DE3641541C1

DE3641541C1 - Leitstrahl-Einrichtung fuer ein Flugkoerperlenksystem

Info

Publication number: DE3641541C1
Application number: DE19863641541
Authority: DE
Inventors: Alfred Dipl-Phys Dr Fendt
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1986-12-05
Filing date: 1986-12-05
Publication date: 1988-06-09
Also published as: FR2607915B1; GB2199716B; GB2199716A; FR2607915A1; GB8728148D0

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Erzeugung eines Leitstrahls für ein Flugkörperlenksystem gemäß dem Gattungsbegriff des Anspruchs 1.

Flugkörperlenksysteme sind in verschiedenen Ausführungsformen bekannt. Bei diesen finden in zunehmendem Maße bildfeldmodulierende optische Leitstrahlverfahren Anwendung. Derartige Leitstrahlsysteme besitzen gegenüber den bildfeldabtastenden Systemen den Vorteil, daß sie eine Ortung des Flugkörpers mit hoher Genauigkeit bei relativ geringem technischen Aufwand gewährleisten. Bei diesen Leitstrahlsystemen entfallen die hochfrequent rotierenden Abtastspiegel und Abtastprismen und zwischen den verschiedenen Abtastfreiheitsgraden sind keine Synchronisationen mehr erforderlich aber auch die Signalbandbreite kann gering gehalten werden.

Die hier verwendeten Bildfeldmodulationsverfahren sind jedoch mit dem erheblichen Nachteil belastet, daß nur eine geringe Intensität des Leitstrahls zur Verfügung steht, was durch den großen Öffnungswinkel des Leitstrahlkegels bedingt ist, weil das gesamte Sehfeld gleichzeitig ausgeleuchtet wird. Dieser Nachteil wird noch vergrößert durch die Tatsache, daß ein erheblicher Teil der optischen Sendeleistung - typischerweise sogar 50% - von den undurchlässigen Zonen der Modulatorblende absorbiert bzw. reflektiert wird und so nicht zur Signalübertragung verwendbar ist.

Durch die DE-OS 31 17 685 ist eine Einrichtung gemäß dem Gattungsbegriff des Anspruchs 1 bekannt geworden, bei der der Lenkstrahl aus einer Mehrzahl gemeinsam die Strahlachse umschließenden Lichtbündeln besteht, die von optischen Modulatoren mittels elektrischer Modulationsspannungen unterschiedlich moduliert sind.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde die Nachteile des Standes der Technik bei den eingangs genannten Flugkörperlenksystemen zu beseitigen und ein Leitstrahlsystem zu schaffen, bei dem die gesamte Strahlungsleistung einer Lichtquelle zum Aufbau des räumlichen Leitstrahlmusters in verbesserter, fast verlustfreier Form herangezogen werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die im Hauptanspruch aufgeführten Maßnahmen gelöst. In den Unteransprüchen sind weitere Ausgestaltungen angegeben und in der nachfolgenden Beschreibung wird ein Ausführungsbeispiel erläutert, das in Aufbau und Funktion in den Figuren der Zeichnung skizziert ist. Es zeigt

Fig. 1 einen Aufbau der Optik des Leitstrahlprojektors in schematischer Darstellung,

Fig. 2 ein Diagramm in bezug auf die Intensitätsmodulation je Phasenhub,

Fig. 3 eine Schemaskizze zur Umwandlung eines rechteckförmigen Phasenprofils in ein Intensitätsprofil.

Die Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Optik 100 des Leitstrahlprojektors bei der nach dem an sich bekannten Phasenkontrastverfahren ohne wesentliche Leistungsverluste das von der Phasenblende 2 dem optischen Laserstrahl 1 aufgeprägte Phasenprofil 3 in ein Amplituden- bzw. Intensitätsprofil 7 umgewandelt wird. Die Phasenblende 2 kann beispielsweise eine transparente Glas- oder Germaniumplatte mit ortsabhängiger optischer Dicke 2 a sein, die kohärent beleuchtet wird und so die gesamte Strahlungsleistung der Lichtquelle zum Aufbau des räumlichen Leitstrahlmusters verwendet. Bei geeigneter Festsetzung des optischen Dickenprofils 2 a sowohl der Phasenblende 2 als auch der in der Fourierebene 10 des Objektivs angeordneten Phasenplatte 5 wird ein vollständig durchmoduliertes, kontrastreiches Amplituden- bzw. Intensitätsprofil 7 in der Bildebene 11 (Feldlinse 6) erzeugt. Das heißt, das Phasenprofil 3, das die im Strahlengang beweglich angeordnete Phasenblende 2 erzeugt, wird in der Bildebene 11 in das Intensitätsprofil 7 umgewandelt und über das Projektionsobjektiv 8 ausgesendet.

Führt die Phasenblende 2 eine geeignete Bewegung in einer Ebene senkrecht zur Strahlachse 12 aus, so bewegt sich auch das Intensitätsprofil 7 des Leitstrahls 1. Ein raumfester Empfänger kann nun aus dem empfangenen modulierten Signal seine Lage im Leitstrahlkegel bestimmen.

Die Fig. 2 und 3 skizzieren die Umwandlung eines rechteckförmigen Phasenprofils in ein Intensitätsprofil so deutlich, daß weitere Erläuterungen sich erübrigen dürften.

Zu erwähnen wäre noch, daß das optische Dickenprofil 2 a der Phasenblende 2 und der Phasenplatte

beispielsweise durch Aufbringen einer bestimmt strukturierten dielektrischen Schicht auf eine Planplatte mit Hilfe epitaktischer und fotolithographischer Verfahren erzeugt werden kann.

Durch dieses vorgeschlagene Flugkörperlenksystem werden nun Intensitätsmuster ohne die sonst üblichen Transmissionsverluste an der Blendenstruktur erzeugt. Damit wird aber bei gleicher Leistung der Lichtquelle ein weitaus höheres Signal-Rauschverhältnis am Empfänger erzielt.

Claims

1. Einrichtung zur Erzeugung eines Leitstrahls für ein Flugkörperlenksystem mit Bildfeldmodulation der Leitstrahlquerschnittsfläche, dadurch gekennzeichnet, daß als Modulatorblende eine Phasenblende (2) beweglich im Laserstrahlengang (1) angeordnet ist und das Phasenprofil (3) in ein Amplituden- bzw. Intensitätsprofil (7) in der Bildebene (11) der Projektoroptik (100) umgewandelt wird.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasenblende (2) aus einer transparenten Platte beispielsweise aus Glas oder Germanium mit einem optischen Dickenprofil (2 a) gebildet wird.

3. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitstrahlprojektoroptik (100) in der Objektebene (9) die bewegliche Phasenblende (2) und die nachgeordnete Linse (4) für die Zwischenabbildung aufweist und in der Fourierebene (10) eine Phasenplatte (5) sowie in der Bildebene (11) eine Feldlinse (6) angeordnet sind.

4. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Amplituden- bzw. Intensitätsprofil (7) in seiner Modulationsgüte und in seinem Kontrast vom gewählten optischen Dickenprofil (2 a) der Phasenblende (3) und der Phasenplatte (5) bestimmbar ist.

5. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stärke der Intensitätsmodulation (Intensitätsprofil 7) in der Bildebene (11) vom Phasenhub der Strahlung (1) in der Objektebene (9) bestimmbar ist.

6. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasenblende (2) in einer Ebene senkrecht zur Strahlachse (12) bewegbar ist.

7. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das optische Dickenprofil (2 a) der Phasenblende (2) durch Aufbringung einer bestimmt strukturierten dielektrischen Schicht auf eine Planplatte mittels epitaktischer oder fotolithografischer Verfahren erzeugt wird.