Patente de uma Arma Laser contra Munições Biológicas e Guerra Química
Autor: Ditador Nicastro | Publicado: 2012-05-25T13:16:00-03:00





Fonte: United States Patent and Trademark Office http://patft.uspto.gov/netacgi/nph-Parser?Sect1=PTO2&amp;Sect2=HITOFF&amp;u=%2Fnetahtml%2FPTO%2Fsearch-adv.htm&amp;r=10&amp;p=1&amp;f=G&amp;l=50&amp;d=PTXT&amp;S1=4%2C686%2C605&amp;OS=4%2C686%2C605&amp;RS=4%2C686%2C605




 

  
United
  States Patent 

  
5,747,720

 

  
Schnurr
  , &nbsp; et al. 

  
May 5, 1998 

 











 

  
Patente dos Estados Unidos 

  
5,747,720

 

  
Schnurr, et al.

  
5 De Maio de 1998 

 











Sistema de armas laser tático para manipulação de munições 

Resumo

Um sistema de arma laser e
método são fornecidos para a detecção e destruição de um grande número de munições
de destino com uma pluralidade de forma independente de feixes direccionais de
laser e é especialmente adaptado para se defender contra várias munições
biológicas e guerra química. O sistema inclui um gerador de laser para gerar
energia de laser e um espelho segmentado tendo uma matriz de segmentos de espelhos
controláveis para dividir a energia do laser em uma pluralidade de feixes de
laser "orientável". A baixa energia dividida nos feixes de laser são
direcionadas através de um amplificador para alcançar feixes de laser de alta
energia que estão de saída em uma matriz ventilada dentro de uma zona de
escudo. Um detector detecta a presença de munições. Um laser de iluminador
varre continuamente a zona de escudo e um receptor recebe reflexões de munições
que cair dentro da zona de escudo. A posição relativa das munições detectadas dentro
da zona de protecção são comparados com a posição dos feixes de laser e sinais
de controle são determinados, a fim de orientar os feixes de laser para
envolver as munições detectadas dentro da zona de escudo e tentam destruir as
munições engajadas. 










 

  
Inventores: 

  
Schnurr; Alvin D. (Los Angeles, CA), Clendening, Jr.; Charles W. (Los Angeles,
  CA), Shwartz; Josef (Los Angeles, CA), Moyer; Richard H.
  (Rolling Hills Estates, CA)

 

  
Cessionário:

  
TRW Inc. (Redondo Beach, CA)

 

  
Appl. n. º: 

  
08/485,550

 

  
Arquivado: 

  
1 De Junho de 1995

 











 

  
Classe atual dos EUA:

  
89/1.11 ; 250/347

 

  
Classe internacional atual: 

  
F41H 13/00 (20060101); G01S
  17/42 (20060101); G01S 17/00 (20060101); G01S 17/02 (20060101); G01S 17/88
  (20060101); B64O (04/01/00)

 

  
Campo de pesquisa: 

  
89/1.11,41.06 250/347,203.6 

 











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References Cited [Referenced
By]











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Documents

 

  
  
  
 

  
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4765244

  
August 1988

  
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May 1990

  
Remo

 

  
5013151

  
May 1991

  
Hughes

 

  
5041834

  
August 1991

  
Koert

 

  
5050476

  
September 1991

  
McKnight et al.

 

  
5185815

  
February 1993

  
Brandstetter

 

  
5198607

  
March 1993

  
Livingston et al.

 

  
5269288

  
December 1993

  
Stirbl et al.

 

  
  
  
 


Examinador principal: Eldred; J. Woodrow 
Advogado, agente ou empresa: Yatsko; Michael S. 



















Reclamações












O que é reivindicado é:

1. Um laser arma sistema operacional, para detectar e envolver uma
pluralidade de movimentação de objetos que podem representar ameaças
potenciais, disse sistema que inclua: 

significa para detectar a presença de uma pluralidade de objetos em
movimento disse; 

meios para a seleção de uma zona de escudo que abrange um número
limitado de referida pluralidade de objetos, zona de escudo disse que abrange
apenas uma parte de uma potencial zona de cobertura do sistema; 

significa para a detecção de um local relativo de objetos individuais no
zona referida escudo selecionado; 

Laser fonte meios para a produção de uma pluralidade de feixes de laser
de alta energia que são simultaneamente operável para envolver um grupo de
referida pluralidade de objetos disse, disseram pluralidade de laser de alta
energia traves sendo implantado a partir de substancialmente um local comum,
cada uma das referidas laser vigas sendo controladas de forma independente
dentro de uma região determinada da zona referida escudo e disse feixes de
laser engajar os diferentes objetos referida zona de dito escudo selecionado; e


controlo de feixe, para controlar de forma independente cada uma das
referidas pluralidade de feixes de laser para que aqueles individuais de laser
disse vigas se envolve e tenta danificar ou destruir aqueles individuais dessas
metas dentro zona de escudo disse. 

2. O sistema conforme definido na reivindicação 1, onde disse meio de
fonte de laser compreende: 

uma fonte de laser para gerar energia de laser; e 

um espelho segmentado opticamente acoplado à fonte de laser, disse
segmentado espelho tendo uma matriz de segmentos de espelho para divisória
energia laser disse em uma pluralidade de feixes de laser, cada segmento sendo
independentemente controlados assim como para controlar um feixe de laser
correspondente. 

3. O sistema definido no pedido 2 onde disse laser fonte meios mais
compreende um amplificador opticamente acoplado ao espelho segmentado para
amplificar cada um dos feixes de laser disse para atingir os feixes de laser de
alta energia. 

4. O sistema conforme definido na reivindicação 1, onde disse que dispõe
de meios para a detecção de um local relativo de objetos em movimento dentro da
zona de escudo selecionado: 

um laser ativo Iluminador para que emitem um feixe de laser iluminação
através da zona de protecção; e 

uma matriz de plano focal de receptores operáveis para detecção de
reflexão do feixe de laser disse iluminador do referido objetos detectados e
oferecendo uma localização aproximada relativa o seu. 

5. O sistema definido no pedido de 4 significa que abrange a mais para
determinar um ângulo de abordagem da referida energia reflexiva e comparando o
referido ângulo de abordagem com um ângulo de partida para um dos feixes de
laser disse e gerar um controle de rastreamento de sinal como uma função de
comparação. 

6. O sistema conforme definido na reivindicação 1, onde disse movendo
objetos compõem uma pluralidade de munições dispensadas. 

7. O sistema conforme definido na reivindicação 1, onde disse que dispõe
de meios para detectar a presença de uma pluralidade de objetos de radar. 

8. O sistema conforme definido na reivindicação 1, onde disse feixes de
laser são operáveis envolver simultaneamente disse objetos em movimento. 

9. O sistema conforme definido na reivindicação 1, onde referido escudo
zona controlavelmente é selecionada para conter grupos de objetos de entrada,
um grupo em um momento, em que local da zona escudo pode mudar para lidar com
disse um grupo por vez. 

10. Um alta energia laser sistema de armas operável para detectar e
engajar uma pluralidade de munições, que compreende: 

meios para detectar a presença de uma pluralidade de munições; 

significa para a seleção de uma zona de escudo que abrange apenas uma
parte de uma potencial zona de cobertura do sistema para lidar com um número
limitado de referida pluralidade das munições de uma só vez; 

Sensoriamento meios para detecção um local relativo das individuais do
referido munições dentro da zona de escudo selecionado; 

uma fonte de laser para gerar energia de laser; 

um espelho segmentado tendo uma matriz de segmentos controlados
individualmente por dirigir controlavelmente porções de energia laser disse em
feixes de laser de energia baixa independentemente controlados separada; 

um amplificador para amplificar disse feixes de laser de baixa energia e
saída de uma pluralidade de feixes de laser de alta energia independentemente
controlados; e 

meios para controlar cada uma das referidas matriz de segmentos de
espelho segmentado disse em resposta aos locais de sensoriamento de munições
referidas dentro da zona de escudo, a fim de direcionar a alta energia do laser
feixes para envolver os diferentes de munições detectados na zona do escudo. 

11. O sistema definido no pedido de 10 onde disse meios sensoriamento
compreende: 

um iluminação laser para gerar um feixe de laser iluminação através da
zona de protecção; e 

uma matriz de plano focal de elementos para a recepção de reflexões de
sensores disse iluminante raio laser refletida do referido munições e
fornecendo a localização relativa da referida munições dentro da zona de
escudo. 

12. O sistema definido no pedido de 10 onde disse segmentado espelho
operativamente é acoplado entre a fonte de laser e o amplificador. 

13. O sistema conforme definido em reivindicar 10 mais composta por um
diretor de vara atrelado a uma saída do amplificador. 

14. O sistema tal como definido em reivindicar 10 onde tamanho e local
do dito escudo zona controlavelmente é selecionada para conter um número
limitado de munições referidas em um determinado momento. 

15. Um sistema de armas de laser de alta energia operável para envolver
um grande número de munições entradas, disse sistema constituído por: 

significa para detectar a presença de uma pluralidade de entrada
munições; 

meios para a seleção de uma zona de escudo que abrange apenas uma parte
de uma potencial zona de cobertura do sistema, zona de dito escudo sendo
dividido em uma pluralidade de regiões; 

um laser iluminação para transmissão de um feixe de laser iluminação em
toda a zona do escudo; 

um sensor de ter uma matriz de plano focal de elementos operacionais,
para recebimento de reflexões de sensores disse iluminante raio laser refletida
pelas munições dentro zona de dito escudo e fornecendo um local relativo das
munições sentida dentro zona de blindagem referido; 

um gerador de laser de alta energia incluindo uma fonte de energia do
laser e um diretor de feixe, gerador de energia de laser disse produzindo uma
pluralidade de feixes de laser controlado individualmente; e 

meios para controlar independentemente cada um dos referidos pluralidade
de feixes de laser para que raios laser, disse se envolver e tentam destruir as
entrada munições na zona de escudo disse, em que ones individuais da referida
pluralidade de feixes de laser são controlados dentro ones diferentes das
referidas regiões da zona de escudo. 

16. O sistema definido no pedido de 15 onde disse meio de fonte de laser
compreende: 

uma fonte de laser para gerar energia de laser; e 

um espelho segmentado opticamente acoplado à fonte de laser, disse
segmentado espelho tendo uma matriz de segmentos de espelho para divisória
energia laser disse em uma pluralidade de feixes de laser, cada segmento sendo
independentemente controlados assim como para controlar um feixe de laser
correspondente. 

17. O sistema definido no pedido de 15 onde disse continuado compreende:


um segundo laser iluminador para transmitir um feixe de laser iluminação
segundo toda uma segunda zona de escudo; 

um segundo sensor para detectar sinais refletidos refletido fora das
munições dentro disse segunda zona de escudo; 

um segundo gerador de laser de alta energia para a geração de uma
pluralidade de feixes de laser controlado individualmente; e 

meios para controlar independentemente a segunda pluralidade de feixes
de laser para que a segunda pluralidade de feixes de laser pode envolver e
destruir as munições dentro disse segunda zona de escudo. 

18. O sistema definido no pedido de 15 em que disse que sistema é substancialmente
operável de um veículo móvel. 

19. Um método de detectar e engajar simultaneamente uma pluralidade de
munições com a energia do laser, método que inclui as etapas de disse: 

detectar a presença de uma pluralidade de munições; 

a seleção de uma zona de escudo que abrange apenas uma parte de uma
potencial zona de cobertura e posicionamento disseram zona do escudo, a fim de
abranger um número limitado de referida pluralidade de munições; 

detectando um local relativo das individuais do referido munições na
zona de dito escudo selecionado; 

produzindo uma pluralidade de feixes de laser controlado individualmente
e Implantando disseram feixes de laser de substancialmente um local comum; 

Comparando a localização de munições detectadas dentro zona de dito
escudo com um local de cada uma das referidas pluralidade de feixes de laser; e


controlar cada um dos feixes de laser disse, a fim de envolver
simultaneamente diferentes munições na zona de dito escudo. 

20. O método na acepção afirmam 19 onde a etapa de produção de uma
pluralidade de feixes de laser compreende as etapas de: 

produzir energia de laser; 

Diretor disse energia laser fora de um espelho segmentado tendo uma
matriz de segmentos de espelho controlado individualmente para produzir feixes
de laser controlado individualmente; e 

amplificando disse pluralidade de feixes de laser. 

21. O método na acepção afirmam 19 onde a etapa de detecção de um local
relativo de cada uma das munições referidas compreende as etapas de: 

ativamente transmitindo um feixe de laser iluminação em toda a zona do
escudo selecionados; e 

receber energia refletida refletida fora do referido munições
individuais presentes na zona de dito escudo. 

22. O método na acepção afirmam 19 mais que inclui as etapas de: 

selecionando disse zona escudo selecionada para incluir um primeiro
grupo de referida pluralidade de munições; e 

mover o local de disse zona escudo selecionado após a envolvente do
referido primeiro grupo, a fim de incluir um segundo grupo de referida
pluralidade das munições de fragmentação. 

23. O método na acepção afirmam 19 ainda mais compreendendo o passo de
forma adaptativa Alterar o tamanho da zona de dito escudo para que zona do
escudo inclui apenas um número limitado de referida pluralidade de munições,
disse. 

24. Um método de detectar e engajar uma pluralidade de entrada munições
com a energia do laser, método que inclui as etapas de disse: 

determinar a presença de uma pluralidade de munições; 

selecionando uma zona do escudo, a fim de incluir, pelo menos, algumas
das referidas pluralidade de munições, disse zona de escudo que abrange apenas
uma parte de uma potencial zona de cobertura do sistema e disse zona escudo
sendo dividida em uma pluralidade de regiões; 

transmitindo um feixe de laser iluminante em toda a zona referida
escudo; 

receber energia refletida refletido fora de munições referidas zona de
blindagem referido; 

determinar um local relativo das individuais do referido pluralidade de
munições na zona de blindagem referido; 

fornecendo uma pluralidade de feixes de laser controlado
individualmente; 

Comparando a localização do referido munições detectadas dentro zona de
dito escudo com um local de cada uma das referidas pluralidade de feixes de
laser; e 

independentemente de direção cada uma das referidas pluralidade de
feixes de laser para que raios laser envolver diferentes munições na zona de
escudo disse, disse, em que ones individuais da referida pluralidade de feixes
de laser são dirigidos dentro ones diferentes das regiões da zona de escudo
disse. 

25. O método na acepção afirmam 24 em que a etapa de selecionar uma zona
de escudo inclui adaptativamente Configurando o tamanho e a localização da zona
de dito escudo para incluir um número limitado de referida pluralidade das
munições. 

26. O método na acepção afirmam 24 onde a etapa de fornecer uma
pluralidade de feixes de laser compreende as etapas de: 

fornecendo energia laser; e 

direcionando energia laser disse em direção a um espelho segmentado
tendo uma matriz de segmentos de espelho regulável individualmente, a fim de
produzir essa pluralidade de feixes de laser. 

27. O método definido no pedido de 26 mais que compreende a etapa de
amplificar cada uma das referidas pluralidade de feixes de laser após a etapa
de dividir disse energia de laser. 

28. Um laser weapon sistema operacional, para detectar e engajar uma
pluralidade de munições, disse sistema de arma laser que inclua: 

um detector para detectar a presença de uma pluralidade de munições; 

uma zona de escudo selecionada, a fim de abranger um grupo de referida
pluralidade de munições, zona de escudo disse que abrange apenas uma parte de
uma potencial zona de cobertura do sistema; 

uma fonte de iluminação para gerar um feixe de cruzamento iluminante e
digitalização disse feixe de iluminação em toda a zona referida escudo
selecionado; 

um sensor de detecção reflexões do referido feixe iluminante refletida
pelas munições dentro zona de dito escudo selecionado e fornecendo um local
relativo das munições referidas sentida dentro zona de blindagem referido; 

uma fonte de laser para gerar energia de laser; 

um espelho segmentado opticamente atrelado ao fonte laser referida e
tendo uma matriz de segmentos de espelho para divisória energia laser disse em
uma pluralidade de feixes de laser, cada uma das referidas matriz de segmentos
de espelho sendo independentemente controlados assim como para controlar um
correspondente a laser feixe; e 

um controlador de feixe para controlar cada um dos segmentos de espelho
disse independentemente, a fim de controlar cada um dos referidos pluralidade
de feixes de laser, para que aquelas individuais dos feixes de laser disse se
envolve e tenta danificar ou destruir aqueles individuais das munições
referidas sentia dentro zona de escudo disse.










Descrição












PLANO DE FUNDO DA INVENÇÃO 

1. Campo da invenção 

A presente invenção geralmente está relacionada a sistemas de armamento
baseado em laser e, mais particularmente, para um sistema de armas de laser de
alta energia e método para detectar e envolver um grande número de munições com
uma pluralidade de feixes de laser controlado independentemente. 

2. Descrição da arte relacionado 

Sistemas de armas de defesa foram desenvolvidos e utilizados para fins
militares para defender-se contra objetos de guerra aérea que representam uma
ameaça. Possíveis ameaças aéreas geralmente incluem mísseis, foguetes, bombas,
dispensadas de munições e outros como objetos de guerra. No passado, sistemas
de armas convencionais de tem empregado um sistema de controle de radar para
detectar a presença de uma ameaça de entrada e um aparelho de controle
complexos para controlar a ameaça. Equipamento de combate separado é usado na
tentativa de envolver danificar ou destruir a ameaça de entrada. Equipamento de
combate convencional inclui o uso de um projétil de energia cinética naFigura tais
como os mísseis ar-ar ou solo-ar interceptor. Como é típico com diversas
abordagens convencionais conhecidas, o equipamento alvo muitas vezes requer uma
técnica de processamento sofisticado para prever o caminho apropriado viagem do
projétil direcionado para envolver o destino na esperança de destruí-lo. Isso
geralmente envolve um sistema muito complicado e caro e o sistema geralmente é
projetado para lidar com um ou poucos destinos durante uma cronologia
relativamente longa de aviso para noivado. 

Sistemas baseados em laser e conceitos do sistema foram desenvolvidos
para controlar e destruir alvos com a utilização de feixes de laser de alta
energia. Tais sistemas de laser foram geralmente pensados como capaz de gerar
um feixe de energia de alta potência que é capaz de destruir rapidamente um
único alvo. No entanto, sistemas de armas convencionais baseados em laser e
conceitos do sistema normalmente requerem uma grande quantidade de energia
focada em metas individuais para permitir serial engajamento de alvos único, um
de cada vez. Além disso, sistemas laser convencionais são frequentemente
limitados na sua gama destrutiva eficaz e, muitas vezes são projetados para
rastrear e engajar somente objetos melhoras que dissipam substancial radiação
de infravermelhos, permitindo detecção passiva com sensores infravermelhos. 

Mais recentemente, o possível uso tático de biológicas e guerra química
tem levantado sérias preocupações sobre a possibilidade de implantação de
múltiplos de dezenas ou centenas de munições e de submunições transportadas em
uma única ogiva para implantação fora do intervalo de sistemas de defesa com
base não-boost mais convencionais. Por conseguinte, uma ameaça potencial existe
através do qual um ou mais mísseis de entrada podem entregar salvos de
submunições químicas e biológicas ou, da mesma forma, salvos de ogivas químicas
ou biológicas através do uso de artilharia e lançamento de vários sistemas de
foguetes. Submunições a bordo de uma ogiva potencialmente podem ser implantadas
antes ou após a reentrada na atmosfera da terra e, assim, deixaria uma nuvem de
munições entradas caindo em direção ao chão. Uma potencial ameaça biológica ou
guerra química poderia ser potencialmente devastador, especialmente quando
implantado em um ambiente urbano amplamente povoado, região industrial ou uma
área com uma elevada concentração de forças militares. 

Enquanto os sistemas de defesa antiaérea e antimíssil convencional
muitas vezes são capazes de engajar e bater para fora ameaças única, mais
conhecida arma sistemas exigem sofisticação substancial e são incapazes de
lidar com o implantado vários biológicas ou quimicas munições cenário. Isto é
porque as defesas convencionais podem envolver um número limitado de ameaças
simultâneas e ter cronogramas que geralmente são muito longas para os vários
contratos repetidos que seriam necessários com tais sistemas para envolver um
grande número de ameaças. Além disso, tendo em conta as munições de pequeno
tamanho e pequena assinatura infravermelha, matar probabilidades para sistemas
de energia cinética seria significativamente inferior a 100% para cada
submunition. Além disso, para essas grandes salvos de munições baratas, o rácio
de custo-troca (relação de defender custo dispensável para atacar custos
dispensáveis) é inaceitável com abordagens mais convencionais. 

Por conseguinte, é oportuno prever um sistema e um método de defesa
contra um grande número de entrada de ameaça de fragmentação, especialmente
aqueles com um potencial para o transporte de agentes biológicos ou guerra
química. 

É também desejável prever um sistema de arma laser que é operável para
detectar e engajar uma pluralidade de destinos de entrada num espaço de tempo
relativamente curto. 

Ainda é oportuno prever um sistema de armas de laser de alta energia e
método de detectar e destruir simultaneamente uma pluralidade de entrada
munições com uma pluralidade de feixes de laser direccionais que compartilham
componentes comuns de geração de feixe laser. 

No entanto, é também desejável prever tal sistema de armas laser e
método que é capaz de lidar rapidamente com um grande número de entrada de
fragmentação, como as descritas acima em conexão com o cenário de guerra
biológica e química. 

RESUMO DA INVENÇÃO 

De acordo com os ensinamentos da presente invenção, um sistema e método
são fornecidas para detectar e envolver um grande número de munições de
entrada. O sistema inclui um detector para detectar a presença de munições
direcionadas. Um laser iluminação ativo transmite um feixe de laser iluminação
através de uma zona de escudo selecionado e uma matriz de sensor recebe sinais
refletidos refletidas do alvo munições situadas dentro da zona de escudo. Uma
fonte de laser gera energia de laser que se reflecte a partir de um mirror
segmentado. O espelho segmentado tem uma pluralidade de segmentos controláveis
por controlavelmente dirigir uma pluralidade de feixes de laser de saída ao
longo de caminhos independentes direccionais. Um amplificador é acoplado à
saída do espelho segmentado para amplificar os feixes de laser direccionais. Os
vetores de feixe laser saída são comparados com os sinais refletidos e os
feixes de saída do laser controlavelmente são direccionais, para rastrear e
engajar as munições alvo detectadas dentro da zona de escudo. A zona do escudo
está selecionada, a fim de conter um grupo de munições que podem ser
manipulados por feixes de saída a laser, e a zona do escudo pode ser modificada
para acomodar diferentes agrupamentos de munições. 

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS 

Outros objetos e as vantagens da presente invenção se tornará aparentes
aos qualificados na arte ao ler a seguinte descrição detalhada e a referência
para os desenhos em que: 

Fig. 1 ilustra uma personificação de um sistema de arma laser da
presente invenção implantado a partir de um único veículo terrestre; 

Fig. 2 ilustra outra encarnação do sistema de arma laser da presente
invenção implantado a partir de uma pluralidade de veículos móveis terrestres; 

Fig. 3 é um diagrama esquemático ilustrando um gerador de feixe de laser
para produzir múltiplas independentemente direccionais feixes de laser de
acordo com a presente invenção; 

Fig. 4 é um modo de exibição final do gerador de feixe de laser
geralmente mostrado na Fig. 3; 

Fig. 5 ilustra um cenário de detecção e controle de uma pluralidade de
entrada munições de guerra de acordo com a presente invenção; 

Fig. 6 ainda mais ilustra a detecção e controle de munições e
engajamento com a pluralidade de feixes de laser direccionais de acordo com a
presente invenção; e 

Fig. 7 é um diagrama de fluxo que ilustra a metodologia de detectar e
engajar uma pluralidade de munições com a invenção do presente. 

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS ENCARNAÇÕES PREFERIDAS 

Passando agora à Fig. 1, implantação de um sistema de arma laser 12 é
fornecida de acordo com uma personificação de um salvo manipulação de
configuração de implantação 10 para proteger uma área geográfica, como uma
cidade, de uma pluralidade de munições caindo 18. O sistema de arma laser 12 da
presente invenção facilmente pode ser instalado em um veículo de transporte
móvel 14 conforme mostrado para perceber a facilidade no transporte e tempo de
resposta rápido para uso em locais diferentes. Enquanto os veículos de
transporte móvel são mostrados, o sistema 12 da presente invenção poderia ser
implantado a partir de locais fixos. De um modo geral, o sistema de arma laser
12, de acordo com a configuração de implantação 10 mostrado na Fig. 1, gera e
concentra-se uma pluralidade de feixes de laser de alta energia dentro de uma
ou mais zonas designadas escudo 16. Cada zona de escudo 16 geralmente
estende-se em uma região em forma de Cunha e pode ser deslocada como exigido
durante o noivado para cobrir diferentes regiões de uma área protegida. 

Referindo-se a Fig. 2, um pelotão de quatro sistemas de arma laser 12
são mostrados implantada em cooperação com os outros para cobrir uma zona de
escudo prolongado 20 em uma configuração de implantação 10' de acordo com a
outra encarnação. Em ambas as configurações 10 e 10' mostrado respectivamente
na Fig. 1 e Fig. 2, o laser weapon system 12 da presente invenção detecta,
monitora e tenta destruir um grande número de munições 18, envolvendo cada uma
das munições 18 com um fã de feixes de energia de laser controlado
individualmente. Deve ser apreciado que a presente invenção é particularmente
desejável para destruir as ameaças biológicas ou guerra química em um cenário
onde um grande número de munições biológicas ou químicas 18 pode ser implantado
simultaneamente de ogivas de um ou mais. 

O sistema de arma laser 12 da presente invenção gera uma pluralidade de
feixes de laser de alta energia com um gerador de feixe de laser 15 conforme
mostrado em detalhes nas figuras 3 e 4. O gerador de feixe de laser 15 tem um
oscilador mestre 22 para gerar energia de laser. Oscilador mestre 22 produz um
feixe de laser de energia relativamente baixa que é focado em um espelho
segmentado 24. O espelho segmentado 24 é composto por uma matriz de espelho
controlado individualmente segmentos 26a através de 26n. Cada um do espelho
segmentos 26a através de 26n é controlada em ângulo por atuadores para que cada
segmento de espelho redireciona uma porção da saída de feixe de laser de baixa
energia do oscilador mestre 22 em direção a um refletor principal 30. Cada
espelho segmentos 26a através de 26n de espelho segmentado 24 é
controlavelmente direccionais em resposta para controlar sinais 48a através de
48n, respectivamente. 

O gerador de feixe de laser 15 também tem um amplificador de potência 32
operativamente atrelado ao reflector principal 30. Mais especificamente, a
energia baixa individualmente direccionais laser feixes ou beamlets 28a através
de 28oN são refletida do refletor principal 30 e dirigido através do
amplificador de potência 32. Nesse sentido, a energia de laser de baixa
potência produzida por oscilador mestre 22 é dividida em feixes e cada vara
controlavelmente é dirigida em uma direção desejada antes de amplificação para
um elevado nível de energia. 

Nomeadamente a Fig. 4, com o amplificador de potência 32 geralmente
compõe-se de um amplificador superior banco 32a e uma baixa amplificador banco
32b posicionado entre telescópios projetados para garantir bom posicionamento
de beamlets diferentes no amplificador. Tais telescópios geralmente incluem um
telescópio colimating 50 e um telescópio anamórfico 52 em um lado do
amplificador 32 e um telescópio de retransmissão da imagem 54 do outro lado.
Ele deve ser apreciado que a 32a banco superior e inferior banco 32b de
amplificador de potência 32 e oscilador 22 preferencialmente organizados em uma
relação empilhada e podem ser constituídos por um gerador de ganho geralmente
configurado como um amplificador de potência do oscilador mestre convencional
única passagem com bancos retangulares para gerar as saídas de laser de ganho
desejado. 

Referindo-se novamente a Fig. 3, o laser feixe gerador 15 ainda inclui
um diretor de vara 40 que produz uma pluralidade de feixes de laser de alta
energia individualmente direccionais 70. Além disso, o laser weapon system 12
ainda inclui um sensor de rastreamento/apontando 36. Sensor 36 detecta um local
relativo de cada uma das munições individuais 18 presentes dentro de uma zona
de escudo selecionado por sensoriamento energia de feixe de laser de iluminador
de luz refletida por cada munição, como será discutido mais tarde a seguir
relacionados com figuras 5 e 6. Munições detectadas são detectadas como
referência de destino 38 e mostradas no sensor 36 conforme fornecido por
marcadores de destino 42. Além disso, uma referência de feixe saída 34 é
fornecida para fornecer a direção relativa apontando para cada um dos feixes de
saída laser 70. As posições de feixes laser relativo saída são fornecidas no
sensor 36 como mostrado pelo marcador de feixe 44. 

Controle/apontando sensor 36 fornece uma indicação da posição relativa
de cada uma das munições detectadas 18 dentro de uma zona de escudo selecionado
60 bem como uma indicação da posição atual de cada uma das vigas de saída do
laser 70. O sensor de controle/apontando 36 em combinação com uma unidade de
transformação interna ou externamente acoplado processador 46 determina a
posição angular de cada destino 42, em comparação com uma posição angular de um
feixe de saída correspondente do laser 44. A diferença entre a laser feixe de
saída e o ângulo de destino é usado para determinar o controle necessário
unidade sinais 48a através de 48n para conduzir o espelho apropriado segmentos
26a através de 26n de espelho segmentado 24 para atingir o alinhamento dos
feixes de laser 70 correspondente com os alvos detectados. 

Nomeadamente a Fig. 5, com o sensor de controle/apontando 36 ainda é
mostrado e inclui um laser iluminador 56 para gerar um feixe de laser
iluminante 62. O rastreamento/apontando sensor 36 Além disso inclui um receptor
de feixe de laser do iluminador 58 para receber reflexões do feixe laser
iluminante 62 de munições 18 geralmente localizadas em uma zona de escudo
selecionado 60. Com zona de escudo 60 definido, a zona de escudo 60 é
continuamente verificada através do feixe de laser iluminador 62 como será
discutido mais detalhadamente a seguir com respeito Fig. 6. 

Além disso, é mostrado um radar de controle de sistema de 66 para
detectar a presença de munições alvejadas 18. Isso pode incluir um radar
convencional sistema para emitir um sinal de radar 68 em todo campo de vista
relativamente ampla e reflexões receptoras, provenientes de objetos dentro do
campo de visão de controle. Radar tracking system 66 é empregado pelo sistema
de arma laser 12 para fornecer uma indicação que uma pluralidade de munições 18
estão presentes dentro de um campo de visão monitorado. É preferível que radar
tracking system 66 continuamente monitora o espaço aéreo adequado para detectar
a presença de munições alvejadas 18 precede a activação do iluminador laser 56.


Referindo-se agora a Fig. 6, a zona de blindagem global 60 é mostrada
geralmente incluindo uma matriz de escudo zona regiões 62a através de 62n. Em
uma encarnação preferida, cada escudo zona regiões 62a através de 62n
preferência é configurado para conter zero ou um destino munição 18, no
entanto, uma pluralidade de munições 18 pode ser manipulada dentro de cada
região de zona do escudo 62. Cada uma de 70a de feixes de laser através de 70n
preferência é dedicada a um do correspondente escudo zona regiões 62a através
de 62n para manipulação e engajar detectadas munições 18 dentro o
correspondente escudo zona regiões 62a através de 62n, respectivamente. 

A zona de escudo 60 preferência é definida em uma região do espaço que
abrange uma área protegida e é preferencialmente capaz de lidar com um número
limitado de munições alvejados 18 de uma só vez. Manipulação de munições alvo é
simplificada, abordando apenas as munições que enquadram a largura de elevação
relativamente estreita da zona escudo 60. Isso fornece uma abordagem simples
para designar objectivos adequados e evita problemas causados pela
desorganização queda de detritos de destino anteriormente destruído. 

De acordo com um exemplo, o sistema de arma laser 12 é configurado para
gerar um fã de dez feixes de laser 70 que pode lidar simultaneamente com um
número similar (ou seja, dez) das munições 18 dentro da zona de escudo 60. A
zona de escudo 60 pode ser definida no lugar para lidar com o próximo conjunto
de munições alvejados 18 como mostrado como munições implantadas 18 cair dentro
da zona de escudo 60. Cada um dos feixes de dez laser são capazes de envolver
um munições alvo 18 em sua região de zona designado escudo 62. No entanto, no
caso do destino clumping, para pequenos conjuntos de destino, os feixes de
laser 70 poderiam ser reorganizados ou combinados dentro de regiões de zona 62
para aumentar o desempenho. Quando mais de dez munições alvejadas 18 são
detectadas simultaneamente dentro da zona de escudo 60, a espessura da zona de
escudo 60 elevational preferência é diminuída para manter o número de munições
destinos 18 igual ou inferior ao número de feixes de laser 70, ou seja, dez ou
menos para este exemplo. 

Com a zona de escudo 60 definida no lugar na parte inferior do ensemble
ameaça detectada de munições alvejados 18, cada um dos feixes de laser 70 sweep
repetidamente em um movimento substancialmente vertical, a fim de seguir e
engajar as alvo munições 18 que caem para a região correspondente 62 da zona de
escudo 60. Engajamento de um feixe de laser 70 com uma munição alvejado 18
ocorre para um tempo de matar adequados que irão variar dependendo do tipo e
tamanho das munições 18. Por exemplo, com um gerador de feixe de laser de
classe sub-megawatt e a uma distância de destino de aproximadamente de vários
quilômetros, um tempo de matar de substancialmente menos do que um segundo pode
geralmente ser suficiente para destruir munições biológicas típicas, enquanto
menos de um segundo pode ser suficiente para matar munições químicas típicas. 

Assim que uma munição alvejada 18 é destruída, o feixe de laser
correspondente 70 irá aguardar a próxima munição alvejada 18 cair dentro da
região correspondente zona escudo 60 62. Quando todas as munições alvejadas 18
dentro da zona de escudo 60 foram envolvidos e destruídos, a zona de escudo 60
pode retornar para a parte inferior do restante ensemble ameaça das munições
alvejados 18 como mostrado pelo escudo zona 60'. Com munições presentes, o
feixe de laser varrendo noivado é repetido novamente para matar o próximo
conjunto de munições alvejados 18 que se enquadram em uma zona de escudo 60. 

O método passo a passo 72 de detectar e engajar uma pluralidade de
munições alvejadas 18 com o sistema de arma laser 12 da presente invenção é
fornecido na Fig. 7. A metodologia 72 começa na etapa em que um feixe de laser
de baixa energia é gerado no oscilador mestre depois que uma pluralidade de
destino munições 18 74 foram detectados com o sistema de detector de radar 66.
Avance para o passo 76, o feixe de laser de baixa energia gerado no oscilador
mestre é dividido em vários 28a de feixes laser através de 28oN pelo espelho
independentemente direccionais segmentos 26a através de 26n do espelho
segmentado 24. A 28a de feixes laser dividido por 28oN são refletida refletor
30, expandir e se sobrepõem no amplificador de potência 32 e aumentando assim
para um elevado nível de energia conforme fornecido na etapa 78. O ventilador
de vigas compostos 70a através de 70n é expandido e dirigido para a zona de escudo
60 pelo diretor feixe 40 conforme descrito na etapa 80. 

Referindo-se a etapa 84 da metodologia 72, uma referência angular é
determinada para cada saída raio laser 70 e esta referência angular é
transferida para a matriz de sensor 36. Conforme fornecido na etapa 88, o
iluminador laser 56 ativamente emite um feixe de laser iluminante 62 que é
varrido continuamente em toda a zona do escudo 60. Reflexões 64 do feixe de
laser iluminador (ou seja, cegam) de munições alvejadas 18 que enquadram a zona
de escudo 60 são recebidos pela matriz de plano focal de sensor receptor 58
conforme fornecido na etapa 88. Em seguida, na etapa 90, uma posição angular de
cada detectado alvejada munição é comparada a uma posição angular de um
correspondente feixe de laser que cobre a região mesma 62 da zona de escudo 60.
Diferenças entre o feixe de laser 70 e as munições destino detectadas 18
ângulos são determinados e usados para determinar a unidade de controle sinais
48a através de 48n para conduzir a 26a de segmentos apropriado espelho
segmentada através de 26n conforme descrito na etapa 92. 

Da etapa 92, a retorna de 72 metodologia à etapa 76 segundo a qual o
laser dividido vigas 28a através de 28oN é direccionais em resposta a sinais
unidade controle respectivo 48. oA através de 48n determinada como
anteriormente na etapa 92. Por último, referindo-se a etapa 82, o feixe de
laser de alta energia saídas 70a através de 70n independentemente são
direccionais em resposta ao movimento da 26a de segmentos de espelho através de
26n de espelho segmentado 24. Assim, o feixe de laser saídas 70a através de 70n
controlavelmente são direccionais no interior das regiões 62 da zona de escudo
60 para envolver e destruir alvejadas munições 18 detectado nele. 

O sistema de arma laser 12 da presente invenção vantajosamente pode ser
implantado para lidar com o cenário descrito anteriormente biológicas e guerra
química. Para a ameaça biológica munições, por exemplo, um gerador de feixe de
laser único com feixes de laser independente direccionais dez podia defender
uma área de oito a dez quilômetros de diâmetro contra um conjunto de ameaças
recebidas de mil munições biológicos 18 destruindo as munições em menos de um
minuto. Uma configuração de quatro unidade, como mostrado na Fig. 2, poderia ser
implantada nos cantos de um quadrado com sobre uma distância de seis
quilômetros para defender uma área de mais de duas vezes esse tamanho. Com essa
implantação, o ensemble de munições biológico descrito acima poderia ser
destruído em uma fração de um minuto. Dado um ensemble de munições químicas,
destruição também ocorreria em uma fração de um minuto, mas normalmente
exigiria até ao dobro do tempo necessário para munições biológicas, desde as
munições químicas, enquanto geralmente menos no número em uma ogiva que
munições biológicas, geralmente é conhecida para exigir um maior tempo de matar
mais densa e é, portanto, capaz de cair em uma taxa mais rápida da velocidade. 

Enquanto o sistema de arma laser 12 da presente invenção tem sido
descrito neste documento em conexão para lidar com a ameaça do ensemble de
biológicas e munições de guerra química 18, deve ser entendido que o sistema de
arma laser 12 é aplicável para detectar e engajar uma pluralidade de qualquer
tipo de alvos aéreos. Por exemplo, munições alvejadas poderiam incluir outros
objetos tais como foguetes e salvos de artilharia. 

Assim, enquanto esta invenção foi divulgada aqui em conexão com um
exemplo particular. o, nenhuma limitação destina assim, exceto conforme
definido na seguinte reivindicação. Isso ocorre porque um praticante
qualificado reconhece que outras modificações podem ser feitas sem se afastar
do espírito da presente invenção depois de estudar as especificações e
desenhos. 



Original

An illuminator laser continually sweeps the
shield zone and a receiver receives reflections from munitions which fall
within the shield zone.