DE2455100A1

DE2455100A1 - Leit- und/oder fuehreinrichtung

Info

Publication number: DE2455100A1
Application number: DE19742455100
Authority: DE
Inventors: Donald Robert Barron
Original assignee: EMI Ltd
Current assignee: EMI Ltd
Priority date: 1973-11-23
Filing date: 1974-11-21
Publication date: 1975-07-10
Also published as: US3977628A; GB1486188A; FR2252579A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Leit- und/oder Führeinrichtung. Sie bezieht sich insbesondere auf solche Einrichtungen, die statische Detekjboranordnungen aufweisen, die gegenüber Strahlung empfindlich sind, die von einem Fahrzeug oder einem Projektil wie beispielsweise einer geführten Rakete ausgestrahlt oder reflektiert wird.

Die Lenkung oder Führung einer geführten Rakete wie beispielsweise einer Panzerabwehrrakete ist mit einigen Schwierigkeiten verbunden, da zur Erzielung eines großen Öffnungswinkels (der erforderlich ist, um Abweichungen der Rakete vom gewünschten Kurs zu ermöglichen, wenn sich die Ratete nahe an der Einrichtung befindet) das Detektormaterial ein beträchtliches Gebiet einnehmen muß. Detektoren mit großen Flächen neigen jedoch zu unannehmbar hohen Ruheströmen, die das Signal/Rauschverhältnis verschlechtern. Eine weitere Schwierigkeit ergibt sich dadurch, daß es schwierig ist, an-

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fänglich die Rakete auf den Detektor zu bringen, selbst dann, wenn man ein größeres Bild zuläßt, da in vielen Anwendungsfällen die Rakete in einer gewissen Entfernung von der Leiteinrichtung abgefeuert wird und ihre Bahn die Sichtlinie der Leiteinrichtung schneidet. Diese Schwieriglei t kann dadurch überwunden werden, daß eine zweite Leiteinrichtung verwendet wird, um die Rakete zu Beginn einzufangen, jedoch führt das zu unerwünschten Kosten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Leit- und/ oder Führsystem zu schaffen, das die zuvor beschriebenen Schwierigkeiten vermeidet.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist gekennzeichnet durch Mittel zum Empfang von Strahlungsenergie von einem Fahrzeug oder Projektil, eine Detektoranordnung mit einem statischen Spalt zur Erzeugung von elektrischen Signalen, die kennzeichnend für den Ort des Fahrzeugs oder Projektils innerhalb eines Beobachtungsfeldes sind, durch eine Objektivlinsenanordnüng, durch die die Einrichtung die Strahlung empfängt, und durch eine Feldlinsenanordnung, die entlang der Fokusebene der Objektivlinsenanordnung angeordnet ist und ein Bild der Objektivlinse auf die Detektoranordnung wirft, so daß die auf die Objektivlinse treffende Strahlung im wesentlichen die Gesamtheit des Bildes der Objekt.i vl inse überdeckt.

Eine weitere Lösungsmöglichkeit ist gekennzeichnet durch eine Objektivlinsenanordnung zum Empfang von Strahlung voneinem Fahrzeug oder Projektil, durchyeine. Blende zur Be-

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grenzung der öffnung der Objektivlinse, durch einen Feldspiegel zur Fokussierung der Öffnung der Objektivlinse in der ersten Hauptebene einer weiteren Linsenanordnung zur Samm lung der Strahlen, die das Bild der öffnung bilden, wobei die gesammelten Strahlen durch eine bildstabilisierende Spiegelanordnung durch die Kollimatorlinse zurückreflektiert sind, wobei die Kollimatorlinse die Ausnehmung im wesentlichen in der Hauptebene einer Feldl.inie fokussiert, die ein weiteres Bild der öffnung auf einer Detektoranordnung mit einem statischen Spalt abbildet, um elektrische Signale zu erzeugen^ die den Ort des Fahrzeugs oder Projektils wiedergeben, und durch Mittel zur Bewegung der Detektoranordnung in Richtung auf die Feldlinse.

Anhand der Zeichnung soll die Erfindung nachfolgend näher erläutert werden.

Fig. 1 (a) und (b) zeigen vereinfacht von der Seite eine optische Anordnung einer.Einrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,'

Fig. 2 zeigt teilweise und im Schnitt eine praktische Ausführungsform der Einrichtung, und

Fig. 3 zeigt eine vereinfachte Seitenansicht der

optischen Anordnung der Ausführungsform der Erfindung gemäß Fig. 2.

In den Fig. 1 (a) und 1 (b) sind eine Objektivlinse 1,

ng eine Feldlinse 2 und eine Detektoreinrichtu/3 mit einem sta-

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tischen Spalt in vier Quadranten bekannter Bauart gezeigt. Die Feldlinse befindet sich in der Fokusebene der Objektivlinse 1, sie fokussiert ein Bild der Objektivlinse auf der Vorderseite der Detektoreinrichtung 3. Dies ergibt sich aus Fig. 2 (a), wo Linien 15 (a) Lichtstrahlen von dem Umfang der Objektivlinse 1 in der üblichen Weise darstellen, der von der Feldlinse 2 gesehen wird.

In Fig. 1 (b) stellen Linien 15 (b) Strahlung dar, die auf die Objektivlinse von einer Rakete fällt, die sich in einem unendlichen Abstand von der Objektivlinse befindet. In der allgemein bekannten Weise ist die Achse des Systems aus den Teilen 1, 2 und 3 auf ein Ziel gerichtet, zu dem die Rakete fliegen soll. Die Rakete wird von einem Punkt seitlich von der Anordnung gestartet und ist mit einer infrarotes Licht ausstrahlenden Balcfe versehen. Tritt die Rakete in das Beobachtungsfeld der Einrichtung ein, so liefert die Detektoreinrichtung 3 - in bekannter Weise - Fehlersignale entsprechend den Abweichungen der Rakete von dem richtigen Kurs, um sie zum Ziel zu bringen. Da die Detektoreinrichtung so angeordnet ist, daß sie anfänglich das Bild der Objektivlinse empfängt, so wird in das Objektiv einfallende Strahlung über die ganze Oberfläche der Detektoreinrichtung zerstreut, wie das in Fig. 1 (b) gezeigt ist. Dadurch ergibt sich im Ergebnis ein weites Beobachtungsfeld, begrenzt nur durch die endliche Größe der FeldTinse und ihre Fähigkeit, eintreffende Strahlen auf die Bildposition zu richten. Werden solche Fehlersignale

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erzeugt, so werden sie zu der Rakete entweder durch/eine
Funkverbindung oder ein angeschlossenes elektrisches Kabel
übertragen und dazu verwendet, Steuerglieder zu betätigen und den Kurs der Rakete zu korrigieren.

Natürlich besteht das Erfordernis für ein großes Beobachtungsfeld, wenn sich die Rakete nahe der Einrichtung befin det. Das Beobachtungsfeld kann jedoch verringert werden,
wenn sich die Entfernung zwischen der Rakete und der Einrichtung vergrößert. .Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel der
Einrichtung wird dies dadurch erzielt, daß Mittel (nicht dargestellt) vorgesehen sind, um die Detektoreinrichtung 3 entlang der Achse des Systems zu bewegen. Das Bild der Bake ist niemals vollständig fokussiert, weil dies erfordern würde,
daß es in die Fokusebene der Objektivlins'e gebracht würde,und diese ist in der beschriebenen Weise von der Feldlinse eingenommen. In der Praxis wurde jedoch gefunden, daß das Maß der

von dieser Einrichtung bewirkten Fokussierung ausreicht, um

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Winkelabweichungen in der Größenordnung von 10 Radiants

festzustellen.

Nähert sich die Rakete dem Ziel und wird eine genaue Aus richtung auf das Ziel wichtiger, so wird die Detektoreinrichtung 3 in Richtung auf die Feldlinse 2 bewegt und die Größe
des Flecks der auf die Detektoreinrichtung 3 treffenden
Energie verringert und so der Blickwinkel verengt, wodurch
die Detektoreinrichtung 3 empfindlicher gegenüber Änderungen
des Kurses der Rakete wird. Um die Wirkung einer nicht gleich

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mäßigen Pupillenbeleuchtung klein zu halten, ist ein Diffusorschirm, beispielsweise eine faseroptische Platte, zwischen der Objektivlinse 1 und der Feldlinse 2 nahe der Feldlinse vorgesehen.

Fig. 2 zeigt eine praktische Ausflihrungsform der Erfindung. Mit der Fig. 1 übereinstimmende Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die optische Anordnung ist in vereinfachter Form in Fig. 3 gezeigt, auf die nun Bezug genommen ist Wie zuvor fällt Strahlung auf eine Objektivlinse 1, die in die sem Fall durch eine einstellbare Blende 7 modifiziert ist. Ein Hohlspiegel 4, dessen Krümmung gleich zwei Drittel der Fokuslänge der Objektivlinse beträgt, ist im wesentlichen in der Fokusebene der Objektivlinse angeordnet, jedoch so geneigt, daß er Strahlen in Richtung auf eine zweite Lime 5 wirft, die zu der Achse mit einem Abstand versetzt ist, der gleich der Hälfte der Fokuslänge der Objektivlinse 1 von dem Hohlspiegel 4 ist. Die Gründe hierfür seien kurz beschrieben. Ein ebener Spiegel 6 befindet sich hinter der Linse 5 und parallel dazu und wirft so Strahlen durch die Linse 5 zurück auf die Feldlinse 2 und dann auf die Detektoreinrichtung 3. Der Hohlspiegel 4 fokussiert ein Bild der Blende 7 in der Hauptebene der Linse 5. Linsen 16 (a) und 16 (b) stellen Strahlen von der Oberkante und der Unterkante der Blende dar. Das Bild der Blende bildende Strahlen treten von der Linse als parallele Strahlenbündel aus, nachdem sie von der Linse gesammelt worden sind. Dieses gesammelte Strahlenbündel wird

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dann von dem Spiegel 6 durch die Linse 5 zurückreflektiert. Die von der Linse 5 übertragenen Strahlen werden von der Feldlinse 2 auf der Detektoreinrichtung 3 in gleicher Weise fokussiert, wie das in bezug auf die Fig. 1 (a) und 1 (b) beschrieben ist. In gleicher Weise wird auf die Objektivlinse fallende Strahlung über die gesamte Oberfläche der Detektoreinrichtung verteilt. In Fig. 2 ist der Spiegel 6 ein räumlich stabilisierter Spiegel mit einem zugehörigen Spiegel antrieb 11. Der Spiegel 6 ist von bekannter Art und dient zur Kompensation von hochfrequenten Schwingungen, die sich z.B. aufgrund von Handhabungen ergeben»und auch zur Kompensation von Vorspannungsfehlern, wenn die Leiteinrichtung ungenau arbeitet. Dies wird durch einen "Trimmstock" 9 gesteuert. Die Einrichtung weist außerdem einen Abschußknopf 10 zum Abschießen der Rakete auf. Ein Antriebsmechanismus 8 treibt die Detektoreinrichtung 3 an. Eine Form eines Antriebsmechanismus ist eine Uhrwerkanordnung, die jeweils vor dem Abschuß aufgezogen wird, wobei gleichzeitig die Detektoreinrichtung ajjif ihre Ausgangsposition zurückgebracht wird,." Das Uhrwerk wird beim Abschuß der Rakete in Gang gesetzt. Ein Diffusorschirm 14 dient dem gleichen zuvor beschriebenen Zweck, und ein Vorverstärker 13 dient zur Vorverstärkung der von der Detektoreinrichtung 3 kommenden Signale. Ein Sichtgerät 12 dient zur Verwendung für Tag- oder Nachtsicht, wobei für die Nachtsicht eine Bildverstärkeranordnung vorgesehen ist.

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Claims

24551 -§- Patentansprüche

1. Leit- und/oder Führeinrichtung, gekennzeichnet durch Mittel zum Empfang von Strahlungsenergie von einem Fahrzeug oder Projektil, eine Detektoranordnung mit einem statischen Spalt zur Erzeugung von elektrischen Signalen, die kennzeichnend für denOrt des Fahrzeugs oder Projektils innerhalb eines Beobachtungsfeldes sind, durch eine Objektivlinsenanordnung, durch die die Einrichtung die Strahlung empfängt,und durch eine FeldlinSenanordnung, die entlang der Fokusebene der Objektivlinsenanordnung angeordnet ist und ein Bild der Objektivlinse auf die Detektoranordnung wirft, so daß die auf die Objektivlinse treffende Strahlung im wesentlichen die Gesamtheit des Bildes der Objektivlinse überdeckt.

2. Leit- und/oder Führeinrichtung, gekennzeichnet durch eine Objektivlinsenanordnung zum Empfang von Strahlung von einem Fahrzeug oder Projektil, durch eine Blende zur Begrenzung der Öffnung der Objektivlinse, durciyfeinen Feldspiegel zur Fokussierung der öffnung der Objektivlinse in der ersten Hauptebene einer weiteren Linsenanordnung zur Sammlung der Strahlen, die das Bild der öffnung bilden, wobei die gesammelten Strahlen durch eine bildstabilisierende Spiegelanordnung durch die KoHinatorlinse zurückreflektiert sind, wobei die Kollinatbrl inse die Ausnehmung im wesentlichen in der Hauptebene einer Feldlinie fokussiert, die ein weiteres Bild

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der öffnung auf einer Detektoranordnung mit einem statischen •Spalt abbildet, um elektrische Signale zu erzeugen, die den Ort des Fahrzeugs oder Projektils wiedergeben, und durch Mittel zur Bewegung der Detektoranordnung in Richtung auf die Feldlinse. .

3. Leit- und/oder Führeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Mittel zur Verwendung der elektrischen Signale zur Änderung des Kurses des Fahrzeugs oder des Projektils.

4. Leit- und/oder Führetηriehtang nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die bildstabilisierende Spiegelanordnung so angeordnet und ausgebildet ist, daß Auswirkungen von Schwingungen des.Systems verringert sind.

5. Leit- und/oder Führeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Diffusor vor der Feldlinse.

6. Leit- und/oder Fülleinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Diffusor eine faseroptische Platte' aufweist.

7. Leit- und/oder Führeinrichtung nach Anspruch. 2, dadurch gekennzei chnet, daß die Blendenanordnunrg eine Irisblende ist, deren Durchmesser sich während der Zeitperiode verringert, während der sich die Detektoranordnung in Richtung auf die

, ,.;. . .. 509828/0167 Feldlinse bewegt.