DE2511738B2 - Thermisches Erkennungs- und Ortungsverfahren mit Sensoren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein thermisches Erkennungsund Ortungsverfahren mit mindestens einem innerhalb eines definierten Raumwinkels wirksamen Sensor, das vorzugsweise gegen Tiefflieger und Flugkörper auf große Entfernungen einsetzbar ist.

Bei allen bekannten thermischen Sensoren ist das Rauschsignal, das sich aus dem Eigenrauschen des Detektors und dem Hintergrundrauschen zusammensetzt, proportional zur Wurzel der elektronischen Bandbreite. Um hohe Ortungsgenauigkeiten zu erreichen, muß jedoch bei großen Abtastgeschwindigkeiten oder feiner optischer Auflösung, was gleichbedeutend mit Entdeckung und genauer Ortung von kleinen Zielen in verhältnismäßig großen Raumwinkeln ist, eine große elektronische Bandbreite des Sensors bzw. des Deüektorverstärkers gefordert werden. Daraus ergibt sich jedoch der Nachteil einer wesentlichen Verminderung der Empfindlichkeit und der Reichweite des Sensors. Wird jedoch die elektronische Bandbreite des thermischen Sensors sehr klein gemacht und damit eine hohe Empfindlichkeit und Reichweite erreicht, so ergibt sich als entscheidender Nachteil, daß der genaue Ort des Ziels nicht mehr bestimmt werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, während der Auffaßphase eine hohe Empfindlichkeit und Reichweite zu gewährleisten und während der Zeilverfolgungsphase den Ort des Ziels genauer bestimmbar zu machen.

Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß die elektronische Bandbreite des oder der thermischen Sensoren in der Erkennungsphase sehr klein gehalten und bei näher kommendem Ziel entsprechend der sich vergrößernden Zielstrahldichte vergrößert wird.

Bei großen Auffaßentfernungen und bei kleinen Zielen ist die relative Zielgröße klein gegenüber der geometrischen Auflösung des Sensors, wobei das Gesetz gilt, daß die vom thermischen Sensor aufgenommene Strahlungsleistung umgekehrt proportional dem Quadrat der Zielentfernung ist. So wird bei näher kommendem Ziel das Ausgangssignal stark ansteigen und die für die Auffaßphase notwendige große Empfindlichkeit nicht mehr benötigt, da dann ein genügend hoher Signalrauschabstand vorhanden ist. Unter diesen Umständen kann die elektronische Bandbreite wesentlich größer gemacht werden, so daß dann bei näher kommendem Ziel die Ortungsgenauigkeit stark ansteigt

Vorteilhafterweise werden für alle Teilraumwinkel erfassenden thermischen Sensoren getrennte selektive Hauptverstärker sehr geringer Bandbreite eingesetzt, jedoch für die Sektoren, in denen ein Ziel erkannt wurde, über eine Schwellwertschaltung und eine Schaltmatrix das Signal auf Nachverstärker mit amplitudenabhängiger Regelung der Bandbreite geschaltet, aus deren Ausgangssignal die Ablageauswertung erfolgt Bei größer werdender Zielstrahlung (näher kommendem Ziel) erfolgt damit eine immer besser werdende Ablageauswertung. Die Zahl der Auswerteeinrichtungen kann auf die Zahl der maximal zu erkennenden Ziele beschränkt werden.

Das Bild in der Zeichnung zeigt in einem Blockschaltbild ein Ausführungsbeispiel für das den Gegestand der Erfindung bildende Verfahren.

Die Detektoren la bis in sind jeder einem thermischen Sensor zugeordnet, der einen bestimmten Teilraumwinkel erfaßt Die den Detektoren zugeordneten Vorverstärker 2a'bis 2n'slnd breitbandig ausgelegt und heben die Signale auf einen Pegel an, der anschließend ohne Signalverlust weiter verarbeitet werden kaiin. Diese Vorverstärker 2 speisen einerseits die selektiven Hauptverstärker 3a" bis 3n" und andererseits eine Schaltmatrix 5. Die Informationen, in welchem Sensor (Teilraumwinkel) ein Ziel erfaßt wurde, gelangt vom Ausgang der schmalbandigen Hauptverstärker 3 über eine Abfrage- und Schwellwertschaltung

3u 4 in eine entsprechende Anzeigenanordnung. Steigt die Signalleistung über eine bestimmte Größe an, so wird durch die Schwellwertschaltung 4 die Schaltmatrix 5 angesteuert und das entsprechende Signal auf einen Nachverstärker 6Λ bis 6Egeschaltet.

Diese Nachverstärker sind mit einer amplitudenabhängigen Regelung der Bandbreite versehen. Bei größer werdendem Signai wird deren Bandbreite daher ebenfalls größer und damit der Ausgangspegel annähernd konstant gehalten. Bei der größer werdenden Bandbreite wird das Einschwingen der Nachverstärker wesentlich schneller erfolgen und damit die Lage der Ziele im Bildfeld genauer erfaßt.

Zur Bestimmung der Ziellage kann beispielsweise durch das Bildfeld ein Modulationsraster periodisch bewegt werden, das aus rautenartig gemusterten Modulationsgebieten mit nichtmodulierenden Unterbrechungen besteht, wie in der DE-AS 22 20 316 näher beschrieben. Aus dem Vergleich der zu messenden Zeiten, während der moduliert und nicht moduliert wird, kann z. B. der Azimutwinkel des Ziels bestimmt werden. In den Ablageauswertungsschaltungen TA bis 7Fwird in bekannter Weise die genauere Lage des Ziels im Bildfeld des entsprechenden Teilraumwinkels festgestellt und ebenfalls an eine Anzeigevorrichtung weitergeleitet.

Mit Hilfe der Schaltmatrix 5 wird der Detektor, in dessen Teilraumwinkel zuerst ein Ziel aufgefaßt ist, auf den Nachverstärker 6A und die Ablageauswertung TA geschaltet. Der Detektor, der das zweite Ziel auffaßte,

wird auf 6ß und 7ß geschaltet usw. Da mehr als 4 bis 5 Ziele kaum gleichzeitig bekämpft werden können, wird durch die Maßnahmen auch eine wesentliche Verkleinerung des gesamten elektronischen Aufwands erreicht.

Die jeweiligen aus den Ablagesignalen gewonnenen Ortsinformationen werden dann zur genauen Einweisung an die Feuerleitanlagen für die Zielbekämpfung weitergegeben.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Thermisches Erkennungs- und Ortungsverfahren mit mindestens einem innerhalb eines definierten Raumwinkels wirksamen Sensor, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Bandbreite des oder der thermischen Sensoren in der Erkennungsphase sehr klein gehalten und bei näher kommendem Ziel entsprechend der sich vergrößernden Ziehlstrahldichte vergrößert wird.

Z Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß JFOr alle Teilraumwinkel erfassenden thermischen Sensoren (1, 2) getrennte selektive Hauptverstärker (3) sehr geringer Bandbreite eingesetzt werden, jedoch für die Sektoren, in denen ein Zeil erkannt wurde, über eine Schwellwertschaltung (4) und eine Schaltmatrix (S) des Signals auf Nachverstärker (6) mit amplitudenabhängiger Regelung der Bandbreite geschaltet wird, aus deren Ausgangssignal die Ablageauswertung (7) erfolgt.