапе работы ОЭП в режиме приема и анализа спонтанного излучения ЛЛС 1 ОЭП функционирует в минимальном режиме скрытия. При поступлении на вход ОЭП спонтанного излучения 3 передающего канала ЛЛС, осуществляется оценка его частотных, временных и энергетических параметров, по которым определяется факт функционирования передающего канала ЛЛС, момент времени регистрации t_O, и момент времени приема основного излучения ЛЛС t_Q. Факт регистрации спонтанного излучения 3 является управляющей командой для принятия мер по скрытию ОЭП за время t_c<ΔtO и перехода ОЭП на этап работы в режиме приема основного излучения ЛЛС 2 с уменьшенной ЭПР.

Возможность скрытия ОЭП (уменьшения ЭПР) от ЛЛС опирается на представлении оптической системы как линейной системы. Основной вклад в величину ЭПР вносит поверхность, расположенная в фокусе или близко к нему. Поэтому для упрощения понимания сущности изобретения и описания процесса скрытия ОЭП оптическая система представляется в эквивалентном виде (фиг. 1), состоящая из объекта 5 и отражающей поверхности 6 [см. там же стр. 26-28]. Так как ЛЛС функционирует по импульсу основного излучения, свойства когерентности которого «максимальны», то его распространение в зависимости от свойств изменения направления оптических потоков элементами 5 и 6 в структуре ОЭП представляются в виде прямолинейных траекторий распространения излучения передающего канала ЛЛС на входе, выходе и внутри ОЭП 8. На этапе работы 1 ОЭП пропускает все излучение, в том числе и ЛЛС. При обнаружении спонтанного излучения 3 оптический вход ОЭП делят симметрично за время t_c<ΔtO на две части: «пропускающую и поглощающую» подающий поток основного излучения ЛЛС, например, устанавливают перед объективом 5 поглощающую с двух сторон оптическое излучение пластину 7. Падающий поток основного излучения 4 ЛЛС на пластину 7 со стороны ЛЛС «поглощают». Учитывая законы отражения, отраженный поток основного излучения 4 ЛЛС от поверхности 6 меняет направление на противоположное и падает на пластину 7, где его также «поглощают». Это приведет к снижению уровня ЭПР и соответственно скрытию ОЭП от ЛЛС с сохранением его функциональных возможностей.

На фиг. 2 представлена блок-схема устройства, с помощью которого может быть реализован предлагаемый способ. Блок-схема устройства содержит: датчик параметров спонтанного изучения 9, включающий фотоприемный блок обнаружения и определения параметров спонтанного излучения 10, фотоприемный блок обнаружения и определения параметров фонового излучения 11 и блок анализа и вычисления 12; ОЭП 13, в состав которого дополнительно включены установленная на поворотном приводе 1/2 площади входа ОЭП поглощающая пластина 14 с блоком управления приводом 15.

Устройство работает следующим образом. Датчик параметров спонтанного излучения 9 принимает оптическое излучение и путем сравнения выходных сигналов фотоприемного блока обнаружения и определения параметров спонтанного излучения 10 и фотоприемного блока обнаружения и определения параметров фонового излучения 11 в блоке анализа и вычисления 12 определяет факт облучения ОЭП ЛЛС и вырабатывает сигнал в блок управления приводом 15. Блок управления приводом 15 передает сигнал на поворотный привод, который устанавливает поглощающую пластину 14 в нужное положение.

Таким образом, у заявляемого способа появляются свойства, заключающиеся в повышении эффективности скрытия ОЭП от ЛЛС за счет приема спонтанного излучения ЛЛС, обеспечивающего время для скрытия ОЭП путем симметричного деления оптического входа ОЭП на две части и поглощения с направления входа и выхода ОЭП падающего на одну часть основного оптического излучения передающего канала ЛЛС. Тем самым, предлагаемый авторами способ устраняет недостатки прототипа.

Предлагаемое техническое решение является новым, поскольку из общедоступных сведений неизвестен способ скрытия ОЭП от ЛЛС, основанный на приеме оптического излучения ОЭП, измерении частотных, временных и энергетических параметров принимаемого оптического излучения, различении по значениям которых частотных, временных и энергетических параметров спонтанного излучения передающего канала ЛЛС, предшествующего основному, и определении момента времени прихода t₀ основного излучения передающего канала ЛЛС, симметричном делении за время t_c<ΔtQ оптического входа ОЭП на две части, поглощении с направления входа и выхода ОЭП падающего на одну часть основного оптического излучения передающего канала ЛЛС, где t_C - момент времени регистрации спонтанного излучения передающего канала ЛЛС.

Предлагаемое техническое решение практически применимо, так как для его реализации могут быть использованы типовые поглощающие оптическое излучение материалы.

Список используемой литературы

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, 207 с.

3. Первулюсов Ю. Б., Радионов С.А., Солдатов В.П. Под. Редакцией Якушенков Ю.Г. Проектирование оптико-электронных приборов. М.: «Логос», 2000, 180 с.

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, 456 с.

Реферат

Изобретение относится к области оптико-электронной техники и может быть использовано в лазерных локационных системах, системах оптико-электронного противодействия. Способ скрытия оптико-электронных приборов (ОЭП) от лазерных локационных средств (ЛЛС) базируется на приеме оптического излучения ОЭП, измерении частотных, временных и энергетических параметров принимаемого оптического излучения, различении по их значениям частотных, временных и энергетических параметров спонтанного излучения передающего канала ЛЛС, предшествующего основному, и определении момента времени прихода tосновного излучения передающего канала ЛЛС, симметричном делении за время t<Δt

Формула