DE1964700C3 - Doppler-Radar-Abstandszünder mit sendeseitiger Phasenkodierung und empfangsseitiger Korrelation - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Abstandszünder für ein Geschoß oder eine Rakete mit einem durch Phasenumtastung um λ nach einem pseudo-zufa'ligen, fsriodischsn Kode modulierten Radarsender und einem Radarempfänger, der das Empfangssignal mittels einer aus dem gesendeten Träger gewonnenen Schwingung demoduliert, videofrequeni verstärkt und begrenzt und mit einem dem verzögerten Modulationskode entsprechenden Signal korreliert, wonach das Korrelationsausgangssignal nacheinander ein Dopplerfilter, einen Detektor und einen Integrator durchläuft, welch letzterer mit einer Integrationsdauer arbeite!, die etwa gleich der mittleren Erfassungsdauer der Ziele durch die Antennenhauptkeulc ist, und das Inlcgratorausgangssignal auf eine Schwcllcnwertschaltung gelangt, die mit einer Zündschaltung verbunden ist.

Da die Entfernung das Hauplkrilerium ist, handelt es sich also im wesentlichen um einen sogenannten »Abstandszünder«; da dieser aber auch die Dopplerfrequenz auswertet, weist er zusätzlich die Eigenschaft eines sogenannten »Annäherungszünders« und, da er die Richtung ebenfalls berücksichtigt, auch die Eigenschaft eines sogenannten »Richtungszünders«, auf.

G5 Dcr;'.ri\iie — allgemein ausgediückt — Näherungszünder werden insbesondere für Lenkwaffen hoher Geschwindigkeit verwendet und dienen zur praktisch verzögerungsfreien Auslösung der Zündung der mit-

geführten Explosivladung, sobald bestimmte Annäherungsbedingungen erfüllt sind.

Das außerordentlich hohe Zerstörungsvermögen moderner Waffen bedingt die Verwendung von Näherungszündern großer Auslösegenauigkeit und hoher Betriebssicherheit.

Bei bekannten Ausführungsforn^n von Abstandszündern geschieht die Auslösung der Zündung nach Vornahme einer ungefähren Entfernungsmessung, die beispielsweise nach dem Dopplerverfahren oder nach einem Impulsverfahren vorgenommen wird. Die nach diesen Verfahren arbeitenden Näherungszünder können jedoch insofern nicht befriedigen, als zwangläufig Entfernungsmehrdeutigkeiten auftreten, die Entfernungs- und Geschwindigkeitsauflösung gering sind und der Schutz gegen Scheinziele und Störungen mangelhaft ist.

So ergeben sich beispielsweise bei Impulsradargeräten die folgenden Beschränkungen: Einerseits erfordern ein hohes Entfernungsauflösungsvermögen eine kurze Pulsdauer und eine große Erfassungsentfernung eine niedrige Pulsfolgefrequenz, so daß die mittlere Leistung nur durch Erhöhung der Impulsspitzenleislung gesteigert werden kann. Andererseits bedingt der Schulz gegen Geschwindigkeitsmehrdcutigkeitcn eine obere Grenze der Dopplerfrequenzen von höchstens gleich der Hälfte der Pulsfolgefrequenz.

Diese im allgemeinen kompliziert aufgebauten Schaltungen lassen sich im übrigen nur sehr schwer so herstellen, daß sie den besonders strengen Anforderungen auf diesem Gebiet genügen, von denen insbesondere geringes Volumen, geringes Gewicht sowie einwandfreies Arbeiten auch bei Einwirkung von Beschleunigungen, Vibrationen und Temperaturänderungen zu nennen sind.

Aus der britischen* Patentschrift 1 108 880 ist ein Abstandszünder der einleitend angegebenen Gattung bekannt. Dieser arbeitet jedoch nach einem Pulsverfahren, das sowohl sende- als auch empfangsseitig einen erheblichen Aufwand sowohl für die Erzeugung des Pulskodes als auch für die sendeseitige Pulskodierung und die empfar.gsscitige Pulsdekodierung erfordert. Dieser bekannte Abstandszünder vermag daher den vorstehend genannten Forderungen nur unvollkommen zu genügen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Abitandszünder der einleitend angegebenen Gattung 2:u schaffen, der bei geringem schaltungstcchr.ischcrn Aufwand nur dann anspricht, wenn die Entfernung und die relative Radialgeschwindigkeit des Zieles innerhalb eines engen vorgewählten Bereiches liegen, dagegen nicht anspricht auf Störziele, Bodenechos und Abwehreinrichtungen.

Diese Aufgabe ist bei dem hier vorgeschlagenen Abstandszünder erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in an sich bekannter Weise das Sendesignal eine ununterbrochene Daucrstrichwelle verwendet und beim Empfang der Ausgang der Antenne direkt mit dem kohärenten Demodulator verbunden und als Einrichtung zur Entfcrnungsauswahl der empfangenen Signale der Korrelator verwendet ist und daß eine zwischen dem Dcmodulalor und dem Korrelator liegende Videoverstärker- und begrenzerschaltung in an sich bekannter Weiss als die Signale auf einen Wert unterhalb des Rauschpegels begrenzende, harte Begrenzerschaltung ausgebildet ist, derart, daß der Empfänger unabhängig von der Häufigkeit von empfangenen Störsignalen mit gleichbleibender Fehlauslösungswahrscheinlichkeit arbeitet.

Durch diese Ausbildung des Absiandszündcrs wird nicht nur eine bessere Entfernungsauflösung als bei mit Frequenzmodulation arbeitenden Abstandszündf.rn erreicht und die Wahrscheinlichkeit von Störauslösungen erheblich herabgesetzt, sondern es ergibt sich auch gegenüber den gleichzeitig mit Pulsmodulation und Phasenumtastung arbeitenden Abstandszündern eine verringerte Anlaufzeit bis zur Betriebsbereitschaft des Systems. Infolge des geringen schaltungstechnischen Aufwandes gelingt es außerdem leichter, die Forderungen bezüglich Gewicht und Volumen sowie Unempfindlichkeit gegenüber Beschleunigungen, Vibrationen und Temperatureinflüssen zu erfüllen.

Bei mit einer Explosivladung ausgerüsteten Raketen oder Geschossen ist zur Erzielung einer maximalen Zerstörungswirkung häufig nicht nur die Einhaltung einer innerhalb gewisser Grenzen liegenden Entfernung und Ra.dialgeschwindigkeit zwischen Flugkörper und Ziel erforderlich, sondern die Zündung soll auch nur dann oder erst dann ausgelöst werden, wenn das Ziel von dem Flugkörper aus unter einem bestimmten Winkel erscheint. Der entsprechende Raum kann beispielsweise durch die Mantelflächen zweier Kegel unterschiedlicher, öffnungswinkels begrenzt werden, deren gemeinsame Spitze in dem Flugkörper liegt und die sich in Flugrichtung öffnen, wobei ihre Achsen mit dieser Flugrichtung zusammenfallen. Bei einer vorteilhaften Weiterbildung des Abstandszünders mit getrennter Sende- und Empfangsantenne wird dieser zusätzlichen Forderung dadurch Rechnung gelragen, daß zwei Sende- und zwei Empfangsanlcnnen vorgesehen sind, deren Diagramme in einem Rau mbe reich zusammenfallen, der durch einen spitzen sich nach vorn ölTnenden Drchkegel um die Γ-'lugachsc gegeben ist. Hierdurch wiid erreicht, daß außerhalb dieses scharf abgegrenzten Bereiches die Auslösewahrscheinlichkeit sehr gering ist, daß also ein Ansprechen auf starke äußere Störqucllen oder rellekticrende Gegenstände, die durch die Nebenkeulen der Antenne ausgeleuchtet werden, vermieden ist. Der Näherungszünder ist dadurch ferner wirkungsvoll geg'n Störrcflexion auf dem Boden (oder dem Wasser) elbst unter ungünstigen Bedingungen geschützt, die sich aus einer sehr geringer. Mindeseinsarzhöhe des Flugkörpers von beispielsweise dem anderthalbfachen der maximalen Zielerfassungsentfernung ergeben.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen des Abstandszünders sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.

In der Zeichnung ist der vorgeschlagene Abstandszünder an Hand cim 1 beispielsweise gewählten Ausführungsform und erläuternden Diagrammen schematisch veranschaulicht. F.s zeigt

F i g. 1 ein Antennendiagramm des Abstandszünder,

F i g. 2 ein Blockschaltbild des Abstandszünders, F-" i g. 3 drei Signaldarstellungen zur Erläuterung des Prinzips der binären Phasenumtastung,

F i g. 4 die Darstellung eines vidcofrcquenlen Hmpfangssignals,

F i g. 5 ein genaueres Blockschaltbild einer Ausführungsform des Abstandszünders.

Wie bereits erwähnt wurde, darf das elektromagnetische Erfassungs- und Auslösesystem dir Zündung

des snitgcführten Sprengkörpers nur dann vornehmen, wcnn der zugehörige Näherungszünder in den gegenüber dem Ziel zugeordneten Entferiuingsbcrcich eintritt. Ungeachtet der möglicherweise vorliegenden clektromagnelischcn Störclcmente muß die Explosion mit höchster Wahrscheinlichkeit stattfinden. Der Schutz gegenüber diesen Störclemcnten muß sehr wirksam sein, da einerseits ihre Leistung sehr hoch liegen kann und ζ. B. ! Megawatt betragen kann und andci ih Abit ihlb irgendeines

Mit Hilfe von Zusatzeinrichtungen, die nach bckannten Techniken aufgebaut sind und innerhalb der Erfindung nicht beschrieben wurden, wird die Lenkung des Flugkörpers gewährleistet, wozu insbeson-5 derc 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,

kann und ζ. B. Mega g p yp gp

rerseits ihre Arbeitst rcqucnz innerhalb irgendeines io befinden sich diese Zusatzeinrichtungen ganz oder Bandes in einem w.itgcfaütcn Bereich liegen kann. teilweise auf dem Flugkörper bzw. am Boden. Für

00 d 100ⁿ0ML di

Bandes in e g g

der sich beispielsweise zwischen 600 und 100ⁿ0MrL: erstreckt. Der Auslösebereich des Nähet -ngszünders inneihalb der bezeichneten Zone, die z. B. durch einen Radius einiger Meter begrenzt wird, und damit 15 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 h d Flkö ßhlb di Zone befindet

gp

die nun folgende Beschreibung gut, daß lediglich die End winkelstellung der Flugbahnen in^Erwägung gczogen wird.

Fig. 1 zeigt schematisch ein Antennendiagramm eines erfindungsgcmäßen Systems Die Rakete bzw der Flugkörper, Achse XX, trägt den Näherunpszünder und die Sprengladung und ist durch den Punkt M bezeichnet. Die Geschwindigkeit V_M stellt einen Vk d d di Flb i d f d

äußerst gering sein und g g _M

sich der Flugkörper außerhalb dieser Zone befindet 10 Vektor dar, der die Flugbahn tangiert und auf der

und sobald sich dieser in seh: geringer Entfernung Achse XX liegt.

vom betrachteten und auf das Ziel gerichteten VoIu- Das Strahlungsdiagramm wird durch zwei Drehmcns befindet. Befindet sich das Ziel demgegenüber kegel begrenzt, die ein schmales Bündel der öffnung innerhalb des bezeichneten Volumens und sind be- 2 - entsprechend der Drehrichtung bilden, das um stimmte Gcschwindkcitsbcdingungcn erfüllt, so wird 25 einen Winkel // gegenüber der Achse des Flugkörpers die Zündung am (irund von Reflexionen ausgelöst, geneigt ist. Als bezeichnete; Volumen gilt das des die vom Ziel ausgehend allein von der Hauptkeule Diagramms, dessen Punkte vom Flugkörper um einen der Antenne aufgenommen werden. Wert entfernt liegen, der zwischen einer Mindestem Das criindungsgcmäß auigeba^ie System erfüllt fcrnung K₁ und einer Maximalentfcrnung R_± liegt, diese hohen Anforderungen unter Einsatz von Ver- 30 d.h. in einem Intervall D R₂ R₁ entsprechend fahren, die eine sehr genaue En^ifcrnungsauflösung dem Schnittpunkt des genannten Diagramms und den und liescliwindijikciivbnstimmung, ohne Fchlerquo- Kugeln der Radien Ä, und /?₂ Der Winkel - ¹I-IH ten, gewährleisten. Hinsichtlich dor Einsatzfähigkeit die Neigung der Flugbahn des" Zieles gegenüber der wird ein Material verwendet, das die aerodynami- des Flugkörpers dar, wobei dieser Winkel, der kleiner sehen Eigenschaften des Flugkörpers nicht bccin- 35 ist als /i, über Zusatzgeräte überwacht wird, um wähträchtigt. Die maximale Flugdauer des Flugkörpers rcnd der Endanflugphasc einen bestimmten Wen. kann /.. Yi. bei einigen zehn Sekunden oder darüber z. B. .v4 zu erreichen. Die Entfernung D₀ definiert liegen. Hierbei ist entscheidend, daß wuhruid dci mit die beim Überfliegen einer Bodenebene P zulässicc hoher Geschwindigkeit, /.. B. ·ν..Ί Mach 3, zurück- Mindestentiernung (-höhe) — normalerweise durch gelegten Strecke die Funklim. Jes Materials unbeob- 40 das Antennendiagramm erfaßt —, eine Entfernung, achtet bleibt und höchstens im letzten Moment die bei der die Wahrscheinlichkeit einer ungewollten Aufmerksamkeit und den --ventuclkn Einsatz von Auslösung noch sehr gering ist. Unter Bcrücksich-Abwchrmittcln hervorruft Im Hinblick auf eine er- ligung der Oberfläche der unter diesen Bedingungen schwcrlc Ortung durch den Gegner arbeitet das Auf- erfaßten Ebene P. der für das Ziel vorgesehenen nahmcsystcm insbesondere mit einem Sender sehr 45 Mindcstoberfiiichc. der maximalen Erfassungscntfergeringer Leistung, und zwar auf einer Mikrowellen- nung R₂ sowie der Eigenschaften des Radarempfän-Frcqucnz, die außerhalb der normal üblichen Radar- gcrs und insbesondere des Sicherheitskoeffizienten bänder liegt und darüber hinaus mit einer Antenne, gegenüber nicht korrclicrtcn Echos, kann die Entfcrderen Richtzeit auf das Flugziel, verglichen mit der nung D_n sehr klein sein und beispielsweise den Flugdauer, außerordentlich kurz ist. Die Antennen- 5° L5fachen Wert des Betrages von R₁ ausmachen, vorrichtung besitzt eine Sende- und eine Empfangs- Das \erwcndctc elektromagnetische Erfassungsantenne, die untereinander stark entkoppelt sind. Ihr system arbeitet mit ungcdämplten Wellen und wird Diagramm hat gemäß der Achse des Flugkörpers die allgemein als »Dauerstrich-Radar« ,(»C\V«-Radar] Form eines Kegelmantels, wobei der Öffnungswinkel bezeichnet. Dieses ist mit getrennten Sende- und sehr klein ist und z.B. 5 bis 10 Grad beträgt. Die 55 Empfangsantennen ausgerüstet, die untcreinandei Antenne strahlt hierbei in einer seitlichen Richtung, stark entkoppelt sind, so daß durch ein von einer die von der Achse des Flugkörpers abhängt, wobei Nebcnkcule herrührendes Scndcsignal, das örtlich, die Verstärkung durch die Ncbcnkculen in zwei ohne Reflexion an einem Flugzicl wicde;· cingcspe's.l Drchkcgcln gemäß der Achse des Flugkörpers sehr wird, der Empfänger nicht dcscnsibilisicrt wird. Det gering sein muß, d. h. zwei bestimmter Halböffnun- 60 Einbau der Antennen erfolgt entweder am Körpci gen, wovon die eine nach vorn und die andere nach der Rakete oder an deren Spitze. Diese. Sende- und hinten gerichtet ist. Gemäß einer später beschriebenen Empfangsdiagramme überschneiden sich allgcmcir Aufbauform ist die Richtung der Hauptkculc leicht innerhalb eines Kreises um die Achse des Flugkörpers zum vorderen Teil des Flugkörpers hin geneigt. Eine Unter Berücksichtigung der geringen Entfernung zwihiervon abweichende Richtung, d. h. entweder senk- 65 sehen den beiden Antenners wurden der Einfachhei! recht zur Achse des Flugkörpers oder selbst nach halber die Diagramme für Empfang und Sendung hinten geneigt, kann ebenfalls in Betracht gezogen ineinandergreifend dargestellt (s. Fig. 1). werden. ^Für Sendung bzw. Empfang können entweder je

eine oder auch mehrere Antennen vorgesehen wer- und nichtkohärenten Integrationsschaltung und einer

den. Als Antennentyp können Linearnetz-Antennen Schwellen-Zündschaltung 14 verbunden ist. Das

mit Strahlern vorgesehen werden, die entlang der Auslösesignal, das sich bei Zutreffen der Bedingungen

Mantellinien des Flugkörpers verlaufen, der norma- bezüglich der Annäherung zwischen Flugkörper und

lerweise zylindrisch ausgebildet ist, eine konische 5 bezeichnetem Ziel ergibt, wird der Sprengladung 15

Form besitzt. Darüber hinaus können auch runde zugeführt.

Schlitznelze mit koaxialer Erregung, Schlitze in Hohl- Die einzelnen, innerhalb der Erfindung verwenderäumen, Doppelkonus, Peitsche, Kerze, Wendel usw. ten Verfahren schließen die letzten technischen Erverwendet werden, wobei die Anordnung in der gebnisse auf den Gebieten der Festkörper- und Minivorderen Spitze des Flugkörpers erfolgt Um den io atur-Schaltkreise ein und führen zu einem einsatz- »trengen Umgebungsbedingungen zu entsprechen, fähigen Material hoher Zuverlässigkeit bei kompakwurde die Antennenanordnung entsprechend dem ten Abmessungen. Mit dem Zweck einer höchstmögvorgesehenfl|r Typ sowohl aus fertigungstechnischen liehen Geheimhaltung wird ein Sender schwacher als auch aus einsatzbedingten Gründen mit einer Leistung verwendet, dessen Leistung ζ. Β unter dielektrischen Auflage bzw. einem solchen Überzug 15 einem Watt und dessen Sendefrequenz außerhalb der versehen. Das Produkt der Gewinne aus Sende- und normalen Radarbänder liegt.

Empfangsantenne ist entlang der Achse des Flugkör- Zur Ermittlung der Entfernungsinformation ist es

pers und innerhalb zweier Drehkegel einer Halbwin- erforderlich, eine Modulation der gesendeten Dauer-

kelöffnung, wovon der eine nach vom und der andere weiie vorzunehmen, der eine Korrelation der empfan-

nach hinten gerichtet ist, sowie außerhalb des be- 20 genen Echos mit einem verzögerten Modulations-

zeichneten Auslösevolumens sehr gering. signal erfolgt. Um eine sehr genaue Entfernungsauf-

F i g. 2 zeigt ein Funktionsdiagramm eines erfin- lösung zu erreichen, muß die Korrelationsfunktion

dungsgemäßen Annäherungszünders. Das Erfassungs- zeitweise sehr schmale Maxima aufweisen, die durch

system arbeitet in Kombination mit einer pseudo- Zeiträume voneinander getrennt sind, die über dem

zufällig (oder zufällig) durch Phasenumkehr (0, π) »5 Erfassungszeitraum eines Zieles bei maximal vorge-

modulierten Dauerstrichsendung, einem Homodyn- sehener Entfernung liegen, und zwischen denen sich

Überlagerungs-Empfang vom Typ gleichbleibender der geringstmögliche Wert einstellt. Der pseudo-

Fehlauslösungswahrscheinlichkeit (»CFAR«), ferner zufällige Binärcode zeigt diesbezüglich eine interes-

einer Korrelation, worin als Bezugssignal das verzö- sante Korrelationsfunktion und kann ohne weiteres

gerte Modulationssignal verwendet wird, einer Filte- 30 durch ein Schieberegister mit Gegenkopplung erstellt

rung der Doppler-Frequenzen innerhalb des vorge- werden. Ein solcher Code stellt eine gegebene maxi-

sehenen Funktionsbereiches, einer Erfassung und male Länge durch N = 2" - 1 dar (wobei η die An-

einer nichtkohärenten Integration, deren Dauer der zahl der Stufen des Registers bezeichnet), wodurch

Ausleuchtdauer des Zieles entspricht, einer Beschnei- die Periodizttät T = TVt (t - Dauer eines Inkrements

dung mit festgelegter Schwelle und einer Auslösung 35 oder Digits) definiert wird. Die Differenz zwischen

für die Zündung einer Sprengladung. der Anzahl der positiven und negativen Stellen einer

Die in vereinfachter Form dargestellten, verwen- Folge ist demnach immer gleich 1. Die Multiplikation deten Schaltelemente sind aus Fig. 2 ersichtlich dieses Codes mit seinem eigenen, verzögerten Wert und umfassen sendeseitig einen Hy perfrequenz- ergibt wiederum den Original-Code und einen neuen Generator 1, einen Modulator 2, ^nen Modulations- *o Verzögerungswert. Das Zeichen der »Autokorrelasignal-Generator 3 und eine Antenne 4. Die Empfän- tionsfunktion«, d. h. der Kreuzkorrelation mit dem gereinheit umfaßt eine von der Sendeantenne ge- eigenen verzögerten Wert, besitzt eine einzige Spitze trennte Empfangsanlenne S. die mit einer Demodula- . /V torschaltung 6, z. B. einem Mischer, verbunden ist, «k* ^Wertes L ^der Penode Γ und des Wertes _T zwider außerdem einen Teil der hyperfrequenten Welle 45 sehen den Schritten 1 und N - 1. Der Ausdruck N vor Modulation durch eine Abzweigschaltung 7 er- _zej_{gti daß} die Periode T dann schnell zunimmt, wenn hält. Die Schaltung 6 übernimmt den ho'modynen die Zahl der η Stufen zunimmt, und hierbei gleich-Überlagerungsempfang und liefert ein »Video- zeitig die Amplitude der Nebenkeulen stark abnimmt, signal« 8, das die Informationen über Entfernung Die schwer zu lösende Funktion gemäß der Achse und Doppler-Verschiebung des reflektierenden Zieles 50 . enthält. Der »CFAR«-Empfang erfolgt über eine der Frequenzen hat die Form ^i-^D . unabhängig Schaltung 9, die die Einrichtung zur Video-Verstär- . „ .. ,_ r- . _^D . kung und eine Begrenzerschaltung enthält, die das J™ ^d*^r Kodierung (F_D = Doppler-Frequenz); außerempfangene Signal auf einen konstanten und sehr ^{halb dieser Achse} entstehen Maximum-Werte nahe

ⁿ*^dÄ!^{egel begrenz}η^T ^{dieSeS ZUm Ko},^rreIa^^{r 55} bei * Die Dauer eines Digits τ legt die Entfernung*

weiterubertragen wird. Der Begrenzungspegel wurde \'n ⁶ ^ ^B

in der Form bemessen, daß selbst bei Fehlen eines Auflösung fest und wird in Abhängigkeit von dei

Nutzsignals und geringem Rauschen (Wärmerauschen Breite D der bezeichneten Zone gewählt Die Anzah

des Empfängers selbst) dieses Rauschen begrenzt η Stufen des Registers sowie der Durchlaßbereicl·

wird. Das am Ausgang vorliegende Videosignal wird 60 der Doppler-Filter werden in der Form bemessen

einem Korrelator 10 zugeführt, der darüber hinaus daß sich keine Entfernungsprobleme ergeben unc

das verzögerte Modulationssignal erhält. Die durch ein hoher Schutz gegenüber Störechos gegeben ist, dii

den Block 11 dargestellten Verzögerungsschaltungen auf Bodenreflexionen oder Abwehreinrichtungei

wurden in der Form bemessen, daß diese einer genau zurückzuführen sind. .Die nichtkorrelierten und mi

festgelegten Entfernung innerhalb der zugewiesenen 65 dem Doppler-Effekt behafteten Störechos erfahre!

Zone entsprechen. Das Produkt der am Ausgang an- · rv· r ■ j 1 · _L 1 · «r

liegenden Signale wird einer Doppler-Auswahlschal- ^{eme Dam}P^funß ^von zumindest gleich ^, em Wen

tung 12 zugeführt, die in Serie mit einer Erfassungs- der im Hinblick auf die Eigenschaften des »CFAR«

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Empfangs und der vor der Zündauslösung wirksamen 132-1 bis 132-p verbunden ist. Jede Integrierschal-Schwellenschaltung sveitaus hinreichend ist. Das lung umfaßt einen Widerstands- und Kapazitätsauf-Prinzip der pseudo-zufälligen Phasenumkehr-Modu- bau vom Typ eines ÄC-Gliedes, das als Tiefpaßfilter lation (0, n) wird außerdem in F i g. 3 dargestellt, montiert ist bzw. durch irgendeine andere, gleichwerwobei unter anderem eine sinusförmige Welle (3-1). 5 tige Schaltung dargestellt wird und deren Zeitkonein binärer Modulationscode (3-2) und die zur Sen- stante praktisch gleich der minimalen AufenthalLsdung bestimmte modulierte Welle (3-3) ersichtlich ist. dauer des Zieles in der vom Antennensystem erfaßten Gemäß einer bevorzugten Lösung wird ein homo- Zone ist. Diese Aufenthaltsdauer wird durch geomedyner Empfang gewählt, wodurch die Anlage ihrem irische und kinematische Erwägungen bestimmt. Die Aufbau nach vereinfacht werden kann. Wird mit sehr io Ausgänge der Integrierschaltungen sind mit einer hohen Frequenzen gearbeitet, woraus sich der Vor- Schwellenschaltung 14! verbunden, die mit einer teil ergibt, mit platzsparenden Antennen zu arbeiten. Normschwellenspannung 5 arbeitet. Der Wert der so kann der Aufbau des Empfangsmischers dadurch Schwellenspannung 5 wird an den jeweiligen Rauschvereinfacht werden, daß man als örtliche Schwebungs- pegel in der Form angepaßt, daß bei Nichtvorliegen welle eine Unter-Harmonische der Sendefrequen? 15 eines Signals die Wahrscheinlichkeit einer Fehlauswählt, wobei der Frequenzvervielfacher dem Sende- lösung behr gering ist und gegenüber dem Nutzziel kanal zuzuordnen ist. Am entsprechend gefilterten eine verstärkte Irtassungswahrscheinlichkeit gegeben Ausgang der Schaltung 6 wird ein Modulationssignal ist. Jedes Signal, das den Schwellenwert überschreitet, abgegeben, das durch die Hin- und Rückstrecke zwi- wird an die Zündschaltung 142 übertragen, die 1. B. sehen Flugkörper und Ziel verzögert ist und selbst ao mit einer Thyratron-Schaltung ausgerüstet ist, die das wiederum durch einen Faktor amplitudenmoduliert Auslösesignal für die zugeordnete Sprengkd -ιμ abist, der von der Doppler-Frequenz abhängt, die durch gibt. Die Ausrichtung der Sende- und Emptangsdie relative Radialbewegung des Flugkörpers und des antennen 41 und 42 bzw. 51 und 52 ist so gewählt, Ziels eingeführt wird. Um dieKorrelationsreste außer- daß «,ich entsprechend einem vorgesehenen I mlaufhalb des Dopplerberciches zu bringen, wuide die 35 diagramm eine erhöhte Richtwirkung ergibt (siehe Periode T der Sequenz vorzugsweise kürzer oder zu- Fig. 1) und fernerhin eine starke Entkopplung zwimindest gleich der vorgesehenen minimalen Doppler- sehen Sende- und Empfangsantenne gegeben ist, die Halbperiode T₀ gewählt. In F i g. 4 ist ein Beispiel eine direkte örtliche Wiedereinspeisung in den Empfür die dem Ausgang der Demodulatorschaltung 6 fangskanal auf ein Mindestmaß herabsetzt. Die interne entsprechenden Wellenform gegeben. 30 Trennung des Empfangskanals gegenüber dem zur Fig. 5 zeigt ein Schema eines erfindungsgemäßen Sendung verwendeten Modulationscode wird einer-Erfassungs- und Auslösesystem?. Der Hyperfrcquenz- seifs durch die in den Sendekanal eingeschiffte Eingenerator 1, z. B. ein Klystron, ist mit dem Modula- seiten- bzw. Einwegleitung 19 und andererseits durch tor 2 über einen Koppler 7 und einen Ferritisolator 19 technische Schaltungseinrichtungen in Form von verbunden. Der Modulator 2 umfaßt einen vierkana- 35 Schutzgehäusen und getrennten Anschlüssen sicherligen Zirkulator 20, eine angepaßte Belastung 21 und gestellt.

einen Diodenschaltkreis 22. Sende- und Empfangs- Gemäß einer Aufbauvariante können mehrere

antennenaufbau umfassen jeweils zwei Antennen 41/ Korreiatoren vorgesehen werden, die parallel über

42 und 51/52, die einer T-Schaltung 43 und 53 züge- das Videoausgangssignal gespeist werden und die

ordnet sind. Die HF-Empfangsschaltung 6 besteht aus 4° gestaffelten Bezugssignale erhalten, um jeweils den

einer Hybridverbindung, z. B. einem magischen »T« bestimmten Entfernungsintervallen zu entsprechen.

60, und einem symmetrischen Mischer 61/62; dieser Eine bestimmte Anzahl dieser Korrelatoren kann ent-

ist über seine Videoausgänge mit einer ersten Ver- weder durch Voreinstellung vor dem Abschuß oder

Stärkungsschaltung 91 und in Serie gemäß dem automatisch abgeschaltet werden, und zwar nach

»CFAR«-Verfahren mit einer Verstärkungs- und 45 Vorliegen der Aussagen des zum vorhergehenden

Begrenzungsschaltung 92 verbunden. Der Modula- Zeitpunkt empfangenen Signals. Jeder Korrelator de-

tionssignalgenerator liefert eine pseudo-zufällige, finiert eine bestimmte Entfernungszone für die Erfas-

periodische, binäre Sequenz und ist mit einem Zeit- sung mit Bezug auf den Flugkörper,

werk 30 ausgerüstet, ferner einem Zeitimpulsgenerator Das beschriebene, erfindungsgemäße System arbei-

31, einem Schieberegister 32 mit Gegenkopplung 33 50 tet mit Vorrichtungen, die ein Ziel gleichzeitg in

und einem Ausgangsverstärker 34. Die Verzögerungs- bezug auf seine Entfernung, seine Winkelposition und

schaltung umfaßt eine Verzögerungsleitung 110 und seine Geschwindigkeit bestimmen. Dieses System

eine Verstärkungsschaltung 111. Die Verzögerungs- garantiert mit großer Wirksamkeit und Sicherheit die

leitung 110 kann gegebenenfalls dadurch ersetzt wer- Zündauslösung einer Sprengladung, und zwar selbsi

den, daß man den Verstärker 111 mit einem der 55 bei Vorliegen von Störungen, die auf Bodenecho«

gewünschten Verzögerung entsprechenden Stufen- oder Abwehreinrichtungen zurückzuführen sind. Di(

ausgang des Registers 32 verbindet. Der Korrelator Empfindlichkeit des Empfängers ist sehr hoch, unc

10 ist über seinen Ausgang mit einer ersten Doppler- der Schwellenwert der Ausiöseschaltung kann mi

Filterschaltung 121 verbunden, die als Durchlaß- hoher Genauigkeit festgelegt werden. Die maximal!

bereich den gesamten Doppler-Betriebsbereich auf- 60 Auslöseentfernung kann sehr gering gewählt werden

weist, wobei diese Schaltung ihrerseits eine Reihe z. B. einige Meter, wodurch sich eine nahezu at

von ρ Doppler-Filtern 122-1 bis 122-p speist, die Sicherheit grenzende Wahrscheinlichkeit der Zerstft

jeweils einem Dopplerkanal entsprechen. Jedem FiI- rung der auf diese Weise ermittelten Flugziele ergibt

ter ist eine Verstärkungs- und Erfassungsschaltung Darüber hinaus ermöglicht ein ernndungsgemäße

nachgeschaltet, und zwar 131-1 bis 131-p, die in 65 Näherungszünder gegßbenenf alls einI Abfangen au

Serie mit einer nichtkohärenten Integrierschaltung sehr geringer Flughohe. '

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

1. Patentansprüche:

   1, Abstandszünder für ein Geschoß oder eine Rakete mit einem durch Phasenumtastung um .τ nach einem pseudo-zufälligen, periodischen Kode modulierten Radarsender und einem Radaremp-.·* fänger, der das Empfangssignal mittels einer aus dem gesendeten Träger gewonnenen Schwingung demoduliert, videofrequent verstärkt und begrenzt und mit einem dem verzögerten Modulationskode entsprechenden Signal korreliert, wonach das Korrelatorausgangssignal nacheinander ein Dopplerfilter, einen Detektor und einen Integrator durchläuft, welch letzterer mit einer Integrationsdauer arbeitet, die etwa gleich der mittleren Erfassungsdauer der Ziele durch die Antenncnhauptteilc ist, und das Iniegn»torausgangssignal auf eine Schwellenwertschaltung gelangt, die mit einer Zündschaltung verbunden ist, dadurch gekennzeichne!, daß in an sich bekannter Weise das Sendesignal (3-3) eine ununterbrochene Dauerstrichwelle verwendet und beim Empfang der Ausgang der Antenne (5; 51 bis 53) direkt mit dem kohärenten Demodulator (6) verbunden und als Einrichtung zur Entfernungsauswah! der empfangenen Signale der Korrelator (10) verwendet ist und daß eine zwischen dem Demodulator (6) und dem Korrelator (10) liegende Videoverstärker- und -begrenzerschaltung (9; 91, 92) in an sich bekannter Weise als die Signale auf einen Wert unterhalb des Rauschpegels begrenze nde, harte Begrenz*, rsehaltung ausgebildet ist, derart, daß der Empfanger unabhängig von der Häufigkeit von empfangenen Störsignalen mit gleichbleibender Fehlauslösungswahrscheinlichkcit arbeitet.
2. 2. Abstands/linder nach Anspruch 1 mit getrennter Sende- und Einpiangsantenr'e, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Sende- und Empfangsanlcnncn (41. 42; 51, 52) vorgesehen sind, deren Diagramme in einem Raumbereich zusammenfallen, der durch einen spitzen, sich nach \orn öffnenden Drehkegel um die Flugachse gegeben ist.
3. 3. Abstandszünder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sende- und die Empfangsantenne (42, 42; 51, 52) als Strahlerzeile mit entlang der Mantellinien des Flugkörpers angeordneten Strahlern ausgebildet sind.
4. 4. Abstandszünder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sende- und die Empfangsantenne (41, 42; 51, 52) rotationssymmetrisch ausgebildet sind und in der Spü/c des Flugkörpers liegen.
5. 5 Abstandszünder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sender ein Klystron (1), einen Ferritisoiutor (19), einen Modulator (2), bestehend aus einem Vier-Wege-Zirkulator (20), einem Höchstfrequenz-Diodenschalter (22) und einem Abschlußwiderstand (21). und einen T-Kopplcr (43) umli.ßt, der die Antennen (41, 42) speist, und ferner der Empfänger einen den Empfangsantennen (51, .52) nachgeschalteten T-Koppler (53) und als Demodulator eine symmetrische HF-Mischschaltung (6) mit einer Ihbridverbindung (60) aufweist, deren einer Anschluß mit einem Koppler (7) am Ausgang des Klystrons (1) verbunden ist.
6. 6. Abstandszünder nach Anspruch 1, 2 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Korrelator (10) aus einer Anzahl von Korrelationsschaltungcn besieht, die parallel das Videosignal und getrennt über Schaltungen mit vereingestellfr Verzögerung verzögerte dem Modulationskode entsprechende Bezugssignale erhalten.
7. 7. Abstandszünder nach Anspruch 1, 2, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des Korrelators (10) (bzw. jeder seiner Ausgänge) mit einem den gesamten Doppler-Betriebsbereich umfassenden Dopplerfilter (121) verbunden ist, dem eine Anzahl von ρ Dopplerfilterschaltungen (122-1 bis 122-p) nachgeschaltet ist, entsprechend einer Unterteilung dieses Doppler-Bereiches in ρ DoppierkaiiUic.
8. 8. Abstandszünder nach Anspruch 1, 2, 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungsschaltung (11) für dem Modulationskode entsprechende Bezugssignale aus einer Verzögerungsleitung (110) und/oder einem Schieberegister (32) besteht.
9. 9. Abstandszünder nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß jede Doppler-Filtcrschaltung (122-/) eines Doppler-Kanals mit einem Halbwellengleichrichter (131-/) verbunden ist, dem eine nichtkohärente lntegriersciialtung(132-/) nachgeschaltet ist, deren Zeitkonstante etwa gleich der minimalen Verweilzcit des Zieles in den! vom Antennendiagramm erfaßten Raum ist, und die Ausgänge der Integrierschaltungen mit der Schwellenwertschaltung (141) mit vorgegebener Schwellenwertspannung (.S) verbunden sind und die Schwellenwertschaltung das Signal zur Zündauslösung an die Zündschaltung (142) abgibt.