DE3020996A1 - Einrichtung zur bestimmung der ausloeseentfernung von einem sich auf ein ziel zu bewegendem flugkoerper - Google Patents

Description

• Einrichtung zur Bestimmung der Auslöseentfernung von
• einem sich auf ein Ziel zu bewegendem Flugkörper Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Bestimmung der Auslöseentfernung von einem sich auf ein Ziel zu bewegendem Flugkörper mittels Laufzeitmessung von Laserimpulsen, wobei der reflektierte Impuls mindestens zwei, unterschiedliche Entfernungen zugeordneten Entfernungstoren mit nachgeordneten Integratoren zugeführt wird.
• E Bei Flugkörpern im militärischen Einsatz kann es z.B. bei Hohlladungsträgern wünschenswert sein, die Gefechtkopfauslösung in einem bestimmten Abstand vor dem Ziel vorzunehmen.
• Aus der US-PS 40 10 689 ist eine Einrichtung zur Zielentfernungsmessung bekannt, welche in einer Bombe installiert, die genaue Entfernung zum Ziel ausmassen und bei Erreichen einer vorbestimmten Entfernung die Bombe auslösen soll. Hierzu wird elektromagnetischc Strahlung, vorzugsweise Röntgen-oder Gamma- strahlung, ausgesendet und die Rückstrahlung einem Verstärker mit nachgeschaltetem Filter zugeführt. Das Filter ist mit einer Schwelle ausgestattet, wobei bei Überschreiten der vorgegebenen Schwelle das Auslösesignal erzeugt wird. Diese bekannte Einrichtung kann zwar zufriedenstellend die Entfer.nung bei an von Witterungseinflüssen freien Tagen bestimmen, allerdings ist die Einrichtung nicht geeignet bei schneller fliegenden Flugkörpern, wie z.B. selbstgetriebenen Raketen, da dann sehr hohe Verarbeitungsgeschwindigkeiten erforderlich sind. Hier können befriedigende Lösungen vorwiegend mit Laserentfernungsmessung gefunden werden.
• Aus der DE-AS 19 35 319 ist ein Entfernungsmeßgerät mit Laufzeitzähl- und Registereinrichtungen für mehrere Echoimpulse bekannt, welches aus mehreren, z.B. aufgrund von atmosphärischen Bedingungen entstandenen Echos eines ausgesendeten Laserimpulses das - richtige, vom Ziel reflektierte Echo heraussuchen soll. Hierzu ist eine Oszillatorschwingungen zählende Zähleinrichrung vorgesehen, welcher nacheinander kurzzeitig angesteuerte Torschaltungen nachgeschaltet sind. Erzielt wird mit diesem Gerät eine Registrierung und Anzeige mehrerer zum gleichen Sendeimpuls gehörender -Echos.
• Aus der DE-AS 12 34 811 schließlich ist ein Flugzeug- Radargerät zur Kollisionswarnung bekannt, bei dem das reflektierte Signal Torkreisen mit nachgeschalteten Integratoren zugeleitet wird. Durch gesteuertes Öffnen der jeweiligen Tore wird das reflektierte Signal entsprechend der zugehörigen Entfernung in das richtige Tor geleitet und nach Integration von mehreren ausgesendeten Signalen die festgestellte Entfernung angezeigt.
• Aufgabe der Erfindung ist es, für den angegebenen Zweck eine Einrichtung der genannten Art zu schaffen, die sowohl eine genaue Feststellung der Auslöseentfernung als auch deren Einsatz unabhängig von Witterungsbedingungen, insbesondere Rauch, Nebel, Regen gestattet Diese Aufgabe ist dadurch gelöst, daß der reflektierte Impuls, in an sich bekannter Weise mindestens zwei, untersch iedlich en Entfernungen zugeordnete Entfernung storen mit nachgeschalteten Integratoren zugeführt wird und daß eine Auswerteeinheit vorhanden ist, durch welche die Spannungen an den Integratoren mittels Vergleich laufend dahingehend überprüfbar sind, welche Integratorspannung zuerst höher ist und obe die auftretenden Spannungen etwa gleich groß sind.
• Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen. Mit der Erfindung wird die gestellte Aufgabe auf einfache, Bauteile sparende Weise ohne Einbuße an Qualität gelöst, was insbesondere für den Einsatz in Flugkörpern wegen des geringen Gewichts und Platzbedarfs von Vorteil ist.
• Die Erfindung ist anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 ein Blockschaltbild der Einrichtunng, Fig. 2 eine Ausgestaltung der Erfindung, Fig. 3 eine Variante der Erfindung.
• Gemäß Fig. 1 wird von einem Taktgenerator 101 ein Sendepulser 102 mit einer Laserdiode 103 angesteuert. Diese Diode wird über eine Optik 114 auf das Ziel abgebildet. Ein geringer Leistungsanteil des Sendeimpulses gelangt direkt in die Empfangsdiode 107 über einen Lichtleiter oder eine sonstige Lichtübertragungseinrichtung 113, während das vom Ziel reflektierte Signal über die Optik 115 auf die Diode 107 gelange Das Signal wird über einen Vorverstärker 106 verstärkt und einer Triggereinrichtung 105 zugeführt, sowie zugleich den Entfernung.storen 108, 109. Über einen Generator 104, der vom Trigger 105 angesteuert und vom Taktgenerator 101 auf bereit gestellt wird, werden die Entfernungstore 108, 109 aufgetastet. Das Ausgangsignal der Entfernungstore 108, 109 wird jeweils einem Integrator 110, 111;zugeftihrt, während die Ausgangsspannung beider Integratoren 110, 111 einer Auswerteeinheit 112 zugeführt wird. Die Signalverarbeitung der Schaltung geschieht entsprechend Fig. 2. Dort sind die einzelnen Signale wie folgt dargestellt: Die Kurve 202 zeigt das direkt eingekoppelte Sendesignal, während durch die Kurve 204 das Rauschsignal der Empfangsanordnung dargestellt ist; die Kurve 203 zeigt zeigt das Signal zu einem Zeitpunkt, bei dem der Abstand d noch größer als der Auslöseabstand DA ist. Kurve 205 zeigt wieder das direkte Sendesignal, während das Signal 206 zum Auslösezeitpunkt und -abstand dA dargestellt ist. Bei gleichem Abstand ist in Kurve 207 das Empfangssignal, z.B. bei Regen und Nebel dargestellt, wodurch Abh.ingigkeit von der Zeit die Signalkurve 208 angehoben wird, während das Zielsignal 209 noch mit einem gewissen Abstand herausragt. Es ist deutlich zu sehen, daß bereits bei der Kurvenform 207 alle Signalverarbeitungsprinzipien, die nur eine einzige Schwelle, ohne, oder mit Differenzierung, oder nur ein einziges Be reichtor haben, fehl auslösen oder versagen. Kurvenform 210 zeigt den Trigger 105, ausgelöst durch den direkten Sendeimpuls, Kurve 211 zeigt den Impuls am Entfernungstor 108, Kurvenform 121 zeigt den Impuls am Entfcrnungstor 109. Während der Annäherung ergibt sich am Entfernungstor 109 ohne Störung die Kurvenform 213 über die Entfernungs- oder Anflugszeit, während sich bei Störung durch Nebel oder Regen die Kurvenform 214 ergibt. In gleicher Weise entsteht am Integrator 110 unter normalen Bedingungen die Kurvenform 215, während bei Störungen durch Nebel oder Regen die Kurvenform 216 entsteht. Dic Signalverarbeitung wird entsprechend Fig. 1 der Gestalt ausgeführt, daß die Spannungen an den Integratoren 110, 111 laufend dahingehend geprüft werden, daß die Spannung am Integrator 111 zuerst höher ist als die Spannung am Integrator 110 und bei Auftreten einer Spannungsgleichheit nach diesem Vorgang eine Auslösung erfolgt. Durch diese Art der Signalverarbeitung wird der Gruntipegel durch Störungen wie Nebel, Regen oder Schnee, oder auch durch semi-transparente Störmaßnahmen völlig unterdrückt und eine zuverlässige Auslösung auch dann erreicht, wenn noch sehr geringe Mengen reflektierten Lichtes auf die Empfangsanordnung treffen.
• Entsprechend Fig. 3 kann die Signalverarbeitung auch so ausgeführt werden, daß vom Taktgenerator 401 ein Torgenerator 404 direkt angesteuert wird, der seinerseits ein einziges Entfernungstor 408 jeweils zu einem Sendeimpuls rnit Impulsen ansteuert, die sequentiell einen zunehmenden zeitlichen Abstand vom Sendeimpuls haben.
• Durch Zuordnung der Signale über einen gesteuerten lntegrator 301, einen Zähler 303, einen Multiplexer 302 und einen Speicher 304 können in einer Auswerteschaltung die so gewonnenen Signale in analoger oder digitaler Form jeweils untereinander verglichen werden, und sowohl feste als auch variable Abstände zwischen benachbart oder weiter voneinander entfernt aufgetasteten Signal-Integratoren zur Erzeugung von Vor- oder Auslösesignalen ausgewertet werden.
• Durch das angewendete Signalverarbeitung sverfahren bleibt der Schaltungsaufwand im Bereich der schnellen Signalverarbeitung sehr gering, so daß sehr leicht eine monolitische Integration des Sensors in zwei Halbleiter-Chips erfolgen kann.

Claims (3)

1. Einrichtung zur Bestimmung der Auslöseentfernung von einem sich auf ein Ziel zu bewegendem Flugkörper Patentanspruche Einrichtung zum Bestimmen der Auslöseentfernung von einem sich auf ein Ziel zu bewegendem Flugkörper mittels Laufzeitmessung von Laserimpulsen, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der reflektierte Impuls, in an sich bekannter Weise mindestens zwei, unterschiedlichen Entfernungen zugeordnete Entfernungstoren (108, 109) mit nachgeschalteten Integratoren (110, 11) zugeführt wird und daß eine Auswerteeinheint (112) vorhanden ist, durch welche die Spannungen an den Integratoren (110, 111) mittels Vergleich laufend dahingehend überprüfbar sind, welche Integratorspannung zuerst höher ist und ob die auftretenden Spannungen etwa gleich groß sind.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß nur ein Entfernungstor (408) vorhanden ist, welches von der Ansteuerung (Taktgenerator 401, Torgenerator 404) direkt ansteuerbar ist, wobei die Ansteuerung jeweils zu einem Sendeimpuls mit Impulsen erfolgt, die sequentiell einen zunehmenden zeitlichen Abstand vom Sendeimpuls haben.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß dem Entfernungstor (408) ein gesteuerter Integrator (301) nachgeschaltet ist, wobei die Steuerung mittels eines Zählers (303) erfolgt, der außerdem einen Multiplexer (302) ansteuert und seinerseits in Abhängigkeit von der Signalauswertung in einer Auswerteschaltung (305) und dem Torgenerator (404) setzbar ist.