EP3048410A1 - Suchkopf für einen lenkflugkörper - Google Patents

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EP3048410A1
EP3048410A1 EP16000016.2A EP16000016A EP3048410A1 EP 3048410 A1 EP3048410 A1 EP 3048410A1 EP 16000016 A EP16000016 A EP 16000016A EP 3048410 A1 EP3048410 A1 EP 3048410A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
roll
rolling
frame
detector
sensor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP16000016.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP3048410B1 (de
Inventor
Joachim Barenz
Nicolai Künzner
Hakan KISAKÜREK
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Diehl Defence GmbH and Co KG
Original Assignee
Diehl BGT Defence GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Diehl BGT Defence GmbH and Co KG filed Critical Diehl BGT Defence GmbH and Co KG
Publication of EP3048410A1 publication Critical patent/EP3048410A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3048410B1 publication Critical patent/EP3048410B1/de
Active legal-status Critical Current
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41—WEAPONS
    • F41G—WEAPON SIGHTS; AIMING
    • F41G7/00—Direction control systems for self-propelled missiles
    • F41G7/20—Direction control systems for self-propelled missiles based on continuous observation of target position
    • F41G7/22—Homing guidance systems
    • F41G7/2213—Homing guidance systems maintaining the axis of an orientable seeking head pointed at the target, e.g. target seeking gyro
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41—WEAPONS
    • F41G—WEAPON SIGHTS; AIMING
    • F41G7/00—Direction control systems for self-propelled missiles
    • F41G7/20—Direction control systems for self-propelled missiles based on continuous observation of target position
    • F41G7/22—Homing guidance systems
    • F41G7/2253—Passive homing systems, i.e. comprising a receiver and do not requiring an active illumination of the target
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41—WEAPONS
    • F41G—WEAPON SIGHTS; AIMING
    • F41G7/00—Direction control systems for self-propelled missiles
    • F41G7/20—Direction control systems for self-propelled missiles based on continuous observation of target position
    • F41G7/22—Homing guidance systems
    • F41G7/2273—Homing guidance systems characterised by the type of waves
    • F41G7/2293—Homing guidance systems characterised by the type of waves using electromagnetic waves other than radio waves

Definitions

  • the invention relates to a seeker head for a missile with an outer housing, a detector unit with a matrix detector, an optical system for imaging an object from an object scene surrounding the missile to the detector comprising an input optic and an optical hinge and a roll pitch system for Aligning at least the entrance optics on the object with a rolling frame and a pitch frame.
  • Target seeking guided missiles are equipped with a seeker head with input optics that can track the movement of a moving target.
  • an input optics is movably mounted to a dome of the missile or its outer casing and driven by a motor so that it is pivotable in a large angular range.
  • Such a viewfinder optics is from the DE 10 2010 055 493 A1 known.
  • a very accurate image with small aberrations on an imaging unit is advantageous in order to reliably detect the target as such, even at a great distance.
  • the detector unit is arranged roll-stable on the rolling frame.
  • the invention is based on the consideration that it requires the optical detection of very distant and small targets of a very sensitive seeker.
  • the sensitivity of a seeker depends especially on the exposure time of the detector system, so for example the integration time of a matrix detector.
  • the maximum possible exposure time for a sharp imaging of the object on the matrix detector in turn depends on the scene dynamics during the integration time, ie on the movement of the image of the object over the detector surface.
  • the search head which is structurally connected to the guided missile, rolls along with it and also a matrix-fixedly arranged matrix detector.
  • the input optics of the seeker head oriented thereon must be unrolled, ie rotated at the same roll rate counter to the direction of roll of the seeker head so that it remains stationary in space. There is thus a relative rotation between input optics and a structure-fixed matrix detector. Accordingly, the object imaged by the optics also rotates on the sensitive surface of the matrix detector.
  • the object scene smeared by this rotation, in particular on the edge of the sensitive area of the matrix detector, so that details such as point targets can no longer be clearly recognized there. This reduces the sensitivity of the seeker and thus its optical range.
  • image enhancement algorithms can reduce image blurring in the edge area of the sensitive area of the matrix detector, it is not complete enough to obtain high sensitivity of the seeker during fast reel.
  • the invention proposes the separation of matrix detector and outer housing according to the invention.
  • the matrix detector is rotated with the input optics, so that the object imaged by it is dot-stable on the matrix detector even with an enrotation rotation of the input optics.
  • the maximum integration time and thus the sensitivity of the seeker for example, be limited only by the refresh rate and no longer from the roles of the missile. It can be realized a highly sensitive seeker for finding even small and distant objects.
  • the seeker head is advantageously arranged at the tip of the guided missile and in particular under a dome.
  • the optical system suitably comprises a catadioptric optic with an input optic and an optical hinge.
  • the input optics in particular comprises Cassegrain optics and is expediently designed in the form of a mirror optic having a concave aspherical main mirror and a convex aspherical aspirating mirror.
  • the primary mirror that is, the mirror on which the rays from the object scene first impinge, as well as the secondary mirror are expediently arranged in the pitch frame and thus about the roll axis coaxial with the missile axis or Suchkopfachse, and a pitch axis two-dimensional pivot.
  • the optical joint is expediently used to track the beam path onto the matrix detector during a movement of the input optics.
  • the optical joint may be a mirror joint with multiple mirror surfaces.
  • the optical joint is a prism joint with a plurality of reflective prisms. It is expedient to have four mirrors or reflecting prism surfaces.
  • a simple embodiment of the optical joint can be achieved if the beam path from the input optics extends at least partially within the optical joint symmetrically to the roll axis and to the pitch axis of the optics. In the transition from a primary part to a secondary part of the optical joint, the beam path expediently runs symmetrically to the pitch axis.
  • the missile is suitably an actively propelled missile with a rocket engine and steering vanes for controlling the flight and directing the orientation of the missile.
  • the guided missile in particular the seeker head, is equipped with a control unit which is prepared for steering the missile in response to the signals of the matrix detector and for this purpose activates the steering vanes of the guided missile.
  • the detector unit is arranged roll-stable on the rolling frame, so attached to the rolling frame in such a way that it rotates with each rolling movement of the rolling frame.
  • the matrix detector is expediently sensitive in the infrared spectral range, so that heat sources can be detected.
  • the seeker head in an advantageous embodiment of the invention comprises a cooler for cooling the matrix detector.
  • the operating temperature of the matrix detector is expediently cooled down to a temperature whose equivalent spectral range in the radiation maximum lies energetically below the sensitive spectral range of the matrix detector.
  • a relatively bulky cooler for example a Joule-Thomson cooler
  • Such a cooler would represent a large moment of inertia on the roll axis if it were to co-roll with the detector unit.
  • the radiator is expediently arranged rigidly to the outer housing. In a rolling movement of the missile and a Entrollterrorism the input optics, the detector unit thus rotates to the radiator, but otherwise remains in the other spatial directions expediently immovable to the radiator.
  • the cooler is expediently a gas cooler with a gas outlet, which is expediently aligned with the detector unit.
  • the gas outlet is advantageously parallel, in particular coaxial, aligned with the roll axis.
  • a gap can be arranged between these two units.
  • the gap is suitably sealed by means of a ceramic seal.
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • the image signals generated by the matrix detector are transmitted to a control unit for evaluation.
  • the control unit is expediently structurally fixed in the seeker head, that is to say fixed rigidly to the outer housing, at least with a part which carries out the image evaluation and / or controls a rolling drive. Due to the unrolling movement, ie the roll relative movement of the matrix detector to the outer housing, it is necessary to transmit the data to the control unit via a communication unit permitting the rolling motion of the matrix detector.
  • the communication unit can be equipped with sliding contacts, which are guided via a slip ring. At a high data rate, it is advantageous to transmit the detector signals without contact.
  • the communication unit expediently comprises a transmitter and a receiver for wireless data transmission between transmitter and receiver, in particular from the matrix detector to the control unit and / or vice versa.
  • the transmitter is, for example, frame-mounted and the receiver is fixed to the housing.
  • One possibility for wireless data transmission may be the inductive coupling, with two conductor loops or antennas forming the transmitter and the receiver. Also a capacitive coupling is possible.
  • an optical data transmission for wireless transmission of the data can be considered.
  • a known data transmission standard with sufficient data rate for example WLAN or WHDI, is used.
  • a power supply of the matrix detector is advantageously carried out via a slip ring.
  • a power supply device is present, which has a power storage, a slip ring and a power line between the power storage and slip ring.
  • the slip ring is suitably connected to a grinding element, which rotates in contact with the rolling ring during an unwinding movement.
  • the grinding element is expediently wired to a current input of the detector unit.
  • the rolling frame is advantageously held stationary relative to the outside space of the seeker head or relative to the object scene with respect to the rolling movement.
  • the absolute roll rate of the rolling frame disappears.
  • the absolute roll rate here can be understood as a geo-related rolling movement per time, which disappears when the input optics are focused on a stationary object relative to the seeker head.
  • the speed of the rolling movement of the outer housing is usually derived from a measured variable of a structure-fixed sensor in order to initiate a control of a rolling drive an equally fast counter-rolling of the rolling frame, so its Entolling, so that the absolute roll rate of the input optics disappears.
  • This can be done using the so-called "strapdown principle" take place, in which is closed from a course of an acceleration to the rolling rate of the outer housing and hereby the rolling drive is controlled.
  • the absolute roll rate of the rolling frame is sensory detected as such, in particular by a rolling frame fixed roll sensor.
  • the thus detected absolute roll rate can then be controlled by means of a sensor signal to zero or a desired roll value.
  • the seeker head in a further advantageous embodiment of the invention comprises a rolling frame fixedly arranged roll sensor for detecting a rolling movement of the rolling frame.
  • the roll sensor may be an acceleration sensor, such as a gyro sensor, a yaw rate sensor, an inertial inertial sensor (IMU), or the like. Due to the rolling-frame-fixed arrangement, ie the rigid connection to the matrix detector, a rolling motion of the matrix detector and also a movement of the input optics rigidly coupled to the matrix detector with respect to the rolling can be measured.
  • the control of the rolling frame is expediently carried out by a control unit for controlling further drives of the seeker head, for example a pitch drive.
  • the control unit may be identical to the control unit for steering the missile during its flight and for controlling the seeker head functions.
  • the seeker head comprises a housing-mounted motion sensor for detecting the movement of the outer housing.
  • the invention is further directed to a method of imaging an object of an object scene onto a missile seeker array detector in which an input optics of an optical system of the seeker head is imaged by means of a roll pitch system having a rolling frame and a pitch frame Object is aligned and the object is imaged by the optical system on the matrix detector.
  • the image of the object rests on the matrix detector with outer housing rolling around the roll axis.
  • the matrix detector also rests in the space in the frame of the rolling frame.
  • Such a rest applies, for example, to a mapped object that is stationary relative to the roll axis.
  • the imaging of the object can also move over the sensitive area of the matrix detector.
  • the input optics is expediently tracked to the moving object, whereby this expediently also the matrix detector is tracked in its rolling motion.
  • the alignment of the input optics on the object is advantageously carried out by a rotation about two axes relative to the missile axis, in particular a roll axis and a pitch axis.
  • the resting of the matrix detector in space, so a disappearance of the absolute rolling motion, can be achieved by driving the rolling frame against the rolling direction of the outer housing.
  • the matrix detector is expediently a detector sensitive in the infrared spectral range.
  • the matrix detector is advantageously cooled.
  • advantageously from a housing-mounted cooler of the seeker head cooling gas is sprayed against a detector having the matrix detector and rotating relative to the radiator about the roll axis detector unit.
  • a roll rate of the rolling frame is detected by a rolling frame fixedly arranged roll sensor.
  • the roll rate is controlled to a desired roll value using the roll sensor data.
  • the controller may include a controller so that the roll value is controlled to the desired roll value.
  • the roll rate may be the absolute roll rate, ie a roll speed relative to the object scene.
  • a further advantageous embodiment of the invention provides that a rolling rate of the outer housing is determined with the aid of an outer housing-fixed motion sensor.
  • the motion sensor is expediently an inertial sensor, in particular an acceleration sensor or a yaw rate sensor.
  • a rolling drive can be controlled so that the rolling frame is rotated relative to the outer housing in opposition to its rolling direction of rotation. The roll rate of the rolling frame is thereby reduced. Also in this way, the rolling rate of the rolling frame can be controlled or regulated to a desired roll value.
  • the rolling frame rolls with a remaining roll rate, so does not rest completely free of space in the room.
  • a remaining absolute roll rate can be detected by means of a roll frame fixed roll sensor.
  • the roll rate is controlled by the data of the roll sensor to a desired roll value, in particular regulated. This control is advantageously done with data from both the motion sensor and the roll sensor.
  • the roll sensor is a sensor that can reliably detect even very fast movements.
  • a measurement error of a rolling frame fixed roll sensor with the help of a housing-fixed motion sensor is at least partially detected and taken into account. If, for example, there is a measurement error of the roll sensor that fluctuates greatly over time, then it can be detected by the stationary motion sensor and / or at least partially compensated.
  • the input optics expediently remains aligned with the object. Accordingly, the rolling frame rolls to allow such tracking of the entrance optics on the object.
  • such roles as rolling motion so that even at a roll rate of zero, a rolling motion is possible, however, by tracking the input optics on a caused by the roll axis moving object is caused.
  • Such a rolling motion can be very fast, especially when the object is moving through or near the roll axis.
  • a rolling movement is detected in addition to the roll rate of the roll frame, which is generated by tracking the object with the input optics.
  • the rolling drive is controlled so that controlled by means of the driven for tracking the object rolling motion and the data of the roll sensor, a roll rate of the rolling frame to the desired roll value, in particular regulated.
  • the movement of the image of the object on the sensitive surface of the matrix detector can be used reliably for evaluating the movement of the object relative to the seeker head or to the roll axis.
  • Another possibility for controlling the absolute roll rate to a desired value is to determine a roll rate of the roll frame by means of data obtained from an image of the object scene on the matrix detector. Accordingly, the roll drive can be controlled and the roll rate controlled to a desired roll value, in particular regulated.
  • FIG. 1 shows the front part of a guided missile 2 in a schematic longitudinal section and there in particular the seeker head 4 at the tip of the missile 2.
  • the seeker 4 is equipped with an optical system 6, which is located immediately behind a dome 8 in a foremost tip of the seeker 4 ,
  • the optical system 6 comprises a Cassegrain optics with an input optics 10 and an optical joint 12.
  • the input optics 10 includes a concave primary mirror 14 and a convex catching mirror 16.
  • the input optics 10 are optically via a detector optics 18 with a detector unit 20, which has a matrix detector 22 on a carrier 24 in a detector housing 26.
  • An object 28 of an object scene 30 is imaged onto the matrix detector 22 via the input optics 10, the optical joint 12 and the detector optics 18.
  • the optical joint 12 is formed of two prism blocks 32, 34, which are designed to be movable relative to each other.
  • the first prism block 32 is pivotable relative to the second prism block 34 about a pitch axis 36 and both prism blocks 32, 34 are rotatable about a roll axis 38, which extends in the axial direction or the longitudinal axis of the guided missile 2.
  • the first prism block 32 is fixedly connected to the input optics 10 so that it is rotatable about the pitch axis 36 and the roll axis 38.
  • the second prism block 34 is firmly connected to the detector optics 18 and the detector unit 20, so that these units are rotatable in the operation of the seeker head 4 only about the roll axis 38.
  • the entire optical system 6 is therefore stored in a roll pitch system 40, the rolling frame 42 and pitch frame 44 in FIG. 1 are shown only schematically.
  • the rolling frame 42 carries all rolling elements of the optical system 6, including the nickbaren elements, and is rigidly attached to a rotor block 46.
  • the pitch frame 44 carries all nickbaren elements, such as the input optics 10 and the prism block 32nd
  • the detector unit 20 is also fixed to the rotor block 46 which is rotatable about the roll axis 38 via bearings 48 by means of a rolling drive 50 having a rotor 52 and a stator 54.
  • a rolling drive 50 having a rotor 52 and a stator 54.
  • the rotor block 46 is held in a stator block 56 which is rigidly secured to the outer housing 58 of the seeker head 4 and the outer housing 60 lying behind it of the other missile 2.
  • Attached to the rear of the stator block 56 is a radiator 62 having a forwardly directed gas outlet 64 which is aligned with the detector unit 20 and opens immediately thereafter.
  • the cooler 62 is supplied with gas via two gas containers 66 during the operation of the seeker head 4.
  • a nickel electronics 68 Also rigidly connected to the rotor block 46 and thus rotatable about the roll axis 38 is a nickel electronics 68, a roll sensor 70, a detector electronics 72 and a communication unit 74 with a transmitter 76 and a receiver 78.
  • the transmitter 76 can also be used as a receiver and the receiver 78th act as a transmitter, so that bidirectional communication is possible.
  • Transmitter 76 and receiver 78 are designed as annular discs, and the transmitter 76 is rigidly connected to the rotor block 46 and the receiver 78 is rigidly connected to the stator block 56.
  • the rotor block 46 carries a power transmission unit 80 with a slip ring 82 and a brush 84 for transmitting electrical energy from a housing-fixed energy storage, not shown, to the detector unit 20.
  • the slip ring 82 is wired to the detector unit 20 and the brush 84 to the energy storage.
  • Connected to the rotor block 46 is also an optical grating 86 by means of which an optical tap 88 of a housing-fixed control unit 90, the rotational speed of the rotor block 46 relative to the stator block 56 can be determined.
  • the rolling rate of the stator block 56 or of the outer housing 58 can be detected by the control unit 90 via a motion sensor 92, which is likewise fixed to the housing, and which is designed as an initial sensor or IMU (inertial measurement unit).
  • the motion sensor 92 detects acceleration values, for example a centrifugal force acceleration and / or accelerations in other spatial directions, and thereby determines from an initial state a later instantaneous state, for example a roll rate, an airspeed and optionally other further variables.
  • the guided missile 2 is a self-propelled and not shown rudder steerable missile, which is launched for example from a canister. About his rocket engine, the guided missile 2 flies toward a predetermined destination, which is stored for example in the control unit 90 or another control unit, for example by means of coordinates. Also possible is the specification of an optical target, for example, the object 28, which is optically detected and passed before or after the start of the missile 2 to the corresponding control unit 90. As it approaches the object 28, it is imaged on the matrix detector 22 via the optical system 6. A movement of the image of the object 28 on the sensitive surface of the matrix detector 22 firstly leads to a movement of the input optics 10 so that it remains aligned as centered as possible on the object 28. Secondly, the movement leads to a steering command for aligning the longitudinal axis of the guided missile 2 in the direction of the object 28, so that the guided missile 2 follows the object 28 in this manner.
  • a predetermined destination which is stored for example in the control unit 90 or another control unit, for example by means of
  • the cooler 62 Prior to the activation of the matrix detector 22, it is cooled down by the cooler 62 to a temperature at which a thermally induced excitation of charge carriers in the matrix detector 22 and thus a noise of the matrix detector 22 in the infrared spectral region is greatly reduced compared to room temperature, so that weakly radiating in the infrared Objects of the object scene 30 and in particular the targeted object 28 are detected.
  • the cooler 62 relaxed and thus greatly cooled cooling gas is blown through the gas outlet 64 to the rear side of the carrier 24, so that this and strongly cool the matrix detector 22 with him. The gas is distributed in the gap between the rotor block 46 and the radiator 62 to the rear and is discharged there.
  • the control unit 90 controls the rolling drive 50, so that the rolling frame 42 rotates counter to the rolling direction of the outer housing 58 and with the rolling rate determined by the motion sensor 92.
  • An alternative method of unrolling may be performed using the roll sensor 70.
  • This can also detect a roll rate of the rolling frame 42, so that the control unit 90, which is connected to the roll sensor 70 via the communication unit 74, can control an unrolling of the rolling frame 42 by the corresponding control of the rolling drive 50.
  • the roll rate of the rolling frame 42 it is also possible to control the roll rate of the rolling frame 42.
  • the controlled variable here is, for example, a measured centrifugal force acceleration, which acts on the roll sensor 70.
  • the feed of the rolling drive 50 is controlled by the control unit 90 so that the centrifugal force and thus the absolute roll rate are regulated to zero, for example.
  • Another method is the interaction of the motion sensor 92 with the roll sensor 70 to control the absolute roll rate of the roll frame 42 to a desired roll value, such as zero.
  • the absolute roll rate is controlled by means of the control unit 90 and the motion sensor 92 as described in the first method.
  • the roll sensor 70 would have to confirm the desired absolute roll rate. If this is not the case, the signal of the roll sensor 70 can be used as an additional signal from the control unit 90 to set the desired absolute roll rate of the rolling frame 42.
  • the unrolling thus consists of two components: a component resulting from the signal of the motion sensor 92 and a component resulting from the signal of the roll sensor 70 and added to the first component.
  • the tracking of the Object 28 with the input optics 10 lead to a very sudden and very fast rolling movement of the rolling frame 42.
  • This rolling motion is a movement that is detected by the roll sensor 70 in addition to the rotation of the rolling frame 42.
  • the roll sensor 70 is prepared for this purpose and thus a very fast detecting sensor, which is able to accurately detect fast movements and rapid movement changes. Since the rolling motion of the rolling frame 42 for tracking the input optics 10 is controlled by the control unit 90 and controlled by means of the optical grating 86, the control unit 90 can also separate this rolling motion from the unrolling movement of the rolling frame 42 from the signal from the roll sensor 70. A control of the Entrollrotation remains possible.
  • the measurements of the roll sensor 70 are subject to a measurement inaccuracy. For example, a drift that can result in a roll measurement error is added from a plurality of fluctuating accelerations.
  • a measurement error can be detected by the control unit 90 using the data of the motion sensor 92.
  • the motion sensor 92 rotates relatively constantly with the roll rate of the outer housing 58, and its possible measurement error can be detected and compensated by the signal of the roll sensor 70 from the control unit 90.
  • FIG. 2 A corresponding procedure is in FIG. 2 exemplified.
  • the motion sensor 92 detects a first roll rate RR 1 and supplies the corresponding data to the control unit 90. This controls the roll drive 50 to unroll the roll frame 42.
  • a roll roll RR 2 is detected by the roll sensor 70, which feeds its data to the control unit 90. With the aid of this correction data, the roller drive 50 is likewise activated, so that a more accurate unrolling takes place. This is detected in a control loop by the roll sensor 70 and used by the control unit 90 for control.
  • a movement of the image of the object 28 on the sensitive surface of the matrix detector 22 is detected by the detector electronics 72 and corresponding data is supplied to the control unit 90.
  • the rolling motion RB is detected by the roll sensor 70 and the corresponding signal is passed on to the control unit 90. This separates from the signal the two movements, namely the residual rolling rate RR 2 of the rolling motion RB, and further controls the rolling drive 50 so that the residual rolling rate RR 2 disappears or assumes a desired value.
  • its image on the sensitive surface of the matrix detector 22 can also be used to set the absolute roll rate. If, for example, a horizon is depicted, the sun and or another known and stable object, its image rests on the sensitive surface of the matrix detector 22 as the roll frame 42 disappears and the flight of the guided missile 2 disappears of the rolling frame 42 can be detected by a circular scan of the image on the matrix detector 22, for example by image acquisition. This circle can be used to control the absolute roll rate.

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Abstract

Die Erfindung geht aus von einem Suchkopf (4) für einen Lenkflugkörper (2) mit einem Außengehäuse (58, 60), einer Detektoreinheit (20) mit einem Matrixdetektor (22), einem optischen System (6) zum Abbilden eines Objekts (28) aus einer den Lenkflugkörper (2) umgebenden Objektszene (30) auf den Matrixdetektor (22) umfassend eine Eingangsoptik (10) und ein optisches Gelenk (12) und mit einem Roll-Nick-System (40) zum Ausrichten zumindest der Eingangsoptik (10) auf das Objekt (28) mit einem Rollrahmen (42) und einem Nickrahmen (44).
Um auch weit entfernte und schwach strahlende Objekte (28) bei rollendem Lenkflugkörper (2) erfassen zu können, wird vorgeschlagen, dass die Detektoreinheit (20) am Rollrahmen (42) rollfest angeordnet ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Suchkopf für einen Lenkflugkörper mit einem Außengehäuse, einer Detektoreinheit mit einem Matrixdetektor, einem optischen System zum Abbilden eines Objekts aus einer den Lenkflugkörper umgebenden Objektszene auf den Detektor umfassend eine Eingangsoptik und ein optisches Gelenk und mit einem Roll-Nick-System zum Ausrichten zumindest der Eingangsoptik auf das Objekt mit einem Rollrahmen und einem Nickrahmen.
  • Zielsuchende Lenkflugkörper sind mit einem Suchkopf mit Eingangsoptik ausgestattet, die der Bewegung eines sich bewegenden Ziels nachgeführt werden kann. Dazu ist eine Eingangsoptik beweglich zu einem Dom des Lenkflugkörpers beziehungsweise dessen Außengehäuse gelagert und motorisch so angetrieben, dass sie in einem großen Winkelbereich verschwenkbar ist. Eine solche Sucheroptik ist aus der DE 10 2010 055 493 A1 bekannt.
  • Zum Erfassen von Zielen, die sich in einer sehr weiten Entfernung vom Lenkflugkörper befinden, ist eine sehr exakte Abbildung mit geringen Bildfehlern auf einer bildgebenden Einheit, beispielsweise einem Matrixdetektor, vorteilhaft, um das Ziel auch in großer Entfernung zuverlässig als solches erfassen zu können.
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Suchkopf für einen Lenkflugkörper anzugeben, mit dem auch kleine und weit entfernte Objekte aufgefunden werden können.
  • Diese Aufgabe wird durch einen Suchkopf der eingangs genannten Art gelöst, bei dem erfindungsgemäß die Detektoreinheit am Rollrahmen rollfest angeordnet ist.
  • Die Erfindung geht von der Überlegung aus, dass es zur optischen Erfassung von sehr weit entfernten und kleinen Zielen eines sehr sensitiven Suchkopfs bedarf. Die Sensitivität eines Suchkopfs hängt besonders von der Belichtungszeit des Detektorsystems ab, also beispielsweise der Integrationszeit eines Matrixdetektors. Die maximal mögliche Belichtungszeit für eine scharfe Abbildung des Objekts auf dem Matrixdetektor hängt wiederum von der Szenendynamik während der Integrationszeit ab, also von der Bewegung des Abbilds des Objekts über die Detektorfläche.
  • Die Erfindung geht weiter von der Überlegung aus, dass es vorteilhaft sein kann, einen Lenkflugkörper während seines Flugs um die Flugkörperachse rollen zu lassen. Entsprechend rollt der strukturfest mit dem Lenkflugkörper verbundene Suchkopf mit und mit ihm auch ein strukturfest angeordneter Matrixdetektor. Um ein beispielsweise etwas seitlich gelegenes Objekt verfolgen zu können, muss die darauf ausgerichtete Eingangsoptik des Suchkopfs entrollt werden, also mit der gleichen Rollrate entgegen der Rollrichtung des Suchkopfs rotiert werden, sodass sie ortsfest im Raum ausgerichtet bleibt. Es besteht somit eine Relativrotation zwischen Eingangsoptik und einem strukturfesten Matrixdetektor. Entsprechend rotiert auch das von der Optik abgebildete Objekt auf der sensitiven Fläche des Matrixdetektors.
  • Je nach Rollgeschwindigkeit des Lenkflugkörpers verschmiert durch diese Rotation die Objektszene, insbesondere am Rand der sensitiven Fläche des Matrixdetektors, sodass dort Details, wie Punktziele, nicht mehr deutlich erkannt werden können. Hierdurch sinkt die Sensitivität des Suchkopfs und somit seine optische Reichweite. Bildverbesserungsalgorithmen können die Bildverschmierung im Randbereich der sensitiven Fläche des Matrixdetektors zwar reduzieren, aber nicht vollständig genug, um eine hohe Sensitivität des Suchkopfs bei einem schnellen Rollen zu erhalten.
  • Zur Lösung dieses Problems schlägt die Erfindung die erfindungsgemäße Trennung von Matrixdetektor und Außengehäuse vor. Durch die Befestigung der Detektoreinheit am Rollrahmen, wird der Matrixdetektor mit der Eingangsoptik mit rotiert, sodass das von ihr abgebildete Objekt auch bei einer Entrollrotation der Eingangsoptik punktstabil auf dem Matrixdetektor abgebildet wird. Hierdurch kann die maximale Integrationszeit und damit die Sensitivität des Suchkopfs beispielsweise nur noch von der Bildwiederholrate begrenzt werden und nicht mehr vom Rollen des Lenkflugkörpers. Es kann ein hochsensitiver Suchkopf zum Auffinden auch kleiner und weit entfernter Objekte realisiert werden.
  • Der Suchkopf ist vorteilhafterweise an der Spitze des Lenkflugkörpers und insbesondere unter einem Dom angeordnet. Das optische System umfasst zweckmäßigerweise eine katadioptrische Optik mit einer Eingangsoptik und einem optischen Gelenk. Die Eingangsoptik umfasst insbesondere eine Cassegrain-Optik und ist zweckmäßigerweise in Form einer Spiegeloptik mit einem konkaven asphärischen Hauptspiegel und einem konvexen asphärischen Fangspiegel ausgebildet. Der Hauptspiegel, also derjenige Spiegel, auf den die Strahlen aus der Objektszene zuerst auftreffen, sowie der Fangspiegel sind zweckmäßigerweise im Nickrahmen angeordnet und somit um die Rollachse, die koaxial zur Flugkörperachse beziehungsweise Suchkopfachse verläuft, und eine Nickachse zweidimensional schwenkbar.
  • Das optische Gelenk dient zweckmäßigerweise zum Nachführen des Strahlengangs auf den Matrixdetektor bei einer Bewegung der Eingangsoptik. Das optische Gelenk kann ein Spiegelgelenk mit mehreren Spiegelflächen sein. Besonders vorteilhaft ist das optische Gelenk ein Prismengelenk mit mehreren spiegelnden Prismen. Zweckmäßig sind vier Spiegel beziehungsweise spiegelnde Prismenflächen. Eine einfache Ausführung des optischen Gelenks kann erreicht werden, wenn der Strahlengang von der Eingangsoptik zumindest auf einem Teilweg innerhalb des optischen Gelenks symmetrisch zur Rollachse und zur Nickachse der Optik verläuft. Im Übergang von einem Primärteil zu einem Sekundärteil des optischen Gelenks verläuft der Strahlengang zweckmäßigerweise symmetrisch zur Nickachse.
  • Der Lenkflugkörper ist zweckmäßigerweise ein aktiv angetriebener Lenkflugkörper mit einem Raketentriebwerk und Lenkflügeln zum Steuern des Flugs und Lenken der Ausrichtung des Lenkflugkörpers. Hierzu ist der Lenkflugkörper, insbesondere der Suchkopf, mit einer Steuereinheit ausgerüstet, die zu einem Lenken des Lenkflugkörpers in Abhängigkeit von den Signalen des Matrixdetektors vorbereitet ist und hierzu die Lenkflügel des Lenkflugkörpers ansteuert.
  • Die Detektoreinheit ist rollfest am Rollrahmen angeordnet, also in der Weise am Rollrahmen befestigt, dass er mit jeder Rollbewegung des Rollrahmens mitrotiert. Der Matrixdetektor ist zweckmäßigerweise im infraroten Spektralbereich sensitiv, sodass Wärmequellen aufgespürt werden können.
  • Um eine thermisch bedingte Anregung von Ladungsträgern im Matrixdetektor und damit ein Rauschen des Matrixdetektors zumindest weitgehend zu unterdrücken, umfasst der Suchkopf in einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung einen Kühler zum Kühlen des Matrixdetektors. Die Betriebstemperatur des Matrixdetektors wird im Betrieb zweckmäßigerweise auf eine Temperatur herabgekühlt, deren äquivalenter Spektralbereich im Strahlungsmaximum energetisch unterhalb des sensitiven Spektralbereichs des Matrixdetektors liegt.
  • Um bei einem Betriebsbeginn des Matrixdetektors eine kurze Abkühlzeit zu realisieren ist ein relativ voluminöser Kühler, beispielsweise ein Joule-Thomson-Kühler, notwendig. Ein solcher Kühler würde ein großes Trägheitsmoment auf der Rollachse darstellen, wenn er mit der Detektoreinheit mitrollen sollte. Um dies zu vermeiden, ist der Kühler zweckmäßigerweise starr zum Außengehäuse angeordnet. Bei einer Rollbewegung des Lenkflugkörpers und einer Entrollbewegung der Eingangsoptik rotiert die Detektoreinheit somit zum Kühler, bleibt sonst jedoch in den anderen Raumrichtungen zweckmäßigerweise unbeweglich zum Kühler angeordnet.
  • Um eine gute Kühlung des Matrixdetektors zu erreichen, ist der Kühler zweckmäßigerweise ein Gaskühler mit einem Gasauslass, der zweckmäßigerweise auf die Detektoreinheit hin ausgerichtet ist. Außerdem ist der Gasauslass vorteilhafterweise parallel, insbesondere koaxial, zur Rollachse ausgerichtet. Während des Betriebs kann entspanntes und durch die Entspannung abgekühltes Kühlgas aus dem Gasauslass austreten und auf die Detektoreinheit treffen und diese kühlen.
  • Zum Erlauben der relativen Rotationsbewegung zwischen Matrixdetektor und Kühler kann zwischen diesen beiden Einheiten ein Spalt angeordnet sein. Um ein zu starkes Austreten des Kühlgases aus einem Kühlgasvolumen zu verhindern, ist der Spalt zweckmäßigerweise mittels einer Keramikdichtung abgedichtet. Auch möglich ist eine Silikondichtung oder eine Dichtung mit Polytetrafluoräthylen (PTFE). Zweckmäßigerweise sind die Dichtflächen der Dichtung vorgespannt aufeinandergedrückt. Bei einer Rollbewegung reiben die beiden Dichtflächen aufeinander und halten so ihre Dichtwirkung.
  • Die von dem Matrixdetektor erzeugten Bildsignale werden an eine Steuereinheit zur Auswertung übertragen. Die Steuereinheit ist zumindest mit einem Teil, der die Bildauswertung ausführt und/oder einen Rollantrieb steuert, zweckmäßigerweise strukturfest im Suchkopf angeordnet, also starr zum Außengehäuse befestigt. Durch die Entrollbewegung, also die Rollrelativbewegung des Matrixdetektors zum Außengehäuse, ist es notwendig, die Daten über eine die Rollbewegung des Matrixdetektors zulassende Kommunikationseinheit zur Steuereinheit zu übertragen.
  • Die Kommunikationseinheit kann mit Schleifkontakten ausgerüstet sein, die über einen Schleifring geführt werden. Bei einer hohen Datenrate ist es vorteilhaft, die Detektorsignale kontaktlos zu übertragen. Hierfür umfasst die Kommunikationseinheit zweckmäßigerweise einen Sender und einen Empfänger zur drahtlosen Datenübertragung zwischen Sender und Empfänger, insbesondere vom Matrixdetektor zur Steuereinheit und/oder andersherum. Der Sender ist beispielweise rollrahmenfest und der Empfänger gehäusefest. Eine Möglichkeit zur drahtlosen Datenübertragung kann die induktive Kopplung sein, wobei zwei Leiterschleifen beziehungsweise Antennen den Sender und den Empfänger bilden. Auch eine kapazitive Kopplung ist möglich. Weiterhin kann auch eine optische Datenübertragung zur drahtlosen Übertragung der Daten in Betracht gezogen werden. Idealerweise wird auf einen bekannten Datenübertragungs-Standard mit ausreichender Datenrate, beispielsweise WLAN oder WHDI, zurückgegriffen.
  • Eine Stromversorgung des Matrixdetektors erfolgt zweckmäßigerweise über einen Schleifring. Insofern ist zweckmäßigerweise eine Stromversorgungseinrichtung vorhanden, die einen Stromspeicher, einen Schleifring und eine Stromleitung zwischen Stromspeicher und Schleifring aufweist. Der Schleifring ist zweckmäßigerweise mit einem Schleifelement verbunden, das bei einer Entrollbewegung beweglich auf dem Schleifring Kontakt haltend umläuft. Das Schleifelement ist zweckmäßigerweise mit einem Stromeingang der Detektoreinheit verdrahtet.
  • Rollt der Lenkflugkörper während seines Flugs und wird der Matrixdetektor entrollt, um ein ruhendes Bild des Objekts zu erhalten, so wird der Rollrahmen hierbei vorteilhafterweise relativ zum Außenraum des Suchkopfs beziehungsweise relativ zur Objektszene in Bezug auf die Rollbewegung ruhend gehalten. Oder anders ausgedrückt: Die absolute Rollrate des Rollrahmens verschwindet. Als absolute Rollrate kann hierbei eine geobezogene Rollbewegung pro Zeit verstanden werden, die bei einer Fokussierung der Eingangsoptik auf ein relativ zum Suchkopf unbewegliches Objekt verschwindet.
  • Die Geschwindigkeit der Rollbewegung des Außengehäuses, also dessen Rollrate, wird üblicherweise aus einer Messgröße eines strukturfesten Sensors abgeleitet, um durch eine Steuerung eines Rollantriebs ein gleich schnelles Gegenrollen des Rollrahmens, also dessen Entrollung, zu veranlassen, so dass die absolute Rollrate der Eingangsoptik verschwindet. Dies kann mithilfe des sogenannten "Strapdown-Prinzips" erfolgen, bei dem aus einem Verlauf einer Beschleunigung auf die Rollrate des Außengehäuses geschlossen wird und hiermit der Rollantrieb gesteuert wird.
  • Alternativ oder zusätzlich besteht die Möglichkeit, dass die absolute Rollrate des Rollrahmens als solche sensorisch erfasst wird, insbesondere durch einen rollrahmenfesten Rollsensor. Die so erfasste absolute Rollrate kann dann mit Hilfe eines Sensorsignals auf Null oder einen gewünschten Rollwert gesteuert werden.
  • Hierfür umfasst der Suchkopf in einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung einen rollrahmenfest angeordneten Rollsensor zur Erfassung einer Rollbewegung des Rollrahmens. Der Rollsensor kann ein Beschleunigungssensor, beispielsweise ein Gyrosensor, ein Drehratensensor, ein Inertialsensor (IMU Inertial Measurement Unit) oder dergleichen sein. Durch die rollrahmenfeste Anordnung, also die starre Verbindung mit dem Matrixdetektor, kann eine Rollbewegung des Matrixdetektors und auch eine Bewegung der mit dem Matrixdetektor in Bezug auf das Rollen starr gekoppelten Eingangsoptik gemessen werden.
  • Die Steuerung des Rollrahmens wird zweckmäßigerweise von einer Steuereinheit zum Steuern auch weiterer Antriebe des Suchkopfs, beispielsweise eines Nickantriebs, vorgenommen. Die Steuereinheit kann identisch sein mit der Steuereinheit zum Lenken des Flugkörpers während seines Flugs und zur Steuerung der Suchkopffunktionen.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung umfasst der Suchkopf einen gehäusefest angeordneten Bewegungssensor zur Erfassung der Bewegung des Außengehäuses. Durch diesen kann eine Rollrate bestimmt und ein Rollantrieb des Rollrahmens so angesteuert bzw. geregelt werden, dass er einen gewünschten Rollwert annimmt.
  • Die Erfindung ist außerdem gerichtet auf ein Verfahren zum Abbilden eines Objekts einer Objektszene auf einen Matrixdetektor eines Suchkopfs für einen Lenkflugkörper, bei dem eine Eingangsoptik eines optischen Systems des Suchkopfs mithilfe eines Roll-Nick-Systems, das einen Rollrahmen und einen Nickrahmen aufweist, auf das Objekt ausgerichtet wird und das Objekt durch das optische System auf den Matrixdetektor abgebildet wird.
  • Es ist eine Aufgabe der auf das Verfahren gerichteten Erfindung, ein Verfahren anzugeben, mit dem eine Abbildung auch eines kleinen und weit entfernten Ziels auf den Matrixdetektor und ein sensorisches Erfassen dieses Ziels mit Hilfe des Matrixdetektors erfolgen kann.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren der oben genannten Art gelöst, bei dem erfindungsgemäß ein Außengehäuse des Suchkopfs relativ zur ihn umgebenden Objektszene um eine Rollachse rollt und der Matrixdetektor relativ zum Außengehäuse rotiert und mit dem Rollrahmen mit rollt.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ruht die Abbildung des Objekts auf dem Matrixdetektor bei um die Rollachse rollendem Außengehäuse. Zweckmäßigerweise ruht auch der Matrixdetektor rollrahmenfest im Raum. Ein solches Ruhen gilt beispielsweise für ein relativ zur Rollachse ruhendes abgebildetes Objekt. Bei einer Bewegung des Objekts relativ zum Suchkopf kann sich auch die Abbildung des Objekts über die sensitive Fläche des Matrixdetektors bewegen. Hierbei wird die Eingangsoptik zweckmäßigerweise dem sich bewegenden Objekt nachgeführt, wobei hierdurch zweckmäßigerweise auch der Matrixdetektor in seiner Rollbewegung nachgeführt wird. Das Ausrichten der Eingangsoptik auf das Objekt geschieht vorteilhafterweise durch eine Rotation um zwei Achsen relativ zur Flugkörperachse, insbesondere eine Rollachse und eine Nickachse. Das Ruhen des Matrixdetektors im Raum, also ein Verschwinden der absoluten Rollbewegung, kann durch ein Antreiben des Rollrahmens entgegen der Rollrichtung des Außengehäuses erreicht werden.
  • Der Matrixdetektor ist zweckmäßigerweise ein im infraroten Spektralbereich sensitiver Detektor. Um eine thermisch bedingte Anregung von Ladungsträgern im Matrixdetektor und damit ein Rauschen des Matrixdetektors möglichst gering zu halten, wird der Matrixdetektor zweckmäßigerweise gekühlt. Hierfür wird vorteilhafterweise aus einem gehäusefesten Kühler des Suchkopfs Kühlgas gegen eine den Matrixdetektor aufweisende und sich relativ zum Kühler um die Rollachse drehende Detektoreinheit gesprüht.
  • Um ein stabiles Ausrichten der Eingangsoptik auf das Objekt zu ermöglichen, wird in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen, dass eine Rollrate des Rollrahmens durch einen rollrahmenfest angeordneten Rollsensor erfasst wird. Zweckmäßigerweise wird die Rollrate mithilfe der Daten des Rollsensors auf einen gewünschten Rollwert gesteuert. Die Steuerung kann eine Regelung beinhalten, sodass der Rollwert auf den gewünschten Rollwert geregelt wird. Die Rollrate kann hierbei die absolute Rollrate, also eine Rolldrehzahl relativ zur Objektszene, sein.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass mit Hilfe eines außengehäusefesten Bewegungssensors eine Rollrate des Außengehäuses ermittelt wird. Der Bewegungssensor ist zweckmäßigerweise ein Inertialsensor, insbesondere ein Beschleunigungssensor oder ein Drehratensensor. Mit Hilfe des ermittelten Werts der Rollrate kann ein Rollantrieb angesteuert werden, sodass der Rollrahmen relativ zum Außengehäuse entgegen dessen Rolldrehrichtung rotiert wird. Die Rollrate des Rollrahmens wird hierdurch also reduziert. Auch auf diese Weise kann die Rollrate des Rollrahmens auf einen gewünschten Rollwert gesteuert beziehungsweise geregelt werden.
  • Je nach Genauigkeit des Bewegungssensors kann es vorkommen, dass der Rollrahmen mit einer verbleibenden Rollrate rollt, also nicht ganz rollfrei im Raum ruht. Eine solche verbleibende absolute Rollrate kann mithilfe eines rollrahmenfest angeordneten Rollsensors erfasst werden. Zweckmäßigerweise wird die Rollrate mit Hilfe der Daten des Rollsensors auf einen gewünschten Rollwert gesteuert, insbesondere geregelt. Diese Steuerung geschieht vorteilhafterweise mit Daten sowohl des Bewegungssensors als auch des Rollsensors.
  • Um auch schnelle Bewegungen des Rollrahmens erfassen zu können, ist es vorteilhaft, wenn der Rollsensor ein Sensor ist, der auch sehr schnelle Bewegungen zuverlässig erfassen kann. Hierbei kann es aus Kosten- und/oder Gewichtsgründen jedoch sinnvoll sein, einen einfacheren Sensor zu verwenden, bei dem es vorkommen kann, dass er im Laufe der Zeit einen Messfehler, insbesondere einen sich kumulierenden Messfehler, beispielsweise in Form einer Drift, aufweist. Um diesen zumindest teilweise zu verringern, wird vorgeschlagen, dass bei der Steuerung der Rollrate auf den gewünschten Rollwert ein Messfehler eines rollrahmenfesten Rollsensors mit Hilfe eines gehäusefesten Bewegungssensors zumindest teilweise erkannt und berücksichtigt wird. Liegt beispielsweise ein zeitlich stark schwankender Messfehler des Rollsensors vor, so kann dieser vom stationären Bewegungssensor erkannt und/oder zumindest teilweise ausgeglichen werden.
  • Bei einer Bewegung des Objekts, insbesondere einer schnellen Bewegung um den Suchkopf herum, verbleibt die Eingangsoptik zweckmäßigerweise auf das Objekt ausgerichtet. Entsprechend rollt der Rollrahmen, um ein solches Nachführen der Eingangsoptik auf das Objekt zu ermöglichen. Im Folgenden wird ein solches Rollen als Rollbewegung bezeichnet, sodass auch bei einer Rollrate von Null eine Rollbewegung möglich ist, die jedoch durch das Nachführen der Eingangsoptik auf ein sich um die Rollachse bewegendes Objekt hervorgerufen ist. Eine solche Rollbewegung kann sehr schnell sein, insbesondere wenn sich das Objekt durch oder in der Nähe der Rollachse bewegt. Um auch hierbei die absolute Rollrate auf dem gewünschten Rollwert stabil zu halten, ist es vorteilhaft, wenn mit Hilfe des Rollsensors zusätzlich zur Rollrate des Rollrahmens eine Rollbewegung erfasst wird, die durch eine Verfolgung des Objekts mit der Eingangsoptik erzeugt wird.
  • Zweckmäßigerweise wird der Rollantrieb so gesteuert, dass mit Hilfe der zur Verfolgung des Objekts angesteuerten Rollbewegung und der Daten des Rollsensors eine Rollrate des Rollrahmens auf den gewünschten Rollwert gesteuert, insbesondere geregelt wird. Die Bewegung der Abbildung des Objekts auf der sensitiven Fläche des Matrixdetektors kann hierbei zuverlässig zur Auswertung der Bewegung des Objekts relativ zum Suchkopf beziehungsweise zur Rollachse verwendet werden.
  • Eine weitere Möglichkeit zum Steuern der absoluten Rollrate auf einen gewünschten Wert besteht darin, dass mit Hilfe von aus einer Abbildung der Objektszene auf dem Matrixdetektor gewonnen Daten eine Rollrate des Rollrahmens ermittelt wird. Entsprechend kann der Rollantrieb angesteuert und die Rollrate auf einen gewünschten Rollwert gesteuert, insbesondere geregelt werden.
  • Die bisher gegebene Beschreibung vorteilhafter Ausgestaltungen der Erfindung enthält zahlreiche Merkmale, die in den einzelnen Unteransprüchen teilweise zu mehreren zusammengefasst wiedergegeben sind. Diese Merkmale können jedoch zweckmäßigerweise auch einzeln betrachtet und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfasst werden. Insbesondere sind diese Merkmale jeweils einzeln und in beliebiger geeigneter Kombination sowohl mit dem erfindungsgemäßen Verfahren als auch mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß den unabhängigen Ansprüchen kombinierbar. So sind Verfahrensmerkmale auch als Eigenschaften der entsprechenden Vorrichtungseinheit gegenständlich formuliert zu sehen und umgekehrt. Beispielsweise ist die Steuereinheit dazu geeignet und vorbereitet entsprechende Verfahrensmerkmale durchzuführen.
  • Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung, sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Die Ausführungsbeispiele dienen der Erläuterung der Erfindung und beschränken die Erfindung nicht auf die darin angegebene Kombination von Merkmalen, auch nicht in Bezug auf funktionale Merkmale. Außerdem können dazu geeignete Merkmale eines jeden Ausführungsbeispiels auch explizit isoliert betrachtet, aus einem Ausführungsbeispiel entfernt, in ein anderes Ausführungsbeispiel zu dessen Ergänzung eingebracht und/oder mit einem beliebigen der Ansprüche kombiniert werden.
  • Es zeigen:
    • FIG 1
    einen schematischen Längsschnitt durch den vorderen Teil eines Lenkflugkörpers mit einem Suchkopf und
    FIG 2
    ein Ablaufschema eines Verfahrens zum Entrollen einer Eingangsoptik.
  • FIG 1 zeigt den vorderen Teil eines Lenkflugkörpers 2 in einem schematischen Längsschnitt und dort insbesondere den Suchkopf 4 an der Spitze des Lenkflugkörpers 2. Der Suchkopf 4 ist mit einem optischen System 6 ausgestattet, das unmittelbar hinter einem Dom 8 in einer vordersten Spitze des Suchkopfs 4 angeordnet ist. Das optische System 6 umfasst eine Cassegrain-Optik mit einer Eingangsoptik 10 und einem optischen Gelenk 12. Die Eingangsoptik 10 enthält einen konkaven Primärspiegel 14 und einen konvexen Fangspiegel 16. Über das optische Gelenk 12 ist die Eingangsoptik 10 optisch über eine Detektoroptik 18 mit einer Detektoreinheit 20 verbunden, die einen Matrixdetektor 22 auf einem Träger 24 in einem Detektorgehäuse 26 aufweist. Ein Objekt 28 einer Objektszene 30 wird über die Eingangsoptik 10, das optische Gelenk 12 und die Detektoroptik 18 auf den Matrixdetektor 22 abgebildet.
  • Das optische Gelenk 12 ist aus zwei Prismenblöcken 32, 34 gebildet, die zueinander beweglich ausgeführt sind. Hierbei ist der erste Prismenblock 32 relativ zum zweiten Prismenblock 34 um eine Nickachse 36 schwenkbar und beide Prismenblöcke 32, 34 sind um eine Rollachse 38 rotierbar, die in Achsrichtung beziehungsweise der Längsachse des Lenkflugkörpers 2 verläuft. Der erste Prismenblock 32 ist fest mit der Eingangsoptik 10 verbunden, sodass diese um die Nickachse 36 und die Rollachse 38 drehbar ist. Der zweite Prismenblock 34 ist fest mit der Detektoroptik 18 und der Detektoreinheit 20 verbunden, sodass diese Einheiten im Betrieb des Suchkopfs 4 nur um die Rollachse 38 rotierbar sind.
  • Das gesamte optische System 6 ist mithin in einem Roll-Nick-System 40 gelagert, deren Rollrahmen 42 und Nickrahmen 44 in FIG 1 nur schematisch dargestellt sind. Der Rollrahmen 42 trägt alle rollbaren Elemente des optischen Systems 6, also auch die nickbaren Elemente, und ist starr an einem Rotorblock 46 befestigt. Der Nickrahmen 44 trägt alle nickbaren Elemente, wie die Eingangsoptik 10 und den Prismenblock 32.
  • Die Detektoreinheit 20 ist ebenfalls am Rotorblock 46 fixiert, der über Lager 48 mithilfe eines Rollantriebs 50, der einer Rotor 52 und einem Stator 54 aufweist, um die Rollachse 38 rotierbar ist. Über die Lager 48 ist der Rotorblock 46 in einem Statorblock 56 gehalten, der starr mit dem Außengehäuse 58 des Suchkopfs 4 und dem dahinter liegenden Außengehäuse 60 des übrigen Lenkflugkörpers 2 befestigt ist. Am hinteren Teil des Statorblocks 56 befestigt ist ein Kühler 62 mit einem nach vorne ausgerichteten Gasauslass 64, der zur Detektoreinheit 20 ausgerichtet ist und sich unmittelbar hinter ihr zu dieser hin öffnet. Der Kühler 62 wird über zwei Gasbehälter 66 während des Betriebs des Suchkopfs 4 mit Gas versorgt.
  • Ebenfalls starr mit dem Rotorblock 46 verbunden und somit um die Rollachse 38 rotierbar ist eine Nickelektronik 68, ein Rollsensor 70, eine Detektorelektronik 72 und eine Kommunikationseinheit 74 mit einem Sender 76 und einem Empfänger 78. Der Sender 76 kann auch als Empfänger und der Empfänger 78 als Sender fungieren, sodass eine bidirektionale Kommunikation möglich ist. Sender 76 und Empfänger 78 sind als Ringscheiben ausgeführt, und der Sender 76 ist mit dem Rotorblock 46 starr verbunden und der Empfänger 78 ist mit dem Statorblock 56 starr verbunden.
  • Weiter trägt der Rotorblock 46 eine Energieübertragungseinheit 80 mit einem Schleifring 82 und einer Bürste 84 zur Übertragung von elektrischer Energie von einem nicht dargestellten gehäusefesten Energiespeicher zur Detektoreinheit 20. Hierbei ist der Schleifring 82 mit der Detektoreinheit 20 und die Bürste 84 mit dem Energiespeicher verdrahtet. Mit dem Rotorblock 46 verbunden ist außerdem ein optisches Gitter 86 mithilfe dessen über einen optischen Abgriff 88 von einer gehäusefesten Steuereinheit 90 die Rotationsgeschwindigkeit des Rotorblocks 46 relativ zum Statorblock 56 ermittelt werden kann. Über einen Bewegungssensor 92, der ebenfalls gehäusefest ist, und der als Initialsensor oder IMU (Inertial Measurement Unit) ausgeführt ist, kann von der Steuereinheit 90 die Rollrate des Statorblocks 56 beziehungsweise des Außengehäuses 58 erfasst werden. Hierzu erfasst der Bewegungssensor 92 Beschleunigungswerte, beispielsweise eine Fliehkraftbeschleunigung und/oder Beschleunigungen in weitere Raumrichtungen, und ermittelt hierdurch aus einem Anfangszustand einen späteren Momentanzustand, beispielsweise eine Rollrate, eine Fluggeschwindigkeit und gegebenenfalls andere weitere Größen.
  • Der Lenkflugkörper 2 ist ein selbst angetriebener und über nicht dargestellte Ruder lenkbarer Flugkörper, der beispielsweise aus einem Kanister gestartet wird. Über sein Raketentriebwerk fliegt der Lenkflugkörper 2 in Richtung auf ein vorgegebenes Ziel, das beispielsweise in der Steuereinheit 90 oder einer anderen Steuereinheit hinterlegt ist, beispielsweise mithilfe von Koordinaten. Ebenfalls möglich ist die Vorgabe eines optischen Ziels, beispielsweise das Objekt 28, das optisch erfasst und vor oder nach dem Start des Lenkflugkörpers 2 an die entsprechende Steuereinheit 90 übergeben wird. Im Anflug auf das Objekt 28 wird dieses über das optische System 6 auf dem Matrixdetektor 22 abgebildet. Eine Bewegung des Abbilds des Objekts 28 auf der sensitiven Fläche des Matrixdetektors 22 führt erstens zu einer Bewegung der Eingangsoptik 10, sodass diese möglichst zentriert auf das Objekt 28 ausgerichtet bleibt. Zweitens führt die Bewegung zu einem Lenkkommando zum Ausrichten der Längsachse des Lenkflugkörpers 2 in Richtung zum Objekt 28, sodass der Lenkflugkörper 2 auf diese Weise das Objekt 28 verfolgt.
  • Vor der Aktivierung des Matrixdetektors 22 wird dieser durch den Kühler 62 auf eine Temperatur heruntergekühlt, bei der eine thermisch bedingte Anregung von Ladungsträgern im Matrixdetektor 22 und damit ein Rauschen des Matrixdetektors 22 im infraroten Spektralbereich gegenüber Raumtemperatur stark verringert ist, sodass auch schwach im Infrarot strahlende Objekte der Objektszene 30 und insbesondere das anvisierte Objekt 28 erkannt werden. Hierfür wird im Inneren des Kühlers 62 entspanntes und hierdurch stark abgekühltes Kühlgas durch den Gasauslass 64 auf die Hinterseite des Trägers 24 geblasen, sodass dieser und mit ihm der Matrixdetektor 22 stark abkühlen. Das Gas verteilt sich in dem Spalt zwischen dem Rotorblock 46 und dem Kühler 62 nach hinten und wird dort abgeführt.
  • Während des Flugs des Lenkflugkörpers 2 kann es vorkommen, dass dieser um seine Rollachse 38 rollt. Hierbei können Rollraten von mehr als 1 Hz auftreten. Ohne eine Entrollung des Rollrahmens 42 beziehungsweise des Rotorblocks 46 würde das Gesichtsfeld der Eingangsoptik 10 mit dieser Frequenz rotieren und eine Fokussierung auf das Objekt 28 wäre lediglich bei einer Ausrichtung der Eingangsoptik 10 exakt in Richtung der Rollachse möglich. Um dennoch eine exakte seitliche Fokussierung der Eingangsoptik 10 auf das Objekt 28 zu ermöglichen, wird die Rollrate des Außengehäuses 58 beziehungsweise des Statorblocks 56 durch den Bewegungssensor 92 erfasst. Anhand der Daten des Bewegungssensors 92 steuert die Steuereinheit 90 den Rollantrieb 50 an, sodass der Rollrahmen 42 entgegen der Rollrichtung des Außengehäuses 58 und mit der von dem Bewegungssensor 92 ermittelten Rollrate rotiert. Hierdurch wird der Rollrahmen 42 entrollt und ruht im Raum bei um ihn herum rotierendem Außengehäuse 58. Entsprechend ruht auch die Ausrichtung der Detektoroptik 18 im Raum - abgesehen von Änderungen verursacht durch die Fluggeschwindigkeit und gegebenenfalls Richtungsänderung des Lenkflugkörpers 2 - und auch die Abbildung des Objekts 28 ruht, bei keiner Eigenbewegung des Objekts 28, auf der sensitiven Fläche des Matrixdetektors 22.
  • Ein alternatives Entrollverfahren kann mithilfe des Rollsensors 70 durchgeführt werden. Auch dieser kann eine Rollrate des Rollrahmens 42 erfassen, sodass die Steuereinheit 90, die datentechnisch mit dem Rollsensor 70 über die Kommunikationseinheit 74 verbunden ist, ein Entrollen des Rollrahmens 42 durch die entsprechende Ansteuerung des Rollantriebs 50 steuern kann. Bei diesem Verfahren besteht außerdem die Möglichkeit, die Rollrate des Rollrahmens 42 zu regeln. Die Regelgröße ist hierbei beispielsweise eine gemessene Fliehkraftbeschleunigung, die auf den Rollsensor 70 wirkt. Der Vorschub des Rollantriebs 50 wird von der Steuereinheit 90 so gesteuert, dass die Fliehkraft und damit die absolute Rollrate beispielsweise auf Null geregelt werden.
  • Ein weiteres Verfahren besteht im Zusammenwirken des Bewegungssensors 92 mit dem Rollsensor 70 zur Steuerung der absoluten Rollrate des Rollrahmens 42 auf einen gewünschten Rollwert, beispielsweise auf Null. Hierzu wird die absolute Rollrate mithilfe der Steuereinheit 90 und des Bewegungssensors 92, wie zum ersten Verfahren beschrieben, gesteuert. Im Prinzip müsste der Rollsensor 70 die gewünschte absolute Rollrate bestätigen. Ist dies nicht der Fall, so kann das Signal des Rollsensors 70 als Zusatzsignal von der Steuereinheit 90 verwendet werden, um die gewünschte absolute Rollrate des Rollrahmens 42 einzustellen. Die Entrollung besteht somit aus zwei Komponenten: einer aus dem Signal des Bewegungssensors 92 resultierenden Komponente und einer aus dem Signal des Rollsensors 70 resultierenden und auf die erste Komponente aufaddierten Komponente.
  • Bei einer schnellen Bewegung des Objekts 28 quer zur Rollachse 38, insbesondere bei einem Bewegen sehr nah an der Rollachse 38 vorbei, kann das Nachverfolgen des Objekts 28 mit der Eingangsoptik 10 zu einer sehr plötzlichen und sehr schnellen Rollbewegung des Rollrahmens 42 führen. Diese Rollbewegung ist eine Bewegung, die zusätzlich zur Rotation des Rollrahmens 42 vom Rollsensor 70 erfasst wird. Der Rollsensor 70 ist hierzu vorbereitet und mithin ein sehr schnell detektierender Sensor, der in der Lage ist, schnelle Bewegungen und schnelle Bewegungsänderungen genau zu erfassen. Da die Rollbewegung des Rollrahmens 42 zum Nachführen der Eingangsoptik 10 durch die Steuereinheit 90 gesteuert und mithilfe des optischen Gitters 86 kontrolliert wird, kann die Steuereinheit 90 diese Rollbewegung auch von der Entrollbewegung des Rollrahmens 42 aus dem Signal des Rollsensors 70 trennen. Eine Steuerung der Entrollrotation bleibt weiterhin möglich.
  • In einem weiteren Verfahren kann es vorkommen, dass die Messungen des Rollsensors 70 mit einer Messungenauigkeit behaftet sind. Beispielsweise addiert sich aus einer Vielzahl von schwankenden Beschleunigungen ein Drift, der in einem Rollmessfehler resultieren kann. Ein solcher Messfehler kann von der Steuereinheit 90 mithilfe der Daten des Bewegungssensors 92 erkannt werden. Der Bewegungssensor 92 rotiert relativ konstant mit der Rollrate des Außengehäuses 58, und dessen eventueller Messfehler kann durch das Signal des Rollsensors 70 von der Steuereinheit 90 erkannt und kompensiert werden. Treten später Messfehler des Rollsensors 70 auf, beispielsweise verursacht durch starke Nachlenkbeschleunigungen der Eingangsoptik 10, so können diese Fehler durch die Daten des Bewegungssensors 92 erkannt und von der Steuereinheit 90 kompensiert werden, da diese in der Zeit der starken Auslenkung der Eingangsoptik 10 weniger stark beansprucht ist und genauere Messergebnisse liefert.
  • Selbstverständlich ist es auch möglich, einzelne Komponenten der beschriebenen Verfahren zu kombinieren zur Steuerung, insbesondere Regelung, der Rollrate auf einen gewünschten Rollwert.
  • Ein entsprechender Verfahrensablauf ist in FIG 2 beispielhaft dargestellt. Der Bewegungssensor 92 erfasst eine erste Rollrate RR1 und liefert die entsprechenden Daten an die Steuereinheit 90. Diese steuert den Rollantrieb 50 an zum Entrollen des Rollrahmens 42. Eine Restrollrate RR2 wird vom Rollsensor 70 erfasst, der seine Daten an die Steuereinheit 90 speist. Mithilfe dieser Korrekturdaten wird ebenfalls der Rollantrieb 50 angesteuert, sodass eine genauere Entrollung erfolgt. Diese wird in einer Regelschleife vom Rollsensor 70 erfasst und von der Steuereinheit 90 zur Regelung verwendet.
  • Eine Bewegung der Abbildung des Objekts 28 auf der sensitiven Fläche des Matrixdetektors 22 wird von der Detektorelektronik 72 erkannt und entsprechende Daten werden an die Steuereinheit 90 geliefert. Diese steuert ein Nachführen der Eingangsoptik 10 auf das Objekt 28, sodass eine zusätzliche Rollbewegung RB des Rollrahmens 42 erzeugt wird, die auf die gewünschte Rollrate aufaddiert wird. Auch die Rollbewegung RB wird vom Rollsensor 70 erkannt und das entsprechende Signal wird an die Steuereinheit 90 weitergegeben. Diese trennt aus dem Signal die beiden Bewegungen, nämlich die Restrollrate RR2 von der Rollbewegung RB, und steuert weiterhin den Rollantrieb 50 so an, dass die Restrollrate RR2 verschwindet bzw. einen gewünschten Wert annimmt.
  • Je nach Beschaffenheit der Objektszene 30 kann deren Abbild auf der sensitiven Fläche des Matrixdetektors 22 ebenfalls zur Einstellung der absoluten Rollrate herangezogen werden. Wird beispielsweise ein Horizont abgebildet, die Sonne und oder ein anderer bekannter und in der Lage stabiler Gegenstand, so ruht dessen Abbild bei verschwindender Rollrate des Rollrahmens 42 und gradlinigem Flug des Lenkflugkörpers 2 auf der sensitiven Fläche des Matrixdetektors 22. Ein Rollen des Rotorblocks 46 beziehungsweise des Rollrahmens 42 kann durch ein Kreisen des Abbilds auf dem Matrixdetektor 22 beispielsweise durch Bilderfassung erkannt werden. Dieses Kreisen kann zur Steuerung der absoluten Rollrate verwendet werden.
    • Bezugszeichenliste
    • 2
    Lenkflugkörper
    4
    Suchkopf
    6
    optisches System
    8
    Dom
    10
    Eingangsoptik
    12
    optisches Gelenk
    14
    Primehrspiegel
    16
    Fangspiegel
    18
    Detektoroptik
    20
    Detektoreinheit
    22
    Matrixdetektor
    24
    Träger
    26
    Detektorgehäuse
    28
    Objekt
    30
    Objektscene
    32
    Prismenblock
    34
    Prismenblock
    36
    Nickachse
    38
    Rollachse
    40
    Roll-Nick-System
    42
    Rollrahmen
    44
    Nickrahmen
    46
    Rotorblock
    48
    Lager
    50
    Rollantrieb
    52
    Rotor
    54
    Stator
    56
    Statorblock
    58
    Außengehäuse
    60
    Außengehäuse
    62
    Kühler
    64
    Gasauslass
    66
    Gasbehälter
    68
    Nickelektronik
    70
    Rollsensor
    72
    Detektorelektronik
    74
    Kommunikationseinheit
    76
    Sender
    78
    Empfänger
    80
    Energieübertragungseinheit
    82
    Schleifring
    84
    Bürste
    86
    optisches Gitter
    88
    Abgriff
    90
    Steuereinheit
    92
    Bewegungssensor
    RB
    Rollbewegung
    RR1
    Rollrate
    RR2
    Restrollrate

Claims (15)

  1. Suchkopf (4) für einen Lenkflugkörper (2) mit einem Außengehäuse (58, 60), einer Detektoreinheit (20) mit einem Matrixdetektor (22), einem optischen System (6) zum Abbilden eines Objekts (28) aus einer den Lenkflugkörper (2) umgebenden Objektszene (30) auf den Matrixdetektor (22) umfassend eine Eingangsoptik (10) und ein optisches Gelenk (12) und mit einem Roll-Nick-System (40) zum Ausrichten zumindest der Eingangsoptik (10) auf das Objekt (28) mit einem Rollrahmen (42) und einem Nickrahmen (44),
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Detektoreinheit (20) am Rollrahmen (42) rollfest angeordnet ist.
  2. Suchkopf (4) nach Anspruch 1,
    gekennzeichnet
    durch einen Kühler (62) zum Kühlen des Matrixdetektors (22), der starr zum Außengehäuse (58, 60) angeordnet ist.
  3. Suchkopf (4) nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Kühler (62) ein Gaskühler mit einem Gasauslass (64) ist, der koaxial zur Rollachse (38) und auf die Detektoreinheit (20) ausgerichtet ist.
  4. Suchkopf (4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    gekennzeichnet
    durch eine Kommunikationseinheit (74) mit einem rollrahmenfesten Sender (76) und einem gehäusefesten Empfänger (78) zur drahtlosen Datenübertragung zwischen Sender (76) und Empfänger (78).
  5. Suchkopf (4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    gekennzeichnet
    durch einen rollrahmenfest angeordneten Rollsensor (70) zur Erfassung einer Rollbewegung des Rollrahmens (42).
  6. Suchkopf (4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    gekennzeichnet
    durch einen gehäusefest angeordneten Bewegungssensor (92) zur Erfassung einer Bewegung des Außengehäuses (58, 60).
  7. Verfahren zum Abbilden eines Objekts (28) einer Objektszene (30) auf einen Matrixdetektor (22) eines Suchkopfs (4) für einen Lenkflugkörper (2), bei dem eine Eingangsoptik (10) eines optischen Systems (6) des Suchkopfs (4) mithilfe eines Roll-Nick-Systems (40), das einen Rollrahmen (42) und einen Nickrahmen (44) aufweist, auf das Objekt (28) ausgerichtet wird und das Objekt (28) durch das optische System (6) auf den Matrixdetektor (22) abgebildet wird,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass ein Außengehäuse (58) des Suchkopfs (4) relativ zur ihn umgebenden Objektszene (30) um eine Rollachse (38) rollt und der Matrixdetektor (22) relativ zum Außengehäuse (58) rotiert und mit dem Rollrahmen (42) mitrollt.
  8. Verfahren nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Matrixdetektor (22) im Raum ruht und die Abbildung auf dem Matrixdetektor (22) bei um die Rollachse (38) rollendem Außengehäuse (58) ruht.
  9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass aus einem gehäusefesten Kühler (62) des Suchkopfs (4) Kühlgas gegen eine den Matrixdetektor (22) aufweisende und sich relativ zum Kühler (62) um die Rollachse (38) drehende Detektoreinheit (20) gesprüht wird und damit der Matrixdetektor (22) gekühlt wird.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass eine Rollrate des Rollrahmens (42) durch einen rollrahmenfest angeordneten Rollsensor (70) erfasst wird und die Rollrate mithilfe der Daten des Rollsensors (70) auf einen gewünschten Rollwert geregelt wird.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass mithilfe eines außengehäusefesten Bewegungssensors (92) eine Rollrate des Außengehäuses (58) ermittelt wird, mithilfe des ermittelten Werts ein Rollantrieb (50) angesteuert wird, so dass der Rollrahmen (42) relativ zum Außengehäuse (58) entgegen dessen Rolldrehrichtung rotiert wird, eine verbleibende Rollrate des Rollrahmens (42) mithilfe eines rollrahmenfest angeordneten Rollsensors (70) erfasst wird und die Rollrate mithilfe der Daten auch des Rollsensors (70) auf einen gewünschten Rollwert geregelt wird.
  12. Verfahren nach Anspruch 11,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass bei der Steuerung der Rollrate auf den gewünschten Rollwert ein Messfehler des Rollsensors (70) in Form einer Drift mithilfe des Bewegungssensors (92) zumindest teilweise erkannt und berücksichtigt wird.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass mithilfe des Rollsensors (70) zusätzlich zur Rollrate des Rollrahmens (42) eine Rollbewegung erfasst wird, die durch eine Verfolgung des Objekts (28) mit der Eingangsoptik (10) erzeugt wird.
  14. Verfahren nach Anspruch 13,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Rollantrieb (50) so gesteuert wird, dass mithilfe der zur Verfolgung des Objekts (28) angesteuerten Rollbewegung und der Daten des Rollsensors (70) eine Rollrate des Rollrahmens (42) auf den gewünschten Rollwert geregelt wird.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 14,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass mithilfe von aus einer Abbildung der Objektszene (30) auf den Matrixdetektor (22) gewonnenen Daten eine Rollrate des Rollrahmens (42) auf einen gewünschten Rollwert geregelt wird.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020000482A1 (de) 2020-01-28 2021-07-29 Diehl Defence Gmbh & Co. Kg Suchoptik, Suchkopf und Lenkflugkörper
EP4078074A4 (de) * 2019-12-18 2024-01-17 Bae Sys Inf & Elect Sys Integ Schwarmnavigation unter verwendung des follow-the-forward-ansatzes

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19824899C1 (de) * 1998-06-04 1999-08-26 Lfk Gmbh Zielsuchkopf und Verfahren zur Zielerkennung- und Verfolgung mittels des Zielsuchkopfes
FR2830078A1 (fr) * 2001-09-25 2003-03-28 Sagem Procede de guidage d'une roquette
DE4331259C1 (de) * 1993-09-15 2003-07-10 Bodenseewerk Geraetetech Sucher für zielverfolgende Flugkörper
DE10313136A1 (de) * 2003-03-29 2004-10-07 BODENSEEWERK GERäTETECHNIK GMBH Suchkopf mit Nick-Gier-Innenkardansystem
DE102007030880A1 (de) * 2007-07-03 2009-01-08 Diehl Bgt Defence Gmbh & Co. Kg Vorrichtung zur Erfassung einer Objektszene
DE102007044766A1 (de) * 2007-09-19 2009-04-09 Diehl Bgt Defence Gmbh & Co. Kg Vorrichtung zur Erfassung einer Objektszene
DE102010055493A1 (de) 2010-12-15 2012-06-21 Diehl Bgt Defence Gmbh & Co. Kg Verfahren zum Steuern eines Lenkflugkörpers und Suchkopf für einen Lenkflugkörper

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3342958A1 (de) * 1983-11-26 1985-06-05 Diehl GmbH & Co, 8500 Nürnberg Sensoranordnung in einem suchkopf
DE3623343C1 (de) * 1986-07-11 1989-12-21 Bodenseewerk Geraetetech Optischer Sucher mit Rosettenabtastung
US4717822A (en) * 1986-08-04 1988-01-05 Hughes Aircraft Company Rosette scanning surveillance sensor
US5365746A (en) * 1989-01-23 1994-11-22 Hughes Aircraft Company Cryogenic cooling system for airborne use
DE3925942C2 (de) * 1989-08-07 1996-07-25 Bodenseewerk Geraetetech Kreiselstabilisierter Sucher
DE3938705C2 (de) 1989-08-07 1996-09-05 Bodenseewerk Geraetetech Kreiselstabilisierter Sucher
DE4443134C2 (de) * 1994-12-03 2001-07-05 Diehl Stiftung & Co Sensoreinrichtung für einen Flugkörper
DE19706958C2 (de) * 1997-02-21 2001-11-08 Lfk Gmbh Schwenkbarer Sucher
DE102011104021A1 (de) * 2011-06-11 2012-12-13 Diehl Bgt Defence Gmbh & Co. Kg Optische Vorrichtung
DE102011104023B4 (de) * 2011-06-11 2019-07-25 Diehl Defence Gmbh & Co. Kg Optische Vorrichtung für einen Suchkopf für einen Lenkflugkörper und Suchkopf für einen Lenkflugkörper

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4331259C1 (de) * 1993-09-15 2003-07-10 Bodenseewerk Geraetetech Sucher für zielverfolgende Flugkörper
DE19824899C1 (de) * 1998-06-04 1999-08-26 Lfk Gmbh Zielsuchkopf und Verfahren zur Zielerkennung- und Verfolgung mittels des Zielsuchkopfes
FR2830078A1 (fr) * 2001-09-25 2003-03-28 Sagem Procede de guidage d'une roquette
DE10313136A1 (de) * 2003-03-29 2004-10-07 BODENSEEWERK GERäTETECHNIK GMBH Suchkopf mit Nick-Gier-Innenkardansystem
DE102007030880A1 (de) * 2007-07-03 2009-01-08 Diehl Bgt Defence Gmbh & Co. Kg Vorrichtung zur Erfassung einer Objektszene
DE102007044766A1 (de) * 2007-09-19 2009-04-09 Diehl Bgt Defence Gmbh & Co. Kg Vorrichtung zur Erfassung einer Objektszene
DE102010055493A1 (de) 2010-12-15 2012-06-21 Diehl Bgt Defence Gmbh & Co. Kg Verfahren zum Steuern eines Lenkflugkörpers und Suchkopf für einen Lenkflugkörper

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4078074A4 (de) * 2019-12-18 2024-01-17 Bae Sys Inf & Elect Sys Integ Schwarmnavigation unter verwendung des follow-the-forward-ansatzes
DE102020000482A1 (de) 2020-01-28 2021-07-29 Diehl Defence Gmbh & Co. Kg Suchoptik, Suchkopf und Lenkflugkörper
EP3859422A1 (de) 2020-01-28 2021-08-04 Diehl Defence GmbH & Co. KG Suchoptik, suchkopf und lenkflugkörper

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