Schaltiingsanordnung zur Steuerung eines Flugkörpers. Die Erfindung
bezieht sich, auf eine Schaltungsa,nordnung zur Steuerung eines Flugkörpers
- beispielsweise einer Rakete in [Lichtung auf ein Iliel. Eine deraxtige
Rakete ]zann bekanntlich auch zur Bekämpfung beweglicher Ziele verwendet werden.Switching arrangement for controlling a missile. The invention relates to a circuit arrangement for controlling a missile - for example a rocket in [clearing on an Iliel. It is well known that such a rocket can also be used to combat moving targets.
Es sind Raheten bekannt, dIe.während. der Dauer des ganzen Fluges
- ab d.em Abschuß bis zum Erreichen des Zieles über dünne Drähte mit einem
Stetiersignalgeber verbunden sind..There are yards known to last. the duration of the entire flight - from the shot down to reaching the target are connected via thin wires with a continuous signal transmitter ..
Eine Person steuert diesen Steuersignalgeber unter Verwendung eines
Steuer)-.nüppels und. bewirkt Änd.erungen der Flugbahn nach rechts oder links, oben
oder unten. Da die steuernde Person sowohl kuderungen der Stand.orte des Flugl%.örpers
und evtl. auch des Zieles und die Änderungen der Entfernung des l-'lugl,.-örpers
vom Ziel berücksichtigen muß, ist es oftmals schwierig, das Ziel züi treffen.A person controls this control signal generator using a
Tax) -. Nüppels and. changes the trajectory to the right or left, up
or below. Since the controlling person both maneuvers the locations of the flight body
and possibly also of the target and the changes in the distance of the l-'lugl, .- body
Having to take into account the target, it is often difficult to hit the target.
Oie i-,rfin(lung bezweckt, eine Scha,Itungsanordnung anzugeben, durch
welche die Treffsicherheit bei der Steuerung derartiger l,'lijgl-,örl)(3r wesentlich
erhöht wird.
Erfindungsgemäß werden das Ziel und. der Flugkörper
in an sich bekannt'er Weise unter Verwendung einer Fernseheinrichtung aufgenotimen
und. mittels eines dabei gewonnenen Vid.eosignals werden die Bilder des Zieles und
des Flugkörpers auf dem Bildschirm eines Fernsehempfängers sichtbar gemacht. Dabei
wird ein Signal (Flugkörpersignal) abgeleitet, welchesdie Lage des Flugkörperbild.es
charakterisiert und. mittels einer Steuervorrichtung wird ein weiteres Signal (Zielsignal)
abgeleitet, welches die Lage des Zieles charakterisiert. Aus dem Flugkörpersignal
und. aus dem Zielsignal wird. dann automatisch ein Korrektursignal abgeleitet, welches
die Steuerung des Flugkörpers in Richtung auf das Ziel bewirkt. !littels der erfind.ungsgemäßen
Schaltungsanordnung kann die Treffsicherheit bei der Steuerung eines Flugkörpers
wesentlich erhöht werd.en, weil die Abschätzung der li#ntfernung des Flug-Urpers
vom Ziel automatisch vorgenof#ii-,ien wird und die steuernde Person nur d,en jeweiligen
Standort des Zieles beachten muß. Auch werd.en Standortänderungen des Zieles durch
die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung rascher berücksichtigt als dies einer steuernd.en
Person j-,iöglich ist. Iin folgenden werd.en die Erfindung und, Ausführungsbeispiele
derselben an Hand der Figuren 1 und. 2 beschrieben, wobei in beiden Figuren
dargestellte Impulsfolgen mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet sind.. Es zeigen:
Figur 1 eine Schaltungsanordnung zur Steuerung eines Flugkörpers und.The purpose of the rfin (mentation is to provide a switching arrangement by means of which the accuracy in the control of such l, lijgl, örl) (3r is significantly increased. According to the invention, the target and "the missile itself are known". The images of the target and the missile are made visible on the screen of a television receiver using a television device and a video signal obtained in the process. A signal (missile signal) is derived which characterizes the position of the missile image and. A further signal (target signal) is derived by means of a control device, which characterizes the position of the target. A correction signal is then automatically derived from the missile signal and from the target signal, which controls the missile in the direction of the target Circuit arrangement according to the invention can increase accuracy when controlling a missile h are increased, because the estimation of the distance of the flight-Urpers from the target is made automatically and the controlling person only has to consider the respective location of the target. Changes in the location of the destination are also taken into account more quickly by the circuit arrangement according to the invention than is possible for a controlling person. In the following, the invention and, exemplary embodiments thereof with reference to FIGS . 1 and. 2, the pulse sequences shown in both figures being identified by the same reference numerals. The figures show: FIG. 1 a circuit arrangement for controlling a missile and FIG.
Figur 2 Impulsfolgen> wie sie bei der Schaltungsanordnung nach Figur
1 verwend.et werden.
Die Schaltungsanordnung nach Figur
1 zeigt einen Flugkörper 1, der unter Verwendung des Steuprsignalgebers
2, in Richtung auf das Ziel,3 gesteuert.wird. Unter Vprwendung_ einer Fernsehkamera
4 wird der Flugkörper 1 - beispielsweise eine über Drähte ferngelenktQ latete
- und das Ziel j fernsehmäßig aufgenommen. Dabei wird ein Videosignal
A gewonnen, unter Verwendung des Verstärkers 5 verstärkt und auf dem
Bildschirm des Fernsehempfängers 6 sichtbar gemacht. Insbesondere ist das
Bild 11 des Flugkörpers und das Bild W
des Zieles ersichtlich. Um den
Flugkürper 1 zu steuern, wird ein Flugkörpersignal abgeleitet, welches die
Lage des bildes 11 auf dem Bildschirm des Vernsehe ' inpfängers
6 charakterisiert. Unter Verwendung der Steuervorrichtung 11 und des
an sich bekannten Lichtmarkengebers.12 ' wird ein weiteres Signal (zielsignal)
abgeleitet, welches die Lage des Zieles charakterisiert. Aus dem Flugkörpersignal
und aus.dem, Zielsignal wird dann automatisch ein Korrektursignal abgeleitet, mittels
dessen der Flugkörper 1 in Richtung auf das Ziel 3 gesteuert wird.
Bei der.Gewinnupg des Videosignal.s A wird vorausgesetzt, daß durch den Flugkörper
1 die Videosignalspitze a entsprechend dem Bild l! bewirkt wird. BeispielsMse
hann die durch den Flughörper 1 bewirkte Aeleuchtungsstärke größer sein als
die Deleuchtungsst ' ärken, welche durch die übrigen aufgenommenen Objehte
bewirkt werden.Es wäre aber auch denkbar, den Flugkörper 1 mit einem farbigen
Leuchtsatz zu versehen und mittels eines optischen Filters die Beleuchtungsstärhen,
die von anders gefärbten Objekten bewirkt werden, zu vernindern.
Um
Meßwerte hinsichtlich d,er Lage d.es Bild.es 11 abzuleiten, wird, das Vid.eosignal
A dem Amplitud.ensieb 13
zugeführt und. von d.essen Ausgang das Signal
B abgegeben. Dabei entspricht d.er Impuls b d.eiii Bild,
11. In Stufe 14 wird, die Polarität d.es Signals B umgekehrt und. von d.eren
Ausgang das Signal BI an die beid.en bistabilen Schaltstufen 15 und,
16 abgegeben. Über die Klemmen 17 bzw. 18
werd.en horizontalfrequente
Impulse C bzw. vertikalfrequente Impulse F zugeführt, welche d.en Beginn d.er einzelnen
Zeilen bzw. den Beginn d.er einzelnen Bild.er kennzeichnen. In den Differenzierstufen
20 bzw. 21 werd.en die zugeführten Impulse C bzw. F differenziert und die
Impulse n bzw. G abgegeben. Auf diese Vieise wird die bistabile Schaltstufe
15 durch die Impulsspitze d
von einem ersten stabilen Zustand. (ei)
in einen zweiten stabilen Zustand, (e2) versetzt (siehe Impulsfolge E) und.
durch den Impuls bl in d.en ersten Zustand zurückversetzt. In ähnlicher Weise wird.
die bistabile Schaltstufe 16 durch die Impulsspitze g von einem ersten
stabilen Zustand. (ki) in einen zweiten stabilen Zustand. (k2) versetzt-(siehe
Impirlsfolge K) und. durch d.en Impuls bt in d.en ersten stabilen Zustand zurückgebracht.
Die Impulsfolgen E bzw. IC
steuern somit die Tore 22 bzw.
23 d.eraxt, d.aß sie nur während. d.er zweiten stabilen Zustände e2 bzw.
k2 d,er Impulsfolge F' bzw. K eine sinusföriiiige Schwingung L bzw.
M des Generators 24 an die Zählwerke 25 bzw. 26 hindurchlassen.
Diese Zählwerke 25 bzw. 26 speichern die gezählten Anzahlen d.er Schwingungen
L bzw. M nur dann, wenn sie kleiner als jene Anzahlen sind, die der Dauer
d-er ganzen Zeile bzw. der nauer des ganzen Bildes entsprechen. Die Anzahlen dieser
Schwingungen 1, bziv. 14 entsprechen somit der Absziss e
1 bzw. der Ordinate m des Bild.es 1
In ähnlicher Weise
werden Koordinaten des Bild.es 31 abgeleitet. Dabei wird mittels der durch
Steuerknüppel bedienbaren Steuervorrichtung il und unter Verwendung des Lichtmarkengebers
12 in das Vid.eosignal A eine Vid.eosignalspitze al derart eingeblendet.,
daß sich das Bild der Videosignalspitze at mit dem Bild 31 deckt. Das Videosignal
A' wird dann dem Amplitudensieb 28 zugeführt und. von dessen Ausgang
das Signal N
abgegeben. Dabei entspricht der Impuls n der Vid.eosignalspitze
al. In Stufe 29 wird. die Polarität des Signals N umgekehrt und von
deren Ausgang wird das Signal NI an die beid.en bistabilen Schaltstufen
31 und 32 abgegeben. Über die Klemmen 30 bzw. 40 werden die
durch Differentiation gewonnenen Impulse D bzw. G
zugeführt. Auf diese
#Veise werden von den bistabilen Schaltstufen 31 bzw, 32 die Signale
0 bzw. P an die Tore 33 bzw.2 shows pulse trains as they are verwend.et in the circuit arrangement according to FIG 1>. The circuit arrangement according to FIG. 1 shows a missile 1 which, using the control signal transmitter 2, is controlled in the direction of the target 3. Using a television camera 4, the missile 1 - for example a latete controlled remotely via wires - and the target j are recorded on television. A video signal A is obtained, amplified using the amplifier 5 and made visible on the screen of the television receiver 6. In particular, the image 11 of the missile and the image W of the target can be seen. In order to control the missile 1 , a missile signal is derived which characterizes the position of the image 11 on the screen of the Vernsehe ' inpfänger 6 . Using the control device 11 and the per se known light marker generator 12 ' , a further signal (target signal) is derived which characterizes the position of the target. A correction signal is then automatically derived from the missile signal and from the target signal, by means of which the missile 1 is steered in the direction of the target 3. In der.Gewinnupg des Videosignal.s A it is assumed that the missile 1, the video signal peak a corresponding to the picture l! is effected. BeispielsMse hannesther that caused by the Flughörper 1 Aeleuchtungsstärke be greater than 'ärken the Deleuchtungsst which would werden.Es caused by the other recorded Objehte also conceivable to provide the missile 1 with a colored tracer and by an optical filter, the Beleuchtungsstärhen that caused by differently colored objects to diminish. In order to derive measured values with regard to the position of the image 11, the video signal A is fed to the amplitude filter 13 and. the output of which emits signal B. The pulse b corresponds to the image, 11. In stage 14, the polarity of the signal B is reversed and. from the output the signal BI is delivered to the two bistable switching stages 15 and 16 . Horizontal-frequency pulses C and vertical-frequency pulses F are supplied via terminals 17 and 18, respectively, which mark the beginning of the individual lines and the beginning of the individual images. In the differentiating stages 20 and 21, the supplied pulses C and F are differentiated and the pulses n and G are emitted. In this way, the bistable switching stage 15 is brought from a first stable state by the pulse peak d. (ei) into a second stable state, (e2) shifted (see pulse train E) and. returned to the first state by the pulse bl. Similarly, will. the bistable switching stage 16 by the pulse peak g from a first stable state. (ki) into a second stable state. (k2) offset (see pulse sequence K) and. brought back to the first stable state by the pulse bt. The pulse trains E and IC thus control the gates 22 and 23 d.eraxt, d.aß they only during. d.er second stable states e2 and k2 d, er pulse sequence F 'and K, respectively, allow a sinusoidal oscillation L or M of the generator 24 to pass to the counters 25 and 26 , respectively. These counters 25 and 26 store the counted numbers of the oscillations L and M only if they are smaller than those numbers which correspond to the duration of the entire line or to the exact duration of the entire image. The numbers of these oscillations 1, bziv. 14 thus correspond to the abscissa e 1 or the ordinate m of the image. Es 1 In a similar way, coordinates of the image . Es 31 are derived. In this case, a video signal peak a1 is faded into the video signal A by means of the control device il, which can be operated by control sticks and using the light marker generator 12, so that the image of the video signal peak at coincides with the image 31 . The video signal A ' is then fed to the amplitude filter 28 and. from the output of which the signal N is emitted. The pulse n corresponds to the video signal peak al. In level 29 becomes. the polarity of the signal N is reversed and the signal NI is sent from its output to the two bistable switching stages 31 and 32 . The pulses D and G obtained by differentiation are supplied via terminals 30 and 40, respectively. In this way, the bistable switching stages 31 and 32 send signals 0 and P to gates 33 and 33, respectively.
34 abgegeben und den Zählwerken 35 bzw. 36 die Schwingungen
Q bzw'.,R zugeführt. Die Anzahl dieser Schwingungen entspricht der Abszisse
q bzw. der Ord.inate r des Bildes 31.
Die Ausgänge der Zählwerke 25,
35 bzw. 26, 36 sind. an Stufe 37
bzw. 38 angeschlossen.
Über die Ausgänge der Stufen 37 bzw, 38 werden Differenzsignale an
die Korrekturstufe 39 abgegeben, welche der Differenz der Abszissen
1 - q bzw. der Differenz der Ordinaten m - r entsprechen. In dieser
Korrekturstufe 39
wird. ein Korrektursignal abgeleitet und damit der Stuuersignalgeber
2 derart gesteuert, daß der Flugkörper 1 das Ziel 3 trifft. Im Zuge
der Annäherung des Flugkörpers 1 an das Ziel 3 nähert sich auch das
Bild 11 dem Bild. 31, so daß das Bild 11 innerhalb der Fläche
F abgebildet wird. Es kann zweckmäßig sein, diese Annäherung des Flugkörpers
1 an das Ziel 3 bzw. des
Bildes 11 an das Bild
31 zunächst in bekannter Weise mittels Hand.steuerung zu bewirken und erst
dann die erfindungsgemäße Automatik einzuschalten, wenn das Bild. 11 bereits
innerhalb der Fläche F abgebildet wird.. In diesem Fall ist es zweckmäßig, nur diejenigen
Teile des Vid.eosignals A zur Gewinnung des Flugkörpersignals B heranzuziehen,
die sich auf die Teilfläche F beziehen, innerhalb der auch das Bild
31 liegt. Auf diese Weise werden Störungen vexhindert, die durch Objekte
verursacht werden könnten., die ebenfalls wie der Flugkörper 1 eine relativ
große Beleuchtungsstärke bewirken. Wenn somit alle Vid.eosignalanteile d.es Videosignals
A unterdrückt werd.en, die sich auf den Bereich außerhalb der Fläche F beziehen,
dann werden derartige Störungen automatisch ausgeschaltet. Unter Verwendung der
Schaltungsanordnung nach Figur 1 wird das Zielsignal N bzw. Nt mittels
d.es Lichtriarkengebers 12 und mittels der Steuervorrichtung 11 gewonnen.
Es kann jedoch zweckmäßig sein, dieses Zielsignal N bzw. Nf unter Verwendung
eines Pototransistors zu gewinnen, der auf den Bildschirm des Fernsehempfängers
6 im Bereich des Zielbildes 31
gelegt wird. und. der jed.es Mal dann
einen Impuls abgibt, wenn der d.en Bildschirm abtastende Elektronenstrahl das Zielbild.31
bewirkt. In manchen Fällen kann es vorteilhaft sein, sowohl das Flug-J##örpersignal
13 als auch das Zielsignal N unter Verwendung je
eines Pototransistors
zu gewinnen, wobei einer dieser Fototransistoren unmittelbar über das Bild,
31 und, d.er andere dieser Fototransistoren unmittelbar über das Bild-
11 angeordnet und. laufend, nachgeführt wird..34 output and the counters 35 and 36, the oscillations Q and '., R supplied. The number of these oscillations corresponds to the abscissa q or the ordinate r of the figure 31. The outputs of the counters 25, 35 and 26, 36 are. connected to stage 37 or 38 . Via the outputs of the stages 37 and 38 , differential signals are emitted to the correction stage 39, which correspond to the difference between the abscissas 1-q and the difference between the ordinates m -r. In this correction stage 39 is. a correction signal is derived and the control signal generator 2 is thus controlled in such a way that the missile 1 hits the target 3. As the missile 1 approaches the target 3 , the image 11 also approaches the image. 31, so that the image 11 is imaged within the area F. It may be useful to bring the missile 1 closer to the target 3 or the image 11 to the image 31 first in a known manner by means of manual control and only then to switch on the automatic system according to the invention when the image. 11 is already mapped within the area F. In this case, it is useful to use only those parts of the video signal A for obtaining the missile signal B which relate to the partial area F within which the image 31 is also located. In this way, interference is prevented which could be caused by objects, which, like the missile 1 , also cause a relatively high illuminance. If all video signal components of the video signal A are suppressed which relate to the area outside the area F, then such interference is automatically eliminated. Using the circuit arrangement according to FIG. 1 , the target signal N or Nt is obtained by means of the light belt encoder 12 and by means of the control device 11 . However, it can be expedient to obtain this target signal N or Nf using a potentiometer which is placed on the screen of the television receiver 6 in the area of the target image 31 . and. which then emits a pulse every time the electron beam scanning the screen causes the target image. In some cases it can be advantageous to obtain both the flight J ## örpersignal 13 and the target signal N using a pototransistor each , with one of these phototransistors directly over the image, 31 and the other of these phototransistors directly over the Fig. 11 arranged and. continuously, is tracked ..