DE4008341A1 - System for guiding projectiles by means of a directional beam coded in polar coordinates - Google Patents
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Abstract
In einem Leitsystem für Projektile wird ein Richtstrahl verwendet, der in Polarkoordinaten codiert ist. Die Abschußstation (1) umfaßt: - Mittel zur Verfolgung eines Zieles (2) und Definition einer Visierlinie (LV); - Mittel zur Abtastung eines Leitkegels (5), dessen Symmetrieachse (AS) der Visierlinie (LV) nachgeregelt wird, mittels eines Laserstrahls (3), wobei dieser Kegel aus elementaren Zellen besteht, die nacheinander durch den Strahl (3) beleuchtet werden, der durch einen akustooptischen Ablenker in einer Ebene abgelenkt wird, die durch die Symmetrieachse (AS) verläuft, wobei ferner eine optomechanische Kreisabtastvorrichtung vorgesehen ist, welche diese Ebene verdreht; - Mittel zur Modulation des Strahls (3) mit einer binären Sequenz, welche die Polarkoordinaten (Thetarho) der beleuchteten Zelle wiedergibt; während das Projektil (4) aufweist: - Mittel zum Empfangen des Laserstrahls (3), zur Demodulation desselben und zum Decodieren der Polarkoordinaten; - Mittel zum Bestimmen einer Flugbahnkorrektur, wodurch das Projektil sich an die Symmetrieachse (AS) des Leitkegels annähert.In a control system for projectiles, a directional beam is used, which is coded in polar coordinates. The firing station (1) comprises: - means for tracking a target (2) and defining a sighting line (LV); - means for scanning a guide cone (5), the axis of symmetry (AS) of the line of sight (LV) is readjusted by means of a laser beam (3), said cone consists of elementary cells, which are successively illuminated by the beam (3), the deflected by an acousto-optic deflector in a plane passing through the axis of symmetry (AS), further comprising an opto-mechanical circular scanning device which rotates this plane; - means for modulating the beam (3) with a binary sequence representing the polar coordinates (Thetarho) of the illuminated cell; while the projectile (4) comprises: - means for receiving the laser beam (3), demodulating it and decoding the polar coordinates; - means for determining a trajectory correction, whereby the projectile approaches the axis of symmetry (AS) of the traffic cone.
Description
Die Erfindung betrifft ein Lenksystem für Projektile, das mittels eines in Polarkoordinaten codierten Richtstrahles arbeitet. Projektile können Flugkörper oder Granaten sein, die mit einer Vorrichtung zur Korrektur der Flugbahn versehen sind.The The invention relates to a steering system for projectiles, by means of working in polar coordinates coded beam works. projectiles may be missiles or grenades that come with a device for correcting the trajectory are provided.
Die Lenkung mittels eines Richtstrahls ist ein Verfahren, mittels welchem eine beliebige Anzahl von Projektilen sehr genau auf ein Ziel geführt werden kann, ohne daß die Position jedes Projektils bestimmt werden müßte, indem einfach eine Visierlinie bestimmt wird, die durch die zu erreichende Position verläuft, bei der es sich entweder um die aktuelle Zielposition oder um eine zukünftige Position handelt, die ausgehend von Kenndaten seiner Flugbahn bestimmt werden. Mittel zur Verfolgung des Ziels bestimmen diese Visierlinie.The Steering by means of a directional beam is a method by which Any number of projectiles are guided very precisely to a target without determining the position of each projectile would have to be determined simply by a sight line becomes, which runs through the position to be reached, at It is either the current target position or a future one Position determined based on characteristics of its trajectory become. Means for tracking the target determine this line of sight.
Von der Abschußrampe geht ein Infrarot-Laserbündel aus, welches einen Teil des Raumes ausleuchtet, der als Leitkegel bezeichnet wird. Die Lage der Symmetrieachse des Leitkegels wird der Visierlinie nachgeregelt. Der Leitkegel besteht aus elementaren Zellen, die einzeln durch ein Codierverfahren identifiziert werden. Das Projektil umfaßt Mittel, um den Richtstrahl zu empfangen und zu ermitteln, in welcher Zelle sich das Projektil befindet. Recheneinrichtungen bestimmten eine Korrektur der Flugbahn des Projektils, dergestalt, daß dieses sich an die Symmetrieachse des Leitkegels annähert. Diese Korrektur erfolgt durch ein Leitwerk oder Gasdüsen.From the launcher goes an infrared laser beam out, which illuminates a part of the room, as a traffic cone referred to as. The position of the symmetry axis of the traffic cone is the sighting line readjusted. The traffic cone consists of elementary Cells individually identified by a coding method. The projectile includes means for receiving the directional beam and to determine in which cell the projectile is located. Computers determined a correction of the trajectory of the projectile, in such a way that it adjoins the symmetry axis of the guide cone approaches. This correction is done by a tail unit or Gas nozzles.
Ein System zur Lenkung mittels eines Richtstrahls weist eine hohe Lenkpräzision und eine sehr gute Sicherheit bezüglich Gegenmaßnahmen auf, denn die Mittel zum Empfangen des Richtstrahls, bei denen es sich im allgemeinen um ein Objektiv und einen optischen Detektor handelt, sind in Richtung der Abschußrampe und nicht in Richtung des Zieles ausgerichtet.One System for steering by means of a directional beam has a high steering precision and a very good security regarding countermeasures on, because the means for receiving the beam, which is itself is generally a lens and an optical detector, are in the direction of the launcher and not in the direction of the target.
Man
kennt zwei Haupttypen von Systemen zur Lenkung mittels eines Richtstrahls.
Bei einem System des ersten Typs, der mit ”Raumcodierung” arbeitet,
sind Einrichtungen vorgesehen, um einen Laser-Richtstrahl auszusenden,
der gleichzeitig alle elementaren Zellen des Leitkegels beleuchtet,
wobei jede Zelle identifiziert wird, indem die Amplitude des Laserbündels
lokal moduliert wird, mit für jede Zelle verschiedenen
Binärcodes. Das Projektil stellt fest, in welcher Zelle
es sich befindet, indem es den Binärcode erkennt, welcher denjenigen
Teil des Richtstrahls moduliert, den das Projektil empfängt.
Ein solches System ist in
Einem derartigen System haftet der Mangel an, daß ein Laserstrahl von relativ hoher Leistung ausgesendet werden muß, um gleichzeitig alle Zellen des Leitkegels zu beleuchten, wobei eine gegebene Reichweite erzielt werden muß. Etwa anwesender Raum sowie die Flamme und Rauchentwicklung des Projektils, wenn es sich um einen Flugkörper handelt, dämpfen das Laserbündel zwischen der Abschußrampe und den Empfangseinrichtungen für diesen Strahl in hohem Maße. Um eine gegebene Reichweite zu erzielen, ist es also erforderlich, einen Laserstrahl auszusenden, dessen räumliche Energiedichte ausreichend hoch ist, um diese Dämpfung zu kompensieren.a such system has the defect that a laser beam of relatively high power must be sent out at the same time to illuminate all the cells of the traffic cone, with a given range must be achieved. Approximately present room as well as the flame and smoke of the projectile, if it is a missile acts to dampen the laser beam between the Launcher and the reception facilities for this beam to a great extent. For a given range To achieve it is therefore necessary to emit a laser beam, whose spatial energy density is sufficiently high to to compensate for this damping.
Bei
einem Leitsystem vom zweiten Typ wird eine ”zeitliche Codierung” oder ”Abtastung” vorgenommen.
Die Abschußstation sendet ein Laserbündel, welches
einen Leitkegel abtastet, indem nacheinander alle Elementarzellen
beleuchtet werden. Ein solches System ist in
Das Projektil empfängt ferner zweimal das Laserbündel während der Vertikal-Abtastperiode der Gesamtheit des Leitkegels. Eine Messung des Zeitabstandes zwischen diesen zwei Empfangszeitpunkten ermöglicht die Bestimmung der Position des Projektils in bezug auf eine vertikale Achse. Jede elementare Zelle ist auf den Schnitt einer Vertikal-Abtastzeile mit einer Horizontal-Abtastzeile zentriert. Die Breite und die Länge jeder Zelle sind so ausgelegt, daß der Durchmesser des Laserstrahls eine Zelle vollständig überdeckt und geringfügig über die benachbarten Zellen übergreift.The Projectile also receives twice the laser beam during the vertical scanning period of the entirety of the traffic cone. A measurement of the time interval between these two reception times allows the determination of the position of the projectile in with respect to a vertical axis. Every elementary cell is on the Cut a vertical scan line with a horizontal scan line centered. The width and the length of each cell are like this designed so that the diameter of the laser beam is a cell completely covered and slightly over the neighboring cells overlap.
Ein derartiges System ermöglicht es, die gesamte Leistung des Laserbündels auf eine elementare Zelle zu einem gegebenen Zeitpunkt zu konzentrieren. Diese Konzentration der gesamten Energie des Laserbündels auf eine einzige Zelle ermöglicht eine erhebliche Verbesserung des Signal/Rauschverhältnisses, so daß die Leistung des Lasers für eine gegebene Reichweite vermindert werden kann.One Such a system allows the full performance of the Laser bundle on an elementary cell at a given Time to concentrate. This concentration of total energy of the laser beam to a single cell a significant improvement in the signal-to-noise ratio, so that the power of the laser for a given Range can be reduced.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Leitsystem vorzuschlagen, das folgendes ermöglicht:
- – eine weitere Verminderung der Leistung des Lasers für eine gegebene Reichweite;
- – eine Steigerung der Leitpräzision;
- – die Übertragung von Nachrichten zu dem Flugkörper, z. B. von Informationen über die Evolution der Flugbahn des Ziels;
- – eine Integration der Zielverfolgungsmittel mit den Einrichtungen zur Abtastung des Leitkegels mittels eines Laserstrahls.
- A further reduction in the power of the laser for a given range;
- - an increase of the guiding precision;
- - The transmission of messages to the missile, z. For example, information about the evolution of the trajectory of the target;
- - An integration of the target tracking means with the means for scanning the traffic cone by means of a laser beam.
Gegenstand der Erfindung ist ein System, das im wesentlichen einen optoakustischen Ablenker zum Ablenken eines Laserstrahls in einer Ebene aufweist, die durch die Symmetrieachse des Leitkegels verläuft, um aber auch die Amplitude dieses Strahls zu modulieren und eine Nachricht zu dem Projektil zu übertragen; ferner eine optomechanische Vorrichtung, um die den Laserstrahl enthaltende Ebene um die Symmetrieachse des Leitkegels zu verdrehen.object The invention is a system which is essentially an optoacoustic Deflector for deflecting a laser beam in a plane, which passes through the symmetry axis of the traffic cone to but also to modulate the amplitude of this beam and send a message to transfer to the projectile; furthermore an optomechanical Device for controlling the plane containing the laser beam about the axis of symmetry of the laser beam To twist traffic cones.
Gemäß einem weiteren Merkmal umfaßt das System einen gemeinsamen optischen Weg für die Zielverfolgungsmittel und für die Abtastung des Leitkegels.According to one further feature, the system comprises a common optical Way for the target tracking agents and for the Scanning of the traffic cone.
Gemäß einem weiteren Merkmal umfaßt das System Mittel zum Modulieren des Laserstrahls mit einer binären Sequenz, die für jede Zelle verschieden ist, wobei diese Sequenz die Polarkoordinaten der Zelle in einer Ebene wiedergibt, die senkrecht zur Symmetrieachse des Leitkegels ist.According to one further feature, the system comprises means for modulating of the laser beam with a binary sequence intended for each cell is different, this sequence being the polar coordinates represents the cell in a plane perpendicular to the axis of symmetry of the traffic cone.
Das erfindungsgemäße System zur Lenkung von Projektilen mittels eines in Polarkoordinaten codierten Richtstrahls umfaßt eine Abschußstation, die umfaßt:
- – Mittel zur Verfolgung eines Ziels und Bildung einer Visierlinie;
- – Mittel zum Abtasten eines als Leitkegel bezeichneten Raumteiles mittels eines Laserstrahls, wobei dieser Leitkegel eine Symmetrieachse aufweist, deren Lage der Visierlinie nachgeregelt wird, wobei ferner dieser Leitkegel aus elementaren Zellen besteht, die durch den Strahl nacheinander beleuchtet werden;
- – Mittel zum Empfangen des Laserstrahls; Mittel, um zu bestimmen, in welcher Zelle sich das Projektil befindet; und Mittel, um daraus eine Korrektur der Flugbahn des Projektils abzuleiten, in solcher Weise, daß es sich an die Symmetrieachse des Leitkegels annähert;
- – Mittel zum Durchführen dieser Flugbahn-Korrektur;
- – Mittel zur Ablenkung des Laserstrahls in einer Ebene, welche durch die Symmetrieachse des Leitkegels verläuft;
- – Mittel zur Ablenkung dieses Laserstrahls, indem diese Achse um die Symmetrieachse des Leitkegels verdreht wird;
- – Mittel zum Modulieren des Laserstrahls mit einer binären Sequenz, die für jede Zelle verschieden ist;
- - means of tracking a target and forming a sighting line;
- - means for scanning a designated as a traffic cone part of space by means of a laser beam, said traffic cone has an axis of symmetry, the position of the line of sight is readjusted, further wherein this traffic cone consists of elementary cells, which are illuminated by the beam successively;
- - means for receiving the laser beam; Means for determining in which cell the projectile is located; and means for deriving therefrom a correction of the trajectory of the projectile such that it approximates the axis of symmetry of the pilot cone;
- - means for performing this trajectory correction;
- - means for deflecting the laser beam in a plane passing through the axis of symmetry of the guide cone;
- - means for deflecting this laser beam by rotating this axis about the axis of symmetry of the pilot cone;
- - means for modulating the laser beam with a binary sequence that is different for each cell;
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und aus der Zeichnung, auf die Bezug genommen wird. In der Zeichnung zeigen:Further Features and advantages of the invention will become apparent from the following Description and from the drawing, to which reference is made. In the drawing show:
Gemäß
Zur
Bezeichnung jeder elementaren Zelle des Leitkegels wird der Schnitt
des Leitkegels mit einer Ebene xoy betrachtet, die senkrecht zur
Symmetrieachse AS ist und von dem Flugkörper
In
der Praxis bewegen sich die Ebene xoy und das entsprechende Bezugssystem,
indem sie dem Flugkörper
Die
Bei dem gezeigten Beispiel sind die elementaren Zellen regelmäßig von der Mitte bis zum Umfang verteilt, was zur Folge hat, daß die nahe bei dem Mittelpunkt o liegenden Zellen einander stark überdecken, während die umfangsnahen Zellen einander wenig überdecken.at In the example shown, the elemental cells are regular distributed from the middle to the periphery, which has the consequence that the close to each other at the center o lying cells strongly overlap, while the peripheral cells cover each other little.
Eine Besonderheit der Abtastung des Leitkegels besteht darin, daß jeder Radius oA praktisch gleichzeitig mit dem diametral gegenüberliegenden Radius oA' abgetastet wird. Diese Besonderheit ergibt sich aus dem Codierverfahren, welches verwendet wird, um jede Zelle des Leitkegels zu identifizieren, indem der Laserstrahl moduliert wird. Dieses Codierverfahren besteht im wesentlichen darin, eine binäre Sequenz auszusenden, die für jede Zelle verschieden ist, und eine komplementäre binäre Sequenz für diejenige Zelle auszusenden, die in bezug auf die Symmetrieachse AS symmetrisch liegt.A A special feature of the scanning of the traffic cone is that each Radius oA virtually simultaneously with the diametrically opposite Radius oA 'is scanned. This peculiarity arises from the Coding method, which is used to each cell of the traffic cone to identify by the laser beam is modulated. This Coding is essentially a binary To send out a sequence that is different for each cell, and a complementary binary sequence for to send out that cell, with respect to the axis of symmetry AS is symmetrical.
Bei einer praktischen Ausführungsform wird ein Dauerstrich-Laser verwendet. Jedes Bit der binären Sequenz wird übertragen, indem die Amplitude des Laserstrahls moduliert wird.at A practical embodiment becomes a CW laser used. Each bit of the binary sequence is transmitted by modulating the amplitude of the laser beam.
Es können verschiedene herkömmliche Modulationsverfahren angewendet werden. Eine Modulation, die darin besteht, daß für den Wert 1 eine Beleuchtung und für den Wert 0 der binären Sequenz keine Beleuchtung erfolgt, wäre insofern nachteilig, als kein Mittelwert von der Größe Null entstünde. Ein besseres Modulationsverfahren besteht darin, beispielsweise jedes Bit der Sequenz durch zwei elementare Informationen darzustellen, deren Dauer gleich einer halben Bitperiode ist. Beispielsweise wird jedes Bit vom Wert 1 in der Form einer Beleuchtung während einer halben Bitperiode übertragen, gefolgt von einer Beleuchtungspause während einer halben Bitperiode; umgekehrt für jedes Bit vom Wert 0. Dieses Modulationsverfahren ermöglicht es ferner, eine Fehlerdetektion auszuführen, denn jedes übertragene Bit weist einen Übergang auf. Ein fehlendes Bit kann also durch eine Zählung der Übergänge detektiert werden.Various conventional modulation techniques can be used. A modulation which consists in illuminating for the value 1 and no illumination for the value 0 of the binary sequence would be disadvantageous in that no mean of zero magnitude would result. A better modulation technique is to represent, for example, each bit of the sequence by two elementary information whose duration is equal to half a bit period. For example, each bit of value 1 is transmitted in the form of illumination during a half-bit period, followed by a lighting pause during a half bit period; conversely, for each bit of value 0. This modulation technique also makes it possible to perform error detection because every bit transmitted has a transition. A missing bit can therefore be detected by counting the transitions.
Die
Ausführung einer solchen 100%-Amplitudenmodulation besteht
darin, den Laserstrahl zu einer gegebenen Zelle
Diese besonder Form einer 100%-Modulation des Laserstrahls ist besonders wirksam, denn der Laserstrahl wird unterbrechungslos gesendet. Diese Effizienz kommt zu dem Effekt der Konzentration des Laserstrahls auf eine einzige Zelle hinzu und ermöglicht eine starke Verminderung der mittleren Laserleistung gegenüber einer Leistung bei einem System, das mit räumlicher Codierung arbeitet.These particular form of 100% modulation of the laser beam is special effective, because the laser beam is transmitted without interruption. These Efficiency comes to the effect of the concentration of the laser beam on a single cell and allows for a strong Reduction of average laser power over one Performance in a system that uses spatial coding is working.
Als bevorzugte Ausführungsformen werden zwei Codierverfahren vorgeschlagen, um jede Zelle des Leitkegels zu identifizie ren. Gemäß einem ersten Codierverfahren umfaßt jede binäre Sequenz ein erstes und ein zweites Binärwort, welche die Koordinaten θ und ρ der Zelle in dem System xoy wiedergeben. Jede Zelle wird durch zwei übertragene Koordinaten vollständig markiert, so daß die Zellen mit einem ungleichförmigen Teilungsschritt auf jedem Radius verteilt werden können, wobei jedoch die Symmetrie in bezug auf die Symmetrieachse des Kegels erhalten bleibt. Diese nicht gleichförmige Verteilung ermöglicht es, eine große Anzahl von Zellen in Wegfall zu bringen, die einander in der zentralen Zone des Leitkegels nicht überdecken. Wenn die einander überdeckenden Zellen zahlreich sind, haben sie eine Überabtastung zur Folge, wodurch die gesendete Energie in der Mitte des Leitkegels unnötig konzentriert wird. Andererseits kann durch eine Vergrößerung des Teilungsschrittes der dem Mittelpunkt näherliegenden Zellen die Anzahl von Zellen und somit die Abtastperiode für den gesamten Leitkegel vermindert werden, so daß der Flugkörper seine Position mit höherer Frequenz ermitteln kann.When preferred embodiments are two coding methods proposed to identify each cell of the traffic cone ren The first coding method comprises each binary sequence a first and a second binary word representing the coordinates θ and ρ of the Play cell in the xoy system. Each cell is transmitted through two Coordinates are completely marked so that the cells with a non-uniform pitch step on each radius can be distributed, but the symmetry with respect is maintained on the axis of symmetry of the cone. This non-uniform Distribution allows a large number of To bring cells into abolition, each other in the central zone of the traffic cone. If the overlapping ones Cells are numerous, they have an oversampling to Sequence, reducing the transmitted energy in the middle of the traffic cone unnecessarily concentrated. On the other hand, can by a Enlargement of the division step of the center closer cells the number of cells and thus the Be reduced for the entire traffic cone, so that the missile its position with higher frequency can determine.
Es bestehen jedoch weiterhin Teilüberdeckungen, die einen wesentlichen Vorteil gegenüber dem Verfahren einer räumlichen Codierung nach dem Stand der Technik aufweisen. Die Mittel zum Empfangen des Laserstrahls, welche sich in dem Flugkörper befinden, können nämlich beinahe zu jedem Zeitpunkt die Koordinaten von zwei oder drei Zellen empfangen und können interpolierte Koordinaten berechnen, unter Berücksichtigung der jeweils empfangenen Amplituden für jede der empfangenen binären Sequenzen. Durch diese Interpolation kann die Positionsbestimmung des Flugkörpers verfeinert und somit die Lenkpräzision gesteigert werden.It However, there are still partial overlaps, the one significant advantage over the method of a spatial Coding according to the prior art. The means of receiving the laser beam, which are in the missile, can almost always at any time Coordinates of two or three cells can and receive calculate interpolated coordinates, taking into account the respective received amplitudes for each of the received binary sequences. Through this interpolation, the position determination of the missile refined and thus the steering precision be increased.
Bei
dem in
Beispielsweise
haben in
1 101 = .5 und 0 010 = –2 Codierung von θ im oberen Halbraum
1 101 = .5 and 0 010 = -2 Coding of θ in the upper half space
Ein
Bit der Sequenz S mit dem Wert 0 wird übertragen, indem
die Zelle
Wenn
beispielsweise dieser Laser kontinuierlich arbeitet, erfolgt die
Beendigung der Beleuchtung der Zelle
Die Decodierung der Modulation des durch den Flugkörper empfangenen Laserstrahls erfolgt mittels eines Decoders an Bord der Flugkörpers. Dieser Decoder beginnt mit einer Wiedergabe einer binären Sequenz T, in welcher ein Bit den Wert 1 aufweist, wenn der Decoder eine Beleuchtung während einer Zeitspanne feststellt, die gleich einer halben Bitperiode ist, und anschließend eine fehlende Beleuchtung während einer Dauer, die ebenfalls gleich einer Halbperiode ist. Ein Bit der Sequenz T weist den Wert 0 auf, wenn der Decoder das Ausbleiben einer Beleuchtung während einer Dauer feststellt, die gleich einer halben Periode ist, gefolgt von einer Beleuchtung während einer Dauer, die gleich einer halben Periode ist. Anschließend wird die Sequenz T decodiert, um zwischen dem oberen Halbraum und dem unteren Halbraum zu unterscheiden und einen Wert θ sowie einen Wert ρ wiederzugeben. Wenn sich der Flugkörper in dem oberen Halbraum befindet, beginnt der Empfang des Richtstrahls mit einer Beleuchtung während einer Dauer, die gleich einer Bitperiode ist. Wenn sich der Flugkörper in dem unteren Halbraum befindet, beginnt der Empfang des Richtstrahls mit einer Beleuchtung während einer halben Bitperiode, gefolgt von dem Ausbleiben der Beleuchtung während einer Dauer, die gleich einer Bitperiode ist. Die Länge des ersten Signalrechtecks der Folge T bildet somit das Unterscheidungskriterium für oberen bzw. unteren Halbraum. Es müssen dann lediglich die Werte θ und ρ decodiert werden.The decoding of the modulation of the laser beam received by the missile takes place by means of a decoder on board the missile. This decoder begins by reproducing a binary sequence T in which one bit is equal to 1 when the decoder detects illumination for a period of time equal to one-half bit period and then missing illumination during a duration also equal to one Half-period is. One bit of the sequence T has the value 0 if the decoder uses the Absence of illumination during a period equal to half a period, followed by illumination for a period equal to half a period. Subsequently, the sequence T is decoded to discriminate between the upper half space and the lower half space, and to reproduce a value θ and a value ρ. When the missile is in the upper half-space, the reception of the directional beam begins with illumination for a duration equal to one bit period. When the missile is in the lower half-space, the reception of the directional beam begins with illumination for half a bit period, followed by the lack of illumination for a duration equal to one bit period. The length of the first signal rectangle of the sequence T thus forms the distinguishing criterion for upper or lower half space. Then only the values θ and ρ have to be decoded.
Wenn
sich beispielsweise der Flugkörper in der Zelle
T(9): 0 1 1
0 1 1 0 0For example, if the missile is in the cell
T (9): 0 1 1 0 1 1 0 0
Die
zwei ersten Bits 0, 1 bedeuten, daß sich der Flugkörper
in dem oberen Halbraum befindet. Das zweite, dritte, vierte und
fünfte Bit ergeben direkt den codierten Wert θ:
θ =
1 101 = +5 entsprechend einem Wert von +123,75°.The first two bits 0, 1 mean that the missile is in the upper half-space. The second, third, fourth and fifth bits directly give the encoded value θ:
θ = 1 101 = +5 corresponding to a value of + 123.75 °.
Das sechste, siebte und achte Bit ergeben direkt den Wert ρ = 4.The Sixth, seventh and eighth bits result directly in the value ρ = 4th
Wenn
sich der Flugkörper in der Zelle
T(9'): 1 0 0
1 0 0 1 1When the missile is in the cell
T (9 '): 1 0 0 1 0 0 1 1
Die
zwei ersten Bits 1 und 0 bedeuten, daß sich der Flugkörper
in dem unteren Halbraum befindet. Das zweite, dritte, vierte und
fünfte Bit ergeben direkt den codierten Wert von θ:
θ =
0 0 1 0 = –2 entsprechend –56,25°.The first two bits 1 and 0 mean that the missile is in the lower half-space. The second, third, fourth and fifth bits directly give the coded value of θ:
θ = 0 0 1 0 = -2 corresponding to -56.25 °.
Das
sechste, siebte und achte Bit ergeben den Wert von ρ, der
komplementär zu 1 ist. Eine Komplementierung liefert dann
den Wert:
ρ = 1 0 0 = 4.The sixth, seventh and eighth bits yield the value of ρ which is complementary to 1. Complementation then returns the value:
ρ = 1 0 0 = 4.
Die Sequenz S kann ferner ein zusätzliches binäres Wort enthalten, welches eine Nachricht bildet. Diese Nachricht kann eine Information über die Evolution der Flugbahn des Zieles sein, um es dem Wortrechner des Flugkörpers zu ermöglichen, verbesserte Korrekturen seiner Flugbahn zu erzeugen. Diese Nachricht kann auch eine Information über einen eventuellen Weisungsfehler der Symmetrieachse des Leitkegels sein, damit der Wortrechner eine solche Korrektur der Flugbahn berechnen kann, daß sich der Flugkörper an eine Achse annähert, die in bezug auf die Symmetrieachse des Leitkegels versetzt ist.The Sequence S can also be an additional binary Word containing a message. This message can an information about the evolution of the trajectory of the target be to allow the word calculator of the missile to produce improved corrections of its trajectory. These news may also contain information about a possible instruction error be the symmetry axis of the traffic cone, so the word calculator a such correction of trajectory can calculate that the missile approximates to an axis that in is offset with respect to the axis of symmetry of the traffic cone.
Schließlich kann diese Nachricht die Aktivierung einer von dem Flugkörper mitgeführten Näherungsrakete auslösen.After all This message can activate one of the missile trigger entrained proximity rocket.
Wenn sich der Flugkörper in dem oberen Halbraum befindet, liefert die durch Demodulation des Laserstrahls gewonnene binäre Sequenz direkt die Bits der Nachricht. Wenn sich der Flugkörper in dem unteren Halbraum befindet, komplementiert der Decoder die durch Demodulation des Laserstrahls gewonnene binäre Sequenz, um den exakten Wert der Nachrichtenbits zu rekonstruieren.If the missile is in the upper half-space supplies the binary obtained by demodulation of the laser beam Sequence directly the bits of the message. If the missile is located in the lower half space, the decoder complements the obtained by demodulation of the laser beam binary sequence, to reconstruct the exact value of the message bits.
Wenn die Nachricht lang ist, kann sie in mehrere binäre Wörter unterteilt werden, die jeweils mit einem Identifikations-Präfix versehen sind und im Verlaufe mehrerer aufeinanderfolgender Abtastperioden übertragen werden.If The message is long, it can be in several binary words be divided, each with an identification prefix are provided and transmitted in the course of several consecutive sampling periods become.
Zur Beschleunigung der Abtastung des Leitkegels ist es möglich, die Abtastvorgänge mit alleiniger Übertragung von Koordinaten abwechseln zu lassen mit Abtastvorgängen, bei denen nur eine Nachricht übertragen wird, so daß einer Nachrichtenübertragung nur dann Zeit zugewiesen wird, wenn eine Nachricht tatsächlich übertragen werden soll. Die Nachrichten werden dann von Koordinaten durch ein zusätzliches Bit unterschieden.to Acceleration of the scanning of the traffic cone makes it possible the scans with sole transmission alternate from coordinates with scans, in which only one message is transmitted, so that one Messaging is only assigned time if a message should actually be transmitted. The messages are then sent by coordinates through an additional Differentiated bit.
Ein zweites Codierverfahren besteht darin, eine binäre Sequenz zu übertragen, die nur die Winkelposition θ wiedergibt. Die Art der Abtastung unterscheidet sich dann von der zuvor beschriebenen, da jeder Radius zweifach durch eine Hin- und Rücklaufbewegung des Laserstrahls durchfahren wird, bevor zu dem nächsten Radius übergegangen wird. Die Geschwindigkeit der Abtastung ist konstant, damit die Zellen einen konstanten Teilungsschritt entlang der Radien aufweisen, jedoch kann sie für Hinlauf und Rücklauf verschieden sein. Der Flugkörper ist mit einem Decoder versehen, der zwei Durchgänge des Laserstrahls während jeder Periode der Abtastung des gesamten Leitkegels erfaßt. Aus der Kenntnis der Abtastgeschwindigkeit für jeden Radius leitet der Decoder den Wert des Abstandes von der Symmetrieachse AS her, indem er das Verhältnis zwischen der Dauer des Zeitintervalles zwischen zwei Durchgängen und der Dauer von zwei Abtastvorgängen für einen Radius bildet.A second encoding method is to transmit a binary sequence representing only the angular position θ. The type of scanning then differs from that previously described, since each Ra is traversed twice by a back and forth movement of the laser beam before moving on to the next radius. The speed of the scan is constant so that the cells have a constant pitch step along the radii, but it may be different for trace and retrace. The missile is provided with a decoder which detects two passes of the laser beam during each period of scanning the entire traffic cone. From the knowledge of the scan rate for each radius, the decoder derives the value of the distance from the axis of symmetry AS by forming the ratio between the duration of the time interval between two passes and the duration of two scans for a radius.
Zur Unterscheidung zwischen Hinlauf und Rücklauf müssen binäre Sequenzen ausgesendet werden, deren Zusammensetzung für Hinlauf und Rücklauf voneinander verschieden ist. Beispielsweise kann die binäre Sequenz aus zwei Unterscheidungsbits für oben/unten und drei Bits für den Absolutwert von θ wäh rend des Hinlaufes bestehen, während sie für den Rücklauf aus zwei Unterscheidungsbits für oben/unten und einem 6 Bit-Wort für Nachrichten besteht. Aufgrund der Länge der Sequenzen kann zwischen Hinlauf und Rücklauf unterschieden werden. Bei diesem Beispiel enthält die Sequenz fünf Bits für den Hinlauf und acht Bits für den Rücklauf.to Distinction between trace and rewind need binary sequences are sent out whose composition different for trace and retrace is. For example, the binary sequence may consist of two distinguishing bits for up / down and three bits for the absolute value of θ during the trace, while for the return of two distinguishing bits for top / bottom and a 6 bit word for messages consists. Due to the length of the sequences can be between Hinlauf and return are distinguished. In this example The sequence contains five bits for the Trace and eight bits for the return.
Eine Variante dieses zweiten Codierverfahrens besteht darin, während des Hinlaufs zwei Unterscheidungsbits für oben/unten und drei Bits für den Absolutwert von θ sowie sechs Nachrichtenbits zu übertragen. Während des Rücklaufs wird der Laserstrahl schneller als während des Hinlaufs abgelenkt, wobei jede Zelle während der Dauer einer halben Bitperiode beleuchtet wird. Durch diese Variante kann Zeit gewonnen werden, um die Abtastperiode zu verkürzen.A Variant of this second coding method is while of trace two discrimination bits for up / down and three bits for the absolute value of θ and six To transfer message bits. During the return The laser beam is faster than during the trace distracted, each cell during half a lifetime Bit period is illuminated. This variant can gain time to shorten the sampling period.
Eine Ausführungsvariante für das erste und für das zweite Codierverfahren besteht darin, anstelle eines Dauerstrich-Lasers einen Pulslaser zu verwenden, dessen Kadenz höher liegt als die Bitfrequenz; ferner wird dann eine Empfangsvorrichtung verwendet, die für die Laserimpulse ausgelegt ist. Die Laserimpulse bilden dann einen Unterträger, der durch die binäre Sequenz digital moduliert wird, in analoger Weise wie bei einem kontinuierlich sendenden Laser. Hieraus ergibt sich eine Verbesserung des Signals/Rausch-Verhältnisses für dieselbe mittlere Leistung des Lasers. Ferner ergibt sich eine geringere Empfindlichkeit gegenüber Störungen, die durch Flammen und Rauch verursacht werden, welche vom Antrieb des Flugkörpers ausgehen.A Variant for the first and for the second encoding method is to use instead of a continuous wave laser to use a pulse laser whose cadence is higher as the bit frequency; Further, a receiving device is then used which is designed for the laser pulses. The laser pulses then form a subcarrier, passing through the binary Sequence is digitally modulated, in a manner analogous to a continuously transmitting laser. This results in an improvement the signal-to-noise ratio for the same average power of the laser. Furthermore, there is a lower Sensitivity to disturbances caused by Flames and smoke caused by the propulsion of the missile out.
Eine
weitere Variante besteht darin, einen Dauerstrich-Laser zu verwenden
und den Laserstrahl mit einer Kadenz zu zerhacken, die sehr viel
höher als die Bitfrequenz der zu übertragenden
Sequenz ist. Der Codierer
Eine
weitere Variante besteht darin, einen Pulslaser zu verwenden, dessen
Kadenz der zweifachen Bitfrequenz entspricht, wobei dann Mittel
vorgesehen sind, um die Laserfrequenz mit der Bitfrequenz zu synchronisieren.
Die Modulation des Strahls besteht darin, zwei Impulse für
jedes Bit auszusenden, unabhängig vom Wert desselben. Um
ein Bit mit dem Wert 1 zur Zelle
Wenn ein Pulslaser verwendet wird, werden die beiden Ablenkvorgänge und der Laser miteinander synchronisiert.If A pulsed laser is used, the two deflections and the laser is synchronized with each other.
Die
Es
ist zu beachten, daß die Platte
Der
Laser
Die
Lage des Spiegels
Der
akustooptische Ablenker
Der
Ablenker
Die
dichroitische Platte
Die
Vorrichtung
Die
Verfolgung geschieht, indem die Infrarotstrahlung des Zieles erfaßt
wird. Diese Strahlung wird in einem Bündel
Die
Vorrichtungen
In
jedem Leitsystem ist eine Harmonisierung zwischen der Visierlinie
der Verfolgungseinrichtungen und der Visierlinie der Leitkegel-Abtasteinrichtungen
erforderlich. Diese Visierlinien sind nicht streng kolinear, denn
die Platte
Vor
jedem Start führt die Steuervorrichtung
Wenn
die Harmonisierung unvollkommen ist, trifft derjenige Bruchteil
des Laserstrahls, der auf dem Detektor
Obwohl
der Bruchteil des Laserstrahls, der von der Platte
Die
Messung des Harmonisierungsfehlers erfolgt für mehrere
Vergrößerungswerte des Zooms
Die
Steuermittel
Der
Codierer
In
dem Ablenker
Die
Der
Zylinder
Zur Verwirklichung der Kreisabtastung können auch andere Vorrichtungen verwendet werden: Wollaston-Prima, Péchant-Prisma, rotierendes Zweiflach usw.to Realization of the circular scan can also be done by other devices Wollaston-Prima, Péchant prism, rotating Two-flat, etc.
Die
Wenn
der Flugkörper
Während
dieser Nachführungsphase besitzt der Leitkegel
Die
Auf
diese Nachführungsphase folgen drei weitere Leitphasen.
Während sich der Flugkörper in einer Entfernung
befindet, die zwischen d1 und einer Entfernung d2 liegt, wird der
Durchmesser der Schnittfläche des Leitkegels konstantgehalten,
indem die Ablenkamplitude des akustooptischen Ablenkers
Die
Wenn
sich der Flugkörper in einer Entfernung befindet, die zwischen
d2 und einer Entfernung d3 liegt, wird der Durchmesser der Schnittfläche
Wenn
der Flugkörper die Entfernung d3 überschreitet,
hat der Zoom
Die
Vorrichtung
Die
Da
der Bildaufnehmer
Im übrigen
stimmt die Vorrichtung mit der ersten Ausführungsform überein.
Ein Laser
Im Rahmen der zahlreichen Ausführungsformen der Erfindung ist es insbesondere vorgesehen, eine dichroitische Platte zu verwenden, welche bei der Wellelänge des Laserlichtes reflektiert und bei den Wellenlängen zur Erzeugung eines Zielbildes durchlässig ist. In diesem Falle ergibt sich eine Permutation des optischen Weges der Mittel zur Abtastung des Leitkegels mit dem optischen Weg, der durch den Verschluß, die dämpfende Platte und die Würfelecke gebildet ist.in the Frame of the numerous embodiments of the invention In particular, it is intended to use a dichroic plate which reflects at the wavelength of the laser light and at the wavelengths to produce a target image is permeable. In this case, a permutation results the optical path of the means for scanning the traffic cone with the optical path through the shutter, the damping Plate and the cube corner is formed.
Ferner kann auch ein Laser verwendet werden, dessen Wellenlänge von 10,6 μm abweicht.Further Also, a laser can be used whose wavelength deviates from 10.6 microns.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature
- - ”Optical Command and Beamrider missile guidance”, R. L. Sitton, SPIE. Vol. 317, S. 358–364 [0005] - Optical Command and Beamrider Missile Guidance, RL Sitton, SPIE. Vol. 317, pp. 358-364 [0005]
- - ”An improved acousto-optic laser scanner guidance system Michael Higgins, Gerald Titmuss, John Evans, Richard Martyn, British Aerospace U. K.” [0007] "Michael Higgins, Gerald Titus, John Evans, Richard Martyn, British Aerospace UK" - "An improved acousto-optic laser scanner guidance system" [0007]
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Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR8903927 | 1989-03-24 | ||
FR8903927 | 1989-03-24 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE4008341A1 true DE4008341A1 (en) | 2009-12-24 |
Family
ID=9380051
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE4008341A Withdrawn DE4008341A1 (en) | 1989-03-24 | 1990-03-15 | System for guiding projectiles by means of a directional beam coded in polar coordinates |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4008341A1 (en) |
GB (1) | GB9006130D0 (en) |
IT (1) | IT9047705A1 (en) |
SE (1) | SE9001051D0 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103115604A (en) * | 2013-01-18 | 2013-05-22 | 北京理工大学 | Method for measuring roll angle of guided cartridge based on scanning laser beams |
-
1990
- 1990-03-02 IT IT047705A patent/IT9047705A1/en unknown
- 1990-03-15 DE DE4008341A patent/DE4008341A1/en not_active Withdrawn
- 1990-03-19 GB GBGB9006130.0A patent/GB9006130D0/en not_active Ceased
- 1990-03-22 SE SE9001051A patent/SE9001051D0/en unknown
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
"An improved acousto-optic laser scanner guidance system Michael Higgins, Gerald Titmuss, John Evans, Richard Martyn, British Aerospace U. K." |
"Optical Command and Beamrider missile guidance", R. L. Sitton, SPIE. Vol. 317, S. 358-364 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103115604A (en) * | 2013-01-18 | 2013-05-22 | 北京理工大学 | Method for measuring roll angle of guided cartridge based on scanning laser beams |
CN103115604B (en) * | 2013-01-18 | 2014-12-10 | 北京理工大学 | Method for measuring roll angle of guided cartridge based on scanning laser beams |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB9006130D0 (en) | 2009-08-12 |
IT9047705A1 (en) | 1990-09-25 |
SE9001051D0 (en) | 1990-03-22 |
IT9047705A0 (en) | 1990-03-02 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8141 | Disposal/no request for examination |