DE2659408C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Lenken eines Fahrzeuges nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der DE-OS 21 16 957 ist bereits eine optische Vorrichtung zum Lenken eines Fahrzeuges, insbesondere eines sich selbst­ tätig bewegenden Flugkörpers, bekannt, bei der der Flugkörper mittels eines Leitstrahls gesteuert wird. Der Leitstrahl ist in Sektoren eingeteilt, die jeweils einen inneren und äußeren Abschnitt aufweisen. Die Strahlung des Leitstrahls wird für jeden Sektor und für jeden Abschnitt eines Sektors mit unter­ schiedlichen Sequenzen moduliert. Ein am Flugkörper angebrachter Empfänger kann daher die Lage des Flugkörpers innerhalb des Leitstrahls erkennen. Folgt der Leitstrahl einem beweglichen Ziel, das vom Flugkörper erreicht werden soll, so erfährt der Flugkörper zunächst eine durch die Bewegung des Leitstrahls veränderte Lage innerhalb des Leitstrahls. Diese Veränderung wird vom Flugkörper erkannt, so daß eine Kurskorrektur in Richtung der Leitstrahlbewegung durchgeführt werden kann.

Um sicherzustellen, daß der Flugkörper nicht durch seine normale Bewegung während des Fluges den Leitstrahl verläßt und einfach verlorengeht, muß der Leitstrahl eine ausreichende Breite aufweisen. Nachteilig bei dieser Vorrichtung ist die relativ grobe Auflösung der Leitstrahlsektoren bzw. der Sektor­ abschnitte, die sich besonders dann störend bemerkbar macht, wenn der Flugkörper weit von der Quelle des Leitstrahls ent­ fernt ist. Der Flugkörper nimmt dann eine Veränderung seiner Lage im Leitstrahl erst verhältnismäßig spät wahr, was speziell in der Nähe des Ziels eine erhebliche Reaktionsträgheit des Flug­ körpers ergibt, so daß es, insbesondere bei einem schnellen Richtungsänderungen unterliegenden Ziel, zum Verfehlen des Ziels führen kann.

Die Aufgabe der Erfindung liegt mithin darin, eine Vorrichtung zum Lenken eines Fahrzeuges der eingangs genannten Art zu schaffen, die auch bei sich schnell bewegenden und schnell ihre Richtung ändernden Zielen eine präzise Steuerung des Fahrzeugs auf das Ziel ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Durch die erfindungsgemäß vorgesehene zusätzliche Übersendung eines Codes an das Fahrzeug bzw. den Flugkörper wird dieser über die Bewegung der Bahn informiert, so daß eine Richtungs­ korrektur für das Fahrzeug bereits eingeleitet werden kann solange es sich noch im Zentrum des Leitstrahls bewegt. Hier­ durch gelingt es in vorteilhafter Weise die Führung des Fahr­ zeuges in Richtung des sich bewegenden Ziels zu verbessern, wodurch eine genauere Führung gewährleistet wird.

Weitere vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand der Zeichnung näher er­ läutert werden; in der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Lenken eines Fahrzeugs,

Fig. 2a eine schematische Darstellung einer digitalen Codieranordnung in einer bevorzugten Vorrichtung entsprechend Fig. 1,

Fig. 2b eine Draufsicht auf eine Filterscheibe gemäß Fig. 2a, und

Fig. 2c die schematische Wiedergabe eines mit Hilfe der Filter­ scheibe gemäß Fig. 2b erzeugten digitalen Wortes,

Fig. 3 und 4 erläuternde Darstellungen zu der Vorrichtung gemäß der Fig. 2a,

Fig. 5 eine schematische Darstellung des Lichtimpuls-Senders der Fig. 2a,

Fig. 6 eine erläuternde Darstellung der Sequenz von Im­ pulsen, die von dem Lichtimpuls-Sender nach Fig. 2a gesendet werden,

Fig. 7 ein Blockschaltbild des Lichtimpuls-Senders nach Fig. 2a,

Fig. 8 und 9 eine Darstellung der Anbringung von Fotoempfängern auf einem Flugkörper und

Fig. 10 ein Blockschaltbild der Empfangs- und Verarbei­ tungsschaltungen in einem Flugkörper.

In der Fig. 1 ist das Grundprinzip einer Flugkörper-Leitstrahl- Lenkvorrichtung gezeigt, die eine Vorrichtung zum Lenken eines Fahrzeugs darstellt. Auf dem Boden 1 ist ein Lichtimpuls-Sender 2 angeordnet, der ein enges Lichtbündel als Leitstrahl 3 auf ein Ziel 4 hin sendet. Die "Laufseele" 5 (Längsmittel­ linie) des Leitstrahls 3 ist durch die gestrichelte Linie an­ gegeben.

Zur Schaffung einer Führung für einen Flugkörper oder ein Ge­ schoß 6, wird der Leitstrahl 3 entweder manuell, durch ein Radargerät oder durch andere Mittel wie ein Laser-Zielver­ folgungsgerät zur Verfolgung des Zieles 4 nachgeführt. Wenn die Überschneidung des Zieles 4 und der Laufseele 5 aufrecht­ erhalten wird und das Geschoß 6 sich entlang der Laufseele 5 be­ wegt, sollte ein Kontakt mit dem Ziel 4 erfolgen.

Der Leitstrahl 3 muß genügend weit sein, um sicherzustellen, daß das Geschoß 6 nicht einfach durch seine normale Bewegung während des Fluges verloren geht. Zu diesem Zweck sind Ein­ richtungen im Geschoß 6 zur Bestimmung seiner Position inner­ halb des Leitstrahles 5 vorgesehen, so daß eine Steuereinrich­ tung innerhalb des Geschosses 6 solche Korrekturen seines Kur­ ses bewirken kann, wie sie erforderlich sind, um seinen Flug entlang der Laufseele 5 aufrechtzuerhalten. Um dies zu er­ reichen, ist dem Leitstrahl 3 eine Sequenz von unterschied­ lichen Mustern einer Intensitätsmodulation aufgeprägt und der Leitstrahl 3 wird ein- und ausgetastet bzw. -gepulst, wobei sich das Muster der Intensitätsmodulation bei jedem Impuls ändert. Dadurch empfängt ein vom Geschoß 6 getrage­ ner und rückwärts gerichteter Lichtempfänger einen Code, der von der Sequenz von Mustern erzeugt wird, und der mit der Position des Empfängers innerhalb des Leitstrahls 3 verknüpft ist.

Zusätzlich sind innerhalb des Geschosses 6 Einrichtungen zum Empfang von Signalen bezüglich der Bahnverfolgung des Leit­ strahles 3, um dem Ziel 4 zu folgen, vorgesehen. Solche Sig­ nale (die "Leitstrahl-Bewegungs-Daten") werden durch den Leitstrahl 3 selbst übertragen.

Bei dem in der Fig. 2a dargestellten Fall hat der von dem Licht­ impuls-Sender 2 gesendete Leitstrahl 3 einen rechteckigen Querschnitt. Der Leitstrahl 3 wird als in eine Matrix von imaginären einzelnen Zellen 14, die Abschnitte des Leitstrahls 3 darstellen, unterteilt betrachtet. Es sei angenommen, daß die einzelnen Zellen 14 in m Zeilen und m Spalten angeordnet sind, so daß sich m ² Zellen ergeben, wobei m gleich 2 ⁿ (n ist eine ganze Zahl) ist. Jeder ein­ zelnen Zelle 14 ist ein binäres Codewort mit der Länge 2n bit zugeordnet, und zwar auf der Basis ihrer x- und y- Koordinaten innerhalb der Matrix. Die ersten n Bits stel­ len die x-Koordinate dar und die letzten n Bits die y-Ko­ ordinate. Es wird ein Gray-Code verwendet, so daß zwei benachbarte Zellen Codewörter haben, die sich nur in einem Bit unterscheiden, wie es bei 14 dargestellt ist. Die Zuordnung der verschiedenen Codewörter zu den ver­ schiedenen einzelnen imaginären Zellen ist im einzelnen in der Fig. 3 dargestellt. Die bei 15 gestrichelte ima­ ginäre Zelle entspricht dem binären Codewort 101111.

Der Impuls-Sender 2 gibt eine Sequenz von 2n + 1 Impulsen ab. Der erste Impuls in der Sequenz ist ein Amplituden- Referenzimpuls, der die volle Amplitude über dem Leit­ strahl 3 aufweist, d. h. der die volle Amplitude in allen der einzelnen imaginären Zellen hat. Die verbleibenden 2n Impulse in der Sequenz sind jeweils der Übertragung eines Bits des Codeworts der Zellen zugeordnet. Um dies zu erreichen, ist eine drehbare Filterscheibe 15′ mit sieben räumlichen Filtern 16, 17, 18, 19, 20, 21 und 22 so ange­ bracht, daß jedes räumliche Filter 16 bis 22 nacheinander dem Leitstrahl 3 ausgesetzt wird. Zwischen den Impulsen des Senders 2 wird ein räumliches Filter 16 bis 22 für das vor­ hergehende Filter 16 bis 22 ausgetauscht.

Jedes räumliche Filter ist so beschaffen, daß das Bit seinen richtigen Wert (d. h. "1" oder "0") in jeder einzel­ nen imaginären Zelle annimmt. Dies läßt sich am besten aus der Draufsicht der Filterscheibe 15′ in der Fig. 2b und aus der Fig. 4 ersehen, welche die verschiedenen Be­ reiche der räumlichen Filter 16 bis 22 mit den einzelnen imaginären Zellen des Leitstrahles 3 in Beziehung setzt.

Immer dann, wenn ein abschwächender Abschnitt (schraffiert dargestellt) eines Filters eine einzelne imaginäre Zelle umschließt; ist das entsprechende Binär-Bit für diese Zelle gleich "0". Wenn demgegenüber ein hochdurchlässiger Abschnitt eines Filters eine imaginäre Zelle umschließt, dann ist das entsprechende binäre Bit für diese Zelle eine logische "1". Wie in Fig. 2c dargestellt, wird zur Darstellung einer binären "0" ein Impuls mit ver­ minderter Amplitude verwendet und nicht das vollständige Fehlen eines Impulses, so daß der Empfänger zwischen einer binären "0" und der Abwesenheit des Signals aufgrund einer Energieabfluß-Verdunklung unterscheiden kann. Der Schwell­ wertpegel zwischen einer binären "1" und einer binären "0" wird im Verhältnis zu dem am Beginn einer Sequenz übertra­ genen Referenz-Impuls eingestellt, welcher natürlich die volle Amplitude (eine volle binäre "1") in allen einzelnen Zellen aufweist. Der Schwellwert wird auf einen Wert unter­ halb dieser vollen Amplitude eingestellt.

Am Schluß einer Sequenz von Impulsen hat der Empfänger des Flugkörpers ein vollständiges Codewort abhängig von der be­ stimmten einzelnen Zelle, in der der Empfänger sich befindet, empfangen. Beispielsweise bei der Dekodierung der bei 15 in der Fig. 2 schraffiert dargestellten Zelle und mit Bezug auf die Fig. 3 ist zu erkennen, daß der erste empfangene Impuls der Amplituden-Referenzimpuls ist, der auch als Zeitreferenz verwendet wird, daß der zweite Impuls (erstes Bit) die volle Amplitude hat, daß der dritte Impuls (zweites Bit) eine ver­ minderte Amplitude hat, daß der vierte Impuls (drittes Bit), der fünfte Impuls (viertes Bit), der sechste Impuls (fünftes Bit) und auch der siebte Impuls (sechstes Bit) die volle Amplitude haben. Wie bereits erwähnt, liefert dieses Code­ wort dem Flugkörper bzw. dem Geschoß 6 nach der Kodierung des­ sen Position innerhalb des Leitstrahles 3 in Cartesischen Koordinaten. Dadurch wird die Steuereinrichtung des Geschos­ ses in die Lage versetzt, den Kurs des Geschosses näher zur Laufseele 5 einzustellen.

Da beim Gebrauch eines Gray-Codes sich nur ein Bit des Codewortes ändert, wenn sich das Geschoß von einer Zelle zu einer benachbarten Zelle bewegt, wird auch dann ein sinnvolles Codewort empfangen, wenn sich das Geschoß wäh­ rend einer Impuls-Sequenz von einer Zelle in eine andere bewegt.

Es ist eine Eigenschaft des in Fig. 2, 3 und 4 dargestellten digitalen Kodierungssystems, daß die von ihm geschaffenen Positionsdaten innerhalb von Gren­ zen unabhängig von einer Amplitudenvariation innerhalb des Leitstrahles sind. Für praktische Zwecke ist in dem digitalen System der Fig. 2 bis 4 das einzige bedeutsame Störsignal auf den Quanti­ sierungsfehler zurückzuführen, der mit der Entfernung je­ doch konstant bleibt, bis an den Punkt, bei dem Empfangs­ fehler auftreten.

In der Fig. 5 ist ein Lichtimpuls-Sender zur Verwendung mit der in Verbindung mit den Fig. 2 bis 4 beschriebenen Anordnung dargestellt. Der Sender besteht aus einer Xenon- Blitzlampe 23, die vor einem sphärischen Reflektor 24 an­ geordnet ist. Die Trigger- oder Zündleitung für die Blitzröhre 23 ist mit dem Bezugszeichen 25 versehen. Der erzeugte Lichtstrahl wird durch eine Kondensorlinse 26 und eine Objektivlinse 27 geführt. Auf der von der Blitzröhre 23 abgewandten Seite der Kondensorlinse 26 ist die Filterscheibe 15′ der Fig. 2a und 2b angebracht. Der Drehantrieb für die Filterscheibe 15′ ist durch einen Elektro­ motor 28 vorgesehen. Im wesentlichen ist die optische An­ ordnung des Senders grundsätzlich ähnlich zu der eines Dia-Projektors, wobei jedoch eine Xenon-Blitzlampe anstelle einer Wolfram-Lampe und die Filterscheibe 15′ anstelle des normalen Diapositivs des Projektors verwendet werden.

Die Blitzröhre 23 ist vom Kurzbogen-Typ, um eine intensive Lichtquelle bereitzustellen.

Die Weite des Bündels ist 60 mrad mit einer 8×8-Anordnung von einzelnen imaginären Zellen. Dies führt zu einem maxi­ malen Winkelfehler aufgrund der Quantisierung von ± 3,75 mrad.

Zusätzlich zu den sieben bereits erwähnten Impulsen in der Sequenz (der Amplituden- und Zeitreferenzimpuls und die sechs Impulse für die sechs Bits der Codewörter) werden der Sequenz zwei weitere Impulse (beide mit voller Amplitude für alle einzelnen imaginären Zellen) zugesetzt, um an den Flugkör­ per oder das Geschoß 6 Leitstrahl-Bewegungsdaten zu übertra­ gen, und um die Notwendigkeit einer getrennten Steuerungs- Verbindung zu vermeiden, um sicherzustellen, daß sich der Flugkörper 6 mit dem Leitstrahl 3 bewegt, während dieser das Ziel 4 verfolgt. Die beiden zusätzlichen Impulse sind mit Leitstrahl- Bewegungsdaten impuls-positionsmoduliert, wobei ein Impuls den Azimut-Daten und der andere den Elevations-Daten zugeordnet ist. Die gesamte Impuls-Sequenz ist in der Fig. 6 für die in der Fig. 2 schraffiert dargestellte einzelne Zelle 15 gezeigt. Die letzten zwei Impulse in der Sequenz sind die Leitstrahl- Bewegungsdaten-Impulse, wobei die Pfeile 29 und 30 ihre Posi­ tions-Modulation darstellen. Die ganze Sequenz würde mit 50 Hz wiederholt werden, um ein Positions-Datenausgangssignal mit einer Bandbreite von 25 Hz zu schaffen. Somit ist die gesamte Sender-Impulswiederholfrequenz 450 Hz.

Typischerweise beträgt die Impulsenergie-Zahl für eine Kurzbogen-Xenon-Blitzröhre 0,5 Joule, woraus sich ein Leistungsverbrauch von 225 Watt ergibt. Obwohl bei einem Leistungsverbrauch in der Größenordnung von 225 Watt eine Wasserkühlung für die Blitzröhre 23 zu bevorzugen ist, ist es möglich, daß eine forcierte Luftkühlung ausreichen kann.

Eine mit 0,5 Joule arbeitende Blitzröhre 23 könnte Impulse mit einer Leistung von 17 kW und einer Dauer von 2 µsec erzeugen. Es ist jedoch wahrscheinlich, daß nur ein verhältnismäßig ge­ ringer Bruchteil der insgesamt verfügbaren Leistung in dem gesendeten Leitstrahl konzentriert werden kann, und zwar wegen der dem optischen System anhaftenden Begrenzungen. Eine typische Spitzenleistung im Leitstrahl wäre daher 2 kW. Bei einer Abwandlung des in der Fig. 5 dargestellten Licht­ impuls-Senders wird der Ausgang der Xenon-Blitzröhre anstelle einer direkten Nutzung als Pumplichtquelle für einen Nd-YAG- Laser verwendet, der ein Ausgangssignal liefert, welches als Leitstrahl 3 verwendet wird. Obwohl der Wirkungsgrad eines Nd-YAG-Lasers recht klein ist und tatsächlich die mittlere Ausgangsleistung niedriger wäre als die des mit Bezug auf die Fig. 5 erläuterten Lichtimpuls-Senders, würde eine derartige Anordnung eine Anzahl von Vorteilen haben, die im folgenden genannt sind:

• (a) Die Leistung aus einem Nd-YAG-Laser könnte in kürzere Impulse konzentriert werden.
• (b) Die Abstrahlung nimmt die Gestalt eines engen Bündels an, das so geformt werden kann, daß es einen Strahl mit 60 mrad erzeugt, ohne die Sammel-Verluste bei der Kolli­ mierung des Ausgangssignals einer Xenon-Röhre.
• (c) Das Ausgangssignal ist monochromatisch und ermöglicht dadurch im Empfänger eine Schmalband-Spektralfilterung, wodurch sich eine Verminderung des vom Hintergrund indu­ zierten Schrot-Rauschens ergibt.
• (d) Das Ausgangssignal des Nd-YAG-Lasers hat eine größere Wellenlänge (1,06 µm), und wird daher weniger durch die atmosphärische Dämpfung beeinflußt.

Die Fig. 7 zeigt ein Blockdiagramm der Gesamtanordnung des Licht­ impuls-Senders 2 der Fig. 2. Die gepulste Lichtquelle (eine Xenon-Blitzröhre allein oder ein von ei­ ner Xenon-Blitzröhre gepumpter Nd-YAG-Laser) ist durch den Block 31 dargestellt. Eine Stromversorgung für die gepulste Lichtquelle 31 ist mit dem Bezugszeichen 32 versehen. Die gepulste Lichtquelle 31 ist von einer Trigger-Treiberschal­ tung 33 getriggert, welche aus einem Haupt-Impulsgenerator 34 über einen Impuls-Addierer 35 ein Steuer-Eingangssignal ableitet. Der Impuls-Addierer 35 leitet ein Eingangssignal aus einem Impulspositions-Modulator 36 ab, der seinerseits aus dem Haupt-Impulsgenerator 34 ein Referenz-Eingangssig­ nal ableitet. Am Eingangsanschluß PM wird ein modulieren­ des Eingangssignal für den Impulspositions-Modulator 36 an­ gelegt. Dieses modulierende Eingangssignal besteht aus den Azimut- und Elevations-Leitstrahl-Bewegungsdaten, wobei die gesamte Anordnung so getroffen ist, daß die Positionen der beiden letzten Impulse in der Sequenz von der Azimut- bzw. Elevationsbewegung des Leitstrahls abhängen. Die Fil­ terscheibe 15′ der Fig. 5 ist mit dem Block 15′ dargestellt, während die Objektivlinse 27 der Fig. 6 durch den Block 27 dargestellt ist. Der Antriebsmotor 28 der Fig. 5 ist durch den Block 28 dargestellt und als von einer Steuerschaltung 37 gesteuert dargestellt, welche Zeitsteuersignale aus dem Haupt-Impulsgenerator 34 und Signale bezüglich der Position und der Drehgeschwindigkeit des Motors 28 aus "Abnehmern", die durch den Block 38 dargestellt sind, ableitet.

Wie in der Fig. 8 dargestellt ist, ist der Flugkörper 39 mit vier nach hinten gerichteten Photodetektoren 41, 42, 43 und 44 ausgestattet, von denen jeder in einem anderen Quadranten liegt und die eine Empfängeranordnung für den Leitstrahl 3 bilden. Jeder Photodetektor ist, wie in der Fig. 9 dargestellt, hinter einer Blendenöffnung angeordnet; die Fig. 9 ist eine maßstäbliche Zeichnung einer prakti­ schen Ausführungsform. In der Fig. 9 beträgt der Außen­ durchmesser der äußeren Wand des Flugkörpers bei 44 134 mm und bei 45 145 mm. Der Photodetektor 46 hat eine Breite W von 7,5 mm. Die Öffnung ist durch ein Glasfenster mit einer Dicke von 0,8 mm und N = 1,52 verschlossen. Bei dieser Ausbildung ist die "ungünstige" Öffnung Y gleich 4,6 mm.

Jeder der Photodetektoren 41 bis 44 besteht aus einem Zwei­ element-Photodioden-Detektor, der so ausgebildet ist, daß dann, wenn der Flugkörper 6 Licht von einem Punkt genau hin­ ter dem Flugkörper 6 empfängt, ein Element beleuchtet ist, während, wenn das Licht von einem Punkt entsprechend dem maximalen Körper-zu-Leitstrahl-Winkel (45° in diesem Fall) herkommt, das andere Element beleuchtet ist. Das Verhältnis der Signale von den beiden Elementen ist daher proportional zu dem Körper-zu-Leitstrahl-Winkel. Zwei diametral gegen­ überliegende (41 und 43 z. B.) der vier Photodetektoren mes­ sen das Stampfen bzw. eine Neigung um die Querachse, wobei jeder die Hälfte des gesamten Bereiches überdeckt, während die verbleibenden zwei (42 und 44) das Gieren messen.

Alle vier Photodetektoren 41, 42, 43, 44 werden kombiniert, um die Posi­ tion des Flugkörpers 6 innerhalb des Leitstrahles 3 zu bestim­ men.

Ein schematisches Blockdiagramm der Steuerschaltung inner­ halb des Flugkörpers ist in der Fig. 10 dargestellt, auf welche nun Bezug genommen wird.

Die vier Photodetektoren mit ihren beiden Elementen sind wiederum mit den Bezugszeichen 41 bis 44 versehen. Jedes Element der Detektoren 41, 43, 44 und 42 ist jeweils mit einem Vorverstärker 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53 bzw. 54 ver­ bunden.

Die Summe und die Differenz der Ausgangssignale der Vor­ verstärker 47 und 48 werden jeweils durch die Summen- bzw. Differenzschaltungen 55 und 56 bestimmt.

Die Summe und die Differenz der Ausgangssignale der Vor­ verstärker 49 und 50 werden jeweils durch eine Summen- bzw. Differenzschaltung 57 und 58 ermittelt.

Die Summe und die Differenz der Ausgangssignale der Vor­ verstärker 51 und 52 werden jeweils durch Summen- bzw. Differenzschaltungen 59 und 60 bestimmt.

Die Summe und die Differenz der Ausgangssignale der Vor­ verstärker 53 und 54 werden jeweils durch Summen- bzw. Differenzschaltungen 61 und 62 ermittelt.

Jede der Summen- und Differenzschaltungen 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61 und 62 ist jeweils mit einem Verstärker mit veränderbarer Verstärkung 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69 und 70 verbunden.

Jeder der Verstärker mit variabler Verstärkung 63 und 64 ist jeweils mit einem der zwei gepaarten Synchron-Detektoren 71 und 72 verbunden.

Jeder der Verstärker mit variabler Verstärkung 65 und 66 ist jeweils mit einem der zwei gepaarten Synchron-Detek­ toren 73 und 74 verbunden.

Jeder der Verstärker mit veränderbarer Verstärkung 67 und 68 ist jeweils mit einem von zwei gepaarten Synchron-Detek­ toren 75 und 76 verbunden.

Jeder der Verstärker mit veränderbarer Verstärkung 69 und 70 ist jeweils mit einem von zwei gepaarten Synchron-Detektoren 77 und 78 verbunden.

Die Ausgangssignale der Synchron-Detektoren 71 und 72 sind an eine Rest-Reduzierschaltung 79 angelegt, während das Aus­ gangssignal des Synchron-Detektors 71 auch über eine Servo­ schaltung 80 mit automatischer Verstärkungsregelung zur Steuerung der Verstärkung der Steuerschaltungen 63 und 64 mit veränderbarer Verstärkung verbunden ist.

Die Ausgangssignale der Synchron-Detektoren 73 und 74 sind an eine Rest-Reduzierschaltung 81 angelegt, wäh­ rend der Ausgang des Synchron-Detektors 74 auch über eine Servoschaltung 82 für automatische Verstärkungs­ regelung zur Steuerung der Verstärkung der Steuerschal­ tungen 65 und 66 mit variabler Verstärkung verbunden ist.

Die Ausgangssignale der Synchron-Detektoren 75 und 76 sind mit einer Rest-Reduzierschaltung 83 verbunden, während das Ausgangssignal des Synchron-Detektors 75 auch über eine Servoschaltung 84 für die automatische Verstärkungsrege­ lung zur Steuerung der Verstärkung der Steuerschaltungen 67 und 68 mit veränderbarer Verstärkung verbunden ist.

Die Ausgangssignale der Synchron-Detektoren 77 und 78 sind an eine Rest-Reduzierschaltung 85 gelegt, während das Aus­ gangssignal des Synchron-Detektors 78 auch über eine Servo­ schaltung 26 für die automatische Verstärkungsregelung zur Steuerung der Verstärkung der Steuerschaltungen 69 und 70 mit veränderbarer Verstärkung verbunden ist.

Die Rest-Reduzierschaltungen 79 und 81 sind mit einem Wähl­ schalter 87 verbunden, der den Ausgang der Rest-Reduzier­ schaltung 79 anwählt, wenn eine Impulsdetektorschaltung 88 an ihrem Eingang einen Impuls entdeckt, und welcher Wähl­ schalter 87 den Ausgang der Rest-Reduzierschaltung 81 an­ wählt, wenn eine Impulsdetektorschaltung 89 einen Impuls an ihrem Eingang entdeckt. Die das Vorliegen eines Impul­ ses feststellende Detektorschaltung 88 leitet ihr Eingangs­ signal über eine Schwellwertschaltung 90 aus dem Ausgang des Verstärkers 63 mit variabler Verstärkung ab, während die das Vorliegen eines Impulses feststellende Detektorschaltung 89 ihr Eingangssignal über eine Schwellwertschaltung 91 von dem Ausgang des Verstärkers 66 mit variabler Verstärkung ablei­ tet.

Die Rest-Reduzierschaltungen 83 und 85 sind mit einem Wählschalter 92 verbunden, der den Ausgang der Rest- Reduzierschaltung 83 anwählt, wenn eine Impulsdetek­ torschaltung 93 an ihrem Eingang einen Impuls entdeckt, und der den Ausgang der Rest-Reduzierschaltung 85 an­ wählt, wenn eine Impulsdetektorschaltung 94 an ihrem Eingang einen Impuls entdeckt. Die das Vorliegen eines Impulses feststellende Detektorschaltung 93 leitet ihr Eingangssignal über eine Schwellwertschaltung 95 aus dem Ausgang des Verstärkers 67 mit variabler Verstärkung ab.

Die Ausgänge der Schalter 87 und 92 liefern Steuersignale zur Korrektur der Lage des Flugkörpers in bezug auf die Koordinaten-Richtungen, und zwar derart, daß dem Stampfen und Gieren entgegengewirkt wird. Die Einrichtungen zur Er­ zielung einer derartigen Korrektur sind nicht dargestellt, sie können in bekannter Weise ausgeführt sein.

Die bisher beschriebene Schaltung befaßt sich mit der Korrek­ tur der Lage des Flugkörpers und nicht mit der Korrektur von dessen Position innerhalb des Leitstrahls, derart, daß der Flugkörper in der Laufseele bzw. Mittelachse fließt. Die für die letztgenannte Aufgabe bestimmte Schaltungsanord­ nung wird nun im folgenden beschrieben.

Die Ausgänge der Summier-Schaltungen 55, 57, 59 und 62 sind mit einer Summierschaltung 97 verbunden, so daß die Ausgänge aller Elemente der Photodetektoren 41 bis 44 kombiniert wer­ den. Der Ausgang der Summierschaltung 97 ist mit einem Ver­ stärker 98 mit variabler Verstärkung verbunden, dessen Aus­ gang parallel mit vier Synchron-Detektoren 99, 100, 101 und 102 und mit einer "Vorwärtssteuer"-Demodulationsschaltung 103 verbunden ist. Diese letztgenannte Schaltung ist zur Demodulierung der Positions-Modulation der beiden zu der Sequenz von Impulsen zugefügten Impulse vorgesehen, welche Sequenz von dem Lichtimpuls-Sender am Boden dazu übertragen wird, die Koordinaten-Steuersignale zur Veränderung des Kurses des Flugkörpers entsprechend der Leitstrahlbewe­ gung, während der Leitstrahl das Ziel verfolgt, zu liefern.

An den Eingängen A, B, C, D bzw. X der Synchron-Detektoren 99 bis 102 und der Demodulationsschaltung 103 sind Referenz- Synchronisationssignale aus einem Neben-Synchronisations­ impulsgenerator 104 angelegt. Dieser letztgenannte Genera­ tor ist durch Impulse phasenverriegelt, welche aus den Schwellwertdetektoren 90, 91, 95 und 96 abgeleitet sind. Diese Impulse entstammen natürlich den Lichtimpulsen im Leitstrahl und primär dem Amplituden-Referenzimpuls, der stets die volle Amplitude aufweist. Der Generator 104 wird ebenfalls vor dem Abschuß bzw. Abflug mittels der Leitung 105 synchronisiert, wie bereits erwähnt.

Die Synchron-Detektoren 99 bis 102 sind mit einer Summier­ schaltung 106 verbunden. Die Synchron-Detektoren 99 und 100 sind mit einer Differenzschaltung 107 verbunden, während die Synchron-Detektoren 101 und 102 mit der Differenzschaltung 108 verbunden sind.

Die Summierschaltung 106 liefert ein Eingangssignal für eine Servoschaltung 111 zur automatischen Verstärkungs­ steuerung, welche zur Steuerung des Verstärkers 98 mit variabler Verstärkung verschaltet ist.

Die Summen- und Differenzschaltungen 106 und 107 sind mit einer Rest-Reduzierschaltung 109 verbunden, während die Summen- und Differenzschaltungen 106 und 108 mit der Rest- Reduzierschaltung 110 verbunden sind. Die Reduzierschal­ tungen 109 und 110 liefern Koordinaten-Steuersignale, die überdies zur Steuerung der Bahn des Flugkörpers verwendet werden, jedoch in diesem Fall zur Ausrichtung des Flugkör­ pers entlang der Mittelachse des Leitstrahls.

Claims (16)

1. Vorrichtung zum Lenken eines Fahrzeuges mit einer Einrich­ tung zur Erzeugung eines Strahls elektromagnetischer Energie entlang einer vom Fahrzeug einzuschlagenden Bewegungsbahn und einer Einrichtung zur unterscheidbaren Ausgestaltung verschiedener Abschnitte des Strahls, wodurch das Fahrzeug erkennen kann, in welchem Strahlabschnitt es sich befindet, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (36) zur Aufprägung eines Codes (29, 30) auf den Strahl (3), wobei der Code die Bewegung der Bahn (5) betreffende Daten enthält, wodurch das Fahrzeug (6) erkennen kann, in welche Richtung es sich bewegen sollte, um der Bahn (5) zu folgen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Fahrzeug (6) eine Empfängeranordnung (41 bis 44) für die elektro­ magnetische Energie, eine erste Schaltung (97 bis 102), (106 bis 110) zur Erzeugung den empfangenen Abschnitt (15) des Strahls (3) anzeigender erster Signale und eine zweite Schaltung (97, 98, 103) zur Erzeugung von vom Code (29, 30) abhängiger zweiter Signale.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahl (3) elektromagnetischer Energie aus Licht aus dem nahen Infrarot gebildet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Fahrzeug (6) ein Flugkörper ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahl (3) zur unterscheidbaren Ausbildung der verschiedenen Ab­ schnitte (15) durch eine Intensitätsmodulationseinrichtung (15′, 16 bis 22, 28) beeinflußt ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahl (3) durch einen gepulsten Lichtimpuls-Sender (2) erzeugt wird, wobei die Intensitätsmodulationseinrichtung (15′, 16 bis 22, 28) derart ausgelegt ist, daß die Modulationen zumindest eines Ab­ schnitts (15) des Strahls (3) zwischen aufeinanderfolgenden Impulsen geändert wird.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Intensitäts­ modulationseinrichtung (15′, 16 bis 22, 28) so ausgelegt ist, daß dem Strahl (3) eine Intensitätsvariation quer zu seiner Längsrichtung in einer Dimension aufgeprägt ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Intensitäts­ modulationseinrichtung (15′, 16 bis 22, 28) eine Vielzahl von Modulatoren (16 bis 22) zur unterschiedlichen Modulation jedes Abschnitts (15) zu entsprechend verschiedenen Zeiten umfaßt, wodurch ein binäres Codewort geschaffen wird, welches die Position dieses Abschnitts (15) anzeigt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Modulatoren (16 bis 22) einen Gray-Code erzeugen, wobei der einem Ab­ schnitt (25) zugeordnete binäre Code sich von dem einem beliebigen benachbarten Abschnitt (15) zugeordneten binären Code nur um ein Bit unterscheidet.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Modulatoren (16 bis 22) dazu ausgelegt sind, verschiedene Intensitäten der Abschnitte (15) durch verschiedene binäre Ziffern anzu­ zeigen sowie dazu, zusätzlich zu diesen Ziffern einen Impuls zu übertragen, der eine verhältnismäßig hohe Intensität in allen einzelnen Abschnitten (15) erzeugt, wodurch dieser Im­ puls als eine Amplituden- und Zeitreferenz für die Decodierung des binären Codes verwendbar ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Code (29, 30), der die Bewegung der Bahn (5) betreffende Daten enthält, ein Impulspositionscode darstellt.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Code (29, 30) von zwei Impulsen gebildet ist, die beide positionsmoduliert sind und jeweils einer Bewegung in der Elevation und im Azimut entsprechen.

13. Vorrichtung nach Anspruch 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Flugkörper (6) vier nach hinten gerichtete Empfänger (41, 42, 43, 44) trägt, von denen jeder in einem anderen Quadranten angeordnet ist, daß der Flugkörper (6) eine Schaltung (Fig. 10a) zur Ableitung eines Korrektursignals für die Neigung um die Querachse unter Verwendung eines ersten Paares der Empfänger (41, 42, 43, 44) enthält, sowie zur Ableitung eines Korrektursignals für das Gieren unter Verwendung eines zweiten Paares der Empfänger (41, 42, 43, 44), und daß die Ausgangssignale aller Empfänger (41, 42, 43, 44) kombiniert und an eine Schaltung zur Decodierung der Sequenz von Mustern räumlicher Modulation angelegt sind.

14. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der elektromagnetischen Energie für den Strahl (3) eine Xenon- Blitzröhre (23) vorgesehen ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der elektromagnetischen Energie für den Strahl (3) ein Nd-YAG- Laser vorgesehen ist, der von einer Xenon-Blitzröhre (23) gepumpt ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß, mehr als ein Flug­ körper (6) vorgesehen ist, um gleichzeitig mit dem Strahl (3) zusammenzuwirken.