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Ferngesteuertes bewegliches Objekt Die Erfindung betrifft ein ferngesteuertes
bewegliches Objekt mit einen Steuerleiter, der von einer im/am Objekt befindlichen
Spule en-tsprechend dem Objekt zurückgelegten Weg abspulbar ist.
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Ein bekanntes Beispiel für ein ferngesteuertes Objekt der genannten
Art sind Panzeratwehrraketen, die über Drähte von einem Steuerstand steuerbar sind.
Derartige Raketen werden von dem Schützen nach optischer Sicht gesteuert.
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Es ist bekannt, daß die elektromagnetische Dämpfung von Nachrichtenverbindungen
allgemein mit der Frequenz wächst. Deshalb können über Drähte zwar die relativ niederfrequenten
(schmalbandigen) Steuersignale einer Panzerabwehrrakte übertragen werden, nicht
aber
Fernsehbilder, wenn nennenswerte Entfernungen überbrückt werden sollen. Für die
Übertragung von Fernsehbildern werden Bandbreiten von einigen Megahertz benötigt,
das heißt, die zu übertraende Frequenz kommt notwendigerweise in Bereiche hoher
elektromagnetischer Dämpfung der Kabelverbindung.
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Der Vorteil leitungsgebundener Steuerungen und Signalübertragungen
besteht darin, daß eine elektronische Störung des Signalflusses, wie sie beispielsweise
bei militärischem Einsatz durch den Gegner versucht werden könnte, praktischunmöglich
ist.
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Die erforderliche Breitbandigkeit des Signalflusses ist zwar über
große Entfernungen durch Punl möglich. Breitbandige Signalflüsse, wie sie z.B. bei
der Ubertragung von Fernsehbildern erforderlich sind, können jedoch nur sehr schwierig
vor Störungen geschützt werden. außerdem können sowohl Sender wie auch Espfängar
elektromagnetisch geortet werden.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Nöglichkeit zu schaffen, zwischen
dem beweglichen Objekt und einem Steuerstand einen leitungsgebundenen und damit
störungssicheren Übertragungsweg zu schaffen, der die Übertragung breitbandiger
Signale ermöglicht, und zwar über Entfernungen, die zusätzlich noch wesentlich größer
sind als sie heute bei drahtgebundenen Übertragungswegen möglich sind.
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Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß als Steuerleiter
ein Lichtfaserleiter zur Übertragung eines breitbandigen Nachrichtenflusses bei
optischen Frequenzen vorgesehen ist.
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Bei hochwertigen Lichtfaserleitern lassen sich ohne Zwischenverstärkung
der Signale Entfernungen bis 20 km überbrücken.
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Der Lichtfaserleiter hat darüberhinaus den Vorteil kleinen Durchmessers
und geringen Gewichtes, so daß die von dem Objekt mitzuführende Spule klein und
leicht sein kann, so daß'auch bei kleineren Objekten ohne Schwierigkeiten auch für
größere Abstände die erforderliche Beitungslänge mitgeführt werden kann. Die erfindungsgemäße
Lösung hat darüberhinaus den Vorteil, daß das gesamte System einfach und unkompliziert
ist.
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Da die Bandbreite des Signalweges groß ist, werden sich in dem Objekt
Fernsehkameras hohen Auflösungsvermögens unterbringen las-sen.
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Bei größeren Entfernungen kann der vom Objekt mitgeführte Steuerleiter
in vorgegebenen Längenabständen mit Zwischenverstärkern versehen sein.
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Bei fliegenden Objekten kann der Zwischenverstärker an Fallschirmen
hängen. Bei schwimmenden Objekten kann der Zwischenverstärker mit Auftriebskörpern
versehen sein, die dabei als an die Oberfläche des Wassers ansteigende Bojen ausgebildet
sein können, oder aber auch als auf eine bestimmte Wassertiefe einstellbare Schwimmkörper.
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Der Steuerleiter gemäß der Erfindung hat durch sein geringes Gewicht
den Vorteil einer kleinen Sinkgeschwindigkeit. Dies ist ein besonderer Vorteil bei
fliegenden Objekten. Bei Objekten, die längere Zeit in der luft gehalten werden
sollen, kann es trotzdem zweckmäßig sein, den Steuerleiter mit das Absinken des
leiters verzögernden Mitteln zu versehen, z.B. senkrecht abstehenden dünnen Fasern
(Oberflächenvergrößerung).
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Bei fliegenden Objekten kann es zweckmäßig sein, daß das steuerseitige
Ende des Steuerleiters mit einem vom Objekt
ausstoßbaren und mit
Auftriebsmitteln oder das Absinken verhindernden Mitteln versehenen Richtfunksender
zu verbinden, der mit einem Signaltransponder -zur Umsetzung der Signale von optischen
auf elektromagnetische Frequenzen ausgerüstet ist.
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Der Richtfunksender kann dabei entweder an einem Ballon hängen oder
aber an einem Fallschirm. Eine derartige Ausführung ist insbesondere dann von Vorteil,
wenn das Objekt in größeren Hohen operieren soll.
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Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht
und im nachstehenden im einzelnen anhand der Zeichnung beschrieben.
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Fig. 1 zeigt das Prinzip eines erfindungsgemäß ausgebildeten ferngesteuerten
beweglichen Objektes.
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Fig. -2 zeigt schematisch ein Objekt mit einem Zwischenverstärker.
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Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform-für ein fliegendes Objekt mit einer
Richtfunkstrecke.
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In Fig. 1 ist ein ferngesteuertes Objekt 2 schematisch dargestellt,
das beispielsweise ein schwimmender oder fliegender Körper sein kann, der mit nicht
dargestellten Antriebsmitteln versehen ist. Das Objekt kann aber auch ein erdgebundenes
Fahrzeug sein, das mit Rad oder Kettenantrieb ausgerüstet ist.
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In dem Flugkörper ist eine Fernsehkamera 4 vorgesehen, die starr eingebaut
oder beweglich sein kann. Die von der Fernsehkamera abgegebenen Signale werden einem
Codierer 6 zugeleitet.
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Die codierten Signale werden dann in einer luminizenzdiode oder einem
modulierbaren Laser 8 in optische Signale umgewandelt. Die optischen Signale werden
über einen optischen Koppler 10 in einen Lichtfaserleiter 12 eingekoppelt, der als-Spule
14 vom Objekt 2 mitgeführt wird. Das Ende des Lichtfaserleiters ist an der Startstelle
16 durch einen Stecker mit dem Steuergerät verbunden. In dem Steuergerät 17 wird
das optische Signal über einen optischen Koppler 18 ausgekoppelt, über eine Fotodiode
20 in elektrische Signale umgesetzt und anschließend im Decoder 22 decodiert. Das
decodierte Signal wird dann auf einem Bildschirm 24 zur Anzeige gebracht.
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Lichtleiterfasern sind Galsfasern mit einem optisch stärker brechenden
Kern und einem weniger brechenden Mantel. Das Licht wird durch Totalreflexion nur
im Kern geleitet. Diese lichtfaserleiter haben als Nonomode-Fasern oder Mulitmodefasern
einen Außendurchmesser von etwa O,1mm. Auf einer Spule von 200 mm Durchmesser, 200
mm Länge und einem freien Innenraum von 100 mm Durchmesser, lassen sich bei einem
Beiter- -durchmesser von 0,2 mm 70 bis 100 km länge unterbringen. In einem Objekt
läßt sich damit ohne Schwierigkeiten eine für den praktischen Aktionsradius des
Objektes erforderliche leiterlänge in/am Objekt unterbringen.
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Bei leitern mit einer Dämpfung von 10 dB/km lassen sich ohne Zwischenverstärkung
Entfernungen bis etwa 8 km überbrücken, also Entfernungen, die etwa der Reichweite
heutiger drahtgesteuerter Flugkörper entsprechen. Mit Lichttaserleitern mit einer
Dämpfung von 4 dB/km lassen sich 20 km ohne Zwischenverstärkung überbrücken.
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Sofern von beweglichen Startstellen aus gearbeitet wird, kann es zweckmäßig
sein, einen Deil der Beiterlänge von der Startstellte aus abspulen zu lassen, um
eine unnötige Zugbeanspruchung des Faserstranges durch die bewegliche Startstelle
zu vermeiden.
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Sofern mit einem Zwischenverstärker gearbeitet wird, befindet sich
der Zwischenverstärker zunächst an Bord des ferngesteuerten Objektes. Der Lichtfaserleiter
wird von einer Spule abgespult, die sich in/am Zwischenverstärker befindet. Ist
der in/am Zwischenverstärker vorhandene Faservorrat abgespult, so wird die Kapsel
mit dem Zwischenverstärker aktiv aus dem ferngesteuerten Objekt ausgestoßen, damit
der zweite Faserstrang nicht durch hohe Zugkräfte beansprucht wird. Nunmehr wird
ein zweiter Faservorrat abgespult, der direkt mit dem ferngesteuerten Objekt verbunden
is-t und sich an Bord des Objektes befindet.
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Bei mehreren Zwischenverstärkern wird sinngemäß verfahren.
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Wegen des geringen Gewichtes hat der Lichtfaserleiter nur eine kleine
Sinkgeschwindigkeit. Bei größeren Entfernungen kann es trotzdem notwendiger sein,
das absinken des leiters zu verzögern. Zu diesem-Zweck können das Absinken verzögernde
Hittel vorgesehen werden. Bei einem fliegenden pbjekt beispielsweise dünne senkrecht
vom Baserstrang abstehende Fasern.
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Das Absinken verzögernde Mittel müssen in jedem Fall an ausgestoßenen
Zwischenverstärkern vorgesehen werden, da diese ohne solche Mittel eine höhere Sinkgeschwindigkeit
als der leiter haben. Für die Zwischenverstärker können dabei wiederum Fallschirme
oder aber sich selbsttä-tig aufblasende Ballons vorgesehen werden.
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In Fig. 2 ist der hintere Abschnitt eines Objektes 2 dargestellt,
das vorzugswei-se schwimmend oder fliegend ist, das aber auch ein sich auf der Erdoberfläche
bewegendes Objekt, insbesondere Rad- oder Raupenfahrzeug, sein kann. In dem Objekt
ist ein nach hinten offenes Magazin 3 ausgebildet, in dem ein Zwischenxrerstärker
axial verschiebbar untergebracht ist. Das Gehäuse 11 des Zwischenverstärkers liegt
nach innen gegen eine Schulter 5 an, hinter der Ausstoßmittel 7 angeordnet sind,
mit denen das
Zwischenverstärkergehäuse nach hinten ausgetrieben
werden kann.
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Das Zwischenverstärkergehäuse trägt an seiner Rückseite eine leiterspule
13, von der eine erste leiterlänge 12 abspulbar ist. Bei einem vorbestimmten Mindestvorrat
der Spule 13 werden die Ausstoßmittel 5 betatigt, durch die der Zwischenverstärker
vom Objekt gelöst wird.
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An den Zwischenverstärker ist das Ende eines auf einer zweiten Spule
aufgewickelten leiters angeschlossen, das dann abgespult wird.
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Diese zweite Spule kann vom Objekt gehaltert werden. Es Rann aber
auch an einem zweiten Zwischenverstärkergehäuse angeordnet sein, das wiederum nach
Abwickeln einer vorbestimmten leiterlänge ausgestoßen wird. Das Ende des Leiters
der letzten Spule ist in der oben erwähnten Weise an den optischen Koppler angeschlossen.
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Der Lichtfaserleiter kann gegebenenfalls mit elektrischen leitern
kombiniert werden, beispielsweise um eine Stromversorgung der Fernsehkameras und
des Senders an Bord des Objektes zu ermöglichen.
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Eine abgewandelte Ausführungsform der Erfindung für ein fliegendes
Objekt ist in Fig. 3 dargestellt. Bei dieser Ausfürungsform ist das vom Objekt 26
abgewandte Ende 28 des lichtfaserleiters 30 mit einem Richtfunksender. 32 verbunden,
von dem über eine Antenne 34 Itlikrowellen abgestahlt werden, die von einer Antenne
36 eines beispaelsweise fahrbaren Steuerstandes 38 aufgenommen werden. Der Sender
ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel mit einem Fallschirm 40 versehen.
Es könnte auch hier ein sich automatisch aufblasender Ballon vorgesehen werden.
Eine Ausführung, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist, kann insbesondere vorteilhaft
fliegend sein bei höher fliegenden Flugkörpern. Der Flugkörper selbst kann dabei
an einer vom
Steuerstand entfernt liegenden Stelle gestartet und
zunächstüber Funk gesteuert werden. Im Bereich des Steuerstandes kann dann von dem
Flugkörper der Richtfunksender ausgestoßen werden, dessen Antenne sich dabei automatisch
ausrichtet bzw. durch Funksteuerung einrichtbar sein kann. Wenn sich der Sender
32 etwa über dem Steuerstand 38 befindet, kann die Richtfunk--strecke zwischen den
Antennen 34 und 36 von Gegener kaum gestört werden, weil die Antennen starke Richtwirkungen
aufweisen.