DE2949521A1

DE2949521A1 - Optischer abtandszuender

Info

Publication number: DE2949521A1
Application number: DE19792949521
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Phys. Dr.rer.nat. Willi 8898 Mühlried Platz; Günter 8070 Ingolstadt Reisacher
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1979-12-08
Filing date: 1979-12-08
Publication date: 1981-06-11
Also published as: DE2949521C2

Description

Optischer Abstandszünder
Die Erfindung bezieht sich auf einen optischen Abstandszünder, der aus einem Sender mit Pulsbetrieb und einem Empfängersensor sowie å jeweils einer zugeordneten Optik besteht, wobei Sender und Empfänger geometrisch voneinander versetzt angeordnet sind und der durch Reflexion in der Empfängerebene auftretende Lichtpunkt bEi Auftreffen auf der lichtempfindlichen Empfängeroberfläche ein Zündsignal erzeugt.
Durch die DE-OS 24 57 497 ist ein solcher Optischer Abstandszünder als sogenannter Bodenabstandszünder bekanntgeworden. Hier wird vorgeschlagen aus pulsförmigen Sendesignalen eine Taktung der Empfangsimpulse abzuleiten und das Integrationsprodukt einer gewünschten Anzahl dieser Impulse einer einstellbaren, den Zündimpuls liefernden, Auswertstufe zuzuleiten. Der Nachteil dieser Anordnung ist, daß hier relativ leicht auch eine Modulation des Untergrund- bzw. Hintergrundlichts erfolgen kann und dadurch Zündungen zum falschen Zeitpunkt etc. auftreten können.
Durch die DE-AS 11 96 380 ist ein optischer Nahentfernungsmesser bekanntgeworden, bei dem eine Zündauslösung erst dann erfolgt, wenn das Obåekt- bzw. Zielbild scharf in der Einstellungsebene abgebildet ist. Diese Ausfüh- rundform eines optischen Abstandszünders eignet sich jedoch vorwiegend nur fiir solche Ziele, die keinfesten Hintergrund haben, sich also beispielsweise gegen den Himmel abheben. Der Einsatz dieser Ausführungsform im Gelände oder für tieffliegende Objekte ist jedoch mit einer relativ hohen Fehlerquote belastet, da die Störeinflüsse von Hintergrund und anderen Geländegegenständen nicht völlig zu beseitigen sind.
Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen optischen Abstandszünder der eingangs genannten Art zu schaffen, der störsicher ohne Verwendung eines Empfängers-Arrays eine genaue Zündauslösung hervorruft und automatisch alle Nebeneinflüsse des Hintergrundlichts etc. eliminiert.
Diese Aufgabe wird durch die im Hauptanspruch niedergelegten Maßnahmen erfüllt. Weitere vorteilhafte Maßnahmen sind in den Unteransprüchen angegeben und in der Beschreibung ist ein Ausführungsbeispiel abgehandelt und erläutert, dessen Schaltungsanordnung und Funktionsweise in der Zeichnung dargestellt sind.
Es zeigen Fig. 1 eine schematische Darstellung des Funtkionsprinzips des optischen Abstandssensors, Fig. 2 ein Blockschaltbild des vorgeschlagenen Ausführungsbeispiels.
Wie die Fig. 1 verdeutlicht, wandert mit der Annäherung des mit dem Abstandssensors versehenen Geschosses oder Flugkörpers etc. an die Zielfläche 100, der durch die Remission in der Ebene des Empfängers 11 befindliche Lächtr1mt L ifcl einer .t.bbildung durch die Optik 11a von innen nach außen. Dr hei£t, der Empf.ingersensor 11 bildet dann ein maximales Ausgangssigrlal, wenn sich der Lichtpunkt L genau mit der Sensoroberfläche deckt. Dies ist aber nur dann der Fall, wenn das Geschoß etc. einen ganz bestimmten Abstand zum Ziel 100 erreicht hat, also den sogenannten Auslöseabstand. Soweit ist die Funktionsweise durch den Stand der Technik bekannt. Nun kann aber ein derartiges zeitliches Intensitätsmaximum am Empfänger auch durch aktive Gegenmaßnahmen oder natürliche Reflexionen hervorgerufen werden und damit eine Fehl auslösung hervorrufen. Dieses Fehlverhalten beseitigt die Erfindung nun dadurch, daß der Empfänger 11 über zwei Kanäle I und II verfügt, wobei der erste Kanal I unmittelbar vor dem Sendeimpuls das Streulicht aufnimmt und in einem nachfolgenden ersten Analogspeicher 12 abspeichert und der zweite Kanal II synchron mit dem Sendeimpuls die Summe aus reflektiertem Sendeimpuls und Streulicht empfängt, dieses Licht dann in einem nachgeschalteten zweiten Analogspeicher 13 speichert und die beiden Ausgänge der Analogspeicher 12, 13 auf einen Subtrahierer 14 geschaltet sind, dem ein im Lichtintensitätsmaximum ein Auslösesignal erzeugender Detektor 16 nachgeschaltet ist.
Am Ausgang des Subtrahierers 14 liegt ein einstellbarer Schwellwertschalter 17, dessen Ausgang mit dem ersten Eingang eines UND-Gliedes 18 verbunden ist und am zweiten Eingang desselben liegt der Ausgang des Maximumdetektors 16 über ein retriggerbares Monoflop 16a, während der Ausgang 18a des UND-Gliedes 18 auf einen Zündkreis 20 geschaltet ist.
Die WirksamWeit dieser vorgeschlagenen Ausführungsform hängt von der Pulsbreite und oci zeitlichen Abstand der Pulse für die Kanäle r l=,d II ab. Die kleinste, im Störsignal enthaltene Periodendauer muß daher wesentlich größer als der lulsabstand sein. Im vorgeschlagenen Beispiel beträgt die Pulswiederholzeit 500 µsec und die Pulsbreite 7,8 µsec, der Pulsabstand von Kanal I zu Kanal II 15,6 µsec. Demzufolge muß die kleinste im Störsignal enthaltene Periodendauer >15,6 µsec sein und die höchste Frequenz entsprechend <64 kHz.
Die vorgeschlagene Ausführungsform wird nun so ausgestaltet, daß die Pulsbreite und die zeitliche Folge der Pulse l.r jeden der Kanäle I und II variierbar sind. Dadurch läßt sich diese Anordnung vielfach einsetzen, also nicht nur als Abstandszünder für Bomben, Raketen und Granaten oder sonstigen Flugkörpern, sonfern auch als Auslöser für Nachbeschleunigungstriebwerke, für Bohrladungen usw. Hierbei beträgt der Abstandsbereich maximal nur einige m und der Geschwindigkeitsbereich liegt bis ca. 300 m/sec.
Leerseite

Claims

Optischer Abstandszünder Patentansprüche 1. Optischer Abstandszünder bestehend aus einem Sender mit Pulsbetrieb und einem Empfängersensor sowie jeweils einer zugeordneten Optik, wobei Sender und Empfänger geometrisch voneinander versetzt angeordnet sind und der durch Reflexion in der Empfängerebene auftretende Lichtpunkt bei Auftreffen auf der lichtempfindlichen Empfängeroberfläche ein Zündsignal erzeugt, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Empfänger (11) über zwei Kanäle (I und II) verfügt, wobei der erste Kanal (I) unmittelbar vor dem Sendeimpuls das Streulicht aufnimmt und in einem nachfolgenden ersten Analogspeicher (12) abspeichert und der zweite Kanal (II) synchron mit dem Sendeimpuls die Summe aus reflektiertem Sendeimpuls und Streulicht empfängt und in einem nachgeschalteten zweiten Analogspeicher (1)7) speichert und die beiden Ausgänge der Analogspeicher (12, 13) auf einen Subtrahierer (14) geschaltet sind, dem ein im Lichtintensitätsmaximum ein Auslösesignal erzeugender Detektor (16) nachgeschaltet ist.
2. Optischer Abstandszünder nach Anspruch 1, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß am Ausgang des Subtrahierers (14) zusätzlich ein einstellbarer Schwellwertschalter (17) anliegt, dessen Ausgang mit dem ersten Eingang eines UND-Gliedes (18) verbunden ist und am zweiten Eingang desselben der Ausgang des Maximumdetektors über ein retriggerbares Monoflop (16a) anliegt und der Ausgang (18a) des UND-Gliedes (18) auf einen Zündkreis (20) geschaltet ist.
3. Optischer Abstandszünder nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Pulsbreite und die zeitliche Folge der Pulse für Kanal (I) und Kanal (II) variierbar sind.