DE69726812T2 - Zielsuchkopf eines Flugkörpers - Google Patents

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DE69726812T2
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DE69726812T
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Jacques Roze Des Ordons
Jean-Pierre Merle
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Aerospatiale Matra
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Aerospatiale Matra
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41WEAPONS
    • F41GWEAPON SIGHTS; AIMING
    • F41G7/00Direction control systems for self-propelled missiles
    • F41G7/20Direction control systems for self-propelled missiles based on continuous observation of target position
    • F41G7/22Homing guidance systems
    • F41G7/226Semi-active homing systems, i.e. comprising a receiver and involving auxiliary illuminating means, e.g. using auxiliary guiding missiles
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41WEAPONS
    • F41GWEAPON SIGHTS; AIMING
    • F41G7/00Direction control systems for self-propelled missiles
    • F41G7/20Direction control systems for self-propelled missiles based on continuous observation of target position
    • F41G7/22Homing guidance systems
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    • F41G7/2293Homing guidance systems characterised by the type of waves using electromagnetic waves other than radio waves

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen an einem Flugzeug montierten Zielsuchkopf zur Bestimmung von Befehlen, um den Flugkörper zu einem Ziel zu leiten.
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich genauer auf einen Zielsuchkopf der Art die insbesondere Folgendes umfasst:
    • – ein System zur Zielerfassung;
    • – eine Quelle von Trägheitsinformationen; und
    • – eine zentrale Datenverarbeitungseinheit, die die Führungsbefehle bestimmt.
  • Es ist bekannt, dass es zum Führen eines Flugkörpers, zum Beispiel von einem Flugzeug, einem Hubschrauber oder einer Erdstation, mittels eines solchen Zielsuchkopfs zu einem Ziel üblich ist, ein Laserbeleuchtungsgerät, zum Beispiel ein Lasergewehr, das Lichtblitze auf das Ziel zu dessen Beleuchtung aussendet, die kurzen, vorübergehend codierten Lichtimpulsen mit bestimmter Frequenz (bestimmten Frequenzen) entsprechen. Der Zielsuchkopf erfasst die Lichtblitze, die vom Ziel reflektiert werden, und er ermittelt ihre Reflexionsrichtung, die der Richtung des Ziels entspricht, was es dann ermöglicht, Befehle zur Führung des Flugkörpers zu berechnen.
  • Auf bekannte Weise verwendet der Zielsuchkopf zur Erfassung und Lokalisierung eines so beleuchteten Ziels einen Sensor mit kleinem Feld, der an einer Ausrichtungs- und Stabilisierungsplattform der Visierlinie des Sensors montiert ist.
  • Eine solche übliche Lösung besitzt zahlreiche Nachteile, insbesondere
    • – ist ihre Anwendung kompliziert;
    • – muss äußerst genau die Position der Plattform in Bezug auf eine Bezugssystem des Flugkörpers bestimmt werden; und
    • – ist ihre Herstellung sehr kostenaufwändig.
  • Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Beseitigung dieser Nachteile. Sie betrifft einen Zielsuchkopf mit geringen Kosten, der es gestattet, einen Flugkörper auf einfache und genaue Weise zu einem Ziel zu führen.
  • Dazu ist der Zielsuchkopf des vorstehend angeführten Typs erfindungsgemäß dadurch bemerkenswert, dass das Zielsuchsystem Folgendes umfasst:
    • – ein System zur Erkennung von vom Ziel kommenden Lichtblitzen; und
    • – ein System zur Ortung des Ziels, das Folgendes umfasst:
    • – einen lichtempfindlichen Detektor, der fest am Flugkörper montiert ist und eine Matrix lichtempfindlicher Sensoren besitzt; und
    • – ein Fokussierungsmittel, das auf die Matrix des lichtempfindlichen Detektors das Bild der am Vorderteil des Flugkörpers vorliegenden Szene projiziert.
  • Dank der Verwendung eines lichtempfindlichen Detektors, der eine Matrix nachstehend beschriebener lichtempfindlicher Sensoren umfasst und so ein großes Feld besitzt, das den gesamten Erfassungsbereich des Ziels abdecken und optisch verschiedene Teile des Erfassungsbereichs unterscheiden kann, kann dieser lichtempfindliche Detektor fest am Flugkörper montiert werden, wodurch keine Ausrichtungs- und Stabilisierungsplattform vorgesehen werden muss und folglich die vorgenannten Nachteile beseitigt werden können.
  • Außerdem umfasst der lichtempfindliche Detektor lichtempfindliche Sensoren, die mit lichtempfindlichen Sensoren ausgestattet sind, die die erhaltene Lichtenergie in ein elektrisches Signal umwandeln können, und jeder dieser lichtempfindlichen Sensoren besitzt außer der lichtempfindlichen Diode ein Mittel zur Verarbeitung der von der lichtempfindlichen Diode erzeugten elektrischen Signale, wobei dieses Verarbeitungsmittel einen Nebenschlusskreis umfasst, der
    • – zum einen die elektrischen Signale verstärkt, die eine schnelle Anstiegszeit aufweisen und einem von der lichtempfindlichen Diode erhaltenen Lichtblitz entsprechen; und
    • – zum anderen die elektrischen Signale abschwächt, die eine langsame zeitliche Veränderung aufweisen und Beleuchtungen mit schwach veränderlicher Intensität der lichtempfindlichen Diode entsprechen.
  • Im Übrigen umfasst das Lichtblitzerkennungssystem auf vorteilhafte Weise eine lichtempfindliche Diode, die die Lichtblitze erfassen kann, die von der Szene vor dem Flugkörper kommen, und Mittel, die unter den genannten georteten Lichtblitzen diejenigen ermitteln kann, die vom bezeichneten Ziel kommen, wodurch ein einfaches und genaues Erkennungssystem mit geringem Kostenaufwand erzielt werden kann.
  • Schließlich umfasst das Zielerfassungssystem auf vorteilhafte Weise einen Verschluss, der das Sichtfeld des Zielortungssystems verschließt, wobei der Verschluss so gesteuert wird, dass er das Sichtfeld jedes Mal freigibt, wenn ein vom Ziel kommender Lichtblitz erwartet wird, wodurch vermieden wird, dass sich das Zielortungssystem dauernd in Betrieb befindet, und es gegen schädliche Lichtstrahlen geschützt werden kann, wenn es nicht in Betrieb ist.
  • Außerdem umfasst auf vorteilhafte Weise
    • – jeder der lichtempfindlichen Sensoren ein Binarisierungsmittel, das es gestattet, in Abhängigkeit vom durch das Mittel zur Verarbeitung elektrischer Signale gebildeten Signal, einen binären Zustand des lichtempfindlichen Sensors zu bestimmen; und
    • – jeder der lichtempfindlichen Sensoren ein Speichermittel zur Aufzeichnung des binären Zustands.
  • Im Übrigen kann das System zur Erkennung von Lichtblitzen eine über einem vorher festgelegten Wert liegende Veränderung der charakteristischen Lichtintensität von mindestens einem der lichtempfindlichen Sensoren erkennen.
  • In einer ersten Variante überwacht das System zur Erkennung von Lichtblitzen den elektrischen Strom, den jeder der lichtempfindlichen Sensoren verbraucht, wobei jede Erhöhung des verbrauchten elektrischen Stroms, die über einem vorher festgelegten Erhöhungswert liegt, eine Veränderung der charakteristischen Lichtintensität anzeigt.
  • In einer zweiten Variante überwacht das System zur Erkennung von Lichtblitzen den binären Zustand der lichtempfindlichen Sensoren, wobei jede Veränderung des binären Zustands in einen Zustand, der die Erkennung eines Lichtblitzes darstellt, eine Veränderung der charakteristischen Lichtintensität anzeigt.
  • Vorzugsweise umfasst das System zur Erkennung von Lichtblitzen in dieser zweiten Variante ein erstes Netz von Schieberegistern, das den binären Zustand aller lichtempfindlichen Sensoren des lichtempfindlichen Detektors übertragen kann.
  • Ferner ermöglicht es das Ortungssystem in der zweiten Ausführungart auf vorteilhafte Weise, auf der Matrix des lichtempfindlichen Detektors die Position eines jeden lichtempfindlichen Sensors zu orten, der einen Lichtblitz erfasst.
  • Auf vorteilhafte Weise umfasst das Ortungssystem ein zweites Netz von Schieberegistern, mit dem der binäre Zustand aller lichtempfindlichen Sensoren in Reihe in einer vorher festgelegten Reihenfolge übertragen werden können, wobei die Reihenfolge jedes lichtempfindlichen Sensors in der Übertragungsreihe repräsentativ für seine Position auf der Matrix ist.
  • Damit die Ortung noch genauer erfolgt, wenn Lichtblitze von mehreren lichtempfindlichen Sensoren geortet werden, umfasst das Ortungssystem vorteilhafter Weise ein Rechenmittel, mit dem ausgehend von den georteten Positionen aller lichtempfindlichen Sensoren, die einen Lichtblitz erfasst haben, eine Mittelstellung bestimmt werden kann.
  • Weiterhin wird durch das Ortungssystem in einer vorteilhaften Umsetzung
    • – die Stärke des Signals ermittelt, das vom Verarbeitungsmittel jedes lichtempfindlichen Sensors, der einen Lichtblitz erfasst hat, erzeugt wird;
    • – die Position jedes lichtempfindlichen Sensors ermittelt, der einen Lichtblitz erfasst hat; und
    • – ausgehend von den so ermittelten Stärken und Positionen der entsprechende Massenmittelpunkt berechnet, der die gesuchte Ortung darstellt.
  • Die Figuren der beigefügten Zeichnung erleichtern das Verständnis dafür, wie die Erfindung ausgeführt werden kann. In diesen Figuren werden gleiche Elemente mit identischen Bezugszahlen bezeichnet.
  • 1 veranschaulicht schematisch einen erfindungsgemäßen Zielsuchkopf, der an einem Flugkörper montiert ist.
  • 2 zeigt eine erste Ausführungsart eines Erfassungssystems eines erfindungsgemäßen Zielsuchkopfs.
  • 3 zeigt eine zweite Ausführungsart eines Erfassungssystems eines erfindungsgemäßen Zielsuchkopfs.
  • 4 zeigt schematisch einen lichtempfindlichen Detektor der zweiten Ausführungsart.
  • 5 veranschaulicht in Abhängigkeit von der Zeit die erfindungsgemäß von einem Erfassungssystem eines Zielsuchkopfs ausgeführten Operationen.
  • 6 zeigt schematisch einen lichtempfindlichen Sensor des lichtempfindlichen Detektors der 4.
  • 7 veranschaulicht die Verarbeitung eines elektrischen Signals durch ein Verarbeitungsmittel des lichtempfindlichen Sensors der 6.
  • Der endungsgemäße Zielsuchkopf 1 ist an einem Flugkörper M, beispielsweise einer Rakete, montiert, von dem in 1 schematisch nur der vordere Teil dargestellt ist.
  • Auf bekannte Wiese umfasst das Zielsuchgerät 1, das Befehle zum Führen des Flugkörpers M zu einem Ziel C ermitteln soll, Folgendes:
    • – ein Zielerfassungssystem SD1 oder SD2;
    • – eine Quelle von Trägheitsinformationen 2; und
    • – eine Zentraleinheit 3 zur Informationsverarbeitung, die über Verbindungen 4 und 5 mit dem System SD1 oder SD2 beziehungsweise der Quelle 2 verbunden ist und die die genannten Führungsbefehle ermittelt.
  • Auf bekannte Weise wird das Ziel C mittels eines nicht dargestellten Beleuchtungsgeräts durch Lichtblitze EL beleuchtet, die kurzen codierten Impulsen entsprechen, die im Allgemeinen in konstanten und vorher festgelegten Abständen ausgesendet werden, wie im vorliegenden Beispiel angenommen wird.
  • Um den Flugkörper M führen zu können, erkennt das Zielerfassungssystem SD1 oder SD2 unter allen empfangenen Lichtstrahlen die genannten Lichtblitze EL, die vom Ziel C kommen, das heißt, von diesem aufgrund von dessen Beleuchtung reflektiert werden, und es ermittelt deren Richtung.
  • Natürlich kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung in einer speziellen Verwendungs- und Ausführungsart das Ziel auch selbst die Lichtblitze aussenden, um dem Flugkörper die Richtung anzuzeigen, in die er fliegen muss, um das Ziel zu erreichen.
  • Erfindungsgemäß umfasst das Erfassungssystem SD1 oder SD2 zur Ortung des Ziels C Folgendes:
    • – ein System SI1 oder SI2 zur Erkennung von Lichtblitzen EL, die vom Ziel kommen und in konstanten und vorher festgelegten Zeitabständen ausgesendet werden; und
    • – ein Zielortungssystem SL1 oder SL2, das Folgendes umfasst:
    • – einen lichtempfindlichen Detektor D1 oder D2, der fest am Flugkörper M montiert ist und eine Matrix lichtempfindlicher Sensoren besitzt; und
    • – ein Fokussierungsmittel 6 oder 7, das auf den lichtempfindlichen Detektor D1 oder D2 das Bild der am Vorderteil des Flugkörpers M vorliegenden Szene projiziert, die in Bezug auf eine Visierachse AV des Zielsuchkopfs 1 zentriert ist.
  • Die vorgenannten Elemente SI1, SL1, D1 und 6 entsprechen den wesentlichen Elementen einer ersten Ausführungsart SD1 des in 2 dargestellten Erfassungssystems, wohingegen die Elemente SI2, SL2, D2 und 7 denen einer zweiten Ausführungsart SD2 des in 3 dargestellten Erfassungssystems entsprechen.
  • Da dank der Erfindung der Lichtempfindliche Detektor D1 oder D2 fest ist, benötigt somit der Zielsuchkopf A keine Stabilisierungsplattform (die komplex und kostenaufwändig ist), wie dies bei den bekannten Zielsuchköpfen der Fall ist.
  • In der ersten Ausführungsart SD1 der 2
    • – ist der lichtempfindliche Detektor D1 ein Matrixdetektor des eine Belastungsumschaltungsvorrichtung umfassenden Typs, der über eine Verbindung 8 mit einer Recheneinheit 9 verbunden ist, die das Ziel C ausgehend von vom genannten lichtempfindlichen Detektor D1 gelieferten Informationen ortet; und
    • – umfasst das System SI1 zur Erkennung von Lichtblitzen EL eine lichtempfindliche Diode 10, die die empfangene Lichtenergie in ein elektrisches Signal umwandelt, und ein Fokussierungsmittel 11, das die Lichtblitze EL, die von der Szene kommen, die der Detektor D1 sieht und die in Bezug auf eine Visierachse AV des Zielsuchkopfs 1 zentriert sind, zur lichtempfindlichen Diode 10 sendet.
  • Das System SI1 überträgt die von der lichtempfindlichen Diode 10 erzeugten elektrischen Signale über eine Verbindung 12 zur Recheneinheit 9.
  • Ausgehend von diesen Signalen kann die Recheneinheit 9 das Ziel C auf die nachstehend unter Bezugnahme auf die zweite Ausführungsart der 3 beschriebene Weise erkennen.
  • Das Erfassungssystem SD1 umfasst außerdem einen Verschluss 13, der am Vorderteil des Systems SL1 in der Visierachse AV so montiert ist, dass er das Sichtfeld des lichtempfindlichen Detektors D1 verschließt.
  • Vorzugsweise verschließt der Verschluss 13 im Normalbetrieb das Sichtfeld und er gibt es erst frei, wenn ihm die Recheneinheit 9 über eine Verbindung 14 mitteilt, dass vom System SI1 ein Ziel C erkannt worden ist.
  • Genauer wird das Sichtfeld freigegeben, wenn ein vom Ziel C kommender Lichtblitz EL erwartet wird, sodass der lichtempfindliche Detektor D1 dann diesen Lichtblitz EL erfassen und das System SD1 davon die Ortung des Ziels C ableiten kann.
  • In der zweiten in 3 dargestellten Ausführungsart ist das Erfassungssystem SD2 ein univalentes System, in dem das Erkennungssysten SI2 und das Ortungssystem SL2 beide den genannten lichtempfindlichen Detektor D2 umfassen, wie nachstehend in unter Bezugnahme auf die 4 beschrieben wird.
  • Das Erfassungssystem SD2 umfasst außer dem lichtempfindlichen Detektor D2 und dem Fokussierungsmittel 7 eine Zentraleinheit 15, die über eine Verbindung 16 mit dem lichtempfindlichen Detektor D2 verbunden ist, der die in 4 dargestellten und nachstehend beschriebenen wesentlichen Elemente des lichtempfindlichen Detektors D2 steuert, der gegebenenfalls bestimmte dieser Elemente umfasst und die von diesen erzeugten Ergebnisse erhält und verarbeitet.
  • Wie in 4 zu sehen ist, umfasst der lichtempfindliche Detektor D2 in Form einer Matrix angeordnete lichtempfindliche Sensoren H.
  • Die lichtempfindlichen Sensoren H sind untereinander in Zeilen L1, L2, L3, L4, L5 und in Spalten C1, C2, C3, C4 verbunden
  • Erfindungsgemäß erfasst das Erkennungssystem SI2 jede Beleuchtungsänderung eines dieser lichtempfindlichen Detektoren H, die über einem vorher festgelegten Wert liegt und charakteristisch für die Beleuchtung des lichtempfindlichen Sensors H durch einen Lichtblitz EL ist.
  • In der in 4 dargestellten Ausführungsart überwacht das Erkennungssystem SI2 den nachstehend beschriebenen binären Zustand aller lichtempfindlichen Sensoren H, die ebenfalls nachstehend beschrieben werden, sodass jegliche Zustandsänderung, vom Zustand 0 (oder nicht von einem Lichtblitz EL beleuchteten Zustand) in den Zustand 1 (oder von einem Lichtblitz EL beleuchteten Zustand) als eine Veränderung der charakteristischen Lichtintensität betrachtet wird, das heißt, dass sie repräsentativ für die Erfassung eines Lichtblitzes EL ist.
  • Dazu umfasst das Erfassungssystem SI2 Folgendes:
    • – ein Netz 18 von Schieberegistern, die über Verbindungen 20 bis 24 mit den Zeilen L1, L2, L3, L4 beziehungsweise L5 verbunden sind, wobei das Netz 18 über eine Verbindung 25 zeilenweise den binären Zustand jedes lichtempfindlichen Sensors H übertragen kann; und
    • – ein Mittel 26 zur Beurteilung des binären Zustands der lichtempfindlichen Sensoren H, das mit der Verbindung 25 verbunden ist und es ermöglicht, die für eine Erfassung von Lichtblitzen EL repräsentativen Zustände 1 herauszuziehen.
  • In einer anderen, nicht dargestellten Ausführungsart ist das Erkennungssystem so ausgebildet, dass es den elektrischen Strom, den jeder der lichtempfindlichen Sensoren H verbraucht, überwacht, wobei jede Erhöhung des verbrauchten elektrischen Stroms, die über einem vorher festgelegten Erhöhungswert liegt, eine Veränderung der charakteristischen Lichtintensität anzeigt.
  • Ferner umfasst das Erkennungssystem SI2 außerdem ein Mittel 27, das über eine Verbindung 28 mit dem Mittel 26 verbunden ist, um das Ziel C, das in konstanten und vorher festgelegten Zeitabständen T Lichtblitze EL reflektiert, zu erkennen.
  • Dazu
    • – zeichnet das Mittel 27 jede Veränderung der charakteristischen Lichtintensität auf;
    • – misst das Mittel 27 den Zeitabstand zwischen zwei erfassten aufeinanderfolgenden Veränderungen der charakteristischen Lichtintensität;
    • – vergleicht das Mittel 27 den so gemessenen Zeitabstand mit dem vorher festgelegten Zeitabstand T; und
    • – erkennt das Mittel 27 das Ziel C in Abhängigkeit von diesem Vergleich, wie nachstehend in Bezug auf die 5 zu sehen ist.
  • Im Übrigen umfasst das Ortungssystem SL2 erfindungsgemäß ein Netz 29 von Schieberegistern, die über Verbindungen 30 bis 33 mit den Spalten C1, C2, C3 beziehungsweise C4 des lichtempfindlichen Detektors D2 verbunden sind, wobei das Netz 29 den binären Zustand aller lichtempfindlichen Sensoren H in Reihe in einer vorher festgelegten Reihenfolge übertragen kann, wobei die Reihenfolge jedes lichtempfindlichen Sensors in der Übertragungsreihe repräsentativ für seine Position auf der Matrix ist.
  • So kann die Position jedes lichtempfindlichen Sensors H mit einem Zustand 1 geortet werden.
  • Es ist natürlich möglich, dass ein einziger Lichtblitz EL von großem Durchmesser mehrere lichtempfindlichen Sensoren H in ihren Zustand 1 versetzt. Damit in diesem Fall eine genaue Ortung erfolgen kann, umfasst das Ortungssystem SL2 daher außerdem erfindungsgemäß ein Rechenmittel 35, das über eine Verbindung 36 mit dem Netz 29 verbunden ist und ausgehend von den georteten Positionen aller lichtempfindlichen Sensoren H, die einen Lichtblitz EL erfasst haben, eine Mittelstellung bestimmen kann.
  • Ferner umfasst das Ortungssystem SL2 in einer besonders vorteilhaften Ausführungsart außerdem ein Rechenmittel 37:
    • – das
    • – über die halbierte Verbindung 36 die Position aller lichtempfindlichen Sensoren H erhält, die einen Lichtblitz EL erfasst haben; und
    • – über eine Verbindung 38 die Stärke des Signals Vs jedes lichtempfindlichen Sensors H, der einen Lichtblitz EL erfasst hat, erhält, das von einem nachstehend beschriebenen Verarbeitungsmittel erzeugt wird; und
    • – das ausgehend von den Stärken und den so erhaltenen Positionen den entsprechenden Masseschwerpunkt berechnet, der die gesuchte Ortung darstellt.
  • 5 ist ein Schema, das in Abhängkeit von der Zeit t die verschiedenen Stufen eines solchen Prozesses zur Erkennung und Ortung eines Ziels C mit Hilfe des Erfassungssystems SD2 veranschaulicht.
  • Vorzugsweise befindet sich das Erkennungssystem SI2 bei der Erfassung in Wachschaltung und das Ortungssystem SL2 ist außer Betrieb.
  • Auf einer Zeile P1 der 5 sind die verschiedenen Beleuchtungen I1 bis I6 dargestellt, die in Abhängigkeit von der Zeit t beziehungsweise von Momenten t1 bis t6 vom lichtempfindlichen Sensor D2 erfasst worden sind und erhaltenen Lichtblitzen EL entsprechen.
  • Auf einer Zeile P2 ist mit Hilfe des Erkennungssystems SI2 die Erkennung von den Beleuchtungen unter allen erfassten Beleuchtungen I1 bis I6, die vom Ziel C kommen, das heißt, von denen, die durch eine Zeit T getrennt sind, veranschaulicht. Da zum einen die Dauern T1 zwischen t1 und t2 und T3 zwischen t2 und t3 kleiner sind als T, entsprechen die Paare I1/I2, I1/I3 und I2/I3 nicht zwei aufeinanderfolgenden, vom Ziel C reflektierten Beleuchtungen.
  • Dagegen ist die Dauer zwischen den Zeitpunkten t2 und t4 gleich T, wobei natürlich mögliche Fehlerbereiche berücksichtigt werden. Indem auf diese Weise ein Paar von Beleuchtungen I2 und I4 erkannt worden ist, die vom Ziel C reflektiert werden, können die Zeitpunkte t5, t6 usw. der folgenden vom Ziel C reflektierten Beleuchtungen I5, I6 usw. mit Dauern T, 2T usw. nach t4 auf einen Fehlerbereich ME genau vorgesehen werden.
  • Dann kann in Zeitfenstern Fe zu den Zeitpunkten t5, t6 usw. das Ortungssystem SI2 aktiviert werden, damit es das Ziel C auf die vorher beschriebene Weise ortet.
  • In 6 ist einer der lichtempfindlichen Sensoren H dargestellt, die im endungsgemäßen lichtempfindlichen Detektor D2 verwendet werden.
  • Erfindungsgemäß umfasst der lichtempfindliche Sensor Folgendes:
    • – eine lichtempfindliche Diode 40, die zum einen über einen Widerstand R1 an eine positive Spannung +V und zum anderen an die Masse Ma geschaltet ist und die erhaltene Lichtenergie in ein elektrisches Signal umwandeln kann; und
    • – ein Mittel 41 zur Verarbeitung der von der lichtempfindlichen Diode 40 erzeugten elektrischen Signale.
  • Das Mittel 41 ist in Form eines Nebenschlusskreises bekannten Typs ausgeführt, der Folgendes umfasst:
    • – einen Differentialverstärker 42, dessen nicht umschaltender Eingang (+) mit einem Anschlusspunkt 43 verbunden ist, der sich zwischen der lichtempfindlichen Diode 40 und dem Widerstand R1 befindet und dessen umschaltender Eingang (–) über ein C-Glied Ca an die Masse Ma geschaltet ist; und
    • – einen Widerstand R2, der zum einen mit einem Anschlusspunkt 44 zwischen dem C-Glied Ca und dem umschaltenden Eingang (–) und zum anderen mit dem Ausgang 45 des Differentialverstärkers 42 verbunden ist.
  • Während der Beleuchtung der lichtempfindlichen Diode 40 wandelt das Verarbeitungsmittel 41 das von der lichtempfindlichen Diode 40 erzeugte elektrische Signal, das in den 6 und 7 in Form einer Spannung Ve dargestellt ist, in ein verarbeitetes und in Form einer Spannung Vs dargestelltes Signal um. Wie in 7 zu sehen ist, erfolgt bei Vergleich der Schemata, die die Veränderungen der Spannungen Ve und Vs in Abhängigkeit von der Zeit t veranschaulichen, die Verarbeitung des Verabeitungsmittels 41 so, dass:
    • – es zum einen die elektrischen Signale I verstärkt, die eine schnelle Anstiegszeit aufweisen und einem von der lichtempfindlichen Diode 40 erhaltenen Lichtblitz EL entsprechen. Es macht auch die relativ plötzlichen Veränderungen s1 und s2 des Lichthintergrundrauschens F sichtbar; und
    • – zum anderen schwächt es die elektrischen Signale ab, die eine langsame zeitliche Veränderung aufweisen und Beleuchtungen mit schwach veränderlicher Intensität, das heißt im Wesentlichen dem Lichthintergrundrauschen F entsprechen.
  • So können dank der Erfindung kurze Impulse im Lichthintergrundrauschen F deutlich gemacht werden, wodurch auf genaue Weise Lichtblitze EL mit geringer Intensität in Bezug auf das Lichthintergrundrauschen F erfasst werden können. Der lichtempfindliche Sensor H ermöglicht es so insbesondere, Impulse mit geringer Stärke zu erfassen, die von einem Ziel C, das sich in großer Entfernung von lichtempfindlichen Sensor H und somit vom Flugkörper M befindet, ausgesendet oder reflektiert werden.
  • Erfindungsgemäß umfasst der lichtempfindliche Sensor H außerdem, wie schematisch in 6 dargestellt ist,
    • – ein Binarisierungsmittel 46, das über eine Verbindung 47 mit dem Ausgang 45 des Differentialverstärkers 42 verbunden ist und die Spannung Vs am Ausgang 45 mit einer Bezugsspannung Vo vergleicht und in Abhängigkeit vom Ergebnis dem lichtempfindlichen Sensor H einen binären Zustand 0 (wenn Vs kleiner ist als Vo) oder 1 (wenn Vs größer ist als Vo) zuweist; und
    • – ein Speichermittel 48, das durch eine Verbindung 49 mit dem Binarisierungsmittel 46 verbunden ist, das den von letzterem ermittelten binären Zustand aufzeichnet und diese Information über eine Verbindung 50 übertragen kann.

Claims (14)

  1. An einem Flugkörper (M) montierter Zielsuchkopf, der Befehle zum Führen des Flugkörpers (M) zu einem Ziel (C) ermitteln soll, das Lichtblitze (EL) aussendet und insbesondere Folgendes umfasst: – ein System zur Zielerfassung (SD1, SD2), das Folgendes umfasst: – einen lichtempfindlichen Detektor (D1, D2), der fest am Flugkörper (M) montiert ist und einen Bereich besitzt, der einen vorher festgelegten Erfassungsbereich des Ziels (C) abdecken kann und eine Matrix lichtempfindlicher Sensoren (H) besitzt; und – Erkennungs- (SI1, SI2) und Ortungssysteme (SL1, SL2) zum Erkennen und Orten von vom Ziel (C) ausgesendeten Lichtblitzen (EL) auf der lichtempfindlichen Matrix des lichtempfindlichen Detektors (D1, D2) – eine Quelle von Trägheitsinformationen (2); und – eine zentrale Datenverarbeitungseinheit (3), die mit dem Zielerfassungssystem (SD1, SD2) und der Quelle von Trägheitsinformationen (2) verbunden ist und die Führungsbefehle bestimmt, dadurch gekennzeichnet, dass das Zielerfassungssystem (SD1, SD2) außerdem ein Fokussierungsmittel (6, 7) umfasst, das auf die Matrix des lichtempfindlichen Detektors (D1, D2) das Bild der am Vorderteil des Flugkörpers (M) vorliegenden Szene projiziert und gegebenenfalls die Lichtblitze (EL), die vom Ziel (C) ausgesendet werden, umfasst, dadurch, dass der lichtempfindliche Detektor (D2) lichtempfindliche Sensoren (H) besitzt, die jeweils mit lichtempfindlichen Sensoren (40) versehen sind, die die empfangene Lichtenergie in ein elektrisches Signal umwandeln können, und dadurch, dass jeder dieser lichtempfindlichen Sensoren (H) außer der lichtempfindlichen Diode (40) ein Mittel (41) zur Verarbeitung der von der lichtempfindlichen Diode (40) erzeugten elektrischen Signale besitzt, wobei dieses Verarbeitungsmittel (41) einen Nebenschlusskreis umfasst, der – zum einen die elektrischen Signale verstärkt, die eine schnelle Anstiegszeit aufweisen und einem von der lichtempfindlichen Diode (40) erhaltenen Lichtblitz (EL) entsprechen; und – zum anderen die elektrischen Signale abschwächt, die eine langsame zeitliche Veränderung aufweisen und Beleuchtungen mit schwach veränderlicher Intensität der lichtempfindlichen Diode (40) entsprechen.
  2. Zielsuchkopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das System (SI1) zur Erkennung von Lichtblitzen (EL) eine lichtempfindliche Diode (10) umfasst, die die Lichtblitze (EL) erfassen kann, die von der Szene vor dem Flugkörper (M) kommen, und Mittel (9), die unter den genannten georteten Lichtblitzen (EL) diejenigen ermitteln kann, die vom Ziel (C) kommen.
  3. Zielsuchkopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das System (SD1) zur Zielerfassung einen Verschluss (13) umfasst, der das Sichtfeld des Zielortungssystems (SL1) verschließt, wobei der Verschluss (13) so gesteuert wird, dass er das Sichtfeld jedes Mal freigibt, wenn ein vom Ziel (C) kommender Lichtblitz (EL) erwartet wird.
  4. Zielsuchkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das System (SI2) zur Erkennung von Lichtblitzen (EL) den genannten lichtempfindlichen Detektor (D2) umfasst.
  5. Zielsuchkopf nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der lichtempfindlichen Sensoren (H) ein Binarisierungsmittel (46) umfasst, das es gestattet, in Abhängigkeit vom durch das Mittel (41) zur Verarbeitung elektrischer Signale gebildeten Signal, einen binären Zustand des lichtempfindlichen Sensors (H) zu bestimmen.
  6. Zielsuchkopf nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der lichtempfindlichen Sensoren (H) ein Speichermittel (48) zur Aufzeichnung des binären Zustands umfasst.
  7. Zielsuchkopf nach einem der Ansprüche 1 und 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das System (SI2) zur Erkennung von Lichtblitzen (EL) eine über einem vorher festgelegten Wert liegende Veränderung der charakteristischen Lichtintensität von mindestens einem der lichtempfindlichen Sensoren (H) erkennen kann.
  8. Zielsuchkopf nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das System zur Erkennung von Lichtblitzen (EL) den elektrischen Strom überwacht, den jeder der lichtempfindlichen Sensoren verbraucht, wobei jede Erhöhung des verbrauchten elektrischen Stroms, die über einem vorher festgelegten Erhöhungswert liegt, eine Veränderung der charakteristischen Lichtintensität anzeigt.
  9. Zielsuchkopf nach den Ansprüchen 7 und 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das System (SI2) zur Erkennung von Lichtblitzen (EL) den binären Zustand der lichtempfindlichen Sensoren (H) überwacht, wobei jede Veränderung des binären Zustands in einen Zustand, der die Erkennung eines Lichtblitzes (EL) darstellt, eine Veränderung der charakteristischen Lichtintensität anzeigt.
  10. Zielsuchkopf nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das System (SI2) zur Erkennung von Lichtblitzen (EL) ein erstes Netz (18) von Schieberegistern umfasst, das den binären Zustand aller lichtempfindlichen Sensoren (H) des lichtempfindlichen Detektors (D2) übertragen kann.
  11. Zielsuchkopf nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Ortungssystem (SL2) es ermöglicht, auf der Matrix des lichtempfindlichen Detektors (D2), die Position eines jeden lichtempfindlichen Sensors (H) zu orten, der einen Lichtblitz (EL) erfasst.
  12. Zielsuchkopf nach den Ansprüchen 11 und 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Ortungssystem (SL2) ein zweites Netz (29) von Schieberegistern umfasst, mit dem der binäre Zustand aller lichtempfindlichen Sensoren (H) in Reihe in einer vorher festgelegten Reihenfolge übertragen werden kann, wobei die Reihenfolge jedes lichtempfindlichen Sensors (H) in der Übertragungsreihe repräsentativ für seine Position auf der Matrix ist.
  13. Zielsuchkopf nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Ortungssystem (SL2) ein Rechenmittel (35) umfasst, mit dem ausgehend von den georteten Positionen aller lichtempfindlichen Sensoren (H), die einen Lichtblitz (EL) erfasst haben, eine Mittelstellung bestimmt werden kann.
  14. Zielsuchkopf nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Ortungssystem (SL2) – die Stärke des Signals ermittelt, das vom Verarbeitungsmittel (41) jedes lichtempfindlichen Sensors (H), der einen Lichtblitz (EL) erfasst hat, erzeugt wird; – die Position jedes lichtempfindlichen Sensors (H) ermittelt, der einen Lichtblitz (EL) geortet hat; und – ausgehend von den so ermittelten Stärken und Positionen den entsprechenden Massenmittelpunkt berechnet, der die gesuchte Ortung darstellt.
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