DE2931818C2

DE2931818C2 - Device for detecting the direction of incidence of electromagnetic, in particular optical, radiation

Info

Publication number: DE2931818C2
Application number: DE19792931818
Authority: DE
Inventors: Arno Ing.(grad.) 2061 Kayhude Krüger
Original assignee: PRECITRONIC GESELLSCHAFT fur FEINMECHANIK und ELECTRONIC MBH 2000 HAMBURG DE
Current assignee: PRECITRONIC GESELLSCHAFT fur FEINMECHANIK und ELECTRONIC MBH 2000 HAMBURG DE
Priority date: 1979-08-06
Filing date: 1979-08-06
Publication date: 1984-07-26
Also published as: DE2931818A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erfassung der Einfallsrichtung elektromagnetischer, insbesondere optischer Strahlung, mit einer Anzahl von je einem Einfallswinkelbereich zugeordneten Sensoren und einer an dieser angeschlossenen Auswerteeinrichtung.The invention relates to a device for detecting the direction of incidence of electromagnetic, in particular optical radiation, with a number of sensors each assigned to an angle of incidence range and one at this connected evaluation device.

Eine derartige Vorrichtung ist aus der DE-AS 25 33 214 bekannt und umfaßt eine Rundumoptik, die einfallende Strahlung auf eine Ringanordnung von Detektoren umlenkt. Die an diese angeschlossene Auswerteeinrichtung arbeitet durch Vergleich der von benachbarten Detektoren erzeugten Ausgangsspannungen. Jeder Detektor muß durch eine eigene Leitung mit der Auswerteeinrichtung verbunden sein, was bei längeren Übertragungswegen auch entsprechende Verstärker mit Spannungsversorgung an den Sensoren voraussetzt. Die gesamte Anordnung ist daher kompliziert und aufwendig, und die Winkelerfassung arbeitet relativ träge. Es sind auch richtungsanzeigende Empfangseinrichtungen der eingangs genannten Art bekannt (z.B. US-PS 34 95 086, DE-OS 25 54 443), bei denen die von den einzelnen Sensoren erzeugten Signale unterschiedlich kodiert werden, um dann in der angeschlossenen Auswerteeinrichtung anhand dieser unterschiedlichen Kodierung identifiziert zu werden. Auch dies bedeutet einen erheblichen apparativen Aufbau. Die Kodierung der Ausgangssignale der Sensoren verhindert im übrigen eine Auswertung von eventuell im empfangenen Signal bereits als Kodierung enthaltener Information.Such a device is known from DE-AS 25 33 214 and comprises an all-round optical system that deflects incident radiation onto a ring array of detectors. The one connected to this Evaluation device works by comparing the output voltages generated by neighboring detectors. Each detector must be connected to the evaluation device by its own line, which is the case with longer transmission paths also appropriate amplifiers with power supply to the sensors presupposes. The entire arrangement is therefore complicated and expensive, and the angle detection works relatively sluggish. Directional receiving devices of the type mentioned are also known (E.g. US-PS 34 95 086, DE-OS 25 54 443), in which the generated by the individual sensors Signals are coded differently in order to then be used in the connected evaluation device on the basis of this different coding to be identified. This also means a considerable amount of equipment Construction. The coding of the output signals of the sensors also prevents an evaluation of possibly information already contained as coding in the received signal.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art von besonders einfachem, leicht integrierbarem und auch betriebssicherem Aufbau zu schaffen, die mit stetiger Empfangsbereitschaft die Einfallsrichtung von Strahlung genau und mit kurzer Ansprechzeit ermittelt und die Auswertung von im empfangenen Signal enthaltener Information ermöglicht. The object of the invention is to provide a device of the type mentioned at the beginning of particularly simple, to create an easily integrated and operationally reliable structure that is constantly ready to receive the Direction of incidence of radiation is determined precisely and with a short response time, and the im received signal contained information allows.

Erfindungsgemäß ist eine Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinrichtung eine Kette von Verzögerungsgliedern, zwischen denen die Ausgänge der Sensoren derart angeschlossen sind, daß ihre Ausgangssignale die Kette in beiden Richtungen durchlaufen sowie eine an die Verzögerungskette angeschlossene Einrichtung zur Zeitdifferenzbestimmung aufweist, die durch Bestimmung der Zeitdifferenzen der die Kette in der einen und anderen Richtung durchlaufenden Signale den sie erzeugenden Sensor und damit den Einfallswinkelbereich identifiziert.According to the invention a device of the type mentioned is characterized in that the Evaluation device a chain of delay elements, between which the outputs of the sensors are connected so that their output signals traverse the chain in both directions and one to the Has delay chain connected device for time difference determination, which by determination the time differences between the signals traversing the chain in one direction and the other generating sensor and thus identified the angle of incidence range.

Hierdurch wird mit einfachen Mitteln eine Einrichtung geschaffen, mit der lediglich durch Bestimmen derAs a result, a device is created with simple means with which only by determining the

von einer Vei zögerungskette erzeugten Zeitdifferenz eine eindeutige Aussage über den Einfallswinkelbereich getroffen werden kann. Die aus passiven Elementen bestehende Verzögerungskette kann unmittelbar mit den Sensoren kombiniert, z. B. auch integriert sein, und von ihr zu der die eigentliche Auswertung vornehmenden Anordnung zur Zeitdifferenzbesiimmung sind nur zwei oder, wenn mit Signalreflexion an einem Ende der Verzögerungskette gearbeitet wird, nur eine einzige Leitung erforderlich, die auch durch eine optische Übertragungsstrecke ersetzt werden kann. Abgesehen von der Verdoppelung jedes Eingangssignals zwecks Bestimmung der Zeitdifferenz wird das Signal selbst nicht verändert, kodiert od. dgl.; eine im Eingangssignal in kodierter Form enthaltene Information kann also ungehindert ausgewertet werden. Die erfindungsgemäße Einrichtung eignet sich deshalb besonders zur Erfassung von Signalen, die der Informationsübertragung dienen, insbesondere im militärischer Bereich zum Empfang und zur Richtungsbestimmung von IFF-Abfragesignalen, von Schußsimulationssignalen, zur Warnung vor Anleuchtung mit Laser-Entfernungsmessern oder Zielführungsgeräten und dergleichen.time difference generated by a Vei delay chain a clear statement about the angle of incidence range can be made. Those made of passive elements existing delay chain can be combined directly with the sensors, e.g. B. also be integrated, and from her to the arrangement for determining the time difference, which carries out the actual evaluation, are only two or, if working with signal reflection at one end of the delay chain, only a single one Cable required, which can also be replaced by an optical transmission link. Apart from that by doubling each input signal to determine the time difference, the signal itself becomes not changed, coded or the like; information contained in the input signal in coded form can therefore can be evaluated unhindered. The device according to the invention is therefore particularly suitable for Acquisition of signals that are used to transmit information, especially in the military field for Reception and direction determination of IFF interrogation signals, of shot simulation signals, to warn of illumination with laser rangefinders or Route guidance devices and the like.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann mit einfachsten, im wesentlichen auch handelsüblichen Komponenten billig hergestellt und auf engstem Raum untergebracht werden. Es können in Reihe nebeneinander auf einem Chip angeordnete Halbleiterdioden, die im Handel erhältlich sind, als Sensorelemente verwendet werden, und die die Verzögerungskette bildenden Verzögerungselemente können ebenfalls linear nebeneinander auf einem Chip angeordnet sein, z. B. auf demselben Chip wie die Sensoren oder auf einem mit diesem durch eine Steckverbindung verbindbaren Chip. Die Zuordnung je eines Einfallswinkelbereichs zu den einzelnen Sensoren kann entweder durch eine Optik, in deren Brennebene die Sensoren angeordnet sind, oder noch einfacher, durch eine Loch- oder Schlitzblende erfolgen. Mit einer linearen Anordnung von z. B. 45 Sensoren läßt sich z. B. ein Azimutwinkelbereich von 90° erfassen, wobei jedem Sensor ein Winkelbereich von 2° zugeordnet ist. Durch rechtwinkliges Aneinanderfügen von 2 oder 4 derartigen Anordnungen kann ein Azimutwinkelbereich von 180 bzw. 360° erfaßt werden.The device according to the invention can be made with the simplest, essentially also commercially available components can be manufactured cheaply and housed in a confined space. It can be placed side by side in a row Semiconductor diodes arranged on a chip, which are commercially available, are used as sensor elements and the delay elements forming the delay chain can also be linear next to one another be arranged on a chip, e.g. B. on the same chip as the sensors or on one with this chip which can be connected by a plug connection. The assignment of an angle of incidence range to the individual sensors can either by optics, in whose focal plane the sensors are arranged, or even easier, through a perforated or slit screen. With a linear arrangement of e.g. B. 45 Sensors can be z. B. detect an azimuth angle range of 90 °, each sensor having an angle range of 2 ° is assigned. By joining 2 or 4 such arrangements at right angles, a Azimuth angle range of 180 or 360 ° can be detected.

Man kann die gesamte Anordnung, die als kompakte und robuste Einheit ausgebildet sein kann, z. B. pendelfähig und sich selbst ins Lot stellend an einer z. B. auch als Astabweiser an einem Panzerfahrzeug ausgebildeten Stütze aufhängen. Die Signalübertragung von dieser Empfangseinheit zu einem z. B. im Panzerfahrzeug angeordneten Gerät zur Anzeige und/oder weiteren Signalauswertung kann durch eine einzige Leitung oder auch durch eine optische Signalübertragungsstrecke erfolgen.You can use the entire arrangement, which can be designed as a compact and robust unit, for. B. pendulum and self-aligning at a z. B. also as a branch deflector on an armored vehicle hang up trained support. The signal transmission from this receiving unit to a z. B. in armored vehicles arranged device for display and / or further signal evaluation can be through a single Line or take place through an optical signal transmission path.

Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der Zeichnungen näher erläutert.Embodiments of the invention are explained in more detail with reference to the drawings.

F i g. 1 zeigt das Blockschaltbild einer ersten Ausführungsform der Erfindung;F i g. 1 shows the block diagram of a first embodiment of the invention;

F i g. 2 zeigt das Blockschaltbild einer anderen Ausführungsform der Erfindung;F i g. Figure 2 shows the block diagram of another embodiment of the invention;

F i g. 3 zeigt eine Darstellung von Signalzuständen zu verschiedenen Zeitpunkten zur Erläuterung der Funktionsweise der Ausführungsform nach F i g. 2;F i g. 3 shows a representation of signal states at different points in time to explain the mode of operation the embodiment according to FIG. 2;

F i g. 4 zeigt im Schnitt schematisch vereinfacht den mechanischen Aufbau der Einrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;F i g. FIG. 4 shows, in a schematically simplified section, the mechanical structure of the device according to FIG Embodiment of the invention;

F i g. 5 zeigt einen Schnitt nach der Linie V-V von Fig. 4;F i g. Figure 5 shows a section along the line V-V of Figure 4;

Fig. 6 zeigt schematisch den Aufbau einer anderen Ausführungsform der Erfindung;Fig. 6 schematically shows the construction of another embodiment of the invention;

F i g. 7 zeigt eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung.F i g. 7 shows a further embodiment of the device according to the invention.

Gemäß F i g. 1 sind eine Vielzahl von Sensoren 10 in einer Reihe nebeneinander in der Brennebene einer nur schematisch dargestellten Optik 12 derart angeordnet, daß unter unterschiedlichem Einfallswinkel einfallende Strahlung von der Optik 12 auf unterschiedliche Sensoren 10 fokussiert wird, jedem Sensor 10 also ein bestimmter Einfallswinkelbereich zugeordnet isi. Die Sensoren können z. B. aus lichtempfindlichen Halbleiterdioden, Avalanchedioden od. dgl. mit der jeweils zu empfangenden Strahlung angepaßter spektraler Empfindlichkeit bestehen. Zwischen die Ausgänge der Sensoren 10 sind Verzögerungselernente 14 geschaltet, die eine Verzögerungskette bilden. Jedes Verzögerungselement kann im Prinzip aus einer Induktivität und einer dazu im Nebenschluß geschalteten Kapazität bestehen wie bei 14' angedeutet. Die beiden Enden der von den Verzögerungselementen 14 gebildeten Verzögerungskette sind über je einen Verstärker 16 an eine Auswerteeinrichti'ng angeschlossen, die eine vorzugsweise digitalarbeitende Schaltung 18 zur Bestimmung der maximalen Signalamplitude, eine Schaltung 20 zur Zeitdifferenzbestimmung und eine Einrichtung 22 zur Umrechnung der Zeitdifferenz in einen entsprechenden Winkelwert und gegebenenfalls zur Anzeige dieses Winkelwertes aufweist. Daran schließt sich ein Speicher 23 an, in welchem der Winkelwert bzw. auch mehrere verschiedene Winkelwerte von aus verschiedenen Richtungen eingehenden Signalen, gespeichert werden. Der Winkelwert kann in einem Anzeigegerät 25 angezeigt werden und/oder zur Steuerung der Ausrichtung eines Antwortgebers 27 dienen, wobei das Aussenden der Antwort selbstverständlich auch vom Ergebnis der (nicht dargestellten) Dekodierung und Auswertung der im Signal enthaltenen Information abhängig sein wird.According to FIG. 1 are a plurality of sensors 10 in a row next to each other in the focal plane of only one optics 12 shown schematically arranged in such a way that incident at different angles of incidence Radiation from the optics 12 is focused on different sensors 10, each sensor 10 so one assigned to a certain angle of incidence range isi. The sensors can e.g. B. from photosensitive semiconductor diodes, Avalanche diodes or the like with spectral adapted to the radiation to be received Sensitivity exist. Delay elements 14 are connected between the outputs of the sensors 10, which form a delay chain. Each delay element can in principle consist of an inductor and a shunted capacitance exist as indicated at 14 '. The two ends of the Delay chains formed by the delay elements 14 are each connected to an amplifier 16 via an amplifier 16 Auswerteinrichti'ng connected, the one preferably digital working circuit 18 for determining the maximum signal amplitude, a circuit 20 for Time difference determination and a device 22 for converting the time difference into a corresponding one Has angular value and possibly to display this angular value. This is followed by a memory 23, in which the angle value or also several different angle values from different Directions of incoming signals. The angle value can be displayed in a display device 25 are displayed and / or are used to control the alignment of a responder 27, the Sending out the response of course also from the result of the (not shown) decoding and Evaluation of the information contained in the signal will be dependent.

Die Einrichtung arbeitet wie folgt: Wird je nach dem Einfallswinkel der Strahlung einer der Sensoren 10 von einem Strahlungsimpuls getroffen, so erzeugt er ein impulsartiges Ausgangssignal, welches in die von den Verzögerungselementen 14 gebildete Verzögerungskette eingespeist wird und diese nach beiden Richtungen durchläuft. Die an den beiden Enden der Verzögerungskette ankommenden Signale haben je nach der Anzahl der von ihnen durchlaufenden Verzögerungselemente 14 eine Zeitdifferenz, deren Größe für den jeweiligen Sensor, der das Signal erzeugt hat, charakteristisch ist. Die Zeitdifferenz wird somit für einen in der Mitte der Verzögerungskette angeschlossenen Sensor sehr klein bzw. Null sein und für die an die Enden der Verzögerungskette angeschlossenen Sensoren den größten positiven oder negativen Wert haben. Diese Zeitdifferenz zwischen den Signalen, und zwar genauer gesagt zwischen den in der Elektronik 18 bestimmten maximalen Amplituden der Signale, wird in der Zeitdifferenz-Bestimmungseinrichtung 20 ermittelt und in der nachgeschalteten Einrichtung 22 in den Einfallswinkel φ umgerechnet, wobei diese Umrechnung selbstverständlich die durch die geometrische Anordnung der Optik 12 und der Sensoren 10 gegebene Beziehung zwischen den Einfallswinkelbereichen und den Einzelsensoren 10 zugrunde gelegt werden muß.The device works as follows: If, depending on the angle of incidence of the radiation, one of the sensors 10 is hit by a radiation pulse, it generates a pulse-like output signal which is fed into the delay chain formed by the delay elements 14 and traverses it in both directions. The signals arriving at the two ends of the delay chain have, depending on the number of delay elements 14 passing through them, a time difference, the size of which is characteristic of the respective sensor that generated the signal. The time difference will therefore be very small or zero for a sensor connected in the middle of the delay chain and have the largest positive or negative value for the sensors connected to the ends of the delay chain. This time difference between the signals, more precisely between the maximum amplitudes of the signals determined in the electronics 18, is determined in the time difference determination device 20 and converted into the angle of incidence φ in the downstream device 22 Arrangement of the optics 12 and the sensors 10 given relationship between the angle of incidence ranges and the individual sensors 10 must be taken as a basis.

Eine andere Ausführungsform zeigt F i g. 2. Es sind wiederum hinter einer lediglich schematisch aneedeute-Another embodiment is shown in FIG. 2. There are again behind a merely schematically indicated

ten Optik 12 eine Vielzahl von Sensoren 10 in Reihe angeordnet, so daß jedem Sensor 10 ein Einfallswinkelbereich zugeordnet ist. Die Sensoren 10 können in integrierter Weise auf einem slrichpunktiert angedeuteten Chip 24 angeordnet sein. Ebenfalls in integrierter Weise auf einem Chip 26 sind die Verzögerungselemente 14 angeordnet, wobei die beiden Chips 24 und 26 durch entsprechende Steckverbindungen 28 miteinander verbunden sein können, um die Ankopplung der Ausgänge der Sensoren 10 an die Verbindungspunkte zwischen den Verzögerungselementen 14 zu bewirken. Das eine Ende 30 der von den Verzögerungselementen 14 gebildeten Verzögerungskette ist als offene Stichleitung signalreflektierend ausgebildet, und nur das andere Ende der Verzögerungskette ist über einen Abschlußwiderstand 30 und einen Verstärker 16 an die Auswerteeinrichtung angeschlossen, die wie bei der Ausführungsform nach Fig. 1 eine Elektronik 18 zur vorzugsweise digitalen Bestimmung der maximalen Signalamplitude, eine Einrichtung 20 zur Zeitdifferenzbestimmung und eine Einrichtung 22 zur Umrechnung der Zeitdifferenz in einen Winkelbetrag aufweist. Daran kann eine Anzeigeeinrichtung 32 zur Anzeige des Einfallswinkels angeschlossen sein.th optics 12 a plurality of sensors 10 arranged in series, so that each sensor 10 has a range of angles of incidence assigned. The sensors 10 can be indicated in an integrated manner on a dash-dotted line Chip 24 be arranged. The delay elements are also integrated on a chip 26 14, the two chips 24 and 26 being connected to one another by means of corresponding plug connections 28 can be connected to the coupling of the outputs of the sensors 10 to the connection points between the delay elements 14 to effect. One end 30 of the delay elements 14 formed delay chain is designed as an open stub signal reflecting, and only the other The end of the delay chain is via a terminating resistor 30 and an amplifier 16 to the Evaluation device connected, which as in the embodiment of FIG. 1, an electronics 18 for preferably digital determination of the maximum signal amplitude, a device 20 for determining the time difference and a device 22 for converting the time difference into an angular amount. To it A display device 32 for displaying the angle of incidence can be connected.

Die Funktionsweise dieser Einrichtung ist durch F i g. 3 erläutert, die die Fortpflanzung eines von einem Sensorelement 10 in die Verzögerungskette eingespeisten Signals längs der Länge 1 der Verzögerungskette zu drei verschiedenen Zeitpunkten a, b, c darstellt. Den Zeitpunkt a ist das Ausgangssignal 34 von einem beliebigen Sensorelement 10 gerade an den zugeordneten Ankopplungspunkt in die Verzögerungskette eingespeist worden und beginnt, sich in beiden Richtungen längs der Verzögerungskette fortzupflanzen. Im Zeitpunkt b hat sich das Signal 34 in ein Signal 34', das eine bestimmte Strecke nach rechts gev/andert ist, und ein Signal 34", das nach links bis kurz vor das Ende 30 der Verzögerungskette gewandert ist, aufgeteilt. Im Zeitpunkt eist das Signal 34' weiter nach rechts gewandert, während das Signal 34" am offenen Ende der Verzögerungskette reflektiert worden ist und nun ebenfalls nach rechts läuft. Die beiden Signale werden somit am Verstärker 16 und der nachgeschalteten Auswerteeinrichtung mit einer Zeitdifferenz eintreffen, die wiederum charakteristisch für den jeweiligen Sensor ist. Die Zeitdifferenz ist am geringsten bzw. gleich Null für den am äußersten linken Ende an die Verzögerungskette angekoppelten Sensor, und sie hat ihren maximalen Wert, nämlich das doppelte der Gesamtverzögerungszeit der Verzögerungskette, für den am äußersten rechten Ende der Verzögerungskette angekoppelten Sensor 10.The mode of operation of this device is illustrated in FIG. 3, which shows the propagation of a signal fed into the delay chain by a sensor element 10 along the length 1 of the delay chain at three different times a, b, c . At the point in time a , the output signal 34 has just been fed from any sensor element 10 to the associated coupling point in the delay chain and begins to propagate in both directions along the delay chain. At time b , the signal 34 has been divided into a signal 34 ', which has changed / changed a certain distance to the right, and a signal 34 ", which has moved to the left until shortly before the end 30 of the delay chain the signal 34 'has migrated further to the right, while the signal 34 "has been reflected at the open end of the delay chain and now also travels to the right. The two signals will thus arrive at the amplifier 16 and the downstream evaluation device with a time difference which, in turn, is characteristic of the respective sensor. The time difference is the smallest or equal to zero for the sensor coupled to the extreme left end of the delay chain, and it has its maximum value, namely twice the total delay time of the delay chain, for the sensor 10 coupled to the extreme right end of the delay chain.

Bei der Ausführungsform nach F i g. 2 ist es im übrigen möglich, die Bestimmung des Einfallswinkels genauer vorzunehmen, als dies der Anzahl von vorhandenen Sensoren 10 entspricht, d.h. es ist gewissermaßen eine Interpolation zwischen den einzelnen Sensoren 10 möglich. Ein Strahlungsimpuls, dessen Einfallswinkel zwischen den zwei benachbarten Sensoren zugeordneten Winkeln liegt wird beide benachbarte Sensoren treffen, so daß beide ein Ausgangssignal abgeben, und diese Ausgangsimpulse werden, da sie im Abstand von einem Verzögerungselement 14 in die Verzögerungskette eingespeist werden, ein Doppelsignal der in Fig.3 angedeuteten Form ergeben. Wird mit der Einrichtung 20 die Zeitdifferenz Δ t bezüglich der mit der Einrichtung 18 ermittelten maximalen Amplitude des Signals ermittelt so erhält man die Zeitdifferenz der Δι 1. Ein exakteres Maß für den Einfallswinkel von Strahlung, die von mehr als einem Sensor empfangen wird, ist aber die Zeitdifferenz der At 2, die bezüglich des Signalschwerpunktes ermittelt wird. Bei der Einrichtung nach F i g. 2 ist deshalb zusätzlich noch eine Elektronik 37 zur integralen Schwerpunktsbestimmung von Signalimpulsgruppen vorgesehen, so daß die Zeitdifferenzbestimmungseinrichtung 20 wahlweise die Zeitdifferenz Δ ι 1 oder Δ12 oder beide bestimmen kann.In the embodiment according to FIG. 2 it is also possible to determine the angle of incidence more precisely than corresponds to the number of sensors 10 present, that is to say an interpolation between the individual sensors 10 is possible, as it were. A radiation pulse whose angle of incidence lies between the angles assigned to the two adjacent sensors will strike both adjacent sensors, so that both of them emit an output signal, and these output pulses, since they are fed into the delay chain at a distance from a delay element 14, will be a double signal of the type shown in FIG .3 indicated shape. If the time difference Δt is determined with the device 20 with respect to the maximum amplitude of the signal determined with the device 18, the time difference Δι 1 is obtained the time difference of At 2, which is determined with respect to the signal center of gravity. When setting up according to F i g. 2, electronics 37 are therefore additionally provided for the integral determination of the center of gravity of signal pulse groups, so that the time difference determination device 20 can optionally determine the time difference Δ 1 or Δ1 2 or both.

Die erfindungsgemäße Einrichtung setzt voraus, daß jedem Sensor 10 ein bestimmter Einfallswinkelbereich der zu empfangenden Strahlung eindeutig zugeordnet ist. Dies kann auf besonders einfache Weise gemäß der Ausführungsform nach F i g. 4 dadurch geschehen, daß den in Reihe nebeneinander angeordneten Sensoren 10 eine Loch- oder Schlitzblende 36 vorgeschaltet ist, so daß Strahlung, die unter einen bestimmten Einfallswinkel ψ durch das Loch oder den Schlitz hindurchtritt, jeweils nur einen bestimmten Sensor 10 treffen kann. Jedem Sensor 10 ist somit ein bestimmter Winkelbereich Δφ eindeutig zugeordnet. Falls alle Sensoren 10 in gleichen Abständen angeordnet sind, sind allerdings diese Winkelbereiche Δφ nicht gleich, sondern werden von der Mitte der Reihenanordnung von Sensoren 10 zu deren Enden hin größer entsprechend der Funktion tan φ. Will man eine lineare Beziehung zwischen dem Einfallswinkel ψ und den Sensoren 10 herstellen, so kann man dies entweder auf geometrischem Wege erreichen, indem man z. B. die Sensoren 10 auf einem zur Lochblende 36 konzentrischen Bogen anordnet oder sie so anordnet, daß die Abstände zwischen den Sensoren 10 von der Mitte der Sensorreihe nach beiden Seiten hin größer werden entsprechend der Funktion tan φ. Man kann aber die Anordnung nach Fig.4 mit gleichen Abständen zwischen den Sensoren auch beibehalten und die nichtlineare Beziehung zwischen dem Einfallswinkel φ und den einzelnen Sensoren bei der in der Umrechnungselektronik 22 (Fig. 1 und 2) vorzunehmenden Umrechnung elektronisch berücksichtigen. Dies hat den Vorteil, daß man Sensoren 10 in gleichen Abständen in integrierter oder Hybridbauweise auf einem Chip 24 unterbringen kann, wobei die Abstände zwischen den Sensoren 10 den Abständen zwischen den Verzögerungselementen 14 auf einem anzukoppelnden Chip 26 angepaßt werden können. Derartige Chips mit Verzögerungsleitungen sind im Handel als Verzögerungsleitungen erhältlich.The device according to the invention assumes that a certain angle of incidence range of the radiation to be received is uniquely assigned to each sensor 10. This can be done in a particularly simple manner according to the embodiment according to FIG. 4 happen in that the sensors 10 arranged in series are preceded by a perforated or slit diaphragm 36, so that radiation which passes through the hole or the slot at a certain angle of incidence ψ can only strike a certain sensor 10 at a time. A specific angular range Δφ is thus clearly assigned to each sensor 10. If all sensors 10 are arranged at the same spacing, however, these angular ranges Δφ are not the same, but become larger from the center of the row arrangement of sensors 10 towards their ends in accordance with the function tan φ. If you want to establish a linear relationship between the angle of incidence ψ and the sensors 10, you can either achieve this geometrically by z. B. arranges the sensors 10 on an arc concentric to the aperture plate 36 or arranges them so that the distances between the sensors 10 from the center of the sensor row to both sides are larger according to the function tan φ. However, the arrangement according to FIG. 4 can also be retained with the same spacing between the sensors and the non-linear relationship between the angle of incidence φ and the individual sensors can be electronically taken into account in the conversion to be carried out in the conversion electronics 22 (FIGS. 1 and 2). This has the advantage that sensors 10 can be accommodated at equal intervals in an integrated or hybrid construction on a chip 24, the distances between the sensors 10 being able to be adapted to the distances between the delay elements 14 on a chip 26 to be coupled. Such delay line chips are commercially available as delay lines.

Wie F i g. 5 zeigt, kann man die Lichteintrittsflächen der Sensoren 10 derart in Richtung der Aneinanderreihung geneigt und einander überlappend ausbilden, daß zwischen den einzelnen Sensoren keine »toten« Bereiche vorhanden sind Die den einzelnen Sensoren zugeordneten Einfallswinkelbereiche grenzen also lükkenlos und sogar mit gegenseitiger Überlappung aneinander.Like F i g. 5 shows, the light entry surfaces of the sensors 10 can be aligned in this way inclined and overlapping each other so that there are no "dead" sensors between the individual sensors. Areas are available The angle of incidence areas assigned to the individual sensors therefore border seamlessly and even with mutual overlap on each other.

Statt der einfachen Loch- oder Schlitzblende 36 kann man selbstverständlich auch eine Optik verwenden, z. B. eine zylindrische Meniskusoptik, wie dies bei der Ausführungsform nach F i g. 6 gezeigt ist Hier ist durch die Meniskuslinsen 38 eine Optik angedeutet die einfallende optische Strahlung auf eine Reihenanordnung von Sensoren 10 bündelt derart, daß jedem Einfallswinkel ein bestimmter Sensor 10 zugeordnet ist Bei einer Gesamtzahl von 45 solcher Sensoren 10 kann z. B. ein Gesamtwinkelbereich von 90° erfaßt werden mit einer Winkelauflösung von 2". Im rechten Winkel dazu kann eine weitere Anordnung von Meniskuslinsen 38' und Sensoren 10' angeordnet sein, so daß insgesamtInstead of the simple perforated or slotted diaphragm 36, it is of course also possible to use optics, e.g. B. a cylindrical meniscus optics, as in the embodiment of FIG. 6 is shown. Here, the meniscus lenses 38 indicate an optical system that bundles the incident optical radiation onto a row arrangement of sensors 10 in such a way that a specific sensor 10 is assigned to each angle of incidence. B. a total angular range of 90 ° can be detected with an angular resolution of 2 ". At right angles to this, a further arrangement of meniscus lenses 38 'and sensors 10' can be arranged so that overall

ein Azimutwinkelbereich von 180° erfaßt wird. An die Sensoren sind, wie vorstehend beschrieben, die Verzögerungselemente 14 und daran (nicht dargestellte) Auswerteelektronik angeschlossen. Das ganze Gerät kann in der dargestellten, im Grundriß dreieckigen Konfiguration aufgebaut werden und z. B. an der Vorder- und Rückseite eines Panzerfahrzeuges angebracht werden, um sowohl nach vorne als auch nach hinten jeweils einen 180° Azimutwinkelbereich ständig erfassen zu können. Selbstverständlich können zwei solche dreieckförmige Einheiten auch, wie gestrichelt angedeutet, unmittelbar aneinandergefügt werden, so daß man eine Rundum-Empfangsanordnung mit 360° Azimutwinkelbereich erhält.an azimuth angle range of 180 ° is detected. As described above, the sensors are connected to the delay elements 14 and connected to it (not shown) evaluation electronics. The whole device can be constructed in the illustrated, triangular configuration in plan and z. B. at the Front and rear of an armored vehicle can be attached to both front and rear to be able to continuously capture a 180 ° azimuth angle range at the rear. Of course, two can such triangular units, as indicated by dashed lines, are also joined directly to one another, so that one obtains an all-round receiving arrangement with a 360 ° azimuth angle range.

Eine für Fahrzeuge, insbesondere im militärischen !5 Bereich besonders geeignete Anordnung einer derartigen Rundum-Empfangseinrichtung zeigt Fig. 7. Die Einrichtung 40, deren optische Eintrittsfenster 38 angedeutet sind, ist z. B. mittels Kardangelenk pendelfähig und gedämpft an einer Stütze 42 aufgehängt, die als Astabweiser ausgebildet ist, um die Einrichtung 40 bei Fahren durch das Gelände vor Stoßen durch Äste od. dgl. Hindernisse zu schützen. Die Stütze 42 ist wiederum befestigt an einem Kasten 44, der zur Unterbringung der gesamten Auswerteelektronik dienen kann. Die Übertragung der Ausgangssignale von der Einrichtung 40 zu der im Kasten 44 untergebrachten Auswerteelektronik kann entweder über ein Kabel oder aber, wie dargestellt, über eine optische Übertragungsstrecke erfolgen, die aus einer an der Unterseite der Einrichtung 40 angeordneten, impulskodiert ansteuerbaren Leuchtdiode 46 und einem lichtempfindlichen Sensor 48 an dem Kasten 44 bestehen kann.An arrangement of this type which is particularly suitable for vehicles, particularly in the military sector All-round receiving device is shown in FIG. 7. The device 40, its optical entry window 38 are indicated, z. B. suspended by means of a universal joint pendulum and damped on a support 42, which as Branch deflector is designed to prevent the device 40 from being pushed through branches when driving through the terrain or the like. To protect obstacles. The support 42 is in turn attached to a box 44, which for Can serve to accommodate the entire evaluation electronics. The transmission of the output signals from the device 40 to the evaluation electronics housed in the box 44 can either be via a cable or but, as shown, take place via an optical transmission link that consists of one at the bottom of the Device 40 arranged, pulse-coded controllable light-emitting diode 46 and a light-sensitive Sensor 48 on the box 44 may exist.

Wie bereits erwähnt, ist die erfindungsgemäße Einrichtung besonders geeignet zur Anwendung im militärischen Bereich, da sie mit besonders einfachen Mitteln und schneller Ansprechzeit eine Ermittlung des Einfallswinkels von einfallender Strahlung, insbesondere Laserstrahlung, ermöglicht. Ein etwaiger Informationsgehalt des empfangenen Signals geht durch die Winkelauswertung nicht verloren, sondern kann in weiteren angeschlossenen Auswertestufen durch Dekodierung ausgewertet werden. Die erfindungsgemäße Einrichtung kann deshalb besonders als einfallswinkelempfindlicher Empfänger für Freund-Feind-Abfrage (IFF), für Schußsimulationssignale, aber auch als Warngerät zur Warnung vor Laserstrahlung von feindlichen Entfernungsmessern, Zielführungsgeräten od. dgl. dienen, wobei die eingehenden Signale nach Winkelauswertung und Verstärkung zur Ausrichtung eines Antwortgebers benutzt werden können.As already mentioned, the device according to the invention is particularly suitable for use in military area, as it enables a determination of the The angle of incidence of incident radiation, in particular laser radiation, enables. Any informational content of the received signal is not lost by the angle evaluation, but can be used in further connected evaluation stages can be evaluated by decoding. The inventive The device can therefore be used especially as a receiver that is sensitive to the angle of incidence for friend-foe interrogation (IFF), for shot simulation signals, but also as a warning device to warn of laser radiation from Enemy rangefinders, route guidance devices or the like. Serve, the incoming signals after Angle evaluation and amplification can be used to align a responder.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Device for detecting the direction of incidence of electromagnetic, in particular optical radiation, with a number of sensors each assigned to an angle of incidence range and one on this connected evaluation device, thereby characterized in that the evaluation device is a chain of delay elements (14), between which the outputs of the sensors (10) are connected in such a way that their output signals run through the chain in both directions as well as one connected to the delay chain Means (18,20,22) for determining the time difference, which by determining the time difference the signals passing through the chain in one direction or the other, the sensor generating it and thus identified the range of angles of incidence.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the device (18, 20, 22) for Time difference determination has two inputs connected to the ends of the delay chain (Fig. 1).

3. Apparatus according to claim 1, characterized in that the device for determining the time difference (18, 20, 22) has an input connected to one end of the delay chain and the other end (30) of the delay chain is designed to be signal-reflecting (FIG. 2).

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the radiation entrance surfaces of the sensors (10) are arranged in series next to one another and give them one of each position of the Row is connected upstream of a device (12, 38) which assigns a certain angle of incidence range.

5. Apparatus according to claim 4, characterized in that the device has a slit diaphragm (36) is.

6. Apparatus according to claim 4, characterized in that the device (12) is cylindrical Optics is.

7. Apparatus according to claim 4, characterized in that that the sensors (10) are semiconductor diodes which are arranged linearly on a chip (24).

8. Apparatus according to claim 7, characterized in that the forming the delay chain Delay elements (14) are also arranged linearly on a chip (26) which is attached to the chip (24) of the semiconductor diodes can be plugged in with a corresponding number of plug connections.

9. Apparatus according to claim 4, characterized in that that the radiation entry surfaces of the sensors in the direction of their side by side are inclined and overlapping (Fig. 5).

10. The device according to claim 4, characterized in that a series arrangement of Sensors (10) cover an angular range of 90 ° and two or four such row arrangements (10, 10 ') for the detection of a 180 ° or 360 ° azimuth angle range placed next to one another at right angles are.

11. The device according to claim 10, characterized characterized in that the entire arrangement of sensors (10) pendulum and itself in plumb is hung up.

12. The device according to claim 11, characterized

characterized in that the one indicating the angle of incidence Output signal of the evaluation device optically to a device for display and / or further signal evaluation can be contributed.

13. The device according to claim 1, characterized in that the device (18, 20, 22) for Time difference determination a preferably digital device (37) for determining the maximum Signal amplitude and / or to determine the signal center of gravity is connected upstream, and that the Time difference between the maximum amplitudes of the signals and / or between their centers of gravity is determined.