DE3119773C2 - Warning procedure for opposing laser radiation and device for this - Google Patents
Warning procedure for opposing laser radiation and device for thisInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F41G—WEAPON SIGHTS; AIMING
- F41G3/00—Aiming or laying means
- F41G3/14—Indirect aiming means
- F41G3/147—Indirect aiming means based on detection of a firing weapon
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
- G01S17/86—Combinations of lidar systems with systems other than lidar, radar or sonar, e.g. with direction finders
Description
a) im eigenen Waffensystem wird ein Laserempfänger (8) mit einer — Strahlung vom gesamten Bildfeld des Objektivs (9) empfangenden und eine zentrische Blendenöffnung (15) aufweisenden — Sensoranordnung (17) verwendet,a) in your own weapon system is a laser receiver (8) with a - radiation from the whole Image field of the lens (9) receiving and having a central aperture (15) - sensor arrangement (17) used,
b) das vor Anstrahlung durch das gegnerische Ziel (1) bereits grob ausgerichtete Waffensystem wird danach — als Folge einer gegnerischen Entfernungsmessung oder anderweitigen Be- !euchtung — fein nachgestellt undb) the weapon system already roughly aligned prior to the illumination by the enemy target (1) is then - as a result of an opposing distance measurement or other ! lighting - finely adjusted and
c) für die manuelle Ausrichtung des Waffensystems wird die Position der gegnerischen Laserquelle im Bildfeld des optischen Visiers (27) als Leuchtpunkt (20) dargestellt oder es werden für die automatische Ausrichtung die Ablagekoordinaten der gegnerischen Laserqneüe von der Waffenachse über einen Feuerleitrechner zur Nachführung des Waffensystems benutzt. J0 c) for the manual alignment of the weapon system, the position of the opposing laser source in the field of view of the optical sight (27) is displayed as a luminous point (20) or, for automatic alignment, the storage coordinates of the opposing laser level are taken from the weapon axis via a fire control computer to track the weapon system used. J0
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer genau in der optischen Achse (14) des Visiers (27) durch die Blendenöffnung (15) einfallenden gegnerischen Strahlung eine eigene Laserentfernungsmessung ausgelöst und/oder ein Frequsnzverdoppler-Modul (33) eingeschwenkt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that that with one exactly in the optical axis (14) of the visor (27) through the aperture (15) incident opposing radiation its own Laser distance measurement triggered and / or a frequency doubler module (33) swiveled in will.
3. Verfahren nach Anspruch I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Feinnachstellen des eigenen Waffensystems manuell oder automatisch und das Einschwenken des Frequenzverdoppler-Modul« (33) automatisch durchgeführt wird.3. The method according to claim I and 2, characterized in that the fine adjustment of its own Weapon system manually or automatically and swiveling in the frequency doubler module « (33) is carried out automatically.
4. Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Lasersender (34) ein ND : YAG-Laser und als Frequenzverdoppler-Modul (33) ein LiNiobat-Kristall verwendet wird.4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that as a laser transmitter (34) an ND: YAG laser and as a frequency doubler module (33) a LiNiobate crystal is used.
5. Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Lasersender (34) im μm-Wellenlängsberεich ausgesandte Laserstrahlung (35) mit Hilfe des Frequenzverdoppler-Moduls (33) in einen rim-Wellenlängcnbereich (36) umgewandelt wird.5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the from Laser transmitter (34) emitted in the μm wavelength range Laser radiation (35) with the aid of the frequency doubler module (33) in a rim wavelength range (36) is converted.
6. Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Folgen von Laserimpulsen (37) geringster Zeitintervalle ausgesendet werden.6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that consequences are emitted by laser pulses (37) of the smallest time intervals.
7. Verrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorausgehenden Ansprüche, da- w durch gekennzeichnet, dafi der I.ascrcmpfangcr (81 — der Reihe nach und /entriseh zur optischen Achse (14) angeordnet — aus dem Eingangsobjektiv (9) einer Lochblende (10) mit der zentrischen Blendenöffnung (15) und der diese Öffnung strahlenemtntt tr, seiiiji umgebenden Sensoranordnuiiir (17). einer f.mpfangerdiode (II) und einem Verstärker (12) für ilen Lasorerilfcniiinsrsrnesser besieht, unbci die einzelnen Elemente der Sensoranordnung über getrennte Verstärkerkanäle mit der Auswerteelektronik (18) elektrisch verbunden sind (F i g. 2).7. performing for performing the method according to any one of the preceding claims, characterized by w DA, the I.ascrcmpfangcr (81 Dafi - sequentially and / entriseh to the optical axis (14) disposed - from the input lens (9), a pinhole ( 10) with the central diaphragm opening (15) and the sensor arrangement (17) surrounding this opening, a receiver diode (II) and an amplifier (12) for a laser auxiliary sensor, without the individual elements of the sensor arrangement via separate amplifier channels are electrically connected to the evaluation electronics (18) (FIG. 2).
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Lochblende (10) eine Winkelausdehnung von 0,2 bis 0,5 mrad besitzt und auf die optische Achse (14) des Visiers (27) harmonisiert ist.8. Apparatus according to claim 7, characterized in that the perforated diaphragm (10) has an angular extent of 0.2 to 0.5 mrad and is harmonized on the optical axis (14) of the visor (27).
9. Vorrichtung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß -sich die Sensoranordnung (17) aus in der Brennebene angeordneten /^quadratischen Einzelelementen(19) zusammensetzt (Fig. 3a).9. Device according to one of the preceding claims, characterized in that -sich the Sensor arrangement (17) made up of square individual elements (19) arranged in the focal plane composed (Fig. 3a).
10. Vorrichtung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoranordnung (17) aus einem außerhalb der Brennebene angeordneten Quadrantenempfänger besteht (F ig. 3b).10. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor arrangement (17) consists of a quadrant receiver arranged outside the focal plane (Fig. 3b).
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des Quadrantenempfängers rund oder eckig ausgebildet ist oder sich aus mehreren konzentrisch angeordneten runden oder eckigen Flächen zusammensetzt, die sektorförmig unterteilt sind (F i g. 3c und 3d).11. The device according to claim 10, characterized in that the surface of the quadrant receiver is round or square or consists of several concentrically arranged composed of round or angular surfaces, which are divided into sectors (F i g. 3c and 3d).
12. Vorrichtung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Eingangsobjektiv (9) ein mit einer urn 45° gegenüber der optischen Achse (14) geneigten Spektralteilerschicht (23) versehenes, die sichtbare Strahlung in das optische Visier (27) hindurchlassendes und die Laserstrahlung (18) in den Laserempfänger (8) reflektierendes Prismensystem (22) optisch nachgeschaltet ist.12. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the Input objective (9) with a spectral splitter layer inclined by 45 ° with respect to the optical axis (14) (23), the visible radiation in the optical visor (27) and the Laser radiation (18) in the laser receiver (8) reflecting prism system (22) optically connected downstream is.
13. Vorrichtung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die dem Eingangsobjektiv (9) abgekehrte, der sichtbaren Strahlung zugeordnete Oberfläche (25) des Prismensystems (22) als auch die zu ihm senkrecht verlaufende, der Laserstrahlung zugeordnete Oberfläche (24) jeweils mit der Brennebene des Eingangsobjektivs zusammenfällt.13. Device according to one of the preceding claims, characterized in that both the the surface (25) of the prism system facing away from the input objective (9) and assigned to the visible radiation (22) as well as the surface that is perpendicular to it and assigned to the laser radiation (24) coincides with the focal plane of the input lens.
14. Vorrichtung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoranordnung (17) mit den ri2 quadratischen Einzelelementen (19) und der Blendenöffnung (15) unmittelbar hinter der mit einer entsprechenden Öffnung versehenen Oberfläche (24) für die Laserstrahlung (16) angeordnet ist.14. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor arrangement (17) with the ri 2 square individual elements (19) and the aperture (15) immediately behind the surface provided with a corresponding opening (24) for the laser radiation (16 ) is arranged.
15. Vorrichtung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die mit der Oberfläche (24) für die Laserstrahlung elektrisch verbundene Auswerteelektronik (18') der Position der gegnerischen Laserquelle entsprechende Steuersignale an einen Symbolgenerator (28) gibt, der seinerseits ein Laserwarnsymbol dem Signal eines die Oberfläche (25) für sichtbare Strahlung ansteuernden Zielmarkengenerators (29) überlagert.15. Device according to one of the preceding Claims, characterized in that the one with the surface (24) for the laser radiation is electrical connected evaluation electronics (18 ') the position of the opposing laser source corresponding control signals to a symbol generator (28), which in turn a laser warning symbol to the signal of a the surface (25) for visible radiation controlling target mark generator (29) superimposed.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15. dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche (25) fur sichtbare Strahlung aus einer Flüssigkristallanzeigeeinheit (30) besteht.16. The device according to claim 15 characterized in that the visible radiation surface (25) consists of a liquid crystal display unit (30) exists.
17. Vorrichtung nach Anspruch I 3 und In. claduri.t~ gekennzeichnet, daß das l.ascrwarnsvmboi (31) aus einem Punktsymbol oder Kreuzs>mb<>| nesteh". d·:- ein*: definierte Zeit nach df D-'ektMi:: {·ι·ν ein/einer l.aserimpuiscs auf .!·■·■ ■ /-v'-- ■·■·.-.··■:'·.·.:; ausgebildeten Oberfläche |25) .: >'■·:.■"· ■*' I ι; '■>). 17. The device according to claim I 3 and In. cladu ri .t ~ indicates that the l.ascrwarnsvmboi (31) consists of a dot symbol or a cross> mb <> | nesteh ". d ·: - a *: defined time after df D-'ektMi :: {· ι · ν a / a l.aserimpuiscs on.! · ■ · ■ ■ / -v '- ■ · ■ ·. -. ·· ■: '·. ·.:; Formed surface | 25).:>' ■ ·:. ■ "· ■ * 'I ι; '■>).
1*. Vorrichtung ''ach \;»:> , " ;;ι!·κ.>-1*. Device '' ach \; »:> , ";; ι! κ.> -
sehen oder akustischen Dauer- odei intermiiiierenden Signal besteht.seeing or acoustic permanent or intermittent Signal exists.
Die Erfindung betrifft ein Warn- und Zielverfahren unter Ausnutzung der Laserstrahlung gegnerischer Ziele, das einen Lasersender und einen Laserempfänger verwendet, der Strahlung durch ein Eingangsobjektiv hindurch empfängt und einer Auswerteelektronik zuführt sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.The invention relates to a warning and targeting method using enemy laser radiation Aiming that uses a laser transmitter and receiver that sends radiation through an input lens receives through it and feeds it to evaluation electronics, as well as a device for performing this Procedure.
Eine solche Vorrichtung behandelt die DE-OS 24 53 265. Sie dient neben der Bestimmung der Einfallsrichtung elektromagnetischer Strahlung vor allem als Abfrage/Antwort-System, wie es in der Praxis für die Durchführung einer Freund/Feind-Kennung Verwendung findet. Aus der DE-AS 28 52 224 ist eine Warnvorrichtung bekannt, die innerhalb eines großen Raumwinkelbereichs IR-Scheinwerfer- und Laserstrahlung detektiert und die Richtung und Art der Laserstrahlung zur Anzeige bringt.Such a device deals with DE-OS 24 53 265. It is used in addition to the determination of Direction of incidence of electromagnetic radiation mainly as an interrogation / response system, as it is in practice is used to carry out a friend / foe identification. From DE-AS 28 52 224 is one Warning device known that within a large solid angle range IR headlights and laser radiation detected and shows the direction and type of laser radiation.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine frühzeitige Warnung vor einfallender gegnerischer 2s Laserstrahlung innerhalb eines möglichst großen Bildfeldes zu erhalten, um dieselbe möglichst gleichzeitig für wirksame Gegenmaßnahmen, d. h. insbesondere zum Zielen auszunutzen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Kombination folgender Maß- J0 nahmen gelöstThe invention is based on the object of receiving an early warning of incident opposing 2 s laser radiation within as large an image field as possible in order to use the same as possible simultaneously for effective countermeasures, ie in particular for aiming. According to the invention , this object is achieved by a combination of the following measures
a) im eigenen Waffensystem wird ein Laserempfänger mit einer — Strahlung vom gesamten Bildfeld des Objektivs empfangenden und eine zentrische Blendenöffnung aufweisenden — Sensoranordnung verwendet,a) in your own weapon system is a laser receiver with a - radiation from the entire field of view of the Lens receiving and a central aperture having - sensor arrangement used,
b) das vor Anstrahlung durch das gegnerische Ziel bereits grob ausgerichtete Waffensystem wird danach — als Folge einer gegnerischen Entfer- w nungsmess.ing oder anderweitigen Beleuchtung — fein nachgestellt undb) prior to illumination with the opponent's goal already roughly aligned weapon system is then - as a result of an adverse distances w nungsmess.ing or other lighting - finely adjusted and
c) für die manuelle Ausrichtung des Waffensystems wird die Position der gegnerischen Laserquelle im Bildfeld des optischen Visiers als Leuchtpunkt 4-, dargestellt oder es werden für die automatische Ausrichtung die Ablagekoordinaten der gegnerischen Laserquelle von der Waffenachse über einen Feuerleitrechner zur Nachführung des Waffensystems benutzt.c) for the manual alignment of the weapon system, the position of the enemy laser source in the The field of view of the optical sight is shown as a luminous point 4-, or it can be used for the automatic Align the storage coordinates of the opposing laser source from the weapon axis via a Fire control computer used to track the weapon system.
Dabei geht man von dem Gedanken aus. daß bei einer Anstrahlung von einem gegnerischen Laserentfernungsmesser (kurz LEM) unmittelbar nach der Entfernungsmessung der Schuß erfolgt, so daß Gegenmaßnahmen nur Erfolgsaussichten haben, wenn die Entdeckung des Gegners und dessen Bekämpfung mit der eigenen Waffe innerhalb weniger Sekunden erfolgt, lsi hierbei gewährleistet, daß die Laserstrahlung nicht von einem befreundeten Objekt stammt, können an die Strahlenerfassung automatisch Gegenreaktionen gekoppelt werden, etwa dergestalt, daß beim Vorhandensein mehrerer Ziele — /.. B beim konzentrierten Angriff durch einen ganzen Panzerverband — dasjenige Ziel für eine sofortige Bekämpfung selektiert wird, d.is infolge einer h-, u'ii ihm durchgeführten Entfernungsmessung oder einer Beleuchtung für den l'insat/ lascrgelenkier Waffen eint unmittelbare C .'fahr darstellt.One starts from the thought. that if the enemy laser rangefinder (LEM for short) is illuminated, the shot is fired immediately after the distance measurement, so that countermeasures only have a chance of success if the enemy is discovered and the enemy is attacked with one's own weapon within a few seconds Laser radiation does not come from a friendly object, counter-reactions can be automatically coupled to the beam detection, for example in such a way that if several targets are present - / .. B in a concentrated attack by an entire tank formation - that target is selected for immediate combat, i.e. due to h-, he u'ii carried out distance measurement or lighting for the l'INSAT / lascrgelenkier weapons represents one immediate C .'fahr.
In Verbindung mit dem eigenen LEM wird eine erste wirksame Maßnahme gegen die feindliche Bedrohung etwa darin gesehen, daß bei einer genau in der optischen Achse des Visiers durch die Blendenöffnung einfallenden gegnerischen Strahlung eine eigene Laserentfernungsmessung ausgelöst und/oder ein Frequenzverdoppler-Modul eingeschwenkt wird, um den Gegner mit sichtbarer Laserstrahlung zu blenden. Die Verwendung eines Frequenzverdoppler-Moduls ist vorteilhaft, da man gewärtigt sein muß, daß der anstrahlende Gegner einen Vorsprung besitzt, wenn man selbst Waffen einsetzt, die eine Zeit von mehreren Sekunden zur Überbrückung des Abstandes bis hin zum Ziel benötigen. Sofern sich das Ziel nur innerhalb des Sehfeldes der eigenen Visiereinrichtung befindet, kann man auf diese Weise in extrem kurzer Zeit wirksam reagieren.In conjunction with your own LEM, this is the first effective measure against the enemy threat seen roughly in the fact that in an incident exactly in the optical axis of the visor through the aperture enemy radiation triggered its own laser distance measurement and / or a frequency doubler module is swiveled in to dazzle the opponent with visible laser radiation. The usage a frequency doubler module is advantageous because one must be aware that the radiating enemy have a head start if you use weapons yourself that take several seconds to use Need to bridge the distance to the goal. If the target is only within the The field of view of your own sighting device is located, you can be effective in this way in an extremely short time react.
In vorstehendem Zusammenhang ist es aus Gründen der Geschwindigkeit sinnvoll, wenn das Feinnachstellen des eigenen Waffensystems manuell oder automatisch und das Einschwenken des Frequen.zveMnppler-Moduls automatisch durchgeführt wird. ZweiiVmäßigerweise wird als Lasersender ein Nd:YAG-Laser und als Frequenzverdoppler-Modul ein LiNiobat-Kristall verwendet. Hiermit kann die vom Lasersender im μm-Wellenlängenbereich ausgesandte Laserstrahlung in einen nm-Wellenlängenbereich umgewandelt werden. Mit anderen Worten: Die unsichtbare und beim Gegner durch entsprechende Interferenz-Sperrfilter abgehaltene l,06^m-Laserstrahlung wird in 530-nm-Laserstrahlung umgewandelt, die im Bereich der maximalen Empfindlichkeit des menschlichen Auges und damit der höchsten Transmission des optischen Visiers des gegnerischen Richtschützen liegt. Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß ein solcher sich mit Lichtgeschwindigkeit geradlinig und scharf gebündelt ausbreitender Hochleistungslaserimpuls den gegnerischen Richtschützen sofort blendet bzw. schädigt, so daß er nicht mehr in der Lage ist, den Bekämpfungsvorgang abzuschließen. Bei einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, nicht einen Einzelimpuls, sondern, wenn der LRM dies zuläßt, eine Folge von Laserimpulsen mit geringsten Zeitintervallen auszusenden, wodurch die Wirkung beim Gegner erhöht wird.In the above context it is for reasons the speed makes sense if the fine readjustment of the own weapon system manually or automatically and swiveling in the Frequen.zveMnppler module is carried out automatically. Two-way a Nd: YAG laser is used as the laser transmitter and a LiNiobat crystal is used as the frequency doubler module. This allows the laser radiation emitted by the laser transmitter in the μm wavelength range can be converted into a nm wavelength range. In other words: the invisible and with the opponent through appropriate interference blocking filter Distant 1.06 ^ m laser radiation is converted into 530 nm laser radiation, which is in the range of maximum sensitivity of the human eye and thus the highest transmission of the optical The opposing gunner's sight lies. This measure has the advantage that it deals with The speed of light in a straight line and sharply bundled, high-power laser impulse spreads out against the enemy Gunner immediately blinds or damages, so that he is no longer able to fight the attack complete. In a further embodiment, it is provided not a single pulse, but if the LRM allows this to emit a sequence of laser pulses with the smallest possible time intervals, whereby the Effect on the opponent is increased.
Eine Weiterbildung der Erfindung ist darin zu sehen, daß der Laserempfänger — der Reih'; nach und zentrisch zur optischen Achse angeordnet — aus dem Eingangsobjektiv, einer Lochblende mit der zentrischen Blendenöffnung und der diese Öffnung strahleneintriitscitig umgebenden Sensoranordnung, einer Empfängerdiode und einem Verstärker für den Laserentfernungsmesser besteht, wobei die einzelnen Elemente der Sensoranordnung über gelrennte Verstärkerkanäle mit der Auswerteelektronik elektrisch verbunden sind. Über die Abbildung durch das Eingangsobjektiv werden den Sensoren diskrete, aneinander !anschließende Überwachungswinkelbereiche zugeordnet, wobei nur der Bereich der Lochblende des Laserempfängers des eigenen LEM aus der Überwachung ausgenommen wird, da dies der Bereich ist, in dem eine unmittelbare Zielbekämpfung erfolgen kann, sofern die Waffe genau ausgerichtet ist. Natürlich kann der LSscrempfiifigcT in den Warnprozeß eingeschaltet werden, wenn er Laserstrahlung detektiert. ohne daß der eigene Lasersender Strahlung aussendet. Eine Trennung von Eigcn- und Frcmu1' «ihlutig i ', in diesem Falle einfach, iia "ir den Entfcrnungsmcßvorgani: beim Aussenden des l.aserbüntlcls eine Empfängertriggcrung erfolgt, die dieA further development of the invention can be seen in the fact that the laser receiver - the row '; arranged to and centered on the optical axis - consists of the input lens, a pinhole with the central aperture and the sensor arrangement surrounding this opening in a radiation-inflowing manner, a receiver diode and an amplifier for the laser rangefinder, the individual elements of the sensor arrangement being electrically connected to the evaluation electronics via separate amplifier channels are. The sensors are on the picture by the input lens discrete, associated with each other! Subsequent monitoring angular regions, wherein only the area of the pinhole is other than the laser receiver of the own LEM from the monitoring, as this is the Be r calibration in which a direct target engagement can take place, as long as the weapon is precisely aligned. Of course, the LSscrempfiifigcT can be switched into the warning process if it detects laser radiation. without the own laser transmitter emitting radiation. '' Ihlutig i ', simple in this case, iia "ir Entfcrnungsmcßvorgani the separation of Eigcn- and Frcmu 1: l.aserbüntlcls a Empfängertriggcrung occurs during the transmission of which the
Entfernungsmessung auslöst. Durch elektronische Signalverarbeitung kann erreich werden, daß zwischen Dauerstrichlasersignal. Ein/clpuls, l.aserpulsfolge unterschieden und damit auf die gegnerische Laserquelle und eventuell auf das zugehörige Waffensystem geschlossen werden kann.Distance measurement triggers. Through electronic signal processing can be achieved that between Continuous wave laser signal. A / cl pulse, l. Laser pulse train differentiated and thus on the opposing laser source and possibly on the associated weapon system can be closed.
Ein großer Vorteil ist es, daß alle !,aserempfängerbaugruppen eines LEM mit Ausnahme der zur Ziclselcktion erforderlichen Empfängerblende ohne Modifikation verwendet werden können. Diese als Lochblende ausgestaltete Empfängcrblende befindet sich in der Bildebene des Eingangsobjektivs, hat eine Winkelausdehnung von 0.2 bis 0,5 mrad und ist auf die Visierlinie des optischen oder optronischen Visiers harmonisiert. Die Empfängerdiode für den LEM befindet sich mit oder ohne lichtsammclnde Zusatzelemente unmittelbar hinter der in der Regel kreisrunden Blendenöffnung.A great advantage is that all!, Asem receiver assemblies of a LEM with the exception of the receiver aperture required for target selection without Modification can be used. This receiver diaphragm designed as a perforated diaphragm is located is in the image plane of the input lens, has an angular extent of 0.2 to 0.5 mrad and is on the Line of sight of the optical or optronic sight harmonized. The receiver diode for the LEM is located with or without additional light-collecting elements directly behind the usually circular Aperture.
pnr din ΛιιςΰρςΙ^Ιΐιιπιτ Ηρς 5νρηςηΓΓρ1Ηρς im Ritflwin-pnr din ΛιιςΰρςΙ ^ Ιΐιιπιτ Ηρς 5νρηςηΓΓρ1Ηρς in the Ritflwin-
kelbereich des Eingangsobjektivs um die Blendenöffnung herum ergeben sich zwei grundsätzlich unterschiedliche Anordnungen: Die Ausgestaltung der Sensoranordnung kann sich entweder aus in der Brennebene angeordneten n2 quadratischen Einzelelementen zusammensetzen oder aber sie besteht aus einem außerhalb der Brennebene angeordneten Quadrantenempfänger, wobei dann dessen Oberfläche rund oder eckig ausgebildet sein kann oder sich aus mehreren konzentrisch angeordneten runden oder eckigen Flächen 7iii?rnmensetzt, die sektorförmig unterteilt sind. Im ersten Fall bestimmen die Abmessung der sensitiven Fläche der Einzelelemente und die Brennweite des Objektivs die einzelnen Überwachungssektoren. Zur genauen Bestimmung der Einfallrichtung ist hierbei eine große Anzahl von einzelelementen erforderlich, die z. B. durch ein elektronisches Multiplexverfahren laufend abgefragt werden. Im zweiten Fall werden Sensorgruppen voi der Brennebene angeordnet. Die als punktförmig anzunehmende Laserquelle wird als Fleck dargestellt, der sich über mehrere benachbarte Sensoren verteilt und die jeweilige Einfallrichtung durch Vergleich der Signale benachbarter Sensoren ermittelt. Hier genügt eine geringere Anzahl von Einzelelementen, die mit geringsten Zwischenräumen aneinander anschließen müssen und großflächiger ausgestaltet sind. Die serielle Verarbeitung im ersten Fall erschwert die Diskriminierung von Einzelpuls und Pulsfolge, während die Parallelverarbeitung der Einzelkanäle den Nachteil hat. daß zur Richtungsbestimmung ein umfangreicher Elektronikaufwand und hohe Linearität der Verstärkungskanäie gefordert wird.In the area of the input lens around the aperture, there are two fundamentally different arrangements: The design of the sensor arrangement can either be composed of n 2 square individual elements arranged in the focal plane or it consists of a quadrant receiver arranged outside the focal plane, the surface of which is then round or angular can be formed or can be composed of a plurality of concentrically arranged round or angular surfaces which are divided into sectors. In the first case, the dimensions of the sensitive surface of the individual elements and the focal length of the lens determine the individual surveillance sectors. To accurately determine the direction of incidence, a large number of individual elements is required here. B. be queried continuously by an electronic multiplex method. In the second case, sensor groups are arranged in front of the focal plane. The laser source, which is assumed to be punctiform, is represented as a spot which is distributed over several neighboring sensors and which determines the respective direction of incidence by comparing the signals from neighboring sensors. Here, a smaller number of individual elements is sufficient, which have to connect to one another with the smallest gaps and are designed with a larger area. The serial processing in the first case makes it more difficult to discriminate between individual pulses and pulse sequences, while parallel processing of the individual channels has the disadvantage. that an extensive electronics expenditure and high linearity of the amplification channels are required to determine the direction.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor. daß dem Eingangsobjektiv ein mit einer um 45" gegenüber der optischen Achse geneigten Spektralteilerschicht versehenes, die sichtbare Strahlung in das optische Visier hindurchlassendes und die Laserstrahlung in den Laserempfänger reflektierendes Prisniensystem optisch nachgeschaltet ist, wobei sowohl die dem Objektiv abgekehrte, der sichtbaren Strahlung zugeordnete Oberfläche des Prismensystems als auch die zu ihm senkrecht verlaufende, der Laserstrahlung zugeordnete Oberfläche jeweils mit der Brennebene des Objektivs zusammenfällt. Hierbei ist es zweckmäßig, wenn die Sensoranordnung mit den ri2 quadratischen Einzelelementen und der Blendenöffnung unmittelbar hinter der mit einer entsprechenden Öffnung versehenen Oberfläche für die Laserstrahlung angeordnet ist.Another embodiment of the invention provides. that the input objective is optically followed by a prismatic system that is provided with a spectral splitter layer inclined by 45 "with respect to the optical axis, allows the visible radiation to pass through the optical sight and reflects the laser radiation into the laser receiver The prism system as well as the surface that is perpendicular to it and assigned to the laser radiation coincides with the focal plane of the lens. It is useful here if the sensor arrangement with the ri 2 square individual elements and the aperture directly behind the surface provided with a corresponding opening for the laser radiation is arranged.
Für den Fall der Darstellung der Position der Laserquelle in der Bildebene des Visiers besteht nach einem weiteren Gedanken der Erfindung die Oberfläche des Prismensystems für die sichtbare Strahlung, also die Zielmarkc. aus einer I lüssigkristallanzeigeeinheit. die ίο ·. gestaltet ist, daß sie das ganze Bildfeld ausfüllt und durch einen elektronischen Zielmarkengenerator nicht nur die .Strichkombinationen der Zielmarke erzeugt werden kann, sondern an jeder Stelle des Bildfeldes ein Laserwarnsymbol (Punkt oder Kreuzsymbol), das das in Vorhandensein einer Laserquelle anzeigt. Um die Anzeige eines einzelnen Laserimpulses zu ermöglichen, sollte gemäß einer weiteren Ausgestaltung das Laser· warnsymbol eine definierte Zeit nach der Detektion in dem Ziclmarkenfeld angezeigt werden, wobei es ohne ΙΊ großen Aufwand möglich ist, durch Ein- und Ausschalten ein Blinksignal zu erzeugen, das dem Richtschützen stärker auffällt. Eine akustische Warnung ist ebenfalls möglich.In the case of the representation of the position of the laser source in the image plane of the visor, there is Another idea of the invention is the surface of the prism system for visible radiation, that is to say the Target mark c. from a liquid crystal display unit. the ίο ·. is designed so that it fills the entire image field and not only the .Strike combinations of the target mark can be generated, but at any point in the image field Laser warning symbol (dot or cross symbol) that indicates the presence of a laser source. To the To enable the display of a single laser pulse, according to a further embodiment, the laser warning symbol will be displayed in the marking field a defined time after the detection, with it without ΙΊ great effort is possible by switching it on and off to generate a flashing signal that the gunner will notice more strongly. There is also an acoustic warning possible.
Im folgenden werden anhand einer Zeichnung ;o Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert, wobei die in den einzelnen Figuren einander entsprechenden Teile dieselben Bezugszahlen aufweisen. Es zeigtIn the following with reference to a drawing; o embodiments of the invention are explained in more detail, the parts corresponding to one another in the individual figures have the same reference numbers. It shows
F i g. I einen Kampfpanzer der eigenen Seite, bei dem >> im Sehfeld des Richtschützen drei gegnerische Kampfpanzer agieren, von denen einer das eigene Fahrzeug mit eiiiem Laserstrahl anleuchtet, der durch den Laserwar*iempfänger im Richtschützenvisier empfangen wird,F i g. I a battle tank's own side, wherein >> in the field of view of the gunner three opponent's battle tanks act of which illuminates a one's own vehicle with eiiiem laser beam which is received by the Laserwa r * iempfänger in the gunner sight,
F i g. 2 eine schematische Darstellung des optischen Strahlengangs des Laserempfangskanals eines herkömmlichen LEM (a) und eines i.aserempfangskanals mit der erfindungsgemäß integrierten Warnsensoranordnung (b),F i g. 2 shows a schematic representation of the optical beam path of the laser receiving channel of a conventional one LEM (a) and an i.aser receiving channel with the warning sensor arrangement integrated according to the invention (b),
F i g. 3 Beispiele für die Ausgestaltung der Warnsensoranordnung in der Brennebene des Eingangsobjektivs (a) bzw. vor der Brennebene (b). (c) und (d).F i g. 3 examples of the design of the warning sensor arrangement in the focal plane of the input lens (a) or in front of the focal plane (b). (c) and (d).
F i g. 4 die schematische Darstellung von Warnsensoranordnung und Zielmarkenprojektionseinrichtung mit Laserpositionsdarstellung bei Verwendung eines gemeinsamen Eingangsobjektivs für Laserempfänger und optisches Visier sowie Trennung der Laserstrahlung von der sichtbaren bzw. Visierstrahlung.F i g. 4 shows the schematic representation of the warning sensor arrangement and the target mark projection device Laser position display when using a common input lens for laser receivers and optical visor as well as separation of the laser radiation from the visible or visor radiation.
Fig. 5 eine Möglichkeit für die Ausgestaltung einer Flüssigkristallanzeigeeinheit für Zielmarkenprojektion und Positionsangabe der gegnerischen Laserquelle und Fig. 6 die schematische Darstellung des eigenen Lasersenders mit Frequenzverdoppler-Modul außerhalb des Strahlenbündels (a) bzw. innerhalb des 5(i Strahlenbündels (b).5 shows a possibility for the design of a liquid crystal display unit for target mark projection and position indication of the opposing laser source and FIG. 6 the schematic representation of one's own Laser transmitter with frequency doubler module outside the beam (a) or inside the 5 (i beam (b).
In Fig. 1 sind drei gepanzerte Fahrzeuge 1 bis ?· im Sehfeldwinkelbereich 4 des Richtschützen des Kampfpanzers 5 gezeigt, von denen das Fahrzeug 1 den Kampfpanzer 5 mit einem Laserstrahl 6 beleuchtet, der durch die schematisch dargestellte Warnsensoranordnung 7 empfangen wird und zur Bestimmung der Ablage von 1 gegenüber der Visierlinie von 7 ausgenutzt wird, um dem Richtschützen zu zeigen, daß das Fahrzeug 1 das ihn am meisten bedrohende Ziel ist. en Fig. 2a zeigt den optischen Strahlengang eines konventionellen Laserempfängers 8 mit dem Eingangsobjektiv 9, der Lochblende 10 in der Brennebene des Objektivs, der Empfängerdiode 11 und dem nachgeschalteten Verstärker 12, der die elektrischen Signale verstärkt Die vom Lasersender 34 (F i g. 6) ausgesendete und vom Ziel reflektierte Laserstrahlung ist durch den Pfeil 13 gekennzeichnet, tritt parallel zur optischen Achse 14 in das Objektiv ein und fäilt durch dieIn Fig. 1, three armored vehicles 1 to? · Im Field of view angle range 4 of the gunner of the main battle tank 5 shown, of which the vehicle 1 the Main battle tank 5 illuminated with a laser beam 6 through the warning sensor arrangement shown schematically 7 is received and is used to determine the offset of 1 with respect to the line of sight of 7, to show the gunner that vehicle 1 is his most threatening target. 2a shows the optical beam path of a conventional laser receiver 8 with the input lens 9, the pinhole 10 in the focal plane of the lens, the receiver diode 11 and the downstream Amplifier 12 which amplifies the electrical signals emitted by the laser transmitter 34 (Fig. 6) and laser radiation reflected from the target is indicated by arrow 13 and occurs parallel to the optical Axis 14 into the lens and falls through the
Blendenöffnung 15 auf die Empfängerdiode II. Hm durch das Objektiv 4 eintretender Laserstrahl von einem fremden Sender 16 wird auf dem undurchlässigen Teil der Blende IO abgebildet und nicht angezeigt, was eine besondere Ciefahr darstelh.Aperture 15 on the receiver diode II. Hm through the lens 4 entering laser beam from a foreign transmitter 16 is on the impermeable Part of the aperture IO shown and not shown what a special Ciefahr.
In F- ί g. 2b ist die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Blende 10 im Schnitt gezeigt, bei der die der Fiintrittr—iipille zugewandte Seite neben der Blendenöffnung 15 e.-ne .Sensoranordnung besitzt, welche auch für die Laserstrahlung empfindlich ist und elektrische Signale liefert, die das Vorhandensein und t!:e Position der schräg einfallenden Laserstrahlung in der Brennebene angibt. Diese Sensoranordnung ist als schraffierte Schicht 17 dargestellt und nachfolgend in Fig. 3 näher erläutert. In F i g. 2b ist noch gezeigt, daß die in der optischen Achse 14 einfallende Laserstrahlung 13, 16' bei der es sich um eigene, vom Ziel reflektierte Strahlung oder um eine solche eines fremden Senders handelt·, kann - durch das Bier lenloch 15 auf die linpfangcrdiode Il trifft Gleichzeitig ist dargestellt, daß schräg einfallende Laserstrahlung 16 auf der Oberfläche der Sensoranordnung 17 fokussiert wird und ein elektrisches Signal liefert, das in der Auswerteelektronik 18 so weiterverarbeitet wird, daß die Position der gegnerischen Laserquelle im Bildfeld des Objektivs 9 zur Weiterverarbeitung aufbereitet wird.In F- ί g. 2b shows the embodiment of the diaphragm 10 according to the invention in section, in which the side facing the entrance pill, next to the diaphragm opening 15, has a sensor arrangement which is also sensitive to the laser radiation and supplies electrical signals that indicate the presence and !: e indicates the position of the obliquely incident laser radiation in the focal plane. This sensor arrangement is shown as a hatched layer 17 and is explained in more detail below in FIG. 3. In Fig. 2b it is also shown that the laser radiation 13, 16 'incident in the optical axis 14, which is its own radiation reflected by the target or that of an external transmitter, can - through the beer lenloch 15 to the linpfangcrdiode II At the same time, it is shown that obliquely incident laser radiation 16 is focused on the surface of the sensor arrangement 17 and supplies an electrical signal which is further processed in the evaluation electronics 18 so that the position of the opposing laser source in the field of view of the lens 9 is processed for further processing.
Die Fig. 3 zeigt vier Beispiele für die Gestaltungsmöglichkeit der Sensorünordnung 17. bei der in nicht dargestellter V. eise du- ' ir. sich abgeschlossene Flächen dargestellten gegen ,nander isolierten Einzclelemen'«; 19 getrennte Signale liefern können. Alle Sensoranordnungen haben im Zentrum die Lochblende 15 des LEM. Im Beispiel von F i g. 3a besteht die .Sensoranordnung aus /^quadratischen Einzelelementen 19. Die Position einer fremden Laserquelle wird als Punktquelle 20 in der Brennebene dargestellt, deren Position ν. ν zur optischen Achse 14 durch die Lage des bestrahlten Elementes im Schachbrettmuster auf bekannte Weise dargestellt wird. Die Sensoranordnungen der F i g. 3b bis 3d unterscheiden sich von derjenigen der Fi g. 3a dadurch, daß die Sensoroberflächen außerhalb der (Siennebene angeordnet sind und dadurch Punktquellen als Flächenstrahler (Kreisflächen 21) dargestellt werden, deren Mittelpunkt die Position der Punktquelle gegenüber der optischen Achse festlegt. Durch Summen/Differenz-Bilduüg der elektrischen Signale von den von der Laserstrahlung beaufschlagten Einzelelementen läßt sich dieser Schwerpunkt leicht ermitteln. F ι g. 3b stellt den für sich bekannten Ouadrantcncmp fänger dar. der z. B. als Suchkopf-Version für endphasengclenktc Geschosse mit Laserzielbcleuchuing eingesetzt wird. F i g. 3c und id stellen Varianten mit einer sowohl radialen als auch scktorförmig feineren Unterteilung dar. die eine höhere Meßgenauigkeit ermöglichen. FIG. 3 shows four examples of the design options for the sensor arrangement 17 in the case of the single elements that are isolated from one another and shown in the non-illustrated section. 19 separate signals. All sensor arrangements have the aperture 15 of the LEM in the center. In the example of FIG. 3a, the .Sensor arrangement consists of / ^ square individual elements 19. The position of an external laser source is shown as a point source 20 in the focal plane, the position of which is ν. ν to the optical axis 14 is represented in a known manner by the position of the irradiated element in the checkerboard pattern. The sensor arrangements of FIGS. 3b to 3d differ from that of FIGS. 3a in that the sensor surfaces are arranged outside of the plane and thus point sources are represented as surface radiators (circular areas 21), the center of which defines the position of the point source in relation to the optical axis F i is acted upon individual elements can be this focus readily determined. F ι g. 3b illustrates the known per se Ouadrantcncmp represents catcher. z. B. as the search head version for endphasengclenktc projectiles used with Laserzielbcleuchuing. g. 3c and id are variants with a finer subdivision, both radial and in the shape of a sector, which enables higher measuring accuracy.
F i g. 4 zeigt eine optronische Anordnung, bei der das i" Objektiv 9 gemeinsam für den Laserempfänger 8 und das optische Visier 27 des Richtschützen verwendet wird. Die Trennung dieser beiden Kanäle erfolgt über das im konvergenten Strahlengang des Eingangsobjektivs 9 angeordnete Prismensystem 22 mit Hilfe einerF i g. 4 shows an optronic arrangement in which the i "lens 9 is common to the laser receiver 8 and the gunner's optical sight 27 is used. The separation of these two channels takes place via the arranged in the convergent beam path of the input lens 9 prism system 22 with the help of a
: > Spektralteilcrschicht 23, welche die Laserstrahlung reflektiert und die sichtbare Strahlung durchläßt. Das Prisma ist dabei so gestaltet, daß die Oberflächen 24 für den Laserkanal und 25 für den Visierkanal mit der Brennebene de? Ohieklivs zusammenfallen. Die in : > Spectral splitting layer 23, which reflects the laser radiation and lets the visible radiation through. The prism is designed so that the surfaces 24 for the laser channel and 25 for the sighting channel with the focal plane de? Ohieklivs coincide. In the
2i' Fig. 3a dargestellte Sensoranordnung 17 mit der Blendenöffnung 15 schließt unmittelbar an die Oberfläche 24 an. so daß die durch den gestrichelten Pfeil 16 dargestellte Laserstrahlung einer Fremdlaserquelle auf der Oberfläche der Sensoranordnung im Punkt 26 The sensor arrangement 17 shown in FIG. 3 a with the diaphragm opening 15 directly adjoins the surface 24. so that the laser radiation from an external laser source represented by the dashed arrow 16 on the surface of the sensor arrangement at point 26
2) fokussiert wird. Die Position der Laserquelle wird in bekannter und daher nicht näher beschriebener Weise in der Auswertet!* ktronik 18' berechnet und in Steuersignale für den .Symbolgenerator 28 umgewandelt, der ein Laserwarnsymbol 31 (Fig. 5) dem Signal2) is focused. The position of the laser source is shown in known and therefore not described in detail in the Auswertet! * ktronik 18 'calculated and in Converted control signals for the symbol generator 28, the a laser warning symbol 31 (Fig. 5) to the signal
in des Zielmarkengenerators 29 überlagert, der in dem gewählten Beispiel eine Flüssigkristallanzeigeeinheit ansteuert und Zielmarke und ortsrichtig positioniertes Laserquellensymbol 31 erzeugt.superimposed in the target mark generator 29, which in the selected example is a liquid crystal display unit controls and generates target mark and correctly positioned laser source symbol 31.
In Fig. 5 ist das Zielmarkerisymbol 32 und dasIn Fig. 5, the target marker symbol is 32 and the
f. Laserwarnsymbol 31 auf der Flüssigkristallanzeigeeinheit 30 schematisch dargestellt. F i g. 6b zeigt schematisch die Erzeugung einer frequenzverdoppelten Laserstrahlung durch Einschwenken eines LiNiobat-Kristalls 33 in den Laserstrahl des Lasersencers 34, wodurch im jn gewählten Beispiel des Nd : YAG-Lasers neben der typischen 1064-nm-Strahlung 35 auch die schraffiert gezeichnete 530-nm-Strahlung 36 mit der gleichen Bündelung erzeugt und in die gleiche Richtung abgestrahlt wird. In F i g. 6a dagegen ist der LiNiobat-f. Laser warning symbol 31 on the liquid crystal display unit 30 shown schematically. F i g. 6b shows schematically the generation of a frequency-doubled laser radiation by swiveling in a LiNiobate crystal 33 in the laser beam of the laser center 34, whereby im In the selected example of the Nd: YAG laser, in addition to the typical 1064 nm radiation 35, also the hatched Drawn 530 nm radiation 36 generated with the same focus and in the same direction is emitted. In Fig. 6a, on the other hand, is the LiNiobat
'■> Kristall 33 in aus dem Strahlengang ausgeschwenktem Zustand dargestellt.'■> Crystal 33 in swiveled out of the beam path State shown.
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