PT93125A - Detonador de proximidade a raios infravermelhos equipado com duplo campo de visao, proprio para aplicacoes no ambito dos suportes moveis - Google Patents

Description

OtiSuR I u'SQ A invenção diz •peito a um detonadi or de proxim !xdâd@ a rsi os i n fraverme1hos3 IV ? O qual é coni stiiuido por dois s iensoríss da ρro>iim.ida.de independen tBS i Q US 'C fm d; i f 0 r* en t a· s campos de *. *: f— df r—, p·*. por uma lógica da controlo que activa um sinal efectivo os Toqof. somente em presença de F. 0 =V» inferior e da u.m superior = disparo para 05 circuitos aoicionai; da uma barreira gerada pelo sensor disparo gerado pelo sensor ds F.Q.V, 0 campo de aplicação de um tal detonador é o campo no âmbito dos missais e da aviónica.5 e5 sais precisamente9 ê o campo de aplicação da geração da impulsos de disparos a um míssil ou uma cadeia pirotécnica de bombardeamento para aplicações anti—aeronaves «

Dois de tais sensores3 colocados ao longo da linha de

s a um computador centrai em irra5 pode fornecer a altitude a) de um veículo v oador. a da xnvenção e a an u1aç ao • 5 0 sol ? etc.) for •a da linha i fontes normalmente associa- alarmes em tais se ?nsc?r*03 S vez conhecida a velocidade ;re as diferentes Q ^5 f "1 j***? ser utilizada para determinar ;ria do sensor. 5. í- Γ «S 0 D A principal · caracteristic total ds fontes (tais como os fogos de alcance do sensor5 sendo as ditas das ás causas principais dos falsos

Fm sensor ds :r ,= 0, eletiva pode ser determinad; intervalo de tempo entre as saídas de dois aparelhos sensores

idênticos, situados V O O H uma. dada distância ao lonqo da 1 inha rae A solução proposta diz respeito à utilização de dois sensores de proximidade similares, embora um seja menor que o outros em notação simbólica temos teta i> teta 2= Se se entende que o emissor é um ponto em movimento com uma velocidade relativa Vt, em relaçlo ao sensor e ao longo de uma linha paralela ao eixo do próprio vector, para os tempos de dispara dos dais sensores, calculados no momento de cruzamento do emissor, aplicam-se as sequintes equacSes;

Sl MB/Vt/lAN CTet .U -- ·”> % = MD/Vt/íAM (Te em que MD é a distância mínima de cruzamento entre o sensor e o emissor, ti

Portanto, o desfasamento entre QOl' 20-3. na.1. Έ- tLuma

Dt ::= TÍ~T2= MD/Vt $ (i/ i AN (Teta 1) — Í/TAN í feta 2)) lai intervalo de tempo descrimina espacialmer ite f i K a uma disi :an\_ i a mínima de cruzamento maia r que b. ! máx ima 0 rr-pSr" ada para a o o e r~ a ç a q efectiva a 0 disposit fontes 3 aqui descrito, assegurando pois que fogos, chamas, etc. são efectíva— men te rs j e i fcad os.

Também pode ser estabelecido que o equipamento é to tal men te insensível a fontes com -ângulos fixos ( o sol, stc > ) porque o sensor necessita de ser activado por ambos os campos de

Ό — visão dentro de um intervalo de tempo curto, o que é incompatível com as características de transporte dinâmico» Esta análise pode ser mais extensa de modo a incluir fontes ampliadas ou geometrias paralelas s não coplanares, com características operacionais resultantes, idfnticas ás acima referidas»

As soluções correntes relativas a detonadores de proximidade para alvos aeronáuticos podem ser esquemáticamente divididas em duas classes de acordo com o estado de maior ou menor simetria cilíndrica do sensor, quando comparados com a linha de alvo»

Qs sensores não simétricos, ekclus-ivassente adoptados aos suportes rotativos (bambas com rotação constante ou mísseis rolantes), devido à sua construção, não podem usar senão o tempo e/ou a filtragem espectral para a rejeição da falsos sinais, fixos, espaciais e angulares, e visiona coniinuamente as diferentes áreas do campo através do campa de visão da sensor, utilizando a rotação necessária para cobrir todos os possíveis angulos de intersecção» Qs sensores do tipo camadas simétricas tfm um F«0»V. entre dois ângulos. Alfa 1 e Alfa 2 referidos aos seus eixos.

Tais sensores não apresentam qualquer problema de rejeição do alvo de 'ângulo fixo (muito longe) , a não ser junto a Alfa 1 e a Alfa 2 e a não ser que os movimentos de precedãncia e de oscilação do suporte os movam para dentro e para fora do campo de visão» A rejeição de alvos fixos no espaço e relativamente distantes è, contudo, impossível de conseguir, devido ao facto de a duração de sinal detectado depender da velocidade relativa, do raio de acção s das dimensões do alvo»

λ

Os sensores de pra>t Ξ-? S imi1ares sós do de proximidade de campa aberta são sensores tipo de camada, mas caracterisado (Alfa 2 pode ser considerado cama a por um simpj.es Sngulo tender para zero)5 e os ditos sensores expl Ο ϊ~ -5til u com Oi de dstscção n a forma peculiar de um sina I de IV de d ec r esc en te (um “dente de serra" com tempo de el evagão retrocesso acentuada).

Alarmes falsos devido a fontes de anqu1o fixo podem então ser eliminadas5 mas permanece o problema da sensibilidade a fontes fixas no espaço, relativamente distantes e suficientemente radiantes. P artindo do pressuposto de que a 1imitativas a invenção será agora desc rita Ta ás figuras anexas3 em que 5 ;ao π ao e referSncia A figura 1 mostra o plana geral do esquema da detonador. Mostra também? dois sensores CL) e (2) dois processadores de sinais (3) e (4)? um gerador da porta de tempo (5)¾ um detector de coincidência (6); (77) é um sinal de saída de alvo? (8) e (?) são janelas ópticas que têm diferentes campas de visão CFQv 1 e FOv 2>. as quais recolhem o sinal emissor de IV í 10),

A figura 2 mostra o plano geral do esquema da unidade da janelas representada por (8) ou (9) na figura. I f. do sensor i ou 2 e do processador de sinal (3) ou (45 = Mostra, tambémξ \I1) amplificador oe sinai oe gamas aitssj (12> pré-amplificsdor de corrente continua D = C = h (13) amplificador de sinal de gamas baixas; (14) alifflsntador de sinal analógico; (15) mira Bchmidts (16) deteetor de potência; (17) s e gun da m i ra Sc hmi d15 (18) circuito de tempo coincidente $ idêntico ao mostrado como (6) na figura 1= cuja saida é indicada por (19)= A figura 3 mostra o principio de funcionamento do dispositivo» descrito detalhadamente de seguida» A figura 4 mostra um desenho ampliado dos detalhes da janela (8) ou (9) da figura 1 e do sensor (1) ou <2) = de modo a obter as equações do campo de visão Teta de cada sensor» A figura 5 mostra a variação do sinal de IV para doii casos de operação» o qual tem a mesma potência a actuar sobre ·: sensor, mas distâncias mínimas de cruzamento diferentes» 8 A figura aox ensor pS.rS. de á& uma aei1 "onavs 1 oc θ. 1 i. T*r H !~1 em terr ò mos sTsBd 1F , em tra uma aplicação ad 3zmu I canesmsn te a ai relação a uma fonte

icional que utiliza iitu.de e a velocida-<S) adequada de IV 0 duplu Cãmpu de VI >sq uemá t ic amen te n a ão de iV da sensor da prOKiíí íidads é figura 1 sis ra 1s.ç ao a um míss: 1.1 mostrado 5.Π X.Xí5£?*i~SΪ ou. a apii de projéctsis=

Consiste essencialmente em dais sensores de proximidade simples (figura o \ os quais specífic ausente tseb: X EtL. C X u-nados de modo a que o c ampo de visão se j a. de 50 g raus para α primeiro Clargo) s de 40 grai >.B para o ssiqu.n do < estr eito)= Uma ta1 difsrsn- ça angular é optimizatía para um projéctil de /6/62 mm em relação s K .1. íFiílíS 1 í_ OsilO ângulos é purame 3. um míssil as outras geometrias de intercepçSo podem necessitar de d i ΐ s r sn t e S- o

A típica geometria de intercepçSo para um tal caso de operação é mostrado esquemáticamente na figura 33 a qual também mostra a forma da onda do sinal de IV dos dois sensores Si e B2U

Uausíri seissoí' simples oe campo aoerco e consfx*cuxdo tal mostrado na floura 2, em que a rad i ação de IV emitida pelo em b a t e π a janela nermética5 o que e nece ssàrio ;i pode ser i tu.ida por 1sn tes ópticas, as quais colocam o campo de visão do equipamento da acordo com a seguinte relação (ver figura 4)s

Teta — A i AN (L)ví/2/L1 = 1) 5 ques 0 elemento sensitivo C<i) ou (2) na figura neste casoj ê constituído por um sensor piroeiéctricô» converte radiação de IV recolhida numa corrente eléctrica aue ΙΛ

Q — ampl .1 f içada pela a ϊιιμΐ ificador de D»C» 5 iiíostrad ο π u bloca 1 1 2 } 3 te? ρ e 1 o a m p 1 i f i ca.dor da gamas altas (11) 3 mostrado na. figura 2* 0 ο I oc o í 1 3) fornece um Tiltro passa baixas para α a 1 i men ta-do bloco f req uê n— sinal eléctrico. A saída, do bloco (13) e enviada, para o dor da bloca C1.4) ? subtraindo-o do sinal de gamas altas (11) por diferença (eliminação dos componentes de baixa cia do sinal)» a. os Cj Uca >1 s i. π st 1 ivado

As saídas dos blocos (13) e (14) sSc enviadas par dois comparadores de limites dos blocos (17) e < 155 3 os servem para. verificar se os limites préestabelecidos para o filtrada na filtra passa baixas (positiva) e a sinal der (negativo) slo ultrapassados. circuito de coincidência do bioco (18) verifica o a ρ í~ c s*. de componentes de f r eq u "@n c i as dc&X K5 —· ipon entes de ΐ req u'e'n cxas a i tas negativas no sinal JJU» iX.lV -S» * eléctrico, o que caracterisa o sinal reunido por um aparelho emissor na limite da campa de visla (ângulo da suporte)»

Voltando ao esquema, da. í iqaçlSss dos blocos (1) e (d) a figura 1 , pode-aos Dlocos í. 2) notar que as (4) já foram descritas na figura 2 ? diferindo os d i tos b1ocos soínen te em termos de amplitude de campo da visão» A figura 3 mo sτ.ra como os sinais de IV recebidos por cada bloo o 3 ap* raBcíi T.a.ío um ponto de mira, na qual e .. Λ Λ. «- >; X» uS uma súbita redução da amplitude do sinal» quando o sensor de campo de visão inferior precede o sensor de campa de visão superior i com um certo intei rvalo (para l símbolos referidos à fiqura 3)s

Dt MU/Vt (1/iAM (Teta 1)

1 / T AN £'Teta 2) )

s reunindo todas as constantes geométricas em kg temos Qt — kq t MD/Vt»

Hlc&K Xi mo interval o de tempo, l. tjiiípis *ti x ys x C. Dfifl condi câÇ&O se 1 ec c i on a das C v ?s lares s?sd© rad os j 3â r a C· gama d

Portanto5 o gerador de abertura electrónico do bloco 5 pode ser calibrado, de modo a que a duração da abertura seja a mesma que o çSes de opef cruzarfisntD s para a velocidade relativa)

Os alvos fixos longe da linha de visão são portanto rejeitados, como se mostra na figura 5, em que a comparação é feita entre os sinais recebidos de um emissor distanciado 10 m (à esquerda) e os recebidos de um emissor dez vezes mais potente distanciado 3© m (à direita). Pode-se ver como o tempo de abertura acexta o sinal mais perto s rejeita d sinal mais longe, mesmo se os seus picos forem similares. A aplicação a uma aeronave da medição simultânea da altitude da mesma e da velocidade em relação a um aparelho emissor situado em terra, é mostrado n s5t figura 6, em que são medidos os intervalos de tempo entre OS dois sinai s de campo iguais, nos dois sensores C Ti), s entre LJ do dois sinais diferentes do campo de visão, no mesmo sensor ÍT2), Fazendo referSnci •S. S. T Í- O. ΧΛ V” i?. ui 25 a cons·"cante geométrica kg definida, temos a seguinte relação para a velocidade referida à terras n >sens 11 e par A med ição de ambos os imedi-3.tamen te, ao ser sdopt-SQâ a utilizando um microprocessador d rsg parâmetros-conversão d ara tooos· os é portanto obtida igital do Binai e cálculos necessá n rio- A principal característica desta invenção consiste no tempo de análise do sinal permitido por dois sensores de proximidade* que tem diferentes campos de visão. sistema

Supondo o alcance máximo efectivo de operação do ssociado ao sensor de proximidade e o intervalo esperado entre as velocidades relativas., máximo aceitável pelo dispositi distantes, quer sejam naturais ( artificiais Csinais luminosos, 1 pode-se ca1ibrar vê* de modo a tais como o sol, aseres)« o retardamento rejeitar fontes fogos, etc.) ou adopção simultânea de dois dispositivos deste suporte, permite a d i s tanciamento de o aeronáutico para â terra = colocados ao longo do eixo de movimento do medição simultânea da velocidade relativa e do um emissor, e pode ser adaptado por um veicul medição da velocioade e oa aícicude em relaçao dais sensor aracterística principal da invenção é a adopção de de proximidade que têm diferentes campos de visão.

Claims (2)

1. i f T \β I Γιίϊ} ; j .ArtHí* ls« - Detonador de proximidade a raios infravermelhos próprio para aplicações no âmbito dos mísseis ε da aviónica Celsctrónica aplicada à aeronáutica s à astronáutica)5 caracteri-zado por a sua arquitectura incluir os ssquintes elementos? dois ou mais sensores? dois ou mais processadores de sinais| um ou mais geradores de retardamento? e um detector de coincidências» 2â. --· Detonador de proximidade a raios infravermelhos de acordo com a reivindicação 15 caracterinado por os referidas sensores apresentarem diferentes campos de visão» 3ã« " Detonador de proximidade a raios inf ravermelhos de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizatío por os referidos sensores poderem ser facilmente encontrados no mercada»
2. 41- Detonador de proximidade a raios : raverme1hos de acordo cofri âs reivindicações 1 a -½ ti cara.i_.i· i ZB.úO PDT o r~íP ' ferido gs radar ti& retardamento ser próprio para ef ectuar a análise do intervalo de tempo entre os sinais emitidos pelos dIocl.1^ dos rexeridos processadores ue smai? e por asses sanais * serem processados no do referido detecto disparador de saída^ distâncias= que diz respeito a coincidências peio de coincidências de maneira, a ger rejeitando alvos falsos situados a gr b 1 OCO ar o ίήΠΟΕίΉ· .sb OOcs - :svsrei ro de 1990

   «UA VICTOfi CCftDíSN, 10-A, 1.' 1200 LISBOA