автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.16, диссертация на тему:Угловые датчики информационно-измерительных систем на интеллектуальных решетках резонансных угловых фильтров

На правах рукописи

ЛЮТОВ Дмитрий Борисович

УГЛОВЫЕ ДАТЧИКИ ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ НА ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ РЕШЕТКАХ РЕЗОНАНСНЫХ УГЛОВЫХ ФИЛЬТРОВ

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Специальность 05 11 16 «Информационно-измерительные и управляющие системы (в промышленности)»

Тула 2007

003163002

Работа выполнена на кафедре «Радиоэлектроника» в ГОУ ВПО «Тульский государственный университет»

Научный руководитель - доктор технических наук, доцент

Паринский Анатолий Яковлевич

Официальные оппоненты - доктор технических наук, профессор

Осадчий Владимир Иванович - кандидат технических наук Погорельский Семен Львович

Ведущая организация ОАО научно-производственное

предприятие «Связь» г Тула

Защита диссертации состоится «<3.0»_•/"{_2007 г в часов на заседании диссертационного совета Д 212 271 07 при Тульском государственном университете по адресу 300600, г Тула, пр Ленина 92 (9й учебный корпус, ауд 101)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Тульский государственный университет»

Ваш отзыв на автореферат в одном экземпляре, заверенный печатью, просим направлять на имя ученого секретаря совета

Автореферат разослан оитд$Ья 2007 г

Ученый секретарь

диссертационного совета ф А Данилкин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы: в настоящее время практически любая отрасль науки и техники содержит высокоточные информационно-измерительные системы (ИИС), обеспечивающие измерение различных параметров и величин при выполнении технологических процессов [1] Для того чтобы обеспечить высокое качество изделий или информации, получаемой от прецизионных измерительных систем, к данной системе применяются жесткие требования по обеспечению высокой точности, нередко характеризуемой погрешностями в доли процентов В этой связи возрастает роль когерентных оптических методов и средств, которые обеспечивают наиболее высокую точность измерений Это служит причиной широкого распространения когерентных оптических информационно-измерительных систем, которые в настоящее время позволяют решать задачи наведения и углового сопровождения подвижных объектов, пеленгации, навигации, контроля характеристик атмосферы, в машиностроении и приборостроении - для контроля геометрических параметров изделий и их пространственного положения, измерения прямолинейности труб, в строительстве - для контроля отдельных элементов и сооружений в целом, визирования, нивелирования и других приложений Большой вклад в развитие данного направления в науке и технике в России внесли Ю Г Якушенков, В С Титов, А Н Новоселов, А Ф Фомин, Д П Лукьянов, Ю Ф Застроган, Н Д Устинов и многие другие Несмотря на то, что области применения информационно-измерительных систем различны, в основе их лежат одни и те же принципы, а, соответственно, практически всем подобным системам присущи общие черты и проблемы в реализации

Анализ современных когерентных оптических измерительных систем показывает существование резкого противоречия между их потенциальными возможностями и достигнутым уровнем качественных показателей Например, погрешности углоизмерительных систем составляют единицы угловых секунд при предельной погрешности когерентных систем, не превышающей сотых долей угловой секунды Для устранения этого противоречия привлекаются новые физические явления, методы и технические средства

Одним из таких сравнительно новых явлений, использующим когерентные свойства лазерного излучения, является резонансная угловая фильтрация волновых полей в резонансных многослойных оптических структурах, которая по своей физической природе представляет интерференцию волн вблизи угла полного внутреннего отражения в одном или нескольких слоях оптических структур и принципиально позволяет достичь более высокий уровень точности углоизмерительных информационных систем

Физические эффекты резонансной угловой фильтрации когерентных пучков в одиночных резонансных угловых фильтрах (РУФ) разработаны в трудах Покровского Ю А , Макарецкого Е А , Осадчего В И, Тамира Т, Унгера X Г

«Л

Основным компонентом известных когерентных оптических углоиз-мерительных систем являются одиночные однорезонаторные или скрещенные РУФ, работающие вблизи критического угла падения [2] Эффективность таких ИИС с точки зрения углового разрешения, помехозащищенности, стабильности, повышения степени интеграции и надежности не отвечает современным требованиям

В связи с изложенным, большую актуальность "приобретает научно-техническая проблема разработки ИИС с угловым датчиком на интеллектуальной решетке РУФ и процессорным устройством адаптации (PDA) с целью повышения эффективности информационно-измерительных систем с точки зрения повышения точности, стабильности, надежности, степени интеграции и помехозащищенности

Предмет исследования диссертации: алгоритмы обработки, математические модели и структуры угловых датчиков информационно-измерительных систем на интеллектуальных решетках резонансных угловых фильтров с процессорными устройствами адаптации

Цель работы: состоит в повышении эффективности информационно-измерительных систем путем разработки новых принципов построения структур, алгоритмов обработки и математических моделей работы угловых датчиков на интеллектуальных решетках РУФ с процессорными устройствами адаптации

Задачи исследований: для достижения поставленной цели в диссертации решены следующие задачи

- предложены структуры угловых датчиков ИИС на интеллектуальных решетках РУФ с процессорными устройствами адаптации,

- развиты основы теории угловых датчиков на интеллектуальных решетках резонансных угловых фильтров,

- разработаны алгоритмы обработки сигналов в информационно-измерительных системах с угловыми датчиками на интеллектуальных решетках резонансных угловых фильтров с учетом и без учета потерь в РУФ,

- разработаны имитационные модели угловых датчиков информационно-измерительных систем на интеллектуальных решетках резонансных угловых фильтров,

- проведен анализ источников погрешностей в информационно-измерительных системах с угловыми датчиками на интеллектуальных решетках резонансных угловых фильтров,

- выполнен анализ повышения точности измерений ИИС с угловыми датчиками на интеллектуальных решетках РУФ с процессорными устройствами адаптации (PDA)

На защиту выносятся: 1 Структурные схемы угловых датчиков на линейных и плоских интеллектуальных решетках резонансных угловых фильтров

2 Математические модели взаимодействия оптических пучков с угловым датчиком на решетке резонансных угловых фильтров с учетом и без учета потерь в РУФ

3 Алгоритмы обработки сигналов для различных структурных схем угловых датчиков информационных углоизмерительных систем

4 Модели обработки сигналов в информационно-измерительных системах с угловыми датчиками на интеллектуальных решетках РУФ

5 Средства повышения эффективности угловых датчиков ИИС за счет применения процессорного устройства адаптации

Методы исследования- в работе использовались методы дифференциального исчисления, метод одностороннего преобразования Лапласа, методы экспериментального исследования информационных углоизмерительных систем

Научная новизна состоит в разработке методики проектирования угловых датчиков информационно-измерительных систем на интеллектуальных решетках РУФ и включает в себя

• методику построения угловых датчиков на основе интеллектуальных решеток РУФ,

• структурные схемы угловых датчиков информационно-измерительных систем для различных алгоритмов обработки,

• подход к использованию интеллектуальных решеток РУФ для построения угловых датчиков,

• алгоритмы обработки для конкретного варианта построения информационной углоизмерительной системы с точки зрения максимума крутизны угловой характеристики,

• методы и средства повышения эффективности ИИС посредством применения процессорных устройств адаптации

Практическая ценность работы, определяется следующими факторами

! Предложены угловые датчики информационно-измерительных систем на интеллектуальных решетках РУФ с процессорными устройствами адаптации

2 Обосновано влияние потерь в резонансном слое на общий вид угловой характеристики, а также на функцию крутизны угловой характеристики

3 Разработаны структуры угловых датчиков на интеллектуальных решетках РУФ с процессорными устройствами адаптации

4 Разработаны имитационные модели обработки полезных сигналов в угловых датчиках на интеллектуальных решетках РУФ

Публикация и апробация работы:

Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались на Международных, Всероссийских, региональных научно-технических конференциях Всероссийской конференции «Проблемы наземной радиолокации» (г Тула, 2004, 2005, 2006 гг), XI Международной научно-технической конференции «Радиолокация, навигация, связь» (г Во-

ронеж, 2005 г ), VII Международной конференции «Распознавание - 2005» (г Курск, 2005 г), III Всероссийской научно-технической конференции «Современные методы и средства обработки пространственно-временных сигналов» (г Пенза, 2005 г), Научной сессии, посвященной Дню радио Выпуск LXI Труды РНТОРЭС им А С Попова (г Москва, 2006 г), IV Межрегиональной научно-технической конференции студентов и аспирантов «Информационные технологии, энергетика и экономика» (г Смоленск, 2007 г), IV Всероссийской научно-практической конференции «Системы управления электротехническими объектами» (г Тула, 2007 г )

Результаты работы внедрены в ООО «Телекс-2», а также в учебный процесс на кафедре радиоэлектроники ТулГУ для студентов специальностей 210301 и 210302 написаны два методических пособия к лабораторным работам по дисциплине «Оптические устройства в радиотехнике», а также в соавторстве написаны два учебных пособия [1, 3]

Основное содержание работы отражено в 27 публикациях, включающих 1 монографию и 2 учебного пособия, 11 статей, 13 тезисов докладов на международных и российских НТК

Структура и объем диссертации: работа состоит из введения, четырех глав, заключения и приложений, изложенных на 169 странице основного текста и содержащих 162 рисунка, 8 таблиц и списка литературы из 148 наименований

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обосновывается актуальность решаемой в диссертации научной проблемы, изложена структура диссертации и кратко раскрыто содержание ее глав [2]

В первой главе в результате исследования физико-математических основ резонансной угловой фильтрации, методов обработки полученной первичной информации, устанавливаются причины порождающие проблему, связанную с недостаточной точностью информационно-измерительной системы в целом, также сформулированы задачи, решение которых может обеспечить повышение потенциальной точности информационно-измерительной системы и ее эффективности [2]

В диссертационной работе рассмотрены угловые характеристики базовых РУФ однорезонаторных и скрещенных РУФ Угловая зависимость отражения и прохождения используются для определения угла относительно оси устройства

а) 1 у ¡оспр

/а* 1 Ьш

т а1срг аъ1 аьр1

Рис. 1. Оптическая схема базового однорезонаторного РУФ (а) и его угловые характеристики пропускания (б) и отражения (в). 1,3- входная и выходная диэлектрические призмы с показателем преломления п/=п3; 2 • резонансный слой с показателем преломления

ГючЛ)

Ч

*УТ!

1г*ту(Х>

(] J \ \ V ( У Л V

Тг

( ) V л\.

т - ±£а:

г Л

ищи к Л <х

Я: \ г — 2bxx.it)

1 V 1 У

П1

Рис. 2. Оптическая схема базового скрещенного докритического РУФ (а) и его угловые зависимости прохождения и отражения (б). 1, 3, 5 — входнм, промежуточная и выходная призмы с показателем преломления Я// 2, 4 — резонансные слои с показателем преломления п2<п¡.

Из рис. 1а, б, в видно, что РУФ может служить угловым датчиком.

На основании выражений (1) - (3) в диссертационной работе были вычислены резонансные углы и углы полного внутреннего отражения применяемых РУФ.

аГ

а

а,

и>т = агсэт Ля аПЮ

Л ■ т

2и, ■ с1,

агсБш

т -^Л'я2

Я ■ (2т + 1) 4п, ■ с12

(О (2)

(3)

Максимальную добротность (минимальную угловую полосу) РУФ имеет на первом резонансе (при т= 1), поэтому на практике используется

первый резонанс или его правый скат, ближний к осП1Ю.

В первой главе диссертационной работы приведен расчет влияния размера входного оптического пучка на углоизбирательные характеристики РУФ с использованием операторного метода [2].

Было установлено условие, при котором статические и интегральные характеристики Т и R будут практически идентичны (при к >10, где к - , а - размер оптического пучка, L0 - постоянная длины РУФ.)

В диссертации предложены схемы построения угловых дискриминаторов на основе решеток резонансных угловых фильтров [2].

На пути к реализации устройства, отвечающего требованиям высокой точности, эффективности обработки сигналов, а также совершенствования архитектуры ИИС, использованы интеллектуальные решетки РУФ с устройствами адаптации.

В работе показано, что интеллектуальная решетка РУФ представляет из себя пассивный угловой дискриминатор и устройство предварительной обработки информации. Устройство предварительной обработки включает в себя фотоприемник (ФП), аналоговый полосно-пропускающий фильтр (АППФ), аналого-цифровой преобразователь (АЦП) и цифровой полосно-пропускающий фильтр (ЦГТПФ). В интегральном исполнении УПО представляет собой цифровой сигнальный процессор (DSP). Основные вычисления угловой характеристики, ее крутизны и измеряемого угла производит центральный вычислительный процессор (CPU), связанный с DSP как непосредственно, так и через процессорное устройство адаптации (PDA). Время адаптации составляет не более 1 периода колебаний с тактовой частотой аналого-цифрового преобразователя.

Отмечено, что угловой дискриминатор является составной частью углового датчика. Из рис. 1, 2 следует, что РУФ можно использовать как пассивный угловой датчик. В угловом датчике угловой дискриминатор преобразует мощность оптического пучка, падающего под углом, меньшим критического, в уровни проходящей и отраженной мощностей сигналов.

Схемы угловых дискриминаторов на линейных решетках приведены на рис. 3, 4.

Рис. 3. Оптическая схема углового дискриминатора на линейной решетке из /V однорезонаторных РУФ.

В диссертации отмечено, что суммарная мощность выходного оптического пучка линейной решетки на N однорезонаторных идентичных РУФ:

' Iomp/x}

где Т(Х) - коэффициент пропускания линейной решетки из N однорезона-торных РУФ

Коэффициент пропускания решетки без учета резонансных потерь

Т(Х)= / (5)

1 + (мх)

где X = да Q - обобщенная угловая расстройка относительно резонансного направления линейки РУФ, £> - добротность линейки РУФ

В соответствии с теорией антенных решеток X = , 8а

да,

/др

где X,. да, - обобщенная расстройка и угловая полоса одиночного РУФ

С учетом резонансных потерь в РУФ, учитываемых относительным коэффициентом потерь а = ^ + ^, где г/ - параметр потерь в РУФ имеем

Т(Х,а) =

(1 -а)2

(6)

-(ЛЯГ.Г

где Хэ - Х(] - а) - эквивалентная угловая расстройка РУФ

Суммарная мощность отраженного оптического пучка линейной решетки на однорезонаторных идентичных РУФ

ад = ^ ¡,а, ад,

(7)

где И{Х) - коэффициент отражения от линейной решетки из N однорезонаторных РУФ

Коэффициент отражения без учета и с учетом резонансных потерь

ад

1+(ж~)2

/ащз / 1(х!

г+{1УХ)2 1 + (А^)2

(8)

0-

Л* /

I 1/{х/ ^

1Ш

~ Гч \2

5 Т 4 \ д 1 -4

\ltnxtfxl

\1«ыкгМ

\Iomp2ixi

II„ы

1.Ю1Ы

Рис 4 Оптические схемы угловых дискриминаторов на дифференциальной линейной решетке (а) и на чинейной решетке скрещенных РУФ (б)

Аналогичные коэффициенты и параметры уставлены и для других типов линейных решеток РУФ

В данной главе предложены структурные схемы угловых дискриминаторов на плоских решетках

Коэффициенты пропускания и отражения по мощности, соответственно 1-го и И-го каналов решетки ИИ С на дифференциальных решетках, без учета резонансных потерь в РУФ в плоскости хог

1 „ , _ 1

TwW =

ЪЛ*)-

1 + N2(X0-X)2 N\X0-Xf

1 + N (Х0 - X)

Rzn(X)-

\ + N2{Xa+Xf N2(X0 + X)2 l + N2(X0+X)2 '

(9)

(10)

аналогично находятся коэффициенты пропускания и отражения для плоскости yoz, где Х<> и Y0 — обобщенные значения угловых равносигнальных направлений (РСН) совместных диаграмм направленности угловых дискриминаторов 1-го и 11-го каналов, в главных ортогональных плоскостях фильтрации xoz и yoz, X и У — обобщенные угловые расстройки решетки относительно равносигнального направления (РСН) [3]

Во второй главе предложена методика построения угловых датчиков информационно-измерительных систем на линейных интеллектуальных решетках РУФ [6, 10, 11, 13, 14, 15, 23, 24]

В работе предложены обобщенные структурные схемы угловых датчиков на линейной решетке из N одномерных односторонних однорезона-торных РУФ (рис 5), на дифференциальных линейных решетках РУФ (рис 6), на линейной решетке скрещенных РУФ (рис 7) и другие

Г DSP I Г CPU 1

Д^Л^г^!1 I 9 " '

-S-—IIг-ЕЕМЕЬ* № I 1,1 Г^Г \Ffi0

-jm_кПт_JWr/LLj I CP

IBxi

CP

CP

-►1 Fltl/öa

НХ!

Рис 5 Обобщенная структурная схема ИИС с угловым датчиком на интеллектуальной чинейной решетке из N одномерных односторонних одно-резонаторных РУФ, где I —линейная решетка из N одинаковых РУФ (1=1, 2, 2 - фотоприемники (ФП) проходящего и отраженного оптического сигнала мощностью 1вЬ1Х, (х) и 1отр, (х) каждого РУФ, 3 — аналоговый по-

чосно-пропуекающий фильтр (АППФ) выходного сигнала, настроенный на частоту модуляции Рм, 4 — АЦП выходного сигнала с р-разрядной выходной шиной, 5 - цифровой полосно-пропускающий фильтр (ЦППФ), 6 - цифровой сумматор (БМ) отраженных сигналов I (X), 7 — цифровой сумматор

($М) выходных сигналов /вых (X), 8 - процессорное устройство адаптации,

9 - мгасропроцессорный вычислитель угловой характеристики (УХ) F(X) по выбранному алгоритму, 10 — преобразователь уровня F(x) в угловое смещение да относительно резонансного направления решетки РУФ На рисунках DSP - цифровой сигнальный процессор, PDA - процессорное устройство адаптации, CPU - центральный процессор, вычисляющий угол, функцию угловой характеристики F(x) и крутизну УХ

J 9

Рис б Обобщенная структурная схема ИИС с угловым датчиком на интеллектуальной дифференциальной линейной решетке из одномерных односторонних однорезонаторных РУФ

Л 1

V /атр 11X) f \

it,

tS

ICurJX} N_

I7V

V

V

1<щ, I ¡(X/

>

DSP CPU

/их/ —1

3 РВА

DSP

¡опр^Х)

FtXi

Рис 7 Обобщенная структурная схема ИИС с угловым датчиком на интеллектуальной линейной решетке скрещенных РУФ

В диссертации предложены алгоритмы обработки информации (оптимальный, модифицированный, аддитивные, мультипликативные) Оптимальный для линейной интеллектуальной решетки

F(X) =

1'вых (X)

Г

(И)

'вьл(^)

Оптимальный для дифференциальной линейной интеллектуальной решетки

Модифицированный оптимальный для линейной интеллектуальной решетки:

Р(Х) =-

с!Х

,{Х)

(13)

.'«г (Л.

Модифицированный оптимальный для дифференциальной линейной интеллектуальной решетки:

¿X

отр 1

(X)

Кых \{Х)

ах

1 отр 2

(X)

¡вых2 (X)

(14)

Аддитивные для дифференциальной линейной интеллектуальной ре-

1вых](Х) + /11ЫХ2(Х)

I отр 2 (X) — 1„тр\(Х)

1<>тр ](-Х) + 1„тр2(Х)

(15)

Мультипликативные для дифференциальной линейной интеллектуальной решетки:

Л;Х) = 1п

1,<шг(Х)

^(А') = !п

' отр 2

(X)

отр\

(■х)

(16)

Показано, что при использовании модифицированного оптимального алгоритма обработки для схемы на рис. 5 имитационная модель угловой характеристики (УХ) и крутизна УХ выглядят следующим образом:

ПХ)=2Ы2Х. (17)

-!-(Х}, N=1

- —Р(Х). N=2

" - " Р(Х). N = 1

-«-Р(Х). N=7

-•-Р(Х). N=10

Рис. 8. Угловая характеристика углового датчика ИИС с модифицированным оптимальным алгоритмом обработки без учета резонансных потерь в однорезонаторных РУФ интеллектуальной решетки.

(18)

На рис. 9 приведена зависимость крутизны 5 от числа N РУФ линейной решетки.

Рис. 9. Зависимость крутизны 5 УХ от числа однорезонаторных РУФ интеллектуальной решетки.

В третьей главе изложена методика и технические средства построения информационно-измерительных систем с угловыми датчиками на плоских интеллектуальных решетках РУФ [3, 7, 8, 9, 12, 25].

Предложенная обобщенная схема углового датчика ИИС на плоской интеллектуальной решетке двумерных дифференциальных РУФ приведена на рис. 10.

интеллектуальной решетке двумерных дифференциальных РУФ; 1К и //# — первый и второй каналы РУФ;

I - N - номер РУФ в каждом столбце тоской решетки УД; I + М-номер РУФ в каждой строке плоской решетки УД;

/ - плоская решетка УД на двумерных РУФ;2 - фотоприемники (ФП) оптических пучков; 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 — сигнальные процессоры (DSP) для обработки отраженных и проходящих сигналов в двух ортогональных плоскостях; 11-14 - процессорные устройства адаптации; 15- центральный процессор (CPU), вычисляющий углы да, дР, а также полный угол ду.

В диссертации предложены различные алгоритмы обработки проходящих и отраженных сигналов и имитационные модели характеристик угловых датчиков.

При использовании модифицированного оптимального алгоритма обработки имитационная модель угловой характеристики имеет вид (рис. 1 1):

—•—F(X). N=1 —а—F(X), N=2 —а—-F(X), N=4 X - - - F(X), N=7 6--F(X), N=10

Рис. 11. УХ ИИС с модифицированным оптимальным алгоритмом обработки без учета резонансных потерь в двумерных РУФ плоских решеток в плоскости xoz.

На рис. 12 приведена зависимость S крутизны УХ от числа N РУФ плоской решетки.

S(N) 450 -

400 -

350 -

300 •

250 ■

200 •

150 -

100 ■

50 ■

0 -N

123456789 10

Рис. 12. Зависимость крутизны УХ ИИС с модифицированным оптимальным алгоритмом обработки от числа N двумерных РУФ в плоских решетках без учета резонансных потерь в РУФ в плоскости xoz.

В четвертой главе произведен расчет ошибок измерений. Систематическая погрешность представлена суммой погрешностей оптической и процессорной частей. Установлено, что основную долю в погрешность вносит оптическая часть.

Величина систематической погрешности оптической части, зависящая от и,, и, , d2 и Я , составляет угол 0,02" (при использовании аргонового лазера (Я = 0,53) и параметров РУФ d2=7 мкм, и, = 1,61, = 1) Основной вклад в погрешность электронно-цифровой части будет вносить погрешность цифрового преобразования Она при равной вероятности отсчетов будет составлять величину = 5,96 10~8 рад или 0,012", где р=24 - разрядность преобразования

Случайная составляющая погрешности при доверительной вероятности Р=0,997 оценена на уровне сг, =0,004"

Учтено влияние случайного разброса параметров различных РУФ решеток, допустимое значение которого составляет не более 0,004"

На основе расчетов предложены рекомендации по проектированию информационно-измерительных систем на интеллектуальных решетках РУФ Достоверность теоретических выводов и предложений подтверждена экспериментальной проверкой

В заключении приведены основные результаты и выводы, полученные в диссертационной работе

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ

Таким образом, в диссертации решена научно-техническая задача разработки принципиально новых структур сверхвысокоточных интеллектуальных угловых датчиков на решетках РУФ, алгоритмов обработки и математических моделей угловых характеристик угловых датчиков, позволяющих существенно повысить точность получаемой информации и эффективность ИИС в целом

Полученные в работе результаты позволяют повысить эффективность угловых датчиков ИИС с точки зрения разрешающей способности, стабильности, помехозащищенности, линейности, степени интеграции и надежности работы

Основные научные и практические результаты работы, большинство которых получено и использовано впервые при создании сверхвысокоточных угловых датчиков информационных углоизмерительных систем, состоят в следующем

1 Предложены угловые датчики на интеллектуальных решетках РУФ с PDA, с целью повышения эффективности ИИС

2 Установлено влияние размера входного оптического пучка на углоиз-бирательные характеристики устройства

3 Разработаны структурные схемы информационно-измерительных систем на интеллектуальных решетках РУФ с PDA

4 Предложены алгоритмы обработки сигналов применительно к интеллектуальным решеткам РУФ с PDA

5 Разработаны математические модели, описывающие параметры угловых датчиков ИИС, угловую характеристику и ее крутизну

6 Предложено использовать в качестве устройств обработки выходных сигналов датчиков сигнальные процессоры, процессорные устройства адаптации и центральные вычислительные процессоры

7 Проведен сравнительный анализ алгоритмов обработки сигналов и определен лучший с точки зрения крутизны угловой характеристики алгоритм для каждой схемы датчика

8 Предложены структуры ИИС с использованием процессорных устройств адаптации (PDA), позволивших повысить эффективность ИИС

9 Развита методика расчета точности ИИС на интеллектуальных решетках РУФ

Теоретические результаты диссертационной работы проверены экспериментально, нашли применение в учебном процессе кафедры радио-»лектроники по специальностям «Радиотехника» и «Радиофизика и элек-"роника» Тульского государственного университета [1, 3] и переданы для внедрения в ООО «Телекс-2»

СПИСОК ОСНОВНЫХ НАУЧНЫХ ПУБЛИКАЦИЙ

1 Введение в теорию и практику виртуальной реальности Учебное пособие / А А, Яшин, А Я Паринский, Д Б Лютов - Тула Изд-во ТулГУ, 2004 -112с

2 Радиооптические системы пеленгации на основе решеток резонансных угловых фильтров Монография / А Я Паринский, Д Б Лютов - Тула Изд-во ТулГУ, 2005 - 200 с

Радиооптические системы пеленгации на основе плоских решеток двумерных резонансных угловых фильтров Учебное пособие /НА Зайцев, Д Б Лютов, А Я Паринский - Тула Изд-во ТулГУ, 2006 - 112 с 4 Паринский А Я , Лютов Д Б Анализ алгоритмов оценивания угловых координат целей, основанный на спектральном анализе // Известия ТулГУ Серия Радиотехника и радиооптика Т VI — Тула Изд-во ТулГУ, 2004 - С 65-71

Паринский А Я , Лютов Д Б Алгоритмы формирования пеленгацион-ных характеристик радиооптических углоизмерительных систем // Известия ТулГУ Серия Радиотехника и радиооптика Т VI - Тула Изд-во ТулГУ, 2004 -С 71-74 6 Лютов Д Б , Паринский А Я РадиооТггический пеленгатор с угловым дискриминатором на дифференциальных линейных решетках скрещенных резонансных угловых фильтров с поглощением второго отраженного сигнала // Известия ТулГУ Серия Радиотехника и радиооптика Т VII - Тула Изд-во ТулГУ, 2005 - С 49-55 '' Лютов Д Б , Паринский А Я Радиооптический пеленгатор с угловым дискриминатором на плоской решетке двумерных дифференциальных резонансных угловых фильтров // Приборы и управление Сборник ста-

тей молодых ученых Вып 4 / Под общ ред Е В Ларкина - Тула Изд-во ТулГУ, 2006 -С 137-144

8 Паринский А Я , Лютов Д Б Радиооптический пеленгатор с угловым дискриминатором на плоской решетке двумерных дифференциальных резонансных угловых фильтров // Известия ТулГУ Серия Радиотехника и радиооптика Т VIII, Вып 1 - Тула Изд-во ТулГУ, 2006 - С 26 -34

9 Паринский А Я , Лютов Д Б Радиооптический пеленгатор с угловым дискриминатором на плоской решетке двумерных дифференциальных скрещенных резонансных угловых фильтров с поглощением первого отраженного сигнала // Известия ТулГУ Серия Радиотехника и радиооптика Т VIII, Вып 1 - Тула Изд-во ТулГУ, 2006 - С 40-47

10 Лютов ДБ Радиооптический пеленгатор с угловым дискриминатором на дифференциальных линейных решетках скрещенных резонансных угловых фильтров с поглощением первого отраженного сигнала // Известия ТулГУ Серия Радиотехника и радиооптика Т VIII, Вып 2 -Тула Изд-во ТулГУ, 2006 -С 35-39

11 Лютов Д Б , Паринский А Я Оптоэлектронное углоизмерительное устройство с угловым дискриминатором на линейной решетке односторонних однорезонаторных резонансных угловых фильтров // Научная сессия, посвященная Дню радио Выпуск LXI Труды РНТОРЭС им АС Попова Москва, 2006 - С 157-159

12 Лютов ДБ Когерентная углоизмерительная система на основе дифференциальных двумерных скрещенных резонансных угловых фильтров // XI Международная научно-техническая конференция «Радиолокация, навигация, связь» Сборник докладов Воронеж, 2005 Т 2 - С 1108 — 1115

13 Паринский А Я , Лютов Д Б Радиооптический измеритель пеленга с угловым дискриминатором на дифференциальных линейных решетках односторонних однорезонаторных резонансных угловых фильтров (РУФ) // VII Международная конференция «Распознавание - 2005» Сборник материалов Курск, 2005 - С 92-94

14 Паринский АЯ, Лютов ДБ Радиооптический измеритель пеленга с угловым дискриминатором на линейной решетке скрещенных резонансных угловых фильтров (РУФ) // VII Международная конференция «Распознавание - 2005» Сборник материалов Курск, 2005 - С 94 - 96

15 Лютов Д Б Радиооптический пеленгатор с угловым дискриминатором на линейной решетке односторонних однорезонаторных резонансных угловых фильтров // III Всероссийская научно-техническая конференция «Современные методы и средства обработки пространственно-временных сигналов» Сборник материалов Пенза, 2005 - С 152 -155

16 Лютов Д Б Сравнительный анализ алгоритмов оценивания угловых координат целей // Проблемы наземной радиолокации Научные труды

11-ой Всероссийской Интернет-НТК, 24-25 мая 2004 г — Тула Изд-во ТулГУ, 2004 -С 41-43

17 Лютов Д Б Радиооптический пеленгатор с угловым дискриминатором на дифференциальных линейных решетках скрещенных резонансных угловых фильтров с поглощением первого отраженного сигна- ла // Проблемы наземной радиолокации Научные труды 1У-ой Всероссийской Интернет-НТК, 27-29 сентября 2006 г - Тула Изд-во ТулГУ, 2006 - С 38-39

18 Паринский А Я , Лютов Д Б Алгоритмы обработки сигналов в радиооптическом пеленгаторе с угловым дискриминатором на плоской решетке двумерных дифференциальных резонансных угловых фильт-ров // Проблемы наземной радиолокации Научные труды 1У-ой Всероссийской Интернет-НТК, 27-29 сентября 2006 г - Тула Изд-во ТулГУ, 2006 - С 35-36

19 Лютов Д Б , Паринский А Я Радиооптический пеленгатор с угловым дискриминатором на дифференциальных линейных решетках скрещенных резонансных угловых фильтров с поглощением второго отраженного сигнала // Проблемы наземной радиолокации Научные труды III-ей Всероссийской научно-технической Интернет-конференции, 25-26 сентября 2005 г - Тула Изд-во ТулГУ, 2005 - С 59-60

20 Лютов Д Б Радиооптический пеленгатор с угловым дискриминатором на дифференциальных линейных решетках скрещенных резонансных угловых фильтров // XXIV Научная сессия, посвященная Дню радио, 2006, Тульское областное правление РНТОРЭС им А С Попова - Тула, 2006 -С 160-164

21 Лютов Д Б , Паринский А Я Радиооптический пеленгатор с угловым дискриминатором на плоской решетке двумерных дифференциальных резонансных угловых фильтров // 43-я научно-практическая конференция профессорско-преподавательского состава ТулГУ Тезисы докладов - Тула Изд-во ТулГУ, 2007 - С. 26

22 Лютов Д Б Паринский А Я Радиооптический пеленгатор с угловым дискриминатором на плоской решетке двумерных дифференциальных резонансных угловых фильтров с поглощением первого отраженного сигнала // 43-я научно-практическая конференция профессорско-преподавательского состава ТулГУ Тезисы докладов - Тула Изд-во ТулГУ, 2007 - С 26

23 Лютов Д Б , Паринский А Я Информационно-измерительная система с угловым дискриминатором на интегральных интеллектуальных дифференциальных линейных решетках однорезонаторных резонанс-ных угловых фильтров // Сборник трудов IV Межрегиональной научно-технической конференции студентов и аспирантов «Информационные технологии, энергетика и экономика» Смоленск, 2007 Т 2 — С 36-39

24 Лютов Д Б , Паринский А Я Информационно-измерительная система с угловым дискриминатором на интегральных интеллектуальных дифференциальных линейных решетках скрещенных резонансных угловых

фильтров // Сборник трудов IV Межрегиональной научно-технической конференции студентов и аспирантов «Информационные технологии, энергетика и экономика» Смоленск, 2007 Т 2 — С 40-43.

25 Лютов Д Б , Паринский А Я Информационно-измерительная система на основе плоских интеллектуальных решеток двумерных РУФ // Сборник научных трудов IV Всероссийской научно-практической конференции «Системы управления электротехническими объектами» -Тула Изд-во ТулГУ, 2007 - С 205 - 207

26 Лютов Д Б , Паринский А Я Информационно-измерительная система угла пеленга на основе интеллектуальных дифференциальных линейных решеток однорезонаторных резонансных угловых фильтров // Приборы и управление Сборник статей молодых ученых Вып 5 / Под общ ред Е В Ларкина - Тула Изд-во ТулГУ, 2007 - С 73-79

27 Лютов Д Б , Паринский А Я Информационно-измерительная система угла пеленга на основе интеллектуальных линейных решеток однорезонаторных резонансных угловых фильтров // Приборы и управление Сборник статей молодых ученых Вып 5 / Под общ ред Е В Ларкина -Тула Изд-во ТулГУ, 2007 - С 80-87

Подписано в печать ^ОК^Формат бумаги 60*84 1/16 Бумага типографская №2 Офсетная печать Уел печ л 1,1 Уел кр-отг 1.1 Уч изд Л 1,0 Тираж 85 экз Заказ

Тульский государственный университет 300600, г Тула, пр Ленина, 92 Редакционно-издательский центр Тульского государственного университета 300600, г Тула, ул Болдина, 151

ВВЕДЕНИЕ

СОДЕРЖАНИЕ

1. ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ТЕОРИИ

РЕШЕТОК НА РЕЗОНАНСНЫХ УГЛОВЫХ ФИЛЬТРАХ

1.1. Угловой спектр и угловая фильтрация волновых полей

1.2. Угловая избирательность плоского резонансного диэлектрического слоя

1.3. Угловые фильтрационные модели резонансного диэлектрического слоя

1.4. Методы расчета спектральных характеристик резонансных слоистых систем

1.5. Классификация решеток на резонансных угловых фильтрах

1.6. Расчет влияния размера входного оптического пучка на углоизбирательные характеристики РУФ

1.7. Интеллектуальные РУФ

1.8. Угловой дискриминатор ИИС угла на основе линейных решеток РУФ

1.9. Угловой дискриминатор на основе плоских решеток РУФ

2. ИНФОРМАЦИОННАЯ УГЛОИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА НА ЛИНЕЙНЫХ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ РЕШЕТКАХ ОДНОМЕРНЫХ РУФ

2.1. ИИС с угловым датчиком на линейной решетке односторонних однорезонаторных РУФ

2.2. ИИС с угловым датчиком на дифференциальных линейных решетках односторонних однорезонаторных РУФ

2.3. ИИС с угловым датчиком на линейной интеллектуальной решетке скрещенных РУФ

2.4. ИИС с угловым датчиком на дифференциальных линейных интеллектуальных решетках скрещенных РУФ с поглощением второго отраженного сигнала

2.5. ИИС с угловым датчиком на дифференциальных линейных интеллектуальных решетках скрещенных РУФ с поглощением первого отраженного сигнала

3. ИНФОРМАЦИОННАЯ УГЛОИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА НА ПЛОСКИХ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ РЕШЕТКАХ ДВУМЕРНЫХ РУФ

3.1. ИИС с угловым датчиком на плоской интеллектуальной решетке двумерных дифференциальных РУФ

3.2. ИИС с угловым датчиком на плоской интеллектуальной решетке двумерных дифференциальных скрещенных РУФ с поглощением первого отраженного сигнала

4. ОСНОВЫ ТЕОРИИ ТОЧНОСТИ УГЛОВЫХ ДАТЧИКОВ ИНФОРМАЦИОННЫХ УГЛОИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ НА ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ РЕШЕТКАХ РЕЗОНАНСНЫХ УГЛОВЫХ ФИЛЬТРОВ

4.1. Критерии точности, классификация погрешностей и ошибок измерений

4.2. Погрешность определения угла резонанса

4.3. Экспериментальные исследования

4.4. Влияние температуры на характеристики информационной углоизмерительной системы

4.5. Рекомендации по проектированию информационных угло-измерительных систем на интеллектуальных решетках РУФ

В настоящее время практически любая отрасль науки и техники содержит высокоточные информационно-измерительные системы, обеспечивающие измерение различных параметров и величин при выполнении технологических процессов. Для того чтобы обеспечить высокое качество изделий или информации, получаемой от прецизионных измерительных систем, к данной системе применяются жесткие требования по обеспечению высокой точности, нередко характеризуемой погрешностями в доли процентов. В этой связи возрастает роль когерентных оптических методов и средств, которые обеспечивают наиболее высокую точность измерений. Это служит причиной широкого распространения когерентных оптических информационно-измерительных систем, которые в настоящее время позволяют решать задачи наведения и углового сопровождения подвижных объектов, пеленгации, навигации, контроля характеристик атмосферы, в машиностроении и приборостроении - для контроля геометрических параметров изделий и их пространственного положения, измерения прямолинейности труб, в строительстве - для контроля отдельных элементов и сооружений в целом, визирования, нивелирования и других приложений. Большой вклад в развитие данного направления в науке и технике в России внесли Ю.Г. Якушенков, B.C. Титов, А.Н. Новоселов, А.Ф. Фомин, Д.П. Лукьянов, Ю.Ф. Застрогин, Н.Д. Устинов и многие другие. Несмотря на то, что области применения информационно-измерительных систем различны, в основе их лежат одни и те же принципы, а, соответственно, практически всем подобным системам присущи общие черты и проблемы в реализации.

Анализ современных когерентных оптических измерительных систем показывает существование резкого противоречия между их потенциальными возможностями и достигнутым уровнем качественных показателей. Например, погрешности углоизмерительных систем составляют единицы и десятые доли угловых секунд при предельной погрешности когерентных систем, не превышающей сотых долей угловой секунды. Для устранения этого противоречия привлекаются новые физические явления, методы и технические средства.

Одним из таких сравнительно новых явлений, использующим когерентные свойства лазерного излучения, является резонансная угловая фильтрация волновых полей в резонансных многослойных оптических структурах, которая по своей физической природе представляет интерференцию волн вблизи угла полного внутреннего отражения в одном или нескольких слоях оптических структур и принципиально позволяет достичь более высокий уровень точности углоизмерительных информационных систем.

Физические эффекты резонансной угловой фильтрации когерентных пучков в одиночных резонансных угловых фильтрах (РУФ) разработаны в трудах Покровского Ю.А., Макарецкого Е.А., Осадчего В.И, Тамира Т., Унгера Х.Г.

Основным компонентом известных когерентных оптических углоизмерительных систем являются одиночные однорезонаторные или скрещенные РУФ, работающие вблизи критического угла падения. Эффективность таких ИИС с точки зрения углового разрешения, помехозащищенности, стабильности, повышения степени интеграции и надежности не отвечает современным требованиям.

В связи с изложенным, большую актуальность приобретает научно-техническая проблема разработки ИИС с угловым датчиком на интеллектуальной решетке РУФ и процессорным устройством адаптации (PDA) с целью повышения эффективности информационно-измерительных систем с точки зрения повышения точности, стабильности, надежности, степени интеграции и помехозащищенности.

Предмет исследования диссертации.

Алгоритмы обработки, математические модели и структуры угловых датчиков информационно-измерительных систем на интеллектуальных решетках резонансных угловых фильтров с процессорными устройствами адаптации.

Цель работы.

Состоит в повышении эффективности информационно-измерительных систем путем разработки новых принципов построения структур, алгоритмов обработки и математических моделей работы угловых датчиков на интеллектуальных решетках РУФ с процессорными устройствами адаптации.

Задачи исследований.

Для достижения поставленной цели в диссертации решены следующие задачи:

- предложены структуры угловых датчиков ИИС на интеллектуальных решетках РУФ с процессорными устройствами адаптации;

- развиты основы теория угловых датчиков на интеллектуальных решетках резонансных угловых фильтров;

- разработаны алгоритмы обработки сигналов в информационно-измерительных системах с угловыми датчиками на интеллектуальных решетках резонансных угловых фильтров с учетом и без учета потерь в РУФ;

- разработаны имитационные модели угловых датчиков информационно-измерительных систем на интеллектуальных решетках резонансных угловых фильтров;

- проведен анализ источников погрешностей в информационно-измерительных системах с угловыми датчиками на интеллектуальных решетках резонансных угловых фильтров;

- выполнен анализ повышения точности измерений за счет применения интеллектуальных решеток РУФ с процессорными устройствами адаптации (PDA).

На защиту выносятся.

1. Структурные схемы угловых датчиков на линейных и плоских интеллектуальных решетках резонансных угловых фильтров.

2. Математические модели взаимодействия оптических пучков с угловым датчиком на решетке резонансных угловых фильтров с учетом и без учета потерь в РУФ.

3. Алгоритмы обработки сигналов для различных структурных схем угловых датчиков информационных углоизмерительных систем.

4. Модели обработки сигналов в информационно-измерительных системах с угловыми датчиками на интеллектуальных решетках РУФ.

5. Средства повышения эффективности угловых датчиков ИИС за счет применения процессорного устройства адаптации.

Методы исследования.

В работе использовались методы дифференциального исчисления, метод одностороннего преобразования Лапласа, методы экспериментального исследования информационных углоизмерительных систем.

Научная новизна. Состоит в разработке методики проектирования угловых датчиков информационно-измерительных систем на интеллектуальных решетках РУФ и включает в себя:

• методику построения угловых датчиков на основе интеллектуальных решеток РУФ;

• структурные схемы угловых датчиков информационно-измерительных систем для различных алгоритмов обработки;

• подход к использованию интеллектуальных решеток РУФ для построения угловых датчиков;

• алгоритмы обработки для конкретного варианта построения информационной углоизмерительной системы с точки зрения максимума крутизны угловой характеристики;

• методы и средства повышения эффективности и точности ИИС посредством применения процессорных устройств адаптации;

Практическая ценность работы.

Определяется следующими факторами:

1. Предложены угловые датчики информационно-измерительных систем на интеллектуальных решетках РУФ с процессорными устройствами адаптации.

2. Обосновано влияние потерь в резонансном слое на общий вид угловой характеристики, а также на функцию крутизны угловой характеристики.

3. Разработаны структуры угловых датчиков на интеллектуальных решетках РУФ с процессорными устройствами адаптации.

4. Разработаны имитационные модели обработки полезных сигналов в угловых датчиках на интеллектуальных решетках РУФ.

Публикация и апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались на Международных, Всероссийских, региональных научно-технических конференциях: Всероссийской конференции «Проблемы наземной радиолокации» (г. Тула, 2004, 2005, 2006 гг.); XI Международной научно-технической конференции «Радиолокация, навигация, связь» (г. Воронеж, 2005 г.); VII Международной конференции «Распознавание - 2005» (г. Курск, 2005 г.); III Всероссийской научно-технической конференции «Современные методы и средства обработки пространственно-временных сигналов» (г. Пенза, 2005 г.); IV Межрегиональной научно-технической конференции студентов и аспирантов «Информационные технологии, энергетика и экономика» (г.

Смоленск, 2007 г.); IV Всероссийской научно-практической конференции «Системы управления электротехническими объектами» (г. Тула, 2007 г.).

Результаты работы внедрены в ООО «Телекс-2», а также в учебный процесс на кафедре радиоэлектроники ТулГУ для студентов специальностей 210301 и 210302: написаны два методических пособия к лабораторным работам по дисциплине «Оптические устройства в радиотехнике», а также в соавторстве написаны два учебных пособия [122, 124].

Основное содержание работы отражено в 27 публикациях, включающих 1 монографию и 2 учебного пособия, 11 статей, 13 тезисов докладов на международных и российских НТК.

Структура и объем диссертации.

Работа состоит из введения, четырех глав, заключения и приложений, изложенных на 169 страницах основного текста и содержащих 162 рисунка, 8 таблиц и списка литературы из 148 наименований.

Содержание работы.

Во введении обосновывается актуальность решаемой в диссертации научной проблемы, изложена структура диссертации и кратко раскрыто содержание ее глав.

В первой главе рассмотрены базовые модели структур с резонансной угловой избирательностью, проанализированы методы расчета спектральных характеристик, а также произведен расчет влияния размера входного оптического пучка на углоизбирательные характеристики РУФ. Разработаны математические модели построения угловых дискриминаторов радиооптических информационно-измерительных систем на интеллектуальных решетках РУФ. Рассмотрены сначала линейные решетки на однорезонаторных и скрещенных РУФ, а затем плоские решетки на основе двумерных дифференциальных и двумерных дифференциальных скрещенных.

Во второй главе на основе анализа физических процессов в решетках РУФ разработаны структурные схемы, алгоритмы и математические модели работы угловых датчиков ИИС на основе линейных интеллектуальных решеток РУФ.

В третьей главе на основе анализа физических процессов в интеллектуальных решетках РУФ разработаны структурные схемы, алгоритмы и математические модели работы угловых датчиков ИИС на основе плоских интеллектуальных решеток РУФ.

В четвертой главе изложены основы теории точности разработанных угловых датчиков ИИС на интеллектуальных решетках РУФ. Произведен анализ полученных результатов и предложены пути повышения точности ИИС.

Далее приведены заключение, в котором изложены основные результаты и выводы работы, и библиографический список.

9. Результаты работы внедрены в ООО «Телекс-2», а также в учебный процесс на кафедре Радиоэлектроники ТулГУ: для студентов специальностей 210301 и 210302 написаны методические пособия к лабораторным работам и изданы учебные пособия по дисциплинам «Оптические методы и устройства обработки информации» и «Оптические устройства в радиотехнике» [122,124].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Обоснованы допустимые размеры входного оптического пучка по сравнению с углоизбирательными параметрами РУФ.

2. Развиты основы теории и принципы построения угловых дискриминаторов на линейь ,:х интеллектуальных решетках РУФ.

3. Развиты основы теории и принципы построения угловых дискриминаторов на двумерных интеллектуальных решетках РУФ.

4. Разработаны структурные схемы ИИС угла с угловым датчиком на линейной интеллектуальной решетке РУФ с DSP, CPU и PDA, на дифференциальных линейных интеллектуальных решетках, РУФ с DSP, CPU и PDA, на линейной интеллектуальной решетке скрещенных РУФ с DSP, CPU и PDA, на дифференциальных линейных интеллектуальных решетках скрещенных РУФ с DSP, CPU и PDA, на дифференциальных интеллектуальных решетках двумерных РУФ с DSP, CPU и PDA, на дифференциальных интеллектуальных решетках скрещенных двумерных РУФ с DSP, CPU и PDA.

5. Разработаны алгоритмы обработки сигналов информационной угло-измерительной системы с угловым дискриминатором на интеллектуальных решетках РУФ и использованием PDA.

6. Разработаны имитационные модели выходных характеристик угловых датчиков на интеллектуальных решетках: угловой характеристики, ее крутизны и измеряемого угла.

7. Проведен расчет погрешностей интеллектуальных угловых датчиков на решетках РУФ.

8. Разработаны рекомендации по проектированию интеллектуальных угловых датчиков.

1. Новоселов О.Н., Фомин А.Ф. Основы теории и расчета информационных измерительных систем. М.: Машиностроение, 1991.-336 с.

2. Фалькович С.Е., Хомяков Э.Н. Статистическая теория измерительных систем. М.: Радио и связь, 1981. - 288 с.

3. Высокоточные угловые измерения / Д. А. Аникст, К.М. Константинович, И.В. Мескин, B.C. Титов и др.; Под ред. Ю.Г. Якушенкова. М.: Машиностроение, 1987. - 480 с.

4. Высокоточные преобразователи угловых перемещений / Э.Н. Асиновский, А.А. Ахметжанов, М.А. Габидулин. Под общ. ред. А.А. Ахметжанова. М.: Энергоатомиздат, 1986. - 126 с.

5. Коростелев Л.А. Пространственно-временная теория радиосистем: Учеб. пособие для вузов. М.: Радио и связь, 1987. - 320 с.

6. Цапенко М.П. Измерительные информационные системы. М.: Энергоатомиздат, 1985. -439 с.

7. Дворяшин Б.В. Основы метрологии и радиоизмерений. М.: Радио и связь, 1993.-320 с.

8. Метрология, стандартизация и измерения в технике связи / Б.П. Хромой, В.В. Кандинов, А.А. Синявский и др. Под ред. Б.П. Хромого. -М.: Радио и связь, 1986. 424 с.

9. Ахметьянов В.Р., Рудницкий Б.Е. Оптимальная фильтрация по критерию минимума среднеквадратичной нормы ошибки смещенной оценки // Изв. вузов. Приборостроение, 1987, № 11. С. 3 - 6.

10. Белкин И.М. Средства линейно-угловых измерений. Справочник. -М.: Машиностроение, 1987. 420 с.

11. Якушенков Ю.Г. Теория и расчет оптико-электронных приборов. Учебник для вузов. 5-е издание. М.: Логос, 2006. - 472 с.

12. Зограф И.А., Новицкий П.В. Оценка погрешностей результатов измерений. Л.: Энергоатомиздат, 1991. - 304 с.

13. Балашов Е.П. Проектирование информационно-управляющих систем.- М.: Радио и связь, 1987. 254 с.

14. Маркина Н.В. Математическая модель информационно-измерительной системы // Приборы и управление. Сб. статей молодых ученых. Вып. 4 / Под общ. ред. Е.В. Ларкина. Тула: Изд-во ТулГУ, 2006. - 208 с.

15. Тихонов В.И. Оптимальный прием сигналов. М.: Радио и связь, 1983.-320 с.

16. Тихонов В.И., Харисов В.Н. Статический анализ и синтез радиотехнических устройств и систем: Учебное пособие для вузов. -М.: Радио и связь, 1991. 608 с.

17. Гребенщиков Н.В., Власов А.Г., Непорент М.П. Просветление в оптике.-М.: Гостехиздат, 1946. 152 с.

18. Журавлев А.К., Лукошкин А.П., Поддубный С.С. Обработка сигналов в адаптивных антенных решетках. Л.: Изд-во Ленинград, ун-та , 1983.-240 с.

19. Устройства СВЧ и антенны. Проектирование фазированных антенных решеток. Учеб. пособие для вузов / Под ред. д.т.н., проф. Д.И. Воскресенского, 3-е издание. М.: Радиотехника, 2003. - 632 с.

20. Зуев В.Е. Распространение лазерного излучения в атмосфере. М.: Радио и связь, 1981. - 287 с.

21. Литвиненко О.Н. Основы радиооптики. Киев: техника, 1974. - 208 с.

22. Зверев В.А. Радиооптика. Преобразования сигналов в радио и оптике.- М.: Сов. радио, 1975.- 304 с.

23. Гахов Ф.Д., Черский Ю.И. Уравнения типа свертки, М.: Наука, 1978.295 с.

24. Коржик В.И., Финк JI.M., Щелкунов К.Н. Расчет помехоустойчивости систем передачи дискретных сообщений. М.: Радио и связь, 1981. -231с.

25. Мустель Е.Р., Парыгин В.Н. Методы модуляции и сканирования света. М.: Наука, 1970.- 362 с.

26. Ландсберг Г.С. Оптика. Изд. пятое перераб. и доп. М.: Наука, 1976, 928 с.

27. Соломатин В.А. Системы контроля и измерения с многоэлементными приемниками. -М.: Машиностроение, 1992. 128 с.

28. Бреховских JI.M. Волны в слоистых средах. М.: Наука, 1973.- 360 с.

29. Гольдштейн Л.Д., Зернов Н.В. Электромагнитные поля и волны. М.: Сов. радио, 1971.-661 с.

30. Климков Ю.М. Прикладная лазерная оптика. М.: Машиностроение, 1985.- 128 с.

31. Меркишин Г.В. Многооконные оптико-электронные датчики линейных размеров. М.: Радио и связь, 1986. - 168 с.

32. Прикладная оптика: Учебное пособие для вузов / Под ред. проф. Н.П. Заказнова. М.: Машиностроение, 1988. - 312 с.

33. Аблеков В.К., Зубков П.Н., Фролов В.В. Оптическая и оптоэлектронная обработка информации. М.: Машиностроение, 1976.-256 с.

34. Папулис А. Теория систем и преобразований в оптике. М.: Мир, 1971.-496 с.

35. Гутников B.C. Интегральная электроника в измерительных устройствах. 2-е издание; перераб. и доп. - Д.: Энергоатомиздат, 1988.-303 с.

36. Балашов Е.П., Пузанков Д.В. Микропроцессоры и микропроцессорные системы: Учебное пособие / Под ред. В.Б. Смолова. М.: Радио и связь, 1981.-326 с.

37. Хохлов В.К. Обнаружение, распознавание и пеленгация объектов в ближней локации. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2005. - 536 с.

38. Обработка сигналов в радиотехнических системах / Под ред. А.П. Лукошкина. Л.: Изд-во ЛГУ, 1987. - 399 с.

39. Золотарев В.М., Морозов В.Н., Смирнов Е.В. Оптические постоянные природных и технических сред. Справочник. Л.: Химия, 1984. -216 с.

40. Теория обнаружения сигналов / П.С. Акимов, П.А. Бакут, В.А. Багданович и др. / Под ред. П.А. Бакута. М.: Радио и связь, 1984. -440 с.

41. Телекоммуникационные системы передачи мультисенсорных данных на основе микропроцессорных средств. Монография / Е.И. Минаков, А.Я. Паринский. Тула: ТулГУ, 2003. - 388 с.

42. Покровский Ю.А. Встречное преобразование Лапласа. // Прикладная математика: Сб. научн. трудов: Тула, ТулПИ, 1979. С. 112-115.

43. Воробьев В.И. Оптическая локация для радиоинженеров / Под ред. проф. В.П. Васильева. М.: Радио и связь, 1983. - 176 с.

44. Оптоэлектронные и электронно-оптические информационные устройства и системы. Монография / В.И. Осадчий, А.Я. Паринский, Ю.М. Агафонов, В.А. Еропкин. ТулГУ. Тула, 1999. - 292 с.

45. Катыс Г.П. Обработка визуальной информации. М.: Машиностроение, 1990. - 320 с.

46. Радиооптические микропроцессорные информационно-измерительные модули. / Ю.А. Покровский, Е.А. Макарецкий, В.В. Безлепкин, К.М. Щепакин, Ю.Н. Никольский : Под ред. Ю.А. Покровского. Тула: ТулПИ, 1988.-92 с.

47. Техническое зрение роботов / В.И. Мошкин, А.А. Петров, B.C. Титов, Ю.Г. Якушенков. Под общ. ред. Ю.Г. Якушенкова. М.: Машиностроение, 1990. - 272 с.

48. Электронно-лучевые информационные устройства / Катыс Г.П., Осадчий В.Н., Осадчий А.Н. Киев: Наукова думка, 1987. - 304 с.

49. Теория и расчет импульсных и цифровых оптико-электронных систем: Учебное пособие для вузов / Е.Г. Лебедько и др. Л.: Машиностроение, 1984. - 191 с.

50. Иогансен Л.В. Теория резонансных электромагнитных систем с ПВО. U/ Журнал технической физики, т. 32, вып. 5,1962. С. 406 - 418.

51. Иогансен Л.В. Теория резонансных электромагнитных систем с полным внутренним отражением. И.// Журнал технической физики, т. 33, вып. 11, 1963. С. 1323 - 1335.

52. Иогансен Л.В. Теория резонансных электромагнитных систем с полным внутренним отражением. III.// Журнал технической физики, т. 36, вып. 11,1966.-С. 1157-1171.

53. Иогансен Л.В. Теория резонансных электромагнитных систем с полным внутренним отражением. IV.// Журнал технической физики, т. 38,вып. 5,1968.-С. 388-401.

54. Соколовский И.И., Покровский Ю.А. Прикладная радиооптика. Теория и методы резонансной угловой фильтрации. Киев: Наукова думка, 1986.-220 с.

55. Покровский Ю.А. Угловая фильтрационная теория резонансных слоистых электромагнитных систем // Радиофизика и квантовая электроника. Сб. научн. трудов, Тула, ТулПИ, 1971.- С. 3 -27.

56. Покровский Ю.А. Основы радиооптической теории резонансных и направляющих квазиоптических устройств.// Изв. вузов. Радиоэлектроника, 1983,8.- С. 42-48.

57. Покровский Ю.А., Макарецкий Е.А., Селькин В.В. Методы и устройства управления когерентным оптическим излучением. // Методы и устройства управления оптическим излучением: Сб. научн. трудов: ТулПИ, 1973, № 8. С. 42 - 48.

58. Покровский Ю.А., Паринский А.Я. Пространственные переходные процессы в резонансных слоистых системах. Вопросы радиотехники. Сб. науч. тр. Тула, ТулПИ, 1970. С. 7 - 28.

59. Мальцев М.Д., Каракулина Г.А. Прикладная оптика и оптические измерения. М.: Машиностроение, 1958. - 466 с.

60. Левшин В.П. Обработка информации в оптико-электронных системах пеленгации. М.: Машиностроение, 1978. - 320 с.

61. Баскаков С.И. Радиотехнические цепи и сигналы. М.: Высш. шк., 1988.-448 с.

62. Семёнов А.С., Смирнов В.Л., Шмалько А.В. Интегральная оптика для систем передачи и обработки информации. М.: Радио и связь, 1990. -224 с.

63. Застрогин Ю.Ф., Застрогин О.Ф., Кулебякин А.Е. Лазерные приборы вибрационного контроля и точного позиционирования. М.: Машиностроение, 1995.-320 с.

64. Лазерная локация / И.Н. Матвеев, В.В. Протопопов, И.Н. Троицкий, Н.Д. Устинов. М.: Машиностроение, 1984. - 272 с.

65. Лазерная дальнометрия / Под ред. В.П. Васильева, Х.В. Хинрикуса. -М.: Радио и связь, 1995. 256 с.

66. Якушенков Ю.Г., Луканцев В.Н., Колосов М.П. Методы борьбы с помехами в оптико-электронных приборах. М.: Радио и связь, 1981. -180 с.

67. Малашин М.С., Каминский Р.П., Борисов Ю.Б. Основы проектирования лазерных локационных систем. М.: Высш. шк., 1983. -207 с.

68. Сигналы и помехи в лазерной локации. / Под ред. В.Е. Зуева. М.: Радио и связь, 1985. - 207 с.

69. Ребрин Ю.К. Управление оптическим лучом в пространстве. М.: Сов. радио, 1977. - 336 с.

70. Криксунов J1.3. Следящие системы с оптико-электронными координаторами. Киев: Техника, 1991. - 156 с.

71. Капичин И.И. Оптико-электронные углоизмерительные системы. -Киев: Техника, 1986. 114 с.

72. Лазерные измерительные системы / А.С. Батраков, М.М. Бутусов, Г.П. Гречка и др.; Под ред. Д.П. Лукьянова. М.: Радио и связь, 1981. - 456 с.

73. Ванюрихин А.И., Гергановская В.П. Оптико-электронные устройства. Киев: Техника, 1984. - 160 с.

74. Волноводная оптоэлектроника. Пер. с англ. / Под ред. Т. Тамира. М.: Мир, 1991.-575 с.

75. Диткин В.А., Прудников А.П. Операционные исчисления. М.: Высш. Школа, 1966.-407 с.

76. Андре Анго. Математика для электро и радиоинженеров. Пер. с франц. М.: Изд-во «Наука», 1967. - 780 с.

77. Ван дер Поль Б., Бреммер X. Операционное исчисление на основе двустороннего преобразования Лапласа. М.: Изд. Иностр. лит., 1952. -412 с.

78. Левин Б.Р., Шварц В. Вероятностные модели и методы в системах связи и управления. М.: Радио и связь, 1985. - 312 с.

79. Застрогин Ю.Ф. Прецизионные измерения параметров движения с использованием лазера. М.: Машиностроение, 1986. - 272 с.

80. Оптическая обработка радиосигналов в реальном времени / Под ред. С.В. Кулакова. М.: Радио и связь, 1989. - 136 с.

81. Яковлев П.П., Мешков Б.Б. Проектирование интерференционных покрытий. М.: Машиностроение, 1987. - 192 с.

82. Фурман Ш.А. Тонкослойные оптические покрытия (конструирование и изготовление). М.: Машиностроение, 1977. - 264 с.

83. Введение в интегральную оптику / Под ред. М. Барноски. М.: Мир, 1977.-368 с.

84. Хансперджер Р. Интегральная оптика: Теория и технология. / Пер. с англ. М.: Мир, 1985. - 384 с.

85. Пухальский Г.И., Новосельцева Т.Я. Проектирование дискретных устройств на интегральных микросхемах. Справочник. М.: Радио и связь, 1990.-309 с.

86. Функциональные устройства обработки сигналов. Под ред. проф. Ю.В. Егорова. М.: Радио и связь, 1997. - 310 с.

87. Гольденберг JI.M. и др. Цифровая обработка сигналов: Справочник / JI.M. Гольденберг, Е.Д. Матюшкин, М.Н. Поняк. М.: Радио и связь, 1985.-312 с.

88. Калабеков Б.А. Микропроцессоры и их применение в системах передачи и обработки сигналов: Учебное пособие для вузов. М.: Радио и связь, 1988. - 318 с.

89. Основы цифровой обработки / Д.И. Солонина и др. Изд. 2-е, испр. и перераб. СПб.: БХВ - Петербург, 2005. - 768 с.

90. Домрачев В.Г. Схемотехника цифровых преобразователей перемещений: Справочное пособие / В.Г. Домрачеев, B.C. Матвеевский, Ю.С. Смирнов. М.: Энергоатомиздат, 1987. - 392 с.

91. Пузанков Д.В. и др. Микропроцессорные системы: Учебник для вузов / Под общ. ред. Д.В. Пузанкова. СПб.: Политехника, 2002. - 935 с.

92. Микропроцессоры и микропроцессорные комплекты интегральных микросхем. Справочник. Т. 1,2/ В.Б. Абрайтис, Н.Н. Аверьянов, А.И. Белоус и др. Под ред. В.А.Шахнова. М.: Радио и связь, 1988. - Т. 1 -368 е., Т.2-368 с.

93. Паринский А.Я. Радиооптические системы измерения направления на основе устройств резонансной угловой фильтрации // Известия ТулГУ. Радиооптика и техника СВЧ, 1997. С. 21 - 30.

94. Паринский А.Я. Структура системы обработки информации в преобразователях угловых положений // Алгоритмы и структурысистем обработки информации. Сборник научных трудов. ТулПИ, Тула, 1991.-С. 55-57.

95. Паринский А.Я., Паринская P.M. Экспериментальное исследование и вопросы применения резонансных угловых систем // Методы и устройства управления оптическим излучением. Сб. научн. тр. Тула: ТулПИ, 1973. - С. 72 - 107.

96. Паринский А.Я. Обработка когерентных волновых пучков на основе двумерных скрещенных резонансных угловых фильтров. Журн. Электродинамика и техника СВЧ и КВЧ. М., 2000, т. 8, № 3 - 4 (28). -С. 107-110.

97. Методы аналитического синтеза информационно-измерительных и информационно-управляющих устройств и систем с двухсторонней памятью: Монография / С.А. Васин, Ю.А. Покровский, Е.А. Макарецкий Тула, ТулГУ, 1999. - 310 с.

98. Шелухин О.И., Фомин А.Ф., Новоселов О.Н. Повышение достоверности измерительной информации при нелинейном оценивании и демодуляции в условиях негауссовских помех // Метрология, 1988, № 5. С. 5 - 9.

99. Соловьев В.В. Проектирование цифровых систем на основе программируемых логических интегральных схем. М.: Горячая линия - Телеком, 2001. - 636 с.

100. Ю4.Рабинер JI., Гоулд Б. Теория и применение цифровой обработки сигналов / Пер. с англ.; Под ред. Ю.Н. Александрова. М.: Мир, 1978. - 835 с.

101. Окоси Т. И др. Волоконно-оптические датчики / Т. Окоси, К. Охамото, М. Оцу, X. Нисихара, К.Кюма, К. Хататэ; Под ред. Т. Окоси; пер. с яп. -Л.: Энергоатомиздат. Ленинградское отд-ние, 1990. 256 с.

102. Ключников А.С. Радиооптика и голография: Учебное пособие. -Минск: Университетское, 1989. 234 с.

103. А.С. 319988, СССР М.Кл. Н01,3/10 Сканирующее устройство / Паринский А.Я, Покровский Ю.А. / 1286552. Заявлено 27.11.68. Опубл. 02.11.71. Бюл. №33.

104. Паринский А.Я., Макарецкий Е.А., Осадчий В.И. Экспериментальное исследование волноводно-резонансной оптической системы // Радиофизика и квантовая электроника: Сб. научн. трудов: Тула, ТулПИ, 1971. С. 62-68.

105. ПО.Макарецкий Е.А., Хурхулу Ю.С. Исследование термостабильности оптических резонансных угловых фильтров. // Разработка и исследование интегральных схем СВЧ и оптического диапазонов: Сб. научн. трудов: Тула: ТулПИ, 1987. С. 34 - 39.

106. А.С. 424497, СССР М.Кл. G02B5/14 Устройство для ввода оптического излучения в световод / Паринский А.Я, Макарецкий Е.А, Покровский Ю.А. / 1287303. Заявлено 22.05.72. Зарегистр. в Госреестре СССР 21.12.73.

107. А.С. 728518, СССР М.Кл. G02B5/014 Устройство для приема излучения оптических сигналов / Паринский А.Я, Войницкий В.Ю. (СССР) / 26555736. Заявлено 14.12.78. Зарегистр. в Госреестре СССР 21.12.79.

108. А.С. 1108896, СССР М.Кл. G02B5/14 Устройство для ввода оптического излучения в световод / Паринский А.Я, Макарецкий Е.А, Хурхулу Ю.С. (СССР) / 3582204. Заявлено 21.04.83. Зарегистр. в Госреестре СССР 15.12.84.

109. Радиооптические системы пеленгации на основе резонансных структур с угловой избирательностью: Монография / С.А. Васин, Ю.А. Покровский, А.Я. Паринский: ТулГУ, Тула, 1998. 177 с.

110. Радиооптические устройства обработки информации на основе структур с резонансной угловой избирательностью: Монография / Е.А. Макарецкий, А.Я. Паринский / ТулГУ. Тула, 2002. - 184 с.

111. Пб.Тараненко В.Г., Шанин О.И. Адаптивная оптика. М.: Радио и связь, 1990.-112 с.

112. Лукьянов Д.П., Корниенко А.Я., Рудницкий Б.Е. Оптические адаптивные системы / Под ред. Д.П. Лукьянова. М.: Радио и связь, 1989.-240 с.

113. Lu N.H., Eisenstein В.A. Detection of Weak Signals in Non-Gaussian Noise // JEEE Trans, on Inf. Theory, 1981, Vol. IT-27, N6. P. 755 771.

114. Mare J. Reconstruction of a Stationary Gaussian Process from its Sign-Changes // J. Appl. Prob., 1977. Vol. 14. P. 38 57.

115. Schueler C., De Boer C., Marks В., Stegall M. On-board Data Compression for Advanced Landsat / Proceedings of the Photo-Optical Instrumentation Engineers. 1985. Vol. 534. Architectures and Algorithms for Digital Imade Processing II. P. 135 146.

116. Tanaka M., Katayma T. Robust Kalman filter for linear discrete-time system with Gaussian sum noises // Int. J. System Sci., 1987. Vol. 18. №9. P. 1721-1731.

117. Введение в теорию и практику виртуальной реальности: Учебное пособие / А.А. Яшин, А.Я. Паринский, Д.Б. Лютов. Тула: Изд-во ТулГУ, 2004.-112 с.

118. Радиооптические системы пеленгации на основе решеток резонансных угловых фильтров: Монография / А.Я. Паринский, Д.Б. Лютов. Тула: Изд-во ТулГУ, 2005. - 200 с.

119. Радиооптические системы пеленгации на основе плоских решеток двумерных резонансных угловых фильтров: Учебное пособие / Н.А. Зайцев, Д.Б. Лютов, А.Я. Паринский. Тула: Изд-во ТулГУ, 2006. -112 с.

120. Паринский А.Я., Лютов Д.Б. Анализ алгоритмов оценивания угловых координат целей, основанный на спектральном анализе // Известия ТулГУ. Серия. Радиотехника и радиооптика. Т. VI. Тула: Изд-во ТулГУ, 2004.-С. 65-71.

121. Паринский А.Я., Лютов Д.Б. Алгоритмы формирования пеленгационных характеристик радиооптических углоизмерительных систем // Известия ТулГУ. Серия. Радиотехника и радиооптика. Т. VI. Тула: Изд-во ТулГУ, 2004. - С. 71 - 74.

122. Лютов Д.Б. Когерентная углоизмерительная система на основе дифференциальных двумерных скрещенных резонансных угловых фильтров // XI Международная научно-техническая конференция

123. Радиолокация, навигация, связь». Сборник докладов. Воронеж, 2005. Т. 2.- С. 1108-1115.

124. Паринский А.Я., Лютов Д.Б. Радиооптический измеритель пеленга с угловым дискриминатором на линейной решетке скрещенных резонансных угловых фильтров (РУФ) // VII Международная конференция «Распознавание 2005». Сборник материалов. Курск, 2005.-С. 94-96.

125. Лютов Д.Б. Сравнительный анализ алгоритмов оценивания угловых координат целей. Проблемы наземной радиолокации. Научные труды Н-ой Всероссийской Интернет-НТК, 24-25 мая 2004 г. Изд-во ТулГУ, Тула. С. 41 -43.