DE2533270C2 - Thermal sighting and location process for the automatic guidance of missiles and equipment therefor - Google Patents
Thermal sighting and location process for the automatic guidance of missiles and equipment thereforInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein thermisches Visier- und Ortungsverfahren für die automatische Lenkung von
Flugkörpern, bei dem von der thermischen Emission eines Ziels und seiner Umgebung und der des
Flugkörpers einander verschiedene Spektralbereiche für die Darstellung und Wiedergabe eines Wärmebilds
gewählt werden, und eine Einrichtung dafür.
Aus der DE-OS 15 06 099 ist ein Fernlenksystem für einen Flugkörper bekannt, bei dem eine IR-Kamera
eine vom Flugkörper reflektierte IR-Strahlung innerhalb
eines Wellenbereichs von 1,8—2,6 μ aufnimmt,
während mit einem Bildwandler in einem Bereich von 0,8— 1,2 μ eine vom Ziel reflektierte IR-Strahlung visuell
beobachtet wird. Aus der visuell beobachteten Visierlinie bzw. deren Ausrichtung auf das Ziel werden dann
Rieht- und Einstelldaten für den Flugkörper abgeleitet und diesem über Draht zugeführt.The invention relates to a thermal sighting and location method for the automatic guidance of missiles, in which different spectral ranges are selected from the thermal emission of a target and its surroundings and that of the missile for the display and reproduction of a thermal image, and a device for this.
From DE-OS 15 06 099 a remote control system for a missile is known in which an IR camera records an IR radiation reflected by the missile within a wave range of 1.8-2.6 μ, while with an image converter in one area of 0.8-1.2 µ, an IR radiation reflected from the target is visually observed. Directional and setting data for the missile are then derived from the visually observed line of sight or its alignment with the target and fed to it via wire.
Für den Einsat/ der modernen Flugkörperwaffen bzw. Raketen verbieten sich jedoch aktive IR-Visiere. während IR-Kameras und Bildwandlerverstärker durch den Leuchtsatz bzw. das Marschtriebwerk der Rakete so überstrahlt werden können, daß eine einwandfreie Bildbeobachtung nicht mehr möglich ist. Außerdem ist Hie genaue Justierung des Wärmebildvisiers auf das in der Absenkanlage eingebaute IR-Ortungsgerät für die Lenkung der Rakete nur schwer möglich, insbesondere wenn sich die Ziele auch noch relativ schnell bewegen Durch das ältere deutsche Patent 17 97 610 ist ein optistheiektronisches Aufklärungs- und Zielgerät vorgeschlagen worden, dem gleichzeitig InformationenFor the use of modern missile weapons or missiles, however, prohibit active IR sights. while IR cameras and image converter amplifiers by the flare or the march engine of the rocket can be outshone so that a flawless Image observation is no longer possible. In addition, precise adjustment of the thermal imaging sight to the in the lowering system built-in IR locator for the Steering the missile is difficult, especially if the targets are moving relatively fast An optistheiektronic reconnaissance and targeting device is proposed by the earlier German patent 17 97 610 been given at the same time information
*5 wenigstens zweier verschiedener Spektralbereiche zugeführt werden, wobei ein auf Eigenstrahlung ansprechendes Wärmebildgerät mit einem auf sichtbare und unsichtbare, aus der Remission resultierende Spektralbcreiche ansprechenden Bildwandlergerät kombiniert worden ist.* 5 at least two different spectral ranges are supplied, with a thermal imaging device responding to natural radiation with a visible and invisible, remission resulting spectral ranges responsive image converter device has been combined.
Abgesehen davon, daß zwei verschiedene IR-Wiedergjbegeräte verwendet werden, ist eine Ortung für die automatische Lenkung von Flugkörpern damit kaum möglich.Apart from the fact that two different IR playback devices are used, a location for the automatic guidance of missiles is hardly possible possible.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein passives Verfahren der eingangs genannten Art und eine Einrichtung dafür zu schaffen, das bzw. die völlig automatisch die Daten für die Steuerung des Flugkörpers liefert, die für das Treffen des Ziels benötigt werden, und gestattet.The object of the invention is to provide a passive method of the type mentioned at the outset and to create a facility for the or the completely automatically the data for the control of the missile supplies that for the Meeting the target is needed and permitted.
so gleichzeitig Ziel und Flugkörper einwandfrei zu beobachten, insbesondere bei Nacht.so that the target and the missile can be observed perfectly at the same time, especially at night.
Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß für die Wiedergabe des Ziels der Bereich des atmosphärischen Fensters Il (3 —5.5 μ) oder des atmosphärischenThis object is achieved in that for the reproduction of the target the area of the atmospheric Window II (3 - 5.5 μ) or the atmospheric
fts Fensters III (8—14 μ) und für die gleichzeitige Bestimmung der Bildfeldkoordinaten des Flugkörpers, aus denen seine Ablagekoordinaten zur Nachlenkung in die Visierlinie abgeleitet werden, der Bereich desfts window III (8-14 μ) and for simultaneous Determination of the image field coordinates of the missile, from which its storage coordinates for redirection in the line of sight to be derived, the area of the
atmosphärischen Fensters I (1,5—2,5 μ) bei ein und derselben Wärmebildabtasteinrichtung und Wiedergabeeinrichtung verwendet werden.atmospheric window I (1.5-2.5 μ) at one and the same thermal imaging device and display device can be used.
Das Strahlungsmaximum des pyrotechnischen Leuchtsatzes, den die Flugkörper gegebenenfalls tragen, liegt bei etwa 2 μ Wellenlänge. In diesem Spektralbereich kann bei Nacht auch sehr gut die Strahlung des Marschtriebswerks geortet werden, so daß evtl. der pyrotechnische Leuchtsatz entfallen kann.The radiation maximum of the pyrotechnic flare that the missile may have wear, is about 2 μ wavelength. In this spectral range, the Radiation of the cruise engine can be located so that the pyrotechnic flare may be omitted.
Der pyrotechnische Leuchtsatz kann auch durch einen modulierbaren Leuchtsatz ersetzt werden, dessen Modulation beispielsweise aus täglich geänderten ■ Impulsfolgen besteht Wird diese Modulation im Ortungsgerät detektiert, so ist ein signifikantes Merkmal zur Identifizierung des Flugkörpers vorhanden und es besteht eine erhöhte Sicherheit gegen eine Störung der Waffensysteme von gegnerischer Seite.The pyrotechnic flare can also be replaced by a modular flare, its Modulation consists, for example, of pulse trains that are changed every day Locating device detected, a significant feature for identifying the missile is present and there is increased security against a disruption of the weapon systems from the enemy side.
Nach erfolgter Zeilen- und Bildabtastung kann die gesamte momentane Stralungsenergie der eigentlichen Abbildungsebene z.B. mittels eines Strahlteilers auf zwei Detektorara>rdnungen in verschiedene Bildebenen verteüt werden, wobei die eine die Signale für die Wärmebilddarstellung und die andere die Signale für die Flugkörperortung erzeugt. Dadurch wird es möglich, daß die eine Detektoranordnung, die z. B. im Fenster II arbeitet, die Signale für die Darstellung des thermischen Bildes und die andere Detektoranerdnung im Fenster I die Signale für die Ablagekoordinaten liefert.After the lines and images have been scanned, the entire momentary radiation energy can be used as the actual Image plane e.g. by means of a beam splitter on two detector axes in different image planes be distributed, one being the signals for thermal imaging and the other being the signals for Missile location generated. This makes it possible that a detector arrangement, the z. B. in window II works, the signals for the representation of the thermal Image and the other detector arrangement in window I supplies the signals for the storage coordinates.
Die Strahlteiler können auch eingespart werden, wenn eine Einrichtung verwendet wird, bei der ein gemeinsames Substrat zwei Gruppen von Detektorelementen verschieii jner Grenzwellenlänge enthält, wobei die eine Gruppe für die Frzeugt.-.g des Wärmebildes und die andere Gruppe zur Frzeugung der Ablagekoordinaten benutzt wird. Die Kongruenr der Ablagekoordinaten und des Wärmebildes, die bei den verschiedenen Lagen der Detektorgruppen rein geometrisch nicht immer gesichert ist, kann durch elektrische Phasenschieberschaltungen erzeugt werden.The beam splitters can also be saved if a device is used in which a common substrate contains two groups of detector elements of different cut-off wavelengths, where one group for the production of the thermal image and the other group is used to generate the storage coordinates. The congruence of the storage coordinates and the thermal image, which is not purely geometrical for the different positions of the detector groups is always secured, can be generated by electrical phase shifting circuits.
Eine Kühleinrichtung wird zweckmäßigerweise so ausgelegt, daß sie die Detektoren, die Für die Wärmebilddarstellung notwendig sind, auf ihre optimale Temperatur kühlt. Die Detektoren, die den wesentlich heißeren Flugkörper orten, brauchen normalerweise ohne Verminderung ihrer Leistungsfähigkeit nicht so tief gekühlt zu werden.A cooling device is expediently designed so that the detectors, the For Thermal imaging is necessary to cool to their optimal temperature. The detectors that are essential Locating hotter missiles normally do not need to do so without reducing their performance to be frozen deeply.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Detektorelemente aus einem Mischkristall bestehen, der durch Änderung seiner Komposition in seiner Grenzwellenlänge verschiebbar ist. Ein solches Material ist bspw. Hg(i _ sßdx Te, das durch Änderung von χ in etwa von 0,5 bis 14 μ in seiner Grenzwellenlänge veränderbar ist.It is particularly advantageous if the detector elements consist of a mixed crystal whose limit wavelength can be shifted by changing its composition. Such a material is, for example, Hg (i _ s ßdx Te, the limit wavelength of which can be changed by changing χ from approximately 0.5 to 14 μ.
Für die Ortung des Flugkörpers ist es vorteilhaft, als Abtastverfahren die an sich bekannte polare Abtastung eines kreisrunden Bildfeldes zu benutzen, da die Informationsrate gegen das Zentrum des Bildfeldes immer höher wird. Hierbei ist es zweckmäßig, das mittlere Element einer Zellenreihe aus einem Material zu machen, das die Flugkörperortung durchführt, also beispielweise seine Grenzwellenlänge bei 2,5 μ hat, während die äußeren Elemente mit einer Grenzwellenlänge von 4,2 μ zur Bilddarstellung benutzt werden.For locating the missile, it is advantageous to use polar scanning, which is known per se, as the scanning method of a circular image field, since the information rate against the center of the image field getting higher and higher. It is useful here to make the middle element of a row of cells from one material to make that performs the missile location, so for example, its cut-off wavelength is 2.5 μ, while the outer elements have a cut-off wavelength of 4.2 μ can be used for image display.
Die polare Abtastung hat für das Visieren den entscheidenden Vorteil, daß am Rande des Bildfeldes Ziele bereits bemerkt, in der Mitte jedoch aufgrund der wachsenden Auflösung identifiziert werden können. Außerdem kann bei der polaren Abtastung durch die Mittelzelle der Ort des Flugkörpers im Bildfeld nach Radius und Winkel gut bestimmt werden. Es ist aber auch eine Umwandlung in karthesischc- Koordinaten durch bekannte elekfonische Schaltungen möglich.For aiming, polar scanning has the decisive advantage that it is at the edge of the image field Goals already noticed, in the middle, however, due to the growing dissolution can be identified. In addition, with polar scanning by the Center cell the location of the missile in the image field can be well determined according to radius and angle. But it is A conversion into Cartesian coordinates is also possible using known electronic circuits.
Um die Ortung des Flugkörper am Rande des Bildfeldes zu erleichtern und nicht unnötig hohe Zeilenzahlen hierfür zu verwenden, ist es vorteilhaft, den mittleren Ortungsdetektor wesentlich größer zu machen als die Bilddetektoren, da die Größe dieses Detektors die Zeilenzahl bestimmt. Die aneinandergereihten Bilddetekioren müssen dann mindestens die Breite des Ortungsdetektors haben.To make it easier to locate the missile at the edge of the image field and not unnecessarily high To use line numbers for this, it is advantageous to make the central location detector much larger than the image detectors since the size of this detector determines the number of lines. The lined up Image detectors must then have at least the width of the location detector.
Da das mittlere Zellenelement für die Bilddarstellung ausfällt, wird in der Bildmitte ein der Breite dieses Elements proportionaler dunkler Fleck erscheinen. Dieser kann als elektronisches Richtrnittel ausgenutzt werden, da er genau die Richtung der Visierlinie definiert, in die der Flugkörper gelenkt wird.Since the middle cell element fails for the image display, the width of this becomes in the middle of the image Element's proportional dark spot appear. This can be used as an electronic guide because it defines exactly the direction of the line of sight in which the missile is directed.
Claims (9)
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- 1975-07-25 DE DE19752533270 patent/DE2533270C2/en not_active Expired
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