DE1964700A1

DE1964700A1 - Elektromagnetisches Erfassungs- und Ausloesesystem

Info

Publication number: DE1964700A1
Application number: DE19691964700
Authority: DE
Inventors: Jean-Marie Couprie; Roger Pagazani
Original assignee: Thomson CSF SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 1968-12-27
Filing date: 1969-12-23
Publication date: 1970-07-02
Also published as: DE1964700C3; GB1282727A; DE1964700B2; FR1602229A

Description

THOMSON - CSP Paris iöeme, 101_s BId. Murat (Prankreich)

„Elektromagnetisches Erfassungs- und Auslösesystem"

Französische Priorität vom. 27· Dezember 1968 aus der französischen Patentanmeldung Nr. l8l 032 (Seine)

Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisches Erfassungssystem, das als Auslösesystem arbeitet und insbesondere bei der Herstellung von aktiven Annäherungszündern kleiner und" leichter Bauart verwendet wird* die auf Raketen oder Plugkörper montiert werden, die eine hohe Geschwindigkeit erreichen. Der Annäherungszünder hat hierbei die Aufgabe, ohne variablen Zündverzug die Auslösung der Zündung einer Sprengladung zu steuern, vorausgesetzt, daß bestimmte Anflugbedingungen" gewährleistet sind und gewährleistet hierbei mit hoher Wirksamkeit die Zerstörung des angepeilten Radarzieles bzw. Zielobjektes.

Die sehr hohe Zerstörungskraft der modernen Waffen zwingt zum Einsatz von Systemen hoher Präzision der Zünderauslösung und großer Punktionssicherheit. Um diese Bedingungen erfüllen zu können, greift das erfindungsgemäße Erfassungs- und Auslösesystem auf bewährte Techniken der elektromagnetischen Erfassung zurück.

Bewährte Entwicklungen dieser Art gewährleisten die Auslösung nach Abschätzung der Entfernung unter Mitwirkung von Verfahren, die beispielsweise auf dem Doppler-Effekt oder der Technik der Kurzimpulse beruhen. Geräte dieser Art weisen je nach Typ Vor- und Nachteile auf und zwar insbesondere im Hin- . blick auf die Entfernungsbestimmung, Entfernungs- und Geschwin-

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digkeitsauflösung, sowie den Schutz gegenüber Täusc&zielen und.. Störelementen.

Es wird darauf hingewiesen, daß Kurzimpuls-Radarsysteme mehreren Beschränkungen unterworfen sind. Einerseits steht das Auflösungsvermögen für Entfernung und maximale Erfassungsentfernung im Verhältnis zu einer maximalen Impulsdauer und minimalen Folgeimpulszeit und demzufolge kann die durchschnittliche Leistung nur durch Erhöhung der Impulsspitzenleistung angehoben werden. Andererseits erfordert der Schutz gegenüber Entfernungsfehleinschätzungen eine Begrenzung der Dopplerfrequenzen auf maxi-4fe mal eine Halbperiode der Impulsfolgefrequenz. j

Diese im allgemeinen kompliziert aufgebauten Geräte bil- | den herstellungstechnisch große Schwierigkeiten bei der Lösung ! der technischen Probleme sowie im Hinblick auf ihren Herstellungspreis. Es werden hierbei besondere Anforderungen an Kompaktheit ^; und Gewicht sowie gegenüber den strengen Umgebungsbedingungen , unter dem Einfluß von Beschleunigungen, Vibrationen und.Temperaturunterschieden gestellt. I

In der Zielsetzung der Erfindung liegt demnach die Be- j seitigung der auf diesen Bereichen angetroffenen Schwierigkeiten sowie Nachteilen früherer Systeme. Innerhalb eines erfindungsgemäß aufgebauten Systems werden eine Vielzahl von Radar-Techniken in sich bekannter Verfahren kombiniert, um ein Gerät zu entwikkeln, das sich durch Einsatztauglichkeit, geringes Gewicht, kompakte Bauweise und große Funktionszuverlässigkeit auszeichnet. Dieses letztgenannte Erfordernis erweist sich besonders dann als _: unabdingbar, wenn es sich um Annäherungsauslöser handelt, die für : Flugkörper bestimmt sind, die Sprengladungen transportieren. Die hierbei verwendeten Techniken müssen in der Lage sein, das Ziel ^; ; mit hoher Genauigkeit zu erkennen und müssen demzufolge über ein hohes Auflösungsvermögen verfügen. Die Erkennung des Zieles erfolgt durch eine genaue Abschätzung von Entfernung, Geschwindigkeit und Winkelposition gegenüber dem Flugkörper. Durch den Aufbau des Systemes wird eine genau festliegende Umkreiszone um den Flugkörper bestimmt, innerhalb derer die AuslösewahrscheinÜchkeit

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sehr hoch liegt. Demgegenüber is*.die Auslösewahrscheinlichkeit außerhalb dieser genannten Zone sehr gering, unabhängig davon, j ob die aufgenommenen Signale von starken äußeren Störquellen oder Reflektoren bzw. Leuchtpunkten stammen, die innerhalb der Nebenkeulen der Antenne liegen. Das System ist darüberhinaus in der Form aufgebaut, daß ein wirksamer Schutz gegenüber Störrefle- ' xionen vom Boden (oder vom Meer) her gegeben ist und zwar im Hinblick auf bestimmte ungünstige Bedingungen. Letztere erklären ^! sich aus einer sehr geringai Mindesteinsatzhöhe des Plugkörpers \ von beispielsweise l,5mal der maximalen Erfassungsentfernung > der betreffenden Zone, wobei das Antennendiagramm gleichzeitig i eine Mantellinie aufweist, die senkrecht zur Reflexionsebene ver-

^u * Die Zündsteuerung kann nur dann erfolgen, wenn sich das ; Siel innerhalb eines voreihgestellten Entfernungsintervalles befindet und während eines genau festliegenden Zeitintervalles vom Hauptbündel erfaßt wird. Die Erfindung faßt insbesondere die Tech-; niken der Dauerstrich- (CW) und Korrelations-Radarsysteme zusammen und zwar in Verbindung mit dem Empfangsverfahren TPAC bzw. CPAR (Constant False Alarm Receiver) ¹¹ECCM", durch dessen Mitwirkung unerwünschte Störauslösungen vermieden werden, die insbesondere auf Abwehrsysteme oder Bodenreflexionen zurückzuführen

Die Merkmale des erfindungsgemäßen Erfassungs- und Aus-

lösesystemes werden aus der nun folgenden Beschreibung erkennbar, ' im Zusammenhang mit den beispielhaft aufzufassenden Zeichnungen, [

wobei · '■'.-,. _t ■ ■■ - ." ..., . j

- Fig. 1 ein Antennendiagramm eines erfindungsgemäßen Erfassungs-|

systemes, j

- Big. 2 ein Funktionsdiagramm eines erfindungsgemäßen Annähe-

rurigszünders,

- Fig. J Weilenformen zur Erläuterung des Prinzips der Phasen-

umkehrmodulation aus einer binären Sequenz,

- Fig. M ein Beispiel für ein Video-Frequenzsignal

- Fig. 5 ein Schema eines" Ausführungsbeispieles eines erfindungs-f

. gemäßen elektromagnetischen Erfassungssystemes ]

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=-f -\J Vr^T-:/'~-\ir"\y

. Wie bereits erwähnt wurde, darf das elektromagnetische j Erfassungs- und Auslösesystem die Zündung des mitgeführten Spreng 'körpers nur dann vornehmen; wenn der zugehörige Annäherungszünder ■ in den gegenüber dem Ziel zugeordneten Entfernungsbereich eintrit : Ungeachtet der möglicherweise vorliegenden elektromagnetischen Störelemente muß die Explosion mit höchster Wahrscheinlichkeit : stattfinden. Der Schutz gegenüber diesen Störelementer^nuß sehr wirksam sein, da einerseits ihre Leistung sehr hoch liegen kann und z.B. 1 Megawatt betragen kann und andererseits ihre Arbeitsfrequenz innerhalb irgendeines Bandes in einem weitgefaßten Bereich liegen kann, der sich beispielsweise zwischen 600 und 10 000 MHz erstreckt. Der Auslösebereich des Annäherungszünders innerhalb der bezeichneten Zone, die z.B. durch einen Radius eini ger Meter begrenzt wird, und damit die Wahrscheinlichkeit einer Auslösung muß sehr hoch sein und nahezu bei einer Einheit liegen. Gleichzeitig muß die Eventualität einer Explosion äußerst,gering sein und nahezu bei Null liegen, wenn sich der Flugkörper ausserhalb dieser Zone befindet und sobald sich dieser in sehr geringer Entfernung vom betrachteten und auf das Ziel gerichteten Volumens befindet. Befindet sich das₌ Ziel demgegenüber innerhalb des bezeichneten Volumens und sind bestimmte Geschwindigkeitsbedingunger erfüllt, so wird die Zündung aufgrund von Reflexionen ausgelöst, die vom Ziel ausgehend allein von der Hauptkeule der Antenne aufgenommen werden.

Das erfindungsgemäß aufgebaute System erfüllt '

diese hohen Anforderungen unter Einsatz von Verfahren, die eine sehr genaue Entfernungsauflösung und Geschwindigkeitsbestimmung, ohne Fehlerquoten, gewährleisten. Hinsichtlich der Einsatzfähigkeit wird ein Material verwendet, das die aerodynamischen Eigenschaften des Flugkörpers nicht beeinträchtigt. Die maximale Flugdauer des Flugkörpers kann z.B. bei einigen zehn Sekunden oder darüber liegen. Hierbei ist entscheidend, daß während der mit hoher Geschwindigkeit, z.B. mit Mach 3_S zurückgelegten Strecke die Funktion des Materials unbeobachtet bleibt und höchstens im letzten Moment die Aufmerksamkeit und den eventuellen Einsatz von. Abwehrmitteln hervorruft. Im Hinblick auf eine erschwerte

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j, Ortung durch den Gegner arbeitet das Aufnahmesystem insbesondere j mit einem Sender sehr geringer Leistung und zwar auf einer Mikro— { wellen-Frequenz, die außerhalb der normal üblichen Rädarhänder liegt und darüberhinaus mit einer Antenne., deren Riehtzeit auf das Flugziel, verglichen mit der Flugdauer, außerordentlich kurz j ist. Die Antennenvorrichtung besitzt eine Sende— und eine Empfangs|- I antenne, die untereinander stark entkoppelt sind. Ihr Diagramm that gemäß der Achse des Flugkörpers die Form eines Kegelmantels, j wobei der Öffnungswinkel sehr klein ist und z.B. 5 bis 10 Grad be- > trägt. Die Antenne strahlt hierbei in einer seitlichen Richtung, ■ die von der Achse des Flugkörpers abhängt, wobei die Verstärkung durch die Nebenkeulen in zwei Drehkegeln gemäß der Achse des Flug-j körpers sehr gering sein muß, d.h. zwei bestimmter HalbÖffnungen, wovon die eine nach vorn und die andere nach hinten gerichtet ist.; Gemäß einer später beschriebenen Aufbauform ist die Richtung der j Hauptkeule leicht zum vorderen Teil des Flugkörpers hin geneigt. Eine hiervon abweichende Richtung, d.h. entweder senkrecht zur Achse des Flugkörpers oder selbst nach hinten geneigt, kann ebenfalls in Betracht gezogen werden. .

Mit Hilfe von Zusatzeinrichtungen, die nach bekannten Techniken aufgebaut sind und innerhalb der Erfindung nicht beschrieben wurden, wird die Lenkung des Flugkörpers gewährleistet, wozu insbesondere eine bestimmte Winkelstellung zwischen der Achse des Flugkörpers und der Bewegungsrichtung des Zieles während der Endanflugphase gehört. Abhängig davon, ob es sich um einen aktiven, halbaktiven oder passiven Typ des Flugkörpers handelt, befinden sich diese Zusatzeinrichtungen ganz oder teilweise auf dem Flugkörper bzw. am Boden. Für die nun folgende Beschreibung gilt, daß lediglich die Endwinkelstellung der Flugbahnen in Erwägung gezogen wird.

Zeichnung 1 zeigt sehematisch ein Antennendiagramm eines erfindungsgemäßen. SysterneS. Die Rakabe bzw, der Flugkörper, Achse XX, trägt den Annäherungszünder und die Sprengladung; und ist durch den Punkt M bezeichnet. Die Geschwindigkeit V_M stellt einen Vektor dar, der die Flugbahn tangiert und auf der Achse XX liegt. ^v

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ι Das Strahlungsdiagramm wird durch zwei Drehkegel begrenzt, die j ein schmales Bündel der öffnung 2Θ entsprechend der Drehrichtung j bilden, das um einen Winkel ß gegenüber der Achse des Plugkörpers ^! geneigt ist. Als bezeichnetes Volumen gilt das des Diagramms, desj sen Punkte vom Plugkörper um einen Wert entfernt liegen, der zwii sehen einer Mindestentfernung Rl und einer Maximalentfernung R2 ] liegt, d.h. in einem Intervall D = R2 - Rl entsprechend dem : Schnittpunkt des genannten Diagramms und den Kugeln der Radien Rl ' und R2-. Der Winkel V stellt die Neigung der Plugbahn des Zieles .gegenüber der des Plugkörpers dar, wobei dieser Winkel, der klei-¹ ner ist als P über Zusatzgeräte überwacht, wird, um während der Endanflugphase einen bestimmten Wert, z.B. 77/4 zu erreichen. Die Entfernung Do definiert die beim überfliegen einer Bodenebene P zulässige Mindestentfernung (-höhe) - normalerweise durch das Antennendiagramm erfaßt -, eine Entfernung, bei der die Wahrscheinlichkeit einer ungewollten Auslösung noch sehr gering ist. Unter , Berücksichtigung der Oberfläche der unter diesen Bedingungen er-I faßten Ebene P, der für das Ziel vorgesehenen Mindestoberfläehe, i der maximalen Erfassungsentfernung R2 sowie der Eigenschaften des i Radarempfängers und insbesondere des Sicherheitskoeffizienten gegenüber nicht korrelierten Echos, kann die Entfernung Do sehr klein sein und beispielsweise den l,5fachen Wert des Betrages von ' R2 ausmachen.

Das verwendete elektromagnetische Erfassungssystem arbeitet mit ungedämpften Wellen und wird allgemein als „Dauerstriclj Radar" (CW) bezeichnet. Dieses ist mit getrennten Sende- und'Empfangsantennen ausgerüstet, die untereinander stark entkoppelt sind, so daß durch ein von einer Nebenkeule herrührendes Sendesignal, das örtlich, ohne Reflexion an einem Plugziel wieder eingespeist wird, der Empfänger nicht desensibilisiert wird. Der ^; Einbau der Antennen erfolgt entweder am Körper der Rakete oder an deren Spitze. Diese Sende-und Empfangsdiagramme überschneiden sich allgemein innerhalb eines Kreises um die Achse des Flugkörpers. Unter Berücksichtigung der geringen Entfernung zwischen den beiden Antennen wurden der Einfachkeit halber die Diagramme für Empfang und Sendung ineinandergreifend dargestellt (siehe Schema, Zeichnung. 1). _■

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Für Sendung bzw. Empfang können entweder je eine oder auch mehrere Antennen vorgesehen werden. Als Antennentyp können Linearnetz-Antennen mit_c. Strählern vorgesehen werden, die entlang der Mantel- ! linien des Plugkörpers verlaufen, der normalerweise zylindrisch j ausgebildet ist, eine konische Form besitzt. Darüberhinaus können I auch, runde Schlitznetze mit koaxialer Erregung, Schlitze in Hohl- } räumen, Doppelkonus, Mt sehe, Kerze, Wendel usw. verwendet werden,' wobei die Anordnung in der vorderen Spitze des Flugkörpers erfolgt Um den strengen Umgebungsbedingungen zu entsprechen, wurde die Antennenanordnung entsprechend dem vorgesehenen Typ sowohl aus fer- | tigungstechnischen als auch aus einsatzbedingten Gründen mit einer dielektrischen Auflage bzw. einem solchen Überzug versehen. Das ! Produkt der Verstärkungen aus Sende- und Empfangsantenne ist ent- \ lang der Achse des Flugkörpers und innerhalb zweier Drehkegel
einer Halbwinkelöffnung, wovon der eine nach vorn und der andere , nach hinten gerichtet ist, sowie außerhalb des bezeichneten Auslösevolumens sehr gering. I

Zeichnung 2 zeigt ein Funktionsdiagramm eines erfindungsgemäßen Annäherungszünders. Das Erfassungssystem arbeitet
in Kombination mit einer pseudo-zufällig (oder zufällig) durch j Phasenumkehr (0 - ft) modulierten DauerStrichsendung, einem HomodynCoder überlagerungs-) EmpfangVqm Typ "TFAC" (st taux de fausse
alarme constant) (CFAR— ECCM),ferner einer Korrelation, worin
als Bezugssignal das verzögerte Modulationssignal verwendet wird,
einer Filterung der Doppler-Frequenzen innerhalb des vorgesehenen
Funktionsbereiches, einer Erfassung und einer nicht kohärenten
Integration, deren Dauer der Ausleuchtdauer des Zieles entspricht „■ einer Beschneidung mit festgelegter Schwelle und einer Auslösung
für die Zündung eher Sprengladung.

Die in vereinfachter Form dargestellten, verwendeten
Schaltelemente sind aus Zeichnung 2 ersichtlich und umfassen
sendeseitig einen Hyperfrequenz-Generator i, einen Modulator 2,
einen Modulationssignal-Generator 3 und eine Antenne 4. Die Empfängereinheit umfaßt eine von der Sendeantenne getrennte Empfangs antenne 5, die mit einer Demodulatorschaltung 6, z.B. einem Mischer verbunden ist, der außerdem einen Teil der hyperfrequenten

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Welle vor Modulation durch eine Abzweigschaltung- 7 erhält. Die Schaltung 6 übernimmt den homodynen oder überlagerungsempfäng und liefert ein Videosignal 8, das die Informationen über Entfernung und Doppler-Abtrift des reflektierenden Zieles enthält. Der TFAC-Empfang CCPAR Constant False Alarm Receiver) erfolgt über eine Schaltung 9, die die Einrichtungen zur Video-Verstärkung und eine Begrenzerschaltung enthält, die das empfangene' Signal auf einen konstanten und sehr niedrigen Pegel begrenzt, bevor dieses zum Korrelator weiterÜbertragen wird. Der Begrenzungspegel wur de in der Form bemessen, daß selbst bei Fehlen eines Nutzsignals und geringem Rauschen (Wärmerauschen des Empfängers selbst) dieses '■ Rauschen begrenzt wird. Das am Ausgang vorliegende Videosignal. *wird einem Korrelator oder Vervielfacher 10 zugeführt, der darüber ■hinaus das verzögerte Modulationssignal erhält. Die durch den Bloc! j 11 dargestellten Verzögerungsschaltungen wurden' in der Form bemes-I sen, daß diese einer genau festgelegten Entfernung innerhalb der I zugewiesenen Zone entsprechen. Das Produkt der am Ausgang anliegen (den Signale wird einer Doppler-Auswahlschaltung 12 zugeführt, die iin Serie mit einer Erfassungs- und nicht kohärenten Integrations-, j schaltung und einer Schwell-Zündschaltung Ik verbunden ist. Das Auslösesignal, das sich bei Zutreffen der Bedingungen bezüglich der Annäherung zwischen Flugkörper und bezeichnetem Ziel ergibt, ₍" wird der Sprengladung 15 zugeführt.

Die einzelnen, innerhalb der Erfindung verwendeten Ver-, fahren schließen die letzten technischen Ergebnisse auf den Gebieten der Festkörper- und Miniatur-Schaltkreise ein und führen zu einem einsatzfähigen Material hoher Zuverlässigkeit bei kompakten Abmessungen. Mit dem Zweck einer höchstmöglichen Geheimhaltung wird ein Sender schwacher Leistung verwendet, dessen Leistung z.B. unter einem Watt und dessen Sendefrequenz außerhalb der normalen Radarbänder liegt.

Zur Ermittlung der Entfernungsinformation ist es erforderlich, eine Modulation der gesendeten Dauerwelle vorzunehmenj der eine Korrektion der empfangenen Echos mit einem verzögerten Modulationssignal folgt. Um eine sehr genaue Entfernungsauflösung zu erreichen, muß die Korrelationsfunktion zeitweise sehr schmale

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Maxima aufweisen, die durch Zeiträume voneinander getrennt sind, "die Über dem Erfassungszeitraum eines* Zieles bei maximal vorgesehener Entfernung liegen und sich zwischen diesen Maxima bzw. Spitzen der geringst mögliche Werts einstellt. Der pseudo-zufällige Binärcode zeigt diesbezüglich eine interessante/Korrelationsfunktion und kann ohne weiteres durch ein. Schieberegistr mit Gegenkopplung erstellt werden. Ein solcher Code stellt eine gegebene maximale Länger durch H = '2ⁿ-l dar (wobei η die Anzahl der Stufen des Registers bezeichnet), wodurch die Periodizität ί = N ⁵Z (T = Dauer eines Inkrements oder Digits) definiert wird. Die Differenz zwischen der Anzahl der positiven und negativen Stellen einer Folge ist demnach immer gleich IJ. Die Multiplikation dieses Code mit seinem eigenen, verzögerten Wert ergibt wiederum den Original-Code und einen neuen Verzögerungswert. Das Zeichen der Autökorrelationsfunktion besitzt eine einzige Spitze des Wertes 1, der Periode T und des Wertes 1/ zwischen den Schritten 1 und H- 1.. Der; Ausdruck N zeigt,, daß Sie Periode T dann schnell'zunimmt, wenn die Zahl der η Stufen zunimmt und hierbei gleichzeitig die Amplitude der Nebenkeulen stark abnimmt. Die schwer zu lösende Funktion gemäß-

der Achse der Frequenzen hat die Form

unabhängig von

der Kodierung (FD = 'Doppler-Frequenz); außerhalb dieser Achse entstehen Maximum-Werte nahe bei ' X '.* Die Dauer eines Digits % legt die Entfernungs-Auf lösung fest^^ und wird in Abhängigkeit von der Breite D der bezeichneten Zone gewählt. Die Anzahl η Stufen des Registers sowie der Durchlaßbereich der Doppler-FiIter werden in der Form bemessen, daß sich keine Entfernungsprobleme ergeben und ein hoher Schutz gegenüber Störechos gegeben ist, die auf Bodenreflexionen oder Abwehreinrichtungen zurückzuführen sind. Die nicht -korrelierten und mit dem Doppler-Effekt behafteten StOr-' echos erfahren eine Dämpfung von zumindest gleich: 1 :, ein Wert, der im Hinblick auf die Eigenschaften des TFAG-Empfings und der vor der Zündauslösung wirksamen Sohwellschaltung mtaus hinreichend ist.. Das Prinzip der pseudo-zufälligen Phasenumkehr-Modulation (O _a 77) wird außerdem in Zeichnung 3 dargestellt» wobei u.a. eine sinusförmige Welle (3-1), ein binärer Modulations code (3-2)' und die zur Sendung bestimmte modulierte Welle (3-3) ersichtlich ist. ν

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Gemäß einer bevorzugten Lösung wird ein homodyner Empfang gewählt, wodurch, die Anlage ihrem Aufbau nach vereinfacht werden kann« Wird mit sehr hohen Frequenzen gearbeitet₉ woraus sich der Vorteil ergibt, mit platzsparenden Antennen zu arbeiten, so kann der Aufbau des Empfangsmischers dadurch vereinfacht werden, daß man als örtliche Schwebungswelle eine Unter--Harmonische der Sendefrequenz wählt, wobei der Frequenzvervielfacher dem Sendekanal zuzuordnen ist. Am Ausgang der entsprechend gefilterten Schaltung 6 wird ein Modulationssignal abgegeben, das durch die Hin- und Rückstrecke zwischen Flugkörper und Ziel verzögert wird und selbst wiederum durch einen Faktor amplitudenmoduliert wird, der von der Doppler-Frequenz abhängt, die durch die relative Radii bewegung des Flugkörpers und des Ziels eingeführt wird, Um die Ko: relationsreste außerhalb des Dopplerbereiches zu bringen, wurde die Periode T der Sequenz vorzugsweise kürzer oder zumindest gleich der vorgesehenen minimalen Doppler-Halbperiode TD gewählt. InlZfeichnung 4 ist ein Beispiel für die dem Ausgang der Demodulatorschaltung 6 entsprechenden wellenform gegeben.

Zeichnung 5 zeigt ein Schema eines erfindungsgemäßen Erfassungs- und Auslösesystemes. Der Hyperfrequenzgenerator 1, z.B. ein Klystron, ist mit dem Modulator 2 über einen Koppler 7 und einen Ferrit isolator 19 verbunden. Der Modulator 2 umfaßt einen vierkanaiigen Zirkulator 20, eine angepaßte Belastung 21 und einen Diodenschaltkreis 22. Sende- und Empfangsantennenaufbau umfassen jeweils zwei Antennen 41-42 und 51-52, die einer T- Schaltung 43 und 53 zugeordnet sind. Die HF-Empfangsschaltung 6 besteht aus einer Hybridverbindung, z.B. einem magischen "T" 60 und einem symmetrischen Mischer 61-62; dieser ist über seine Video ausgänge mit einer ersten Verstärkungsschaltung 91 und in Serie / gemäß dem Verfahren TFAG mit einer Verstärkungs- und Begrenzungsschaltung 92 verbunden. Der Modulationssignalgenerator liefert . eine pseudo-zufällige, periodische, binäre Sequenz und ist mit einem Zeitwerk 30 ausgerüstet, ferner einem Zeitimpulsgenerator 31, einem Schieberegister mit Gegenkopplung 32-33 undeinem Ausgangsverstärker 34. -D£e Verzögeru; ,_t. Schaltung umfaßt eine Verzögerungsleitung 110 und eine Verstärkungsächaltung 111. Die VerzÖ,-

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gerungsleituttg HO kann gegebenenfalls dadurch er se test werden, daß man den. Verstärker ill mit einem der gewünschten Verzögerung entsprechenden Stufenausgang des Registers 32 verbindet. Der Korrelator 10 ist über seinen Ausgang mit; einer ersten Doppler-Filter schaltung 121 verbunden, die als Durchlaßbereich den gesamten Doppler-Betriehsbereich aufweist-_t wobei diese Schaltung ihrerseits eine Reihe von ρ Doppler-Filtern 122-1 bis 122~p speist, die jeweils einem Dopplerkanal entsprechen. Jedem Filter ist eine Verstärkungs* und Erfassungssehaltung nachgeschaltet (Mono-Halbperiode) und zwar 131-4 bis 131 - P, die in Serie mit einer nicht kohärenten Integrierschaltung 132-1 bis,, 132 - ρ verbunden ist. Jede Integrierschaltung umfaßt einen Widerstands- und Kapazitätsaufbau vom Typ einer RC-Zelle, die als Tiefpaßfilter montiert ist bzw. dUrch irgendeine andere, gleichwertige Schaltung dargestellt wird und deren Zeitkonstante praktisch gleich der minimalen Aufenthalts dauer des Zieles in der vom Antennensystem erfaßten Zone ist. Die-j se Aufenthaltsdauer wird durch geometrische und kinematische Erwägungen bestimmt. Die Ausgänge der Integrierschaltungen sind mit einer Schwellschaltung l4l verbunden, die mit einer Normschwellspannung S arbeitet. Der Wert der Schwellspannung S wird an den jeweiligen Rauschpegel in der Fibrm angepaßt, daß bei Nichtvorliegen eines Sgnals die Wahrscheinlichkeit einer Fehlauslösung sehr gering ist und gegenüber dem Nutzziel eine verstärkte Erfassungswahrscheinlichkeit gegeben ist. Jedes Signal, das den Schwellwert \ überschreitet, wird an die Zündschaltung 142 übertragen, die z.B. j mit einer Thyratron-Schaltung ausgerüstet ist, die das Auslösesignal für die zugeordnete Sprengladung abgibt.Die Ausrichtung der Sende- und Empfangsantennen Ml und 42 bzw. 51 und 52 ist so gewählt, daß sich entsprechend eines vorgesehenen Umlaufdiagramms eine erhöhte Richtwirkung ergibt (siehe Zeichnung 1 ) und fernerhin eine starke Entkopplung zwischen Sende- und Empfangsantenne gegeben ist, die eine direkte örtliche Wiedereinspeisung in den Empfangskanal auf ein Mindestmaß tierabsetzt. Die interne Trennung des Empfangskanals gegenüber dem zur Sendung verwendeten Modula- j tionscode wird einerseits durch die in den Sendekanal eingesehleifjte Einseiten- bzw. Einwegleitung 19 und andererseits durch tech-

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nische Schaitungseinrichtungen in Form von Schutzgehäusen und getrenntenAnschlüssen sichergestellt.

Gemäß einer .Aufbauvariante können mehrere. Korrelatoren vorgesehen werden, die parallel über das Videοausgangssignal gespeist werden und die gestaffelten Bezugs signale. erhalten, um jeweils den bestimmten Entfernungsintervallen· zu entsprechen. Eine bestimmte Anzahl dieser Korrelatoren kann entweder durch Voreinstellung vor dem Abschuß oder automatisch abgeschaltet werden und zwar nach Vorliegen der Aussagen des zum vorhergehenden Zeitpunkt empfangenen Signals. Jeder Korrelator definiert eine bestimmte Entfernungszone für die Erfassung mit Bezug auf den Plugkörper.

Das beschriebene, erfindurigsgemäße System arbeitet mit Vorrichtungen, die ein Ziel gleichzeitig inbezug auf seine Entfernung, seine Winkelposition und seine Geschwindigkeit bestimmen Dieses System garantiert mit großer Wirksamkeit und Sicherheit die Zündauslösung einer SpBsngladung und zwar selbst bei Vorliegen von Störungen, die auf Bodenechos oder Abwehreinrichtungen zurück· zuführen sind. Die Empfindlichkeit des Empfängers ist sehr hoch und der Schwellwert der Auslöseschaltung kann mit hoher Genauigkeit festgelegt werden. Die maximale Auslöseentfernung kann sehr gering gewählt werden, z.B. einige Meter, wodurch sich eine nahezu an Sicherheit grenzende Wahrscheinlichkeit der Zerstörung der auf diese Weise ermittelten Plugziele ergibt. Darüberhinaus ermöglicht ein erfindungsgemäßer Annäherungszünder gegebenenfalls ein Abfangen aus sehr geringer Flughöhe. .

Die somit gegebene Beschreibung bezieht sich auf ein verbessertes elektromagnetisches Erfassungs- und Zündsystem, wobei die beispielhaft gegebene Beschreibung gleichermaßen alle Abwandlungen gegenüber den verwendeten Elementen sowohl hinsichtlich ihrer Anzahl als auch Ihrer Einbaulage in die Erfindung mit einsehließt. s-

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. ■ i ι

Claims

. P. .a .t. .e. ή .t. an s. p. r. u .c. he:

\[ 1.7 Elektromagnetisches Erfassungs- und Auslösesystem zum Aufbau von AnnäherungsZündern auf Raketen zur Auslösung der Zündsteuerung nach Übereinstimmung zwischen den genau vorherbestimmten Daten und denen für Geschwindigkeit, Entfernung und linkelposi-^ tion des Plugzieles, bei Unterdrückung der störenden Bodenecho-: effekte oder Abwehreinrichtungen, wobei obenerwähntes System mit einer Radaranlage in sich bekannter Verfahrensweisen aüsge-j rüstet ist und die Aussendung einer Hyperfreqüenz-Dauerstrich- j Sendung (CW) mit Phasenumkehrmodulation (0 ti~) gemäß einem zu- j fälligen oder pseudo-zufälligen Binärcode stattfindet und der Empfang mit Korrelation und Doppler-Filterung erfolgt und auss.erdem getrennte Sende- und Empfangs antennen vorgesehen sind, die eine zwischen zwei Kegeln um die Achse des Plugkörpers gelegene Drehfläche bestreichen, wobei obengenanntes System da- J dureh: gekennzeichnet ist, daß ein Modulationssignal-Generator j C3), der nach einem Binärcode arbeitet, einerseits einen Modulator (2) für die hyperfrequente Trägerwelle und andererseits einen Korrelator (10) über eine bestimmte Verzögerungsschaltung (11.) speist, wobei dieser Korrelator darüberhinaus das Videosignal von den homodynen (bzw, heterodynen) Empfangssehaltungen (6-9) vom Typ TPAG (Taux de fausse alarme constant/CFAR/ ECCM) empfängt und als örtliche Sehwebungsfrequenz die Träger-Sendefrequenz (bzw. eine ihrer Unter-Harmonischen) verwendet wird und der Ausgang des Korrelators eine Schwell-Zündschaltuni; (14) speist und zwar nach Filterung (Doppler), anschließender

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Erfassung und nicht kohärenter Integration innerhalb der entsprechenden Schaltungen (18-13)·

Elektromagnetisches Erfassungs- und Auslösesystem nach Anspruch "1, dadurch gekennzeichnet, daß dieses zwei Sende- und zwei Em-, pfangsantennen (41-42/51-52) umfaßt, deren Erfassungsbereich sich in der betreffenden Zone überschneidet, der einem schmalen Bündel um die Achse des Flugkörpers entspricht. -

Elektromagnetisches Erfassungs- und Auslösesystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei den genannten! Antennen unr solche vom Typ eines linearen Strahlernetzes handelt, wobei diese Strahler entlang der Mantellinien des Flugkörfpers angeordnet sind.

Elektromagnetisches Erfassungs- und Auslösesystem nach Anspruch; 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Antennen eine runde Form aufweisen und in der Spitze des Flugkörpers liegen..

Elektromagnetisches Erfassungs- und Auslösesystem nach Anspruch 2₃ dadurch gekennzeichnet, daß der Sender in Serie ein Klystron (1), einen Ferritisolator (19), einen Modulator (2) mit vierkanaligem Zirkulator (20), einen Hyperfrequenz-Diodenschalter (.22), eine angepaßte Belastung (21)" und einen T-Koppler (43) umfaßt, der die Antennen (41-42) speist und ferner der Empfänger nachgeschaltete Antennen (51-52), einen T-Koppler (53), eine symmetrische HF-Mischschaltung (6) mit Hyferidverbindung (6p) aufweist und zwar letztere verbunden mit einer Abzweigschaltung (7) am Ausgang des HF-Generators (1) und ferner Video-Verstärkungsschaltungen mit Begrenzer vom Typ TFAC (91-92) vorgesehen sind.

Elektromagnetisches Erfassungs- und Auslösesystem nach Anspruch 1, 2 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Korrelator (10) eine Anzahl von Korrelationsschaltungen aufweist, die parallel über das Videosignal und getrennt durch gestaffelte Bezugssignale gespeist werden, wobei diese Bezugssignale über Schaltungen mit voreingestellter Verzögerung gestaffelt werden.

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Ij. Elektromagnetisches Erfassungs- und Auslösesystem nach Anspruclj.

I₉ 2, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Korrelator ClO) über seinen Ausgang (bzw. über jeden seiner Ausgänge) mit einer: Vorauswahlschaltung C121) im gesamten Doppler-Betriebsbereich \ verbunden ist, der eine Anzahl von ρ Filterschaltungen (122-1 \ bis 122 - p) nachgeschaltet ist, die jeweils ρ innerhalb die- j ses Bereiches zu treffenden Doppler-Kanälen zugeordnet sind. j

8. Elektromagnetisches Erfassungs- und Auslösesystem nach Anspruclj 1, 2, 5,6 öder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungä¹-schaltung CH) des Bezugscode durch eine Verzögerungsleitung ! und/oder ein Schieberegister gebildet wird. ·

9. Elektromagnetisches Erfassungs- und Auslösesystem nach Anspruch¹ 1, 2, 5₉ 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß jede Filterschaltung C122 - j) eines Doppler-Kanals mit einer Erfassungsschaltung in Mono-Halbperiode C121-J) verbunden ist, der eine nicht kohärente Integrierschaltung C132-J) nachgeschaltet ist, deren Zeitkonstante praktisch, gleich der minimalen Aufenthalts-f dauer des Zieles in der vom Bündel der Antennen erfaßten Zone ΐ ist und die Ausgänge der einzelnen Integrierschaltungen mit ; einer Schwellschaltung Cl¹Il) verbunden sind, die mit einer ! vorher festgelegten Normschwellspannung (S) arbeitet und von dieser letztgenannten Schaltung aus das Signal zur Zündauslösung auf die Zündschaltung (142) übertragen wird.

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