DE3322044A1 - Einrichtung zur ueberwachung und bekaempfung - Google Patents

Description

Einrichtung zur überwachung und Bekämpfung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur überwachung und variierbaren Bekämpfung von in einen Geländeabschnitt eindringenden Personen oder Fahrzeugen mittels Lichtleitersensoren.

Durch die DE-PS 28 10 971 ist eine Einrichtung zur Überwachung eines Raumes oder Geländes mit Hilfe von einer oder mehrerer am Boden verlegter Signalleitungen bekanntgeworden. Diese bekannte Einrichtung offenbart ein speziell ausgebildetes und mit einem Reflektor versehenes Lichtleiterkabel, das nach Abscheren oder Abquetschen noch Signalimpulse vermittelt.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Ausgestaltung einer Lichtleitfaser offenbart die DE-AS 20 23 542.

Bei der erstgenannten Einrichtung wird bei Belastung des ausgelegten Lichtleiters zumindest ein Teil der Lichtleitfasern abgeschert und somit das Licht bereits an der Bruchstelle reflektiert, wobei im Empfänger durch die Intensitätsänderung und die verkürzte Laufzeit des Lichts ein Kriterium zur Alarmgabe und zur Ermittlung des auslösenden Alarmortes gegeben ist und gleichzeitig aus der Anzahl der abgescherten Lichtleitfaser die Drückbelastung und damit das Gewicht des in den Raum eingedrungenen Objektes abgeleitet wird.

Auf diesen Erkenntnissen baut die vorliegende Erfindung auf und hat sich die Aufgabe gestellt, eine Einrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die vielseitiger einsetzbar und direkt mit dem Bekämpfungswaffensystem verbunden ist bzw. deren Zündauslösung variierbar steuert und gleichzeitig Informationen über das eindringende Ziel vermittelt.

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Diese Aufgabe wird in zuverlässiger Weise durch die in den Ansprüchen niedergelegten Maßnahmen gelöst. In der nachfolgenden Beschreibung sind Ausführungsbeispiele beschrieben und erläutert. Die Figuren der Zeichnung erganzen die Beschreibung. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels mit einfach ausgelegtem Lichtleiter;

Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel einer adaptiven Schwelle im Empfänger gemäß Fig. 1;

Fig. 3a einen Querschnitt in schematischer Darstellung eines ummantelten Lichtleiters;

Fig. 3b einen Querschnitt gemäß Fig. 3a im Belastungsfall;

Fig. 4a ein Systembild für eine Ausführungsform mit einfach ausgelegtem Lichtleiter;

Fig. 4b ein Systembild für eine Ausführungsform mit in einer dreieckigen Schleife ausgelegtem Lichtleiter;

Fig. 4c ein Systembild für eine Ausführungsform mit in einer fadenförmigen Schleife ausgelegtem Licht

leiter;

Fig. 5 ein Systembild eines Aufbaus einer sogenannten Panzerfalle;

Fig. 6 ein Druckdiagramm, wie es sich bei Testversuchen ergeben hat, wobei zwei Fahrzeuge mit unterschied

lichem Achsabstand und ein Kettenfahrzeug den Lichtleiter überfahren haben.

Die grundlegende Idee, auf der die vorliegende Erfindung basiert, ist darin zu sehen, daß ein Lichtleiter mit einem Sensor im Schußbereich einer Mine verlegt wird. Durch das darüberfahrende Fahrzeug wird der oder die Lichtleiter deformiert und meldet dies mittels einer geeigneten optronischen Überwachungsschaltung an die Mine entweder zur Zündung oder Zündvermeidung. Im vorbeschriebenen Fall kann beispielsweise der Lichtleiter auf einer Spule am Minenkörper aufgewickelt sein und wird vom Minenverleger quer über den vermuteten Fahrweg des Fahrzeugs verlegt. Diese Verlegung kann in der mannigfachsten Weise erfolgen; Ausführungsbeispiele sind in der zum Stand der Technik angezogenen Druckschrift geschildert. Fährt nun ein Fahrzeug über den Lichtleiter, so verändern sich an dieser Stelle seine Eigenschaften. Entweder er bricht ab oder es treten bei niedriger Flächenbelastung nur vorübergehende Minderungen der idealen Lichtleitereigenschaften auf, die in beiden Fällen optoelektronisch festgestellt werden können.

Nun ist es in vielen Fällen vorteilhaft, wenn der Sensor, also der Lichtleiter und die optoelektronische Überwachungsschaltung, über die Tatsache eines Zielkontaktes hinaus noch Informationen über dieses Ziel oder zumindest Rückschlüsse auf dieses geben kann. Solche Informationen wären z. B. die Entfernung des Zieles vom Anfang der Leitung bzw. der Mine 10, das Gewicht des Ziels usw.. In diesen Fällen sollte aber der Lichtleiter nicht brechen. Dies läßt sich nun dadurch vermeiden, daß durch konstruktive Festlegung von Faser und Ummantelung die Bruchgrenze wesentlich erhöht wird und damit das zum Bruch der Faser erforderliche Zielgewicht bzw. die Scherwirkung - beispielsweise der Panzerkette - schon grob vorbestimmbar wird. Hierzv wird nun vorgeschlagen, daß die Lichtleitfaser 12a des Kontaktsensors 11 mit einem Mantel hoher Reiß- und Biegefestigkeit 12b umgeben wird. Durch Wahl des Materials und Festlegung der Mantelstärke kann nun der Lichtleiter 12 an verschiedene vorgegebene Druckbelastungen angepaßt werden.

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Aber nicht nur durch das Material selbst, das beispielsweise aus Kunststoff-Fasern gebildet werden kann, kann auf die Druckbelastbarkeit Einfluß genommen werden, sondern auch durch die Anzahl der Lagen, der Wicklung und der Faserstellung zueinander. Beim Quetschen der Faser durch das darüberfahrende Fahrzeug wird die optische Dämpfung stark erhöht, was sich in der Amplitude des durchgeschickten optischen Signals deutlich bemerkbar macht (Fig. 6). Dadurch wird es aber nun möglich, sogar die Achsanzahl, den Achsabstand und die Art des Fahrzeugs - beispielsweise Lkw oder Kettenfahrzeug - einwandfrei zu detektieren. Nun wird in ganz bestimmten Situationen die Auslösung einer Mine 10, z. B. einer gerichteten Abwehrwaffe 10, die beispielsweise eine Hohlladung mit verhältnismäßig niedriger Geschwindigkeit verschießt, nur durch einen einzigen Sensor ohne Entfernungsmessung möglich sein, nämlich dann, wenn die Mine bzw. Minen zur Zielbekämpfung auf Straßen und Wegen benutzt werden und daher Zielabstand, Fahrtrichtung und Fahrtgeschwindigkeit und daher auch der erforderliehe Vorhalt vorher bereits bekannt oder schätzbar sind und bereits beim Einrichten der Mine berücksichtigt werden. In solchen Situationen lassen sich beispielsweise auch sogenannte Panzerfallen einrichten, wie es schematisch die Fig. 5 zeigt, wo beispielsweise vier Panzer gleichzeitig bekämpft werden. Hier sind die verschiedensten Varianten denkbar. In diesen Fällen ist dem Kontaktsensor 11 ein Zähler 18 zugeordnet, der entsprechend seiner Einstellung am Anzahlwähler 18a das Zündsignal an einen Zündsignalgeber 19 übermittelt. In Fig. 5z. B. bekämpft die erste, zweite, dritte, vierte Mine in Fahrtrichtung den vierten, dritten, zweiten, ersten Panzer. Auch hier lassen sich verschiedene Varianten durchführen.

Bei unbekannter Fahrtrichtung der zu bekämpfenden Ziele ist ein zweiter Kontaktsensor erforderlich, und wenn zusätzlich auch die Fahrtgeschwindigkeit des Zieles 20 unbekannt ist, so müssen zwei Paare von je zwei Kontaktsenso-.

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ren 11 verlegt werden, wobei sich dann aus der Zeitdifferenz des Zielkontaktes innerhalb eines Sensorpaares die gesuchte Fahrtgeschwindigkeit ergibt.

Ist nun auch die Zielentfernung nicht genügend genau bekannt, so müssen anstelle der einfachen Kontaktsensoren Sensoren 11 mit Entfernungsmessung 11a eingesetzt werden. Hier genügt es allerdings, wenn nur je ein Kontaktsensor eines Sensorpaares als Sensor mit Entfernungsmessung ausgebildet ist.

Als Lichtleiterkontaktsensoren sind verschiedene Ausführungsformen möglich. Hier seien zwei Arten beschrieben. In der Fig. 1 ist ein Kontaktsensor mit einem sogenannten Endspiegel 12s dargestellt. Gegenüber den Kontaktsensoren mit Entfernungsmessung, wie sie vorstehend erläutert worden sind, ist durch diesen Sensortyp eine weitere Vereinfachung der Einrichtung gegeben, wobei allerdings hier nur die Tatsache eines Zielkontaktes detektiert wird.

Hier reicht eine einfache Schwellwertentscheidung aus. Diese Entscheidung läßt sich elektronisch durch die in Fig. 2 gezeigte einfache Diskriminatorschaltung am Empfänger 16 in Form einer "adaptiven Schwelle" 16a, bestehend aus einem Integrator 16b und einem Komparator 16c, bewerkstelligen, wenn der Lichtleiter bzw. die Meßfaser 12 mit einem Endspiegel 12s versehen ist. in diesem Falle ist das vom Spiegel herrührende Rückkehrsignal um mindestens ein bis zwei Größenordnungen größer als das von einer Faserbruchstelle kommende. Da keinerlei Laufzeitmessung durchgeführt werden muß, kann man auf Laserdioden und Photodioden mit kurzen Impulsanstiegszeiten verzichten und mit einfachen und billigen Lumineszenzdioden und Phototransistoren arbeiten. Diese Art ist dem Prinzip nach auch in der Fig. 4a dargestellt.

In Fig. 4b ist nun ein Kontaktsensor schematisch gezeigt,

bei dem der Lichtleiter 12 als sogenannte Endschlaufe verlegt ist. Hier ergibt sich eine weitere Vereinfachung, die mit denselben elektronischen Komponenten auskommt, wie die vorbeschriebene Art, wobei nunmehr jedoch der optische T-Koppler 15 eingespart wird, denn die Meßfaser wird direkt zwischen Sender 14 und Empfänger 16 geschaltet. Diese Art kann eine weitere Variante dadurch erfahren, daß ein zweiadriges Lichtleiterkabel als Schlaufe ausgelegt wird, dessen Adern am einen Ende mittels einer der üblichen "Spleiß-Methoden" optisch miteinander verbunden sind. Eine wirksame und einfache Methode ist es auch, den die Schleife bildenden hin- und rücklaufenden Teil einer Lichtleitfaser derart durch eine Hafteinrichtung 12b, z. B. einen Umspinnungsfaden, zusammenzuhalten, daß eine fadenförmige Schleife mit einer Endschlaufe 12a von zulässigem Minimaldurchmesser von ca.-1 bis 3 cm entsteht. Mit 13 ist der Faserstecker und mit 17 der elektronische Diskriminator bezeichnet. Dieser Sensor kann ebenfalls mit einer adaptiven Schwelle ausgerüstet werden.

Die vorgeschlagenen Maßnahmen erbringen nun eine Reihe hervorzuhebender Vorteile. Da die Lichtleitersensoren nicht metallisch und sehr dünn sind und elektronisch überhaupt nicht und visuell nur sehr schwer zu entdecken sind, ist eine hohe Tarnfähigkeit gegeben. Die Einrichtung läßt sich außerdem sowohl leicht unterbringen als auch leicht verlegen, Gewicht und Volumen sind gering. Da auch die optoelektronische überwachungsschaltung relativ einfach ausgebildet ist, spielt auch die Kostengünstigkeit eine nicht zu unterschätzende Rolle.

Die beschriebene Einrichtung ist natürlich nicht nur für Minen und ähnliche Sprengkörper verwendbar, sondern auch als Objektschutz im Zusammenhang mit gerichteten Waffen hervorragend und mit hoher Präzision einsetzbar. Aufgrund

des Amplitudenbildes der Rückkehrsignale, wie sie in der Fig. 6 aus einem Testversuch gezeigt sind, ist eine ausgezeichnete Zieldiskriminierung gegeben.

Claims (11)

1. -X- 10.6.83

   BTO1 Kre/we

   Einrichtung zur Überwachung und Bekämpfung

   Patentansprüche

   Sinrichtung zur Überwachung und variierbaren Bekämpfung von in einen Geländeabschnitt eindringenden Personen oder Fahrzeugen mittels Lichtleitersensoren, bestehend aus optischem Sender, optischem Empfänger, Lichtleiter und das Zündsignal erzeugender Auswertelektronik, dadurch gekennzeichnet , daß einem Sprengkörper (10) jader einer anderen gerichteten Abwehrwaffe zur Zündsignalsetzung ein oder mehrere Lichtleiter-Kontaktsensoren (11) zugeordnet sind und zur Herleitung des Zündsignals die Stärke einer während des Zielkontaktes auftretenden temporären Dämpfung oder einer durch den Zielkontakt bewirkten permanenten Dämpfung gemessen und bewertet wird.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet, daß deren Lichtleitfaser (12) mit einem speziellen Mantel hoher Reiß- und Biegefestigkeit umgeben ist, deren Stärke und Materialauswahl einer vorgegebenen Grundbelastung angepaßt ist.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch g e -

   kennzeichnet, daß die Lichtleitfaser (12) bestimmter Länge in Form einer Schleife ausgebildet ist.

   - 2 -
4. 4. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß der die Schleife bildende hin- und rücklaufende Teil der Lichtleitfaser

   (12) derart durch die Hafteinrichtung (12b) zusammengehalten wird, daß eine fadenförmige Schleife mit einer Endschlaufe (12a) vom zulässigen Minimaldurchmesser entsteht.
5. 5. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß das Ende der Lichtleitfaser (12) in an sich bekannter Weise mit einer.Spiegelschicht (12s) an ihrer äußeren Stirnfläche versehen ist.
6. 6. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß dem Lichtleiter-Kontaktsensor (11) eine Entfernungsmeßeinrichtung (11a) zugeordnet ist.
7. 7. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß dem Auslöser oder Zündsignalgeber (19) zwei Lichtleiter (12) mit je zwei Kontaktsensoren (11) zugeordnet sind.
8. 8. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß dem Kontaktsensor (11) ein Zählwerk (18) mit Anzahlwähler (18a) zugeordnet ist und die Zündsignalauslösung (19) über dieses Zählwerk (18) erfolgt.
9. 9. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch . gekennzeichnet , daß dem optischen Empfänger (16) das Empfangssignal mit einer adaptiven Schwelle (16a), bestehend aus Integrator (16b) und Komparator (16c) zugeführt wird, deren Ausgangssignal als Zündsignal verwendet wird.

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10. 10. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet , daß der optische Empfänger auf die bezüglich Sendeleistung Störeinflüsse und Störabstand optimierte Modulationsform des optischen Senders selektiv abgestimmt ist.
11. 11. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet , daß der Lichtleiter-Kontaktsensor (11) als batteriebetriebene Einheit mit zur Verlegung herausnehmbarer Aufnahmespule für die Lichtleitfaser (12) ausgebildet ist.

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