JP4125813B2

JP4125813B2 - Laser identification system

Info

Publication number: JP4125813B2
Application number: JP03581198A
Authority: JP
Inventors: ペーター・ゲルバー
Original assignee: エルリコン・コントラベス・アクチエンゲゼルシャフト
Priority date: 1997-02-18
Filing date: 1998-02-18
Publication date: 2008-07-30
Anticipated expiration: 2018-02-18
Also published as: CA2223975A1; CA2223975C; AU720331B2; JPH10239434A; AU5213498A

Description

【０００１】
本発明は、軍用の識別システムに関し、特に、レーザーで動作し、少なくとも１つの目標装置を識別する少なくとも１つのレーザー装置を備えた識別システムに関し、上記レーザー装置は、コード化されたレーザービームを送信するように構成され、上記目標装置は、このレーザービームを検出しかつそれを電気信号に変換するセンサ手段を備え、この電気信号は識別器に送られ、また、上記目標装置は、識別器で行われた決定に基づく応答をレーザー装置の内部又は外部に配置された受信機手段に返す送信手段を備える。
【０００２】
【従来の技術】
戦場における出来事はますます複雑になり、増大する速度で発生するようになっている。数分の１秒かで決定を行う必要があるが、誤った場合の結果は重大である。それゆえ、素早く誤りの無い決定を可能にするために、関連情報を簡潔かつ容易に理解できるように裁決者に伝送する必要がある。実際に戦場からの最も重要な情報の中には、物体又は人間が敵か否かの決定がある。
【０００３】
非常に発達したシステムは、航空機や戦場で使用可能なその他の大きい装置の識別のために開発されている。こうしたシステムは、ＩＦＦ（Identification-Friend or Foe：味方か敵かの識別）システムと呼ばれる。しかし、戦闘に参加している個々の兵士を識別することの問題は、現在に至るまでほとんど未解決のままであるが、戦闘の部隊は兵士の衣服や前線の明瞭な定義ではもはや区別されることはできないので、その問題はますます差し迫ったものになっている。したがって、地上部隊は、目標への攻撃を開始する前に、彼らにその識別に関し確証を与えるシステムを装備する必要がある。
【０００４】
戦場で使用される技術システムの複雑さが高まることによる不利益な結果は、運搬しなければならない装置の大きさや重量によって、個々の兵士の荷が増加することである。例えば、場合によっては、装備の重量はすでに、個々の兵士の利用可能性及び柔軟性に関し、悪影響を生じているので、ＩＦＦシステムは、装備による兵士の重荷を大幅に増加しないようにしなければならない。現代の戦闘の概念では、兵士は大きいグループで行動しないことがしばしばあるので、ＩＦＦシステムは、グループの識別だけでなく、個々の兵士の識別もまた可能にしなければならない。実際、戦場においてグループ単位で配置されない単独行動兵士は、味方の兵器の影響から最大限に保護される必要がある。
【０００５】
さらに、今日では、多くの異なる文化、言語、及び人種の個人が味方として、まさしく異質の敵と戦う戦闘状況が考えられる。それゆえ、外見や言語による識別には高い危険性を含む。現代の戦争における戦闘は通常夜間に行われ、目視による識別はかなり困難であり、さらに、時間も重要な役割を果たす。したがって、ＩＦＦシステムは極めて迅速に関連情報を提供しなければならない。したがって、ＩＦＦ装置が地上部隊にとって役立つためには、その性能として極めて高い感度及び正確さを兼ね備えていなければならず、また、簡単に運搬又は輸送できなければならない。
【０００６】
一般に、レーザーは極めて高度に視準された準単色光ビームを放射する。様々な材料で形成される半導体レーザーは、その放射に紫外線から赤外線までの範囲に及ぶ光スペクトルを含む。現時点で利用可能なレーザーは非常に信頼性が高く、日々小型化され、実用的な効率性を高めている。例えば、ＧａＡｓダイオードレーザーの半導体チップは、（電源を考慮しないと）ピンの先の大きさに匹敵する、極めて小さいサイズである。半導体レーザーは、パルス光又は連続光を放射するように具体化することができる。適切な電源装置を使用して、近年の利得生成レーザー媒体は、連続光を放射するように具体化されたレーザーにより、数ナノ秒の長さのパルスを生成することができる。
【０００７】
赤外線範囲の光を放射する半導体レーザーは、ＩＦＦシステムの適用分野に理想的に適している。赤外線ダイオードレーザーによって放射される光線は、肉眼では検出できない。このような光線は、暗視眼鏡などの特別な観察補助具を使用することによってのみ、検出されることができる。
【０００８】
適切に設計された光学装置を用いて、赤外線レーザーダイオードによって放射された光を視準し、点目標を照射するのに理想的に適した、密に集束されたビームに視準されることができる。それゆえ、赤外線レーザーダイオードから視準された光線は、１００ｍの距離で約５ｃｍのビーム径を有するので、その結果、すべての点目標を、非常に正確に分離された方法で、事実上照射することができる。さらに、使用されるレーザービームのビーム角が狭いため、対抗策に対しきわめて安全である。
【０００９】
現在市販されているレーザーダイオードは、際立った効率をすでに備えており、半導体レーザーの電気出力の７０％以上は、光出力に変換される。とりわけ、レーザーは、単一の細いほぼ回折限界に近いビームの形で光を放射する非常に優れた品質を有する。これに比べて、１００Ｗ電球は、比較的低出力のレーザーよりかなり大きい光出力を放射することができるが、グローワイヤ（白熱線）によって放射される光は、空間的にも時間的にも非干渉性であり、そのために、一方では幅広い光スペクトルを持つが、他方ではグローワイヤの比較的大きい表面にもかかわらず、大きい空間角にわたって放射される。
【００１０】
高品質のレンズは、レーザ−によって放射される光を完全に捕捉することができ、その光出力のほとんど全部を、数ミリメートル規模の直径のほぼ回折限界のスポットに集束することができる。例えば２５ｍＷの光出力を有する中程度の出力の連続放射ダイオードレーザーの光を集束することによって達成される光力密度は、５０ｋＷ／ｃｍ^２以上である。酸素アセチレン炎のパワー密度を、比較のために引用すると、これは約１ｋＷ／ｃｍ^２である。
【００１１】
ＩＦＦシステムは、非常に優れた検出システムを必要とする。この意味において、ＩＦＦシステムの基礎は、極めて感度が高くてかつ灌木のある広々とした平地において困難な照射条件下でも確実に動作する検出システムである。
【００１２】
上述の赤外線レーザーの放射を最適に検出できるためには、それに対応する赤外線検出器が、ＩＦＦシステムの検出システムのために非常に重要になるであろう。いわゆるＰＩＮフォトダイオードは、ｐ形及びｎ形でドープされたゾーンから構成され、これらの両ゾーンはドープされない真性材料のゾーンで分離される。通常、これらのフォトダイオードは、入射光の主要部分がドープされない真性領域に吸収されるように設計され、それによって、光により生成される全ての荷電粒子がフォトダイオードの内部電界で捕捉され、光電流に加えられることが保証される。ドープされない真性ゾーンは正及び負容量の電荷を分離するので、ＰＩＮフォトダイオードはさらに、ＰＮフォトダイオードと比較してより小さいキャパシタンスを有し、そのために検出システムの反応時間が非常に短くなる。短い反応時間は、高レートの短いパルスの送信に基づくＩＦＦシステムでは理想的である。
【００１３】
環境の影響に対する優れた安定性及び幅広い温度範囲にわたる使用可能性のために、ＰＩＮフォトダイオードは、見通しのよい広々とした場所で使用するＩＦＦシステムに使用するのに適している。このようなシステムに関係するこれらの応用例でさらに重要な点は、検出システムに対する太陽光の最小限の影響である。幾つかの製造業者は、好ましくないスペクトル範囲を抑制する空間フィルタをチップの表面に直接適用したフォトダイオードを生産している。これらのフィルタは、太陽光又は街路灯や移動灯など付近に存在するその他の干渉光源の光の大部分を除去するために使用することができる。長時間にわたる近年のＰＩＮフォトダイオードの安定性は、測定できる程度のそれらの感度の低下はその寿命期間中に生じないことを保証する。
【００１４】
パルスレーザーは、固有のジッタ（２つのパルスの間の間隔が一定でないこと）、パルス出力の変動（一般的に数％）、及びパルス長の大きな変動（しばしば約５０％）を有するので、検出及び高感度の達成の可能性は限定される。したがって、ＩＦＦシステムには連続放射レーザーの使用が好ましい。本願と関係があり、参照によってここに組み込まれる“連続波レーザー戦場シミュレーションシステム（Continuous Wave Laser Battlefield Simulation System）”と名称付けられた米国特許出願シリアル番号第０８／５６５，９６０号に記述されるように、ＰＰＭ（パルス位置変調）及びＰＣＭ（パルス符号変調）を“ロックイン（同期化）”符号化する方法及び高感度を達成するその他の検出方法として使用することができる。光源は時間順に進行する信号を放射し、これは水晶発振器の正確さによって保証され、ここで、受信機はまた対応する周波数の水晶発振器を備える。パルスレーザーでは達成できない感度が、連続放射レーザーを使用することによって達成される。ここに記述される発明に関しては、これらはナノワットの範囲内に存在する。これによって、極めて長い有効距離が可能になり、システムの実現が可能になり、それは目を防護しない場合でも絶対的な安全性が保証され、それの効率は木の葉、霧及び雨によって著しく低下することはない。
【００１５】
本願と同一出願人の上述の“連続波レーザー戦場シミュレーションシステム”（ＳＩＭＬＡＳ）は、ライフル、短銃、手榴弾、戦車、及び地雷には限られないがこれらを含む兵器をシミュレーションするためにレーザー及び発光ダイオード（ＬＥＤ）を使用する。すべての場合において、武器は通常は兵士によって使用され、ライフル又は短銃の弾丸、爆発する手榴弾等のその効果は光線によってできるだけ本物らしく表現される。このような訓練の参加者は全て（人間だけでなく、例えば戦車や航空機、全地勢走行車、トラックなどの物体も）、参加者に対する兵器の考えられる効果（例えば直撃弾又は至近弾）を記憶した検出器を装備する。
【００１６】
例えば、レーザー光源は、拡がり角がわずか０．２ｍｒａｄの狭い赤外光ビームを伝送する。このことから、１００ｍの距離で得られる直径はわずか約４ｃｍであり、そのために、このレーザーを暗視装置と一緒に照準補助具として使用することができる。しかし、拡がり角は例えば０．１ｍｒａｄから５ｍｒａｄの間、又は０．２ｍｒａｄから２ｍｒａｄの間とすることもできる。システムが耐衝撃性に関する軍の規格を満たすように、レーザーの組立て及び位置合せは永久不変にすることができる。ＳＩＭＬＡＳと共に使用されるレーザー光ビームは、戦闘員及び使用する兵器の種類の両方を識別できるように、符号によって変調する。よく定義された規則に従って信号を使用することにより、（ａ）直撃弾、至近弾、負傷、戦闘力喪失などの記憶、（ｂ）複数の部隊及びそれらの状態の識別、（ｃ）時間及び戦闘員を含む全ての状況の記憶、及び（ｄ）個々の人間又はグループの全ての戦闘関連データの編集をはじめとする、訓練の全ての局面をＳＩＭＬＡＳによりシミュレーションすることができる。これらの作業を実行するために、ＳＩＭＬＡＳでは連続発光ダイオードを使用する。ＰＣＭ及びＰＰＭは、干渉信号や雑音に対する免疫性及び高感度と高度な正確さとを結合するので、光ビームはこれらの種類の変調で符号化される。ＳＩＭＬＡＳの機能は、本発明によるＩＦＦシステムの技術的基礎を表す。
【００１７】
本発明の目的は以上の問題点を解決し、レーザー装置と目標装置との間の単純で確実なデータ伝送を達成できるレーザー識別システムを提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るレーザー識別システムは、少なくとも１つの目標装置（６）を識別する少なくとも１つのレーザー装置（１）を有するレーザー識別システムにおいて、
上記レーザー装置（１）は、
（ｉ）所定の搬送波周波数（ｆｔ）において、密に集束された第１のレーザービーム（１１）を送信するように構成され、
（ｉｉ）上記第１のレーザービーム（１１）を所定のコード化ビットレート（ｆｄ）でコード化するコード化手段（８１）を備え、
（ｉｉｉ）上記第１のレーザービーム（１１）を予め決められた第１のチョッパ周波数（ｆｚ）で断続するチョッパ手段（８１）を備え、
（ｉｖ）以上により、上記第１のレーザービーム（１１）がコード化されてかつ断続されるように構成され、
上記目標装置（６）は、
（ｉ）上記第１のレーザービーム（１１）を検出して電気信号に変換する第１のセンサ手段（６１，６２，６３，６４，６５，６６，６７）を備え、上記電気信号は第１の識別器に入力され、上記第１のセンサ手段（６１，６２，６３，６４，６５，６６，６７）は、受信された上記第１のレーザービーム（１１）から第１の交流電気信号を得る手段を備え、上記第１の交流電気信号は上記第１の識別器の上段に接続された第１の前置増幅器に入力され、
（ｉｉ）上記第１の識別器において行われる決定に基づいて、上記レーザー装置（１）の内部又は外部に設けられた受信手段に応答メッセージを送信する送信手段を備え、上記送信手段は、
（ａ）幅広い空間的角度にわたって第２のレーザービームを応答メッセージとして送信するように構成され、
（ｂ）コード化されてかつ予め決められた第２のチョッパ周波数で断続された第２のレーザービームを送信する第２のチョッパ手段を備え、
上記レーザー装置（１）は、第２の識別器と、受信された上記第２のレーザービームから第２の交流電気信号を得る第２のセンサ手段とをさらに備え、上記第２の交流電気信号は、上記第２の識別器の上段に接続された第２の前置増幅器に入力され、
上記レーザー装置（１）及び上記目標装置（６）は各々、マイクロプロセッサ及び無線装置（７２，７１）を備え、上記レーザー装置（１）が上記第１のレーザービーム（１１）の送信から所定の時間Ｔａ以内に上記目標装置（６）から応答メッセージを受信しない場合、上記レーザー装置（１）は、上記第１のレーザービーム（１１）とは異なってコード化された第３のレーザービームを送信し、それによって上記目標装置（６）の無線装置は、上記レーザー装置（１）の無線装置によって受信可能な肯定応答信号を送信する
ことを特徴とする。
【００１９】
また、上記レーザー識別システムにおいて、上記第１及び第２のセンサ手段の少なくとも一方は共振回路を備え、上記共振回路は受信したレーザービームのチョッパ周波数に同調又は調整されることを特徴とする。
【００２０】
さらに、上記レーザー識別システムにおいて、上記第１及び第２の前置増幅器の少なくとも一方の増幅度は、対応するチョッパ周波数の範囲に対して最適化されることを特徴とする。
【００２１】
また、上記レーザー識別システムにおいて、上記レーザー装置（１）が、上記第３のレーザービームの送信から所定の時間Ｔｂ以内に上記目標装置（６）から肯定応答信号を受信しなければ、上記レーザー装置（１）はそれ自身の上記無線装置によって長さＴｃのレポートを送信し、無線による上記目標装置（６）からの肯定応答信号を待機することを特徴とする。
【００２２】
さらに、上記レーザー識別システムにおいて、変調されたビームは、要求される情報の関数として、４ビットから２００ビットの間の長さのデータパッケージとしてコード化される柔軟なプロトコルの形式のレポートを送信し、ここで、コード化信号は５ｍｓ乃至７０ｍｓ以内で送信されることを特徴とする。
【００２３】
また、上記レーザー識別システムにおいて、上記断続されて送信されるレーザービームのパルスの幅は０．１ｍｓ乃至１０ｍｓの間であり、１つの情報ビットパルスの幅は上記レーザービームの３個乃至５０個の断続パルスの幅と一致することを特徴とする。
【００２４】
さらに、上記レーザー識別システムにおいて、上記レーザー装置（１）は、
兵器（２）に取り付けられることが可能であり、
上記第１のレーザービーム（１１）を送信するように構成されたレーザー目標照射素子（３）を備えたことを特徴とする。
【００２５】
また、上記レーザー識別システムにおいて、上記目標装置（６）は、上記第１のセンサ手段（６１，６２，６３，６４，６５，６６，６７）を有する携帯可能なハーネス装置であり、上記第１のセンサ手段（６１，６２，６３，６４，６５，６６，６７）は、受信された上記第１のレーザービーム（１１）から交流電気信号を得る同調手段を備えたことを特徴とする。
【００２６】
さらに、上記レーザー識別システムにおいて、上記第１のセンサ手段（６１，６２，６３，６４，６５，６６，６７）のそれぞれは、底面（６１１）及び輪形状側壁（６１２）を有するカプセル形状のハウジング（６１０）を備え、上記ハウジング（６１０）は少なくとも部分的にはレーザービームを透過する又は光伝導性である材料で形成され、外周バルジ（６１８）を備え、上記外周バルジ（６１８）は入射レーザービーム（６１９，６２０）に対する集光レンズのように機能し、光センサ（６２５，６２６，６２７，６２８）は、レーザービームに対する検出面がそれぞれハウジングの内部の円筒形状の輪形状側壁（６１２）に支持されて静止するように上記ハウジングの内部に配置され、上記外周バルジ（６１８）を通して伝送された上記レーザービームをそこで検出できるようにすることを特徴とする。
【００２７】
また、上記レーザー識別システムにおいて、受信された上記第１のレーザービームから上記第１の交流電気信号を得る上記手段の他に、すでに識別された信号がラインを介して制御ユニット（７）に入力されるように、上記第１の前置増幅器及び上記第１の識別器は上記ハウジング（６１０）内に置かれることを特徴とする。
【００２８】

【００２９】

【００３０】
本発明では、“味方”の部隊は、本発明に従って、兵器に搭載された目標物を照射するシステム装置を運搬し、またセンサを有するハーネス装置（装着帯）を身に付ける。本発明ではこれはシステム装置の一部であり、このセンサは演習及び戦闘における任意のシミュレーションシナリオ中の様々なアプリケーションの検出作業に適合する。
【００３１】
目標物を照射するシステム装置は、別の兵士のハーネス装置のセンサに変調光ビームを送信する。変調光ビームは、柔軟なプロトコルの形式の情報又はレポートを送信し、これは要求される情報の関数として、例えば４ビットから４００ビットの間、好ましくは最高２００ビットまでの長さのデータパッケージとしてコード化される。例えばＩＦＦシステムは、好ましくはそれぞれ１６ビットでの送信に基づくが、シミュレーションオプションを備えたＩＦＦシステムの場合、４４ビットが必要になるかもしれない。送信するビット数に依存して、コードは５乃至７０ｍｓ以内に送信される。センサはコードをインタープリート（解釈）し、これは名目上、個々の兵士の識別（１６ビット）、使用する兵器の識別（４ビット）、及び正確な位置の送信（ＧＰＳ受信機によって決定される全３座標の場合は９６ビット）のゾーンに分割される。次いで、ビットコードは、高度に暗号化されたコードの送信に使用される。コード化信号は、（ａ）個々の兵士と、（ｂ）毎日変更するコードと、（ｃ）部隊コードと、（ｄ）時間依存コードと空間コードの組み合わせとの同期化のコードとを識別するための情報で構成することができる。それゆえ、通信システムは非常に広い情報帯域幅を持ち、最高１１．３ｋｍまでの伝送距離にわたって極めて高い感度である。ここで説明される発明は、個々の兵士の視程にほぼ対応して短い距離にわたり好ましくは使用されることが可能であるが、一般的に、これは上述の距離以上に離れた複数の兵士との接触を確立するためにも使用される。
【００３２】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係る一実施形態の認識システム装置１がどのように、レーザー装置１を装備した兵器の重心線２１の中心がレーザー装置１それ自身と交差するように兵器２に取り付けられるかを示す。図２から分かるように、レーザー装置１（図１）は、レーザー目標照射素子３と、中でも特に動作に必要な電池を収容するハウジング素子４と、上記レーザー目標照射素子３及び上記ハウジング素子４を相互に接続する取付レール５とを備える。レーザー目標照射素子３及びハウジング素子４は、兵士が照準線２２（図１）に沿ってそれらの間で照準を合わせることができるように、相互に平行に延在する円筒部を有する。レーザー目標照射素子３の一方の前端には、幾つかの有用な情報片の絵文字を表示するために使用される小型スクリーン形状の表示窓３１が存在する。ハウジング素子４は、発光スポット４１と、発光ゾーン４２と、アンテナのための固定補助部４３と、２つの同軸コネクタ４４と、２つの各操作ノブ４５及び４６と、スイッチ４７とを備える。
【００３３】
図２及び図３は、レーザービーム１１を送信できる光レーザー装置３２が、レーザー目標照射素子３の正面部にあることを示す。図３に示されるように、取付レール５には、兵器２への装置１の取り付けを容易にして幅を広げる幅広部材５１及び５２を設けることができる。レーザー目標照射素子３は、小型ホログラムプレートを挿入することによって、目標位置でのビーム径が輪形状で拡大される又は輪形状で分散された複数の点によって拡大されるように、レーザービームの特性を変更させるための側面レバー３３を設けられる。
【００３４】
図４は、旋回可能なロッドアンテナ５３及び当該ロッドアンテナ５３のためのスナップ取り付け又は固定装置５４を備えたハウジング素子４を示す。光受信装置４８はハウジング素子４の前端に設けられる。
【００３５】
図５は、戦闘目的の兵士のための装備として用意される、複数の電気及び電子コンポーネントを備えたハーネス装置６を示す。この型のハーネス装置は、例えば公開された未審査のドイツ国特許出願第ＤＥ−ＯＳ４００３９６０Ａ１号により公知である。しかし、図５に係るハーネス装置６は、好ましくは特殊な電子回路を装備したセンサ６１乃至６７を有する。さらに、このハーネス装置６は、１つ又は幾つかのＬＥＤ送信機６８及び６９と、必要ならば電池付きの制御装置７をサポートする。図５の例では、第１の兵士Ａの兵器のレーザー目標照射素子３と第２の兵士Ｂのハーネス装置６との間に、例えば灌木などの障害物が存在する。
【００３６】
図６の低電圧レーザー８は、変調器８１に接続され、例えばレーザーダイオード８２と、当該レーザーダイオード８２と結合された帰還ダイオード８３と、演算増幅器８４と、トランジスタ８５と、幾つかの抵抗器８６、８７及び８８とを備える。レーザーダイオード８２の陽極と帰還ダイオード８３の陰極は共に、例えば３乃至５ボルトの電池である電源８９に接続される。レーザーダイオード８２の陰極は、抵抗器８６とトランジスタ８５のエミッタ−コレクタのパスとの直列接続によってアースに接続される。演算増幅器８４とその下流に接続された抵抗器８７は、帰還ダイオード８３の陽極とトランジスタ８５のベースとの間に接続される。回路の変調入力によって形成されるトランジスタ８５のベースは、抵抗器８８を介してアースに接続される。基準電位はもちろん、アースとして用いられることができる。変調器８１は、コード化機能と、コード化の前に、チョッパ周波数ｆｚで搬送波周波数ｆｔの光信号を断続して当該チョッパ周波数ｆｚのビットレートｆｄの信号を発生するためのスクランブル又はチョッパ機能とを提供する回路を備える。
【００３７】
図５におけるセンサ６１乃至６７は、図７に係るセンサ回路９を含む。例えば、センサ回路９は検出器ダイオード９１を備え、その陰極は一方を増幅器９２の入力に接続され、他方をコイル９３を介してコンデンサ９４のコネクタに接続される。増幅器９２の出力は、積分器フィルタ９５を介してマイクロプロセッサ９６に接続され、その出力信号はケーブルを介して制御ユニット７に伝送される。
【００３８】
本発明に係る実施形態のＩＦＦシステムは、２つの異なる環境条件下で動作し、目標とされる兵士が見通しのよい地上にいるか、それとも隠れているかに依存する。見通しのよい地上の場合のシナリオにおいて、兵士Ａが、隠れていない（図５の灌木１２が無い状態）兵士Ｂを識別しようとする場合、兵士Ａは、その兵器に設けられたレーザー照射装置（認識システム装置）１を作動させ、目標照射装置（認識システム装置）１から兵士Ｂに向けてレーザービーム１１を“発射”する。レーザービーム１１によって送信されるコード化メッセージ１３によって、兵士Ｂに自分を識別するように要求する。兵士Ｂのハーネス装置は兵士Ａからのコード化メッセージ１３を受信し、上記コード化メッセージ１３は、例えば１１６ビットから成る信号で構成される。兵士Ｂのハーネス装置６の例えばセンサ６３が、この１１６ビットの信号を認識する。ここで、兵士Ｂは、ＧＰＳによって得られる兵士Ａの位置座標を受信し、兵士Ｂのハーネス装置６のＬＥＤ送信機６８は、肯定応答コードを送信するであろう。上記肯定応答コードは、システムを採用する部隊が任意に選択することができる。それは、例えば兵士Ｂの氏名、部隊名、又はその他の任意の用語で構成することができる。
【００３９】
本発明の実施形態によると、兵士Ａは、レーザー送信機を装備するだけでなく、レーザー送信機、即ちレーザー目標照射素子３と平行に取り付けられた光受信装置４８を有するハウジング素子４に収容されたレーザー受信機をも利用できるようにする。ここで、レーザー受信機は、兵士ＢのＬＥＤ送信機６８によって放射される拡散光（散乱光）を受信する。兵士Ａは、彼が兵士Ｂから肯定応答信号を受信するまで、識別コードを送信する。兵士Ｂが味方である場合、兵士Ａは、兵士Ｂへの攻撃から彼を防止する発光スポット４１及び／又は発光ゾーン４２において赤色警報信号を見る。この警報信号は、兵士Ａだけが知覚でき、敵には知覚されないような方法で、システムに表示される。
【００４０】
兵士Ａは、例えば自分の認識システム装置１のＬＥＤ受信機４９における光受信装置４８によって肯定応答信号を受信するが、レーザー目標照射装置３は過度に密に集束された光ビームを送信するので、兵士Ｂのレーザー装置（認識システム装置）１の対応するレーザー目標照射素子３は、肯定応答信号を兵士Ａに返すための赤外線送信機としては使用されない。兵士Ｂは必ずしも兵士Ａの位置が分かるわけではないので、好ましくは、約０．５ｍｒａｄの角度で密に集束された光ビームは、兵士Ａに肯定応答信号を返すことができない。従って、肯定応答コードを返すためには、高出力ＬＥＤ送信機（ＬＥＤ＝発光ダイオード）を使用し、これもまた、兵士Ｂのハーネス装置６に取り付けられる。このＬＥＤ送信機６８は、ずっと大きい空間角度にわたって光出力を放射し、その結果、兵士Ｂからの肯定応答信号は、兵士Ａによってあらゆる状況下で受信されることができる。兵士Ａが兵士Ｂを見ることができる限り、彼は肯定応答信号を受信することができる。
【００４１】
劣悪な照射条件下での戦闘が増えているので、戦闘に参加する兵士は、暗視眼鏡を装備することがますます一般的になってきている。このような場合には、兵器２は通常は臀部から発射される。観察及び照準プロセスはレーザービーム１１に沿って行われ、これは暗視眼鏡（図示せず。）によって見ることができる。兵器２を運搬する兵士には見えない。しかし、レーザー目標照射装置３はマイクロプロセッサによって制御されるので、赤色警報信号に代わって、又はそれに加えて、レーザービーム１１のオン／オフを交互に切り換えることが容易にできる。暗視眼鏡を装着した兵士は、レーザービームによって警報信号を迅速かつ簡単に検出することができ、この方法において、照射された兵士が味方に属することを識別することができる。
【００４２】
照射された兵士が隠れている場合、例えば灌木１２の背後に隠れている場合、兵士Ａは兵士Ｂの身体を部分的にしか見ることができない。この場合も、兵士Ａは上述の方法でレーザービームを発射する。兵士Ｂのハーネス装置は、この状態でも兵士Ａからのレーザービームを検出し、なぜなら、この使用モードでの全体のシステムは十分な感度を有し、例えば、センサ６１乃至６７は各々特殊な電子装置を備え、そこに１つの共通の電池から又は各々に単一の小型電池から電流を供給することができるからである。主な問題点は、兵士ＢのＬＥＤ送信機６８が灌木によって完全に遮蔽される場合や、兵士Ａが兵士Ｂからの応答を受信しない場合に存在する。光は方向性が無く、拡散して放射されるので、兵士Ａは、ＬＥＤ送信機６８から直接到来する光だけを受信することができる。兵士Ａがレーザービームを送信してから例えば１００ｍｓである所定の時間Ｔａ以内に肯定応答信号を受信しないが、兵士Ｂが明らかに兵士Ａからのメッセージを受信できる位置にいる場合、兵士Ｂには、ハーネス装置６に取り付けられた無線ユニット７１でパルスシーケンスを送信することによって肯定応答信号を送信する２度目の機会が与えられ、上記無線ユニット７１は、無線送信機又は無線送信機／受信機を備える。兵士Ａは、考えられるいかなる状況下でも、この無線信号を受信することができるが、敵の対抗策に対して無防備であるので、他の手段が失敗した場合にのみそれを使用すべきである。さらに、そうした無線信号の送信のために、敵の部隊が味方の兵士を攻撃する結果を生じる恐れがある。兵士Ｂが敵であった場合、兵士Ａのレーザービーム送信機によって送信される呼掛けに対する応答は、上記のいずれのシナリオでも行われない。
【００４３】
一定の時間Ｔｂ後に、兵士Ａのレーザー送信機（レーザー目標照射素子）３は動作を停止し、システムに取り付けられかつアンテナ５３を備えた無線ユニット７２が、予防措置として、識別を呼びかけるために、例えば１ｍｓ間持続するパルスシーケンスＴｃを送信する。上記送信時間Ｔｂは、例えば１ｍｓから１ｓの間とすることができるが、好ましくは、１００ｍｓにすべきであり、またこのパルスシーケンスＴｃのために、０．１ｍｓとほぼ等しいか又はそれ以上、好ましくは約１ｍｓ以上となるように選択することができる。無線ユニット７２はまた、無線送信機又は無線送信機／受信機を備えることができる。考えられる全ての状況下で、このパルスシーケンスは数キロメートルの距離にわたって受信されることができる。無線チャネルによるこの第２の送信後も応答が無ければ、システムは照射された目標を敵物体と識別する。このプロセスには合計２００ｍｓの時間が必要である。兵士Ａが暗視眼鏡を装着している場合、彼には、照射された兵士を敵と識別する連続送信されるレーザービームが、暗視眼鏡を通して見える。
【００４４】
センサ６１乃至６７は、表面だけでなく、横方向にも、すなわち円板の周辺でもレーザービームに対して高い感度が達成されるように、比較的厚い円板の形に好ましくは設計される。このことは、検出器ダイオード９１（図７）も円板の円筒形表面全体に対応する形で分布されることを意味する。上述のとおり、レーザービームは断続され、その結果、検出器ダイオード９１は断続放射を検出し、それは、コイル９３及びコンデンサ９４によって形成される共振回路により、同一周波数ｆｚの交流電流によって非常に大きく増幅される。増幅器９２の出力は積分器フィルタ９５に送信され、それはコード化信号の評価のためにマイクロプロセッサ９６に送信される。次いで、これによって評価された信号はマイクロプロセッサ９６によって制御ユニット７に入力される。例えば、送信された断続レーザーパルスのパルス幅は１０ｎｓから１００ｍｓの間に、好ましくは０．１ｍｓから１００ｍｓの間にある。１つの情報ビットパルスの幅は、３個乃至５０個の断続されたレーザーパルスの幅と一致することが望ましい。
【００４５】
本発明の別の実施形態によると、操作ノブ４５又は４６のうちの１つの代わりに、レバー（図示せず。）を用いて、レーザー装置を動作することができる。
【００４６】
レーザー装置の上部は好ましくは、２つの準円筒形の平行なチャンバを形成し、これらのチャンバの間にできる隙間により、妨害されずに目標を見ることができる。この隙間の幅は十分に広いので、本発明の別の実施形態においては、この隙間のすぐ横に隣接して発光スポットを収容し、すなわち、好ましくは隙間の端部領域に発光スポットを収容し、そこで光ビームが放射され、兵士が目標とこの発光スポットを同時に見ることができるようにする。レーザー装置は好ましくは、例えば８２０ｎｍである７８０乃至９０５ｎｍの範囲の波長の光を放射し、これは即ち５０ｍＷ規模の大きさの出力強度である。このレーザー光源がホログラフィックグリッドを用いて動作されると、そのために既存の光ビームは例えば１０ｍｒａｄの拡がり角を持つことができるので、有効距離は約２ｋｍとなる。しかし、ホログラフィックグリッドを使用しなければ、拡がり角は０．２ｍｒａｄに低下し、有効距離は１０ｋｍ以上となる。２ｋｍ未満の距離では、ホログラフィックグリッドを挿入することによって、照準プロセスは容易に実行される。
【００４７】
図８は、センサ６１乃至６７（図５）のカプセル型のハウジング６１０の内部領域を示し、図９は、図８における線ＩＸ−ＩＸに沿った当該ハウジング６１０の断面図を示す。ハウジング６１０は、好ましくは平坦に具体化される底面６１１と輪形状側壁６１２とを有する。ハウジング６１０は、平板６１７を固定するためのネジ付き穴を備えた４つの延在部６１３、６１４、６１５及び６１６を内部（図８）に含み、上記平板６１７は、印刷配線板として設計されることができる。外側に向かって、ハウジング６１０は外周バルジ６１８を備え、ハウジングの材質が、使用するレーザー放射に対し透明であるか、又はそれぞれ光を透過するので、上記外周バルジ６１８は、入射レーザービーム６１９及び６２０の環状の拡大レンズ又は集光レンズのように機能する。ハウジング６１０の内部領域まで奥深く延在し、そこに印刷配線板６２４を適所で保持する３つの固定素子６２１、６２２及び６２３を平板である印刷配線板６２４に配置することが好ましく、上記印刷配線板６２４は、幾つかの光センサ６２５、６２６、６２７及び６２８とマイクロプロセッサ６２９と、又は所望すれば識別器のみを支持する。固定素子６２１、６２２及び６２３は同時に、すでに識別された信号をラインを介して制御装置７（図５）に伝送するための電気コネクタとしても使用することができる。
【００４８】
光センサ６２５、６２６、６２７及び６２８は、外周バルジ６１８を通して伝送された受信レーザービームを検出できるようにするため、その検出面をそれぞれ、延在部６１３乃至６１６の間に設けられ、内部の好ましくは円筒形状である輪形状側壁６１２に当てて静止させるように、ハウジング内に配置される。少なくとも１つの別の光センサ６３０が印刷配線板６２４の中心に配置され、その検出面はハウジング６１０の底面６１１の方向に向けられ、それゆえ、これは、この底面６１１に対してほぼ平行に伝搬されるレーザービーム６２０及び６１９よりも、底面６１１の表面に対する入射の傾きが大きいレーザービーム６２０及び６１９よりも、底面６１１の表面に対する入射の傾きが大きいレーザービーム６３１及び６３２を検出することに適している。
【００４９】
個々のマイクロプロセッサ６２９又は９６（図７）、又は識別器に加え、個々の前置増幅器９２及び積分器フィルタ９５はまた、個別手段として、受信した断続レーザービームから交流電気信号を得るために及びすでに識別された信号をラインを介して制御ユニット７に送信するために、ハウジング６１０に好ましくは収容される。例えば、コイル９３及び／又はコンデンサ９４を印刷配線板６２４に収容するか、又はそれらをそこに組み込み、センサ手段として共振回路を形成することができる。識別器及び／又はマイクロプロセッサは、受信したレーザー放射から予想されるコード化による信号を取り出すことにのみ、取り入れることができる。
【００５０】
従って、図８及び図９のセンサは、図に示された直径／厚さの比を有する円板として具体化される。入射レーザービーム６１９及び６２０として、外周バルジ６１８を通して光センサ６２５の放射検出面に横方向から到達することがある。人間の目には見えない赤外線レーザー放射を使用する場合、ハウジング６１０は、通常の光、例えば、色光又は黒を通過しないようにすることができる。
【００５１】
以上に説明した本発明にかかる実施形態は、シミュレーション目的にも使用できるこうしたシステムの単なる代表的使用例と理解すべきである。しかし、本発明の基本的概念を含む他の実施形態を、当業者はこれらの結果から容易に思いつくことができよう。
【００５２】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明に係るレーザー識別システムによれば、少なくとも１つの目標装置（６）を識別する少なくとも１つのレーザー装置（１）を有するレーザー識別システムにおいて、
上記レーザー装置（１）は、
（ｉ）所定の搬送波周波数（ｆｔ）において、密に集束された第１のレーザービーム（１１）を送信するように構成され、
（ｉｉ）上記第１のレーザービーム（１１）を所定のコード化ビットレート（ｆｄ）でコード化するコード化手段（８１）を備え、
（ｉｉｉ）上記第１のレーザービーム（１１）を予め決められた第１のチョッパ周波数（ｆｚ）で断続するチョッパ手段（８１）を備え、
（ｉｖ）以上により、上記第１のレーザービーム（１１）がコード化されてかつ断続されるように構成され、
上記目標装置（６）は、
（ｉ）上記第１のレーザービーム（１１）を検出して電気信号に変換する第１のセンサ手段（６１，６２，６３，６４，６５，６６，６７）を備え、上記電気信号は第１の識別器に入力され、上記第１のセンサ手段（６１，６２，６３，６４，６５，６６，６７）は、受信された上記第１のレーザービーム（１１）から第１の交流電気信号を得る手段を備え、上記第１の交流電気信号は上記第１の識別器の上段に接続された第１の前置増幅器に入力され、
（ｉｉ）上記第１の識別器において行われる決定に基づいて、上記レーザー装置（１）の内部又は外部に設けられた受信手段に応答メッセージを送信する送信手段を備え、上記送信手段は、
（ａ）幅広い空間的角度にわたって第２のレーザービームを応答メッセージとして送信するように構成され、
（ｂ）コード化されてかつ予め決められた第２のチョッパ周波数で断続された第２のレーザービームを送信する第２のチョッパ手段を備え、
上記レーザー装置（１）は、第２の識別器と、受信された上記第２のレーザービームから第２の交流電気信号を得る第２のセンサ手段とをさらに備え、上記第２の交流電気信号は、上記第２の識別器の上段に接続された第２の前置増幅器に入力され、
上記レーザー装置（１）及び上記目標装置（６）は各々、マイクロプロセッサ及び無線装置（７２，７１）を備え、上記レーザー装置（１）が上記第１のレーザービーム（１１）の送信から所定の時間Ｔａ以内に上記目標装置（６）から応答メッセージを受信しない場合、上記レーザー装置（１）は、上記第１のレーザービーム（１１）とは異なってコード化された第３のレーザービームを送信し、それによって上記目標装置（６）の無線装置は、上記レーザー装置（１）の無線装置によって受信可能な肯定応答信号を送信する。
従って、上記レーザー識別システムは、上記レーザー装置と上記目標装置との間の単純で確実なデータ伝送を実行可能であり、レーザービームを高感度に検出し、灌木のある平地のような困難な照射条件下でも確実に動作する。
また、上記レーザー識別システムは、上記レーザー装置と上記目標装置との間の単純で確実なデータ伝送を実行可能であり、レーザービームを高感度に検出し、灌木のある平地のような困難な照射条件下でも確実に動作する。
さらに、上記レーザー識別システムは、上記レーザー装置と上記目標装置との間の単純で確実なデータ伝送を実行可能であり、レーザービームを高感度に検出し、灌木のある平地のような困難な照射条件下でも確実に動作する。
【００５３】

【００５４】
さらに、本発明に係るレーザー識別システムによれば、上記レーザー識別システムにおいて、上記第１及び第２のセンサ手段の少なくとも一方は共振回路を備え、上記共振回路は受信したレーザービームのチョッパ周波数に同調又は調整される。
従って、上記レーザー識別システムは、上記レーザー装置と上記目標装置との間の単純で確実なデータ伝送を実行可能であり、レーザービームを高感度に検出し、灌木のある平地のような困難な照射条件下でも確実に動作する。
【００５５】
また、本発明に係るレーザー識別システムによれば、上記レーザー識別システムにおいて、上記第１及び第２の前置増幅器の少なくとも一方の増幅度は、対応するチョッパ周波数の範囲に対して最適化される。
従って、上記レーザー識別システムは、上記レーザー装置と上記目標装置との間の単純で確実なデータ伝送を実行可能であり、レーザービームを高感度に検出し、灌木のある平地のような困難な照射条件下でも確実に動作する。
【００５６】

【００５７】
また、本発明に係るレーザー識別システムによれば、上記レーザー識別システムにおいて、上記レーザー装置（１）が、上記第３のレーザービームの送信から所定の時間Ｔｂ以内に上記目標装置（６）から肯定応答信号を受信しなければ、上記レーザー装置（１）はそれ自身の上記無線装置によって長さＴｃのレポートを送信し、無線による上記目標装置（６）からの肯定応答信号を待機する。
従って、上記レーザー識別システムは、上記レーザー装置と上記目標装置との間の単純で確実なデータ伝送を実行可能であり、レーザービームを高感度に検出し、灌木のある平地のような困難な照射条件下でも確実に動作する。
【００５８】
さらに、本発明に係るレーザー識別システムによれば、上記レーザー識別システムにおいて、変調されたビームは、要求される情報の関数として、４ビットから２００ビットの間の長さのデータパッケージとしてコード化される柔軟なプロトコルの形式のレポートを送信し、ここで、コード化信号は５ｍｓ乃至７０ｍｓ以内で送信される。
従って、上記レーザー識別システムは、上記レーザー装置と上記目標装置との間の単純で確実なデータ伝送を実行可能であり、レーザービームを高感度に検出し、灌木のある平地のような困難な照射条件下でも確実に動作する。
【００５９】
また、本発明に係るレーザー識別システムによれば、上記レーザー識別システムにおいて、上記断続されて送信されるレーザービームのパルスの幅は０．１ｍｓ乃至１０ｍｓの間であり、１つの情報ビットパルスの幅は上記レーザービームの３個乃至５０個の断続パルスの幅と一致する。
従って、上記レーザー識別システムは、上記レーザー装置と上記目標装置との間の単純で確実なデータ伝送を実行可能であり、レーザービームを高感度に検出し、灌木のある平地のような困難な照射条件下でも確実に動作する。
【００６０】
さらに、本発明に係るレーザー識別システムによれば、上記レーザー識別システムにおいて、上記レーザー装置（１）は、
兵器（２）に取り付けられることが可能であり、
上記第１のレーザービーム（１１）を送信するように構成されたレーザー目標照射素子（３）を備える。
従って、上記レーザー装置は、上記目標装置との間の単純で確実なデータ伝送を実行可能であり、灌木のある平地のような困難な照射条件下でも確実かつ高感度に動作する。
【００６１】
また、本発明に係るレーザー識別システムによれば、上記レーザー識別システムにおいて、上記目標装置（６）は、上記第１のセンサ手段（６１，６２，６３，６４，６５，６６，６７）を有する携帯可能なハーネス装置であり、上記第１のセンサ手段（６１，６２，６３，６４，６５，６６，６７）は、受信された上記第１のレーザービーム（１１）から交流電気信号を得る同調手段を備える。
従って、上記目標装置は、上記レーザー装置との間の単純で確実なデータ伝送を実行可能であり、灌木のある平地のような困難な照射条件下でも確実かつ高感度に動作する。
【００６２】
さらに、本発明に係るレーザー識別システムによれば、上記レーザー識別システムにおいて、上記第１のセンサ手段（６１，６２，６３，６４，６５，６６，６７）のそれぞれは、底面（６１１）及び輪形状側壁（６１２）を有するカプセル形状のハウジング（６１０）を備え、上記ハウジング（６１０）は少なくとも部分的にはレーザービームを透過する又は光伝導性である材料で形成され、外周バルジ（６１８）を備え、上記外周バルジ（６１８）は入射レーザービーム（６１９，６２０）に対する集光レンズのように機能し、光センサ（６２５，６２６，６２７，６２８）は、レーザービームに対する検出面がそれぞれハウジングの内部の円筒形状の輪形状側壁（６１２）に支持されて静止するように上記ハウジングの内部に配置され、上記外周バルジ（６１８）を通して伝送された上記レーザービームをそこで検出できるようにする。
従って、上記センサは、上記レーザー装置からの入射レーザービームを極めて高感度で検出し、灌木のある平地のような困難な照射条件下でも確実に動作する。
【００６３】
また、本発明に係るレーザー識別システムによれば、上記レーザー識別システムにおいて、受信された上記第１のレーザービームから上記第１の交流電気信号を得る上記手段の他に、すでに識別された信号がラインを介して制御ユニット（７）に入力されるように、上記第１の前置増幅器及び上記第１の識別器は上記ハウジング（６１０）内に置かれる。
従って、上記センサは、上記レーザー装置からの入射レーザービームを極めて高感度で検出し、灌木のある平地のような困難な照射条件下でも確実に動作する。
【図面の簡単な説明】
【図１】兵器に搭載された本発明に係る実施形態の認識システム装置１を示す正面図である。
【図２】図１による認識システム装置１の後側の斜視図である。
【図３】図１による認識システム装置１の左側の正面図である。
【図４】図１による認識システム装置１の右側の正面図である。
【図５】特に目標が部分的に被覆された場合において、本発明に係る実施形態の認識システム装置１のセンサ６１乃至６７を装備したハーネス装置６の動作を説明する概略図である。
【図６】本発明に係る実施形態の認識システム装置１のレーザー目標照準素子３に使用される好ましい低電圧レーザー８の概略図である。
【図７】ハーネス装置６のセンサ６１乃至６７のためのセンサ回路のブロック図である。
【図８】センサ６１乃至６７のカプセル型のハウジング６１０の内部領域を示す。
【図９】図８における線ＩＸ−ＩＸによるセンサのカプセル型のハウジング６１０の断面図である。
【符号の説明】
１…認識システム装置、
２…兵器、
３…レーザー目標照準素子、
４…ハウジング素子、
５…取付レール、
６…ハーネス装置、
７…制御ユニット、
８…低電圧レーザー、
９…センサ回路、
１１…レーザービーム、
１２…灌木、
１３…コード化メッセージ、
２１…重心線、
２２…照準線、
３１…表示窓、
３２…光レーザー装置、
３３…側面レバー、
４１…発光スポット、
４２…発光ゾーン、
４３…アンテナのための固定補助部、
４４…２つの同軸コネクタ、
４５，４６…操作ノブ、
４７…スイッチ、
４８…光受信装置、
４９…ＬＥＤ受信機、
５１，５２…幅広部材、
５３…ロッドアンテナ、
５４…スナップ取り付け又は固定装置、
６１，６２，６３，６４，６５，６６，６７…センサ、
６８，６９…ＬＥＤ送信機、
７１，７２…無線ユニット、
８１…変調器、
８２…レーザーダイオード、
８３…帰還ダイオード、
８４…増幅器、
８５…トランジスタ、
８６，８７，８８…抵抗器、
８９…電源、
９１…検出器ダイオード、
９２…増幅器、
９３…コイル、
９４…コンデンサ、
９５…積分器フィルタ、
９６…マイクロプロセッサ、
６１０…ハウジング、
６１１…底面、
６１２…側壁、
６１３，６１４，６１５，６１６…延在部、
６１７…平板、
６１８…外周バルジ、
６１９，６２０…入射レーザービーム、
６２１，６２２，６２３…固定素子、
６２４…印刷配線板、
６２５，６２６，６２７，６２８…光センサ、
６２９…マイクロプロセッサ、
６３０…光センサ、
６３１，６３２…レーザービーム。[0001]
  The present invention relates to military identification systems, and in particular to an identification system that operates with a laser and includes at least one laser device that identifies at least one target device, the laser device transmitting a coded laser beam. The target device comprises sensor means for detecting the laser beam and converting it into an electrical signal, the electrical signal being sent to a discriminator, and the target device being a discriminator Transmitting means for returning a response based on the decision made to a receiver means located inside or outside the laser device.
[0002]
[Prior art]
  The events on the battlefield are becoming more and more complex and occur at an increasing rate. The decision needs to be made in a fraction of a second, but the consequences of being wrong are serious. Therefore, in order to enable quick and error-free decisions, relevant information needs to be transmitted to the adjudicator in a concise and easily understandable manner. In fact, among the most important information from the battlefield is the determination of whether an object or human being is an enemy.
[0003]
  Highly developed systems have been developed for the identification of aircraft and other large devices that can be used on the battlefield. Such a system is called an IFF (Identification-Friend or Foe) system. However, the issue of identifying individual soldiers participating in combat remains largely unsolved to date, but combat units are no longer distinguished by a clear definition of soldier clothing and fronts. The problem is becoming more pressing because it can't. Thus, ground forces need to be equipped with a system that gives them confirmation about their identity before they can begin to attack the target.
[0004]
  A detrimental consequence of the increasing complexity of the technical systems used on the battlefield is the increased load of individual soldiers due to the size and weight of the equipment that must be carried. For example, in some cases, the weight of equipment already has an adverse effect on the availability and flexibility of individual soldiers, so the IFF system should not significantly increase the soldier's burden of equipment. . In modern combat concepts, soldiers often do not act in large groups, so the IFF system must allow for identification of individual soldiers as well as groups. In fact, single-action soldiers who are not placed in groups on the battlefield need to be protected to the maximum extent from the effects of friendly weapons.
[0005]
  In addition, there are today many battle situations where individuals of many different cultures, languages, and races are on their side, fighting against alien opponents. Therefore, appearance and language identification involve high risks. Combat in modern warfare is usually done at night, visual discrimination is quite difficult, and time also plays an important role. Therefore, the IFF system must provide relevant information very quickly. Therefore, in order for an IFF device to be useful to ground forces, it must have extremely high sensitivity and accuracy as its performance, and it must be easily transportable or transportable.
[0006]
  In general, the laser emits a very highly collimated quasi-monochromatic light beam. Semiconductor lasers formed of various materials include an optical spectrum ranging from ultraviolet to infrared in their radiation. Currently available lasers are very reliable and are miniaturized every day to increase practical efficiency. For example, the semiconductor chip of a GaAs diode laser is very small in size (compared to the power supply), comparable to the tip of the pin. The semiconductor laser can be embodied to emit pulsed light or continuous light. Using a suitable power supply, modern gain-generating laser media can generate pulses of a few nanoseconds in length with a laser embodied to emit continuous light.
[0007]
  Semiconductor lasers that emit light in the infrared range are ideally suited for IFF system applications. The light emitted by the infrared diode laser cannot be detected with the naked eye. Such rays can only be detected by using special viewing aids such as night vision glasses.
[0008]
  Using appropriately designed optics, the light emitted by the infrared laser diode can be collimated and collimated into a closely focused beam, ideally suited to illuminate a point target it can. Therefore, the collimated light beam from the infrared laser diode has a beam diameter of about 5 cm at a distance of 100 m, so that virtually all point targets are illuminated in a very precisely separated manner. be able to. Furthermore, since the beam angle of the laser beam used is narrow, it is extremely safe against countermeasures.
[0009]
  The laser diodes currently on the market already have outstanding efficiency, with more than 70% of the electrical output of the semiconductor laser being converted to light output. In particular, lasers have a very good quality of emitting light in the form of a single narrow beam that is close to the diffraction limit. In comparison, a 100 W bulb can emit a much larger light output than a relatively low power laser, but the light emitted by the glow wire is non-spatial and temporal. It is coherent, so it has a broad light spectrum on the one hand, but on the other hand it radiates over a large spatial angle despite the relatively large surface of the glow wire.
[0010]
  A high quality lens can fully capture the light emitted by the laser and focus almost all of its light output into a near diffraction limited spot with a diameter of a few millimeters. For example, the optical power density achieved by focusing the light of a medium power continuous-emitting diode laser with a light output of 25 mW is 50 kW / cm.²That's it. To quote the power density of an oxyacetylene flame for comparison, this is about 1 kW / cm.²It is.
[0011]
  The IFF system requires a very good detection system. In this sense, the basis of the IFF system is a detection system that is extremely sensitive and that operates reliably even under difficult illumination conditions on a spacious flat ground with shrubs.
[0012]
  In order to be able to optimally detect the infrared laser radiation described above, a corresponding infrared detector would be very important for the detection system of an IFF system. A so-called PIN photodiode is composed of p-type and n-type doped zones, both of which are separated by a zone of undoped intrinsic material. Typically, these photodiodes are designed so that a major portion of incident light is absorbed in the undoped intrinsic region, so that all charged particles generated by the light are trapped in the internal electric field of the photodiode, Guaranteed to be added to the current. Since the undoped intrinsic zone separates the positive and negative capacitive charges, the PIN photodiode also has a smaller capacitance compared to the PN photodiode, which greatly reduces the reaction time of the detection system. Short reaction times are ideal for IFF systems based on the transmission of high rate short pulses.
[0013]
  PIN photodiodes are suitable for use in IFF systems for use in spacious areas with good visibility due to their excellent stability against environmental influences and availability over a wide temperature range. More important in these applications related to such systems is the minimal impact of sunlight on the detection system. Some manufacturers produce photodiodes that apply a spatial filter directly on the surface of the chip to suppress unwanted spectral range. These filters can be used to remove most of the light from sunlight or other interfering light sources present in the vicinity, such as street and mobile lights. The stability of recent PIN photodiodes over time ensures that no measurable degradation in their sensitivity occurs during their lifetime.
[0014]
  Pulse lasers have inherent jitter (the spacing between two pulses is not constant), pulse output variations (typically a few percent), and large variations in pulse length (often around 50%) And the possibility of achieving high sensitivity is limited. Therefore, the use of a continuous emission laser is preferred for the IFF system. As described in US Patent Application Serial No. 08 / 565,960, entitled “Continuous Wave Laser Battlefield Simulation System”, which is related to the present application and incorporated herein by reference. In addition, PPM (Pulse Position Modulation) and PCM (Pulse Code Modulation) can be used as “lock-in” encoding and other detection methods to achieve high sensitivity. The light source emits a signal that travels in time order, which is ensured by the accuracy of the crystal oscillator, where the receiver also comprises a crystal oscillator of the corresponding frequency. Sensitivity not achievable with pulsed lasers is achieved by using a continuous emission laser. For the invention described here, these are in the nanowatt range. This allows for very long working distances and enables the realization of the system, which guarantees absolute safety even without eye protection, and its efficiency is significantly reduced by leaves, fog and rain. There is no.
[0015]
  The above-mentioned "continuous wave laser battlefield simulation system" (SIMLAS) of the same applicant as the present application is a laser and light emitting diode for simulating weapons including but not limited to rifles, short guns, grenades, tanks, and mines. (LED) is used. In all cases, weapons are usually used by soldiers and their effects, such as rifle or short gun bullets, exploding grenades, etc., are expressed as realistic as possible by light rays. All participants in such training (not only humans, such as tanks, aircraft, all-terrain vehicles, trucks, etc.) remember the possible effects of weapons on the participants (eg direct or close) Equipped with the detector.
[0016]
  For example, a laser light source transmits a narrow infrared light beam with a divergence angle of only 0.2 mrad. From this, the diameter obtained at a distance of 100 m is only about 4 cm, so that this laser can be used as an aiming aid together with a night vision device. However, the divergence angle may be, for example, between 0.1 mrad and 5 mrad, or between 0.2 mrad and 2 mrad. The assembly and alignment of the laser can be made permanent so that the system meets military standards for impact resistance. The laser light beam used with SIMLAS is modulated by a code so that both the combatant and the type of weapon used can be identified. By using signals according to well-defined rules, (a) memory of direct shots, close shots, injuries, combat power loss, etc., (b) identification of multiple units and their states, (c) time and combat All aspects of training can be simulated by SIMLAS, including the storage of all situations involving personnel, and (d) the editing of all combat-related data for individual persons or groups. To perform these tasks, SIMLAS uses continuous light emitting diodes. Since PCM and PPM combine immunity to interference signals and noise and high sensitivity and high accuracy, the light beam is encoded with these types of modulation. The function of SIMLAS represents the technical basis of the IFF system according to the present invention.
[0017]
  An object of the present invention is to solve the above-described problems and provide a laser identification system capable of achieving simple and reliable data transmission between a laser device and a target device.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
  The laser identification system according to the invention comprises a laser identification system comprising at least one laser device (1) for identifying at least one target device (6),
  The laser device (1)
  (I) configured to transmit a densely focused first laser beam (11) at a predetermined carrier frequency (ft);
  (Ii) coding means (81) for coding the first laser beam (11) at a predetermined coding bit rate (fd);
  (Iii) chopper means (81) for intermittently connecting the first laser beam (11) at a predetermined first chopper frequency (fz);
  (Iv) By the above, the first laser beam (11) is coded and configured to be interrupted,
  The target device (6)
  (I) comprising first sensor means (61, 62, 63, 64, 65, 66, 67) for detecting the first laser beam (11) and converting it into an electric signal, the electric signal being the first The first sensor means (61, 62, 63, 64, 65, 66, 67) receives the first AC electric signal from the received first laser beam (11). Means for obtaining, wherein the first alternating electrical signal is input to a first preamplifier connected to the upper stage of the first discriminator;
  (Ii) based on a decision made in the first discriminator, comprising a transmission means for transmitting a response message to a reception means provided inside or outside the laser device (1), the transmission means comprising:
    (A) Send the second laser beam as a response message over a wide spatial angle Configured to trust
    (B) comprising second chopper means for transmitting a second laser beam which is coded and interrupted at a predetermined second chopper frequency;
  The laser apparatus (1) further includes a second discriminator and second sensor means for obtaining a second AC electric signal from the received second laser beam, and the second AC electric signal. Is input to a second preamplifier connected to the upper stage of the second discriminator,
  Each of the laser device (1) and the target device (6) includes a microprocessor and a radio device (72, 71), and the laser device (1) performs predetermined transmission from the transmission of the first laser beam (11). If no response message is received from the target device (6) within the time Ta, the laser device (1) transmits a third laser beam encoded differently from the first laser beam (11). Then, the radio device of the target device (6) transmits an acknowledgment signal that can be received by the radio device of the laser device (1).
It is characterized by that.
[0019]
  In the laser identification system, at least one of the first and second sensor means includes a resonance circuit, and the resonance circuit is tuned or adjusted to the chopper frequency of the received laser beam.
[0020]
  Furthermore, in the laser identification system, the amplification degree of at least one of the first and second preamplifiers is optimized with respect to a corresponding chopper frequency range.
[0021]
  In the laser identification system, if the laser apparatus (1) does not receive an acknowledgment signal from the target apparatus (6) within a predetermined time Tb from the transmission of the third laser beam, the laser apparatus (1) is characterized by transmitting a report of length Tc by its own wireless device and waiting for a wireless acknowledgment signal from the target device (6).
[0022]
  Furthermore, in the laser identification system, the modulated beam transmits a report in the form of a flexible protocol encoded as a data package between 4 and 200 bits in length as a function of the required information. Here, the coded signal is transmitted within 5 ms to 70 ms.
[0023]
  In the laser identification system, the pulse width of the intermittently transmitted laser beam is between 0.1 ms and 10 ms, and the width of one information bit pulse is 3 to 50 times of the laser beam. It is characterized by being coincident with the width of the intermittent pulse.
[0024]
  Furthermore, in the laser identification system, the laser device (1) includes:
  Can be attached to the weapon (2),
  A laser target irradiation element (3) configured to transmit the first laser beam (11) is provided.
[0025]
  In the laser identification system, the target device (6) is a portable harness device having the first sensor means (61, 62, 63, 64, 65, 66, 67). The sensor means (61, 62, 63, 64, 65, 66, 67) includes a tuning means for obtaining an AC electric signal from the received first laser beam (11).
[0026]
  Further, in the laser identification system, each of the first sensor means (61, 62, 63, 64, 65, 66, 67) includes a bottom surface (611) and a ring-shaped side wall (612). A housing (610) in the form of a capsule, the housing (610) being at least partially formed of a material that is transparent to the laser beam or is photoconductive, and includes a peripheral bulge (618), the peripheral bulge (618) functions as a condensing lens for the incident laser beam (619, 620), and the optical sensor (625, 626, 627, 628) has a detection surface for the laser beam, each having a cylindrical ring inside the housing. The laser beam transmitted through the outer peripheral bulge (618) can be detected there by being disposed inside the housing so as to be supported by a shaped side wall (612) and stationary.
[0027]
  In the laser identification system, in addition to the means for obtaining the first AC electrical signal from the received first laser beam, an already identified signal is input to the control unit (7) via a line. As described above, the first preamplifier and the first discriminator are placed in the housing (610).
[0028]

[0029]

[0030]
  In the present invention, a “friend” unit carries a system device for irradiating a target mounted on a weapon and wears a harness device (a wearing band) having a sensor in accordance with the present invention. In the present invention this is part of the system unit and this sensor is adapted to the detection task of various applications in any simulation scenario in exercise and combat.
[0031]
  The system device that illuminates the target transmits a modulated light beam to a sensor of another soldier's harness device. The modulated light beam transmits information or reports in the form of a flexible protocol, which is a function of the required information, for example as a data package between 4 and 400 bits, preferably up to 200 bits in length. Coded. For example, IFF systems are preferably based on 16-bit transmissions each, but 44 bits may be required for IFF systems with simulation options. Depending on the number of bits to be transmitted, the code is transmitted within 5 to 70 ms. The sensor interprets the code, which is nominally determined by the individual soldier identification (16 bits), the weapon used (4 bits), and the exact position transmission (determined by the GPS receiver). In the case of all three coordinates, it is divided into 96-bit zones. The bit code is then used to transmit a highly encrypted code. The coded signals identify (a) individual soldiers, (b) codes that change daily, (c) unit codes, and (d) codes that synchronize a combination of time-dependent codes and spatial codes. Can be configured with information for Therefore, the communication system has a very wide information bandwidth and is very sensitive over transmission distances up to 11.3 km. The invention described herein can preferably be used over short distances, approximately corresponding to the visibility of individual soldiers, but in general, this is not the case with multiple soldiers separated by more than the above-mentioned distances. Also used to establish contact.
[0032]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  FIG. 1 shows how a recognition system device 1 according to an embodiment of the present invention is attached to a weapon 2 such that the center of the center of gravity 21 of the weapon equipped with the laser device 1 intersects the laser device 1 itself. Indicate. As can be seen from FIG. 2, the laser device 1 (FIG. 1) includes a laser target irradiation element 3, a housing element 4 that accommodates a battery that is particularly necessary for operation, and the laser target irradiation element 3 and the housing element 4. And mounting rails 5 connected to each other. The laser target illumination element 3 and the housing element 4 have cylindrical portions that extend parallel to each other so that the soldier can aim along the line of sight 22 (FIG. 1). At one front end of the laser target irradiation element 3, there is a display window 31 having a small screen shape used for displaying pictographs of some useful information pieces. The housing element 4 includes a light emitting spot 41, a light emitting zone 42, a fixing auxiliary portion 43 for an antenna, two coaxial connectors 44, two operation knobs 45 and 46, and a switch 47.
[0033]
  2 and 3 show that the optical laser device 32 capable of transmitting the laser beam 11 is located in front of the laser target irradiation element 3. As shown in FIG. 3, the attachment rail 5 can be provided with wide members 51 and 52 that facilitate attachment of the device 1 to the weapon 2 and widen the width. The laser target irradiation element 3 has a characteristic of the laser beam so that the beam diameter at the target position is expanded in a ring shape or expanded by a plurality of points dispersed in a ring shape by inserting a small hologram plate. A side lever 33 is provided for changing the position.
[0034]
  FIG. 4 shows the housing element 4 with a pivotable rod antenna 53 and a snap mounting or fixing device 54 for the rod antenna 53. The optical receiver 48 is provided at the front end of the housing element 4.
[0035]
  FIG. 5 shows a harness device 6 with a plurality of electrical and electronic components prepared as equipment for combat soldiers. A harness device of this type is known, for example, from published unexamined German patent application DE-OS 40 03 960 A1. However, the harness device 6 according to FIG. 5 preferably has sensors 61 to 67 equipped with special electronic circuits. Furthermore, this harness device 6 supports one or several LED transmitters 68 and 69 and, if necessary, a control device 7 with a battery. In the example of FIG. 5, an obstacle such as a shrub exists between the laser target irradiation element 3 of the weapon of the first soldier A and the harness device 6 of the second soldier B.
[0036]
  The low voltage laser 8 of FIG. 6 is connected to a modulator 81, for example, a laser diode 82, a feedback diode 83 coupled to the laser diode 82, an operational amplifier 84, a transistor 85, and several resistors 86. , 87 and 88. Both the anode of the laser diode 82 and the cathode of the feedback diode 83 are connected to a power supply 89 which is a battery of 3 to 5 volts, for example. The cathode of laser diode 82 is connected to ground by a series connection of resistor 86 and the emitter-collector path of transistor 85. The operational amplifier 84 and the resistor 87 connected downstream thereof are connected between the anode of the feedback diode 83 and the base of the transistor 85. The base of transistor 85 formed by the modulation input of the circuit is connected to ground through resistor 88. The reference potential can of course be used as ground. The modulator 81 has a coding function and a scramble or chopper function for intermittently generating an optical signal of the carrier frequency ft at the chopper frequency fz and generating a signal of the bit rate fd of the chopper frequency fz before coding. Provided with a circuit.
[0037]
  5 includes the sensor circuit 9 according to FIG. For example, the sensor circuit 9 includes a detector diode 91 whose cathode is connected to the input of the amplifier 92 and the other is connected to the connector of the capacitor 94 via the coil 93. The output of the amplifier 92 is connected to the microprocessor 96 via an integrator filter 95, and the output signal is transmitted to the control unit 7 via a cable.
[0038]
  The IFF system of the embodiment according to the present invention operates under two different environmental conditions, depending on whether the targeted soldier is on a clear line of sight or hidden. If the soldier A tries to identify the soldier B who is not hidden (without the shrub 12 in FIG. 5) in the case of a well-grounded ground scenario, the soldier A uses the laser irradiation device ( The recognition system device 1 is activated to “fire” the laser beam 11 from the target irradiation device (recognition system device) 1 toward the soldier B. The coded message 13 transmitted by the laser beam 11 requests soldier B to identify himself. The harness device of the soldier B receives the coded message 13 from the soldier A, and the coded message 13 is constituted by a signal composed of, for example, 116 bits. For example, the sensor 63 of the harness device 6 of the soldier B recognizes the 116-bit signal. Here, soldier B will receive the position coordinates of soldier A obtained by GPS, and LED transmitter 68 of soldier B's harness device 6 will send an acknowledgment code. The acknowledgment code can be arbitrarily selected by the unit that employs the system. It can consist of, for example, the name of soldier B, the name of a unit, or any other terminology.
[0039]
  According to an embodiment of the invention, soldier A is not only equipped with a laser transmitter, but is housed in a housing element 4 having a laser transmitter, ie a light receiving device 48 mounted in parallel with the laser target irradiation element 3. A laser receiver is also available. Here, the laser receiver receives diffused light (scattered light) emitted by the LED transmitter 68 of soldier B. Soldier A transmits an identification code until he receives an acknowledgment signal from soldier B. If soldier B is on his side, soldier A sees a red warning signal in light emitting spot 41 and / or light emitting zone 42 preventing him from attacking soldier B. This warning signal is displayed on the system in such a way that only soldier A can perceive it and not the enemy.
[0040]
  Soldier A receives an acknowledgment signal, for example, by light receiver 48 in LED receiver 49 of his recognition system device 1, but laser target irradiator 3 transmits a light beam that is overly densely focused. The corresponding laser target irradiation element 3 of the soldier B's laser device (recognition system device) 1 is not used as an infrared transmitter for returning an acknowledgment signal to the soldier A. Since soldier B does not necessarily know the position of soldier A, preferably a light beam that is closely focused at an angle of about 0.5 mrad cannot return an acknowledgment signal to soldier A. Therefore, to return an acknowledgment code, a high power LED transmitter (LED = light emitting diode) is used, which is also attached to the harness device 6 of soldier B. This LED transmitter 68 emits light output over a much larger spatial angle so that an acknowledgment signal from soldier B can be received by soldier A under all circumstances. As long as soldier A can see soldier B, he can receive an acknowledgment signal.
[0041]
  As battles under poor illumination conditions increase, soldiers participating in battles are increasingly becoming equipped with night vision glasses. In such a case, the weapon 2 is normally fired from the buttocks. The observation and aiming process takes place along the laser beam 11, which can be viewed with night vision glasses (not shown). Invisible to soldiers carrying weapon 2. However, since the laser target irradiation device 3 is controlled by the microprocessor, the laser beam 11 can be easily switched on / off in place of or in addition to the red alarm signal. A soldier wearing night vision glasses can quickly and easily detect an alarm signal by means of a laser beam, and in this way, the irradiated soldier can be identified as belonging to an ally.
[0042]
  If the irradiated soldier is hiding, for example hiding behind the shrub 12, soldier A can only see part of soldier B's body. Again, soldier A fires a laser beam in the manner described above. Soldier B's harness device still detects the laser beam from Soldier A in this state because the entire system in this mode of use is sufficiently sensitive, for example, sensors 61-67 are each a specialized electronic device. This is because current can be supplied from one common battery or from a single small battery to each. The main problem exists when soldier B's LED transmitter 68 is completely shielded by a shrub or when soldier A does not receive a response from soldier B. Since the light is not directional and is emitted diffusely, soldier A can only receive light coming directly from the LED transmitter 68. If soldier A does not receive an acknowledgment signal within a predetermined time Ta, for example 100 ms after transmitting the laser beam, but soldier B is clearly in a position to receive a message from soldier A, soldier B A second opportunity to transmit an acknowledgment signal by transmitting a pulse sequence with the wireless unit 71 attached to the harness device 6, the wireless unit 71 is configured with a wireless transmitter or a wireless transmitter / receiver. Prepare. Soldier A can receive this radio signal under any conceivable circumstances, but is vulnerable to enemy countermeasures and should only use it if other means fail. . Furthermore, the transmission of such radio signals may result in enemy units attacking friendly soldiers. If soldier B is an enemy, the response to the challenge sent by soldier A's laser beam transmitter is not made in any of the above scenarios.
[0043]
  After a certain time Tb, soldier A's laser transmitter (laser target illuminating element) 3 stops operating, and as a precautionary measure, the radio unit 72 attached to the system and equipped with the antenna 53 calls for identification. For example, a pulse sequence Tc that lasts for 1 ms is transmitted. The transmission time Tb can be, for example, between 1 ms and 1 s, but preferably should be 100 ms, and for this pulse sequence Tc, is approximately equal to or greater than 0.1 ms, preferably Can be selected to be about 1 ms or more. The wireless unit 72 can also comprise a wireless transmitter or a wireless transmitter / receiver. Under all possible circumstances, this pulse sequence can be received over a distance of several kilometers. If there is no response after this second transmission over the wireless channel, the system identifies the illuminated target as an enemy object. This process requires a total time of 200 ms. When soldier A is wearing night vision glasses, he sees through the night vision glasses a continuously transmitted laser beam that identifies the irradiated soldier as an enemy.
[0044]
  The sensors 61 to 67 are preferably designed in the form of a relatively thick disc so that a high sensitivity is achieved not only on the surface but also in the lateral direction, ie around the disc. This means that the detector diodes 91 (FIG. 7) are also distributed in a manner corresponding to the entire cylindrical surface of the disc. As mentioned above, the laser beam is interrupted, so that the detector diode 91 detects intermittent radiation, which is amplified very greatly by an alternating current of the same frequency fz by the resonant circuit formed by the coil 93 and the capacitor 94. Is done. The output of amplifier 92 is sent to integrator filter 95, which is sent to microprocessor 96 for evaluation of the coded signal. The signal thus evaluated is then input to the control unit 7 by the microprocessor 96. For example, the pulse width of the transmitted intermittent laser pulse is between 10 ns and 100 ms, preferably between 0.1 ms and 100 ms. The width of one information bit pulse preferably matches the width of 3 to 50 intermittent laser pulses.
[0045]
  According to another embodiment of the invention, a laser (not shown) can be used to operate the laser device instead of one of the operating knobs 45 or 46.
[0046]
  The upper part of the laser device preferably forms two quasi-cylindrical parallel chambers, and the gap between these chambers allows the target to be seen without interference. Since the width of this gap is sufficiently wide, in another embodiment of the present invention, a light emitting spot is accommodated immediately adjacent to this gap, i.e. preferably a light emitting spot is accommodated in the end region of the gap. There, a light beam is emitted, allowing the soldier to see the target and this light spot simultaneously. The laser device preferably emits light of a wavelength in the range of 780 to 905 nm, for example 820 nm, ie an output intensity on the order of 50 mW. When this laser light source is operated using a holographic grid, the existing light beam can therefore have a divergence angle of, for example, 10 mrad, so that the effective distance is about 2 km. However, if the holographic grid is not used, the divergence angle is reduced to 0.2 mrad, and the effective distance is 10 km or more. At distances below 2 km, the aiming process is easily performed by inserting a holographic grid.
[0047]
  8 shows an internal region of the capsule-type housing 610 of the sensors 61 to 67 (FIG. 5), and FIG. 9 shows a cross-sectional view of the housing 610 along the line IX-IX in FIG. The housing 610 has a bottom surface 611 and a ring-shaped side wall 612 that are preferably embodied flat. The housing 610 includes four extending portions 613, 614, 615, and 616 having screw holes for fixing the flat plate 617 inside (FIG. 8), and the flat plate 617 is designed as a printed wiring board. be able to. Towards the outside, the housing 610 is provided with an outer bulge 618, and the outer bulge 618 has incident laser beams 619 and 620 because the housing material is transparent to the laser radiation used or transmits light respectively. It functions like an annular magnifying lens or condenser lens. It is preferable that three fixed elements 621, 622, and 623 that extend deeply into the inner region of the housing 610 and hold the printed wiring board 624 in place are disposed on the printed wiring board 624, which is a flat plate. 624 supports several optical sensors 625, 626, 627 and 628 and a microprocessor 629, or only an identifier if desired. The fixing elements 621, 622 and 623 can simultaneously be used as electrical connectors for transmitting already identified signals to the control device 7 (FIG. 5) via lines.
[0048]
  The optical sensors 625, 626, 627 and 628 are provided with detection surfaces between the extending portions 613 to 616, respectively, so that the received laser beam transmitted through the outer peripheral bulge 618 can be detected. Is disposed in the housing so as to rest against the cylindrical side wall 612 having a cylindrical shape. At least one other light sensor 630 is located in the center of the printed wiring board 624, and its detection surface is directed toward the bottom surface 611 of the housing 610, so it propagates substantially parallel to this bottom surface 611. It is suitable for detecting the laser beams 631 and 632 having a larger incident inclination with respect to the surface of the bottom surface 611 than the laser beams 620 and 619 with a larger incident inclination with respect to the surface of the bottom surface 611 than the laser beams 620 and 619 to be applied. Yes.
[0049]
  In addition to individual microprocessors 629 or 96 (FIG. 7), or discriminators, individual preamplifiers 92 and integrator filters 95 are also used as separate means to obtain an alternating electrical signal from the received intermittent laser beam and In order to transmit the already identified signal to the control unit 7 via the line, it is preferably accommodated in the housing 610. For example, the coil 93 and / or the capacitor 94 can be accommodated in the printed wiring board 624 or they can be incorporated therein to form a resonant circuit as sensor means. The discriminator and / or the microprocessor can only take in extracting the signal with the expected encoding from the received laser radiation.
[0050]
  Thus, the sensor of FIGS. 8 and 9 is embodied as a disc having the diameter / thickness ratio shown in the figures. The incident laser beams 619 and 620 may reach the radiation detection surface of the optical sensor 625 from the lateral direction through the outer peripheral bulge 618. When using infrared laser radiation that is invisible to the human eye, the housing 610 can be prevented from passing normal light, such as colored light or black.
[0051]
  The embodiments of the present invention described above are to be understood as merely representative examples of such systems that can also be used for simulation purposes. However, other embodiments including the basic concept of the present invention will be readily apparent to those skilled in the art from these results.
[0052]
【The invention's effect】
  As described in detail above, the present inventionAccording to the laser identification system, a laser identification system having at least one laser device (1) for identifying at least one target device (6). System
  The laser device (1)
  (I) configured to transmit a densely focused first laser beam (11) at a predetermined carrier frequency (ft);
  (Ii) coding means (81) for coding the first laser beam (11) at a predetermined coding bit rate (fd);
  (Iii) chopper means (81) for intermittently connecting the first laser beam (11) at a predetermined first chopper frequency (fz);
  (Iv) By the above, the first laser beam (11) is coded and configured to be interrupted,
  The target device (6)
  (I) comprising first sensor means (61, 62, 63, 64, 65, 66, 67) for detecting the first laser beam (11) and converting it into an electric signal, the electric signal being the first The first sensor means (61, 62, 63, 64, 65, 66, 67) receives the first AC electric signal from the received first laser beam (11). Means for obtaining, wherein the first alternating electrical signal is input to a first preamplifier connected to the upper stage of the first discriminator;
  (Ii) based on a decision made in the first discriminator, comprising a transmission means for transmitting a response message to a reception means provided inside or outside the laser device (1), the transmission means comprising:
    (A) configured to transmit the second laser beam as a response message over a wide spatial angle;
    (B) comprising second chopper means for transmitting a second laser beam which is coded and interrupted at a predetermined second chopper frequency;
  The laser apparatus (1) further includes a second discriminator and second sensor means for obtaining a second AC electric signal from the received second laser beam, and the second AC electric signal. Is input to a second preamplifier connected to the upper stage of the second discriminator,
  Each of the laser device (1) and the target device (6) includes a microprocessor and a radio device (72, 71), and the laser device (1) performs predetermined transmission from the transmission of the first laser beam (11). If no response message is received from the target device (6) within the time Ta, the laser device (1) transmits a third laser beam encoded differently from the first laser beam (11). Thereby, the wireless device of the target device (6) transmits an acknowledgment signal that can be received by the wireless device of the laser device (1).
  Therefore, the laser identification system can perform simple and reliable data transmission between the laser device and the target device, detect the laser beam with high sensitivity, and difficult irradiation like a flat ground with shrubs. Works reliably even under conditions.
  In addition, the laser identification system can perform simple and reliable data transmission between the laser device and the target device, detect the laser beam with high sensitivity, and perform difficult irradiation like a flat ground with shrubs. Works reliably even under conditions.
  Furthermore, the laser identification system can perform simple and reliable data transmission between the laser device and the target device, detect the laser beam with high sensitivity, and difficult irradiation such as a flat ground with shrubs. Works reliably even under conditions.
[0053]

[0054]
  further,According to the present inventionAccording to the laser identification systemthe aboveIn the laser identification system,At least one of the first and second sensor means comprises a resonant circuit, which is tuned or adjusted to the chopper frequency of the received laser beam.
  Therefore, the laser identification system can perform simple and reliable data transmission between the laser device and the target device, detect the laser beam with high sensitivity, and difficult irradiation like a flat ground with shrubs. Works reliably even under conditions.
[0055]
  Also,According to the present inventionAccording to the laser identification systemthe aboveIn the laser identification systemThe amplification of at least one of the first and second preamplifiers is optimized for the corresponding chopper frequency range.
  Therefore, the laser identification system can perform simple and reliable data transmission between the laser device and the target device, detect the laser beam with high sensitivity, and difficult irradiation like a flat ground with shrubs. Works reliably even under conditions.
[0056]

[0057]
  Also,According to the present inventionAccording to the laser identification systemthe aboveIn the laser identification system,If the laser device (1) does not receive an acknowledgment signal from the target device (6) within a predetermined time Tb from the transmission of the third laser beam, the laser device (1) will itself The wireless device transmits a report of length Tc and waits for an acknowledgment signal from the target device (6) by wireless.
  Therefore, the laser identification system can perform simple and reliable data transmission between the laser device and the target device, detect the laser beam with high sensitivity, and difficult irradiation like a flat ground with shrubs. Works reliably even under conditions.
[0058]
  further,According to the present inventionAccording to the laser identification systemthe aboveIn the laser identification system,The modulated beam transmits a report in the form of a flexible protocol that is encoded as a data package between 4 bits and 200 bits in length as a function of the required information, where the coded signal is It is transmitted within 5 ms to 70 ms.
  Therefore, the laser identification system can perform simple and reliable data transmission between the laser device and the target device, detect the laser beam with high sensitivity, and difficult irradiation like a flat ground with shrubs. Works reliably even under conditions.
[0059]
  Also,According to the present inventionAccording to the laser identification systemthe aboveIn the laser identification system,The pulse width of the laser beam transmitted intermittently is between 0.1 ms and 10 ms, and the width of one information bit pulse matches the width of 3 to 50 intermittent pulses of the laser beam.
  Therefore, the laser identification system can perform simple and reliable data transmission between the laser device and the target device, detect the laser beam with high sensitivity, and difficult irradiation like a flat ground with shrubs. Works reliably even under conditions.
[0060]
  further,According to the present inventionAccording to the laser identification systemthe aboveIn the laser identification system,The laser device (1)
  Can be attached to the weapon (2),
  A laser target irradiation element (3) configured to transmit the first laser beam (11) is provided.
  Therefore, the laser device can perform simple and reliable data transmission with the target device, and operates reliably and with high sensitivity even under difficult irradiation conditions such as a flat ground with a shrub.
[0061]
  Also,According to the present inventionAccording to the laser identification systemthe aboveIn the laser identification system,The target device (6) is a portable harness device having the first sensor means (61, 62, 63, 64, 65, 66, 67), and the first sensor means (61, 62, 63, 64, 65, 66, 67) comprise tuning means for obtaining an alternating electrical signal from the received first laser beam (11).
  Therefore, the target device can perform simple and reliable data transmission with the laser device, and operates reliably and with high sensitivity even under difficult irradiation conditions such as a flat ground with a shrub.
[0062]
  further,According to the present inventionAccording to the laser identification systemthe aboveIn the laser identification system,Each of the first sensor means (61, 62, 63, 64, 65, 66, 67) includes a capsule-shaped housing (610) having a bottom surface (611) and a ring-shaped side wall (612). (610) is formed, at least in part, from a material that is transparent to the laser beam or is photoconductive, and includes an outer circumferential bulge (618) that is a collection of incident laser beams (619, 620). The optical sensor (625, 626, 627, 628) functions as an optical lens, and the detection surface for the laser beam is supported by a cylindrical ring-shaped side wall (612) inside the housing and is stationary. The laser beam located inside the housing and transmitted through the outer bulge (618) can be detected there. To.
  Therefore, the sensor detects the incident laser beam from the laser device with extremely high sensitivity, and operates reliably even under difficult irradiation conditions such as a flat ground with shrubs.
[0063]
  Also,According to the present inventionAccording to the laser identification systemthe aboveIn the laser identification system,In addition to the means for obtaining the first AC electrical signal from the received first laser beam, the first identification is such that an already identified signal is input to the control unit (7) via a line. The preamplifier and the first discriminator are placed in the housing (610).
  Therefore, the sensor detects the incident laser beam from the laser device with extremely high sensitivity, and operates reliably even under difficult irradiation conditions such as a flat ground with shrubs.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view showing a recognition system device 1 according to an embodiment of the present invention mounted on a weapon.
2 is a rear perspective view of the recognition system device 1 according to FIG.
FIG. 3 is a left front view of the recognition system device 1 according to FIG. 1;
4 is a front view on the right side of the recognition system device 1 according to FIG. 1;
FIG. 5 is a schematic diagram for explaining the operation of the harness device 6 equipped with the sensors 61 to 67 of the recognition system device 1 according to the embodiment of the present invention, particularly when the target is partially covered.
FIG. 6 is a schematic view of a preferred low voltage laser 8 used for the laser target aiming element 3 of the recognition system device 1 according to the embodiment of the present invention.
7 is a block diagram of a sensor circuit for sensors 61 to 67 of the harness device 6. FIG.
FIG. 8 shows an internal region of a capsule-type housing 610 of sensors 61 to 67;
9 is a cross-sectional view of the capsule housing 610 of the sensor along line IX-IX in FIG.
[Explanation of symbols]
1 ... recognition system device,
2 ... weapons,
3 ... Laser target aiming element,
4 ... Housing element,
5 ... Mounting rail,
6 ... Harness device,
7 ... Control unit,
8 ... Low voltage laser,
9 ... sensor circuit,
11 ... Laser beam,
12 ... shrub,
13 ... coded message,
21 ... The center of gravity line,
22 ... Aiming line,
31 ... Display window,
32 ... Optical laser device,
33 ... side lever,
41 ... luminous spot,
42 ... light emission zone,
43 ... Fixing auxiliary part for antenna,
44 ... Two coaxial connectors,
45, 46 ... operation knob,
47 ... switch,
48. Optical receiver,
49 ... LED receiver,
51, 52 ... Wide members,
53 ... Rod antenna,
54 ... Snap mounting or fixing device,
61, 62, 63, 64, 65, 66, 67 ... sensors,
68, 69 ... LED transmitter,
71, 72 ... wireless unit,
81 ... modulator,
82 ... Laser diode,
83 ... feedback diode,
84: Amplifier,
85 ... transistor,
86, 87, 88 ... resistors,
89 ... Power supply,
91 ... Detector diode,
92 ... Amplifier,
93 ... Coil,
94: Capacitor,
95: integrator filter,
96: Microprocessor,
610 ... Housing,
611 ... bottom surface,
612 ... side wall,
613, 614, 615, 616 ... extension part,
617 ... a flat plate,
618 ... Outer bulge,
619, 620 ... incident laser beam,
621, 622, 623 ... a fixed element,
624 ... printed wiring board,
625, 626, 627, 628 ... optical sensor,
629 ... a microprocessor,
630 ... Optical sensor,
631,632 ... Laser beam.

Claims

In laser identification system comprising at least one laser device (1) identifying at least one target device (6),
The laser device (1),
(I) configured to transmit a densely focused first laser beam (11) at a predetermined carrier frequency (ft);
(Ii) coding means (81) for coding the first laser beam (11) at a predetermined coding bit rate (fd);
(Iii) chopper means (81) for intermittently connecting the first laser beam (11) at a predetermined first chopper frequency (fz);
(Iv) By the above, the first laser beam (11) is coded and configured to be interrupted ,
The target device (6)
(I) comprising first sensor means (61, 62, 63, 64, 65, 66, 67) for detecting the first laser beam (11) and converting it into an electric signal, the electric signal being the first is input to the discriminator, the first sensor means (61,62,63,64,65,66,67) includes a first alternating electric signal from the received said first laser beam (11) Means for obtaining, wherein the first alternating electrical signal is input to a first preamplifier connected to the upper stage of the first discriminator;
(Ii) based on a decision made in the first discriminator, comprising a transmission means for transmitting a response message to a reception means provided inside or outside the laser device (1), the transmission means comprising:
(A) configured to transmit the second laser beam as a response message over a wide spatial angle;
(B) comprising second chopper means for transmitting a second laser beam which is coded and interrupted at a predetermined second chopper frequency;
The laser apparatus (1) further includes a second discriminator and second sensor means for obtaining a second AC electric signal from the received second laser beam, and the second AC electric signal. Is input to a second preamplifier connected to the upper stage of the second discriminator,
Each of the laser device (1) and the target device (6) includes a microprocessor and a radio device (72, 71), and the laser device (1) performs predetermined transmission from the transmission of the first laser beam (11). If no response message is received from the target device (6) within the time Ta, the laser device (1) transmits a third laser beam encoded differently from the first laser beam (11). Then, the wireless device of the target device (6) transmits an acknowledgment signal receivable by the wireless device of the laser device (1) .

At least one is provided with a resonant circuits, laser identification system according to claim 1, wherein said resonant circuit, characterized in that it is tuned or adjusted to the chopper frequency of the laser beam received in the first and second sensor means.

3. The laser identification system according to claim 1, wherein the amplification degree of at least one of the first and second preamplifiers is optimized for a corresponding chopper frequency range.

If the laser device (1) does not receive an acknowledgment signal from the target device (6) within a predetermined time Tb from the transmission of the third laser beam, the laser device (1) will itself laser identification system according to send a report of length Tc by the wireless device, one of the claims 1 to 3, characterized in that waiting for an acknowledgment signal from the radio by the target device (6).

Modulated beam as a function of the required information, and sends the formatted report of coded are flexible protocol as the length data packages between 200 bits of 4 bits, wherein the coded signal laser identification system according to one of claims 1 to 4, characterized in that it is transmitted within at 5ms to 70 ms.

The pulse width of the laser beam transmitted intermittently is between 0.1 ms and 10 ms, and the width of one information bit pulse matches the width of 3 to 50 intermittent pulses of the laser beam. laser identification system according to one of claims 1 to 4, characterized in.

Above Symbol laser device (1),
Can be attached to the weapon (2),
Laser identification system according to one of claims 1 to 6, further comprising a configured Laser target illumination device (3) to transmit the first laser beam (11).

Upper Symbol target device (6) is a portable harness device having the above first sensor means (61,62,63,64,65,66,67), said first sensor means (61, 62 , 63,64,65,66,67) is one of claims 1 to 6, further comprising a tuning means for obtaining an alternating electrical signal from the received said first laser beam (11) Laser identification system as described in 1 .

Each of the first sensor means (61, 62, 63, 64, 65, 66, 67) includes a capsule-shaped housing (610) having a bottom surface (611) and a ring-shaped side wall (612). (610) is formed, at least in part, from a material that is transparent to the laser beam or is photoconductive, and includes an outer circumferential bulge (618) that is a collection of incident laser beams (619, 620). The optical sensor (625, 626, 627, 628) functions as an optical lens, and the detection surface for the laser beam is supported by a cylindrical ring-shaped side wall (612) inside the housing and is stationary. The laser beam located inside the housing and transmitted through the outer bulge (618) can be detected there. Laser identification system according to claim 8, characterized in that.

Besides from the received said first laser beam of said means for obtaining said first alternating electric signal, as a signal which has already been identified is input to the control unit via a line (7), the first The laser identification system of claim 9, wherein the preamplifier and the first identifier are located in the housing (610) .