DE1623354B2 - Anordnung zur Bestimmung der Abweichung eines Objekts von einer Sichtlinie - Google Patents

Description

35 kreiskonischen Fläche um die Sichtlinie rotiert, wo-

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Bestim- durch das Bild der Lichtquelle des Objekts auf dem mung der Abweichung eines Objekts gegenüber einer Schirm einen Weg beschreibt, der von seiner Abweivon einem vom Objekt entfernten Bezugspunkt aus- chung von der Sichtlinie bestimmt wird. Folglich ergehenden Sichtlinie, besonders für Leitstrahlsteuerung zeugt die Fotozelle ein Ausgangssignal, das in Abeines Flugkörpers, mit einem im Bezugspunkt ange- 40 hängigkeit von der Nutation und einer möglichen ordneten Strahlungssender zur Aussendung eines Rotation des Schirms abhängig ist und das zur Erlängs dem Umfang eines Kreiskonus um die Sicht- mittlung einer Information über die Abweichung des linie nutierenden, jedoch um seine eigene Achse nicht Objekts von der Sichtlinie analysiert werden kann, rotierenden Strahlungsbündels, das im Querschnitt Diese bekannten Anordnungen haben verschiedene ein vorbestimmtes, aus strahlenden und nichtStrahlen- 45 prinzipielle Nachteile. So muß das Objekt beispielsden Bereichen zusammengesetztes Strahlungsmuster weise entweder selbst strahlend sein oder mit einer abbildet, und einer im Objekt vorgesehenen Emp- starken Lichtquelle ausgerüstet sein, die durch das fangseinrichtung, die wenigstens einen ersten Strah- Teleskop gesehen werden kann. In militärischen lungsempfänger zur Erzeugung von in Abhängigkeit Anwendungsfällen ist es jedoch allgemein unervon der Vorbeibewegung der strahlenden und nicht- 50 wünscht, das Objekt mit einer starken Lichtquelle strahlenden Bereiche des Strahlungsmusters des auszurüsten. Weiterhin wird die Information über die Strahlungsbündels modulierten Ausgangssignalen und Abweichung des Objekts von der Sichtlinie beim Beeine Signalauswertungsanordnung für diese Aus- zugspunkt erhalten, während für eine automatische gangssignale enthält. Lenkung des Objekts diese Information an dem

Aus der Zeitschrift »Raketentechnik und Raum- 55 Objekt selbst gebraucht wird. Weiterhin haben die bei fahrtforschung«, 1958, Heft 4, S. 109 bis 116, ist den vorbekannten Anordnungen benutzten Schirmeine Anordnung zur Bestimmung der Abweichung muster verschiedene Nachteile. Die ·' bekannten eines Objekts von einer Sichtlinie, die von einem in Schirmmuster haben eine solche Geometrie, daß das Abstand von dem Objekt befindlichen Bezugspunkt Ausgangssignal der Fotozelle eine Grundkomponente ausgeht, und bei der in dem Bezugspunkt eine Vor- 60 oder Trägerwelle besitzt, deren Frequenz durch die richtung zur Erzeugung eines Strahlungsbündels vor- Nutationsgeschwindigkeit bestimmt wird, und eine gesehen ist, das längs des Umfangs eines Kreiskonus Informationskomponente, die der Grundkomponente um die Sichtlinie nutiert, bekannt. Zur Feststellung amplituden-, frequenz- oder phasenmoduliert überder Richtung oder Winkellage der Abweichung des lagert ist. Die Amplitude oder Frequenz der Infor-Flugkörpers von der Sichtlinie ist eine zusätzliche 65 mationskomponente ist dann abhängig von der Modulation des Senders vorgesehen, wobei der Sen- Größe der Abweichung des Objekts von der Sichtder mit einem Hilfssignal höherer Frequenz getastet linie, während die Phase der Informationskomponente wird, das seinerseits zur Kennzeichnung der Rieh- gegenüber der der Grundkomponente abhängig von

der Abweichungsrichtung ist. Die Analyse des Aus- Bei der Ausführungsform, die die Abweichung des

gangssignals der Fotozelle ist folglich vergleichsweise Objekts von der Sichtlinie in zwei zueinander senkkompliziert und muß mit Hilfe genauer und ver- rechten Richtungen ermöglicht, ist vorgesehen, daß gleichsweise komplizierter Filtereinrichtungen vorge- die Mustergeometrie weiterhin eine dritte und vierte nommen werden. Solche Filtereinrichtungen verur- 5 Radialrichtung, ausgehend von dem Zentrum des Sachen stets eine erhebliche Verzögerung, wodurch Musters, festlegt, die miteinander einen Winkel von die Bestimmung der Abweichung des Objekts von der 180° und gegenüber der ersten und zweiten Richtung Sichtlinie langsam vor sich geht, d.h., daß die von einen Winkel von 90° in dem Muster einschließen, der Anordnung in einem bestimmten Augenblick und daß eine zweite Zeitmeßeinrichtung vorhanden gegebene Information die Abweichung des Objekts io ist, auf die das Ausgangssignal der fotoempfindvon der Ziellinie in einem langer oder kürzer vergan- liehen Einrichtung einwirkt und die während eines genen Zeitpunkt anzeigt oder die durchschnittliche Nutationszyklus die Differenz zwischen dem Zeit-Abweichung des Objekts während eines bestimmten Intervall von dem Augenblick, in welchem die dritte vergangenen Zeitabschnitts. Weiterhin ist es bei den Richtung des Musters die fotoempfindliche Einrichvorbekannten Anordnungen nicht möglich, auch die 15 tung überstreicht, zu dem Augenblick, in welchem die ' Entfernung zwischen dem Objekt und dem Bezugs- vierte Richtung des Musters die fotoempfindliche ■ punkt zu bestimmen. Einrichtung überstreicht, sowie dem Zeitintervall zwi-

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine sehen dem letzterwähnten Augenblick und dem Anordnung zur Bestimmung der Abweichung eines Augenblick, in welchem die dritte Richtung des Mu-Objekts gegenüber einer von einem vom Objekt ent- 20 sters wieder die fotoempfindliche Einrichtung überfernten Bezugspunkt ausgehenden Sichtlinie der ein- streicht, bestimmt und ein dieser Differenz proporgangs genannten Art zu schaffen, die die Feststellung tionales Ausgangssignal erzeugt. Dieses Ausgangsder Richtung oder Winkellage der Abweichung des signal der zweiten Zeitmeßeinrichtung ist direkt proFlugkörpers von der Sichtlinie in einfacher und portional der Abweichung des Objekts von der Sichtzuverlässiger Weise ermöglicht. 25 linie in einer Richtung senkrecht zur dritten und vier-

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Strah- ten Richtung des Musters.

lungsmuster des Strahlungsbündels rotationsunsym- Bei einer anderen Ausführungsform, durch die es

metrisch um einen mit der Achse des Strahlungsbün- möglich ist, die Abweichung des Objekts von der dels zusammenfallenden Mittelpunkt und geometrisch Sichtlinie in zwei zueinander senkrecht stehenden derart aufgebaut ist, daß es wenigstens eine erste vom 30 Richtungen, beispielsweise Azimut- und Höhenrich-Mustermittelpunkt ausgehende Radialrichtung und tung, zu bestimmen, ist vorgesehen, daß die Geoeine zweite, mit der ersten Radialrichtung einen Win- metrie des Musters auch eine vom Zentrum des Mukel von 180° einschließende Radialrichtung festlegt, sters ausgehende dritte Radialrichtung festlegt, die und daß die Signalauswertungsanordnung im Objekt mit der ersten und der zweiten Richtung des Musters eine erste Zeitmeßeinrichtung enthält, die während 35 jeweils einen Winkel von 90° bildet, und daß eine eines Nutationszyklus des Strahlungsbündels die Dif- zweite Zeitmeßeinrichtung vorhanden ist, auf die das ferenz zwischen dem Zeitintervall vom Augenblick, Ausgangssignal der fotoempfindlichen Einrichtung in welchem die erste Radialrichtung des Strahlungs- einwirkt und die während eines Nutationszyklus die musters am Strahlungsempfänger vorbeigeht, bis zu Differenz zwischen dem Zeitintervall von dem dem Augenblick, in dem die zweite Radialrichtung 40 Augenblick, in welchem die erste Richtung die fotodes Strahlungsmusters am Strahlungsempfänger vor- empfindliche Einrichtung überstreicht, bis zu dem beigeht, und dem Zeitintervall vom letzterwähnten Augenblick, in welchem die dritte Richtung des Augenblick bis zu dem Augenblick, in welchem die Musters die fotoempfindliche Einrichtung übererste Radialrichtung des Strahlungsmusters wieder streicht und dem Zeitintervall von dem letzterwähnam Strahlungsempfänger vorbeigeht, bestimmt und 45 ten Augenblick bis zu dem Augenblick feststellt, in ein dieser Zeitdifferenz proportionales Ausgangs- welchem die zweite Richtung des Musters die fotosignal erzeugt. empfindliche Einrichtung überstreicht, und ein die-

Die Abweichung des Objekts kann entweder ledig- ser Differenz proportionales Ausgangssignal erzeugt, lieh in einer Richtung, beispielsweise in Azimutrich- Dieses Ausgangssignal der zweiten Zeitmeßeinrichtung oder Höhenrichtung, oder in zwei zueinander 50 tung wird dann direkt proportional der Abweichung senkrecht stehenden Richtungen bestimmt werden, des Objekts von der Sichtlinie in einer Richtung senkbeispielsweise in der Azimutrichtung und in der recht zu der dritten Richtung des Musters sein. Höhenrichtung. Das Objekt kann stationär oder be- Die verschiedenen Richtungen in dem Abbild des

weglich sein und beispielsweise aus einem Schiff, Musters, das von dem Lichtbündel erzeugt wird, köneinem Bodenfahrzeug oder einem fliegenden Objekt 55 nen in der Geometrie des Musters definiert oder anbestehen, beispielsweise einem Flugzeug, einem Ge- gedeutet werden, entweder dadurch, daß das Muster schoß oder einer Rakete. Wenn das Objekt beweglich Grenzlinien zwischen dunklen und hellen Bereichen ist, kann die mit der erfindungsgemäßen Anordnung enthält, die mit den Richtungen zusammenfallen, erhaltene Information über die Abweichung des Ob- oder daß in dem Muster schmale helle Sektoren entjekts von der Sichtlinie zur Lenkung oder Steuerung 60 halten sind, die sich radial vom Zentrum des Musters des Objekts entweder von Hand oder automatisch in in diesen Richtungen erstrecken. Im ersten Fall wersolcher Weise benutzt werden, daß das Objekt veran- den die verschiedenen, erwähnten Zeitintervalle zwilaßt wird, der Sichtlinie zu folgen. Der Bezugspunkt, sehen den Augenblicken gemessen, in denen die von dem die Sichtlinie ausgeht, kann stationär oder Grenzlinien zwischen hellen und dunklen Bereichen beweglich angeordnet sein. Bei einer bevorzugten 65 des Musters die fotoempfindliche Einrichtung über-Ausführungsform der Erfindung ist es möglich, auch streichen, während im zweiten Fall die Zeitintervalle die Entfernung des Objekts von dem Bezugspunkt zu zwischen den Augenblicken gemessen werden, in bestimmen. · denen die Mittellinien der hellen Sektoren des

Musters die fotoempfindliche Einrichtung überstreichen. Die obengenannten Zeitdifferenzen sind direkt proportional der Abweichung des Objekts von der Sichtlinie, genauer gesagt: den von dem Bezugspunkt gesehenen Abweichungswinkeln von der Sichtlinie, wenn der Nutationswinkel, d. h. der Winkel zwischen der Sichtlinie und dem Mittelstrahl des ausgesandten, nutierenden Lichtbündels, konstant bleibt. Die Projektorvorrichtung kann jedoch mit Einrichtungen zur Änderung des Nutationswinkels umgekehrt proportional der Entfernung zwischen dem Bezugspunkt, d. h. der Projektorvorrichtung, und dem Objekt versehen sein, in welchem Fall die oben bestimmten Zeitdifferenzen direkt proportional der linearen Abweichung des Objekts von der Sichtlinie, ausgedrückt in Längeneinheiten, werden.

Eine weitere Ausführungsform ist geeignet zur gleichzeitigen Bestimmung der Entfernung des Objekts vom Bezugspunkt. Hierbei kann das Ausgangssignal der zusätzlichen Zeitmeßeinrichtung, das der Entfernung des Objekts von dem Bezugspunkt proportional ist, in entsprechender Weise der ersten und der zweiten Zeitmeßeinrichtung zugeführt werden, die lediglich auf das Ausgangssignal der ersten fotoempfindlichen Einrichtung reagieren und die Abweichung des Objekts von der Sichtlinie bestimmen. Diese erste und zweite Zeitmeßeinrichtung sind dann fähig, Ausgangsgrößen zu erzeugen, die proportional den Produkten der von diesen Zeitmeßeinrichtungen festgelegten Zeitdifferenzen mit dem Ausgangssignal der zusätzlichen Zeitmeßeinrichtung sind. Diese Ausgangsgrößen sind dann direkt proportional der linearen Abweichung des Objekts von der Sichtlinie, ausgedrückt in Längeneinheiten, wenn der Nutationswinkel konstant gehalten ist.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der in den Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Fig. 1 zeigt schematisch die Gesamtanordnung gemäß der Erfindung, die zur Bestimmung der Abweichung eines Flugkörpers von einer Sichtlinie dient, die von einem festen Punkt am Boden ausgeht;

F i g. 2 zeigt die Geometrie eines Musters, das die Bestimmung der Abweichung des Objekts in Azimutrichtung von der Sichtlinie und gewünschtenfalls gleichzeitig auch der Entfernung des Objekts vom Bezugspunkt ermöglicht, und zeigt weiterhin das Zusammenwirken zwischen dem nutierenden Bild des Musters und den Fotozellen des Objekts;

F i g. 3 ist ein Diagramm, das die Ausgangssignale der gemäß F i g. 2 angeordneten Fotozellen und die während eines Nutationszyklus zu bestimmenden Zeitintervalle zeigt, die zur Bestimmung der Abweichung des Objekts in Azimutrichtung bzw. der Entfernung des Objekts dienen;

F i g. 4 ist ein schematisches Blockschaltbild einer Anordnung zur Auswertung, die in Verbindung mit einer Anordnung gemäß F i g. 2 zur Bestimmung der Azimutabweichung des Objekts von der Sichtlinie dienen kann;

F i g. 5 ist ein schematisches Blockschaltbild einer ähnlichen Auswerteanordnung, die in Verbindung mit der Anordnung gemäß F i g. 2 zur Bestimmung der Azimutabweichung des Objekts und seiner Entfernung vom Bezugspunkt benutzbar ist;

F i g. 6 veranschaulicht schematisch die Geometrie eines Musters, das zur Bestimmung der Azimutabweichung und der Höhenabweichung eines Objekts benutzt werden kann und gewünschtenfalls auch der Entfernung des Objekts vom Bezugspunkt; es zeigt weiterhin das Zusammenwirken zwischen dem Muster und den in entsprechender Weise am Objekt angebrachten Fotozellen;

F i g. 7 ist ein Diagramm, das die Ausgangssignale der beiden Fotozellen in der Anordnung nach F i g. 6

ίο und die Zeitintervalle zeigt, die zur Bestimmung der Azimutabweichung, der Höhen abweichung und der Entfernung des Objekts vom Bezugspunkt zu messen sind;

F i g. 8 ist ein Blockschaltbild einer Einrichtung zur Auswertung, die in Verbindung mit der Anordnung gemäß F i g. 6 zur Bestimmung der Azimutabweichung, der Höhenabweichung und der Entfernung des Objekts vom Bezugspunkt verwendet werden kann;

ao F i g. 9 veranschaulicht die Geometrie eines weiteren Musters, das zur Bestimmung der Azimutabweichung, der Höhenabweichung und der Entfernung des Objekts vom Bezugspunkt verwendet werden kann und das weiterhin das Zusammenwirken des Musters und der am Objekt vorgesehenen Fotozellen zeigt;

Fig. 10 ist ein Diagramm, das die Ausgangssignale der beiden Fotozellen in der Anordnung nach Fig. 9 zeigt;

Fig. 11 zeigt schematisch und teilweise im Schnitt eine vorteilhafte Projektorvorrichtung für ein System nach der Erfindung, und

Fig. 12 zeigt schematisch und teilweise im Schnitt eine andere vorteilhafte Projektorvorrichtung.

Fig. 1 zeigt im Prinzip den allgemeinen Aufbau der erfindungsgemäßen Anordnung zur Bestimmung der Abweichung eines Flugkörpers 1, d. h. eines fliegenden Objekts von einer Sichtlinie 2, die von einem festen Bezugspunkt 3 am Boden ausgeht. Wie obenerwähnt, kann die Erfindung auch zur Bestimmung der Abweichung eines Landfahrzeugs oder eines Schiffes von einer Sichtlinie dienen, die von einem in Entfernung von dem Fahrzeug oder Schiff befindlichen Bezugspunkt ausgeht. Der allgemeine Aufbau des erfindungsgemäßen Systems bleibt davon unbeeinflußt. Ebensowenig wird der allgemeine Aufbau der erfindungsgemäßen Anordnung davon beeinflußt, ob das Objekt beweglich oder nicht beweglich ist, ob nur die Azimutabweichung oder nur die Höhenabweichung des Objekts oder sowohl die Azimutabweichung als auch die Höhenabweichung bestimmt werden sollen.

Die Anordnung umfaßt eine Projektorvorrichtung, die allgemein bei 4 angedeutet ist, und im Bezugspunkt 3, gerichtet in der Sichtlinie 2, angeordnet ist. Die Projektorvorrichtung sendet ein Lichtbündel aus, das eine zirkularkonische Nutation um die Sichtlinie 2 ohne Rotation um die eigene Achse ausführt und eine solche Lichtverteilung hat, daß sie in einer im wesentlichen der Entfernung des Objekts entsprechenden Entfernung ein Bild eines sich aus dunklen und hellen Bereichen zusammensetzenden Musters erzeugt. Der Einfachheit halber zeigt F i g. 1 weder das Lichtbündel noch das Abbild des Musters. Die Zeichnung zeigt hingegen die konische Fläche 5, den Nutationskegel, längs dessen der Zentralstrahl des ausgesandten Lichtbündels sich um die Sichtlinie 2 bewegt. In Ebenen senkrecht zur Sichtlinie 2 be-

schreibt der Zentralstrahl des Bündels einen Kreis 6, dessen Mittelpunkt auf der Sichtlinie 2 liegt. Da sich das Lichtbündel nicht um seine eigene Achse dreht, führt das erzeugte Abbild des Musters eine translatorische Kreisbewegung in Ebenen senkrecht zur Sichtlinie 2 mit dieser als Zentrum aus. Der Nutationswinkel, d.h. der Winkel zwischen der konischen Fläche 5 und der Sichtlinie 2, ist mit φ angedeutet. Die Distanz zwischen dem Bezugspunkt 3 und dem Objekt 1 ist mit L angedeutet.

Die erfindungsgemäße Anordnung umfaßt weiterhin eine fotoempfindliche Einrichtung 7 an dem Objekt 1, die der Projektorvorrichtung 4 derart zugewendet ist, daß sie von den hellen Bereichen des Lichtbündels beleuchtet wird, wenn diese hellen Bereiche die fotoempfindliche Einrichtung 7 überstreichen, die von einer Fotozelle gebildet sein kann. Weiterhin ist eine Auswertungsanordnung vorgesehen, die allgemein bei 8 angedeutet ist und die an die Ausgangssignale der Fotozelle 7 angeschlossen ist und deren Ausgangssignal zur Bestimmung der Abweichung des Objekts von der Sichtlinie auswertet.

Wenn auch die Entfernung des Objekts vom Bezugspunkt 3 bestimmt werden soll, ist eine zusatzliehe, zweite Fotozelle 9 an dem Objekt 1 in einem vorbestimmten Abstand von der ersten Fotozelle 7 angebracht, wie im einzelnen unten beschrieben wird. Das Ausgangssignal dieser zweiten Fotozelle wird auch der Auswertungsanordnung 8 zugeführt, die aus den Ausgangssignalen beider Fotozellen 7 und 9 die Entfernung L zwischen dem Objekt und dem Bezugspunkt feststellen kann.

Fig. 11 zeigt schematisch und teils im Schnitt eine vorteilhafte Projektorvorrichtung 4. Diese Projektorvorrichtung umfaßt eine Lichtquelle 10, deren Licht von einer Kondensorlinse derart gesammelt wird, daß nahe dem Kondensor eine Fläche gleichförmiger Ausleuchtung erreicht wird und daß ein Bild der das Licht aussendenden Teile der Lichtquelle in der Blendenöffnung einer Objektivlinse 12 erzeugt wird. Innerhalb der Zone gleichmäßiger Ausleuchtung bei dem Kondensor 11 ist ein stationärer Schirm 13 angeordnet, der in transparente und weniger oder nicht durchlässige Bereiche aufgeteilt ist, die das vorbestimmte Muster bilden, von welchem ein Bild in der Nähe des bewegten Objekts mittels des Lichtbündels erzeugt werden soll. Die Objektivbrennweite hat eine solche Länge, daß ein scharfes Bild des Musters auf dem Schirm 13 in einer Entfernung erzeugt wird, die im wesentlichen der Entfernung des Objekts entspricht, dessen Entfernung von der Sichtlinie bestimmt werden soll.

Das Lichtbündel mit dem Muster des Schirms 13 wird um die optische Achse 14 des Objektivs 12, dessen Achse mit der Sichtlinie 2 zusammenfällt, mittels einer Prismenanordnung 15 zwischen dem Schirm 13 und dem Objektiv 12 nutieit. Diese Prismenanordnung umfaßt zwei Dreiecksprismen 16 und 17, die hintereinander auf der optischen Achse derart angeordnet sind, daß ihre Brechflächen zueinander parallel sind. Die Prismen sind in Ringen 16 a und 17 a gehalten, die in einem Rohr oder einer Hülse 18 axial verschiebbar sind. Das Rohr 18 ist mittels eines Motors 19 um die optische Achse 14 über eine Welle 20 mit Zahnrad 21 und über den Zahnkranz 22 am Rohr 18 drehbar. Die gegenseitige Entfernung zwischen den beiden Prismen 16 und 17 kann mittels eines Motors 23 verändert werden, der eine Schraubspindel 24 dreht, die zwei gegensinnige Gewindeabschnitte aufweist, die mit entsprechenden Gewindebohrungen in den Ringen 16 a und 17 a der Prismen 16 und 17 zusammenwirken. Die beiden Dreiecksprismen 16 und 17 lenken gemeinsam den Zentralstrahl durch das Objektiv 12 in einer Richtung parallel zur optischen Achse 14 des Objektivs derart ab, daß das Bild eines in Entfernung vom Mittelpunkt des Schirms 13 befindlichen Punktes auf der optischen Achse 14 liegt. Da die beiden Prismen 16 und 17 um die optische Achse mittels des Rohrs 18 rotiert werden, bewegt sich dieser Punkt längs eines Kreises um das Zentrum des Schirms, wobei der Radius dieses Kreises von der Ablenkung der Prismen abhängt. Das Bild des Mittelpunkts des Schirms wird in einer Richtung 25 geworfen, die mit der optischen Achse 14 den Nutationswinkel φ bildet und um die optische Achse 14 rotiert, wenn die Prismenanordnung rotiert wird. Der Nutationswinkel kann durch Änderung des axialen Abstands zwischen den beiden Prismen 16 und 17 mittels des Motors 23 verändert werden.

Zwischen dem Schirm 13 und dem Kondensor 11 ist eine zusätzliche Prismenanordnung angeordnet, die allgemein mit 15 a bezeichnet wird. Diese zweite Prismenanordnung ist identisch der oben beschriebenen Prismenanordnung 15. Diese zusätzliche Prismenanordnung 15 ist für die Nutation oder die Änderung des Nutationswinkels nicht erforderlich, ergibt aber den Vorteil, daß für den Kondensor 11 und das Objektiv 12 kleinere Linsen ohne Beeinträchtigung der Lichtstärke benutzt werden können. Dies geht auf die Tatsache zurück, daß bei Verwendung von zwei Prismenanordnungen 15 und 15 a der Zentralstrahl durch das Objektiv 12 auch ein Zentralstrahl durch den Kondensor 11 ist.

Da nur diejenigen Teile des Schirms 13 beleuchtet zu werden brauchen, von denen das Objektiv 12 während der Nutation ein Bild entwirft, kann die Beleuchtungsstärke dieser Bereiche des Schirms 13 vergrößert werden, wenn der Nutationswinkel vermindert wird, wenn der Kondensor 11 aus einem Linsensystem mit veränderlicher Brennweite besteht, die im Verhältnis zur Verringerung des Nutationswinkels verändert wird.

Fig. 12 zeigt in der gleichen Weise wie Fig. 11 eine zweite vorteilhafte Ausführungsform der Projektorvorrichtung 4. Diese Projektorvorrichtung gleicht im Prinzip genau der Projektorvorrichtung gemäß Fig. 11 mit der einzigen Ausnahme, daß die beiden Dreiecksprismen 16 und 17 in der drehbaren Prismenanordnung 15 durch ein ebenes Parallelprisma 26 mit zwei zueinander parallelen und axial voneinander entfernten Brechflächen ersetzt sind, die einen schrägen Winkel mit der optischen Achse 14 des Objektivs bilden. Zur Änderung des Nutationswinkels ist das ebene Parallelprisma 26 in dem Rohr 18 derart angeordnet, daß es um eine Achse 27 geschwenkt werden kann, die zur optischen Achse 14 senkrecht steht und parallel ist zu den Brechflächen des Prisma 26. Das Prisma 26 kann um die Achse 27 mittels geeigneter, in der Zeichnung nicht dargestellter Einrichtungen derart gedreht werden, daß der Nutationswinkel φ in ähnlicher Weise verändert wird wie im Falle der Vorrichtung nach F i g. 11.

Wenn auch die Projektorvorrichtungen nach den Fig. 11 und 12, die oben beschrieben wurden, im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Anord-

nung besonders vorteilhaft sind, kann doch jede Projektorvorrichtung benutzt werden, die in der Lage ist, ein konisch um die Sichtlinie nutierendes und ein Musterbild aus hellen und dunklen Bereichen in wesentlicher Entfernung vom Projektor bildendes Lichtbündel auszusenden. Weiterhin ist es in bestimmten Ausführungsformen der Anordnung nach der Erfindung nicht erforderlich, daß der Nutationswinkel der Projektorvorrichtung veränderbar ist. Weiterhin können die Projektorvorrichtungen gemäß Fig. 11 und 12 mit Vorteil auch in anderen Anwendungsfällen und Zusammenhängen benutzt werden, wenn ein zirkularkonisch nutierendes Lichtbündel mit veränderbarem Nutationswinkel ausgesandt werden soll.

Fig. 2 zeigt die Geometrie eines Schirmmusters, das in einer erfindungsgemäßen Anordnung zur Bestimmung der Horizontalabweichung, d. h. der Azimutabweichung, des Objekts von der Sichtlinie vorteilhaft ist. Unter Benutzung dieses Musters ist es auch möglich, gleichzeitig die Entfernung L des Objekts vom Bezugspunkt zu bestimmen. F i g. 2 veranschaulicht die senkrecht zur Sichtlinie 2 stehende Ebene, die die zwei Fotozellen 7 und 9 des Objekts enthält. Zur Bestimmung der Azimutabweichung des Objekts wird nur die Fotozelle 7 benutzt. Diese ist in F i g. 2 in einer Entfernung s von der Sichtlinie 2 gezeigt, d. h., es wird angenommen, daß das Objekt eine lineare Azimutabweichung s nach rechts gegenüber der Sichtlinie 2 aufweist. Die zweite Fotozelle 9 wird nur zur Bestimmung der Entfernung des Objekts verwendet. Die Fotozelle 9 befindet sich in derselben Höhe wie die Fotozelle? und in einem vorbestimmten Abstand d davon. Die die beiden Fotozellen 7 und 9 verbindende Linie ist in diesem Fall folglich horizontal. F i g. 2 zeigt weiterhin den Kreis 6 um die Sichtlinie 2 als Mittelpunkt, längs dessen sich der Zentralstrahl des nutierenden Lichtbündels bewegt. In der Ebene der F i g. 2 sei angenommen, daß das Lichtbündel sich auf die Fläche innerhalb des Kreises 28 beschränkt. In der dargestellten Ausführungsform des Musters, das von dem Lichtbündel erzeugt wird, sind ein heller Bereich 29 und ein dunkler Bereich 30 (schraffiert) vorhanden. Der Mittelpunkt des Musters, von dem angenommen wird, daß er mit dem Zentralstrahl des Lichtbündels zusammenfällt, ist bei 31 gezeigt. Der helle Bereich 29 und der dunkle Bereich 30 des Musters sind durch eine gerade, vertikale Grenzlinie durch den Mittelpunkt 31 des Musters getrennt. Diese Grenzlinie soll eine erste radiale Richtung Rl vom Zentrum 31 des Musters und eine zweite radiale Richtung R2 vom Zentrum 31 des Musters angeben oder definieren, wobei die zweite Radialrichtung gegenüber der ersten um 180° versetzt ist. Der Radius des 'Nutationskreises 6 wird als r bezeichnet. Die Richtung der Nutation wird im Gegenuhrzeigersinn angenommen, so daß das Musterbild eine zirkulartranslatorische Bewegung im Gegenuhrzeigersinn um die Sichtlinie 2 als Zentrum ausführt, wobei der Mittelpunkt 31 des Musters sich längs des Kreises 6 bewegt. Schließlich wird angenommen, daß ein Nutationszyklus beginnt, wenn die Mitte 31 des Musters in Punkt A direkt unterhalb der Sichtlinie 2 liegt. Wenn der Mittelpunkt 31 des Musters sich in Punkt B befindet, hat die Nutation 90° durchlaufen. Entsprechend sind 180° des Nutationszyklus vergangen, wenn der Mittelpunkt 31 des Musters sich in Punkt C, bzw. 270°, wenn der Mittelpunkt 31 des Musters sich in Punkt D befindet.

Nach einem vollen Nutationszyklus kehrt der Mittelpunkt 31 des Musters in Punkt A zurück.

In F i g. 3 veranschaulicht die Kurve K 7 das Ausgangssignal der Fotozelle 7 während eines Nutationszyklus. Am Beginn des Nutationszyklus, wenn sich der Mittelpunkt 31 des Musters in Punkt A befindet, liegt die Fotozelle 7 im dunklen Bereich 30 des Musterbildes, wodurch das Ausgangssignal der Fotozelle gleich Null ist. Wenn der Mittelpunkt 31 des Musters Punkt E erreicht, überschreitet die Grenzlinie R1 die Fotozelle 7, so daß diese beleuchtet wird und ein Ausgangssignal erzeugt. Dieser Augenblick ist in F i g. 3 bei J₁ angedeutet. Danach bleibt die Fotozelle 7 beleuchtet, bis die Grenzlinie R 2 des Musters die Fotozelle überläuft, was im Augenblick t₂ (Fig. 3) stattfindet, Unmittelbar bevor der Mittelpunkt 31 des Musters Punkt C des Kreises 6 erreicht. Danach bleibt die Fotozelle 7 unbeleuchtet, bis die Grenzlinie R 1 des Musters während des folgenden Nutationszyklus die Fotozelle? wieder überstreicht, was sich im Augenblick i₃ (F i g. 3) ereignet.

Wie sich aus F i g. 2 ergibt, hat sich das Musterabbild im Augenblick I₁ über einen Winkel α vom Punkt A wegbewegt. Folglich ist:

sin α = — .
r

Wenn die Abweichung 5 des Objekts von der Sichtlinie gering ist gegenüber der Länge des Radius r des Nutationskreises 6, kann die obige Beziehung (1) ersetzt werden durch:

Da die Nutationsgeschwindigkeit konstant ist, gilt:

darin ist ^₁ die konstante Nutationsgeschwindigkeit in Winkeleinheiten pro Zeiteinheit. Folglich:

Diese Zeit J₁ vom Beginn der Nutation ist direkt proportional der Azimutabweichung s des Objekts von der Sichtlinie 2.

In ähnlicher Weise kann gezeigt werden, daß der Augenblick J₂ um die Zeit Ic₁SZr vor dem Augenblick liegt, in welchem der Mittelpunkt 31 des Musters die Lage C einnimmt. Der Augenblick t_s wird offensichtlich in der gleichen Weise bestimmt wie der Augenblick t_v

Erfindungsgemäß bestimmt oder mißt man die Differenz zwischen dem Zeitintervall von dem Augenblick ij zum Augenblick t₂ und dem Zeitintervall von dem Augenblick i₂ bis zu dem Augenblick t_s, d. h. die Zeitdifferenz:

= (f₂ - h) - (t₃ - t₂).

i ti ZS 3b4

15 16

Aus der obigen Ableitung und F i g. 3 ergibt sich: Halte- oder Speicherschaltung 36 zugeführt werden,

die mit geeigneten Instrumenten zur Anzeige des vom

_s Integrator 31 zugeführten und darin gespeicherten

^^fs ⁼⁼ "4Zc₁ · —. (6) Spannungswerts ausgerüstet sein kann. Statt dessen

5 kann die gespeicherte Spannung von der Speicherschaltung 36 einem automatischen Lenk- oder Steuer-

Das ist die Zeitdifferenz Δ t_s zwischen der Länge system zur Lenkung des Objekts abhängig von seiner der beleuchteten und unbeleuchteten Perioden der Azimutabweichung von der Sichtlinie zugeführt wer-Fotozelle 7 während eines Nutationszyklus, die der den. Das Signal, das dem elektronischen Schalter Azimutabweichung 2 des Objekts von der Lichtlinie 2 io zugeführt wird, damit er schließt und der Spannungsdirekt proportional· ist. Das Minuszeichen in Glei- wert des Integrators 31 der Speicherschaltung 36 chung (6) bedeutet, daß die Abweichung nach rechts weitergeleitet wird, wird auch dem Integrator 31 für gerichtet ist. Wenn das Objekt nach links abweicht, die Rückstellung des Integrators auf den Anfangswechselt der Wert der Größe Δ t_s das Vorzeichen und zustand oder Nullwert zugeführt. Die beiden UND-wird positiv. 15 Schaltungen 32 und 33 werden von einer binären

Es ist offensichtlich, daß der in dieser Weise er- Schaltung 37 gesteuert, die ihrerseits von dem Aus- ' haltene Wert für die Azimutabweichung des Objekts gangssignal der Fotozelle 7 gesteuert ist und so anvon der Sichtlinie in keiner Weise von der vertikalen geordnet ist, daß sie den 1-Zustand einnimmt und Lage des Objekts gegenüber der Sichtlinie beeinflußt ein Signal an ihrem 1-Ausgang erzeugt, wenn sie ein wird. Die Grenzlinien R 1 und R 2 des Musters über- ao Signal von der Fotozelle empfängt, d. h., wenn die streichen nämlich die Fotozelle 7 in denselben Fotozelle beleuchtet ist, aber den Nullzustand ein-Augenblicken unabhängig von der Vertikallage der nimmt und an ihrem O-Ausgang ein Signal erzeugt, Fotozelle, da diese Grenzlinien vertikal verlaufen wenn von der Fotozelle kein Signal empfangen wird, und während der zirkulartranslatorischen Bewegung d. h., wenn die Fotozelle nicht beleuchtet ist. Wie des Musters um die Sichtlinie 2 vertikal bleiben. 25 die Kurve K 31 in F i g. 3 zeigt, wird dem Integrator

Die Gleichung (6) offenbart, daß die Zeitdifferenz 31 eine positive Eingangsspannung zugeführt wäh- Δ t_s nicht nur von der Azimutabweichung s des Ob- rend des Zeitintervalls t_t-t₂, während dem Integrator jekts, sondern auch vom Radius r des Nutationskrei- eine negative Eingangsspannung während des Zeitses 6 abhängt. Für den Radius r des Nutationskreises Intervalls t₂-t₃ zugeführt wird. Der Integrator 31 wird gilt (vgl. Fig. 1): 30 rückgestellt, wenn die integrierte Ausgangsspannung

an die Speicherschaltung 46 weitergeleitet wird, d. h.

r = η · L. Π) ^m ^em Augenblick, wenn die Grenzlinie R 1 die

Fotozelle 7 passiert, also in den Zeitpunkten Z₁ und i₃, indem die vordere Kante des Ausgangssignals des

Darin sind φ der Nutationswinkel und L der Ab- 35 1-Ausgangs der Binärschaltung 37 in einem Diffestand des Objekts 1 von dem Bezugspunkt 3, von dem renzierkreis 38 differenziert wird und dem Integrator das Lichtbündel ausgeht. Gleichung (6) wird folglich 31 für dessen Rückstellung und dem elektronischen transformiert Schalter 35 für dessen Schließung zugeführt wird.

Der Spannungswert, der von dem Integrator 31 nach

^₁ s 40 einem Nutationszyklus der Speicherschaltung 36 zu-

^1fs ⁼ ~ φ~ ' ~L ' geführt wird, entspricht folglich der Größe Δ t_s

(vgl. Gleichung 5) und repräsentiert somit die Azimutabweichung des Objekts von der Sichtlinie. Es ist

Die Zeitdifferenz φ t_s ist also in Wirklichkeit pro- also nur ein Nutationszyklus zur Erlangung eines portional s/L, d. h. der Winkelabweichung des Ob- 45 Werts für die Azimutabweichung des Objekts erforjekts von der Sichtlinie 2, gesehen vom Bezugs- derlich und für jeden neuen Nutationszyklus wird punkt3, vorausgesetzt, daß der Nutationswinkel φ ein neuer Wert für die Azimutabweichung des Obkonstant gehalten wird. jekts geliefert.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Er- Wie obenerwähnt, wird die zweite Fotozelle 9

findung kann jedoch der Nutationswinkel φ durch 50 nicht für die Bestimmung der Abweichung des Obgeeignete Einrichtungen der Projektorvorrichtung 4, jekts von der Sichtlinie, sondern nur für die Bestimwie sie beispielsweise unter Bezugnahme auf die mung der Entfernung L des Objekts vom Bezugs-Fig. 11 und 12 beschrieben wurden, derart verändert punkt3 benutzt, wenn diese Entfernung unbekannt werden, daß der Nutationswinkel φ umgekehrt pro- ist. Das Ausgangssignal der zweiten Fotozelle 9 verportional dem Abstand L vom Bezugspunkt 3 ist. 55 ändert sich während einer Nutationsperiode gemäß Dann wird die Zeitdifferenz Δ t_s direkt proportional Kurve K9 in Fig. 3. Beleuchtet ist die Fotozelle der linearen Horizontalabweichung s des Objekts von von Zeitpunkt i₄ bis zum Zeitpunkt t₅ und unbeleuchder Sichtlinie 2, ausgedrückt in Längeneinheiten. tet von dem letzterwähnten Zeitpunkt bis zum Zeit-

F i g. 4 ist ein Blockbild einer geeigneten Aus- . punkt f₆ des folgenden Nutationszyklus. Die Zeitwertungsanordnung 8 für das Ausgangssignal der 60 punkte /₄, f₅, t₆ können in derselben Weise abgelei-Fotozelle 7 zur Bestimmung der Zeitdifferenz Δ t_s. tet werden wie die Zeitpunkte t_v t₂ und i₃. Bei der Diese Auswertungseinrichtung enthält einen Gleich- Kurve K 9 sind die Lagen der Impulskanten in der Spannungsintegrator 31, dessen Eingangsklemmen gleichen Weise bezeichnet wie bei der Kurve K 7. entweder eine positive Spannung oder eine gleich- Erfindungsgemäß wird während eines Nutationsgroße negative Spannung von einer Spannungsquelle 85 zyklus die Zeitdifferenz zwischen den Augenblicken 34 durch zwei UND-Schaltungen 32 und 33 züge- ermittelt, in welchen die Grenzlinie R 1 bzw. die führt wird. Die Ausgangsspannung des Integrators Grenzlinie Rl des Musters die Fotozellen7 und 9 31 kann durch einen elektronischen Schalter 35 einer überstreichen, d. h. die Längen der Zeitintervalle Z₁

bis t_i und i₅ bis i₂ und t₃ bis f₆ usw. Die Kurve K 39 in F i g. 3 zeigt diese Zeitintervalle. Jedes dieser Intervalle hat die Länge

(9)

Wenn Gleichung (7) in der obigen Gleichung (9) verwendet wird, erhält man

einer solchen Richtung geändert wird, daß die Differenz vermindert wird. Die der Vergleichsschaltung 44 von dem Integrator 39 zugeführte Spannung hat offensichtlich den Wert:

(Π)

φ L

At_L = Zc₁

(10)

In der Vergleichsschaltung 44 wird diese Spannung mit der Konstantspannung V_k verglichen, und die Spannung V_m der Spannungsquelle 34 wird verändert, bis der folgenden Bedingung genügt wird:

das ist die Länge des Zeitintervalls Δ t_L, die proportional dem Kehrwert der Entfernung L des Objekts zum Bezugspunkt 3 ist, wenn der Nutationswinkel φ konstant gehalten wird.

F i g. 5 ist ein Blockschaltbild einer Auswertungseinheit zur Bestimmung der Azimutabweichung s des Objekts und der Entfernung L des Objekts von dem ao Bezugspunkt bei einer Anordnung gemäß F i g. 2. Die Auswertungseinheit der F i g. 5 entspricht vollständig der nach F i g. 4, die oben beschrieben wurde, soweit die Ermittlung der Azimutabweichung des Objekts betroffen ist. Jedoch ist in diesem Fall die as Spannungsquelle 34 keine Konstantspannungsquelle, sondern eine Quelle variabler Spannung, deren Größe abhängig von einem Steuersignal, das der Spannungsquelle zugeführt ist, veränderbar ist. Dies ermöglicht, wie im folgenden beschrieben wird, daß von dem Integrator 31 ein Wert für die lineare Azimutabweichung des Objekts ausgedrückt in Längeneinheiten erhalten wird, auch wenn der Nutationswinkel φ konstant gehalten wird. Zusätzlich zu den Komponenten und Einrichtungen, die schon in der Auswertungseinheit nach F i g. 4 gemäß obiger Beschreibung enthalten sind, enthält die Auswertungseinheit nach F i g. 5 einen zusätzlichen Integrator 39, dem die positive Spannung von der variablen Spannungsquelle 34 über eine UND-Schaltung 40 zügeführt werden kann. Diese UND-Schaltung wird von einer ODER-Schaltung 41 gesteuert, dessen Eingänge mit dem 1-Ausgang der Binärschaltung 37 und dem 1-Ausgang einer Binärschaltung 42 verbunden sind, die von dem Ausgangssignal der Fotozelle 9 in der Weise gesteuert ist, daß sie den 1-Zustand einnimmt und ein Signal an ihrem 1-Ausgang erzeugt, wenn ein Signal von der Fotozelle 9 eingeht, d. h., wenn die Fotozelle 9 beleuchtet ist. Die positive Spannung V_m von der gesteuerten Spannungsquelle 34 wird dem Integrator 39 folglich während der von der Kurve K 39 in F i g. 3 bezeichneten Intervalle zugeführt. Am Ende jedes solchen Intervalls wird der Spannungswert des Integrators 39 durch einen elektronischen Schalter 43 an eine Vergleichsschaltung 44 weitergeleitet; gleichzeitig wird der Integrator 39 rückgestellt. Die Rückstellung des Integrators 39 und das zeitweise Schließen des elektronischen Schalters 43 wird durch ein Signal von dem Differenzierkreis 45 ausgelöst, der die Hinterkante des Impulses der ODER-Schaltung 41 differenziert. In der Vergleichsschaltung 44 wird der von dem Integrator 39 erhaltene Spannungswert mit einer Konstantspannung V_k verglichen, und jede etwa vorhandene Differenz zwischen diesen Spannungen verursacht ein Steuersignal, das von der Vergleichsschaltung 44 zu der gesteuerten Spannungsquelle 34 geführt wird, so daß deren Ausgangsspannung in

Dies ist dann der Fall, wenn

V —

' f

Zc₁ ■ d

L = Zc₂- L,

worin k₂ konstant ist

Zc₂ =

(12)

(13)

(14)

Die Versorgungsspannung V_m wird folglich direkt proportional der.Entfernung L des Objekts 1 von dem Bezugspunkt 3 und kann einem Instrument 46 zur Anzeige dieser Distanz zugeleitet werden. Da dieselbe Versorgungsspannung V_m für den die Azimutabweichung feststellenden Integrator 31 verwendet wird, ist die Ausgangsspannung, die von dem Integrator 31 der Speicherschaltung 36 (vgl. Gleichung 8) zugeführt wird:

t tr

\t · I/ —

.iij in —*

Al· · · l·

" 'Μ τ 2

(f L

Ϊ —

115)

d. h., daß die lineare Azimutabweichung s des Objekts von der Sichtlinie direkt in Längeneinheiten ausgedrückt wird.

Selbstverständlich kann ein ähnliches System zur Bestimmung der Vertikalabweichung des Objekts von der Sichtlinie verwendet werden, in welchem Falle jedoch die Grenzlinien oder Richtungen R 1 und R 2 des Musters horizontal liegen müssen und die Fotozellen 7 und 9 vertikal übereinanderliegen müssen, wenn auch die Entfernung des Objekts bestimmt werden soll.

Weiterhin ist es mit einer Anordnung gemäß der Erfindung offensichtlich möglich, sowohl die Azimutabweichung als auch die Höhenabweichung des Objekts zu bestimmen, wenn ein Muster verwendet wird, das zwei radiale, vom Zentrum des Musters ausgehende Richtungen neben zwei horizontalen Richtungen definiert oder anzeigt. F i g. 6 veranschaulicht in derselben Weise wie Fig. 2 ein solches Muster, das für die Bestimmung der Objektabweichung von der Sichtlinie gleichzeitig in Azimutrichtung und in Höhenrichtung verwendet werden kann. Es werden dieselben Bezugsziffern benutzt wie in Fig. 2. Es sei angenommen, daß die Fotozelle 7 des Objekts eine lineare Azimulabweichung s und eine lineare

19 20

Höhenabweichung h von der Sichtlinie besitzt. Die die Form der Kurve K 9 gemäß F i g. 7, wobei die zweite Fotozelle 9 ist unmittelbar oberhalb der Foto- vorderen und hinteren Impulskanten die zeitlichen zelle 7 in einer Entfernung d davon angebracht. Das Lagen ^₁, t₆, t_v t₇ und /₅ haben, die bei der Kurve K9 benutzte Muster besteht aus drei hellen Sektoren 47, verzeichnet sind. Der Augenblick t_e ist derjenige, in 48 und 49, die durch dunkle Sektoren (schraffiert) 5 welchem die Grenzlinie i?3des Musters die Fotogetrennt sind. Der helle Sektor 47 hat einen Zen- zelle 9 passiert, während im Augenblick i₇ die andere t'rumswinkel von 90° und eine seiner Grenzlinien horizontale Grenzlinie R 4 des Musters die Fotoverläuft vertikal, so daß er die vertikale, nach oben zelle 9 passiert. Erfindungsgemäß wird das Zeitsich erstreckende Richtung R 1 des Musters definiert Intervall zwischen den Augenblicken i₂ und /₆ be- oder andeutet, während die andere Grenzlinie des io stimmt, in denen die Grenzlinie R 3 die Fotozellen 7 Sektors eine Horizontalrichtung R 4 definiert oder und 9 jeweils passiert und weiterhin das Zeitintervall andeutet, die vom Zentrum 31 des Musters nach zwischen den Augenblicken t_i und *₇, in denen die rechts weist. Die anderen Sektoren 48 und 49 sind andere horizontale Grenzlinie R 4 die beiden Fotoschmaler und so angeordnet, daß die eine Grenz- zellen 7 und 9 passiert. Jedes dieser Zeitintervalle linie des Sektors 49 die vertikale, vom Zentrum 31 15 hat den Wert
des Musters nach unten weisende Richtung R 2 de- , ,

finiert, während die eine Grenzlinie des anderen At_L = Ic₁ ■ — = ^₁ · , (18)

Sektors 48 eine Horizontalrichtung R 3 definiert, ^r 1L

die sich vom Zentrum 31 des Musters nach links

erstreckt. Die beiden verbleibenden Grenzlinien der 2° d. h., daß die Zeitdifferenz A t_L umgekehrt proporschmalen, hellen Sektoren 48 und 49 haben keine tional zum Abstand L des Objekts vom Bezugs-Funktion in der Arbeitsweise des Systems. Die Lage punkt ist.

dieser letzterwähnten Grenzlinien ist somit von ge- Wenn eine Auswertungseinheit, die von den Ausringerer Bedeutung.. Die Sektoren 48 und 49 sollten gangssignalen der Fotozellen 7 und 9 gesteuert ist, so schmal als möglich sein, da auf diese Weise der *5 in der Lage sein soll, die obigen Zeitdifferenzen zu Gesamtaufwand an ausgesandtem Licht gering ist bestimmen, die die Azimutabweichung s, die Höhen- und gleichzeitig die Lichtstreuung an Staub und Flüs- abweichung h und die Entfernung L zum Bezugssigkeitsteilchen in der Luft vermindert wird. Jedoch punkt repräsentieren,, muß sie feststellen können, sollen die Sektoren nicht so schmal sein, daß sie von von welcher der Grenzlinien R 1 bis R 4 des Musters den Fotozellen nicht mehr festgestellt werden können. 3° eine jeweilige Impulskante stammt. Dies wird da-

Die Ausgangsspannung der Fotozelle 7 variiert durch ermöglicht, daß die Auswertungseinheit wähgemäß Kurve K 7 der F i g. 7, wobei Z₁ der Augen- rend jedes Nutationszyklus die Zahl der Impulsblick ist, in welchem die Grenzlinie R 1 die Foto- kanten zählt, die nach einem bestimmten Startpunkt zelle 7 passiert, r₂ der Augenblick ist, in welchem in dem Nutationszyklus empfangen werden. Dazu die Grenzlinie R 3 die Fotozelle passiert, /₃ der 35 muß aber die Auswertungseinheit fähig sein, einen Augenblick ist, in welchem die Grenzlinie R 2 die bestimmten Startpunkt für jeden Nutationszyklus Fotozelle passiert, t_i der Augenblick ist, in welchem festzustellen. Dies ist gemäß der Erfindung dadurch die Grenzlinie R 4 die Fotozelle passiert und f₅ der möglich, daß das Muster in bezug auf sein Zentrum Augenblick ist, in welchem die Grenzlinie R 1 die rotationsunsymmetrisch ist. Das in F i g. 6 veran-Fotozelle wieder passiert. Diese Augenblicke haben 4° schaulichte Muster ist insofern in bezug auf sein die bei der Kurve Kl in Fig. 7 bezeichnete Lage, Zentrum 31 rotationsunsymmetrisch, daß der helle was in derselben Weise gezeigt werden kann, wie es Sektor 47 erheblich breiter ist als die hellen Sektoren oben unter Bezugnahme auf F i g. 2 beschrieben 48 und 49. Folglich erzeugt der helle Sektor 47 einen wurde. erheblich längeren Impuls im Ausgangssignal der

Erfindungsgemäß wird die Differenz zwischen den +5 Fotozelle 7 als die beiden schmalen Sektoren 48

Zeitintervallen J₁ bis t₃ und /₃ bis f₅ bestimmt, d. h. und 49. Durch Messung der Länge der Impulse im

Ausgangssignal der Fotozelle 7 kann die Auswer-

Jr_s = (r₃ — tj) — (f₅ — J₃) = -4Ii₁--, tungseinheit feststellen, wann der längere Impuls

^r von dem größeren Sektor 47 erscheint und somit

(16) 50 bestimmen, daß beispielsweise das Ende dieses län-

rv τ · j·« j geren Impulses, d. h., der Augenblick t_v den Start-

Die Zeitdifferenz A t_s ist folglich proportional der _{punkt des} Nutationszyklus darstellt, von dem an die

Azimutabweichung des Objekts von der Sichtlmie, Auswertungseinheit danach die Zahl der festgestellausgedruckt in dem vom Bezugspunkt 3 gesehenen _{ten Irnpu}i_skanten zählt. Es versteht sich, daß auf Abweicnungswinkel. _{55 das Muster nach} F i g. 2, das vorher diskutiert wurde,

Weiterhin wird die Zeitdifferenz zwischen den _{um sein Zentrum} 31 unsymmetrisch ist.
Zeitintervallen t₂ bis t. und von /₄ bis zu dem im _{Fi 8 5st das B}i_ockbn_{d einer} Auswertungseinheit, folgenden Nutationszyklus dem Augenblick t., ent- _{die in} Verbindung mit dem Muster gemäß F i g. 6 besprechenden Augenblick bestimmt, das ist die Diffe- _{nutzt werden kann}. _Di_ese Auswertungseinheit hat ^renz" , ^6o im Prinzip denselben Aufbau wie die vorher be- \t_h = (r₄ — t₂) — (2.-T^₁ — i₂ — f₄) = — 4fej · — . schriebene Auswertungseinheit nach Fig. 5 mit der

^r Ausnahme, daß die Auswertungseinheit gemäß

(17) Fig. 8 so aufgebaut ist, daß sie die Azimutabwei-Diese Zeitdifferenz A t_h ist folglich proportional chung und die Höhenabweichung des Objekts fest-

der Höhenabweichung Λ des Objekts von der Sicht- ⁶S stellen kann und daß die Zeitmeßeinrichtungen aus

linie 2, ausgedrückt in dem vom Bezugspunkt 3 ge- Impulszählern an Stelle von Spannungsintegratoren

sehenen Abweichungswinkel. bestehen.

Das Ausgangssignal der zweiten Fotozelle 9 hat Die Auswertungseinheit nach F i g. 8 umfaßt einen

21 22

ersten Impulszähler 50 zur Bestimmung der Azimut- menden Impulse getrieben, wodurch der Zähler seine abweichung, einen zweiten Impulszähler 51 zur Be- 2-Stellung im Augenblick t₂, seine 5-Stellung im Stimmung der Höhenabweichung und einen dritten Augenblick r₃, seine 6-Stellung im Augenblick /₄ und Impulszähler 58 zur Bestimmung der Entfernung wieder seine 1-Stellung im Augenblick i₅ usw. einzwischen dem Objekt und dem Bezugspunkt. Die bei- s nimmt. Der 1-Ausgang und der 5-Ausgang des zyden Impulszähler 50 und 51 sind von einem Typ, kuschen Zählers 59 sind mit den Torschaltungen 53 der sowohl nach oben als auch nach unten zählen und 54 auf der Eingangsseite des Zählers 50 verkann; jeder Zähler hat einen ersten Eingang (+) für bunden, wodurch Impulse von dem Generator 55 Impulse, die aufwärts gezählt werden, und einen dem Zähler 50 zum Aufwärtszählen während der zweiten Eingang ( —) für Impulse, die nach unten io Zeitintervalle J₁ bis f₃ zugeführt werden, während gezählt werden. Der Impulszähler 52 kann jedoch dem Zähler Impulse zum Abwärtszählen während des nur aufwärts zählen. Dem Zähler 50 werden Impulse Zeitintervalls von i₃ bis i₅ zugeführt werden, wie es zum Aufwärts- bzw. Abwärtszählen von einem Im- schematisch durch die Kurve KSQ in Fig. 7 angepulsgenerator 55 mit variabler Impulsfrequenz über deutet ist. Im Augenblick r_x (entsprechend i₅) wähzwei UND-Schaltungen 53 und 54 zugeführt. In der 15 rend jedes Nutationszyklus enthält der Zähler .50 gleichen Weise werden Impulse von dem Impuls- folglich ein Zählergebnis:
generator 55, dem Zähler 51 zum Aufwärts- bzw. _s
Abwärtszählen über zwei UND-Schaltungen 56 und At_s-F,„ = -4^yF_n,, (19) " 57 zugeführt. Impulse von dem Generator 55 können

dem Zähler 52 zum Aufwärtszählen über eine UND- 20 worin F_m die Frequenz des Impulsgenerators 55 ist.

Schaltung 58 zugeführt werden. Die Torschaltungen Dies Zählergebnis ist folglich proportional der Azi-

53, 54, 56 und 57 werden gesteuert durch Signale mutabweichung s des Objekts und wird vom Zähler

eines zyklischen Zählers 59, der von den Ausgangs- 50 einem Zähler 65 über einen zeitweilig geschlos-

signalen der Fotozelle 7 gesteuert ist und der bis senen elektronischen Schalter 66 zugeführt. Gleich-

SECHS zählen kann und danach auf EINS zurück- 25 zeitig wird der Zähler 50 rückgestellt,
kehrt. Das Ausgangssignal der Fotozelle 7 wird einer Die Rückstellung des Zählers 50 und das Schlie-

Binärschaltung 60 zugeführt, die den 1-Zustand ein- ßen des elektronischen Schalters 66 werden bewirkt

nimmt und ein Signal am 1-Ausgang erzeugt, wenn durch den Synchronisierungsimpuls der Torschaltung

sie ein Eingangssignal von der Fotozelle 7 erhält, 63, wobei der Synchronisierungsimpuls im Augen-

d. h., wenn die Fotozelle beleuchtet ist, während 30 blick Z₁ während jedes Nutationszyklus erscheint. Die

sie ihren 0-Zustand einnimmt und ein Signal an ihrem Torschaltungen 56 und 57 werden von dem 2-Aus-

0-Ausgang erzeugt, wenn kein Signal von der Foto- gang bzw. dem 6-Ausgang des zyklischen Zählers 59

zelle 7 eingeht, d. h., wenn die Fotozelle nicht be- gesteuert, wodurch dem Zähler 51 Impulse zum

leuchtet ist. Die Ausgänge der Binärschaltung 60 sind Aufwärtszählen während des Zeitintervalls t₂ bis t_i

in entsprechender Weise mit Differenzierkreisen 61 35 zugeführt werden, während dem Zähler Impulse zum

und 62 verbunden, die die Vorderkante des Aus- Abwärtszählen während des Zeitintervalls von f₄ bis

gangssignals der Binärschaltung 60 differenzieren zu dem dem Augenblick t₂ entsprechenden Augen-

und folglich einen kurzen Impuls erzeugen, wenn die blick des folgenden Nutationszyklus zugeführt wer-

Binärschaltung 60 ihren Zustand wechselt, d. h. bei den, wie dies durch K 51 in F i g. 7 angedeutet ist.

jeder Impulskante des Ausgangssignals der Foto- 40 Im Augenblick i₂ während jedes Nutationszyklus

zelle 7. Die Ausgangsimpulse der Differenzierschal- enthält somit der Zähler 51 ein Zählergebnis:
tungen 61 und 62 werden als Schrittimpulse dem

zyklischen Zähler 59 zugeführt. Während jedes Nu- _ h_

tationszyklus wird weiterhin ein Synchronisierungs- ^ath ' ^{t m} ~ ^4/ci _r ' *" ·» ■ ^(Δ}>

signal dem zyklischen Zähler 59 zugeführt. Dieses 45

Synchronisierungssignal stellt den Zähler auf seine Dies Zählergebnis ist folglich proportional der 1-Stellung zurück, wenn er sich in irgendeiner ande- Höhenabweichung h des Objekts und wird im Augenren Stellung befinden sollte. Dies Synchronisierungs- blick J₂ einem Zählwerk 67 durch einen zeitweilig signal wird erzeugt von einer UND-Schaltung 63, geschlossenen elektronischen Schalter 68 zugeführt, das an seinem einen Eingang von den Impulsen der 50 Gleichzeitig wird der Zähler 51 rückgestellt. Die Differenzierschaltungen 61 und 62 gesteuert ist und Rückstellung des Zählers 51 und das Schließen des an dem anderen Eingang von dem Ausgangssignal elektronischen Schalters 68 werden bewirkt durch einer Impulslängendetektorschaltung 64, der das ein Signal von der Differenzierschaltung 69, die die Ausgangssignal des 1-Ausgangs der Binärschaltung Vorderkante des Ausgangssignals des 2-Ausgangs des 60 zugeführt ist. Die Impulslängendetektorschaltung 55 zyklischen Zählers 59 differenziert. Diese Vorder-64 erzeugt ein Ausgangssignal, wenn ein Impuls mit kante erscheint im Augenblick r₂ während jedes Nueiner eine vorbestimmte Mindestlänge übersteigen- tationszyklus (vgl. F i g. 7).

den Länge am Eingang der Schaltung erscheint. Die Die Torschaltung 58 wird von einer ODER-Schal-Schaltung 64 ist so angeordnet, daß sie nur dann ein tung 70 gesteuert, die von den 1-Ausgängen der Bi-Ausgangssignal erzeugt, wenn ihr der längere Im- 60 närschaltung 60 und der Binärschaltung 71 gesteuert puls im Ausgangssignal der Fotozelle 7 zugeführt wird. Die Binärschaltung 71 wird von der Fotozelle 9 wird, der von dem großen hellen Sektor 47 des Mu- in der Weise gesteuert, daß sie ihren 1-Zustand einsters stammt (vgl. Kurve K7 in Fig. 7). Folglich nimmt und an ihrem 1-Ausgang ein Signal erzeugt, wird dem zyklischen Zähler 59 ein Synchronisie- wenn von der Fotozelle 9 ein Signal erhalten wird, rungssignal zum Rückstellen des Zählers auf seine 65 d. h., wenn die Fotozelle beleuchtet ist. Folglich wer-1-Position im Zeitpunkt t_t während jedes Nutations- den von dem Generator 55 Impulse dem Zähler 52 zyklus zugeführt. Danach wird der Zähler durch die während der Zeitintervalle t₂ bis ί_β und f₇ bis t_A wähvon den Differenzierschaltungen 61 und 62 stam- rend jedes Nutationszyklus zugerührt, wie scnema-

tisch durch Kurve K 52 in F i g. 7 angedeutet ist. Nach jedem dieser Intervalle enthält der Zähler 52 ein Zählergebnis:

φ ' L

(21)

linien zwischen hellen und dunklen Bereichen des Musters definiert oder angegeben sind, die mit diesen Richtungen zusammenfallen. Die verschiedenen Richtungen des Musters können aber auch dadurch angezeigt oder definiert werden, daß das Muster schmale, vom Mittelpunkt des Musters ausgehende helle Sektoren umfaßt, die so angeordnet sind, daß die Mittellinien dieser Sektoren mit den vorbestimmten Richtungen des Musters zusammenfallen. In die-

Das Zählergebnis wird in einen Vergleicher 72
durch einen zeitweilig geschlossenen elektronischen
Schalter 73 überführt. Gleichzeitig wird der Zähler io sem Fall können die verschiedenen zu bestimmenden 52 rückgestellt. Die Rückstellung des Zählers und Zeitintervalle an Stelle von den Impulskanten im das Schließen des Schalters 73 werden durch ein Ausgangssignal der Fotozellen von den Impulsmit-Signal von einer Differenzierschaltung 74 bewirkt, ten gemessen werden, die leicht durch geeignete Eindie die Hinterkante des Ausgangsimpulses der ODER- richtungen in der Auswertungseinheit festgestellt Schaltung 70 differenziert. Eine feste, vorbestimmte 15 werden können, insbesondere, da die Impulse in die-Zahl B_k wird außerdem dem Vergleicher 72 von einer sem Fall sehr kurz sind. Bei der Bestimmung der Einrichtung 75 zugeführt. Der Vergleicher 72 ver- Abweichung des Objekts von der Sichtlinie sowohl gleicht die ihm zugeführten beiden Zahlen und er- in Azimut- als auch Höhenrichtung ist es weiterhin zeugt, wenn eine Differenz zwischen beiden Zahlen nicht erforderlich, vier verschiedene Richtungen in vorhanden ist, ein Steuersignal für den Impulsgene- 20 dem Muster zu definieren oder anzudeuten, wie die rator 55. Auf Grund dieses Steuersignals wird die Richtungen R 1, R 2, R 3, R 4 in dem Muster nach

Fig. 6, sondern es reicht vollständig aus, nur drei dieser Richtungen anzudeuten.

F i g. 9 zeigt in ähnlicher Weise wie die F i g. 2 und 6 ein Muster zur Bestimmung der Azimutabweichung und der Höhenabweichung eines Objekts, wobei in diesem Muster nur drei radiale Richtungen R 2, R 3 und R 4 ausgehend vom Mittelpunkt 31 des

Auf diese Weise wird die Frequenz F_m des Im- Musters durch drei sdhmale helle Sektoren 77, 78 und pulsgenerators 55 automatisch auf dem Wert ge- 30 79 angedeutet sind, deren Mittellinien mit den Rich-

Impulsfrequenz des Impulsgenerators 55 in solcher Weise geändert, daß der folgenden Gleichung genügt wird:

F_m = B₁

(22)

halten:

F„ =

Zc₁ -d

L,

tungen R 2, R 3 und R 4 zusammenfallen. Die anderen in F i g. 9 verwendeten Bezugsziffern entspre-(23) chen denen, die in den F i g. 2 und 6 benutzt wurden.

Auch dieses Muster ist rotationsunsymmetrisch in bezug auf seinen Mittelpunkt 31, so daß die Auswertungseinheit die unterschiedlichen Impulse feststellen kann und den Anfangspunkt jedes Nutationszyklus feststellen kann. Dieses Muster ist insbesondere dadurch vorteilhaft, daß es durch ein Lichtbün-

d. h., daß die Impulsfrequenz F_m des Generators 55
proportional der Entfernung L des Objekts vom Bezugspunkt ist. Das Ausgangssignal des Impulsgenerators 55 wird einem Impulsfrequenzmeßgerät 56 zugeführt, das die Entfernung L des Objekts vom Be- 40 del mit einem sehr geringen Gesamtgehalt an Licht zugspunkt angibt. Da das Ausgangssignal des Impuls- erzeugt werden kann.

generators 55 mit der Impulsfrequenz F_m auch den Das Ausgangssignal der Fotozelle 7 variiert, wie

Zählern 50 und 51 zugeführt wird, repräsentieren durch Kurve Kl in Fig. 10 veranschaulicht, worin auch die Zählergebnisse, die von diesen Zählern 50 I₁ der Augenblick ist, in welchem die Richtung R 3, und 51 in die Zählwerke 65 bzw. 67 übertragen 45 d. h. die Mittellinie des hellen Sektors 79, die Fotowerden, offensichtlich die lineare Abweichung in zelle 7 passiert, während t₂ der Augenblick ist, in Azimut- bzw. Höhenrichtung des Objekts von der welchem die Richtung R 2 die Fotozelle 7 passiert Sichtlinie 2, und zwar in Längeneinheiten ausge- und t₃ der Augenblick ist, in welchem die Richtung drückt. Wenn die Azimut- und Höhenabweichung R 4 die Fotozelle 7 passiert. Diese Augenblicke haben des Objekts in Winkeleinheiten gesehen vom Be- 50 die bei der Kurve K 7 in F i g. 10 vermerkten Lagen, zugspunkt 3 zu messen sind, wird ein Impulsgene- Wenn dieses Muster verwendet wird, wird die Differator mit konstanter Frequenz zur Speisung der Im- renz zwischen dem Zeitintervall von t_i bis i₃ und pulszähler 50 und 51 verwendet. dem Zeitintervall von i₃ zu dem Augenblick des fol-,

Verständlicherweise kann eine Auswertungseinheit genden Nutationszyklus festgestellt, der dem Augenzur Analyse der Ausgangssignale der. Fotozellen 7 55 blick Z₁ entspricht. Diese Zeitdifferenz hat den Wert: und 9 für eine Anordnung nach F i g. 6 und 7 ebensogut aus Spannungsintegratoren in ähnlicher Weise
wie die Auswertungseinheiten gemäß F i g. 4 und 5
aufgebaut sein und können auch die Auswertungseinheiten zur Auswertung und Analyse der Ausgangs- 60
signale der Fotozellen 7 und 9 in einer Anordnung
gemäß F i g. 2 mit Impulszählern aufgebaut sein.
Selbstverständlich ist es daneben möglich, jede andere geeignete Zeitmeßeinrichtung zu verwenden.

In den oben beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung hat das Muster eine solche Geometrie, daß die verschiedenen, von dem Mittelpunkt des Musters ausgehenden Radialrichtungen durch Grenz-

(24)

Sie ist also proportional der Höhenabweichung A des Objekts. Weiterhin wird die Differenz zwischen dem Zeitintervall J₁ bis t₂ und dem Zeitintervall i₂ bis i_s festgestellt. Diese Differenz hat den Wert:

At. = -2k, —.

(25)

509 536/166

Sie ist also proportional der Azimutabweichung des Objekts. Die beiden Zeitdifferenzen Λ t_h und Δ t_s können mit Hilfe von Meßeinrichtungen bestimmt werden, die Spannungsintegratoren oder Impulszähler enthalten, d. h. in derselben Weise, wie es oben unter Bezugnahme auf die Fig. 4, 5 und 8 beschrieben wurde. Jedoch muß derjenige Integrator oder Impulszähler, der die Azimutabweichung des Objekts feststellt, mit einer Versorgungsspannung bzw. Impulsfrequenz gespeist werden, die doppelt so groß ist wie die Versorgungsspannung bzw. Impulsfrequenz, die dem Spannungsintegrator oder Impulszähler zugeführt wird, der die Höhenabweichung des Objekts feststellt.

Das Ausgangssigrial der zweiten Fotozelle 9 verhält sich gemäß Kurve K9 in Fig. 10, bei der Z₁ der Augenblick ist, in welchem die Richtung R 3 die Fotozelle 9 passiert, f₄ der Augenblick ist, in welchem die Richtung R 2 die Fotozelle 9 passiert

und ί_Ά der Augenblick ist, in welchem die Richtung R 4 des Musters die Fotozelle 9 passiert. Zur Bestimmung der Entfernung vom Objekt zum Bezugspunkt 3 wird das Zeitintervall Z₄ bis t₂ bestimmt, das ist das Zeitintervall zwischen den Augenblicken, in welchen die Richtung R 2 im Muster die Fotozellen 7 und 9 passiert. Dieses Zeitintervall hat den Wert:

(26)

Es ist also umgekehrt proportional der Entfernung L vom Objekt zum Bezugspunkt, ebenso· wie in den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen der Erfindung. Dieses Zeitintervall kann also auch in der oben beschriebenen Weise analysiert und zur Bestimmung des Werts der Entfernung L des Objekts verwendet werden.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (22)

Patentansprüche:

1. Anordnung zur Bestimmung der Abweichung eines Objekts gegenüber einer von einem vom Objekt entfernten Bezugspunkt ausgehenden Sichtlinie, besonders für Leitstrahlsteuerung eines Flugkörpers, mit einem im Bezugspunkt angeordneten Strahlungssender zur Aussendung eines längs dem Umfang eines Kreiskonus um die Sichtlinie nutierenden, jedoch um seine eigene Achse nicht rotierenden Strahlungsbündels, das im Querschnitt ein vorbestimmtes, aus strahlenden und nichtstrahlenden Bereichen zusammengesetztes Strahlungsmuster abbildet, und einer im Objekt vorgesehenen Empfangseinrichtung, die wenigstens einen ersten Strahlungsempfänger zur Erzeugung von in Abhängigkeit von der Vorbeibewegung der strahlenden und nichtstrahlenden Bereiche des Strahlungsmusters des Strahlungsbündeis modulierten Ausgangssignalen und eine Signalauswertungsanordnung für diese Ausgangssignale enthält, dadurch gekennzeichnet, daß das Strahlungsmuster des Strahlungsbündels rotationsunsymmetrisch um einen mit der Achse des Strahlungsbündels zusammenfallenden Mittelpunkt (31) ist und geometrisch derart aufgebaut ist, daß es wenigstens eine erste vom Mustermittelpunkt (31) ausgehende Radialrichtung (R 1) und eine zweite, mit der ersten Radialrichtung einen Winkel von 180° einschließende Radialrichtung (R 2) festlegt, und daß die Signalauswertungsanordnung (8) im Objekt (1) eine erste Zeitmeßeinrichtung (31, 32, 33) enthält, die während eines Nutationszyklus des Strahlungsbündeis die Differenz zwischen dem Zeitintervall vom Augenblick (J₁), in welchem die erste Radialrichtung (R 1) des Strahlungsmusters am Strahlungsempfänger (7) vorbeigeht, bis zu dem Augenblick (t₂), in dem die zweite Radialrichtung (R 2) des Strahlungsmusters am Strahlungsempfänger (7) vorbeigeht, und dem Zeitintervall vom letzterwähnten Augenblick (t₂) bis zu dem Augenblick (Q, in welchem die erste Radialrichtung (R 1) des Strahlungsmusters wieder am Strahlungsempfänger (7) vorbeigeht, bestimmt und ein dieser Zeitdifferenz (A t_s) proportionales Ausgangssignal erzeugt.

2. Anordnung nach Anspruch 1 zur Bestimmung der Abweichung des Objekts von der Sichtlinie in zwei zueinander senkrecht stehenden Richtungen, dadurch gekennzeichnet, daß das Strahlungsmuster des Strahlungsbündels geometrisch derart aufgebaut ist, daß es zusätzlich eine dritte und vierte, vom Mustermittelpunkt (3) ausgehende Radialrichtung (R 3 und R 4) festlegt, die miteinander einen Winkel von 180° und gegenüber der ersten bzw. zweiten Radialrichtung (R 1, R 2) einen Winkel von 90° einschließen, und daß die Signalauswertungsanordnung (8) im Objekt (1) zusätzlich eine zweite Zeitmeßeinrichtung (51, 56, 57) enthält, auf die das Ausgangssignal des Strahlungsempfängers (7) einwirkt und die während eines Nutationszyklus des Strahlungsbündels die Differenz zwischen dem Zeitintervall von dem Augenblick (r₂), in welchem die dritte Radialrichtung des Strahlungsmusters, am Strahlungsempfänger (7) vorbeigeht, bis zu dem Augenblick (/₄), in welchem die vierte Radialrichtung des Strahlungsmusters am Strahlungsempfänger (7) vorbeigeht, und dem Zeitintervall vom letzterwähnten Augenblick (^₄) bis zu dem Augenblick, in welchem die dritte Radialrichtung des Strahlungsmusters wieder am Strahlungsempfänger (7) vorbeigeht, bestimmt und ein dieser Zeitdifferenz (A /_Λ) proportionales Ausgangssignal erzeugt.

3. Anordnung nach Anspruch 1 zur Bestimmung der Abweichung des Objekts von der Sichtlinie in zwei zueinander senkrecht stehenden Richtungen, dadurch gekennzeichnet, daß das Strahlungsmuster des Strahlungsbündels geo- ^: metrisch derart aufgebaut ist, daß es zusätzlich eine dritte, vom Mustermittelpunkt (31) ausgehende , Radialrichtung (R2 in Fig. 9) festlegt, die mit der ersten und der zweiten Radialrichtung (R 3 und R 4 in F i g. 9) im Strahlungsmuster jeweils einen Winkel von 90° bildet, und daß die Signalauswertungsanordnung (8) im Objekt (1) zusätzlich eine zweite Zeitmeßeinrichtung enthält, auf die das Ausgangssignal des Strahlungsempfängers (7) einwirkt und die während eines Nutationszyklus des Strahlungsbündels die Differenz zwischen dem Zeitintervall vom Augenblick (/,), in welchem die erste Radialrichtung (R 3) des Strahlungsmusters am Strahlungsempfänger (7) vorbeigeht, bis zu dem Augenblick (/₂). in welchem die dritte Radialrichtung (R 2) des Strahlungsmusters am Strahlungsempfänger vorbeigeht, und dem Zeitintervall vom letzterwähnten Augenblick bis zu dem Augenblick (i₃), in welchem die zweite Radialrichtung (R 4) des Strahlungsmusters am Strahlungsempfänger (7) vorbeigeht, bestimmt und ein dieser Zeitdifferenz (A t_s) proportionales Ausgangssignal erzeugt.

4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Radialrichtungen (Rl, R2, R3, R4) im Strahlungsmuster durch Grenzlinien zwischen strahlenden und nichtstrahlenden Bereichen des Musters festgelegt sind.

5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Radialrichtungen (R 2, R 3, R 4) im Strahlungsmuster durch schmale, strahlende, sich vom Mustermittelpunkt (31) in diesen Richtungen erstrekkende Sektoren (77, 78, 79) festgelegt sind.

6. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Strahlungsmuster einen strahlenden Bereich (29) und einen nichtstrahienden Bereich (30) umfaßt, die von einer Grenzlinie getrennt sind, die mit der ersten und der zweiten Radialrichtung (R 1, R 2) im Strahlungsmuster zusammenfällt.

7. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Strahlungsmuster einen eisten strahlenden Sektor (47) mit einem Mittelpunktswinkel von 90° und mit der ersten bzw. vierten Radialrichtung (R 1, R 4) zusammenfallenden Grenzlinien und zwei wesentlich schmalere, strahlende Sektoren (48, 49) umfaßt, die sich in den Richtungen der zweiten bzw. dritten Radialrichtung (R 2, R 3) erstrecken.

8. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Strahlungsmuster drei schmale, strahlende Sektoren (77, 78, 79) umfaßt, die sich in den Richtungen der ersten, zweiten

bzw. dritten Radialrichtung (R 2, R 3, R 4, F i g. 9) des Musters erstrecken.

9. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlungssender (4) Einrichtungen zur Änderung des Nutationswinkels (φ) des Strahlungsbündels umgekehrt proportional der Entfernung (L) zwischen dem Bezugspunkt (3) und dem Objekt (1) besitzt.

10. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, die außerdem zur Bestimmung der Entfernung (L) zwischen dem Bezugspunkt (3) und dem Objekt (1) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangseinrichtung im Objekt (1) zusätzlich einen zweiten Strahlungsempfänger (9) aufweist, der auf dem Objekt (1) in Abstand (d) vom ersten Strahlungsempfänger (7) derart angeordnet ist, daß die Verbindungslinie zwischen dem ersten und dem zweiten Strahlungsempfänger senkrecht zu einer der Radialrichtungen (R 1, R2, R3 oder R4) des Strahlungsmusters steht, und daß die Signalauswertungsanordnung (8) eine zusätzliche Zeitmeßeinrichtung (39, 40) enthält, auf die die Ausgangssignale des ersten und des zweiten Strahlungsempfängers (7, 9) einwirken und die während eines Nutationszyklus des Strahlungsbündels die Zeitdifferenz zwischen den Augenblicken (J₁ und i₄ bzw. i₂ und t_s), in welchen die erwähnte Radialrichtung des Strahlungsmusters am ersten und am zweiten Strahlungsempfänger (7, 9) vorbeistreicht, bestimmt und ein dieser Zeitdifferenz (A t_L) umgekehrt proportionales Ausgangssignal erzeugt.

11. Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal der zusätzlichen Zeitmeßeinrichtung der ersten und der zweiten Zeitmeßeinrichtung zugeführt ist und daß die erste bzw. die zweite Zeitmeßeinrichtung so eingerichtet sind, daß sie ein Ausgangssignal erzeugen, das proportional dem Produkt aus der von der ersten bzw. der zweiten Zeitmeßeinrichtung bestimmten Zeitdifferenz (Δ t_s bzw. A t_h) und dem Ausgangssignal der zusätzlichen Zeitmeßeinrichtung ist.

12. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Zeitmeßeinrichtung bzw. die zweite Zeitmeßeinrichtung einen Spannungsintegrator (31) und vom Ausgangssignal des ersten Strahlungsempfängers (7) gesteuerte Schalteinrichtung (32, 33) enthalten zum Anschluß einer positiven Spannung an den Integrator während eines von denjenigen Zeitintervallen, zwischen denen die Zeitmeßeinrichtung jeweils die Differenz zu bestimmen hat, und zum Anschluß einer gleich großen negativen Spannung an den Integrator während des anderen dieser Zeitintervalle.

13. Anordnung nach Anspruch 11 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Zeitmeßeinrichtung einen Spannungsintegrator (39) und von den Ausgangssignalen des ersten bzw. zweiten Strahlungsempfängers (7, 9) gesteuerte Schalteinrichtungen (40, 41) enthält zum Anschluß einer von einer variablen Spannungsquelle (34) stammenden Spannung an den Integrator (39) während derjenigen Zeitintervalle, deren Länge die zusätzliche Zeitmeßeinrichtung zu bestimmen hat, und daß weiterhin Einrichtungen (44) vorgesehen sind zum Vergleich der Ausgangsspannung des Integrators am Ende jedoch solchen Zeitintervalls mit einer konstanten Bezugsspannung (V_k) und zur Steuerung der Spannungsquelle (34) in der Weise, daß der Wert der Ausgangsspannung des Integrators gleichgemacht wird dem Wert der Bezugsspannung, wobei die den Spannungsintegratoren (31) in der ersten bzw. zweiten Zeitmeßeinrichtung zugeführten Spannungen von der variablen Spannungsquelle (34) abgeleitet sind.

14. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die erste bzw. ■ die zweite Zeitmeßeinrichtung einen Impulszähler·

(51) enthalten, der einen ersten Impulseingang zum Aufwärtszählen und einen zweiten Impulseingang zum Abwärtszählen besitzt, und daß Schalteinrichtungen (53, 54) vorhanden sind, die auf das Ausgangssignal des ersten Strahlungsempfängers (7) in der Weise ansprechen, daß eine Impulsfolge vorbestimmter Impulsfrequenz dem ersten Eingang des Zählers während des einen dieser Zeitintervalle zugeführt wird, zwischen denen die Zeitmeßeinrichtung die Differenz zu bestimmen hat, und daß diese Impulsfolge dem zweiten Eingang der Zähleinrichtung während des anderen dieser Zeitintervalle zugeführt wird.

15. Anordnung nach Anspruch 11 und 14, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Zeitmeßeinrichtung einen Impulszähler (52) und eine Schalteinrichtung (70, 58) enthält, die auf die Ausgangssignale des ersten bzw. zweiten Strahlungsempfängers (7, 9) derart ansprechen, daß eine Impulsfolge eines Impulsgenerators (55) variabler Frequenz dem Zähler während des Zeitintervalls zugeführt wird, dessen Länge von der zusätzlichen Zeitmeßeinrichtung zu bestimmen ist, und daß Einrichtungen (72) vorgesehen sind zum Vergleich des Zählergebnisses des Zählers

(52) am Ende jedes solchen Zeitintervalls mit einer festgelegten Bezugszahl und zur Steuerung der Frequenz des Impulsgenerators (55) in der Weise, daß das Zählergebnis des Zählers und die Bezugszahl gleich werden, wobei die dem Impulszähler (50 bzw. 51) in der ersten bzw. zweiten Zeitmeßeinrichtung zugeführte Impulsfolge von dem Impulsgenerator (55) abgeleitet ist.

16. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlungssender (44) einen stationären Schirm mit strahlenden und nichtstrahlenden Bereichen entsprechend den strahlenden und nichtstrahlenden Bereichen des Strahlungsmusters, ein Objektiv (12) zum Abbilden des Schirms in einer wesentlichen Entfernung vom Strahlungssender und eine Prismenanordnung (15) zwischen dem Schirm und dem Objektiv umfaßt, die um die optische Achse (14) des Objektivs drehbar ist und zwei zueinander parallele, axial voneinander entfernte Brechflächen aufweist, die einen spitzen Winkel mit der optischen Achse einschließen.

17. Anordnung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Entfernung zwischen den Brechflächen der Prismenanordnung (15) veränderbar ist.

18. Anordnung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel zwischen den

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Brechflächen und der optischen Achse (14) ver- tung moduliert ist. Eine derartige Ausbildung ist

änderbar ist. jedoch sehr aufwendig und störanfällig.

19. Anordnung nach Anspruch 17, dadurch ge- Ferner wird in der DT-PS 14 48 570 ein Leitstrahlkennzeichnet, daß die Prismenanordnung (15) system zur Eigenortung eines Flugkörpers vorgeschlazwei identische Dreiecksprismen (16, 17) umfaßt, 5 gen, bei dem zur Erzeugung des Leitstrahls auch die in der Richtung der optischen Achse in einer Lichtwellen verwendet werden können. Hierbei wird Entfernung hintereinander angeordnet sind, die zur Feststellung der Richtung oder Winkellage der veränderbar ist. Abweichung des Flugkörpers von der Sichtlinie ein

20. Anordnung nach Anspruch 18, dadurch ge- Vergleichssignal in dem Flugkörper bereitgestellt, das kennzeichnet, daß die Prismenanordnung (15) aus io durch zusätzliche Amplitudenmodulation der das einem ebenen Parallelprisma (16) besteht, das um Bild projizierenden Strahlung übermittelt werden eine Achse schwenkbar ist, die senkrecht zur opti- kann. Ferner wird die Möglichkeit vorgeschlagen, die sehen Achse (14) und parallel zu den Brechflä- Phasenlage der Modulationsfrequenz durch Phasenchen des Prismas steht. vergleich mit einem Vergleichssignal zu bestimmen,

21. Anordnung nach einem der Ansprüche 16 15 das durch einen weiteren auf den Flugkörper gerichbis 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Schirm teten amplitudenmodulierten Strahl erzielt wird. (13) aus einer Scheibe mit transparenten und Auch diese Maßnahmen sind kompliziert und aufopaken Bereichen besteht und eine Lichtquelle wendig und führen zu einem störanfälligen Betrieb (10) und ein Kondensor (11) zur Beleuchtung der Anordnung.

der Schirmscheibe von der dem Objektiv (12) 20 Ferner sind Anordnungen zur Bestimmung der

entgegengesetzten Seite vorgesehen sind und daß Abweichung eines Objekts, insbesondere eines flie-

eine weitere Prismenanordnung (15 a) ähnlich genden Objekts, von einer Sichtlinie unter Benutzung

der erstgenannten Prismenanordnung (15) zwi- von sichtbarem oder infrarotem Licht bekannt. Bei

sehen dem Kondensor und der Schirmscheibe diesen bekannten Anordnungen muß das Objekt

vorgesehen ist. 35 selbst strahlen oder mit einer Lichtquelle ausgerüstet

22. Anordnung nach Anspruch 21, dadurch ge- sein. Im Bezugspunkt ist ein Teleskop vorgesehen, kennzeichnet, daß die Kondensorlinse eine varia- dessen Richtung die Richtung der Sichtlinie angibt, ble Brennweite besitzt. Dieses Teleskop umfaßt einen stationären oder in

manchen Fällen sich drehenden Schirm, der mit 30 einem Muster aus transparenten und opaken Bereichen versehen ist, eine auf das durch den Schirm fal-

lende Licht ansprechende Fotozelle und ein optisches

System, das die Lichtquelle des Objekts auf dem

Schirm abbildet und dessen Sichtachse auf einer