DE3515687C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Leitstrahl- und Nachführeinrichtung zur Steuerung von schnellfliegenden Flugkörpern, insbesondere von lenkbaren Granaten, mit einer optischen Zielerfassungseinrichtung und einer parallel dazu ausgerichteten optischen Anordnung eines Leitstrahllasers und eines Referenzlasers, deren Lichtstrahlen über Ablenkeinrichtungen zur Erzeugung einer räumlichen und zeitlichen Modulation zum Zweck der Eigennachführung des Flugkörpers geführt werden, und einer die reflek­ tierten Lichtsignale bezüglich der Richtung, Entfernung und Geschwindig­ keit eines Zieles auswertenden Empfangseinrichtung nach Patent 34 41 921.

Aus der DE-PS 26 58 689 ist ein Leitverfahren für Flugkörper bekannt, welches einen auf einer Spiralbahn ausgelenkten Laserstrahl zur Steue­ rung eines Flugobjektes verwendet. Eine Nachführung bezüglich einer auf das Ziel gerichteten Visierlinie ist hierbei nicht vorgesehen.

Die US-PS 41 11 383 beschreibt eine Steuereinrichtung für Flugkörper nach dem Beamrider-Prinzip, die Laser aufweist, die in X- und Y-Koordi­ natenrichtung zur Erzeugung eines Leitstrahles abgelenkt werden. Weiter­ hin sind ein Synchronisations-Laser und ein Teleskopvisier angegeben, wobei Mittel zur Ansteuerung des Synchronisations-Lasers zu den Zeit­ punkten vorgesehen sind, an denen die in das Visier eingespiegelten Strahlen der Leitstrahl-Laser die Visierlinie zum Ziel kreuzen. Diese Art der Nachführung erweist sich in der Praxis als träge und im Ver­ gleich zur Leitstrahlführung der Flugkörper als recht ungenau.

In der US-PS 42 00 251 ist eine Vorrichtung zur optischen Zielverfolgung beschrieben, die einen Laserstrahl erzeugt und auf das Ziel richtet und das vom Ziel zurückgestreute Licht einerseits visuell auswertet und andererseits den Infrarotanteil empfängt und visuell darstellt. Zur Kombination des gesendeten und des empfangenen Lichtes wird ein dichroitischer Spiegel verwendet. Die Vorrichtung ist allerdings nur für langsam ablaufende Nachführvorgänge geeignet.

Die in der DE-PS 34 41 921 beschriebene Vorrichtung ermöglicht eine hochgenaue Zielerfassung und die Steuerung von schnellfliegenden Flug­ körpers mittels einer Leitstrahl- und Nachführeinrichtung, welche die bekannte spiralige Ablenkung eines Laserstrahles zur Ortszuweisung und die zeitliche Modulation eines Laserstrahles zur Synchronisation benutzt. Die Vorrichtung ist jedoch nur für gute atmosphärische Bedingungen geeignet und für bestimmte Anwendungsfälle zu aufwendig.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Leitstrahl- und Nachführeinrichtung nach dem Prinzip gemäß der DE-PS 34 41 921 so zu verbessern, daß für bestimmte Anwendungsfälle eine hochgenaue Zielerfas­ sung und Nachführung des Steuersystems auch bei schlechten Wetterbe­ dingungen zu schaffen, wobei durch einen vereinfachten Aufbau der Ein­ richtung eine Harmonisierung zwischen Empfangsgerät und Leitstrahlsender vermieden werden soll.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches beschriebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestal­ tungen ergeben sich aus dem Kennzeichen der Unteransprüche.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Die einzige Figur der Zeichnung zeigt eine Sendeeinrichtung für einen Referenzlaser und einen Leitstrahllaser und eine damit kombinierte Empfangseinrichtung. Der vom Leitstrahllaser 2, für den im erfindungsge­ mäßen Beispiel ein Nd-YA10-Laser eingesetzt wird, erzeugte Lichtstrahl 1, der bedarfsweise von einem Leistungsschalter 14 steuerbar ist, wird über zwei schnelle Ablenkspiegel 3, 4 zu einer ersten Motorzoom-Aufwei­ teoptik 5 geführt und abgestrahlt.

In den Strahlengang 1 ist zwischen dem Leitstrahllaser 2 und den Ablenk­ spiegeln 3, 4 an geeigneter Stelle ein dichroitischer Spiegel 6 so ein­ gefügt, daß das über die erste Aufweiteoptik 5 einfallende Licht weit­ gehend auf eine seitlich montierte Infrarotkamera 8 abgelenkt wird. Die Ausgangssignale 13 der Kamera werden einer Signalverarbeitungsschaltung 16 zugeleitet, die ihrerseits mit einem zentralen Rechner 12 verbunden ist, der alle Abläufe der Leitstrahl- und Nachführeinrichtung steuert. Die Infrarotkamera B kann sowohl im Lichtwellenlängenbereich von 3 bis 5 µm als auch im Bereich von 8 bis 14 µm arbeiten. In der Zeichnung nicht dargestellt ist eine Verbindung von der Infrarotkamera zu einem Wiedergabegerät.

Durch die Benutzung des gleichen optischen Strahlenganges für den Leit­ strahllaser und die Empfangseinrichtung entfällt vorteilhafterweise die Harmonisierungseinrichtung, die bei einem Aufbau mit separaten Lichtwe­ gen notwendig wäre.

Parallel zum bisher beschriebenen Strahlengang ist der Referenzlaser 10 (Nd-YA10-Typ) angeordnet, der, gesteuert vom Leistungsschalter 15, über eine weitere gleichartige Aufweiteoptik 11 seinen Lichtstrahl 9 aussen­ det.

Besonders vorteilhaft ist bei der erfindungsgemäßen Einrichtung, daß man bei bestimmten Anwendungsfällen, wie zum Beispiel bei der Flugkörperab­ wehr der Marine, das Infrarotbild der Zielumgebung und des Horizontes gleichzeitig und synchron mit der Abtastbewegung des Leitstrahlsenders erhält. Über die Signalverarbeitungsschaltung 16, die an die Infrarot­ kamera angeschlossen ist, bekommt der zentrale Rechner 12 ständig die Information, an welcher Stelle sich das Ziel im Leitstrahl befindet. Damit besteht nun die Möglichkeit, entweder den Leitstrahl auf das Ziel zu steuern, oder über ein Datenübertragung dem zu steuernden Flugkörper oder Geschoß synchron den Ort des Zieles zu übermitteln.

Claims (3)

1. Leitstrahl- und Nachführeinrichtung zur Steuerung von schnell­ fliegenden Flugkörpern, insbesondere von lenkbaren Granaten mit einer optischen Zielerfassungseinrichtung und einer parallel dazu ausgerichte­ ten optischen Anordnung eines Leitstrahllasers und eines Referenzlasers, deren Lichtstrahlen über Ablenkeinrichtungen zur Erzeugung einer räum­ lichen und zeitlichen Modulation zum Zweck der Eigennachführung des Flugkörpers geführt werden, und einer die reflektierten Lichtsignale bezüglich der Richtung, Entfernung und Geschwindigkeit eines Zieles auswertenden Empfangseinrichtung nach Patent 34 41 921, ge­ kennzeichnet durch folgende Merkmale:

• - der Lichtstrahl (1) eines Leitstrahllasers (2) durchläuft nachein­ ander zwei in aufeinander senkrecht stehenden Koordinatenrichtungen wirksame Ablenkeinrichtungen (3, 4) und eine erste Aufweiteoptik (5) mit variabler Brennweite;
• - in den Strahlengang des Lichtstrahles (1) ist zwischen dem Leit­ strahllaser (2) und den Ablenkeinrichtungen (3, 4) ein dichroiti­ scher Spiegel (6) derart eingefügt, daß das über die erste Aufweite­ optik (5) empfangene Licht (7) zumindest teilweise auf eine Infra­ rotkamera (8) gelenkt wird;
• - parallel zum Ausgangsstrahl (7) der ersten Aufweiteoptik (5) ist ein Referenzlichtstrahl (9) angeordnet, der von einem Referenzlaser (10) erzeugt und über eine weitere Aufweiteoptik (11) mit variabler Brennweite abgestrahlt wird.

2. Leitstrahl- und Nachführeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine zentrale Signalverarbeitungsein­ richtung (12) zur Ansteuerung des Leitstrahllasers (2), des Referenzla­ sers (10), der Ablenkeinrichtungen (3, 4) und der Aufweiteoptiken (5, 11) in Abhängigkeit von den ausgewerteten Ausgangssignalen (13) der Infrarotkamera (8) dient.

3. Leitstrahl- und Nachführeinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß anstelle der Ablenkeinrich­ tungen (3, 4) schnelle Ablenkspiegel eingesetzt werden.