Научная статья на тему 'Приборы для обнаружения и подавления оптических и оптико-электронных средств'

Приборы для обнаружения и подавления оптических и оптико-электронных средств Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

CC BY
5611
1078
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Южик И. Б., Малинин В. В., Попов Г. Н.

Annotation. Definitions of terms of оптико-electronic struggle are given, and also principles of construction of devices of detection and suppression of оптико-electronic means are described.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям , автор научной работы — Южик И. Б., Малинин В. В., Попов Г. Н.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

DEVICES FOR DETECTION AND SUPPRESSION OF THE OPTICAL AND ELECTRO-OPTICAL MEANS

Annotation. Definitions of terms of оптико-electronic struggle are given, and also principles of construction of devices of detection and suppression of оптико-electronic means are described.

Текст научной работы на тему «Приборы для обнаружения и подавления оптических и оптико-электронных средств»

УДК 621.383:623

И.Б. Южик, В.В. Малинин, Г.Н. Попов СГГА, ЦКБ «Точприбор», Новосибирск

ПРИБОРЫ ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ И ПОДАВЛЕНИЯ ОПТИЧЕСКИХ И ОПТИКОЭЛЕКТРОННЫХ СРЕДСТВ

I.B. Yuzhyk, V.V. Malinin, G.N. Popov Siberian State Geodetic Academy (SSGA)

10 Plakhotny St., Novosibirsk, 630108, RF

DEVICES FOR DETECTION AND SUPPRESSION OF THE OPTICAL AND ELECTRO-OPTICAL MEANS

Annotation. Definitions of terms of оптико-electronic struggle are given, and also principles of construction of devices of detection and suppression of оптико-electronic means are described.

Термины оптико-электронной борьбы

Оптико-электроння борьба: совокупность организационно-

технических мер, направленных на выявление оптических устройств противника и их подавление в интересах обеспечения успешных боевых действий своих подразделений.

Объекты оптико-электронной борьбы:

- Штатные оптические средства наблюдения и разведки: монокуляры, бинокли, стереотрубы и др.;

- Оптические прицелы стрелкового оружия;

- Снайперские прицелы;

- Оптические и электронно-оптические прицелы установок ПТУР, тяжелых пулеметов и ПЗРК;

- Оптические приборы и прицелы бронетехники;

- Оптические приборы и прицелы комплексов дальнометрирования и целеуказания;

- Тепловизионные устройства всех типов, отдельные, или входящие в состав комплексов;

- Оптические и электронно-оптические элементы систем управления навигацией вооружением вертолетов и беспилотных летательных аппаратов.

Неотъемлемой частью оптико-электронной борьбы является превентивное обнаружение оптических устройств противника, определение их координат и уничтожение.

ПНВ обладают высокой чувствительностью и могут работать в пассивном режиме до освещенностей порядка 10-3..10-4 лк.

Пассивные ПНВ обладают рядом недостатков:

- Отсутствие возможности определения дистанции до объекта, что усугубляется эффектом маскировки целей при наблюдении плоского изображения на выходе ЭОП;

- Ограничение точного прицеливания стрелкового оружия в ночное время.

Принципы построения активной системы обнаружения и подавления ОЭС

В активных ПНВ используется лазерная подсветка. При облучении оптических и оптико-электронных средств лазерным излучением, соответствующим рабочему спектральному диапазону ОЭС, возникает эффект световозвращения, который проявляется в том, что независимо от угла подсветки ОЭС зондирующим излучением отраженное излучение распространяется в направлении, близком к направлению его падения. Само ОЭС является при этом световозвращателем. Такой характер отражения связан с автоколлимационным ходом лучей в типичной оптической схеме ОЭС, в фокальной плоскости которого находится, как правило, какой-либо отражающий элемент (прицельная сетка, фотокатод ЭОП, фотоприемник и т.д.). В результате, после прохождения выходного зрачка ОЭС формируется индикатриса отраженного излучения, угловые размеры которой не превышают несколько мрад, а форма определяется конструкцией оптической системы и ее аберрационными характеристиками.

Эффект световозвращения проявляется практически всегда при засветке входного зрачка ОЭС лазерным излучением в соответствующем диапазоне длин волн, однако характер его проявления весьма специфичен и зависит от свойств ОЭС. Так, интенсивность отраженного излучения при равной освещенности входного зрачка может меняться для различных ОЭС на 5..6 порядков. В то же время и для конкретного ОЭС интенсивность отраженного излучения значительно изменяется при изменении длины волны зондирующего излучения.

Для сравнительной оценки световозвращательной способности различных ОЭС используются следующие основные характеристики:

- Показатель световозвращения (ПСВ): отношение силы света отраженного излучения в выбранном направлении к освещенности входного

л

зрачка ОЭС (м /стерад);

- Индикатриса отражения: совокупность ПСВ по всем

направлениям составляет пространственную индикатрису отражения световозвращателя;

- Пеленгационная характеристика световозвращения: зависимость ПСВ от угла пеленга (угла между оптической осью ОЭС и направлением на источник зондирующего излучения).

Существует еще ряд отражательных характеристик (поляризационных, спектральных, пространственно-частотных и т.д.), определяющих способность ОЭС изменять состояние излучения подсветки.

В последнее время наблюдается тенденция к снижению бликующей способности ОЭС. За последние несколько лет минимальный уровень ПСВ

Л

отечественных ОЭС снизился практически на порядок от 5..10 м /стерад до

Л

0,5..1,0 м /стерад. В одних случаях задача уменьшения ПСВ непосредственно стоит перед разработчиками, в других низкий уровень ПСВ обусловлен спецификой оптических характеристик самого прибора. Соответственно уменьшается дальность достоверного обнаружения ОЭС.

Частотно-импульсный режим подсветки синхронизирован с таким же режимом питания ЭОП типа "шторка" с электронным затвором.

Испытания и эксплуатация таких приборов показали его новые эксплуатационно-тактические возможности:

- Снижение влияния атмосферных помех за счет "отсечки" паразитных засветок путем открытия затвора ЭОП только в момент прихода сигнала, отраженного от цели;

- Возможность измерения дальности до наблюдаемого объекта путем калиброванного временного стробирования импульсов подсветки;

- Значительное увеличение дальности обнаружения объектов со световозвращающими элементами конструкции (оптические приборы).

Последующие исследования и разработки показали возможности дальнейшего расширения круга эксплуатационных задач путем комбинации различных частотных режимов работы ЭОП и осветителя.

Частотно-импульсный режим питания ЭОП с плавно изменяющейся скважностью дает возможность применения ПНВ в пассивном режиме при больших значениях освещенностей (до 5^ 104 лк) и, таким образом, перекрывать значительную часть дневного диапазона, что невозможно при обычном режиме. Регулировка скважности может осуществляться как вручную, так и автоматически - от датчика освещенности. Такой режим очень ценен при условиях, когда необходимо непрерывное наблюдение в условиях изменяющейся освещенности.

Режим импульсного питания ЭОП и осветителя обеспечивает возможность уверенного обнаружения ОЭС в дневных и ночных условиях по признаку "мерцания" объекта. При этом изображение с экрана ЭОП может быть выведено на телемонитор, либо на координатно-чувствительный фотоприемник для автоматического определения угловых координат обнаруженного ОЭС в момент "засечки".

Для учета баллистики оружия при стрельбе на расстояния больше дальности прямого выстрела необходимо измерение дальности до ОЭС и последующего введения поправок.

Ввиду того, что ЭОП в режиме обнаружения ОЭС работает аналогично активно-импульсному ночному прибору, измерение дальности до ОЭС проводится по моменту исчезновения блика, при движении строба, с

дальнейшим выводом информации о дальности. Недостатком такой схемы (ручной) является большая длительность определения дальности и последующего ввода угла прицеливания в прибор 10..15 с, что в условиях противоборства двух снайперов может иметь решающее значение.

На сегодняшний день основной задачей является автоматизация процесса измерения дальности с целью уменьшения времени измерения и ввода углов прицеливания до 1..3 с.

Особым преимуществом подобного способа является измерение дальности и корректировка угла прицеливания в автоматическом режиме.

Оптико-электронные обнаружители с использованием ЭОП позволяют эффективно обнаруживать замаскированные позиции ПТУР, бронетехнику, наблюдательные пункты, засады - словом, вести активную разведку оптических устройств противника и использовать, при необходимости, комплекс мер по их подавлению и выводу из строя. В настоящее время испытан прототип изделия, выявляющий оптические устройства уже на дальности более 2000 м.

Оптико-электронные обнаружители оптических систем могут легко сопрягаться с другими системами: акустическими, сейсмическими,

радиолокационными, вертолетными и танковыми комплексами, а также могут служить базой для создания мощных антиснайперских и разведывательных стрелковых комплексов специального назначения, например, при объединении их с новыми крупнокалиберными винтовками.

Из истории разработки приборов обнаружения и подавления ОЭС

В ФГУП «ЦКБ «Точприбор» разработана серия приборов, например, 1ПН106, 1ПН120, 1ПН123, 1ПН121, 1ПН119, предназначенных для оптикоэлектронной борьбы.

В 2000 г была поставлена ОКР «Карьера» по созданию оптикоэлектронного обнаружителя оптических систем.

Изделие обеспечивает обнаружение ОЭС с отображением в поле зрения:

- Световой индикации положения ОЭС,

- Цифрового значения измеренной дальности до ОЭС,

- Точечной индикации количества обнаруженных ОЭС.

Продолжительность отображения в поле зрения цифрового значения измеренной дальности и точечной индикации количества ОЭС составляет 3.. 9 с с дальнейшим сбросом информации.

Точное наведение на цель сопровождается звуковой сигнализацией высокого тона в головных телефонах.

Дальность распознавания зависит от естественной освещенности, прозрачности атмосферы и контраста между целью и фоном.

Принцип действия изделия основан на лазерной локации местности и обработке возвращенного, отраженного от обнаруженного ОЭС, лазерного излучения.

Для обеспечения работы изделия в заданных условиях эксплуатации предусмотрены пять электронно-оптических каналов.

Отраженное от ОЭС излучение зондирующего канала поступает в приемный канал.

Сигналы от приемного канала поступают на блок обработки, который формирует сигналы световой индикации и звуковой сигнализации.

Недостатки обнаружителя оптических систем:

- Много оптических каналов;

- Узкое поле обнаружения;

- Большие габариты и масса;

- Визуализация ОС производится косвенно.

В рамках темы «Магнус» в 2001 г была поставлена ОКР по созданию целого ряда оптико-электронных обнаружителей, с использованием электронно-оптических преобразователей.

Излучение лазера направляется через формирующую оптическую систему на цель. При подсветке лазерным излучением оптических и оптикоэлектронных средств противника часть энергии подсветки отражается от этих средств, возвращаясь в сторону излучателя и регистрируется приемной системой.

В качестве приемника излучения используется ЭОП третьего поколения, работающий в импульсном режиме. Применение в качестве источника подсветки импульсного излучателя и синхронизированного с ним импульсного ЭОП позволяет осуществить отсечку большой части помех. Использование одновременно импульсного стробирования и узкополосной спектральной фильтрации значительно ослабляет уровень помехи от солнечной засветки, расширяя тем самым световой диапазон работы системы.

Для защиты ЭОП от световых перегрузок выше 1,5 лк и для выверки прицела днем или в сумерки в приборе имеется автоматическая электронная защита.

Электропитание прибора производится от малогабаритных аккумуляторов НЛЦ-09 напряжением 1,15 В.

Достоинства обнаружителя ОЭС:

- Малое число оптических каналов;

- Минимальное энергопотребление;

- Малая масса;

- Малые габариты;

- Низкая стоимость;

- Изделие обеспечивает обнаружение ОЭС, имеющих ПСВ менее 20

л

м /ср днем и ночью с отображением в поле зрения ОС и информации о дальности.

© И.Б. Южик, В.В. Малинин, Г.Н. Попов, 2008

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.