DE4122623C2 - Control device for beam tracking - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Steuerungseinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a control device according to the preamble of claim 1.
Eine Einrichtung zur Strahlnachführung ist aus der DE 27 57 585 A1 bekannt. Zum selbsttätigen Ausrichten bzw. Nachführen eines Laserstrahles auf ein entferntes Ziel ist dort eine Richtvorrichtung in Form eines ver schwenkbar gelagerten Planspiegels im abgehenden Strahlengang hinter einem Fokussierteleskop vorgesehen, der mittels phasenversetzter An steuerung von Piezostellgliedern in eine Taumelbewegung versetzt wird, um eine kreisförmige Bewegung eines Laserlichtfleckes im Ziel hervor zurufen.A device for beam tracking is known from DE 27 57 585 A1. To the automatic alignment or tracking of a laser beam on a distant target there is a straightening device in the form of a ver pivoting plane mirror in the outgoing beam path behind a focus quarter telescope provided by phase-shifted to control of piezo actuators is made to wobble, by a circular movement of a laser light spot in the target call.
Mittels eines Strahlungsdetektors empfangene reflektierte Energie ist ein Maß für die Ablage des Zieles aus der mittleren Strahlrich tung und kann deshalb für die Strahlnachführung ausgewertet werden. Nicht berücksichtigt ist bei dieser o. g. Einrichtung, daß es bei Ver wendung eines Hochenergielaserstrahles, der unmittelbar im Ziel Funk tionsstörungen oder sogar Beschädigungen hervorzurufen im Stande sein soll, wichtig ist, dieser Zielausrichtung des Strahles auch noch Maß nahmen zur Strahlformung zu überlagern, die störenden Streueinflüssen auf dem Übertragungsweg zum Ziel und damit einer ungewünschten Strahl aufweitung entgegenwirken. Reflected energy received by a radiation detector is a measure of the placement of the target from the middle beam direction and can therefore be evaluated for beam tracking. This does not take into account the above. Establishment that Ver application of a high-energy laser beam that radioed directly at the target malfunctions or even damage It is important that this target alignment of the beam should also be measured took to the beam formation to overlay the disturbing stray influences on the transmission path to the destination and thus an unwanted beam counteract expansion.
Um dieses Problem zu lösen, wurde in der gattungsbildenden DE 34 22 232 A1 vorgeschlagen, die Position als Regelgröße zu nutzen, wobei sowohl für die Zielsuche und -verfolgung als auch für die Atmosphärenkorrektur von einem soge nannten MDA-Spiegel Gebrauch gemacht wird.To solve this problem, it was proposed in the generic DE 34 22 232 A1 to use the position as a control variable, both for the target search and tracking as well as for atmospheric correction from a so-called called MDA mirror is used.
Ein solcher Spiegel ist beispielsweise in dem Artikel von James E. Harvey & Gray M. Callahan "Wavefront error compensation capabilities of multiactuator deformable mirrors" (SPIE Vol. 141 Adaptive-Optical- Components, 1978, Seiten 50 . . . 57) beschrieben.Such a mirror is for example in the article by James E. Harvey & Gray M. Callahan "Wavefront error compensation capabilities of multiactuator deformable mirrors "(SPIE Vol. 141 Adaptive-Optical- Components, 1978, pages 50. , , 57).
In der Einrichtung laut DE 34 22 232 A1 werden nun diejenigen Verfor mungen der Spiegelfläche, die auf der Zielsuche bzw. Zielverfolgung beruhen, hinsichtlich der Raumausrichtung von der Plattform und hin sichtlich der Entfernung von der Teleskopoptik ausgeglichen. Dadurch steht eine im Mittel stets ebene Fläche des MDA-Spiegels für die Atmo sphärenkorrektur zur Verfügung, die sich somit über die volle Verfor mungsdynamik des Signals erstrecken kann.In the device according to DE 34 22 232 A1, those Verfor measurements of the mirror surface that are on the search for a target or pursuit of a target based on the spatial orientation of the platform and back visually compensated for the distance from the telescope optics. Thereby A flat surface of the MDA mirror stands for the atmosphere spherical correction is available, which is thus over the full verfor dynamics of the signal can extend.
Der Spiegel ist, wie bereits dargelegt, auf einer Plattform angeordnet, wobei durch eine entsprechende Ansteuerung der Plattform der über den Spiegel abgehende Strahl in Azimutrichtung und in seiner Elevation ver schwenkt und ausgerichtet werden kann. Als Energiequelle für diesen Strahl dient beispielsweise ein Hochenergiegaslaser. Über eine Um lenkeinrichtung wird dabei der erzeugte Strahl zur Reflexion an eine deformierbare Spiegelfläche gelenkt, wie er als MDA-Spiegel bekannt ist, um die Verzerrungen zu kompensieren, die der abgehende Strahl auf dem Wege zum Ziel durch atmosphärisch bedingte Störeinflüsse erfährt. Vor dem Plattformspiegel verläuft der auf den Spiegel geführte Strahlengang durch eine Teleskopoptik mit elektromechanisch einstellbarer Brennweite, um je nach der Distanz zum reflektierten Ziel, in das die gebündelte Energie des abgehenden Strahles auftreffen soll, den Brennpunktabstand dieses ab gehenden Strahles variieren zu können.As already stated, the mirror is arranged on a platform, by a corresponding control of the platform of the Ver outgoing beam in azimuth direction and in its elevation ver pivots and can be aligned. As an energy source for this The beam is used, for example, by a high-energy gas laser. About an order The steering device is the beam generated for reflection at a deflectable mirror surface, known as the MDA mirror, to compensate for the distortion caused by the outgoing beam on the Experienced ways to the goal through atmospheric interference. Before the The mirror path runs through the platform mirror a telescope optics with electromechanically adjustable focal length, by ever according to the distance to the reflected target, into which the bundled energy of the outgoing beam should hit the focal point distance to be able to vary the outgoing beam.
Der reflektierte Strahl vom Plattformspiegel wird über eine Empfangs elektronik auf einen Detektor geleitet. Dessen Intensitätsinformation ist ein Maß dafür, wie stark die tatsächliche Bündelung des Strahles am reflektierenden Ziel ist. Um die Energiedichte am Ziel gleich zu halten, wird ein Stellwertgeber mit der Intensitätsinformation aus dem Detektor angesteuert, um Kompensationsinformationen an einen Verstärker zu lie fern, dessen Ausgänge Stellgrößen zur Ansteuerung der MDA-Stellglieder liefern, mit deren Hilfe eine räumliche Deformation der wirksamen Spiegelfläche des MDA-Spiegels vorgenommen wird.The reflected beam from the platform mirror is received electronics directed to a detector. Its intensity information is a measure of how much the beam is actually focused on reflective goal is. To keep the energy density at the target the same, becomes a control value transmitter with the intensity information from the detector driven to provide compensation information to an amplifier remote, the outputs of which are actuating variables for controlling the MDA actuators deliver, with the help of a spatial deformation of the effective Mirror surface of the MDA mirror is made.
Die örtliche Verformung dieser Spiegelfläche über dem Querschnitt des an ihr reflektierten internen Strahlenganges führt also zu entsprechen der optischer Beeinflussung der Querschnittgegebenheiten im abgehenden Strahl in dem Sinne, daß die atmosphärischen Störeinflüsse und eine nicht optimale Brennweitenvorgabe zum Ziel gerade kompensiert werden. Es sind aber hinsichtlich der Oberflächengegebenheiten der Spiegelfläche und der Stelldynamik der Stellglieder nur relativ kleine Auslenkungen realisierbar. Um diese Verformungsdynamik der Spiegelfläche möglichst vollständig für die Kompensation atmosphärischer Störeinflüsse ver fügbar zu haben und um mittels des abgehenden Strahles ein Ziel in einem großen Winkelbereich und auch bei starken Entfernungsschwankungen erfas sen und verfolgen zu können, wird der Stellwertgeber auch für die Ver schwenkbewegung der Plattform und eine Verstellbewegung der Teleskop optik eingesetzt, wobei diese Bewegungen derart gerichtet sind, daß sie die Strahlnachführverformung der Spiegelfläche hinsichtlich Ausrichtung und Brennpunktabstand übernehmen und dadurch die entsprechende Verfor mung der Spiegelfläche zurückgeführt werden kann.The local deformation of this mirror surface over the cross section of the to reflect on its reflected internal beam path the optical influencing of the cross-sectional conditions in the outgoing Beam in the sense that the atmospheric interference and a not optimal focal length target to be compensated for the target. But it is with regard to the surface conditions of the mirror surface and the actuating dynamics of the actuators only relatively small deflections realizable. To this deformation dynamics of the mirror surface as possible completely for the compensation of atmospheric disturbances to have available and in order to achieve a target in one by means of the outgoing beam large angular range and detected even with large distance fluctuations To be able to track and track, the control unit is also used for the ver pivoting movement of the platform and an adjusting movement of the telescope optics used, these movements are directed so that they the beam tracking deformation of the mirror surface with regard to alignment and focus distance take over and thereby the corresponding Verfor tion of the mirror surface can be traced.
Es hat sich in der Praxis herausgestellt, daß die Dynamik dieser Positionsregelung nicht immer ausreichend ist.It has been found in practice that the dynamics of this Position control is not always sufficient.
Die DE 32 30 068 C2 beschreibt ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zu dessen Durchführung zur Positionierung eines Laserstrahls auf ein Zielobjekt. Hierzu wird der Winkel zwischen der von der getroffenen Stelle des Zielobjekts ausge sandten thermische Strahlung und dem reflektierten Laserstrahl ermittelt. Dieser Winkel ist ein Maß für eine Steuereinrichtung zur Strahlennachführung, um so eine gewünschte Einwirkzeit des Lasers auf dem Zielobjekt zu erzielen.DE 32 30 068 C2 describes a method and an apparatus for the same Implementation for positioning a laser beam on a target object. For this is the angle between that of the hit point of the target object sent thermal radiation and the reflected laser beam determined. This Angle is a measure of a control device for beam tracking, especially so to achieve a desired exposure time of the laser on the target object.
Ein Nachteil jenes Vorschlags ist jedoch, daß der Laserstrahl während seiner Ein wirkzeit nicht auf das Zielobjekt variablen Abstands fokussiert bleibt, so daß ein maximaler Energieübertrag auf die getroffene Stelle nicht immer gewährleistet bleibt und somit der Wirkungsgrad nicht optimal ist.A disadvantage of that proposal, however, is that the laser beam is on during its on real time does not remain focused on the target object variable distance, so that a maximum energy transfer to the affected area is not always guaranteed and therefore the efficiency is not optimal.
Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, bei einer Einrichtung zur Strahlnachführung zur Erhöhung der Dynamik den Arbeitsbereich des Kippspiegels einzuschränken, wobei der Fehler der Regelgröße, um ein hochgenaues Gesamtverhalten zu erzielen, schrittweise reduziert werden soll und dabei ein maximaler Energieübertrag auf das Zielobjekt gewährleistet ist. The invention is therefore based on the object in a device for beam tracking to increase the dynamic range of the Restrict tilting mirror, the error of the controlled variable to a to achieve highly precise overall behavior, be gradually reduced should and at the same time a maximum energy transfer on the target object is guaranteed.
Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 formulierten Merkmale gelöst.This object is achieved by the features formulated in claim 1 solved.
Durch die Grob- und Feinfokussierung wird eine bessere Fokussierdynamik erreicht.Coarse and fine focusing improves the focusing dynamics reached.
Gleichzeitig bleibt der Zielkontakt, auch bei Zielverlust im adaptiven Kanal, im IR-Kanal, erhalten.At the same time, the target contact remains adaptive, even if the target is lost Channel, in the IR channel.
Zusätzliche Alternativen und Weiterbildungen sowie weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen und, auch unter Berücksichtigung der Darlegung in der Zusammenfassung, dem Ausführungsbeispiel.Additional alternatives and further training as well as further features and Advantages of the invention result from the further claims and, also taking into account the presentation in the summary, the Embodiment.
Die Erfindung wird nachstehend anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert.The invention is illustrated below with reference to the drawing Exemplary embodiment explained.
Zur Erläuterung der Strahlnachführung wird eine Blockdarstellung ver wendet.A block diagram is used to explain beam tracking applies.
Der von einem Laser 1 erzeugte Strahl 2 wird über eine adaptive Optik 3, welche die Stackpositionen 4 erzeugt, auf zwei Berechnungseinheiten 5, 6 geführt. Die erste Berechnungseinheit 5 berechnet die Parameter für die Spiegelverkippung des in der adaptiven Optik 3 enthaltenen Korrekturspiegels bzw. deformierbaren Spiegels. Die Berechnung erfolgt getrennt für den Azimut 8 und die Elevation 9, wobei deren Parameter auf einen Regler 10 geführt werden, welcher den Stelltrieb 11 für den Kippspiegel 7 beein flußt.The beam 2 generated by a laser 1 is guided to two calculation units 5 , 6 via an adaptive optical system 3 , which generates the stack positions 4 . The first calculation unit 5 calculates the parameters for the mirror tilting of the correction mirror or deformable mirror contained in the adaptive optics 3 . The calculation is carried out separately for the azimuth 8 and the elevation 9 , the parameters of which are passed to a controller 10 which influences the actuating drive 11 for the tilting mirror 7 .
Der vom Kippspiegel 7 abgegebene Leitstrahl 12 wird auf ein Teleskop 13 geführt.The guide beam 12 emitted by the tilting mirror 7 is guided onto a telescope 13 .
Die Stackposition 4 wird gleichzeitig in der Berechnungseinheit 6 für die Erzeugung der Spiegelsphärenparameter genutzt. Diese Parameter die nen zur Feinfokussierung 14 in einem Fokussierantrieb 15. Dieser Fokus sierantrieb 15 erzeugt die Positionen 16 für den Sekundärspiegel, welche auf das Teleskop 13 geleitet werden.The stack position 4 is simultaneously used in the calculation unit 6 for the generation of the mirror sphere parameters. These parameters are used for fine focusing 14 in a focusing drive 15 . This focus sierantrieb 15 generates the positions 16 for the secondary mirror, which are directed to the telescope 13 .
Der Strahl 17 vom Teleskop 13 wird auf das Target 18 geleitet. Die vom Target 18 reflektierten Strahlen 19, 20 werden einmal auf die adaptive Optik 3 zurückgeführt und zum anderen in einer IR-Kamera 21, welche eine Bildverarbeitung steuert, ausgewertet.The beam 17 from the telescope 13 is directed onto the target 18 . The beams 19 , 20 reflected by the target 18 are fed back to the adaptive optics 3 and evaluated in an IR camera 21 , which controls image processing.
Das mit der IR-Kamera 21 aufgenommene Videosignal 22 wird in einer Trackerelektronik 23 ausgewertet, und zwar getrennt für den Azimut und die Elevation. Die von der Trackerelektronik 23 erzeugten Fehlersignale 24, 25 für den Azimut und die Elevation werden jeweils getrennt auf einen Regler 26 und eine Signalerzeugung 27 geführt.The video signal 22 recorded with the IR camera 21 is evaluated in a tracker electronics 23 , specifically for the azimuth and the elevation. The error signals 24 , 25 generated by the tracker electronics 23 for the azimuth and the elevation are each routed separately to a controller 26 and a signal generator 27 .
Der Regler 26 beeinflußt einen Stellantrieb 28 für das Teleskop 13. Der Stellantrieb 28 weist dabei eine Rückkopplung 29 zum Regler 26 auf. Über den Stellantrieb 28 wird die Drehzahl für den Azimut und die Elevation des Teleskopes 13 beeinflußt.The controller 26 influences an actuator 28 for the telescope 13 . The actuator 28 has a feedback 29 to the controller 26 . The speed for the azimuth and the elevation of the telescope 13 is influenced by the actuator 28 .
Von der Signalerzeugung 27, welche die Aufbereitung der Kippspiegelfeh lersignale vornimmt, werden Ansteuersignale getrennt für den Azimut und die Elevation auf den Stellantrieb 11 für den Kippspiegel 7 geführt. Vom Kippspiegel 7 ist noch eine Rückführung 30 auf den Regler 10 vorgesehen, wobei der Regler 10 über diesen Weg Informationen über die Istgeschwindigkeit des Azimut und der Elevation erhält.From the signal generator 27 , which performs the processing of the tilt mirror error signals, control signals for the azimuth and the elevation are performed on the actuator 11 for the tilt mirror 7 . A return 30 from the tilting mirror 7 is also provided to the controller 10 , the controller 10 receiving information about the actual speed of the azimuth and the elevation in this way.
Zur Grobfokussierung 31 des Fokussierantriebes 15 ist ein Laserentfer nungsmesser 32 vorgesehen, welcher ebenfalls auf das Target 18 gerich tet ist.For coarse focusing 31 of the focusing drive 15 , a laser distance meter 32 is provided, which is also directed to the target 18 .
Die Steuerungseinrichtung kann man an sich als kaskadiertes System ansehen, welches darauf beruht, schrittweise den Fehler der Regelgröße, d. h. der Regelabweichung, zu reduzieren, wodurch ein hochgenaues und dynamisches Gesamtverhalten erreicht wird.The control device can be used as a cascaded system view, which is based on the error of the controlled variable, d. H. the control deviation, to reduce, which makes a highly accurate and dynamic overall behavior is achieved.
Jedes der kaskadierten Systeme hat dabei die Aufgabe, den bleibenden Fehler des übergeordneten Systems zu verringern.Each of the cascaded systems has the task of remaining Reduce errors of the parent system.
Durch diese Abarbeitung wird erreicht, daß jedes System nur für einen beschränkten Betriebsbereich die geforderten Leistungen erbringen muß. Damit ergibt sich eine höhere Leistungsfähigkeit und Robustheit für das Gesamtsystem bei technisch realisierbaren Einzelsystemen.This processing ensures that each system only for one limited operating area must provide the required services. This results in a higher performance and robustness for the Complete system with technically feasible individual systems.
Die Strahlführung ist grundsätzlich in zwei Blöcke unterteilt:
The beam guidance is basically divided into two blocks:
- - Realisierung der Strahlnachführung (Tracking)- Realization of beam tracking
- - Realisierung der bei der Strahlnachführung geforderten Intensitäts maximierung (Fokussierung des Laserstrahles).- Realization of the intensity required for beam tracking maximization (focusing of the laser beam).
Für den 1. Punkt kommt der IR-Trackingregelkreis als kaskadiertes System zum Tragen.For the 1st point, the IR tracking control loop comes as a cascaded System to carry.
Hierbei wird mit der IR-Kamera 21 das Ziel (Target 18) erfaßt und innerhalb des erzeugten Bildes 22 mit Hilfe eines Fensters der zu ver folgende Zielpunkt markiert.In this case, the target (target 18 ) is detected with the IR camera 21 and the target point to be followed is marked within the generated image 22 using a window.
Die Trackerelektronik 23 wertet das Bild nun dahingehend aus, welche aktuelle Lage der markierte Zielpunkt gegenüber einer festen Referenz, beispielsweise dem Fadenkreuz, hat.The tracker electronics 23 now evaluates the image to determine what current position the marked target point is in relation to a fixed reference, for example the crosshair.
Eine Abweichung vom gewünschten Referenzpunkt wird in Form der zwei Fehlersignale 24, 25 für Elevation und Azimut (d. h. getrennt in verti kale und in horizontale Abweichung) an den Regler 26 des Nachführkrei ses weitergegeben.A deviation from the desired reference point is passed on to the controller 26 of the tracking circuit in the form of the two error signals 24 , 25 for elevation and azimuth (ie separately in vertical and in horizontal deviation).
Das Ausgangssignal des Reglers 26 wird jetzt als Winkelgeschwindigkeits sollwert, getrennt in Azimut und Elevation, an den unterlagerten Ge schwindigkeitsregelkreis 28 des 2-Achsen-Bewegungsmechanismus des Teles kopes 13 weitergeleitet.The output signal of the controller 26 is now passed as an angular velocity setpoint, separated in azimuth and elevation, to the underlying speed control loop 28 of the 2-axis movement mechanism of the telescope 13 .
Durch die örtliche Befestigung der IR-Kamera 21 auf dem bewegten Teil des Teleskopes 13 werden die Auswirkungen der Teleskopbewegungen direkt auf die Ansteuerung des Teleskopes 13 zurückgekoppelt, so daß bei rich tiger Bemessung des geschlossenen Regelkreises das Teleskop 13 jederzeit den markierten Zielpunkt anvisiert.Due to the local attachment of the IR camera 21 on the moving part of the telescope 13 , the effects of the telescope movements are directly fed back to the actuation of the telescope 13 , so that the telescope 13 is aimed at the marked target point at all times when the closed control circuit is properly dimensioned.
Bedingt durch Bauteiltoleranzen und physikalische Grenzen ist die geforderte Trackinggenauigkeit nicht immer gegeben.This is due to component tolerances and physical limits required tracking accuracy is not always given.
Um den bestehenden Trackingrestfehler auf die erforderliche Größe zu reduzieren, wird das unterlagerte System, bestehend aus der adaptiven Optik 3 und dem Kippspiegel 7, mit einbezogen.In order to reduce the existing residual tracking error to the required size, the subordinate system, consisting of the adaptive optics 3 and the tilting mirror 7 , is also included.
Die adaptive Optik 3 erfaßt den verbleibenden Fehler über den vom Ziel reflektierten Laserstrahl 20 und steuert damit den deformierbaren Spie gel derart, daß der Trackingfehler auf das gewünschte Maß verringert wird.The adaptive optics 3 detects the remaining error via the laser beam 20 reflected from the target and thus controls the deformable mirror such that the tracking error is reduced to the desired level.
Der deformierbare Spiegel wird dabei zur Verbesserung des dynamischen Verhaltens um die Nullage betrieben.The deformable mirror is used to improve the dynamic Behavior around the zero operated.
Dieses geschieht dadurch, daß auftretende Verkippungen des deformierba ren Spiegels aus den Positionen seiner Stellelemente ermittelt und als Drehzahlsollwert an den Regelkreis 10, 11 zur Positionierung des Kippspiegels 7 weitergeleitet werden.This happens in that occurring tilting of the deformierba ren mirror determined from the positions of its actuators and passed on as a speed setpoint to the control circuit 10 , 11 for positioning the tilting mirror 7 .
Durch das Ausführen der kommandierten Winkelgeschwindigkeit, d. h. Dreh zahl, wird die entstandene Verkippung vom Kippspiegel 7 übernommen. Dadurch wird gleichzeitig verhindert, daß der deformierbare Spiegel durch größere Verkippung, verursacht durch größere Trackingfehler, an seine Stellgrenze läuft.By executing the commanded angular velocity, ie speed, the resulting tilt is taken over by the tilting mirror 7 . At the same time, this prevents the deformable mirror from reaching its setting limit due to greater tilting, caused by larger tracking errors.
Die Fehlersignale 24, 25 der Trackerelektronik 23, welche zusätzlich als Sollgröße auf den Kippspiegelregelkreis 11 aufgeschaltet werden, dienen zur Verbesserung des Nachführverhaltens des Kippspiegels 7.The error signals 24 , 25 of the tracker electronics 23 , which are additionally applied to the tilting mirror control circuit 11 as a setpoint, serve to improve the tracking behavior of the tilting mirror 7 .
Die Forderung laut Punkt 2 an die Systemeigenschaften wird ebenfalls durch ein kaskadiertes System erreicht, wobei das übergeordnete System hierbei durch den aktiven Laserentfernungsmesser 32 und den Fokussier antrieb 15 für das Teleskop gebildet wird.The requirement according to point 2 of the system properties is also achieved by a cascaded system, the superordinate system being formed by the active laser range finder 32 and the focusing drive 15 for the telescope.
Der Laserentfernungsmesser 32 ermittelt laufend die aktuelle Zielent fernung, und nach dem Umsetzen in eine Sollposition 31 für den Fokussier antrieb 15 wird über diese Regelung für eine aktuelle Fokussierung wäh rend der Zielverfolgung gesorgt.The laser rangefinder 32 continuously determines the current target distance, and after converting it to a target position 31 for the focusing drive 15 , this control ensures that the target is kept current while the target is being tracked.
Der verbleibende Restfehler in der Fokussiernachführung aufgrund unge nauer Zielentfernungsbestimmung wird ebenfalls über die zusätzliche In formation 4 aus der adaptiven Optik 3 weiter reduziert.The remaining residual error in the focusing tracking due to inaccurate target distance determination is also further reduced via the additional information 4 from the adaptive optics 3 .
Dabei wird über die Positionen der Stellelemente des deformierbaren Spiegels die aktuelle Sphäre 6 des deformierbaren Spiegels ermittelt und nach einer Signalanpassung dieser Wert additiv auf den Regelkreis des Fokussierantriebes 15 als Sollwert 14 aufgeschaltet.In this case, the current sphere 6 of the deformable mirror is determined via the positions of the adjusting elements of the deformable mirror and, after a signal adaptation, this value is also added to the control loop of the focusing drive 15 as the desired value 14 .
Dieses Vorgehen hat neben der Reduzierung des Restfehlers bei der Fokus sierung noch den Vorteil, daß der deformierbare Spiegel weitgehend von Fokussieraufgaben entlastet wird und damit auf andere Störungen, wie beispielsweise atmosphärische Störungen, schneller und genauer reagieren kann.In addition to reducing the residual error in the focus, this procedure has sation still has the advantage that the deformable mirror largely of Focusing tasks are relieved and thus on other disorders, such as for example atmospheric disturbances, react faster and more precisely can.
Claims (4)
mit jeweils einem ersten Regelkreis zur groben Zielverfolgung und zur gro ben Fokussierung des Teleskops (13) auf ein Ziel (18),
sowie mit jeweils einem zweiten Regelkreis zur feinen Zielverfolgung und zur feinen Fokussierung auf das Ziel (18),
wobei für die grobe Zielverfolgung eine das Ziel (18) aufnehmende, am Tele skop (13) befestigte IR-Kamera (21) eine Trackerelektronik (23) derart beauf schlagt, daß die aktuelle Lage des markierten Zielpunktes gegenüber einer festen Referenz in Form von Fehlersignalen für Azimut (25) und Elevation (24) auf einen Regler (26) geführt werden, der einen Stellantrieb (28) zur Ausrichtung des Teleskops (13) auf das Ziel (18) steuert,
wobei die feine Zielverfolgung eines verbliebenen Trackingrestfehlers des Teleskops (13) durch die momentane Verkippung (5) der adaptiven Optik (3) unter Einfluß des vom Ziel (18) reflektierten Strahls (20) geschieht, indem der Kippspiegel (7) die Verkippung nach Azimut (8) und Elevation (9) zu rückführt,
und wobei weiter für die grobe Fokussierung (Grobfokussierung (31)) des Teleskops (13) über einen Fokussierantrieb (15) während der Zielverfolgung ein auf das Ziel (18) gerichteter Laserentfernungsmesser (32) dient,
und wobei die feine Fokussierung (Feinfokussierung (14)) des Teleskops (13) über den Fokus sierantrieb (15) gemäß der momentanen Sphäre (6) eines Korrekturspiegels bzw. deformierbaren Spiegels, der Bestandteil der adaptiven Optik (3) ist, unter Einfluß des vom Ziel (18) reflektierten Strahles (20) geschieht. 1. Control device for target tracking beam tracking with a pivotable and focusable telescope ( 13 ) and an adaptive optics ( 3 ) in the beam path of an outgoing laser beam ( 2-12-17 ),
each with a first control loop for rough target tracking and for rough focusing of the telescope ( 13 ) on a target ( 18 ),
as well as with a second control loop each for fine target tracking and fine focusing on the target ( 18 ),
whereby for the rough target tracking a target ( 18 ), attached to the telescope ( 13 ) attached IR camera ( 21 ) strikes a tracker electronics ( 23 ) in such a way that the current position of the marked target point relative to a fixed reference in the form of error signals for azimuth ( 25 ) and elevation ( 24 ) on a controller ( 26 ) which controls an actuator ( 28 ) for aligning the telescope ( 13 ) to the target ( 18 ),
wherein the fine target tracking of a remaining tracking error of the telescope ( 13 ) by the current tilt ( 5 ) of the adaptive optics ( 3 ) under the influence of the beam ( 20 ) reflected by the target ( 18 ) is done by the tilt mirror ( 7 ) tilting according to azimuth ( 8 ) and elevation ( 9 ),
and further wherein a is used for the rough focusing (coarse focusing (31)) of the telescope (13) via a focusing drive (15) during the target tracking to the target (18) directed laser rangefinder (32)
and wherein the fine focusing (fine focusing ( 14 )) of the telescope ( 13 ) via the focus sierantrieb ( 15 ) according to the current sphere ( 6 ) of a correction mirror or deformable mirror, which is part of the adaptive optics ( 3 ), under the influence of from the target ( 18 ) reflected beam ( 20 ) happens.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19914122623 DE4122623C2 (en) | 1991-07-09 | 1991-07-09 | Control device for beam tracking |
| FR9208425A FR2681144B1 (en) | 1991-07-09 | 1992-07-08 | CONTROL DEVICE FOR BEAM TRACKING. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19914122623 DE4122623C2 (en) | 1991-07-09 | 1991-07-09 | Control device for beam tracking |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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