DE2510474C2

DE2510474C2 - Radiation detector for target-seeking institutions

Info

Publication number: DE2510474C2
Application number: DE19752510474
Authority: DE
Inventors: Manfed Dipl.-Phys. Dr. 8899 Aresing Held
Original assignee: Honeywell Regelsysteme 6050 Offenbach GmbH; Honeywell Regelsysteme GmbH
Current assignee: Honeywell Regelsysteme GmbH
Priority date: 1975-03-11
Filing date: 1975-03-11
Publication date: 1986-10-09
Also published as: DE2510474A1

Description

a) daß die Ausgänge von je zwei der η Signalverarbeitungskanäle (21/23, 22/24, F ig. 2; EwX-E_n^v_n, F ig. 3; 41/23/49, 42/24/50, Fig.4; 55/57, 56/58, Fig.5) an die Eingänge eines von maximal m Quotientenrechnern (26, Fig.2; Ri-Rm, Fig.3; 51, Fig.4; 59, Fig.5) angeschlossen sind, von denen jeder ein dem Verhältnis seiner beiden Eingangssignale entsprechendes Ausgangssignal bildet, wobei m diea) that the outputs of two of the η signal processing channels (21/23, 22/24, Fig. 2; EwX-E _n ^ v _n , Fig. 3; 41/23/49, 42/24/50, F ig. 4; 55/57, 56/58, Figure 5) to the inputs of a quotient of a maximum of m computers (26, Figure 2; Ri-Rm, Figure 3; 51, Figure 4; 59, Fig. 5) are connected, each of which forms an output signal corresponding to the ratio of its two input signals, where m is the

Gesamtzahl l·—J aller möglichen Zweierpaa-Total number l · —J of all possible pairs of two

2525th

rungen aus der Anzahl der η Kanäle ist;ments from the number of η channels;

b) daß dem bzw. jedem Quotientenrechner ein Diskriminator (27, Fig.2; D\—D_m Fig.3; 52, Fig.4; 60, Fig.5) nachgeschaltet ist, der ein Ausgangssignal liefert, sofern das durch das Verhältnis der Strahlungsintensität des Ziels in den erfaßten Wellenlängenbereichen bestimmte Ausgangssignal des Quotientenrechners innerhalb eines dem Diskriminator vorgegebenen Amplitudenbereiches liegt; undb) that the or each quotient calculator is followed by a discriminator (27, FIG. 2; D \ -D _m FIG. 3; 52, FIG. 4; 60, FIG The ratio of the radiation intensity of the target in the detected wavelength ranges, the output signal of the quotient calculator determined within an amplitude range predetermined for the discriminator; and

c) daß das Ausgangssignal des Diskriminators an den Steuereingang einer Schaltstufe (28, F i g. 2—4; 63—69, F i g. 5) geführt ist, welche in den Auslösestromkreis einer Zündeinrichtung (Z) eingeschaltet istc) that the output signal of the discriminator is fed to the control input of a switching stage (28, Fig. 2-4; 63-69, Fig . 5) which is switched into the triggering circuit of an ignition device (Z)

2. Strahlungsdetektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,2. Radiation detector according to claim 1, characterized in that

daß mehr als zwei auf unterschiedliche Spektralbereiche abgestimmte Empfänger (£Ί—E_n) vorgesehen sind, denen jeweils ein Verstärker (Vi- V_n) nachgeschaltet ist;that more than two receivers (£ Ί— E _n ) tuned to different spectral ranges are provided, each of which is followed by an amplifier (Vi V _n );

daß die Verstärkerausgänge paarweise an je einen Quotientenrechner(R\—R_m) angeschlossen sind,mit / η \ , that the amplifier outputs are connected in pairs to a quotient calculator (R \ --R _m ) each, with / η \,

m= IyI; undm = IyI; and

daß die Äusgangssignale der Quotientenrechner bewertende Bereichsdiskriminatoren (D₁-D_n,) mit ihren Ausgängen an Eingänge eines UND-Gatters (31) angeschlossen sind, dem die Schaltstufe (28) nachgeschaltet ist (F ig. 3).that the output signals of the range discriminators (D ₁ -D _n ,) evaluating the quotient calculator are connected with their outputs to inputs of an AND gate (31), which is followed by the switching stage (28) (FIG. 3).

3. Strahlungsdetektor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchlaßbereiche der Bereichsdiskriminatoren (Di —D,n) einstellbar sind.3. Radiation detector according to claim 2, characterized in that the transmission ranges of the range discriminators (Di —D, n) are adjustable.

4. Strahlungsdetektor nach Anspruch 1, gekenn-4. Radiation detector according to claim 1, marked

7air>hnAt rliirnh aHu/pohcAlnH in dpn Strahlpnaano gang über den Bereichsdiskriminator (60) mit der Schaltstufe (63—69) in Verbindung steht (F i g. 5 und 6). 7air> hnAt rliirnh aHu / pohcAlnH in dpn Strahlpnaano gang via the area discriminator (60) with the switching stage (63-69) is in connection (Figs. 5 and 6).

5. Strahlungsdetektor nach Anspruch 4. dadurch gekennzeichnet,5. Radiation detector according to claim 4, characterized in that

daß bei seiner Verwendung in einem Annäherungszünder die Ausgänge der Impedanzwandler auch zu Digital/Analog-Umsetzern (57,58) führen; daß die Ausgänge der D/A-Umsetzer sowohl mit dem Quotientenrechner (59) als auch mit Differenziergliedern (63,64) verbunden sind, deren Ausgänge an Schwellwertschalter (65, 66) angeschlossen sind;that when used in a proximity fuse, the outputs of the impedance converters also lead to digital / analog converters (57, 58); that the outputs of the D / A converters are connected both to the quotient calculator (59) and to differentiators (63, 64) , the outputs of which are connected to threshold switches (65, 66);

daß dem Quotientenrechner der Bereichsdiskriminator (60) nachgeschaltet ist; und daß die Ausgänge der Schwellwertschalter und der Ausgang eines dem Bereichsdiskriminator (60) nachgeschalteten monostabilen Multivibrators (67) mit einem UND-Gatter (68) verbunden sind, dessen Ausgang über einen Endverstärker (69) eine Zündpille (Z) beaufschlagt (F i g. 5).that the area discriminator (60) is connected downstream of the quotient calculator; and that the outputs of the threshold switches and the output of a monostable multivibrator (67) connected downstream of the range discriminator (60) are connected to an AND gate (68), the output of which is applied (F i g ) to a squib (Z) via an output amplifier (69) . 5).

6. Strahlungsdetektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,6. Radiation detector according to claim 1, characterized in that

daß den Strahlungsempfängern (41,42) ein optischer Zerhacker (43) vor- und ein elektrischer Zerhacker (44) nachgeschaltet und letzterem ein Wechselspannungsverstärker (40) nachgeschaltet ist, dessen Ausgang nut zwei ebenfalls vom elektrischen Zerhacker (44) gesteuerten Impedanzwandlern (49,50) verbunden ist, welche die Ausgangssignale des Wechselspannungsverstärkers in zwei den Ausgangssignalen der beiden Strahlungsempfänger (41, 42) entsprechende Signale aufteilen; und
daß die Ausgänge der Impedanzwandler an den Quotientenrechner (51) angeschlossen sind (F i g. 4).that the radiation receivers (41, 42) are preceded by an optical chopper (43) and an electrical chopper (44) is connected downstream and the latter is followed by an AC voltage amplifier (40), the output of which is only two impedance converters (49), which are also controlled by the electrical chopper (44), 50), which split the output signals of the AC voltage amplifier into two signals corresponding to the output signals of the two radiation receivers (41, 42); and
that the outputs of the impedance converters are connected to the quotient computer (51) (FIG. 4).

7. Strahlungsdetektor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch einen Strahlungsempfänger (73,74,75), dessen lichtempfindliche Fläche in für unterschiedliche Wellenbereiche empfindliche Teilflächen, z. B. Quadranten- oder Ringquadrantenflächen unterteilt ist (F i g. 7—9).7. Radiation detector according to one of claims 1 to 6, characterized by a radiation receiver (73,74,75), whose light-sensitive surface is sensitive to different wave ranges Partial areas, e.g. B. quadrant or ring quadrant areas is divided (Fig. 7-9).

Die Erfindung betrifft einen Strahlungsdetektor gemäß Gattungsbegriff des Anspruchs 1. Die einen solchen Strahlungsdetektor zeigende US PS 31 74 045 befaßt sich mit der Aufgabe, die von einem Ziel ausgehende Nutzstrahlung vom Umgebungslicht zu trennen. Solange der dort beschriebene Strahlungsdetektor im Zielsuchbetrieb arbeitet, überstreicht er einen vorgegebenen Himmelssektor, so daß die Hintergrundstrahlung ständig vorhanden ist, während die Zielstrahlung nur dann auftritt, wenn das Ziel durch das Gesichtsfeld des Strahlungsdetektors läuft. Folglich werden Ziel- und Hintergrundstrahlung dort im Prinzip dadurch unterschieden, daß die Hintergrundstrahlung im wesentlichen ein sehr niederfrequentes Ausgangssignal liefert, während das Überstreichen des Ziels zu einem impulsförmi-σρ.η AiiKcrantrsKicrnal führt. Dpr Diskriminator iinter- The invention relates to a radiation detector according to the preamble of claim 1. US Pat. No. 3,174,045 showing such a radiation detector is concerned with the task of separating the useful radiation emanating from a target from the ambient light. As long as the radiation detector described there is working in target search mode, it sweeps over a predetermined sky sector so that the background radiation is constantly present, while the target radiation only occurs when the target passes through the field of view of the radiation detector. Consequently, the target and background radiation are distinguished there in principle in that the background radiation essentially delivers a very low-frequency output signal, while the sweeping over the target leads to a pulse-shaped σρ.η AiiKcrantrsKicrnal. Dpr discriminator iinter-

einfügbare Filter (Sa, Sb) mit unterschiedlicher spektraler Durchlässigkeit, denen ein einziger Empfänger (53) mit nachgeschaltetern Wechselspannungsverstärker (62) zugeordnet ist, wobei die Ausgangs- b5 signale synchron mit dem jeweils wirksamen Filter über Impedanzwandler (55, 56) dem Quotientenrechner (59) zugeführt werden und der Rechnerausscheidet folglich im wesentlichen zwischen Gleichstromsignalen und Impulssignalen. Um sowohl die Zielstrahlung als auch clic I lintergrundstrahlung zu erfassen, sind die den beiden Signalvcrurbcitungskanälon als Empfänger vorgeschalteten optisch-elektrischen Wandler und optischen Filter derart bemessen, daß beide Kanäle ein von der Hintergrundstrahlung stammendes Si-insertable filters (Sa, Sb) with different spectral transmittance, to which a single receiver (53) with a downstream AC voltage amplifier (62) is assigned, the output b5 signals synchronously with the respectively effective filter via impedance converters (55, 56) to the quotient computer ( 59) are supplied and the computer consequently essentially separates between direct current signals and pulse signals. In order to detect both the target radiation and the background radiation, the optical-electrical converters and optical filters connected upstream of the two signal processing channels as receivers are dimensioned in such a way that both channels have a signal originating from the background radiation.

gnal erhalten und mindestens einer der beiden Kanäle eine vom Ziel herrührende Strahlung verarbeitet Die von der Hintergrundstrahlung stammenden Signalkomponenten niedriger Frequenz werden einerseits zur automatischen Verstärkungsregelung und andererseits in einem geschlossenen Regelkreis im Sinne einer Gegenkopplung zur Unterdrückung der Gleichstromkomponente und damit der Hintergrundsignale ausgewertet Sobald das Ziel erfaßt und der Detektor auf das Ziel ausgerichtet ist, versagt die beschriebene Methode der Signalunterscheidung, weil nunmehr auch die Zielstrahlung ständig auf den Detektor fällt Um diese gleichwohl vom Hintergrundsignal zu unterscheiden, wird dann der Detektor mit seiner Achse einer Nutationsbewegung unterworfen, so daß ein maximales Ausgangssignal nur dann auftritt, wenn sich das Ziel exakt im Zentrum des Empfangskegels befindet Weist die Hintergrundstrahlung starke Intensitäten im Spektralbereich der Zielstrahlung auf, wie dies bei Sonnenlicht und der Wärme eines Triebwerks der Fall ist, so führt die bekannte Methode nicht zu einer zuverlässigen Zielerfassung und Zielverfolgung.gnal received and at least one of the two channels a radiation originating from the target processes the signal components originating from the background radiation low frequency are used on the one hand for automatic gain control and on the other hand in a closed control loop in the sense of a negative feedback to suppress the direct current component and thus the background signals are evaluated as soon as the target is detected and the detector on the target is aligned, the described method of signal differentiation fails because now also the target radiation constantly falls on the detector In order to distinguish this from the background signal, the The axis of the detector is nutated, so that only a maximum output signal occurs when the target is exactly in the center of the reception cone. Detects the background radiation strong intensities in the spectral range of the target radiation, as is the case with sunlight and heat of an engine is the case, the known method does not lead to reliable target acquisition and Target tracking.

Ein ähnlicher Strahlungsdetektor ist aus US-PS 31 44 554 bekannt, wo die spektralen Empfangsbereiche der beiden Signalverarbeitungskanäle einander überläppend derart gewählt sind, daß die Zielstrahlung in den Überlappungsbereich fällt und beide spektralen Empfangsbereiche sowohl Ziel- als auch Hintergrundstrahlung erfassen. Allerdings wird hier nur Zielstrahlung in einem bestimmten Frequenzband ausgewertet Wie im vorhergehenden Fall bewirkt eine den Empfängern vorgeschaltete Schlitz- oder Sektorenblende ein optisches Zerhacken der Empfangsstrahlung.A similar radiation detector is known from US-PS 31 44 554, where the spectral reception ranges of the two signal processing channels are chosen to overlap each other in such a way that the target radiation in the overlap area and both spectral reception areas both target and background radiation capture. However, only target radiation in a certain frequency band is evaluated here As in the previous case, a slit or sector diaphragm upstream of the receivers causes a optical chopping of the received radiation.

Weiterhin ist aus US-PS 3848 129 ein Strahlungsdetektor bekannt, welcher davon ausgeht, daß Zielstrahlung und Hintergrundstrahlung in verschiedenen Wellenbereichen liegen, beispielsweise im Infrarotbereich und im sichtbaren Licht, so daß auf Grund dieser spektralen Unterschiedlichkeit die Zielstrahlung auch dann erfaßt und verfolgt werden kann, wenn die Hintergrundstrahlung wesentlich intensiver ist Hier wird ein geteiltes rotierendes Filter mit zwei Sektoren unterschiedlicher spektraler Durchlässigkeit verwendet, wobei ein nachgeschalteter 4-Quadranten-Detektor die Lage des Ziels innerhalb des Gesichtswinkels der Detektoroptik feststellt.Furthermore, from US-PS 3848 129 a radiation detector known, which assumes that target radiation and background radiation in different wave ranges lie, for example in the infrared range and in visible light, so that due to this spectral Differences in the target radiation can also be detected and tracked when the background radiation is much more intense Here a split rotating filter with two sectors becomes different spectral transmittance is used, with a downstream 4-quadrant detector the Determines the position of the target within the viewing angle of the detector optics.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen auch bei starken Intensitätsänderungen zuverlässig das Ziel erfassenden und von Hintergrund- und Störstrahlung zuverlässig unterscheidenden Strahlungsdetektor zu schaffen, wie er insbesondere in selbsttätigen Zielsuch- und Zündeinrichtungen für Flugkörper, Raketen und Geschosse eingesetzt werden kann. Diese Aufgabe wird gelöst durch die im Anspruch 1 gekennzeichnete Erfindung. Sie geht davon aus, daß das zu erfassende Ziel Strahlung nicht nur in einem, sondern in mehreren bestimmten Wellenbereichen abstrahlt und für ein bestimmtes Ziel nicht nur die spektrale Lage seiner Strahlung, sondern auch das Verhältnis der Strahlungsintensitäten in den einzelnen Spektralbereichen charakteristisch ist. Nähert sichThe object of the invention is to provide a target that reliably detects the target even in the event of major changes in intensity and to create a radiation detector that reliably differentiates background and interference radiation, like him used in particular in automatic homing and ignition systems for missiles, rockets and projectiles can be. This object is achieved by the invention characterized in claim 1. she goes assume that the target to be detected radiation not only in one, but in several specific wave ranges radiates and for a specific target not only the spectral position of its radiation, but also the ratio of the radiation intensities in the individual spectral ranges is characteristic. Approaches

Hpr Fliiorlfrtrrifir H«»m 7i*al crt nimmtHpr Fliiorlfrtrrifir H «» m 7i * al crt takes Aia Intoncitöt Aia Intoncitöt

Die Verwendung mehrerer für ein Objekt charakteristischer Spektralbereiche zu dessen Identifizierung ist bei einem aus der DE-OS 23 35 842 bekannten Banknotenprüfgerät vorgesehen. Hier wird die spektrale Zusammensetzung der von einer zu untersuchenden Banknote (Prüfling) reflektierten Strahlung mit der von einer Standardbanknote reflektierten Strahlung verglichen. Zu diesem Zweck wird die vom Prüfling reflektierte Strahlung spektral zerlegt und mehreren auf verschiedene Spektralbereiche abgestimmten Empfängern zugeführt Zugleich wird das zurückgeworfene Licht einem weiteren breitbandigen Empfänger zugeleitet, dessen Ausgangssignal für den Gesamtreflexionsgrad und damit für eine etwaige Verschmutzung des Prüflings kennzeichnend ist Die Ausgangssignale der einzelnen Spektralempfänger werden einer Quotientenbildung mit dem Ausgangssignal des Breitbandempfängers unterworfen und auf diese Weise normiert In Abhängigkeit von der Intensität in den einzelnen Spektralbereichen werden diesen zugeordnete Zähler bis zu einem der Empfangsintensität entsprechenden Wert vorwärtsgezählt Anschließend wird mit der gleichen Lichtquelle die Standardbanknote bestrahlt und auch die von dieser zurückgeworfene Strahlung in der gleichen Weise spektral zerlegt Die einzelnen Ausgangssignale werden wiederum normiert und schalten die zuvor in Abhängigkeit von der Intensität der Prüflingstrahlung in den einzelnen Spektralbereichen bis zu einem bestimmten Zählstand vorwärts geschalteten Zähler nunmehr zurück. Erreichen alle Zähler den Zählerstand Null, so wird der Prüfling als echt betrachtet Andernfalls liegt eine Abweichung in zumindest einem der Spektralbereiche vor, was auf eine Fälschung schließen läßt Eine Verhältnisbildung aus den Signalen verschiedener Spektralbereiche zum Zweck der Objektidentifizierung findet hier nicht statt Da Prüfling und Standard von der gleichen Lichtquelle beleuchtet werden und deren Intensität während der Prüfung als gleichbleibend angesehen werden kann, stellt sich hier das Problem von Intensitätsänderungen der Empfangsstrahlung ebensowenig wie das der Unterscheidung gegenüber intensiver Hintergrundstrahlung. The use of several spectral ranges characteristic of an object to identify it is provided in a bank note validator known from DE-OS 23 35 842. Here is the spectral composition the radiation reflected from a bank note to be examined (test item) with that from a Standard banknote reflected radiation compared. For this purpose, the reflected from the test object Radiation is spectrally broken down and fed to a number of receivers tuned to different spectral ranges At the same time, the reflected light is fed to another broadband receiver, its Output signal for the total degree of reflection and thus for any contamination of the test object The output signals of the individual spectral receivers are characterized by a quotient formation subject to the output signal of the broadband receiver and normalized in this way as a function of the intensity in the individual spectral ranges, these are assigned counters up to one The value corresponding to the received intensity is counted up. Then the same light source is used the standard bank note is irradiated and the radiation reflected by this is also spectrally irradiated in the same way disassembled The individual output signals are in turn normalized and previously switch them into dependency from the intensity of the test object radiation in the individual spectral ranges up to a certain count forward counter now back. If all counters reach zero, the DUT considered as genuine Otherwise there is a deviation in at least one of the spectral ranges, which suggests a falsification. A ratio formation from the signals of different spectral ranges for the purpose of object identification, there is no Da test object and standard of the same Light source are illuminated and the intensity of which is considered to be constant during the test the problem of changes in the intensity of the received radiation does not arise here any more than that the differentiation from intense background radiation.

Schließlich ist aus DE-AS 10 44 630 eine zielsuchende Einrichtung zur selbsttätigen Ansteuerung einer IR-Strahlungsquelle bekannt. Um die selbsttätige Ansteuerung einer anderen, z. B. sichtbares oder Ultraviolettlicht ausstrahlenden Strahlungsquelle zu verhindern, ist vorgesehen, daß die Aufnahme der Strahlung der anderen Strahlungsquelle durch eine Richtcharakteristik für die zur selbsttätigen Steuerung benutzte elektromagnetische Strahlung mit einer Nullstelle verhindert wird, welche durch auf die von der anderen Strahlungsquelle zusätzlich ausgestrahlten elektromagnetischen Wellen anderer Bereiche ansprechende Mittel ständig in Richtung auf die andere Strahlungsquelle ausgerichtet wird. Abgesehen vom konstruktiven Aufwand einer solchen Vorrichtung läßt sich hiermit lediglich ein einziger und relativ starker Störstrahler ausblenden. Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe einer intensitätsunabhängigen Zielerkennung löst diese bekannte Anord-Finally, DE-AS 10 44 630 discloses a target-seeking device for the automatic control of an IR radiation source known. To enable the automatic control of another, e.g. B. to prevent visible or ultraviolet light emitting radiation source is provided that the absorption of the radiation of the other radiation source by a directional characteristic for the electromagnetic radiation used for automatic control is prevented with a zero point, which is caused by the electromagnetic waves additionally emitted by the other radiation source other areas responding means is constantly directed towards the other radiation source. Apart from the structural complexity of such a device, only a single and Block out relatively strong interfering radiators. The object on which the invention is based is an intensity-independent Target recognition solves this known arrangement

der Zielstrahlung stark zu; das Verhältnis der Strahlungsintensität in den erfaßten Spektralbereichen bleibt jedoch das gleiche. Folglich führt die Verwendung des Intensitätsverhältnisses der Strahlung in den einzelnen Spektralbereichen als Kriterium für die Erfassung des Ziels zu einer störungsfreien und von der Strahlungsintensität unabhängigen Erkennung des Ziels.the target radiation strongly too; the ratio of the radiation intensity however, the same remains in the recorded spectral ranges. Hence, using the Intensity ratio of the radiation in the individual spectral ranges as a criterion for the detection of the Target for a trouble-free and independent of the radiation intensity detection of the target.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Bei der Verwendung von mehr als zwei Spektralbereichen, Signalverarbeitungskanälen und entsprechenden Quotientenbildnern kann zwischen verschiedenen Zielen unterschieden werden. Es können aber auch Kombinationen von durch unterschiedliche Strahlung gekennzeichneten unterschiedli-Advantageous refinements of the invention emerge from the subclaims. When using more than two spectral ranges, signal processing channels and corresponding quotient formers differentiate between different goals. But it can also be combinations of different Radiation marked different

5 65 6

chen Zieltypen gewählt werden, wobei mit ODER- Bei dem in Fig.3 dargestellten Ausführungsbeispiel Schaltungen die entsprechenden Ausgänge der obenge- ist die Zahl der auf unterschiedliche Wellenbereiche abnannten Bereichsdiskriminatoren aktiviert und damit gestimmten Empfänger erweitert worden, so daß dort ₍ die unterschiedlichen Zieltypen erfaßt werden. Durch die Empfänger E\, E₂, £3 bis E_n vorhanden sind. Jedem Wahl anderer Quotientenwerte kann auch auf unter- 5 Empfänger ist ein Verstärker Vj, V₂, V₃ bis V„derobenschiedliche Zieltypen oder auf unterschiedliche Flug- erwähnten Art nachgeschaltet. Die Ausgänge dieser körpertypen oder auf durch unterschiedliche Leuchtsät- Verstärker sind, ähnlich wie in Verbindung mit F i g. 2 ze gekennzeichneten Tag/Nacht-Einsatz geschaltet beschrieben, zu Quotientenrechner R₁, R₂, R₃ bis R_n, werden. geführt. Über Bereichsdiskriminatoren D,, D₂, D₃ bis ^f Chen target types are selected, eluting with OR In the example shown in Figure 3 embodiment circuits, the respective outputs of obenge- the number of abnannten in different wavebands Bereichsdiskriminatoren activated and tuned receiver been expanded so that there is _(the various target types are detected . Due to the receiver e \, e _2, £ 3 to e _n are present. Each choice of other quotient values can also lower 5 receiver is an amplifier Vj, V _2, V ₃ to V "derobenschiedliche target types, or in different plane mentioned Art downstream. described connected The outputs of these body types or on by different Leuchtsät- amplifier as g in combination with F i similar. marked day / ze 2 night-use, to R _n to quotient calculator R _1, R _2, R _3, are conducted via area discriminators D ,, D ₂ , D ₃ to ^f

Unter Strahlung ist ganz allgemein sichtbares Licht, 10 D_n, werden die Ausgangssignale der Quotientenrechner ' Radiation is generally visible light, 10 D _n , the output signals of the quotient calculator '

IR-Strahlung, UV-Strahlung und auch sehr kurzwellige entsprechend bewertet, die über eine UND-Stufe 31 dieIR radiation, UV radiation and also very short-wave radiation rated accordingly, which have an AND level 31 the

andere elektromagnetische Strahlung zu verstehen. Der schon erwähnte Schaltstufe 28 steuern. Die Zahl m ent-to understand other electromagnetic radiation. Control the already mentioned switching stage 28. The number m

Erfindungsgedanke läßt sich aber auch auf sehr kurz- spricht dabei der Kombination (im mathematischenThe idea of the invention can also be very briefly expressed using the combination (in mathematical terms

wellige elektromagnetische Strahlung und Geräusche Sinn) von π Elementen zu Gruppen von je 2 Elementen, jwavy electromagnetic radiation and noise sense) from π elements to groups of 2 elements each, j

anwenden. Die Erfindung wird nachfolgend anhand in 15 ,, /n\ ^. „ . , , „. , ,, _{r P} , νuse. The invention is illustrated below with reference to FIG. 15 ,, / n \ ^. ". ,, ". , ,, _{r P} , ν

der Zeichnung mehr oder minder schematisch darge- ^{d h}"^m= (j> ^{Dle Frei}S^{abe des} Z'elsuchkopfes erfolgt ^₁ the drawing more or less schematically shown, ^ie " ^{m =} (j> ^{Dle free} S ^{abe of the} Z'elsuchkopfes takes place ^ ₁

stellter Ausführungsbeispiele beschrieben. Es zeigen dann, wenn der vorstehend beschriebene Detektor das 'described exemplary embodiments. It then show when the detector described above the '

Fig. la und Ib Diagramme der spektralen Strah- richtige Ziel aufgefaßt hat ₍ Fig. 1a and 1b are diagrams of the spectral beam-correct target ₍

lungsintensität in Watt pro cm² eines schwarzen Strah- Durch Vorbestimmung der Quotientenwerte und/ *lungsintensity in watts per cm ^{2 of} a black beam by predetermining the quotient values and / *

lers unterschiedlicher Temperatur, aufgetragen über 20 oder deren Umschaltung kann die Empfindlichkeit des ₍'different temperatures, plotted over 20 or their switching, the sensitivity of the ₍ '

der Wellenlänge, Sensors auf unterschiedliche Zieltypen oder Flugkör-the wavelength, sensors on different target types or missiles

F i g. 2 ein Blockschaltbild eines Strahlungsdetektors pertypen, auf Tag- oder Nachtleuchtsätze u. ä. abge- 'F i g. 2 is a block diagram of a radiation detector pertypen, based on day or night lighting sets and the like.

nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung stimmt werden,
mit zwei Empfängern, Das Verhältnis Signalspannung zu Rauschspannungbe correct according to a first embodiment of the invention,
with two receivers, the ratio of signal voltage to noise voltage

F i g. 3 ein Blockschaltbild eines Strahlungsdetektors 25 wird im allgemeinen günstiger, wenn Wechselspannach einer zweiten Ausführungsform der Erfindung mit nungsverstärker zum Einsatz gelangen. Hierzu ist die * mehreren Empfängern, einfallende Strahlung rhythmisch zu unterbrechen. Bei ^F i g. 3, a block diagram of a radiation detector 25 is generally more favorable when using alternating voltage a second embodiment of the invention with voltage amplifier used. For this purpose the * multiple receivers to rhythmically interrupt incident radiation. At ^

F i g. 4 ein Blockschaltbild einer dritten Ausführungs- dem in der F i g. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel istF i g. 4 is a block diagram of a third embodiment as shown in FIG. 4 illustrated embodiment

form der Erfindung mit zwei Empfängern und einem ein solcher Wechselspannungsverstärker 40 vorgese- ,,form of the invention with two receivers and one such AC voltage amplifier 40 provided ,,

Wechselstromverstärker, 30 hen. Auch hier wird die einfallende Strahlung über par-AC amplifier, 30 hen. Here, too, the incident radiation is

F i g. 5 ein Blockschaltbild einer vierten Ausführungs- axiale Objektive mit den Strahlengängen a und b, die ' jF i g. 5 is a block diagram of a fourth embodiment axial objective with the beam paths a and b, the 'j

form der Erfindung in der Anwendung für eine Zünd- den Wellenbereichen f\ und /2 zugeordnet sind, auf zweiform of the invention in the application for one ignition the wave ranges f \ and / 2 are assigned to two

vorrichtung, in unterschiedlichen Wellenbereichen f\ und I₂ arbeiten-device, f in different wavebands \ and I ₂ arbeiten-

F i g. 6 eine schematisch dargestellte Blende mit züge- de Strahlungsempfänger 41 und 42 abgebildet. Um dieF i g. 6 shows a diagrammatically represented diaphragm with integrated radiation receivers 41 and 42. To the

ordneten Filtern unterschiedlicher Durchlässigkeit, 35 einfallende Strahlung zerhacken zu können, ist eine vonarranged filters of different permeability to be able to chop up incident radiation is one of

F i g. 7 bis 9 verschiedene Strahlungsdetektoren für einem Motor M angetriebene Scheibe 43 vorgesehen,F i g. 7 to 9 different radiation detectors are provided for a motor M driven disk 43,

eine Ausführungsform der Erfindung nach F i g. 2. die in der Zeichnung nur angedeutete Schlitzblendenan embodiment of the invention according to FIG. 2. the slit diaphragms only indicated in the drawing

Um die Richtung der Wärmestrahlung eines Körpers, aufweist Die Schlitzblenden sind so ausgebildet, daß bei vgL F i g. la und Ib, passiv zu bestimmen, weist der Sen- Strahlungsempfang auf dem Empfänger 41 keine Strahsor eines hier im einzelnen nicht dargestellten Zielsuch- 40 lung auf den Empfänger 42 trifft und umgekehrt. Die kopfes zwei je einer paraxial ausgerichteten Optik mit Ausgangsspannungen der Empfänger werden auch hier den Strahlengängen a und b nachgeschaltete Strah- durch eventuelle Vorverstärker 23 und 24, die Teile eilungsempfänger 2! und 22 für unterschiedliche Wellen- nes an sich bekannten Zerhackers 44 sind, auf den erforbereiche f\ und f₂ auf, deren Ausgänge mit je einem derjichen Spannungspegel angehoben.
Verstärker 23 und 24 verbunden sind. Diese Verstärker 45 Über den von der Scheibe gesteuerten Zerhacker 44. sind so ausgebildet, daß unterschiedliche Strahlungsin- zu dessen Steuerung eine Lichtquelle 45 und ein Lichttensitäten in den Empfindlichkeitsbereichen der ge- empfänger 46 dient, in deren Strahlengang die Scheibe nannten Empfänger entsprechend berücksichtigt wer- 43 eingreift, werden die Ausgangssignale der Empfänden, um der jeweils einfallenden Strahlungsintensität in- ger 41 und 42 wechselweise auf den Eingang des bereits nerhalb der ausgewählten Wellenbereiche propoitiona- 50 genannten Wechselspannungsverstärkers 40 geschaltet. Ie Ausgangssignale zu erhalten. Mit Hilfe der Empfän- Der Ausgang des Wechselspannungsverstärkers führt ger 21 und 22 werden also signifikante Punkte der Tem- zu zwei Impedanzwandlern 49 und 50, die ebenfalls vom peraturstrahlung des zu detektierenden Körpers erfaßt Zerhacker 44 derart gesteuert werden, daß die Aus- und somit dieser gegenüber anderen strahlenden Kör- gangssignale des Wechselspannungsverstärkers wieder pern selektiert 55 in die den Strahlengängen a und b für die Wellenberei- _v The slit diaphragms are designed so that at vgL F i g. Ia and Ib, to be determined passively, the transmission of radiation on the receiver 41 does not have any radiation sources of a target search 40 not shown here in detail on the receiver 42 and vice versa. The head two each of a paraxially aligned optics with output voltages of the receivers are also here the beam paths a and b downstream beam through possible preamplifiers 23 and 24, the parts hurry receiver 2! and 22 are chopper 44 known per se for different waves, on the required areas f 1 and f ₂ , the outputs of which are raised with one of the respective voltage levels.
Amplifiers 23 and 24 are connected. These amplifiers 45 via the chopper 44 controlled by the disk are designed in such a way that different radiation levels are controlled by a light source 45 and light intensities in the sensitivity ranges of the receiver 46, in whose beam path the disk, called receiver, is taken into account accordingly. 43 intervenes, the output signals of the senses are switched alternately to the input of the alternating voltage amplifier 40 already mentioned within the selected wave ranges propoitiona- 50 by the respective incident radiation intensity. Ie to get output signals. With the help of the receiver the output of the AC amplifier leads ger 21 and 22 are significant points of the temperature to two impedance converters 49 and 50, which are also detected by the temperature radiation of the body to be detected chopper 44 controlled so that the output and thus this over other radiant pERSonal the alternating voltage amplifier output signals again pern selected 55 into the optical paths a and b for the Wellenberei- _v

In einem den Verstärkern 23 und 24 nachgeschalteten ehe /i und /₂ entsprechenden Signale der Empfänger 41In one of the amplifiers 23 and 24 connected downstream of the / i and / ₂ corresponding signals of the receiver 41

Quotientenrechner 26 werden die den Strahlengängen a und 42 aufgetrennt werden. Die Ausgänge dieser Impe-The quotient calculator 26 will split the beam paths a and 42. The outputs of this impe-

und b entsprechenden Ausgangssignale verglichen. danzwandler führen nun ebenfalls zu einem Quotienten-and b compared corresponding output signals. danc converters now also lead to a quotient

In einem nachgeschalteten Bereichsdiskriminator 27 rechner 51, dem ein Bereichsdiskriminator 52 nachge-In a downstream area discriminator 27 computer 51, which is followed by an area discriminator 52

werden die Ausgangssignale des Quotientenrechners 26 eo schaltet ist Dieser wiederum steuert die Schaltstufe 28if the output signals of the quotient computer 26 are switched, this in turn controls the switching stage 28

bewertet Entspricht das dort eingegebene Signal einem zur Freigabe des Zielsuchkopfes an, sobald das richtige ^r evaluated If the signal entered there corresponds to a signal for releasing the target seeker head, as soon as the correct ^r

vorgegebenen einstellbaren Bereich, dann gibt der Be- Ziel aufgefaßt ist Der Quotientenrechner 51 und derpredetermined adjustable range, then the target is understood The quotient calculator 51 and the

reichsdiskriminator ein Ausgangssignal ab. Der Sensor Diskriminator 52 arbeiten in der für das Ausführungs-Reichsdiskriminator from an output signal. The sensor discriminator 52 work in the for the execution

hat also ein richtiges Ziel aufgefaßt Dieses Ausgangssi- beispiel nach F i g. 2 beschriebenen Weise,
gnal wird einer Schaltstufe 28 zugeleitet, die den nicht 65 Liegen zwei zu bewertende Wellenlängen eineshas therefore grasped a correct goal. This starting example according to FIG. 2 described way,
gnal is fed to a switching stage 28 which converts the two wavelengths that are not to be assessed to 65

dargestellten Zielsuchkopf für die Erzeugung der Lenk- Strahlers nicht allzuweit auseinander oder aber ist dieSeeker head shown for the generation of the steering spotlight is not too far apart or else is the

und Steuerungssignale des den Zielsuchkopf tragenden Empfindlichkeit des Empfängers über einen großenand control signals of the receiver carrying the homing head over a large sensitivity

Körpers freigibt Spektralbereich gegeben, so wird, wie F i g. 5 zeigt, nurThe body releases the spectral range, as is shown in FIG. 5 shows only

ein Empfänger 53 benötigt. Diesem Empfänger ist ebenfalls ein Verstärker 62 nachgeschaltet. In den Strahlengang zwischen der nicht dargestellten Optik und dem Empfänger ist eine von einem Motor angetriebene Scheibe 61 geschaltet, die wechselweise Filter mit unterschiedlicher Spektralempfindlichkeit in den Strahlengang zwischen Optik und Empfänger bringt. Eine solche Scheibe ist in der F i g. 6 schematisch dargestellt. Dem Verstärker ist ebenfalls ein Zerhacker 54 nachgeschaltet, der in der im Zusammenhang mit der Fig.4 beschriebenen Weise über die Scheibe 61 gesteuert ist. Durch den Zerhacker wird die den Verstärker 62 verlassende Signalfolge AB in den Wellenbereichen /1 und /2 zugeordnete Signale A und B aufgeteilt und Impedanzwandlern 55 und 56 zugeleitet. Den Impedanzwandlern sind der Umwandlung der Amplitudenwerte der die Impedanzwandler verlassenden Ausgangssignale in entsprechende Gleichspannungssignale dienende Digital/ Analog-Wandler 57 und 58 nachgeschaltet, deren Ausgänge zu dem bereits mehrfach erwähnten Quotientenrechner 59 führen. Dieser wiederum ist mit einem der Bewertung der Ausgangssignale dienenden Bereichsdiskriminator 60 verbunden. Dem Bereichsdiskriminator kann entweder die Schaltstufe 28 nachgeschaltet sein oder es sind die in Fig.5 dargestellten, noch zu beschreibenden Schaltstufen vorgesehen. Dies gilt dann, wenn der beschriebene Sensor Teil einer Einrichtung zur Erzeugung eines Zündimpulses ist. Den Ausgängen der Digital/Analog-Wandler sind dann jeweils Differenzierglieder 63 und 64 zugeordnet, deren Ausgänge mit Schwellwertschaltern 65 und 66 verbunden sind. Ferner ist dem Diskriminator 60 ein monostabiler Multivibrator 67 nachgeschaltet. Die Ausgänge des Multivibrators und der Schwellwertschalter führen zu einer UND-Stufe 68. deren Ausgang mit einem Endverstärker 69 verbunden ist, in dessen Ausgangskreis eine Zündpille Z liegt.a receiver 53 is required. An amplifier 62 is also connected downstream of this receiver. In the beam path between the optics (not shown) and the receiver, a motor-driven disk 61 is connected, which alternately brings filters with different spectral sensitivity into the beam path between the optics and the receiver. Such a disk is shown in FIG. 6 shown schematically. A chopper 54 is also connected downstream of the amplifier and is controlled via the disk 61 in the manner described in connection with FIG. The signal sequence AB leaving the amplifier 62 is split up by the chopper into signals A and B assigned to the wavebands / 1 and / 2 and fed to impedance converters 55 and 56. The impedance converters are followed by the conversion of the amplitude values of the output signals leaving the impedance converters into corresponding DC voltage signals serving digital / analog converters 57 and 58, the outputs of which lead to the quotient calculator 59 already mentioned several times. This in turn is connected to an area discriminator 60 which is used to evaluate the output signals. The range discriminator can either be followed by the switching stage 28 or the switching stages shown in FIG. 5 and yet to be described are provided. This applies when the described sensor is part of a device for generating an ignition pulse. Differentiating elements 63 and 64 are then assigned to the outputs of the digital / analog converter, the outputs of which are connected to threshold switches 65 and 66. Furthermore, the discriminator 60 is followed by a monostable multivibrator 67. The outputs of the multivibrator and the threshold value switch lead to an AND stage 68, the output of which is connected to an output amplifier 69, in the output circuit of which a squib Z is located.

Für die Auslösung der Zündpille können sowohl die Signale A und B als auch die Signale A oder B benutzt werden. Die Entscheidung darüber, ob ein richtiges, eine Strahlung vorbestimmter Wellenlänge abgebendes Ziel vorliegt, wird durch den dem Bereichsdiskriminator nachgeschalteten monostabilen Multivibrator bestimmt. Signals A and B as well as signals A or B can be used to trigger the squib. The decision as to whether a correct target emitting radiation of a predetermined wavelength is present is determined by the monostable multivibrator connected downstream of the range discriminator.

Werden Sensoren mit kegelförmigem öffnungswinkel verwendet, ist dem Empfänger eine Unterbrecherscheibe 71 zuzuordnen. Der Unterbrecherscheibe sind feste Blenden 72 zugeordnet, vgl. Fi g. 6. Ferner sind in den Strahlengängen a und b entsprechende, auf einem sogenannten Filterkäfig angeordnete Filter S„ und Sb unterschiedlicher Durchlässigkeit vorgesehen. Bei fester Blende ist der Filterkäfig drehend bzw. bei drehender Blende ist der Filterkäfig fest angeordnet Hierdurch ist gewährleistet, daß beim Abtasten des Diagramms für ein bestimmtes Zeitintervall nur Strahlung einer WeI-lenlänge auf den Strahlungsdetektor auftritt Anstelle von zwei getrennten Objektiven, vgl. zum Beispiel F i g. 2. können auch Strahlungsdetektoren mit mindestens zwei unterschiedlich empfindlichen Sektoren F_a und F_b verwendet werden, wie dies die F i g. 7 und 8 zeigen. Um Paralaxenfehler zu vermeiden, sind die sektoralen Abschnitte auf den Strahlungsdetektoren 73 und 74 in Quadrantenform angeordnet Wird ein Ringstrahlungsempfänger verwendet, so kann dieser als eine in F i g. 9 dargestellte Ringquadrantenscheibe 75 ausgebildet sein. Bei annähernd gleicher Empfindlichkeit für die unterschiedlichen zu berücksichtigenden Wellenlängen können die Flächen der Abschnitte F_a und F_b gleich groß sein. Sind jedoch die Flächenabschnitte unterschiedlich empfindlich bezüglich der ausgewählten Wellenlängen, so sind die Flächen der Abschnitte F, und Fb umgekehrt proportional zu der Empfindlichkeit der Wellenlänge auszubilden, um etwa gleiche Verstärkungsgrade für die im Sensor vorgesehenen Verstärker zu erhalten. Schließlich kann anstelle der analogen Signalverarbeitung selbstverständlich auch eine digitale Signalverarbeitung benutzt werden. Damit entfällt der Digital/Analog-Wandler. If sensors with a conical opening angle are used, an interrupter disk 71 must be assigned to the receiver. Fixed diaphragms 72 are assigned to the interrupter disk, see FIG. 6. Further, in the optical paths a and b corresponding, arranged on a so-called filter cage filter S "and Sb different permeability provided. When the aperture is fixed, the filter cage is rotating or when the aperture is rotating, the filter cage is fixed F i g. 2. Radiation detectors with at least two differently sensitive sectors F _a and F _b can also be used, as shown in FIG. 7 and 8 show. In order to avoid parallax errors, the sectoral sections on the radiation detectors 73 and 74 are arranged in a quadrant shape. If a ring radiation receiver is used, it can be used as one in FIG. 9 ring quadrant disc 75 shown may be formed. With approximately the same sensitivity for the different wavelengths to be taken into account, the areas of the sections F _a and F _{b can be of the} same size. However, if the surface sections are differently sensitive to the selected wavelengths, the surfaces of sections F, and Fb are to be designed to be inversely proportional to the sensitivity of the wavelength in order to obtain approximately the same degree of amplification for the amplifiers provided in the sensor. Finally, instead of analog signal processing, digital signal processing can of course also be used. This eliminates the need for a digital / analog converter.

Hierzu 4 Blatt ZeichnungenFor this purpose 4 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. On from a target in at least two different wavelength ranges, preferably IR ranges emitted electromagnetic radiation responsive radiation detector with separate Signal processing channels for received signals derived from the different wavelength ranges as well as an output signal with a radiation emanating from the target only when it is received delivering discriminator, characterized in,