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Verfahren und Vorrichtung zum Orten und
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Beschießen eines Zieles (Zusatz zu Patentanmeldung P 26 22 809.1)
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Orten und Beschießen eines Zieles,
das im Tageseinsatz mit einem ein Visier, einen Einblick rund. ein IR-Goniometer
aufweisenden Taysichtgerät und im Nachteinsatz mit einem nach dem Prinzip der ,ärmebildteehnik
arbeitenden Nachtsichtgerät geqrtet wird, wobei zur Lenkung eines sich selbst ins
Ziel steuernden Geschosses beim Nacht- und Schlechtvettereinsatz das von Nachtsichtgerät
erzeugte Wärmebild des Geschosses und des Eieles-ausgenutzt wird, um durch genaue
Ausrichtung der tagortungsanlage des Tagsichtgerätes auf die Zellinie die Ablagesignale
für die Lenkung-des Geschosses zu erzeugen. Mit anderen Worten wird nach der Ortung
das Zielbild durch Schwenkung der Anlage in Elevation und Äzimut in die Mitte der
im jeweiligen Bildfeld enthaltenen Zielmarke gebracht und ein Geschoß abgefeuert,
das durch die IR-Ortungsanlage geortet wird und dessen Winkelablage gegenüber dem
Ziel (dargestellt durch die Visierlinie der Ortungsanlage) laufend gemessen und
zur Nachsteuerung des Geschosses durch Übertragung eines Steuersignals von der Ortungsanlage
zum Geschoß benutzt wird. .
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Nach dem Hauptpatent läßt sich mit einfachen Mitteln die Haltevorrichtung
des Nachtsichtgerätes so ausbilden, daß eine grobe Justierung - auch nach Abnahme
und Wiederanbringung des Nachtsichtgerätes - noch einen einwandfreien Nachteinsatz
der Waffe gewährleistet. Die Lenkung des Geschosses dergestalt, daß der Richtschütze
durch Schwenken der Ortungsanlage (mit IR-Goniometer und aufgesetztem Nachtsichtgerät)
in Azimut und Elevation die durch das Nachtsichtgerät gelieferten Bilder von Ziel
und Rakete zur Deckung bringt und die Rakete sich selbst ins -Ziel steuert, erbringt
für die MILAN-Waffe den Vorteil, daß der Richtschütze auch beim Nachteinsatz die
gleiche Handhabung vornehmen muß wie bei Tage, wenn er ein bewegtes Ziel während
des Raketenanfluges verfolgt. Besonders vorteilhaft ist ferner auch, daß keine Achsharmonisierung
zwischen Tagortungsanlage und Nachtsichtgerät erforderlich ist; die erwähnte Grobjustage
muß nur gewährleisten, daß die optischen Achsen von IR-Goniometer und Nachtsichtgerät
soweit harmonisiert sind, daß die abgeschossene Rakete nach dem Einfangen durch
das IR-Goniometer im Bildfeld des Nachtsichtgerätes dargestellt wird.
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Nach dem Hauptpatent kann der Richtschütze während des gesamen Bekämpfungsablaufs
Zielbild und Raketenbild aufgrund ihrer charakteristischen Unterrchiede i'm Wärmebildbereich
unterscheiden, das Zielbild als "bewegliche Zielmarke" henutzen und die Rakete automatisch
durch Schwenkung der Anlage ins Ziel führen.
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Die Aufgabe. der Erfindung wird nun darin gesehen, den Richtvorgang
dahingehend zu vereinfachen, daß dem Richtschützen eine Zielmarke angeboten wird.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die unterschiedliche
spektrale Abstrahlung von Ziel und Rakete im Wärmestrahlungsbereich ausgenutzt wird,
um die Position der Rakete gegenüber einer Referenzrichtung zu bestimmen und die
Raketenposition im Sehfeld des Nachtsichtgerätes zur Positionierung einer elektronischen
Zielmarke
im Wärmebild der Szene auszunutzen, wobei die Raketenabbildung als Zielmarkenmittelpunkt
festgelegt wird und Ablagesignale gebildet werden, mit deren Hilfe die Wärembildszene
laufend derart verschoben wird, daß die punkt- bzw. kreisscheibenförmige Abbildung
der gelenkten Rakete stets in der Mitte der auf dem Leuchtschirm einer Kathodenstrahlröhre
ortsfest dargestellten elektronisch orzeugten Zielmarke erscheint. Während der Raketenleuchtsatz
im Goniometerspektralbereich um 2,um Wellenlänge vorwiegend abstrahlt, liegt der
Schwerpunkt der Abstrahlung des Zieles im 10/um-Bereich. Nach dem Erfindungsgedanken
können also Ziel und Rakete eindeutig unterschieden werden, wenn man durch geeignete
Spektralfilter und optronische Sensoren Ziel- und Leuchtsatzstrahlung trennt und
in getrennten Kanälen die jeweiligen Winkelkoordinaten bezüglich eines Referenzkoordinatensystems
bildet. Dabei kann man nach einem weiteren Gedanken der Erfindung ausnutzen, daß
die Rakete kurze Zeit nach ihrem Abschuß durch Lenkanlage auf die Goniometerachse
gesteuert ist und die Winkelkoordinaten der Rakete (bzw. der Goniometerachse) als
Bezugsachse verwendet werden kann, und die Winkelablagen des Zieles zu dieser Referenzlinie
zur Nachsteuerung ausgenutzt wird. Die auf dem Wärmebild der Nachtsichtanlage dargestellte
elektronische Zielmarke wird durch die Position des Leuchtsatz-Bildpunktes gesteuert;
der Zielmarkenmittelpunkt stellt die jeweilige Position der Rakete im Bildfeld dar.
Der Richtschütze hat die Aufgabe, durch Bewegung der gesamten Abschußanlage in Azimut
und Elevation das Ziel in den Zielmarkenmittelpunkt zu steuern.
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Beim Abschuß der Rakete muß damit gerechnet werden, daß eine starke
Uberstrahlung der Wärmebildszene durch den Raketenleuchtsatz während der ersten
Flugzeit der Rakete erfolgt, wenn keine zusätzlichen Maßnahmen getroffen werden.
Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung kann diese überstrahlung vermieden werden,
wenn das oben erwähnte Spektralfilter zur Trennung von Leuchtsatz- und Zielstrahlung
so ausgeführt ist, daß der Detektor des-Nachtsicht-Wärmebildgerätes im wesentlichen
nur Strahlung oberhalb von 3,5 vom empfängt und die Strahlung unterhalb Von 3,5
vm dem Sensor zur Bestimmung der Raketenposition (Zielmarkennachsteuerung) zugeführt
wird.
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Wenn vorteilhafterweise fur beide Kanäle ein gemeinsames optisches
System Verwendung findet, können die Sensoren für den 2 vm-Bereich und den 10 pm-Be-ich
in einem gemeinsamen Dewargefäß installiert werden und die spektrale Trennung erfolgt
dadurch, daß im Dewargefäß unmittelbar vor den Sensoranordnungen die jeweiligen
Spektralfilter angeordnet sind. Zweckmäßigerweise wird dann auch die gleiche Abtastanordnung
zur Erzeugung-des Wärmebildes im 10 pm-Bereich und zur Leuchtsatzpositionsbestimmung
im 2 pm-Bereith verwendet.
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Um dem Richtschützen das Nachführen zu erleichtern, kann es zweckmäßig
sein, daß die Zielmarke in der Mitte des auf dell Elektrookular angeordneten Wärmebildes
dargestellt wird. Das wird nach dem Erfindungsgedanken dadurch gewährleistet, daß
x- und y-Ablenkung der Elektronenstrahlröhre durch die Signale vom Leuchtsatzsensor
gesteuert werden und damit das gesamte Wärmebild der Szene verschoben wird, während
die elektronische Zielmarke ortsfest immer die gleiche Position auf dem Elektrookular
einnimmt. In diesem Falle besteht auch die Möglichkeit, die Zielmarke fest auf der
Röhre anzubringen, bzw. in der Bildebene der Betrachtungsoptik zu stationieren.
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Wenn man nach dem oben beschriebenen davon ausgeht., daß die Sensoranordnung
für Wärmebilderzeugung (10 pmj und die Sensoranordnung für Raketenpositionsbestimmung
in einem einzigen Dewargefäß untergebracht sind, dann ergibt sich nach einem weiteren
Erfindungsgedanken auch die Möglichkeit über den Sensor zur Raketenpositionsbestiinmung
die Ablage der Rakete zu einer feststehenden Visieriinie des Wärmebildgerätes zu
bestimmen und diese Ablagesignale, nach entsprechender Aufbereitung in x- und y-Ablagesignale,
in die Lenkelektronik der Raketenabschußanlaye einzuspeisen und über den Lenkdraht
zur automatischen Nachsteuerung der Rakete zu verwenden.
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Da die Nachtkampfentfernung gegenüber der Tagkampfentfernung auf etwa
die Hälfte reduziert ist, genügt die Genauigkeit der Ablagemessung vollkommen, um
die Rakete ins Ziel zu steuern. Bei dem letzteren Vorschlag wird die Nachtsichtanlage
mit einer festen Zielmarke bzw. einem fest eingestellten-Zielmarkenprojektor ausgerüstet
und der Richtschütze hält, genau wie beim Tageinsatz das Ziel auf dem Zielinarkenmittelpunkt,
die Zielmarkennachführung entfällt. Die zuletzt beschriebene Anlage hat den Vorteil,
daß die llachtortungsanlage völliy autark von der Tagortungsanlage arbeitet und
nur.eine Kabelverbindung zur Lenkelektronik besitzt, über welche die Ablagesignale
für die Nachsteuerung der Rakete geführt werden.
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Im folgenden werden anhand von Zeichnungen Ausführungsbeispiele der
Erfindung näher erläutert, wobei die in den einzelnen Figuren einander entsprechenden
Teile dieselben Bezugszahlen aufweisen. Es zeigt Fig. 1 ein Blockschaltbild der
drei für das erfindungsgemäße Verfahren wesentlichen Baueinheiten, Waffe, Tagsichtgerät
mit IR-Goniometer und Nachtsichtgerät, Fig. 2 eine schematische Darstellung der
Wellenlängenabhängigkeit von a) Leuchtsatzstrahlung und Ziel strahlung
b)
Detektivitat Drellvon PbS- bzw. CdEgTe-Infrarotsensoren und c) Durchlaßbereich eines
Filters für das Wärmebildgerät zur Ausblendung der Leuchtsatzstrahlung'.
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Fig. 3 eine schematische Darstellung des Wärmebildes vom Nachtsichtgerät
mit elektronischer Zielmarke, Szenenbild, Raketen- und Zielabbildung, Fig. 4 eine
schematische Darstellung des Nachtsichtgerätes mit gemeinsamem optischem System
für die Wärmebildaufnahme und für den Raketenieuchtsatzsensor sowie gemeinsamem
Dewargefäß für Wärmebild- und Leuchtsatzsensor, Fig. 4b eine schematische Darstellung
des Nachtsichtgerätes mit afokalem Eingangsobjektiv für beide Kanäle sowie Trennung
von Wär£nebild- und Leuchtsatz-Sensorkanal über ein geeignetes Spektralfilter, mit
zwei getrennten Abbildungsobjektiven und Sensorbaugruppen -für Wärmebild-und Leuchtsatzsensoren,
Fig. 5 Ausführungsbeispiele für Leuchtsatz-Sensoranordnungen zur Positionsbestimmung
a) Reihenanordnung von PbS-Sensorelementen b) Quadrantensensor c) V-förmig angeordnete
Stabsensoren d) Doppel-V-Stabsensoren et KreuzlStabsensoren für Drehkellabtastung
r
Fig. 6 Ausführungsbeispiele für kombinierte Wärmebild/ Leuchtsatz-Sensoranordnung
a) Doppeireibenanordnung mit PbS- und CdHgTe-Sensorelementen b) Kombination von
CdHgTe-Reihenanordnung mit PbS-Stabzellen fü die Leuchtsatzpositionsbestimmung im
Nah- und im Fernbereich der Rakete Fig. 7 eine schematische Darstellung der automatischen
Zielmarkensteuerung durch den Leuchtsatzpositionssensor und Fig. 8 eine schematische
Darstellung der Nachtortungsenlage mit interner Ablagekoordinatenbildung und Koordinatenumformung
zur Erzeugung von tenksignalen für die Raketenlenkung.
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Aus Fig. 1 geht hervor, daß das Tagsichtgerät i in herkömmlicher Weise
ein integriertes IR-Goniometer 2, den Einblick 3 und das Visier 4 aufweist. Es ist
starr mit der Waffe 5 und bedarfsweise auch starr mit dem nach dem Prinzip der Wärmebildtechnik
arbeitenden Nachtsichtgerät 6 mit dem Einblick 3' verbunden.
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Der Doppelpfeil 7 symbolisiert die Verstell- bztr. Abtastmöglichkeit
im Azimut und der Doppelpfeil 8 diejenige in der Elevation. Tag- und Nachtsichtgerät
müssen dabei so genau ausgerichtet sein, daß sich das einzufangende Geschoß 9, z.B.
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eine Rakete, zusammen mit dem zu beka'mpf enden Ziel im Bildfeld des
Monitors 10 bzw. 101 befindet. In diesem Fall ist gewahrleistet, daß der Richtschütze
durch Nachführen der gesamten Anlage Ziel- und Raketenbild miteinander zur Deckung
bringen kann, um auf diese Weise den Vorgang der an sich selbst ins Ziel steuernden
Rakete 9 zu unterstützen. Einer eventuellen Ubersteuerung wird durch - in der Zeichnuny
allerdings nicht dargestellte - mechanische oder hvdraulische Dämpfungselemente
vorgebeugt.
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In Fig. 2 sind schematisch die Intensitäten der Schwarzkörperstrahlung
von Raketenleuchtsatz und Ziel (Fig. 2a) die Detektivitäten Df der ausgesuchten
Detektormaterialien PbS (Leuchtsatzstrahlung) und CdHgTe (Zielstrahlung) zus2Emen
mit der Transmission eines Spektralfilters als bezogene Größen über der Wellenlänge
1 aufgetragen. Fig. 2a zeigt, daß die Leuchtsatzstrahlung (11) als Schwarzkörperstrahlung
mit der Schwarzkörpertemperatur von ca. 1500 K das Maximum seiner Abstrahlung bei
ca. 2 µm Wellenlänge besitzt und im Bereich des 3. IR-Fensters von 7.5 bis 12,5
µm auf unter 10t des Maximalwertes abgefallen ist, während die Wärmeeigenstrahlung
(12) eines mEßig aufgewärmten Zielfahrzeuges mit ca. 300 K das Maximum seiner Abstrahlung.in
diesem Fenster besitzt und bei 2 µm Wellenlänge fast auf Null abgesunken ist.
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Beim Vergleich von Fig. 2a mit cier relativen Detektivität des PbS-Leuchtsatz-Sensors
(13) und des Wärmebildsensors (14) in Fig. 2 b zeigt sich, daß eine Ausfilterung
der Zielstrahlung für den Leuchtsatzsensor nicht erforderlich ist, während bei dem
Wärmebildsensor der Einbau eines Hochpaßfilters nach (15) in Fig. 2c sinnvoll ist,
weil bei einer Ausfilterung der intensiven Leuchtsatzstrahlung unterhalb von 3 bis
6 ijm Wellenlänge durch ein Filter der Durchlaßcharakteristik (15) im optischen
Strahlengang des Wärmebildgerätes eine Uberstrahlung des Wärmebildes vermieden werden
kann.
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Fig. 3 zeigt schematisch die Wärmebildszene, die dem Richtschützen
nach dem Abschuß der Rakete und dem automatischen Ausricaten dfr elektronischen
Zielmarke auf Goniometerachse am Einblick 9 angeboten wird, mit der Rakete (17)
in der Mitte der elektronischen Zielmarke (16) und dem Ziel (18). Der Richtungspfeil
(19) zeigt an, daß der Richtschütze durch Schwenkung der Raketenabschußanlage die
Zielmarke (16) auf das Ziel (18) ausrichten muß, um die Rakete (all) ins Ziel (18)
zu steuern. Dabei wird in nicht «.argestellter Weise die dargestellte Szene so verschoben,
daß Zielmarke (16) und Rakete (17) in Sehfeldmitte ausgerichtet bleiben und bei
dem dargestellten Beispiel die übrige Szene solange nach rechts oben verschoben
wird, bis' das Ziel im Zielmarkermittelpunkt positioniert ist.
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In Fig. 4a ist schematisch das Nachtsichtgerät (6) mit automatischer
Zielmarkennachführung dargestellt, wobei Leuchtsatzsensor und Wärmebildsensor in
einem gemeinsamen Dewargefäß (20) untergebracht sind und das optische System,bestehend
aus einem afokalen Vorderglied (21) und einem abbildenden Objektiv (22), für Leuchtsatz-
und Zielsttahlung optimal ausgelegt ist und der Schwingspiegel (23) in der aus der
Wärmebildtechnik bekannten Art eine azimutale Abtastung der Szene vornimmt. Schwenkbewegung
und Schwenkrichtung sind durch den Doppelpfeil (24) dargestellt. Das nicht dargestellte
Sperrfilter für den Wärmebildreihensensor ist im Dewar gefß 20 unmittelbar vor dem
Sendor angeordnet.
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Fig. 4b zeigt eine weitere Ausführungsform des Nachtsichtge rätes
6 (Fig.l) mit dem afokalen System 21 und dem azimutalen Schwingspiegel 23. Bei dieser
Ausführung erfolgt die Trennung von Leuchtsatz- und Zielstrahlung durch das unter
450 gegen die optische Achse geneigte Spektralfilter 25 mit der in Fig. 2c dargestellten
Filtercharakteristik L5, wobei, die langwellige Strahlung :26 ungedämpft durchtritt
und über das abbildende Objektiv 22' auf dem Wärmebildsensor 27. abgebildet wird,
während die kurzwellige Lcuchtsatz -Strahlung (28) ungeschwächt unter 900 reflektiert
und über das abbildende Objektiv 22" auf dem Leuchtsatzsensor 29 abgebildet wird.
Die weitere Signalverarbeitung ist in Fig. 4a und 4b nicht dargestellt.
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Fig. 5a bis e zeigt Möglichkeiten der Ausbildung des Leuchtsatzsensors
zur Bestimmung der Winkelposition der Rakete bezüglich einer Referenzrichtung des
Nachtsichtgerätes 6 (Fig.l).
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In Fig. 5a ist als einfachste AusEührung eines Leuchtsatzpositionssensors
eine Reihenanorclnung von n Sensoren ,30 dargestellt, welche mittels des Schwenkspiegels
23 (EiE.4) im Azimut über dem Sehfeld mit der Leuchtsatzabbildung periodisch hinweggeschwenkt
wird und bei den: der Elevationssehfeldwinkel durch die Winkelausdehnung der Sensorreihe
im Sehfeld des IR-Objektives (29") vorgegeben ist. Die Leuchtsatzposition ergibt
sich in Richtung aus dem Zeitpunkt tL zu dem die Sensorenreihe über den Leuchtschirmpunkt
hinweggeschwenkt wird, die y-Position aus der Numerierung des Sensors, der das Leuchtsatzsignal
empfangen hat. Bei dem bekannten Verfahren nach Fig. 5 b mit einem Quadrantenempfänger
(31) ist' letzterer -außerhalb der Brennebene des IR-Objektivs (22") angeordnet
und dadurch der Leuchtsatzpunkt als Kreis scheibe (32) abgebildet, deren Strahlung
sich proportional auf die 4 Quadranten I bis IV des Quadrantenempfängers (31) verteilt
und zwar konzentrisch, wenn sich der Leuchtsatz auf der Visierlinie befindet und
exzentrisch bei Winkelablage gegenüber dieser Visierlinie. Durch Summen/Differenzvergleich
der Signale gegenüberliegender Quadranten läßt sich die Winkelabweichung im Sehfeld
hinreichend genau bestimalen.
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Bei dem in Fig. 5c dargestellten, aus der- IR-Trackertechnik bekannten
Verfahren, sind zwei stabförraig ausgebildete Sensoren (33) unter einem Winkel y
zueinander geneigt angeordnet, wobei in der Praxis der Winkel y zwischen 300 und
60° gewählt wird und die Anordnung symmetrisch zum Sehfeldmittelpunkt (34) und zur
Symmetrieachse t35) erfolgt.
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Durch die Abtasthewegung des Schwingspiegels 23' CFig4) wird der Leuchtsatzpunkt
(36) in der durch den Doppelpfeil (37) schematisch dargestellten Richtung über das
Sehfeld des IR-Objektivs geführt und beim überstreichen der Stabzellen (33) werden
zwei kurze steile Impulse erzeugt. Es ist leicht einzusehen, daß bei Kenntnis der
Ube.rstreichgeschwindigkeit des Bildpunktes durch Messung der Zeitdifferenz dt zwischen
den beiden elektrischen Impulsen die Winkelposition des Leuchtsatzes gegenüber der
Visierlinie (34) des Leuchtsatzsensors in x- und y-Richtung hinreichend genau bestimmt
werden kann.
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In der Darstellung nach Fig. 5c hat der Leuchtsatzsensor zwei Sehfeldwinkel,
einen Grobbereicll mit den Stabsensoren (33') für die Anfangsphase' der Raketexllenkung
und einen Feinbereich mit den Stabsensoren (33) für die Endphase mit' weit entfernter
Rakete und kleinem Sehfeldwinkei. Den gleichen Effekt kann man mit einem einzigen
Stabsensorpaar und Brennweitenumschaitung beim afokalen optischen System (21) erzielen.
Die Sonsoranordnung nach Fig. 5c hat den Nachteil, daß bei einer Verkantung der
Schwingachse der Schwingspiegel (23) Fehler bei der x- und y- Koordinatenbestimmung
auftreten. Dieser Verkantungsfehler kann kompensiert werden, wenn nach Fig. 5d die
Symmetrieachse (3 durch einen weiteren Stabsensor (38) markiert wird. Die Verkantung
ist Null, wenn Atl = At2 wird; bei #t1 # #t2 kann aus der Zeitdifferenz Atl dt2
= Atl2 auf den Verkantungswinkel zwischen Schwingachse und Symmetrieachse (35) bzw.
(38) geschlossen werden und durch Koordinatentransformation die exakten Winkelwerte
bezüglich dem x,y-Koordinatensystem rechnerisch ermittelt werden. Bei dem Verfahren
nach Fig. 5e
sind in bekannterWeise. vier Stabsensoren im rechgen
Winkel zueinander angeordnet;.sie bilden ein Kreuz (39). Die Abtastung des Sehfeldes
erfolgt über einen rotierenden optisch transparenten Drehkeil, der entweder im parallelen
Strahlengang vor dem Objektiv 22(Fig.4)oder im konvergenten Strahlengang des Objektives
(22") vor dem Sensor (29) angeordnet ist und mit der optischen Achse als Rotationsachse
rotiert. Es ist bekannt, daß in der Bildebene ein Punkt (36) auf einem konzentrischen
Kreis (40) mit der Rotationsgeschwindigkeit des Drehkeiles rotiert, wenn sich das
abgebildete Punktziel; auf der optischen Achse des Systems befindet, und daß sich
der Bildpunkt (36) auf einem exzentrischen Kreis (41) bewecjt, wenn eine Ablage
gegenüber der optischen Achse besteht. Durch Messung der Zeitdifferenz zwischen
den elektrischen Impu:Lsen, die durch den rotierenden Punkt bei den Stabzellen erzeugt
werden, können wieder eindeutig die x- und' y-Winkelablagen bestimmt werden. Bei
diesem Verfahren ist es erforderlich, daß die Spektralteilung in nicht dargestellter
Weise vcr dem Schwingspiegel (23) erfolgt und daß über diesen nur die Strahlun für
den Wärmebildkanal abgetastet wird.
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Fig. 6a und 6b zeigen die Anordnung des kombinierten Wämebild/ Leuchtsatzsensors
120) in der Systemanordnung nach Fig. 4a mit einer Breitbandoptik (21) und (22)
für beide Spektralbereiche und einem gemeinsamen Dewargefäß (20). In Fig. 6a sind
zwei Reihenanordnungen (42) und (43) mit m bzw. n Einzelelementen auf einer Trägerplatte
(44) kombiniert, wobei die Anordnung (42) für den Leuchtsatzspektralbereich um 2
tim Wellenlänge und die Anordnung ~(43) für den Wärmebildbereicii von 7.5 bis 12.5
pm ausgewählt ist. Zur Vermeidung von Uberstrahlung durch den Leuchtsatz~ist unmittelbar
auf die Sensorfläche ein geeignetes Interferenzfilter (45) angebracht, das die kurzwellige
Strahlunc in der nach Fig. 2 beschriebenen Weise reflektiert. In Fig. 6b sind Stabzeflen
(33) für den Leuchtsatzs'ensor und Reihensensoren (43) für die Wärmebilddarstellung
auf einer Trägerplatte (44) kombiniert. Durch das beschriebene Interferenzfilter
(45) wird die Uberstrahlung des Wärmebildsensors vermieden. Der Wärmebildsensor
(43)
kann jedoch für den Leuchtsatzsensor als Symmetriesensor (38) verwendet werden,
wie in Fig. 5d dargestellt und oben beschrieben wurde.
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In Fig. 7 ist schematisch die Gewinnung der Leuchtsatz- -koordinaten
bezogen auf eine Referenzrichtung, die Erzeugung der Zielmarke auf dem Leuchtschirm
des Elektrookulars und die Verschiebung des Wärinebildes bezoyen auf die Zielmarke
dargestellt. Die von links in das IR-Objektiv (21) einfallende Strahlung (46) von
Ziel, Zielumgebung und Raketenleuchtsatz wird durch den Schwingspiegel (23) umgelenkt
und in dem Spektralteiler (25) in einen langwelligen Anteil (26) für die Wärmebilddarstellung
und einen kurzwelligen Anteil (28) für die Raketenablagekoordinatenbildung aufgeteilt.
Die langwellige Strahlung 26) wird über das abbildende Objektiv 122') auf der Sensotrehenanordnung
(27) mit n Einzelsensoren abgebildet. Die an den Ausgängen der n Sensoren parallel.
anstehenden elcktrischen Signale werden in den n Vorverstärkern (46) auf einen verarbeitbaren
Signalpegel angehoben und in dem elektronischen Multiplexer (47) in ein Seriensignal
umgewandelt, das über einen Videoverstärker (48) zur Helligkeitsmodulation des Elektrcnenstrahls
einer Kaodenstrahlröhre (kurz CRT) ve.1:-wendet wird. Vom Multiplexer wird ein Signal
dem y-Ablenkverstärker (50) für die CRT (49) zugeleitet um ein der elektronischen
Abfrage der Vorverstärkerausgänge durch den Multiplexer (47) synchrone y-Ablenkung
des Elektronenstrahls der CRT (49) zur Wärmebilddarstellung zu erreichen. Zur Erzeugung
der x-Ablenkspannung wird in bekannter Weise die momentane Winkelposition des Schwingspiegels
(23) in dem Winkelpositionsgeber (51) in ein elektrisches Signal umgewandelt, das
über den x-Ablenkverstärker (52) der xiblenkelektrode der CRT (49) zugeführt wird.
In dem elektronischen. Zielmarkenerzeuger (53) wird eine elektronische Zielmarke
erzeugt, die periodisch mit der Bildfolgefrequenz erzeugten Zielmarkensignale
werden
dem Videosignal überlagert und ebenfalls zur Helligkeitssteuerung des Elektronenstrahls
der CRT (49) verwendet. Dabei werden die Signalimpulsgruppen der Zielmarke in nicht
dargestellter Weise mit der Winkelposition des Schwingspiegels (23) so synchronisiert,
daß die elektronische Zielmarke eine festgelegte Lage auf dem Leuchtschirm (54)
der CRT (49) erhält. Zweckmäßigerweise wird der Zielmarkenkreuzungspunkt in die
Mitte des Leuchtschirmes (54) verlegt und im statischen Fall, wenn die Rakete nicht
abgeschossen ist und keine Leuchtsatzstrahlung empfangen wird, mit der optischen
Achse (46) des afokalen optischen Systems übereinstimmten; es kann aber auch im
Bedarsfalle jede andere Zuordnung zwischen optischer Achse (46) und Zielmarkenkreuzungspunkt
gewählt werden. In diesem statischen Zustand, wenn der Leuichtsatzsensor (29) keine
Signale empfängt1 wird man zweckmäßigerweise zur Einleitung des Bekämpfiingsvorganges
das Ziel in Zielmarkenmitte halten. Kurze Zeit nach dem Abschuß der Rakete zur Bekämpfung
des Zieles, wenn die Rakete mit ihrem Leuchtsatz in das Sehfeld des Nacht-/(Fig.l)
sichtgerätes 6 eingeschwenkt ist, empfängt der Sensor (29) über den Strahlteiler
(25) und das abbildende Objektiv (22") die Leuchtsatzstrahlung und stellt die Abweichung
der Raketenposition gegenüber der optischen Achse (46) fest. In dem KoordinatenvwJandler
(55) wird diese Winkelablage in x- und y- Winkelabiage gegenüber einem kathesischen
Bezugskoordinatensystem umgewandelt. Das x-Ablagesignal wird in dem x-Ablageverstärker
(56) auf einen winkelproportionalen Wert gebracht und über den x-Ablenkverstärker
(52) auf die x-Ablenkplatteder CRT (49) gegeben, wobei die Richtung und Amplitude
des -berlagerten Korrektursignals so gewählt wird, daß die gemessene x-Abweichung
des Leuchtsatzbildpunktes gegenüber der Zielmarke in x-Richtung kornpensiert wird.
In gleicher Weise wird mit dem y-Ablagesignal verfahren, das durch den y-Ahlageverstärker
(57) auf einen winkelproportionalen Wert gebracht wird und über den y-Ablenkverstärker
(50) der y-Ablenkplatte der CRT (49) zugeführt wird und eine Verschiebung der Wärmebildszene
in y-Richtung zu Kompensation der y-Ablage benutzt.
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Bei optimaler Auslegung des Steuerkreises wird während des gesamten
Fluges die Rakete in Zielmarkenmittelpunkt abyebildet, bei Abweichung der Zielposition
von der Raketenposition wird das Ziel außerhalb dargestellt und muß durch Ausrichtung
der Lenkanlaye in den Zielmarkenmittelpunkt gesteuert werden.
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In Fig. 8 ist ein Nachtsichtgerät (6) mit Leuchtsatzsensor nach Fig.4a
schematisch dargestellt, bei dem der Leuchtsatzsensor in dem konbinierten Dewargefäß
(57) für Wärmebild-und Leuchtsatz-Sensoranordnung als IR-Goniometer für eine unabhängig
von der Tagortungsanlage arbeitendes autarkes Nachtortullgsg£ärt verwendet wird.
Bei diesem Verfahren, das auch bei einem System nach Fig. 4b verwendet werden kannr
wird das Signal vom Leuchtsatzpositions.sensor in dem Koordinatenwandler (55) in
x- und y- Ablagesignale der Rakete von der Visierlinie (46) des Nachtsichtgerätes
(6) umgewandelt und in dem x-Ablenkverstärker (56) und dem y-Ablenkverstärker (57)
in ab lagewinkelproportionale elektrische Signale umgewandelt, die über eine Interface-Elektronik
(58) und eine Steckverbindung (59) in die Lenkelektronik (60) eingespeist wird,
die auch eine Steckei verbindung (61) zur Tagortungsanlage (1) besitzt. In der Lenkanlage
werden die Ablagesignale in Steuerimpulse für die Lenkung der Rakete (9) auf Zieldeckungskurs
aufbereitet.
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Fig. 9 zeigt das Wärmebild der Nachtszene mit dem Zielmarkenkreuz
(16) und dem Ziel (18) im Zielmarkenmittelpunkt.
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Die Handhabung der Abschußanlage mit dem Nachtortungsgerät ist die
gleiche, wie bei der Verwendung der Tagortungsanlage.