DE102020004681A1 - Air defense system, support missile and method for guiding a combat missile - Google Patents
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Abstract
Ein System zur Luftverteidigung umfasst einen unbemannten Bekämpfungsflugkörper zum Bekämpfen eines fliegenden Ziels und einen unbemannten Unterstützungsflugkörper mit einem ersten Sensorsystem zum Erfassen von Positionsdaten des fliegenden Ziels und einem Kommunikationsmodul, welches eine mit dem Sensorsystem verbundene Sensorschnittstelle, eine mit der Sensorschnittstelle verbundene Prozessoreinrichtung und eine mit der Prozessoreinrichtung verbundene Ausgangsschnittstelle aufweist. Die Prozessoreinrichtung ist dazu eingerichtet, Flugleitdaten zur Lenkung des Bekämpfungsflugkörpers zumindest teilweise basierend auf den vom Sensorsystem erfassten Positionsdaten des fliegenden Ziels zu ermitteln und an die Ausgangsschnittstelle auszugeben, wobei die Ausgangsschnittstelle zum Senden der Flugleitdaten an den Bekämpfungsflugkörper eingerichtet ist.An air defense system comprises an unmanned combat missile for combating a flying target and an unmanned support missile with a first sensor system for acquiring position data of the flying target and a communication module which has a sensor interface connected to the sensor system, a processor device connected to the sensor interface and a processor device connected to the Has processor device connected output interface. The processor device is set up to determine flight control data for guiding the combat missile at least partially based on the position data of the flying target detected by the sensor system and to output it to the output interface, the output interface being set up to send the flight control data to the combat missile.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zur Luftverteidigung, z. B. zur bodengebundenen Luftverteidigung, einen Unterstützungsflugkörper für ein System zur Luftverteidigung und ein Verfahren zum Lenken eines Bekämpfungsflugkörpers.The present invention relates to an air defense system, e.g. B. for ground-based air defense, a support missile for an air defense system and a method for directing a combat missile.
Bei einem System zur Bekämpfung von fliegenden Zielen, wie z. B. ballistischen Raketen, wird ein Bekämpfungs- oder Abwehrflugkörper typischerweise geführt gelenkt, entweder ins Ziel oder in einen Hand-over-Bereich, in dem er mittels eigener Sensorik das Ziel erfassen kann. Die zur Lenkung des Bekämpfungsflugkörpers notwendigen Flugleitdaten werden üblicherweise aus von einem Feuerleitradar erfassten Positionsdaten des Ziels erzeugt und mittels einer Datenübertragungsvorrichtung direkt an den Bekämpfungsflugkörper gesendet, was üblicherweise als up-link bezeichnet wird.In a system for combating flying targets such. B. ballistic missiles, a combat or defense missile is typically guided, either to the target or in a hand-over range in which it can detect the target using its own sensors. The flight control data required to steer the combat missile are usually generated from target position data recorded by a fire control radar and sent directly to the combat missile by means of a data transmission device, which is usually referred to as an uplink.
Die
Typischerweise handelt es sich bei Luftverteidigungssystemen um abgeschlossene Systeme, in denen die Komponenten Feuerleitradar, Datenübertragungsvorrichtung und Bekämpfungsflugkörper aufeinander abgestimmt sind. Um die Genauigkeit der Lenkung des Bekämpfungsflugkörpers zu steigern, ist eine hohe Updaterate wünschenswert, also eine zeitliche Taktung, mit welcher Positionsdaten durch das Feuerleitradar erfasst und durch die Datenübertragungsvorrichtung gesendet werden können. Je höher die Agilität oder Manövrierfähigkeit des zu bekämpfenden Ziels im Vergleich zur Agilität oder Manövrierfähigkeit des Bekämpfungsflugkörpers ist, desto höhere Anforderungen sind an die Einweisung des Bekämpfungsflugkörpers zu stellen.Air defense systems are typically closed systems in which the components fire control radar, data transmission device and combat missile are coordinated with one another. In order to increase the accuracy of the guidance of the combat missile, a high update rate is desirable, ie a timing with which position data can be recorded by the fire control radar and sent by the data transmission device. The higher the agility or maneuverability of the target to be combated in comparison to the agility or maneuverability of the combat missile, the greater the demands on the instruction of the combat missile.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, verbesserte Lösungen für die Luftverteidigung bereitzustellen, insbesondere Lösungen, welche die Einweisung eines Bekämpfungsflugkörpers erleichtern.It is the object of the present invention to provide improved solutions for air defense, in particular solutions which facilitate the familiarization of a combat missile.
Diese Aufgabe wird jeweils durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst.This object is solved in each case by the subject matter of the independent claims.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ist ein System zur Luftverteidigung, auch als Flugabwehrsystem bezeichnet, vorgesehen. Das System umfasst einen unbemannten Bekämpfungsflugkörper zum Bekämpfen eines fliegenden Ziels, welcher z. B. mit einem Gefechtskopf ausgestattet sein kann, und einen unbemannten, vorzugsweise unbewaffneten Unterstützungsflugkörper mit einem ersten Sensorsystem zum Erfassen von Positionsdaten des fliegenden Ziels und einem Kommunikationsmodul. Das Kommunikationsmodul weist eine mit dem Sensorsystem verbundene Sensorschnittstelle, eine mit der Sensorschnittstelle verbundene Prozessoreinrichtung und eine mit der Prozessoreinrichtung verbundene Ausgangsschnittstelle auf. Die Prozessoreinrichtung ist dazu eingerichtet, Flugleitdaten zur Lenkung des Bekämpfungsflugkörpers zumindest teilweise basierend auf den vom Sensorsystem erfassten Positionsdaten des fliegenden Ziels zu erzeugen und an die Ausgangsschnittstelle auszugeben. Die Ausgangsschnittstelle ist zum Senden der Flugleitdaten an den Bekämpfungsflugkörper eingerichtet. Die Flugleitdaten können beispielsweise eine aktuelle Position des Ziels oder einen prädizierten Kollisionspunkt enthalten. Optional kann in den Flugleitdaten auch eine vermutete Position des Bekämpfungsflugkörpers enthalten sein.According to a first aspect of the invention, an air defense system, also referred to as an anti-aircraft system, is provided. The system includes an unmanned combat missile for combating a flying target, which z. B. can be equipped with a warhead, and an unmanned, preferably unarmed support missile with a first sensor system for detecting position data of the airborne target and a communication module. The communication module has a sensor interface connected to the sensor system, a processor device connected to the sensor interface, and an output interface connected to the processor device. The processor device is set up to generate flight control data for guiding the combat missile at least partially based on the position data of the flying target detected by the sensor system and to output it to the output interface. The output interface is set up to send the flight control data to the combat missile. The flight control data can contain, for example, a current position of the target or a predicted point of collision. Optionally, a presumed position of the combat missile can also be contained in the flight control data.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung ist ein Unterstützungsflugkörper für ein System zur Luftverteidigung vorgesehen, z. B. für ein System gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung. Der Unterstützungsflugkörper umfasst ein Sensorsystem, das zum Erfassen von Positionsdaten eines fliegenden Ziels eingerichtet ist, und ein Kommunikationsmodul, welches eine mit dem Sensorsystem verbundene Sensorschnittstelle, eine mit der Sensorschnittstelle verbundene Prozessoreinrichtung und eine mit der Prozessoreinrichtung verbundene Ausgangsschnittstelle aufweist. Die Prozessoreinrichtung ist dazu eingerichtet, Flugleitdaten zur Lenkung eines Bekämpfungsflugkörpers zum Bekämpfen des Ziels zumindest teilweise basierend auf den vom Sensorsystem erfassten Positionsdaten des fliegenden Ziels zu erzeugen, und die Ausgangsschnittstelle ist zum Senden der Flugleitdaten an den Bekämpfungsflugkörper eingerichtet.According to a second aspect of the invention, there is provided a support missile for an air defense system, e.g. B. for a system according to the first aspect of the invention. The support missile includes a sensor system that is set up to acquire position data of a flying target, and a communication module that has a sensor interface connected to the sensor system, a processor device connected to the sensor interface, and an output interface connected to the processor device. The processor device is set up to generate flight control data for guiding a combat missile to attack the target at least partially based on the position data of the flying target detected by the sensor system, and the output interface is set up to send the flight control data to the combat missile.
Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zur Lenkung eines Bekämpfungsflugkörpers zum Bekämpfen eines fliegenden Ziels vorgesehen. Das Verfahren kann insbesondere mittels eines Systems gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung durchgeführt werden und umfasst die folgenden Schritte:
- - Starten des Bekämpfungsflugkörpers und eines Unterstützungsflugkörpers;
- - Erfassen von Positionsdaten des Ziels mittels eines Sensorsystems des Unterstützungsflugkörpers;
- - Erzeugen von Flugleitdaten zur Lenkung des Bekämpfungsflugkörpers zumindest teilweise basierend auf den durch das Sensorsystem des Unterstützungsflugkörpers erfassten Positionsdaten durch eine Prozessoreinrichtung des Unterstützungsflugkörpers;
- - Übertragen der durch die Prozessoreinrichtung erzeugten Flugleitdaten an den Bekämpfungsflugkörper; und
- - Lenken des Bekämpfungsflugkörpers basierend auf den Flugleitdaten.
- - Launch of the combat missile and a support missile;
- - Acquisition of position data of the target by means of a sensor system of the support missile;
- - Generating flight control data for guiding the combat missile based at least in part on the position detected by the sensor system of the support missile tion data by a processor means of the support missile;
- - Transmission of the flight control data generated by the processor device to the combat missile; and
- - Guidance of the combat missile based on the flight control data.
Eine der Erfindung zugrundeliegende Idee besteht darin, die zur Lenkung bzw. zum Manövrieren eines Abwehr- oder Bekämpfungsflugkörpers notwendigen Daten zumindest teilweise basierend auf Sensordaten zu ermitteln, die durch ein Sensorsystem eines Unterstützungsflugkörpers erfasst werden. Erfindungsgemäß wird somit zusätzlich zum Abwehrflugkörper, welcher die physische Bekämpfung des Ziels übernimmt und entsprechend bewaffnet sein kann, ein vorzugsweise unbewaffneter Unterstützungsflugkörper gestartet, welcher mit einem leistungsfähigen Sensorsystem und einem Kommunikationsmodul ausgestattet ist. Das Sensorsystem des Unterstützungsflugkörpers erfasst Positionsdaten des zu bekämpfenden Ziels, wobei eine Prozessoreinrichtung des Kommunikationsmoduls aus diesen Positionsdaten Flugleitdaten erzeugt, welche über eine Ausgangsschnittstelle an den Bekämpfungsflugkörper gesendet werden.One idea on which the invention is based is to determine the data required for guiding or maneuvering a defense or combat missile, at least in part, based on sensor data that is detected by a sensor system of a support missile. According to the invention, a preferably unarmed support missile, which is equipped with a powerful sensor system and a communication module, is thus launched in addition to the defense missile, which takes over the physical combating of the target and can be armed accordingly. The sensor system of the support missile detects position data of the target to be attacked, with a processor device of the communication module generating flight control data from this position data, which are sent to the combat missile via an output interface.
Die Prozessoreinrichtung des Kommunikationsmoduls kann z. B. in Form eines Mikrocontrollers, einer CPU, eines FPGA, eines ASIC oder dergleichen ausgebildet sein. Die Prozessoreinrichtung ist dazu eingerichtet, Software auszuführen, um die Flugleitdaten basierend auf den Positionsdaten zu erzeugen, wobei die Software in einem Datenspeicher abgelegt sein kann, welcher auf denselben Chip integriert ist wie die Prozessoreinrichtung oder welcher als eigenständiger, separater Datenspeicher des Kommunikationsmoduls ausgeführt ist.The processor device of the communication module can, for. B. in the form of a microcontroller, a CPU, an FPGA, an ASIC or the like. The processor device is set up to run software in order to generate the flight control data based on the position data, with the software being able to be stored in a data memory which is integrated on the same chip as the processor device or which is designed as an independent, separate data memory of the communication module.
Zwar können zusätzlich zu den von der Prozessoreinrichtung des Kommunikationsmoduls des Unterstützungsflugkörpers erzeugten Flugleitdaten von einem Feuerleitradar erfasste Positionsdaten und/oder daraus erzeugte Flugleitdaten zur Lenkung des Abwehrflugkörpers verwendet werden, jedoch ist die Prozessoreinrichtung dazu eingerichtet, Flugleitdaten aus den vom Sensorsystem des Unterstützungsflugkörpers erfassten Daten zu erzeugen, mit denen der Abwehrflugkörper zumindest zeitweise ausschließlich gelenkt werden kann. Damit kann ein möglicherweise vorgesehenes bodengebundenes Radar erheblich entlastet werden, um z. B. mehrere Bekämpfungen parallel zu ermöglichen.In addition to the flight control data generated by the processor device of the communication module of the support missile, position data recorded by a fire control radar and/or flight control data generated therefrom can be used to steer the defense missile, but the processor device is set up to generate flight control data from the data recorded by the sensor system of the support missile , with which the defense missile can be directed exclusively, at least at times. Thus, a ground-based radar that may be provided can be significantly relieved, e.g. B. to allow multiple fights in parallel.
Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass das Sensorsystem des Unterstützungsflugkörpers mit diesem mitbewegt wird. Somit kann eine Beobachtungsposition, aus welcher heraus die Position des Ziels erfasst wird, verändert werden. Dies verbessert die Genauigkeit der erfassten Positionsdaten und damit der Einweisung des Abwehrflugkörpers. Beispielsweise kann der Unterstützungsflugkörper in Positionen relativ zu dem Ziel manövriert werden, in denen das Ziel dem Unterstützungsflugkörper leicht ausweichen kann, was jedoch unerheblich ist, da der Unterstützungsflugkörper das Ziel nicht treffen muss.A further advantage lies in the fact that the sensor system of the support missile is moved with it. Thus, an observation position from which the position of the target is detected can be changed. This improves the accuracy of the recorded position data and thus the instruction of the defense missile. For example, the support missile can be maneuvered into positions relative to the target where the target can easily avoid the support missile, but this is immaterial since the support missile need not hit the target.
Ferner kann die Sensorik des Unterstützungsflugkörpers sehr leistungsfähig realisiert sein, ohne dass hierbei Bauraumkonflikte mit einer möglichen Bewaffnung auftreten. Da der Unterstützungsflugkörper das Ziel nicht treffen muss, kann der Unterstützungsflugkörper aerodynamisch einfach gestaltet und damit kostengünstig realisiert werden.Furthermore, the sensor system of the support missile can be realized in a very efficient manner, without any installation space conflicts with a possible armament occurring. Since the support missile does not have to hit the target, the support missile can have a simple aerodynamic design and can therefore be implemented cost-effectively.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den auf die unabhängigen Ansprüche rückbezogenen Unteransprüchen in Verbindung mit der Beschreibung.Advantageous refinements and developments result from the dependent claims referring back to the independent claims in connection with the description.
Gemäß manchen Ausführungsformen kann vorgesehen sein, dass der Bekämpfungsflugkörper einen Suchkopf mit einem zweiten Sensorsystem aufweist, welches dazu eingerichtet ist, das fliegende Ziel zu erfassen und zu verfolgen.According to some embodiments, it can be provided that the combat missile has a seeker head with a second sensor system, which is set up to detect and track the flying target.
Gemäß manchen Ausführungsformen kann vorgesehen sein, dass das erste Sensorsystem des Unterstützungsflugkörpers und das zweite Sensorsystem des Bekämpfungsflugkörpers zumindest teilweise voneinander verschiedene Sensoren aufweisen. Gemäß manchen Ausführungsformen kann vorgesehen sein, dass das zweite Sensorsystem einen optischen Sensor und/oder einen Radarsensor, insbesondere einen Ka-Band-Radarsensor aufweist. Diese Sensoren können z. B. dazu genutzt werden, um eine Klassifikation und/oder eine Unterscheidung und/oder eine Identifikation des Ziels durchzuführen oder um diese Funktionen zu unterstützen. Auch wird dadurch eine Trefferüberwachung erleichtert.According to some embodiments, it can be provided that the first sensor system of the support missile and the second sensor system of the combat missile have at least partially different sensors. According to some specific embodiments, it can be provided that the second sensor system has an optical sensor and/or a radar sensor, in particular a Ka-band radar sensor. These sensors can B. be used to perform a classification and / or a distinction and / or an identification of the target or to support these functions. This also facilitates hit monitoring.
Gemäß manchen Ausführungsformen kann vorgesehen sein, dass das erste Sensorsystem einen Infrarotsensor und/oder einen Radarsensor, insbesondere einen Ku-Band-Radarsensor, aufweist.According to some specific embodiments, it can be provided that the first sensor system has an infrared sensor and/or a radar sensor, in particular a Ku-band radar sensor.
Folglich können ein Sensorsystem des Bekämpfungsflugkörpers und das Sensorsystem des Unterstützungsflugkörpers komplementär ausgeführt sein. Consequently, a sensor system of the combat missile and the sensor system of the support missile can be designed to be complementary.
Beispielswiese kann der Bekämpfungsflugkörper einen Radarsensor, insbesondere einen Ka-Band-Radarsensor, und/oder hochauflösende, bildgebende Sensoren aufweisen, während im Unterstützungsflugkörper Infrarotsensoren und/oder Radarsensoren mit größerer Auffassungsreichweite, wie z. B. Ku-Band Radarsensoren vorgesehen sind. Ein Vorteil der Unterbringung derartiger Sensoren im Unterstützungsflugkörper liegt darin, dass der Unterstützungsflugkörper im Vergleich zu einem Bodenradar eine geringere Distanz zum beobachteten Objekt bzw. Ziel oder einen anderen Blickwinkel aufweist. Ka-Band-Radarsensoren und hochauflösende, bildgebende Sensoren haben eine relativ geringe Reichweite bzw. ein enges Sichtfeld, sind dafür jedoch sehr genau. Somit kann durch das Sensorsystem des Unterstützungsflugkörpers, beispielsweise mithilfe eines Infrarotsensors eine effiziente Erfassung der Position des Ziels erfolgen, welche zwar mit einem im Vergleich zu einem Ka-Band-Radarsensor großen Fehler behaftet ist, dafür aber in einer hohe Auffassungsreichweite erfolgen kann. Durch die komplementären Sensoren kann eine jeweils bessere Spezialisierung der Sensoren für die Einweisung, die im Unterstützungsflugkörper untergebracht sind, und für die unmittelbare Zielverfolgung, die im Bekämpfungsflugkörper untergebracht sind, erfolgen.For example, the combat missile can have a radar sensor, in particular a Ka-band radar sensor, and/or high-resolution imaging sensors, while the support missile has infrared sensors and/or radar sensors with a greater detection range, such as B. Ku-band radar sensors are provided. An advantage of accommodating such sensors in the support missile is that the support missile has a smaller distance to the observed object or target or a different viewing angle compared to a ground-penetrating radar. Ka-band radar sensors and high-resolution imaging sensors have a relatively short range or narrow field of view, but are very accurate. Thus, the sensor system of the support missile, for example using an infrared sensor, can efficiently detect the position of the target, which is subject to a large error compared to a Ka-band radar sensor, but can take place over a large detection range. The complementary sensors allow better specialization of the orientation sensors housed in the support missile and direct target tracking sensors housed in the combat missile.
Gemäß manchen Ausführungsformen kann das System zusätzlich ein Radar zum Erfassen von Positionsdaten des fliegenden Ziels und eine mit dem Radar kommunikationsverbundene Datenübertragungsvorrichtung zum Senden von basierend auf den Positionsdaten ermittelten Basisflugleitdaten zur Lenkung des Bekämpfungsflugkörpers an das Kommunikationsmodul des Unterstützungsflugkörpers aufweisen, wobei das Kommunikationsmodul eine Eingangsschnittstelle aufweist, welche zum Empfangen der Flugleitdaten von der Datenübertragungsvorrichtung eingerichtet ist, und wobei die Prozessoreinrichtung des Kommunikationsmoduls dazu eingerichtet ist, basierend auf den vom ersten Sensorsystem erfassten Positionsdaten und basierend auf den an der Eingangsschnittstelle von der Datenübertragungsvorrichtung erhaltenen Basisflugleitdaten fusionierte Flugleitdaten zu ermitteln und an die Ausgangsschnittstelle auszugeben.According to some embodiments, the system can additionally have a radar for detecting position data of the flying target and a data transmission device connected to the radar for transmission of basic flight control data determined based on the position data for guiding the combat missile to the communication module of the support missile, the communication module having an input interface, which is set up to receive the flight control data from the data transmission device, and wherein the processor device of the communication module is set up to determine fused flight control data based on the position data recorded by the first sensor system and based on the basic flight control data received from the data transmission device at the input interface and to output them to the output interface .
Gemäß manchen Ausführungsformen des Verfahrens kann analog ein Erfassen von Positionsdaten des Ziels mittels eines Radars, ein Erzeugen von Basisflugleitdaten zur Lenkung des Bekämpfungsflugkörpers, ein Übermitteln der Basisflugleitdaten an den Unterstützungsflugkörper und ein Erzeugen von fusionierten Flugleitdaten basierend auf den Basisflugleitdaten und den vom Sensorsystem erfassten Positionsdaten des Ziels mittels der Prozessoreinrichtung erfolgen.According to some embodiments of the method, position data of the target can be acquired by means of a radar, basic flight control data for guiding the combat missile can be generated, basic flight control data can be transmitted to the support missile, and merged flight control data can be generated based on the basic flight control data and the position data of the Target done by means of the processor device.
Es kann somit vorgesehen sein, dass eine Positionserfassung des fliegenden Ziels einerseits, zumindest zeitweise, durch ein Radar, z. B. ein bodengebundenes Feuerleitradar, und andererseits durch das erste Sensorsystem des Unterstützungsflugkörpers erfolgt. Die Prozessoreinrichtung des Kommunikationsmoduls des Unterstützungsflugkörpers kann die aus beiden Quellen gewonnenen Positionsdaten bzw. fusionieren und daraus Flugleitdaten zur Lenkung des Abwehrflugkörpers ermitteln. Dies kann z. B. anhand von Basisflugdaten, die von der Datenübertragungsvorrichtung an die Eingangsschnittstelle des Kommunikationsmoduls gesendet werden und die letztlich Positionsdaten des Ziels enthalten oder repräsentieren, und anhand der Sensordaten des ersten Sensorsystems erfolgen. Dadurch kann beispielsweise eine Updaterate, mit welcher dem Bekämpfungsflugkörper Lenkdaten zur Verfügung gestellt werden, vorteilhaft vergrößert werden, z. B. indem für Zeitpunkte, zu denen das Radar keine Flugleitdaten bereitstellen kann, von dem ersten Sensorsystem erfasste Positionsdaten zur Ermittlung der Flugleitdaten verwendet werden.It can thus be provided that a position detection of the flying target on the one hand, at least temporarily, by a radar, z. B. a ground-based fire control radar, and on the other hand by the first sensor system of the support missile. The processor device of the communication module of the support missile can combine the position data obtained from both sources and determine flight control data for guiding the defense missile. This can e.g. B. based on basic flight data, which are sent from the data transmission device to the input interface of the communication module and ultimately contain or represent position data of the target, and based on the sensor data of the first sensor system. As a result, for example, an update rate with which the combat missile guidance data are made available, can be advantageously increased, z. B. by using position data recorded by the first sensor system to determine the flight control data for times at which the radar cannot provide any flight control data.
Ein weiterer Vorteil der Kombination eines Radars und einer Datenübertragungsvorrichtung mit dem Unterstützungsflugkörper ist es, dass das Kommunikationsmodul des Unterstützungsflugkörpers auf einfache Weise an verschiedene Bekämpfungsflugkörper und/oder Radarsysteme anpassbar ist, z. B. indem die Software des Kommunikationsmoduls angepasst wird. Beispielsweise können auf einfache Weise neue, leistungsfähige Abwehrflugkörper mit bestehenden Radarsystemen kombiniert werden. Grundsätzlich ist auch auf einfache Weise eine Software für das Kommunikationsmodul realisierbar, welche bereits für eine Auswahl verschiedener Typen von Abwehrflugkörpern einsetzbar ist, was einen flexiblen Einsatz in verschiedenen Systemen mit unterschiedlichen Abwehrflugkörpern erleichtert. Wenn neu entwickelte Abwehrflugkörper in bereits existierende Luftverteidigungssysteme aufgenommen werden sollen, kann dies relativ einfach umgesetzt werden, indem die Software des Kommunikationsmoduls des Unterstützungsflugkörpers, welches wie eine Art „Adapter“ arbeitet, um relevante Daten für den neuen Abwehrflugkörper erweitert wird. Der Unterstützungsflugkörper erleichtert es somit, Performancelücken eines bereits bestehenden Luftverteidigungssystems zu schließen.A further advantage of the combination of a radar and a data transmission device with the support missile is that the communication module of the support missile is easily adaptable to different combat missiles and/or radar systems, e.g. B. by adapting the software of the communication module. For example, new, powerful defense missiles can easily be combined with existing radar systems. In principle, software for the communication module can also be implemented in a simple manner, which software can already be used for a selection of different types of defense missiles, which facilitates flexible use in different systems with different defense missiles. If newly developed defense missiles are to be incorporated into existing air defense systems, this can be implemented relatively easily by expanding the software of the support missile's communication module, which works like a kind of "adapter", with relevant data for the new defense missile. The support missile thus makes it easier to close performance gaps in an existing air defense system.
Ferner wird durch die Unterbringung des Kommunikationsmoduls die Kommunikation mit dem Bekämpfungsflugkörper erleichtert. Einerseits können sehr leistungsfähige Eingangs- und Ausgangsschnittstellen, z. B. in Form von Transceivern, im Unterstützungsflugkörper untergebracht werden, ohne dass Bauraumkonflikte auftreten, z. B. mit einem Gefechtskopf, da der Unterstützungsflugkörper vorzugsweise unbewaffnet realisiert ist. Ferner kann durch den Unterstützungsflugkörper die Kommunikationsreichweite vergrößert werden. Darüber hinaus besteht ein weiterer Vorteil darin, dass Bekämpfungsmaßnahmen flexibler gewählt werden können. Beispielsweise ist es nicht zwingend notwendig, dass der Bekämpfungsflugkörper, also der Flugkörper, der das abzuwehrende Ziel treffen soll, dauerhaft eine sogenannte Line-Of-Sight (LOS) Verbindung, also eine direkte Sichtverbindung zum Radar besitzen muss, da die Flugleitdaten und optional auch vom Bekämpfungsflugkörper gesendete Daten in diesem sogenannten Non-Line-Of-Sight Fall indirekt über den Unterstützungsflugkörper übertragen werden können. Da die Prozessoreinrichtung des Kommunikationsmoduls des Unterstützungsflugkörpers dazu eingerichtet ist, die Flugleitdaten zur Lenkung des Abwehrflugkörpers zumindest zeitweise ausschließlich basierend auf den vom ersten Sensorsystem erfassten Positionsdaten zu erzeugen, kann das Radar auch zeitweise abgeschaltet werden, z. B. in einem bestimmten Sektor, um für ein gegnerisches System unsichtbar zu sein. Auch kann das Radar so zeitweise entlastet und die freigewordenen Ressourcen für andere Aufgaben zur Verfügung gestellt werden.Furthermore, accommodating the communication module facilitates communication with the combat missile. On the one hand, very powerful input and output interfaces, e.g. B. in the form of transceivers, are housed in the support missile without space conflicts occur, z. B. with a warhead, since the support missile is preferably realized unarmed. Furthermore, the communication range can be increased by the support missile. Another advantage is that control measures can be chosen more flexibly. For example, it is not absolutely necessary that the combat missile, i.e. the Missile that is supposed to hit the target to be defended against must have a permanent so-called line-of-sight (LOS) connection, i.e. a direct line of sight to the radar, since the flight control data and optionally also data sent by the combat missile in this so-called non-line-of- Sight Fall can be transmitted indirectly via the support missile. Since the processor device of the communication module of the support missile is set up to generate the flight control data for guiding the defense missile at least at times exclusively based on the position data recorded by the first sensor system, the radar can also be switched off at times, e.g. B. in a certain sector to be invisible for an enemy system. The radar can also be temporarily relieved and the resources that have been freed up can be made available for other tasks.
Gemäß manchen Ausführungsformen kann vorgesehen sein, dass die Eingangsschnittstelle zum Übertragen von Signalen eingerichtet ist, die im Vergleich zu an der Ausgangsschnittstelle übertragbaren Signalen verschiedene physikalische Eigenschaften aufweisen. Optional kann die Eingangsschnittstelle zum Übertragen von Signalen in einem ersten Frequenzband eingerichtet sein, und ebenfalls optional kann die Ausgangsschnittstelle zum Übertragen von Signalen in einem von dem ersten Frequenzband verschiedenen zweiten Frequenzband eingerichtet sein. Dies erleichtert ebenfalls die Kombination verschiedener Radarsysteme bzw. Datenübertagungsvorrichtungen mit verschiedenen Bekämpfungsflugkörpern.According to some embodiments, it can be provided that the input interface is set up to transmit signals that have different physical properties compared to signals that can be transmitted at the output interface. The input interface can optionally be set up to transmit signals in a first frequency band, and the output interface can also optionally be set up to transmit signals in a second frequency band that is different from the first frequency band. This also makes it easier to combine different radar systems or data transmission devices with different combat missiles.
Gemäß weiteren Ausführungsformen kann das Kommunikationsmodul eine erste Eingangsschnittstelle aufweisen, die zum Übertragen von Signalen mit ersten physikalischen Eigenschaften, z. B. von Signalen in einem ersten Frequenzbereich oder mit einer ersten Polarität, eingerichtet ist, und eine zweite Eingangsschnittstelle, die zum Übertragen von Signalen mit zweiten physikalischen Eigenschaften eingerichtet ist, z. B. von Signalen in einem zweiten Frequenzbereich oder mit einer zweiten Polarität. Das Kommunikationsmodul des Unterstützungsflugkörpers kann somit mit völlig verschiedenen Datenübertragungsvorrichtungen, z. B. von verschiedenen Radarsystemen, verbunden werden und an der Ausgangsschnittstelle für den Bekämpfungsflugkörper passende Signale ausgeben.According to further embodiments, the communication module can have a first input interface, which is used for transmitting signals with first physical properties, e.g. B. of signals in a first frequency range or with a first polarity, and a second input interface, which is set up for transmitting signals with second physical properties, z. B. of signals in a second frequency range or with a second polarity. The communication module of the support missile can thus be used with completely different data transmission devices, e.g. B. from different radar systems, and output appropriate signals at the output interface for the combat missile.
Optional kann die Prozessoreinrichtung dazu eingerichtet sein, die empfangenen Basisflugleitdaten unmodifiziert als verarbeitete Flugleitdaten an die Ausgangsschnittstelle weiterzuleiten. Beispielsweise kann das Kommunikationsmodul des Unterstützungsflugkörpers als eine Art Relais verwendet werden. Dadurch sind sehr große Übertragungsreichweiten zwischen einem optionalen Radar bzw. der zugehören Datenübertragungsvorrichtung und dem Abwehrflugkörper möglich.Optionally, the processor device can be set up to forward the received basic flight control data unmodified as processed flight control data to the output interface. For example, the support missile's communications module can be used as a sort of relay. As a result, very large transmission ranges are possible between an optional radar or the associated data transmission device and the defense missile.
Ebenfalls optional kann vorgesehen sein, dass die Prozessoreinrichtung dazu eingerichtet ist, die empfangenen Basisflugleitdaten gemäß einer vorbestimmten prozeduralen Vorgabe an die Ausgangschnittstelle weiterzuleiten. Unter einer vorbestimmten prozeduralen Vorgabe kann insbesondere eine Vorschrift für einen Zeitpunkt der Weiterleitung der Signale und/oder eine Vorschrift, ob Signale überhaupt weitergeleitet werden, und/oder eine Vorschrift für die Änderung von physikalischen oder Kodierungseigenschaften der Signale verstanden werden. Dabei können prozedurale Vorgaben beispielsweise fest gewählt sein oder diese Eigenschaften/Parameter werden dynamisch gewählt. Im letztgenannten Fall können z. B. in einem aktuell übertragenen Datenpaket die jeweiligen Vorschriften für das nächsten Datenpaket festgelegt werden. Dies gilt sowohl für von der Datenübertragungsvorrichtung an das Kommunikationsmodul übertragene Flugleitdaten als auch für vom Abwehrflugkörper an das Kommunikationsmodul übertragene Rückmeldedaten. Beispielsweise können in einem Datenpaket von Flugleitdaten auch die Vorschriften für ein folgendes Rückmeldedatenpaket enthalten sein.Provision can likewise optionally be made for the processor device to be set up to forward the received basic flight control data to the output interface in accordance with a predetermined procedural specification. A predetermined procedural specification can in particular be understood as a specification for a point in time when the signals are forwarded and/or a specification as to whether signals are transmitted at all and/or a specification for changing physical or coding properties of the signals. In this case, procedural specifications can, for example, be permanently selected or these properties/parameters can be selected dynamically. In the latter case z. B. the respective rules for the next data packet are set in a currently transmitted data packet. This applies both to flight control data transmitted from the data transmission device to the communications module and to feedback data transmitted from the defense missile to the communications module. For example, the regulations for a subsequent feedback data packet can also be contained in a data packet of flight control data.
Die prozeduralen Vorgaben können beispielweise sein:
- - eine Verzögerungszeit, z. B. eine Verzögerungszeit, nach der die Prozessoreinrichtung die an der Eingangsschnittstelle empfangenen Flugleitdaten an die Ausgangsschnittstelle weiterleitet, oder eine Verzögerungszeit nach dem Senden der Flugleitdaten an den Abwehrflugkörper, nach der ein Empfang von Rückmeldedaten erwartet wird;
- - eine Zeitallokation, also ein definierter Zeitpunkt, für das Senden von Flugleitdaten und/oder Rückmeldedaten, z. B. basierend auf einem timeslot-Verfahren,
- - ein temporäres Aussetzen der Datenübertragung zwischen Kommunikationsmodul und Abwehrflugkörper und/oder zwischen Kommunikationsmodul und Datenübertragungsvorrichtung, z. B. einmalig, zweimalig, etc. oder für einen definierten Zeitraum,
- - ein Wählen eines speziellen Modulationsverfahrens für die Frequenz der übertragenen Signale aus einer vorbestimmten Auswahl an Modulationsverfahren,
- - ein Wählen einer speziellen Frequenz bzw. eines Frequenzbandes zur Übertragung der Signale aus einer Auswahl vorbestimmter Frequenzen oder Frequenzbänder,
- - ein Wählen eines Frequenz-Hopping-Verfahrens,
- - ein Wählen von Parametern für eine Kodierung der Flugleitdaten und/oder der Rückmeldedaten aus einer vorbestimmten Auswahl an Parametern und/oder eine Wählen zwischen Anwenden und Aussetzen eines solchen Kodierungsverfahrens.
- - a delay time, e.g. B. a delay time after which the processor device forwards the flight control data received at the input interface to the output interface, or a delay time after the transmission of the flight control data to the defense missile, after which feedback data is expected to be received;
- - a time allocation, i.e. a defined point in time, for the transmission of flight control data and/or feedback data, e.g. B. based on a timeslot method,
- - A temporary suspension of data transmission between the communication module and defense missile and / or between the communication module and data transmission device, z. B. once, twice, etc. or for a defined period of time,
- - a selection of a special modulation method for the frequency of the transmitted signals from a predetermined selection of modulation methods,
- - selecting a specific frequency or frequency band for transmission of the signals from a selection of predetermined frequencies or frequency bands,
- - a selection of a frequency hopping method,
- - Choosing parameters for coding the flight control data and/or the feedback data from a predetermined selection of parameters and/or choosing between using and suspending such a coding method.
Allgemein kann das Weiterleiten gemäß den prozeduralen Vorgaben sowohl bei der Weiterleitung von Flugleitdaten an den Abwehrflugkörper als auch bei der Weiterleitung von Rückmeldedaten an die Datenübertragungsvorrichtung erfolgen.In general, the forwarding can take place according to the procedural specifications both when forwarding flight control data to the defense missile and when forwarding feedback data to the data transmission device.
Gemäß manchen Ausführungsformen kann vorgesehen sein, dass die Prozessoreinrichtung dazu eingerichtet ist, die in einem ersten Datenformat an der Eingangsschnittstelle empfangenen Basisflugleitdaten als verarbeitete Flugleitdaten in einem zweiten Datenformat auszugeben. Dadurch wird die Kombinierbarkeit von verschiedenen Unterstützungsflugkörpern mit einem optionalen Radar weiter erleichtert.According to some specific embodiments, it can be provided that the processor device is set up to output the basic flight control data received in a first data format at the input interface as processed flight control data in a second data format. This makes it even easier to combine different support missiles with an optional radar.
Gemäß manchen Ausführungsformen kann vorgesehen sein, dass das Radar dazu eingerichtet ist, die Positionsdaten mit einer ersten Updaterate bereitzustellen, und wobei die Prozessoreinrichtung dazu eingerichtet ist, anhand der an der Eingangsschnittstelle empfangenen Basisflugleitdaten, welche entsprechend der ersten Updaterate ermittelt wurden, verarbeitete Flugleitdaten mit einer gegenüber der ersten Updaterate vergrößerten zweiten Updaterate an die Ausgangsschnittstelle auszugeben. Wie dies bereits erläutert wurde, können z. B. die vom ersten Sensorsystem des Unterstützungsflugkörpers erfassten Daten und die vom Radar erfassen Daten fusioniert werden und mit vergrößerter Updaterate als Flugleitdaten ausgegeben werden. Gemäß manchen Ausführungsformen kann vorgesehen sein, dass die Prozessoreinrichtung dazu eingerichtet ist, basierend auf den Basisflugleitdaten und/oder den vom ersten Sensorsystem erfassten Positionsdaten virtuelle Flugleitdaten zu erzeugen und an die Ausgangsschnittstelle auszugeben.According to some embodiments, it can be provided that the radar is set up to provide the position data at a first update rate, and the processor device is set up to use the basic flight control data received at the input interface, which were determined according to the first update rate, to process flight control data with a to output the second update rate, which is increased compared to the first update rate, to the output interface. As already explained, e.g. B. the data recorded by the first sensor system of the support missile and the data recorded by the radar are merged and output with an increased update rate as flight control data. According to some specific embodiments, it can be provided that the processor device is set up to generate virtual flight control data based on the basic flight control data and/or the position data recorded by the first sensor system and to output them to the output interface.
Allgemein kann das Radar die Positionsdaten mit einer bestimmten ersten Frequenz oder Häufigkeit je Zeiteinheit erfassen. Damit stehen diskrete Positionsdaten des Ziels in bestimmten Zeitabständen zur Verfügung. Die Flugleitdaten, die von der Datenübertragungsvorrichtung an das Kommunikationsmodul des Unterstützungsflugkörpers gesendet werden, sind basierend auf diesen Positionsdaten erzeugt und können damit maximal mit derselben Updaterate übertragen werden. Die Prozessoreinrichtung kann Flugdaten jedoch mit einer größeren Updaterate ausgeben, z. B. indem die Prozessoreinrichtung, basierend auf den empfangenen Basisflugleitdaten und/oder den vom ersten Sensorsystem erfassten Positionsdaten virtuelle Flugleitdaten erzeugt und an die Ausgangsschnittstelle ausgibt. Beispielsweise können für Zeitpunkte, für die keine Basisflugleitdaten oder keine Positionsdaten vom ersten Sensorsystem zur Verfügung stehen, Werte für die Flugleitdaten extrapoliert oder in anderer Weise angenähert werden. Alternativ oder zusätzlich können Flugleitdaten aus anderen Datenquellen abgerufen und mit den von der Datenübertragungsvorrichtung empfangenen Flugleitdaten fusioniert werden. Somit wird die Anzahl an Flugleitdatensätzen, die je Zeiteinheit zur Verfügung stehen, vergrößert. In gleicher Weise kann dadurch die Genauigkeit der Daten verbessert werden, z. B. durch den optionalen Einsatz von Filtern, wie einem Kalman-Filter, oder durch das erwähnte Hinzuziehen zusätzlicher Datenquellen. Damit können leistungsfähigere Abwehrflugkörper, welche typischerweise eine hohe Updaterate für die Flugleitdaten benötigen, mit bestehenden Radarsystemen und Datenübertragungsvorrichtungen noch einfacher kombiniert werden. In general, the radar can acquire the position data with a specific first frequency or frequency per unit of time. Discrete position data of the target are thus available at specific time intervals. The flight control data, which are sent from the data transmission device to the communication module of the support missile, are generated based on this position data and can therefore be transmitted at the same maximum update rate. However, the processor device can output flight data with a higher update rate, e.g. B. in that the processor device generates virtual flight control data based on the received basic flight control data and/or the position data recorded by the first sensor system and outputs them to the output interface. For example, values for the flight control data can be extrapolated or approximated in some other way for points in time for which no basic flight control data or no position data are available from the first sensor system. Alternatively or additionally, flight control data can be retrieved from other data sources and merged with the flight control data received from the data transmission device. This increases the number of flight control data sets that are available per unit of time. In the same way, this can improve the accuracy of the data, e.g. B. through the optional use of filters, such as a Kalman filter, or through the aforementioned inclusion of additional data sources. In this way, more powerful defense missiles, which typically require a high update rate for the flight control data, can be combined even more easily with existing radar systems and data transmission devices.
Gemäß manchen Ausführungsformen kann vorgesehen sein, dass die Ausgangsschnittstelle zum Empfangen von Rückmeldedaten von dem Bekämpfungsflugkörper eingerichtet ist, wobei die Prozessoreinrichtung zur Verarbeitung der vom Bekämpfungsflugkörper empfangenen Rückmeldedaten und zum Ausgeben von verarbeiteten Rückmeldedaten an die Eingangsschnittstelle eingerichtet ist, und wobei die Eingangsschnittstelle zum Senden der verarbeiteten Rückmeldedaten an die Datenübertragungsvorrichtung eingerichtet ist. Dieser Datenübertragungsvorgang kann auch als „Down-Link“ bezeichnet werden. Die Rückmeldedaten können beispielsweise Betriebszustandsdaten des Abwehrflugkörpers enthalten. Alternativ oder zusätzlich können die Rückmeldedaten auch eine vom Abwehrflugkörper angenommene eigene Position, Suchkopfdaten und dergleichen beinhalten. Grundsätzlich kann die Prozessoreinrichtung dazu eingerichtet sein, dieselben Verarbeitungsschritte für die Rückmeldedaten durchzuführen, wie dies für die Flugleitdaten beschrieben wurde. Insbesondere kann die Prozessoreinrichtung dazu eingerichtet sein, die empfangenen Rückmeldedaten unmodifiziert als verarbeitete Rückmeldedaten an die Eingangsschnittstelle weiterzuleiten und/oder die empfangenen Rückmeldedaten mit einem vorbestimmten Zeitversatz an die Eingangsschnittstelle weiterzuleiten und/oder die in einem ersten Datenformat empfangenen Rückmeldedaten als verarbeitete Rückmeldedaten in einem zweiten Datenformat auszugeben. Optional kann die Prozessoreinrichtung auch dazu eingerichtet sein, die mit einer ersten Rückmelde-Updaterate vom Abwehrflugkörper bereitgestellten Rückmeldedaten als verarbeitete Rückmeldedaten mit einer gegenüber der ersten Rückmelde-Updaterate vergrößerten oder verringerten zweiten Updaterate an die Eingangsschnittstelle auszugeben.According to some embodiments, it can be provided that the output interface is set up to receive feedback data from the combat missile, the processor device being set up to process the feedback data received from the combat missile and to output processed feedback data to the input interface, and the input interface to send the processed Feedback data is set up to the data transmission device. This data transmission process can also be referred to as a “down link”. The feedback data can contain, for example, operating status data of the defense missile. Alternatively or additionally, the feedback data can also contain a position assumed by the defense missile, seeker data and the like. In principle, the processor device can be set up to carry out the same processing steps for the feedback data as was described for the flight control data. In particular, the processor device can be set up to forward the received feedback data unmodified as processed feedback data to the input interface and/or to forward the received feedback data to the input interface with a predetermined time offset and/or to forward the feedback data received in a first data format as processed feedback data in a second data format to spend Optionally, the processor device can also be set up to use the feedback data provided by the defense missile at a first feedback update rate as processed feedback data with a compared to the first feedback up daterate increased or decreased second update rate to the input interface.
Gemäß manchen Ausführungsformen kann vorgesehen sein, dass die Prozessoreinrichtung dazu eingerichtet ist, anhand der von dem ersten Sensorsystem erfassten Positionsdaten eine Lenkungskenngröße zu ermitteln und auszugeben. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Lenkungskenngröße eine oder mehrere der folgenden Informationen enthält: eine aktuelle Position des Ziels, eine vorausgesagte Abfangposition des Ziels, eine Target-Object-Map, in welcher relative Positionen des Ziels und möglicher Täuschkörper enthalten sind. Demnach kann die Prozessoreinrichtung dazu eingerichtet sein, den Inhalt der Flugleitdaten so anzupassen, dass diese vom Bekämpfungsflugkörper verwendet werden können. Dies erleichtert weiter die Kombination mit verschiedenen Radarsystemen, welche unterschiedliche Inhalte als Positionsdaten bzw. Flugleitdaten bereitstellen können.According to some specific embodiments, it can be provided that the processor device is set up to determine and output a steering parameter based on the position data recorded by the first sensor system. For example, it can be provided that the guidance parameter contains one or more of the following information: a current position of the target, a predicted intercept position of the target, a target-object map containing relative positions of the target and possible decoys. Accordingly, the processor device can be set up to adapt the content of the flight control data in such a way that it can be used by the combat missile. This further facilitates the combination with different radar systems, which can provide different content as position data or flight control data.
Die im Zusammenhang mit einem Aspekt der Erfindung offenbarten Merkmale und Vorteile sind auch für die jeweils anderen Aspekte offenbart. Beispielsweise kann der Prozessor des Kommunikationsmoduls des Unterstützungsflugkörpers nach dem zweiten Aspekt der Erfindung dazu eingerichtet sein, Schritte des Verfahrens gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung auszuführen. In gleicher Weise kann das System zur bodengebundenen Luftverteidigung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung das Verfahren gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung ausführen.The features and advantages disclosed in connection with one aspect of the invention are also disclosed for the respective other aspects. For example, the processor of the communication module of the support missile according to the second aspect of the invention can be set up to carry out steps of the method according to the third aspect of the invention. Likewise, the ground-based air defense system according to the first aspect of the invention can carry out the method according to the third aspect of the invention.
Im Folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnungen erläutert. Von den Figuren zeigen:
-
1 eine schematische, funktionale Blockdarstellung eines Systems zur bodengebundenen Luftverteidigung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; -
2 eine schematische Ansicht eines Abwehr- oder Bekämpfungsflugkörpers und eines Unterstützungsflugkörpers eines Systems zur Luftverteidigung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; -
3 eine schematische Darstellung der Funktionsweise eines Systems zur bodengebundenen Luftverteidigung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; und -
4 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Lenkung eines Bekämpfungsflugkörpers gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
-
1 a schematic, functional block diagram of a system for ground-based air defense according to an embodiment of the invention; -
2 a schematic view of a defense or combat missile and a support missile of a system for air defense according to an embodiment of the invention; -
3 a schematic representation of the functioning of a system for ground-based air defense according to an embodiment of the invention; and -
4 a flowchart of a method for guiding a combat missile according to an embodiment of the invention.
In den Figuren bezeichnen dieselben Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Komponenten, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist.In the figures, the same reference symbols designate identical or functionally identical components, unless otherwise stated.
In
Optional kann das Radarsystem 110 eine Prozessoreinrichtung (nicht dargestellt) aufweisen, welche dazu eingerichtet ist, aus den Positionsdaten P1 Basisflugleitdaten F zu erzeugen. Die Flugleitdaten F können die Positionsdaten P1 enthalten und/oder können andere Lenkungskenngrößen, wie z. B. eine Trajektorie, einen geplanten Abfangpunkt, an dem das Ziel zerstört werden soll, oder ähnliche Daten enthalten, welche zur Lenkung bzw. zum Manövrieren des Abwehrflugkörpers 120 verwendet werden können. Die Erzeugung der Basisflugleitdaten F aus den Positionsdaten P1 kann alternativ auch getrennt von dem Radarsystem 110 erfolgen, z. B. in einem Gefechtsstand oder einer Startvorrichtung 150.Optionally, the
Wie in
Die Datenübertragungsvorrichtung 130 dient zum Senden der Basisflugleitdaten F an einen Empfänger und kann dementsprechend einen Sender (nicht dargestellt) aufweisen. Der Sender ist insbesondere dazu eingerichtet, Funksignale zu senden. Optional kann die Datenübertragungsvorrichtung 130 zusätzlich einen Empfänger (nicht dargestellt) aufweisen.The
In
Der Bekämpfungsflugkörper 120 ist dazu ausgelegt, das Ziel T zu treffen und dadurch zu bekämpfen. Insbesondere ist der Bekämpfungsflugkörper 120 als manövrierfähiger, unbemannter Flugkörper realisiert. Wie in
Zum Manövrieren des Bekämpfungsflugkörpers 120 kann eine Flugsteuerungsvorrichtung 123 vorgesehen sein, welche dazu eingerichtet ist, Steuersignale zu erzeugen, um die Steuerfinnen 122 mittels Aktuatoren (nicht dargestellt) zu bewegen und/oder gegebenenfalls vorhandene Querschubsysteme zu betätigen und/oder um den Antrieb (nicht dargestellt) zu regeln. Die Flugsteuerungsvorrichtung 123 kann beispielsweise dazu eingerichtet sein, die Steuersignale basierend auf Flugleitdaten zu erzeugen, die von einer externen Quelle, z. B. dem Unterstützungsflugkörper 140, an den Bekämpfungsflugkörper 120 gesendet werden, wie dies nachfolgend noch im Detail erläutert wird. Wie in
Wie in
Der Unterstützungsflugkörper 140 ist ebenfalls schematisch und rein beispielhaft in
Wie in
Die optionale Eingangsschnittstelle 11 ist dazu eingerichtet, Funksignale S1, S3 zu empfangen, z. B. die Flugleitdaten F, welche von der Datenübertragungsvorrichtung 130 gesendet werden. Die Eingangsschnittstelle 11 kann auch zum Senden von Signalen S1, S3 eingerichtet sein, z. B. an die Datenübertragungsvorrichtung 130. Wie in
Die Ausgangsschnittstelle 12 ist zum Senden von Daten an den Bekämpfungsflugkörper 120 und optional auch zum Empfangen von Daten von dem Bekämpfungsflugkörper 120 eingerichtet. Allgemein ist die Ausgangsschnittstelle 12 zum Übertragen von Funksignalen S2 eingerichtet. Optional kann vorgesehen sein, dass die Ausgangsschnittstelle 12 zum Übertragen von Signalen S2 eingerichtet ist, deren physikalische Eigenschaften sich von den an der Eingangsschnittstelle 11 empfangenen Signalen S1, S3 unterscheiden. Beispielsweise kann die Eingangsschnittstelle 11 zum Übertragen von Signalen S1 in einem ersten Frequenzband eingerichtet sein und die Ausgangsschnittstelle 12 kann zum Übertragen von Signalen S2 in einem von dem ersten Frequenzband verschiedenen zweiten Frequenzband eingerichtet sein.The
Die Prozessoreinrichtung 13 ist allgemein dazu eingerichtet, basierend auf einem Eingangssignal, ein Ausgangssignal zu erzeugen. Beispielsweise kann die Prozessoreinrichtung 13 einen oder mehrere Mikrocontroller, CPU(s), FPGA(s), ASIC(s) oder dergleichen aufweisen. Die Prozessoreinrichtung 13 ist ferner dazu eingerichtet, auf einem Datenspeicher (nicht dargestellt) gespeicherte Software auszuführen, um das Ausgangssignal basierend auf dem Eingangssignal gemäß einer durch die Software definierten Rechenvorschrift zu erzeugen. Der Datenspeicher kann insbesondere ein nicht-flüchtiger Datenspeicher sein, z. B. eine Festplatte, eine CD, eine DVD, eine Blu-ray-Disc, eine Diskette, ein SSD-Speicher, ein Flash-Speicher oder dergleichen.The
Wie dies in
Das Sensorsystem 142 des Unterstützungsflugkörpers 140 ist, wie das Radarsystem 110, zum Erfassen von Positionsdaten P2 des Ziels T eingerichtet, beispielsweise kann das Sensorsystem 142 einen Infrarotsensor (143) und/oder einen Radarsensor 144, z. B. einen Ku-Band-Radarsensor aufweisen. Damit kann der Unterstützungsflugkörper 140 selbst die Position des Ziels T ermitteln. Das erste Sensorsystem 142 kann mit der Sensorschnittstelle 15 des Kommunikationsmoduls 1 verbunden sein, um die vom Sensorsystem 140 erfassten Positionsdaten P2 der Prozessoreinrichtung 13 als Eingangssignal bereitzustellen.Like the
Wie dies in
Die Funktionsweise des Systems 100 wird beispielhaft anhand der
In
Die optionalen Radarsysteme 110 überwachen den Luftraum. Wenn ein fliegendes Ziel T, z. B. eine ballistische Rakete, wie dies in
Wie in
Wie in
In einem weiteren optionalen Schritt M4, dessen Ausführung ebenfalls mit zum Zeitpunkt t1 beginnen kann, übermittelt die Datenübertragungsvorrichtung 130 die Basisflugleitdaten F an den Unterstützungsflugkörper 140. Insbesondere werden entsprechende Funksignale S1, S3 an die Eingangsschnittstelle 11 der Kommunikationseinrichtung 1 des Unterstützungsflugkörpers 140 übertragen. Der Unterstützungsflugkörper 140 kann optional basierend auf den erhaltenen Flugleitdaten F mittels seiner Flugsteuerungsvorrichtung (nicht dargestellt) gelenkt bzw. gesteuert werden. Alternativ hierzu kann auch vorgesehen sein, dass der Unterstützungsflugkörper 140 eine vorgegebene Trajektorie, die z. B. in der Flugsteuerungsvorrichtung (nicht dargestellt) des Unterstützungsflugkörpers 140 gespeichert sein kann, abfliegt.In a further optional step M4, the execution of which can also begin at time t1, the
Wie
Optional kann vorgesehen sein, dass unmittelbar nach dem Starten von Bekämpfungsflugkörper 120 und Unterstützungsflugkörper 140, z. B. zwischen den Zeitpunkten t1 und t2, die Flugleitdaten F von der Datenübertragungsvorrichtung 130 auch direkt an den Bekämpfungsflugkörper 120 übertragen werden und der Bekämpfungsflugkörper 120 in einer Startphase basierend auf den direkt von der Datenübertragungsvorrichtung 130 empfangenen Flugleitdaten F gelenkt wird. Am Ende der Startphase, z. B. zum Zeitpunkt t2, beispielsweise wenn der Bekämpfungsflugkörper 120 eine vorbestimmte Position und/oder eine vorbestimmte Fluggeschwindigkeit erreicht hat, wird die Übermittlung von Flugleitdaten F von der Datenübertragungsvorrichtung 130 an den Bekämpfungsflugkörper 120 beendet und der Bekämpfungsflugkörper 120 wird gemäß Schritt M7 basierend auf den vom Kommunikationsmodul 1 des Unterstützungsflugkörpers 140 bereitgestellten verarbeiteten Flugleitdaten F' gelenkt. Allgemein kann in der Startphase auch der Unterstützungsflugkörper 140 basierend auf den von der Datenübertragungsvorrichtung 130 erhaltenen Flugleitdaten F geführt werden, wie dies bereits erwähnt wurde. In der Startphase befinden sich vorzugsweise sowohl der Bekämpfungsflugkörper 120 als auch der Unterstützungsflugkörper 140 innerhalb eins Sichtfelds des Radarsystems 110, so dass deren Position von dem Radarsystem 110 erfasst werden kann.Optionally, it can be provided that immediately after launching
Wie in
Auf diese Weise kann der Bekämpfungsflugkörper 120 in Richtung des Ziels T gesteuert bzw. manövriert werden, wie dies in
Das oben beschriebene Verarbeiten M5 der empfangenen Flugleitdaten F durch die Prozessoreinrichtung 13 kann insbesondere ein unmodifiziertes Weiterleiten der empfangenen Flugleitdaten F als verarbeitete Flugleitdaten F' an die Ausgangsschnittstelle 12 umfassen. Beispielsweise kann im Falle eines zeitweisen Ausfalls des ersten Sensorsystems 142 des Unterstützungsflugkörpers 140 oder bis sich der Unterstützungsflugkörper 140 dem Ziel T bis auf eine vorbestimmte Distanz genähert hat, ein Lenken des Bekämpfungsflugkörpers 120 basierend auf den Basisflugleitdaten F erfolgen, die als Flugleitdaten F' von dem Kommunikationsmodul 1 an den Bekämpfungsflugkörper 120 gesendet werden. Bereits diese einfache Weiterleitungsfunktion kann die Bekämpfungseffizienz des Systems 100 verbessern. Wenn der Bekämpfungsflugkörper 120 beispielsweise aus dem Sichtfeld des Radarsystems 110 verschwindet, in
Optional kann die Prozessoreinrichtung 13 in Schritt M5 die empfangenen Basisflugleitdaten F mit einem vorbestimmten Zeitversatz an die Ausgangschnittstelle 12 weiterleiten. Generell kann die Prozessoreinrichtung 13 in Schritt M5 die empfangenen Basisflugleitdaten F gemäß einer vorbestimmten prozeduralen Vorgabe an die Ausgangschnittstelle 12 weiterleiten.In step M5, the
Ferner ist auch denkbar, dass die Prozessoreinrichtung 13 in Schritt M5 die in einem ersten Datenformat empfangenen Basisflugleitdaten F als verarbeitete Flugleitdaten F' in einem zweiten Datenformat an die Ausgangsschnittstelle 12 ausgibt. Alternativ oder zusätzlich kann die Prozessoreinrichtung 13 in Schritt M5 anhand der empfangenen Basisflugleitdaten F und/oder basierend auf den von dem ersten Sensorsystem 142 erfassten Positionsdaten P2 eine Lenkungskenngröße, z. B. eine aktuelle Position des Ziels T, eine vorausgesagte Abfangposition des Ziels T und/oder eine Target-Object-Map (TOM), in welcher relative Positionen des Ziel T und möglicher Täuschkörper enthalten sind, ermitteln und an die Ausgangsschnittstelle 12 ausgeben. Diese optionalen Verarbeitungsfunktionen der Prozessoreinrichtung 13 des Kommunikationsmoduls 1 des Unterstützungsflugkörpers 140 erleichtert die Kombination des Bekämpfungsflugkörpers 120 mit verschiedenen Radarsystemen 110A, 110B. Beispielsweise kann es sein, dass der Bekämpfungsflugkörper 120 zum Manövrieren in Richtung des Ziels T die vorausgesagte Abfangposition des Ziels T als Lenkungskenngröße benötigt und diese Information grundsätzlich aus den vom Radar 110A erzeugten Flugleitdaten F erhalten kann. In diesem Fall kann das Kommunikationsmodul 1 des Unterstützungsflugkörpers 140 die Basisflugleitdaten F des Radars 110A einfach als verarbeitete Flugleitdaten F' an den Abwehrflugkörper 120 weiterleiten. Wenn das Radar 110A ausfällt oder das Ziel T für das Radar 110A nicht sichtbar ist, das Radar 110B jedoch in der Lage ist, das Ziel T zu erfassen, kann der Bekämpfungsflugkörper 120 mithilfe des Radars 110B gelenkt werden, selbst dann, wenn die vom Radar 110B gelieferten Basisflugleitdaten F als Lenkungskenngröße die aktuelle Position des Ziels T, anstatt der benötigten vorausgesagten Abfangposition liefert. In diesem Fall ermittelt die Prozessoreinrichtung 13 des Kommunikationsmoduls 1 des Unterstützungsflugkörpers 140 aus den an der Eingangsschnittstelle 11 erhaltenen Flugleitdaten F die vorausgesagte Abfangposition und gibt diese in den verarbeiteten Flugleitdaten F' über seine Ausgangsschnittstelle 12 an den Abwehrflugkörper 120 weiter.Furthermore, it is also conceivable that the
Eine weitere optionale Verarbeitungsfunktion der Prozessoreinrichtung 13, die in Schritt M5 durchgeführt werden kann, kann darin liegen, dass die Prozessoreinrichtung 13 anhand der von der Datenübertragungsvorrichtung 130 empfangenen Basisflugleitdaten F, welche entsprechend der Updaterate des Radars 110 ermittelt wurden, verarbeitete Flugleitdaten F' mit einer gegenüber der Updaterate des Radars 110 vergrößerten Updaterate an die Ausgangsschnittstelle 12 ausgibt. Beispielsweise kann der Bekämpfungsflugkörper 120 die Flugleitdaten mit einer höheren Updaterate benötigen, als diese durch das Radar 110 bereitgestellt werden kann. In diesem Fall kann die Prozessoreinrichtung 13 die Updaterate selbst vergrößern. Beispielsweise ist es möglich, dass die Prozessoreinrichtung 13 basierend auf den empfangenen Basisflugleitdaten F und/oder basierend auf den von dem ersten Sensorsystem 142 des Unterstützungsflugkörpers 140 virtuelle Flugleitdaten F" erzeugt und an die Ausgangsschnittstelle 12 ausgibt. Hierbei berechnet die Prozessoreinrichtung 13 näherungsweise Flugleitdaten für Zeitpunkte, zu denen das Radar 110 selbst keine Flugleitdaten liefert. Hierfür kann die Prozessoreinrichtung 13 beispielsweise Software ausführen, welche entsprechende Simulationsmodelle beinhaltet. Die so erzeugten virtuellen Flugleitdaten F'' werden zusammen mit den gegebenenfalls modifizierten oder unmodifizierten Flugleitdaten als verarbeitete Flugleitdaten F' an der Ausgangsschnittstelle 12 des Kommunikationsmoduls ausgegeben.A further optional processing function of the
Wie in
Selbstverständlich können auch an der Ausgangschnittstelle 12 vom Abwehrflugkörper 120 empfangene Rückmeldedaten durch die Prozessoreinrichtung 13 gemäß einer vorbestimmten prozeduralen Vorgabe an die Eingangsschnittstelle 11 weitergeleitet werden. Weitere prozedurale Vorgaben, sowohl für den Up-Link als auch für den Down-Link können z. B. sein:
- - eine Zeitallokation, also definierter Zeitpunkt, für das Senden von Flugleitdaten und/oder Rückmeldedaten, z. B. basierend auf einem timeslot-Verfahren,
- - ein temporäres Aussetzen der Datenübertragung zwischen Kommunikationsmodul 1 und Abwehrflugkörper 120 und/oder zwischen Kommunikationsmodul 1 und
Datenübertragungsvorrichtung 130, z. B. einmalig, zweimalig, etc. oder für einen definierten Zeitraum, - - ein Wählen eines speziellen Modulationsverfahrens für die Frequenz der übertragenen Signale aus einer vorbestimmten Auswahl an Modulationsverfahren,
- - ein Wählen einer speziellen Frequenz bzw. eines Frequenzbandes zur Übertragung der Signale aus einer Auswahl vorbestimmter Frequenzen oder Frequenzbänder,
- - ein Wählen eines Frequenz-Hopping-Verfahrens,
- - ein Wählen von Parametern für eine Kodierung der Flugleitdaten F und/oder der Rückmeldedaten aus einer vorbestimmten Auswahl an Parametern und/oder eine Wählen zwischen Anwenden und Aussetzen eines solchen Kodierungsverfahrens.
- - a time allocation, i.e. a defined point in time, for sending flight control data and/or feedback data, e.g. B. based on a timeslot method,
- - A temporary suspension of data transmission between
communication module 1 anddefense missile 120 and/or betweencommunication module 1 anddata transmission device 130, e.g. B. once, twice, etc. or for a defined period of time, - - a selection of a special modulation method for the frequency of the transmitted signals from a predetermined selection of modulation methods,
- - selecting a specific frequency or frequency band for transmission of the signals from a selection of predetermined frequencies or frequency bands,
- - a selection of a frequency hopping method,
- - Choosing parameters for coding the flight control data F and/or the feedback data from a predetermined selection of parameters and/or choosing between using and suspending such a coding method.
In einer Flugphase kurz vor dem Abfangen des Ziels T durch den Bekämpfungsflugkörper 120 kann dieser dazu eingerichtet sein, selbständig zu navigieren, z. B. mithilfe der von seinem zweiten Sensorsystem 126 erfassen Sensordaten P3.In a flight phase shortly before the target T is intercepted by the
Obwohl die vorliegende Erfindung vorstehend anhand von Ausführungsbeispielen exemplarisch erläutert wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Weise modifizierbar. Insbesondere sind auch Kombinationen der voranstehenden Ausführungsbeispiele denkbar.Although the present invention has been explained above by way of example using exemplary embodiments, it is not limited thereto but can be modified in many different ways. In particular, combinations of the above exemplary embodiments are also conceivable.
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- Kommunikationsmodulcommunication module
- 1111
- Eingangsschnittstelleinput interface
- 11A11A
- erste Eingangsschnittstellefirst input interface
- 11B11B
- zweite Eingangsschnittstellesecond input interface
- 1212
- Ausgangsschnittstelleoutput interface
- 1313
- Prozessoreinrichtungprocessor device
- 1515
- Sensorschnittstelle sensor interface
- 100100
- Systemsystem
- 110110
- Radarradar
- 110A110A
- Radarsystemradar system
- 110B110B
- Radarsystemradar system
- 111111
- Radarsensoranordnungradar sensor arrangement
- 120120
- Bekämpfungsflugkörpercombat missile
- 121121
- Rumpfhull
- 122122
- Steuerfinnencontrol fins
- 123123
- Flugsteuerungsvorrichtungflight control device
- 124124
- Suchkopfseeker head
- 125125
- Gefechtskopfwarhead
- 126126
- zweites Sensorsystemsecond sensor system
- 127127
- optischer Sensoroptical sensor
- 128128
- Radarsensorradar sensor
- 130130
- Datenübertragungsvorrichtungdata transmission device
- 140140
- Unterstützungsflugkörpersupport missile
- 141141
- Rumpfhull
- 142142
- erstes Sensorsystemfirst sensor system
- 143143
- Infrarotsensorinfrared sensor
- 144144
- Radarsensorradar sensor
- 145145
- Steuerfinnencontrol fins
- 150150
- Abschussvorrichtung launcher
- Ff
- empfangene Flugleitdatenreceived flight guidance data
- F'F'
- verarbeitete Flugleitdatenprocessed flight control data
- F''F''
- virtuelle Flugleitdatenvirtual flight control data
- LTLT
- Flugbahn des Zielstrajectory of the target
- L120L120
- Flugbahn des BekämpfungsflugkörpersTrajectory of the combat missile
- L140L140
- Flugbahn des UnterstützungsflugkörpersSupport missile trajectory
- MM
- Verfahrenproceedings
- M1-M7M1-M7
- Verfahrensschritteprocess steps
- M51M51
- Verfahrensschrittprocess step
- P1P1
- Positionsdatenposition data
- P2p2
- Positionsdatenposition data
- S1-S3S1-S3
- Signalesignals
- TT
- Zielaim
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited
- US 5340056 A [0003]US5340056A [0003]
Claims (17)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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Applications Claiming Priority (1)
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-
2020
- 2020-07-31 DE DE102020004681.9A patent/DE102020004681A1/en active Pending
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