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Auf Wärmestrahlung ansprechendes Zielsuchgerät mit Anordnung zum Unwirksammachen
der Strahlung von Störzielen Die Erfindung bezieht sich auf Zielsuchgeräte, die
auf Wärmestrahlung ansprechen und eine Anordnung zum Unwirksammachen der Strahlung
von Störzielen besitzen. Bei Luftzielen sind dies insbesondere die Sonne undLeuchtbomben,
auf deren intensiveWärme-5trahlung die ultrarotempfindlichen Empfangsorgane der
Zielsuchgeräte ansprechen.
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Die bekanntgewordenen Einrichtungen zum Unterdrücken der Strahlung
von Störzielen bei Wärmepeilgeräten beschränken sich auf feststehende oder bekannten
Bahnlinien folgende Störziele bzw. auf solche Störziele, die keine mit der Strahlung
des Nutzziels übereinstimmende Strahlung aussenden. Im ersten. Fall wird die Empfangseinrichtung
gegenüber den Störzielen durch Schablonen abgedeckt, im zweiten Fall wird die Nutzstrahlung
ausgefiltert.
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Demgegenüber wird bei dem erfindungsgemäßen Wärmestrahlungs-Zielsuchgerät
ein bei fotoelektrischen Empfangseinrichtungen für Lichtzeichen an sich bekanntes
Verfahren zur Störstrahlungskompensation angewandt, bei dem der auf die Strahlung
des Nutzlichts ansprechenden Empfangseinrichtung eine zweite Empfangseinrichtung
zugeordnet ist, die auf eine in dem Nutzlicht nicht enthaltene Strahlungskomponente
des Störlichts anspricht und die Steuerimpulse unterdrückt, die durch die mit der
Strahlung des Nutzlichts übereinstimmende Strahlungskomponente des Störlichts ausgelöst
werden.
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Die Erfindung geht davon aus, daß die von Zielsuchgeräten aufgesuchten
wärmestrahlenden Ziele im allgemeinen und bei taktischem Einsatz praktisch immer
nur sehr langwelliges. Ultrarot, die zu unterdrückenden Störziele jedoch außer dem
langwelligen Ultrarot auch kurzwelligere, insbesondere im sichtbaren Spektralbereich
liegende Strahlung aussenden, d. h. ein Emissionsspektrum besitzen, das wesentlich
breiter ist und ein weiter im Kurzwelligen liegendes Maximum besitzt als das von
dem gesuchten Ziel abgegebene Emissionsspektrum.
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Beim Erfindungsgegenstand wird die im Emissionsspektrum des Störziels
enthaltene, kurzwelligere, insbesondere sichtbare Strahlung dazu verwendet, die
von den langwelligeren, mit der Strahlung eines Suchziels übereinstimmenden Strahlungskomponenten
ausgelösten Steuerimpulse zu unterdrücken. Es wird also nicht die Störstrahlung
von dem strahlungsempfindiichen Organ ferngehalten, sondern nur der von ihr ausgelöste
photoelektrische Effekt nicht im Steuermechanismus des Zielsuchgeräts ausgewertet.
Das erfindungsgemäße Zielsuchgerät wird daher mit besonderem Vorteil in Verbindung
mit bewegten Trägern, z. B. Flugzeugen, Raketen od. dgl, angewandt, welche Beobachtungsräume
von laufend veränderlichem Inhalt zu überprüfen haben, so daß sie infolgedessen
nicht für festgelegte Raumabschnitte blind gemacht werden können.
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Für das erfindungsgemäße Zielsuchgerät kommen zum Empfang der Nutzstrahlung
in erster Linie solche strahlungsempfindlichen Einrichtungen, in Betracht, die trägheitslos
und mit hoher Empfindlichkeit auf langwelliges Infrarot, insbesondere über 1,3 Mikron,
ansprechen. Hierzu gehören beispielsweise Bleisulfid-, Bleiselenid- und Bleitellurid-Widerstands-
oder -Sperrschichtphotozellen, deren Empfindlichkeitsmaxima bei etwa 2,5 bzw. 4
bzw. 5,5 Mikron und deren langwellige Empfindlichkeitsgrenze bei etwa 3,8 bzw. 5
bzw. 7 Mikron liegen. Auch Germanium-Photozellen sind infolge ihrer höheren Empfindlichkeit
für Strahlung bis zu 1,8 Mikron Wellenlänge den Alkaliphotozellen überlegen. Mit
Photozellen dieser Art lassen sich also beispielsweise noch die erhitzten Motorengehäuse,
Auspufftöpfe oder Auspuffgase von Flugzeugen oder Raketen orten.
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Die Störzielausscheid'ung läßt sich beim Erfindungsgegenstand in verschiedener
Weise vornehmen. Bekanntlich kann das Einsteuern einer zielsuchenden Einrichtung
auf ein Ziel in der Weise bewirkt werden, daß der Beobachtungsraum mit Hilfe einer
scharf bündelnden Einrichtung, z. B. eines Hohlspiegels, nach zwei meist kartesischen
Koordinaten abgetastet wird und bei Auffindung eines strahlenden Objekts in den
im Brennpunkt, des Hohlspiegels, angeordneten, den Bewegungskoordinaten zugeordneten
Photozellen Photoströme ausgelöst werden, die entweder den Suchspiegel stillsetzen
und seine Koordinatenstellung ablesen oder zu Steuerzwecken ausnutzen lassen oder
bei sich bewegendem Träger die Körper- bzw. Bewegungsachse des Trägers in die optische
Achse des am Ziel haftenden Suchspiegels nachführen.
Ein anderes
bekanntes Einsteuerungsprinzip besteht darin, daß man mindestens zwei strahlungsempfindliche
Organe getrennt voneinander an den Enden einer Meßbasis anbringt und ihre Anzeigen
nach dem Verfahren der Meßbasis-Trigonometrie auswertet. Zwecks Bestimmung von Seite
und Höhe werden entweder drei Organe in den Ecken eines Meßdreiecks oder vier Organe
in den Ecken eines Meßquadrats angeordnet und entsprechend paarweise ausgewertet,
um den Steuerorganen für den Träger Befehle für zwei lotrecht aufeinanderstehende
Richtungskomponenten zu geben.
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Es gibt auch zielsuchende Einrichtungen, bei denen der Beobachtungsraum
auf einer Mosaikphotokathode (z. B. eines Ikonoskops) abgebildet und das Ladungsbild
durch einen Elektronenstrahl abgetastet wird, wobei die Ladung des Ziel-Bildpunkts
in ähnlicher Weise, wie vorstehend beschrieben, zur Zielansteuerung ausgewertet
wird.
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Die für die Auswertung,der vom Ziel ausgelösten Photoströme oder -ladungen
benötigten Differenz-, Kompensations- oder Auswahlschaltungen sind an sich bekannt
und nicht Gegenstand der Erfindung.
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Zur Durchführung der .Erfindung muß die zielsuchende Einrichtung so
ausgestaltet sein, da.B sie Auskunft über den Inhalt- bzw. die Breite des Emissionsspektrums
eines Beobachtungsziels gibt und bei Vorhandensein von intensitätsreicher kurzwelliger,
insbesondere sichtbarer Strahlung neben langwelliger Wärmestrahlung einen Befehlsimpuls
auslöst, der den von der langwelligen Wärmestrahlung verursachten Steuerimpuls unterdrückt.
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Die Analvse der Zielstrahlung erfolgte entweder in der bei der Lichtzeichengebung
bekannten Weise mit Hilfe eines zusätzlichen Strahlungsempfängers, z. B. Photozelle,
die von der kurzwelligen Zielstrahlung spezifisch beeinflußt wird, oder mit Hilfe
eines für das gesamte Zielstrahlungsspektrum empfindlichen Strahlungsempfängers,
der abwechselnd mit der kurzwelligen und der langwelligen :Zielstrahlungskomponente
bestrahlt wird. Diese Strahlenaussiebung erfolgt in an sich bekannter Weise durch
Filter. Geeignete Infrarotfiltex' bzw. zur Abschirmung von langwelliger Strahlung
passende Filter sind im Handel.
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Bei Anlagen mit mehr als einem strahlungsempfindlichen Organ muß dafür
gesorgt werden, daß diese Organe gleiche Empfindlichkeit und praktisch gleiche elektrische
Daten aufweisen. Solche Sätze von strahlungsempfindlichen Organen gleicher Eigenschaften
werden zweckmäßigerweise aus größerem Fabrikationsmaterial ausgesucht. Nicht zu
große Eigenschaftsunterschiede können fernerhin durch zusätzliche Schaltelemente,
z. B. Parallel- oder Serienwiderstände, unterschiedliche Betriebsspannungen usw.
ausgeglichen werden. Es ist fernerhin erforderlich, daß die den strahlungsempfindlichen
Organen nachgeschalteten, mechanischen und elektrischen Elemente bis zum Steuerorgan
hin unter sich möglichst gleichwirkend, zumindest aber wirkungskonstant sind. Um
zu verhindern, daß die von mehreren strahlungsempfindlichen Organen ausgelösten
Photoimpulse auf ihrem weiteren Wege bis zum Steuerorgan hin durch solche zeitlich
inkonstanten elektrischen Mittel, insbesondere Röhrenverstärker, verfälscht werden,
wird vorzugsweise nur ein einziger Verstärker verwendet, der durch mechanische oder
elektronische Schaltmittel in vorgegebener Reihenfolge einerseits an die verschiedenen
strahlungsempfindlichen Organe und andererseits an die nachgeschalteten Elemente
der Steueranlage angeschaltet wird. Da die die Bewegung der zielsuchenden Einrichtung
regelnden Organe, wie Steuerruder usw., als mechanische Elemente vergleichsweise
träge arbeiten und entsprechende niederfrequente Steuerimpulse erhalten, brauchen
auch die Unterdrückungsbefehle nur in entsprechend langsamer Folge gegeben zu werden.
Eine Befehlsfrequenz von 25 Hertz hat sich erfahrungsgemäß als zweckmäßig erwiesen.
Dementsprechend ]rann also beispielsweise die Strahlenaussiebung mit Hilfe von Strahlungsfiltern
erfolgen, die auf einem mit der Frequenz von 25 Hertz oszillierenden oder umlaufenden
Träger angeordnet sind. Der Filterwechsel wird vorzugsweise mit der an sich bekannten
Strahlenzerhackung vor dem Strahlungsempfänger gekuppelt, durch die die Verwendung
von Wechselstromverstärkern für die Photoströme ermöglicht wird. Beispielsweise
können die Strahlungsfilter auf einer umlaufenden Lochscheibe mit dazwischenliegenden
Dunkelsektoren angeordnet sein. Diese Einrichtung ist auch für Ikonoskope mit Mosaikphotokathoden
geeignet. Auch die vorerwähnte periodische Anschaltung der verschiedenen strahlungsempfindlichen
Organe an einen Verstärker kann mit dieser Frequenz erfolgen.
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Es ist fernerhin möglich, die Meßstrahlung ohne Unterbrechung auf
die strahlungsempfindlichen Organe einwirken zu lassen und den sich ergebenden Photogleichstrom
entweder als solchen in Röhren-oder Transistorschaltungen zu verstärken oder ihn
zunächst durch mechanische oder elektrische Unterbrecher zu zerhacken und dann mittels
Wechselstromverstärker zu verstärken.
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Die Umwandlung der von den kurzwelligen Strahlungskomponenten des
Störziels ausgelösten Photostromimpulse in Unterdrückungsbefehle kann; ebenfalls
in sehr verschiedener Art und praktisch an jeder Stelle der Schaltung erfolgen,
die von den; durch die langwelligen Strahlungskomponenten erzeugten Photoströmen
beeinflußt wird und die Steuerorgane betätigt. Der Unterdrückungsbefehl kann beispielsweise
ein elektrisches Glied, z. B. Widerstand, Kondensator, unwirksam machen oder ein
mechanisches oder elektrisches Relais öffnen; er kann aber auch ein Differential-
oder Kompensationsgetriebe in Bewegung setzen oder das Gleichgewicht .meiner Brückenschaltung
verschieben. Die Auswahl der geeignetsten Beeinflussung hängt insbesondere von der
Art der zielsuchenden Einrichtung und ihrer Bewegungssteuerung ab.