DE2938934C2 - System zur Entdeckung von Wärmestrahlung aussendenden tieffliegenden Objekten - Google Patents
System zur Entdeckung von Wärmestrahlung aussendenden tieffliegenden ObjektenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein System zur Entdeckung von
Wärmestrahlung, insbesondere Infrarotstrahlung, auslendenden tieffliegenden Objekten, mit mehreren in
einer Reihe nebeneinander angeordneten Detektoren.
Derartige Systeme sind inbesondere zum Auffangen der von tieffliegenden Objekten, z. B. von Flugzeugen
oder von sogenannten Marschflugkörpern, ausgesandten Wärmestrahlung vorgesehen, Marschflugkörper
sind Unbemannte, vorprogrammiert anfliegende Lenk' waffen mit Eigenantrieb, die sehr tief fliegen, d. h. das
Ziel in einer Höhe Von etwa 20 bis 30 Meter anfliegen
Und die relativ langsam sind. Außerdem haben derartige Flugkörper kleine Radarrückstrahlquerschnitte. Die
Abwehr von niedfigfliegenden Objekten ist in durchschnittenem Gelände schwierig, da diese Flugkörper
auch von Tieffliegerradars zu spät entdeckt werden, wenn sie nicht ausleuchtbare Geländefalten zum Anflug
benutzen.
Aus der Zeitschrift »Wehrtechnik«, Heft 3, 1972, S. 112 bis 118 ist es bereits bekannt, Flugobjekte
aufgrund ihrer Wärmestrahlung zu orten. Ferner ist es aus derselben Zeitschrift, Heft 8, 1975, S. 389 und 390 in
der passiven Wärmebildtechnik bekannt, als Wärmepei-Ier
auch pyroelektrische Detektoren zu verwenden. Außerdem ist aus der DE-PS 7 24 604 ein Gerät und
Verfahren zum schnellen Auffinden und Anzeigen des jeweiligen Standortes eines Flugzeugs von der Erde aus
bekannt, bei dem auch auf Wärmewellen ansprechende Rückstrahlungsempfänger verwendet werden. Diese
sind jedoch in einer Reihe nebeneinander auf einem einzigen, bewegbaren (rotierenden oder pendelnden)
Träger angeordnet
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein
System zu schaffen, welches die Entdeckung von Wärmestrahlung, insbesondere Infrarotstrahlung aussendenden
tieffliegenden Objekten bei möglichst einfachem Aufbau und weitgehend unabhängig vom
Anfluggelände ermöglicht
Diese Aufgabe wird bei einem System der eingangs genannten Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst daß
die Detektoren aus pyroelektrischen Detektoren bestehen und zu mehreren Detektorgruppen zusammengefaßt
sind, daß die Detektorgruppen in einer Reihe in einem derartigen Abstand voneinander angeordnet
sind, daß sich die Gesichtsfelder jeweils zweier benachbarter Detektorgruppen überschneiden, und daß
die einzelnen Detektoren der Detektorgruppen so angeordnet sind, daß sich ihre Gesichtsfelder in
Längsrichtung der Reihe unmittelbar aneinander anschließen.
Ein erfindungsgemäßes System mit mehreren Detektorgruppen bildet einen Detektorzaun, welrher in
einfacher Weise in dem zu überwachenden Gelände
■to aufgebaut werden kann, !nfolj,; der vorteilhaften
Anordnung der Einzeldetektoren und der Detektorgruppen mit sich aneinanderreihenden bzw. mit sich
überschneidenden Gesichtsfeldern gewährleistet der Detektorzaun eine lückenlose Abdeckung des zu
überwachenden Geländes. Mit besonderem Vorteil läßt sich ein derartiges System daher in Tälern. Geländefalten
oder Lichtungen aufstellen.
Die von tieffliegenden Objekten ausgesandte Strahlung wird bei einem erfindungsgemäßen System mittels
pyroelektrischer Detektoren aufgefangen. Derartige Detektoren unterscheiden automatisch feste und bewegte
Objekte, da sie nur bewegte, nicht aber feste Objekte anzeigen. Pyroelektrische Detektoren sind
thermische Detektoren, deren Betrieb von einer pyroelektrischen Wirkung abhängig ist Solche Detektoren
zeigen temperaturabhängige Ladungseffekte. Sie sind daher besonders gut für den vorgesehenen Zweck
geeignet. Außerdem liefern sie ein für eine Weiterverarbeitung geeignetes Signal.
Zweckmäßigerweise sind bei einem erfindungsgemä Ben System die Detektorgruppen auf jeweils einer im
Gelände angeordneten niedrigen Haherung angeord' net. Derartige Halterungen können im Falle des
Einsatzes des Systems zur Entdeckung von tieffliegen' den Objekten aus etwa 10 Meter hohen Masten
bestehen.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform einer Einrichtung mit einem einzelnen Detektor für ein
erfindungsgemäßes System ist der Detektor in der Brennebene einer Eingangsoptik angeordnet, wobei
zwischen der Eingangsoptik und dem Detektor ein auf die Wellenlänge der Strahlung des Objektes abgestimmtes
Spektralfilter vorgesehen ist. Hierbei konzentriert die Eingangsoptik die empfangene Strahlung auf den
pyroelfiktrischen Detektor Mit dem dazwischen angeordneten
Filter, z, B. einem IR-Filter, wird derjenige
Spektralbereich herausgefiltert, in dem das Maximum der Strahlung eines tieffliegenden Objekts liegt Das
Spektralfilter ist also der Temperatur des Strahlers angepaßt- Auf diese Weise ist die Gefahr von
Falsuhalarm durch natürliche Wärmequellen, wie z. B.
Vögel, die mit niedriger Temperatur strahlen, ausgeschlossen, wenn das Filter langwellige Strahlung
unterdrückt
Ferner ist es bei einer Einrichtung für ein erfindungsgemäßßs System vorteilhaft, wenn in oder nach einem
dem Detektor nachgeschalteten Vorverstärker eine Bandpaßanordnung vorgesehen ist, weiche die Anstieigsflanke
des beim Überfliegen des Detektors entstehenden Pulses einschränkt Durch eine entsprechende
Bandpaßanordnung in Form eines Hoch-Tiefpasses wird zunächst die von der Fluggeschwindigkeit
des strahlenden Objektes abhängige Anstiegsflanke des Pulses so eingeschränkt daß Signale von zu langsamen
oder zu schnell fliegenden Objekten unterdrückt werden.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn der Bandpaßanordnung
ein Pulslängendiskriminator nachgeschaltet ist der auf die der Geschwindigkeit des Objektes entsprechende
Pulslänge abgestimmt ist Somit filtert auch der Pulslängendiskriminator Signale von zu langsamen oder
von zu schnellen Objekten aus.
Hinsichtlich der Minimierung der Falschalarmrate ist es ferner von Vorteil, wenn vor dem Ausgang der
Einrichtung eine einstellbare Amplitudenschwelle vorgesehen ist
Das erfindungsgemäße System und ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel einer Einrichtung mit einem
einzelnen Detektor für ein erfindungsgemäßes System sind im folgenden anhand der Zeichnung näher
beschrieben. Die
F i g. I zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Systems schematisch im Profil eines Tales. In
F i g. 2 ist das Ausführungsbeisp.el einer Einrichtung
für <:·η erfindungsgemäßes System gezeigt.
Nach Fig. 1 ist das System im Profil eines z. B. etwa
300 Meier tiefen Tales angeordnet. Das System besteht bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel aus
drei, vorteilhafter Weise von Detektorarrays gebildeten Detektotgruppen 1, 2 und 3, welche auf der Spitze
jeweils eines niedrigen, z. B. 10 Meter hohen Mastes 4,5,
6 angeordnet sind, wobei die Masten und damit die Detektoi-gruppen in einer Reihe nebeneinander liegen
und einen Abstand von ca. 300 Meter aufweisen. Eine Detektorgruppe 1, 2 oder 3 besteht z. B. aus vier oder
sechs pyroelektrischen Detektoren mii beispielsweise je
20 Grad Gesichtsfeld, wobei die einzelnen Detektoren so angeordnet sind, daß sich ihre Gesichtsfelder in
Längsrichtung der Reihe unmittelbar aneinander anschließen. Das Gesichtsfeld einer Detektorgruppe
beträgt 80 oder 120 Grad. Die Abstände zwischen jeweils zwei Masten 4 und 5 oder 5 und 6 und damit die
Abstände zwischen jeweils zwei benachbarten Detektorgruppen 1 und 2 oder 2 und 3 sind dabei so gewählt,
daß sich die Gesichtsfelder benachbarter Detektorgruppen in der aus der Fig. 1 ersichtlichen Weise derart
überschneiden, daß der von tieffliegenden Objekten durchflogene Bereich vollständig von den Detektoren
erfaßt ist Mit Hilfe eines derartigen Systems kann die Strahlung eines Objektes, welches den durch das System
gebildeten Zaun überfliegt entdeckt werden. Höhe und Azimut dieses Objektes können dann nach Verarbeitung
in einer einfachen Logikschaltung auf einem zentralen Sichtanzeigegerät, z. B. mittels Leuchtdioden,
angezeigt werden. Von dort kann die Information an Waffensysteme weitergeleitet werden, die dann in
kürzester Zeit nach dem Auftauchen bzw. dem Demaskieren des Objektes reagieren können.
Der genauere Aufbau der auf df. Masten angeordneten
Detektorgrapper. geht aus F i ^. ? hervor, die eine
Einrichtung mit einem einzelnen Detektor" für das in F i g. 1 dargestellte System zeigt Eine Detektorgruppe
besteht dann — wie oben bereits angegeben — aus z. B. vier Fliehen Einrichtungen nach F i g. 2. Die Einrichtung
nach F i g. 2 weist einen pyroelektrischen Detektor 7 auf, der in der Brennebene einer Eingangsoptik 8 mit
etwa 20° Gesichtsfeld angeordnet ist Die Eingangsoptik konzentriert die empfangene Wärmestrahlung des
tieffliegenden Objektes auf den pyroelektrischen Detektor 7. Zwischen der Eingangsoptik und dem
Detektor befindet sich ein IR-Filter 9, mit dem der Spektralbereich herausgefiltert wird, in dem das
Maximum der Strahlung eines tieffliegenden Objektes liegt Dieses Filter ist a'so der Temperatur des Strahlers
angepaßt Nach oder in einem Vorverstärker 10 wird zunächst die Anstiegsflanke des beim Überfliegen der
Detektorgruppe entstehenden Pulses durrh einen Hoch-Tiefpaß 11 so eingeschränkt daß Signale von zu
langsamen oder zu schnellen Flugobjekten unterdrückt ν erden und das Signal-Rauschverhältnis nicht durch
unnötig große Bandbreite verschlechtert wird. Der nachgeschaltete Pulslängendiskriminator 12 unterstützt
diese Filterung. Auch er filtert Signale von m langsamen
oder von zu schnellen Flugobjekten aus, indem er auf die
der Geschwindigkeit eines tieffliegenden Objektes entsprechende Pulslänge abgestimmt ist. Schließlich
sorgt eine einstellbare Amplitudenschwelle 13 für weitere Minimierung der Falschalarmrate für die
gegebene Reichweite bei vorgegebener Temperatur. Geschwindigkeit und Größe der Flugobjekte.
Somit werden bei der Einrichtung nach F ι g. 2 Fakchalarme durch natürliche Wärmequellen und/oder
durch hochfliegende und/oder zu langsame Flugobjekte durch eine geeig'iete Signalverarbeitung vprmieoen. Ein
Ausgangsverstärker 14 schließlich hebt das Alarmsignal am Ausgang der Schaltung auf eine gewünschte
Einheitsamplitude, z. B. auf ein bestimmtes Logiksigi-al
an.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (8)
1. System zur Entdeckung von Wärmestrahlung, insbesondere Infrarotstrahlung, aussendenden tiefliegenden
Objekten, mit mehreren in einer Reihe nebeneinander angeordneten Detektoren, d a durch
gekennzeichnet, daß die Detektoren aus pyroelektrischen Detektoren (7) bestehen und zu
mehreren Detektorgruppen (1, 2, 3) zusammengefaßt sind, daß die Detektorgruppen (1, 2, 3) in einer
Reihe in einem derartigen Abstand voneinander angeordnet sind, daß sich die Gesichtsfelder jeweils
zweier benachbarter Detektorgruppen (1, 2 bzw. 2, 3) überschneiden, und daß die einzelnen Detektoren
(7) der Detektorgruppen so angeordnet sind, daß sich ihre Gesichtsfelder in Längsrichtung der Reihe
unmittelbar aneinander anschließen.
2 System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektorgruppen (1, 2, 3) auf jeweils
einer im Gelände angeordneten niedrigen Haherung (4,5,6) angeordnet sind.
3. System nach Anspruch · oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die einzelnen Detektoren (7) ein Gesichtsfeld von jeweils 20° aufweisen.
4. Einrichtung mit einem einzelnen Detektor für ein System nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daP der Detektor (7) in der Brennebene einei Eingangsoptik (8) angeordnet ist
und zwischen der Eingangsoptik (8) und dem Detektor (7) ein auf die Wellenlänge der Strahlung
des Objekts abgestimmtes Spektralfilter (9) vorgesehen ist.
5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in oder nach einem dem Detektor (7)
nachgeschalteten Vorverstärker (10) eine Bandpaßanordnung (11) vorgesehen ist, welche die Anstiegsflanke
des beim Überfliegen des Detektors (7) entstehenden Pulses einschränkt
6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Bandpaßanordnung (11) ein
Pulslängendiskriminator (12) nachgeschaltet ist, der auf die der Geschwindigkeit des Objektes entsprechende
Pulslänge abgestimmt ist.
7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Ausgang der
Einrichtung eine einstellbare Amplitudenschwelle (13) vorgesehen ist.
8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung mit
einem Ausgangsverstärker (14) versehen ist
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
DE19792938934 DE2938934C2 (de) | 1979-09-26 | 1979-09-26 | System zur Entdeckung von Wärmestrahlung aussendenden tieffliegenden Objekten |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19792938934 DE2938934C2 (de) | 1979-09-26 | 1979-09-26 | System zur Entdeckung von Wärmestrahlung aussendenden tieffliegenden Objekten |
Publications (2)
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DE2938934A1 DE2938934A1 (de) | 1981-04-02 |
DE2938934C2 true DE2938934C2 (de) | 1982-06-24 |
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ID=6081887
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19792938934 Expired DE2938934C2 (de) | 1979-09-26 | 1979-09-26 | System zur Entdeckung von Wärmestrahlung aussendenden tieffliegenden Objekten |
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DE (1) | DE2938934C2 (de) |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE724604C (de) * | 1935-01-13 | 1942-08-31 | Siemens Ag | Geraet und Verfahren zum schnellen Auffinden und Anzeigen des jeweiligen Standortes eines Flugzeuges von der Erde aus |
-
1979
- 1979-09-26 DE DE19792938934 patent/DE2938934C2/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2938934A1 (de) | 1981-04-02 |
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