DE1472496C1

DE1472496C1 - Device for the generation and directional emission of electromagnetic radiation, especially in the wavelength range over 1.8 mu

Info

Publication number: DE1472496C1
Application number: DE19651472496
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Dr Guenter Pusch
Original assignee: Eltro GmbH and Co
Current assignee: Eltro GmbH and Co
Priority date: 1965-10-24
Filing date: 1965-10-24
Publication date: 1971-07-15

Description

Vorrichtung zur Erzeugung und gerichteten Aussendung von elektromagnetischer Strahlung, insbesondere im Wellenlängenbereich über 1,8 il Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung und gerichteten Aussendung von elektromognetischer Strahlung, insbesondere im Wellenlängenbereich über i,8,u, d. h. also im infraroten Spektrum.Device for generating and directed emission of electromagnetic Radiation, in particular in the wavelength range above 1.8 μl. The invention relates to a device for the generation and directional emission of electromagnetic Radiation, especially in the wavelength range above i, 8, u, d. H. so in the infrared Spectrum.

Es sind bereits Infrarot-Strahler (vielfach auch als Temperatur-Strahler bezeichnet) bekannt, welche in bestimmten Bereichen des infraroten Spektrums eine intensive Emission aufweisen. Diese Infrarot-Strahler bestehen z. B. aus faden- oder stäbehenförmig ausgebildeten festen Substanzen, insbesondere Metallen oder Metalloxiden, welche auf eine hohe Temperatur gebracht werden.They are already infrared emitters (often also as temperature emitters known), which in certain areas of the infrared spectrum a have intense emission. These infrared emitters consist, for. B. from thread or rod-shaped solid substances, in particular metals or Metal oxides which are brought to a high temperature.

Man erhält mit ihnen praktisch Strahlungsquellen geringer Ausdehnung, welche etwa für Meßzwecke, bei denen auf geringe Distanzen gearbeitet wird, sehr gut geeignet sind. Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Erzeugung und gerichteten Aussendung von Infrarot-Strahlung zu schaffen, welche als flächenhafter Infrarot-Strahler wirkt, wobei eine optische Bündelung der abgegebenen Strahlung in eine vorgegebene Richtung gefordert wird.With them you get practically radiation sources of small extent, which, for example, for measuring purposes where work is carried out at short distances, very are well suited. In contrast, the invention is based on the object of a device to create and directional emission of infrared radiation, which acts as a planar infrared emitter, whereby an optical bundling of the emitted Radiation in a given direction is required.

Insbesondere soll es die Vorrichtung erlauben, sie auch noch aus größerer Entfernung mühelos ermitteln zu können.In particular, the device should allow it to be made even larger To be able to determine the distance effortlessly.

Die Vorrichtung zur Erzeugung und gerichteten Aussendung von elektromagnetischer Strahlung, insbesondere im Wellenlängenbereich über z,8,u, ist daher erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß vor einem mit heißer Flamme brennenden System mindestens ein netzartiges Gebilde aus schwer schmelzbarem Material und von relativ großer Oberfläche angeordnet ist, welchem in ge-' eignetem Abstand ein optisches System zur Bildung der gewünschten Strahlungsrichtung und Strahlungsbündelung folgt. Es wird also die von dem netzartigen Gebilde infolge dessen Erhitzung abgegebene Strahlung zur Aussendung benützt. Die netzartige Ausbildung gewährleistet eine rasche Erhitzbarkeit. Nach weiteren Merkmalen der Erfindung ist vorgesehen, daß zur Ausfilterung bestimmter Wellenlängenbereiche das optische System aus teilweise absorbierendem Material, vorzugsweise Germanium oder Silizium, besteht oder daß das optische System mit einem Interferenzfilter kombiniert ist. Ein solches Interferenzfilter kann beispielsweise auf die Oberfläche des optischen Systems aufgedampft sein.The device for the generation and directional emission of electromagnetic Radiation, in particular in the wavelength range above z, 8, u, is therefore according to the invention characterized in that in front of a system burning with a hot flame at least a net-like structure made of difficult to melt material and of relative greater Surface is arranged, which an optical system at a suitable distance for the formation of the desired direction of radiation and radiation concentration follows. It thus becomes the radiation given off by the net-like structure as a result of its heating used for sending. The network-like design ensures that it can be heated quickly. According to further features of the invention it is provided that certain filters are used Wavelength ranges the optical system made of partially absorbing material, preferably germanium or silicon, or that the optical system with a Interference filter is combined. Such an interference filter can, for example be vapor deposited on the surface of the optical system.

Auf diese Weise ist es möglich, in bestimmten begrenzten @,#'ellenlängenbereichen von z. B. 1,8 bis 2,.1u oder von 3,5 bis 4,5u eine flächenhafte Strahlungsemission zu erzielen, welche darüber hinaus auf Grund der gleichzeitigen optischen Bündelung auch an einem gegebenenfalls sehr weit entfernten Empfangsort noch sehr gut aufgefaßt werden kann.In this way it is possible to use certain limited @, # 'wavelength ranges from Z. B. 1.8 to 2, .1u or from 3.5 to 4.5u a planar radiation emission to achieve which, in addition, due to the simultaneous optical bundling even at a receiving location that is very distant, if necessary, still very well understood can be.

Die Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Ein Ausführungsbeispiel ist in den folgenden Erläuterungen zu den Zeichnungen dargestellt. Von diesen stellt Fig. i im Ausführungsbeispiel eine Vorrichtung in Schnittansicht schematisch dar. Fig.2 zeigt einen Flugkörper, an dem eine als IR-Leuchtsatz dienende Vorrichtung mit den erfindungsgemäßen Merkmalen angebracht ist.The developments of the device according to the invention result from the subclaims. An exemplary embodiment is in the following explanations shown on the drawings. Of these, FIG. I shows in the exemplary embodiment a device in sectional view schematically. Fig.2 shows a missile, on which one serving as an IR flare device with the features according to the invention is appropriate.

Gemäß Fig. i befindet sich innerhalb eines die Vorrichtung umgebenden Mantels i ein Brennsystem 2, welches etwa ein pyrotechnisches Gemisch enthält oder mit brennbarem Gas arbeitet.According to Fig. I is located within a surrounding the device Shell i a combustion system 2, which contains about a pyrotechnic mixture or works with flammable gas.

Beim Abbrennen des pyrotechnischen Gemisches bzw. bei brennender Gasflamme werden die vor dem Brennsystem angeordneten Metalldrahtnetze 3 hoch erhitzt. In diesem Ausführungsbeispiel sind insgesamt drei Metalldrahtnetze derart hintereinander angeordnet, daß sie gegeneinander auf Lücke gesetzt sind. Die Verwendung mehrerer Drahtnetze erbringt den Vorteil, daß eine sehr große strahlende Oberfläche erhalten werden. kann, wodurch die Strahlungsdichte und -leistung sehr günstig erhöht werden. Dadurch, daß sie gegeneinander auf Lücke gesetzt sind, ist sichergestellt, daß die nachfolgende Optik .4 durch die heißen Flammen 8 des Brennsystems 2 nicht beschädigt wird.When the pyrotechnic mixture is burning or when the gas flame is burning the metal wire nets 3 arranged in front of the firing system are heated up. In In this embodiment there are a total of three metal wire nets one behind the other arranged that they are mutually set to gap. The use of multiple Wire mesh has the advantage that it has a very large radiating surface will. can, whereby the radiation density and power can be increased very favorably. The fact that they are set to a gap against each other ensures that the subsequent optics .4 not damaged by the hot flames 8 of the combustion system 2 will.

Auf der den erhitzten Metalldrahtnetzen 3 zugeordneten Oberfläche des optischen Systems 4 ist ein Interferenzfilter 6 aufgedampft, welches zur Einengung des auszusendenden Wellenlängenbereiches dient. Auf der den Metalldrahtnetzen 3 abgewendeten Seite des Brennsystems 2 ist ein Hohlspiegel ? angebracht, welcher die von den Metalldrahtnetzen 3 in Richtung des Brennsystems 2 zurückgestrahlte Energie auffängt und wieder nach vorn in Richtung auf das optische System 4 wirft, so daß keine Wärmestrahlung verlorengeht.On the surface assigned to the heated metal wire nets 3 of the optical system 4, an interference filter 6 is vapor-deposited, which for narrowing of the wavelength range to be transmitted is used. On the metal wire nets 3 facing away side of the burning system 2 is a concave mirror? attached which which radiated back from the metal wire nets 3 in the direction of the burning system 2 Catches energy and throws it forward again in the direction of the optical system 4, so that no heat radiation is lost.

Die durch das optische System 4 im wesentlichen parallel gerichtete Strahlung tritt nun durch ein Fenster 5 aus der Strahlungsvorrichtung aus.The direction through the optical system 4 is essentially parallel Radiation now emerges from the radiation device through a window 5.

Es ist auch möglich, das optische System zur Bündelung der Strahlung so auszubilden, daß es aus einer mosaikartig zusammengesetzten Linsenanordnung besteht, wobei die einzelnen Teilsysteme jeweils entsprechende Teilflächen des Strahlungsquerschnittes für sich bündeln und gerichtet aussenden. Beispielsweise kann das optische System aber auch nach der Art der Fresnel-Linsen ausgebildet sein.It is also possible to use the optical system to focus the radiation designed so that it consists of a mosaic-like composite lens arrangement, the individual subsystems each having corresponding subareas of the radiation cross section bundle for oneself and send out directed. For example, the optical system but also be designed according to the type of Fresnel lenses.

Die Vorrichtung zur Erzeugung und gerichteten Aussendung von elektromagnetischer Strahlung, insbesondere im Wellenlängenbereich über i,8u, nach der Erfindung ist nun z. B. vorzüglich als IR-Leuchtsatz für fernlenkbare Flugkörper geeignet. Bei derartigen Fernlenksystemen wird beim Abschuß des Flugkörpers ein an diesem angebrachter pyrotechnischer Leuchtsatz gezündet, so daß der Flugkörper vom Abschußort aus genau in seiner Flugbahn beobachtet werden kann. Der Flugkörper wird durch vom Beobachtungsstandort aus zum Flugkörper gesendete Lenkkommandos in seiner Flugbahn beeinflußt, wobei das von dem Leuchtsatz abgegebene Licht insbesondere dazu dient, den Flugkörper mit dem Ziel optisch zur Deckung zu bringen, d. b., bei irgendwelchen Abweichungen von seiner erforderlichen Flugbahn wird er stets in Richtung der Visierlinie gelenkt. Die bisher bekanntgewordenen pyrotechnischen Leuchtsätze senden nun beim Abbrennen ein breites, vom sichtbaren Bereich bis weit in das Infrarote reichendes Spektrum aus.The device for the generation and directional emission of electromagnetic Radiation, especially in the wavelength range above i, 8u, according to the invention now z. B. excellently suitable as an IR flare for remotely steerable missiles. at Such remote control systems is attached to the missile when it is launched pyrotechnic flare ignited, so that the missile is accurate from the launch site can be observed in its trajectory. The missile is through from the observation site influenced from steering commands sent to the missile in its trajectory, wherein the light emitted by the flare is used in particular to target the missile with the aim of optically coinciding, d. b., in the event of any discrepancies its required trajectory will always guide it in the direction of the line of sight. The previously known pyrotechnic flares now send when they burn down a broad spectrum ranging from the visible range to far into the infrared out.

Bei Verwendung eines Infrarot-Ortungsgerätes, das zur automatischen Ablagebestimmung des Flugkörpers von der optischen Visierlinie und nachfolgender Bildung entsprechender Lenkkommandos dient, ist es jedoch erwünscht, daß der Leuchtsatz des Flugkörpers nur in dem Wellenlängenbereich Strahlung emittiert, in welchem das IR-Ortungsgerät arbeitet, z. B. also im Bereich von 1,8 bis 2,4u.When using an infrared locator that is used for automatic Determination of the placement of the missile from the optical line of sight and beyond Formation of appropriate steering commands is used, but it is desirable that the flare of the missile emits radiation only in the wavelength range in which the IR locator works, e.g. B. So in the range of 1.8 to 2.4u.

Diese Forderung wird nun bei Ausrüstung der genannten fernlenkbaren Flugkörper mit einem IR-Leuchtsatz mit den Merkmalen der erfindungsgemäßen Vorrichtung voll erfüllt.This requirement is now when equipping the remotely controllable Missile with an IR flare with the features of the device according to the invention fully fulfilled.

Vor allem wird damit auch der Einsatz fernlenkbarer Flugkörper bei Nacht ermöglicht, ohne daß für Tages- und Nachteinsätze jeweils verschiedene Leuchtsätze benötigt werden.Above all, the use of remotely steerable missiles is also a factor here Night made possible without different light sets for day and night use are needed.

In der Fig. 2 ist beispielsweise ein fernlenkbarer Flugkörper g dargestellt, an dem ein rohrförmig ausgebildeter IR-Leuchtsatz io nach der Erfindung befestigt ist.In Fig. 2, for example, a remotely steerable missile g is shown, on which a tubular IR flare set io according to the invention is attached is.

Der IR-Leuchtsatz io ist derart am Außenmantel des Flugkörpers g angebracht, daß die Aussendung der IR-Strahlung in zur Flugrichtung entgegengesetzter Richtung erfolgt.The IR flare io is attached to the outer shell of the missile g in such a way that that the emission of IR radiation in the opposite direction to the direction of flight he follows.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Device for generation and directional transmission of electromagnetic radiation, especially in the wavelength range over 1.8u, through this marked, cl <il .; before eillc # ni with llcil.lei-flaninie burning system at least one net-like structure made of difficult-to-melt material and in front of it an optical system for bundling radiation is arranged.

2. Device according to Claim i, characterized in that for filtering out certain wavelength ranges the optical system made of partially absorbing material, preferably germanium or silicon.

3. Device according to claim i, characterized in that that the optical system with a Interference filter is combined.

4 .. Device according to claim 3, characterized in that that the interference filter is vapor-deposited on the surface of the optical system.

5. gate direction according to claim i to 4, characterized in that the combustion system contains a pyrotechnic mixture.

6. Apparatus according to claim i to: 4, characterized characterized in that the combustion system contains a combustible gas. . Device flat All verses I to .l and according to one of claims 5 or 6, characterized in that that the structure to be heated by the firing system is a metal wire mesh. @. Device according to claim i to 4, 5 or 6 and 7, characterized in that several wire nets are arranged one behind the other in such a way that they are against each other are set to gap. G. Device according to all claims i to 8, characterized in that that on the side of the burning system facing away from the wire nets a concave mirror to collect the heated structure in the opposite direction to the transmission Direction emitted radiation is arranged. ok Device according to claim i to g, characterized in that it is used as an infrared lighting device for remote control Missile used and is attached to the missile for this purpose so that the The IR radiation is emitted in the opposite direction to the direction of flight.