DE102011016907A1 - Infrared seeker for guided missile, has front lens integrated in spherical shell and dimensioned such that front lens does not project above outer contour of shell, where spherical shell is held in missile flight direction by retaining ring - Google Patents
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- F41G7/2273—Homing guidance systems characterised by the type of waves
- F41G7/2293—Homing guidance systems characterised by the type of waves using electromagnetic waves other than radio waves
Abstract
Description
Technisches GebietTechnical area
Es geht um einen Infrarot-Suchkopf für Lenkflugkörper. Der Suchkopf sitzt in der Spitze des Flugkörpers und kann relativ zur Flugkörperlängsachse in Azimut und Elevation geschwenkt werden (= Schielwinkel).It's about an infrared seeker for guided missiles. The seeker head is located in the tip of the missile and can be pivoted relative to the missile longitudinal axis in azimuth and elevation (= squint angle).
Stand der Technik:State of the art:
Bei allen bekannten IR-Suchköpfen ist die IR-Kamera in dem Suchkopf schwenkbar aufgehängt. Das ist notwendig, weil das Kamerasehfeld zur Erzielung hoher Reichweiten nur klein sein kann (höchstens einige Grad) und der Schielwinkel zur Flugkörperachse üblicherweise größer +/–25° (total also > 50°) bei Einsatz gegen Bodenziele und noch wesentlich größer bei Einsatz gegen Luftziele (Schiel-Winkel bis zu +/–90° im Halbraum) sein muss. Üblicherweise ist die Kamera in Gier- und Nick-Kardanrahmen aufgehängt. Die Kamera kann also horizontal (gieren) und vertikal (nicken) mittels der Kardanrahmen geschwenkt werden. Es sind also zwei Kardanrahmen ineinander nötig. Die Kardanrahmen nehmen viel Raum im begrenzten Flugkörperdurchmesser ein. Für die Kamera bleibt nur noch ein begrenzter Raum verfügbar. Die Kamera muss in den Kardanrahmen äußerst präzise ausgewuchtet angeordnet sein, ansonsten kann die erforderliche Sichtlinienstabilisierung im Fluge nicht erreicht werden. Die möglichen Schwenkwinkel (gleich Schielwinkel) sind recht begrenzt.In all known IR seekers, the IR camera is pivotally suspended in the seeker head. This is necessary because the camera field to achieve high ranges can only be small (at most a few degrees) and the squint angle to the missile axis usually greater +/- 25 ° (total> 50 °) when used against ground targets and still much larger when used against Air targets (squint angle up to +/- 90 ° in half space) must be. Usually, the camera is suspended in yaw and pitch gimbals. The camera can therefore be horizontally (yaw) and vertically (nod) pivoted by means of the gimbal. So there are two gimbals in each other necessary. The gimbals take up much space in the limited missile diameter. Only a limited amount of space remains available for the camera. The camera must be arranged in the gimbal extremely precisely balanced, otherwise the required visual stabilization in flight can not be achieved. The possible swivel angle (equal to squint angle) are quite limited.
In
Beschreibung der Erfindung:Description of the invention:
Es gibt eine hohle Kugel oder zumindest einen Kugelausschnitt, hier als Kugelschale benannt (s.
Hier wird jetzt beschrieben wie die Kugelschale, nach Anspruch 2, mit der Kamera darin tatsächlich in alle Richtungen gedreht wird.Here will now be described how the ball socket, according to
Es gibt ein Reibrad welches auf der Außenschale der Kugelschale fest aufliegt (s.
Die Kamera kann in alle Richtungen im Halbraum frei bewegt werden. Lediglich bei Auslenkung der Sichtlinie wird die Optik durch den Haltering mit den Haltestäben leicht vignettiert (abgeschattet). Es werden bei z. B. 80 mm Optikdurchmesser und 5 mm Halteringbreite höchstens 7% Intensität verloren. Das ist weit weniger als beim Stand der Technik durch viele Linsen und Umlenkspiegel oder Prismen verloren geht. Die Kamera besteht aus der Optik, dem Umlenk/Stabilisierungsspiegel und dem Detektor (im Dewar).The camera can be moved freely in all directions in the half space. Only when the line of sight is deflected is the optics slightly vignetted (shadowed) by the retaining ring with the retaining bars. There are at z. B. 80 mm optics diameter and 5 mm retaining ring width at most 7% intensity lost. This is far less than in the prior art lost by many lenses and deflecting mirrors or prisms. The camera consists of the optics, the deflection / stabilization mirror and the detector (in Dewar).
Weitere Linsen können, wenn nötig, zur Korrektur zwischen der Frontlinse und dem Detektor eingefügt werden.Additional lenses may be inserted, if necessary, for correction between the front lens and the detector.
Ein Dom ist nicht nötig, kann aber zum Schutz, wenn gewünscht, zusätzlich zugefügt werden.A dome is not necessary, but can be added to protect it if desired.
Wenn die Detektorbildebene geneigt im Dewar implementiert wird (wie in
Zwischen Haltering und Kugelschale können Vibrations-Dämpfungselemente (Sckock-Mounts) angebracht werden. Das reduziert die Vibrationsbelastungen für die Kamera und erleichtert die Sichtlinienstabilisierung.Between retaining ring and ball socket vibration-damping elements (Socking Mounts) can be attached. This reduces the vibration load on the camera and facilitates visual line stabilization.
Zwischen Haltering und Kugelschale kann auch eine Scheibenwisch- und Wasch-Vorrichtung installiert werden. Das Wischen geschieht durch Bewegung der Kugelschale. Ein frostfestes Waschmittel kann durch feine Düsen aus entlang des Halteringes geführten dünnen Röhrchen auf die Optik gesprüht werden.Between retaining ring and ball socket and a windshield wiper and washing device can be installed. The wiping is done by moving the ball cup. A frost-resistant detergent can be sprayed onto the optics by means of fine nozzles from thin tubes guided along the retaining ring.
Falls der Flugkörper um seine Längsachse rollt (eine seltene Anforderung) kann der Suchkopf bei Bedarf auch entrollt werden.If the missile rolls around its longitudinal axis (a rare requirement), the seeker can also be unrolled if needed.
Strom und Datenübertragung.Electricity and data transmission.
Für alle Anwendungsfälle mit Schielwinkeln um die 25° bis 30° in Azimut und Elevation, (Bodenziel-Anwendungen) kann ein Kabelstrang
In Elevation oder Azimut können dann auch mit dem Kabel 90° Auslenkung erzielt werden. Oft reicht ein großer Schwenkwinkel in einer Richtung und 25°–30° in der anderen Richtung.In elevation or azimuth 90 ° deflection can be achieved with the cable. Often a large swing angle in one direction and 25 ° -30 ° in the other direction is sufficient.
Wenn aber wirklich 90° in Azimut und Elevation nötig sind, wird der Strom induktiv über die sich gegenüberliegenden Spulen
Eine hohe Datenübertragungsrate lässt sich bekanntermaßen über eine Lichtleitfaser erzielen. Erfindungsgemäß wird die innere Lichtleitfaser zur Spule
Vorteile der Erfindung:Advantages of the invention:
Die Kamera kann in den gesamten Halbraum (+/–90°) herausschauen. Die Kamera befindet sich komplett in der Kugelschale und nicht auf verschiedenen Kardanrahmen.The camera can look out in the entire half space (+/- 90 °). The camera is completely in the ball socket and not on different gimbals.
Es gibt keine Kardanrahmen, die den verfügbaren Raum für die Kamera sonst stark einschränken und den Schenkbereich auf typ. +/–25° begrenzen und eine präzise Auswuchtung benötigen. Der Stabilisierungsspiegel übernimmt die hochfrequente Stabilisierung der Kamerabilder. Die Motoren brauchen nur die relativ niederfrequente Drehung der Kamera in die gewünschte Richtung auszuführen.There are no gimbal frames that would otherwise severely restrict the available space for the camera and limit the range to typ. +/- 25 ° and require precise balancing. The stabilization mirror takes over the high-frequency stabilization of the camera images. The motors need only perform the relatively low-frequency rotation of the camera in the desired direction.
Ein Motor steuert die gewünschte Schwenkrichtung durch Drehung des Reibrades in die gewünschte Richtung an und der zweite Motor steuert die Größe des Schwenkwinkels an. Es können kommerziell verfügbare Motoren genommen werden.A motor drives the desired pivoting direction by rotating the friction wheel in the desired direction and the second motor controls the size of the pivoting angle. Commercially available motors can be used.
Wenn man so einfach große Schielwinkel erreichen kann, dann kann man einen solchen Suchkopf natürlich auch für Anwendungen mit kleineren Schielwinkeln benutzen. Man braucht nicht mehr völlig verschiedene Suchköpfe für verschiedene Anwendungen zu entwickeln. Einen Suchkopf, adaptierbar für alle Anwendungen, nutzen zu können ist natürlich auch ein großer Vorteil.Of course, if you can get a large squint angle, then you can use such a seeker head even for applications with smaller squint angles. One no longer needs to develop completely different seekers for different applications. Being able to use a seeker head, which can be adapted for all applications, is of course also a great advantage.
Kurz: Es gibt etwa 3 × mehr Raum für die Kamera und große Schielwinkel bis 90° in einem modular universell einsetzbarem Suchkopf.In short: There is about 3 × more room for the camera and large viewing angles up to 90 ° in a modular universal search head.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102007002 [0003] DE 102007002 [0003]
- DE 10153094 [0003] DE 10153094 [0003]
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DE102021001138A1 (en) | 2021-03-03 | 2022-09-08 | Mbda Deutschland Gmbh | Self-cleaning laser beam device |
Citations (1)
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DE10153094A1 (en) | 2001-10-30 | 2003-05-15 | Bodenseewerk Geraetetech | Optical sensor with a sensor beam path and a laser emitter emitting parallel to the optical axis of the sensor beam path |
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2011
- 2011-04-13 DE DE201110016907 patent/DE102011016907A1/en not_active Ceased
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