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Einrichtung mit einem Radarrichtgerät zum dauernden
Anvisieren eines fliegenden Zielobjektes
Es sind Einrichtungen bekannt, die ein Radarrichtgerät zum dauernden Anvisieren eines fliegenden
Zielobjektes umfassen, wobei die Zielechozeichen in einem Entfernungsfeaster geführt und mittels einer
Demodulationsvorrichtung gegenüber der momentanen Radarrichtachse nach Höhe und Seite zwecks auto- matischer Verfolgulg des Zielobjektes vermessen werden und das Radarrichtgerät einen zusätzlichen Emp- fangs-und Auswertekanal mit einem zugeordneten Distanzfenster und einer Demodulationsvorrichtung zum
Ermitteln der Richtwertfehler eines weiteren im Bereich des Radarstrahles fliegenden Objektes gegenüber der momentanen Radarrichtachse umfasst.
Diese bekannte Einrichtung wird dazu verwendet, eine fernlenkbare Rakete nach dem Zieldeckungsverfahren längs der Radarrichtachse zum Zielobjekt zu lenken, indem aus dem zweiten Empfangskanal Richtfehlergrössen der Rakete gegenüber ihrem Sollort auf der Radarrichtachse gewonnen, der Rakete zur Kurskorrektur übermittelt werden und bei Erreichung der Zieldistanz durch die Rakete diese zur Explosion gebracht wird (s. USA-Patentschrift Nr. 2, 745, 095).
Das Ziel der vorliegenden Erfindung, welche eine Einrichtung dieser bekannten Art betrifft, ist ein anderes. Es sollen nämlich mit Hilfe einer solchen Einrichtung die Zielfehler beim Beschiessen eines fliegenden Zielobjektes mit irgendwelchen Geschossen, insbesondere mit Flab-Artilleriegranaten oder Vollgeschossen, ermittelt werden, um die Genauigkeit der verwendeten Feuerleitgeräte und GeschUtz-Steu- ereinrichtungen bzw. die Arbeitsgenauigkeit der Geschützbedienung zu prüfen.
Es erscheint praktisch unmöglich, die Echozeichen von Geschossen auszuwerten, die direkt am Ziel vorbeifliegen bzw. das Ziel treffen, d. h. sich in gleicher Entfernung vom Radarrichtgerät wie das Zielobjekt befinden, und deren Echozeichen darum vom Entfernungsfenster durchgelassen werden.
Die Erfindung macht darumGebrauch von der erläuterten bekannten Einrichtung und sieht erfindungsgemäss vor, dass zwei zusätzliche Empfangs-und Auswertekanäle, die für je ein Entfernungsfenster (Fl und F2) und je eine Demodulationsvorrichtung vorgesehen sind, und dass die Entfernungsfenster der beiden zusätzlichen Kanäle automatisch so gesteuert werden, dass sie nur Echozeichen durchtreten lassen, die sich je in einem bestimmten Distanzbereich (Ar) vor oder hinter dem Zielobjekt (0) befinden.
Es ist mit einer auf diese Weise veränderten Einrichtung möglich, die Geschosse während des Durchfliegens der beiden Distanzbereiche der zusätzlichen Entfernungsfenster nach Seiten- und Höhendifferenzen gegenüber der Radarrichtachse zu vermessen und durch Interpolation oder Extrapolation der beiden ermittelten Ablagefehlerkoordinatenpaare die Ablagefehler der Geschosse beim direkten Vorbeifliegen am Zielobjekt, d. h. beim Durchstossen der zur Schussrichtung senkrechten Zielebene, zu ermitteln und gegebenenfalls zu speichern.
Ein Ausführungsbeispiel eines nach dem Erfindungsprinzip ausgebildeten Radarrichtgerätes ist in Fig. 1 der Zeichnung schematisch dargestellt, und Fig. 2 zeigt die geometrische Situation bei der Anwendung des Erfindungsprinzipes.
Das in Fig. l der Zeichnung dargestellte Radarrichtgerät entspricht beispielsweise demScanning-Typ, in welchem von einem Radarspiegel RS aus ein keulenförmiges Strahlbündel ausgesandt wird, das auf einem Kegelmantel um die Richtachse RA herumgedreht wird. Eine Sende-Empfangsanordnung ER bekannter Bauart erzeugt Video-Signale mit den empfangenen Echozeichen, welche drei verschiedenen Entfernungsfenstern FO, Fl, F2 zugeführt werden. Das Fenster FO ist dazu bestimmt, die Echozeichen EO des Zielobjektes durchtreten zu lassen und wird deshalb mit einer zur momentanen Zielentfemung rO proportionalen Steuerspannung gesteuert, die in einem Distanzermittlungs-Servosystem Sr gewonnen wird.
Es ist gemäss der in Fig. 2 dargestellten Situation vorgesehen, die beiden Zusatzfenster Fl und F2 je in einer bestimmten
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Distanzdifferenz Ar vor und hinter dem Hauptfenster FO zu führen. Darum wird an einem Potentiometer P eine dieser vorgesehenen Distanzdifferenz Ar proportionale Spannung erzeugt, die von der Steuerspai-
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halten und anderseits. zur Spannung r0 addiert wird, um die Steuerspannung r2 = r0 + #r für das Entfernungsfenster F2 zu erhalten.
Damit sind die Voraussetzungen dafür gegeben, dass durch das Fenster FO nur Echozeichen EO durchtreten können, die von Objekten in der Zieldistanzr0 reflektiert werden, während von den Fenstern Fl bzw.
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r2 = rO + Ar reflektiert werden.
Diese Echozeichen werden zu Demodulationsvorrichtungen D0 bzw. Dl bzw. D2 bekannter Bauart ge-
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Die den Lagefehler-Komponenten A Ci. 0 bzw. A À 0 des Zielobjektes entsprechenden Mess-Spannungen werden als Steuerspannungen zu Servosystemen S a bzw. S À geführt, welche in bekannter Weise dazu bestimmt sind, die Radarrichtachse RA nach Seite bzw. Höhe so zu verschwenken, dass diese Ablage-
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h.,ernd auf das Zielobjekt gerichtet bleibt, das sich gemäss Fig. 2 beispielsweise auf der Flugbahn B0 bewegt.
Die Lagefehler A < x l, A \ l bzw. A ct 2. A X 1 von Geschossen hingegen, welche sich in der Distanz Ar vor bzw. hinter dem Zielobjekt befinden, d. h. deren Echozeichen El bzw. E2 in den Demodulationsvorrichtungen Dl bzw. D2 ausgewertet werden, werden dem Bildschirm eines Kathodenstrahl-Oszillographen zugeführt, um die Lagen der Geschosse beim Durchfliegen der Distanzbereiche F1 bzw. F2 anzeigen zu können. Damit nicht beiden Demodulationsvorrichtungen Dl und D2 eine besondere Anzeigeröhre S zugeordnet werden muss, sondern auf dem Bildschirm einer einzigen Röhre beide Lagen der Geschosse relativ zur Radarrichtachse, d. h. zum Bildflächenzentrum 0. angezeigt werden können, sind besondere Massnahmen vorzusehen. Die Echozeichen EI bzw. E2 werden auch zu Pegelanzeigern Ql bzw.
Q2 geleitet, welche ihren Zustand, d. h. ihre Ausgangsspannung, deutlich ändern, wenn statt nur der Rauschsignale Echozeichen El bzw. E2 auf den betreffenden Leitungen empfangen werden. Sie erzeugen also Ausgangsspannungen 1 oder 0, je nachdem, ob ihnen Echozeichen zugeführt werden oder nicht. Eine Logikschaltung T ist dazu bestimmt und ausgebildet, an ihren Ausgangsklemmen aO, al, a2 diskrete Steuerspannungen UO bzw. Ul bzw. U2 zu erzeugen, je nachdem, welche Kombination von Ausgangsspannungen der Pegelanzeiger Ql und Q2 ihr zugeführt werden. Wenn beide Eingangsspannungen der Logikschaltung T den Wert 0 haben (Kombination 00) wird an der Klemme AO eine Spannung U0 erzeugt, welche die Strahlintensität in der Anzeigeröhre S auf den Wert 0 zurückregelt.
Wenn die erste Eingangsspannung den Wert 1 und die zweite den Wert 0 hat (Kombination 10), wird an der Klemme Al eine Spannung Ul erzeugt, welche die Umschalter C X und C ci in die Stellung 1 stellt. Wenn die zweite Eingangsspannung zur Logikschaltung T den Wert 1 und die erste den Wert 0 hat (Kombination 01), wird an der Ausgangsklemme A2 eine Spannung erzeugt, welche die Umschalter C À. und C a in die Stellung 2 verstellt. Wenn beide Eingangsspannungen den Wert l haben (Kombination 11), werden abwechselnd die Spannungen Ul und U2 erzeugt, d. h. die Umschalter C > , und C a werden periodisch umgeschaltet.
Die beweglichen Kontakte der Umschalter C αund C # sind an je eines der beiden Strahlablenksysteme der Kathodenstrahlröhre S angeschaltet. In der Stellung 1 der beiden Umschalter werden die Ausgänge A X 1 und A a l des Demodulators Dl in der Röhre S ausgewertet und in der Stellung 2 dieser Umschalter die Ausgänge A ct 2 ind A # 2 des Demodulators D2. Die Bildfläche der Röhre S ist ziemlich stark nachleuchtend ausgebildet, so dass ein Bildfleck eine gewisse Zeit bestehen bleibt, auch wenn der ihn erzeugende Kathodenstrahl schon gelöscht an eine andere Stelle abgelenkt worden ist.
Unter diesen Voraussetzungen ist die Wirkungsweise der beschriebenen Einrichtung leicht einzusehen.
Es wird dabei auch auf die Fig. 2'7erwiesen. Ein zu beschiessendes Flugzeug 0, das sich auf der Flugbahn Bo bewegt, wird von einem Radarrichtgerät Ri aus, dessen Schema in Fig. 1 dargestellt ist, dauernd anvisiert, indem seine Richtachse RA dauernd auf dieses Objekt 0 gerichtet bleibt. Das Entfernungsfenster Fo des Richtgerätes lässt dabei nur Echozeichen Eo von solchen Objekten durchtreten, die sich etwa in der momentanen Entfernung ro des Zielobjektes 0 vom Radarrichtgerät Ri befinden. Das Fenster Fo ist in Fig. 2 als senkrecht zur Radarrichtachse RA orientierte Bildebene dargestellt. Tatsächlich müsste es aber als Prisma gezeichnet werden, dessen Basisflächen etwas vor und hinter dem Zielobjekt liegen würden. Die Prismalänge beträgt etwa 80-100 m.
Die beiden Fenster Fl und F2 liegen bezüglich des Fensters Fo um gleiche Distanzdifferenzen Ar = zirka 100-400 m vor bzw. hinter dem Fenster Fo.
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Es sei nun angenommen, dass das Ziel objekt 0 von einem Geschütz oder Raketen werfer aus beschossen werde, wobei mit Hilfe irgendwelcher Richt- und Steuerorgane, z. B. Fliegerabwehrvisieren, automati- schen Feuerleitgeräten, Raketensteuerungen usw., erreicht werde, dass die Geschosse sich auf Bahnen Bg bewegen, die annähernd durch das Zielobjekt 0 führen. Um nun den Zielfehler messen zu können, wäre es wünschenswert, den Ablagefehler fO der Geschosse in der Fensterebene FO, d. h. in der Zielebene nach Seite a und Höne À zu bestimmen. Mit Hilfe eines üblichen Radarrichtgerätes ist das nun nicht möglich, weil das vom Geschoss reflektierte Echozeichen praktisch neben dem grösseren Zielobjekt reflektierten Echozeichen nicht festzustellen ist.
Mit einem Radarrichtgerät gemäss Fig. 2 ist das aber indirekt möglich. Es wird nämlich die Fehlerkorrektur fl bzw. f2 der Geschosse in bezug auf die Radarrichtachse RA beim Durchfliegen des Fensters F1 bzw. des Fensters F2 gemessen. Dies ist mit dem in Fig. 2 dargestellten Richtgerät möglich.
Solange nämlich kein Geschoss das Fenster Fl durchfliegt, empfängt die Logikschaltung T die Kombination 00, d. h. auf dem Bildschirm der Röhre S erscheint kein Zeichen. Wenn ein Geschoss das Fenster F1 durchfliegt, empfängt die Logikschaltung T die Kombination 10 und auf dem Bildschirm der Röhre S erscheint das Zeichen El, welches den Ablagefehler fl vom Schirmzentrum 0, d. h. von der Radarrichtachse RA, hat. Wenn nach zirka 100-500 msec das Geschoss durch das Fenster F2 fliesst, empfängt die Logikschaltung T die Kombination 01 und es erscheint auf dem Bildschirm der Röhre S das Echozeichen E2 mit dem Ablagefehler f2. Sofern die Röhre genügend lange nachleuchtet, konnen beide Echozeichen El und E2 miteinander auf dem Bildschirm beobachtet und z.
B. photographiert werden. Durch Interpolation der beiden Ablagefehler fl, f2, d. h. durch Halbierung der Verbindungsstrecke der beiden Echozeichen El und E2, kann der Ort für das Echozeichen EO, d. h. des Geschosses, in der Fensterebene F0 gefunden werden.
Sofern eine Folge von vielen Geschossen, d. h. ein Feuerstoss aus einem Flab-Geschütz, gegen das Ziel gerichtet wird, kann es geschehen, dass die erstenGeschosse schon im Fenster F2 angekommen sind, wen : 1 die letzten Geschosse erst durch das Fenster F1 fliegen. Die Logikschaltung T empfängt dan die Kombination 11, d. h. die Schalter Ca und C À werden abwechselnd in die Stellung 1 und 2 verstellt. Auch in diesem Fall sind beide Echozeichen El und E2 gleichzeitig auf dem Bildschirm der Röhre S sichtbar und der durch Interpolation bestimmbare Ort des Echozeichens EO bestimmt den Zielfehler f0 der Geschossbahn nach Seite A a und Höhe A X.
Ausser dem vorstehend eingehend erläuterten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Einrichtung sind auch noch andere Möglichkeiten zur Realisierung des Erfindungsprinzipes denkbar.
So kann z. B. beim Schiessen mit Sprenggranaten vorgesehen werden, den Zeitmoment voraus zu bestimmen, in welchem ein solches Geschoss in der Zielebene angekommen sein wird.
Man wird dann die beiden zusätzlichen Entfernungsfenster des Radarrichtgerätes so führen, dass beide mit bekannten und verschiedenen Distanzdifferenzen A \ l und A X 2 vor dem Zielfenster F0 liegen. Es ist dann möglich, die Flugzeit A t = t2 - tl eines Geschosses zwischen den beiden Fenstern zu messen und durch Extrapolationsrechner bekannter Art mit relativ grosser Genauigkeit den Zeitmoment voraus zu berechnen, in welchem das Geschoss in der Zielebene F0 angekommen sein wird.
Dabei kann nicht nur der Ort des Geschosses in diesem Moment gegenüber der Richtachse nach Seite und Höhe extrapoliert werden, sondern es kann auch festgestellt werden, ob die Sprengung der Granaten in diesem Moment, in dem das Geschoss ja seine kleinste Entfernung vom Zielobjekt 0 hätte, erfolgt, d. h. ob die Tempierung richtig sei. Zu diesem Zweck müsste in an sich bereits bekannter Weise eine dau- smd auf das Ziel gerichtete Kamera zur Bildaufnahme ausgelöst werden.
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