DE2647209A1

DE2647209A1 - Optoelektrisches detektionssystem

Info

Publication number: DE2647209A1
Application number: DE19762647209
Authority: DE
Inventors: Claude M Boitel; Georges M Couderc
Original assignee: Thomson CSF SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 1975-10-21
Filing date: 1976-10-19
Publication date: 1977-05-12
Also published as: ZA766057B; FR2328971A1; FR2328971B1; DE2647209B2; GB1534093A; DE2647209C3; EG13238A

Description

DIETRICH LEWiNSKY κ

h:::nz-joachim j-;uaeR

RbJNFR PRIBTSCH 19.10.1976

MÖNCHEN 21 9155-1 VNi GOTTH Λ RDSTR. 81

THOMSON - CSF, Bd Haussmann 173, F - 75008 - Paris (Frankreich)

"Optoelektrisches Detektionssystem"

Priorität vom 21. Oktober 1975 <äer französischen Patentanmeldung 75/32155

Die Erfindung betrifft ein optoelektrisches Detektionssystem zur Feststellung und Ablageortung eines Zieles in einem Beobachtungs- oder Gesichtsfeld durch Gewinnung von Signalen, die den Winkel zwischen der Visier- oder Richtachse des Systems und der Zielrichtung angeben. Das Ziel besteht im allgemeinen aus einem beweglichen Objekt wie einem Flugzeug, Geschoß oder anderem Flugkörper. Das von dem Ziel in Richtung auf das Detektionssystem abgestrahlte oder reflektierte Licht gestattet einen optischen Eontakt aufrecht zu erhalten, was bei Infrarotlicht, sichtbarem Licht oder ultraviolettem Licht geschehen kann. Das Gesichtsfeld des optischen Eingangssystems legt in der Brennebene eine nutzbare Detektionsflache fest, durch deren Mittelpunkt die optische Achse oder Riehtachse hindurchgeht. Damit entspricht jedem in dem Raumwinkel des Gesichtsfeldes befindlichen, strahlenden Objekt ein Bild auf der Detektionsflache, dessen kartesische Koordinaten den Parametern Höhenwinkel und Seitenwinkel entsprechen.

Verwendet man gleichzeitig ein lineares Detektorgitter parallel zu einer ersten kartesischen Meßachse und eine Signalmodulation

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erzeugt durch Verschiebung von zu diesem Gitter orthogonalen und zu der zweiten kartesischen Meßachse parallelen Gittern, die die einfallende Strahlung abfangen, so erhält man durch die Ordnungszahl des Detektors die Information des ersten Winkelparameters der Ablage und durch die zeitliche Stellung des zugehörigen, detektierten Signals die Information über den zweiten Winkelparameter.

Derartige Systeme sind bekannt u.a. aus der deutschen Patentanmeldung P 16 23 384 (entspricht der E¹R-PS 1 482 051) und durch die DT-PS 1 332 954 (entspricht der FR-PS 2 116 724).

Die dem Detektor nachgeschalteten Empfangsschaltungen nehmen eine der zeitlichen Modulation angepaßte Filterung der auf den Detektorkanälen auftretenden, detektierten Signale vor. Die auf diese Weise gewonnenen Videosignale werden dann im allgemeinen mit einem bestimmten Schwellwert verglichen, um die Störsignale zu beseitigen, deren Amplitude kleiner als die vorher festgelegte Amplitude des Nutzsignales des Zieles ist. Das so aufbereitete Signal wird dann Auswertungsschaltungen zugeführt, die in Abhängigkeit von dem beabsichtigten Anwendungsfall ausgelegt sind, also beispielsweise zur Sichtbarmachung oder zur Messung der Winkelablagen oder auch zur Nachführung der Visierachse entsprechend der Richtung des bezeichneten Objektes.

Im Rahmen der Erfindung soll ein solches optoelektrisches Detektionssystem mit externen Schaltungen zusammenarbeiten, von denen es ein Steuersignal in einem vorbestimmten Augenblick vor dem Erscheinen des erwarteten Ziels in dem Beobachtungsfeld erhält. Eine solche Organisation liegt insbesondere im Fall eines Feuerleit- oder Schießsystemes vor, um beispielsweise ein Geschoß in der durch die Visierachse festgelegten Richtung abzufeuern oder zu fahren. Es ist erforderlich, das Detektionssystem an die verschiedenen Umgebungsbedingungen anzupassen, um vor jedem Schießen die Wahrscheinlichkeit von Fehlalarmen zufolge

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von Störquellen so niedrig als möglich zu halten. Solche Störquellen bestehen insbesondere aus natürlichen Lichtquellen, hauptsächlich der Sonne und deren Reflektionen an Wolken, Boden oder Meer. Um den notwendigen Schutz zu gewährleisten, wird häufig zu geeigneten Filtertechniken gegriffen, so etwa der Spektralfilterung durch Einfügung von selektiven Filtern in den beabsichtigten Auswertungsbereich (z.B. optische Filter) oder durch Wahl des Detektors und gegebenenfalls Verwendung von Bandfiltern. Außerdem wird eine räumliche Filterung durch Gitter durchgeführt, deren Form und deren Abmessungen etwa denjenigen des Bildes des erwarteten Zieles angepaßt sind, die sich im allgemeinen von denjenigen des Bildes von in dem Gesichtsfeld vorhandenen Störquellen unterscheiden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein optoelektrisches Detektionssystem gemäß Gattung des Anspruches Λ zu schaffen, bei dem dieser Schutz noch wesentlich erhöht ist, und zwar durch eine automatische Regelung des Vergleichsschwellwertpegels auf einen größeren Wert als sie die detektierten Störsignale haben, wobei diese Regelung während eines ersten Zeitabschnittes bestimmter Dauer erzeugt wird, welcher Zeitabschnitt zwischen dem Augenblick des Empfangs des Steuersignales und dem Augenblick des Auftretens des Zieles in dem Gesichtsfeld liegt.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein optoelektrisches Detektionssystem zu schaffen, bei dem ein Fenster erzeugt wird, das ein schmales Feld um die Visierachse herum begrenzt und einen kleineren Raumwinkel als das normale Beobachtungsfeld einschließt und bei dem einerseits das Vorhandensein von in dem kleineren Feld detektierten Störsignalen während einer Vorbereitungszeit zur Gewinnung eines Sperrsignales für externe Schaltungen ausgenützt wird und andererseits im umgekehrten Fall eine Auswahl des ausgenutzten Feldes während einer ersten Zeitspanne durchgeführt wird, die dem Auftreten des Steuersignals folgt, nämlich das große Gesichtsfeld bei Fehlen

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von Störsignalen und das kleine Gesichtsfeld bei Vorhandensein von Störsignalen ausgewählt wird.

Die Lösung dieser Aufgaben ist in den Patentansprüchen angegeben.

In der Zeichnung ist das Detektionssystem nach der Erfindung anhand einer beispielsweise gewählten Ausführungsform schematisch vereinfacht wiedergegeben. Es zeigt:

Fig. 1 ein vereinfachtes Blockschaltbild des Detektions systemes,

Pig. 2 ein Schema der Modulationsvorrichtung,

Pig. 3 ein Diagramm zur Veranschaulichung der Änderung der Detektionsschwelle während der aufeinanderfolgenden Betriebsphasen,

Pig.4 bis 7 Blockschaltbilder und Signaldiagramme für ein Ausführungsbeispiel des Detektionssystems.

Das vereinfacht in Fig.1 dargestellte, optoelektrische Detektionssystem umfaßt einen optischen Eingangsteil 1 und eine Detektorvorrichtung 2. Der optische Eingangsteil ist durch ein Objektiv versinnbildlicht, das die Aufgabe hat, die einfallende Strahlung zu bündeln. Die DetektorvorcLehtung 2 besteht aus einem linearen Detektorgitter oder Detektorraster, das beispielsweise in Form von rechteckigen, nebeneinander angeordneten Detektorelementen hergestellt sein kann, wie in Pig.2 näher dargestellt, wo allerdings aus Vereinfachungsgründen lediglich 4 solcher Detektorelemente gezeichnet sind. Bei einem solchen Aufbau ist die nutzbare Detektionsfläche rechteckig und entspricht dem Bild des Beobachtungs- oder Gesichtsfeldes; durch den Mittelpunkt der Detektorvorrichtung 2 geht die optische Achse Z oder Visierachse des Systems hindurch; die Detektorvorrichtung 2 befindet sich in der Nähe der Bildbrennebene des Objektivs 1. Jedes

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Detektorelement entspricht einer bestimmten Winkelortung längs einer ersten kartesishen Meßachse T, beispielsweise der Höhenachse, sofern man die X-Achse als vertikal annimmt und die Detektorelemente parallel zur Horizontalrichtung, d.h. der zweiten Achse X, verlaufen.

Die Einrichtung zur Modulation mittels vorbei wandernder Gitter ist in Form einer Scheibe dargestellt, die durch eine Torrichtung (Motor) 4 mit konstanter Drehzahl gedreht wird. Die Gitter sind als optische Spur 5 mit Bereichen unterschiedlicher Lichtdurchlässigkeit ausgeführt, wobei lichtundurchlässige Bereiche und lichtdurchlässige Bereiche in Abhängigkeit von der gewünschten Modulation einander abwechseln. Diese Bereiche laufen nahe der Detektionsflache vor dieser und längs der X-Richtung vorbei, wobei ihre Richtung parallel zu Y liegt (Fig.2). Hieraus ergibt sich eine zeitliche Modulation der detektierten Signale, deren zeitliche Stellung eine Funktion der Winkelablage längs der X-Richtung ist, d.h. im betrachteten Beispiel der Ablage in der Seitenebene.

Die Empfangsschaltungen umfassen für jeden von einem Detektorelement ausgehenden Empfangskanal Verstärker- und Filtereinrichtungen, die durch einen Vorverstärker 6 und einen selektiven Verstärker 7 versinnbildlicht sind, wobei der letztere eine der vorgenannten, zeitlichen Modulation angepaßte Filterung vornimmt. Die resultierenden Videosignale werden einem Schwellwertvergleicher 8 zugeführt. Die Ausgänge der Vergleicher sind.dann mit einer nachgeordneten Auswertungsschaltung 9 verbunden, in der die in Abhängigkeit von der beabsichtigten Anwendung gewünschte Verarbeitung stattfindet.

Zusätzlich sind Einrichtungen zur Erzeugung eines festen Fensters vorgesehen, durch dessen Mitte die Z-Achse verläuft und das ein kleines Gesichtsfeld begrenzt. Dieses Fenster, das vorteilhaft ein elektronisches Fenster ist, wird mittels eines Fenstergenerators 10 erzeugt, der in die Empfangskanäle eingefügte Torschaltungen steuert. Einige dieser Torschaltungen wie etwa 11 und 14

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werden gesperrt, um die entsprechenden Detektionskanäle unwirksam zu machen und längs der Y-Achse eine erste Abmessung des Fensters festzulegen, das durch den schraffierten Teil der Detektorvorrichtung 2 in Fig. 2 versinnbildlicht wird. Die anderen Torschaltungen 12 und 13 werden nacheinander durchlässig geschaltet, um die Begrenzung des Fensters in der X-Richtung zu erzielen; hierzu erhält der Fenstergenerator 10 ein Synchronisiersignal S1, dessen Periode der Abtastperiode der Detektionsfläche durch die Gitter längs der X-Richtung entspricht. Das Signal S1 kann, wie dargestellt, mittels einer optischen Synchronisierspur 15 erzeugt werden.

Wie schon gesagt, bildet das System einen Teil einer Gesamtanordnung und erhält zu einem im wesentlichen festliegenden Zeitpunkt vor dem Erscheinen eines ins Auge gefaßten Zieles in dem Empfangsfeld ein Steuersignal, beispielsweise einen Impuls. Dieses Signal S2 wird durch eine externe Schaltung 16 erzeugt, die Teil der Gesamtanordnung ist. Im Rahmen der bevorzugten Anwendung in Verbindung mit einem Feuerleit- oder Schießsystem kann dieses Signal durch einen Feuerleit- oder Schießrechner erzeugt werden und geht dem Signal zum Abfeuern eines Geschosses eine bestimmte Zeitspanne voran.

Gemäß der Erfindung umfaßt das optoelektrische Detektionssystem eine Schwellwertschaltung, die eine automatische Regelung des Schwellwertes während einer auf den Steuerimpuls folgenden Vorbereitungsphase auf einen solchen Wert vornimmt, der ausreicht, um praktisch jegliche Wahrscheinlichkeit von Fehlalarmen oder Fehlauslösungen während der Arbeitsphase auszuschließen, die auf das Auftreten des Zieles in dem Feld folgt. Der Schwellwertgenerator 17 und der Fenstergenerator 10 umfassen des weiteren Einrichtungen, die es gestatten, entweder ein Signal zum Sperren der Auslösung der vorgesehenen Arbeitsphase zu übertragen oder ein großes oder kleines Auswertungs- oder Nutzfeld festzulegen, und zwar in Abhängigkeit vom Vorhandensein oder Fehlen vorher

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detektierter Störsignale.

Das Arbeitsprinzip ergibt sich deutlich aus der folgenden Be~ Schreibung eines Ausführungsbeispieles für die Schaltungen 10 und 17.

Zunächst sind in !ig.3 die verschiedenen, aufeinanderfolgenden Betriebsphasen dargestellt." Im Zeitpunkt to wird das von der externen Schaltung 16 kommende Steuersignal empfangen. Die Zeitspanne To ist die zuvor genannte Vorbereitungsphase, die dem Zeitpunkt tj> des Erscheinens des Zieles in dem Empfangsfeld vorangeht. Das System ist nun so ausgelegt, daß vor dem Zeitpunkt to und eingeschaltetem kleinen Feld der Schwellwertgenerator 17 ein Sperrsignal S6 (Fig.1) an die externe Schaltung 16 liefert, sofern ein Störsignal detektiert wird, was den Zweck hat, die Erzeugung eines Steuersignales S2 zu hemmen, und zwar sowohl während der Vorbereitungsphase To als auch während der auf den Zeitpunkt t3 folgenden Arbeitsphase. Der Pegel des Schwellwertes möge auf einen Maximalwert UM entsprechend einer minimalen Detektionsempfindlichkeit geregelt sein. Bei Fehlen einer Detektion wird das Signal S2 im Zeitpunkt to empfangen und es findet ein Übergang auf das große ETutzfeld statt sowie das Auslösen einer Zeitspanne mit der Dauer T1 entsprechend einem ersten Bruchteil to bis ti der Phase To. Während der Zeitspanne T1 behält der Schwellwert den genannten Pegel UM bei; wenn eine Störquelle detektiert wird, findet selbsttätig ein erneutes Umschalten auf das kleine Arbeits- oder Auswertungsfeld statt. Wird hingegen kein Störsignal bezw. keine Störquelle in dem das kleine Feld umgebenden großen Feld detektiert, erfolgt der weitere Betrieb im großen Feld. Dann wird eine weitere Verzögerungszeit oder Zeitspanne T2 von ti bis t2 erzeugt. Im Zeitpunkt ti wird der Schwellwert auf seinen niedrigsten vorgesehenen Pegel Um entsprechend einer maximalen Empfindlichkeit des Systems umgeschaltet und wahrend der Zeitspanne T2 wird der Schwellwertpegel automatisch auf einen Wert eingestellt, der etwas höher liegt als der höchste Pegel von in dem Feld enthaltenen,

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detektierten Störsignalen. Die Regelung erfolgt vorzugsweise in aufeinanderfolgenden Schritten durch digitale Signalverarbeitung. Der erhaltene Schwellwert TIF wird dann für die nachfolgende Arbeitsphase beibehalten. Die verbleibende Zeitspanne T3 ist ein Sicherheitszeitintervall, während dessen beispielsweise das Geschoß gezündet oder abgefeuert werden kann. Wenn die Arbeitsphase abgelaufen ist, wird zutreffendenfalls wieder auf das kleine Feld umgeschaltet und es kann ein neuer Betriebszyklus in der gleichen Weise sich anschließen.

Fig.4 zeigt ein Schaltbild eines Ausführungsbeispiels des Fenstergenerators 10 der Fig. 1 und Fig.5 zeigt Signaldiagramme zur Erläuterung dessen Arbeitsweise. Das Synchronisiersignal S1 besteht hier aus kurzen, periodischen Impulsen (Fig.5a), deren Periodendauer T gleich derjenigen der Abtastung des Detektionsfeldes 2 längs der X-Richtung durch die Gitter ist. Dieses Signal wird in einer Schaltung 21 um einen Betrag verzögert, der gleich der Dauer der Abtastung des Segmentes AB (Fig.2) ist. Eine monostabile Kippschaltung 22 erzeugt für jeden Impuls S1 einen Rechteckimpuls (Fig.5b) entsprechend der Abmessung BO des Fensters in der X-Richtung. Die monostabile Kippschaltung 22 liefert ein digitales Ausgangssignal, das den Wert H während der Dauer des Impulses und den Wert L in den Impulspausen haben möge. Dieses Signal wird einem NAND-Glied 25 zugeführt, das über seinen zweiten Eingang das Steuersignal S2 (Fig.5c) in ebenfalls digitaler Form erhält und dessen Ausgangssignal S4 den Torschaltungen 12 und 13 (Fig.1) über ein ODER-Glied 24 zugeführt wird. Das Signal S2 wird des weiteren nach Invertierung in einem Inverter 25 und über ein ODER-Glied 26 den Torschaltungen 11 und 14 als ein Signal S5 zugeführt, das den Wert H vor dem Zeitpunkt to besitzt; das Signal S5 steuert also die Torschaltungen 11 und 14. Nach dem Zeitpunkt to springt das externe Steuersignal S2 vom Wert L auf den Wert H, so daß die Signale S4 und S5 den Wert L annehmen und damit auf das große Auswertefeld umgeschaltet wird. Eine erneute Umschaltung auf das kleine Feld wird durch ein Signal S3

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hervorgerufen, das von dem Schwellwertgenerator 17 kommt und normalerweise den Wert L hat, jedoch den Wert H annimmt, wenn während der Zeitspanne T1 eine Störquelle detektiert wird. Hierzu enthält der Fenstergenerator ein UND-Glied 27, dessen einer Eingang das Signal S3 erhält, während der andere Eingang mit dem Ausgang der monostabilen Kippschaltung 22 verbunden ist und dessen Ausgang mit dem zweiten Eingang des ODER-Gliedes 24 verbunden ist, wobei das Signal S3 im übrigen auch dem zweiten Eingang des ODER-Gliedes 26 zugeführt wird.

Fig.6 zeigt den Schwellwertgenerator 17 und Fig.7 enthält erläuternde Signaldiagramme. Die Verarbeitung erfolgt numerisch bezw. digital und es wird hierzu davon ausgegangen, daß die Schwellwertvergleicher 8 der Empfangskanale Digitalausgänge besitzen, die ein Signal H liefern, sobald der Schwellwert U überschritten ist. Die Vergleicherausgänge SO sind mittels eines ODER-Gliedes 31 mit ebenso vielen Eingängen wie Empfangskanäle vorhanden sind zu einem einzigen Ausgang zusammengefaßt, der das Signal S7 liefert. Das Signal S7 wird einem UND-Glied 32 zugeführt, das des weiteren das Signal S2 nach Inversion in einem Inverter 33 erhält und dessen Ausgang das Sperrsignal S6 liefert, das ggf. vor dem Zeitpunkt to erzeugt und der externen Schaltung zugeführt wird.

Die Gewinnung des Signals S3 geschieht mittels der Signale S1, S2 und S7. Das Signal S2 wird nach Differenzierung in einer

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Schaltung 34 einem UND-Glied 35 zugeführt, das über seinen zweiten Eingang das Signal Si erhält und dessen Ausgangssignal eine monostabile Kippschaltung 36 steuert, die einen Impuls H mit der Dauer T1 vom Zeitpunkt to anliefert (Fig. 7<i) · Dieser Impuls wird einem UND-Glied 37 mit zwei Eingängen zugeführt, dessen anderer Eingang das Signal S7 erhält und dessen Ausgang mit einem Zähler 38 verbunden ist, auf den eine Zustandsdekoderschaltung 39 folgt. Die Zeitspanne T1 ist gleich einer bestimmten Anzahl von Perioden T beispielsweise gleich 5 solcher Perioden gewählt. Wenn im Verlauf dieser Zeitspanne ΤΛ ein Störsignal, das größer als die für das System vorgesehene maximale Schwelle UM (Fig.7f) ist, festgestellt wird (Fig.7b), speichert der Zähler jedesmal eine Einheit. Der Zustandsdekoder 39 dient zur Erzeugung eines Signals S3 mit dem Wert H, sobald die gespeicherte Zahl einen vorher festgelegten Wert überschreitet, der natürlich kleiner als die Zahl der in der Zeitspanne T1 enthaltenen Abtastperioden T ist. Wenn dieses Signal S3 erzeugt wird, löst es das Umschalten von dem großen Feld in das kleine Feld aus, wie schon beschrieben wurde.

Die gemeinsame Schwellwertspannung wird in folgender Weise erzeugt. Ein digitaler Speicher 41 gibt zunächst über seine Parallelausgänge den Maximalwert UM des Schwellwertes, der für das System vorgesehen ist, an. Dieses Datum wird einem D/A-Wandler 42 über UND-Glieder 43 zugeführt. Der Einfachheit halber ist in Fig. 6 lediglich ein einziges UND-Glied 43 dargestellt. Der Impuls mit der Dauer T1 liegt an einer Schaltung 44 an, die ihn differenziert, begrenzt und invertiert, so daß im Zeitpunkt ti ein positiver Impuls (Fig.7g) entsteht. Dieser Impuls wird Torschaltungen 45, die bistabil sein können und in dem Speicher 41 enthalten sind, zugeführt, die den Übergang von dem Maximalwert UM auf den vorgesehenen Minimalwert Um auslösen. Der Impuls wird außerdem an eine Generatorschaltung übertragen, die einen positiven Impuls mit dem Wert H und der Dauer T2 liefert (Fig.7e); diese Generatorschaltung besteht aus einem UND-Glied 46, das an seinem zweiten Eingang das Steuersignal S2 erhält und auf das

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-kleine monostabile Schaltung 47 folgt. Der Impuls mit der Dauer T2 wird nach Invertierung in einem Inverter 48 den schon erwähnten UND-Gliedern 43 und ohne Invertierung UND-Gliedern 49 zugeführt, deren Jeweils zweiter Eingang mit einem entsprechenden Ausgang des Speichers 41 verbunden ist und deren Ausgänge mit entsprechenden Eingängen eines Vorwärts/Rückwärts-Zählers 50 verbunden sind. Ebenso wie im vorhergehenden Fall ist der Einfachheit halber lediglich ein einziges UND-Glied 49 dargestellt. Der Vorwärts/Rückwärts-Zähler 50 erhält des weiteren das gemeinsame Detektionssignal S7· Bei jedem Verlauf der Zeitspanne T2 (Fig.7b) festgestellten Störsignal wird ein Schritt von einer Einheit gespeichert und an den Wandler 42 übertragen,um eine bestimmte Erhöhung dU der Schwellwertspannung U zu erzeugen. Sobald der Schwellwertpegel einen Wert US (Fig.7f) erreicht, der über demjenigen der Störsignale liegt, hört die Zunahme auf. Im Endzeitpunkt t2 wird mit Vorteil als Sicherheitsmaßnahme ein zusätzlicher Impuls bezw. ein zusätzlicher Spannungsstufenschritt erzeugt^ so daß die endgültige Schwellwertspannung UF gleich US + d U (Fig.7f) ist. Dieser zusätzliche Stufenschritt kann mit Hilfe einer Schaltung 51, die analog zu der Schaltung 44 aufgebaut ist, erzeugt werden, wobei die Schaltung 51 aus dem Impuls mit der Dauer T2 einen positiven Impuls zum Zeitpunkt t2 (Fig.7h) macht. Dieser Impuls löst eine Torschaltung 52 aus, die ein Gleichspannungspotential plus V an die Anschlüsse eines Potentiometers 53 ' legt, dessen Schleifer im vorhinein so eingestellt ist, daß der gewünschte Wert dU des letzten Stufenschrittes erzeugt wird. Diese Spannung wird addiert zu der Ausgangsspannung des Wandlers 42 in einer Addierschaltung 54, deren Ausgang mit einem Verstärker 55 verbunden ist, der die Endspannung UF an die Schwellwertvergleicher 8 liefert. Das Ausgangssignal S7 der Detektierung kann wegen des UND-Gliedes 56 nur während der Zeitspanne T2 auf den Vorwärts/Rückwärts-Zähler 50 gelangen. Auf diese Weise wird die Spannung UF während der an den Zeitpunkt t2 anschließenden Arbeitsphase aufrecht erhalten.

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In Vorstehendem wurde davon ausgegangen, daß das externe Signal S2 synchron mit dem Signal S1 ist, wobei der Zeitpunkt to einem Impuls von S1 entspricht. Die Arbeitsphase hat im allgemeinen eine vorbestimmte Maximaldauer beispielsweise die Flugzeit eines Geschosses, und das Signal S2 wird dann durch die externe Schaltung 16 wieder auf seinen ursprünglichen Wert O gebracht, um ggf. einen neuen Arbeitszyklus auslösen zu können. Hierzu werden der Zustandsdekoder 39 > der Speicher 41 und der Vorwärts/ Rückwärts-Zähler 50 in ihren Anfangszustand gebracht bezw. zurückgestellt, und zwar unter Verwendung des Signales S2 nach Differenzierung in der Schaltung 34 und Invertierung im Inverter 56. Dann ist das Signal S3 wieder vorhanden oder auf seinem Wert O gehalten und die Torschaltungen 45 werden zurückgekippt, so daß der Speicher 41 von neuem den Wert TJM abgibt und der Zähler 50 auf 0 zurückgesetzt ist.

Die Zeitspanne T2 wird unter Berücksichtigung der vorgesehenen Höhe oder Größe eines Schrittes hinreichend groß gewählt, um eine automatische Schwellwertregelung zu ermöglichen.Die Zeitspanne T2 wird mindestens gleich UM - Um festgelegt.

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Claims

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M Ο H C H E N 2 1 19-10.1976

GQTTHÄäDSTR. 81 9155-IV/Ni

THOMSON-CSI¹

Patentansprüche;

1. Optoelektrisches Detektionssystem, mit einer optischen Bündelungsvorrichtung für die Lichtstrahlung eines in der optischen Achse liegenden Beobachtungsfeldes, einem planen Detektor, bestehend aus einem Streifenraster aus parallelen Detektorelementen, einem Modulator für die Strahlung, be- , stehend aus rechtwinklig zu den Detektorelementen verlaufenden und parallel zu diesen beweglichen Gittern, einer Anzahl von Empfangskanälen entsprechend der Anzahl der Detektorelemente, wovon jeder Empfangskanal einen Verstärker und ein an die Modulation angepaßtes Filter sowie einen Schwellwertvergleicher enthält und ein Schwellwertgenerator vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwellwertgenerator (17) einen gemeinsamen Schwellwert (U) aus den Ausgangssignalen (So) der Vergleicher (8) und bei Empfang eines externen Steuersignals (S2) von einer externen Schaltung (16) erzeugt, und zwar zu einem ersten Zeitpunkt (to), der dem Zeitpunkt (t3) des Erscheinens eines erwarteten Ziels im Beobachtungsfeld eine annähernd festliegende Dauer (TO) vorangeht, und der Schwellwertgenerator den Schwellwert automatisch auf einen Betriebswert (UP) regelt, der größer als die Amplitude der während dieser Dauer erzeugten Ausgangssignale ist, und damit die Empfangsempfindlichkeit der Lichtstrahlungsverteilung im Beobachtungsfeld anpaßt.

2. System nach Anspruch 1, mit einem elektronischen Fenstergenerator, dadurch gekennzeichnet, daß dieser eine Fenstergeneratorschaltung (10) enthält, die Steuersignale zum Durchlässigschalten von Torschaltungen (11-14) erzeugt, die jeweils in den Empfangskanälen liegen, derart, daß ein auf

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die optische Achse zentriertes Detektionsfenster entsprechend einem schmalen Detektionsfeld entsteht, und das externe Steuersignal an die Fenstergeneratorschaltung (10) gelangt und in dem ersten Zeitpunkt (to) das Sperren der Torschaltungen auslöst.

System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das externe Signal ein Binärsignal ist, das seinen Wert in dem ersten Zeitpunkt ändert und die Vergleicher einen Binärausgang besitzen und der Schwellwertgenerator (17) ein eingangsseitig mit den Vergleichern verbundenes ODER-Glied (31} einen ersten Zeitgeber (36) zur Festlegung eines ersten Zeitabschnittes (T1) zwischen dem ersten Zeitpunkt (to) und einem zweiten Zeitpunkt (ti), der dem Zeitpunkt (t3) des Erscheinens vorangeht, einen zweiten Zeitgeber (47) zur Festlegung eines zweiten Zeitabschnittes (T2) zwischen dem zweiten Zeitpunkt (ti) und einem dritten Zeitpunkt (t2), der dem Zeitpunkt (t3) des Erscheinens vorangeht, einen Speicher (41), der zunächst und bis zum zweiten Zeitpunkt einen numerischen Wert (UM) entsprechend einer festgelegten maximalen Schwelle liefert und dann gesteuert von dem ersten Zeitgeber ab dem zweiten Zeitpunkt einen numerischen Wert (Um) entsprechend einer festgelegten minimalen Schwelle liefert, einen vom Ausgangssignal des ODER-Gliedes während des zweiten Zeitabschnittes (T2) gesteuerten Vorwärts/Rückwärtszähler (50), einen D/A-Wandler (42), der den gemeinsamen Schwellwert (US) liefert und logische Schaltungen besitzt, die vor dem zweiten Zeitpunkt den Speicher (41) direkt mit dem D/A-Wandler (42) verbinden und ab dem zweiten Zeitpunkt ihn über den Vorwärts/Rückwärtszähler (50) mit dem D/AWandler (42) verbinden.

System nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Fensterschaltung logische Schaltungen umfaßt, die das Fenster vor dem ersten Zeitpunkt erzeugen, es im ersten

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Zeitpunkt gesteuert durch das externe Signal unterdrücken und es im Verlauf des ersten Zeitabschnittes "bei Erhalt eines Steuersignales (S3) wieder erzeugen, das der Schwellwertgenerator mittels einer Generatorschaltung (37,38,39) erzeugt, die vom Ausgangssignal des ODER-Gliedes und des ersten Zeitgebers gesteuert wird und aus Logikgliedern besteht, die eine Zählung und Zustandsdekodierung vornehmen.

5. System nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwellwertgenerator eine Generatorschaltung (51,52,53) umfaßt, die der zweite Zeitgeber (47) steuert und die im dritten Zeitpunkt einen Spannungsschritt (dU) bestimmter j Größe erzeugt und daß eine Addierschaltung (54) den Spannungsschritt und die Ausgangsspannung (US) des D/AWandlers (42) erhält.

6. System nach Ansprüchen 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwellwertgenerator eine Generatorschaltung (32, 33) umfaßt, die ein binäres Sperrsignal (S6) erzeugt, das der externen Schaltung (16) zugeführt wird und daß die Generatorschaltung ein UND-Glied mit zwei Eingängen umfaßt, die das Ausgangssignal des ODER-Gliedes und das invertierte externe Steuersignal erhalten.

7. Feuerleitsystem mit einer Schaltung zur Erzeugung des externen Steuersignales (S6), das jedem Schuß bei Fehlen des Sperrsignales (S6) vorangeht und mit einem optoelektrischen Detektionssystem nach den Ansprüchen 4, 5 und 6 oder nach den Ansprüchen 4 und 6.

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