DE2130038A1

DE2130038A1 - PROCEDURE FOR MONITORING AIRSPACE FOR INFRARED AND LASER RAYS

Info

Publication number: DE2130038A1
Application number: DE19712130038
Authority: DE
Inventors: Guenter Dipl-Ing Dr-Ing Pusch
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1970-06-29
Filing date: 1971-06-18
Publication date: 1973-01-04
Also published as: DE2130038B2; DE2130038C3; GB1379775A

Description

1.6.71 - fit/Is1.6.71 - fit / Is

Verfahren zum Überwachen des Luftraumes aufProcedure for monitoring the airspace

Infrarot- und Laser-Strahlen Zusatz zu Patent .... (Anmeldung P 20 31 971.5)Infrared and laser rays Addition to patent .... (Application P 20 31 971.5)

In Patent .... (Anm. P 20 31 971·5) ist ein Verfahren zum Überwachen des Luftraumes auf Infrarot- und Laser-Strahlen unter Schutz gestellt, bei welchem der Warnsektor in einzelne kleinere Raumwinkel zerlegt und die in den einzelnen Raumwinkeln empfangenen IR- "bzw. Laser-Strahlen nach¹ ihrer Verstärkung getrennt zur Anzeige gebracht werden. Die vorliegende Erfindung stellt eine Weiterbildung dieses Verfahrens dar.In patent .... (Note P 20 31 971 · 5) a method for monitoring the air space for infrared and laser rays is placed under protection, in which the warning sector is broken down into individual smaller solid angles and those received in the individual solid angles IR "or laser beams ^{are displayed separately according to their amplification 1.} The present invention represents a further development of this method.

Im Laufe der weiteren Untersuchungen auf dem Gebiet der Erfindung kam der Erfinder zu der Erkenntnis, daß eine sichere Anzeige auf größere Entfernungen vor allem dadurch beeinträchtigt wird, daß die vom beobachteten Objekt ausgehenden Strahlen häufig nur sehr schwer von der Hintergrundstrahlung zu trennen sind. Die Stärke der Hintergrundstrahlung ist nicht einheitlich, sondern verschieden stark nach der Jahreszeit, der Stärke der Sonneneinstrahlung und der Art der reflektierenden Körper. Ebenso ist die Intensität der vom beobachteten Objekt ausgesandten Strahlen verschieden stark.In the course of further investigations in the field of the invention the inventor came to the realization that a reliable display at greater distances is primarily impaired by this that the rays emanating from the observed object are often very difficult to draw from the background radiation are to be separated. The strength of the background radiation is not uniform, but varies in strength according to the season, the strength of the sunlight and the type of reflective body. Likewise, the intensity of the vom observed object emitted rays of different strength.

Die von der Erfindung zu lösende Aufgabe bestand daher darin, die Verhältnisse herauszufinden, bei welchen sich die vom beobachtenden Objekt ausgesandten Strahlen am besten von der Hintergrundstrahlung abheben, mit anderen Worten, wo einer möglichst starken Abstrahlung der zu ortenden Körper ein Minimum an Hintergrundstrahlen gegenübersteht.The problem to be solved by the invention was therefore to find out the conditions in which the from The rays emitted by the observing object stand out from the background radiation, in other words, where one The strongest possible radiation from the body to be located is opposed to a minimum of background rays.

Nach der Erfindung wird der Wellenlängenbereich, in dem die Strahlen von den Detektoren aufgenommen werden, auf einen Bereich von 3 bis 4- /um beschränkt.According to the invention, the wavelength range in which the rays are picked up by the detectors, on a Range limited from 3 to 4 / µm.

In dienern Bereich haben die Hintergrundstrahlen alle;¹ von Reflektoren ihre niedrigsten Werte. Die Intensität derThe background rays are all in this area; ¹ of reflectors have their lowest values. The intensity of the

-2-209881/0298-2-209881 / 0298

vom beobachteten Objekt ausgehenden Strahle η ist zwar gegenüber ihrem Höchstwert, der etwa bei 2 /um liegt, ebenfalls etwas abgesunken. Da indessen die Intensität der Hintergrundstrahlen wesentlich stärker abgesunken ist, als die der vom beobachteten Objekt ausgesandten Strahlen, erreicht der Abstand der Intensitäten in diesem Bereich seine höchsten Werte. IPür das "^Erkennen der vom Objekt ausgehenden Strahlen ist aber nicht die absolute Größe der Intensität dieser Strahlen ausschlaggebend, sondern der Abstand von den Hintergrundstrahlen der gleichen Wellenlänge.The ray η emanating from the observed object is opposite their maximum value, which is about 2 / µm, also slightly sunk. Since, however, the intensity of the background rays has dropped considerably more than that of the observed object emitted rays, reaches the distance the intensities in this area reach their highest values. However, for the "^ recognition of the rays emanating from the object the absolute magnitude of the intensity of these rays is not decisive, but the distance from the background rays of the same wavelength.

In dem beiliegenden Diagramm sind die spezifischen Störungspegel verschiedener Hintergründe im Winter dargestellt. Über den verschiedenen Störungspegeln ist der ungefähre Verlauf der Intensität der vom beobachteten Objekt ausgehenden Strahlen wiedergegeben. Das Diagramm läßt erkennen, daß der Unterschied der Intensitäten der vom Schnee reflektierten Strahlen und der vom Objekt ausgehenden Strahlen bei einer Wellenlänge von 3 /um rund 17 bis 18 dB beträgt. Bei anderen reflektierenden Flächen sind die Verhältnisse noch günstiger.The attached diagram shows the specific interference levels for various backgrounds in winter. Above the various levels of interference is the approximate course of the intensity of the rays emanating from the observed object reproduced. The diagram shows that the difference in the intensities of the rays reflected from the snow and of the rays emanating from the object at a wavelength of 3 / um is around 17 to 18 dB. With other reflective The conditions are even more favorable.

Bei kürzeren Wellenlängen bestimmt das reflektierte Sonnenlicht die Intensität, bei längeren Wellenlängen die Eigenstrahlung der Körper. Da bei dem vorgeschlagenen Verfahren Flugkörper geortet werden sollen, deren Strahlen ihre maximale Intensität bei etwa 2 /um' Wellenlänge haben, und die wegen der in den Abgasen vorhandenen Feststoffpartikel als graustrahlende Körper zu werten sind, ist die Energie dieser Strahlen in dem vorgeschlagenen Wellenlängenbereich von 3 bis 4- /um wesentlich stärker als die Hintergrundstrahlung, während dies bei längeren oder kürzeren Wellenlängen nicht gegeben ist.With shorter wavelengths, the reflected sunlight determines the intensity, with longer wavelengths the natural radiation the body. Since missiles are to be located in the proposed method, their rays are at their maximum Have intensity at about 2 / µm 'wavelength, and that because of of the solid particles present in the exhaust gases are to be assessed as gray-emitting bodies, this is their energy Radiation in the proposed wavelength range of 3 to 4 / µm is significantly stronger than the background radiation, while this is not the case with longer or shorter wavelengths.

Der Quotient bzw« der Störabstand zwischen Hintergrundstörstrahlung und Nutzstrahlung der zu ortenden Objekte ändert sich nicht wesentlich bei der Verkleinerung der Bandbreite, während die Energie der direkten Sonneneinstrahlung linear von der Bandbreite abhängt. Die Bandbreite kann deshalb auf das für die Erkennung unbedingt erforderliche Maß verkleinert werden ohne die Verhältnisse wesentlich zu beeinflussen. EineThe quotient or the signal-to-noise ratio between background interference radiation and useful radiation of the objects to be located changes does not significantly reduce the bandwidth, while the energy of direct sunlight is linear depends on the bandwidth. The bandwidth can therefore be reduced to what is absolutely necessary for detection without significantly affecting the situation. One

- 3 209881/Q298 ^v - 3 209881 / Q298 ^v

Verkleinerung der Bandbreite hätte jedoch den Vorteil, eine Überlastung der Detektoren durch direkte Sonneneinstrahlung zu verhindern. Es wird daher vorgeschlagen, die Bandbreite zwischen 50 und 300 nm zu wählen. Die zu wählende Bandbreite hängt weitgehend ab von den Eigenschaften der Detektoren und der zu verwendenden Filter.However, reducing the bandwidth would have the advantage of being a To prevent overloading of the detectors from direct sunlight. It is therefore suggested that the bandwidth to choose between 50 and 300 nm. The bandwidth to choose depends largely on the properties of the detectors and the filters to be used.

Die Sonneneinstrahlung wird klein durch ein schmales Fenster und damit ist eine Zerstörungsgefahr der Zellen nicht mehr gegeben. Eine zusätzliche Sonnenblende kann daher entfallen.The solar radiation is reduced through a narrow window and there is no longer any risk of cell destruction given. An additional sun visor can therefore be omitted.

Das Verfahren läßt sich weiter verbessern, wenn man als Material für die Detektoren auf 77° K gekühltes Blei-Sulfid (PbS) verwendet. Technisch weniger aufwendig, wenn auch in Bezug auf seine Wirkung nicht ganz so gut wie Blei-Sulfid ist die Verwendung von Cadmium-Quecksilber-Tellurid (Cd Hg Te), das nur auf etwa 200° K gekühlt werden muß.The method can be further improved if the material for the detectors is lead sulfide cooled to 77 ° K (PbS) used. Technically less complex, although not quite as good as lead sulfide in terms of its effect is the use of cadmium-mercury-telluride (Cd Hg Te), which only needs to be cooled to around 200 ° K.

- Patentansprüche -- patent claims -

209881 /0298209881/0298

Claims

Method for monitoring the airspace for infrared and Laser beams according to patent .... (Application P 20 31 971-5) » characterized in that the uptake of the rays is limited to a wavelength range of 3 to 4 / µm.

2. The method according to claim 1, characterized in that -zur Carry out a narrow-band filter of about 50 to 300 mn Bandwidth is used.

3. The method according to ^ claims 1 and 2, characterized through the use of detectors from kek to 77 K Lead Sulphide (PbS).

M-. Method according to Claims 1 and 2, characterized by the use of detectors made from cadmium-mercury-telluride (Cd Hg Te) cooled to 200 ° K.

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