DE2852224B2

DE2852224B2 - Warnvorrichtung

Info

Publication number: DE2852224B2
Application number: DE19782852224
Authority: DE
Inventors: Ludwig Dipl.-Ing. 6909 Walldorf Koehler; Hans Dipl.-Ing. Dr. 6901 Wiesenbach Siebecker
Original assignee: Eltro Gesellschaft fur Strahlungstechnik 6900 Heidelberg GmbH
Current assignee: Eltro Gesellschaft fur Strahlungstechnik 6900 Heidelberg GmbH
Priority date: 1978-12-02
Filing date: 1978-12-02
Publication date: 1980-10-16
Also published as: DE2852224C3; DE2852224A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Warnvorrichtung für militärische Objekte vor Laser- und/oder IR-Strahlung gegnerischer Waffensysteme, bei der feststehende Detektoren eines Laserstrahlungs-Sensors ringförmig um die vertikale Achse eines als Rundumempfangsgerät ausgebildeten Gehäuses angeordnet sind und zusammen mit einem in dem Gehäuse zentral angeordneten, die Strahlung über ein optisch vorgeschaltetes Objektiv und einen rotierenden Abtastspiegel empfangenden IR-Scheinwerfer-Fremdstrahler-Sensor eine Baueinheit bilden, und die eine Auswerteelektronik und ein Anzeigegerät mit Richtungsrosette enthält, auf der zwei konzentrisch zueinander angeordnete ringförmige Skalen die Richtung der einfallenden Strahlung darste Ilen.

Eine Vorrichtung dieser Art enthält die DE-PS 15 48 421. Hier wird empfangsseitig in durchaus brauchbarer Weise zwischen gegnerischen Laserimpulsen und gegnerischer IR-Strahlung unterschieden, sowie die Einfallsrichtung dieser Signale angezeigt. Aus der DE-OS 2031971 ist sodann eine Vorrichtung zur Überwachung des Luftraumes auf Laser- und/oder IR-Scheinwerferstrahlung bekannt, welche entsprechend viele Azimut- sowie mehrere verschiedene Elevationsbereiche aufweist. Diese Art von Warnvorrichtungen müssen für einen ungestörten Rundumempfang an der jeweils höchsten Stelle des zu schützenden Objektes angebracht werden. Bei Panzern ist dies die vorwiegend von der Einstiegsluke beherrschte Turmoberseite, bei Schiffen die häufig durch andere Gerätschaften überbelegte Antenne. Bei großen Objekten, z. B. Flugzeugträgern, und der Verwendung von nur einer Warnvorrichtung kommt noch die Schwierigkeit hinzu, daß Einfallswinkel und Auftreffpunkt einer Strahlung so ungünstig ausfallen können, daß die Strahlung von der an einem anderen Ort plazierten Warnvorrichtung gar nicht registriert wird. Keiner der Entgegenhaltungen ist ein Hinweis zur Lösung der aufgezeigten Probleme zu entnehmen. Darüber hinaus fehlt auch die Möglichkeit, mit einfachen mechanischen Mitteln auf die Größe der einzelnen Detektor- und Sensorsehfelder Einfluß zu nehmen, um auf diese Weise durch bloßes Vorhandensein von Signalen auf den betreffenden Sehfeldern Aufschluß über den Elevationswinkel zu erhalten.

Die Aufgabe der Erfindung wird in einer — durch Verlegung der normalerweise an der höchsten Stelle des zu schützenden Objekts angeordneten Warnvorrichtung bedingten — Aufteilung in sich räumlich und funktionell ergänzende Teilsensoren gesehen, die bei bloßem Vorhandensein von Signalen Aufschluß über einen Winkelbereich der zugehörigen Strahlung ergeben. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine zylinder-, kugel- oder kegelstumpfförmige Ausbildung sich aus mehreren, an verschiedenen exponierten Stellen des zu schützenden Objekts vorgesehenen sektor- oder segmentförmigen Teilsensoren zusammensetzt, die an ihren Mantelflächen wenigstens zwei zueinander konzentrisch verlaufende, gegeneinander versetzte Reihen von in Längsrichtung der Teilsensoren ausgerichteten, alternierend aufeinanderfolgenden Stegen und Schlitzen zur Begrenzung der Sehfelder der hinter den Schlitzen vorgesehenen Einzeldetektoren aufweisen. Ein solcher z. B. auf die vier

ίο Ecken eines Fahrzeugs aufgeteilter Sensor ermöglicht insgesamt ebenfalls einen Rundumempfang, ohne daß er jedoch an einem der für diese Art von Observationsgeräten bevorzugten Plätze hinderlich im Wege stünde. Hierbei lassen sich die zur Anwendung gelangenden Schlitzblenden geometrisch so ausbilden sowie auf die Detektoren und Sensoren abstimmen, daß man über eine einfache Ja/Nein-Aussage eine ausreichende Eingrenzung über die möglichen Größen des Elevationswinkels erhält

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß der Laserstrahlungs-Sensor und der IR-Scheinwerfer-Fremdstrahler-Sensor mit dem aus mehreren Detektoren bestehenden und entsprechend viele Azimut- sowie mindestens zwei Elevationsbereiche überwachenden IR-Scheinwerfer-Elevations-Sensor über eine Logikschaltung der Auswerteelektronik verknüpft sind. Eine solche Vorrichtung ermöglicht eine Unterscheidung, ob die empfangenen Signale von Laserentfernungsmesser-Einzelimpulsen, von einem Laserzielmarkierer, von einem Laserzielbeleuchter oder von einem IR-Scheinwerfer stammen. Darüber hinaus lassen sich diese Signale auch nach direkter oder indirekter Strahlung unterscheiden.

In der Praxis hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das rechte (bzw. linke) Sehfelddrittel der Einzeldetektoren jeweils das linke (bzw. rechte) Sehfelddrittel ihres rechten (bzw. linken) Nachbardetektors überlappt. Dadurch schließen die optischen Achsen zweier Nachbardetektoren jeweils einen Winkel von zwei Dritteln des Sehfeldes eines Detektors ein.

Was den IR-Scheinwerfer-Fremdstrahler-Sensor anbetrifft, so enthält derselbe zwei Detektoren, die einen vergleichsweise kleinen, der Winkelausdehnung des IR-Scheinwerfcrs angepaßten horizontalen Sehfeldwinkel besitzen, der mit Hilfe des Abtastspiegels rotierend ausgebildet ist. Auf diese Weise lassen sich die im Gesamtsehfeld vorhandenen Strahlen zeitlich nacheinander detektieren. Dabei ist es zweckmäßig, wenn dieser Sensor eine gegenüber Fremdstrahlern — wie

so z. B. Mond — und IR-Scheinwerferintensität abgestimmte Schwellwertempfindlichkeit besitzt.

Von Vorteil ist es ferner, wenn der Laser-Elevations-Sensor aus am Umfang des zentralen Laserstrahlungs-Sensors angeordneten, vertikal aus dem oberen Teilbereich des zu überwachenden Elevationswinkels Strahlung empfangenden Einzeldetektoren besteht und wenn der IR-Scheinwerfer-Elevations-Sensor im Bereich der Detektoren des IR-Scheinwerfer-Fremdstrahler-Sensors angeordnet sowie aus dem gleichen Sehfeldwinkel wie dieser die horizontale Strahlung und aus dem oberen Teilbereich des überwachten Elevationswinkels die vertikale Strahlung mittels Abtastspiegel empfangend ausgebildet ist. Dadurch lassen sich Signale des zentralen Laserstrahlungs-Sensors dem

b5 oberen oder unteren Elevationsbereich zuordnen. Sind nämlich gleichzeitig Signale im Laser-Elevations-Sensor vorhanden, so entstammen die Signale dem oberen, anderenfalls dem unteren Elevationsbereich. Ähnlich

verhält es sich mit den Signalen des IR-Scheinwerfer-Fremdstrahler-Sensors. Sind gleichzeitig Signale im IR-Scheinwerfer-Elevations-Sensor vorhanden, so entstammen diese Signale dem oberen, anderenfalls dem unteren Elevationsbereich. Eine vorteilhafte Variante des IR-Scheinwerfer-Fremdstrahler-Sensors sieht vor, daß der Elevationsbereich durch Zuordnung je eines Detektorpaares zu dem oberen und dem unteren Teilbereich unterteilt ist.

Bezüglich der Ausbildung der Auswerteelektronik ist es von Bedeutung, wenn der zentrale Laserstrahlungs-Sensor und bedarfsweise auch der Teilsensor — in Durchlaufrichtung der Signale — über einen ersten Richtungsdecoder für den ersteintreffenden Impuls und einen hierzu parallelen, mittels Zeitglied steuerbaren zweiten Richtungsdecoder für die nachfolgenden Impulse, über diesen Decodern nachgeschaltete Meßglieder und die sich anschließende Logikschaltung sowie über eine Reihe elektronischer Schalter mit dem Anzeigegerät verbunden ist. Wenn innerhalb eines für die Laufzeitdifferenz zwischen direktem und indirektem Strahl relevanten Zeitintervalls mehrere Impulse aufeinanderfolgen, läßt sich auf diese Weise die direkte von der indirekten Laserstrahlung unterscheiden. Das Zeitglied stellt darüber hinaus fest, ob während oder nach dem für den zwischen direktem und indirektem Strahl relevanten Zeitintervall noch weitere Laserimpulse eintreffen. In ersterem Falle wird dies im Anzeigefeld für indirekte, anderenfalls im Anzeigefeld für direkte Strahlung angezeigt. Zweckmäßigerweise bestehen die hierbei verwendeten Meßglieder aus je einem, den beiden Decodern zugeordneten Pulslängenmesser, je einem Pulsfolgefrequenzmesser mit gemeinsamem Laserstrahlungskennzeichner und je einem Amplitudenmesser mit gemeinsamem Komparator. Dadurch wird gewährleistet, daß nur die Richtung eines solchen Impulses zur Anzeige auf der Richtungsrosette gelangt, dessen Länge und Amplitude den vorgegebenen Daten des Pulslängenmessers, Amplitudenmessers und !Comparators entspricht. Der Pulsfolgefrequenzmesser trägt dafür Sorge, daß die detektierte Laserstrahlung auf dem Anzeigegerät bzw. seinen Anzeigefeldern einem Laser-Entfernungsmesser, einem Laser-Zielmarkierer oder aber einem Laser-Zielbeleuchter zugeordnet werden kann.

Hinsichtlich des IR-Scheinwerfer-Fremdstrahler-Sensors sieht die Auswerteelektronik vor, daß derselbe über einen die momentane Lage des Sehfeldes der Detektoren anzeigenden weiteren Richtungsdecoder, einen hierzu parallelen, die Strahlung eines IR-Scheinwerfers von Laserimpulsen und Fremdstrahlern unterscheidenden Merkmalunterscheider und einen beiden Elementen gemeinsamen weiteren elektronischen Schalter sowie über einen diesem Schalter und dem IR-Scheinwerfer-Elevations-Sensor zugeordneten EIevationsbereichsschalter mit der einen Ringskala der Richtungsrosette verbunden ist Dieser Richtungsdecoder macht die momentane Lage des Sehfeldes der beiden Detektoren des IR-Scheinwerfer-Fremdstrahler-Sensors deutlich, während mit dem Merkmalunterscheider die Strahlung eines IR-Scheinwerfers von Laserimpulsen und Fremdstrahlern — wie Mond, Feuer, Gewitterblitz, Mündungsblitz usw. — unterschieden werden kann.

Weitere Merkmale der Erfindung sehen vor, daß der Laser-Elevationssensor über zwei parallele Laser-Elevations-Speicher mit je einem nachgeschalteten elektronischen Schalter und dem diesen beiden Zweigen gemeinsamen Elevationsbereichsschalter mit der anderen Ringskala der Richtungsrosette verbunden ist. Dadurch kann nicht nur festgestellt werden, daß die Strahlung eines oder eines zweiten aus einer anderen azimutalen Richtung einstrahlenden Lasersenders aus dem oberen oder unteren Elevationsbereich kommt; vielmehr kann die jeweilige Elevationsinformation auch dem richtigen Lasersender zugeordnet werden. In vorstehendem Zusammenhang ist es zweckmäßig, wenn ίο die den Laser-Elevations-Speichern zugeordneten Schalter über die bei den Richtungsdecodern zugeordneten Schaltern anstehenden logischen Signale steuerbar sind und das den zweiten Richtungsdecoder steuernde Zeitglied auch den für den aus einer zweiten Richtung einstrahlenden Lasersender zuständigen Laser-Elevations-Speicher steuert. Da nämlich letzterer von dem Zeitglied nur zusammen mit dem zweiten Richtungsdecoder freigegeben wird, können bei Einstrahlung zweier Lasersender aus verschiedenen Richtungen die Elevationssignale dem jeweils richtigen Speicher zugeordnet werden. Durch die Kopplung der beiden Schalterpaare bleibt dabei gewährleistet, daß die Elevationssignale auch dem jeweils richtigen Lasersender zugeordnet werden.

Was die Ausgestaltung des Anzeigegerätes anbetrifft, so empfiehlt es sich, auf seiner Frontseite je ein Anzeigefeld für direkte und indirekte Strahlung und für Strahlung eines Laser-Entfernungsmessers, eines Laser-Zielmarkierers und Laser-Zielbeleuchters, eine akustisehe Anzeige für das generelle Vorhandensein von Strahlung und die Richtungsrosette für die Richtungsanzeige der Laser- und IR-Strahlung in durch unterschiedliche Farben gekennzeichneten Elevationsbereichen vorzusehen.

Im folgenden wird an Hand einer Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert, wobei die in den einzelnen Figuren einander entsprechenden Teile dieselben Bezugszahlen aufweisen. Es zeigt

F i g. 1 die Seitenansicht eines mit einem zentralen Laserstrahlungs-Sensor für 360° und einem Laser-Elevations-Sensor bestückten Laserwarngerätes, wobei von dem zentralen Laserstrahlungs-Sensor nur die nach außen führenden Schlitze sichtbar sind,
F i g. 2 das Laserwarngerät gemäß F i g. 1 in Draufsicht,

F i g. 3 eine Variante von F i g. 1 mit einem aus einem Laser-Teilsensor bestehenden Laserwarngerät für 180°, F i g. 4 den Laser-Teilsensor gemäß F i g. 3 mit den

so hinter den Schlitzen der oberen Reihe liegenden Detektoren,

Fig.5 einen Längsschnitt durch Fig.3 mit den den beiden Schlitzreihen zugeordneten Detektoren,

F i g. 6 die Umrisse des IR-Scheinwerfer-Fremdstrahler-Sensors mit der schematisierten Andeutung der beiden IR-Scheinwerfer-Fremdstrahler-Detektoren und desIR-Scheinwerfer-Elevations-Sensors,

F i g. 7 die Empfindlichkeitskurven des IR-Scheinwerfer-Fremdstrahler-Sensors,

Fig.8 die Sehfeldwinkel der Detektoren des Laserstrahlungs-Sensors und resultierende Sehfeldkanäle in gestreckter Zeichnungsweise sowie

Fig.9 das Blockschaltbild für die erfindungsgemäße Warnvorrichtung.

Die Fig. 1 und 2 zeigen den zentralen Laserstrahlungs-Sensor 1, in dessen kegelstumpfförmige Mantelfläche zwei in ihrer Höhe zueinander versetzte Reihen von in Kegellängsrichtung verlaufenden Schlitzen 2 und

3 vorgesehen sind. Es wird jeweils etwa ein halber Schlitz der einen Reihe von zwei halben Schlitzen der anderen flankiert, so daß zwischen den Schlitzen zwangsläufig Stege 4 entstehen. Im vorliegenden Falle sind für den Rundumempfang von 360° k=72 Stege und Schlitze vorgesehen, die jeweils einen Winkel von <x = 5° miteinander einschließen, was einer Detektorzahl von /n = k/2 = 36 entspricht. Solche Sensoren werden in der Regel an der höchsten Stelle des zu schützenden Fahrzeuges — z. B. einem Panzerturm — befestigt.

Der aus den Fig.3 bis 5 ersichtliche Teilsensor Γ stellt eine Halbierung des Sensors der F i g. 1 und 2 in Längsrichtung dar, so daß von ihm nur ein Winkel von 180° bei Jt= 36 Stegen und Schlitzen, α = 5° und n= k/2 +1 = 19 Detektoren überwacht wird. Solche Teilsensoren werden meist zusätzlich zum zentralen Laserstrahlungs-Sensor an anderen exponierten Stellen des zu schützenden Fahrzeugs angebracht. Es ist aber auch denkbar, daß mehrere Teilsensoren für sich allein — d. h. ohne zentralen Laserstrahlungs-Sensor — ein hohes Maß an Sicherheit erbringen, sofern ihre Kette dicht genug angelegt ist und die einzelnen Überwachungsbereiche nahtlos ineinander übergehen.

Je nach Bedarf können diese Sensoren auch mit anderen Sektor- oder Segmentquerschnitten mit ihnen entsprechenden Überwachungsbereichen ausgebildet sein.

In Fig.4 und 5 sind sodann auch die hinter der vorstehend erörterten Steg-Schlitzanordnung vorgesehenen und einander ergänzende Winkelbereiche überwachenden Detektoren 2' und 3' erkennbar: In F i g. 4 nur die den oberen Schlitzen 3 zugeordneten Detektoren 3' in gestrichelter — weil an sich unsichtbarer — Darstellung. In F i g. 5 ist der Übersichtlichkeit wegen von jeder Reihe nur ein Detektor explizit gezeichnet, während von den übrigen Detektoren jeweils nur die Montagestellen angedeutet sind. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel überlappt das rechte (linke) Sehfelddrittel das jeweils linke (rechte) Sehfelddrittel des rechten (linken) Nachbardetektors (F i g. 8). Bei anderen zeichnerisch nicht dargestellten Ausführungsbeispielen kann die Mantelfläche auch zylindrisch oder kugelförmig ausgebildet sein, es können mehrere Steg-Schlitz- und Detektorreihen mit mehr oder weniger Stegen und Schlitzen sowie einem anderen Überlappungsverhältnis der Stege, Schlitze und Sehfelder vorgesehen werden, ohne daß dadurch der Rahmen der vorliegenden Erfindung überschritten würde.

Bezüglich des in F i g. 1 dargestellten zentralen Laserstrahlungs-Sensors 1 bleibt zu ergänzen, daß im oberen Bereich der Mantelfläche auch der Laser-Elevations-Sensor 9 vorgesehen ist Er besteht im vorliegenden Fall aus vier in symmetrischen Abständen über den Umfang verteilten Einzeldetektoren. Bei anderen Ausführungsbeispielen kann er sich aber auch aus mehr oder weniger Einzeldetektoren zusammensetzen. Diese Detektoren empfangen vertikal nur aus dem oberen Teilbereich 3" des gesamten zu überwachenden Elevationsbereiches 3", 3'" Strahlung. Diese Teilbereiche sind in Fig.5 mit Doppelpfeilen für den dort explizit dargestellten Detektor 3' angedeutet Wenn jetzt sowohl im zentralen Laserstrahlungs-Sensor 1 und/oder Teilsensor 1' als auch im Laser-Elevations-Sensor 9 Signale vorhanden sind, entstammen diese Signale dem oberen Teilbereich 3", fehlen sie dagegen in letzterem, so entstammen sie dem unteren Teilbereich 3'".

Fig.6 zeigt eine weitere kegelstumpfförmige Man

telfläche mit einem — in Blickrichtung — unten angrenzenden zylindrischen Teil. Dieses Gebilde ist in der Längsachse des Laserstrahlungs-Sensors 1 — in der Regel unterhalb desselben — angeordnet. In diesem Kegelstumpf bzw. in dem sich anschließenden zylindrischen Teil sind die IR-Scheinwerfer-Fremdstrahler-Detektoren 4, 5 im Prinzip zentral angeordnet, was mit gestrichelter Linienführung angedeutet ist. Den Detektoren 4 und 5 sind in der genannten Reihenfolge die

ίο Bandfilter 4' und 5', das Empfangsobjektiv 7, die teildurchlässigen Spiegel 6 und 6' sowie der rotierende Abtastspiegel 8 optisch vorgeschaltet. Über diese Strahlengänge wird dem IR-Scheinwerfer-Fremdstrah-Ier-Sensor 4 bis 8 Strahlung aus dem zu überwachenden Raum zugeführt Die Detektoren 4 und 5 besitzen durch das ihnen zugeordnete Bandfilter 4' bzw. 5' Empfindlichkeitskurven 4" und 5", die in F i g. 7 dargestellt sind. Der Bereich A liegt dabei innerhalb des sichtbaren Spektrums und der Bereich B innerhalb des IR-Schein werfer-Spektrums. Die Detektoren 4 und 5 besitzen ferner einen vergleichsweise kleinen, der Winkelausdehnung eines IR-Scheinwerfers angepaßten horizontalen Sehfeldwinkel, der mit Hilfe des Abtastspiegels rotierend ausgebildet ist. In der noch zu besprechenden Auswerteelektronik 19 (F i g. 9) ist ihnen ein Richtungsdecoder 20 zugeordnet, der die momentane Lage des Sehfeldes dieser Detektoren kennzeichnet.

Diese momentane Lage wird bei Detektion von IR-Scheinwerferstrahlung demjenigen Richtungsinter vall des Laserstrahlungs-Sensors und damit der Richtungsrosette zugeordnet, mit dem sie gerade koinzidiert

Die Richtungsintervalle der Größe λ der λ Sehfeldkanäle ergeben sich durch die in F i g. 1 bis 5 gezeigte Anordnung der Detektoren 2' und 3' sowie der Schlitze 2, 3 und der Stege 2" und der sich daraus ergebenden Sehfeldwinkel 3ä. Aus der in F i g. 8 nochmals gestreckt gezeichneten Anordnung läßt sich für jeden der k Sehfeldkanäle eine logische Verknüpfung der Signale von jeweils zwei bzw. drei dem betreffenden Kanal benachbarten Einzeldetektoren ableiten.

Für die Kanäle Ka bis K₇ und die ihnen benachbarten Detektoren D₂ bis Os ergibt sich dabei beispielsweise folgender Algorithmus:

K₄ = D₁ λ D₃

K₅ = Z)₂ a D₃ aD"₄

K₆ = D₃ AD₄

K₇ = D₃ a D₄ a B₅.

Aus Fig. 16 ist sodann noch der im Bereich der IR-Scheinwerfer-Fremdstrahler-Detektoren 4, 5 angeordnete IR-Scheinwerfer-Elevations-Sensor 10 ersichtlich. Er empfängt die horizontale Strahlung aus dem gleichen Sehfeldwinkel wie diese, die vertikale Strahlung dagegen aus dem oberen Teilbereich 3" (Fig.5) des zu überwachenden Elevationswinkels 3", 3'" mit Hilfe des Abtastspiegels 8. Hier verhält es sich ähnlich wie bei dem Laser-Elevations-Sensor 9. Wenn sowohl im IR-Scheinwerfer-Elevations-Sensor 10 als auch im IR-Scheinwerfer-Fremdstrahler-Sensor 4 bis 8 Signale vorhanden sind, entstammen die Signale dem oberen Teilbereich 3", fehlen sie dagegen im ersteren, so entstammen sie dem unteren Teilbereich 3'".

Bei einem anderen, zeichnerisch nicht dargestellten Ausführungsbeispiel kann auch je ein Detektorpaar 4,5 dem oberen Teilbereich 3" und dem unteren Teilbereich 3'" zugeordnet sein.

ίο

Die Auswerteelektronik der F i g. 9 zeigt — in Blickrichtung — links den zentralen Laserstrahlungs-Sensor !,den Laser-Elevations-SensorS.den IR-Scheinwerfer-Elevations-Sensor 10 und den IR-Scheinwerfer-Fremdstrahler-Sensor 4 bis 8, deren Empfangssignale unter Voraussetzung bestimmter Kriterien auf dem — in Blickrichtung — rechts dargestellten Anzeigegerät 18 optisch und/oder akustisch angezeigt werden. Zwischen den Sensoren und dem Anzeigegerät befinden sich die elektronischen Bausteine 20 bis 48, die das Vorhandensein oder Fehlen folgender Kriterien überprüfen.

Unterscheidung direkte/indirekte Laserstrahlung

Die im zentralen Laserstrahlungs-Sensor 1 und/oder Teilsensor Γ (Fig. 1 bis 5) aufeinanderfolgenden Impulse gelangen in Pfeilrichtung über den entsprechenden Verstärker der Verstärkergruppe 45 auf den Eingang von Richtungsdecoder 21, Zeitglied 23 und Richtungsdecoder 22. Nur ersterer wird bei Einschalten des Gerätes bzw. periodisch nach Ablauf einer für die maximal zu erwartende Pulsfolgefrequenz relevanten Zeitdauer jeweils zur Detektion des ersteintreffenden, vom laufzeitkürzesten direkten Strahl herrührenden Impulses auf Empfang geschaltet und anschließend gesperrt Dieser ersteintreffende Impuls triggert das Zeitglied 23, das seinerseits den Richtungsdecoder 22 erst nach Ablauf eines für die Laufzeitdifferenz zwischen direktem Strahl (ds) und indirektem Strahl (iS) ein und desselben Lasersenders relevanten Zeitintervalls zum Epfang freigibt. Dadurch werden diese indirekten Strahlen unterdrückt, dagegen werden die nach dem o. a. relevanten Zeitintervall eintreffenden Impulse, die nicht von der indirekten Strahlung des ersten, sondern von der direkten Strahlung eines zweiten aus anderer horizontaler Richtung einstrahlenden Senders herrühren, detektiert. Welcher der beiden Impulse, ob der direkte vom ersten oder der direkte vom zweiten Sender, auf dem Anzeigegerät 18 richtungsmäßig angezeigt wird, hängt von den im

ίο.

20

25

30

35 folgenden beschriebenen Kriterien Impulslänge und Amplitude ab.

Neben der Steuerung des Richtungsdecoders 22 hat das Zeitglied 23 die Aufgabe, den Anzeigefeldern 11 und 12 des Bedienungsgerätes 18 mitzuteilen, ob innerhalb des o. a. relevanten Zeitintervalls Impulse eingetroffen sind und somit indirekte Strahlung vorhanden ist oder ob die Impulse nur nach dem Zeitintervall eingetroffen sind und somit direkte Strahlung vorliegt.

Kriterien, Impulslänge, Amplitude und
Pulsfolgefrequenz

Den beiden Richtungsdecodern 21 und 22 sind jeweils - in Durchlaufrichtung der Signale — ein Pulslängenmesser 29 bzw. 30, ein Pulsfolgefrequenzmesser 31 bzw. 32 mit gemeinsamem Laserstrahlungskennzeichner 36 und ein Amplitudenmesser 33 bzw. 34 mit gemeinsamem Komparator 35 nachgeschaltet. Mit Hilfe der an die Pulslängenmesser und den Komparator angeschlossenen Logikschaltung 24 wird nach der im folgenden beschriebenen logischen Verknüpfung entschieden, ob überhaupt einer der Richtungsdecoder 21,22 und wenn ja welcher, die in ihm ermittelte Richtung über die elektronischen Schalter 25 bzw. 26 an das Anzeigegerät 18 weitergeben kann. Die logische Entscheidung zugunsten des Richtungsdecoders 21 bzw. Richtungsdecoders 22 und damit des ersten bzw. zweiten Impulses wird getroffen, wenn über den Pulslängenmesser 29 bzw. 30 festgestellt wird, daß seine Impulslänge unter einer lasertypischen Impulszeit f/. liegt, und wenn entweder seine über den aus z. B. einer sogenannten Sample & Hold-Schaltung bestehenden Amplitudenmesser 33 bzw. 34 sowie den Komparator 35 ermittelte Amplitude größer ist als die des anderen Impulses oder seine Amplitude zwar kleiner ist als die des anderen Impulses, aber die Impulsdauer des anderen Impulses über der lasertypischen Impulszeit tL liegt, was gemäß folgender logischer Verknüpfung erfolgt:

Schalter 25 = Pulslängenmesser 29 λ [C ν (C λ Pulslängenm. 30)

Schalter 26 = Pulslängenmesser 30 a[Ü_v(C λ Pulslängenm. 29) Hierin bedeuten:

Schalter 25 = logisch 1 = Weitergabe der Richtung des 1. Impulses Schalter 26 = logisch 1 = Weitergabe der Richtung des 2. Impulses Pulslängenmesser 29 = Impulsdauer des ersten Impulses < t_L Pulslängenmesser 29 = Impulsdauer des ersten Impulses > t_L Pulslängeninesser 30 = Impulsdauer des zweiten Impulses < t_L Pulslängenmesser 30 = Impulsdauer des zweiten Impulses > t_L

C = Ampl. erster Impuls > Ampl. zweiter Imp. C = Ampl. zweiter Imp. > Ampl. erster Imp.

Der Pulsfolgefrequenzmesser 31 bzw. 32 ermittelt sodann noch die jeweilige Pulsfolgefrequenz und meldet sie über den von der Logikschaltung 24 gesteuerten elektronischen Schalter 27 bzw. 28 und den gemeinsamen Laserstrahlungskennzeichner 36 an das Anzeigegerät 18 bzw. dessen Anzeigefelder 13 bis 15. Das Anzeigefeld 13 ist dabei der Pulsfolgefrequenz eines Laser-Entfernungsmessers (LEM), das Anzeigefeld 14 der Pulsfolgefrequenz eines Laser-Zielmarkierers (LZM) und das Anzeigefeld 15 der Pulsfolgefrequenz eines Laser-Zielbeleuchters (LZB) zugeordnet Darüber hinaus enthält das Anzeigegerät die Einheit 15' die akustisch das Vorhandensein von Laser und/oder IR-Strahlung durch einen Warnton anzeigt

65 Unterscheidung
IR-Strahlung/Laser- und Fremdstrahler

Die vom IR-Scheinwerfer-Fremdstrahler-Sensor 4 bis 8 herrührenden Impulse gelangen in Pfeilrichtung

über den Verstärker 48 auf den die momentane Lage des Sehfeldes der Detektoren 4 und 5 (F i g. 6) anzeigenden Richtungsdecoder 20. Zu diesem ist der die Strahlung eines IR-Scheinwerfers von Laserimpulsen und Fremdstrahlem unterscheidende Merkmalunterscheider 44

parallel geschaltet, wobei die detektierte Strahlung nur bei Vorhandensein folgender Kriterien als IR-Scheinwerfer-Strahlung richtungsmäßig auf der Skala 17 der Richtungsrosette 16,17 angezeigt wird:

lFremdsir.

n-ter, (n + l)-ter
(n + 2)-ter usw.
Umlauf
»Schwellwert«

Dauer t_s der detektierten Strahlung ist größer als die lasertypische Impulsdauer t_L.

Signal des Detektors 5 ist größer als dasjenige des Detektors 4, was entweder auf reine IR-Scheinwerfer-Strahlung - Signal des Detektors 4 gleich Null - oder auf ein Gemisch von Strahlung eines IR-Scheinwerfers und eines Fremdstrahlers schließen läßt.

Das bei rotierender Abtastung erhaltene Signal ist nicht langer als es der aus Rotationsgeschwindigkeit des Abtastspiegels 8 und der zu erwartenden maximalen Winkelausdehnung eines IR-Scheinwerfers sich ergebenden Dauer entspricht, wodurch Fremdstrahler mit größerer Winkelausdehnung eliminiert werden.

Die beim η-ten Umlauf des Abtastspiegels 8 detektierte Strahlung ist beim (// + l)-ten, (n + 2)-ten usw. Umlauf noch vorhanden, so daß es sich nicht um einen Blitz handelt, der eine kürzere Zeit andauert als es der Umlaufzeit des Abtastspiegels entspricht. Der gegenüber Fremdstrahlem (Mond usw.) und der zu erwartenden IR-Scheinwerfer-Intensität abgestimmte Schwellwert des IR-Scheinwerfer-Fremdstrahler-Sensors 4 bis 8 ist überschritten.

Nur bei Erfüllung all dieser Merkmale veranlaßt der Merkmalunterscheider 44 den elektronischen Schalter 41 die im Richtungsdecoder 20 ermittelte Richtung zum Anzeigegerät 18 weiterzuschalten.

Zuordnung der Elevationssignale zum richtigen Laser

Die vom Laser-Elevations-Sensor 9 getroffene Entscheidung, ob nämlich die Laserstrahlung vom oberen Teilbereich 3" oder unteren Teilbereich 3'" (Fig.5) herrührt, gelangt in Pfeilrichtung über den Verstärker 46 in die zueinander parallel geschalteten Laser-Elevations-Speicher 37 und 38. Ersterer dient zur Speicherung der Elevationsaussage eines ersteintreffenden, letzterer aus einer zweiten azimutalen Richtung eintreffenden Laserimpulses. Dieser zweite Speicher wird von dem Zeitglied 23 nur zusammen mit dem Richtungsdecoder 22 freigegeben. Dadurch kann bei Einstrahlung zweier Lasersender aus zwei unterschiedlichen Richtungen die Zuordnung der beiden Elevationssignale zum richtigen Lasersender stattfinden. Mit jedem Laser-Elevations-Speicher 37 bzw. 38 liegt ein elektronischer Schalter 39 bzw. 40 in Serie. Diese Schalter werden über die in der Logikschaltung gewonnenen Signale in derselben Weise wie die vorstehend bereits erwähnten Schalter 25 und 26 gesteuert.

Richtungsrosette und Kennzeichnung
der Elevationsbereiche

Die beiden Skalen 16 und 17 der Richtungsrosette 16, 17 sind hinsichtlich ihres Durchmessers unterschiedlich große, zueinander konzentrisch angeordnete Scheiben, von denen die Scheibe 17 die IR-Scheinwerfer-Strahlung und die Scheibe 16 die Laser-Strahlung jeweils im Azimut anzeigt. Die beiden Elevationsbereiche 3" und 3'" (F i g. 5) werden in verschiedenen Farben angezeigt, wobei die Farbdarstellung durch die Elevationsbereichsschalter 42 bzw. 43 bestimmt wird, die ihrerseits von den Elevationssensoren 10 bzw. 9 gesteuert werden und die azimutalen Richtungswerte der Richtungsdecoder 20 bzw. 21 respektive 22 über die bereits vorher erwähnten Schalter 41 bzw. 25 respektive 26 an die Skalen übermitteln.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Warnvorrichtung für militärische Objekte vor Laser- und/oder IR-Strahlung gegnerischer Warfensysteme, bei der feststehende Detektoren eines Laserstrahlungs-Sensors ringförmig um die vertikale Achse eines als Rundumemprangsgerät ausgebildeten Gehäuses angeordnet sind und zusammen mit einem in dem Gehäuse zentral angeordneten, die Strahlung über ein optisch vorgeschaltetes Objektiv und einen rotierenden Abtastspiegel empfangenden IR-Scheinwerfer-Fremdstrahler-Sensor eine Baueinheit bilden, und die eine Auswerteelektronik und ein Anzeigegerät mit Richtungsrosette enthält, auf der zwei konzentrisch zueinander angeordnete ringförmige Skalen die Richtung der einfallenden Strahlung darstellen, dadurch gekennzeichnet, daß eine zylinder-, kugel- oder kegelstumpfförmige Ausbildung sich aus mehreren, an verschiedenen exponierten Stellen des zu schützenden Objekts vorgesehenen sektor- oder segmentförmigen Teilsensoren (1') zusammensetzt, die an ihren Mantelflächen wenigstens zwei zueinander konzentrisch verlaufende, gegeneinander versetzte Reihen von in Längsrichtung der Teilsensoren ausgerichteten, alternierend aufeinanderfolgenden Stegen (2")' und Schlitzen (2; 3) zur Begrenzung der Sehfelder der hinter den Schlitzen vorgesehenen Einzeldetektoren (2'; 3') aufweisen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Laserstrahlungs-Sensor (1) und der IR-Scheinwerfer-Fremdstrahler-Sensor (4 bis 8) mit dem aus mehreren Detektoren bestehenden und entsprechend viele Azimut- sowie mindestens zwei Elevationsbereiche (3"; 3'") überwachenden IR-Scheinwerfer-Elevations-Sensor (10) über eine Logikschaltung (24) der Auswerteelektronik (19) verknüpft sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das rechte (linke) Sehfelddrittel der Einzeldetektoren (2'; 3') jeweils das linke (rechte) Sehfelddrittel ihres rechten (linken) Nachbardetektors überlappt.

4. Vorrichtung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der IR-Scheinwerfer-Fremdstrahler-Sensor (4 bis 8) zwei Detektoren (4; 5) enthält, die einen vergleichsweise kleinen, der Winkelausdehnung des IR-Scheinwerfers angepaßten horizontalen Sehfeldwinkel besitzen, der mit Hilfe des Abtastspiegels (8) rotierend ausgebildet ist (F i g. 6).

5. Vorrichtung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der IR-Scheinwerfer-Fremdstrahler-Sensor (4 bis 8) eine gegenüber Fremdstrahlern — wie z. B. Mond — und IR-Scheinwerferintensität abgestimmte Schwellwertempfindlichkeit besitzt.

6. Vorrichtung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Laser- so Elevations-Sensor (9) aus am Umfang des zentralen Laserstrahlungs-Sensors (1) angeordneten, vertikal aus dem oberen Teilbereich (3") des zu überwachenden Elevationswinkels (3", 3'") Strahlung empfangenden Einzeldetektoren besteht (F i g. 1 und 5). b^r>

7. Vorrichtung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der IR-Scheinwerfer-Elevations-Sensor (10) im Bereich der Detektoren (4; 5) des IR-Schein werf er-Fremdstrahler-Sensors (4 bis 8) angeordnet sowie aus dem gleichen Sehfeldwinkel wie dieser die horizontale Strahlung und aus dem oberen Teilbereich (3") des überwachten Elevationswinkels (3", 3'") die vertikale Strahlung mittels Abtastspiegel (8) empfangend ausgebildet ist (F i g. 5 und 6).

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Elevationswinkel (3", 3'") durch Zuordnung je eines Detektorpaares (4, 5) zu dem oberen Teilbereich (3") und dem unteren Teilbereich (3'") unterteilt ist

9. Vorrichtung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zentrale Laserstrahlungs-Sensor (1) und bedarfsweise auch der Teilsensor (Γ) — in Durchlaufrichtung der Signale — über einen ersten Richtungsdecoder (21) für den ersteintreffenden Impuls und einen hierzu parallelen, mittels Zeitglied (23) steuerbaren zweiten Richtungsdecoder (22) für die nachfolgenden Impulse, über diesen Decodern nachgeschaltete Meßglieder (29 bis 36) und die sich anschließende Logikschaltung (24) sowie über, eine Reihe elektronischer Schalter (25 bis 28 und 43) mit dem Anzeigegerät (18) verbunden ist

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronischen Meßglieder (29 bis 36) aus je einem den beiden Richtungsdecodern (21; 22) zugeordneten Pulslängenmesser (29; 30), je einem Pulsfolgefrequenzmesser (31; 32) mit gemeinsamen Laserstrahlungskennzeichner (36) und je einem Amplitudenmesser (33; 34) mit gemeinsamen Komparator (35) bestehen.

11. Vorrichtung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der IR-Scheinwerfer-Fremdstrahler-Sensor (4 bis 8) über einen die momentane Lage des Sehfeldes der Detektoren (4; 5) anzeigenden weiteren Richtungsdecoder (20), einen hierzu parallelen, die Strahlung eines IR-Schein werf ers von Laserimpulsen und Fremdstrahlern unterscheidenden Merkmalunterscheider (44) und einen beiden Elementen gemeinsamen weiteren elektronischen Schalter (41) sowie über einen diesem Schalter und dem IR-Scheinwerfer-Elevations-Sensor (10) zugeordneten Elevationsbereichsschalter (42) mit der Ringskala (17) der Richtungsrosette (16,17) verbunden ist.

12. Vorrichtung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Laser-Elevations-Sensor (9) über zwei parallele Laser-Elevations-Speicher (37; 38) mit je einem nachgeschalteten elektronischen Schalter (39 bzw. 40) und dem diesen beiden Zweigen (37, 39 bzw. 38, 40) gemeinsamen Elevationsbereichs-Schalter (43) mit der Richtungsskala (16) der Richtungsrosette (16,17) verbunden ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalter (39; 40) über die bei den Schaltern (25; 26) der Richtungsdecoder (21; 22) anstehenden logischen Signale steuerbar sind und das den zweiten Richtungsdecoder steuernde Zeitglied (23) auch den für den aus einer zweiten Richtung einstrahlenden Lasersender zuständigen Laser-Elevations-Speicher (38) steuert, so daß dieser die Elevationsrichtung des im zweiten Richtungsdecoder detektierten Laserimpulses speichert.

14. Vorrichtung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Front-

seite des Anzeigegerätes (18) je ein Anzeigefeld (11; 12; 13; 14; 15) für direkte und indirekte Strahlung und für Strahlung eines Laser-Entfernungsmessers (LEM), eines Laser-Zielmarkierers (LZM) und Laser-Zielbeleuchters (LZB), eine akustische Anzeige (15') für das generelle Vorhandensein von Strahlung und die Richtungsrosette (16, 17) für die Richtungsanzeige der Laser- und IR-Strahlung in durch unterschiedliche Farben gekennzeichneten Elevationsbereichen (3", 3'") enthalt