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Beschreibung
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Zielerkennungseinrichtung Die Erfindung betrifft eine Zielerkennungseinrichtung
wie im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegeben.
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Üblicherweise werden bei Abwurfkörpern als Zielerkennungseinrichtung
Sensoren verwendet, die mittels Gelenkkonstruktionen oder Ausleger an Abwurfkörpern
angebracht sind. Die Sensoren sollen eine möglichst große Antennenfläche besitzen.
Soll eine Vielzahl von Abwurfkörpern mit Sensoren in einem Trägersystem für Abwurfkörper
untergebracht werden, so ergeben sich Schwierigkeiten bei der Packung, dem Transport
und der ordnungsgemäßen Entfaltung der Sensoranordnung im Einsatz. Unsymmetrische
Systeme ergeben beim Transport (auf der flugbahn) Rundlaufprobleme
bei
drallstabilisierter Munition. Lange Lagerzeiten vor dem Einsatz erfordern zusätzlich
einen hermetischen Abschluß der Sensoren.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Sensorsystem der eingangs
genannten Art anzugeben, das mit möglichst wenig Stauraum im Lager- und Transportzustand
auskommt, das einen wirkungsvollen Schutz gegen Umwelteinflüsse bei der Lagerung
hat, möglichst wenig wiegt, einfach herstellbar ist und hohe Betriebssicherheit
aufweist.
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Die Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 genannte Erfindung
gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind
in den Unteransprüchen angegeben.
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Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen und Zeichnungen
näher erläutert.
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In FIG. 1 ist ein rotationssymmetrischer Abwurfkörper 1 mit Sensorträger
2 und Sensor 3 dargestellt. Die Figur zeigt das Sensorsystem im Querschnitt. Vor
dem Sensor 3 ist eine Fresnel-Linse 5 aus dielektrischem Werkstoff angeordnet. Ihr
Abstand von dem Sensor 3 ist zweckmäßigerweise gleich oder etwas weniger als ihr
Brennpunktabstand gewählt. Der mittlere Teil der Fresnel-Linse ist so ausgebildet,
daß er parallel einfallende Strahlen - in der Figur von oben kommend - wie beispielsweise
die mit b und c bezeichneten Strahlen, zur Oberfläche des Sensors 3 hin beugt. Die
Randzone der Fresnel-Linse ist in an sich bekannter Weise so gestaltet, daß dort
einfallende Strahlen, insbesondere IR-StrahlenX wie beispielsweise in Figur
der
Strahl a, durch Totalreflektion des Strahles al3 der an dem Gehäusemantel 6 anliegenden
Fläche der Fresnel-Linse 5 zur Oberfläche 35 und Seitenfläche 34 des Sensors 3 geworfen
wird. In vorteilhafter Weise wird die ringförmige Seitenfläche 34 des Sensors als
IR-Sensor ausgebildet.
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Zur Verbesserung des Wirkungsgrades der Sensoreinrichtung, ist der
Sensor 3 in vorteilhafter Weise mit einer1 ebenfalls aus dielektrischem Werkstoff
bestehenden Sammellinse 31 versehen, die in der Figur halbkreisförmig angedeutet
ist, jedoch zur Erfüllung ihrer Aufgaben auch kegelförmig ausgebildet sein kann.
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Zum Schutz der Fresnel-Linse 5 gegen mechanische Zerstörung beim Abschuß
des den Abwurfkörper 1 aufnehmenden Transportbehälters ist es vorteilhaft, die Fresnel-Linse
5 in der Mitte durch Stützen 4 in ihrem Mittelpunkt zu befestigen. In vorteilhafter
Weise sieht man drei Stützen 4 vor, die in der Projektion jeweils in einem Winkel
von 1200 angeordnet sind und deren nicht mit der Fresnel-Linse 5 befestigte Enden
am Sensorträger 2 befestigt sind. Eine schwache Krümmung der dem Sensor 3 zugewandten
Seite 51 der Fresnel-Linse 5 erhöht ebenfalls die Stabilität der Fresnel-Linse 5.
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Zur Vermeidung von Störstrahlungen innerhalb des Raumes zwischen Sensor
und Fresnel-Linse 5 ist es zweckmäßig, die den Sensor 3 tragende Oberfläche des
Sensorträgers 2 des Abwurfkörpers 1 mit einem Absorberwerkstoff 21 zu beschichten.
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Ein weiterer Vorteil des in der Figur gezeigten Ausführungsbeispiels
mit auf dem Abwurfkörper 1 montierten Sensorträger ist, daß die Stromversorgung
des Sensors 3 über ein Festmantelkabel 7 geringen Durchmessers erfolgen kann. Das
Festmantelkabel ist durch den Abwurfkörper 1 durch die Ladung hindurcti zur elektrischen
Auswerteschaltung geführt und kann schon bei der Montage des Aburfkörpers eingebaut
werden. Die Kontaktierung des Sensors 3 erfolgt beispielsweise bei dessen Montage
über in den Sensorträger 2 vorgesehene Kontakte.
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In der Figur ist die Rückseite 51 der Fresnel-Linse 5 plan dargestellt.
Soll jedoch ein bestimmter Winkel der Antennenkeule festgelegt werden, so läßt sich
dies in einfacher Weise durch eine konvexe oder konkave Form der Rückseite 51 erzielen.
Durch die gekrümmte Form der Rückseite 51 wird gleichzeitig eine höhere Festigkeit
der Fresnel-Linse 5 gegen Beschleunigungsbelastungen erzielt. Im Falle einer konkaven
Krümmung der Rückseite 51 der Fresnel-Linse 5 ist der Einbau von Stützrippen zu
empfehlen, die an die Fresnel-Linse eingearbeitet werden können.
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Die Wahl der Sensoren richtet sich nach den Witterungsbedingungen
und der Art des Ziels, das u.U. durch Imitationen vorgetäuscht werden kann. Um dennoch
die gewünschte Wirkung des Abwurfkörpers zu erhalten, ist es vorteilhaft, statt
eines nur für eine Strahlungsart empfindlichen Sensors einen Sensor zu verwenden,
der sowohl für das Millimeterwellengebiet als auch für die IR-Strahlung empfindlich
ist und für beide Strahlungsarten infolge unterschiedlicher Strahlungsdetektonen
mehrere Signale zur Auswertung abgibt.
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Zur Verbss erung der Zielerlcetlnung 15 t; es weiterhin von Vorteil,
den Sensor mit einen Radar-Sender (z.B. mit Gunn-Diode) und/oder einem IR-Sender
(z.B. einem IR-Laser) kombiniert zu betreiben. Derartige Sender sind sehr klein
realisierbar und können daher in den Sensor mit eingebaut oder in die Fresnel-Linse,
mit Stromzuführung über deren Stützsystem, angebracht werden, während die Auswerteeinheit
im Abwurfkörper ausreichend Platz findet. Mit derartigen Kombinationssensoren steht
zur Auswertung eine erhöhte Rückstrahlung unterschiedlicher Wellenlänge zur Verfügung,
mit der eine sicherere Zielerkennung und, bei impulsweisem Betrieb des Radar-Senders,
eine Entfernungsmessung möglich ist. Auch ist die Auswertung des Doppler-Effekts
für bestimmte Einsätze möglich und vorteilhaft.
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In FIG. 2 ist eine Zielerkennungseinrichtung dargestellt, bei der
ein IR-Sender 53 zur Zielausleuchtung im Mittelpunkt der Fresnel-Linse 5 eingebaut
ist und dessen Stromzuführung über die Stützen 4 erfolgt. Die Bezeichnungen entsprechen
denen der FIG. 1. Die Einrichtung kann in vorteilhafter Weise zusammensetzbar ausgebildet
sein und besteht dann aus einem die IR-Bauteile 33, 34, 6 und 53 enthaltenden Teil
mit Stützen 4 und Sensorträger 2 und ein Bausatz für die Milli- und/oder Mikrowellen,
bestehend aus dem Mittelteil der Fresnel-Linse 5 mit Aussparung für den IR-Sender
53 und dem zylindrischen Sensorinnenteil 3 mit Linse 31 und Stromzuführungskabel
7. Der Mittelteil der Fresnel-Linse 5 hat einen durch die Bezugszeichen B in FIG.
2 gekennzeichneten Durchmesser. Der Mantel des Sensorteils 3 wird zweckmäßigerweise
als Hornstrahler für die Millimeter- und/oder Mikrowellen ausgebildet.
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Als Stroinzuführualgrsleitung Icann in vortcllnaller Weise auch ein
Wellenleiter zur Übertragung von HF-Signalen im Milllmeter-Wellenbereich und gleichzeitig
zur Ubertragung von optischen Signalen verwendet werden. in einem solchen Fall nimmt
der Sender 3 als Hornstrahler ausgebildet Signale im Millimeter-Wellenbereich auf
oder sendet sie aus und der ringförmige Sensorteil 33 braucht dann keine die IR-Strahlung
wandelnde Oberfläche 34, sondern kann als Sammellinse für die IR-Strahlung ausgebildet
werden. Die Umwandlung der beiden Strahlungsarten kann nach Weiterleitung der Strahlung
durch den Wellenleiter 7 durch die Ladung hindurch in der elektrischen Auswerteschaltung
erfolgen.
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FIG. 3 zeigt einen Querschnitt senkrecht zur Längsachse des Wellenleiters
7. Sein Querschnit besteht im wesentlichen aus dielektrischem Material 71. Das dielektrische
Material 71 dient zur Übertragung der Signale im Millimeter-Wellenbereich. In seiner
Längsrichtung sind drei Nuten 73 mit kreisförmigem Querschnitt unterhalb der Mantelfläche
72 eingearbeitet und in jeder Nut ist ein Lichtwellenleiter zur Übertragung optischer
Signale eingelegt.
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Als Lichtwellenleiter können übliche Glasfaserleitungen verwendet
werden.
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Zur Vermeidung von Strahlungsverlusten der HF-Energie ist die Oberfläche
des Leiters, also seine Mantelfläche 72, metallisiert, z.B. mittels aufgedampftem
Aluminium, Silber oder Gold, das bei Bedarf galvanisch verstärkt werden kann.
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In Sonaeifäileii, wo der Un te.rsclii ed zirrischeii rlcii iii Dielektrikum
übertragenen Wellen und den im Lichtwellenleiter übertragenen Wellen nicht mehr
sehr groß ist, empfiehlt es sich auch die Innenseite der Nut zu metallisieren.
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Bei Verwendung flexibler Leiter ist es vorteilhaft, die Nuten spiralförmig
in Bezug zur Längsachse des Leiters verlaufen zu lassen, da dann bei einer Biegung
des Leiters die Lichtwellenleiter in ihrer Nut sich verschieben können und sich
die Längenänderungen zwischen Außenkante und Innenkante des gekrümmten Leiters weitgehend
kompensieren können. Auch kann ein Längenänderungsausgleich zwischen dem dieiektrischen
Leiter und den Lichtwellenleitern bei Wärmeänderungen oder bei ungleichmäßiger Erwärmung
des Leiters ohne unzulässige mechanische Beanspruchung des Lichtwellenleiters erfolgen.
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In FIG. 4 ist ein Querschnitt parallel zur Längsachse und zwar genau
durch die Längsachse des Wellenleiters dargestellt. Es sind hier die gleichen Bezeichnungen
wie in FIG. 3 gewählt, so daß die Figur keiner weiteren Erläuterung bedarf.
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Selbstverständlich kann der Wellenleiter auch mit nur einem Lichtwellenleiter
ausgebildet sein oder, falls eine Lichtübertragung in beiden Richtungen des Leiters
erforderlich ist, können auch zwei Wellenleiter vorgesehen sein. Im Beispiel wurden
drei Wellenleiter gewählt, um deren vorteilhafte Anordnung im Leiter zu verdeutlichen.
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Vorteilhafte Vorrichtungen zur [[erstellung derartiger Wellenleiter
sind z.B. in den deutschen Patentanmeldungen P 32 44 746, P 30 44 437 und P 33 20
949 beschrieben.
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Als Dielekermkum für den Wellenleiter 7 ist riir den vordere gebenen
Zweck Sprengstoff besonders geeignet. Beim Einbau in geschoßbildender Munition wird
deren Wirkmechanismus nur unwesentlich beeinträchtigt. Der Wellenleiter kann in
beiden Richtungen betrieben werden und sein in den Sensor 3 (FIG. 2) einmündendes
Ende in einen Hornstrahler übergehend ausgebildet sein, währen die Lichtwellenleiter-Enden
in die ringförmig den Hornstrahler umgebende Linse 33 eingesteckt werden können.
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