DE2633368C2 - Anordnung zum Orten und Beschießen eines Zieles - Google Patents

Description

nach Patent 26 22 809,
zeichnet, daß

dadurch gekenn-

d) die unterschiedliche spektrale Abstrahlung von Ziel und Rakete im Wärmestrahlungsbereich ausgenutzt wird, um die Position der Rakete gegenüber einer Referenzrichtung zu bestimmen,

e) die Abbildung der Wärmebildszene mit Hilfe der Ablagesignale laufend derart verschoben wird, daß die Abbildung der gelenkten Rakete stets in der Mitte des Leuchtschirms erscheint.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Trennung der Raketenleuchtsatzstrahlung und der Zielstrahlung ein Spektralteiler verwendet wird, der die vom afokalen IR-Objektiv einfallende Strahlung unterhalb von 3,5 μπι Wellenlänge gerichtet reflektiert und die Wärmestrahlung zwischen 7,5 μιτι und 14 μΐη Wellenlänge ohne wesentliche Dämpfung durchläßt, oder umgekehrt.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das abbildende IR-Objektiv als Breitbandobjektiv die Strahlung zwischen 1,5 μιτι und 14 μιτι Wellenlänge durchläßt, das optische Breitbandsystem für die ausgenutzten Wellenlängenbereiche 1,5 μιτι bis 2,7 μίτι und 7,5 μπι bis 14 μίτι identische Brennebenen besitzt und Leuchtsatzsensor sowie Wärmebildsensor in einem gemeinsamen Dewargefäß installiert sind.

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Selektion der Strahlung von Ziel und Raketenleuchtsatz durch die Wahl von geeigneten Sensormaterialien — z. B. für den Leuchtsatzsensor von PbS- und für den Wärmebildsensor von CdHgTe-Material — erfolgt und daß zur Vermeidung von Überstrahlung des Wärmebildsensors im Dewargefäß oberhalb der Sensoroberfläche eine Filterschicht angebracht ist, die die Leuchtsatzstrahlung unter 3,5 μΐη Wellenlänge reflektiert und die Strahlung zwischen 7,5 und 14 μΐη Wellenlänge durchläßt.

5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Leuchtsatzsensor aus einem an sich bekannten Quadranten-Empfänger besteht.

6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,

dadurch gekennzeichnet, daß der Leuchtsatzsensor als Stabsensor nach Fig.5c aufgebaut ist und der Winkel {»zwischen 30° und 60° beträgt

7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Korrektur von Verkantungsfehlern zwischen Schwingspiegelachse und Symmetrieachse des Stabsensors nach Fig.5d ein weiterer Stabsensor aJs Symmetriersensor verwendet wird.

8. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Leuchtsatzsensor aus vier kreuzförmig angeordneten Stabsensoren besteht und ein um die optische Achse rotierendes Drehkeilsystem die Koordinaten bildet

9. Anordnung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die gemessene Abweichung der Leuchtsatzkoordinate zu einer optischen Bezugsachse in an sich bekannter Weise zur Nachsteuerung der Rakete auf die mit dem Zielmarkenmittelpunkt übereinstimmende optische Bezugsachse verwendet wird.

25 Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum Orten und Beschießen eines Zieles gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eins Anordnung dieser Art ist Gegenstand des Hauptpatents 26 22 809. Hier stellt die abgeschossene Rakete, nachdem sie in die Goniometerachse eingeführt ist, eine variable Zielmarke des Nachtvisiers dar, die der Richtschütze durch Verschwenken der gesamten Anlage mit dem Zielbild zur Deckung bringen muß. Diese ansonsten durchaus zweckmäßige Anordnung kann jedoch hinsichtlich der Beweglichkeit der Zielmarke für einen im Umgang mit dieser Waffe nicht besonders versierten Schützen eine gewisse Unsicherheit darstellen.
Aus der DE-PS 12 40 298 und der DE-AS 20 41 530 ist eine Raketenwaffe für den Tageseinsatz bekannt Die sichtbare Strahlung dient der Beobachtung von Rakete und Ziel während die IR-Strahlung des Raketentriebwerks für die Berechnung der Ablagespannungen bezüglich der Raketen-Sollflugbahn vorgesehen ist. Diese Berechnung erfolgt mit Hilfe eines Goniometers. Die Spannungen geben die Lage der Rakete relativ zur optischen Achse in metrischen bzw. kartesischen Koordinaten an. Durch einen durch Verschwenken der Anordnung bewirkten Nachführvorgang läßt sich auf diese Weise die Rakete ins Ziel steuern.

Die Aufgabe der Erfindung wird darin gesehen, die gattungsgemäße Anordnung dahingehend zu verbessern, daß dem Richtschützen auch im Nacht- und Schlechtwettereinsatz eine Zielmarke zur Verfugung steht, die nach Möglichkeit den Tagverhältnissen entspricht. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 genannten Merkmale gelöst.
Während der Raketenleuchtsatz im Goniometerspektralbereich um 2 μιτι Wellenlänge vorwiegend abstrahlt, liegt der Schwerpunkt der Abstrahlung des Zieles im 10 μΓη-Bereich. Nach dem Erfindungsgedanken können also Ziel und Rakete eindeutig unterschieden werden, wenn man durch geeignete Spektralfilter und optronisehe Sensoren Ziel- und Leuchtsatzstrahlung trennt und in getrennten Kanälen die jeweiligen Winkelkoordinaten bezüglich eines Referenzkoordinatensystems bildet. Dabei kann man ausnutzen, daß die Rakete kurze Zeit

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nach ihrem Abschuß durch Lenkanlage auf die Goniometerachse gesteuert ist und die Winkelkoordinaten der Rakete (bzw. der Goniometerachse) als Bezugsachse verwendet werden kann, und die Winkvlablagen des Zieles zu dieser Referenzlinie zur Nachsteuerung ausgenutzt wird. Die auf dem Wärmebild der Nachtsichtanlage dargestellte elektronische Zielmarke wird durch die Position des Leuchtsatz-Bildpunktes gesteuert; der Zielmarkenmittelpunkt stellt die jeweilige Position der Rakete im Bildfeld dar. Der Richtschütze hat die Aufgabe, durch Bewegung der gesamten Abschußanlage in Azimut und Elevation das Ziel in den Zielmarkenmittelpunkt zu steuern.

Beim Abschuß der Rakete muß damit gerechnet werden, daß eine starke Überstrahlung der Wärmebildszene durch den Raketenleuchtsatz während der ersten Flugzeit der Rakete erfolgt, wenn keine zusätzlichen Maßnahmen getroffen werden. Nach einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung kann diese ÜberstrahJung vermieden werden, wenn das oben erwähnte Spektralfilter zur Trennung von Leuchtsatz- und Zielsirahlung so ausgeführt ist, daß der Detektor des Nachtsicht-Wärmebildgerätes im wesentlichen nur Strahlung oberhalb von 3,5 μίτι empfängt und die Strahlung unterhalb von 3,5 um dem Sensor zur Bestimmung der Raketenposition (Zielmarkennachsteuerung) zugeführt wird.

Wenn vorteilhafterweise für beide Kanäle ein gemeinsames optisches System Verwendung findet, können die Sensoren für den 2 μΓη-Bereich und den 10 um-Bereich in einem gemeinsamen Dewargefäß installiert werden und die spektrale Trennung erfolgt dadurch, daß im Dewargefäß unmittelbar vor den Sensoranordnungen die jeweiligen Spektralfilter angeordnet sind. Zweckmäßigerweise wird dann auch die gleiche Abtastanordnung zur Erzeugung des Wärmebildes im 10 μίτι-Bereich und zur Leuchtsatzpositionsbestimmung im 2 μηνΒεΓεϊϋΙι verwendet.

Um dem Ricntschützen das Nachführen zu erleichtern, kann es zweckmäßig sein, daß die Zielmarke in der Mitte des auf dem Elektrookular angeordneten Wärmebildes dargestellt wird. Das wird nach einer Ausgestaltung der Erfindung dadurch gewährleistet, daß x- und y-Ablenkung der Elektronenstrahlröhre durch die Signale vom Leuchtsatzsensor gesteuert werden und damit das gesamte Wärmebild der Szene verschoben wird, während die elektronische Zielmarke ortsfest immer die gleiche Position auf dem Elektrookular einnimmt. In diesem Falle besteht auch die Möglichkeit, die Zielmarke fest auf der Röhre anzubringen, bzw. in der Bildebene der Betrachtungspolitik zu stationieren.

Wenn man nach dem oben beschriebenen davon ausgeht, daß die Sensoranordnung für Wärmebilderzeugung (10 μΐη) und die Sensoranordnung für Riketenpositionsbestimmung in einem einzigen Dewargefäß untergebracht sind, dann ergibt sich auch die Möglichkeit über den Sensor zur Raketenpositionsbestimmung die Ablage der Rakete zu einer feststehendpn Visierlinie des Wärmebildgerätes zu bestimmen und diese Ablagesignale, nach entsprechender Aufbereitung in x- und eo y-Ablagesignale, in die Lenkelektronik der Raketenabschußanlage einzuspeisen und über den Lenkdraht zur automatischen Nachsteuerung der Rakete zu verwenden. Da die Nachtkampfentfernung gegenüber der Tagkampfentfernung auf etwa die Hälfte reduziert ist, genügt die Genauigkeit der Ablagemessung vollkommen, um die Rakete ins Ziel zu steuern. Bei dem letzteren Vorschlag wird die Nachtsichtanlage mit einer festen Zielmarke bzw. einem fest eingestellten Zielmarkenprojektor ausgerüstet und der Richtschütze hält, genau wie beim Tageinsatz das Ziel auf dem Zielmarkenmittelpunkt, die Zielmarkennachführung entfällt. Die zuletzt beschriebene Anlage hat den Vorteil, daß die Nachtortungsanlage völlig autark von der Tagortungsanlage arbeitet und nur eine Kabelverbindung zur Lenkelektronik besitzt, über welche die Ablagesignde für die Nachsteuerung der Rakete geführt werden.

Im folgenden werden anhand von Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert, wobei die in den einzelnen Figuren einander entsprechenden Teile dieselben Bezugszahlen aufweisen. Es zeigt

F i g. 1 ein Blockschaltbild der drei für die erfindungsgemäße Anordnung wesentlichen Baueinheiten, Waffe, Tagsichtgerät mit IR-Goniometer und Nachtsichtgerät,

F i g. 2 eine schematische Darstellung der Wellenlängenabhängigkeit von

a) Leuchtsatzstrahlung und Zielstrahlung,

b) Detektivität D*_rci von PbS- bzw. CdHgTe-Infrarotsensoren und

c) Durchlaßbereich eines Filters für das Wärmebildgerät zur Ausblendung der Leuchtsatzstrahlung,

F Ί g. 3 eine schematische Darstellung des Wärmebildes vom Nachtsichtgerät mit elektronischer Zielmarke, Szenenbild, Raketen- und Zielabbildung,

F i g. 4 eine schematische Darstellung des Nachtsichtgerätes mit gemeinsamem optischem System für die Wärmebildaufnahme und für den Raketenleuchtsatzsensor sowie gemeinsamem Dewargefäß für Wärmebild- und Leuchtsatzsensor,

Fig.4b eine schematische Darstellung des Nachtsichtgerätes mit afokalem Eingang^objektiv für beide Kanäle sowie Trennung von Wärmebild- und Leuchtsatz-Sensorkanal über ein geeignetes Spektralfilter, mit zwei getrennten Abbildungsobjektiven und Sensorbaugruppen für Wärmebild- und Leuchtsatzsensoren,

F i g. 5 Ausführungsbeispiele für Leuchtsatz-Sensoranordnungen zur Positionsbestimmung

a) Reihenanordnung von PbS-Sensorelementen,

b) Quadrantensensor,

c) V-förmig angeordnete Stabsensoren,

d) Doppel-V-Stabsensoren,

e) Kreuz/Stabsensoren für Drehkeilabtastung,

F i g. 6 Ausführungsbeispiele für kombinierte Wärmebild/Leuchtsatz-Sensoranordnung

a) Doppelreihenanordnung mit PbS- und CdHgTe-Sensorelementen,

b) Kombination von CdHgTe-Reihenanordnung mit PbS-Stabzellen für die Leuchtsatzpositionsbestimmung im Nah- und im Fernbereich der Rakete,

Fig. 7 eine schematische Darstellung der automatischen Zielmarkensteuerung durch den Leuchtsatzpositionssensor und

Fig.8 eine schematische Darstellung der Nachtortungsanlage mit interner Ablagekoordinatenbildung und Koordinatenumformung zur Erzeugung von Lenksignalen für die Raketenlenkung.

Aus F i g. 1 geht hervor, daß das Tagsichtgerät 1 in herkömmlicher Weise ein integriertes IR-Goniometer 2, den Einblick 3 und das Visier 4 aufweist. Es ist starr mit der Waffe 5 und bedarfsweise auch starr mit dem nach

dem Prinzip der Wärmebildtechnik arbeitenden Nachtsichtgerät 6 mit dem Einblick 3' verbunden. Der Doppelpfeil 7 symbolisiert die Verstell- bzw. Abtastmöglichkeit im Azimut und der Doppelpfeil 8 diejenige in der Elevation. Tag- und Nachtsichtgerät müssen dabei so genau ausgerichtet sein, daß sich das einzufangende Geschoß 9, z. B. eine Rakete, zusammen mit dem zu bekämpfenden Ziel im Bildfeld des Monitors 10 bzw. 10' befindet. In diesem Fall ist gewährleistet, daß der Richtschütze durch Nachführen der gesamten Anlage Ziel- ι ο und Raketenbild miteinander zur Deckung bringen kann, um auf diese Weise den Vorgang der an sich selbst ins Ziel steuernden Rakete 9 zu unterstützen. Einer eventuellen Obersteuerung wird durch — in der Zeichnung allerdings nicht dargestellte — mechanische oder hydraulische Dämpfungselemente vorgebeugt.

In Fig. 2 sind schematisch die Intensitäten der Schwarzkörperstrahlung von Raketenleuchtsatz und Ziel (Fig.2a) die Detektivitäten D*_ft·/der ausgesuchten Detektormaterialien PbS (Leuchtsatzstrahlung) und CdHgTe (Zielstrahlung) zusammen mit der Transmission eines Spektralfilters als bezogene Größen über der Wellenlänge A aufgetragen. Fig.2a zeigt, daß die Leuchtsatzstrahlung (11) als Schwarzkörperstrah'ung mit der Schwarzkörpertemperatur von ca. 1500 K das Maximum seiner Abstrahlung bei ca. 2 μηι Wellenlänge besitzt und im Bereich des 3. IR-Fensters von 7,5 bis 12,5 μπι auf unter 10% des Maximalwertes abgefallen ist, während die Wärmeeigenstrahlung (12) eines mäßig aufgewärmten Zielfahrzeuges mit ca. 300 K das Maximum seiner Abstrahlung in diesem Fenster besitzt und bei 2 μπι Wellenlänge fast auf Null abgesunken ist.

Beim Vergleich von F i g. 2a mit der relativen Defektivität des PbS-Leuchtsatz-Sensors (13) und des Wärmebildsensors (14) in F i g. 2b zeigt sich, daß eine Ausfilterung der Zielstrahlung für den Leuchtsatzsensor nicht erforderlich ist, während bei dem Wärmebildsensor der Einbau eines Hochpaßfilters nach (15) in Fig. 2c sinnvoll ist, weil bei einer Ausfilterung der intensiven Leuchtsatzstrahlung unterhalb von 3 bis 6 μίτι Wellenlänge durch ein Filter der Durchlaßcharakteristik (15) im optischen Strahlengang des Wärmebildgerätes eine Überstrahlung des Wärmebildes vermieden werden kann.

F i g. 3 zeigt schematisch die Wärmebildszene, die dem Richtschützen nach dem Abschuß der Rakete und dem automatischen Ausrichten der elektronischen Zielmarke auf Goniometerachse am Einblick 3 (Fig. 1) angeboten wird, mit der Rakete (17) in der Mitte der elektronischen Zielmarke (16) und dem Ziel (18). Der Riehtungspfeil (19) zeigt an, daß der Richtschütze durch Schwenkung der Raketenabschußanlage die Zielmarke (16) auf das Ziel (18) ausrichten muß, um die Rakete (17) ins Ziel (18) zu steuern. Dabei wird im nicht dargestellter Weise die dargestellte Szene so verschoben, daß Zielmarke (16) und Rakete (17) in Sehfeldmitte ausgerichtet bleiben und bei dem dargestellten Beispiel die übrige Szene solange nach rechts oben verschoben wird, bis das Ziel im Zielmarkenmittelpunkt positioniert ist

In F i g. 4a ist schematisch das Nachtsichtgerät (6) mit automatischer Zielmarkennachführung dargestellt, wobei Leuchtsatzsensor und Wärmelbildsensor in einem gemeinsamen Dewargefäß (20) untergebracht sind und das optische System, bestehend aus einem afokalen Vorderglied (21) und einem abbildenden Objektiv (22), für Leuchtsatz- und Zielstrahlung optimal ausgelegt ist und der Schwingspiegel (23) in der aus der Wärmebildtechnik bekannten Art eine azimutale Abtastung der Szene vornimmt. Schwenkbewegung und Schwenkrichtung sind durch den Doppelpfeil (24) dargestellt. Das nicht dargestellte Sperrfilter für den Wärmebildreihensensor ist im Dewargefäß 20 unmittelbar vor dem Sensor angeordnet.

Fig.4b zeigt eine weitere Ausführungsform des Nachtsichtgerätes 6 (Fig. 1) mit dem afokalen System 21 und dem azimutalen Schwingspiegel 23. Bei dieser Ausführung erfolgt die Trennung von Leuchtsatz- und Zielstrahlung durch das unter 45° gegen die optische Achse geneigte Spektralfilter 25 mit der in Fi g. 2c dargestellten Filtercharakteristik 15, wobei die langwellige Strahlung 26 ungedämpft durchtritt und über das abbildende Objektiv 22' auf dem Wärmebildsensor 27 abgebildet wird, während die kurzwellige Leuchtsatzstrahlung (28) ungeschwächt unter 90° reflektiert und über das abbildende Objektiv 22" auf dem Leuchtsatzsensor 29 abgebildet wird. Die weitere Signalverarbeitung ist in F i g. 4a und 4b nicht dargestellt.

F i g. 5a bis e zeigt Möglichkeiten der Ausbildung des Leuchtsatzsensors zur Bestimmung der Winkelposition der Rakete bezüglich einer Referenzrichtung des Nachtsichtgerätes 6 (F i g. 1). In F i g. 5a ist als einfachste Ausführung eines Leuchtsatzpositionssensors eine Reihenanordnung von η Sensoren 30 dargestellt, welche mittels des Schwenkspiegels 23 (F i g. 4) im Azimut über dem Sehfeld mit der Leuchtsatzabbildung periodisch hinweggeschwenkt wird und bei dem der Elevationssehfeldwinkel durch die Winkelausdehnung der Sensorreihe im Sehfeld des IR-Objektives (29") vorgegeben ist. Die Leuchtsatzposition ergibt sich in x-Richtung aus dem Zeitpunkt U zu dem die Sensorenreihe über den Leuchtschirmpunkt hinweggeschwenkt wird, die y-Position aus der Numerierung des Sensors, der das Leuchtsatzsignal empfangen hat. Bei dem bekannten Verfahren nach F i g. 5b mit einem Quadrantenempfänger (31) ist letzterer außerhalb der Brennebene des IR-Objektivs (22") angeordnet und dadurch der Leuchtsatzpunkt als Kreisscheibe (32) abgebildet, deren Strahlung sich proportional auf die 4 Quadranten I bis IV des Quadrantenempfängers (31) verteilt und zwar konzentrisch, wenn sich der Leuchtsatz auf der Visierlinie befindet und exzentrisch bei Winkelablage gegenüber dieser Visierlinie. Durch Summen/Differenzvergleich der Signale gegenüberliegender Quadranten läßt sich die Winkelabweichung im Sehfeld hinreichend genau bestimmen.

Bei dem in F i g. 5c dargestellten, aus der IR-Trackertechnik bekannten Verfahren, sind zwei stabförmig ausgebildete Sensoren (33) unter einem Winkel φ zueinander geneigt angeordnet, wobei in der Praxis der Winkel φ zwischen 30° und 60° gewählt wird und die Anordnung symmetrisch zum Sehfeldmitteipunkt (34) und zur Symmetrieachse (35) erfolgt. Durch die Abtastbewegung des Schwingspiegels 23 (F i g. 4) wird der Leuchtsatzpunkt (36) in der durch den Doppelpfeil (37) schematisch dargestellten Richtung über das Sehfeld des IR-Objektivs geführt und beim Überstreichen der Stabzellen (33) werden zwei kurze steile Impulse erzeugt. Es ist leicht einzusehen, daß bei Kenntnis der Überstreichgeschwindigkeit des Bildpunktes durch Messung der Zeitdifferenz At zwischen den beiden elektrischen Impulsen die Winkelposition des Leuchtsatzes gegenüber der Visierlinie (34) des Leuchtsatzsensors in x- und y-Richtung hinreichend genau bestimmt werden kann. In der Darstellung nach F i g. 5c hat der Leuchtsatzsensor zwei Sehfeldwinkel, einen Grobbereich mit den Stabsensoren (33') für die Anfangsphase der Raketenlenkung und einen Feinbereich mit den Stabsensoren (33)

für die Endphase mit weit entfernter Rakete und kleinem Sehfeldwinkel. Den gleichen Effekt kann man mit einem einzigen Stabsensorpaar und Brennweitenumschaltung beim afokalen optischen System (21) erzielen. Die Sensoranordnung nach Fig.5c hat den Nachteil, daß bei einer Verkantung der Schwingachse der Schwingspiegel (23) Fehler bei der x- und y-Koordinatenbestimmung auftreten. Dieser Verkantungsfehler kann kompensiert werden, wenn nach F i g. 5d die Symmetrieachse (3) durch einen weiteren Stabsensor (38) markiert wird. Die Verkantung ist Null, wenn Δΐ\ = Jt₂ wird; bei Δ\.\ = Δ\.ϊ kann aus der Zeitdifferenz Au — Δ\.ι = ΔΧη auf den Verkantungswinkel zwischen Schwingachse und Symmetrieachse (35) bzw. (38) geschlossen werden und durch Koordinatentransformation die exakten Winkelwerte bezüglich dem x, y-Koordinatensystem rechnerisch ermittelt werden. Bei dem Verfahren nach F i g. 5e sind in bekannter Weise vier Stabsensoren im rechten Winkel zueinander angeordnet; sie bilden ein Kreuz (39). Die Abtastung des Sehfeldes erfolgt über einen rotierenden optisch transparenten Drehkeil, der entweder im parallelen Strahlengang vor dem Objektiv 22 (Fig.4) oder im konvergenten Strahlengang des Objektives (22") vor dem Sensor (29) angeordnet ist und mit der optischen Achse als Rotationsachse rotiert. Es ist bekannt, daß in der Bildebene ein Punkt (36) auf einem konzentrischen Kreis (40) mit der Rotationsgeschwindigkeit des Drehkeiles rotiert, wenn sich das abgebildete Punktziel auf der optischen Achse des Systems befindet, und daß sich der Bildpunkt (36) auf einem exzentrischen Kreis (14) bewegt, wenn eine Ablage gegenüber der optischen Achse besteht. Durch Messung der Zeitdifferenz zwischen den elektrischen Impulsen, die durch den rotierenden Punkt bei den Stabzellen erzeugt werden, können wieder eindeutig die x- und y-Winkelablagen bestimmt werden. Bei diesem Verfahren ist es erforderlich, daß die Spektralteilung in nicht dargestellter Weise vor dem Schwingspiegel (23) erfolgt und daß über diesen nur die Strahlung für den Wärmebildkanal abgetastet wird.

F i g. 6a und 6b zeigen die Anordnung des kombinierten Wärmebild/Leuchtsatzsensors (20) in der Systemanordnung nach F i g. 4a mit einer Breitbandoptik (21) und (22) für beide Spektralbereiche und einem gemeinsamen Dewargefäß (20). In F i g. 6a sind zwei Reihenanordnungen (42) und (43) mit m bzw. η Einzelelementen auf einer Trägerplatte (44) kombiniert, wobei die Anordnung (42) für den Leuchtsatzspektralbereich um 2 μΐη Wellenlänge und die Anordnung (43) für den Wärmebildbereich von 7,5 bis 12,5 μΐη ausgewählt ist. Zur Vermeidung von Überstrahliing durch den Leuchtsatz ist unmittelbar auf die Sensorfläche ein geeignetes Interferenzfilter (45) angebracht, das die kurzwellige Strahlung in der nach F i g. 2 beschriebenen Weise reflektiert In F i g. 6b sind Stabzellen (33) für den Leuchtsatzsensor und Reihensensoren (43) für die Wärmebilddarstellung auf einer Trägerplatte (44) kombiniert Durch das beschriebene Interferenzfilter (45) wird die Oberstrahlung des Wärmebildsensors vermieden. Der Wärmebildsensor (43) kann jedoch für den Leuchtsatzsensor als Symmetriesensor (38) verwendet werden, wie in Fig.5d dargestellt und oben beschrieben wurde.

In F i g. 7 ist schematisch die Gev/innung der Leuchtsatzkoordinaten bezogen auf eine Referenzrichtung, die Erzeugung der Zielmarke auf dem Leuchtschirm des Elektrookulars und die Verschiebung des Wärmebildes bezogen auf die Zielmarke dargestellt Die von links in das IR-Objektiv (21) einfallende Strahlung (46) von Ziel, Zielumgebung und Raketenleuchtsatz wird durch den Schwingspiegel (23) umgelenkt und in dem Spektralteiler (25) in einen langwelligen Anteil (26) für die Wärmebilddarstellung und einen kurzwelligen Anteil (28) für die Raketenablagekoordinatenbildung aufgeteilt. Die langwellige Strahlung (26) wird über das abbildende Objektiv (22') auf der Sensorreihenanordnung (27) mit η Einzelsensoren abgebildet. Die an den Ausgängen der η Sensoren parallel anstehenden elektrischen Signale

ίο werden in den η Vorverstärkern (46) auf einen verarbeitbaren Signalpegel angehoben und in dem elektronischen Multiplexer (47) in ein Seriensignal umgewandelt, das über einen Videoverstärker (48) zur Helligkeitsmodulation des Elektronenstrahls einer Kathodenstrahlröhre (kurz CRT) verwendet wird. Vom Multiplexer wird ein Signal dem y-Ablenkverstärker (50) für die CRT (49) zugeleitet um ein der elektronischen Abfrage der Vorverstärkerausgänge durch den Multiplexer (47) synchrone /-Ablenkung des Elektronenstrahls der CRT

(49) zur Wärmebilddarstellung zu erreichen. Zur Erzeugung der x-Ablenkspannung wird in bekannter Weise die momentane Winkelposition des Schwingspiegels (23) in dem Winkelpositionsgeber (51) in ein elektrisches Signal umgewandelt, das über den ^-Ablenkverstärker

(52) der *-Ablenkelektrode der CRT (49) zugeführt wird. In dem elektronischen Zielmarkenerzeuger (53) wird eine elektronische Zielmarke erzeugt, die periodisch mit der Bildfolgefrequenz erzeugten Zielmarkensignale werden dem Videosignal überlagert und ebenfalls zur Helligkeitssteuerung des Elektronenstrahls der CRT (49) verwendet. Dabei werden die Signalimpulsgruppen der Zielmarke in nicht dargestellter Weise mit der Winkelposition des Schwingspiegels (23) so synchronisiert, daß die elektronische Zielmarke eine festgelegte Lage auf dem Leuchtschirm (54) der CRT (49) erhält. Zweckmäßigerweise wird der Zielmarkenkreuzungspunkt in die Mitte des Leuchtschirmes (54) verlegt und im statischen Fall, wenn die Rakete nicht abgeschossen ist und keine Leuchtsatzstrahlung empfangen wird, mit der optischen Achse (46) des afokalen optischen Systems übereinstimmen; es kann aber auch im Bedarfsfalle jede andere Zuordnung zwischen optischer Achse (46) und Zielmarkenkreuzungspunkt gewählt werden. In diesem statischen Zustand, wenn der Leuchtsatzsensor (29) keine Signale empfängt, wird man zweckmäßigerweise zur Einleitung des Bekämpfungsvorganges das Ziel in Zielmarkenmitte halten. Kurze Zeit nach dem Abschuß der Rakete zur Bekämpfung des Zieles, wenn die Rakete mit ihrem Leuchtsatz in das Sehfeld des Nachtsichtgerätes 6 (F i g. 1) eingeschwenkt ist empfängt der Sensor (29) über den Strahlteiler (25) und das abbildende Objektiv (22") die Leuchtsatzstrahlung und stellt die Abweichung der Raketenposition gegenüber der optischen Achse (46) fest. In dem Koordinatenwandler (55) wird diese Winkelablage in x- und y-Winkelablage gegenüber einem kratesischen Bezugskoordinatensystem umgewandelt. Das x-Ablagesignal wird in dem x-Ablageverstärker (56) auf einen winkelproportionalen Wert gebracht und über den x-Ablenkverstärker (52) auf die x-Ablenkplatte der CRT (49) gegeben, wobei die Richtung und Amplitude des überlagerten Korrektursignals so gewählt wird, daß die gemessene x-Abweichung des Leuchtsatzbildpunktes gegenüber der Zielmarke in x-Richtung kompensiert wird.

In gleicher Weise wird mit dem y-Ablagesignal verfahren, das durch den y-Ablageverstärker (57) auf einen winkelproportionalen Wert gebracht wird und über den /-Ablenkverstärker (50) der /-Ablenkplatte der CRT

(49) zugeführt wird und eine Verschiebung der Wärmebildszene in y-Richtung zu Kompensation der y-Ablage •benutzt.

Bei optimaler Auslegung des Steuerkreises wird während des gesamten Fluges die Rakete in Zielmarkenmittelpunkt abgebildet, bei Abweichung der Zielposition von der Raketenposition wird das Ziel außerhalb dargestellt und muß durch Ausrichtung der Lenkanlage in den Zielmarkenmittelpunkt gesteuert werden.

In Fig.8 ist ein Nachtsichtgerät (6) mit Leuchtsatz-.sensor nach Fig.4a schematisch dargestellt, bei dem der Leuchtsatzsensor in dem kombinierten Dewargefäß (57) für Wärmebild- und Leuchtsatz-Sensoranordnung als IR-Goniometer für eine unabhängig von der Tagortungsanlage arbeitendes autarkes Nachtortungsgerät verwendet wird. Bei diesem Verfahren, das auch bei einem System nach Fig.4b verwendet werden kann, wird das Signal vom Leuchtsatzpositionssensor in dem Koordinatenwandler (55) in x- und y-Ablagesignale der Rakete von der Visierlinie (46) des Nachtsichtgerätes (6) umgewandelt und in dem Ar-Ablenkverstärker (56) und dem y-Ablenkverstärker (57) in ablagewinkelproportionale elektrische Signale umgewandelt, die über eine Interface-Elektronik (58) und eine Steckverbip/jng (59) in die Lenkelektronik (60) eingespeist wird, die auch eine Steckerverbindung (61) zur Tagortungsanlage (1) besitzt. In der Lenkanlage werden die Ablagesignale in Steuerimpulse für die Lenkung der Rakete (9) auf Zieldeckungskurs aufbereitet.

F i g. 9 zeigt das Wärmebild der Nachtszene mit dem Zielmarkenkreuz (16) und dem Ziel (18) im Zielmarkenmittelpunkt Die Handhabung der Abschußanlage mit dem Nachtortungsgerät ist die gleiche, wie bei der Verwendung der Tagortungsanlage.

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Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

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Claims (1)

Patentansprüche:

1. Anordnung zum Onen und Beschießen eines Zieles, die

a) im Tageseinsatz aus einer Abschußanlage mit Visier, Einblick und IR-Goniometer besteht, das aufgrund unterschiedlicher spektraler Abstrahlung von Ziel und Rakete über die Ablagesigna-Ie der Rakete deren Position gegenüber der Visierlinie bestimmt,

b) im Nacht- oder Schlechtwettereinsatz auf ein nach dem Prinzip der Wärmebildtechnik arbeitendes Nacht- und Beobachtungsgerät vorausgerichtet wird, in dessen Sehfeld die Position der abgefeuerten RakeJe auf dem Leuchtschirm als Zielmarke dargestellt »vird und

c) mit Hilfe eines Richtschützen die Rakete durch Nachführen der Abschußanlage ins Ziel führt,