DE1548417B2 - Anordnung zur optischen ortung von schnellen flugkoerpern insbesondere satelliten - Google Patents
Anordnung zur optischen ortung von schnellen flugkoerpern insbesondere satellitenInfo
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- G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
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Description
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur trägheitslosen, nichtmechanischen Ablenkung von Licht, und
ihr Anwendungsgebiet liegt bei der optischen Ortung von Flugkörpern, insbesondere von. Satelliten.
Bei den bisherigen Methoden der Satellitenortung wird der Satellit durch ein Fernrohr mit Fadenkreuz
anviesiert, und gleichzeitig wird der Ortungsimpuls emittiert mit einer Frequenz von etwa 10 Hz. Ein
wesentlicher Nachteil der bisher bekannten Ortungsverfahren ist die geringe Trefferwahrscheinlichkeit, die
ihre Ursache in verschiedenen atmosphärischen Einflüssen hat, wie beispielsweise Turbulenz- und Absorptionserscheinungen.
Es ist bekannt, daß man durch Ultraschall einen Lichtstrahl ablenken kann, und der gegenwärtige Stand
der Technik auf diesem Gebiet ist aus den folgenden Veröffentlichungen zu ersehen: .-.
1. Lip nick, R., Reich, A., Sch wen, G.,
»Nonmechanical scanning of light using acoustic waves«,
Proc. IEEE, Vol. 52, Juli 1964, S. 853 bis 854.
2. Lipnick, R., Reich, A., Schwen, G., »Nonmechanical scanning of light in One and Two
Dimensions«,
Proc. IEEE, Vol. 53, März 1965, S. 321.
3. Flinchbaugh, D.E.,
»Focusing Ultrasonic System Applicable to Two-Dimensional Optical Beam scanning and Laser
output Modulation«,
JASA, Vol. 3, N. 6, Juni 1965, S. 975.
JASA, Vol. 3, N. 6, Juni 1965, S. 975.
Für die optische Ortung ergibt sich die Aufgabenstellung, den ortenden Lichtstrahl durch Ablenkung
in ein Abtastsystem einzuordnen, und bei der Ortung von schnell bewegten Objekten, insbesondere Satelliten,
dürfte eine spiralförmige Ablenkung die günstigste Lösung darstellen.
Eine spiralförmige Ablenkung, wie sie bei der Ortung von Satelliten und schnellen Flugkörpern benötigt
wird, kann man durch eine zeitlich lineare Änderung der Ultraschallamplitude erreichen. Die
Änderung der Ultraschallamplitude wird durch eine Änderung der Spannung an den Schallsendern hervorgerufen.
Diese Änderung muß bei dem angegebenen Verwendungszweck mit einer verhältnismäßig hohen
Frequenz (in der Größenordnung von 10e Hz) vorsichgehen,
und die Spannungen betragen bei den gewünschten Ablenkwinkeln (siehe Lit. 2) rund 1000 Volt.
Zur Erzeugung der spiralförmigen Ablenkung benötigt man zwei Ultraschallsender mit entsprechender
zeitlicher Amplitudenmodulation. Die Amplitudenmodulation bei den hohen Frequenzen und Spannungen
ist aber nur mit größerem. Aufwand zu erreichen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Schwierigkeiten der Amplitudenmodulation zu umgehen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in einer Ultraschallküvette Schwebungen durch je
zwei zueinander senkrecht stehende und in ihrer Phase um 90° verschobene Ultraschallfelder erzeugt werden.
Ein Ausführungsbeispiel für die erfindungsgemäße Anordnung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt.
Die F i g. 1 zeigt die Anordnung in einer Seitenansicht. Vier Ultraschallsender (ςχ, ς/, ς2, ς2)
werden senkrecht zueinander um eine mit einer bestimmten Flüssigkeit gefüllten Küvette K angeordnet.
Die Schallgeber (z. B. Quarze) ragen in die Küvette hinein. Der Sender S1 wird mit der Frequenz v, der
Sender S1' wird mit der Frequenz ν + Δ betrieben. Der
Sender S2 wird mit der Frequenz ν und der Sender S2'
wird mit der Frequenz ν + Δ betrieben. Die Sender S2
und S2 sind gegenüber den Sendern S1 und S1 in
ihrer Phase um φ = 90° verschoben. Alle Sender haben die gleiche, zeitlich konstante Amplitude.
,Die1 Änderung der Schallamplitude, hervorgerufen
von den Sendern S1 und S1, in einem Punkt der
Küvette (z. B. χ = 0,y = 0) berechnet sich zu:
ίο
Ay = A0 [cos co/ + cos (ω + Δω)ί]
η α \ ίω + ω + Δω\ Δω
= 2A0 cos ■ \t cos
= 2A0 cos ■ \t cos
= 2A0 cos / cos cot. (ω = 2 πν)
Unter der Annahme, daß Δω «ω, gilt
2ω + Δω
= ω.
Die Änderung der Schallamplitude, hervorgerufen von den Sendern S2 und S2, wobei die Phase gegenüber
S1 und S1 um φ = 90° verschoben ist, ergibt:
Ax — A0 [sin ωί + sin (ω + Ζΐω)ί]
Δω
= 2A0 cos t sin ωί.
Die Ablenkung ist proportional der Änderung des Brechungsindex Δη; Δη hängt mit der Änderung der
Dichte Δ ς der Küvettenflüssigkeit zusammen, und Δ ς
ist eine Funktion der Schallamplitude. Diese Zusammenhänge sind aus der einschlägigen Literatur,
z. B. Born »Optik«, und Bergmann — Schäfer
»Lehrbuch der Experimentalphysik, Bd. 1 « be-
kannt. . . . .. .
Durch Überlagerung der vier Schallsender ergibt sich die folgende Darstellung der Ablenkkurve:
■"" "Δω
χ — K cos t sin ωί,
Δω ■
y = K cos t cos ω t.
ω gibt die Gesamtzahl der Umläufe pro Sekunde an und -£- die Anzahl der ausgeführten Spiralen. K ist
eine Konstante, in der die Eigenschaften der Flüssigkeit, Schallamplitude usw. enthalten sind und die die
maximale Ablenkung angibt. Wenn die Phasenverschiebung nicht genau 90° ist, werden die verschiedenen
Lissajous-Figuren in ihrer Spiralform erzeugt. Die Form der Kurve ist in F i g. 2 dargestellt.
Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen
insbesondere darin, daß man mit Sendern, die eine zeitlich konstante Amplitude haben, eine zeitlich
Claims (5)
- 3 4
- variable, insbesondere spiralförmige, Ablenkung er- gung einer spiralförmigen Ablenkung der gebün-
- halten kann. delten Lichststrahlung, insbesondere eines Laserstrahles, dadurch gekennzeichnet, daß
- Patentanspruch: in einer Ultraschallküvette Schwebungen durch je
- 5 zwei zueinander senkrecht stehende und in ihrerAnordnung zur optischen Ortung von Flug- Phase um 90° verschobene Ultraschallfelder er-körpern, insbesondere von Satelliten mit Erzeu- zeugt werden.Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DED0051690 | 1966-12-02 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1548417A1 DE1548417A1 (de) | 1969-10-30 |
DE1548417B2 true DE1548417B2 (de) | 1971-11-11 |
Family
ID=7053577
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19661548417 Pending DE1548417B2 (de) | 1966-12-02 | 1966-12-02 | Anordnung zur optischen ortung von schnellen flugkoerpern insbesondere satelliten |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE1548417B2 (de) |
-
1966
- 1966-12-02 DE DE19661548417 patent/DE1548417B2/de active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE1548417A1 (de) | 1969-10-30 |
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