DE2944261C1 - Verfahren und Vorrichtung zur Modulierung der Strahlung eines Flugkoerperleuchtsatzes - Google Patents

Description

a) hinter dem Flugkörperleuchtsatz (2) ein spektrales Filter (3) angeordnet ist und

b) die Modulatorscheibe (5) in Sektoren unterteilt ist, die abwechselnd in unterschiedlichen Spektralbereichen transparent sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in den Strahlengang (10.1) der optischen Lenkeinrichtung (10) ein spektrales Filter (12) einschiebbar ist.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Modulierung der Strahlung eines Flugkörperleuchtsatzes, welcher auf eine obere oder untere Grenzwellenlänge oder auf einen vorbestimmten Spektralbereich scharf begrenzt ist, für einen entlang einer optischen Achse geführten Flugkörper, wobei die Ablage des Flugkörpers von der optischen Achse in einer Einrichtung zur optischen Lenkung mittels einer rotierenden, in Sektoren unterschiedlicher Transparenz unterteilten Modulatorscheibe und eines Strahlendetektors ermittelt wird.

Ein Verfahren der obengenannten Art ist beispielsweise aus der US-PS 33 72 889 bekannt, bei dem die Strahlung eines Flugkörperleuchtsatzes vorLshmlich auf den Infrarotbereich begrenzt ist und in einem Goniometer mit einer rotierenden, in strahlungsdurchlässige und undurchlässige Sektoren unterteilten Modulatorscheibe in ein frequenzmoduliertes Signal umgewandelt wird. Bei einer derartigen Einrichtung würde nicht nur die Strahlung des Flugkörperleuchtsatzes, sondern auch sämtliche, im Blickfeld des Goniometers befindliche Infrarotstrahlungsquellen moduliert werden, so daß das Goniometer insbesondere bei gezielt eingesetzten Störstrahlern kein eindeutiges Signal für die Position des Flugkörpers liefern würde.

Ein anderes, ebenfalls im Infrarotbereich arbeitendes Fernlenkverfahren für Flugkörper ist beispielsweise aus der DE-GS 15 06 099 bekannt und benutzt zusätzlich eine Zielbeleuchtung mit infrarotem Licht. Zur Vermeidung einer Überstrahlung der optischen Visiermittel durch den Flugkörperleuchtsatz bei Nacht weisen die Hilfsmittel für die visuelle Beobachtung, z. B. der Bildwandler, und die elektronische Kamera des Fernlenkgerätes mehrere Spektralbereiche mit maximaler Empfindlichkeit in dem Infrarotgebiet auf, die voneinander soweit wie möglich entfernt sind. Die Landschaft des Zielpunktes und der auf diesen Zielpunkt fernzulenkende Flugkörper wird mittels der infraroten Strahlungsquelle, die sich auf die vorgenannten spektralen Empfindlichkeitsbereiche erstreckt, beleuchtet. Der Flugkörper weist an Stelle des üblichen Leuchtsatzes eine reflektierende und filtrierende Einrichtung auf, die so eingerichtet ist, daß sie den Infrarotbereich, der dem Gebiet mit der maximalen spektrr'-εη Empfindlichkeit der visuellen Beobachtungsmittel entspricht, absorbiert. Der Infrarotbereich, der dem maximalen spektralen Empfindlichkeitsbereich der elektronischen Kamera entspricht, wird hingegen weitgehend reflektiert Damit von einem derartigen Reflektor ein hinreichend störfestes Signal zur Bestimmung der Flugkörperposition empfangen werden kann, muß die beleuchtende Lichtquelle eine extrem hohe Intensität aufweisen. Derartige Lichtquellen sind jedoch von der gegnerischen Seite aus leicht zu orten und anzugreifen. Jeder im Blickfeld der Lenkeinrichtung befindliche, im infraroten Spektralbereich reflektierende Körper würde zudem eine Störlichtquelle darstellen.

Ein weiteres Verfahren zur Flugkörperlenkung, welches bei selbstrotierenden Flugkörpern zur Anwendung kommt, ist beispielsweise aus der DE-AS 22 45 769 bekannt. Bei diesem Verfahren wird die Strahlung des Flugkörperleuchtsatzes durch ein bezüglich Drehung mit dem Flugkörper verbundenes Polarisationsfilter filtriert und durch ein zweites, in der Bodenstation angeordnetes Polarisationsfilter analysiert. Die von dem ersten Filter ausgesandte rotierende polarisierte Strahlung bewirkt eine sinusförmige Modulation mit einer Frequenz, die von der relativen Drehgeschwindigkeit zwischen den beiden Filtern abhängt. Durch derartige Modulationsverfahren sollen mit einfachen Mitteln, die auch nachträglich an einem Flugkörper und der Lenkeinrichtung anzubringen sind, eine wesentliche Verbesserung des Verhiiltnisses von Signal zu Hintcrgrundruu-

sehen erreicht werden.

Abgesehen davon, daß das obengenannte Verfahren lediglich für rotierende Flugkörper geeignet ist, stellt die Verwendung von polarisiertem Licht keine ausreichende Sicherheit gegen Störstrahler dar. Auch das Hintergrundrauschen kann nicht völlig unterdrückt werden, da das in der Atmosphäre gestreute Sonnenlicht oft in erheblichem Maße polarisiert ist und somit bei rotierenden Analysatoren mit einer ähnlichen Frequenz moduliert wird, wie das licht des mit Vergleichsweise geringer Frequenz (0,1 — 03 Hz) rotierenden Flugkörperleuchtsatze?-.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Modulierungsverfahren zur Erkennung und Ortung eines Flugkörperleuchtsatzes zu schaffen, welches unabhängig is von Rollbewegungen des Flugkörpers ist und eine höhere Sicherheit gegen Störstrahler aufweist

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Verfahren nach Patentanspruch 1 gelöst.

Durch die scharfe Begrenzung des von dem Flugkörperieuchtsatz ausgestrahlten Spekiralbereichs unterscheidet sich der Leuchtsatz von allen natür','chen Störquellen eines Gefechtsfeldes. Da auch die Sektoren der Modulatorscheibe bezüglich ihrer Transparenz auf diese Grenzwellenlänge abgestimmt sind, wird lediglich die Strahlung des Leuchtsatzes durch diese Modulator- ' scheibe moduliert. Störstrahler, die einen breiten Spektralbereich aufweisen, werden im Idealfall nicht moduliert, da die ausgesandte Strahlung mit gleicher Intensität sowohl die einen als auch die anderen Sektoren der Modulatorscheibe durchdringt

Damit unterscheidet sich in der Einrichtung zur optischen Lenkung des Flugkörpers (Goniometer) das Bild des Leuchtsatzes von den Bildern anderer Störstrahler.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch für Flugkörperleuchtsätze ohne vorbestimmte spektrale Begrenzung in Verbindung mit einem Goniometer, welches eine Modulatorscheibe zur erfindungsgemäßen spektralen Filterung aufweist, leicht angewendet werden. Dazu muß lediglich das in den Strahlengang des Goniometers eintretende Licht durch ein spektrales Filter auf eine durch die Modulatorscheibe vorbestimmte obere oder untere Grenzwellenlänge begrenzt werden.

Ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Ausblendung von Störstrahlern in einer Einrichtung zur optisehen Lenkung eines Flugkörpers Kit beispielsweise aus der DE-OS 26 55 396 bekannt. Bei diesem Verfahren wird das Bildfeld des Goniometers nach dem Siart des Flugkörpers mittels einer Blende auf einen den Flugkörper unmittelbar umgebunden Bildbereich reduziert Ein innerhalb dieses Bildbereichs befindlicher Störstrahler kann jedoch nach diesem Verfahren nicht von dem Flugkörperleuchtsatz unterschieden werden, so daß bei entsprechend hoher Intensität des Störstrahlers die Blende auf diesen fixiert bleibt. Auch können bereits bestehende optische Lenkvorrichtungen für Flugkörper nicht ohne weiteres auf dieses relativ aufwendige Verfahren umgerüstet werden.

Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie eine Vorrichtung zu dessen Durchführung können den Unteransprüchen entnommen werden.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Einrichtung zur optischen Lenkung von Flugkörpern;

F i g. 2 den Einfluß eines Flugkörperleuchtsatzes und eines Störstrahlers auf das erfindungsgemäße Modulationsverfahren.

Am Heck eines in F i g. 1 schematisch dargestellten Flugkörpers 1 ist ein pyrotechnischer Leuchtsatz 2 angeordnet, der nach dem Start des Flugkörpers mit hoher Intensität strahlt Die Strahlung dieses Leuchtsatzes wird durch ein spektrales Filter 3 entweder ober- oder unterhalb einer Grenzwellenlänge Ag oder auf einen vorbestimmten Spektralbereich scharf begrenzt. Das Empfindlichkeitsmaximum der auch bisher verwendeten Strahlendetektoren liegt vorteilhafterweise im Infrarotbereich. Die Grenzwellenlänge Ac kann also beispielsweise bei etwa 2,2 μ liegen, so daß das Filter entweder nur ober- oder nur unterhalb dieser Grenzwellenlänge transparent ist.

Die derart gefilterte Strahlung des Flugkörperleuchtsatzes wird von einem Objektiv 4 einer Einrichtung 10 zur optischen Lenkung vom Flugkörper empfangen und in an sich bekannter Weise durch eine rotierende Modulatorscheibe 5, einer Sammeloptik 6. einem Strahlungsdetektor 7 zugeführt, dessen SigiUii: verstärkt (8) und einer Auswerteelektronik 9 zugeführt werden. In dieser an sich bekannten Auswerteelektronik 9 wird die Ablage des Flugkörperleuchtsatzes von der optischen Achse 10.1 der Einrichtung 10 ermittelt und entsprechende Lenksignale errechnet Diese Lenksignale werden über eine Leitung 11 oder über Funk an den Flugkörper 1 übertragen.

Damit lediglich die Strahlung des Flugkörperleuchtsatzes und nicht diejenige von gleichzeitig empfangenen Störstrahlern moduliert wird, besteht die Modulatorscheibe nicht wie bisher aus insgesamt durchlässigen und undurchlässigen Sektoren, sondern aus Sektoren unterschiedlicher spektraler Transparenz. Eine derartige Scheibe ist in F i g. 2 dargestellt. Bei dieser Scheibe ist die eine Hälfte der Sektoren in einem Spektralbereich A < Ac und die andere Hälfte in einem Spektralbereich A > Ag durchlässig. Dadurch wird bewirkt, daß die spektral gefilterte Strahlung des Flugkörperleuchtsatzes — die ausgesandte Strahlung soll beispielsweise unterhalb eir«,er Wellenlänge von Ac liegen — von den einen Sektoren (A < Ag) der Modulatorscheibe vollständig durchgelassen wird, hingegen von den anderen Sektoren (A > Ac) vollständig ausgelöscht wird. Das Modulationssignal hinter der Modulatorscheibe ist daher aus Strahlungsimpulsen in dem Spektralbereich A < Ac zusammengesetzt. Das elektrische Signal am Ausgang des Detektors 7 weist also entsprechende Rechteckimpulse auf.

Die Strahlung eines in einem breiten Spektralbereich leuchtenden Störsirahlers, z. B. die Sonne, lokale Brandherde, gezielt eingesetzte Leuchtsätze zur Störung etc., durchdringt jedoch mit je einem Teil seines Spektralbereiches sowohl die einen als auch die anderen Sektoren der Modulatorscheibe. Das Modulationssignal hinter der Modulatorscheibe ist daher aus lückenlos aneinandergereihten Impulsen mit annähernd gleicher Intensität, jedoch unterschiedlicher spektraler Verteilung zusammengesetzt. Da im Detektor 7 jedoch die Intensität einer Strahlung weitgehend unabhängig vom Spektralbereich gemessen wird, ist das elektrische Ausgangssignal entsprechend unmoduliert. In der Auswerteelektronik 9 wird lediglich das modulierte Signal verarbeitet, so daß der Flugkörperleuchtsatz von anderen Störstrahlern durch dai erfindungsgemäße Verfahren eindeutig getrennt wird.

Rechnungen haben ergeben, daß eine noch höhere Störsicherheit, d. h. eine weitere Verringerung der Rest-

modulation durch Störstrahlung dann erreicht wird, wenn der Spektralbereich des Flugkörperleuchtsatzes sowohl nach oben als auch nach unten scharf begrenzt wird. Die Modulatorscheibe besteht dann aus Sektoren, die einmal in exakt dem vom Flugkörper ausgesandten Spektralbereich transparent sind, zum anderen aus Sektoren, welche in schmalen sowohl ober- als auch unterhalb der Leuchtsatzstrahlung angrenzenden Spektralbereichen durchlässig sind. In diesem Fall geht die über den Spektralbereich gemessene Intensitätsverteilung to des Störstrahlers in noch geringerem Maße als Restmodulationen verursachender Faktor ein.

Hierzu I Blatt Zeichnungen

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Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Modulierung der Strahlung eines Flugkörperleuchtsatzes, welcher auf eine-obere oder untere Grenzwellenlänge oder auf einen vorbestimmten Spektralbereich scharf begrenzt ist, für einen entlang einer optischen Achse geführten Flugkörper, wobei die Ablage des Flugkörpers von der optischen Achse in einer Einrichtung zur optischen Lenkung mittels einer rotierenden, in Sektoren unterschiedlicher Transparenz unterteilten Modu'atorscheibe und eines Strahlendetektors ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlung des Flugkörperleuchtsatzes durch abwechselnd ober- und unterhalb der Grenzwellenlänge bzw. innerhalb und außerhalb des vorbestimmten Spektralbereichs transparente Sektoren der Modulatorscheibe moduliert wird.

2. Verraten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da3 die Grenzwellenlänge bzw. der vorbestimmte Spektralbereich etwa in der Mitte des vom Strahlendetektor aufnehmbaren Spektralbereichs liegt

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Grenzwellenlänge des Flugkörperleuchtsatzes etwa 2,2 μ beträgt und die Sektoren der Modulatorscheibe abwechselnd in Spektralbereichen zwischen etwa 2,0 μ bis 2,2 μ einerseits und etwa 2,2 μ bis 2,4 μ andererseits transparent sind.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß 6er Spestralbereich des Flugkörperleuchtsatzes auf Weäenlängen zwischen 2,1 μ und 23 μ beschränkt wird und t^e Sektoren der Modulatorscheibe abwechselnd in Spektralbereichen zwischen 2,1 μ bis 23 μ einerseits und 2,0 μ bis 2,1 μ sowie 2,3 μ bis 2,4 μ andererseits transparent sind.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4 mit einem am Heck eines Flugkörpers angeordneten Leuchtsatz sowie einer Einrichtung zur optischen Lenkung des Flugkörpers, in welcher die Ablage des Flugkörpers von der optischen Achse der Einrichtung mittels einer in der Bildebene der Einrichtung angeordneten Modulatorscheibe und einen hinter der Bildebene angeordneten Strahlendetektor bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, daß