DE2311094A1

DE2311094A1 - Annaeherungszuender

Info

Publication number: DE2311094A1
Application number: DE19732311094
Authority: DE
Inventors: Bjoern Dahl
Original assignee: Kongsberg Vapenfabrikk AS
Current assignee: Kongsberg Gruppen ASA
Priority date: 1972-03-10
Filing date: 1973-03-06
Publication date: 1973-09-13
Also published as: IT981212B; NO130206B; FR2175810A1; FR2175810B1; SE385499B; GB1419596A; US3802343A; DE2311094B2

Description

• K71971

Anmelder: A/S Kongsberg Vapenfabrikk

N - 3600 Kongsberg Norwegen

Annäherungszünder

Die Erfindung betrifft einen Annäherungszünder mit zwei frequenzselektiven Verstärkern, die verschiedene Durchlaßeigenschaften aufweisen, wobei beide Verstärker die gleichen Eingangsimpulse empfangen.

Es ist bereits ein Annäherungszünder bekannt, welcher eine elektronische Schaltung aufweist, die auf Impulse vorgegebener Frequenz anspricht. Die Schaltung, welche ein integraler Bestandteil eines Geschosses sein kann, spricht auf Impulse an, die von dem bestimmten Ziel ausgesendet werden, oder die von der abgeschossenen Granate ursprünglich auegesandt und reflektiert wurden, wie beispielsweise Doppler-Impulse.

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Annäherungszünder dieser Art jedoch unterliegen der Gefahr, daß sie durch falsche Impulse beeinflußt werden, die eine falsche Zündung des Geschosses bewirken können.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Annäherungezünder vorzuschlagen, der unerwünschte Rauschsignale sperrt und welcher dadurch eine unbeabsichtigte Zündung des Geschosses verhindert.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt bei einem Annäherungszünder oben aufgezeigten Art dadurch, daß der Verstärker mit einem schmalen Bandfilter bei Empfang eines Impulses oberhalb eines vorgegebenen Wertes einen Zünder einschaltet, während der Verstärker mit einem breiteren Bandfilter den Eingang des ersten Verstärkers sperrt, wenn ein Impuls oberhalb eines vorgegebenen Wertes in dem Bandfilter des zweiten Verstärkers auftritt.

Die gewünschte Sperrung kann gemäß der Erfindung dadurch erzielt werden, daß beide Verstärker Differential-Eingänge aufweisen, wobei die nicht-invertierten Eingänge die gleichen Impulse empfangen, und die Sperrung des ersten Verstärkers von einem Rückstellkreis des zweiten Verstärkers erfolgt, welcher direkt auf den invereen Eingang des ersten Verstärkere einwirkt, BO₁ daß eine Sperrung des ersten Verstärkers erfolgt.

In Weiterbildung der Erfindung kann das Scharfmachen des Annäherungszünders nach dem Abschuß des Geschosses dadurch verhindert werden, daß in dem Schaltkreis Verzögerungselemente vorgesehen werden, welche aus Widerständen und Kondensatoren bestehen und mit den Eingängen der Verstärker verbunden sind, derart, daß beide Verstärker gesperrt werden bis vom Beginn

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der Spannungsversorgung an eine gewisse Zeit verstrichen ist,

Der Sperrung des ersten Verstärkers kann eine verlängerte Wirkung gegeben werden, nachdem die Impulse in dem anderen Bandpaß verschwunden sind, indem der Kondensator, welcher das Verzögerungselement des ersten Verstärkers darstellt, entladen wird, wenn die Sperrung begonnen wird.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben, welches ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des AnnäherungsZünders nach der Erfindung wiedergibt. Hierbei zeigen:

Figur 1 ein Blockschaltbild der Komponenten im Annäherungszünder,

Figur 2a ein Schaltbild, und

Figur 2b den Frequenzempfindlichkeitsverlauf der Verstärker K 1 und K 2.

In Figur 1 ist eine Wechselstromgenerator 1 dargestellt, welcher beispielsweise von einer nicht näher dargestellten Windturbine angetrieben wird. Der Generator 1 versorgt das Filter 2 mit Strom. Von dem Filter 2 wird eine geglättete gleichgerichtete Spannung an den Hegler 3 gegeben, von dem aus die geglättete Gleichspannung dem übrigen Schaltkreis zugeführt wird.

Wenn der Begier 3 die anderen Schaltkreiskomponenten mit Spannung versorgt, werden von einem Oszillator in einem Os zillatormischglied 6 über eine zweipolige Antenne 7 Hochfrequenzwellen ausgesendet. Die überlagerung zwischen den ausgesendeten und empfangenen Impulsen (Doppler-Impulse),

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welche von einem Mischer im Glied 6 bewirkt wird, wird durch frequenzselektive Niederfrequenzverstärker 4 und 8 verstärkt, welche unterschiedliche Bandbreitenkennwerte besitzen. Wenn der Impuls von dem Mischer 6 innerhalb der Bandbreite des Verstärkers 4 liegt, so läßt ein Pegeldetektor 11 die ersten Schwingungen des verstärkten Doppler-Impulseε durch, wenn diese einen vorgegebenen Wert besitzen. Die Höhe der Zündung oder der Abstand von dem Ziel wird bestimmt, indem der Pegeldetektor 11 und der Niederfrequenzverstärker 4 eingestellt werden. Ein Auslöseglied 13 schließt einen Zündkreis 5 sobald der erste Impuls von dem Pegeldetektor 11 empfangen wird.

Wenn der Impuls von dem Mischer 6 Frequenzen umfasst, die ebenfalls innerhalb des Frequenzbereiches des Filters des Verstärkers 8 liegen, so läßt der Pegeldetektor 12 die ersten Schwingungen des Impulses durch, wenn diese einen vorgegebenen Wert aufweisen. Sodann sperrt ein Rückstellglied 16 den Verstärker 4 über das Verzögerungsglied 9, wobei eine unmittelbare Sperrwirkung auftritt, wo hingegen die Sperrwirkung nicht beendet wird bis der Impuls von dem Verstärker bereits einige Zeit verschwunden ist.

Die Verzögerungselemente 9 und 10 verhindern irgendeine Aufladung eines oder mehrerer Zündkondensatoren während der Anfangszeit nach dem das Geschoß abgeschossen ist. Sie bewirken ferner^ daß der Niederfrequenzverstärker 4 eine gewisse Zeit nach Einschaltung des Niederfrequenzverstärkers 8 eingeschaltet wird.

Der Zündkreis 5 besteht aus einem Zimdkondensator C_n (siehe Figur 2), der zu einer elektrischen Zündung R^ in Reihe liegt. Die Aufladung des Kondensators findet zu einer Zeit T2 statt, nachdem die Abschußphase begonnen hat, und dauert eine Zeit T4. Der Zündkreis 5 als solcher bleibt offen bis er entweder durch einen Impuls von dem Auslösekreis 13 oder durch einen Zielechalter 14 geschlossen wird. Der elektromechanische Ziel-

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schalter 14 liegt zum Zündkreis 5 parallel.

Die Sprengkapselzündung besteht aus zwei unabhängigen Gruppen (siehe Figur 2), wobei eine einen elektrischen Zünder B^ mit einem Kurzschlußschalter 15» einen Zündkondensator Cp und einen Zielschalter 14 aufweist, und die andere einen Zündverstärker Q1. Das Rückstellglied 16 beeinflußt das Verzögerungsglied 9 des Niederfrequenzverstärkers 4 entweder vom Regler 3 oder vom Niederfrequenzverstärker 8 über seinen Impulspegeldetektor 12.

Im Folgenden wird die elektrische Funktionsweise der Schaltung anhand der Figur 2 näher beschrieben.

Durch den Abschuß des Geschosses wird die Sperrung der Zündkapsel freigegeben, indem der Kurzschlußschalter 15 geöffnet wird. Unmittelbar nach Verlassen des Abschußrohres beginnt sich die nicht näher dargestellte Turbine zu drehen und treibt den Generator an. Dadurch wird die Stromversorgung aufgebaut und der Regler 3 liefert demzufolge bei PI die richtige Spannung an den übrigen Schaltkreis. Bei P2 und P3 stellt sich etwa die gleiche Spannung wie bei PI ein. Ein Verzögerungekondensator C, wird über die Widerstände R, und R^ aufgeladen. Nach einer Zeit TI ist die Spannung am Kondensator C, so hoch, daß der Verstärker K1 anspricht. In dem gleichen Augenblick bricht die Spannung bei P3 zusammen. Die Verzögerungskondensatoren Cy. und Cp werden über die Widerstände R,. und Rp aufgeladen und nach einer Zeit T2 hat die Spannung an den Kondensatoren C^ und C~ einen Pegel erreicht, der hoch genug liegt, um den Verstärker K2 ansprechen zu lassen. In dem gleichen Augenblick bricht die Spannung bei P2 zusammen und nur von nun an tritt zwischen PI und P2 in dem Zündkondensatorkreis eine Spannungsdifferenz auf. Der Zündkondensator Op wird nun über den Widerstand R_D (Zündkapsel) und den Wider-

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stand Rt- aufgeladen. Nach einer Zeit T3 ist die Sicherheitszeit überschritten und nach einer Zeit T4 ist der Kondensator C_D vollständig aufgeladen. Der Annäherungszünder ist demzufolge nach einer Zeit T5, die sich aus T2 + T4 zusammensetzt, für einen Annäherungszündvorgang einsatzbereit. Eine vollständige Sicherheit wird während der Anfangszeit T6 garantiert, die sich aus T2 + T3 zusammensetzt.

Wenn einer der Kondensatoren "C,., C^» oder C,, zusammenbricht, so wird die Verzögerung auf einen Wert verringert, der sich aus der Summe der verbleibenden Kondensatorkapazitäten zusammensetzt.

Die zwei Verstärker K1 und K2 sind gleich ausgelegt und besitzen einen gemeinsamen Frequenzeingang. Dies bedeutet, daß der Eingang zum Verstärker K2 die gleichen Signale empfängt, wie der Eingang des Verstärkers K1. Der Ausgang P2 vom Verstärker K2 ist mit dem Eingang des Verstärkers £1 über den Impulspegeldetektor 12 und das Rückstellglied 16 verbunden. Der einzige Unterschied zwischen den Verstärkern besteht hinsichtlich ihrer Bandbreitenkennwerte (siehe Figur 2b).

In Figur 2b ist dargestellt, daß die Empfindlichkeit des Sperrverstärkers K2 innerhalb eines relativ breiten Frequenzbandes groß ist und daß die Empfindlichkeit des Doppler-Verstärkers K1 außerhalb des Doppler-Bereiches hier relativ gering ist. In dem Doppler-Bereich ist die Verstärkung des Doppler-Verstärkers notwendigerweise höher als die Verstärkung des Sperrverstärkers. Diese Auslegung hat einen entscheidenden Einfluß auf die weitere Betriebsweise der Schaltung.

Wenn eich das Geschoß dem Ziel nähert, erscheint der Doppler-Impuls an dem gemeinsamen Niederfrequenzeingang (L-F). Der Doppler-ImpulB wird in dem Doppler-Verstärker K1 verstärkt

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und der Impulspegeldetektor 11 läßt die ersten Schwingungen des verstärkten Doppler-Impulses oberhalb einer vorgegebenen Amplitudengröße durch.

Der Sperrverstärker hat in diesem Falle keine Funktion, da die Verstärkung desselben geringer ist als diejenige des Doppler-Verstärkers.

Der Auelösekreis 13 wirkt auf den Transistor QI ein, so daß der Zündkreis geschlossen wird und die Zündkapsel wird durch Entladung des Zündkondensators C_D über den Widerstand Rp gezündet. Oftmals treten Störimpulse auf, wie beispielsweise durch Hauschen» durch Radar oder durch andere Quellen, welche den Zündkreis beeinflussen. Wenn diese Impulse Frequenzkomponenten im Doppler-Band aufweisen, und ebenfalls einen Impulspegel oberhalb eines vorgegebenen Wertes, so können diese eine Zündung an einem unerwünschten Ort auf der Bahn des Geschosses bewirken. In den meisten Fällen besitzen derartige Störimpulse Frequenzkomponenten,die außerhalb des Dopplerbandes liegen. In einem solchen Fall wird der SperrverstSxker betätigt, der eine hohe Empfindlichkeit innerhalb eines fcreiterfändes auf beiden Seiten des Doppler-Bandes aufweist. Die Impulse werden ütfer den Sperrverstärker verstärkt, wobei die Verstärkung parallel zur Verstärkung der Impulse mit Doppler-Frequenz in dem Doppler-Verstärker vor sich geht. Die Verstärkung in dem Sperrverstärker geht Jedoch schneller vorsieh, als diejenige in dem Doppler-Verstärker. Ein verstärkter Sperrimpuls von dem Sperrverstärker K2 durchläuft den Pegeldetektor 12 und erreicht den Eingang des Doppler-Verstärkers K1 übeijfcas Rückstellglied 16. Dadurch wird der Doppler-Verstärker gesperrt und bleibt eine vorgegebene Zeit lang gesperrt, beispielsweise 6 Sekunden, wobei eine unerwünschte Zündung vermieden wird. Wenn nach dieser Zeit noch Frequenzkomponenten außerhalb des Doppier-Bandes vorhanden sind, wird der Doppler-Verstärker erneut ge-

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sperrt, falls der Pegel der Rauschimpulse oberhalb eines vorgegebenen Wertes liegt. Im ungünstigsten Fall wird die Sperrung aufrechterhalten bis das Geschoß auf das Ziel auftrifft. Der gesperrte Annäherungszünder jedoch arbeitet dann als ein Aufschlagzünder.

In der dargestellten Schaltung kann die gegenseitige überlagerung zwischen den Verstärkern K1 und K2 verändert werden, indem die entsprechenden Verstärkungsgrade und Bandbreiten verändert werden.

Die obere abgeschnittene Frequenz für den Verstärker K2 ist durch eine innere Verbindung in der oben beschriebenen Ausführungsform festgelegt (siehe Figur 2), sie kann jedoch verringert werden, indem ein Kondensator parallel zum Widerstand R^₁ geschältet wird.

Die RauBchempfindlichkeit des Verstärkers k2 wird größer, wenn die Durchlaßbereiche der Verstärker K1 und K2 gleichzeitig mit Erhöhung des Verstärkungsgrades des Verstärkers K2 getrennt werden.

Die beschriebene Schaltung stellt eine besondere Ausführungsform unter verschiedenen Variation dar, wobei auf die doppelte Sicherheitsverzögerung für das Zündsystem während der Anfangssekunden nach dem Abschuß des Geschosses Wert gelegt wurde. In dem Schaltkreis sind ein Diodenpaar D1 und D2 vorgesehen, die die Kreise während der D-uer der Verzögerungsfolge verbinden, wenn ein oder zwei Kondensatoren C1, C2 oder C3 aufgrund des Abschußstoßes ausfallen sollten.

Eine andere Ausführungsform des Annäherungszünders, gemäß vorliegender Erfindung, kann eine Anzahl frequenzselektiver

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Verstärker aufweisen, welche die gleichen Eingangsimpulse empfangen. Einer der Verstärker, welcher einen vorgegebenen schmalen Durchlaßbereich aufweist, schaltet den Zünder bei Empfang von Impulsen ein, die Amplituden oberhalb einer vorgegebenen Größe in seinem Durchlaßbereich aufweisen. Die übrigen Verstärker, welche mit Bandfilter ausgerüstet sein können, die Impulse mit Frequenzen einschließen, welche bis oberhalb und unterhalb des Durchlaßbereiches des Verstärkers reichen, sperren dann den Eingang dieses Verstärkers.

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Claims

Patentansprüche

(1.j Annäherungszünder mit zwei frequenzselektiven Verstärkern, die verschiedene Durchlaßeigenschaften aufweisen, wobei beide Verstärker die gleichen Eingangsimpulse empfangen, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärker(KI) mit einem schmalen Bandfilter bei Empfang eines Impulses oberhalb eines vorgegebenen Wertes einen Zünder einschaltet, während der Verstärker (K2) mit einem breiteren Bandfilter den Eingang des ersten Verstärkers sperrt, wenn ein Impuls oberhalb eines vorgegebenen Wertes in dem Bandfilter des zweiten Verstärkers auftritt.

2. Annäherungszünder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Verstärker (K1, K2) Differnti al eingang e aufweisen, wobei die nicht-invertierten Eingänge die gleichen Impulse empfangen und daß die Sperrung des ersten Verstärkers(K1) von einem Rückstellkreis (16) des zweiten Verstärkers (K2) erfolgt, welcher direkt auf den inversen Eingang des ersten Verstärkers einwirkt, so daß eine Sperrung des ersten Verstärkers erfolgt.

Annäherungszünder nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß Verzogerungßglieder (9, 10), welche mit den Eingängen der Verstärker verbunden sind, Widerstände und Kondensatoren aufweisen, um den zweiten Verstärker (K2) zu einer vorgegebenen Zeit (T1) nach Abschuß des Geschosses in Betrieb zu setzen und daß der erste Verstärker (K1) nach einer vorgegebenen Zeit (T2) betriebsbereit ist.

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Annäherungszünder nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrung des ersten Verstärkers verlängert wird, nachdem die Impulse in dem anderen Durchlaßbereich verschwinden, indem der dae Zeitverzögerungselement für den ersten Verstärker bildende Kondensator entladen wird, wenn die Sperrung beginnt.

5. Annäherungszünder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchlaßbereich des zweiten Verstärkers (K2) Impulse umfasst, welche Frequenzen einschließen, die unterhalb, innerhalb und oberhalb des Durchlaßbereiches des ersten Verstärkers liegen, wobei der Verstärkungegrad des zweiten Verstärkers über den Frequenzbereich etwa gleich ist, jedoch geringer als der Veretärkungsgrad innerhalb des Durchlaßbereiches des ersten Verstärkers.

6. Annäherungszünder nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärkungsgrad des zweiten Verstärkers in dem Frequenzbereich des ersten Verstärkers (K1) relativ gering ist.

7. Annäherungszünder nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß der Durchlaßbereich dee zweiten Verstärkers (K2) im wesentlichen nur Impulse umfasst, welche Frequenzen oberhalb der oberen abgeschnittenen Frequenzen des ersten Verstärkers aufweisen.

8. Annäherungszünder nach Anspruch 7, dadurch g e kennz eichnet, daß der Verstärkungsgrad des zweiten Verstärkers größer als derjenige des ersten Verstärkers ist.

Für den Anmelder:

Meissner & Bolte

__. Patentanwälte

H5.KR71971 309837/0946