Патент на полезную модель Республики Беларусь

1. ОПИСАНИЕ
ПОЛЕЗНОЙ
МОДЕЛИ К
ПАТЕНТУ
(12)
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(19) BY (11) 7153
(13) U
(46) 2011.04.30
(51) МПК (2009)
G 02F 1/01
G 02B 23/00
(54) МОДУЛЯТОР ИЗЛУЧЕНИЯ
(21) Номер заявки: u 20100755
(22) 2010.09.02
(71) Заявитель: Открытое акционерное
общество "Пеленг" (BY)
(72) Авторы: Батюшков Валентин Вениами-
нович; Борисов Виктор Викторович;
Жуков Олег Николаевич; Кирилин Вла-
димир Иванович; Михайлов Юрий
Тимофеевич; Руховец Владимир Ва-
сильевич; Тареев Анатолий Михайло-
вич (BY)
(73) Патентообладатель: Открытое акцио-
нерное общество "Пеленг" (BY)
(57)
Модулятор излучения, содержащий оптическую проекционную систему и модулиру-
ющий растр, кинематически связанный с электродвигателем и имеющий основной рису-
нок, оптически связанный с оптической проекционной системой, блок управления, выход
которого соединен с выводами питания электродвигателя, отличающийся тем, что моду-
лятор дополнительно содержит оптически связанные излучающую и фотоприемную опти-
ческие системы, при этом выход последней электрически связан с входом блока
управления, а модулирующий растр выполнен с дополнительным рисунком, оптически
связанным с излучающей и фотоприемной оптическими системами и предназначенным
для создания дополнительной частоты модуляции излучения.
BY7153U2011.04.30

2. BY 7153 U 2011.04.30
2
(56)
1. Мирошников М.М. Теоретические основы оптико-электронных приборов: Учебное
пособие для приборостроительных вузов.- 2-е изд., перераб. и доп. - Л.: Машиностроение,
Ленинградское отделение, 1983. - С. 112-152.
2. Прицел-прибор наведения 1К13: Техническое описание и инструкция по эксплуата-
ции 1465.00.00.000ТО.- С. 33-35, 99-100.
3. Патент на полезную модель BY 4951, МПК Н 02Р 5/00.
Полезная модель относится к оптическому приборостроению, в частности к растро-
вым модуляторам для модуляции излучения, и может быть использована в оптических
приборах, в которых используется модулированное излучение.
Известен растровый модулятор [1], содержащий модулирующий растр, оптическую
проекционную систему в качестве которой используется объектив, формирующий на мо-
дулирующем растре пространственно-ограниченный пучок излучения, электродвигатель,
приводящий во вращение модулирующий растр.
Недостатком этого модулятора является то, что частота вращения электродвигателя
меняется в зависимости либо от напряжения питающей сети, либо от внешних условий,
например от изменения температуры окружающей среды, приводящего к изменению силы
трения в подшипниках электродвигателя, изменению момента инерции якоря электродви-
гателя и т.д. Соответственно меняется частота вращения модулирующего растра и частота
модуляции излучения.
Частота вращения электродвигателя модулирующего растра отслеживается и стабили-
зируется в модуляторе излучения [2], являющемся наиболее близким по технической
сущности и достигаемому результату и выбранном в качестве прототипа.
Модулятор излучения [2] содержит оптическую проекционную систему, модулирую-
щий растр, кинематически связанный с электродвигателем и имеющий оптически связан-
ный с оптической проекционной системой рисунок, блок управления, выход которого
соединен с выводами питания электродвигателя с тахогенератором.
Проекционная оптическая система формирует на модулирующем растре простран-
ственно-ограниченный пучок излучения. Модулирующий растр приводится во вращение
электродвигателем постоянного тока ДПР32-Н6-02 с блоком управления, в качестве кото-
рого используется регулятор скорости РС-0-08-03М. Выход блока управления связан с
выводами питания электродвигателя.
В процессе работы модулятора при вращении ротора электродвигателя электрические
сигналы с тахогенератора (расположен в кожухе электродвигателя) поступают на блок
управления. В блоке управления частота сигналов, поступающих с тахогенератора, срав-
нивается с частотой опорных сигналов блока управления. Если частота сигналов с тахоге-
нератора больше (меньше) частоты опорных сигналов, то блок управления уменьшает
(увеличивает) время воздействия импульсов постоянного напряжения на электродвига-
тель, вследствие чего уменьшается (увеличивается) его частота вращения. Этот процесс
происходит до сравнивания частоты сигналов с тахогенератора с частотой опорных сиг-
налов.
Таким образом, при изменениях питающего напряжения или температуры окружаю-
щей среды частота вращения ротора электродвигателя отслеживается и устанавливается
равной опорной частоте, соответственно частота модуляции излучения модулирующим
растром отслеживается и устанавливается кратной опорной частоте.
Стабильность частоты модуляции излучения указанным модулятором составляет при-
мерно величину 1 % за время, равное или более 5 сек.
Однако указанный модулятор обеспечивает свои характеристики только при питаю-
щем напряжении не менее 22 В. При наличии меньших напряжений питания указанный

3. BY 7153 U 2011.04.30
3
модулятор со следящей системой не позволяет получить указанную стабильность частоты
модуляции излучения.
Задачей полезной модели является повышение стабильности частоты модуляции из-
лучения при питающем напряжении менее 22 В.
Сущность полезной модели заключается в том, что модулятор излучения, содержащий
оптическую проекционную систему и модулирующий растр, кинематически связанный с
электродвигателем и имеющий основной рисунок, оптически связанный с оптической
проекционной системой, блок управления, выход которого соединен с выводами питания
электродвигателя, в отличие от прототипа дополнительно содержит оптически связанные
излучающую и фотоприемную оптические системы, при этом выход последней электрически
связан с входом блока управления, а модулирующий растр выполнен с дополнительным
рисунком, оптически связанным с излучающей и фотоприемной оптическими системами и
предназначенным для создания дополнительной частоты модуляции излучения.
Наличие в модуляторе излучения дополнительных, оптически связанных излучающей
и фотоприемной оптических систем, выход последней которой электрически связан с вхо-
дом блока управления, и выполнение модулирующего растра с дополнительным рисун-
ком, оптически связанным с излучающей и фотоприемной оптическими системами и
предназначенным для создания дополнительной частоты модуляции излучения позволяет
повысить (и обеспечить необходимую при любых питающих напряжениях, в том числе
при питающем напряжении менее 22 В) стабильность частоты модуляции излучения.
Полезная модель поясняется чертежом.
На чертеже представлена схема модулятора излучения.
Модулятор излучения содержит оптическую проекционную систему 1, модулирую-
щий растр 2, электродвигатель 3 с валом 4, блок управления 5, оптически связанные излу-
чающую 6 и фотоприемную 7 оптические системы.
Проекционная оптическая система 1 формирует на модулирующем растре 2 простран-
ственно-ограниченный пучок излучения от излучателя (не показан) и в простейшем слу-
чае представляет объектив. Стрелками показаны границы пучка излучения.
Модулирующий растр 2 представляет собой стеклянный диск, на котором методом
фотолитографии нанесены основной рисунок 8, оптически связанный с оптической про-
екционной системой 1, и дополнительный рисунок 9, оптически связанный с излучающей
и фотоприемной оптическими системами и предназначенный для создания дополнитель-
ной частоты модуляции излучения. Дополнительный рисунок 9 установлен на пути излу-
чения от излучающей 6 к фотоприемной 7 оптической системе. Указанный диск
установлен соосно на валу 4 электродвигателя 3.
Выводы питания электродвигателя 3, в качестве которого используется коллекторный
двигатель серии 1724-006SR, соединены с выходом блока управления 5. В конкретном ис-
полнении блок управления 5 выполнен в виде блока управления, описанного в [3], и обес-
печивает вращение вала 4 электродвигателя 3 с мгновенной частотой 100 Гц.
В качестве излучающей оптической системы 6 использован инфракрасный излучаю-
щий диод TSHA 5201, в качестве оптически связанной фотоприемной оптической системы 7
использован фотодиод BPW 34-В. Выход фотоприемной оптической системы 7 электри-
чески связан с входом блока управления 5.
Работает модулятор излучения следующим образом. Пространственно-ограниченный
пучок излучения от излучателя, сформированный проекционной оптической системой 1,
попадает на основной рисунок 8 модулирующего растра 2, приводимого во вращение
электродвигателем 3. Промодулированный пучок излучения выходит из модулятора излу-
чения. Блок управления 5 обеспечивает вращение вала 4 электродвигателя 3 с частотой
100 Гц.
Одновременно пучок излучения от излучающей оптической системы 6 попадает на
дополнительный рисунок 9 модулирующего растра 2, предназначенный для создания до-

4. BY 7153 U 2011.04.30
4
полнительной частоты модуляции излучения. Промодулированный рисунком 9 модули-
рующего растра 2 пучок излучения с дополнительной частотой модуляции попадает на
фотоприемную оптическую систему 7.
Электрические сигналы с дополнительной частотой с выхода фотоприемной оптиче-
ской системы 7 поступают в блок управления 5. В блоке управления частота сигналов, по-
ступающих с фотоприемной оптической системы 7, сравнивается с частотой опорных
сигналов блока управления 5. Если частота сигналов с фотоприемной оптической системы 7
больше (меньше) частоты опорных сигналов, то блок управления уменьшает (увеличивает)
время воздействия импульсов постоянного напряжения на электродвигатель, вследствие
чего уменьшается (увеличивается) частота вращения его вала. Этот процесс происходит
до сравнивания частоты сигналов с фотоприемной оптической системы 7 с частотой
опорных сигналов.
Таким образом, при изменениях питающего напряжения или температуры окружаю-
щей среды частота вращения вала 4 электродвигателя 3 отслеживается и устанавливается
равной опорной частоте, соответственно частота модуляции излучения модулирующим
растром 2 отслеживается и устанавливается кратной опорной частоте.
Стабильность частоты модуляции излучения указанного модулятора составляет при-
мерно величину 1 % за время, равное или более 5 сек.
Таким образом, модулятор излучения обеспечивает повышение стабильности частоты
модуляции излучения при питающем напряжении менее 22 В.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.