DE2554846B2

DE2554846B2 - Optoelectronic system for angular location of a target v

Info

Publication number: DE2554846B2
Application number: DE19752554846
Authority: DE
Inventors: Guy Itteville Chauvin; Guy De Le Pecq Corlieu; Leonid Sartrouville Symaniec
Original assignee: Thomson CSF SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 1974-12-06
Filing date: 1975-12-05
Publication date: 1978-11-23
Also published as: DE2554846C3; FR2293714B1; DE2554846A1; FR2293714A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein optoelektronisches System zur Winkelortung eines Zieles unter Verwendung eines optischen Impulssenders und eines optischen Empfängers, der die an einem Ziel reflektierte Lichtstrahlung bündelt und der außer mit einem Durchlaßfilter für das Emissionsspektrumsband mit einem ebenen, in jedem Quadranten eines kartesischen Koordinatenkreuzes ein Detektorelement aufweisenden, fotoelektrischen Detektor versehen ist, an welchem eine aus vier Empfangswegen bestehende Empfangsschaltung mit anschließender Summe-Differenz-Auswertung angeschaltet ist, welche unter Verwendung einer Signalverstärkungsregelung und einer Pegelabtast- und Halteschaltung die Höhen- und Seitenablage angebenden Ablagekoordinatenwerte des Zielbildes in Beziehung zum Zentrum des Koordinatenkreuzes und damit auch zum Zentrum des Vierquadranten-Detektors liefert.The present invention relates to an optoelectronic system for angular location of a target Use of an optical pulse transmitter and an optical receiver that reflected the signals off a target Light radiation bundles and the except with a pass filter for the emission spectrum band a flat detector element in each quadrant of a Cartesian coordinate system, photoelectric detector is provided on which a receiving circuit consisting of four receiving paths with subsequent sum-difference evaluation is switched on, which is using a signal gain control and a level sample and hold circuit the level and side shift specifying storage coordinate values of the target image in relation to the center of the coordinate system and thus also delivers to the center of the four-quadrant detector.

Derartige Systeme bezwecken die Ortung eines Zieles, das sich in einem optischen Beobachtungsfeld befindet, in dem unter großer Genauigkeit die vorhandene Winkelablage zwischen der Zielrichtung und der Visierachsenrichtung, welche die Bezugsachse für die Messung bildet, gemessen wird. Diese Systeme werden aktiv oder passiv genannt, je nachdem, ob sie einen optischen Sender zur Anstrahlung des Zieles aufweisen oder nicht. Die im letzten Fall direkt vom angepeilten Ziel herkommende empfangene Strahlung entsteht bekanntlich auf Grund der Emission im Infrarotbereich. In der einen oder anderen Ausführungsform ist das System mit einem optischen Empfänger für aus dem beobachteten Gebiet herkommende Lichtstrahlung ausgerüstet. Dieser Emfpänger ist dann nach außen durch ein empfangsseitig angeordnetes optischesThe purpose of such systems is to locate a target that is in an optical field of observation is located in which the existing angular offset between the target direction with great accuracy and the sighting axis direction, which forms the reference axis for the measurement, is measured. These systems are called active or passive, depending on whether they have an optical transmitter for illuminating the target exhibit or not. In the latter case, the received radiation coming directly from the targeted target is known to arise due to the emission in the infrared range. In one embodiment or another, the system is provided with an optical receiver for light radiation coming from the observed area. This recipient is then after outside by an optical arranged on the receiving side

Objektiv zur Bündelung versehen und weist eine fotoelektrische Detektoreinrichtung auf. Die Verfolgungsfläche, die in der Brennebene des Eingangsobjektives oder in deren Nähe liegt, entspricht dem Bild des Beobachtungsfeldes. Das Feld ist über die optische Achse zentriert, die der Bezugs- oder Visierachse entspricht, deren Spur das Zentrum der Verfolgungsfläche bildet Somit entspricht einem in einem festen Visierwinkel gelegenen Ziel ein Bild, dessen Position in Beziehung zum Zentrum der Nutzfläche die zu messende Winkelablage widerspiegelt Die kartesischen Koordinaten des gemessenen Bildpunktes in Beziehung zu zwei durch das Zentrum der Nutzfläche verlaufenden Achsen drücken die Höhen- und Seitenablage des Zieles aus, was einer vom angepeilten Ziel selbst ausgeführten Winkelablagemessung entspricht Das Meßergebnis kann demgemäß zur Sicherstellung einer automatischen Verfolgung mittels zugeordneter Servomechanismen und zur Nachführung der Visierachsennosition, so daß diese mit der Zielrichtung übereinstimmt benutzt Aufbau werden.Lens provided for focusing and has a photoelectric detector device. The persecution area, which is in or near the focal plane of the input lens corresponds to the image of the Observation field. The field is centered on the optical axis, that of the reference or sighting axis corresponds to whose track forms the center of the tracking area. Thus corresponds to one in a solid An image whose position in relation to the center of the usable area is to be created measuring angular offset reflects the Cartesian coordinates of the measured image point in relation to two axes running through the center of the usable area press the height and side deposit of the target from what corresponds to an angular misalignment measurement carried out by the targeted target itself. The measurement result can accordingly to ensure automatic tracking by means of associated servomechanisms and used to track the sighting axis position so that it coincides with the aiming direction Build up.

Diese optischen, die Lichteigenschaften ausnutzenden Systeme verschaffen bei verschiedenen Anwendungen im Vergleich zu denselben Zweck verfolgenden Radarsystemen wertvolle Vorteile. So ergibt sich aus der starken Lichtbündelungsfähigkeit eine große Richtgenauigkeit Außerdem läßt sich die Ausführungsform aus robustem Material erstellen, so daß der Aufbau wenig sperrig und sehr zuverlässig ist.These optical systems, which utilize the light properties, provide various applications valuable advantages over the same purpose radar systems. So it results from the strong light bundling ability a high level of accuracy. In addition, the embodiment Create from sturdy material, so that the structure is not very bulky and very reliable.

Entsprechend bekannter Ausführungsformen weist der Detektor häufig mehrere parallele und nebeneinanderliegende Elemente zur Erzielung einer räumlichen Unterscheidung entlang einer ersten Meßachse auf, während die Unterscheidung entlang der zweiten Achse mittels einer mechanischen Untersuchungseinrichtung bewirkt wird, weiche ein Überstreichen durchsichtiger Schlitze auf undurchsichtigem Grund vor den Dektoren erzeugt Das einfallende Signal wird somit beim Empfang moduliert. Die entsprechende Informationsgewinnung erfolgt über eine elektronische Filterung oder mittels Korrelation.According to known embodiments, the detector often has several parallel and adjacent ones Elements for achieving a spatial differentiation along a first measuring axis, while the differentiation along the second axis by means of a mechanical examination device is effected, which means that transparent slits are passed over on an opaque ground in front of the detectors generated The incoming signal is thus modulated when it is received. The corresponding information acquisition takes place via electronic filtering or by means of correlation.

Aus der DE-OS 24 09 563 ist bereits ein aktives optoelektronisches System zur Winkelortung eines Zieles unter Verwendung eines optischen Impulssenders und eines optischen Emfpängers bekannt, der die an 4> einem Ziel reflektierte Lichtstrahlung bündelt und der außer mit einem Durchlaßfilter für das jeweilige Laserspektrurnsband mit einem fotoelektrischen Quadrantendetektor versehen ist. An die Detektorelemente ist eine aus vier Empfangswegen bestehende Empfangs- -><> schaltung mit einer anschließenden Summe-Differenzauswertung angeschaltet, welche unter Verwendung einer Signalverstärkungsregelung und einer Pegelabtast- und Halteschaltung die Höhen- und Seitenablage angebenden Ablagekoordinatenwerte des Zielbildes ■>■> liefert Bei dieser bekannten Anordnung erfolgt allerdings zunächst die Aufteilung der vier Empfangswege auf die drei Summen-Differenzkanäle und erst anschließend eine automatische Verstärkungsregelung in jedem der drei Kanäle vor der Eingabe in die mi Pegelabtast- und Halteschaltung, wodurch sich eine ziemlich zeitabhängige Koordinatenbewertung für die Seiten- und Höhenablage ergibt.From DE-OS 24 09 563 is already an active optoelectronic system for angular location of a Target using an optical pulse transmitter and an optical receiver known to the 4> a target bundles reflected light radiation and the except with a pass filter for the respective Laser spectrum tape is provided with a photoelectric quadrant detector. To the detector elements is a receiving -> <> circuit consisting of four receiving paths with a subsequent sum-difference evaluation switched on, which uses a signal gain control and a level sensing and holding circuit the storage coordinate values of the target image which indicate the vertical and lateral offset ■> ■> supplies In this known arrangement, however, the four receiving paths are first divided into the three sum-difference channels and first then an automatic gain control in each of the three channels before entering the mi Level sample and hold circuit, which results in a fairly time-dependent coordinate evaluation for the Side and height storage results.

Aus der US-PS 33 20 420 ist ebenfalls ein optoelektronisches System zur Winkelortung eines Zieles tn bekannt, wobei jedoch kein optischer Impulssender vorgesehen ist, sondern das Infrarotsignal einer Rakete als Peilsignal verwendet wird. Die empfangsseitige Auswertung erfolgt hierbei ebenfalls mittels eines fotoelektrischen Detektors, welcher für jeden Quadranten eines Koordinatenkreuzes ein Detektorelement aufweist Auch hierbei ist eine aus vier Empfangswegen bestehende Empfangsschaltung mit einer anschließenden Summe-Differenz-Auswertung vorgesehen, durch welche die Höhen- und ο Seitenablage vom Zentrum des Koordinatenkreuzes ermittelt wird. Eine Verstärkungsregelqng ist bei dieser bekannten Anordnung überhaupt nicht vorgesehen.From US-PS 33 20 420 is also an optoelectronic system for angular location of a target tn known, but no optical pulse transmitter is provided, but the infrared signal of a missile is used as a bearing signal. The evaluation at the receiving end is also carried out by means of a photoelectric detector, which has a detector element for each quadrant of a coordinate system Here, too, is a receiving circuit consisting of four receiving paths with a subsequent one Sum-difference evaluation provided, through which the height and ο side offset from the center of the coordinate system is determined. A gain control is in this known arrangement not provided at all.

Der Erfinung liegt die Aufgabe zugrunde, demgegenüber ein optoelektronisches Winkelortungssystem mit automatischer Verstärkungsregelung und ohne den Nachteil der ziemlich zeitabhängigen Koordinatenbewertung zu schaffen. Gemäß der Erfindung, die sich auf ein optoelektronisches System zur Winkelortung eines Zieles der eingangs genannten Art bezieht wird diese Aufgabe dadurch gelöst daß in der Emfpangsschaltung vor der Einrichtung zur Summen-Differenzsignalbildung die in den vier Empfangswegen gleichzeitig auftretenden Signale jeweils einer Verzögerungsschaltung zur zeitlichen Aufteilung dieser Signale zugeführt sind, daß die zeitlich gestaffelten Signale an den Eingang eines gemeinsamen Verstärkers mit veränderbarer Verstärkung gegeben und daran anschließend in verstärkter Form anderen Verzögerungsschaltungen zur Wiedererzeugung der anfänglichen Gleichzeitigkeit der genannten Signale zu einem bestimmten Augenblick zugeführt werden, daß die Verstärkung des gemeinsamen Verstärkers von der Pegelabtast- und Halteschaltung über eine Verstärkungssteuerungseinrichtung in Abhängigkeit von den vorliegenden Signalpegeln eingestellt wird und daß die im gemeinsamen Verstärker verstärkten und danach wieder gleichzeitig in den vier Empfangswegen vorliegenden Signale nach der Eingabe in die Pegelabtast- und Halteschaltung der Einrichtung zur Summen- und Differenzsignalbildung zugeführt werden. Beim optoelektronischen System nach der Erfindung findet somit vor der Einrichtung zur Summe-Differenzsignalbildung eine Signalzusammenfassung statt, so daß mittels eines einzigen gemeinsamen Verstärkers eine Verstärkungsregelung vorgenommen werden kann. Nach dieser Verstärkungsregelung wird das zusammengefaßte Signal zeitlich wieder aufgetrennt und über die Pegelabtast- und Halteschaltung der Einrichtung zur Summe-Differenzsignalbildung zugeführt, in welcher die die Höhen- und Seitenablage angebenden Ablagekoordinatenwerte des Zielbildes gebildet werden. Der Vorteil des optoelektronischen Systems nach der Erfindung liegt darin, daß zum einen nur eine einzige geregelte Verstärkungseinrichtung für mehrere Empfangskanäle vorhanden sein muß und zum anderen auf Grund der Einschaltung der Einrichtung zur Summe-Differenzsignalbildung am Ende der Schaltung eine verhältnismäßig zeitunabhängige Koordinatenbewertung für die Seiten- und Höhenablage erfolgen kann.The invention is based on the task, on the other hand an optoelectronic angle location system with automatic gain control and without the To create the disadvantage of the rather time-dependent coordinate evaluation. According to the invention, which is related to an optoelectronic system for angular location of a target of the type mentioned This object is achieved in that in the receiving circuit before the device for the sum-difference signal formation the signals occurring simultaneously in the four receiving paths are each a delay circuit for the temporal division of these signals are fed that the time-staggered signals to the input of a common amplifier with Gain variable gain and then in amplified form other delay circuits to regenerate the initial Simultaneity of the said signals are supplied at a certain instant that the Amplification of the common amplifier by the level sample and hold circuit via a gain controller is set as a function of the signal levels present and that the amplified in the common amplifier and then signals present again simultaneously in the four receiving paths after input into the level sensing and the hold circuit are fed to the device for generating the sum and difference signals. At the The optoelectronic system according to the invention thus takes place before the device for sum-difference signal formation a signal aggregation takes place, so that by means of a single common amplifier a Gain control can be made. After this gain control, the summarized Signal separated again in time and via the level sampling and holding circuit of the device for Sum-difference signal formation supplied, in which the offset coordinate values of the target image indicating the height and side offset are formed. Of the The advantage of the optoelectronic system according to the invention is that on the one hand only one Regulated amplification device for several reception channels must be available and on the other Reason for switching on the device for sum-difference signal formation at the end of the circuit relatively time-independent coordinate evaluation for the side and height storage can be done.

Weitere Vorteile, Weiterbildungen und Einzelheiten der Erfindung werden in der folgenden Beschreibung an Hand eines in Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigtFurther advantages, developments and details of the invention are given in the following description Hand of an embodiment shown in figures explained in more detail. It shows

Fig. 1 ein vereinfachtes Blockschaltbild eines ^vvinkelortungssystems gemäß der Erfindung,Fig. 1 is a simplified block diagram of a ^v vinkelortungssystems according to the invention,

F i g. 2 den Plan eines bevorzugten Ausführungsbeispiels für eine fotoelektrische Detektoreinrichtung und Kurven für die Variation der ermittelten Signale,F i g. 2 shows the plan of a preferred embodiment for a photoelectric detector device and Curves for the variation of the detected signals,

Fig. 3 Kurvenverläufe 3-a bis 3-e, die sich auf die Funktion der Verstärkerschaltungen für die ermitteltenFig. 3 curves 3-a to 3-e, which relate to the function of the amplifier circuits for the determined

Signale und die Steuerschaltungen zur Abnahme der entsprechenden Amplitudenpegel beziehen,Signals and the control circuitry for taking off the corresponding amplitude levels,

F i g. 4 das Blockschaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels des Steuerkreises für die Signalabnahme, F i g. 4 shows the block diagram of a first exemplary embodiment of the control circuit for the signal pick-up,

F i g. 5 Wellenformen, welche die Funktion der Schaltung nach F i g. 4 betreffen,F i g. 5 waveforms illustrating the operation of the circuit of FIG. 4 concern,

Fig.6 das Blockschaltbild einer zweiten Ausführungsform für die Schaltung zur Steuerung der Signalabnahme,6 shows the block diagram of a second embodiment for the circuit to control the signal pick-up,

Fig.7 Wellenformen, welche die Funktion der Schaltung nach F i g. 6 betreffen und7 waveforms which illustrate the function of the circuit according to FIG. 6 concern and

F i g. 8 das Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels für die Schaltung zur Messung der Seiten- und Höhenablage.F i g. 8 shows the block diagram of an exemplary embodiment for the circuit for measuring the side and Height shelf.

Das optoelektrische System zur Winkelortung des Ziels, welches in vereinfachter Art im Blockschaltbild nach F i g. 1 dargestellt ist, weist einen Lichtabstrahlungsteil und einen Aufnahmeteil auf.The optoelectronic system for angular location of the target, which is shown in a simplified way in the block diagram according to FIG. 1 has a light emitting part and a receiving part.

Der Sender ist ein optischer Impulssender üblicher Art und ist durch den Block 1 dargestellt. Er kann sich in der Nähe des Empfängers, aber auch genauso gut in einiger Entfernung vom Empfänger befinden. Er weist in vorteilhafter Weise eine Laserquelle auf, deren Eigenschaft der Monochromatizität vorteilhaft dazu benutzt werden kann, um auf der Empfangsseite die einfallenden Signale zu filtern und diese entsprechend dem ausgesendeten Spektrum zu trennen. Eine kompakte Realisierung des Senders wird durch die Verwendung einer Halbleiterquelle, z. B. von der Art eines YAG-Lasers, erreicht. Die Abstrahlungsquelle wird mit einem jo periodischen Impulssignal moduliert, um aufeinanderfolgende Lichtsignale zu erzeugen, die einem Richtdiagramm der Strahlung 2 entsprechen, dessen öffnungswinkel einem bestimmten Bleuchtungsfeld entspricht. Die Strahlungskeule kann durch einen schmalen Strahl gebildet werden, der einen öffnungswinkel von einigen Grad aufweist. Eine Laserquelle gestattet es außerdem, Lichtimpulse von sehr geringer Dauer, z. B. einer zwanzigstel Nanosekunde, und mit einer geringen Wiederholfolge, die geringer als 50 Hz sein kann, zu erzeugen.The transmitter is an optical pulse transmitter of the usual type and is represented by block 1. He can get in close to the receiver, but also just as well at some distance from the receiver. He knows advantageously a laser source whose property of monochromaticity is advantageous in addition can be used to filter the incoming signals on the receiving side and to filter them accordingly to separate the transmitted spectrum. A compact implementation of the transmitter is made possible by the use a semiconductor source, e.g. B. of the type of a YAG laser achieved. The radiation source is marked with a jo periodic pulse signal modulated to generate successive light signals that form a directional diagram correspond to the radiation 2, the opening angle of which corresponds to a certain illumination field. The radiation lobe can be formed by a narrow beam that has an opening angle of a few Degree. A laser source also allows light pulses of very short duration, e.g. B. one twentieth of a nanosecond, and with a low repetition rate that can be less than 50 Hz produce.

Der Empfänger weist eine optische Eingangseinrichtung mit einem optischen Objektiv 3 zur Bündelung der einfallenden Lichtstrahlung auf. Das Element 4 stellt ein optisches Filter dar, dessen Durchlaßband demjenigen des Emissionsspektrums entspricht Es läßt sich in der optischen Bahn vor oder hinter dem Objektiv anbringen. Die optische Filterung wird in zweckmäßiger Weise einer elektrischen Filterung vorgezogen, da letztere mehrere Filterkreise benötigen würde. Die dahinter angeordnete Detektoreinrichtung weist mehrere Detektorelemente auf und demzufolge ebensoviele Detektor- und Empfangswege. Diese Elemente sind in einer senkrecht zur optischen Achse ζ verlaufenden Ebene aufgeteilt und liegen nahe der Brennebene, derart, daß das Bild eines Zieles, das den vorher bestimmten Oberflächenmerkmalen und der Entfernungsdistanz entspricht, auf dieser Ebene als ein im wesentlichen kreisförmiger Fleck bestimmten Durchmessers erzeugt wird. Die Anzahl der Detektorelemente beträgt vorzugsweise vier, so daß die Einrichtung optimal vereinfacht wird, ohne Beeinträchtigungen in der Wirkungsweise in Kauf nehmen zu müssen. Die Elemente sind zu jeder der beiden Seiten der zwei Koordinatenachsen X und Y symmetrisch aufgestellt, entsprechend dem jeweiligen Albagemaß hinsichtlich Höhe und Seite. Jeweils eines der mit 5, 6, 7 und 8 bezeichneten Elemente befindet sich somit in einem der vier Meßquadranten. Der als Vierquadrantendetektor ausgelegte Detektor kann aus Halbleitermaterialien gebildet sein und eine Detektordynamikcharakteristik von 10OdB aufweisen. Die Elemente können die dargestellte rechteckige Form oder eine andere Form aufweisen, beispielsweise entsprechend vier rechtwinkligen Kreissektoren. Ihre zusammengefaßten Oberflächen bestimmen die gesamte Nutzfläche der Zielverfolgung, die auf die Bahn O der optischen Achse oder der Visierachse ζ zentriert ist. Die Lage des Bildes C eines Zieles ist eine Funktion des Winkelversatzes zwischen der Richtung R des Zieles und derjenigen der Bezugsachse z. The receiver has an optical input device with an optical lens 3 for focusing the incident light radiation. The element 4 represents an optical filter, the pass band of which corresponds to that of the emission spectrum. It can be fitted in the optical path in front of or behind the objective. Optical filtering is expediently preferred to electrical filtering, since the latter would require several filter circuits. The detector device arranged behind it has several detector elements and consequently just as many detector and receiving paths. These elements are divided in a plane perpendicular to the optical axis ζ and are close to the focal plane in such a way that the image of a target, which corresponds to the predetermined surface features and the distance distance, is generated on this plane as a substantially circular spot of certain diameter . The number of detector elements is preferably four, so that the device is optimally simplified without having to accept impairments in the mode of operation. The elements are set up symmetrically on each of the two sides of the two coordinate axes X and Y , according to the respective Albage dimension in terms of height and side. One of the elements labeled 5, 6, 7 and 8 is therefore located in one of the four measurement quadrants. The detector designed as a four-quadrant detector can be formed from semiconductor materials and have a detector dynamic characteristic of 10OdB. The elements can have the illustrated rectangular shape or some other shape, for example corresponding to four rectangular sectors of a circle. Their combined surfaces determine the total effective area of the target tracking, which is centered on the path O of the optical axis or the sighting axis ζ. The position of the image C of a target is a function of the angular offset between the direction R of the target and that of the reference axis z.

F i g. 2 zeigt die Detektoreinrichtung der F i g. 1 und die durch die ermittelten Signale dargestellten Amplitudenänderungen, wenn das Bild C, welches sich in dem Element 8 entsprechenden Quadranten befindet, sich parallel zur Seitenachse X nach Xi (Kurven 53, 54) oder auch parallel zur Höhenachse K nach Yi (Kurven 51,54) verschiebt. Die Signale 51, 53, 54 sind jeweils die von den Elementen 5, 7 und 8 stammenden Detektorsignale, nämlich diejenigen des ersten, des dritten und des vierten Quadranten. In diesem Beispiel behält das durch das Element 6 ermittelte Signal 52 einen Minimalwert von ungefähr Null. Es stellt sich heraus, daß die Amplitudenänderungen in einem sowohl hinsichtlich X als auch V auf beiden Seiten des Mittelpunkts Null abgegrenzten Bereich praktisch linear sind und daß die vier Signale alle vorliegen und gleiche Amplituden aufweisen, wenn sich das Bild Cdes Ziels im Punkt O befindet. Die Ausdehnung des linearen Variationsbereiches über X und V ist mit dem Durchmesser des Lichtflecks verknüpft Außerhalb dieses Bereiches übersetzen die Signale eine Lageinformation in einen Quadranten, damit auch der Bilddurchmesser kleiner als die Abmessungen eines Elementes bleibt. Jeder Quadrant erhält eine Energie, die eine Funktion vom Ablagewinkel zwischen den Richtungen R und z, von der Oberfläche und von der Entfernungsdistanz des Zieles ist. Die Benutzung des Systems ist für die Verfolgung und die Lokalisierung von Zielen mittlerer vorherbestimmter Abmessungen vorgesehen, wobei sich die Ziele in einem gewissen Entfernungsbereich bewegen. Infolgedessen bleiben die Durchmesserschwankungen des Bildflecks ausreichend klein und erträglich, so daß die Wirksamkeit der Einrichtung nicht herabgesetzt wird. Darüber hinaus sind automatische Verstärkungsregelungseinrichtungen vorgesehen, die es gestatten, diese Schwankungen auszugleichen und die Leistungsfähigkeit des Systems zu steigern. Die ermittelten Signale sind also als periodische Impulse geformt die gleichzeitig auftreten und deren Amplitude eine Funktion der empfangenen Lichtenergie in dem entsprechenden Detektorelement ist Der Empfänger weist im Anschluß an die Detektoreinrichtung eine Schaltungsgruppe auf, welche die Messung der Ablage, ausgehend von den ermittelten Signalen, gestattetF i g. 2 shows the detector device of FIG. 1 and the amplitude changes represented by the determined signals when the image C, which is located in the quadrant corresponding to element 8, is parallel to the lateral axis X to Xi (curves 53, 54) or also parallel to the height axis K to Yi (curves 51, 54) moves. The signals 51, 53, 54 are respectively the detector signals originating from the elements 5, 7 and 8, namely those of the first, third and fourth quadrants. In this example, the signal 52 determined by the element 6 maintains a minimum value of approximately zero. It turns out that when the image C of the target is at point O, the amplitude changes are practically linear in an area delimited both with respect to X and V on either side of the zero center and that the four signals are all present and have equal amplitudes. The extension of the linear range of variation over X and V is linked to the diameter of the light spot. Outside of this range, the signals translate positional information into a quadrant so that the image diameter remains smaller than the dimensions of an element. Each quadrant receives an energy that is a function of the angle of discrepancy between directions R and z, the surface, and the range of the target. The use of the system is intended for the tracking and localization of targets of medium predetermined dimensions, which targets move within a certain range. As a result, the diameter fluctuations of the image spot remain sufficiently small and tolerable that the efficiency of the device is not reduced. In addition, automatic gain control devices are provided which make it possible to compensate for these fluctuations and to increase the performance of the system. The signals determined are formed as periodic pulses that occur simultaneously and the amplitude of which is a function of the light energy received in the corresponding detector element

Die Empfangsschaltungen weisen zunächst Mittel zur Vorverstärkung der ermittelten Signale auf, wobei ein Vorverstärker pro Weg vorgesehen ist Die Vorverstärker 9 bis 12 sind identisch und haben die Merkmale ganz bestimmter Verstärkung. Ihre Rolle besteht darin, die ermittelten Signale den nachfolgenden Schaltungen zuzuführen, sofern sie einem ausreichenden Pegel entsprechen, der ihre Weiterverwendung gestattet Es ist eine Verstärkung 13 vorgesehen, die in dem Punkt besonders ausgebildet ist daß sie nur einen einzigen gemeinsamen Verstärker 23 für die vier EmpfangswegeThe receiving circuits initially have means for preamplifying the signals determined, with a Preamplifier is provided per way. The preamplifiers 9 to 12 are identical and have the same features certain gain. Their role is to transmit the detected signals to the subsequent circuits to be supplied, provided they correspond to a sufficient level that allows their further use Es a reinforcement 13 is provided, which is specially designed in the point that it is only a single one common amplifier 23 for the four reception paths

aufweist und auf Grund dieser Tatsache einen gleichen Verstärkungskoeffizienten in diese Wege einführt. Das Verhalten der in der Schaltung 13 vorgenommenen Maßnahmen ist bekannt und wird in der Monopuls-Radartechnik benutzt. Hier hat darüber hinaus der gemeinsame Verstärker eine variable Verstärkung, welche durch eine automatische Verstärkungssteuerschaltung 14 geregelt wird.and on the basis of this fact introduces an equal gain coefficient into these paths. That The behavior of the measures taken in circuit 13 is known and is used in monopulse radar technology used. In addition, the common amplifier has a variable gain, which is controlled by an automatic gain control circuit 14.

In F i g. 3 sind Impulsformen dargestellt, welche sich auf die Funktion der Schaltung 13 beziehen. Diese weist Verzögerungsschaltungen auf, die es gestatten, die gleichzeitig empfangenen Impulse über die Zeit getrennt aufzuteilen. Es liegen mehrere gleichzeitige Signale vor, sobald der Bildfleck mindestens auf zwei Detektorquadranten übergreift. Um diese zeitliche Aufteilung zu erreichen, genügen drei Verzögerungsschaltungen 20,21 und 22, welche die Verzögerung Ti, T2 bzw. Γ3 gegenüber dem Signal 51 des nichtverzögerten Empfangsweges einführen. Die Verzögerungen Ti, T2 und T3 werden unterschiedlich bestimmt, indem die Impulsdauer 77und die Dauer die Wiederholperiode 77? derart berücksichtigt wird, daß die verzögerten Signale voneinander getrennt und zeitlich über eine kürzere Dauer als TR oder höchstens gleiche Dauer wie TR aufgeteilt werden. Es lassen sich z. B. Verzögerungen T1, T2 = 2 7Ί, 7"3 = 3Γ1 wählen, so daß gleiche Verzögerungsschaltungen mit der Verzögerung 7Ί verwendet werden können, die zur Bildung der Verzögerungen T2 und Γ3 in Reihe geschaltet sind. Das Signal 51 und die somit verzögerten Signale 52, 53 und 54 werden einem gemeinsamen Verstärker 23 zugeführt Das Ausgangssignal 55 des Verstärkers (F i g. 3-a) wird von neuem auf vier Wege mit Verzögerungsschaltungen aufgeteilt, um wieder eine zeitliche Koinzidenz der Signale zu einem bestimmten Augenblick herzustellen. Im dargestellten Fall werden drei Wege unterschiedlich mit den Verzögerungen T3, T3—Ti bzw. T3— T2 mittels der Verzögerungsschaltungen 24, 25 und 26 verzögert. Die resultierenden Signale 5 6,5 7 und 5 8 sind jeweils in den Zeilen 3-b, 3-c und 3-d der Fig.3 dargestellt. Einerseits läßt sich feststellen, daß die einfallenden Signale sich zu einem Zeitpunkt Γ3 außerhalb des Empfangszeitpunktes wieder in Phase befinden und andererseits steht fest, daß die vier Wege Zeitaufteilungen der gesamten verstärkten Eingangssignale aufweisen. Gleichermaßen läßt sich feststellen, daß die Verluste auf Grund der Einfügung von Verzögerungsschaltungen in die verschiedenen Empfangswege ausgeglichen werden können, sofern eine Totalverzögerung 3 Γ durch die Schaltung 13 in jedem der Wege eingeführt wird. Die durchgeführte Behandlung stellt eine zeitliche Codierung der Signale dar, was ihre Verstärkung in einem einzigen Verstärker an Stelle von vier Verstärkern gestattet, wobei im übrigen zu berücksichtigen ist, daß eine Verstärkung mit veränderbarem Verstärkungsgrad verwendet wird. Es ist nur eine einzige Verstärkungsgradsteuerung erforderlich, wogegen der Fall der Verwendung von vier Verstärkern vier verschiedene Verstärkungssteuerungen notwendig macht, was eine fein arbeitende Regelung und demzufolge komplizierte beigeordnete Schaltungen erfordern würde.In Fig. 3 shows pulse shapes which relate to the function of the circuit 13. This has delay circuits which allow the simultaneously received pulses to be split up over time. There are several simultaneous signals as soon as the image spot extends over at least two detector quadrants. In order to achieve this time division, three delay circuits 20, 21 and 22 are sufficient, which introduce the delay Ti, T2 or Γ3 with respect to the signal 51 of the undelayed receive path. The delays Ti, T2 and T3 are determined differently in that the pulse duration 77 and the duration the repetition period 77? is taken into account in such a way that the delayed signals are separated from one another and divided in time over a shorter duration than TR or at most the same duration as TR . It can be z. B. Select delays T 1, T2 = 2 7Ί, 7 "3 = 3Γ1, so that the same delay circuits can be used with the delay 7Ί, which are connected in series to form the delays T2 and Γ3. The signal 51 and the thus delayed Signals 52, 53 and 54 are fed to a common amplifier 23. The output signal 55 of the amplifier (FIG. 3-a) is again divided into four paths with delay circuits in order to restore a temporal coincidence of the signals at a specific instant In the illustrated case, three paths are delayed differently with the delays T3, T3-Ti or T3-T2 by means of the delay circuits 24, 25 and 26. The resulting signals 5, 6, 7 and 5 8 are each in lines 3-b, 3 -c and 3-d of Fig. 3. On the one hand, it can be established that the incoming signals are again in phase at a time Γ3 outside the time of reception and, on the other hand, it is certain that the four paths Ze it distributions of the total amplified input signals. It can also be stated that the losses due to the insertion of delay circuits in the various reception paths can be compensated for, provided that a total delay 3 is introduced by the circuit 13 in each of the paths. The treatment carried out represents a temporal coding of the signals, which allows them to be amplified in a single amplifier instead of four amplifiers, bearing in mind that a variable gain amplification is used. Only a single gain control is required, whereas the case of using four amplifiers necessitates four different gain controls, which would require finely working regulation and consequently complicated associated circuitry.

Die Signale 55 bis 58 werden an eine Wiederherstellungsschaltung 15 übertragen, bei der die Abnahme der Signale 51 bis 54 vom Zeitpunkt T3 an erfolgt, zu welchem sie sich von neuem gleichzeitig darstellen, so daß ihre jeweiligen Pegel gemessen werden können. In Wirklichkeit ist die Form der Signale nicht genauso vollkommen wie die Impulsformen 3-a bis 3-d der Fig. 3.The signals 55 to 58 are transmitted to a restoration circuit 15, in which the decrease of the signals 51 to 54 takes place from time T3 , at which they are presented again simultaneously so that their respective levels can be measured. In reality, the shape of the signals is not as perfect as the pulse shapes 3-a through 3-d of FIG. 3.

Es muß gleichermaßen ihre sehr kurze Dauer berücksichtigt werden. Außerdem muß die Amplitudenmessung, damit sie wirksam ist, im wesentlichen den jeweiligen Spitzenwerten entsprechen, welche ungefähr in der Mitte des Impulses gebildet werden, nämlich zum Zeitpunkt T3 + TI/2. Zu diesem Zweck wird in einer Steuerschaltung 16 ein Auswahlimpuls 59 zu diesemTheir very short duration must also be taken into account. In addition, in order for it to be effective, the amplitude measurement must essentially correspond to the respective peak values which are formed approximately in the middle of the pulse, namely at time T3 + TI / 2. For this purpose, a selection pulse 59 is applied to this in a control circuit 16

ίο Augenblick (Fig.3-e) gewonnen. Das Signal 59 läßt sich ausgehend von einem Signal 510 erzeugen, das dem Signal 55 oder der Gesamtheit der Signale 51 bis 54 gemäß den unterschiedlichen, mit Hilfe der Fig.4 bis 6 beschriebenen Ausführungsformen entspricht. Die Schaltung 15 weist vier Pegelabtast- und Halteschaltungen 31 bis 34 auf, welche die Signale 55,56,57 bzw. 58 und gleichzeitig das Signal 59 empfangen. Die Ausgangssignale 511 bis 514 entsprechen jeweils den Pegeln der Signale 56, 57, 58 und 55, die vom Zeitpunkt Γ3 + TI/2, d. h. der Zuführung des Impulses 59 an, abgenommen werden. Diese Pegelinformationen werden während einer Zeitdauer 77? entsprechend der betrachteten Abnahme aufrechterhalten und hernach durch die zur Zeit der nachfolgenden Abnahme erhaltenen Pegelwerte ersetzt und so weiter.ίο moment (Fig.3-e) gained. The signal 59 can be generated on the basis of a signal 510 which corresponds to the signal 55 or the entirety of the signals 51 to 54 according to the different embodiments described with the aid of FIGS. The circuit 15 has four level sampling and holding circuits 31 to 34 which receive the signals 55, 56, 57 and 58 and the signal 59 at the same time. The output signals 511 to 514 each correspond to the levels of the signals 56, 57, 58 and 55, which are taken from the time Γ3 + TI / 2, that is, the supply of the pulse 59 on. This level information is displayed for a period of time 77? maintained in accordance with the observed decrease and then replaced by the level values obtained at the time of the subsequent decrease, and so on.

Die an den Ausgängen 511 bis 514 ermittelten Pegel werden an eine Schaltung 17 zur Messung der Seiten- und Höhenablage und außerdem an eine Schaltung 14 zur automatischen Steuerung der Verstärkung übertragen. Letztere ist in bekannter Technik ausgeführt, damit kein Verstärkungssteuersignal dem Verstärker 23 zugeführt werden kann. Beispielsweise kann die Verstärkungssteuerungsschaltung 14 eine Schaltung zur Auswertung des höchsten vorliegenden Pegels 511 bis 513 aufweisen, welcher dem stärksten Pegel der Impulse 51 bis 54 entspricht. Außerdem ist eine Schaltung zum Vergleich ausgewählter Pegel mit zwei Bezugspegeln vorgesehen, von denen der eine einem Minimal- und der andere einem Maximalwert entspricht Von einer Gleichspannungserzeugungsschaltung wird das Ergebnis des Vergleichs abgegeben. Die Spannung ändert sich hinsichtlich ihrer Größe und ihres Vorzeichens in Abhängigkeit vom Pegel, je nachdem ob dieser diesseits oder jenseits des Vergleichsbereichs ist, und bildet das Steuersignal für den Verstärker 23.The levels determined at the outputs 511 to 514 are connected to a circuit 17 for measuring the lateral and vertical deflection and also to a circuit 14 for automatic gain control. The latter is carried out in a known technique, so no gain control signal can be supplied to the amplifier 23. For example, the Gain control circuit 14, a circuit for evaluating the highest level present 511 to 513, which corresponds to the strongest level of the pulses 51 to 54. Also is a Circuit provided for comparing selected levels with two reference levels, one of which is one The minimum and the other corresponds to a maximum value Von of a DC voltage generating circuit the result of the comparison is given. The tension changes in size and hers Sign depending on the level, depending on whether this is on this side or on the other side of the comparison range, and forms the control signal for the amplifier 23.

Die Ablagemeßschaltung 17 liefert die Signale XC und YC entsprechend den kartesischen Koordinaten des Bildmittelpunktes, d. h. den Ablagewerten bezüglich der Höhe und der Seite des angepeilten Zieles. DieseThe offset measuring circuit 17 supplies the signals XC and YC corresponding to the Cartesian coordinates of the center of the image, ie the offset values with respect to the height and the side of the targeted target. These

so Informationen werden an eine Betriebsschaltung 18 übertragen, welche mit einem Anzeigegerät zur Darstellung der Position des Zieles oder auch mit Mitteln zur Nachsteuerung ausgerüstet sein kann, damit eine automatische Zielverfolgung realisiert wird. Im letzten Fall bilden die Signale XCund YC Fehlersignale, welche dem Eingang der Servomechanismen zugeführt werden, welche die Ausrichtung der Visierachse ζ in die Richtung R des Ziels bewerkstelligen.In this way, information is transmitted to an operating circuit 18, which can be equipped with a display device for displaying the position of the target or with means for readjustment so that automatic target tracking is implemented. In the latter case, the signals XC and YC form error signals which are fed to the input of the servomechanisms that bring about the alignment of the sighting axis ζ in the direction R of the target.

F i g. 4 entspricht einer ersten Ausführungsform der Steuerschaltung 16 und Fi g. 5 zeigt die Wellenformen, welche sich auf dieses Ausführungsbeispiel beziehen. In diesem Beispiel wird das Signal 59 ausgehend von den Signalen 51 bis 54 erzeugt, welche gleichzeitig einem Verstärker 40 zugeführt werden. Die Verstärker 40 undF i g. 4 corresponds to a first embodiment of the control circuit 16 and FIG. 5 shows the waveforms which relate to this embodiment. In this example, the signal 59 is based on the Signals 51 to 54 generated, which at the same time a Amplifier 40 are supplied. The amplifiers 40 and

~b5 23 lassen sich als integrierte Schaltungen ausführen und weisen einen oder mehrere positive Eingänge auf. Sobald ein Signal wenigstens auf einem der Empfangswege erscheint, gibt der Verstärker 40 einen Impuls 515 ~ b5 23 can be implemented as integrated circuits and have one or more positive inputs. As soon as a signal appears on at least one of the reception paths, the amplifier 40 emits a pulse 515

ab, welcher die Anfangszeitinformation für die betrachtete Empfangsperiode liefert. Das Signal 515 wird zwei Schwellwertvergleichern 41 und 42 zugeführt, und zwar direkt dem Vergleicher 41 und über eine Differenzierschaltung 43 dem anderen Vergleicher 42. Die Schaltung 43 kann durch ein Zellenelement CR gebildet werden, deren Spannung an den Klemmen eines Widerstandes zum Schwellwertvergleicher 42 übertragen wird. Der Impuls 15 (Fig.5-a) wird mit einem positiven Schwellwert + Vl im Vergleicher 41 vergleichen, der das in F i g. 5 unter 5-b dargestellte Signal liefert. Das Signal am Ausgang der Auslenkschaltung 43 (F i g. 5-c) wird mit einem negativen Schwellwert — V2 im Vergleicher 42 verglichen, der das in F i g. 5 unter 5-d dargestellte Signal abgibt. Eine UND-Schaltung 44 erzeugt ausgehend von den Vcrgleichsrcsultaten das unter 5-e dargestellte Signal, dessen Vorderflanke im wesentlichen der Mitte des Impulses 515 entspricht. Eine Verzögerungsschaltung 45 liefert ausgehend von diesem letzten Signal den Impuls 59 (Fig.5-f). Die Verzögerung der Schaltung 45 ist im wesentlichen gleich der Zeitdauer T3, womöglich etwas kleiner, damit die durch die Schaltungen 40 bis 44 eingebrachte Verzögerung berücksichtigt wird.which supplies the start time information for the receiving period under consideration. The signal 515 is fed to two threshold value comparators 41 and 42, specifically to the comparator 41 and via a differentiating circuit 43 to the other comparator 42. The circuit 43 can be formed by a cell element CR , the voltage of which is transmitted to the threshold value comparator 42 at the terminals of a resistor . The pulse 15 (FIG. 5-a) is compared with a positive threshold value + Vl in the comparator 41, which is the one shown in FIG. 5 supplies the signal shown under 5-b. The signal at the output of the deflection circuit 43 (FIG. 5-c) is compared with a negative threshold value - V2 in the comparator 42, which corresponds to that shown in FIG. 5 emits the signal shown under 5-d. On the basis of the comparison results, an AND circuit 44 generates the signal shown under 5-e, the leading edge of which essentially corresponds to the center of the pulse 515. On the basis of this last signal, a delay circuit 45 delivers the pulse 59 (FIG. 5-f). The delay of the circuit 45 is essentially equal to the time duration T3, possibly somewhat smaller, so that the delay introduced by the circuits 40 to 44 is taken into account.

F i g. 6 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel für die Steuerschaltung 16 nach F i g. 1. F i g. 7 zeigt Wellenformen, die sich auf die Funktion dieser Schaltung beziehen. In diesem Ausführungsbeispiel wird das Signal 510 selbst am Ausgang des Verstärkers 23 abgenommen. Es wird vor der gemeinsamen Verstärkung und nach der zeitlichen Codierung, die sich durch die Eingangsverzögerungsschaltungen (Schaltungen 20, 21 und 22 in Fig. 1) ergeben, einer Vorzeichencodierung unterzogen. Die Vorzeichencodierung wird derart bewerkstelligt, daß die Serie von vier aufeinanderfolgenden, jeweils einem Meßquadranten entsprechenden Impulsen Polaritäten gemäß einer der nachfolgendenF i g. 6 shows a second exemplary embodiment for the control circuit 16 according to FIG. 1. F i g. 7 shows waveforms, which relate to the function of this circuit. In this embodiment the signal 510 itself picked up at the output of the amplifier 23. It is done before the common amplification and after the temporal encoding that extends through the Input delay circuits (circuits 20, 21 and 22 in Fig. 1) result in a sign coding subjected. The sign coding is accomplished in such a way that the series of four consecutive, each pulse corresponding to a measurement quadrant polarities according to one of the following

Folgen bildet: + +, - + + -, + + oderSequences forms: + +, - + + -, + + or

H-, damit Wechselformen wie H 1— oderH-, so alternating forms like H 1- or

—I h vermieden werden, welche Zweideutigkeiten—I h avoided what ambiguities

hinsichtlich der Höhe und der Seite im Falle eines einzigen Signals ermittelten verursachen, was einem Bild in einem einzigen Quadranten entspricht. Die ersten vier angeführten Folgen stellen im Falle eines ermittelten Signals eine beschränkte Zweideutigkeit für eine einzige der Koordinaten dar. Im angeführten Beispiel werden die aufeinanderfolgenden Signale 51, 53 und 54 nach Durchlaufen der Verzögerungsschaltungen als nach der Folge Η 1- codiert betrachtet.in terms of height and side determined in the case of a single signal cause what a Corresponds to image in a single quadrant. The first four listed episodes represent in the case of one detected signal represents a limited ambiguity for a single one of the coordinates Example, the successive signals 51, 53 and 54, after passing through the delay circuits, are considered to be encoded according to the sequence Η 1-.

Die Zweideutigkeiten bilden sich zwischen den Signalen 51 und 54 im Falle eines einzigen positiv empfangenen Signals und zwischen 52 und 53 im Falle eines einzigen negativen Signals. Im einen oder im anderen Fall ist die Ablagemessung hinsichtlich der Seitenablage auf der Achse ^amplituden- und vorzeichenmäßig korrekt Die Ablagemessung hinsichtlich der Höhe entlang der Achse Y ist nur in der Amplitude gültig. Die Vorzeichencodierung wird mit besonderen Mitteln durchgeführt, z. B. mit Umkehrverstärkern oder durch Benutzung einer integrierten Schaltung 23 mit in der Figur dargestellten positiven und negativen Eingängen.The ambiguities form between signals 51 and 54 in the case of a single positive signal received and between 52 and 53 in the case of a single negative signal. In one or the other case, the offset measurement with regard to the side offset on the axis ^ is correct in terms of amplitude and sign. The offset measurement with regard to the height along the axis Y is only valid for the amplitude. The sign coding is carried out by special means, e.g. B. with inverting amplifiers or by using an integrated circuit 23 with positive and negative inputs shown in the figure.

Die Schaltung 16 empfängt das Ausgangssignal des Verstärkers, was in Fig.7 mit 7-a symbolisiert ist Dieses Signal wird gleichzeitig zwei Detektorschaltungen zugeführt, von denen die Schaltung 50 zur Auffindung der positiven Signale 51 oder 54 und die andere Schaltung 51 zur Auffindung der negativen Signale 52 oder 53 vorgesehen ist Die Detektorschaltungen 50 und 51 können durch Schwellwertvergleichsschaltungen gebildet werden. Die zwei Detektorwege werden in den Schaltungen 52 bzw. 53 invertiert, damit die monostabilen Kippstufen 54 und 55 mit der gewünschten Polarität betrieben werden können. Nach der dargestellten Verzweigung wird zur Zeit der positiven Auswertung die monostabile Schaltung 54 ausgelöst (F i g. 7-d oder F i g. 7-e), unter der Bedingung, daß die erste monostabile Schaltung bei der Ankunft desThe circuit 16 receives the output signal of the amplifier, which is symbolized in FIG. 7 with 7-a This signal is simultaneously fed to two detector circuits, of which the circuit 50 for Finding the positive signals 51 or 54 and the other circuit 51 for finding the negative Signals 52 or 53 is provided. The detector circuits 50 and 51 can be through threshold value comparison circuits are formed. The two detector paths are inverted in circuits 52 and 53, respectively the monostable flip-flops 54 and 55 can be operated with the desired polarity. To of the branch shown becomes the monostable circuit 54 at the time of the positive evaluation triggered (Fig. 7-d or Fig. 7-e), on condition that the first monostable circuit on the arrival of the

ίο ersten Signals 51 nicht ausgelöst gewesen ist. Die monostabile Schaltung 55 erzeugt dann einen Impuls von der Dauer T3-TI. Die UND-Schaltung 56 empfängt über einen ersten Eingang das Signal des positiven Detektorweges und über einen zweiten Eingang das Ausgangssignal der monostabilen Schaltung 55. Sie liefert ein Ausgangssignal zum Zeitpunkt Γ3, wenn das Signal 510 eines der Signale 52 oder 53 oder beide und das Signal 54 erfaßt. Die UND-Schaltung 56 ist mit dem ersten Eingang einer ODER-Schaltung 57 verbunden, welche über einen zweiten Eingang das Ausgangssignal der monostabilen Schaltung 54 erhält und deren Ausgang mit einer dritten monostabilen Kippstufe 58 verbunden ist. Wenn das Signal 510 das Signal 51 erfaßt erhält die monostabile Schaltung 58 das Signal 7-b und wird zum Zeitpunkt T3 durch die Rückflanke des Impulses ausgelöst Im Falle des NichtVorhandenseins des Signals 51 und des Vorhandenseins eines Impulses 52 oder 53 (oder 52 und 53) und eines Impulses 54, d.h. wenigstens zweier ermittelter Signale von umgekehrten Vorzeichen, wird die monostabile Schaltung 58 zum Zeitpunkt T3 durch das Ausgangssignal der UND-Schaltung 56 ausgelöst. Bei Nichtvorhandensein der Signale S1 und 54 und bei Vorhandensein eines Signals 52 oder der Signale 52ίο first signal 51 has not been triggered. The monostable circuit 55 then generates a pulse of duration T3-TI. The AND circuit 56 receives the signal of the positive detector path via a first input and the output signal of the monostable circuit 55 via a second input 54 detected. The AND circuit 56 is connected to the first input of an OR circuit 57 which receives the output signal of the monostable circuit 54 via a second input and whose output is connected to a third monostable multivibrator 58. When the signal 510 detects the signal 51, the monostable circuit 58 receives the signal 7-b and is triggered at time T3 by the trailing edge of the pulse In the event of the absence of the signal 51 and the presence of a pulse 52 or 53 (or 52 and 53) and a pulse 54, ie at least two detected signals of opposite sign, the monostable circuit 58 is triggered at the time T3 by the output signal of the AND circuit 56. In the absence of signals S 1 and 54 and in the presence of a signal 52 or signals 52

J5 und 53 wird er durch die Rückflanke des Signals 7-d zum Zeitpunkt 7"3 ausgelöst.J5 and 53 it becomes through the trailing edge of the signal 7-d triggered at time 7 "3.

Die Steuerschaltung weist eine Zählschaltung 59 auf, die von den Detektorausgängen über eine ODER-Schaltung 60 gespeist wird. Die Schaltung 59 gibt ein Gültigsignal 515 ab, sobald sie zwei empfangene Impulse ausgezählt hat sei es zu den Zeitpunkten 7Ί, 72 oder 73. Das Signal 515 wird der Meßschaltung 17 oder der Betriebsschaltung 18 (Fig. 1) zugeführt, um die Messung für gültig zu erklären. Die Schaltung 59 wird periodisch zur Aussendeperiode TR mittels eines Signals 516 zurückgestellt, welches in der Fig.7-g dargestellt ist und über eine mit 60 beziechnete Generatorschaltung gewonnen wird. Das Signal 516 kann aus einem Telemetriefenster bestehen und ausgehend von Synchronisationsmitteln erzeugt werden, die im Zusammenhang mit dem Abstrahlungsteil 1 (F i g. 1) zu betrachten sind.The control circuit has a counting circuit 59 which is fed from the detector outputs via an OR circuit 60. The circuit 59 emits a valid signal 515 as soon as it has counted two received pulses, be it at times 7Ί, 72 or 73. The signal 515 is fed to the measuring circuit 17 or the operating circuit 18 (FIG. 1) to make the measurement valid to explain. The circuit 59 is periodically reset to the transmission period TR by means of a signal 516, which is shown in FIG. 7-g and is obtained via a generator circuit referred to as 60. The signal 516 can consist of a telemetry window and can be generated on the basis of synchronization means which are to be considered in connection with the emission part 1 (FIG. 1).

Eine vierte monostabile Kippschaltung 61 und eine UND-Schaltung 62 werden dazu benutzt um die unzeitige Auslösung der monostabilen Schaltung 58 zu verhindern, derart daß ein einziger Impuls 59 im Zeitpunkt T3 für die betrachtete Periode erzeugt wird. Die Schaltung 61 empfängt das invertierte Signal 59 und erzeugt am betrachteten Ausgang das Signal 7-h.A fourth monostable multivibrator 61 and an AND circuit 62 are used to prevent the untimely triggering of the monostable circuit 58, so that a single pulse 59 is generated at time T3 for the period under consideration. The circuit 61 receives the inverted signal 59 and generates the signal 7-h at the output under consideration.

Dieses wird der UND-Schaltung 62 mit dem Signal 516 zugeführt Somit befindet sich die monostabile Schaltung 58 nach der Rückflanke eines ersten, während des Signals 516 erzeugten Impulses 59 bis zur nächsten Periode im gesperrten Zustand. Es ist dann unmöglich,This is fed to the AND circuit 62 with the signal 516. The monostable circuit is thus located 58 after the trailing edge of a first pulse 59 generated during signal 516 to the next Period in the locked state. It is then impossible

b5 die monostabile Schaltung 58 anderweitig durch die Rückflanken des Signals 7-c oder 7-e auszulösen.b5 the monostable circuit 58 otherwise by the Trigger trailing edges of the signal 7-c or 7-e.

Bei Vorhandensein eines einzigen empfangenen Impulses 53 oder 54 wird die monostabile SchaltungIn the presence of a single received pulse 53 or 54, the monostable circuit becomes

durch die Rückflanke des Impulses 7-c oder des entsprechenden Impulses 7-e ausgelöst, d. h. also zu einem späteren Zeitpunkt als zum Zeitpunkt Γ3. Oder aber es wird die Gleichzeitigkeit der Signale mittels der Verzögerungsschaltungen 24, 25 und 26 (F i g. 1) wieder erzeugt. Darüber hinaus überträgt das Signal 516 im Falle eines einzigen empfangenen . Impulses eine Information dahingehend, daß eine eventuelle entsprechende Messung nicht gültig ist.triggered by the trailing edge of the pulse 7-c or the corresponding pulse 7-e, i.e. H. so to a later point in time than at point in time Γ3. Or the simultaneity of the signals by means of the Delay circuits 24, 25 and 26 (Fig. 1) are generated again. In addition, the signal 516 transmits im Case of a single received. Impulses information to the effect that a possible corresponding Measurement is not valid.

F i g. 8 zeigt das Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels für die Meßschaltung 17 der Fig. 1, die, ausgehend von den Signalen S11 bis 514, welche für die jeweiligen Detektorpegel in den vier Meßquadranten repräsentativ sind, repräsentative Signale für die Seitenablage-Koordinanten XC und die Höhenablage-Koordinantcn YC des Zieles gewinnt. Diese Signale werden durch Berechnung der folgenden Verhältnisse erzeugt:F i g. 8 shows the block diagram of an exemplary embodiment for the measuring circuit 17 of FIG. 1, which, based on the signals S 11 to 514, which are representative of the respective detector levels in the four measuring quadrants, represent signals for the side offset coordinates XC and the height offset. Coordinator YC of the target wins. These signals are generated by calculating the following ratios:

(SIl + S14)-(S12 + S13)
(SIl + S12 + S13 + S14)(SIl + S14) - (S12 + S13)
(SIl + S12 + S13 + S14)

für die Seitenablage XC for the side tray XC

S12)-(S13 + S14)
S1 2) - (S13 + S14)

^{ie Hohenabla}8^e ^{ie Hohenabla} 8 ^e

Die Signale S11, S12, 513 und S14 entsprechen dem ersten, zweiten, dritten bzw. vierten Quadranten (Detektorelemente 5, 6, 7 und 8 von Fig. 1). Diese Verhältnisse werden mittels der in der dargestellten Form gruppierten Elemente erzielt, wobei Differentialverstärker 70, 71 und 72, Summierer 73 und 74 und Teiler 75 und 76 vorgeshen sind. Die Elemente 70 bis 76 lassen sich ohne weiteres aus integrierten Schaltungen erstellen. Die vorher angeführten Verhältniswerte werden mittels eines Multiplikatorkoeffizienten erreicht, der nahezu der Verstärkung der Kette entspricht, d.h. der Elemente 70—71, 73 und 75 für die Höhenablage und 70—71, 72 und 76 für die Seitenablage. Die Schaltungen sind dazu bestimmt, die Verstärkungskoeffizienten auszugleichen.The signals S 11, S12, 513 and S14 correspond to the first, second, third and fourth quadrants (detector elements 5, 6, 7 and 8 of FIG. 1). These relationships are achieved by means of the elements grouped in the form shown, differential amplifiers 70, 71 and 72, summers 73 and 74 and dividers 75 and 76 being provided. The elements 70 to 76 can easily be created from integrated circuits. The aforementioned ratio values are achieved by means of a multiplier coefficient which is close to the gain of the chain, ie elements 70-71, 73 and 75 for height offset and 70-71, 72 and 76 for side offset. The circuits are designed to compensate for the gain coefficients.

Das im Vorstehenden beschriebene Zielwinkelortungssystem ergibt Vorteile, die insbesondere aus der einfachen Ausführungsmöglichkeit und dem Nichtvorhandensein von bewegten Teilen herrühren, die bei bekannten Ausführungen der Untersuchung der Detek-The target angle location system described in the foregoing results in advantages that arise in particular from the simple implementation option and the absence of moving parts that result from known versions of the investigation of the detection

j torebene und der Modulation des einfallenden Signals dienen. Das System wird in einfacher Weise realisiert, da es vier Detektorelemente aufweist und demzufolge vier Emfpangswege. Es gestattet, eine Signalablagevariation erreichen, welche einem linearen Gesetzt zumindest imj gate level and the modulation of the incoming signal to serve. The system is implemented in a simple manner since it has four detector elements and consequently four Reception ways. It allows a signal deviation variation to be achieved, which corresponds to a linear law at least in

in wesentlichen entspricht.essentially corresponds.

Optimale Betriebsbedingungen werden für einen Bilddurchmesser erreicht, welcher der Breite eines der Detektorelemente entspricht, wenn diese rechteckig geformt sind. Wenn die Detektorelemente quadratisch geformt sind, dann liegt der Bilddurchmesser etwa in der Größenanordnung der Seitenabmessung eines Elements. Der Bereich der linearen Variation entspricht dem Durchmesser, wie in F i g. 2 dargestellt ist.
Bei der Anwendung zur automatischen Zielfverfol-Optimal operating conditions are achieved for an image diameter which corresponds to the width of one of the detector elements if they are rectangular in shape. If the detector elements are square in shape, then the image diameter is approximately in the order of magnitude of the side dimension of an element. The range of linear variation corresponds to the diameter, as in FIG. 2 is shown.
When used for automatic target tracking

2(i gung kann der Sender mechanisch fest mit dem Emfpänger verbunden sein und zusammen mit diesem verlegt werden. Es kann auch ein isoliert angeordneter Sender ins Auge gefaßt werden, der mittels geeigneter Einrichtungen auf autonome Art in Richtung des Zieles ausgerichtet wird. Es lassen sich auch Anwendungen ins Auge fassen, bei denen der Sender an Bord des Zieles angebracht ist und ein Quasi-Rundstrahldiagramm oder ein Diagramm mit schwacher Richtwirkung aussendet. Gemäß noch anderer Anwendungen läßt sich der2 (In addition, the transmitter can be mechanically firmly connected to the receiver and together with it be relocated. An isolated transmitter can also be envisaged, which by means of suitable Facilities in an autonomous way is directed towards the goal. Applications can also be added to the Keep an eye on where the transmitter is mounted on board the target and a quasi-omnidirectional diagram or sends out a diagram with weak directivity. According to still other applications, the

jo Sender isoliert vom Empfänger in der Nähe oder mit Abstand vom Empfänger anbringen, wobei dieser an Bord eines mobilen Fahrzeuges angeordnet ist, so daß er gegen ein bestimmtes Ziel gerichtet werden kann.jo transmitter isolated from the receiver near or with Attach a distance from the receiver, which is arranged on board a mobile vehicle so that it can be directed against a specific goal.

Zusammengefaßt ist die Anordnung sowohl des Sendeteils als auch des Empfangsteils prinziell eine Funktion der ins Auge gefaßten Anwendung und kann vielfache Formen annehmen, von denen vorstehend einige aufgeführt sind.In summary, the arrangement of both the transmitting part and the receiving part is in principle one Function of the application envisaged and may take multiple forms of those above some are listed.

Bei einigen dieser Formen könnte das System eventuell Generatoreinrichtungen für ein Telemetriefenster aufweisen, so daß bei der Zielverfolgung nur in einem abgegrenzten Distanzbereich gegenüber dem Empfänger gearbeitet wird.In some of these forms, the system could eventually generate means for a telemetry window have, so that only in a delimited distance range compared to the target tracking Receiver is being worked on.

Hierzu 5 Blatt ZeichnungenIn addition 5 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Optoelectronic system for angular location of a target using an optical pulse transmitter and an optical receiver, which bundles the light radiation reflected at a target and which except with a pass filter for the emission spectrum band with a flat, in each quadrant of a Cartesian coordinate ι ο cross Detector element having, photoelectric detector is provided, on which a receiving circuit consisting of four receiving paths with subsequent sum-difference evaluation is connected, which using a signal gain control and a level scanning and holding circuit, the height and side display indicating the storage coordinate values of the target image in relation to the center of the coordinate system and thus also to the center of the four-quadrant detector, characterized in that in the receiving circuit in front of the device (17) for the formation of the sum-difference signals, the signals in the four receiving paths occur simultaneously Occurring signals are each fed to a delay circuit (20, 21, 22) for the temporal division of these signals, so that the time-staggered signals are sent to the input of a common amplifier (23) with variable gain and are then amplified to other delay circuits (24, 25, 26) are supplied to regenerate the initial simultaneity of said signals at a certain instant that the gain of the common amplifier s> (23) from the level sampling and holding circuit (31 to 34) via a gain control device (14) as a function of the present signal levels are set and that the signals amplified in the common amplifier (23) and then simultaneously present again in the four receiving paths are fed to the device (17) for sum and difference signal formation after input into the level sensing and holding circuit (31 to 34) will. v-,

2. System according to claim 1, characterized in that the four receiving paths each have a pre-amplification device (9 to 12) before they are combined to form the common amplifier (13). V)

3. System according to claim 1 or 2, characterized in that a control circuit (16) is provided for gating the level scanning and holding circuit (31 to 34) which supplies a control pulse (59) which approximately in the middle of the duration r> that pulse is generated which follows the moment (T3) of the signal simultaneity after the common amplification.

4. System according to claim 3, characterized in that the control circuit (16) has an amplifier wi (40), which picks up the signals present in the receiving paths and uses his Output on the one hand with a first threshold value comparison circuit (41) and on the other hand via a Differentiating circuit (43) is connected to a second M threshold value comparison circuit (42), and that the two comparison circuits (41, 42) are connected on the output side to an AND circuit (44) are, which is followed by a delay circuit (45)

5. System according to one of claims 3 or 4, characterized in that means for Sign coding for the signals in the four receiving paths before the common amplification are provided in such a way that the sign of the signals of two on one side of the coordinate axes lying quadrant is reversed and that the control circuit (16) means for generating of said control pulse, based on the output signal of the common amplifier (23) with variable gain

6. System according to claim 5, characterized in that the control circuit (16) means for Obtaining a measurement call signal as soon as two signals iro curves one observed Measurement period are determined.

7. System according to one of the preceding claims, characterized in that the flat detector is arranged such that the target image has a substantially circular spot (C) with a certain diameter and a smaller area than that of a detector element (5, 6, 7, 8 ) forms.

8. System according to claim 7, characterized in that the detector elements (:> to 8) are of the same rectangular shape and the spot diameter is at most the same size is like the smaller side of the rectangle.