DE2165205A1

DE2165205A1 - Steuervorrichtung für einen Flugkörper

Info

Publication number: DE2165205A1
Application number: DE19712165205
Authority: DE
Inventors: Robert Paris; Steciw Alexandre Nanteuil-Les-Meaux; Casse (Frankreich). P
Original assignee: Dassault Electronique SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 1970-12-29
Filing date: 1971-12-29
Publication date: 1972-07-06
Also published as: FR2120299A5; DE2165205B2; GB1369619A

Description

ι Patentanwalt .

75Karl3ruhe,EWingerstraße2a ^A

Anmelder: Electronique Marcel Dassault S.A., Paris (Frankreich)

Steuervorrichtung für einen Flugkörper

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung " für einen Flugkörper mit explosiver Ladung.

Es sind bereits iuftraketen bekannt, die eine radarüberwachte Höhensteuervorrichtung aufweisen, welche einen Flug der Rakete in einer konstanten, festgelegten Höhe über Land oder See ermöglicht.

Bekannt sind ferner Raketen, welche eine explosive Ladung mit einem Annäherungszünder aufweisen, mit dessen Hilfe durch ein Radarsystem in der Rakete die Entfernung zwischen dem Geschoß und dem Ziel gemessen wird.

Die vorliegende Erfindung erstrebt eine Vereinfachung der erforderlichen Steuervorrichtungen. Das Kennzeichnende der Erfindung ist darin zu sehen, daß dan gleiche Radarnystetn rl Le Flughöhe und die Zündung der Ladung des Flugkörpern steuert, wenn die gewünschte Annäherung an das Ziel erreicht int.

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Eine derartige Steuervorrichtung kann Flugkörper steuern, bei denen die gewünschte Flughöhe klein ist, im Vergleich zum Zielabstand· Mit einer geringen Flughöhe ist es für den Flugkörper leichter möglich, Entdeckung und Zerstörung zu vermeiden. Die Steuervorrichtung gemäß der Erfindung erlaubt eine Verminderung des Gewichtes und der Größe des Flugkörpers, und dies ist sehr wichtig auf dem Gebiet der Aeronautik.

Der Sender des gemeinsam benutzten Radarsystems sendet vorzugsweise ein sägezahnförmiges, frequenzmoduliertes Signal; die Schwebungsfrequenz zwischen den ausgesandten und den durch Reflexion empfangenen Schwingungen wird längs eines ersten Steuerweges des Systems geleitet, welcher für die Höhensteuerung vorgesehen ist und längs eines zweiten zur Auslösung der Explosion vorgesehenen Steuerweges, wobei dieser zweite Steuerweg ein Filter einschließt, das sicherstellt, daß nur solche niedere Schwebungsfrequenzen durchgelassen werden, wie sie bei der Annäherung des Flugkörpers an das Ziel auftreten.

In einer zweckmäßigen Ausführung ist die Frequenzmodulation des Senders linear mit konstanter Steilheit, und die Schwebungsfrequenz wird auf dem zweiten Steuerweg zu dem Filter geleitet. Bei dieser Ausführung kann der erste Steuerweg für die Höhensteuerung zweckmäßig eine Frequenzrückkopplungsschleife einschließen.

!.!•ei einer anderen ^n_t ^tTebenfmfally vorteilhaften Ausführungst'onn kann der Sender mit sa^Hzahnförmiger Wellenform von

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verschiedener Steilheit frequenzmoduliert sein, wobei der Diskriminator einer ersten Rückkopplungsschleife zur Steuerung des Senders einen Teil einer zweiten Schleife für die Steuerung der Frequenz eines Oszillators darstellt, dessen Ausgang mit der Schwebungsfrequenz des zweiten Steuerweges gemischt wird.

Es kann ferner zweckmäßig sein, daß der gemeinsame Teil -beider Schleifen ein Anpassungsglied enthält.

Zum leichteren und vollständigeren Verständnis der Erfindung folgt nachstehend die Beschreibung von zwei Ausführungsbeispielen, aus denen sich weitere Erfindungsmerkmale ergeben. In der beigefügten Zeichnung ist

Figur 1 . ein Blockschaltbild einer Ausführungsform gemäß der Erfindung,

Figur 2 ein weiteres Blockschaltbild einer etwas abgeänderten Ausführungsform der Erfindung.

Die Vorrichtung gemäß Figur 1 enthält einen Sender 10 mit kontinuierlicher Wellenform, der eine lineare, sägezahnförmige Frequenzmodulation aufweist, welche einer Antenne 11 über einen Verbindungsweg 12 zugeführt wird, der einen Antennenumschalter 13 aufweist. Die vom Echo hervorgerufenen, zurückkehrenden Schwingungen werden von der gleichen Antenne empfangen und über einen Pfad 14, welcher vom gleichen Antennenumschalter ausgeht, unter

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gwischenschaltung eines Hochfrequenzverstärkers 15 in eine erste Mischstufe 16 geleitet· Deren anderer Eingang erhält über eine Zuführungsleitung 17 die vom Sender 10 erzeugte Senderschwingung. Der Ausgang 18 der ersten Mischstufe 16 wird über einen Mittelfrequenzverstärker 19 einer zweiten Mischstufe 20 zugeführt, deren weiterer Eingang über eine Verbindung 21 ebenfalls mit der Frequenz des Senders 10 gespeist wird.

Im Falle eines frequenzmodulierten Senders, dessen sägezahnförmige Wellenform von konstanter Steilheit ist, entsteht eine Schwebungsfrequenz in der Ausgangsleitung 22 der zweiten Mischstufe 20, welche proportional ist zum Abstand von dem vorausliegenden Hindernis, das die Schwingungen hervorruft, die reflektiert und von der Antenne 11 aufgenommen werden.

Die Ausgangsleitung 22 teilt sich in zwei Wege, nämlich in einen zweiten Steuerweg 23, der ein Filter 24 enthält. Dieses Filter 24 läßt nur solche Frequenzen hindurchtreten, welche niedriger sind als ein vorgegebener Wert, der hinreichend Abstand von den Frequenzen hält, die der charakteristischen F_requenz eines Abstandshalteteils in der Baugruppe der Höhensteuerung entspricht, und zwar unter Bezug auf die Höhe, in welcher der Flugkörper fliegen soll.

Des Filter 24 kann zweckmäßig den Durchlaß von solchen Frequenzen ermöglichen, welche einer Abstandsmessung zwischen 0 und 10 Metern entsprechen, während die ge-

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wünschte Flughöhe des Flugkörpers in der Größenordnung von 20 Metern liegt. Hinter dem Filter 24 liegt ein Detektor 25, dessen Auslaß 26 mit einer Zündvorrichtung für die Explosivladung verbunden ist.

Ein erster Steuerweg 27, der von der Ausgangsleitung 22 wegführt, enthält eine Frequenzrückkopplungsschleife 28 mit einer dritten Mischstufe 29, deren einer Eingang die genannte Ausgangsleitung 22 bildet, ferner einen Frequenzdiskriminator 30 und einen Oszillator 31, welcher eine veränderbare Frequenz aufweist, die vom Ausgangssignal 32 des Diskriminators 30 gesteuert wird. Diese veränderbare Frequenz bildet den zweiten Eingang 33 der dritten Mischstufe 29. Der charakteristische Kennwert der Höhe liegt an der Auslaßleitung 34 dieses Oszillators 31 und bildet das Befehlssignal für eine Steuervorrichtung 35, die an ihrem Ausgangsanschluß 36 eine Signalgröße abgibt, welche den Flugkörper in einer vorgegebenen Höhe über Grund hält. Diese Höhe ist in der Praxis stets sehr verschieden von dem sogenannten "Annäherungswert", dessen Erreichung die Explosivladung zündet.

In der einen Phase des Fluges wird die ßückkopplungsschleife 28 nur mit solchen Schwebungsfrequenzwerten der Ausgangsleitung 22 betrieben, die dicht denen der gewünschten Flughöhe - die aufrechterhalten werden soll entsprechen, und die daher sehr unterschiedlich von den Werten dor "Annäherung" sind. V/Jihrend dieser Phase bl.oi.hl ilio ttritfornunj¹; HwLiJohüti dem I¹'L^',körper und dom

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Ziel hoch, im Vergleich zu den Durchlaßfrequenzen, die das Filter 24 passieren können. Die Steuervorrichtung arbeitet daher in diesem Bereich zur Einhaltung der gewünschten Flughöhe des Flugkörpers. Wenn der Abstand zwischen dem Flugkörper und dem Ziel derart wird, daß die Information, die vom Auslaß der Antenne 11 abgenommen wird, eine solche Schwebungsfrequenz in der Ausgangsleitung 22 ejgibt, die das Filter 24 passieren kann, veranlaßt das vom Auslaß 26 des Detektors 25 abgegebene Signal die Explosion der im Flugkörper untergebrachten Ladung, und zwar dann, wenn dieser sich dem Ziel genähert hat und von diesem nur noch so weit entfernt ist, wie dies den vorgegebenen Entfernungswerten beispielsweise zwischen 0 bis 10 Metern entspricht.

Die Steuervorrichtung kann vorteilhaft durch eine automatische Verstärkungsregelung 37 vervollständigt werden, die auf den Mittelfrequenzverstärker 19 einwirkt, und deren Steuergröße über die leitung 38 vom zweiten Steuerweg 27 abgenommen wird, so daß eine Beeinflussung durch den Höhenwert erfolgen kann.

Bei der Ausführungsform nach Figur 2 ist die Ausgangsleitung 22 der zweiten Mischstufe 20 in zwei Steuerwege 41 und 42 geteilt, die entsprechend von der Höhe und von der Annäherung beeinflußt werden. Der Steuerweg 41 enthält einen Frequenzdiarkriminator 43,welcher eine vorzeichenunterschiedliche Spannung erzeugt, die davon abhängt, ob die Gohwobungsfrequenz - die in der Ausgangs-

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leitung 22 auftritt - höher oder niedriger ist, als der vorgegebene Wert, welcher der gewünschten Flughöhe des Flugkörpers entspricht. Die Spannung am Output 44 des Frequenzdiskriminators 43 wird in der Rückkopplungsschleife 28 über ein Anpassungsglied 45 der Zeitkonstanten an einen Modulationsspannungsgenerator 46 gelegt, dessen Ausgang über einen Steuerpfad 47 mit dem Sender 10 verbunden ist. Dies dient zur Konstanthaltung der in der Ausgangsleitung 22 auftretenden Schwebungsfrequenz, wobei die Steilheit der Sägeζahnwellenform-Modulation, die vom Sender hervorgerufen wird, im Aus- i führungsbeispiel nach Figur 2 variabel ist.

Die vom Modulationsspannungsgenerator 46 erzeugte Spannung, welche einen Kennwert für die Höhe darstellt, wird über einen weiteren Steuerpfad 48 zu der Steuervorrichtung 35 geleitet, deren Ausgangsanschluß 36 Flugkontrollgeräte steuert, um den Flugkörper in der gewünschten Höhe - die dem eingestellten Wert der Nennfrequenz des Frequenzdiskriminators 43 entspricht - zu halten.

Die Spannung im weiteren Steuerpfad 48 wird zusätzlich über eine Verbindung 49 dazu verwendet, um die Frequenz eines weiteren Oszillators 51 in solcher Weise zu steuern, daß der Auslaßweg 52 durch Mischen in der Mischstufe 53, deren anderer Eingang den Auslaßwert der zweiten Mischstufe 20 aufnimmt, den charakteristischen Wert für die Entfernung des Hindernisses erzeugt, welches das Echo hervorruft.

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Die Frequenz des Oszillators /hängt von der Steilheit der Modulation des Senders 10 ab, und zwar derart, daß - unabhängig von der Höhe - die Frequenz am Auslaßweg dem Abstand des Hindernisses entspricht.

Ein Auslaßpfad 54 der Mischstufe 53 führt zum Detektor 25 über das Filter 24.

Wenn der Wert des charakteristischen Faktors der Entfernung des Hindernisses gleich oder weniger wird, als die Frequenzwerte, welche das Filter 24 durchläßt, dann gibt der Detektor 25 eine Ausgangsgröße ab, die wie in der vorangehenden Ausführung das Signal darstellt, welches die Explosion der ladung auslöst.

In dieser Ausführungsform benutzt man zum Schutz zweckmäßig einen Höhenmesser mit Frequenzmodulation, und zwar von der Art, die häufig angewendet wird.

Die automatische Verstärkungsregelung 37 des Mittelfrequenzvers tärkers 19 kann hier ebenso wie in dem Ausführungsbeispiel der Figur 1 vorteilhaft angebracht werden.

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Claims

Ansprüche

Steuervorrichtung für einen Flugkörper mit Explosivladung, welcher ein Radarsystein zur Steuerung der Flughöhe aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das gleiche Radarsystem die Flughöhe und die Zündung der Ladung des Flugkörpers steuert, wenn die gewünschte Annäherung an das Ziel erreicht ist.

Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sender (10) des gemeinsamen Radarsystems ein frequenzmoduliertes Signal aussendet, dessen Reflexion vom Ziel empfangen wird und eine Schwebungsfrequenz bildet, und daß diese Schwebungsfrequenz über einen ersten Steuerweg (27,41) zur Höhenkontrolle und über einen zweiten Steuerweg (23,42) zur Zündung der Ladung benutzt wird, wobei dieser zweite Steuerweg ein Filter (24) einschließt, welches nur solche niedere Schwebungsfrequenzen durchläßt, wie sie bei der Annäherung des Flugkörpers an das Ziel hervorgerufen werden.

Steuervorrichtung nach Anspruch 2,dadurch gekennzeichnet, daß der Sender (10) des Radarsystems zur Aussendung frequenzmodulierter Signale in aufgebaut ist.

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4. Steuervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Frequenzmodulation des Senders (10) linear ist und eine konstante Steilheit aufweist.

5. Steuervorrichtung nach Anspruch 2, 3 oder 4, d a durch gekennzeichnet, daß der erste Steuerweg (27,41) der Höhenkontrolle eine Frequenzrückkopplungsschleife (28) aufweist.

6. Steuervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß der frequenzmodulierte Sender (10) eine sägezahnförmige Kurvenform mit variabler Steilheit aufweist, und daß der Frequenzdiskriminator (43) einer ersten Rückkopplungsschleife zur Steuerung des Senders (10) einen Teil einer zweiten Schleife zur Frequenzsteuerung eines Oszillators (51) bildet, dessen Ausgang mit der Schwebungsfrequenz des zweiten Steuerweges (42) gemischt wird.

7. Steuervorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß der gemeinsame Teil der beiden Schleifen ein Anpassungsglied (45) aufweist.

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