Перспективы развития акустооптических систем на беспилотных летательных аппаратах
Исследование возможности применения акустооптических систем для обнаружения и осуществления сканирования исследуемых объектов. Осуществление принципа работы акустооптической системы посредством отклонения светового луча в системах лазерного сканирования.
| Рубрика | Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 20.09.2018 |
| Размер файла | 13,0 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Акционерное общество "Военно-промышленная корпорация
"Научно-производственное объединение машиностроения"
Перспективы развития акустооптических систем на беспилотных летательных аппаратах
Панкова К.В., инженер-конструктор 3 категории,
конструкторский отдел
Стегнеев С.В., начальник сектора,
отдел оптических и лазерных систем
г. Реутов
Аннотации
В статье рассмотрена возможность применения акустооптических систем для обнаружения и осуществления сканирования исследуемых объектов. Принцип работы системы осуществляется посредством отклонения светового луча в системах лазерного сканирования. Немаловажным является соответствие требованиям стабилизированных приемо-передающих устройств и вычислительных средств. В настоящее время не все эти свойства используются в полной мере, а некоторые еще до конца не изучены. Вследствие этого сохраняется высокий потенциал дальнейшего развития данного направления.
Ключевые слова: акустооптические системы, акустоооптический дефлектор, беспилотные летательные аппараты, лазерные системы.
In the article the possibility of using acousto-optical systems for detecting and performing scanning of the investigated objects is considered. The principle of the system is carried out by deflecting the light beam in laser scanning systems. Equally important is the compliance with the requirements of stabilized receiving and transmitting devices and computing facilities. Currently, not all these properties are fully used, and some have not yet been fully explored. As a consequence, the high potential for further development of this direction remains.
Keywords: acoustooptical systems, acoustooptical deflector, unmanned aerial vehicles, laser systems.
Основное содержание исследования
С каждым годом развитие технологий и промышленности, как в мире, так и в России, растет. Существующая перспективная область науки и техники - акустооптика основана на дифракции света и акустических волнах в среде. Данное направление позволяет решать проблемы оптической обработки информации, включая элементы систем оптической связи и оптические процессоры. По мере ее развития решаемые задачи менялись от исследования эффекта и создания простых функциональных устройств до использования их на практике и проектирования сложных систем на этой основе.
На сегодняшний день одним из перспективных направлений данной науки является её применение в ракето-космической технике, в частности для возможного оснащения беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) новейшими лазерными технологиями.
Акустооптический эффект, в основе которого лежит явление брэгговской дифракции оптического излучения на акустических волнах, возбуждаемых пьезоэлектрическим преобразователем представляет наибольший практический интерес, что особенно актуально при разработки критической технологии системы лазерного сканирования.
Рассмотрим подробнее данный процесс. Акустооптический эффект - это явления дифракции, преломления, отражения или рассеяния света на периодических неоднородностях среды (зонах с разным показателем преломления), вызванных упругими деформациями при прохождении ультразвука. Периодическое чередование неоднородностей среды "работает" как дифракционная решетка, изменяющая направление светового луча, а если частота ультразвука высока и длина взаимодействия велика, то происходит дифракция Брэгга [1]. В качестве светозвукопровода, в значительной части акустооптических приборов используется кристалл двуокиси теллура TeO2 (парателлурит). Отличительной особенностью парателлурита, помимо высокого акустооптического качества, является сильная анизотропия упругих свойств. Вследствие этого в кристалле могут происходить необычные физические явления, не наблюдающиеся в изотропных и слабо анизотропных средах [2].
Материал пьезопреобразователя представлен ниобатом лития - самым современным и широко используемым материалом в качестве источника ультразвуковых поверхностных и объёмных волн, возбуждающий высокочастотные напряжения.
При рассмотрении использования акустооптических технологий в лазерных системах рассмотрим возможность применения акустооптического дефлектора (АОД). Основные области применения АОД: оптическая связь, локация и дальнометрия; дистанционное управление исполнительными элементами. В рассматриваемом случае дефлектор предназначается для работы в составе комплекса стабилизированных приемо-передающих устройств и вычислительных средств. Повышая точность и надежность работы лазерных систем в условиях эксплуатационных нагрузок, улучшается качество получения цифрового изображения.
АОД представляет собой функционально законченное устройство, состоящее из светозвукопровода, пьезоэлектрического преобразователя и корпуса. Известно, что благодаря высокоэффективному преобразованию входного оптического излучения в дифрагированное, при низком уровне потребляемой электрической мощности, устройство не требует системы охлаждения даже при работе с мощными оптическими пучками.
Следует отметить, что параметры акустооптических устройств (скорость акустической волны, оптическая апертура, частотный диапазон и т.д.) тесно связаны между собой, а в ряде случаев являются конкурирующими величинами, поэтому при решении конкретной задачи выходные и рабочие параметры устройства могут быть изменены и оптимизированы с учетом специфики решаемой проблемы.
акустооптическая система беспилотный летательный аппарат
При всех перечисленных достоинствах дефлектор на данный момент не обладает такой немаловажной технической характеристикой как малая мощность (даже в сравнении с существующими ~ 1 Вт), которую способно обеспечить система питания БПЛА, поэтому требуется дальнейшее развитие данного направления для производства высокоинтеллектуальных и инновационных систем и внедрения их. Однако, новейшую разработку акустооптического дефлектора представил в 2015 г. концерн Радиоэлектронные технологии (КРЭТ), разработавший многоканальную лазерно-лучевую систему наведения (ЛСН) для вертолетов Ка-52, Ми-8МНП, Ми-28Н. Сканирование лазерного луча осуществляется компактным, малоинерционным, акустооптическим двухкоординатным дефлектором, без механических узлов и управляемым электрическими сигналами [3]. Данное устройство является важным шагом для дальнейшего развития акустооптические устройств и позволит осуществить использование данной технологии на БПЛА.
Список литературы
1. Мирошников М.М. Теоретические основы оптико-электронных приборов. Учебное пособие для приборостроительных вузов. Спб.: Машиностроение, 2003.696 с.
2. Магдич Л. H., Молчанов В.Я. Акустооптические устройства и их применение. М.: Сов. радио, 1978.112 с.
3. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https: // vpk-news.ru/news/25842 (дата обращения: 10.03.2018).
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Методы контроля состояния воздушной среды. Общее проектирование блоков для мониторинга загрязнения воздушной среды и аппаратно-программных средств их поддержки. Лазерное зондирование атмосферы. Анализ существующих систем беспилотных летательных аппаратов.
курсовая работа [814,3 K], добавлен 03.04.2013Исследование конструктивных особенностей, принципа действия и применения лазерного гироскопа. Описания сверхбольших лазерных гироскопов. Анализ схемы конструкции моноблочного лазерного гироскопа. Перспективы развития гироскопического приборостроения.
реферат [829,1 K], добавлен 15.03.2016Результаты практического применения виртуальной эндоскопии сосудов (ангиоскопия) без введения эндо-колоноскопа на основании обследования пациентов с различной патологией сосудов. Изучение принципов и параметров сканирования, реконструкции изображения.
курсовая работа [9,2 M], добавлен 19.05.2014Сущность, цели и предназначение воздушной лидарной съемки. Особенности и принципы наземного, воздушного и мобильного лазерного сканирования. Достоинства и перспективы лидарной съемки. Основные направления использования радарной и георадарной съемки.
презентация [13,5 M], добавлен 28.03.2015Использование радиолокационных и оптических тепловых пеленгационных систем. Борьба за дальность обнаружения при разработке теплопеленгационных систем и их применение для обнаружения объектов по излучению выхлопных газов их двигателей и нагретых частей.
курсовая работа [997,5 K], добавлен 24.11.2010Классификации и наземные установки спутниковых систем. Расчет высокочастотной части ИСЗ - Земля. Основные проблемы в производстве и эксплуатации систем приема спутникового телевидения. Перспективы развития систем спутникового телевизионного вещания.
дипломная работа [280,1 K], добавлен 18.05.2016Схема устройства, описываемая стандартом IEEE 1149.1. Структура типичной ячейки граничного сканирования. Влияние тестовой логики на функционирование устройства. Рассмотрение примера использования архитектуры Boundary-Scan для тестирования межсоединений.
контрольная работа [282,4 K], добавлен 27.01.2011Распространение оптических сигналов. Когерентность светового луча. Анализ источников некогерентного излучения. Энергия лазерного излучения. Тепловые и фотоэлектрические приемники излучения. Волоконно-оптическая сеть. Развитие оптических коммуникаций.
презентация [1,6 M], добавлен 20.10.2014Построение структурной схемы датчиков и разработка микроконтроллерной системы обеспечения безопасности. Описание интерфейса системы, считывание и обработка данных с помощью сканирования отпечатков пальцев. Использование клавиатуры для ввода пароля.
дипломная работа [3,8 M], добавлен 04.02.2016Анализ особенностей построения систем обнаружения. Определение основных показателей качества. Расчет периода ложных тревог, вероятности обнаружения нарушителя и стоимости системы обнаружения. Алгоритм решения поставленной задачи. Параметры надежности.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 10.02.2013История развития телекоммуникаций и его основные направления. Волоконно-оптические системы связи. Перспективы развития цифрового телевидения. Текущее состояние и перспективы развития кабельных систем. Спутниковая и сотовая связь в Российской Федерации.
дипломная работа [475,2 K], добавлен 16.06.2012Обоснование необходимости использования и развития радионавигационных систем. Анализ принципа построения и передачи сигналов радионавигационных систем. Описание движения спутников. Принцип дифференциального режима и методы дифференциальной коррекции.
курсовая работа [654,2 K], добавлен 18.07.2014Рассмотрение и характеристика особенностей беспилотных мультироторных летательных аппаратов. Исследование технологии компьютерного зрения. Анализ процесса передачи данных на бортовой контроллер. Ознакомление с базовыми принципами полета квадрокоптера.
дипломная работа [1,2 M], добавлен 25.06.2017Направления развития бортовой электроники портативных беспилотных летательных аппаратов. Технические характеристики разрабатываемого контроллера. Схема, устройство и принципы реализации основных функциональных блоков системы управления квадрокоптера.
дипломная работа [1,6 M], добавлен 25.06.2019Тенденции развития современных систем безопасности. Технические средства обнаружения, их классификация и разновидности, отличительные признаки и функциональные особенности. Микроволновый метод обнаружения, его специфика и необходимое оборудование.
реферат [2,2 M], добавлен 16.03.2012Описание первых телеметрических систем дистанционного мониторинга. Характеристика систем диспетчерского контроля и сбора данных. Управляющие системы типа SCADA. Основные возможности, функции принципы и средства современных управляющих SCADA систем.
реферат [371,5 K], добавлен 23.12.2011Исследование работы тепловизора "Скат", применяемого для обнаружения чрезвычайных ситуаций в условиях городской застройки. Пространственное и температурное разрешение как основные характеристики прибора. Измерение характеристик инфракрасных систем.
реферат [5,4 M], добавлен 24.03.2012Принцип работы атмосферных оптических линий связи, область применения и потенциальные потребители. Преимущество атмосферных оптических линий связи. Системы активного оптического наведения. Поглощение светового потока видимого и инфракрасного диапазонов.
курсовая работа [27,7 K], добавлен 28.05.2014Обзор современного состояния систем охранной сигнализации. Характеристика комбинированных датчиков обнаружения технических средств охраны. Помехи, влияющие на работу одноканальных датчиков обнаружения. Оценка финансовых затрат на установку и эксплуатацию.
дипломная работа [2,3 M], добавлен 05.11.2016Обзор процесса совершенствования систем в области радиосвязи. Осуществление пакетной передачи данных посредством системы GPRS, принципы ее построения и терминальное оборудование. Преимущества и недостатки введения услуг GPRS в системы сотовой связи.
реферат [21,3 K], добавлен 22.10.2011
