Claims (1)
Patentanspruch:Claim:
Störungsfreier Detektor für Kernwaffenexplosionen mit einem Empfänger für im Radiowellenfrequenzbereich
liegende elektromagnetische Impulse und mindestens einem Empfänger für Lichtimpulse
sowie einer diesen Empfängern nachgeschalteten elektronischen Detektorschaltung, die nur dann ein
elektronisches Auslösesignal abgibt, wenn die für eine Kernwaffenexplosion charakteristische zeitliche
Aufeinanderfolge von Radiowellen- und Lichtimpuls registriert wird, dadurch gekennzeichnet,
daß die Detektorschaltung eine Koinzidenzstufe (5) enthält, die bei gleichzeitigem
Auftreten des Radiowellen- und Lichtimpulses innerhalb einer Koinzidenzzeit von 3 \ts die Auslösung
eines Signals durch die Schaltung blockiert.Interference-free detector for nuclear weapon explosions with a receiver for electromagnetic pulses in the radio wave frequency range and at least one receiver for light pulses as well as an electronic detector circuit connected downstream of these receivers, which only emits an electronic trigger signal when the chronological sequence of radio wave and light pulse characteristic of a nuclear weapon explosion is registered , characterized in that the detector circuit contains a coincidence stage (5) which blocks the triggering of a signal by the circuit if the radio wave and light pulse occur simultaneously within a coincidence time of 3 \ ts.
Detektoren für Kernwaffenexplosionen spielen eine wesentliche Rolle im Rahmen des zivilen Bevölkerungsschutzes, z. B. derart, daß bei Auftreten eines Atomblitzes
sehr rasch arbeitende Verschlüsse zum Schutz des menschlichen Auges gegen Blendung und Augenbeschädigung
ausgelöst werden, die üblicherweise in Bunkerfernrohren u. dgl. eingebaut sind.Detectors for nuclear weapon explosions play an essential role in the context of civil civil protection, e. B. such that when an atomic lightning strike occurs
Very fast acting closures to protect the human eye against glare and damage to the eyes
are triggered, which are usually built into bin telescopes and the like.
Bereits 1962 wurde eine Übersicht von Meßmethoden zum Nachweis von Versuchen mit Nuklearwaffen
veröffentlicht (Techn. Rundschau, Bern, Nr. 17, 54. Jahrgang,
13. 4. 1962, S. 1 und 2, und 1967 (Priorität 1966) wurde ein Detektor der eingangs genannten Art
bekannt (deutsche Offenlegungsschrift 15 66 749). Weitere
Veröffentlichungen offenbarten die Tatsache, daß, wie in Fig. la dargestellt, jeder Nuklearexplosion
zuerst ein sehr kurzer elektromagnetischer Strahlungsimpuls mit einer positiven oder negativen Polarität und
einer Anstiegszeit von einigen ns vorausgeht. Je nach der Größe der Detonation folgt dann der sogenannte
Initialblitz nach 3 μβ bis 3 ms Zeit. Dieser jedoch ist bei
kleineren Abständen zum Auge des Beobachters von z. B. 0,3 bis 10 km mangels atmosphärischer Absorption
bei klaren Sichtverhältnissen so hell, daß die Retina des Auges irreparabel geschädigt wird. Nun sind die aus der
Literatur bekannten Detektoren durchweg derart ausgebildet, daß sie der statistischen Erfassung von
Nuklearexplosionen dienen, z. B. auch der Abschätzung des Kt- oder Mt-Betrages durch Auswertung der
Druckamplitude. Sie sind aber nicht so beschaffen, daß sie extrem vereinfacht, sofort nach Beginn des
Initialblitzes einen Auslöseimpuls für den zu betätigenden Schutzverschluß zum Schutz des menschlichen
Auges liefern. Auch erfolgt z. B. die Diskriminierung gegenüber Gewitterblitzen nur dadurch, daß solche
Blitze keine Detonationswelle im Gefolge haben. Auch bestehen die meisten Gewitterblitze aus mehreren rasch
hintereinanderfolgenden Entladungen, wobei der Abstand des ersten Blitzes zu dem nächstfolgenden Blitz
durchaus in zeitlich ähnlicher Relation liegen kann wie das Auftreten eines elektromagnetischen Impulses zu
dem nachfolgenden Lichtblitz einer Kernwaffenexplosion. As early as 1962 there was an overview of measurement methods for the detection of experiments with nuclear weapons
published (Techn. Rundschau, Bern, No. 17, 54th year,
April 13, 1962, pp. 1 and 2, and in 1967 (priority 1966) a detector of the type mentioned at the beginning was introduced
known (German Offenlegungsschrift 15 66 749). Further
Publications revealed the fact that, as shown in Fig. La, each nuclear explosion
first a very short electromagnetic radiation pulse with a positive or negative polarity and
is preceded by a rise time of a few ns. Depending on the size of the detonation, the so-called one follows
Initial flash after 3 μβ to 3 ms time. However, this is at
smaller distances to the eye of the observer of z. B. 0.3 to 10 km for lack of atmospheric absorption
so bright in clear visibility that the retina of the eye is irreparably damaged. Now they are out of the
Detectors known from the literature are consistently designed in such a way that they allow the statistical detection of
Nuclear explosions serve, e.g. B. also the estimation of the Kt or Mt amount by evaluating the
Pressure amplitude. However, they are not designed to be extremely simplified immediately after the start of the
Initial flash of a trigger pulse for the safety lock to be operated to protect the human
Deliver your eye. Also takes place z. B. the discrimination against thunderstorm lightning only by the fact that such
Lightning does not have a detonation wave in the wake. Most thunderstorm lightning also consist of several rapidly
successive discharges, the distance between the first flash and the next following flash
can be in a temporally similar relation to the occurrence of an electromagnetic pulse
the subsequent flash of light from a nuclear weapon explosion.
Bei Benutzung zum Auslösen von Augenschutzverschlüssen würde der Verschluß daher auch von
natürlichen Blitzen sowie auch von Brisanzblitzen von Detonationen kleiner Granaten usw. fehlerhafterweise
ausgelöst werden. Es sind auch Schaltungen bekannt, die die Fluoreszenz der atmosphärischen Luft als Kriterium
benutzen. Bei kleineren Kalibern von Atomwaffen im Bereich von 1 Kt oder darunter ist diese Fluoreszenz-Strahlung
jedoch sehr schwach und erfordert zur trägheitsfreien Entdeckung aufwendige elektrooptische
Mittel.When used to trigger eye protection closures, the closure would therefore also be of
natural flashes as well as explosive flashes from detonations of small grenades etc. erroneously
to be triggered. Circuits are also known which use the fluorescence of the atmospheric air as a criterion
use. In the case of smaller calibers of nuclear weapons in the range of 1 Kt or less, this is fluorescence radiation
however, very weak and requires elaborate electro-optical detection for inertia-free detection
Medium.
Die Erfindung löst die bestehende Unsicherheit dieser Detektorschaltungen in einer überraschend einfachen
Weise. Durch Messungen wurde nämlich festgestellt, ίο daß bei einem Gewitterblitz grundsätzlich die Aussendung
eines elektromagnetischen Impulses zeitlich synchron läuft mit der Aussendung des Lichtimpulses.
Zwar können beide Impulsformen vollkommen verschieden sein, wie in Fig. Ib angedeutet, jedoch
beginnen beide gleichzeitig anzusteigen. Die Ausbildung der Schaltung des erfindungsgemäßen störungsfreien
Detektors für Kernwaffenexplosionen umfaßt daher einen Empfänger für im Radiowellenfrequenzbereich
liegende elektromagnetische Impulse und mindestens einem Empfänger für Lichtimpulse sowie einer diesen
Empfängern nachgeschalteten elektronischen Detektorschaltung, die nur dann ein elektronisches Auslösesignal
abgibt, wenn die für eine Kemwaffenexplosion charakteristische zeitliche Aufeinanderfolge von Radiowellen-
i-nd Lichtimpuls registriert wird, wobei die Detektorschaltung eine Koinzidenzstufe (5) enthält, die
bei gleichzeitigem Auftreten des Radiowellen- und Lichtimpulses innerhalb einer Koinzidenzzeit von 3 μβ
die Auslösung eines Signals durch die Schaltung blockiert.The invention solves the existing uncertainty of these detector circuits in a surprisingly simple manner
Wise. Measurements have shown that ίο that, in the case of a thunderstorm, the emission
An electromagnetic pulse runs synchronously with the emission of the light pulse.
Although the two pulse shapes can be completely different, as indicated in Fig. Ib, however
both begin to rise at the same time. The formation of the circuit of the trouble-free according to the invention
A nuclear weapon explosion detector therefore includes a receiver for radio wave frequencies
lying electromagnetic pulses and at least one receiver for light pulses and one of these
Electronic detector circuit connected downstream of the receiver, which only then emits an electronic trigger signal
when the time sequence of radio wave waves that is characteristic of a nuclear weapon explosion
i-nd light pulse is registered, the detector circuit containing a coincidence stage (5) which
with the simultaneous occurrence of the radio wave and light pulse within a coincidence time of 3 μβ
the triggering of a signal by the circuit is blocked.
Die Ausbildung der Schaltung sei an einem Beispiel in
Fig.2 veranschaulicht. Eine kleine Hilfsantenne 1 nimmt den elektromagnetischen Impuls sowohl von
Blitzen wie auch von Kernwaffenexplosionen auf und leitet diesen zu einem Verstärker bzw. einer amplitudennivellierenden
Stufe 2. Desgleichen dient ein Fotosensor, z. B. eine Fotodiode 3, sowohl zur Aufnahme der
Lichtemission von Gewitterblitzen als auch der von Kernwaffenexplosionen. Der nachfolgende Verstärker
4 ist so ausgelegt, daß er nur auf den Anstieg anspricht, d. h. ein differenziertes Signal erzeugt. Die Signale der
Stufen 2 und 4 werden nun zu einer Koinzidenzstufe 5 derart geführt, daß bei zeitlichem Zusammentreffen der
Signale von 1 und 3 respektive 2 und 4 die weitere Auslösung der Schaltung blockiert ist. Nur dann, wenn
zwischen 2 und 4 keine synchronen Signale anfallen, gelangt von der Koinzidenzstufe 5 ein Signal 7a zu dem
nachfolgenden Verstärker 6, der in an sich bekannter Weise, z. B. ein Zeitprogramm mit einer Gating-Stufe,
haben kann derart, daß, wenn nach einer gewissen Zeit, z. B. einigen Millisekunden, noch kein Lichtimpuls
aufgetreten ist, die ganze Schaltung wieder in den Ausgangswert, d. h. die Ruhelage zurückkehrt. Man
kann die Stufe 6 auch so ausbilden, daß bei zeitlich hintereinander auftretendem Signal zwischen 1 und 3
oder bei Ausfall des Lichtsignales bei 3, d. h. denn Nichtstattfinden eines Gewitterblitzes, die Stufe 6 mit
der zeitlichen Torstufe geöffnet bleibt, so daß bei verspätetem Eintreffen eines Lichtimpulses 3 entsprechend
der Lichtemission einer Kernwaffenexplosion über 4 in die Signalleitung Tb das Impulssignal in 6
gegeben wird, womit feststeht, daß es sich um eine Kernwaffenexplosion wirklich handelte. Die übliche
Verstärkung zwecks Ausgabe eines Impulses, angedeutet in der Schaltstufe 8, die einen Ausgang 9 aufweist,
kann unverändert wie bisher bleiben. Um den Detektor nach der Erfindung auszuführen, benötigt man lediglich
zwei weitere integrierte Schaltungen, nämlich einenThe design of the circuit is illustrated using an example in FIG. A small auxiliary antenna 1 picks up the electromagnetic pulse from both lightning and nuclear weapon explosions and transmits it to an amplifier or an amplitude-leveling level 2. A photo sensor, e.g. B. a photodiode 3, both for receiving the light emission from thunderstorm lightning as well as from nuclear weapon explosions. The following amplifier 4 is designed so that it only responds to the rise, ie generates a differentiated signal. The signals of stages 2 and 4 are now fed to a coincidence stage 5 in such a way that if the signals from 1 and 3 or 2 and 4 coincide, further triggering of the circuit is blocked. Only when no synchronous signals occur between 2 and 4 does a signal 7a pass from the coincidence stage 5 to the subsequent amplifier 6, which is operated in a manner known per se, e.g. B. a time program with a gating level, can have such that, if after a certain time, z. B. a few milliseconds, no light pulse has occurred, the whole circuit returns to the initial value, ie the rest position returns. Step 6 can also be designed in such a way that if a signal between 1 and 3 occurs consecutively or if the light signal fails at 3, i.e. if a thunderstorm does not occur, step 6 remains open with the temporal gate step, so that if a light pulse arrives late 3, the pulse signal in FIG. 6 is given in accordance with the light emission of a nuclear weapon explosion via 4 into the signal line Tb , whereby it is established that it really was a nuclear weapon explosion. The usual amplification for the purpose of outputting a pulse, indicated in the switching stage 8, which has an output 9, can remain unchanged as before. In order to implement the detector according to the invention, only two further integrated circuits are required, namely one