DE4406227C1 - Vorrichtung zur Tarnung von Objekten - Google Patents
Vorrichtung zur Tarnung von ObjektenInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Radar-,
Infrarot- und/oder visuellen Tarnung von Objekten, die auf
ihrer jeweiligen Vorderseite eine Vielzahl von beliebig
verteilten Strahlern/Absorbern aufweisen und auf der jeweiligen
Objektrückseite eine ähnliche Vielzahl von Sensoren besitzen,
die die Hintergrundstrahlung des zu tarnenden Objektes erfassen
und mit dieser Information die Strahlungsintensität der
Strahler/Absorber auf der jeweiligen Objektvorderseite an die
Hintergrundstrahlung angleichen.
Bewegte und ruhende Objekte mit guten Tarnkappeneigenschaften
unterdrücken ihre Strahlungssignatur in den
Hauptbedrohungsrichtungen fast vollständig. Bei Betrachtung
gegen einen klaren Himmel ist dies auch wünschenswert, nicht
jedoch bei einer Blickrichtung gegen einen stärker
reflektierenden oder strahlenden Hintergrund, wie Wolken,
Felsmassive oder die Erdoberfläche. In diesem Fall würde in der
Strahlungssignatur ein Loch zu sehen sein, das zur Enttarnung
verwendet werden kann. Ziel der Tarnung eines Tarnkappenträgers
ist es, diesen durchsichtig, nicht jedoch einschließlich seines
Hintergrundbildanteils unsichtbar zu machen.
Aus der DE 28 48 072 C2 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung
zur Anpassung der Strahlung eines metallischen Zieles an die
Abstrahlung seiner Umgebung bekannt. Zum Zweck der Tarnung wird
die Abstrahlung der Umgebung als Maß für eine aktive Anpassung
mit Hilfe einer am Ziel installierten Strahlungsquelle
herangezogen, wobei die Abstrahlung der bewachsenen Umgebung,
die Umgebungstemperatur und der Wolkenbedeckungsgrad gemessen
werden und dem Ergebnis die Eigenstrahlung des unter Ausnutzung
der reflektierenden Strahlung des Himmels im Vergleich mit der
Erde kälteren Zieles über eine Mikrowellenstrahlungsquelle
zumindest in einem der atmosphärischen Spektralbereiche von 20,
35 oder 95 Gigahertz angepaßt wird. Bei diesem bekannten
Verfahren wird eine wirksame Tarnung des zu schützenden
Objektes nur dann gegen Mikrowellen erzielt, wenn der jeweilige
Hintergrund aus allen Betrachtungsrichtungen gesehen gleich
stark strahlt oder wenn es sich nur um eine einzige
Bedrohungsrichtung handelt und diese vorab bekannt ist. Die
Hintergrundstrahlung wird dabei aus der gemessenen
Umgebungstemperatur und dem Wolkenbedeckungsgrad errechnet.
Örtliche Unterschiede und Details in der Hintergrundstrahlung
aus einem vom Ziel abgeschatteten Bereich können nicht erfaßt
werden, wenn das Ziel, wie z. B. der Panzer gemäß DE 28 48 072,
erfindungsgemäß die starke Emissionsstrahlung der bewachsenen
Umgebung simuliert, sich aber gerade über einer Stahlbrücke mit
geringer Emission befindet. Ferner wird auch das Niveau der
Strahlungsintensität nicht vollständig, sondern nur
annäherungsweise erreicht (Spalte 4, Zeile 65).
Die DE 32 17 977 C2 beschreibt eine Vorrichtung zur Tarnung von
Objekten gegen eine Aufklärung durch Wärmebildgeräte mittels
Erzeugung von Scheinbildern unter Verwendung von miteinander
verbundenen, wärmeempfindlichen Sensoren und thermischen
Energiequellen, wobei die wärmeempfindlichen Sensoren und die
thermischen Energiequellen zu einem Tarnsegment zusammengefaßt
sind, das zu tarnende Objekt von diesen Tarnsegmenten überzogen
ist und jedem wärmeempfindlichen Sensor eines Tarnsegments auf
der einen Objektseite eine thermische Energiequelle eines
Tarnsegmentes auf der gegenüberliegenden Objektseite zugeordnet
ist. Hierbei ist die Tarnung nur dann wirksam, wenn der
jeweilige Hintergrund aus allen Betrachtungsrichtungen gesehen
gleich stark strahlt oder wenn nur eine einzige
Bedrohungsrichtung vorliegt und diese vorab bekannt ist. Die
Strahlung des Hintergrundes wird dabei pauschal gemessen, d. h.
nur für eine einzige Bedrohungsrichtung.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu
schaffen, mit der eine erheblich bessere Tarnung von Objekten
gegen Aufklärung mittels elektromagnetischer Strahlung
gewährleistet wird, indem der durch das zu tarnende Objekt
abgedeckte Hintergrund für alle Bedrohungsrichtungen zu jedem
Zeitpunkt möglichst naturgetreu abgebildet wird, so daß kein
Loch in der Signatur auftritt.
Ausgehend von einer Vorrichtung der eingangs näher genannten
Art wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß jedes
Segment der Objektoberfläche zum gleichen Zeitpunkt in
unterschiedliche Bedrohungsrichtungen diejenigen Intensitäten
abstrahlt, die den unterschiedlichen Hintergrundabschnitten
eines jeden Objektoberflächensegments entsprechen.
Vorteilhafterweise ist zwischen Sensoren und Strahlern ein
Rechner geschaltet, der mit der Information aus Relativbewegung
von Objekt und Hintergrund sowie aus einer reduzierten Anzahl
von Kontrollmeßwerten der Hintergrundstrahlung das
abzustrahlende Scheinbild des Hintergrunds weitgehend
selbständig erstellt bzw. verändert und - falls eine
Speicherung der Hintergrundbilder im Bordrechner bereits vor
dem Start des Fahrzeugs möglich ist - diese gespeicherten Daten
anstelle oder zusätzlich zu den Kontrollmeßwerten zur
Erstellung des Scheinbildes benützt.
Vorzugsweise werden bei schnell wechselnden Hintergrunddetails
die vor dem Flug gespeicherten Hintergrunddaten und die während
des Flugs gemessenen Korrekturwerte des Hintergrunds im
Bordrechner so zur Steuerung der Abstrahlung des Scheinbildes
verarbeitet, daß die Trägheit der Strahler weitgehend
kompensiert wird.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung bietet den entscheidenden
Vorteil einer Berücksichtigung der Richtungsabhängigkeit. Dies
bedeutet, daß die Vorrichtung nicht nur in einer einzigen
Bedrohungsrichtung bzw. nicht nur für einen uniformen
Hintergrund wirksam ist, sondern es werden sowohl bei der
Bestimmung des Hintergrundes als auch bei der Abstrahlung des
Scheinbildes zur Rekonstruktion dieses Hintergrundes mehrere
oder alle Richtungen berücksichtigt.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung für ein
Funktionsbeispiel mit Radartarnung näher erläutert; es zeigen
Fig. 1 schematisch den Strahlenverlauf zwischen einem
Radargerät, einem Flugzeug und einer Wolkendecke; und
Fig. 2 den Strahlenverlauf zwischen einem auf einer Kuppe
angeordneten Radargerät und einem tiefer fliegenden
Flugzeug.
In Fig. 1 ist mit 1 ein zu tarnendes Objekt, beispielsweise ein
Flugzeug, bezeichnet, das eine von einem Radargerät 2 stammende
auftreffende Radarstrahlung zum großen Teil absorbiert.
Befindet sich nun oberhalb des Flugzeuges 1 eine Wolkenbank 3,
die ja ebenfalls als Reflektor für Radarstrahlung in Frage
kommt, so bemerkt das feindliche Radar 2 ein sog. Schattenloch
an der Stelle, an der Radarstrahlung vom Flugzeug 1 nicht
reflektiert, sondern absorbiert wird. Bei einem hochauflösenden
Radargerät 2 läßt sich damit ein zu tarnendes Objekt erfassen,
so daß eine Enttarnung möglich wird.
Zum besseren Verständnis ist in Fig. 1 mit a der vom Radargerät
2 ausgesandte und mit b der vom Hintergrund, d. h. in der
Wolkenbank 3 reflektierte Strahl bezeichnet. Mit c ist der vom
Radargerät ausgesandte, auf das Flugzeug 1 geleitete
Radarstrahl bezeichnet und mit d der viel zu geringe, vom
Flugzeug 1 in Richtung des Radargerätes 2 reflektierte Anteil
des Strahles, dessen größter Teil absorbiert wird. Die
"gestörte" Rückstrahlung ist durch den sie durchsetzenden
Doppelstrich || bezeichnet. Mit e ist nun ein vom Flugzeug
ausgesandter Strahl und mit f der reflektierte Anteil dieses
Strahls bezeichnet, der von einem Sensor 7 erfaßt wird. Eine
Vielzahl von Sensoren auf der dem nachzubildenden Hintergrund,
in diesem Fall der Wolkenbank 3 zugewandten Seite des zu
tarnenden Objekts, d. h. des Flugzeugs 1, sind an dessen
Oberseite beliebig verteilt und können mit einem Rechner
verbunden sein, der wiederum mit einem oder einer Vielzahl von
Strahlern/Absorbern verbunden ist, die beliebig an der den
Hauptbedrohungsrichtungen zugewandten Seite, z. B. an der
Unterseite des Flugzeugs 1, verteilt sind. Der Rechner steuert
nun in Abhängigkeit von den von den Sensoren gelieferten
Signalen die Strahler derart an, daß jeder Strahler zum
gleichen Zeitpunkt unterschiedliche Intensitäten in
unterschiedlichen Richtungen abstrahlt.
Fig. 2 zeigt ein zu tarnendes Objekt, d. h. ein Flugzeug 1,
welches von einem auf einer Bergkuppe 4 angeordneten
feindlichen Radar 2 aufgespürt werden soll. Als Hintergrund, d. h.
in Verlängerung der Hauptbedrohungsrichtung durch das
Radargerät 2 befindet sich eine niedrige Bergkuppe bzw. der
Erdboden 5. Die diesem Hintergrund 5 zugewandte Seite des
Flugzeuges 1 weist nun erfindungsgemäß eine beliebige Anzahl
von Sensoren 7 auf, die über den Rechner mit den dem Radargerät
2 zugewandten Strahlern 6 verbunden sind. Letzteres sendet den
Strahl c in Richtung des vermuteten Objektes aus. Der mit d
bezeichnete Strahl ist nun der durch das getarnte Flugzeug 1
gestörte, nicht der Reflexion des Hintergrundes 5
entsprechende, mit dem Doppelstrich || gekennzeichnete und zum
Radargerät 2 zurückkehrende Strahlenanteil, wohingegen mit g
die Abstrahlung des vom Flugzeug 1 erzeugten, dem Hintergrund
entsprechenden Strahls f entspricht, mit dem die Beseitigung
des Schattenlochs erfolgt, das dem durch das angestrahlte
Flugzeug 1 aufgrund dessen Absorption entstehenden Schattens
entspricht. Schematisch ist hierbei mit 6 einer der Strahler
bezeichnet und mit 7 einer der Sensoren zur Steuerung des
Strahlers 6. Es ist klar, daß Strahler und Sensoren beliebig
über die Oberfläche des zu tarnenden Objektes verteilt werden
können und so eine optimale Tarnung für alle möglichen
Bedrohungsrichtungen bewirken.
Eine Vereinfachung des Aufwandes für die erfindungsgemäße
Vorrichtung kann dadurch erzielt werden, daß der Hintergrund
vor dem Start im bordeigenen Rechner gespeichert wird und nur
gelegentlich durch Neuabtastung und entsprechende Korrektur
während des Flugs an zwischenzeitlich aufgetretene Änderungen
angepaßt wird. Diese Technik ist insbesondere dann vorteilhaft,
wenn es sich um schnellbewegliche Objekte, wie z. B. Flugzeuge,
handelt, die weniger Details des Hintergrundes simulieren
müssen als beispielsweise große Schiffe.
Dabei wird vorausgesetzt, daß der Hintergrund bereits vor dem
Start im wesentlichen bekannt ist. Falls dies nicht der Fall
sein sollte, so kann für jeden Punkt der Oberfläche des
Objektes zum gleichen Zeitpunkt der Hintergrund aus allen
Betrachtungsrichtungen bestimmt und sofort in alle
Bedrohungsrichtungen abgestrahlt werden. Dies bedeutet jedoch
einen erheblichen Aufwand.
Zur Verringerung dieses Aufwandes kann insbesondere bei großen
Objekten, wie Schiffen, die Oberfläche sinnvoll segmentiert
werden und gleichzeitig eine Einschränkung auf eine begrenzte
Anzahl von Bedrohungsrichtungen von Vorteil sein. Die
Hauptvereinfachung bei der Messung des Hintergrundes kann
dadurch erreicht werden, daß die Meßwerte nicht direkt an die
Strahler 6 weitergegeben werden, sondern dem Rechner zugeführt
werden, der sie zu einem Scheinbild verarbeitet und dieses
speichert, wobei der Rechner dieses Scheinbild entsprechend der
Relativbewegung von Objekt und Hintergrund selbst verändert.
Dabei dient eine reduzierte Anzahl von Hintergrundmeßwerten
durch die Sensoren zur Korrektur des errechneten Bildes bzw.
zum Erzeugen der am vorderen Bildrand neu hinzugekommenen
Bildteile.
Dies bedeutet im Falle eines Schiffes im Extremfall einer
Vorwärtsgeschwindigkeit von Null (d. h., daß sich das Schiff
auf der Stelle dreht), daß alle Hintergrundpunkte nach einer
ersten Messung bekannt sind und nur noch per Rechner auf der
Schiffsoberfläche entsprechend der Schiffsdrehung verschoben
werden müssen. Außer der Messung einiger Korrekturbildpunkte
brauchen keine neuen Hintergrundpunkte mehr gemessen zu werden.
Im anderen Extremfall der geradlinigen Fortbewegung vor einem
örtlich wechselnden Hintergrund wandert jeder Bildpunkt vom Bug
des Schiffes bis zum Heck und braucht während dieser Zeit,
außer für gelegentliche Korrekturen, nicht mehr gemessen zu
werden.
Falls sich nun der Hintergrund nicht nur örtlich, sondern bei
festgehaltenem Ort auch zeitlich ändert, kommen die hier
vorgeschlagenen Vereinfachungen nur in geringerem Maße zum
Tragen. Ein wesentlicher Vorteil wird jedoch dennoch zu
erzielen sein, weil vor allem bei periodisch ablaufenden
zeitlichen Veränderungen, wie Wellengang, Leuchtfeuer, etc.,
weniger Meßvorgänge erforderlich sind. In der Praxis wird meist
eine Überlagerung dieser und ähnlicher Extremfälle vorkommen.
Die Aussagen für das Schiff gelten selbstverständlich für
manövrierende Flugzeuge. Als Erleichterung kommt beim Flugzeug
hinzu, daß weniger Hintergrunddetails nachgebildet werden
müssen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich genau so gut zur
verbesserten Tarnung von visuell zu ermittelnden Objekten, die
z. B. mittels Scheinwerfern angestrahlt werden und sich vor
einem Hintergrund mit größerem Reflexionsvermögen befinden. In
diesem Fall werden über optisch wirksame Strahler
Lichtintensitäten richtungsabhängig zurückgestrahlt, die dem
reflektierenden Hintergrund entsprechen.
Erfindungswesentlich ist die Erhöhung der Sicherheit der
Tarnung gegen feindliche Radar- und/oder Infrarotaufklärung
aufgrund der Berücksichtigung der Richtungsabhängigkeit, d. h.
des Abstrahlens der den Hintergrund nachbildenden Signale durch
jeden Strahler mit unterschiedlichen Intensitäten in
unterschiedlichen Richtungen zu jedem Zeitpunkt.
Die Erfindung betrifft uneingeschränkt den gesamten
Wellenlängenbereich der elektromagnetischen Strahlung,
insbesondere vom sichtbaren Licht über Infrarot und den
Radar- und Mikrowellenbereich bis hin zu den Rundfunkwellen.
Claims (3)
1. Vorrichtung zur Radar-, Infrarot- und/oder visuellen
Tarnung von Objekten, die auf ihrer jeweiligen Vorderseite
eine Vielzahl von beliebig verteilten Strahlern aufweisen
und auf der jeweiligen Objektrückseite eine ähnliche
Vielzahl von Sensoren besitzen, die die
Hintergrundstrahlung des zu tarnenden Objekts erfassen und
mit dieser Information die Strahlungsintensität der
Strahler auf der jeweiligen Objektvorderseite an die
Hintergrundstrahlung angleichen, dadurch gekennzeichnet,
daß jedes Segment der Objektoberfläche zum gleichen
Zeitpunkt in unterschiedliche Bedrohungsrichtungen
diejenigen Intensitäten abstrahlt, die den
unterschiedlichen Hintergrundabschnitten eines jeden
Objektoberflächensegments entsprechen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
zwischen Sensoren und Strahlern ein Rechner geschaltet ist,
der mit der Information aus Relativbewegung von Objekt und
Hintergrund sowie aus einer reduzierten Anzahl von
Kontrollmeßwerten der Hintergrundstrahlung das
abzustrahlende Scheinbild des Hintergrunds erstellt bzw.
verändert und - falls eine Speicherung der
Hintergrundbilder im Bordrechner bereits vor dem Start des
Objekts möglich ist - diese gespeicherten Daten anstelle
oder zusätzlich zu den Kontrollmeßwerten zur Erstellung des
Scheinbildes benützt.
3. Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß bei schnell wechselnden
Hintergrunddetails die vor dem Start des Objekts
gespeicherten Hintergrunddaten und die während der Bewegung
des Objekts gemessenen Korrekturwerte des Hintergrunds im
Bordrechner so zur Steuerung der Abstrahlung des
Scheinbildes verarbeitet werden, daß die
Einschaltverzögerung der Strahler kompensiert wird.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE4406227A DE4406227C1 (de) | 1994-02-03 | 1994-02-25 | Vorrichtung zur Tarnung von Objekten |
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Publications (1)
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ID=6509343
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- 1994-02-25 DE DE4406227A patent/DE4406227C1/de not_active Expired - Fee Related
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8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
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8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
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