DE2944261C1 - Method and device for modulating the radiation of a missile light set - Google Patents
Method and device for modulating the radiation of a missile light setInfo
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Description
a) hinter dem Flugkörperleuchtsatz (2) ein spektrales Filter (3) angeordnet ist unda) a spectral filter (3) is arranged behind the missile flashlight (2) and
b) die Modulatorscheibe (5) in Sektoren unterteilt ist, die abwechselnd in unterschiedlichen Spektralbereichen transparent sind.b) the modulator disk (5) is divided into sectors which alternate in different spectral ranges are transparent.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in den Strahlengang (10.1) der optischen Lenkeinrichtung (10) ein spektrales Filter (12) einschiebbar ist.6. Apparatus according to claim 5, characterized in that in the beam path (10.1) of the optical Steering device (10) a spectral filter (12) can be inserted.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Modulierung der Strahlung eines Flugkörperleuchtsatzes, welcher auf eine obere oder untere Grenzwellenlänge oder auf einen vorbestimmten Spektralbereich scharf begrenzt ist, für einen entlang einer optischen Achse geführten Flugkörper, wobei die Ablage des Flugkörpers von der optischen Achse in einer Einrichtung zur optischen Lenkung mittels einer rotierenden, in Sektoren unterschiedlicher Transparenz unterteilten Modulatorscheibe und eines Strahlendetektors ermittelt wird.The invention relates to a method and a device for modulating the radiation of a missile flare, which to an upper or lower limit wavelength or to a predetermined spectral range is sharply delimited, for a missile guided along an optical axis, the shelf of the missile from the optical axis in a device for optical guidance by means of a rotating, modulator disk divided into sectors of different transparency and a radiation detector is determined.
Ein Verfahren der obengenannten Art ist beispielsweise aus der US-PS 33 72 889 bekannt, bei dem die Strahlung eines Flugkörperleuchtsatzes vorLshmlich auf den Infrarotbereich begrenzt ist und in einem Goniometer mit einer rotierenden, in strahlungsdurchlässige und undurchlässige Sektoren unterteilten Modulatorscheibe in ein frequenzmoduliertes Signal umgewandelt wird. Bei einer derartigen Einrichtung würde nicht nur die Strahlung des Flugkörperleuchtsatzes, sondern auch sämtliche, im Blickfeld des Goniometers befindliche Infrarotstrahlungsquellen moduliert werden, so daß das Goniometer insbesondere bei gezielt eingesetzten Störstrahlern kein eindeutiges Signal für die Position des Flugkörpers liefern würde.A method of the above type is known for example from US-PS 33 72 889, in which the Radiation from a missile flashlight is primarily limited to the infrared range and in a goniometer with a rotating modulator disk divided into radiation-permeable and opaque sectors is converted into a frequency modulated signal. Such a facility would not only the radiation of the missile flashlight, but also all that are in the field of view of the goniometer Infrared radiation sources are modulated, so that the goniometer especially when used in a targeted manner Stray radiation sources do not provide a clear signal for the position of the missile would deliver.
Ein anderes, ebenfalls im Infrarotbereich arbeitendes Fernlenkverfahren für Flugkörper ist beispielsweise aus der DE-GS 15 06 099 bekannt und benutzt zusätzlich eine Zielbeleuchtung mit infrarotem Licht. Zur Vermeidung einer Überstrahlung der optischen Visiermittel durch den Flugkörperleuchtsatz bei Nacht weisen die Hilfsmittel für die visuelle Beobachtung, z. B. der Bildwandler, und die elektronische Kamera des Fernlenkgerätes mehrere Spektralbereiche mit maximaler Empfindlichkeit in dem Infrarotgebiet auf, die voneinander soweit wie möglich entfernt sind. Die Landschaft des Zielpunktes und der auf diesen Zielpunkt fernzulenkende Flugkörper wird mittels der infraroten Strahlungsquelle, die sich auf die vorgenannten spektralen Empfindlichkeitsbereiche erstreckt, beleuchtet. Der Flugkörper weist an Stelle des üblichen Leuchtsatzes eine reflektierende und filtrierende Einrichtung auf, die so eingerichtet ist, daß sie den Infrarotbereich, der dem Gebiet mit der maximalen spektrr'-εη Empfindlichkeit der visuellen Beobachtungsmittel entspricht, absorbiert. Der Infrarotbereich, der dem maximalen spektralen Empfindlichkeitsbereich der elektronischen Kamera entspricht, wird hingegen weitgehend reflektiert Damit von einem derartigen Reflektor ein hinreichend störfestes Signal zur Bestimmung der Flugkörperposition empfangen werden kann, muß die beleuchtende Lichtquelle eine extrem hohe Intensität aufweisen. Derartige Lichtquellen sind jedoch von der gegnerischen Seite aus leicht zu orten und anzugreifen. Jeder im Blickfeld der Lenkeinrichtung befindliche, im infraroten Spektralbereich reflektierende Körper würde zudem eine Störlichtquelle darstellen.Another one that also works in the infrared range Remote control method for missiles is known, for example, from DE-GS 15 06 099 and is also used a target illumination with infrared light. To avoid overexposure to the optical sighting means through the missile light set at night, the aids for visual observation, z. B. the imager, and the electronic camera of the remote control device several spectral ranges with maximum sensitivity in the infrared region which are as far apart from each other as possible. The landscape of the Target point and the missile to be remotely steered to this target point is by means of the infrared radiation source, which extends to the aforementioned spectral sensitivity ranges, illuminated. The missile has a reflective and filtering device in place of the usual flare, the so it is set up that it covers the infrared range, which is the area with the maximum spectr'-εη sensitivity corresponds to the visual means of observation, absorbed. The infrared range, which corresponds to the maximum spectral Sensitivity range of the electronic camera corresponds, however, is largely reflected so a sufficiently interference-resistant signal for determining the missile position from such a reflector can be received, the illuminating light source must have an extremely high intensity. Such However, light sources are from the opposing side easy to locate and attack. Everyone in the field of view of the steering device in the infrared spectral range reflective bodies would also represent a source of interfering light.
Ein weiteres Verfahren zur Flugkörperlenkung, welches bei selbstrotierenden Flugkörpern zur Anwendung kommt, ist beispielsweise aus der DE-AS 22 45 769 bekannt. Bei diesem Verfahren wird die Strahlung des Flugkörperleuchtsatzes durch ein bezüglich Drehung mit dem Flugkörper verbundenes Polarisationsfilter filtriert und durch ein zweites, in der Bodenstation angeordnetes Polarisationsfilter analysiert. Die von dem ersten Filter ausgesandte rotierende polarisierte Strahlung bewirkt eine sinusförmige Modulation mit einer Frequenz, die von der relativen Drehgeschwindigkeit zwischen den beiden Filtern abhängt. Durch derartige Modulationsverfahren sollen mit einfachen Mitteln, die auch nachträglich an einem Flugkörper und der Lenkeinrichtung anzubringen sind, eine wesentliche Verbesserung des Verhiiltnisses von Signal zu Hintcrgrundruu-Another method for missile guidance, which is used in self-rotating missiles comes, is known for example from DE-AS 22 45 769. In this process, the radiation of the Missile flare filtered through a polarization filter connected to the missile with respect to rotation and analyzed by a second polarization filter located in the ground station. The one from the first Rotating polarized radiation emitted by the filter causes a sinusoidal modulation with a Frequency that depends on the relative speed of rotation between the two filters. By such Modulation methods should be simple means that can also be retrofitted to a missile and the steering device, a significant improvement the ratio of signal to background
sehen erreicht werden.see to be achieved.
Abgesehen davon, daß das obengenannte Verfahren lediglich für rotierende Flugkörper geeignet ist, stellt die Verwendung von polarisiertem Licht keine ausreichende Sicherheit gegen Störstrahler dar. Auch das Hintergrundrauschen kann nicht völlig unterdrückt werden, da das in der Atmosphäre gestreute Sonnenlicht oft in erheblichem Maße polarisiert ist und somit bei rotierenden Analysatoren mit einer ähnlichen Frequenz moduliert wird, wie das licht des mit Vergleichsweise geringer Frequenz (0,1 — 03 Hz) rotierenden Flugkörperleuchtsatze?-.Apart from the fact that the above-mentioned method is only suitable for rotating missiles the use of polarized light does not provide sufficient security against interference radiation. That too Background noise cannot be completely suppressed because of the sunlight that is scattered in the atmosphere is often polarized to a considerable extent and therefore with a similar frequency in the case of rotating analyzers is modulated like the light of the rotating with a comparatively low frequency (0.1 - 03 Hz) Missile lights? -.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Modulierungsverfahren zur Erkennung und Ortung eines Flugkörperleuchtsatzes zu schaffen, welches unabhängig is von Rollbewegungen des Flugkörpers ist und eine höhere Sicherheit gegen Störstrahler aufweistIt is therefore the object of the invention to provide a modulation method to create a missile flare detection and location that is independent of rolling movements of the missile and has a higher level of security against interference radiation
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Verfahren nach Patentanspruch 1 gelöst.This object is achieved according to the invention by the method according to claim 1.
Durch die scharfe Begrenzung des von dem Flugkörperieuchtsatz ausgestrahlten Spekiralbereichs unterscheidet sich der Leuchtsatz von allen natür','chen Störquellen eines Gefechtsfeldes. Da auch die Sektoren der Modulatorscheibe bezüglich ihrer Transparenz auf diese Grenzwellenlänge abgestimmt sind, wird lediglich die Strahlung des Leuchtsatzes durch diese Modulator- ' scheibe moduliert. Störstrahler, die einen breiten Spektralbereich aufweisen, werden im Idealfall nicht moduliert, da die ausgesandte Strahlung mit gleicher Intensität sowohl die einen als auch die anderen Sektoren der Modulatorscheibe durchdringtBy the sharp limitation of the missile charge emitted spectral range, the flare differs from all natural sources of interference a battlefield. Since the sectors of the modulator disk also relate to this in terms of their transparency Cut-off wavelength are matched, only the radiation of the flare through this modulator- ' modulated disc. Stray radiators that cover a wide spectral range are not modulated in the ideal case, since the emitted radiation has the same intensity penetrates both the one and the other sectors of the modulator disk
Damit unterscheidet sich in der Einrichtung zur optischen Lenkung des Flugkörpers (Goniometer) das Bild des Leuchtsatzes von den Bildern anderer Störstrahler.The picture thus differs in the device for optical guidance of the missile (goniometer) the flare from the images of other stray radiation sources.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch für Flugkörperleuchtsätze ohne vorbestimmte spektrale Begrenzung in Verbindung mit einem Goniometer, welches eine Modulatorscheibe zur erfindungsgemäßen spektralen Filterung aufweist, leicht angewendet werden. Dazu muß lediglich das in den Strahlengang des Goniometers eintretende Licht durch ein spektrales Filter auf eine durch die Modulatorscheibe vorbestimmte obere oder untere Grenzwellenlänge begrenzt werden.The method according to the invention can also be used for missile flares without predetermined spectral Limitation in connection with a goniometer, which is a modulator disk for the invention spectral filtering can easily be applied. All that needs to be done is that in the beam path of the Goniometer entering light through a spectral filter on a predetermined by the modulator disc upper or lower limit wavelength can be limited.
Ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Ausblendung von Störstrahlern in einer Einrichtung zur optisehen Lenkung eines Flugkörpers Kit beispielsweise aus der DE-OS 26 55 396 bekannt. Bei diesem Verfahren wird das Bildfeld des Goniometers nach dem Siart des Flugkörpers mittels einer Blende auf einen den Flugkörper unmittelbar umgebunden Bildbereich reduziert Ein innerhalb dieses Bildbereichs befindlicher Störstrahler kann jedoch nach diesem Verfahren nicht von dem Flugkörperleuchtsatz unterschieden werden, so daß bei entsprechend hoher Intensität des Störstrahlers die Blende auf diesen fixiert bleibt. Auch können bereits bestehende optische Lenkvorrichtungen für Flugkörper nicht ohne weiteres auf dieses relativ aufwendige Verfahren umgerüstet werden.A method and a device for masking interference radiators in a device for optical viewing Steering of a missile kit known for example from DE-OS 26 55 396. In this procedure the field of view of the goniometer is based on the direction of the missile by means of a diaphragm on the missile Immediately bound image area reduced An interfering radiator located within this image area however, this method cannot be used to distinguish from the missile flare, so that at correspondingly high intensity of the stray emitter, the diaphragm remains fixed on this. Also can already existing optical guidance devices for missiles do not readily rely on this relatively complex process be converted.
Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie eine Vorrichtung zu dessen Durchführung können den Unteransprüchen entnommen werden.Advantageous developments of the method according to the invention and a device for it Implementation can be found in the subclaims.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels beschrieben. Es zeigtIn the following the invention is illustrated schematically with the aid of a illustrated embodiment described. It shows
Fig. 1 eine Einrichtung zur optischen Lenkung von Flugkörpern;1 shows a device for the optical guidance of missiles;
F i g. 2 den Einfluß eines Flugkörperleuchtsatzes und eines Störstrahlers auf das erfindungsgemäße Modulationsverfahren. F i g. 2 shows the influence of a missile flare and an interference radiator on the modulation method according to the invention.
Am Heck eines in F i g. 1 schematisch dargestellten Flugkörpers 1 ist ein pyrotechnischer Leuchtsatz 2 angeordnet, der nach dem Start des Flugkörpers mit hoher Intensität strahlt Die Strahlung dieses Leuchtsatzes wird durch ein spektrales Filter 3 entweder ober- oder unterhalb einer Grenzwellenlänge Ag oder auf einen vorbestimmten Spektralbereich scharf begrenzt. Das Empfindlichkeitsmaximum der auch bisher verwendeten Strahlendetektoren liegt vorteilhafterweise im Infrarotbereich. Die Grenzwellenlänge Ac kann also beispielsweise bei etwa 2,2 μ liegen, so daß das Filter entweder nur ober- oder nur unterhalb dieser Grenzwellenlänge transparent ist.At the stern of one in FIG. 1 missile 1 shown schematically, a pyrotechnic flare 2 is arranged, which radiates with high intensity after the launch of the missile. The radiation of this flare is sharply limited by a spectral filter 3 either above or below a cutoff wavelength Ag or to a predetermined spectral range. The maximum sensitivity of the radiation detectors also used to date is advantageously in the infrared range. The cut-off wavelength Ac can therefore be, for example, about 2.2 μ, so that the filter is transparent either only above or only below this cut-off wavelength.
Die derart gefilterte Strahlung des Flugkörperleuchtsatzes wird von einem Objektiv 4 einer Einrichtung 10 zur optischen Lenkung vom Flugkörper empfangen und in an sich bekannter Weise durch eine rotierende Modulatorscheibe 5, einer Sammeloptik 6. einem Strahlungsdetektor 7 zugeführt, dessen SigiUii: verstärkt (8) und einer Auswerteelektronik 9 zugeführt werden. In dieser an sich bekannten Auswerteelektronik 9 wird die Ablage des Flugkörperleuchtsatzes von der optischen Achse 10.1 der Einrichtung 10 ermittelt und entsprechende Lenksignale errechnet Diese Lenksignale werden über eine Leitung 11 oder über Funk an den Flugkörper 1 übertragen.The radiation of the missile flashlight filtered in this way is captured by an objective 4 of a device 10 received for optical guidance from the missile and in a known manner by a rotating modulator disc 5, a collecting optics 6 a radiation detector 7, the SigiUii: amplified (8) and an electronic evaluation system 9 are supplied. In this evaluation electronics 9, known per se, the shelf of the missile light set determined by the optical axis 10.1 of the device 10 and corresponding Steering signals calculated These steering signals are sent to the missile 1 via a line 11 or via radio transfer.
Damit lediglich die Strahlung des Flugkörperleuchtsatzes und nicht diejenige von gleichzeitig empfangenen Störstrahlern moduliert wird, besteht die Modulatorscheibe nicht wie bisher aus insgesamt durchlässigen und undurchlässigen Sektoren, sondern aus Sektoren unterschiedlicher spektraler Transparenz. Eine derartige Scheibe ist in F i g. 2 dargestellt. Bei dieser Scheibe ist die eine Hälfte der Sektoren in einem Spektralbereich A < Ac und die andere Hälfte in einem Spektralbereich A > Ag durchlässig. Dadurch wird bewirkt, daß die spektral gefilterte Strahlung des Flugkörperleuchtsatzes — die ausgesandte Strahlung soll beispielsweise unterhalb eir«,er Wellenlänge von Ac liegen — von den einen Sektoren (A < Ag) der Modulatorscheibe vollständig durchgelassen wird, hingegen von den anderen Sektoren (A > Ac) vollständig ausgelöscht wird. Das Modulationssignal hinter der Modulatorscheibe ist daher aus Strahlungsimpulsen in dem Spektralbereich A < Ac zusammengesetzt. Das elektrische Signal am Ausgang des Detektors 7 weist also entsprechende Rechteckimpulse auf.So that only the radiation of the missile flare and not that of interference radiators received at the same time is modulated, the modulator disk does not consist, as previously, of generally permeable and opaque sectors, but of sectors of different spectral transparency. Such a disk is shown in FIG. 2 shown. In this disk, one half of the sectors is transparent in a spectral range A < Ac and the other half in a spectral range A> Ag. This has the effect that the spectrally filtered radiation of the missile flare - the emitted radiation should, for example, be below a wavelength of Ac - is completely transmitted by one sector (A < Ag) of the modulator disk, but by the other sectors (A> Ac) is completely wiped out. The modulation signal behind the modulator disk is therefore composed of radiation pulses in the spectral range A <Ac . The electrical signal at the output of the detector 7 thus has corresponding square-wave pulses.
Die Strahlung eines in einem breiten Spektralbereich leuchtenden Störsirahlers, z. B. die Sonne, lokale Brandherde, gezielt eingesetzte Leuchtsätze zur Störung etc., durchdringt jedoch mit je einem Teil seines Spektralbereiches sowohl die einen als auch die anderen Sektoren der Modulatorscheibe. Das Modulationssignal hinter der Modulatorscheibe ist daher aus lückenlos aneinandergereihten Impulsen mit annähernd gleicher Intensität, jedoch unterschiedlicher spektraler Verteilung zusammengesetzt. Da im Detektor 7 jedoch die Intensität einer Strahlung weitgehend unabhängig vom Spektralbereich gemessen wird, ist das elektrische Ausgangssignal entsprechend unmoduliert. In der Auswerteelektronik 9 wird lediglich das modulierte Signal verarbeitet, so daß der Flugkörperleuchtsatz von anderen Störstrahlern durch dai erfindungsgemäße Verfahren eindeutig getrennt wird.The radiation of a Störsirahlers shining in a wide spectral range, e.g. B. the sun, local sources of fire, targeted light sets for interference etc., but penetrates each with a part of its spectral range both the one and the other sectors of the modulator disk. The modulation signal behind the modulator disk is therefore made up of impulses strung together without gaps with approximately the same intensity, but composed of different spectral distribution. Since in the detector 7, however, the intensity of a radiation is measured largely independently of the spectral range, is the electrical output signal accordingly unmodulated. In the evaluation electronics 9 only the modulated signal is processed, so that the missile flare is clear from other interference radiators by the method according to the invention is separated.
Rechnungen haben ergeben, daß eine noch höhere Störsicherheit, d. h. eine weitere Verringerung der Rest-Calculations have shown that an even higher immunity to interference, i. H. a further reduction in the remaining
modulation durch Störstrahlung dann erreicht wird, wenn der Spektralbereich des Flugkörperleuchtsatzes sowohl nach oben als auch nach unten scharf begrenzt wird. Die Modulatorscheibe besteht dann aus Sektoren, die einmal in exakt dem vom Flugkörper ausgesandten Spektralbereich transparent sind, zum anderen aus Sektoren, welche in schmalen sowohl ober- als auch unterhalb der Leuchtsatzstrahlung angrenzenden Spektralbereichen durchlässig sind. In diesem Fall geht die über den Spektralbereich gemessene Intensitätsverteilung to des Störstrahlers in noch geringerem Maße als Restmodulationen verursachender Faktor ein.modulation by interfering radiation is achieved when the spectral range of the missile flare is sharply delimited both upwards and downwards. The modulator disk then consists of sectors, which are transparent on the one hand in exactly the spectral range emitted by the missile, on the other hand from sectors which are transparent in narrow spectral ranges both above and below the flare radiation. In this case it goes over the intensity distribution to of the interference radiator measured in the spectral range to an even lesser extent than the factor causing residual modulations.
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Also Published As
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