Патент на полезную модель Республики Беларусь

1. ОПИСАНИЕ
ПОЛЕЗНОЙ
МОДЕЛИ К
ПАТЕНТУ
(12)
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(19) BY (11) 6726
(13) U
(46) 2010.10.30
(51) МПК (2009)
G 01S 17/00
(54) ИМИТАТОР ДИСТАНЦИЙ ДЛЯ ЛАЗЕРНОГО ДАЛЬНОМЕРА
(21) Номер заявки: u 20100130
(22) 2010.02.12
(71) Заявитель: Открытое акционерное
общество "Пеленг" (BY)
(72) Авторы: Горбачевская Ольга Романов-
на; Лях Андрей Валерьевич; Сидорен-
ко Николай Тимофеевич; Тареев Ана-
толий Михайлович; Топленикова Тать-
яна Васильевна (BY)
(73) Патентообладатель: Открытое акцио-
нерное общество "Пеленг" (BY)
(57)
1. Имитатор дистанций для лазерного дальномера, содержащий расположенные по-
следовательно приемный оптический модуль, включающий оптически связанные первый
ослабитель лазерного излучения, первый объектив и первый световод, волоконно-
оптическую линию задержки оптического сигнала и передающий оптический модуль,
включающий второй световод и второй объектив, при этом выходной торец второго све-
товода расположен на оптической оси второго объектива в его передней фокальной плос-
кости, а оси приемного и передающего оптических модулей параллельны между собой,
отличающийся тем, что приемный оптический модуль дополнительно содержит про-
зрачную диафрагму, расположенную в фокальной плоскости приемного объектива, и рас-
сеиватель лазерного излучения, расположенный между прозрачной диафрагмой и первым
световодом, волоконно-оптическая линия задержки включает, по меньшей мере, два воло-
конно-оптических канала, имеющих различную нормированную оптическую длину и
включающих устройства плавной регулировки коэффициента пропускания лазерного из-
лучения.
Фиг. 1
BY6726U2010.10.30

2. BY 6726 U 2010.10.30
2
2. Имитатор дистанций для лазерного дальномера по п. 1, отличающийся тем, что во-
локонно-оптическая линия задержки дополнительно содержит устройство дискретного
фиксированного изменения коэффициента пропускания, введенное хотя бы в один воло-
конно-оптический канал.
3. Имитатор дистанций для лазерного дальномера по п. 2, отличающийся тем, что
устройство дискретного фиксированного изменения коэффициента пропускания выполне-
но в виде оптической системы, встроенной в разрыв оптического волокна, включающей,
по меньшей мере, две положительные линзы, обеспечивающие взаимное оптическое со-
пряжение торцов разорванного оптического волокна с параллельным ходом лучей света
между ними, между которыми размещен второй ослабитель, установленный с возможно-
стью вывода из хода лучей света.
4. Имитатор дистанций для лазерного дальномера по п. 3, отличающийся тем, что
второй ослабитель выполнен в виде светофильтра.
5. Имитатор дистанций для лазерного дальномера по п. 1, отличающийся тем, что
устройства плавной регулировки коэффициента пропускания лазерного излучения выпол-
нены в виде регулируемого волоконно-оптического аттенюатора.
6. Имитатор дистанций для лазерного дальномера по п. 1, отличающийся тем, что
введена система подсветки выходного торца второго световода, выполненная в виде све-
тодиода видимого света и оптического сумматора, встроенного в разрыв второго светово-
да, имеющего волоконный вход для оптической связи со светодиодом.
(56)
1. Патент Великобритании 2141891 А, МПК G 01S 17/10, 1985 (прототип).
Полезная модель относится к области контрольно-измерительной техники, более кон-
кретно - к устройствам для контроля параметров лазерных дальномеров прицелов объек-
тов бронетанковой техники, используемым преимущественно в полевых условиях при
контроле их технического состояния.
Известен имитатор дистанций для лазерного дальномера [1], содержащий располо-
женные последовательно приемный оптический модуль, включающий оптически связан-
ные ослабитель лазерного излучения, первый объектив и первый световод, волоконно-
оптическую линию задержки (ВОЛЗ) оптического сигнала и передающий оптический мо-
дуль, включающий второй световод и второй объектив, при этом выходной торец второго
световода расположен на оптической оси второго объектива в его передней фокальной
плоскости, а оси приемного и передающего оптических модулей параллельны между со-
бой. ВОЛЗ в известном устройстве выполнена в виде волоконно-оптического световода и
специфического светоделительного устройства, оптически связанного с приемным и пе-
редающим оптическими модулями с одной стороны и с входом и выходом волоконно-
оптического световода с другой стороны. Такая система обеспечивает обратно-круговой
ход лучей, входящих в нее со стороны передающего канала лазерного дальномера. При
подаче на вход ВОЛЗ импульса лазерной энергии на ее выходе образуется множество сле-
дующих друг за другом через равные промежутки времени импульсов лазерной энергии
разной интенсивности. Интенсивность импульсов убывает в соответствии с фиксирован-
ным коэффициентом ослабления ВОЛЗ, а временные промежутки между импульсами и
соответственно имитируемые расстояния до объектов кратны фиксированной величине,
зависящей от длины волоконно-оптического световода.
Основными недостатками этого имитатора дистанций для лазерного дальномера яв-
ляются сложность конструкции, обусловленная использованием сложных светоделитель-
ных или призменных элементов в составе ВОЛЗ для формирования пучков лучей
различной интенсивности, невысокая точность контроля энергетических параметров ла-

3. BY 6726 U 2010.10.30
3
зерного дальномера, обусловленная фиксированным, а не регулируемым делением энер-
гии подаваемого в приемный канал контролируемого лазерного дальномера излучения и
невозможностью настройки требуемых уровней энергии рабочих световых пучков, соот-
ветствующих каждой имитируемой дальности, ограниченные функциональные возможно-
сти, обусловленные невозможностью контроля параллельности передающего и приемного
каналов лазерного дальномера, а также невысокие эксплуатационные характеристики.
Задачей полезной модели является упрощение конструкции устройства, повышение
точности контроля энергетических параметров лазерного дальномера, расширение его
функциональных возможностей и повышение эксплуатационных характеристик.
Для выполнения этой задачи в имитаторе дистанций для лазерного дальномера, со-
держащем расположенные последовательно приемный оптический модуль, включающий
оптически связанные первый ослабитель лазерного излучения, первый объектив и первый
световод, ВОЛЗ оптического сигнала и передающий оптический модуль, включающий
второй световод и второй объектив, при этом выходной торец второго световода располо-
жен на оптической оси второго объектива в его передней фокальной плоскости, а оси при-
емного и передающего оптических модулей параллельны между собой, приемный
оптический модуль дополнительно содержит прозрачную диафрагму, расположенную в
фокальной плоскости приемного объектива, и рассеиватель лазерного излучения, распо-
ложенный между прозрачной диафрагмой и первым световодом, ВОЛЗ включает, по
меньшей мере, два волоконно-оптических канала, имеющих различную нормированную
оптическую длину и включающих устройства плавной регулировки коэффициента про-
пускания лазерного излучения. ВОЛЗ может дополнительно содержать устройство дис-
кретного фиксированного изменения коэффициента пропускания, введенное хотя бы в
один волоконно-оптический канал. Последнее может быть выполнено в виде оптической
системы, встроенной в разрыв оптического волокна, включающей, по меньшей мере, две
положительные линзы, обеспечивающие взаимное оптическое сопряжение торцов разо-
рванного оптического волокна с параллельным ходом лучей света между ними, между ко-
торыми размещен второй ослабитель, установленный с возможностью вывода из хода
лучей света. Второй ослабитель может быть выполнен в виде светофильтра. Устройства
плавной регулировки коэффициента пропускания лазерного излучения могут быть выпол-
нены в виде регулируемого волоконно-оптического аттенюатора. Для возможности
наблюдения выходного торца второго световода в визирный канал контролируемого ла-
зерного дальномера может быть введена система подсветки выходного торца второго све-
товода, выполненная в виде светодиода видимого света и оптического сумматора,
встроенного в разрыв второго световода, имеющего волоконный вход для оптической свя-
зи со светодиодом.
Выполнение ВОЛЗ, по меньшей мере, из двух волоконно-оптических каналов, имею-
щих различную нормированную оптическую длину, включающих устройства плавной ре-
гулировки коэффициента пропускания лазерного излучения, выполненных в виде
регулируемого волоконно-оптического аттенюатора, а также введение хотя бы в один из
волоконно-оптических каналов дополнительного устройства дискретного фиксированного
изменения коэффициента пропускания, выполненного в виде оптической системы, встро-
енной в разрыв оптического волокна, включающей, по меньшей мере, две положительные
линзы, обеспечивающие взаимное оптическое сопряжение торцов разорванного оптиче-
ского волокна с параллельным ходом лучей света между ними, между которыми размещен
второй ослабитель, упрощает конструкцию имитатора дистанций для лазерного дально-
мера, так как исключает использование в составе ВОЛЗ для формирования пучков лучей
разной интенсивности сложных светоделительных или призменных элементов, к которым
предъявляются высокие требования к изготовлению, необходимость трудоемкой юсти-
ровки, использование механических переключателей, снижающих надежность имитатора
дистанций для лазерного дальномера в процессе эксплуатации. Вместе с этим применение

4. BY 6726 U 2010.10.30
4
сложных светоделительных или призменных элементов увеличивает массо-габаритные
параметры имитатора дистанций для лазерного дальномера, что особенно нежелательно
при проектировании устройств для контроля параметров лазерных дальномеров в полевых
условиях.
Введение между прозрачной диафрагмой и первым световодом рассеивателя лазерно-
го излучения, выполнение ВОЛЗ, по меньшей мере, из двух волоконно-оптических кана-
лов, имеющих различную нормированную оптическую длину, включающих устройства
плавной регулировки коэффициента пропускания лазерного излучения, выполненных в
виде регулируемого волоконно-оптического аттенюатора, и устройство дискретного фик-
сированного изменения коэффициента пропускания, выполненного в виде оптической си-
стемы, встроенной в разрыв оптического волокна, включающей, по меньшей мере, две
положительные линзы, обеспечивающие взаимное оптическое сопряжение торцов разо-
рванного оптического волокна с параллельным ходом лучей света между ними, между ко-
торыми размещен второй ослабитель, выполненный в виде светофильтра и установленный
с возможностью вывода из хода лучей света, повышает точность контроля энергетических
параметров лазерного дальномера, так как позволяет регулировать деление энергии пуч-
ков лучей, попадающих после прохождения каналов ВОЛЗ в приемный канал контроли-
руемого лазерного дальномера, а также позволяет с высокой точностью проводить
настройку требуемых уровней энергии световых пучков в каждом из каналов ВОЛЗ, обес-
печивает возможность приведения уровня энергии сигнала, возвращающегося в приемный
канал дальномера, до уровня сигнала от цели, находящейся в реальных условиях на за-
данном расстоянии.
Введение в приемный оптический модуль прозрачной диафрагмы, установленной в
фокальной плоскости первого объектива, а также системы подсветки выходного торца
второго световода, выполненной в виде светодиода видимого света и оптического сумма-
тора, встроенного в разрыв второго световода, имеющего волоконный вход для оптиче-
ской связи со светодиодом, расширяет функциональные возможности имитатора
дистанций для лазерного дальномера и повышает его эксплуатационные характеристики,
так как обеспечивает возможность контроля не только энергетических параметров, но и
параллельности визирного, приемного и передающего каналов лазерного дальномера, по-
вышает точность, достоверность выполнения проверок лазерного дальномера в течение
всего срока эксплуатации имитатора дистанций.
Сущность полезной модели поясняется чертежами.
На фиг. 1 изображена принципиальная схема имитатора дистанций для лазерного
дальномера, на фиг. 2 - принципиальная схема приемного оптического модуля, на фиг. 3 -
принципиальная схема передающего оптического модуля с системой подсветки выходно-
го торца второго световода.
Имитатор дистанций для лазерного дальномера состоит из установленных последова-
тельно приемного оптического модуля 1 (фиг. 1), ВОЛЗ 2 и передающего оптического мо-
дуля 3.
На фиг. 1 также условно показан контролируемый лазерный дальномер 4, а также ось
его канала излучения I, совпадающая с осью выходящего импульса лазерного излучения 5,
и ось приемного канала II, совпадающая с осью его визирного канала и осью входящего,
задержанного после прохождения имитатора дистанций для лазерного дальномера им-
пульса лазерного излучения 6.
Приемный оптический модуль 1 (фиг. 2) включает оптически связанные ослабитель
лазерного излучения 7, первый объектив 8, прозрачную диафрагму 9, рассеиватель лазер-
ного излучения 10 и первый световод 11.
Первый ослабитель лазерного излучения 7 в конкретном исполнении представляет со-
бой светофильтр, установленный под углом к оптической оси первого объектива 8, что
обеспечивает как ослабление падающего на первый объектив 8 пучка излучения контро-

5. BY 6726 U 2010.10.30
5
лируемого лазерного дальномера 4 (фиг. 1), так и исключает попадание бликов, отражен-
ных от поверхности светофильтра, в контролируемый лазерный дальномер 4.
Прозрачная диафрагма 9 (фиг. 2) установлена в фокальной плоскости первого объек-
тива 8 и в конкретном исполнении представляет собой стеклянную пластину с непрозрач-
ным покрытием на одной из ее поверхностей, имеющей прозрачное отверстие в его
центральной зоне.
Рассеиватель лазерного излучения 10 (фиг. 2) выполнен в виде молочного стекла,
обеспечивает формирование излучения равномерной плотности в плоскости торца перво-
го световода 11.
ВОЛЗ 2 (фиг. 1) имеет, по меньшей мере, два волоконно-оптических канала, имеющих
различную нормированную оптическую длину. В конкретном исполнении ВОЛЗ 2 вклю-
чает два волоконно-оптических канала. В состав первого волоконно-оптического канала
входят общие для двух каналов катушка 12 с оптическим волокном и разветвитель опти-
ческий 13, а также устройство плавной регулировки коэффициента пропускания 14 и об-
щий для двух каналов оптический сумматор 15.
В состав второго волоконно-оптического канала входит катушка 12 с оптическим во-
локном, разветвитель оптический 13, катушка 16 с оптическим волокном, устройство
плавной регулировки коэффициента пропускания 17, устройство дискретного фиксиро-
ванного изменения коэффициента пропускания 18 и оптический сумматор 15.
В качестве устройств плавной регулировки коэффициента пропускания лазерного из-
лучения 14 и 17 используются регулируемые волоконно-оптические аттенюаторы.
Устройство дискретного фиксированного изменения коэффициента пропускания вы-
полнено в конкретном исполнении в виде двух положительных линз 19, 20, встроенных в
разрыв оптического волокна, обеспечивающих взаимное оптическое сопряжение торцов
разорванного оптического волокна с параллельным ходом лучей света между ними. Меж-
ду положительными линзами 19, 20 размещен второй ослабитель 21, установленный с
возможностью вывода из хода лучей пучка излучения лазера. В качестве ослабителя в
конкретном исполнении используется светофильтр.
Длина оптического волокна катушки 12 должна быть такой, чтобы оптический путь
пучка излучения лазерного дальномера 4 в этом волокне был равен двойному расстоянию
до цели, установленной на расстоянии D1. В этом случае время прохождения импульсом
лазерного излучения 5 первого волоконно-оптического канала равно времени задержки
импульса лазерного излучения 6, поступающего в приемный канал дальномера 4 после
отражения от цели, находящейся на расстоянии D1, относительно выходящего импульса
лазерного излучения 5.
Суммарная длина оптического волокна катушки 12 и катушки 16 должна быть такой,
чтобы оптический путь пучка излучения лазерного дальномера 4 в этом волокне был ра-
вен двойному расстоянию до цели, установленной на расстоянии D2. В этом случае время
прохождения импульсом лазерного излучения 5 второго волоконно-оптического канала
равно времени задержки импульса лазерного излучения 6, поступающего в приемный ка-
нал дальномера 4 после отражения от цели, находящейся на расстоянии D2, относительно
выходящего импульса лазерного излучения 5.
Коэффициенты пропускания k1 и k2 каждого из устройств плавной регулировки коэф-
фициента пропускания 14 и 17 выбираются такими, чтобы ослабление пучка лазерного
излучения после прохождения первого и второго волоконно-оптических каналов при вы-
веденном из хода лучей втором ослабителе 21 соответствовало ослаблению атмосферы
при прохождении расстояний до целей D1 и D2 соответственно.
Коэффициент пропускания k3 устройства дискретного фиксированного изменения ко-
эффициента пропускания 18 при введенном втором ослабителе 21 выбирается таким, чтобы
ослабление пучка лазерного излучения после прохождения второго волоконно-оптического
канала соответствовало ослаблению атмосферы при прохождении дистанций до целей D3.

6. BY 6726 U 2010.10.30
6
Передающий оптический модуль 3 (фиг. 3) включает второй световод 22 и второй
объектив 23. Выходной торец второго световода 22 расположен на оптической оси второ-
го объектива 23 в его передней фокальной плоскости. Оси приемного 1 (фиг. 1) и переда-
ющего 3 оптических модулей параллельны.
Оптический сумматор 15 (фиг. 3), являющийся частью ВОЛЗ, встроен в разрыв второго
световода 22, имеет волоконный вход для оптической связи со светодиодом видимого света
24. Излучение светодиода 24 посредством оптического сумматора 15 вводится в оптическое
волокно 22, обеспечивая подсветку торца второго световода 22 видимым излучением.
Работает имитатор дистанций для лазерного дальномера следующим образом.
Заявляемый имитатор дистанций для лазерного дальномера закрепляют на выходе
контролируемого дальномера 4 (фиг. 1) в кронштейне (на чертеже не показан), обеспечи-
вающем размещение визирного канала II напротив передающего оптического модуля 3, а
канала I излучения дальномера напротив приемного оптического модуля 1.
С помощью специальных контрольно-измерительных устройств и котировочных по-
движек (в данной заявке не рассматриваются) добиваются параллельности приемного и
передающего оптических модулей имитатора целей лазерного дальномера.
С помощью котировочных подвижек кронштейна добиваются совмещения вершины
прицельной марки визирного канала II контролируемого лазерного дальномера 4 с цен-
тром изображения светящегося торца второго световода 22, выставляя тем самым оси ра-
бочих каналов контролируемого дальномера 4 параллельно осям приемного 1 и
передающего 3 оптических модулей имитатора дистанций для лазерного дальномера.
Включают лазер контролируемого дальномера 4. Пучок излучения лазерного дально-
мера 4 проходит через первый ослабитель лазерного излучения 7 (фиг. 2) и падает на пер-
вый объектив 8. Фокусированный первым объективом 8 пучок лазерного излучения
проходит через прозрачную диафрагму 9, рассеиватель лазерного излучения 10 и падает
на торец первого световода 11, проходит оптическое волокно катушки 12 (фиг. 1) и раз-
ветвителем 13, установленным на выходе оптического волокна катушки 12, делится на два
пучка. Первый пучок проходит устройство плавной регулировки коэффициента пропуска-
ния 14, оптический сумматор 15 и поступает во второй световод 22, проходит объектив 23
(фиг. 3) передающего оптического модуля 3 и попадает в приемный канал II (фиг. 1) кон-
тролируемого дальномера 4.
Второй пучок лазерного излучения проходит оптическое волокно катушки 16, устрой-
ство плавной регулировки коэффициента пропускания 17, линзы 19, 20 устройства дис-
кретного фиксированного изменения коэффициента пропускания 18, оптический
сумматор 15 и поступает во второй световод 22 (фиг. 3), проходит объектив 23 передаю-
щего оптического модуля 3 и также попадает в приемный канал II (фиг. 1) контролируе-
мого дальномера 4. Таким образом, на вход приемного канала II контролируемого
дальномера 4 поступают два пучка, соответствующие по временным и энергетическим ха-
рактеристикам пучкам, поступающим в этот канал после отражения от целей, располо-
женных в реальных условиях соответственно на расстояниях D1 и D2 от контролируемого
лазерного дальномера 4.
При введении между положительными линзами 19, 20 второго ослабителя 21 на выход
приемного канала контролируемого дальномера 4 поступает пучок, соответствующий по
временным характеристикам отраженному от цели, расположенной на расстояниях D2, и
ослабленный до уровня сигнала от цели, расположенной на расстоянии D3, что позволяет
проводить проверку работоспособности лазерного дальномера 4 при измерении в реаль-
ных условиях расстояний до целей, намного превышающих D1 и D2.
Таким образом, новое устройство для контроля лазерного дальномера обеспечивает
упрощение конструкции устройства, повышение точности контроля лазерного дальноме-
ра, расширение его функциональных возможностей и повышение эксплуатационных ха-
рактеристик.

7. BY 6726 U 2010.10.30
7
Фиг. 2
Фиг. 3
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.