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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zum Schutz eines Objekts vor einem lasergelenkten Angriff, in dessen Rahmen ein Laserstrahl eines Laserzielmarkierers, der mit einer Kodierung versehen ist, an einem Zielort auf das Objekt auftrifft, um dort eine Zielmarkierung für den Angriff zu bilden.
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Militärische Einrichtungen und Fahrzeuge unterliegen der Gefährdung durch Fremdbeschuss, bei dem von gegnerischer Seite Laserzielmarkierer eingesetzt werden. Aus der Praxis ist es bekannt, das Objekt zu tarnen oder bei rechtzeitiger Detektion Gegenmaßnahmen zu initiieren, wie das Ausbringen von Nebelwänden oder eigener Beschuss der Bedrohung, also insbesondere Munition abzuwehren. Diese Lösungen setzen auf Zielbekämpfung oder Tarnung, und sind damit potentiell immer noch der Gefährdung ausgesetzt, falls diese nicht erfolgreich abgewehrt werden kann.
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Aus der
RU 2 563 472 C1 ist eine Methode bekannt zum Schutz eines kleinen mobilen Objekts. Diese umfasst die Erkennung von Laserstrahlungsimpulsen, die Messung ihrer Intensität, die Bestimmung der Beleuchtungsrichtung des geschützten Objekts, die Auswahl des Punktes für die Bildung eines falschen Laserziels und die Aussendung von Interferenzimpulsen in die sicherste Richtung. Das Laser-Falschziel wird gebildet, indem die darunter liegende Oberfläche mit Interferenzimpulsen eines Laserstrahls beleuchtet wird, die gegenüber den Beleuchtungsimpulsen um eine minimale ausreichende Zeit verzögert sind, um eine gezielte Ablenkung der angreifenden Hochpräzisionswaffe zu gewährleisten.
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Aus der
DE 42 29 509 A1 ist Verfahren und eine Einrichtung bekannt zum Schützen von Radarstationen gegen angreifende Anti-Radar-Flugkörper. Dabei wird so vorgegangen, daß bei Erkennung eines angreifenden Anti-Radar-Flugkörpers durch die zu schützende Radarstation deren Radarstrahlung nicht mehr in Richtung auf den Flugkörper ausgestrahlt, sondern einem benachbarten Täuschort zugeführt wird, von dem aus dann die Radarstrahlung auf den angreifenden Flugkörper gerichtet wird. Die Zuführung der Radarstrahlung von der zu schützenden Station zum Täuschort kann drahtlos erfolgen, wobei dann am Täuschort ein Radarreflektor angeordnet wird, oder über ein Kabel, wobei dann am Täuschort eine Radar-Sendeantenne aufgestellt wird. Die vom Täuschort auf den angreifenden Anti-Radar-Flugkörper gerichtete Radarstrahlung ist somit in ihrer Signatur gleich derjenigen, die von der Sendeantenne der zu schützenden Radarstation in deren Normalbetrieb abgestrahlt wird, so daß der Flugkörper die Täuschstrahlung nicht als solche zu erkennen vermag und auf den Täuschort umgelenkt wird.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, den Schutz eines Objekts zu verbessern.
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Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Schutz eines Objekts gemäß Patentanspruch 1. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sowie anderer Erfindungskategorien ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.
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Zu schützen ist das Objekt vor einem lasergelenkten Angriff und dabei für den Fall, dass ein Laserstrahl, der von einem Laserzielmarkierer ausgesendet bzw. erzeugt wird an einem Zielort auf das Objekt auftrifft, um dort eine Zielmarkierung für den lasergelenkten Angriff zu bilden. Der Laserstrahl ist dabei mit einer Kodierung versehen. Bei dem Verfahren wird der Laserstrahl detektiert und dessen Kodierung ermittelt. Eine Falschstrahlung (auch Falschsignal genannt) wird erzeugt, die der vom Objekt rückgestreuten Rückstreuung des Laserstrahls nachgebildet wird. Die Erzeugung erfolgt anhand der Kodierung. Die Falschstrahlung wird an einem Falschort, der für das Objekt unkritisch ist, abgestrahlt.
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Die Rückstreuung ist der vom Objekt rückgestreute Laserstrahl. Die Kodierung ist eine charakteristische Eigenschaft des Laserstrahls, damit die anfliegende Bedrohung (Munition) die Rückstreuung dem aktuell für die Munition individuell bestimmten Zielort zuordnen kann. Die Kodierung ist z. B. die Wellenlänge der Laserstrahlung und/oder Pulscharakteristiken bei einem gepulsten Laserstrahl. Die Kodierung besteht dabei z. B. in bestimmten Pulsdauern der Pulse und/oder in einer bestimmten zeitlichen Abfolge von Pulsen.
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Die Erfindung nutzt die Erkenntnis, dass es unkritisch ist, wenn der Angriff am Falschort statt am Zielort erfolgt bzw. die Munition/Bedrohung dorthin geführt wird. Der Falschort ist daher so gewählt, dass keine Bedrohung für das Objekt besteht, wenn der Angriff dort erfolgt, eine Munition z. B. dort detoniert. Der Falschort liegt z. B. weit genug entfernt bzw. abgesetzt vom Objekt. Der Falschort ist also ein Falschziel für den Angriff bzw. die angreifende Bedrohung bzw. Munition, um diese vom beabsichtigten Zielort auf dem Objekt abzulenken.
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Das Verfahren schützt das Objekt daher vor einer SAL(semi active laser)- bzw. per Laserzielmarkierer gelenkten Bedrohung bzw. Munition, wobei der beabsichtigte Angriff am Zielort stattfinden sollte und nun zum Falschort oder zumindest ausreichend weit weg vom Zielort gelenkt bzw. geführt wird.
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Die Falschstrahlung ist ebenfalls eine Laserstrahlung, die der Rückstreuung nachgebildet ist, also insbesondere nicht richtungsselektiv, sondern breitgefächert ausgestrahlt wird. Die Nachbildung der Rückstreuung anhand der Kodierung (Wellenlänge, Amplitudenverlauf, Zeitverhalten) erfolgt z. B. in Form einer Kopie oder auch einer Nachahmung, indem zumindest alle im Angriff relevanten Kodierungsmerkmale der Laserstrahlung nachgebildet bzw. imitiert werden. Gemäß der Erfindung wird ein Laserstrahlung (in Form der Falschstrahlung) emittierendes Objekt (Sender für die Falschstrahlung) vorgeschlagen, welches als räumlich abgesetztes Falschziel für per Laserzielmarkierer gelenkte Munition dient. Gemäß der Erfindung wird dem Angriff also ein Laserzielmarkierer-Falschziel angeboten.
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Die Erfindung liefert also den Vorschlag, SAL- gelenkte Munition von einem Ziel (Objekt) abzulenken bzw. dieser ein anderes Ziel anzubieten. Dies ist ein grundlegend anderes Vorgehen als die bekannte Tarnung oder Zielbekämpfung der Bedrohung. Die Erfindung schlägt damit eine Alternative vor, nämlich die Präsentation eines Falschziels mit der Absicht, die anfliegende Bedrohung darauf zu lenken. Im Rahmen der Erfindung benötigt man kein Zielverfolgungssystem oder Richtsystem zur Bekämpfung.
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Die Erfindung beruht dabei auch auf folgenden Überlegungen: ein Laserzielmarkierer arbeitet zum Beispiel mit einem Laser bei einer Wellenlänge von 1064 nm mit kurzen Pulsen von ca. 10 ns und festgelegten Wiederholfrequenzen bzw. -raten, wobei die Frequenz als Kodierung dient und genau eingehalten werden muss. Die Ausgangsleistung von typischen Laserzielmarkierergeräten ist dabei bekannt. Wird ein Objekt mit einem Laserzielmarkierer bestrahlt, so detektiert der SAL-Sensor in der anfliegenden Bedrohung (z. B. Geschoss) die rückgestreute Strahlung vom Objekt, die aufgrund dessen Reflektivität kleiner Eins nur einem Bruchteil der Ausgangsleistung des Laserzielmarkierers entspricht. Präsentiert man der Bedrohung eine Strahlungsquelle mit den gleichen Eigenschaften der rückgestreuten Strahlung, zum Beispiel von Wellenlänge (1064 nm), Pulsdauer (10 ns) und Pulswiederholrate, aber insbesondere mit größerer Strahlungsleistung, jedenfalls an einem etwas abgesetzten Ort, dann wird der SAL-Sensor die Bedrohung dorthin bzw. zum Schwerpunktort zwischen Falschziel (Sender) und Laserzielmarkierer-Auftreffpunkt (Zielort) lenken. Der Ort des Falschziels ist insbesondere weit genug abgesetzt vom zu schützenden Objekt, um zu gewährleisten, dass das Objekt wegen Lenkungenauigkeiten nicht trotzdem getroffen wird. Der Ort des Falschziels darf insbesondere auch nicht zu weit entfernt liegen, da die Falschzielquelle (Sender, Falschstrahlung) im Gesichtsfeld des SAL-Sensors liegen muss. Die Falschzielabstrahlung (Falschstrahlung) soll nicht das zu schützende Objekt bestrahlen.
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Die Erfindung bietet noch folgende Vorteile: das Verfahren bzw. ein entsprechendes System reagiert sofort bei Erkennen einer Laserzielmarkierer-Bestrahlung. Eine SALgelenkte Bedrohung kann kontrolliert abgelenkt werden. Es ist keine Richtungserkennung des Laserzielmarkierers notwendig. Es ist keine Bedrohungserfassung nötig, um eventuelle Gegenmaßnahmen in eine bestimmte Richtung zu initiieren. Das gefährdete Objekt muss nicht bewegt werden.
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Zur Generierung eines passenden Falschziels (Falschstrahlung) muss lediglich die Laserstrahl-Rückstreuung kopiert, imitiert bzw. nachgeahmt werden, insbesondere lediglich die Puls-Wiederholrate des Laserzielmarkierers bekannt sein bzw. ermittelt werden. Hierzu wird lediglich ein Laserwarner (Detektor) benötigt, der diese Information schnell genug liefert, damit die Falschziel-Laserquelle (Sender, Falschstrahlung) entsprechend angesteuert werden kann, insbesondere dort Pulse getriggert werden können. Laserwarner, die eine solche Funktionalität liefern, sind kommerziell erhältlich.
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Die Erfindung beruht weiterhin noch auf folgenden Überlegungen: damit ein physikalisch realisiertes Falschziel funktioniert, muss dieses den Code (Kodierung) des Laserzielmarkierers nachbilden, da eine SAL-gesteuerte Bedrohung nur diesen Code erkennt bzw. nur einem entsprechend kodierten Lasersignal (Rückstreuung/Falschstrahlung) folgt.
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Die Idee besteht nun darin, einen schnellen Detektor zu realisieren, welcher die Strahlung des Laserzielmarkierers detektiert. Da alle zurzeit eingesetzten Laserzielmarkierer mit einer Wellenlänge von 1064 nm arbeiten und kurze Pulse (ca. 10 ns) mit Wiederholraten im Bereich von 20 Hz aussenden, ist durch entsprechende Detektorauslegung mittels optischer und elektrischer Filter eine gute Hintergrundunterdrückung möglich.
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Wird nun ein optischer Puls detektiert, so kann man einen Schwellwert setzen zur weiteren Unterdrückung von Falschsignalen (Komparator oder Schmitt-Trigger) und einen Triggerpuls generieren. Der Schwellwert ist insbesondere der 50%-Wert der Pulshöhe. Diesen nimmt man direkt zur Ansteuerung/Triggerung des Falschzielgenerators, indem zum Beispiel der Güteschalter (Q-Switch) eines verwendeten Lasers getriggert wird. Wenn der zeitliche Ablauf für die gesamte Funktionskette sehr kurz ist, wird praktisch das empfangene Signal direkt zum Falschziel weitergeleitet. Dieses hat damit automatisch den verwendeten Laserzielmarkierer-Code implementiert, ohne diesen aus einem Empfangssignal per Analyse extrahieren zu müssen. Das entsprechende Vorgehen ist sehr einfach und erfordert keine Analyse der Laserzielmarkierer-Strahlung, um den verwendeten Code zu extrahieren.
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Gemäß der Erfindung ergibt sich somit auch ein Verfahren zur Falschzielgenerierung für einen Laserzielmarkierer. Hierbei handelt es sich um ein vereinfachtes Verfahren, um den Code eines Laserzielmarkierers für ein Falschziel zu generieren. Gemäß der Erfindung ergibt sich somit eine schnelle Detektion von Laserzielmarkierer-Pulsen und die direkte Weiterleitung an den Laser-Falschziel(strahlungs)-Generator. Das Verfahren ist sehr einfach und erfordert keine Analyse der Laserzielmarkierer-Strahlung, um den verwendeten Code zu extrahieren.
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In einer bevorzugten Ausführungsform wird als Objekt ein stationäres Objekt geschützt. Ein entsprechendes Objekt ist insbesondere ein Gebäude, ein ruhendes Fahrzeug oder Fluggerät, ein Lager usw. Bei ruhenden Objekten kann eine Abstrahlung an einem entfernten Falschort, der wie oben beschrieben ausreichend weit, jedoch nicht zu weit vom Objekt entfernt ist, besonders einfach realisiert werden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform wird ein Signalverlauf des Laserstrahls oder der Rückstreuung über der Zeit als Falschstrahlung nachgebildet. Die Nachbildung eines entsprechenden Signalverlaufes ist insbesondere dann ausreichend, wenn zum Beispiel die Frequenz der Laserstrahlung bzw. Rückstreuung bereits bekannt ist. Wie oben beschrieben, ist unter „Nachbildung“ hier zu verstehen, dass die jeweils relevanten Signalcharakteristiken kopiert bzw. nachgebildet bzw. imitiert werden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform wird davon ausgegangen, dass über den Laserstrahl grundsätzlich vorbekannt ist, dass dieser als Folge von Pulsen auf das Objekt auftrifft. Als Kodierung wird dann eine Wellenlänge und/oder eine Pulsdauer und/oder eine Wiederholrate der Pulse ermittelt. Als Falschstrahlung kann dann in besonders hoher Qualität und besonders einfach eine Rückstreuung als Falschsignal nachgebildet werden, in dem lediglich die gleiche Wellenlänge und/oder Pulsdauer und/oder Wiederholrate in einer Laserquelle für die Falschstrahlung nachgebildet wird.
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In einer bevorzugten Variante dieser Ausführungsform wird die Kodierung dadurch ermittelt, dass die Pulse anhand einer Bandfilterung für eine charakteristische Wellenlänge und/oder anhand eines Schwellwertkriteriums (Kriterium, das einen bzw. den oben genannten Schwellwert aufweist) hinsichtlich ihres Zeitpunktes und/oder ihrer Dauer identifiziert werden. Insbesondere reicht es bei bekannter Frequenz und Pulsdauer des Laserstrahls aus, einzelne somit festgelegte Pulse abwehrseitig getriggert zum richtigen Zeitpunkt neu zu erzeugen. Der „Zeitpunkt“ ist der Zeitpunkt, an dem der Puls beginnt, insbesondere den o. g. Schwellwert übersteigt. Die „Dauer“ ist die Pulsbreite, insbesondere die Zeit vom Über- bis zum Unterschreiten des Schwellwertes. Die Ableitung der Kodierung aus dem Laserstrahl bzw. der Rückstreuung besteht dann lediglich darin, Triggerzeitpunkte für die Pulsauslösung zu ermitteln. Dies ist besonders schnell und vor allem verzögerungsarm möglich, sodass nur eine minimale Zeitverzögerung zwischen der Rückstreuung und der Falschstrahlung besteht. Die Erzeugung eines Triggersignals zur Auslösung der Falschstrahlungspulse gemäß dem Triggersignal reicht dann aus.
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In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Falschstrahlung derart erzeugt, dass ein Güteschalter einer Laserquelle anhand der Kodierung geschaltet wird. Die Laserquelle ist diejenige zur Erzeugung der Falschstrahlung. Somit ist es besonders verzögerungsarm möglich, das Falschsignal anhand einer Laserquelle nachzubilden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Falschstrahlung an einem Quellort erzeugt, der vom Falschort verschieden ist, und zum Falschort transportiert und von dort abgestrahlt. In der Regel ist davon auszugehen, dass ein Angriff am Falschort dort vorhandene Vorrichtungen etc. zerstört. Ist der erste Ort weit genug vom Falschort entfernt, bleiben Vorrichtungen am Quellort, insbesondere die dort platzierte Laserquelle zur Erzeugung der Falschstrahlung, unzerstört. Zerstört werden dann nur relativ unaufwändige und kostengünstige Weiterleitungs- und Abstrahlmittel für die Falschstrahlung, zum Beispiel eine Faseroptik bzw. Lichtwellenleiter für den Transport der Falschstrahlung und eine Abstrahloptik (Sender) für die Falschstrahlung.
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Ein starkes Laserzielmarkierer-Falschziel (am Falschort) lässt sich über einen fasergekoppelten Laser (Generator/Quelle) erzeugen. Der Laser befindet sich dabei außerhalb des bzw. entfernt vom Falschziel. Das Falschziel enthält insbesondere eine Optik zur Rundum-Abdeckung (breit gefächerte Abstrahlung der Falschstrahlung) und ansonsten keine hochwertigen Komponenten. Der Faseranschluss befindet sich außerhalb des Gefahrenbereichs. Wird das Falschziel zerstört, so kann durch Ankoppeln eines neuen Falschziels (Weiterleitungs-Faser und Abstrahleinrichtung) am Faseranschluss die Falschziel-Funktionalität wiederhergestellt werden. Ein solches austauschbares (Einmal-)Falschziel kann dann besonders kostengünstig (Aufweitungsoptik und Faseranschluss) realisiert werden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Falschstrahlung gegenüber der Rückstreuung, also dem rückgestreuten Laserstrahl, verstärkt abgestrahlt. Die Falschstrahlung bildet also ein gegenüber der Rückstreuung verstärktes Signal. Hierdurch wird die Wahrscheinlichkeit erhöht, die Bedrohung auf das „neue Ziel“ am Falschort oder zumindest zu einem Ort zwischen Falschort und Zielort zu lenken und somit vom angegriffenen Ort (Objekt) abzulenken, da die gegenüber der Rückstreuung verstärkte Falschstrahlung von der Bedrohung (Angriffsmittel, Geschoss, etc.) besser detektiert werden kann.
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Der Laserstrahl wird dadurch indirekt detektiert und dessen Kodierung ermittelt, indem die Rückstreuung vom Objekt detektiert und ausgewertet wird. Dies erfolgt insbesondere dadurch, dass das Objekt von einem vom Objekt entfernten Ort aus auf die Rückstreuung hin überwacht wird. Mit anderen Worten wird eine Oberfläche des Objekts durch mindestens einen entfernt, z. B. neben dem Objekt, platzierten und auf das Objekt gerichteten Sensor/Detektor überwacht. Insgesamt werden insbesondere so viele Sensoren vorgesehen, dass die gesamte Oberfläche des Objekts, die von einem Laserzielmarkierer bestrahlt werden könnte, überwacht wird.
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Mit anderen Worten wird damit ein spezieller Warner für Laserzielmarkierer-Bestrahlung vorgeschlagen. Es wird ein Laserwarner vorgeschlagen, der auf der Beobachtung der Rückstreuung eines Laserzielmarkierers beruht. Insbesondere kann so eine Detektion von Laserzielmarkierer-Pulsen zur Ansteuerung des Laserzielmarkierer-Falschziels erfolgen.
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Dieses Vorgehen beruht auf der Idee, dass es alternative Laserwarner gibt, die auf der direkten Detektion beruhen, damit aber vom Laserstrahl des Laserzielmarkierers getroffen werden müssen. Andere Laserwarner detektieren die indirekte Streustrahlung in der Luft, müssen deshalb sehr empfindlich sein und insgesamt einen hohen Dynamikbereich umfassen. Bekannt sind aus der Praxis demnach eine Reihe von Laserwarnern, welche von einem zu schützenden Objekt weg nach außen blicken und versuchen, dort etwaige Laserbestrahlung zu entdecken. Dabei werden sie gegebenenfalls einer sehr hohen Bestrahlung ausgesetzt (Laser trifft direkt den Sensor) oder sie müssen sehr empfindlich gestreute Strahlung in der Luft nachweisen. Eventuell registrieren sie die Bestrahlung gar nicht, da ein Laserzielbeleuchter gut gebündelt ist und so eine vom Laserwarnsensor abseits bestrahlte Stelle nicht registriert wird.
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Gemäß dieses Vorgehens wird dagegen die vom beleuchteten Objekt zurückgestreute Strahlung (Rückstreuung) beobachtet. Die Stärke der Streustrahlung (Rückstreuung) ist relativ genau bekannt und hängt im Wesentlichen vom Reflexionsgrad des zu schützenden Objekts ab. Aufgrund des geringen Abstands des Warnsensors zum Ort der Bestrahlung (Zielort) sind die Anforderungen an den Sensor gering. Gleichzeitig kann mit einem angepassten Gesichtsfeld das Objekt mit wenigen Sensoren komplett überwacht werden. Gemäß dieser Ausführungsform wird also nicht versucht, Laserzielmarkierer-Strahlung direkt zu detektieren, sondern die gut detektierbar Rückstreuung vom bestrahlten Objekt zu registrieren.
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Das Vorgehen beruht auf der Erkenntnis, dass man die hohen Dynamikanforderungen an einen Laserwarner deutlich reduzieren kann, wenn man nicht versucht, einen schmalen Laserstrahl in der Luft ausfindig zu machen, sondern versucht die zurückgestreute Strahlung vom bestrahlten Objekt zu detektieren. Diese wird nämlich mehr oder weniger gleichmäßig vom Objekt in den Raum zurückgestrahlt und ist wesentlich stärker als ein in der Luft gestreutes Signal. Ein am Objekt seitlich etwas abgesetzter (vom Objekt entfernter) Sensor mit Blick auf das Objekt selbst kann (vergleichbar einem SAL-Sensor) die Laser-Rückstreuung vom Objekt aus kurzer Entfernung detektieren.
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Ein derartiger Sensor kann relativ einfach aufgebaut werden. Es ist keine besonders hohe Empfindlichkeit notwendig, da das Signal z. B. aus wenigen Metern Entfernung stammt, im Gegensatz zu einem SAL-Sensor, der die gleiche Rückstreuung im Bereich von Kilometern erfassen soll. Die zum Detektor gehörige Optik kann dementsprechend klein ausfallen. Für den Zweck der Erfassung eines Laserzielmarkierers kann das Signal durch optische Filter auf die bekannte Laser-Wellenlänge (von z. B. 1064nm) beschränkt werden und elektrisch durch entsprechende Filterung auf das erwartete Signal (z. B. kurze Pulse mit einer Wiederholrate von ca. 20Hz) eingeschränkt werden, um Störeinflüsse so weit wie möglich zu unterdrücken. Als Ausgangssignal kann zu jedem eintreffenden Laserpuls direkt ein Triggersignal ausgegeben werden, um zum Beispiel ein Laserzielmarkierer-Falschziel anzusteuern.
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Ein solcher Sensor benötigt keine Ortsauflösung. Es soll nur detektiert werden, ob eine Laserbestrahlung durch einen Laserzielmarkierer stattfindet. Der Sensor beinhaltet keine Richtungserkennung. Vorteile eines räumlichen abgesetzten Laserzielmarkierer-Warner sind: Die Detektion ist sicherer als bei üblichen Laserwarnern, da das gesamte zu schützende Objekt betrachtet wird. Es sind keine hohen Detektionsanforderungen an den Sensor zu stellen, da die starke Rückstreuung vom Objekt betrachtet wird. Der Sensor beinhaltet in der einfachsten Version keine Signalanalyse und kann prinzipiell sehr schnell die erfassten Laserpulse als Triggersignal weitergeben. Wenn man den Sensor nicht speziell auf die Eigenheiten eines Laserzielmarkierers (zum Beispiel durch entsprechende Filter) auslegt, können auch andere Laserquellen detektiert werden (zum Beispiel kontinuierlich strahlende Laserwaffen-Laser). Darunter würde lediglich die Störeinflussunterdrückung des Laserzielmarkierer-Warners leiden.
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Die Aufgabe wird auch gelöst durch eine Anordnung gemäß Patentanspruch 9 zum Schutz eines Objekts vor einem lasergelenkten Angriff, wie er oben beschrieben wurde. Im Rahmen des Angriffs trifft der Laserstrahl, der mit der Kodierung versehen ist, am Zielort auf das Objekt auf, um dort die Zielmarkierung für den Angriff zu bilden. Der Laserstrahl wird vom Laser-Zielmarkierer ausgesendet. Die Anordnung enthält einen Detektor zur Detektion des bzw. eines eventuell auftreffenden Laserstrahls und zur Ermittlung der Kodierung des Laserstrahls. Die Anordnung enthält einen Generator zur Erzeugung der oben genannten Falschstrahlung, die anhand der Kodierung der vom Objekt rückgestreuten Rückstreuung des Laserstrahls nachgebildet ist. Die Anordnung enthält einen Sender zur Abstrahlung der Falschstrahlung am oben genannten Falschort, der für das Objekt unkritisch ist.
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Der Detektor ist insbesondere der o. g. „Laserwarner“ bzw. ein Warner für eine Laserzielmarkierer-Bestrahlung.
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Die Anordnung und zumindest ein Teil deren Ausführungsformen sowie die jeweiligen Vorteile wurden sinngemäß bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erläutert.
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In einer bevorzugten Ausführungsform enthält der Detektor mindestens ein optisches und/oder elektrisches Filter und/oder mindestens einen Schwellwertschalter zur Detektion des Laserstrahls und/oder zur Ermittlung der Kodierung, wie dies oben sinngemäß bereits erläutert wurde. Insbesondere ist ein optischer/elektrischer Bandfilter für eine bekannte bzw. zu erwartende Wellenlänge eines eintreffenden Laserstrahls vorgesehen, wenn diese bekannt ist. Der Schwellwertschalter enthält den oben genannten Schwellwert und ist insbesondere vorgesehen, um aus dem empfangenen Signal des Laserstrahls einen Triggerpuls zu erzeugen, wenn das Signal eine bestimmte Signalstärke übersteigt, wie dies oben sinngemäß bereits erläutert wurde.
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In einer bevorzugten Ausführungsform enthält der Generator eine bzw. die oben genannte Laserquelle für die Falschstrahlung bzw. Laserlicht, das (insbesondere nach Weiterleitung zum und Streuung durch den Sender) die Falschstrahlung bildet. Die Laserquelle kann einen Güteschalter enthalten, der gemäß der ermittelten Kodierung angesteuert ist, um die Falschstrahlung gemäß der Kodierung zu erzeugen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Generator mit dem Sender über eine Einrichtung zur Weiterleitung von Laserstrahlung verbunden, insbesondere einen faseroptischen Leiter bzw. Lichtwellenleiter. Insbesondere befindet sich dabei der Generator am oben genannten Quellort und der Sender am Falschort. Weiterleitungseinrichtung und Sender bilden damit das nach einer Zerstörung austauschbare Falschziel, wie es oben sinngemäß beschrieben wurde.
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In einer bevorzugten Variante dieser Ausführungsform sind daher Sender und Weiterleitungseinrichtung als Austauschmodul ausgeführt, um diese bei Bedarf, insbesondere nach Zerstörung bzw. Beschädigung durch den Angriff ersetzen zu können, wie oben sinngemäß beschrieben wurde. Die restliche Anordnung bleibt damit erhalten. Die zerstörten Teile können schnell und einfach nach Zerstörung durch einen Angriff ersetzt werden.
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Im Rahmen der Erfindung wird auch vorgeschlagen, einen (handelsüblichen) SAL-Sucher, wie er eigentlich für den Einsatz in einem gelenkten Geschoss, Rakete oder sonstigen Bedrohung vorgesehen ist, in einem Detektor einer erfindungsgemäßen Anordnung zu verwenden. Der Sucher wird dann zur Detektion des Laserstrahls (auch in Form der Rückstreuung) verwendet, wie es oben sinngemäß erläutert wurde. Somit kann ein handelsüblicher bzw. bekannter SAL-Sucher - ggf. in vereinfachter Form - auch als Warner bzw. Teil eines Warners bzw. Detektors wie oben beschrieben eingesetzt werden.
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Weitere Merkmale, Wirkungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung sowie der beigefügten Figuren. Dabei zeigen in einer schematischen Prinzipskizze:
- 1 ein Objekt während eines Angriffs mit einer Zielmarkierung durch einen Laserstrahl und eine Anordnung zum Schutz des Objekts in Draufsicht,
- 2 das Objekt aus 1 mit verschiedenen Detektoren für den Laserstrahl,
- 3 zeitliche Verläufe der Amplitude des Laserstrahls und der Falschstrahlung aus 1 und eines Triggersignals.
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1 zeigt in Draufsicht ein Objekt 2, hier ein stationäres militärisches Gebäude. Das Objekt 2 ist derzeit einem feindlichen Angriff ausgesetzt. Der Angriff erfolgt mithilfe eines Laserzielmarkierers 4, der einen Laserstrahl 6 aussendet. Der Laserstrahl 6 trifft an einem Zielort 8 auf dem Objekt 2 auf. Der Laserstrahl 6 ist mit einer hier nur symbolisch angedeuteten Kodierung K versehen. Der auf das Objekt 2 auftreffende Laserstrahl 6 bildet eine Zielmarkierung am Zielort 8 für einen lasergelenkten Angriff mithilfe eines Angriffsmittels 10, hier einer SAL-gelenkten Bedrohung in Form einer Rakete. Die Zielmarkierung ist dadurch gebildet, dass der Laserstrahl 6 in Form einer Rückstreuung 12 (symbolisch durch Pfeile angedeutet) am Objekt 2 gestreut wird. Ein SAL-Sucher im Angriffsmittel 10 erkennt die Rückstreuung 12 und führt das Angriffsmittel 10 zum Zielort 8.
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Das Objekt 2 ist mit einer Anordnung 14 vor dem lasergelenkten Angriff geschützt bzw. zu schützen. Die Anordnung 14 enthält einen hier nur symbolisch angedeuteten Detektor 16 zur Detektion des auftreffenden Laserstrahls 6 bzw. der Zielmarkierung bzw. der Rückstreuung 12 und zur Ermittlung der Kodierung K des Laserstrahls 6.
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Die Anordnung 14 enthält außerdem einen mit dem Detektor 16 verbundenen Generator 18. Über die Verbindung wird die Kodierung K übertragen. Der Generator 18 dient zur Erzeugung einer hier nur symbolisch angedeuteten Falschstrahlung 20. Die Falschstrahlung 20 bildet die vom Objekt 2 rückgestreute Rückstreuung 12 des Laserstrahls 6 anhand der Kodierung K nach bzw. imitiert bzw. kopiert diese. Zu diesem Zweck wird die Kodierung K, alternativ oder zusätzlich ein mit dem Laserstrahl 6 korrelierte Signal (z. B. Amplitudenverlauf der Rückstreuung 12 über der Zeit) zum Generator 18 übertragen.
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Die Anordnung 14 enthält außerdem einen mit dem Generator 18 verbundenen Sender 22, hier eine Falschziel-Laserquelle, zur Abstrahlung der Falschstrahlung 20 an einem Falschort 24. Die Falschstrahlung 20 wird vom Generator 18 zum Sender 22 über eine Weiterleitungseinrichtung 28, hier einen Lichtwellenleiter, übertragen.
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Zum Erzeugen der Falschstrahlung 20 wird - wie hier symbolisch angedeutet - ein Güteschalter 30 einer nicht näher dargestellten Laserquelle im Generator 18 anhand der Kodierung K geschaltet. Die Falschstrahlung 20 wird daher an einem Quellort 26 im Generator 18 erzeugt. Über die Weiterleitungseinrichtung 28 wird die Falschstrahlung 20 zum Sender 22 transportiert, der sich am Falschort 24 befindet, der vom Quellort 26 verschieden ist. Die Falschstrahlung 20 wird hierbei gegenüber der Rückstreuung 12 verstärkt abgestrahlt bzw. entsprechend stark erzeugt, so dass die stärkere Abstrahlung erfolgt.
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Aufgrund der größeren Intensität der Falschstrahlung 20 gegenüber der Rückstreuung 12 erkennt das Angriffsmittel 10 nicht mehr seinen ursprünglichen Zielort 8, sondern den Falschort 24 als aktuellen „Zielort“ an und wird daher dorthin umgelenkt, wie durch die abgekurvte Flugbahn in der Figur angedeutet ist. Die ursprüngliche Flugbahn zum Zielort 8 (gestrichelt angedeutet) wird aufgegeben. Der Einschlag bzw. die Detonation des Angriffsmittels 10 am Falschort 24 zerstört zwar den Sender 22 und einen Teil der Weiterleitungseinrichtung 28, das Objekt 2 und der Generator 18 bleiben dagegen unversehrt. Dadurch ist das Objekt 2 geschützt.
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Weiterleitungseinrichtung 28 und Sender 22 sind als Austauschmodul 31 ausgeführt. Da diese beim Angriff durch das Angriffsmittels 10 zumindest teilweise zerstört wurden, werden diese nach erfolgtem Angriff ersetzt. Die Anordnung 14 ist damit wieder voll einsatzbereit.
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Im Detektor 16 ist ein handelsüblicher SAL-Sucher zum Empfang bzw. der Detektion der Rückstreuung 12 verbaut. Der Detektor enthält außerdem hier nur symbolisch angedeutete optische und elektrische Filter 32 sowie einen Schwellwertschalter 34 zur Detektion des Laserstrahls 6 und/oder zur Ermittlung der Kodierung K.
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2 zeigt das Objekt 2 und den Detektor 16 aus 1 im Detail. Der Laserstrahl 6 wird hier dadurch indirekt detektiert und die Kodierung K ermittelt, indem nicht der Laserstrahl 6 direkt, sondern die Rückstreuung 12 vom Objekt 2 detektiert und ausgewertet wird. Hierzu sind entfernt von den vier Ecken 40 und schräg oberhalb des Objekts 2 insgesamt vier Teildetektoren 42 platziert, die zusammen mit einer nicht dargestellten Zentraleinheit den Detektor 16 bilden. Die Teildetektoren 42 erfassen jeweils mit einem gestrichelt angedeuteten Erfassungskegel 44 zwei Teilseiten 46 und das Dach 48 des Objekts 2 und überwachen diese Oberflächen auf eventuell auftretende Rückstreuungen 12. Einer der Teildetektoren 42 mit seinem Erfassungskegel 44 ist in 2 zur Verdeutlichung nochmals vergrößert dargestellt.
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2 zeigt auch eine alternative Ausführungsform des Detektors 16mit einem herkömmlichen, rundum blickenden Laserwarner 50, der auf dem Dach 48 montiert ist. Dieser überwacht jedoch ein direktes Auftreffen des Laserstrahls 6 auf den Laserwarner 50 oder eine Rückstreuung des Laserstrahls 6 aus der Luft und ist daher aufwändiger und teurer ausgeführt als derjenige Detektor 16 mit den Teildetektoren 42.
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3 zeigt einen vom Detektor 16 während des Angriffs aufgezeichneten Signalverlauf 54 über der Zeit t. Das entsprechende Signal ist durch Detektion der Rückstreuung 12 als Amplitudenverlauf einer Detektorspannung erzeugt. Qualitativ entspricht der Signalverlauf damit dem Amplitudenverlauf der Rückstreuung 12 und dabei dem des Laserstrahls 6. Die Kodierung K ist somit im Signalverlauf 54 enthalten.
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Die Kodierung K des Laserstrahls 6 ist hier alleine durch die Wiederholrate flN, hier 20 Hz, der einzelnen Laserpulse 52 implementiert. Dies ist aus Wissen über den angreifenden Feind und dessen Verwendung des speziellen Laserzielmarkierers 4 bekannt. Laserfrequenz und Pulsdauer sind hieraus ebenfalls bekannt (Sollte die Laserfrequenz vorab nicht explizit bekannt sein, so ist doch zumindest bekannt, dass sie im Bereich um 20 Hz liegt; die genaue Frequenz muss dann über den Detektor ermittelt werden). Der Laserstrahl 6 trifft also als Folge von Pulsen 52 auf das ZielObjekt 2 auf. Der Laserstrahl weist eine bekannte Wellenlänge von 1064 nm und die Pulse eine bekannte Pulsdauer von10 ns auf. Die Kodierung K besteht in der Wiederholrate der Pulse, hier 20 Hz. Anhand einer optischen Bandfilterung wird zunächst im Detektor 16 die Wellenlänge 1064 nm ausgefiltert und ein entsprechender Signalverlauf 54 über der Zeit t erzeugt.
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Der Signalverlauf 54 des Laserstrahls 6 über der Zeit wird als Falschstrahlung 20 nachgebildet, deren Zeitverlauf ebenfalls dargestellt ist. Mithilfe eines Schwellwertkriteriums im Schwellwertschalter 34 mit dem Schwellwert S wird dazu der Beginn eines jeweiligen Pulses 52 detektiert. Im Detektor 16 wird zu diesem Zeitpunkt daher ein Triggerpuls ausgelöst. Das Triggersignal 56 ist ebenfalls dargestellt. Durch Übertragung des Triggersignals 56 zum Generator 18 wird daher die Kodierung K übertragen.
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Durch Betätigung des Güteschalters 30 anhand des Triggersignals 56 (also anhand der Kodierung K), also mit jedem Triggerpuls, wird daraufhin ein jeweiliger Puls 58 der Falschstrahlung 20 erzeugt, jedoch mit größerer Amplitude als in der Rückstreuung 20, das heißt dem Signalverlauf 54. Für die Falschstrahlung 20 wird dabei, da bekannt, die gleiche Wellenlänge und die gleiche Pulsdauer wie im Laserstrahl 6 verwendet.
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Durch die Einfachheit der Generierung der Falschstrahlung 20 ergibt sich nur ein sehr geringer Zeitversatz d zwischen den Pulsen 52 des Laserstrahls 6 bzw. der Rückstreuung 12 einerseits und den imitierten verstärkten Pulsen 58 der Falschstrahlung 20.
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Bezugszeichenliste
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- 2
- Objekt
- 4
- Laserzielmarkierer
- 6
- Laserstrahl
- 8
- Zielort
- 10
- Angriffsmittel
- 12
- Rückstreuung
- 14
- Anordnung
- 16
- Detektor
- 18
- Generator
- 20
- Falschstrahlung
- 22
- Sender
- 24
- Falschort
- 26
- Quellort
- 28
- Weiterleitungseinrichtung
- 30
- Güteschalter
- 31
- Austauschmodul
- 32
- Filter
- 34
- Schwellwertschalter
- 40
- Ecke
- 42
- Teildetektor
- 44
- Erfassungskegel
- 46
- Teilseite
- 48
- Dach
- 50
- Laserwarner
- 52
- Puls
- 54
- Signalverlauf
- 56
- Triggersignal
- 58
- Puls
- K
- Kodierung
- t
- Zeit
- S
- Schwellwert
- fW
- Wiederholrate
- d
- Zeitversatz
