DE4001243A1 - Zirkularscanner - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Zirkularscanner gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Die Erfindung der genannten Art wird u. a. in Flugkörpern eingesetzt und kommt daher beispielsweise im Bereich der taktischen Munition zur Anwendung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung der eingangs genannten Art zu schaffen mittels der schnell ein zu detektierender Bereich erfaßt wird und die in Flug­ körpern und im Bereich ballistischer Munition einsetzbar ist.

Die erfindungsgemäße Anordnung sowie ihre entsprechenden Weiterbildungen sollen dabei zusätzlich leicht herstell­ bar, preiswert und materialsparend ausfallen.

Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe ist in dem Pa­ tentanspruch 1 beschrieben. In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen sowie bevorzugte An­ wendungen der Erfindung aufgeführt.

Der erfindungsgemäße Lösungsgedanke besteht darin, daß auf einem leichten Spiegelrotor, der frei bewegliche und/oder gerichtete Bewegungen ausführt, vorzugsweise ein Reflek­ tor, der auf dem Schlitten vorteilhafterweise fest mon­ tiert ist, angebracht ist, der als Abtastspiegel (Scann­ spiegel) des Scanners wirkt.

Es ist günstig, den Spiegelrotor als Körper auszubilden, dessen Stirnfläche verspiegelt ist. Dieser Spiegelrotor sei im weiteren verspiegelter Körper genannt.

Der verspiegelte Körper 713 selbst befindet sich in einer segmentierten Anordnung.

Die durch seine schnelle und/oder langsame Bewegung auf­ tretenden Materialschwingungen sind durch Federn, Magnete, Spulen an den vermeintlichen Schwingungs-Übertragungs-Kon­ taktstellen oder durch andere Maßnahmen kompensiert. Als andere Maßnahme ist z. B. anzusehen, daß die segmentierte Anordnung insgesamt eine wesentlich größere Masse aufweist als der verspiegelte Körper selbst. Hierzu kann der ver­ spiegelte Körper beispielsweise als Schwinganker aus Kunststoff mit integrierten Magneten oder als Leichtme­ tall- bzw. Magnesium- oder CFK-Schwinganker ausgebildet sein, wobei seine Führung bzw. die restliche Segmentierung aus schwererem Material auszubilden ist.

Aufgrund der vorliegenden Anordnung ist ein schnelles Scannen eines zu detektierenden Bereiches unter Vermeidung von Eigenschwingungen durch den Scanner möglich. Die An­ ordnung ist dabei temperaturbeständig und beschleunigungs­ fest. Des weiteren ist die gefundene Lösung leicht her­ stellbar, preiswert, materialsparend ausgebildet und er­ füllt die Aufgabenstellung in vollem Umfang.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Fig. 1 und 2 näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 und 2 jeweils die Schnittbilder des erfindungsgemäßen Scanners bzw. die Schnittbilder der erfindungsgemäßen Weiterbildungen von Fig. 1.

Der erfindungsgemäße Scanner nach Fig. 1 und 2 ist wie folgt ausgebildet:

In den bogenförmigen Armen eines nach außen hin gewölbten, verspiegelten Körpers 713 sind jeweils Magnete 901 inte­ griert. Die Arme selbst sind zwischen 90° und 45° gegen­ über der Außenwölbung geneigt. Sie ragen vorzugsweise mit ihren Enden jeweils in eine fixierte Tauchspule 91 hinein. Durch Anlegung der entsprechend gepolten Spannung wird eine Pendelbewegung des Körpers 713 hervorgerufen.

Fig. 1 zeigt eine zusätzlich ausbildbare Prüfungsbau­ gruppe, mittels der beispielsweise die Pendelbewegung überwacht wird. Die Prüfungsbaugruppe ist ausgebildet aus einem Sender 53, der einen elektromagnetischen Strahl auf einen Spiegel 51 emittiert. Dieser Spiegel 51 ist vorzugs­ weise parallel zur Hauptblickrichtung des verspiegelten Körpers 713 ausgerichtet. Er (51) reflektiert den elektro­ magnetischen Strahl auf einen Detektor 52, der beispiels­ weise hinter dem Sender 53 ausgebildet ist. Hierdurch ist eine genaue Positionsbestimmung sowie Winkelgeschwindig­ keitsbestimmung des Körpers 713 ermöglicht.

Die Lagerung des verspiegelten Körpers 713 erfolgt mittels sphärischen Kugellagern (Innenkugellager/Außenkugellager).

Fig. 2 zeigt eine Möglichkeit der Bedämpfung der Pendelbe­ wegung durch entgegengesetzt gepolte Magnete 902 (bezogen auf die Polung der Magnete 901). Diese Magnete 902 sind axial zu jenen Magneten 901 ausgerichtet, vorzugsweise be­ zogen auf den Ort ihres kleinstmöglichen gegenseitigen Ab­ standes und bilden zusammen mit den Magneten (901) ein progressives Feder-Masse-System.

Die beschriebene Anordnung nach Fig. 1 und/oder Fig. 2 kann zusätzlich vorteilhafterweise aus einem auf der Re­ flektorwelle montierten Magnet 901 und einer, mindestens drei, vorzugsweise vier, um die Längsachse des Systems an­ geordneten flächigen Spulen 91 aufgebaut sein, in die z. B. bei Bewegung des verspiegelten Körpers 713 richtungsabhän­ gig eine Spannung induziert wird.

Alternativ hierzu kann sie aus einem im Gehäuse montierten optischen Sender 53 und einer, mindestens drei, vorzugs­ weise vier, aneinandergrenzenden, um die Längsachse und die Durchtrittsöffnung des Lichtstrahls angeordneten Flä­ chensensoren 52 implementiert sein, auf die bei Bewegung des verspiegelten Körpers 713 richtungsabhängig durch die Auslenkung des am verspiegelten Körper 713 montierten Re­ flektors 51 eine auslenkwinkelabhängige Ausleuchtung stattfindet, die z. B. zur Detektion der augenblicklichen Winkelstellung ausgewertet wird.

Sowohl die Prüfungsbaugruppe nach Fig. 1 als auch die Ma­ gnetanordnung nach Fig. 2 sind beliebig miteinander kombi­ nierbar.

Durch Anlegen einer entsprechenden Spannung an die Tauchspulen 91 wird ein Magnetfeld erzeugt, durch welches mittelbar der verspiegelte Körper 713 eine beliebig ge­ richtete Pendelbewegung ausführt. Eine Eigenschwingungs­ übertragung erfolgt dabei nicht.

Durch die Ausbildung der Erfindung gemäß obiger Beschrei­ bung stellen sich die bereits oben genannten Vorteile ein.

Claims (9)

1. Zirkularscanner für hohe Frequenzen, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein Spiegelantrieb durch eine sphärische La­ geranordnung zirkulare Spiegelbewegungen mit unterschied­ lichem Auslenkwinkel ebenso ermöglicht wie elliptische oder lineare Spiegelbewegungen.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der verspiegelte Körper (713) in einem sphärischen Lager gelagert ist.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager aus einem sphärischen Innenkugellager und einem sphärischen Außenkugellager besteht.

4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitte der Fläche des verspiegelten Körpers (713) im Zentrum des sphärischen Lagers angeordnet ist.

5. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Einrichtung mit einem Sensorsystem zur Erkennung der Lage des Spiegels versehen ist.

6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor aus einem auf der Reflektorwelle montierten Ma­ gnet (901) und einer vorzugsweise in vier Quadranten ange­ ordneten flächigen Spulenanordnung (91) besteht, in die bei Bewegung des verspiegelten Körpers (713) eine Spannung induziert wird.

7. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Auslenkung des verspiegelten Körpers (713) detektiert ist.

8. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor aus einem auf der Reflektorwelle montierten Ma­ gnet (901) und einer, mindestens drei, vorzugsweise vier, um die Längsachse des Systems angeordneten flächigen Spu­ len (91) besteht, in die bei Bewegung des verspiegelten Körpers (713) richtungsabhängig eine Spannung induziert wird.

9. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor aus einem im Gehäuse montierten optischen Sen­ der (53) und einer, mindestens drei, vorzugsweise vier, aneinandergrenzenden, um die Längsachse und die Durch­ trittsöffnung des Lichtstrahls angeordneten Flächensenso­ ren (52) besteht, auf die bei Bewegung des verspiegelten Körpers (713) richtungsabhängig durch die Auslenkung des am verspiegelten Körper (713) montierten Reflektors (51) eine auslenkwinkelabhängige Ausleuchtung stattfindet, die zur Detektion der augenblicklichen Winkelstellung ausge­ wertet wird.