RU2352959C1 - Device for definition of angle coordinates of pulsed laser radiation source - Google Patents
Device for definition of angle coordinates of pulsed laser radiation source Download PDFInfo
- Publication number
- RU2352959C1 RU2352959C1 RU2007134149/28A RU2007134149A RU2352959C1 RU 2352959 C1 RU2352959 C1 RU 2352959C1 RU 2007134149/28 A RU2007134149/28 A RU 2007134149/28A RU 2007134149 A RU2007134149 A RU 2007134149A RU 2352959 C1 RU2352959 C1 RU 2352959C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- signal
- photodetector
- time
- accumulation
- control unit
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к приборам для определения угловых координат источников импульсного лазерного излучения и может быть использовано при защите различных объектов от направленного прицеливания.The invention relates to devices for determining the angular coordinates of pulsed laser radiation sources and can be used to protect various objects from directional aiming.
Известны различные типы современных комплексов, позволяющих в любое время года и суток обнаружить средства нападения на больших дальностях и в широком диапазоне высот, определить их точные координаты и государственную принадлежность, известен целый арсенал прицелов, приборов ночного видения, используемых для обнаружения боевых единиц противника и наведения на цель, в которых применяются источники импульсного лазерного излучения, поэтому возникает необходимость в разработке средств противодействия обнаружению и прицеливанию.Various types of modern systems are known that make it possible at any time of the year or day to detect attack means at long ranges and in a wide range of heights, determine their exact coordinates and nationality, and a whole arsenal of sights and night-vision devices used to detect enemy combat units and guidance is known for the purpose in which pulsed laser radiation sources are used, therefore, there is a need to develop means of counteracting detection and aiming.
Известна малогабаритная лазерная локационная аппаратура дистанционной разведки оптических и оптико-электронных средств "Антиснайпер-М" http://www.ess.ru/publications/2_2004/volkov/volkov.htm. В приборе "Антиснайпер-М" применяется лазерный осветитель, для повышения чувствительности приемного канала применяется матрица ПЗС, с цифровым блоком обработки изображения. При этом повышение чувствительности достигается за счет пространственного и временного интегрирования сигналов накопительных элементов матрицы. Недостатком известной лазерной локационной аппаратуры является малая дальность обнаружения, обусловленная активным принципом построения, и невозможность контролировать окружающее пространство в непрерывном режиме.Known small-sized laser ranging equipment for remote reconnaissance of optical and optoelectronic means "Antisniper-M" http://www.ess.ru/publications/2_2004/volkov/volkov.htm. The Antisniper-M device uses a laser illuminator; a CCD matrix with a digital image processing unit is used to increase the sensitivity of the receiving channel. In this case, an increase in sensitivity is achieved due to the spatial and temporal integration of the signals of the storage elements of the matrix. A disadvantage of the known laser location equipment is the short detection range due to the active principle of construction, and the inability to control the surrounding space in a continuous mode.
Известно устройство обнаружения источников лазерного излучения, выбранное в качестве прототипа (RU 2248587С2, 20.03.2005). Известное устройство содержит, в том числе, блок обнаружения, состоящий из двух датчиков, и блок управления, которые позволяют определять угловые координаты источников лазерного излучения. Однако в известном устройстве в качестве датчиков обнаружения предлагается использовать элементы пассивной локации, такие как многоэлементные ИК-датчики или ИК-головки самонаведения. Такие датчики, по соображениям селекции фона, принципиально имеют малое угловое поле, а также с помощью известного устройства невозможно контролировать окружающее пространство в непрерывном режиме.A device for detecting laser radiation sources, selected as a prototype (RU 2248587C2, 03.20.2005) is known. The known device includes, including a detection unit, consisting of two sensors, and a control unit that allows you to determine the angular coordinates of the sources of laser radiation. However, in the known device as the detection sensors, it is proposed to use elements of a passive location, such as multi-element IR sensors or infrared homing heads. Such sensors, for reasons of background selection, fundamentally have a small angular field, and also using a known device it is impossible to control the surrounding space in a continuous mode.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является увеличение дальности обнаружения источника лазерного излучения и угла обзора пространства до величины не менее полусферы, возможность контролировать окружающее пространство в непрерывном режиме и увеличение точности определения угловых координат источника лазерного излучения.The technical result of the invention is to increase the detection range of the laser source and the viewing angle of the space to a value of at least a hemisphere, the ability to control the surrounding space in a continuous mode and increase the accuracy of determining the angular coordinates of the laser source.
Предлагаемое устройство определения угловых координат источника импульсного лазерного излучения содержит блок управления, фотоприемное устройство на основе фотодиода, два сверхширокоугольных объектива, в фокальной плоскости которых расположены соответственно две светочувствительные матрицы, причем блок управления соединен с обеими светочувствительными матрицами и фотоприемным устройством. Время накопления сигнала каждой из светочувствительных матриц, с одной стороны, настолько мало, что обеспечивает отсутствие дневного фона, а с другой стороны, превышает время сброса накопленного сигнала второй матрицей, что обеспечивает непрерывность обзора пространства. Блок управления обеспечивает поочередное накопление сигнала светочувствительными матрицами и переключение в момент появления сигнала на выходе фотоприемного устройства светочувствительной матрицы, находящейся в режиме накопления, после его завершения, в режим считывания сигнала блоком управления. Последний имеет возможность определения угловых координат импульсного лазерного источника излучения и времени появления импульсов на выходе фотоприемного устройства.The proposed device for determining the angular coordinates of a pulsed laser radiation source includes a control unit, a photodetector based on a photodiode, two ultra-wide-angle lenses, in the focal plane of which are respectively two photosensitive arrays, the control unit being connected to both photosensitive arrays and a photodetector. The signal accumulation time of each of the photosensitive matrices, on the one hand, is so short that it ensures the absence of a daylight background, and, on the other hand, exceeds the time of accumulation of the accumulated signal by the second matrix, which ensures continuous viewing of the space. The control unit provides sequential accumulation of the signal by the photosensitive arrays and switches at the time of the appearance of the signal at the output of the photodetector of the photosensitive matrix, which is in the accumulation mode, after its completion, into the mode of reading the signal by the control unit. The latter has the ability to determine the angular coordinates of a pulsed laser radiation source and the time of appearance of pulses at the output of the photodetector.
Кроме того, фотоприемное устройство может дополнительно содержать входной оптический элемент, установленный перед фотодиодом и выполненный в виде полусферической линзы из рассеивающего материала, например из молочного стекла.In addition, the photodetector may further comprise an input optical element mounted in front of the photodiode and made in the form of a hemispherical lens made of scattering material, such as milk glass.
Кроме того, в устройство может быть дополнительно введен последовательный интерфейс обмена информацией с внешними устройствами, соединенный с блоком обработки сигналов.In addition, a serial interface for exchanging information with external devices connected to the signal processing unit can be additionally introduced into the device.
На фиг.1 показана функциональная схема и состав предлагаемого устройства определения угловых координат источника импульсного лазерного излучения.Figure 1 shows the functional diagram and composition of the proposed device for determining the angular coordinates of the source of pulsed laser radiation.
1 - сверхширокоугольный объектив типа «рыбий глаз» (190°);1 - an ultra-wide-angle fisheye lens (190 °);
2 - светочувствительная матрица (КМОП 640×480);2 - photosensitive matrix (CMOS 640 × 480);
3 - фотоприемное устройство на основе PIN-фотодиода;3 - photodetector based on a PIN photodiode;
4 - полусферическая линза из молочного стекла (МС20);4 - hemispherical lens made of milk glass (MC20);
5 - электронный блок управления;5 - electronic control unit;
6 - последовательный интерфейс обмена информацией с внешними устройствами;6 - serial interface for exchanging information with external devices;
7 - внешнее питание устройства;7 - external power to the device;
На фиг.2 показаны временные диаграммы работы устройства определения угловых координат источника импульсного лазерного излучения.Figure 2 shows the timing diagrams of the device for determining the angular coordinates of the source of pulsed laser radiation.
8 - накопление сигнала на первой матрице;8 - signal accumulation on the first matrix;
9 - сброс информации на первой матрице;9 - reset information on the first matrix;
10 - накопление сигнала на второй матрице;10 - signal accumulation on the second matrix;
11 - сброс информации на второй матрице;11 - reset information on the second matrix;
12 - импульсы фотоприемного устройства;12 - pulses of the photodetector;
13 - считывание сигнала со второй матрицы, поскольку первый из импульсов фотоприемного устройства на временной диаграмме пришел во время накопления сигнала именно на второй матрице;13 - reading the signal from the second matrix, since the first of the pulses of the photodetector on the time diagram came during the accumulation of the signal on the second matrix;
14 - обработка считываемой информации (сигнала) в электронном блоке управления.14 - processing of the read information (signal) in the electronic control unit.
В устройстве использованы сверхширокоугольные объективы 1 типа «рыбий глаз» и фотоприемное устройство 3 на основе фотодиода с дополнительным рассеивающим элементом, что увеличивает угол пространственного обзора устройства до величины полусферы. Устройство обнаружения импульсного лазерного излучения и определения его координат может быть использовано, например, в системах для обнаружения летательного аппарата, боевой машины и т.п., снабженных лазерным дальномером или подсветчиком.The device used ultra-wide-angle lenses 1 of the type “fisheye” and a photodetector 3 based on a photodiode with an additional scattering element, which increases the spatial viewing angle of the device to a hemisphere. A device for detecting pulsed laser radiation and determining its coordinates can be used, for example, in systems for detecting an aircraft, combat vehicle, etc., equipped with a laser rangefinder or illuminator.
Предлагаемое устройство работает следующим образом.The proposed device operates as follows.
Исходным состоянием, в котором устройство находится большую часть времени, является «ожидание» прихода лазерного импульса. В этом состоянии блок управления 5 обеспечивает поочередное накопление сигнала 8, 10 (фиг.2) светочувствительными матрицами 2, что дает возможность контролировать окружающее пространство в непрерывном режиме и в отсутствие импульса от фотодиодного приемника 3 - поочередное сбрасывание накопленного сигнала 9, 11 (фиг.2). Минимальное время экспозиции светочувствительной матрицы определяется тем, что за это время необходимо успеть сбросить накопленный сигнал с другой матрицы. Время сбрасывания накопленного сигнала не превышает 10 мкс, в то время как для считывания сигнала необходимо время приблизительно в 103 раз больше, то есть около 10 мс.The initial state in which the device is located most of the time is “waiting” for the arrival of the laser pulse. In this state, the control unit 5 provides the alternate accumulation of the
При поступлении импульса 12 (фиг.2) от фотоприемного устройства 3, означающего факт облучения устройства импульсом лазерного излучения, блок управления 5 переключает накапливающую в данный момент сигнал матрицу, после окончания режима накопления (окончания времени экспозиции), в состояние считывания сигнала (информации) блоком управления 5, а не в состояние сброса, как до этого.Upon receipt of a pulse 12 (Fig. 2) from a photodetector 3, indicating the fact that the device was irradiated with a laser pulse, the control unit 5 switches the matrix that is currently accumulating the signal, after the end of the accumulation mode (end of exposure time), into the state of reading the signal (information) the control unit 5, and not in the reset state, as before.
С началом считывания 13 (фиг.2) блоком управления 5 изображения с одной из матриц блок управления 5 начинает цикл определения угловых координат источника зарегистрированного (пришедшего) импульса лазерного излучения 14 (фиг.2). Процедура измерения угловых координат занимает дополнительно не более 6 мс.With the beginning of reading 13 (Fig. 2) by the image control unit 5 with one of the matrices, the control unit 5 starts a cycle of determining the angular coordinates of the source of the registered (arrived) laser radiation pulse 14 (Fig. 2). The procedure for measuring angular coordinates takes an additional no more than 6 ms.
И при этом блок управления 5 прекращает режим накопления сигнала обеими матрицами до окончания обработки сигнала и определения угловых координат.And at the same time, the control unit 5 terminates the accumulation mode of the signal by both matrices until the signal is processed and the angular coordinates are determined.
После окончания процедуры измерения угловых координат устройство выдает по последовательному интерфейсу обмена с внешними устройствами 6 угловые координаты и время прихода зарегистрированного фотоприемным устройством импульса, после чего снова возвращается в исходное состояние, «ожидая» прихода следующего импульса. При этом блок управления 5 снова обеспечивает режим поочередного накопления сигнала светочувствительными матрицами 2.After the procedure for measuring the angular coordinates is completed, the device provides the angular coordinates and time of arrival of the pulse registered by the photodetector via the serial interface for exchanging external devices 6, after which it again returns to its original state, “waiting” for the arrival of the next pulse. In this case, the control unit 5 again provides a mode of alternating signal accumulation by the photosensitive matrices 2.
Кроме того, одновременно с каждым пришедшим импульсом от фотоприемного устройства 3, даже во время процедуры измерения угловых координат ранее пришедшего импульса, блок управления 5 фиксирует время прихода очередного импульса лазерного излучения 12 (фиг.2) и посылает внешнему устройству информацию о времени прихода импульса и интервале времени, прошедшем с момента регистрации предыдущего импульса. Анализ времяимпульсной модуляции излучения лазерного источника может быть использован для целей распознавания свой-чужой.In addition, simultaneously with each incoming pulse from the photodetector 3, even during the procedure of measuring the angular coordinates of the previously received pulse, the control unit 5 fixes the arrival time of the next laser pulse 12 (Fig.2) and sends information to the external device about the time of arrival of the pulse and time interval from the moment of registration of the previous impulse. An analysis of the time-pulse modulation of the radiation of a laser source can be used for the purpose of recognizing friend or foe.
Таким образом, устройство может измерять угловые координаты приходящих импульсов лазерного излучения с частотой до 60 Гц и регистрировать время прихода импульсов лазерного излучения с частотой до нескольких МГц. Кроме того, повышается безопасность экипажа самолета или боевой машины, применяющих предлагаемое устройство, поскольку предлагаемое устройство работает в пассивном режиме и, следовательно, никак не обнаруживает себя и вместе с тем непрерывно контролирует окружающее пространство на предмет обнаружения лазерных систем наведения на самолет или боевую машину, имеющих данное устройство.Thus, the device can measure the angular coordinates of incoming pulses of laser radiation with a frequency of up to 60 Hz and record the time of arrival of laser pulses with a frequency of up to several MHz. In addition, the safety of the crew of an airplane or combat vehicle that uses the proposed device is increased, since the proposed device operates in a passive mode and, therefore, does not detect itself and at the same time continuously monitors the surrounding area to detect laser guidance systems for an airplane or combat vehicle, having this device.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007134149/28A RU2352959C1 (en) | 2007-09-13 | 2007-09-13 | Device for definition of angle coordinates of pulsed laser radiation source |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007134149/28A RU2352959C1 (en) | 2007-09-13 | 2007-09-13 | Device for definition of angle coordinates of pulsed laser radiation source |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2352959C1 true RU2352959C1 (en) | 2009-04-20 |
Family
ID=41017901
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007134149/28A RU2352959C1 (en) | 2007-09-13 | 2007-09-13 | Device for definition of angle coordinates of pulsed laser radiation source |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2352959C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2613587C2 (en) * | 2015-03-12 | 2017-03-17 | Александр Федорович Осипов | Multispectral optical-electronic device for purpose of target acquisition |
RU2686398C1 (en) * | 2018-07-13 | 2019-04-25 | Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Калужский приборостроительный завод "Тайфун" | Laser radiation warning device |
-
2007
- 2007-09-13 RU RU2007134149/28A patent/RU2352959C1/en active
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2613587C2 (en) * | 2015-03-12 | 2017-03-17 | Александр Федорович Осипов | Multispectral optical-electronic device for purpose of target acquisition |
RU2686398C1 (en) * | 2018-07-13 | 2019-04-25 | Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Калужский приборостроительный завод "Тайфун" | Laser radiation warning device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10209350B2 (en) | Planar imaging sensor having plural photo detector groups with different detection windows | |
US9897688B2 (en) | Laser detection and image fusion system and method | |
US8304729B2 (en) | Apparatus and methods for use in flash detection | |
US9347742B2 (en) | Electro-optic system for crosswind measurement | |
US6864965B2 (en) | Dual-mode focal plane array for missile seekers | |
US9927210B2 (en) | Laser daylight designation and pointing | |
CN101975953A (en) | Hand-held round-the-clock laser imaging distance measurer | |
US4836672A (en) | Covert optical system for probing and inhibiting remote targets | |
US9448107B2 (en) | Panoramic laser warning receiver for determining angle of arrival of laser light based on intensity | |
CN101566693B (en) | System for detecting active imaging and passive imaging of common aperture | |
FI3103062T3 (en) | Method for detecting and classifying events of a scene | |
EP2549301B1 (en) | Optical detection of radiometric events | |
RU2352959C1 (en) | Device for definition of angle coordinates of pulsed laser radiation source | |
CN103615934B (en) | Anti-sniper detection system | |
RU2617459C1 (en) | Multichannel optical-location system | |
RU2613587C2 (en) | Multispectral optical-electronic device for purpose of target acquisition | |
US10739454B2 (en) | Low cost, high accuracy laser warning receiver | |
RU2643657C1 (en) | Sighting system of weapon with laser range finder | |
Dulski et al. | Infrared uncooled cameras used in multi-sensor systems for perimeter protection | |
CN204555820U (en) | Instrument taken aim at by infrared thermal imaging rifle based on infrared technique | |
RU2350889C2 (en) | Two-channel ground target detector | |
McDaniel et al. | EO/IR sensors for border security applications | |
Dulski et al. | Application of infrared uncooled cameras in surveillance systems |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
HK4A | Changes in a published invention | ||
PD4A | Correction of name of patent owner | ||
RH4A | Copy of patent granted that was duplicated for the russian federation |
Effective date: 20200827 |