DE3020996C2

DE3020996C2 - Device for determining the triggering distance of a missile moving towards a target

Info

Publication number: DE3020996C2
Application number: DE3020996A
Authority: DE
Inventors: Hans 8068 Pfaffenhofen Spies
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: SPIES, HANS, 8068 PFAFFENHOFEN, DE
Priority date: 1980-06-03
Filing date: 1980-06-03
Publication date: 1989-07-20
Also published as: DE3020996A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Bestimmung der Auslöseentfernung von einem sich auf ein Ziel zu bewegenden Flugkörper gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 oder 2.The invention relates to a device for determining the triggering distance from a target to a target missile to be moved according to the preamble of claim 1 or 2.

Bei Flugkörpern im militärischen Einsatz kann es z. B. bei Hohlladungsträgern wünschenswert sein, die Gefechtskopfauslösung in einem bestimmten Abstand vor dem Ziel vorzunehmen.For missiles in military use, it can, for. B. in the case of shaped charge carriers, it may be desirable to trigger the warhead at a certain distance the goal.

Aus der US-PS 40 10 689 ist eine Einrichtung zur Zielentfernungsmessung bekannt, welche in einer Bombe installiert, die genaue Entfernung zum Ziel ausmessen und bei Erreichen einer vorbestimmten Entfernung die Bombe auslösen soll. Hierzu wird elektromagnetische Strahlung, vorzugsweise Röntgen- oder Gammastrahlung, ausgesendet und die Rückstrahlung einem Verstärker mit nachgeschaltetem Filter zugeführt. Das Filter ist mit einer Schwelle ausgestattet, wobei bei Überschreiten der vorgegebenen Schwelle das Auslöscsignal erzeugt wird. Diese bekannte Einrichtung kann zwar zufriedenstellend die Entfernung bei an von Witterungseinflüssen freien Tagen bestimmen, allerdings ist die Einrichtung nicht geeignet bei schneller fliegenden Flugkörpern, wie /. B. sclbstgclriebcnen Raketen, da dann sehr hohe VerarbciliingsgcschwiiKligkeiten erforderlich sind. Hier können befriedigende Lösungen vorwiegend mit Laserentfernungsmessung gefunden werden.From US-PS 40 10 689 a device for target range measurement is known, which in a bomb installed, measure the exact distance to the target and when reaching a predetermined distance the Supposed to trigger bomb. For this purpose, electromagnetic radiation, preferably X-ray or gamma radiation, is emitted and the return radiation is fed to an amplifier with a downstream filter. The filter is equipped with a threshold, with the trigger signal when the specified threshold is exceeded is produced. Although this known device can satisfactorily determine the distance on days when the weather is free, it is Device not suitable for faster flying missiles such as /. B. self-propelled missiles, there then very high processing difficulties are required. Satisfactory solutions can mainly be found here with laser distance measurement.

Aus der DE-AS 19 35 319 ist ein Entfernungsmeßgerät mit Laufzeitzähl- und Regislriercinrichlungen für mehrere EchoimDulse bekannt, welches aus mehreren,From DE-AS 19 35 319 a distance measuring device with runtime counting and Regislriercinrichlungen for several EchoimDulse known, which consists of several,

z. B. aufgrund von atmosphärischen Bedingungen entstandenen Echos eines ausgesendeten Laserimpulses das richtige, vom Ziel reflektierte Echo heraussuchen soll. Hierzu ist eine Oszillatorschwingungen zählendez. B. echoes of an emitted laser pulse caused by atmospheric conditions seek the correct echo reflected by the target. For this purpose, an oscillator oscillation is counted Zähleinrichtung vorgesehen, welcher nacheinander kurzzeitig angesteuerte Torschaltungen nachgeschaltet sind. Erzielt wird mit diesem Gerät eine Registrierung und Anzeige mehrerer zum gleichen Sendeimpuls gehörender Echos.Counting device provided, which successively connected briefly controlled gate circuits are. A registration and display of several echoes belonging to the same transmission pulse is achieved with this device.

ίο Aus der DE-AS 12 34 811 schließlich ist ein Flugzeug-Radargerät zur Kollisionswarnung bekannt, bei dem das reflektierte Signal Torkreisen mit nachgeschalteten Integratoren zugeleitet wird. Durch gesteuertes öffnen der jeweiligen Tore wird das reflektierte Signal entspreίο From DE-AS 12 34 811, finally, an aircraft radar device for collision warning is known in which the reflected signal is fed to gate circuits with downstream integrators. By controlled opening the reflected signal will correspond to the respective goals chend der zugehörigen Entfernung in das richtige Tor geleitet und nach Integration von mehreren ausgesendeten Signalen die festgestellte Entfernung angezeigt.according to the corresponding distance into the correct gate and after integrating several transmitted signals, the determined distance is displayed.

Aus dar DE-OS 25 04 168 ist eine Einrichtung zur Bestimmung der Häufigkeit gemessener Entfernungs-From DE-OS 25 04 168 a device for determining the frequency of measured distance

M werte bekannt, die zu einer automatischen Zielauswahl dient. Dies wird dadurch erreicht, daß die Meßwerte eines Laser-Entfernungsmessers gespeichert, untereinander verglichen und auf ihre Auftrittswahrscheinlichkeit geprüft werden.M values known that lead to an automatic target selection serves. This is achieved in that the measured values of a laser rangefinder are stored, compared with one another and checked for their probability of occurrence.

In der DE-OS 27 06 309 ist eine Anordnung zur Messung der Wolkenhöhe beschrieben, bei der ein reflektierter Lichlimpuls zwei Integrationsgliedern zugeführt wird, welche nacheinander über Verzögerungsgliedcr angesteuert werden und deren Ausgangssignalc miteinIn DE-OS 27 06 309 an arrangement for measuring the height of the cloud is described in which a reflected light pulse is fed to two integration elements which are controlled one after the other via delay elements and their output signal c ander verglichen werden.to be compared to each other.

Die DE-OS 21 61 159 beschreibt ein Laserenticrnungsmeßsyslem mit einem Abtastimpulsgenerator, das mittels eines Abtastimpulses, der eine fortschreitende Änderung der Zeitlage innerhalb eines ZeitintervallesDE-OS 21 61 159 describes a Laserenticrnungsmeßsyslem with a sampling pulse generator that by means of a sampling pulse, which is a progressive change in the time slot within a time interval zwischen zwei aufeinander folgenden Lascrimpulsen aufweist, einen Entfernungsbereich abzutasten. Ferner enthält dieses Entfernungsmeßsystem eine von den gesendeten Impulsen angesteuerte Torschalteinrichtung, die nur dann einen zu empfangenden Impuls durchschalhas between two successive laser crimp pulses to scan a distance range. Further If this distance measuring system contains a gate switching device controlled by the transmitted pulses, which only then pass through an impulse to be received tcl, wenn zuvor ein Abtastimpuls gesendet wurd«.tcl, if a scanning pulse was sent beforehand «.

Aufgabe der Erfindung ist es, für den angegebenen Zweck eine Einrichtung der genannten Art zu schaffen, die sowohl eine genaue Feststellung der Auslöseentfernung als auch deren Einsatz unabhängig von Wiue-The object of the invention is to create a device of the type mentioned for the stated purpose, which both an exact determination of the triggering distance and its use regardless of Wiue- rungsbcdingun.gen, insbesondere Rauch, Nebel. Regen gestattet.requirements, in particular smoke, fog. rain allowed.

Diese Aufgabe wird durch Einrichtungen der eingangs genannten Art mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 2 gelöst.This object is achieved by devices of the type mentioned at the beginning with the characterizing features of claim 1 and claim 2, respectively.

so Mit der Erfindung wird die gestellte Aufgabe auf einfache, Bauteile sparende Weise ohne Einbuße an Qualität gelöst, was insbesondere für den Einsatz in Flugkörpern wegen des geringen Gewichts und Platzbedarfs von Vorteil ist.With the invention, the task set is achieved in a simple, component-saving manner without any loss of quality, which is particularly suitable for use in missiles because of the low weight and space requirements is beneficial.

Die Erfindung ist anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigtThe invention is explained in more detail with reference to the figures. It shows

F i g. I ein Blockschaltbild der Einrichtung; F i g. 2 eine Ausgestaltung der Erfindung; F i g. 3 eine Variante der Erfindung.F i g. I is a block diagram of the device; F i g. 2 shows an embodiment of the invention; F i g. 3 shows a variant of the invention.

M Gemäß F i g,. I wird von einem Taktgenerator 101 ein Scndcpulscr 102 mit einer Laserdiode 103 angcstcucri. Diese Diode wird über eine Optik 114 auf das Ziel abgebildet. Ein geringer Leistungsanteil des Scndcimpulscs gelangt direkt in die Empfangsdiode Ϊ07 über einenM According to FIG. I is input from a clock generator 101 Scndcpulscr 102 with a laser diode 103 angcstcucri. This diode is imaged onto the target via optics 114. A small portion of the power of the Scndcimpulscs gets directly into the receiving diode Ϊ07 via a

Lichtleiter oder eine sonstige Liehtübcrtragungscinrichtung 113. während das vom Ziel reflektierte Signal über die Optik 115 auf die Diode 107 gelangt. Das Signal wird über einen Vorverstärker 106 verstärkt und einer Trig-Optical fiber or some other light transmission device 113. while the signal reflected from the target is transmitted the optics 115 reaches the diode 107. The signal will amplified via a preamplifier 106 and a trigger

gereinrichtung 105 zugeführt sowie zugleich den Entfernungstoren 108,109. Ober einen Generator 104, der vom Trigger 105 angesteuert und vom Taktgenerator 101 auf bereit gestellt wird, werden die Entfernungstore 108, 109 aufgetastet. Das Ausgängssignal der Entfernungstore 108, 109 wird jeweils einem Integrator 110, 111 zugeführt, während die Ausgangsspannung beider Integratoren UO, 111 einer Auswerteeinheit 112 zugeführt wird. Die Signalverarbeitung der Schaltung geschieht entsprechend Fig.2. Dort sind die einzelnen Signale wie folgt dargestellt: Die Kurve 202 zeigt das direkt eingekoppelte Sendesignal, während durch die Kurve 204 das Rauschsignal der Empfangsanordnung dargestellt ist; die Kurve 203 zeigt das Signa! zu einem Zeitpunkt, bei dem der Abstand d noch größer als der Auslöseabstand ά_Λ ist Kurve 205 zeigt wieder das direkte Sendesignal, während das Signal 206 zum Auslösezeitpunkt und -abstand d* dargestellt ist Bei gleichem Abstand ist in Kurve 207 das Empfangssignal, z. B. bei Regen und Nebel dargestellt, wodurch Abhängigkeit von der Zeit die Signalkurve 208 angehoben wird, während das Zielsignal 209 noch mit einem gewissen Abstand herausragt Es ist deutlich zu sehen, daß bereits bei der Kurvenform 207 alle Signalverarbeitungsprinzipien, die nur eine einzige Schwelle, ohne, oder mit Differenzierung, oder nur ein einziges Bereichtor haben, fehl auslösen oder versagen. Kurvenfcrm 210 zeigt den Trigger 105, ausgelöst durch den direkten Sendeimpuls, Kurve 211 zeigt den Impuls am Entfernungstor 108, Kurvenform 212 zeigt den Impuls am Entfernungstor 109. Während der Annäherung ergibt sich am Entfernungstor 109 ohne Störung die Kurvenform 213 über die Entfernungs- oder Anflugszeit, während sich bei Störung durch Nebel oder Regen die Kurvenform 214 ergibt. In gleicher Weise entsteht am Integrator 110 unter normalen Bedingungen die Kurvenform 215, während bei Störungen durch Nebel oder Regen die Kurvenform 216 entsteht. Die Signalverarbeitung wird entsprechend Fig. 1 der Gestalt ausgeführt, daß die Spannungen an den Integratoren 110, 111 laufend dahingehend geprüft werden, daß die Spannung am Integrator IM zuerst höher ist als die Spannung am Integrator 110 und bei Auftreten einer Spannungsglcichheit nach diesem Vorgang eine Auslösung erfolgt. Durch diese An der Signalverarbeitung wird der Grundpeyel durch Störungen wie Nebel, Regen oder Schnee, oder auch durch semi-transparente Störmaßnahmen völlig unterdrückt und eine zuverlässige Auslösung auch dann erreicht, wenn noch sehr geringe Mengen reflektierten Lichies auf die Empfangsanordnung treffen.geinrichtung 105 and at the same time the removal gates 108,109. The distance gates 108, 109 are gated open via a generator 104, which is controlled by the trigger 105 and made available by the clock generator 101. The output signal of the distance gates 108, 109 is fed to an integrator 110, 111, while the output voltage of both integrators UO, 111 is fed to an evaluation unit 112. The signal processing of the circuit is done according to Fig.2. There the individual signals are shown as follows: Curve 202 shows the directly coupled transmission signal, while curve 204 shows the noise signal of the receiving arrangement; curve 203 shows the signa! at a time, in which the distance d is still greater than the triggering distance _ά Λ is curve 205 again shows the direct transmission signal, while the signal 206 is shown to trigger timing and distance d * at the same distance in curve 207 is the received signal z. As rain and mist shown, whereby a function of time the waveform is raised 208 protrudes while the target signal 209 yet at a certain distance, it is clearly seen that even at the waveform 207 all signal processing principles that only one threshold, without, or with differentiation, or only having a single reporter, trigger incorrectly or fail. Curve shape 210 shows the trigger 105, triggered by the direct transmission pulse, curve 21 1 shows the pulse at the distance gate 108, curve 212 shows the pulse at the distance gate 109. During the approach, the curve shape 213 results at the distance gate 109 without disturbance Approach time, while the curve shape 214 results in the event of a disturbance due to fog or rain. In the same way, curve shape 215 arises at integrator 110 under normal conditions , while curve shape 216 arises in the case of disturbances due to fog or rain. The signal processing is carried out in accordance with FIG. 1 in such a way that the voltages at the integrators 110, 111 are continuously checked to the effect that the voltage at the integrator IM is first higher than the voltage at the integrator 110 and, if a voltage equality occurs, a trip after this process he follows. With this kind of signal processing, the basic peyel is completely suppressed by interference such as fog, rain or snow, or by semi-transparent interference measures, and reliable triggering is achieved even if very small amounts of reflected lichies still hit the receiving arrangement.

Entsprechend Fig. 3 ki.nn die Signalverarbeitung auch so ausgeführt werden, daß vom Taktgenerator 401 ein Torgenerator 404 direkt angesteuert wird, der seinerseits ein einzige.» Kntfernungstor 408 jeweils zu einem Sendeimpuls mit Impulsen ansteuert, die sequentiell einen zunehmenden zeitlichen Abstand vom Sendeimpuls haben.According to FIG. 3, the signal processing can also be carried out in such a way that a gate generator 404 is controlled directly by the clock generator 401 , which in turn is a single gate generator. Distance gate 408 controls each to a transmission pulse with pulses that are sequentially an increasing time interval from the transmission pulse.

Durch Zuordnung der Signale über einen gesteuerten Integrator 301, einen Zähler 303, einen Multiplexer 302 und einen Speicher 304 können in einer Auswerteschaltung die so gewonnenen Signale in analoger oder digitaler Form jeweils untereinander verglichen werden, und sowohl feste als auch variable Abstände zwischen benachbart oder weiter voneinander entfernt abgetasteten Signal-Integratoren zur Erzeugung von Vor- oder Auslösesignalcn ausgewertet werden.By assigning the signals via a controlled integrator 301, a counter 303, a multiplexer 302 and a memory 304 , the signals obtained in this way can be compared with one another in analog or digital form in an evaluation circuit, and both fixed and variable distances between adjacent or further signal integrators sampled at a distance from one another are evaluated to generate preliminary or trigger signals.

Durch das angewendete Signalverarbeilungsvcrfahren bleibt der Schaliungsuufwand im Bereich der schnellen Signalverarbeitung sehr gering, so daß sehr leicht eine monolithische Integration des Sensors ir zwei Halbleiter-Chips erfolgen kann.Through the applied signal processing method the Schaliungsuufwand in the area of fast signal processing remains very low, so that very a monolithic integration of the sensor ir two semiconductor chips can easily be done.

Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Einrichtung zur Bestimmung der Auslöseenifernung von einem sich auf ein Ziel zu bewegenden Flugkörper mittels Laufzeitmessung von reflektierten Laserimpulsen, die mindestens zwei zeitlich aufeinanderfolgenden und damit unterschiedlichen Entfernungen zugeordneten Entfernungstoren zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Energieinhalte der durch die Entfernungstore (108, 109) ausgefilterten Impulsanteile den nachgeschalteten Integratoren (110,111) zugeleitet werden und daß eine Auswerteeinheil (112) vorhanden ist, welche die Integratorspannungen nach jedem Meßzyklus mittels Vergleich dahingehend überprüft, welche Integratorspannung zuerst höher ist und ob die auftretenden Spannungen etwa gleich groß sind.1. Device for determining the trigger distance from a moving to a target Missile by means of travel time measurement of reflected laser pulses, which are supplied to at least two temporally successive and thus different distances associated range gates, characterized in that, that the energy content of the pulse components filtered out by the distance gates (108, 109) are fed to the downstream integrators (110, 111) and that an evaluation unit (112) is available which checks the integrator voltages after each measuring cycle by means of a comparison to determine which integrator voltage is higher first and whether the stresses that occur are approximately the same.

2. Einrichtung zur Bestimmung der Auslöseentfernung von einem sich auf ein Ziel zu bewegenden Flugkörper mittels Laufzeitmessung von reflektierten Laserimpulsen, die einem Entfernungsior zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß das Entfernungstor (408), ein diesem nachgeschalteter Integrator (301) und ein Multiplexer (302) von einem Zähler (303) angesteuert werden, der seinerseits in Abhängigkeit von der Signalauswertung in einer Auswerteschaltung (305) und einem Torgenerator (404) so setzbi.r ist, daß in einem Speicher (304) Signale vom Tor (408), das in variabel setzbaren Zeitabständen aufgesteuert wird, abgespeichert werden und in der Ausweneschaitung (305) mittels Vergleich bewertet werden.2. Device for determining the triggering distance from a moving towards a target Missile by means of travel time measurement of reflected laser pulses which are fed to a distance gate, characterized in that the distance gate (408), an integrator (301) connected downstream of this and a multiplexer (302) from a Counter (303) are controlled, which in turn depends on the signal evaluation in a Evaluation circuit (305) and a gate generator (404) can be set in such a way that signals from gate (408), which is opened at variably adjustable time intervals, are stored in a memory (304) and are evaluated in the output circuit (305) by means of comparison.