DE3041670A1 - Heat detector for missile guidance - comprises difference circuit receiving signals from detectors to compare two filtered IR input rays - Google Patents
Heat detector for missile guidance - comprises difference circuit receiving signals from detectors to compare two filtered IR input raysInfo
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Abstract
Description
"Vorrichtung zum Detektieren eines warmen Punktes in einer"Device for detecting a warm point in a
Landschaftsszene mit Hilfe von Infrarotstrahlung und mit einer derartigen Vorrichtung versehenes Lenksystem für Flugkörper." Die Erfindung bezicht sich auf eine Vorrichtung zum Detektieren eines warmen Punktes in einer Landsehaftsszene mit Hilfe von Infrarotstrahlung in einem Infrarotwellenlängenband, die ein Abtastsystem, ein strahlungsempfindliches Detektionssystem zur Umwandlung eines von dem Abtastsystem stammenden Abtastbündels in ein elektrisches Signal und eine elektronische lTerarbeitungsscllaltung für dieses Signal enthält. Landscape scene with the help of infrared radiation and with such Device-provided guidance system for missiles. "The invention relates to a device for detecting a warm spot in a landscape scene with the help of infrared radiation in an infrared wavelength band, which a scanning system, a radiation sensitive detection system for converting one of the scanning system resulting scanning beam into an electrical signal and an electronic processing circuit for this signal contains.
Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf ein Flugkörperlenksystem, das mit einer derartigen Vorrichtung versehen ist. The invention further relates to a missile guidance system, which is provided with such a device.
Die Infrarotstrahlung, von der hier die Rede ist, hat eine Wellenlänge grösser als l/um. Zum Erhalten guter Beobachtungen muss die Durchlässigkeit der Atmosphäre für diese Wellenlänge berücksichtigt werden. In der Praxis werden zwei Wellenlängenbänder verwendet, von denen das erste zwischen 3,5 und 5/um und das zweite zwischen 8 und 13/um liegt. The infrared radiation we are talking about here has a wavelength greater than l / um. In order to obtain good observations, the permeability of the Atmosphere for this wavelength must be taken into account. In practice there will be two Wavelength bands are used, the first of which between 3.5 and 5 / µm and the the second is between 8 and 13 µm.
Um einen warmen Punkt, der z.B. eine Temperatur von 1500°K aufweist, in einer Landschaftsszene mit einer mittleren Temperatur von 300 Im zu detektieren, könnte das erste Wellenlängenband verwendet werden. Der warme Punkt bei 1500°K weist eine maximale Leuchtdichte L # auf. Dann ergibt sich aber ein zu grosser Kontrast zwischen der Leuchtdichte des warmen Punktes und der Leuchtdichte der verschiedenen andere Punkte der Landschaftsszene. Der warme Punkt führt ein Ausgangssignal des Detektionssystems herbei, der zeitlich auf einem ausgedehnt ist und einen derartigen Pegel hat, dass es die durch andere Teile der Landschaftsszene herbeigeführten Signale maskiert. Der warme Punkt wird also als ein Fleck beobachtet, der die Details der Landschaftsszene verdunkelt. Around a warm point, which e.g. has a temperature of 1500 ° K, to be detected in a landscape scene with a mean temperature of 300 Im, the first wavelength band could be used. The warm point at 1500 ° K points a maximum luminance L #. But then the contrast is too great between the luminance of the warm point and the luminance of the different other points of the landscape scene. The warm point carries an output signal of the Detection system that is extended over time and one such Level has that it is the signals brought about by other parts of the landscape scene masked. So the warm point is observed as a spot that details the Landscape scene darkened.
Zur Beobachtung der Landschaftsszene könnte auch das zweite Wellenlängenband, in dem der Kontrast weniger gross ist, verwendet werden. In diesem Falle nimmt jedoch, wenn der warme Punkt unter einem Winkel beobachtet wird, der kleiner als die clementaren Felder ist, in die die Landschaftsszene von dem Abtastsystem unterteilt wird, die Scheinleuchtdichte um das Quadrat des Abstandes ab, so dass ein zu weit entfernter warmer Punkt sich nicht mehr unterscheiden last. To observe the landscape scene could also the second wavelength band, in which the contrast is less great, can be used. In this case, however, it increases when the warm point is observed at an angle which is smaller than the clementary fields into which the landscape scene of the scanning system divides the apparent luminance by the square of the distance so that a warm point that is too far away can no longer be distinguished.
Es ist auch möglich, wie in der deutschen Offenlegungsschrift Nr. 2.533.270 vorgeschlagen wurde, zwei Wellenlängenbänder zugleich zu verwenden, wobei das erste nur zum Detektieren des warmen Punktes und das zweite zur Beobachtung der Landschaftsszene verwendet wird. Im letzteren Falle ergeben sich Schwierigkeiten mit dem Abtastsystem. It is also possible, as in German Offenlegungsschrift No. 2.533.270 has been proposed to use two wavelength bands at the same time, with the first only to detect the warm point and the second for observation the landscape scene is used. In the latter case difficulties arise with the scanning system.
Ein derartiges System, das auf befriedigende Weise zugleich in den beiden Wellenlägenbändern arbeiten kann, lässt sich nämlich schwer verwirklichen.Such a system that works in a satisfactory manner at the same time in the can work with both wavebands is difficult to achieve.
Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, eine Vorrichtung, in der mit einem einzigen Wellenlängenband gearbeitet wird, zu schaffen, die eine zuverlässige Detektion ermöglicht und eine einfache Bauart aufweist. The present invention has the object to provide a device in which A single band of wavelengths is used to create a reliable one Detection enables and has a simple design.
Die Vorrichtung nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass sich im Wege des Abtastbündels hinter dem Abtastsystem ein Filtersystem zum Aufspalten des Abtastbündels in zwei Teilbündel befindet, wobei das erste bzw. das zweite Teilbündel iiur Strahlung mit Wellenlängen in einem ersten bzw. zweiten Teilband des Wellenlängenbandes des Abtastbündels enthält; dass das Detektionssystem aus zwei strahlungsempfindlichen Detektoren besteht, wobei der erste bzw. der zweite Detektor die Strahlung mit Wellenlängen im ersten bzw. im zweiten Teilband in ein elektrisches Signal umwandelt, und dass die elektronische Verarbeitungsschaltung eine Subtrahierschaltung enthält, deren Eingänge mit den Ausgängen der Detektoren verbunden sind und deren Ausgangssignal das Vorhandensein eines warmen Punktes angibt. The device according to the invention is characterized in that A filter system for splitting is located behind the scanning system in the way of the scanning bundle of the scanning bundle is located in two sub-bundles, the first and the second sub-bundle iiur radiation with wavelengths in a first or second sub-band of the wavelength band of the scanning beam contains; that the detection system consists of two radiation-sensitive Detectors consists, wherein the first and the second detector, the radiation with wavelengths converts into an electrical signal in the first or second sub-band, and that the electronic processing circuit includes a subtracting circuit whose Inputs connected to the outputs of the detectors and their output signal indicates the presence of a warm point.
Dic Erfindung liegt ctie Erkenntnis zugrunde, dass die Leuchtdichte des warme Punktes im verwendeten Wellen- längenband mit zunehmenden Wellenlängen abnimmt, während die Leuchtdichte der Bandschaftsszene in diesem Band praktisch konstant bleibt. Indem nun dieses Wellenlängenband in zwei Teilbänder mit Hilfe des Filtersystems unterteill wird und die von der Strahlung in jedem dieser Teilbänder hervorgerufenen elektrischen Signale voneinander subtrahiert werden, kann der warme Punkt auf zuverlässige Weise detektiert werden. The invention is based on the knowledge that the luminance of the warm point in the used wave length band with increasing Wavelengths decrease as the luminance of the band shaft scene in that band remains practically constant. By now dividing this wavelength band into two sub-bands with the help of the filter system is subdivided and that of the radiation in each of these Sub-bands caused electrical signals are subtracted from each other, the warm point can be reliably detected.
Einige Ausführungsformen der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 ein Flugkörperlenksystem, das mit einer ersten Ausführungsform einer Vorrichtung nach der Erfindung zum Detektieren eines warmen Punktes in einer Landschaftsszene versehen ist, Fig. 2 den Verlauf der Leuchtdichte als Funktionder Wellenlängse für zwei verschiedene Temperaturen, Fig. 3 im Detail eine Ausführungsform der elektronischen Schaltung, die in der Vorrichtung nach Fig. 1 verwendet wird, Fig. 4 eine zweite Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung, und Fig. 5 eine Ausführungsform der in der Vorrichtung nach der Erfindung verwendet strahlungsempfindlichen Detektoren. Some embodiments of the invention are shown in the drawing and are described in more detail below. They show: FIG. 1 a missile guidance system, that with a first embodiment of a device according to the invention for detection of a warm point in a landscape scene, FIG. 2 shows the course the luminance as a function of the wavelength for two different temperatures, Fig. 3 shows in detail an embodiment of the electronic circuit that is used in the device according to Fig. 1 is used, Fig. 4 shows a second embodiment of the device according to of the invention, and Fig. 5 shows an embodiment of the device according to the invention uses radiation-sensitive detectors.
Fig. 1 zeigt ein System zur Lenkung eines Flugkörpers M zu einem Ziel C. l)ieses System ist mit einer Vorrichtung 1 zum Detektieren eines warmen Punktes versehen, wobei sich das Vorhandensein eines warmen Punktes durch ein Signal an der Ausgangsklemme ) der Vorriell-Lung 1 bemerkbar macht. Der warme Punkt besteht hier aus einem Taster TR, der auf dem Auslassventil des Flugkörpers N befestigt ist und praktisch eine Temperatur von 1500 0K aufweist. Fig. 1 shows a system for steering a missile M to a Objective C. l) This system is with a device 1 for detecting a warm Point, whereby the presence of a warm point is indicated by a signal at the output terminal) of the Vorriell-Lung 1. The warm point exists here from a button TR, which is attached to the outlet valve of the missile N. and practically has a temperature of 1500 0K.
Der Flugkörper M und das Ziel C befinden sich in einem Abtastfeld, das von einem Pyramid 3 begrenzt wird, dessen Spitze 0 der optischen Mitte te des Abtastsystems 4 entspricht und dessen Basis ein Rechteck R ist. The missile M and the target C are in a scanning field, which is bounded by a pyramid 3, the tip of which is the optical center te of the Scanning system 4 corresponds and whose base is a rectangle R.
Zum Detektieren von Infrarotstrahlung mit einer Wellenlänge grösser als 1 µm kann nicht ein "Vidikon"-Vorrichtung verwende t werden und der Detektor besteht dann aus einer beschränkten Anzahl strahlungsempfindlicher Elemente. Zur Beobachtung der ganzen Landschaftsszene muss diese punktweise abgetastet werden. Dazu wird das Abtastsystem 4 benutzt, das ein Strahlungsbündel 6, das von verschiedenen aufeinanderfolgenden Gebieten der Landschaftsszene stammt, auf einen strahlungsempfindlichen Detektor 5 richtet. Das Abtasten erfolgt gemäss den Zeilen L1, ..., Ln, ... LM, . . . jii Ii". 1. Ein derartiges Abtastsystem ist z.B. in der französischen Patentschrift Nr. 2.245.970 (PHN 7224) im Namen der Anmelderin beschrieben. Der Detektor 5 liefert ein Signal, dessen Amplitude der Leuchtdichte des beobachteten Gegenstandes entspricht. Dieses Signal ermöglicht es, die Landschaftsszene z.B. auf dem Schirm einer Kathodenstrahlröhre 10 sichtbar zu machen, deren Kathode mit dem Ausgang 11 der Vorrichtung 1 verbunden ist. For detecting infrared radiation with a wavelength larger than 1 µm, a "vidicon" device cannot be used and the The detector then consists of a limited number of radiation-sensitive elements. In order to observe the entire landscape scene, it must be scanned point by point. For this purpose, the scanning system 4 is used, which is a radiation beam 6 from different successive areas of the landscape scene originates on a radiation-sensitive Detector 5 aligns. Scanning takes place according to lines L1, ..., Ln, ... LM, . . . jii Ii ". 1. Such a scanning system is for example in French patent specification No. 2.245.970 (PHN 7224) in the name of the applicant. The detector 5 delivers a signal whose amplitude corresponds to the luminance of the observed object. This signal makes it possible to see the landscape scene e.g. on the screen of a cathode ray tube 10 to make visible, the cathode of which is connected to the output 11 of the device 1 is.
Eine Steuerschaltung 12 liefert die Steuersignale für das Abtastsystem 4 und für die Kathodenstrahlröhre 10, so dass das Abtasten der Landschaftsszene und das Ablenken des Elektronenstrahls genau synchron verlaufen.A control circuit 12 provides the control signals for the scanning system 4 and for the cathode ray tube 10, so that the scanning of the landscape scene and the deflection of the electron beam are exactly synchronous.
Zur Lenkkung des Flugkörpers M wird ein Drähtekreuz auf dem sichtbar gemachten Bild positioniert, wobei man die Mitte des Kreuzes mit dem Ziel, das auf dem Schirm beobachtet wird, zusaiiimenfallcn lässt. Die Achse OC in der Landschaftsszene entspricht der Mitte des Drähtekreuzes. To steer the missile M, a wire cross is visible on the made picture positioned, taking the center of the cross with the aim of that on is observed on the screen. The OC axis in the landscape scene corresponds to the middle of the wire cross.
Dieses Kreuz wird durch eine Abtastzeile LM und eine nach dem Anfang der Abtaslzeile LA1 vergangene Zeit TC definiert.This cross is through a scan line LM and one after the beginning the elapsed time TC is defined on the LA1 line.
Der warme Punkt, der also dem Flugkörper entspricht, wird in einer anderen Zeile und in einer anderen Zeitspanne definiert. Mit Hilfe einer Lenkschaltungsanordnung 14, in der die Koordinaten des warmen Punktes bestimmt werden, ist es dann möglich, den Flugkörper AL zu dem Ziel C mit Hilfe von Lenksignalen über eine Verbindung 15 zu lenken, die den Flugkörper M mit der Lenkschaltungsanordnung 14 verbindet.The warm point, which corresponds to the missile, is in a different line and defined in a different time span. With the help of steering circuitry 14, in which the coordinates of the warm point are determined, it is then possible to the missile AL to the target C with the aid of guidance signals via a link 15, which connects the missile M to the steering circuitry 14.
Nach der Erfindung ist die Vorrichtung 1 zum Detektieren eines warmen Punktes mit einem optischen Filter 20 versehen, das das Strahlungsbündel 6 in Teilbündel 22 und 23 aufspaltet, die je einen Teil des Wellenlängenbandes des Bündels 6 enthalten, wobei dieses Band zwischen 8 und 13 µm liegt. Das Teilbündel 22 besteht aus Strahlung mit Wellenlängen zwischen 8 und 10,5 µm ud das Teilbündel 23 aus Strahlung mit Wellenlängen zwischen 10,5 und 13/um. Im Strahlungsweg des Teilbündels 23 ist der Detektor 5 angeordnet; während im Wege des Teilbündels 22 ein zweiter strahlungsempfindlicher Detektor 25 angeordnet ist. Die Ausgangssignale dieser Detektoren werden den zwei Eingängen einer Substrahierschaltung 30 zugeführt.According to the invention, the device 1 for detecting a warm Point with an optical filter 20 provided that the radiation beam 6 splits into sub-bundles 22 and 23, each part of the wavelength band of the Contain bundle 6, this band between 8 and 13 microns. The partial bundle 22 consists of radiation with wavelengths between 8 and 10.5 µm and the partial bundle 23 from radiation with wavelengths between 10.5 and 13 / µm. In the radiation path of the The detector 5 is arranged in the sub-bundle 23; while by way of the sub-bundle 22 a second radiation-sensitive detector 25 is arranged. The output signals these detectors are fed to the two inputs of a subtracting circuit 30.
Das optische Filter 20 kann durch einen dichroitischen Spiegel gebildet werden, der Strahlung, deren Wellenlänge zwischen 8 und 10,5 µm liegt, reflektiert und Strahlung, deren Wellenlänge grösser als 10,5 µ ist, durchlässt. Die Subtrahierschaltung 30 kann aus einem Differenzverstärker 35 und einer sich daran anschliessenden Schwellenschaltung 36 bestehen. Eine Addierschaltung 'r0, deren Eingänge rni-t den Ausgängen der Detektoren 5 und 25 verbunden sind, liefert an ihrer Ausgangsklemme 11 ein Leuchtdichtesignal der Landschaftsszene. The optical filter 20 can be formed by a dichroic mirror are reflected, the radiation whose wavelength is between 8 and 10.5 µm and radiation, the wavelength of which is greater than 10.5 µ, lets through. The subtraction circuit 30 can consist of a differential amplifier 35 and an adjoining threshold circuit 36 exist. An adder circuit 'r0, whose inputs rni-t the outputs of the detectors 5 and 25 are connected, provides at its output terminal 11 a luminance signal the landscape scene.
In Fig. 2 ist der Verlauf der Leuchtdichte L1 als Funktion der Wellenlänge # für die Temperaturen von 300°K und 1500°K dargestellt. Für die Koordinaten sind logarithmische Massstäbe gewählt. Die Leuchtdichtekurven werden durch die bekannte Plancksche Formel gegeben. Die schraffierte Zone stellt das Gesamtwellenlängenband von 8 - 13µm dar, in dem gearbeitet wird. Dieses Band ist in zwei Teilbänder BS1 von 8 bis 10,5 µm und BS2 von 10,5 bis 13 µm unterteilt. Die Leuchtdichte eines warmen Punktes auf 1500°K ändert sich von 1,5 . 10-9 W.m-³.sr-¹ zu 6,25 . 108 W.,-3.sr-1 im ersten Teilband BS1 und vom letzteren Wert zu 2,9 . 108 W.m-3 . sr-1 im zweiten Teilband BS2. Die Leuchtedicllte eines Punktes auf 300°K, die der mittleren Temperatur entspricht, ändert sich von 9,08 . 106 W.m-³. sr-¹ zu 9,79 . 106 W.m-3 . sr-¹ im ersten Teilband und vom letzteren Wert zu 8,2 . 106 W.m-3.sr-¹ im zweiten Teilband. Ungeachtet des Abstandes von dem warmen Punkt liefert dieser Punkt in beiden Bändern einen verschiedenen Energiebeitrag, während der Energiebeitrag von Punkten auf 300°K in beiden Bändern praktisch gleich ist. In FIG. 2, the course of the luminance L1 is a function of the wavelength # shown for temperatures of 300 ° K and 1500 ° K. For the coordinates are logarithmic scales chosen. The luminance curves are known by the Planck's formula given. The hatched zone represents the total wavelength band from 8 - 13 µm in which the work is carried out. This band is divided into two sub-bands BS1 divided from 8 to 10.5 µm and BS2 from 10.5 to 13 µm. The luminance of a warm point at 1500 ° K changes from 1.5. 10-9 W.m-³.sr-¹ at 6.25. 108 W., - 3rd sr-1 in the first subband BS1 and from the latter value to 2.9. 108 W.m-3. sr-1 in the second Sub-band BS2. The light of a point at 300 ° K, that of the mean temperature corresponds to changes from 9.08. 106 W.m-³. sr-1 at 9.79. 106 W.m-3. sr-¹ im first subband and from the latter value to 8.2. 106 W.m-3.sr-¹ in the second part of the volume. Regardless of the distance from the warm Point provides this point a different energy contribution in both bands, while the energy contribution of points at 300 ° K is practically the same in both bands.
Der Unterschied in Energiebeiträgen kann mit Hilfe des Differenzverstärkers 35 detektiert werden. Die Schwellenschaltung 36 wird ein Signal liefern, sobald ein bestimmter Unterschied detektiert wird.The difference in energy contributions can be made with the help of the differential amplifier 35 can be detected. The thresholding circuit 36 will provide a signal as soon as a certain difference is detected.
In Fig. 3 ist die Lenkschaltungsanordnung 14 im Detail dargestellt. Die von der Steuerschaltung 12 stammenden Signale, die den Anfang der Abtastung der Landschaftsszene und der Abtastung der Kathodenstrahlröhre sowie den Anfang der Zeilenabtastungen angeben, werden der Schaltungsanordnung 1 über die Leitung 50 bzw. 51 zugeführt. In einem ersten Zähler 55 der Schaltungsanordnung 14 wird die Anzahl abgetasteter Zeilen gezählt. Der Zähleingang des Zählers 55 ist über die Verbindung 51 an die Schaktung 12 angesclossen. Der Zähler wird vom Signal an der Leitung 50 auf Null zurückgesetzt. Ein zweiter Zähler 56 gibt ein Mass der Zeit, die vom Anfang einer Abtastzeile an vergeht. In Fig. 3, the steering circuit arrangement 14 is shown in detail. The signals coming from the control circuit 12, which indicate the beginning of the scan the landscape scene and the scanning of the cathode ray tube as well as the beginning of the line scans indicate the circuit arrangement 1 via the line 50 or 51 supplied. In a first counter 55 of the circuit arrangement 14 is counted the number of scanned lines. The count input of counter 55 is over the connection 51 is connected to the Schaktung 12. The counter is on from the signal of line 50 is reset to zero. A second counter 56 gives a measure of the time which elapses from the beginning of a scan line.
Dazu zählt dieser Zähler die Signale eines Taktgebers 57, deren Frequenz in bezug auf die Frequenz der Abtastzeilen hoch ist. Der Zähler 56 wird am Anfang je der Abtastzeile vom Signal an der Leitung 51 auf Null zurückgesetzt. Die Schaltungsanordnung 14 enthält weiter zwei Register 60 bzw. 61, deren Eingänge mit den Ausgängen des Zählers 55 bzw. 56 verbunden sind. Die Steuereingänge der Register 60 und 61 sind mit der Ausgangsklemme 2 der Subtrahierschaltung 30 verbunden. Sobald an der Ausgangsklemme 2 ein Signal erscheint, wird der Inhalt der Zähler 55 und 56 auf die Register 60 und 61 übertragen. Mit Hilfe von Subtrahierelementen 62 und 63 kann der Unterschied zwischen den Koordinaten des Flugkörpers N nnd denen des Zieles C bestimmt werden. Dazu ist das Element 62 einerseits mit dem Register 60 und andererseits mit dem Speicher 65 verbunden, in dem die Nummer der Abtastzeile LM, auf der die Mitte des Drähtekreuzes posit einert ist, gespeichert ist. Das ilement 63 ist einerseits mit dem Register 61 und andererseits mit dem Speicher 66 verbunden, in dem der Wert der Zeit TC, der zu der Mitte des Drähtekreuzes gehört, gespeichert ist.This counter counts the signals of a clock generator 57, their frequency is high in terms of the frequency of the scanning lines. The counter 56 is at the beginning reset to zero for each scan line by the signal on line 51. The circuit arrangement 14 also contains two registers 60 and 61, whose inputs are connected to the outputs of the Counters 55 and 56 are connected. The control inputs of registers 60 and 61 are connected to the output terminal 2 of the subtracting circuit 30. As soon as at the output terminal 2 a signal appears, the contents of the counters 55 and 56 are transferred to the register 60 and 61 transferred. With the help of subtracting elements 62 and 63, the difference can be made between the coordinates of the missile N and those of the target C can be determined. For this purpose, element 62 is connected to register 60 on the one hand and to the on the other hand Memory 65 connected in which the number of the scanning line LM on which the center of the Wire cross positive is saved. The element 63 is on the one hand with connected to the register 61 and, on the other hand, to the memory 66 in which the value the time TC, which belongs to the middle of the wire cross is saved is.
Die digitalen Signale der Elemente 62 und 63 werden von zwei Digital/Analog-Umsetzern 68, 70 in analoge Signale umgesetzt, die über die Verbindung 15 auf den Flugkörper M übertragen werden, so dass letzterer seine Bahn derart korrigieren kann, dass das Ziel C erreicht werden kann.The digital signals of the elements 62 and 63 are processed by two digital / analog converters 68, 70 converted into analog signals that are transmitted via connection 15 to the missile M are transmitted so that the latter can correct its path in such a way that goal C can be achieved.
Fig. 4 zeigt eine zweite Ausführungsform einer Vorrichtung vach der Erfindung. Diese Ausführungsform enthält Mittel zur Einstellung der Pegel der Signale, die von den Detektoren 5 und 25 geliefert werden. Diese Mittel bestehen aus Verstärkern 80 und 82 zwischen den Detektoren 5 isnd 25 und den Eingängen des Differenzverstärkers 35, wobei der Verstärkungsfaktor des Verstärkers 82 einstellbar ist. Indem der Verstärkungsfaktor des Verstärkers 82 geregelt wird, kann erzielt werden, dass das Signal am Ausgang des Differenzvserstärkers 35 bei einer bestimmten Temperatur To Null ist, so dass bei einer Temperatur T > To das Ausgangssignal negativ und bei einer Temperatur T < To das Ausgangssignal positiv ist. is sei bemerkt, dass die Unterteilung von dem Abstand von der Strahlungsquelle unabhängig, aber nur von den spektralen Eigenschaften der Strahlung abhängig ist. Indem To passend gewählt wird, ist es möglich, ohne Schwierigkeiten die Strahlung des Tasters von der Strahlung der Landschaftsszene zu trennen. In der in Fig. 4 gezeigten Vorrichtung wird in zwei Zeitspannen gearbeitet, und zwar vor dem Feuern und während des Feuerns.Fig. 4 shows a second embodiment of a device vach the Invention. This embodiment includes means for adjusting the levels of the signals, which are supplied by the detectors 5 and 25. These funds consist of amplifiers 80 and 82 between the detectors 5 and 25 and the inputs of the differential amplifier 35, the gain of amplifier 82 being adjustable. By the gain factor of the amplifier 82 is controlled, it can be achieved that the signal at the output of the differential amplifier 35 is zero at a certain temperature To, so that at a temperature T> To the output signal is negative and at a temperature T <To the output signal is positive. is noted that the subdivision independent of the distance from the radiation source, but only of the spectral Properties of the radiation is dependent. By choosing To appropriately, it is possible, without difficulty, the radiation of the button from the radiation of the landscape scene to separate. In the device shown in Fig. 4, work is carried out in two periods of time, before and while firing.
Vor dem Fcuern wird die Temperatur des wärmsten Punktes der Landschaftsszene bestimmt. Dazu enthält die Vorrichtung einen Spitzendetektor, der durch eine Diode 84 und einen Kondensator 86 gebildet wird, der mit dem Ausgang der Addiersch;Lltunt 1 über einen Schalter 88 in geschlossener Lage verbunden ist. Die Spannung über dem Kondensator 86 wird einem der Eingänge einer Vervielfacherschaltung 87 für analoge Signale zugeführt, deren Ausgang mit dem Steuereingang des einstellbaren Verstärkers 82 verbunden ist. An den anderen Eingang der Vervielfacherschaltune 87 kann eine Spannung angelegt werden, die das Aus -gangssignal des Differenzverstärkers 35 auf Null setzt. Before firing, the temperature of the warmest point in the landscape is measured certainly. For this purpose, the device contains a peak detector, which is generated by a diode 84 and a capacitor 86 is formed, which is connected to the output of the adder; Lltunt 1 is connected via a switch 88 in the closed position. The tension over the capacitor 86 becomes one of the inputs of a multiplier circuit 87 for analog Signals are supplied, the output of which is connected to the control input of the adjustable amplifier 82 is connected. At the other input of the multiplier circuit 87 a Voltage are applied which the output signal of the differential amplifier 35 on Zero sets.
Diese Spannung stammt von einem Sägezahngenerator 90, dessen Ausgang über einen Schalter 92 in geschlossener Lage mit einem Speicherkondensator 94 verbundenist. Der Schalter 92 wird geöffnet, sobald das Signal am Ausgang des Differenzverstärkers 35 Null wird, was von einem Nulldurchgangsdetektor 96. detektiert wird. Der Eingang des Detektors 96 ist mit dern Ausgang des Verstärkers 35 über einen Schalter 98 in geschlossener Lage verbunden. Das Ausgangssignal des Detsektors 96 stseuert den Schalter 92. Der Verstärkungsfaktor des clcs tärkers t wird also derart geregelt, dass das Signal am Ausgang des Verstärkers 35 bei der Temperatur To des wärmsten Punktes der Landschaftsszene Null ist.This voltage comes from a sawtooth generator 90, the output of which is connected to a storage capacitor 94 via a switch 92 in the closed position. The switch 92 is opened as soon as the signal at the output of the differential amplifier 35 becomes zero, which is detected by a zero crossing detector 96. The entrance of the detector 96 is connected to the output of the amplifier 35 via a switch 98 connected in the closed position. The output of the detector 96 controls the Switch 92. The amplification factor of the clcs amplifier t is regulated in such a way that that the signal at the output of the amplifier 35 at the temperature To of the hottest Point of the landscape scene is zero.
Während des Feuerns werden die Schalter 88 und 98 geöffnet, so dass der Taster TR ein- negatives Signal hervorruft, das sich gut unterscheiden lässt. While firing, switches 88 and 98 are opened so that the button TR produces a negative signal that can be easily distinguished.
Bisher wurde angsenommen, dass die Detektoren 5 und 25 nur ein einziges strahlungsempSindliches Element enthalten. Diese Detektoren können aber auch mehrere strahlungsempfindliche Element enthalten. Der Detektor 5 kann z.13., wie in Pig. 5 angegeben ist, durch eine Reihe von strahlungsempfindlichen Elementen E1, ... En gebildet werden, die je eine bestimmte Zeile abtasten, so dass durch eine einzige Abtastung in einer Richtung die ganze Landschaftsszene abgetastet wird. Der Detektor 25 kann aus einer kleineren Anzahl strahlungsempfindlicher Elemente F1, F2, ... F6 bestehen, die je eine Zeile in der Mitte der Landschaftsszene, das Gebiet, in dem sich der Flugkörper bewegt, abtasten. Durch Regelung der Verstärkung des Verstärkeres 82 kann immer das Ausgangs signal' des Differenzverstärkers 35 gleich Null gemacht werden. So far it has been assumed that the detectors 5 and 25 are only one Radiation-sensitive element included. However, these detectors can also have several radiation-sensitive element included. The detector 5 can, for example, 13, as in Pig. 5 is indicated by a series of radiation-sensitive elements E1, ... En are formed that each scan a certain line, so that by a single one Scanning in one direction the whole landscape scene is scanned. The detector 25 can consist of a smaller number of radiation-sensitive elements F1, F2, ... F6, each one line in the middle of the landscape scene, the area in that the missile is moving. By regulating the gain of the amplifier 82 can always make the output signal 'of the differential amplifier 35 equal to zero will.
Um die Strahlungsintensität in den zwei Wellenlängenbändern gesondert detektieren zu können, ist es nicht erforderlich, einen dichroitischen Bündelteiler zu benutzen. To determine the radiation intensity in the two wavelength bands separately To be able to detect, it is not necessary to use a dichroic beam splitter to use.
Die zwei Detektoren 5 und 25 können hintereinander im Wege des Bündels 6 angeordnet werden. Der erste Detektor muss dann für diejenigen Wellenlängen durchlässig sein, für die der zweite Detektor empfindlich ist. Dabei können Gadmium- quecksilbertelluriddetektoren verwendet werclen, bei denen das Verhältnis zwischen Cadmiumtellurid und Quecksilbertellurid passend gewählt ist. Die spektrale Trennung wird dann durch passende Wahl des Er Empfindlichkeitsbereiches der Detektormaterialien vorgenommen.The two detectors 5 and 25 can be one behind the other by way of the beam 6 can be arranged. The first detector must then be transparent to those wavelengths to which the second detector is sensitive. Gadmium- mercury telluride detectors are used in which the ratio between cadmium telluride and mercury telluride is chosen appropriately. The spectral separation is then made by appropriate choice of the Er Sensitivity range of the detector materials made.
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Claims (8)
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Applications Claiming Priority (1)
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| DE19803041670 DE3041670A1 (en) | 1980-11-05 | 1980-11-05 | Heat detector for missile guidance - comprises difference circuit receiving signals from detectors to compare two filtered IR input rays |
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