DE19601506A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung einer Sichtsperre mit Hilfe eines künstlichen Nebels - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung einer Sichtsperre mit Hilfe eines künstlichen NebelsInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung einer
Sichtsperre in mindestens einem ersten Wellenlängenbereich
mit Hilfe eines aus einer Aerosol- oder Gaswolke bestehenden
künstlichen Nebels. Die Erfindung bezieht sich ferner auf
eine Vorrichtung und auf einen künstlichen Tarnnebel zur
Durchführung des Verfahrens.
Bei militärischen Kampfeinsätzen und bei Polizei-Einsätzen
gegen verschanzte Täter wird die Wahrscheinlichkeit, selbst
Opfer des Einsatzes durch schnelleres bzw. effektiveres Ein
greifen des Gegners zu werden, erheblich vermindert, wenn der
eigenen Seite eine einseitig durchsichtige Sichtsperre zur
Verfügung steht, die es ermöglicht, ungehindert Sicht auf den
Gegner zu behalten, während dem Gegner die Sicht genommen
wird. Derartige Sichtsperren sind z. B. in Form von einseitig
durchsichtigen Spiegeln oder in Form von Kameras, deren Bil
der z. B. in einem gepanzerten Fahrzeug auf einem Fernseh
monitor beobachtet werden, bekannt.
Der Nachteil derartiger bekannter Sichtsperren besteht u. a.
darin, daß sie dann nicht mehr ausreichen, wenn die eigene
Silhouette größer ist, als die Sichtsperre aus praktischen
Gründen ausgedehnt werden kann, oder eine Tarnung der eigenen
Position ohne Aufgabe der eigenen Verteidigungsbereitschaft
nicht möglich ißt.
Ungeeignet sind auch Sichtsperren, wenn der Gegner zwar
seinen Kontrahenten nicht sieht, jedoch aus der Sichtbarkeit
der Sichtsperren die genaue Position seines Kontrahenten
ableiten kann.
Aus den Schriften DE 32 38 444 C2, DE 36 41 443 A1, DE 39 18 231 A1
und DE 41 26 016 C1 sind beispielsweise künstliche
Nebel zur großflächigen Tarnung in bestimmten Wellenlängen
bereichen der optischen Strahlung oder der Strahlung im
Millimeterwellenlängenbereich bekannt. Im wesentlichen han
delt es sich dabei um Feststoffnebel, also Nebel, die feste
Partikel enthalten, wobei die Größe der einzelnen Partikel in
der Größenordnung der Wellenlänge der zu schwächenden Strah
lung liegt. Nachteilig ist bei Verwendung derartiger bekann
ter Tarnnebel unter anderem, daß der Nebel auch für seinen
Verwender undurchsichtig ist. Dadurch ist die eigene Hand
lungsfähigkeit ungewollt erheblich eingeschränkt. Im Falle
eines Polizei-Einsatzes gegen einen verschanzten Gegner ver
bietet sich die Verwendung von Tarnnebel meistens alleine
schon deshalb, weil dem zu fassenden Täter nicht die Mög
lichkeit eröffnet werden soll, sich unbemerkt abzusetzen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein
Verfahren der eingangs erwähnten Art anzugeben, bei dem trotz
Verwendung von künstlichem Nebel zwar dem Gegner die Sicht in
dem relevanten Wellenlängenbereich genommen wird, dem Verwen
der des Nebels hingegen nicht. Die Erfindung bezieht sich
ferner auf eine Vorrichtung sowie auf einen künstlichen
Tarnnebel zur Durchführung des Verfahrens.
Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens durch die
Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1, hin
sichtlich der Vorrichtung durch die Merkmale des Anspruchs 4
und hinsichtlich des künstlichen Nebels durch die Merkmale
des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 8 gelöst. Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung offenbaren die
Unteransprüche.
Im wesentlichen liegt der Erfindung der Gedanke zugrunde, als
künstlichen Nebel Aerosol oder Gase zu verwenden, die in dem
bevorzugten Wellenlängenbereich an sich durchsichtig sind,
die aber durch Bestrahlung mit einer entsprechenden elektro
magnetischen Strahlung zum Aufleuchten (Fluoreszenz,
Raman-Effekt oder diffuse Reflexion) gebracht werden können, so daß
der Gegner von dem leuchtenden Nebel geblendet wird.
Damit der Verwender des Nebels durch diesen hindurchsehen
kann, wird der Nebel z. B. mittels einer gepulsten Strahlungs
quelle, z. B. eines Lasers, bestrahlt, wobei die Impulsfre
quenz so hoch gewählt wird, daß der Gegner praktisch ständig
ein leuchtendes Gas sieht. Bei dem Verwender des künstlichen
Nebels hingegen wird mittels einer Steuervorrichtung und
eines Verschlusses das entsprechende Beobachtungsgerät wäh
rend der Bestrahlung ausgetastet, so daß nur elektromagne
tische Strahlung während der Bestrahlungslücken empfangen
werden kann. Die während der Bestrahlungslücken empfangene
Strahlung kann je nach relevantem Wellenlängenbereich ent
weder direkt beobachtet werden (optische Strahlung) und/oder
mit Hilfe eines Detektors empfangen, in einem Rechner weiter
verarbeitet und auf einem Bildschirm dargestellt werden.
Um die Strahlungsquelle mit einer möglichst hohen Pulsfre
quenz betreiben zu können, sollte die Leuchterscheinung des
Nebels nach dem Abschalten der Strahlungsquelle sehr schnell
(d. h. innerhalb von 10-8 s) wieder abklingen. Auf diese Weise
gelingt es, eine so hohe Pulsfrequenz zu verwenden, daß es
dem Gegner in der Regel nicht gelingt, ebenfalls die zeitli
chen Bestrahlungslücken auszunutzen und so den Sperreffekt
unwirksam zu machen.
Außer einer möglichst hohen Frequenz sollten die die Strah
lungsquelle schaltenden Impulse nach einem dem Gegner nicht
bekannten Schlüssel moduliert werden; d. h., die zeitlichen
Bestrahlungslücken sollten so gesetzt werden, daß die jeweils
nächste Bestrahlungslücke nicht im voraus berechenbar ist und
daher Gegenmaßnahmen des Gegners verhindert werden. Entspre
chende stochastische oder kryptografische Verfahren sind an
sich bekannt.
Als Verschlußeinrichtung bei einem optischen Beobachtungs
gerät eignen sich z. B. Kerr-Zellen oder Flüssigkristall-Ele
mente. Es sind aber auch mechanische Einrichtungen denk
bar.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist im optischen Bereich be
sonders dann ökonomisch anwendbar, wenn bereits eine Laser
waffe für die Zerstörung gegnerischer Optiken und opto
elektronischer Geräte vorhanden ist. In der Regel ist dann
lediglich eine Umschaltung von der fokussierenden Strahlung
(Laserwaffe) auf eine defokussierende Strahlung (Nebelbe
leuchtung) erforderlich, was beispielsweise durch mechani
sches Verschieben eines gegebenenfalls vorhandenen Reflek
torspiegels erfolgen kann.
Zur Erzielung einer Fluoreszenz des entsprechenden Tarnnebels
ist zu beachten, daß bei einer Fluoreszenz im sichtbaren
Wellenlängenbereich die Wellenlänge der den Nebel beleuch
tenden Strahlung im allgemeinen im ultravioletten Wellen
längenbereich liegt. Will man daher mit einem gegebenenfalls
bereits vorhandenen Infrarotlaser arbeiten, muß man die
Strahlungsfrequenz des Lasers mit einer entsprechenden
(nichtlinearen) Optik vervielfachen (z. B. verdoppeln oder
verdreifachen).
Ferner ist es zweckmäßig, die Sichtsperre nicht allein im
sichtbaren optischen Bereich einzurichten, sondern zusätzlich
auch im IR-Bereich, da zahlreiche Beobachtungsgeräte des Geg
ners in den Wellenlängenbereichen 3-5 µm und 7-12 µm arbei
ten. Für eine derartige Verwendung eignen sich entweder La
ser, deren Strahlung mehrere Wellenlängen umfaßt, oder es
wird ein monochromatischer Laser verwendet, dem eine nicht
lineare Optik zur Erzeugung von Strahlung unterschiedlicher
Wellenlängen nachgeschaltet ist.
Die in dem jeweiligen Nebel durch Laserbestrahlung aktivier
baren Fluoreszenz erzeugenden Stoffe müssen in diesen Fällen
derart gewählt werden, daß sie bei entsprechender Beleuchtung
mit Strahlung unterschiedlicher Wellenlängen auch in unter
schiedlichen Wellenlängenbereichen eine Sichtsperre bewirken.
Als künstliche Tarnnebel kommen vor allem Aerosol-Nebel in
Betracht, die als Aerosol einen Aktivator in Form eines
Fluoreszenz oder Raman-Effekt auslösenden Stoffes enthalten.
Als Fluoreszenz auslösende Stoffe haben sich insbesondere
Pulver von Kristallen aus Flußspat, Calcit, Willemit oder
Scheelit als vorteilhaft erwiesen.
Bei Verwendung des Raman-Effektes läßt sich, je nach Aufbau
der entsprechenden Einrichtung, aus einer bestimmten Aus
gangswellenlänge entweder Beleuchtungsstrahlung kürzerer oder
längerer Wellenlänge erzeugen.
Um eine Blendwirkung des Gegners durch diffuse Reflexion zu
erreichen, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, einen Nebel
zu verwenden, der im wesentlichen aus einem durchsichtigen
Gas besteht, in dem sich feinstverteilte, metallisch reflek
tierende Partikel (z. B. Aluminium-Flitter) befinden. Die Aus
dehnungen der Partikel ist derart gewählt, daß sich bei
Laserbestrahlung des Nebels durch die Mehrfachreflexion an
den einzelnen Partikeln eine entsprechend hohe Streukompo
nente des Laserlichtes, auch in Richtung des Gegners, ergibt.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich
aus dem folgenden anhand von Figuren erläuterten Ausführungs
beispieles. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen
opto-elektronischen Vorrichtung und
Fig. 2a bis 2c Impulsdiagramme zur Erläuterung der Erfin
dung.
In Fig. 1 ist mit 1 eine Nebelgranate bezeichnet, die eine mit
2 gekennzeichnete Gaswolke (Nebel) erzeugt. Der Nebel 2
trennt einen Beobachtungsraum 3, in dem sich ein zu blenden
des Ziel 30 befindet, von einem Raum 4, in welchem sich die
den Nebel 2 verwendende Partei befindet. Der Nebel 2 wird mit
Licht 5 eines Lasers 6 bestrahlt, welcher mit einer Steuer
einrichtung 7 verbunden ist. Ebenfalls mit der Steuervorrich
tung verbunden ist ein Beobachtungsgerät 8, welches eine
opto-elektronische Verschlußeinrichtung (z. B. eine Kerr-Zel
le) 9 enthält.
Erfindungsgemäß sind nun das Material des Nebels 2 und die
Wellenlänge des Lichtes 5 derart aufeinander abgestimmt, daß
der ohne Bestrahlung durchsichtige Nebel bei Bestrahlung
leuchtet (bzw. stark diffus reflektiert) und damit für einen
Betrachter ohne technische Hilfsmittel undurchsichtig wird.
Auch bei einer impulsförmigen Ansteuerung des Lasers 6 mit
hoher Impulsfrequenz bleibt für einen Betrachter am Ort des
Zieles 30 ohne zusätzliche technische Hilfsmittel der Nebel
undurchsichtig (Trägheit des Auges bzw. der entsprechenden
Detektoren), während für einen Betrachter mit einem Beobach
tungsgerät, bei dem die Verschlußeinrichtung 9 nur Licht
durchläßt, wenn eine Bestrahlungslücke vorliegt, der Nebel
durchsichtig erscheint.
Im folgenden werden diese Zusammenhänge noch einmal mit Hilfe
der Fig. 2a bis 2c erläutert: Fig. 2a zeigt schematisch den
zeitlichen Verlauf des den Nebel 2 bestrahlenden und modu
lierten Lichtes, wobei die einzelnen Lichtimpulse mit 10 und
die Bestrahlungslücken zwischen den Lichtimpulsen mit 11 ge
kennzeichnet sind.
Fig. 2b gibt den entsprechenden zeitlichen Verlauf der Licht
stärke des leuchtenden Nebels 2 wieder. Wie in Fig. 2b ange
deutet ist, leuchtet der Nebel nach dem Unterbrechen der Be
leuchtung noch etwas nach. Da dieses Nachleuchten die maxi
male Impulsfrequenz des Lichtes (Fig. 2a) beschränkt, sollte
das Material des Nebels derart gewählt werden, daß die Nach
leuchtdauer 13 möglichst kurz (d. h. in der Regel 10-8 s)
ist.
Aus der jeweils zwischen zwei Lichtimpulsen 10 sich ergeben
den Bestrahlungslücke 11 wird mit Hilfe der Steuereinrichtung
7 (Fig. 1), unter Berücksichtigung der für den jeweils verwen
deten Nebel 2 bekannten Nachleuchtdauer, die Ansteuersignale
12 (Fig. 2c) für die Verschlußeinrichtung 9 abgeleitet, so
daß das Beobachtungsgerät nur in den Zeiten freigegeben wird,
in denen der Nebel 2 nicht leuchtet. Dabei kann die Ver
schlußeinrichtung 9 bereits vor Ende der Nachleuchtdauer
geöffnet werden, sofern die Lichtintensität des nachleuchten
den Nebels die Beobachtung des Zieles 30 nur unwesentlich
beeinträchtigt. Der genaue Einschaltzeitpunkt der Verschluß
vorrichtung wird beispielsweise durch einen in Fig. 2B ge
strichelt dargestellten Schwellenwert 14 festgelegt.
Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf das beschrie
bene Ausführungsbeispiel beschränkt. So ist beispielsweise
das erfindungsgemäße Verfahren nicht nur im sichtbaren opti
schen Bereich anwendbar, sondern kann mit gleichem Erfolg im
Infrarotbereich, aber auch im Millimeterwellenlängenbereich
(Radar-Sperre) angewendet werden. Entsprechend sind dann die
Strahlungsquelle und das Material des Nebels zu wählen.
Bezugszeichenliste
1 Einrichtung zur Erzeugung eines
künstlichen Nebels, Nebelgranate
2 Nebel, Gaswolke
3 Beobachtungsraum
30 Ziel
4 Raum
5 Strahlung, Licht
6 Strahlungsquelle, Lichtquelle, Laser
7 Steuereinrichtung
8 Beobachtungsgerät
9 Verschlußeinrichtung
10 Strahlungsimpuls, Lichtimpuls
11 Bestrahlungslücke
12 Ansteuersignal
13 Nachleuchtdauer
14 Schwellenwert
2 Nebel, Gaswolke
3 Beobachtungsraum
30 Ziel
4 Raum
5 Strahlung, Licht
6 Strahlungsquelle, Lichtquelle, Laser
7 Steuereinrichtung
8 Beobachtungsgerät
9 Verschlußeinrichtung
10 Strahlungsimpuls, Lichtimpuls
11 Bestrahlungslücke
12 Ansteuersignal
13 Nachleuchtdauer
14 Schwellenwert
Claims (11)
1. Verfahren zur Erzeugung einer Sichtsperre in mindestens
einem Wellenlängenbereich mit Hilfe eines aus einer
Aerosol- oder Gaswolke bestehenden künstlichen Nebels
(2), gekennzeichnet durch die Merkmale
- a) es wird ein Nebel (2) ausgebracht, der in dem Wellenlängenbereich ohne zusätzliche Maßnahmen durchsichtig ist und der bei der Bestrahlung mit elektromagnetischen Wellen Strahlung der entspre chenden Wellenlänge emittiert bzw. diffus reflek tiert, so daß eine Sichtsperre erzeugt wird;
- b) der Nebel (2) wird von einer gepulsten Strahlungs quelle (6) bestrahlt;
- c) die Zeitabstände zwischen den Strahlungsimpulsen (10) werden derart gewählt, daß ein Betrachter auch während des jeweiligen Zeitraumes zwischen dem Er löschen und dem erneuten Aufleuchten des Nebels (Bestrahlungslücke) (11) nicht durch diesen hin durchsehen kann;
- d) unter Berücksichtigung der Nachleuchtdauer des je weiligen Nebels (2) wird ein der jeweiligen Be strahlungslücke (11) entsprechendes elektrisches Signal (12) erzeugt, welches die Verschlußeinrich tung (9) eines Beobachtungsgerätes (8) ansteuert, so daß durch das Beobachtungsgerät (8) nur während der Bestrahlungslücke (11) hindurchgesehen werden kann bzw. ein Detektor nur Signale während der Be strahlungslücke (11) empfängt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die den Nebel (2) beleuchtende Strahlung derart modu
liert wird, daß die Bestrahlungslücken (11) so gesetzt
werden, daß die jeweils nächste Bestrahlungslücke (11)
nicht im voraus berechenbar ist.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die Modulation mittels eines stochastischen oder kryp
tografischen Verfahrens erfolgt.
4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem
der Ansprüche 1 bis 3 mit
- a) einer Einrichtung (1) zur Erzeugung eines künstlichen Nebels (2);
- b) einer Strahlungsquelle (6) zur Bestrahlung des Nebels (2);
- c) einem Beobachtungsgerät (8), welches eine Verschlußeinrichtung (9) umfaßt;
- d) einer mit der Strahlungsquelle (6) und der Ver schlußeinrichtung (9) des Beobachtungsgerätes (8) verbundenen elektronischen Steuereinrichtung (7), die einerseits die Strahlungsquelle (6) zu vorge gebenen Zeitabschnitten anregt und die andererseits in Abhängigkeit von den Bestrahlungslücken (11) und der Nachleuchtdauer des Nebels (2) Ansteuersignale (12) für die Verschlußeinrichtung (9) erzeugt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
es sich bei der Strahlungsquelle (6) um einen Laser han
delt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeich
net, daß es sich bei dem Beobachtungsgerät (8) um einen
opto-elektronischen Detektor handelt, daß die elektri
schen Signale des Detektors der Steuereinrichtung (7)
zugeführt, gegebenenfalls zwischengespeichert, weiter
verarbeitet und auf einem Bildschirm dargestellt werden.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß es sich bei der Verschlußeinrichtung
(9) um eine Kerr-Zelle oder ein Flüssigkeitselement han
delt.
8. Künstlicher Tarnnebel zur Durchführung des Verfahrens
nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeich
net, daß der Nebel (2) aus einer Aerosol- oder Gaswolke
besteht, die durch Bestrahlung mit einer Strahlungs
quelle (6) in einem vorgegebenen Wellenlängenbereich
eine tarnende Blendwirkung besitzt und ansonsten in
diesem Wellenlängenbereich durchsichtig ist.
9. Künstlicher Tarnnebel nach Anspruch 8, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Nebel (2) als Aerosol einen Aktivator
in Form eines Fluoreszenz oder Raman-Effekt auslösenden
Stoffes enthält.
10. Künstlicher Tarnnebel nach Anspruch 9, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Nebel (2) als Aktivator zur Erzeugung
der Fluoreszenz Pulver von Kristallen aus Flußspat, Cal
cit, Willemit oder Scheelit enthält.
11. Künstlicher Tarnnebel nach Anspruch 8, dadurch
gekennzeichnet, daß der Nebel (2) zur Erzeugung diffuser
Reflexionen fein verteilte, elektromagnetische Strahlung
reflektierende Partikel in Form von Flitter enthält.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE1996101506 DE19601506C2 (de) | 1996-01-17 | 1996-01-17 | Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung einer Sichtsperre mit Hilfe eines künstlichen Nebels |
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DE1996101506 DE19601506C2 (de) | 1996-01-17 | 1996-01-17 | Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung einer Sichtsperre mit Hilfe eines künstlichen Nebels |
Publications (2)
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DE19601506A1 true DE19601506A1 (de) | 1997-07-24 |
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