Оптическая система канала передатчика лазерного дальномера

Полезная модель относится к оптическим системам формирования лазерного луча и может быть использовано в оптико-механической промышленности при проектировании и изготовлении оптических систем для военных приборов, в частности канала передатчика лазерного дальномера.

Цель полезной модели - дальнометрирование типовых объектов (танка) на расстояния свыше 5000 м таким образом, чтобы диаметр пятна лазерного луча не превышал габаритные размеры объекта, тем самым увеличивая отраженную энергию лазерного излучения, что повышает вероятность достоверного измерения дальности до объекта. Желательно иметь устройство, которое позволяет изменять угол расходимости диаграммы направленности лазерного дальномера.

Предложена оптическая система канала передатчика лазерного дальномера на общей оси которого, с активным элементом, установлен телескоп, представляющий собой обращенную афокальную насадку, состоящую из двух компонентов, отличающаяся тем, что дополнительно включается обращенная афокальная насадка, в которой второй компонент выполнен с большим фокусным расстоянием.

Авторы: Федотов В.Н.

Федотов А.В.

Агунькин П.Н.

Устинов Е.М.

Удалкин А.Г.

Куренков А.В.

Полезная модель относится к оптическим системам формирования лазерного луча и может быть использовано в оптико-механической промышленности при проектировании и изготовлении оптических систем для военных приборов, в частности канала передатчика лазерного дальномера.

Проблема получения коллимированного пучка лазерного излучения в настоящее время не представляет особых проблем. Существуют телескопические системы различных типов, позволяющие получать коллимированное излучение [1], в том числе телескопических систем галилеевского типа [2]. Однако такие конструкции не позволяют изменять расходимость излучения на заданном расстоянии.

В настоящие время для лазерных дальномеров в канале передатчика применяется оптическая система формирования лазерного луча с постоянной угловой расходимостью диаграммы направленности, которая обеспечивает достоверное измерение дальности до 5000 м [3, 4]. Дальнометрирование типовых объектов (танка) на расстояния свыше 5000 м приводит к тому, что диаметр пятна лазерного луча превышает габаритные размеры объекта. Это приводит к уменьшению энергии отраженного лазерного излучения и достоверности измерения дальности до объекта. Желательно иметь устройство, которое позволит изменять расходимость диаграммы направленности лазерного дальномера.

Известна оптическая система канала передатчика лазерного дальномера, которая установлена на общей оси с активным элементом, предназначены для уменьшения угловой расходимости излучения [3, 4]. Оптическая система представляет собой обращенную афокальную насадку с увеличением 0,16 и включает два компонента: первый - отрицательную линзу, второй - две положительные. Это позволяет получать угол расходимости излучения не более При измерении дальности диаметр пятна лазерного излучения на объекте рассчитывается по формуле

где s - дальность от лазерного дальномера до объекта;

2 - угол расходимости лазерного излучения после афокальной насадки.

Расчеты показывают, что на дальности 5000 м диаметр пятна лазерного излучения на объекте не превышает 3 м, а при 10000 м составляет около 7 м, при высоте типовой цели 2,5 - 2,7 м. Пятно становится большим, что приводит к снижению точности проведения измерений и не позволяет проводить дальнометрирование типового объекта. Требуются дополнительные меры по уменьшению диаметра пятна сфокусированного лазерного излучения, что можно сделать, например, при помощи оптического устройства, которое дискретно изменяло бы угол расходимости лазерного излучения в 1,5 - 2 раза.

Техническим результатом полезной модели является увеличение измеряемой дальности до типового объекта за счет изменения угловой расходимости в пределах, при которых лазерное излучение фокусируется в пятно размером, близким к размерам объекта.

Этот результат достигается тем, что дополнительно в канал передатчика лазерного дальномера включается обращенная афокальная насадка с увеличенным фокусным расстоянием второго компонента.

Данная полезная модель поясняется представленным чертежом. На фиг.1 изображена оптическая система канала передатчика с дополнительной афокальной системой, где 1- активный элемент; 2 - первый компонент (отрицательная линза); 3 - второй компонент (две положительные линзы); 4 -корпус канала передатчика; 5 - второй компонент дополнительной системы.

На фиг.2 приведены примеры применения канала передатчика по типовому объекту при различных дальностях: фиг.2а) - вид поля зрения сетки дальномера с пятном фокусировки (где 1 -пятно лазерного излучения; 2 -прицельный знак (разрыв угломерной сетки)); фиг.26) - измерение дальности по типовому объекту до 5000 м (где 3 - типовой объект); фиг.2в) - измерение дальности по типовому объекту свыше 5000 м; 2 г) - изменение дальности по типовому объекту с оптической системой.

Габаритный расчет оптической системы канала передатчика проводился с применением формулы видимого увеличения:

где D - диаметр входного зрачка;

- диаметр выходного зрачка;

2 - угол расходимости лазерного излучения;

2 - угол расходимости лазерного излучения после канала передатчика.

Проведенные расчеты показали, что при фокусном расстоянии второго компонента 120 мм расходимость лазерного излучения составила , что позволяет на дальности 5000 м получить пятно диаметром 2 м. Это обеспечивает захват пятном излучения габаритов типовой цели.

Принцип действия канала передатчика лазерного дальномера, заключается в следующем. Наводя дальномер на объект, оценивается его минимальная площадь, попадающая в разрыв угломерной сетки (фиг.2а), если размеры объекта вписываются в разрыв сетки лазерного дальномера (фиг.2б), то на общей оси с активным элементом 1 (фиг.1) включена оптическая система с компонентами 2,3. При увеличении дальности размеры объекта становятся меньше разрыва угломерной сетки (фиг.2в), пятно лазерного излучения 1 будет превышать габаритные размеры цели 3, тогда с помощью механизма на общую ось с активным элементом 1 (фиг.1) включается оптическая система с компонентами 2,5 с увеличенным фокусным расстоянием компонента 5, что вызовет уменьшение угловой расходимости лазерного излучения дальномера. При измерении дальности более 5000 м диаметр пятна лазерного излучения 1(фиг.2а) будет полностью укладываться в габаритные размеры типовой цели, тем самым увеличивается вероятность достоверного измерения.

Реализация полезной модели позволяет увеличить дальность достоверного измерения за счет уменьшения угловой расходимости излучения лазерного дальномера путем применения дополнительной оптической системы в канале передатчика.

Источники информации:

1. Русинов М. М. Композиция оптических систем. - Л.:,

Машиностроение, 1989. - 268 с.

2. Оптические приборы в машиностроении: справочник. - М.:,

Машиностроение, 1974. - 238 с.

3. Дальномер артиллерийский квантовый ДАК - 2М (индекс 1Д11М).

Техническое описание и инструкция по эксплуатации. Г 36.48.070 ТО

4. Лазерный прибор разведки ЛПР-1 (индекс 1Д13). Техническое

описание и инструкция по эксплуатации. Г 36.48.063 ТО

Авторы: Федотов В.Н.

Федотов А. В.

Агунькин П.Н.

Устинов Е.М.

Удалкин А.Г.

Куренков А.В.

Оптическая система канала передатчика лазерного дальномера, в которой на общей оси с активным элементом установлен телескоп, представляющий собой обращенную афокальную насадку, состоящую из двух компонентов, отличающаяся тем, что дополнительно включается обращенная афокальная насадка, в которой второй компонент выполнен с большим фокусным расстоянием.