JP2008510951A - 光閃光を用いて光学リンクを作成する方法と装置 - Google Patents

光閃光を用いて光学リンクを作成する方法と装置 Download PDF

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Abstract

本発明は、光閃光を用いて、光学リンクを作成する方法と装置とに関する。本発明によれば、複数個のコンデンサ(Ｃ１からＣ５)からなる配置(13)が閃光電球(３)に電力を供給供給するために設けられており、上記の配置(13)内のコンデンサの連結は、生じる静電容量が次から次の閃光毎に増加するようプログラムされた方法で制御される。
【選択図】 図２

Description

本発明は、閃光電球と、光閃光を受け取る受光器との間の閃光により、光学リンク、特に、例えば、米国特許第４,７１０,０２８号(フランス特許２,５８３,５２３)に記載のような、ミサイルの位置決めと誘導用装置に用いられるリンクを作成する方法と装置に関する。
この種の既知の装置では、上記の閃光電球は、ミサイルに搭載されるか固定ステーションに置かれ、光学リンクは、ミサイルに搭載されたミラー(鏡)を含み、上記の受光器に向け光閃光を戻す。
米国特許第４,７１０,０２８号
非常に長い光学リンクを提供するためには、上記の閃光電球は強力でなければならないので、大量のエネルギーを消費する。その結果、閃光電球は勿論嵩高くなり、それが発生する熱を外側に放散できる手段を設けなければならない。
この目的のため、本発明によれば、閃光電球と、ミサイルがそこから離れていく位置決め装置との間での一連の光閃光により形成される光学リンクの作成方法であって、各光閃光は容量性手段によって発生せられる電気放電によって発生し、上記の閃光電球に当てられるものであって、
上記の容量性手段が複数個のコンデンサの配置の形態で作成され、
上記の配置内のコンデンサの連結は、上記の容量性手段から生じる容量が次から次の閃光毎に増加するようにプログラムで制御せられることを特徴とするもの。
よって、本発明により、上記の閃光電球のパワーは時間の関数として変化し、ミサイルが位置決め装置に近い時パワーは小さく、閃光電球と位置決め装置と間の距離と共に徐々に増加し、ミサイルの最大飛行範囲で必要とされるパワーがその範囲の端でのみ出されることができる。よって、そのような変化が閃光電球のエネルギー消費を減少し、閃光電球に生じる熱を減少すると共にその容積も減少させる。
本発明による方法を実施するため、一方では、上記の容量性手段が複数個の回路分岐を含みこの分岐の各々はコンデンサと制御スイッチとからなり、上記の回路分岐は上記の閃光電球の陽極と陰極と間で相互に平列に連結されており、他方、装置は、上記のコンデンサに電気を供給するための高圧発電機と上記の制御スイッチを制御する手段とを含み、この制御手段は、一方では、上記の高圧発電機から電気をコンデンサに充電し、他方では、１回の閃光に対応する放電が前の閃光に対応する放電より大きく、次の閃光に対応する放電より小さくなるように、上記のコンデンサから閃光電球へ放電させることができる。
１つの好ましい実施例では、
最初から最後まで異なる容量を有する、回路分岐のコンデンサは増加する静電容量の順で分類され、
上記の追加のコンデンサは、上記の回路分岐の容量の中でも最小の静電容量を有する第１コンデンサより低い容量を有し、
一連の閃光のうち第１番目のものはまさに追加のコンデンサの放電から生じ、
第２番目のものは、上記の追加のコンデンサと、上記の回路分岐の第1コンデンサとの組み合わせ放電から生じ、
第３番目のものは、上記の追加のコンデンサと、上記の回路分岐の第１および第２コンデンサとの組み合わせ放電から生じ、
一般に、一連の閃光のうち指数(i)((i)は一連の閃光の総数より小さい整数である)の中間閃光は、追加のコンデンサと、上記の回路分岐の(i−1)の第1番目のコンデンサとの組み合わせ放電から生じ,
一連の閃光のうち最後のものは、追加のコンデンサと、上記の回路分岐の全てのコンデンサとの組み合わせ放電から生じる。
よって、ミサイルの飛行範囲の最後で、高容量のコンデンサを用いず上記の閃光電球用に高パワーを得ることができる。
本発明による装置は、上記のミサイルの軌跡に従ってプログラムされ、上記の制御スイッチを制御する手段を駆動し、2つの連続する光閃光間の時間間隔を決定するプログラムされた手段を含むのが好ましい。
そのような駆動手段は、ミサイルの発射により、遅れて始動されるのが好ましい。
２つの連続する光閃光間の時間間隔は、一連の閃光全てに対して固定していて、同一であるが、例えば、指数関数法に従って変化してもよい。
上記の閃光電球が、トリップ電極を含むタイプのもである通常の場合、本発明の装置は、上記のトリップ電極に電気を供給するための超高電圧発電機を含み、この発電機は上記の、スイッチを制御する手段により制御される。
添付の図面により、本発明がどのように実施されるかを明確に説明する。図中、同一符号は同一要素を示す。
図１は、基準軸Ｘ−Ｘ(例えば、視線)に対し、ミサイルの位置決めをできる装置１を示し、ミサイル２はその位置決め装置１から一定の速度で離れて行く。位置決め装置１、例えば、米国特許第４７１００２8号(フランス特許第２５８３５２３号)に記載されているタイプのもである。
上記の位置決め装置１によって、ミサイル２を位置決めするため、このミサイル２は光パルス４を上記の装置１に向けて出すことのできる閃光電球３を含む。装置１は上記の光パルスを受け取る受光器を含む(装置１の他の方法の図示略)。
図２に示されているように、閃光電球３はアースされた陰極５と、制御装置７によって電気が供給される陽極６と、超高圧発電機９(例えば、約１０ｋＶで作動するもの)により電気が供給されるトリップ電極８とを含む。上記の閃光電球３は、反射器11を形成する凹所10を有し、光学的窓12によって閉じられている。加えて、凹所10には希薄ガス、例えば、キセノンが充填されている。
ミサイル２に搭載されている制御装置７は、容量性手段13と、この容量性手段13に充電できる(例えば、５００Ｖで作動する)高電圧発電機14と、上記の容量性手段13と超高電圧発電機９とを制御する制御装置15と、この制御装置15を駆動するための、プログラムされた同期パルス発生器16と、上記発電気14と制御装置15とパルス発生器16とに電力を供給するための電力供給器17、例えば、熱電池とからなる。
図２に示されている実施例では、容量性手段13は、並列に接続された５個のコンデンサＣ１〜Ｃ５までからなり、これらの陽極は、一方では、高電圧発電機14に、他方では、閃光電球３の陽極６に共通化されている。
更に、コンデンサＣ１の陰極は直接アースされているのに対し、コンデンサＣ２〜Ｃ５までの陰極は、それぞれ、制御装置15により制御されるスイッチＩ２〜Ｉ５(例えば、ＭＯＳトランジスタ)を介してアースされている。
コンデンサＣ５の静電容量はコンデンサＣ４のものより高く、コンデンサＣ４自体はコンデンサＣ３の静電容量より高く、コンデンサＣ３自体はコンデンサＣ２の静電容量より高く、コンデンサＣ２はそれ自体コンデンサＣ１の静電容量より高いのが好ましい。例えば、コンデンサＣ１の静電容量がｃ１に等しいと、コンデンサＣ２からＣ５までの静電容量ｃ１からｃ５は、それぞれ、２ｃ１、３ｃ１、４ｃ１および５ｃ１に等しい。
コンデンサＣ１は永久に発電機14に連結されているので、この発電機により充電される。
ミサイル２を発射すると、制御指令が、遅延装置(図示略)が光学的に介在せられている制御ライン18を介してプログラムされたパルス発生器16に送られる。この制御指令に応答して、パルス発生器16は制御装置15を駆動し、スイッチＩ２〜Ｉ５までを閉じ、コンデンサＣ２〜Ｃ５は発電機14によって充電される。スイッチが閉じられると、その状態のままでいる。
次いで、装置７と閃光電球３は以下のように作動する。
時間ｔ１では、パルス発生器16は、制御装置15に送られる第１パルスを発する。そして制御装置15は超高電圧発電機９を作動してトリップ電極８を非常に高い電圧に昇圧する。コンデンサＣ１の端子を横切る電圧は、又、陰極５と陽極６との間にかけられるので、電気アークがこれらの電極間に生じ、上記のコンデンサＣ１は放電する。よって、この、第１光閃光を形成する短いアークの力は、それ自体コンデンサＣ１の静電容量に依存する、コンデンサＣ１に蓄積されたチャージ(電荷)に比例する。この第１光閃光の最後で、パルス発生器16により駆動された制御装置15は超高電圧発電機９を非作動化して、スイッチＩ２を閉じて、コンデンサＣ１およびＣ２が発電機14によって再充電される。
時間ｔ１の後時間ｔ２＝ｔ１＋Δｔ１では、パルス発生器16は第２パルスを発し、それを受け取る制御装置15は超高電圧発電機９を作動する。その結果、閃光電球３は第２光閃光を発生する。第２光閃光のパワーはコンデンサＣ１とＣ２に蓄積された電荷の合計に比例する。第２光閃光の最後に、制御装置15は超高電圧発電機９を非作動化し、スイッチＩ３を閉じる。するとコンデンサＣ１、Ｃ２およびＣ３は発電機14により再充電される。
時間ｔ２の後時間ｔ３＝ｔ２＋Δｔ２では、パルス発生器16は第３パルスを発し、これに応答して、制御装置15は超高電圧発電機９を作動する。よって、上記と同様に、閃光電球３は第３光閃光を発生する。第３光閃光のパワーはコンデンサＣ１、Ｃ２およびＣ３に蓄積された電荷の合計に比例する。第３光閃光の最後で、発生器16によって駆動された制御装置15は超高電圧発電機9を非作動化し、スイッチＩ４を閉じる。するとコンデンサＣ１、Ｃ２、Ｃ３およびＣ４は発電機14により再充電される。
時間ｔ３の後時間ｔ４＝ｔ３＋Δｔ３では、パルス発生器16は第４パルスを発し、これに応答して、制御装置15は超高電圧発電機９を作動する。よって、上記と同様に、閃光電球３は第４光閃光を発生する。第４光閃光のパワーはコンデンサＣ１、Ｃ２、Ｃ３およびＣ４に蓄積された電荷の合計に比例する。第４光閃光の最後に、制御装置15は超高電圧発電機９を非作動化し、スイッチＩ５を閉じる。するとコンデンサＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４およびＣ５は発電機14により再充電される。
時間ｔ４の後時間ｔ５＝ｔ４＋Δｔ４では、パルス発生器16は第５パルスを発し、これに応答して、制御装置15は超高電圧発電機９を作動する。よって、上記と同様、閃光電球３は第５光閃光を発生する。第５光閃光のパワーはコンデンサＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４およびＣ５に蓄積された電荷の合計に比例する。
上記の閃光のパワーは、ミサイルがその最大飛行範囲に到達すると最大になるよう次から次へと増加する。
以上から、本発明により、上記の閃光電球３はプログラムされたパワー変化を伴いながら作動し、閃光検知器(ＣＣＤあるいはＣＭＯＳ検知器)がミサイルの発射時に麻痺することを阻止する。加えて、かなりの量のエネルギーが節約され、ミサイルの飛行範囲が同じパワーでも増加する。この結果、閃光電球３により発生する熱のかなりの減少により、この電球と組み合わせられた光学ブロックの大きさを減少させ、現在使用されているものより、高温度抵抗に関する臨界点が低い材料からこの電球を作製することができる。
ミサイルを位置決めする方法の略図である。 ミサイルに搭載された光パルスエミッタの一例の線図。

Claims (9)

  1. 閃光電球(３)と、ミサイル(２)がそこから離れていく位置決め装置(１)との間での一連の光閃光により形成される光学リンクの作成方法であって、各光閃光(4)は容量性手段(13)によって発生せられる放電によって発生し、上記の閃光電球(３)に当てられるものであり、
    上記の容量性手段(13)が複数個のコンデンサ(Ｃ１からＣ５)の配置の形態で作成され、
    上記の配置内のコンデンサ(Ｃ１〜Ｃ５)の連結は、上記の容量性手段(13)から生じる静電容量が次から次に増加するようにプログラムで制御せられることを特徴とするもの。
  2. 請求項１に記載の方法を実施するために光学リンクを作成する装置であって、
    上記の容量性手段(13)が複数個の回路分岐(Ｃ２、Ｉ２〜Ｃ５、Ｉ５)を含みこの分岐の各々はコンデンサ(Ｃ２〜Ｃ５)と制御スイッチ(Ｉ２〜Ｉ５)とからなり、上記の回路分岐は上記の閃光電球(３)の陽極(６)と陰極(５)と間で相互に並列に連結されており、
    上記のコンデンサ(Ｃ２〜Ｃ５)に電気を供給するための高圧発電機(14)と
    上記の制御スイッチ(Ｉ２〜Ｉ５)を制御する手段(15)とを含み、この制御手段(15)は、一方では、上記の高圧発電機から電機をコンデンサ(Ｃ２〜Ｃ５)に充電し、他方では、1回の閃光に対応する放電が前の閃光に対応する放電より大きく、次の閃光に対応する放電より小さくなるように、上記のコンデンサから閃光電球(３)へ放電させることができることを特徴とするもの。
  3. 請求項３に記載した装置であって、
    上記の容量性手段(13)が、上記の閃光電球(３)の陽極(６)と陰極(５)との間の回路分岐(Ｃ２、Ｉ２〜Ｃ５、Ｉ５)に並列に連結されている追加のコンデンサ(Ｃ１)を含むことを特徴とするもの。
  4. 請求項４に記載の装置であって、
    最初のコンデンサ(２)から最後のコンデンサ(５)まで異なる容量を有する、回路分岐(Ｃ２、Ｉ２〜Ｃ５、Ｉ５)のコンデンサ(Ｃ２〜Ｃ５)が増加する容量の順で分類され、
    上記の追加のコンデンサ(Ｃ１)は、上記の回路分岐(Ｃ２、Ｉ２〜Ｃ５、Ｉ５)の容量の中でも最小の容量を有する第１コンデンサ(Ｃ２)より低い容量を有し、
    一連の閃光のうち第１番目のものはまさに追加のコンデンサ(Ｃ１)の放電から生じ、
    第２番目のものは、上記の追加のコンデンサ(Ｃ１)と、上記の回路分岐の第１コンデンサ(Ｃ２)との組み合わせ放電から生じ、
    第３番目のものは、上記の追加のコンデンサ(Ｃ１)と、上記の回路分岐の第１コンデンサ(Ｃ２)および第２コンデンサ(Ｃ３)との組み合わせ放電から生じ、 一般に、一連の閃光のうち指数(i)((i)は一連の閃光の総数より小さい整数である)の中間閃光は、追加のコンデンサ(Ｃ１)と、上記の回路分岐の(i−1)の第１番目のコンデンサとの組み合わせ放電から生じ,
    一連の閃光のうち最後のものは、追加のコンデンサ(Ｃ１)と、上記の回路分岐の全てのコンデンサとの組み合わせ放電から生じることを特徴とするもの。
  5. 請求項２〜４の記載いずれか１項に記載装置であって、
    上記の制御スイッチ(Ｉ２〜Ｉ５)を制御する手段(15)を駆動する、プログラムされた駆動手段(16)を含むことを特徴とするもの。
  6. 請求項５に記載の装置であって、
    上記のミサイル(２)発射の際に上記のプログラムされた駆動手段(16)を始動する手段(18)を含むことを特徴とするもの。
  7. 請求項５あるいは６に記載の置であって、
    ２つの連続する光閃光間の時間間隔が一連の光閃光全てに対し固定していて、同じであることを特徴とするもの。
  8. 請求項５あるいは６に記載の装置であって、
    ２つの連続する光閃光間の時間間隔が変化することを特徴とするもの。
  9. 請求項２から８のいずれか１項に記載の装置であって、上記の閃光電球(３)がトリップ電極(８)を含むタイプのもであり、
    上記トリップ電極に電気を供給する超高圧発電機(９)を含み、この超高圧発電機(９)が上記のスイッチ(Ｉ２〜Ｉ５)を制御する手段(15)により制御されることを特徴とするもの。
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