DE2157672A1 - Anordnung zur lenkung von flugkoerpern mittels eines lasers - Google Patents

Anordnung zur lenkung von flugkoerpern mittels eines lasers

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    • F41G7/30—Command link guidance systems

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Description

Anordnung zur Lenkung von Flugkörpern mittels eines Lasers
Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Lenkung von Flugkörpern entlang einer Visierachse.
Anordnungen dieser Art sind an sich schon bekannt. So wird beispielsweise ein Flugkörper mit einem rückstrahlenden Leuchtsatz ausgerüstet, der eine optische Ortung der Flugkörperposition von der Feuerleitstelle aus erlaubt» Die Bestimmung der Winkelablage des Flugkörpers von der Visierachse geschieht beispielsweise mit einem Goniometer, bei dem gewöhnlich das Prinzip der mechanischen Modulation der vom Flugkörper a,usgesandten Strahlung angewendet wird· Die aus der so gemessenen Ablage errechneten Lenksignale werden dann meistens Über ein Kabel von der Leitstelle an den Flugkörper weitergegeben. Anordnungen, die nach diesem oder einem ähnlichen Prinzip arbeiten, haben u. a. den Nachteil, daß die hierbei verwendeten Goniometer, welche mittels mechanischer Strahlmodulation arbeiten, wegen der erforderlichen
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hohen mechanischen Präzision nur unter einem fertigungstechnisch hohen Aufwand herzustellen sind. In Verbindung mit dem unmodulierten, in einem weiten Spektralbereich emittierenden Leuchtsatz ist deshalb die erreichbare Winkelgenauigkeit wie auch die mögliche Flugkörperreichweite beschränkt.
Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu beseitigen und eine Anordnung zur Lenkung von Flugkörpern . zu schaffen, die eine höhere Reichweite und eine größere Fluggeschwindigkeit des Flugkörpers bei wesentlich vereinfachterem Aufbau der Anlage ermöglicht.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der vom Flugkörper ausgehenden Strahlung ein Empfänger der Leitstelle zugeordnet ist, dem zur Fokussierung ein positionsempfindlicher Detektor nachgeschaltet und ein das Gesichtsfeld des Empfängers variierendes Objektiv mit variabler Brennweite vorgeschaltet ist. Weiterhin wird vorgeschlagen, an der Leitstelle einen Laser mit einem Modulator und variabler Sendeköule und am Flugkörper einen Retroreflektor nebst einem Empfänger anzuordnen, wobei der Fokussieroptik des Flugkörpers und der Leitstelle optische Schiaalbandfilter vorgeschaltet sind.
Die Erfindung ist nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel beschrieben und gezeichnet, wobei die einzige Figur der Zeichnung die Anordnung schematisch darstellt.
Die Leitstelle 10 ist mit einem Laser 13 ausgerüstet, der den Raum um die Visierachse 17 eines Empfängers 11 mit einem entsprechenden Sendekegel l8 ausleuchtet. Als Laser 13 dient vorzugsweise eine Gallium-Arsenid-Laserdiode oder ein Yag-Laser. An der Leitstelle 10 ist ferner ein Modulator Ik angebracht, mit dem der Laserstrahl zur besseren Diskriminierung gegen Fremdlicht und zur Übertragung von Lenkkommandos zum Flugkörper 20 zeitlich moduliert wird. Der Flugkörper ist an seiner
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ORIGINAL, INSPECTED
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Rückseite mit einem Empfänger 22 für die Laserstrahlung l8 ausgerüstet, wobei dieser Empfänger 22 einen optischen Schmalbandfilter 24 zur Transmission der Laserstrahlung, sowie eine Fokussieroptik 23 und einen Detektor 21 enthalt. Als Detektor 21 eignet sich vorzugsweise eine Si-Diode. Außerdem ist an der Rückseite des Flugkörpers 20 zumindest ein Retroreflektor 25 (Drei-Flächen-Spiegel) angeordnet, der den auftreffenden Laserstrahl wieder in sich selbst, also genau zur Leitstelle 10 zurückwirft.'
An der Leitstelle 10 ist zur Bestimmung der Winkelablage des Flugkörpers 20 ein Empfänger 11 angeordnet, in dem die reflektierte Laserstrahlung 19 nach Transmission durch einen Schmalbandfilter 15 mit einer optischen Bandbreite νοηΔ3-^ 0,01 bis 0,001 ix, durch eine Fokussieroptik 12 auf einen positionsempfindlichen Detektor l6 fokussiert wird. Für diesen Detektor l6 eignet sich wieder vorzugsweise eine Si-Diode, beispielsweise vom Typ der PIN-SC-Serie der Firma United Detektor Technology. Eine Diode dieses Typs liefert zwei Signale, die jeweils der Winkelabweichung des Flugkörpers 20 von der Visierachse 17 in der x- und y-Richtung proportional sind. Diese Signale werden in einem Verstärker 30 verstärkt. Hieraus werden mittels eines Rechners "31 die Lenksignale 32 errechnet, die mit Hilfe des Lasermodulators lk über den modulierten Laserstrahl l8 auf den Flugkörper 20 übertragen werden. .
Zur Erhöhung der Laserleistung am Flugkörper 20 ist weiterhin vorgesehen, daß der Sendekegel l8 des Lasers 13 mit wachsender Entfernung des Flugkörpers 20 von der Leitstelle 10 kontinuierlich in eine oder mehrere Stufen verkleinert wird. Gleichzeitig wird zur Erhöhung der Winkelmeßgenauigkeit das Gesichtsfeld der Empfnngsoptilc 12 an der Leitstelle 10 verkleinert. Mit dem Empfänger 11 an der Leitstelle 10 ist eine Visieroptik "33 mit Fadenkreuz gekoppelt, deren Visierachsp mit hoher Genauigkeit parallel zur Vi si nraclise 17 des Empfängers 11 ausgerichtet ist. Dir Symmetrieachse des Lasereendekrgni s l8 ist obi>nfal3.s parallel
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zu dieser Visierachso 17 ausgerichtet, jedoch mit geringerer Genauigkeit.
Mit dieser Anordnung wird folgende Funktion des Flugkörpersystems 20 erreicht?
Die Leitstelle 10 wird mittels Visieroptik 33 auf das Ziel ausgerichtet. Der nahe der Leitstelle 10 gestartete Flugkörper 20 fliegt in den Sondekegel l8 des Lasers 13 und reflektiert mittels des Retroroflektors 21 das Laserlicht in den Empfänger 11 der Loitstelle 10. Aus der Beleuchtung der positionsetnpfindlichen Diode l6 ergibt sich die Winkelablage des Flugkörpers 20, aus der an der Leitstelle 10 die Lenksignale 32 mittels des Rechners 31 errechnet werden und anschließend durch den Modulator l4 deni Laserstrahl l8 aufmoduliert werden. Diese modulierten Lasersignale werden durch den Empfänger 22 am Flugkörper 20 empfangen und an den Vorstärker 25 gegeben und bewirken eine Steuerung des Flugkörpers 20 in Richtung auf die Visierachse 17 hin.
Gegenüber den bisher bekannten Flugkörper-Leriksystemen zeichnet sich die vorbeschriebene Anordnung dadurch aus, daß einmal die Bestimmung der Flugkörperwinkelablage mittels positionsempfind-' licher Dioden keine mechanisch bewegten Tolle mehr erfordert. Dies erlaubt daher eine einfache Fertigungstechnik und vor allem eine einfache öloktronisehe Justierung der Symmetrieachse auf elektronischem Wege. Zum anderen zeichnet sich die vorbeschriebene Anordnung vorteilhaft dadurch aus, daß durch die Verwendung eines Lasers in Vorbindung mit dem Linpffinger an der Leitstelle eine große Reichweite und hohe-Fluggeschwindigkeit des Flugkörpers erlaubt vird. .
- Patentansprüche -
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Claims (3)

Patentansprüche
1. Anordnung zur Lenkung von Flugkörpern mittels eines,Laserg, dadurch gekennze lehnet , daß der vom Flugkörper (20) ausgehenden Strahlung ein Empfänger (ll) der Leitsteile (lO) zugeordnet ist, dem zur Fokussierung der Strahlung ein positionsempfindlicher Detektor (l6) nachgeschaltet und ein das Gesichtsfeld des Empfängers variierendes Objektiv (12) mit variabler Brennweite vorgoschaltet ist.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch g β k e η η ζ e ί c h net, daß an der Leitstelle (lO) ein Laser (13) '"it einem Modulator ( ΐΛ) und .variabler SendekeuLe und am Flugkörper (20) ein Retroreflektor (25) und cviii Empfänger (22) angeordnet sind, wobei der Fokussieroptik ( 12,23) des Flugkörpers (20) und der Leitstelle (10) optische Schtnalbandfilter vorgeschaltet sind.
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Leerseife
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