DE2427650A1 - DEVICE FOR CAPTURING OR EMITTING RADIATION - Google Patents

DEVICE FOR CAPTURING OR EMITTING RADIATION

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DE2427650A1 DE19742427650 DE2427650A DE2427650A1 DE 2427650 A1 DE2427650 A1 DE 2427650A1 DE 19742427650 DE19742427650 DE 19742427650 DE 2427650 A DE2427650 A DE 2427650A DE 2427650 A1 DE2427650 A1 DE 2427650A1
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Description

A3 BOFOFiS
S-690 20 BOFORSA3 BOFOFiS
S-690 20 BOFORS

Vorrichtung zum Aufnehmen oder Abgeben von Strahlung Device for absorbing or emitting radiation

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufnehmen oder Abgeben von Strahlung. Diese Vorrichtung eignet sich insbesondere dann, wenn jeweils die Aufnahmerichtung oder die Abgaberichtung kreiselstabilisiert sein muß, so daß die Richtung bzw. Zielrichtung unabhängig von den Bewegungen der Basis wird. Als Beispiel für eine Vorrichtung, die mit empfangener Strahlung arbeitet, sei auf eine Zielflugvorrichtung für ein Geschoß verwiesen, welches in Richtung auf eine Strahlungsquelle gelenkt wird. Es kannThe invention relates to a device for absorbing or emitting radiation. This device is suitable especially when the direction of uptake or the direction of delivery must be gyro-stabilized, so that the direction or target direction becomes independent of the movements of the base. As an example of a device, which works with received radiation, reference is made to a target flight device for a projectile, which is shown in Direction is directed to a radiation source. It can

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sich dabei beispielsweise um die Wärmestrahlung eines Zieles oder um die reflektierte Strahlung eines Lasersuchers bzw. eines Lasermarkierers handeln, welcher das Ziel anstrahlt. Ein Beispiel für eine Vorrichtung, bei aor abgegebene Strahlung stabilisiert wird, stellt ein kreiselstabilisierter Lasersucher bzw. Lasermarkierer dar, der auf einem Fahrzeug angeordnet ist. Dabei soll die Richtung oder Zielrichtung des Strahlenbündels unabhängig von der Bewegung des Fahrzeugs gemacht werden. Der Lasermarkierer kann beispielsweise dazu verwendet werden, ein Geschoß gegen das angestrahlte Ziel zu lenken.This can be, for example, the thermal radiation of a target or the reflected radiation of a laser finder or a laser marker which illuminates the target. An example of a device in which emitted radiation is stabilized is a gyro-stabilized laser finder or laser marker which is arranged on a vehicle. The direction or target direction of the beam should be made independent of the movement of the vehicle. The laser marker can be used, for example, to direct a projectile towards the irradiated target.

Vorrichtungen zum Stabilisieren der Richtung eines abgegebenen oder aufgenommenen Strahlungsbündels hat man gebräuchlicherweise rund um eine kreiselstabilisierte Plattform aufgebaut, wobei dann die Kreisel auf der Plattform saSen. Die Plattform wurde unter Verwendung von Servofiiechanismen ausgelenkt, und zwar abhängig von der Steuerung der Kreisel. Vorbedingung für diese Lösungsmöglichkeit ist, daß die Aufnahmevorrichtung bzw. die Strahlungsquelle auf der bewegbaren Plattform sitzt. Die Plattform wird dadurch vergleichsweise schwer, und es ergeben sich Schwierigkeiten bei der Servosteuerung. Ein weiteres Problem, welches aus der Befestigung des Empfängers bzw. der Strahlungsquelle auf der bewegbaren Plattform resultiert, liegt darin, daß die zugehörigen elektrischen Anschlüsse mittels flexibler Leiter oder Schleifringgetriebe hergestellt werden müssen.Devices for stabilizing the direction of an emitted or received radiation beam have usually been set up around a gyro-stabilized platform, with the gyroscopes then sitting on the platform. The platform was deflected using servo mechanism depending on the control of the gyroscopes. A prerequisite for this possible solution is that the receiving device or the radiation source is seated on the movable platform. This makes the platform comparatively heavy and there are difficulties in servo control. Another problem resulting from the attachment of the receiver or the radiation source on the movable platform is that the associated electrical connections have to be made by means of flexible conductors or slip ring gears.

Man hat auch schon versucht, das Problem dadurch zu lösen,Attempts have also been made to solve the problem by

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UaQ man die Strahlungsquelle an einer stationären Halterung befestigte und einen Spiegel verwendete, der auf der Plattform angeordnet war. Dabei ergibt sich u. a. die Schwierigkeit, daß die Strahlenbündel um einen Winkel abgelenkt werden, der doppelt so groß ist wie derjenige Winkel, um welchen der Spiejel gedreht wird. Dementsprechend 'muß in diesem Falle der Spiegel um den halben Vi/inkel relativ zu" einer stabilisierten Plattform ausgerichtet werden, v/as einen komplizierten Aufbau erforderlich macht. Among other things , the radiation source was attached to a stationary holder and a mirror was used, which was arranged on the platform. Among other things, this results in the difficulty that the bundles of rays are deflected by an angle which is twice as large as the angle by which the mirror is rotated. Accordingly, in this case, the mirror must be aligned by half an angle relative to a stabilized platform, which necessitates a complicated structure.

Unter Vermeidung der oben angedeuteten Nachteile schafft die Erfindung eine Vorrichtung, die gekennzeichnet ist durch ein Linsensystem und einen Detektor bzw. eine Strahlungsquelle, die an der Basis befestigt und vor einem drehbaren Spiegel derart angeordnet sind, daß ein einfallendes oder abgegebenes Strahlenbündel, das parallel zur optischen Achse des Spiegels verläuft, auf den Detektor fokussiert bzw. von äer Strahlungsquelle abgegeben wird.While avoiding the disadvantages indicated above, the invention provides a device which is characterized by a lens system and a detector or a radiation source which are attached to the base and arranged in front of a rotatable mirror in such a way that an incident or emitted beam is parallel to the optical axis of the mirror runs, focused on the detector or emitted by äer radiation source.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit der beiliegenden Zeichnung. Die Zeichnung zeigt in:Further features and advantages of the invention emerge from the following description of preferred exemplary embodiments in conjunction with the accompanying drawings. The drawing shows in:

Fig. 1 und 2 Prireipsskizzen von Empfängern;1 and 2 preliminary sketches of receivers;

Fig. 3 einen schematischen Schnitt durch eine Zielflugvorrichtung eines Geschosses}3 shows a schematic section through a target flight device one storey}

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Fig. 4 eine Prinzipsskizze einer Vorrichtung zum Abgeben von Strahlung.4 shows a basic sketch of a device for emitting radiation.

Gemäß Fig. 1 sind eine Sammellinse 1 und ein ebener Spiegel 2 vorgesehen. Letzterer läßt sich um einen Drehpunkt 3 drehen. Nahe der Sammellinse 1 sitzt ein Detektor 4. Der Abstand zwischen der Sammellinse 1 und dem Drehpunkt 3 des Spiegels ist gleich der halben Brennweite der Sammellinse. Ein einfallendes Strahlenbündel, das rechtwinklig zur Ebene des Spiegels verläuft, wird auf den Detektor 4 fokussiert. Diese Beziehung stimmt exakt für kleine Auslenkwinkel des Spiegels und mit guter Näherung für relativ große Auslenkwinkel. In diesem Falle deckt der Detektor einen Teil der Strahlung ab. Wenn jedoch die Größe des Detektors gering gegenüber der Sammellinse ist, bleibt der Strahlungsverlust unbeträchtlich.According to FIG. 1, a converging lens 1 and a plane mirror 2 are provided. The latter can be rotated around a pivot point 3. A detector 4 is located near the converging lens 1. The distance between the converging lens 1 and the pivot point 3 of the mirror is equal to half the focal length of the converging lens. An incident The bundle of rays running at right angles to the plane of the mirror is focused on the detector 4. These The relationship is exactly correct for small deflection angles of the mirror and with a good approximation for relatively large deflection angles. In in this case the detector covers part of the radiation. However, if the size of the detector is small compared to the converging lens, the radiation loss remains negligible.

In Fig. 1 ist die Sammellinse 1 als dünne Linse dargestellt. Wird jedoch ein Linsensystem oder eine dickere Linse verwendet, so sollte der Detektor an der hinteren Hauptebene der Linse sitzen. Bei den meisten Linsensystemen befindet sich jedoch diese Hauptebene innerhalb des Systems, und es können sodann Schwierigkeiten auftreten, wenn der Detektor dort angeordnet werden soll.In Fig. 1, the converging lens 1 is shown as a thin lens. However, if a lens system or a thicker lens is used, so the detector should sit at the back major plane of the lens. Located on most lens systems However, this main level is within the system, and difficulties can then arise when the detector should be arranged there.

Fig. 2 zeigt eine Abwandlungsform nach der Erfindung, bei der diese Schwierigkeiten vermieden sind. Es handelt sich dort um ein Linsensystem 1' mit einer hinteren Hauptebene In diesem Falle wird ein konkaver Spiegel 2' verwendet, der auf einem Drehpunkt 31 sitzt. Wie im vorher beschriebenenFig. 2 shows a modification according to the invention in which these difficulties are avoided. There is a lens system 1 'with a rear main plane. In this case, a concave mirror 2' is used, which sits on a pivot point 3 1. As described earlier

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Falle, beträgt der Abstand des Drehpunktes 31 von der Hauptebene 5 die halbe Brennweite der Linse. Die einfallenden Strahlenbündel, die parallel zur optischen Achse des Spiegels verlaufen, werden dann auf den Detektor 41 fokussiert, welcher auf der optischen Achse des Linsensystems zwischen diesem und dem Drehpunkt 31 liegt.Case, the distance of the pivot point 3 1 from the main plane 5 is half the focal length of the lens. The incident bundles of rays, which run parallel to the optical axis of the mirror, are then focused on the detector 4 1 , which lies on the optical axis of the lens system between this and the pivot point 3 1.

Fig. 3 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform eines Zielfluggerätes für ein Geschoß mit semiaktiver Laserführung. Bei Verwendung eines solchen Geschosses wird das Ziel von einer Laserstrahlquelle angestrahlt, die beispielsweise entsprechend Fig. 4 ausgebildet ist. Die reflektierte Strahlung wird von dem Zielfluggerät des Geschosses aufgenommen. Bei diesem Zielfluggerät besitzt der Spiegel 2 die Form eines Kreisels. Er weist eine. Nabe 6 auf, die innerhalb des Geschosses kardanisch aufgehängt ist. Der Spiegel selbst sitzt auf dieser Nabe unter Zwischenschaltung eines Lagers 7. Eine Spiralfeder 8 dient dazu, den Spiegel anzutreiben. Die Spiralfeder 8 ist am Außenumfang der Nabe befestigt, und zwar mittels eines Befestigungsansatzes 9. Nach dem Aufwickeln greift die Spiralfeder über einen Greifansatz 10 am Spiegel an. Ein Arretierstift 11 nimmt das Drehmoment der Spiralfeder auf und blockiert gleichzeitig den Spiegel in einer stationären Lage.Fig. 3 shows a preferred embodiment of a target aircraft for one floor with semi-active laser guidance. When using such a projectile, the target of irradiated by a laser beam source which is designed, for example, in accordance with FIG. 4. The reflected Radiation is picked up by the missile's target aircraft. In this target aircraft, the mirror has 2 the shape of a top. He has one. Hub 6 on that is gimbaled within the storey. The mirror itself sits on this hub with the interposition a bearing 7. A spiral spring 8 is used to drive the mirror. The spiral spring 8 is on the outer circumference of the hub fastened by means of a fastening lug 9. After winding, the spiral spring engages the mirror via a gripping attachment 10. A locking pin 11 takes this Torque of the spiral spring and at the same time blocks the mirror in a stationary position.

Beim Inbetriebsetzen des Zielfluggerätes wird ein Stromimpuls einem Relais 12 zugeleitet, welches darauf hin den Arretierstift 11 herauszieht. Die Spiralfeder 8 versetztWhen the target aircraft is put into operation, a current pulse is fed to a relay 12, which thereupon the Pulling out locking pin 11. The spiral spring 8 is offset

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sodann den Spiegel 2 in Drehung. Wenn die Spiralfeder abgelaufen ist, trennt sich der Greifansatz 10 vom Spiegel, woraufhin letzterer frei umläuft. Der Drehzahlabfall während der vergleichsweise kurzen Flugzeit ist vernachlässigbar klein. Der Angriffspunkt des Greifansatzes 10 am Spiegel ist so gewählt, daß die Kraftkomponente der Spiralfeder in der gleichen Ebene wie der Aufhängepunkt 3 liegt. Auch fällt der Schwerpunkt der kardanisch aufgehängten Anordnung ebenfalls in den Aufhängepunkt 3. Dem Spiegelkreisel kann sodann eine abweichende Richtung gegeben werden, und zwar unter der Wirkung von Drehmomentmotoren 13 und 14, welche über Schubstangen 15 und 16 auf die Nabe 6 einwirken.then the mirror 2 in rotation. When the spiral spring has expired, the gripping attachment 10 separates from the mirror, whereupon the latter rotates freely. The drop in speed during the comparatively short flight time is negligibly small. The point of application of the gripping attachment 10 on the mirror is chosen so that the force component of the spiral spring lies in the same plane as the suspension point 3. The center of gravity of the gimbal-mounted arrangement also falls into the suspension point 3. The mirror gyro can then be given a different direction under the action of torque motors 13 and 14, which act on the hub 6 via push rods 15 and 16.

Fig. 4 zeigt im Prinzip, wie ein Lasersucher oder Lasermarkierer nach der Erfindung angeordnet werden kann. Von einer Laserstrahlquelle 17 wird ein schmales Strahlenbündel über ebene Spiegel 13 und 19 durch eine kleine Zerstreuungslinse 20 zu einem kreiselstabilisierten Spiegel 2 geleitet, von wo aus das Strahlenbündel durch eine Kollimatorlinse nach außen reflektiert wird. In diesem Falle ist es weniger angebracht, den umlaufenden Spiegel über eine Feder zu betätigen, da die Vorrichtung wiederholt Verwendung finden soll. Dementsprechend kann hier ein Induktionsmotor anstelle der Spiralfeder 8 verwendet werden. Dieser besitzt einen Kurzschlußläufer, der an der Spiegelanordnung befestigt ist, während seine Statorwicklung an der Nabe 6 sitzt. ImFig. 4 shows in principle how a laser finder or laser marker according to the invention can be arranged. From a laser beam source 17, a narrow bundle of rays is directed via flat mirrors 13 and 19 through a small diverging lens 20 to a gyro-stabilized mirror 2, from where the bundle of rays is reflected outwards by a collimator lens. In this case, it is less appropriate to operate the rotating mirror via a spring, since the device should be used repeatedly. Accordingly, an induction motor can be used in place of the coil spring 8 here. This has a squirrel cage rotor, which is attached to the mirror assembly, while its stator winding is seated on the hub. 6 in the

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übrigen jedoch entspricht die Anordnung dem Zielfluggerät nach Fig. 3, und zwar hinsichtlich denfcardanischen Aufhängung, der Lagerung und der Anordnung der Drehmomentmotoren. Otherwise, however, the arrangement corresponds to the target aircraft according to FIG. 3, specifically with regard to the cardanic Suspension, storage and arrangement of the torque motors.

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Claims (11)

2427624276 PatentansprücheClaims /iJ Vorrichtung zum Aufnehmen oder Abgeben von Strahlung, insbesondere für den Fall, daß jeweils die Aufnehmerichtung und die Abgaberichtung kreiselstabilisiert sein muß, um die Zielrichtung unabhängig von einer Bev/egung der Basis zu machen,
gekennzeichnet durch/ iJ device for absorbing or emitting radiation, especially in the event that the direction of acquisition and the direction of release must be gyro-stabilized in order to make the target direction independent of a movement of the base,
marked by ein Linsensystem (1, 11) und einen Detektor (4, 41) bzw. eine Strahlungsquelle (17), die an der Basis befestigt und vor einem drehbaren Spiegel (2, 21} derart angeordnet sind, daß ein einfallendes oder abgegebenes Strahlungsbündel, das parallel zur optischen Achse des Spiegels verläuft, auf den Detektor (4, 41) fokussiert bzw. von der Strahlungsquelle (17) abgegeben wird.a lens system (1 , 1 1 ) and a detector (4, 4 1 ) or a radiation source (17), which are attached to the base and arranged in front of a rotatable mirror (2, 2 1 } such that an incident or emitted Radiation bundle, which runs parallel to the optical axis of the mirror, is focused on the detector (4, 4 1 ) or emitted by the radiation source (17). 2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,2. Device according to claim 1,
characterized, daß der jeweilige Spiegel (2, 2') als Kreisel ausgebildet ist.that the respective mirror (2, 2 ') is designed as a top is. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that daß der Spiegel (2, 21) gekrümmt ausgebildet ist.that the mirror (2, 2 1 ) is curved. 409881/0980409881/0980 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet,4. Device according to one of claims 1-3, characterized in that daß der Abstand zwischen dem Linsensystem (1, 1') und dem Drehpunkt des Spiegels (3, 31) gleich der halben Brennweite des Linsensystems ist.that the distance between the lens system (1, 1 ') and the pivot point of the mirror (3, 3 1 ) is equal to half the focal length of the lens system. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet,5. Device according to one of claims 1-4, characterized, daß der Spiegel (2, 21) eine Nabe (6) mit kardanischer Aufhängung aufweist.that the mirror (2, 2 1 ) has a hub (6) with cardanic suspension. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,6. Apparatus according to claim 5,
characterized, daß der Spiegel (2, 21) unter Zwischenschaltung eines Kugellagers (7) auf der Nabe (6) angeordnet ist und von einer Spiralfeder (8) in Drehung versetzt wird, welche am Umfang.der Nabe mittels eines Befestigungsansatzes (9) befestigt ist.that the mirror (2, 2 1 ) is arranged on the hub (6) with the interposition of a ball bearing (7) and is set in rotation by a spiral spring (8) which is attached to the periphery of the hub by means of a fastening lug (9) . 7. Vorrichtung nach Anspruch 6,
gekennzeichnet durch7. Apparatus according to claim 6,
marked by einen Arretierstift (11 ), der das Drehmoment der Spiralfeder (8) aufnimmt und den Spiegel (2, 2') in einer vorbestimmten Lage fixiert.a locking pin (11) which absorbs the torque of the spiral spring (8) and fixes the mirror (2, 2 ') in a predetermined position. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7,
gekennzeichnet durch8. Apparatus according to claim 7,
marked by ein Relais (12) zum Herausziehen des Arretierstiftes (11),a relay (12) for pulling out the locking pin (11), 40988 1/098040988 1/0980 sobald ein Stromimpuls an das Relais (12) angelegt wird.as soon as a current pulse is applied to the relay (12). 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet,9. Device according to one of claims 1-8, characterized, daß die Größe des Detektors (4, 41) bzw. der Strahlungsquelle (17, 19, 20 ) klein im Verhältnis zum Linsensystem (1, 1«) ist.that the size of the detector (4, 4 1 ) or the radiation source (17, 19, 20) is small in relation to the lens system (1, 1 «). 10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet,10. Device according to one of claims 1-9, characterized in that daß die Richtung des Spiegelkreisels unter der Wirkung von Drehmomentmotoren (13, 14) veränderbar ist, welche über Schubstangen (15, 16) auf die Nabe einwirken.that the direction of the mirror gyro under the action of torque motors (13, 14) is changeable, which act on the hub via push rods (15, 16). 11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet,11. Device according to one of claims 1-10, characterized in that daB die Strahlungsquelle (17) als Laserstrahler ausgebildet ist. that the radiation source (17) is designed as a laser emitter. 409881/0980409881/0980 LeerseiteBlank page
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