DE2120735C1

DE2120735C1 - Detonator for grenade or missile - has approach circuit activated by range circuit at given range taking into account

Info

Publication number: DE2120735C1
Application number: DE2120735A
Authority: DE
Inventors: Jürgen Dipl.-Ing. Rabbow; Georg 7900 Ulm Schmucker
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1971-04-28
Filing date: 1971-04-28
Publication date: 1985-07-25

Abstract

The detonator uses a decision circuit to trigger the explosive charge. The decision circuit is controlled by an approach circuit measuring the missile's distance from its target. The approach circuit is invoked only after a range circuit has detected that the missile is within a given distance of its target. The given distance is combined with the radial velocity of the missile w.r.t. the target such that approach circuit is activated earlier at high relative velocities than at lower ones. The detonator operates with at least two transmit frequencies switched alternately.

Description

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ein Annäherungszünder, der sein Zielobjekt nach dem 8 an den einen Eingang der Mischstufe 7 angeschlossen. Rückstrahlprinzip unter Ausnutzung des Doppleref- Die Höhe der Differenzfrequenz four ist dem augenfekts anmißt und der in entfernungsmäßiger Abhängig- blicklichen Zielabstand des Zünders proportional. An keil von der radialen Relativgeschwindigkeit zwischen den Ausgang der Mischstufe 7 ist ein Bandpaß 9 angedem Zünder und seinem Zielobjekt nach Maßgabe eines 5 schlossen, der außer der störenden Grundwelle der Frevorgegebenen Zündgesetzes zündet, welches die Zün- quenzmodulationsfrequenz der Sendeschwingungen aldung bei größerer Relativgeschwindigkeit in einer ent- Ie Schwingungen unterdrückt, die einem vorgegebenen sprechend größeren Zielentfernung vorschreibt als bei Zielabstandsbereich zugeordnet werden können, der kleinerer Relativgeschwindigkeit, und der zur Gewin- beispielsweise unterhalb von 12 Metern — gerechnet nung des Zündkriteriums die bei Zielannäherung ermit- io vom Zünder aus — liegt. Ein dem Bandpaß 9 nachgetelte maximale Relativgeschwindigkeit mit der äugen- schalteter Begrenzer 10 befreit die Ausgangsschwinblicklichen Relativgeschwindigkeit durch Vergleich der gungen des Bandpasses 9 von einer möglichen und stödiesen Relativgeschwindigkeiten entsprechenden renden Amplitudenmodulation. In einem nachfolgenden Dopplerfrequenzen bzw. daraus abgeleiteten Frequen- Zähldiskriminator 11 wird eine der augenblicklichen zen vergleicht. Bei diesem Zünder ist ein Filter vorgese- 15 Differenzfrequenz entsprechende Gleichspannung gehen, welches die Zündung verhindert, solange die der Wonnen.a proximity fuse that connects its target object to one input of mixer 7 after 8. Reflection principle using the Doppler ref- The height of the difference frequency four is measured according to the visual effect and is proportional to the distance-related target distance of the detonator. At the wedge of the radial relative speed between the output of the mixer 7, a bandpass 9 is connected to the detonator and its target object in accordance with a 5, which ignites in addition to the disturbing fundamental wave of the predetermined ignition law, which sets the pulse modulation frequency of the transmission oscillations at a higher relative speed in one This suppresses vibrations that prescribe a predetermined, correspondingly greater distance to the target than can be assigned to the target distance range, the lower relative speed, and the ignition criterion that is calculated from the detonator when the target is approached - for example below 12 meters - calculated from the detonator . A maximum relative speed downstream of the bandpass filter 9 with the external limiter 10 frees the output speed relative speed by comparing the conditions of the bandpass filter 9 from possible and disturbing relative speeds corresponding generating amplitude modulation. In a subsequent Doppler frequencies or frequency counting discriminator 11 derived therefrom, one of the instantaneous zen is compared. A filter is provided for this detonator, which prevents the ignition as long as it is the pleasure.

augenblicklichen Relativgeschwindigkeit entsprechen- Da die üblichen Zielobjekte keinen einheitlichen de Frequenz ihren durch das Zündgesetz vorgeschrie- Rückstrahlschwerpunkt haben, sondern wie eine Anbenen Wert nicht erreicht hat: Dieses Filter ist Vorzugs- Sammlung kleiner räumlich in keiner festen Beziehung weise ein Bandpaß fest vorgegebener Mittenfrequenz 20 zueinander stehender Reflexionsschwerpunkte wirken, und gleichzeitig Teil eines Geschwindigkeitsfilters, zu muß mit Interferenzerscheinungen in den Empfangsweichem außerdem eine dem Bandpaß vorgeschaltete, schwingungen des Zünders gerechnet werden, die Amzwei Signaleingänge aufweisende Mischstufe und ein plitudeneinbrüche verursachen. Durch ein dem Zähldisdem einen Eingang der Mischstufe — vorzugsweise kriminator nachgeschaltetes Interferenzfilter 12 werden über einen Tiefpaß — vorgeschalteter Hilfsfrequenzge- 25 in an sich bekannter Weise diese Amplitudeneinbrüche nerator einstellbarer Ausgangsfrequenz gehört. Der an- geglättet. Die geglättete Gleichspannung am Ausgangs dere Eingang der Mischstufe ist hierbei mit den äugen- des Interferenzfilters 12 gelangt anschließend auf eine blicklichen Dopplerfrequenzen oder den daraus abge- Schaltstufe 13. Bei Erreichen einer vorgegebenen Spanleiteten Frequenzen beaufschlagt. Die eingestellte Fre- nungshöhe dieser Schaltstufe 13 entsprechend einem quenz des Hilfsfrequenzgenerators ist in Verbindung 30 vorgegebenen Zielabstand des Zünders von beispielsmit der Mittenfrequenz des Bandpasses nach Maßgabe weise 12 Metern, schaltet diese Schaltstufe die Zielannädes vorgegebenen Zündgesetzes derart gewählt, daß die herungs-Meßmittel nach F i g. 2 ein und die Zielabdurch die Mischstufe ermischten Schwingungen den stands-Meßmittel nach F i g. 1 ab. Es erfolgt bei Errei-Bandpaß passieren, sobald der Zünder seinen durch das chen des vorgegebenen Zielabstandes somit eine Umvorgcschlagene Zündgesetz vorgeschriebenen Zünd- 35 schaltung von Zielabstands- auf Zielannäherungsmespunkl erreicht hat. Dem Bandpaß ist die Geschwindig- sung. Dieser vorgegebene Zielabstand bzw. die entsprekeitsinformation entnehmbar. chend vorgegebene Eingangsspannung der Schaltstufecorrespond to the current relative speed - since the usual target objects are not uniform de frequency have their center of gravity, as prescribed by the ignition law, but like an anbene Value has not reached: This filter is preferential collection smaller spatially in no fixed relation wise a bandpass filter with a fixed predetermined center frequency of 20 mutually standing reflection focal points act, and at the same time part of a speed filter, to must with interference phenomena in the receiving soft In addition, an oscillations of the detonator upstream of the bandpass filter are to be expected, the Amzwei Mixing stage having signal inputs and causing a drop in volume. By a counting disdem an input of the mixer stage - preferably a criminator downstream interference filter 12 Via a low-pass filter, these amplitude drops are connected upstream in a manner known per se nerator adjustable output frequency belongs. The smoothed. The smoothed DC voltage at the output The input of the mixer stage is here with the eye of the interference filter 12 then reaches a apparent Doppler frequencies or the resulting switching stage 13. When a given span line is reached Frequencies applied. The set clearance level of this switching stage 13 corresponds to a The frequency of the auxiliary frequency generator is specified in connection 30 with the predetermined target distance of the detonator from example with the center frequency of the band pass according to the stipulation of 12 meters, this switching stage switches the target annades predetermined ignition law is chosen such that the induction measuring means according to F i g. 2 on and the target off the mixer stage mixed vibrations with the stand measuring means according to FIG. 1 from. It takes place with the Errei bandpass happen as soon as the detonator reaches its target by crossing the specified target distance, thus making a suggestion Ignition law prescribed ignition circuit from target distance to target approach measuring point has reached. The bandpass is the speed. This predetermined target distance or the compliance information removable. correspondingly specified input voltage of the switching stage

Anhand der Abbildungen wird die Erfindung im fol- 13 ist so gewählt, daß sich der Zünder kurz vor Errei-Based on the figures, the invention is selected in the fol- 13 so that the detonator is shortly before it is reached.

genden beispielhaft erläutert. Hierbei zeigt chen seines Bekämpfungs-Wirkungsbereiches befindetexplained by way of example. Here, chen shows its control area of action

F i g. 1 im Blockschaltbild die Zielabstands-Meßmittel 40 und Mehrwegreflexionen der von den Zielannäherungsund Meßmitteln ausgesandten und/oder empfangenenF i g. 1 in the block diagram the target distance measuring means 40 and multipath reflections of the target approach and Measuring means sent and / or received

F i g. 2 die Zielannäherungs-Meßmittel mit den züge- Schwingungen insbesondere über der ErdoberflächeF i g. 2 the target approach measuring means with the train vibrations, especially above the surface of the earth

hörigen Auswerteschaltungen eines Zünders nach der keinen störenden Einfluß auf die Arbeitsgenauigkeit desbelonging evaluation circuits of a detonator according to which no disturbing influence on the working accuracy of the

Erfindung. Zünders mehr ausüben können. Ebenso ist die Durch-Invention. Fuze can exercise more. Likewise, the through

Gemäß F i g. 1 erzeugt ein Sendefrequenzoszillator 1 45 führung wirksamer elektronischer Störmaßnahmen eine augenblickliche Sendeschwingung beispielsweise durch den Gegner in diesem Zeitpunkt wegen der kurder Frequenz 10 GHz. In einer Modulationsstufe 2 wird zen restlichen Zeit bis zur Zündung sehr erschwert,
diese Sendeschwingung mit den Schwingungen des Mo- Besonders vorteilhaft ist es, diesen vorgegebenen dulationsgenerators 3 frequenzmoduliert. Sie gelangt Zielabstand des Zünders in Abhängigkeit von der audaraufhin zu einer Sendeendstufe 4. 50 genblicklichen Relativgeschwindigkeit des Zünders be-According to FIG. 1, a transmission frequency oscillator 1 45 generates an instantaneous transmission oscillation, for example by the opponent at this point in time, due to the speed of the frequency 10 GHz. In a modulation level 2, the remaining time until ignition is made very difficult,
this transmission oscillation with the oscillations of the Mo- It is particularly advantageous to frequency-modulate this predetermined dulation generator 3. It reaches the target distance of the detonator as a function of the then to a transmission output stage 4. 50 current relative speed of the detonator

Häufig ist es zweckmäßig, im Sendefrequenzoszilla- züglich seines Zielobjektes zu wählen, derart, daß beiIt is often expedient to select its target object in the transmission frequency oscillation in such a way that at

tor 1 nicht unmittelbar die Mikrowellenschwingungen größerer Relativgeschwindigkeit in größerem Zielab-gate 1 does not directly detect the microwave oscillations of greater relative speed at a greater distance from the target.

zu erzeugen, sondern Schwingungen einer niedrigeren stand als bei kleinerer Relativgeschwindigkeit umge-to generate, but vibrations with a lower stand than at a lower relative speed

Frequenz und diese Schwingungen zunächst zu modu- schaltet wird. Beispielsweise wird bei sehr großer ReIa-Frequency and these oscillations is initially switched to modulo. For example, in the case of a very large

licren und anschließend mittels eines Vervielfachers auf 55 tivgeschwindigkeit in einem Zielabstand von 15 Meternlicren and then by means of a multiplier to 55 tive speed at a target distance of 15 meters

die gewünschte Sendefrequenz zu bringen. und bei sehr kleiner Relativgeschwindigkeit in einemto bring the desired transmission frequency. and with a very low relative speed in one

Die Sendeschwingungen am Ausgang der Sendeend- Zielabstand von 12 Metern umgeschaltet, sofern derThe transmission oscillations switched at the output of the transmission end target distance of 12 meters, provided that the

stufe 4 gelangen über eine Sende/Empfangs-Weiche 5 Bekämpfungswirkungsbereich des Zünders und seinerstage 4 reach a send / receive switch 5 control range of the detonator and its

auf eine Richtantenne 6, über die sie vom Zünder ausge- zugehörigen Granate bzw. Rakete kugelförmig mit ei-to a directional antenna 6, via which it is spherical with a grenade or missile from the detonator

strahlt werden. Im gezeigten Beispielsfall ist die Anten- 60 nem Radius von 10 Metern ist.be radiant. In the example shown, the antenna has a radius of 10 meters.

ne 6 eine kombinierte Sende/Empfangsantenne. Reflek- Die Zielannäherungsmeßmittel nach F i g. 2 enthaltenne 6 a combined transmitting / receiving antenna. Reflek- The target proximity measuring means of FIG. 2 included

tierte und von der Antenne 6 aufgenommene Sende- wiederum einen auf beispielsweise 10 GHz schwingen-based and recorded by the antenna 6 transmit again oscillate to, for example, 10 GHz-

schwingungen gelangen als Empfangsschwingungen den Sendefrequenzoszillator 14. Es ist zweckmäßig, dievibrations reach the transmit frequency oscillator 14 as receiving vibrations

wiederum über die Sende/Empfangs-Weiche 5 zu einer genaue Frequenz dieses Sendefrequenzoszillators ge-again via the transmit / receive switch 5 to an exact frequency of this transmit frequency oscillator

zwci Eingänge aufweisenden Mischstufe 7, in der die 65 ringfügig von derjenigen des Sendefrequenzoszillatorszwci inputs having mixer 7, in which the 65 slightly different from that of the transmission frequency oscillator

Empfangsschwingungen zur Erzeugung von Differenz- 1 der Zielabstands-Meßmittel zu wählen, um bei Um-Received vibrations to generate difference 1 to choose the target distance measuring means in order to

schwingungen der Frequenz foirr überlagert werden. schaltung auf Zielannäherungsmessung dem Gegner dieoscillations of the frequency are superimposed. switching to target approach measurement to the opponent

Hierzu ist die Sendeendstufe über eine Dämpfungsstufe rasche Erkennung der Arbeitsfrequenz und damit eineFor this purpose, the transmission output stage is a rapid detection of the working frequency via a damping stage and thus a

kurzfristige Störung der Zielannäherungsmeßmittel weiter zu erschweren.to complicate short-term disturbance of the target proximity measuring means further.

Die Ausgangsschwingungen des Sendefrequehzoszillators 14 gelangen über eine Sendeendstufe 15, in der sie auf die erforderliche Sendeleistung verstärkt werden, und eine Sende/Empfangs-Weiche 16 auf eine Antenne 17, die wiederum im gezeigten Beispielsfall als Sende/ Empfangs-Antenne ausgebildet ist und über die reflektierte Sendeschwingungen empfangen werden. Diese Empfangsschwingungen gelangen über die Sende/Empfangs-Weiche 16 auf eine zwei Eingänge aufweisende Mischstufe 18, deren anderem Eingang — wiederum über eine Dämpfungsstufe 19 — gleichzeitig Schwingungen aus der Sendeendstufe I^ zugeführt werden. Die von der Mischstufe 18 ermischten Schwingungen besitzen eine von der radialen Relativgeschwindigkeit des Zünders bezüglich seines Zielobjekts abhängige Doppler- Frequenz fp- The output oscillations of the transmission frequency oscillator 14 reach a transmission output stage 15, in which they are amplified to the required transmission power, and a transmission / reception switch 16 to an antenna 17, which in turn is designed as a transmission / reception antenna in the example shown and via the reflected transmission oscillations are received. These received vibrations pass via the transmit / receive switch 16 to a mixer 18 having two inputs, the other input of which - again via a damping stage 19 - are simultaneously supplied with vibrations from the transmitter output stage I ^. The vibrations mixed by the mixer 18 have a Doppler frequency fp- dependent on the radial relative speed of the detonator with respect to its target object.

Die Bausteine 1,2 und 4 bis 8 nach F i g. 1 sind prinzipiell übereinstimmend mit den Bausteinen 14 bis 19 nach F i g. 2 und werden daher im Zünder zweckmäßigerweise nacheinander bei der Zielabstands- und der Zielannäherungs-Messung mehrfach ausgenutzt, so daß sie zwecks Reduzierung des erforderlichen Aufwandes nur einmal vorgesehen zu werden brauchen. Die erforderlichen Umschaltmittel für diese Mehrfachausnutzung sind in den Abbildungen nicht eingetragen, da die Mehrfachausnutzung an sich im Rahmen fachmännischen Könnens Hegt.The modules 1, 2 and 4 to 8 according to FIG. 1 are in principle in accordance with the building blocks 14 to 19 according to FIG. 2 and are therefore expediently in the igniter successively exploited several times in the target distance and the target approach measurement, so that they need to be provided only once in order to reduce the required effort. The necessary Switching means for this multiple utilization are not shown in the figures because multiple utilization in itself within the framework of professional ability.

Die Doppler-Schwingungen der Frequenz Fd gelangen von der Mischstufe 18 auf einen Doppier-Frequenz-Bandpaß 23, der verhindert, daß störende Schwingungen mit Frequenzen, die außerhalb des zu erwartenden Dopplerfrequenz-Bandes liegen, in den nachfolgenden Schaltungsaufbau gelangen. Am Ausgang des BandpaS-ses 23 ist ein selektiver Verstärker 20 angeschlossen, der zweckmäßigerweise durch Rückführung seiner Ausgangsschwingungen ämplitudengeregelt ist, um Clutterstörungen zu vermeiden, mit der Wirkung, daß die Clutterunterdrückung prinzipiell umso größer wird, je mehr sich der Zünder seinem Zielobjekt nähert.The Doppler oscillations of the frequency Fd pass from the mixer 18 to a Doppler frequency bandpass filter 23, which prevents disruptive oscillations with frequencies which are outside the expected Doppler frequency band from reaching the subsequent circuit structure. A selective amplifier 20 is connected to the output of the band pass 23, which is expediently amplitude regulated by feeding back its output oscillations in order to avoid clutter disturbances, with the effect that the clutter suppression is in principle greater, the closer the detonator approaches its target object.

Ein dem Verstärker 20 nachfolgender Zähldiskriminator 21 enthält eingangsseitig einen Amplitudenbegrenzer zur Unterdrückung schädlicher Amplitudenschwingungen. Er wandelt die amplitudenbegrenzten Schwingungen in eine Gleichspannung um, deren Höhe der Frequenz dieser Schwingungen proportional ist. Diese Gleichspannung wird einer Entscheidungsschaltung 22 zugeführt, die die Zündung des Zünders auslöst, sofern diese Gleichspannung einen entsprechend dem Zündgesetz des Zünders vorgegebenen Wert erreicht.A counting discriminator 21 following the amplifier 20 contains an amplitude limiter on the input side to suppress harmful amplitude oscillations. He converts the amplitude-limited Vibrations into a direct voltage, the magnitude of which is proportional to the frequency of these vibrations. This DC voltage is fed to a decision circuit 22 which triggers the ignition of the igniter, provided that this DC voltage reaches a value specified in accordance with the ignition law of the igniter.

Zur Erschwerung gegnerischer elektronischer Störmaßnahmen ist es beim erfindungsgemäßen Zünder häufig vorteilhaft, bei den Rückstrahlmessungen — also bei den Zielabstands- und/oder Zielannäherungs-Messungen, vorzugsweise jedoch zumindest bei den Zielannäherungs-Messungen — mit mindestens zwei in schnellem Rhythmus periodisch oder vorzugsweise aperiodisch wechselnden Sendefrequenzen zu arbeiten, denen dann natürlich empfangsseitig durch synchrone Ab-Stimmung oder Umschaltung auf entsprechend viele Empfangskanäle entsprochen werden muß.It is in the case of the detonator according to the invention to make adverse electronic interference measures more difficult often advantageous for the back beam measurements - i.e. for the target distance and / or target approach measurements, but preferably at least for the target approach measurements - with at least two in fast rhythm to work periodically or preferably aperiodically changing transmission frequencies, which then of course on the receiving side by synchronous down tuning or switching to a corresponding number Receiving channels must be met.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

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Claims

1 2 take off the given minimum level and evaluate patent claims: The following are available:

1. detonator of the explosive charge is long a counter in belie- a) a first predetermined time interval, the biger altitude flying, in particular low-flying, 5 maximum Doppler frequency fonun by frequency-to-air target objects usable shell or missile, comparison of the unmodulated transmit vibrations of its predetermined starting criterion back panel (CW) of the transmitter with the associated received beam measurements determined by means of preferably electro-oscillations; which derives the gnetic waves determined in this way and the process entered according to the following measured value is entered into the measured value memory: 10 b) thereupon (after the expiry of the above-mentioned under a)

Time interval) the frequency modulation (FM)

a) after the start of flight of the detonator - preferably switched on and the target distance is continuously determined according to the CW / FM principle that follows after the start of flight
Arming the detonator by means of a c) achieved according to this target distance determination / arming device - if the detonator is a predetermined distance to the target, next using target distance, then on the one hand the ignition signal generator is continuously measuring the distance of the Zünders ste ignition release signal supplied and on the other hand determined to the target object to be combated, the frequency modulation switched off

namely as soon as the target object in the Auffaß-) d now is continuously the instantaneous Doppbereich the target distance-measuring means 20 is lerfrequenz fo frequency by comparing the unmo- or dulierten from a predetermined later time transmit vibrations with the associated point of receipt vibrations determined

b) If this distance measurement falls below a specified target distance e) at the time of agreement, the Doppler frequency fo , which is continuously determined, is switched off with the target distance measuring means and the frequency / Oma ^ -cos jp (where φ a predetermined target approach measuring means switched on spatial offset angle of the connecting line

c) the target proximity measuring means control one between the detonator and the target in relation to the detonator decision circuit, which means when the direction of flight is fulfilled, or if the ignition criterion is not reached, the ignition is triggered, this frequency is given by the Doppler frequency fo

30 the ignition signal generator will be missing until then.

characterized in that the previous second release signal is supplied,

given target distance, below which for the use of this already proposed detonator

Timely start of the implementation of the procedure for combating very low-flying air targets step b) is decisive, depending on which premature triggering of the ignition is largely determined with the help of the target distance measuring means (Fig. 1), even if prevented Reflections of the Scndetelbaren radial relative speed of the ignition and / or receiving oscillations of the detonator above which is given with respect to the target object, the surface of the earth take place, far from Umsehattzettpunki art that the target proximity measuring means at a large from distance to proximity measurement in a sol-relative speed earlier than the specified target distance can be selected for a smaller range, active speed can be switched on. 40 that the Doppler frequency measurement to generate the

2. fuse according to claim 1, characterized in the second release signal by Dopplerfrequcnzmeßnet, that it can no longer be impaired with at least two alternating errors, because in switchable transmission frequencies works. in the immediate vicinity of the target, the echo signal strength of the unmit

directly from the target object and not via the detour of the

45 received signal is large compared to the interference signal strength.

This switching time must therefore be as short as possible before reaching the detonation time The invention relates to an igniter according to the select.

Preamble of claim 1. A with this trigger so The invention is based on the object, this operator comparable proximity fuse is the subject of the fuse that has already been proposed to be further developed earlier patent 15 78 513. den.

This already proposed proximity fuse The features of the invention are indicative the flight target control and works according to the part of claim 1 can be removed. The under-Doppler and the reflection principle. He has a claim includes an advantageous embodiment of the Invention having a rotationally symmetrical directional diagram.

Detonator antenna and a measured value memory for the ma- The salient advantages of the invention-

ximal Doppler frequency that can be achieved when the detonator approaches the target by improving it is to be seen as soon as the Doppler oscillation amplitudes are effective, which results from it, exceed a threshold value. Its ignition signal gen- 60 that the critical measurement phase within which the target anniator triggers the respective application ignition criterion when one of the herung measuring devices is subsequently reached representing certain Doppler fre- quencies are adapted, whereby with a wide frequency the ignition is switched off as soon as it has two successive reductions in proximity measurement errors allowed for release signals are supplied. Can be used with this detonator.

a function sequence controller hears the following- 65 As the target approach measuring means are suitable in the functional sequence of the detonator controls as soon as its detonator according to the invention particularly those ge reception oscillations on the same day as the present patent was measured as it approached its target in the distance range from the interference level to a registered DBP 21 20 734. Whose subject is