SE508750C2 - Övervakningssystem - Google Patents

Description

508 750 10 15 20 25 30 35 2 Företrädesvis är systemet anordnat att detektera strålning med en våglängd som ligger i området 232-275 nm.

Inom detta vågband kan linjeemissioner från missilavgas- kvastar detekteras.

Solstrålningen på vilken som helst höjd beror på den optiska vägen. Då huvudkoncentrationen av ozon ligger mellan 10 och 25 km kommer de optiska vägarna inte att ändras i någon betydande grad förrän mottagaren överskri- der en höjd av 10 km. Därför kommer solstrålningen inte att ändras i någon betydande grad förrän mottagaren överskrider en höjd av 10 km, ovanför vilken höjd sol- strålningen ökar exponentiellt. Därför ligger ett arbets- tak för ett UV-detekteringssystem på ca 10 km.

Ett UV-bandsdetekteringssystem kommer att vara mer känsligt för aerosolkoncentration än ett system som arbetar med synligt eller infrarött ljus. Detta är en fysikalisk konsekvens av ökad spridning med kortare våglängder. På höjder ovanför havsnivån och upp till 10 km (där atmosfören är renare) kommer aktionsradien att öka. Ovanför tiokilometersnivàn ökar emellertid ozonkoncentrationen snabbt och transmissionen kommer att falla under transmissionsnivàn vid havsnivå.

Vid konstruktionen av ett detekteringssystem måste man ta hänsyn till storleken på de emitterande källor som systemet skall detektera. Primärstrálkällan i detta UV-band härrör från heta förbränningsprodukter, som förekommer i en rakets avgaskvast. Strålningen från denna är primärt av molekylärt ursprung. Emellertid exciteras elektroniska nivåer, vilket ger upphov till svagare emission i det synliga och ultravioletta området.

Omvänt kan en avgasflammas reaktionszon innehålla höga koncentrationer av elektroniskt exciterade medel-UV-aktiva ämnen.

Det är viktigt att åstadkomma en skarp brytfrekvens eller cut-off, så att endast strålning i ett förutbestämt vågband detekteras. I annat fall kommer systemet att dränkas av solstrålning. Därför har systemet företrädesvis filterorgan som säkerställer en skarp cut-off vid varje 10 15 20 25 30 35 508 750 3 ände av ett valt vågband. Filterorganet kan innefatta ett infönster, t ex ett gjort av en polymerbaserad substans, som kan ge ett cut-off-filter för korta vågläng- der. ' En utföringsform av uppfinningen kommer nu att beskrivas med hänvisning till medföljande ritning, som schematiskt visar ett övervakningssystem.

Ett övervakningssystem indikeras generellt med hän- visningssiffran 10 och har en avsökningsspegel 12, som är ansluten till en drivmotor 14, så att den kan svepa i höjd- och sidled, ett teleskopsystem 16 och ett fotorör 18.

Detta har en katod 20 av volfram och en anod 22 i en eva- kuerad kammare. En liten mängd ädelgas kan matas till kammaren för åstadkommande av förstärkning. Det främre partiet 24 av fotodioden 18 är formad av ett kvartsglas, t ex Corning 9720 eller Corning 9700, för att bilda ett fönster som endast släpper igenom strålning med en våg- längd som är större än ett valt värde, säg 232 nm.

Volframkatoden svarar endast på strålning med en våglängd mindre än ett valt värde, säg 275 nm, varigenom systemet 10 arbetar i det ultravioletta vâgbandet 232 till 275 nm. När vid användning en potential appliceras mellan katoden 20 och anoden 22 och när ultraviolett strålning med denna våglängd träffar katoden 20, t ex som ett resultat av linjeemissioner från ventilavgaskvas- tar, emitteras elektroner fårn katoden 20 och dessa strömmar i riktning mot anoden 22, vilket upprättar en signal som matas till icke visade signalbehandlings- komponenter.

Den ursprungliga fotoströmmen förstärkes genom jonisering av ädelgasen. Med korrekt elektrodavstánd och gastryck orsakas lavinjonisering genom emission av en enda elektron, vilket innebär att röret kan ha hög förstärkning.

Spektralsvaret vid korta våglängder beror på valet av fönstermaterial i fotoröret. Många färgämnen och polymerer och kvartsglas har en snabb förändring av absorptionslängden med avseende på våglängden. 508 750 10 15 20 25 4 Anordningens spektralsvar vid långa våglängder är beroende av arbetsfunktionen hos den metall som bildar fotokatoden. Den hastighet med vilken svaret klingar av med ökande våglängd är beroende av fördelningarna av valenselektroner i metallens energinivàer. Vid absolut nollpunkt kommer elektronerna att ockupera dessa tillstånd upp till Fermi-nivån. I detta fall kommer en elektron inte att emitteras från ytan om en infallande foton inte har en våglängd kortare än cut-off-våglängden.

Volfram och koppar med cut-off-våglängder av 273 resp 281 nm anses vara de lämpligaste katodmetallerna för detta passband. Faktorer som måste beaktas vid katod- utformningen är temperaturens effekt på spektralsvaret och dess kvantumutfall.

Ett övervakningssystem av denna typ kan användas i en luftburen missilvarnare för att åstadkomma en över- blick av slagfältet och kommer inte att undergrävas av klotter eftersom solkällor med ultraviolett strål- ning i arbetsvågbandet kommer att ha absorberats av ozonskiktet. Detta system har därför fördelar gentemot infrarödsystem som används för detta syfte och vid vilka termiskt klotter är ett stort problem.

Ett övervakningssystem enligt föreliggande uppfin- ning kan förses med en nedåtriktad UV-sensor och en uppåtriktad infrarödsensor.

Claims (9)

10 15 20 25 30 35 5 sus vsn PATENTKRAV

1. Metod för att detektera närmandet av en raket- driven missil, innefattande: att använda en optisk anordning för att ta emot elektro- magnetisk strålning från ett synfält inom vilket den ra- ketdrivna missilen kan vara belägen; att använda ett detektororgan för att inom strålningen ta emot endast komponenter som är knutna till en missilav- gaskvast och som har en våglängd inom ett förutbestämt ultraviolett vågband med ozonabsorption; och att detektera missilens närvaro inom synfältet när kompo- nenterna detekteras.

2. Missilvarningsanordning innefattande: (12, 16) tagning av elektromagnetisk strålning från ett synfält ett optiskt strålningsmottagningsorgan för mot- hos det optiska organet inom vilket synfält en raket- driven missil kan vara belägen; och (18) tiska organet (12, 16) för mottagning av strålningen och ett detekteringsorgan som är kopplat till det op- för detektering inom strålningen av närvaron av endas: strålningskomponenter som är knutna till en missilav- gaskvast och som har en våglängd inom ett förutbestämt ultraviolett vågband med ozonabsorption för att detektera missilen inom det synfältet.

3. Övervakningssystem för detektering av strålning med en våglängd som ligger i det ultravioletta vågbandet med ozonabsorption, innefattande: (18) som i fotoröret ett fotorör som har en position som definierar ett (24) (18) strålning som har en våglängd som ligger över ett första fönster endast släpper in förutbestämt värde som är knutet till vàgbandet med ozon- absorption; en katod (20) som är belägen inom fotoröret (18) för mot- tagning av strålningen som släpps in i fotoröret (18) av fönstret (24) och som verkar för att generera elektroner endast som svar på komponenter hos strålningen som har 10 15 20 25 30 35 våglängder som ligger under ett andra förutbestämt värde som är knutet till vågbandet med ozonabsorption; ett organ (22) för detektering av de genererade elektron- erna för att detektera strålningen.

4. Övervakningssystem enligt patentkrav 3, vidare innefattande ett strålningsmottagningsorgan (12) som är (18) ett synfält och för att rikta strålning som tas emot ini- (24).

5. Övervakningssystem enligt patentkrav 3 eller 4, i vilket det första förutbestämda våglängdsvärdet är 232 nm. kopplat till fotoröret och som verkar for att avsöka från synfältet in till fönstret

6. Övervakningssystem enligt något av patentkraven 3-5, i vilket det andra förutbestämda våglängdsvärdet är 275 nm.

7. Övervakningssystem enligt något av (24) patentkraven 3-6, serat material. varvid fönstret är tillverkat av ett polymerba~

8. Övervakningssystem enligt något av patentkraven 3-7, varvid katoden är gjord av volfram.

9. Övervakningssystem enligt något av patentkraven 3-7, varvid katoden är gjord av koppar.