DE102020004948A1 - Test assembly for a missile seeker and method - Google Patents
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Abstract
Suchköpfe von Flugkörpern haben die Funktion, andere Flugkörper in kürzester Zeit zu detektieren und optional zu verfolgen. Hierzu weisen die Suchköpfe oftmals lichtempfindliche Detektoren auf, welche die anderen Flugkörper auf Basis von optischen Emissionen und/oder Reflexionen detektieren. Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Testanordnung für einen Suchkopf von einem Flugkörper vorzuschlagen, welche kostengünstig herstellbar ist und Variationsmöglichkeiten hinsichtlich der optischen Signale aufweist.Hierzu wird eine Testanordnung 1 für einen Suchkopf 2 von einem Flugkörper vorgeschlagen mit einer Aufnahmevorrichtung 12 zur Aufnahme des Suchkopfs 2, mit einer Projektorvorrichtung 5 zur Erzeugung von einem Lichtmuster als Eingangssignal für den Suchkopf 2, wobei die Projektorvorrichtung 5 mindestens eine Lasereinrichtung 6 zur Erzeugung oder Miterzeugung des Lichtmusters aufweist.Missile seekers have the function of detecting and optionally tracking other missiles in the shortest possible time. For this purpose, the seekers often have light-sensitive detectors which detect the other missiles on the basis of optical emissions and/or reflections. It is an object of the present invention to propose a test arrangement for a seeker head of a missile, which can be produced inexpensively and has possible variations with regard to the optical signals. For this purpose, a test arrangement 1 for a seeker head 2 of a missile is proposed with a receiving device 12 for receiving the Search head 2, with a projector device 5 for generating a light pattern as an input signal for the search head 2, wherein the projector device 5 has at least one laser device 6 for generating or co-generating the light pattern.
Description
Die Erfindung betrifft eine Testanordnung für einen Suchkopf von einem Flugkörper mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft auch ein entsprechendes Verfahren.The invention relates to a test arrangement for a seeker head of a missile having the features of the preamble of
Suchköpfe von Flugkörpern haben die Funktion, andere Flugkörper in kürzester Zeit zu detektieren und optional zu verfolgen. Hierzu weisen die Suchköpfe oftmals lichtempfindliche Detektoren auf, welche die anderen Flugkörper auf Basis von optischen Emissionen und/oder Reflexionen detektieren.Missile seekers have the function of detecting and optionally tracking other missiles in the shortest possible time. For this purpose, the seekers often have light-sensitive detectors which detect the other missiles on the basis of optical emissions and/or reflections.
Um die Suchköpfe für den Realbetrieb vorzubereiten, werden diese bei der Entwicklung oder Produktion getestet. Dabei werden den Suchköpfen optische Signale eingespielt, um deren Detektionsfähigkeit und/oder Verfolgungsfähigkeit zu testen. Hierzu werden Projektoren verwendet, die diese optischen Signale bereitstellen. Beispielsweise können die Projektoren als Arrays von lichtemittierenden Elementen ausgebildet sein, welche bedarfsgerecht zeitlich und räumlich angesteuert werden können, um die notwendigen optischen Signale zu erzeugen.In order to prepare the search heads for real operation, they are tested during development or production. Optical signals are fed into the seeker heads in order to test their detection capability and/or tracking capability. For this purpose, projectors are used that provide these optical signals. For example, the projectors can be designed as arrays of light-emitting elements, which can be controlled in terms of time and space as required in order to generate the necessary optical signals.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Testanordnung für einen Suchkopf von einem Flugkörper vorzuschlagen, welche kostengünstig herstellbar ist und Variationsmöglichkeiten hinsichtlich der optischen Signale aufweist.It is an object of the present invention to propose a test arrangement for a seeker head of a missile which can be produced inexpensively and has possible variations with regard to the optical signals.
Diese Aufgabe wird durch eine Testanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 14 gelöst. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren. This object is achieved by a test arrangement having the features of
Gegenstand der Erfindung ist eine Testanordnung, welche zum Testen von einem Suchkopf geeignet und/oder ausgebildet ist. Der Suchkopf ist bestimmungsgemäß für einen Flugkörper ausgelegt. Bei dem Flugkörper kann es sich um ein Flugzeug handeln. Alternativ und bevorzugt ist der Flugkörper als eine Rakete, bevorzugt mit eigenem Antrieb, ausgebildet.The subject matter of the invention is a test arrangement which is suitable and/or designed for testing a seeker head. The seeker head is designed as intended for a missile. The missile can be an airplane. Alternatively and preferably, the missile is designed as a rocket, preferably with its own propulsion.
Der Suchkopf weist eine Suchkopfoptik sowie einen Suchkopfdetektor auf, wobei in einem Detektionszustand ein optisches Signal als Eingangssignal über die Suchkopfoptik auf den Suchkopfdetektor geführt wird und wobei der Suchkopfdetektor das optische Signal zeitaufgelöst und/oder ortsaufgelöst detektiert. Optional weist der Suchkopf eine Detektoraktorik auf, um das optische Signal relativ zu dem Suchkopfdetektor zu bewegen. Beispielsweise kann der Suchkopf eine bewegbare Optik, einen oder mehrere bewegbare Spiegel oder dergleichen als Detektoraktorik aufweisen.The seeker head has seeker optics and a seeker head detector, wherein in a detection state an optical signal is passed as an input signal via the seeker optics to the seeker head detector and the seeker head detector detects the optical signal in a time-resolved and/or spatially-resolved manner. The seeker head optionally has a detector actuator in order to move the optical signal relative to the seeker head detector. For example, the seeker head can have movable optics, one or more movable mirrors or the like as detector actuators.
Die Testanordnung weist eine Aufnahmevorrichtung zur Aufnahme des Suchkopfs auf. In der einfachsten Ausführung ist die Aufnahmevorrichtung als eine mechanische Schnittstelle ausgebildet. Optional ergänzend weist die Testanordnung eine Datenschnittstelle zur datentechnischen Kopplung zwischen der Testanordnung und dem Suchkopf auf. Insbesondere kann über die Datenschnittstelle ein Detektionsergebnis und/oder Konfigurationsdaten aus dem Suchkopf auslesen werden.The test arrangement has a receiving device for receiving the seeker head. In the simplest embodiment, the receiving device is designed as a mechanical interface. Optionally, in addition, the test arrangement has a data interface for data-technical coupling between the test arrangement and the seeker head. In particular, a detection result and/or configuration data can be read out of the search head via the data interface.
Die Testanordnung weist eine Projektorvorrichtung zur Erzeugung von einem Lichtmuster als Eingangssignal für den Suchkopf auf. Insbesondere ist die Projektorvorrichtung ausgebildet, das Lichtmuster vorzugsweise unter Zwischenschaltung der Suchkopfoptik auf den Suchkopfdetektor zu projizieren. Die Projektorvorrichtung ist ausgebildet, das Lichtmuster zeitlich und/oder räumlich zu variieren. Auf diese Weise können unterschiedliche Lichtmuster auf den Suchkopfdetektor projiziert werden. Das Lichtmuster kann beispielsweise als ein Punktmuster mit mehreren Punkten ausgebildet sein.The test arrangement has a projector device for generating a light pattern as an input signal for the seeker head. In particular, the projector device is designed to project the light pattern, preferably with the interposition of the seeker optics, onto the seeker detector. The projector device is designed to vary the light pattern in time and/or space. In this way, different light patterns can be projected onto the seeker head detector. The light pattern can, for example, be in the form of a dot pattern with a plurality of dots.
Im Rahmen der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Projektorvorrichtung mindestens eine Lasereinrichtung zur Erzeugung oder Miterzeugung des Lichtmusters aufweist. Insbesondere bildet die Lasereinrichtung eine Lichtquelle für das Lichtmuster. Es ist besonders bevorzugt, dass ein Laserstrahl der Lasereinrichtung durch die Projektoreinrichtung so geführt wird, dass dieser über die Suchkopfoptik auf den Suchkopfdetektor geleitet ist.In the context of the invention, it is proposed that the projector device has at least one laser device for generating or co-generating the light pattern. In particular, the laser device forms a light source for the light pattern. It is particularly preferred that a laser beam of the laser device is guided through the projector device in such a way that it is directed via the seeker optics to the seeker detector.
Es ist dabei eine Überlegung der Erfindung, dass die Lasereinrichtung es ermöglicht, den Laserstrahl gezielt und gerichtet über die Suchkopfoptik auf den Suchkopfdetektor zu führen, um auf diese Weise das Lichtmuster zu bilden oder mitzubilden. Insbesondere ist es durch den Laserstrahl der Lasereinrichtung möglich, das Lichtmuster zeitlich und räumlich zu variieren, da derartige Laserstrahlen zum einen sehr einfach hinsichtlich der Intensität modulierbar sind und zum anderen sehr einfach hinsichtlich der örtlichen Verteilung veränderbar sind, indem der Laserstrahl an einer beliebigen Stelle im Strahlverlauf z.B. abgelenkt wird. Durch die günstiger werdenden Laserkomponenten kann die Testanordnung auch kostengünstig umgesetzt werden.It is a consideration of the invention that the laser device makes it possible to guide the laser beam in a targeted and directed manner via the seeker optics onto the seeker detector in order in this way to form or also form the light pattern. In particular, the laser beam from the laser device makes it possible to vary the light pattern in terms of time and space, since such laser beams can be very easily modulated in terms of intensity and can also be changed very easily in terms of local distribution by directing the laser beam at any point in the Beam path, for example, is deflected. The test arrangement can also be implemented cost-effectively due to the laser components becoming cheaper.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung bildet der Suchkopf einen Bestandteil der Testanordnung. Insbesondere ist der Suchkopf in der Aufnahmevorrichtung angeordnet. Optional weist die Projektorvorrichtung eine weitere Strahlungsquelle auf, wobei die weitere Strahlungsquelle eine insbesondere statische Hintergrundbeleuchtung bilden kann. Insbesondere basiert die weitere Strahlungsquelle auf einer thermischen Strahlung. Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Strahlungsquelle als ein Widerstandsraster ausgebildet ist, wobei Widerstände durch elektrischen Strom beheizt werden, so dass diese ebenfalls optische Emissionen aussenden, welche von dem Suchkopf empfangen und detektiert werden können. Das Lichtmuster kann durch die weitere Strahlungsquelle zum Beispiel um eine gleichmäßige, aber auch um eine ungleichmäßige Hintergrundbeleuchtung oder Hintergrundszene ergänzt werden.In a preferred embodiment of the invention, the search head forms part of the test arrangement. In particular, the seeker head is arranged in the receiving device. Optionally, the projector device has a further radiation source, with the further radiation source being, in particular, a static background light tion can form. In particular, the further radiation source is based on thermal radiation. Provision can be made, for example, for the radiation source to be in the form of a resistance grid, with resistances being heated by electric current so that they also emit optical emissions which can be received and detected by the seeker head. The light pattern can be supplemented by the additional radiation source, for example, with uniform but also with non-uniform background lighting or background scene.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist die Projektorvorrichtung mehrere der Lasereinrichtungen auf. Insbesondere sind die Lasereinrichtungen unabhängig voneinander hinsichtlich der Leistung einstellbar und/oder kontrollierbar. Im Speziellen können diese selektiv aktiviert und deaktiviert werden. Es ist bevorzugt, dass die Lasereinrichtungen mindestens zwei unterschiedliche Wellenlängenbereiche für die Laserstrahlen aufweisen. Insbesondere arbeitet eine der Lasereinrichtungen in einem ersten Wellenlängenbereich und eine zweite der Lasereinrichtungen in einem zweiten Wellenlängenbereich, wobei der erste und der zweite Wellenlängenbereich voneinander beabstandet sind.In a preferred development of the invention, the projector device has several of the laser devices. In particular, the power of the laser devices can be adjusted and/or controlled independently of one another. In particular, these can be selectively activated and deactivated. It is preferred that the laser devices have at least two different wavelength ranges for the laser beams. In particular, one of the laser devices operates in a first wavelength range and a second of the laser devices operates in a second wavelength range, the first and second wavelength ranges being spaced apart from one another.
Besonders bevorzugt weist genau einer, mindestens einer, einige oder alle der Lasereinrichtungen jeweils einen Halbleiterlaser als Strahlungsquelle auf. Insbesondere ist der Halbleiterlaser als ein QCL (Quantum cascade laser) oder als ein ICL (Interband - Kaskaden - Laser) ausgebildet.Particularly preferably, precisely one, at least one, some or all of the laser devices each have a semiconductor laser as the radiation source. In particular, the semiconductor laser is designed as a QCL (quantum cascade laser) or as an ICL (interband cascade laser).
Bevorzugt arbeitet genau einer, mindestens einer, einige oder alle der Lasereinrichtungen in einem MWIR Wellenlängenbereich (mid wavelength infrared mit Wellenlängen von 3,0 µm bis 8 µm) und/oder in einem LWIR Wellenlängenbereich (long-wavelength infrared mit Wellenlängen von 8 bis 15 µm). Diese Wellenlängenbereiche können insbesondere thermische Prozesse über optische Signale realitätsnah simulieren.Preferably, exactly one, at least one, some or all of the laser devices work in an MWIR wavelength range (mid wavelength infrared with wavelengths from 3.0 μm to 8 μm) and/or in an LWIR wavelength range (long-wavelength infrared with wavelengths from 8 to 15 µm). In particular, these wavelength ranges can realistically simulate thermal processes via optical signals.
Es ist bevorzugt, dass genau eine, mindestens eine, einige oder alle Lasereinrichtungen genau oder mindestens eine aktive Strahlführungs- und/oder - formungskomponente als Aktorik aufweist. Besonders bevorzugt sind die Aktoriken der Lasereinrichtungen unabhängig voneinander einstellbar und/oder kontrollierbar. Die Aktoriken können zu einer räumlichen Änderung des Laserstrahls, insbesondere zu einer Ablenkung des Laserstrahls führen, so dass der Laserstrahl auf einer anderen Position auf dem Suchkopfdetektor auftrifft. Alternativ oder ergänzend können die Aktoriken zu einer Änderung der Fokuslage des Laserstrahls führen, so dass der Laserstrahl mit einer anderen Strahlfläche auf dem Suchkopfdetektor auftrifft. Vorzugsweise können somit über die Aktoriken die Position und/oder die Strahlfläche variiert werden.It is preferred that exactly one, at least one, some or all of the laser devices have exactly or at least one active beam guidance and/or beam shaping component as an actuator. The actuators of the laser devices are particularly preferably adjustable and/or controllable independently of one another. The actuators can lead to a spatial change in the laser beam, in particular to a deflection of the laser beam, so that the laser beam strikes the seeker head detector at a different position. Alternatively or additionally, the actuators can lead to a change in the focus position of the laser beam, so that the laser beam impinges on the seeker head detector with a different beam surface. The position and/or the jet area can thus preferably be varied via the actuators.
Bei einer ersten möglichen Ausgestaltung der Erfindung ist genau eine, mindestens eine einige oder alle der Aktoriken als ein Scanner ausgebildet. Besonders bevorzugt ist der Scanner als ein Transmissionsscanner realisiert, wobei dieser z.B. ein lateral verschiebbares Linsenpaar aufweist. Alternativ hierzu ist es Scanner als ein akustooptischer Scanner ausgebildet. Vorzugsweise ist der Ablenkwinkelbereich so gewählt, dass das Sehfeld des Suchkopfes, insbesondere der Suchkopfoptik, vollständig abgedeckt ist und/oder dass der Laserstrahl auf den gesamten Suchkopfdetektor gelenkt werden kann.In a first possible embodiment of the invention, exactly one, at least one, some or all of the actuators are designed as a scanner. The scanner is particularly preferably implemented as a transmission scanner, with this having, for example, a laterally displaceable pair of lenses. As an alternative to this, the scanner is designed as an acousto-optical scanner. The deflection angle range is preferably selected in such a way that the field of view of the seeker head, in particular the seeker head optics, is completely covered and/or that the laser beam can be directed onto the entire seeker head detector.
Bei einer bevorzugten konstruktiven Ausgestaltung der Erfindung weist die Projektorvorrichtung ein mehrseitiges, reflektierendes Pyramidenbauteil, insbesondere Pyramidalspiegelbauteil auf. Das Pyramidenbauteil weist Reflexionsflächen auf, wobei den Reflexionsflächen jeweils genau oder mindestens eine Lasereinrichtung zugeordnet ist. Die Reflexionsflächen dienen als Reflexionsspiegel, wobei der jeweilige Laserstrahl umgelenkt und in Richtung des Suchkopfs und/oder in Richtung der Aufnahmevorrichtung reflektiert wird.In a preferred constructional embodiment of the invention, the projector device has a multi-sided, reflecting pyramid component, in particular a pyramidal mirror component. The pyramidal component has reflective surfaces, with the reflective surfaces being assigned precisely or at least one laser device. The reflection surfaces serve as reflection mirrors, with the respective laser beam being deflected and reflected in the direction of the seeker head and/or in the direction of the recording device.
Besonders bevorzugt weist die Projektorvorrichtung eine optische Achse auf, wobei in dem Strahlengang die Laserstrahlen zunächst gleichgerichtet mit der optischen Achse verlaufen, nachfolgend an einem Scanner, vorzugsweise einem Spiegelscanner, umgelenkt werden, so dass diese gleichgerichtet zu einer Radialebene zu der optischen Achse verlaufen. Nachfolgend treffen die Laserstrahlen auf das Pyramidenbauteil auf, wodurch die Laserstrahlen in Richtung des Suchkopfs und/oder in Richtung der Aufnahmevorrichtung reflektiert werden. Durch diesen Aufbau können die Laserstrahlen in lateraler Richtung in Bezug auf den Suchkopfdetektor und/oder in Bezug auf eine Radialebene zu der optischen Achse durch den Scanner versetzt werden.The projector device particularly preferably has an optical axis, with the laser beams initially running in the same direction as the optical axis in the beam path, and then being deflected at a scanner, preferably a mirror scanner, so that they run in the same direction as a radial plane to the optical axis. The laser beams then impinge on the pyramid component, as a result of which the laser beams are reflected in the direction of the seeker head and/or in the direction of the recording device. With this structure, the laser beams can be offset in a lateral direction in relation to the seeker head detector and/or in relation to a radial plane to the optical axis through the scanner.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist die Testanordnung eine Kontrolleinrichtung zur Kontrolle der Lasereinrichtungen auf. Insbesondere ist die Kontrolleinrichtung ausgebildet, die Lasereinrichtungen unabhängig voneinander hinsichtlich der Intensität, der Strahlfläche und/oder der Position auf eine Detektorebene und/oder auf dem Suchkopfdetektor zu kontrollieren, insbesondere zu steuern.In a preferred development of the invention, the test arrangement has a control device for controlling the laser devices. In particular, the control device is designed to monitor, in particular to control, the laser devices independently of one another with regard to the intensity, the beam area and/or the position on a detector plane and/or on the seeker head detector.
Besonders bevorzugt ist die Kontrolleinrichtung schaltungstechnisch und/oder programmtechnisch ausgebildet, die Lasereinrichtungen so anzusteuern, dass raum-zeitliche Lichtmuster zur Stimulation von Suchkopfmustern des Suchkopfs erzeugt und/oder auf die Detektorebene und/oder auf den Suchkopfdetektor projiziert werden.The control device is particularly preferably designed in terms of circuitry and/or programming to control the laser devices in such a way that spatiotemporal light patterns are generated for stimulating seeker head patterns of the seeker head and/or projected onto the detector plane and/or onto the seeker detector.
Bei den Lichtmustern kann es sich beispielsweise um „flares“-Lichtmuster, also Lichtmuster handeln, welche den thermischen und/oder optischen Emissionen von IR-Täuschkörpern entsprechen. IR-Täuschkörper, im Englischen Decoy Flares genannt, sind Täuschkörper gegen Lenkwaffen mit einem derartigen Suchkopf. Die beim Einsatz von Flares entstehende Wärmestrahlung soll die Suchkopf-Sensorik vom eigentlichen Ziel ablenken, optimalerweise auf die Wärmestrahlung der Hitzefackel. Dies geschieht durch die Erzeugung von IR-Clutter durch viele verschiedene Wärmequellen, die Erzeugung von spezifischen Emissionsspektren, um dem Sucher ein Scheinziel anzubieten, und der Erzeugung von Hitzewänden zur Verdeckung des eigentlichen Zieles.The light patterns can be, for example, "flares" light patterns, ie light patterns which correspond to the thermal and/or optical emissions of IR decoys. IR decoys, also known as decoy flares, are decoys against guided missiles with such a seeker head. The thermal radiation that occurs when using flares is intended to distract the seeker sensors from the actual target, optimally to the thermal radiation of the heat flare. It does this by creating IR clutter from many different heat sources, generating specific emission spectra to present a decoy to the seeker, and creating heat walls to obscure the actual target.
Vorzugsweise weist die Kontrolleinrichtung eine Speichereinheit mit den Suchkopfmustern des zu testenden Suchkopfs und/oder eine Aufnahmeschnittstelle zur Übernahme der Suchkopfmuster des zu testenden Suchkopfs auf. In dieser Ausgestaltung kann die Kontrolleinrichtung auf die Suchkopfmuster des Suchkopfs zugreifen und entsprechende Lichtmuster generieren, um den Suchkopf zu testen.The control device preferably has a memory unit with the search head patterns of the search head to be tested and/or a recording interface for accepting the search head patterns of the search head to be tested. In this refinement, the control device can access the search head pattern of the search head and generate corresponding light patterns in order to test the search head.
Prinzipiell ist es möglich, dass an der Testanordnung ein CIL-Test (computer in the loop) durchgeführt wird, wobei der Suchkopf in der Aufnahmevorrichtung und/oder in der Testumgebung stationär angeordnet ist. Bei einer bevorzugten Weiterbildung wird an der Testanordnung ein HIL-Test (hardware in the loop) durchgeführt, wobei die Aufnahmevorrichtung und/oder der Suchkopf in der Testumgebung ergänzend bewegt wird.In principle, it is possible for a CIL test (computer in the loop) to be carried out on the test arrangement, with the search head being arranged in a stationary manner in the recording device and/or in the test environment. In a preferred development, an HIL test (hardware in the loop) is carried out on the test arrangement, with the recording device and/or the seeker head also being moved in the test environment.
Bei einer möglichen Ausgestaltung der Erfindung weist die Testanordnung eine Robotervorrichtung zur Manipulation der Aufnahmevorrichtung auf, um eine Flugbewegung und/oder Störbewegung des Suchkopfs zu simulieren. Beispielsweise kann die Robotervorrichtung zwei Drehachsen aufweisen, welche besonders bevorzugt kardanisch angeordnet sind, um schnelle Bewegungen von der Aufnahmevorrichtung und damit von dem Suchkopf zu erzeugen.In one possible embodiment of the invention, the test arrangement has a robotic device for manipulating the recording device in order to simulate a flight movement and/or disturbing movement of the seeker head. For example, the robotic device can have two axes of rotation, which are particularly preferably arranged gimballed in order to generate rapid movements of the recording device and thus of the seeker head.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung werden die Projektorvorrichtung und die Aufnahmevorrichtung durch die Robotervorrichtung gemeinsam manipuliert.In a preferred development of the invention, the projector device and the recording device are manipulated together by the robot device.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Testen von einem Suchkopf wobei in einer Testumgebung dem Suchkopf mindestens ein Laserstrahl zugeführt wird, wobei der mindestens eine Laserstrahl ein Lichtmuster als ein Eingangssignal für den Suchkopf bildet. Besonders bevorzugt wird das Verfahren in der Testanordnung durchgeführt, wie diese zuvor beschrieben wurde bzw. nach einem der vorhergehenden Ansprüche.Another object of the invention relates to a method for testing a seeker head, wherein at least one laser beam is fed to the seeker head in a test environment, the at least one laser beam forming a light pattern as an input signal for the seeker head. The method is particularly preferably carried out in the test arrangement as described above or according to one of the preceding claims.
Weitere Merkmale, Wirkungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung sowie der beigefügten Figuren. Dabei zeigen:
-
1 eine schematische Blockdarstellung von einer Testanordnung als ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung; -
2 eine schematische Blockdarstellung von einer Projektorvorrichtung mit einem Suchkopf, wie diese inder 1 einsetzbar ist, in seitlicher Ansicht; -
3 eine schematische Blockdarstellung von der Projektorvorrichtung mit dem Suchkopf aus der2 in axialer Ansicht.
-
1 a schematic block diagram of a test arrangement as a first embodiment of the invention; -
2 a schematic block diagram of a projector device with a seeker, as in the1 can be used, in side view; -
3 a schematic block diagram of the projector device with the seeker from FIG2 in axial view.
Die
Der Suchkopf 2 wird von einem Flugkörper getragen, wobei es sich bei dem Flugkörper beispielsweise um einen Lenkkörper, eine Rakete oder ein anderes Flugzeug handeln kann. Der Suchkopf 2 weist eine Suchkopfoptik 3 zur Strahlführung und Strahlformung von den optischen und/oder thermischen Emissionen als Eingangssignal für den Suchkopf 2. Das Eingangssignal wird auf einen Suchkopfdetektor 4 geleitet, wobei der Suchkopfdetektor 4 eine Detektorebene D definiert.The
Die Testanordnung 1 dient zum Einblenden von schnell beweglichen, intensiven Punktzielen zeitlich variabler Bestrahlungsstärken und Spektren aller Zusammensetzung, zum Beispiel Flares oder Laserquellen, in den Strahlengang der Suchkopfoptik 3 während eines Testverfahrens.The
Die Testanordnung 1 weist eine Projektorvorrichtung 5 auf, wobei die Projektorvorrichtung 5 eine Mehrzahl von Lasereinrichtungen 6 aufweist. Die Lasereinrichtungen 6 weisen jeweils eine Laserquelle 7 auf, wobei die Laserquellen 7 beispielsweise als Halbleiterlaser ausgebildet sind. Beispielsweise sind diese als QCL oder ICL ausgebildet, alternativ können diese als Kantenemitter oder Oberflächenemitter realisiert sein. Die Lasereinrichtungen 6 erzeugen jeweils eine Laserstrahl 8, wobei die Laserstrahlen 8 auf den Suchkopf 2 geführt werden, so dass diese über die Suchkopfoptik 3 in der Detektorebene D auf den Suchkopfdetektor 4 treffen.The
Um die optischen und/oder thermischen Emissionen zu simulieren weisen die Laserstrahlen 8 eine Wellenlänge im Infrarotbereich auf, vorzugsweise mit einer Wellenlänge größer als 3 µm.In order to simulate the optical and/or thermal emissions, the
Die Lasereinrichtungen 6 weisen mindestens eine aktive Strahlführungs- und/oder formungskomponente auf, welche die Laserstrahlen 8 lateral auf der Detektorebene D und/oder auf dem Suchkopfdetektor 4 bewegen können. Alternativ oder ergänzend können die oder weitere Strahlführungs- und/oder formungskomponenten die Strahlfläche der auf der Detektorebene D und/oder auf dem Suchkopfdetektor 4 auftreffenden Laserstrahlen 8 verändern, so dass unterschiedliche Leistungsdichten erzeugt werden können.The
Optional sind Strahlformungsoptiken vorgesehen, welche die Querschnittsprofile und/oder Strahlflächen der Laserstrahlen 8 an die Erfordernisse der Bestrahlungsstärken in der Detektorebene D und/oder auf dem Suchkopfdetektor 4 anpassen. Ebenfalls optional könnte diffraktive Elemente (passiv oder aktiv, z.B. elektro-optisch) vorgesehen sein, welche im Strahlengang eines Laserstrahls 8 angeordnet sind und welche den Laserstrahl 8 aufspalten, um so lokal zum Beispiel eine Gruppe von Punktlichtquellen zu simulieren.Beam shaping optics are optionally provided, which adapt the cross-sectional profiles and/or beam areas of the
Die Laserstrahlen 8 werden beispielsweise über Scanner (Spiegel, Prismen, Linsen etc.) geführt, so dass die Einfallswinkel der Laserstrahlen 8 über das Sehfeld des Suchkopfs 2 bewegt werden können. Die Scangeschwindigkeiten werden aus den Bewegungselementen des Szenariums des Lichtmusters abgeleitet. Die Scanner können als 2-D oder als Verschaltung von 1-D Scanner ausgeprägt sein.The
Die Testanordnung 1 und/oder die Projektorvorrichtung 5 weist eine Kontrolleinrichtung 9 auf, wobei die Kontrolleinrichtung 9 beispielsweise als eine digitale Datenverarbeitungseinrichtung ausgebildet ist. Die Kontrolleinrichtung 9 kontrolliert die Lasereinrichtungen 6. Dabei kann die Kontrolleinrichtung 9 beispielsweise die Leistung der Lasereinrichtungen 6, die Strahlfläche der Laserstrahlen 8 auf der Detektorebene D und/oder auf dem Suchkopfdetektor 4 und/oder die Position der Laserstrahlen 8 auf der Detektorebene D und/oder auf dem Suchkopfdetektor 4 kontrollieren. Die Kontrolleinrichtung 9 kann die Lasereinrichtungen 6, insbesondere die Laserquellen 7 selektiv ansteuern und optional ergänzend sogar in der Wellenlänge kontrollieren.The
Die Kontrolleinrichtung 9 ist ausgebildet, die Lasereinrichtungen 6 so anzusteuern, dass raum-zeitliche Lichtmuster zur Stimulation von Suchkopfmustern des Suchkopfs 2 erzeugt werden. Insbesondere werden bei den Lichtmustern die Position der Laserstrahlen 8 sowie deren Intensität und/oder Leistungsdichte variiert.The
Beispiele für derartige Simulationen sind Flares-Lichtmuster. Z.B. wird dabei die Hitzefackel von Raketen als Lichtmuster simuliert. Über den zeitlichen Verlauf kann die Intensität und die Strahlfläche geändert werden, um z.B. eine Annäherung des Suchkopfs 2 an die simulierten Flares darzustellen und die Reaktion des Suchkopfs 2 zu testen.Flare light patterns are examples of such simulations. For example, the heat flare of rockets is simulated as a light pattern. The intensity and the beam area can be changed over the course of time, e.g. to show an approach of the
Um die Projektorvorrichtung 5 mit den Lasereinrichtungen 6 mit entsprechenden Lichtmustern als Eingangssignal für den Suchkopf 2 anzusteuern, weist die Kontrolleinrichtung 9 optional eine Aufnahmeschnittstelle 10 zur Kopplung mit dem Suchkopf 2 auf, um die Suchkopfmuster von dem Suchkopf 2 zu übernehmen und die Lichtmuster den Suchkopfmustern nachzubilden und zu projizieren. Optional weist die Kontrolleinrichtung 9 eine Speichereinheit 11 auf, in der die Suchkopfmuster abgelegt sind. Die Suchkopfmuster können auch auf einem anderen digitalen Weg in die Speichereinheit 11 übertragen werden.In order to control the
Zur Aufnahme des Suchkopfs 2 weist die Testanordnung 1 eine Aufnahmevorrichtung 12 für den Suchkopf 2 auf, um diesen mechanisch zu fixieren. Optional umfasst die Aufnahmevorrichtung 12 eine Schnittstelle zur datentechnischen Kopplung des Suchkopfs 2 zum Beispiel mit der Kontrolleinrichtung 9.To accommodate the
Die Testanordnung 1 weist optional eine Robotervorrichtung 13 auf, wobei die Robotervorrichtung 13 die Aufnahmevorrichtung 12 und damit den Suchkopf 2 sowie ergänzend die Projektorvorrichtung 5 trägt. Durch die Robotervorrichtung 13 kann der Suchkopf 2 hochdynamisch manipuliert werden, um Flugbewegungen und/oder Störbewegung zu simulieren. Beispielsweise weist die Robotervorrichtung 13 zwei Drehtische auf, welche zueinander kardanisch angeordnet sind und welche den Suchkopf 2 gemeinsam mit der Projektorvorrichtung 5 bewegen können.The
Die
Die
Bei abgewandelten Ausführungsbeispielen ist es möglich, mehr oder weniger Lasereinrichtungen 6 zu positionieren. Optional ist es zudem möglich, dass eine zusätzliche Strahlungsquelle, zum Beispiel ein Widerstandsraster, zur Generierung einer Hintergrundszene vorgesehen ist. Durch die zusätzliche Strahlungsquelle kann ein thermisch leuchtender Hintergrund gebildet werden.In modified embodiments, it is possible to position more or
Die Projektorvorrichtung 5 kann auch nur eine Lasereinrichtung 6 aufweisen, welche einen Scanner 14 hat, der zum Beispiel aus einem lateral verschiebbaren Linsenpaar oder als ein akustooptischer Scanner ausgebildet ist. Der Scanner sitzt auf der optischen Achse A des Suchkopfs 2 bzw. der Suchkopfoptik 3 und speist den Laserstrahl 8 in die Suchkopfoptik 3 ein. Mit dieser Anordnung kann nur ein so genannter Hotspot bzw. mithilfe eines DOE eine korrelierte Gruppe von Hotspots realisiert werden.The
Zur Realisierung mehrerer unkorrelierter Punktquellen (zum Beispiel zum Testen der Kombination von einem Flare und einer zusätzlichen Rakete als Suchkopfmuster) kann das Ausführungsbeispiel gemäß der
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- Testanordnungtest arrangement
- 22
- Suchkopfseeker head
- 33
- Suchkopfoptikseeker optics
- 44
- Suchkopfdetektorseeker detector
- 55
- Projektorvorrichtungprojector device
- 66
- Lasereinrichtunglaser device
- 77
- Laserquellelaser source
- 88th
- Laserstrahlenlaser beams
- 99
- Kontrolleinrichtungcontrol device
- 1010
- Aufnahmeschnittstellerecording interface
- 1111
- Speichereinheitstorage unit
- 1212
- Aufnahmevorrichtungrecording device
- 1313
- Robotervorrichtungrobotic device
- 1414
- Scannerscanner
- 1515
- Pyramidenbauteilpyramid component
- 1616
- Reflexionsflächereflection surface
- DD
- Detektorebenedetector level
Claims (15)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102020004948.6A DE102020004948B4 (en) | 2020-08-14 | 2020-08-14 | Test assembly for a missile seeker and method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102020004948.6A DE102020004948B4 (en) | 2020-08-14 | 2020-08-14 | Test assembly for a missile seeker and method |
Publications (2)
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DE102020004948A1 true DE102020004948A1 (en) | 2022-02-17 |
DE102020004948B4 DE102020004948B4 (en) | 2022-07-07 |
Family
ID=80000580
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
DE102020004948.6A Active DE102020004948B4 (en) | 2020-08-14 | 2020-08-14 | Test assembly for a missile seeker and method |
Country Status (1)
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---|---|
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Citations (6)
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---|---|---|---|---|
US3857042A (en) | 1973-10-26 | 1974-12-24 | Us Navy | Laser seeker test set |
DE3238897A1 (en) | 1982-10-21 | 1984-04-26 | Messerschmitt-Bölkow-Blohm GmbH, 8000 München | Infrared test device for missile homing heads |
DE3637000A1 (en) | 1986-10-31 | 1988-05-05 | Diehl Gmbh & Co | TEST DEVICE, ESPECIALLY FOR THE SEARCH HEAD OF INTELLIGENT STEERING AMMUNITION |
DE10124850A1 (en) | 2001-05-22 | 2002-12-12 | Diehl Munitionssysteme Gmbh | Target Simulation System |
US20110019154A1 (en) | 2008-11-20 | 2011-01-27 | Mbda Uk Limited | Target scene generator |
US20120143551A1 (en) | 2010-11-16 | 2012-06-07 | Raytheon Company | Fixed-Source Array Test Station for Calibration of a Semi-Active Laser (SAL) Seeker |
-
2020
- 2020-08-14 DE DE102020004948.6A patent/DE102020004948B4/en active Active
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE102020004948B4 (en) | 2022-07-07 |
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R016 | Response to examination communication | ||
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R020 | Patent grant now final |