DE2851205A1 - Verfahren zur detektion und identifizierung eines hubschraubers - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Detektion und
• Identifizierung eines Hubschraubers aufgrund seiner charakteristischen Energieabstrahlung im sichtbaren und/oder Wärmestrahlungsbereich sowie im Schallwellenbereich, wobei zur Detektion ein die Eigenschaft des Hubschraubers als wärmeabstrahlendes Punktziel ausnutzender Detektionssensor, zur Identifzierung ein die durch den Hubschrauberrotor modulierte sichtbare Strahlung des Hintergrundes bzw. die modulierte Rotoreigenstrahlung im Wärmestrahlungsbereich ausnutzender Identifizierungssensor und zur Feststellung der Position am Horizont ein die beiden erstgenannten Sensoren in der Elevation steuernder Horizontsensor verwendet wird und die ermittelte Azimut- und Elevationswinkelposition des identifzierten Hubschraubers einem Feuerleitrechner automatisch eingespeist und gleichzeitig mit der Waffe ein Ziel- und Beobachtungsgerät auf Zielposition eingeschwenkt wird.
• Dieses Verfahren bedient sich eines passiven IR-Identifizierungssensors, der die durch die Rotorblätter modulierte Hintergrundstrahlung einer charakteristischen Modulationsfrequenz zur Identifizierung des Hubschraubertyps ausnutzt.
• Das an sich durchaus brauchbare Verfahren hat jedoch den Nachteil einer nicht unerheblich begrenzten Reichweite, insbesondere bei schlechten Sichtverhältnissen.
• Die Aufgabe der Erfindung wird in einer Verbesserung des gattungsgemässen Verfahrens hinsichtlich der Vergrösserung der Reichweite gesehen. Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung dadurch gelöst, dass der Identifizierungssensor mit einem Gaslaser kombiniert, der Gaslaser auf das umlaufende Roto-rblatt des-Hubschraubers-ausgerichtet und die durch die Bewegung des Rotorblattes verursachte Dopplerverschiebung des Lasersignals sowie bedarfsweise die Bewegung des Hubschraubers selbst zu seiner Identifizierung verwendet wird.
• Ein solches Verfahren besitzt gegenüber einem passiven, auf den Empfang von IR-Strahlung ausgerichteten Verfahren den Vorteil der Unabhängigkeit sein er Iteichweite von dei-Art und Aufheizung der Rotorblätter. Darüberhinaus lässt sich seine Leistung durch Erhöhung der Laserleistung - dem jeweiligen Bedarf ent sprechend - steigern. Gegenüber einem Dopplerradar hat es den Vorteil der Seitenzipfelfreiheit, der engen Bündelung und der günstigeren Reflexionseigenschaften der Rotorblätter im Wärmestrahlungsbereich bei ovo,6 em Wellenlänge. Ausserdem besteht die Möglichkeit der Störstrahlungsselektion durch spektrale Filterung. Die Ausnutzung der Hubschrauberbewegung dagegen dient seiner besseren Selektion gegenüber anderen Objekten wie z.B. vom Wind bewegten Laubwerks etc.
• Da mit einem aktiven System die Entfernung eines Objekts leicht messbar ist, sieht die Weiterbildung der Erfindung vor, dass der Gaslaser eines Laserentfernungsmessgerätes Verwendung findet. Von Vorteil ist es ferner, wenn ein im Dauerstrich oder Quasidauerstrichbetrieb mit langen Impulsen arbeitender Las ersend er und ein für den Heterodynempfang vorgesehener Laserempfänger verwendet werden. Gegenüber dem Geradeausempfang besitzt der Heterodynempfang eine wesentlich grössere Empfindlichkeit. Ausserdem lassen sich auf diese Weise bei hoher Leistungsfähigkeit Volumen und Gewicht gering halten.
• Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist es zweckmässig, wenn als Gaslaser ein C02-Laser verwendet wird.
• Im folgenden wird an Hand einer Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert: Der Sensorkopf 1 ist mit Hilfe des Kugellagers 2 azimutal drehbar gelagert. Die Strahlung 3 aus der Szene wird über den in Elevation mittels der Achse 5 beweglichen Spiegel 4 auf den Spektralteiler 6 umgelenkt. Letzterer lässt die Strahlung für die Punktselektion auf das Objektiv 7 durch, das sie auf dem Detektionssensor 8 abbildet.
• Die Strahlung für den Idcntifizicrungsscnsor 11 und den Horizontsensor 14 wird dagegen in Richtung auf den weiteren Spektralteiler 9 reflekticrt. Dicser reflektiert seinerseits die für den Identifizierungssensor vorgesehene Strahlung iif das Objektiv 10, das die Strahlung auf dem Identifizierungssensor abbildet. Die Strahlung für den Horizontsensor passiert den Spektralteiler 9, trifft zunächst auf den Abtastspiegel 12 und wird von diesem auf das Objektiv 13 umgelenkt, um auf dem Ilorizontsensor abgebildet zu werden.
• Der Spiegel 12 tastet die Szene in Elevationsrichtung ab und bestimmt dadurch die Horizontposition, wobei die Schwingfrequenz an die Rotationsgeschwindigkeit des Sensorkopfes 1 angepasst wird.
• Der Umlenkspiegel 4 muß so groß sein, daß er die Bildfelder der Objektive 7, 10 und 13 übertragen kann. Die Abtastung der Sensoren 8 und 11 erfolgt über die Rotation des Kopfes 1 um seine vertikal verlaufende Drehachse 17. Beim Horizontsensor i4 ist zusätzlich eine Elevationsbewegung durch den Abtastspiegel 12 erforderlich. Insoweit entspricht das Verfahren demjenigen der auptanmeldung.
• Um nun jedoch die Reichweite zu erhöhen, wird der Identifizierungssensor 11 mit dem Empfänger 33 eines Laserentfernungsmessers dessen Sender 34 vorzugsweise ein C02-Laser ist, kombiniert, wobei die Abspaltung der C02-Laserstrahlung über das für den Wellenlängenbereich von 10,6/cm reflektierende Spektralfilter 35 erfolgt. Der Lasersender 34 arbeitet im CW (= continuous wave) - bzw. Dauerstrich- oder im Quasidauerstrichbetrieb mit langen Impulsen, während der Laserempfänger 35 für den Heterodynempfang ausgebildet ist.
• L e e r s e i t e

Claims (5)

1. Verfahren zur etektion und Identifizierung eines Hubshraub ers Zusatz zu Patent ................. (Akz.P 26 55 5So,}) Patentansprüche 1. Verfahren zur Detektion und Identifzierung eines Hubschraubers aufgrund seiner charakteristischen Energieabstrahlung im sichtbaren und/oder Wärmestrahlungsbereich sowie im Schallwellenbereich, wobei zur Detektion ein die Eigenschaft des Hubschraubers als wärmeabstrahlendes Punktziel ausnutzender Detektionssensor (8), zur Identifizierung ein die durch den Hubschrauberrotor modulierte sichtbare Strahlung des Hintergrundes bzw. die modulierte Rotoreigenstrahlung im Wärmestrahlungsbereich ausnutzender Identifizierungssensor (11) und zur Feststellung der Position am Horizont ein die beiden erstgenannten Sensoren in der Elevation steuernder Horizontsensor (14) verwendet wird und die ermittelte Azimut- und Elevationswinkelposition des identifizierten Hubschraubers einem Feuerleitrechner automatisch eingespeist und gleichzeitig mit der Waffe ein Ziel- und Beobachtungsgerät auf Zielposition eingeschwenktwird nach Patent (Akz.P 26 55 520.5), d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t dass der Identifizierungssensor (ii) mit einem Gas-Laser (33) kombiniert, der Gas-Laser auf das umlaufende Rotorblatt des Hubschraubers ausgerichtet und die durch die Bewegung des Rotorblattes verursachte Dopplerverschiebung des Lasersignals sowie bedarfsweise die Bewegung des Hubschraubers selbst zu seiner Indentifizierung mitverwendet wird.
2. 2. Verfahren nach A. 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß der Gaslaser eines Laserentfernungsmessgerätes (34, 35) Verwendung findet.
3. 3. Verfahren nach A. 2, g e k e n n z e i c h n e t durch die Verwendung eines im Dauerstrich- oder Quasidauerstrichbetrieb mit langen Impulsen arbeitenden Laserenders (34) und eines für den Heterodynempfang vorgesehenen Laserempfängers (35).
4. 4. Verfahren nach einem der vorausgehenden A, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß als Gaslaser ein C02-Laser verwendet wird.
5. 5. Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß aus dem vom Rotorblatt reflektierten Lasersignal mit breitbandiger Dopplerverschiebung derjenige schmalbandige Dopplerfrequenzanteil ausgesiebt und zur Identifizierung herangezogen wird, der von den Spitzen der Rotoblätter erzeugt wird und der eine eindeutige Bestimmung der Rotorblattfrequenz ermöglicht.