DE2348268A1 - DOUBLE RADAR DEVICE FOR MEASURING THE SPEED OF AN OBJECT MOVING IN A TRACK - Google Patents
DOUBLE RADAR DEVICE FOR MEASURING THE SPEED OF AN OBJECT MOVING IN A TRACKInfo
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Description
3 HANNOVER. BURCKHARDTSTR. 1 TELEFON (O511) 62 84 733 HANOVER. BURCKHARDTSTR. 1 TELEPHONE (O511) 62 84 73
Terma Elektronisk unser zeichen 259/95Terma Elektronisk our reference number 259/95
Industri A/SIndustri A / S
Datum 24. September 1973Date September 24, 1973
Doppl.er radar einrichtung zur Messung der Geschwindigkeit eines sich in einer Bahn bewegenden ObjektsDouble radar device for measuring speed of an object moving in a path
Die Erfindung betrifft eine Dopplerradareinrichtung zur Messung derGeschwindigkeit eines sich in einer Bahn bewegenden Objekts, z.B. eines Artilleriegeschosses, an wenigstens zwei verschiedenen Meßpunkten oder -abschnitten der Bahn, mit einer Sende-Empfangseinheit zur Erzeugung einer Serie von Dopplerschwingungen, deren augenblickliche Frequenz eine Funktion der Geschwindigkeit des Objekts ist, mit einer Zähleinheit zur Zählung einer vorbestimmten Zahl von Dopplerschwingungen, die während der Bewegung des Objekts entlang einem ersten Abschnitt seiner Bahn bis zum Erreichen des ersten Meßabschnitts der Bahn auftreten, wobei die Zähleinheit ein erstes Steuersignal in Abhängigkeit von der erreichten vorbestimmten Zählstufe erzeugt,The invention relates to a Doppler radar device for measuring the speed of a person moving in a path Object, e.g. an artillery projectile, at at least two different measuring points or sections of the track, with a Transceiver unit for generating a series of Doppler oscillations, whose instantaneous frequency is a function of the speed of the object, with a counting unit for Counting a predetermined number of Doppler oscillations produced during the movement of the object along a first section its path occur until reaching the first measuring section of the path, the counting unit a first control signal as a function generated by the predetermined count level reached,
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mit einer Registriereinrichtung, die von dem ersten Steuersignal gesteuert wird und die Frequenz der Dopplerschwingungen während der Bewegung des Objekts entlang dem ersten Meßabschnitt registriert, und mit einer Steuereinrichtung zur Betätigung der Geschwindigkeitsmeßeinrichtung, wenn sich das Objekt zum nächsten Meßpunkt oder -abschnitt der Bahn weiterbewegt hat.with a registration device which is controlled by the first control signal and the frequency of the Doppler oscillations during registered the movement of the object along the first measuring section, and with a control device for actuating the Speed measuring device when the object has moved on to the next measuring point or section of the path.
Es ist bekannt, daß es mittels des Dopplerradarprinzips möglich ist, eine Geschwindigkeitsmessung bei einem Projektil durchzuführen, das von einem Geschütz abgeschossen ist, und daß es auf der Basis einer solchen Messung möglich ist, d.ie sogenannte Mündungsgeschwindigkeit zu berechnen, die ein wichtiger Faktor ist. Aus verschiedenen Gründen ist es schwierig, eine Geschwindigkeitsmessung unmittelbar im Abschußaugenblick durchzuführen, so daß es in der Praxis bevorzugt wird, die Messung anIt is known that it is possible by means of the Doppler radar principle to measure the speed of a projectile carried out that has been shot down by a gun, and that it is possible on the basis of such a measurement, i.e. the so-called Calculate muzzle velocity, which is an important factor. It is difficult to get a speed measurement for several reasons to be carried out immediately at the moment of launch, so that in practice it is preferred to switch on the measurement
der Bahnthe train
einem Punkt oder Abschnitt/etwas entfernt von der Mündung durchzuführen, wonach die Mündungsgeschwindigkeit auf der Basis von mehreren, mehr oder weniger gut definierten Parametern zu berechnen ist.to perform at a point or section / something away from the mouth, after which to calculate the muzzle velocity on the basis of several, more or less well-defined parameters is.
Bei der Dopplermessung ist es allgemein bekannt, ein Radarsignal in der Nähe des Geschützes auszusenden und durch Vergleich des ausgesendeten Signals mit dem von dem fliegenden Projektil reflektierten Signal zu vergleichen, wobei eine kleine Frequenzabweichung zwischen den beiden Signalen ein niederfrequentes Dopplersignal verursacht, dessen Frequenz proportional der radialen Geschwindigkeit des Projektils ist, wie es von derIn the case of Doppler measurements, it is generally known to send a radar signal in the vicinity of the gun and by comparison of the transmitted signal with that of the flying one Compare projectile reflected signal, with a small frequency deviation between the two signals a low frequency one Doppler signal, the frequency of which is proportional to the radial velocity of the projectile, as it is of the
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Radarantenne gesehen wird. Um die Radialgeschwindigkeit zu bestimmen, reicht es somit aus, die Frequenz des Dopplersignals zu messen, wonach die wirkliche Bahngeschwindigkeit und die Mündungsgeschwindigkeit berechnet werden können. Für die Erfindung ist es ohne Bedeutung, wie die FrequenzbestimmungÖurchgeführt wird, üblicherweise wird es jedoch bevorzugt, eine selbsttätige Registrierung des Verhältnisses zwischen einem kurzen Zeitmeßintervall und der Zahl von Dopplerschwingungen durchzuführen, die in diesem Zeitintervall auftreten.Radar antenna is seen. To determine the radial velocity, it is therefore sufficient to measure the frequency of the Doppler signal, after which the real orbit speed and the muzzle velocity can be calculated. For the invention it is of no importance how the frequency determination Ö is carried out is, but usually it is preferred, an automatic registration of the relationship between a short time measurement interval and the number of Doppler oscillations that occur in this time interval.
Die Mündungsgeschwindigkeit kann auf der Basis einer Messung in einem einzigen Punkt oder Abschnitt der Bahn berechnet werden, jedoch wird natürlich die Meßgenauigkeit erhöht, wenn die Messung in zwei oder mehr Punkten oder Meßabschnitten erfolgt. Die Lage des Meßpunkts oder der Meßpunkte kann auf der BasLs verschiedener Kriterien gewählt werden, z.B. vorbestimmter Längen der Zeitintervalle. Die Gebrauchsfähigkeit der Einrichtung würde hierdurch jedoch auf Messungen in einem sehr engen Geschwindigkeitsbereich beschränkt werden;" die Messung sollte zweckmäßigervd-se dicht vor dem Geschütz erfolgen, und wird die Zeit bis zum ersten Meßpunkt in bezug zu einem langsamen Projektil eingestellt, so würde der Meßpunkt für eine spätere Messung bei einem schnellen Projektil zu weit entfernt, auf der Bahn liegen, und dieser Nachteil würde sich noch stärker bemerkbar machen, wenn an mehreren Punkten gemessen würde. In der Praxis ist es daher zweckmäßig, den Ort des Meßpunkts durch Zählung einerThe muzzle velocity can be calculated based on a measurement at a single point or section of the trajectory However, the measurement accuracy is naturally increased when the measurement is made in two or more points or measurement sections. The position of the measuring point or points can be selected on the basis of various criteria, e.g. more predetermined Lengths of the time intervals. The usability of the device would, however, be limited to measurements within a very narrow range Speed range should be limited; "the measurement should expediently take place close to the gun, and the Time to the first measuring point with respect to a slow projectile is set, so the measuring point would be for a later measurement too far away with a fast projectile, lying on the track, and this disadvantage would be even more noticeable if measured at several points. In practice it is it is therefore useful to determine the location of the measuring point by counting a
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vorbestimmten Zahl von Bopplerschwingungen zu bestimmen, wodurch der Meßpunkt in einem bestimmten Abstand von dem Geschütz liegt, unabhängig von der Geschwindigkeit des Projektils.to determine a predetermined number of Boppler oscillations, whereby the measuring point is at a certain distance from the gun, regardless of the speed of the projectile.
Bei den meisten bekannten Einrichtungen findet nur eine einzige Messung/stattf jedoch ist es bekannt, an zwei oder drei Punkten zu messen, wodurch auch der gegenseitige Abstand zwischen den Meßpunkten durch aufeinanderfolgende Zählung der Dopplerschwingungen während der weiteren Bewegung des Projektils be s t iinmi?wir d.In most of the known devices only a single measurement / takes place f, however, it is known to measure at two or three points, whereby the mutual distance between the measuring points is also determined by successive counting of the Doppler oscillations during the further movement of the projectile d.
Die Geschwindigkeit des Projektils nimmt in einer im wesentlichen gleichmäßigen Weise als Funktion der Entfernung ab, so daß es bei einer Messung an zwei oder mehr Punkten eines wohl_bestimmten Ortes relativ einfach ist, die Mündungsgeschwindigkeit von Hand oder mittels eines Rechners zu berechnen, da die Mündungsgeschwindigkeit grafisch bestimmt werden kann durch eine Verbindungslinie zwischen den Meßpunkten in einem Geschwindigkeitsabstandsdiagramm oder einem Geschwindigkeitszeitdiagramm, in dem der Schnittpunkt zwischen der genannten Verbindungslinie und der Geschwindigkeitsachse die Mündungsgeschwindigkeit angibt. Um ein genaues Ergebnis zu erzielen ist es wesentlich, daß der Ort der Meßpunkte richtig ist, und allgemein war dies schwierig zu erreichen, da eine Grenze in der Genauigkeit besteht, mit der die Dopplerschwingungen gezählt werden können. Unmittelbar nach dem Abschuß des Geschützes treten oftThe velocity of the projectile decreases in a substantially uniform manner as a function of distance, so that when measuring at two or more points in a well-defined location it is relatively easy to determine the muzzle velocity calculated by hand or by means of a computer, since the muzzle velocity can be determined graphically by a connecting line between the measuring points in a speed distance diagram or a speed time diagram in which the intersection between said connecting line and the velocity axis indicates the muzzle velocity. To get an accurate result it is essential that the location of the measurement points is correct and in general this has been difficult to achieve because of a limit in accuracy exists, with which the Doppler oscillations can be counted. They often kick immediately after the gun has been fired
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so viele elektrische Störungen auf, daß ein sauberes Dopplersignal vollkommen verschwinden kann, und selbst durch Verwendung eines Filters, das die Signale mit der zu erwartenden Dopplerfrequenz durchläßt, ist die Zählung trotzdem sehr leicht weniger genau. Beim weiteren Durchmessen der Bahn können auch Zählimpulse verlorengehen oder falsche Impulse empfangen werden.so much electrical interference that a clean Doppler signal can disappear completely, and even by using a filter that matches the signals with the expected Doppler frequency passes, the count is still very slightly less accurate. When measuring the path further, you can also Counting pulses are lost or incorrect pulses are received.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Dopplereinrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, mit der es möglich ist, die Genauigkeit der Messungen zu verbessern.The invention is based on the object of specifying a Doppler device of the type mentioned at the beginning with which it is possible is to improve the accuracy of the measurements.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird bei einer Dopplerradareinrichtung dadurch gelöst, daß die Steuereinrichtung Zeitmeßmittel zur Registrierung der Länge des Zeitintervalls aufweist, in dem sich das Objekt entlang dem ersten Teil seiner Bahn bewegt, bis die vorgewählte Zählstufe erreicht ist, mit einer Takteinrichtung, die mit der Zeitmeßeinrichtung gekoppelt ist und so auf eine Zeitverzögerung proportional dem durch die Zeitmeßeinrichtung gemessenen Zeitintervall eingestellt wird, wobei die Takteinrichtung so an die Zähleinrichtung angeschlossen ist, daß sie ihre Taktgabe in Abhängigkeit von dem Erreichen der vorgewählten Zählstufe beginnt, während die Takteinrichtung mit der Geschwindigkeitsmeßeinrichtung verbunden ist, um diese in Abhängigkeit von einem am Ende der in der Takteinrichtung eingestellten Zeitverzögerungsperiode erzeugten Steuersignal zu betätigen.The object on which the invention is based is achieved in a Doppler radar device in that the control device Having timing means for registering the length of the time interval in which the object is along the first Part of its path is moved until the preselected counting level is reached, with a clock device that works with the timing device is coupled and so on a time delay proportional to the time interval measured by the time measuring device is set, the clock device being connected to the counting device in such a way that it depends on its timing from reaching the preselected counting level begins while the clock device with the speed measuring device is connected to this depending on a set at the end of the time delay period in the clock device to operate the generated control signal.
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Die Erfindung macht von dem bekannten Prinzip Gebrauch, daß der erste Meßpunkt durch Zählung einer vorbestimmten Zahl von Doppler Schwingungen bestimmt wird, d.h. daß in Kauf genommen wird, daß der erste Meßpunkt mit einer bestimmten Ungenauigkeit bestimmt wird, soweit sein Abstand von der Mündung betroffen ist, jedoch beruht die Erfindung auf dem Gedanken, daß diese Ungenauigkeit nicht notwendigerweise die Genauigkeit der Meßergebnisse beeinflussen muß, wenn Sorge dafür getragen ist, daß der nächste Meßpunkt oder die nächsten Meßpunkte oder -abschnitte auf einer Zeitbasis bestimmt werden, so daß sie in einer zeitlich genau definierten Weise relativ zu der Flugzeit des Projektils zwischen der Mündung und dem ersten Meßpunkt angeordnet sind. Ist z.B. das Zeitintervall von dem ersten zum zweiten Meßpunkt genau das gleiche wie das Zeitintervall von dem Abschußaugenblick zu dem ersten Meßpunkt, so ist es für die Berechnung der Mündungsgeschwindigkeit unwichtig, ob die tatsächliche Entfernung zwischen den Punkten größer oder kleiner ist, daß die genannte Verbindungslinie zwischen den Punkten trotzdem die Geschwindigkeitsachse an der gleichen Stelle schneidet, nämlich an der richtigen Stelle, so daß die in dieser Weise definierten Meßpunkte für eine sehr genaue Berechnung der Mündungsgeschwindigkeit verwendbar sind.The invention makes use of the known principle that the first measuring point by counting a predetermined number is determined by Doppler oscillations, i.e. that it is accepted that the first measuring point with a certain inaccuracy is determined as far as its distance from the mouth is concerned, but the invention is based on the idea that this Inaccuracy does not necessarily have to affect the accuracy of the measurement results if care is taken to ensure that that the next measuring point or the next measuring points or sections are determined on a time basis so that they are in a precisely defined time relative to the time of flight of the projectile between the muzzle and the first measuring point are arranged. For example, if the time interval from the first to the second measuring point is exactly the same as the time interval from the moment of launch at the first measuring point, it is unimportant for the calculation of the muzzle velocity whether the actual Distance between the points is greater or less that said connecting line between the points nevertheless the speed axis intersects at the same point, namely at the right point, so that in this Way defined measuring points can be used for a very precise calculation of the muzzle velocity.
Gemäß der Lehre der Erfindung wird die tatsächliche Zeit vom Abschußaugenblick zum ersten Meßpunkt selbsttätig registriert, und danach wird diese Registrierung zur Steuerung desAccording to the teaching of the invention, the actual time from the moment of launch to the first measuring point is automatically recorded, and then this registration is used to control the
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Zeitintervalls bis zum nächsten Meßpunkt in solcher Weise verwendet, daß die beiden Zeitintervalle gleich werden oder in einer anderen genau bekannten Weise zueinander in Beziehung stehen. Eine genaue Berechnung der Mündungsgeschwindigkeit kann auf der Basis dieser bekannten Beziehung zwischen den Meßpunkten durchgeführt werden, ohne daß die absolute Größe der Zeitintervalle einen Einfluß auf das Meßergebnis hat, d.h. daß es ohne Bedeutung ist, daß der erste Meßpunkt anhand einer ungenauen Zählung der Dopplerschwingungen bestimmt worden ist.Time interval up to the next measuring point used in such a way, that the two time intervals become equal or related to one another in some other well known manner stand. An accurate calculation of the muzzle velocity can be made on the basis of this known relationship between the measuring points can be carried out without the absolute size of the time intervals having any influence on the measurement result, i.e. without What is important is that the first measuring point was determined on the basis of an imprecise counting of the Doppler oscillations.
Bei anderen bekannten Einrichtungen besteht ein weiterer Nachteil in bezug auf die Bestimmung des Ortes der Meßpunkte durch Zählung der Radarschwingungen zwischen diesen, indem nämlich die Dopplerschwingungen relativ niederfrequent sind, so daß kein scharfer Zeitpunkt durch die Zählung einer vorbestimmten Zahl von Schwingungen bestimmbar ist. Gemäß der Lehre der Erfindung können die Zeitmeßmittel und die Taktmittel leicht so eingerichtet werden, daß sie übereinstimmen undöanach Zeitintervalle einer sehr genauen Länge reproduzieren.In other known devices there is a further disadvantage in relation to the determination of the location of the measuring points by counting the radar oscillations between them, namely by virtue of the Doppler oscillations being relatively low-frequency, so that no sharp point in time by counting a predetermined one Number of vibrations can be determined. According to the teaching of the invention, the timing means and the clock means can easily be so arranged will be that they match and then reproduce time intervals of a very precise length.
Wie das nachfolgend noch näher ausgeführt ist, kann die Einrichtung gemäß der Erfindung in einfacher Weise aufgebaut werden, da die Zeitregistermittel wie auch die Taktmittel als einfache Zähler ausgebildet werden können, die mit Taktimpulsen relativ hoher Frequenz arbeiten, und in einfacher Weise kann das System so ausgelegt werden, daß es wiederholte Messungen an beliebig vielen Punkten durchführt.As will be explained in more detail below, the device according to the invention can be constructed in a simple manner because the time register means as well as the clock means can be designed as simple counters with clock pulses operate relatively high frequency, and in a simple manner the system can be designed to accept repeated measurements performs any number of points.
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Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel in Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert.The invention is illustrated below using an exemplary embodiment explained in more detail in connection with the drawing.
Fig. 1 ist ein Blockschaltbild einer Ausführungsform einer Einrichtung gemäß der Erfindung,Fig. 1 is a block diagram of an embodiment of a device according to the invention,
Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild einer abgewandelten Ausführungsform, undFig. 2 shows a block diagram of a modified embodiment, and
Fig. 3 und 4 sind grafische Darstellungen der Lage der Meßpunkte.Figures 3 and 4 are graphical representations of the location of the measurement points.
In Fig. 1 ist ein Geschützlauf 2 dargestellt, aus dem ein Projektil 4 abgeschossen ist, das in einer Bahn 6 fliegt. In der Nähe des Geschützlaufs ist eine Radarantenne 8 angeordnet und mit einem Radargerät 10 verbunden, mittels dessen ein Radarsignal in Richtung auf das hintere Ende des fliegenden Projektils ausgesendet wird. Ein geringer Anteil des Signals wird durch das Projektil reflektiert und von der Radarantenne 8 empfangen. Da sich das Projektil von der Antenne weg bewegt, hat das reflektierte Radarsignal eine etwas verringerte Frequenz im Vergleich zu dem ausgesendeten Signal,und durch Messen der beiden Signale wird ein Niederfrequenzsignal erzeugt,das einen Verstärker 12 und ein Filter 14 durchläuft und zu einem Pulsgenerator 16 gelangt, von dem das Signal nun in Form von Impulsen zu einem Zähler 18 gelangt. In nicht dargestellter und allgemein bekannter Weise isi?6ieser Zähler in der Lage, mit dem Zählen der Dopplerimpulse im Abschußaugenblick des GeschützesIn Fig. 1, a gun barrel 2 is shown, from which a projectile 4 is shot, which flies in a path 6. In a radar antenna 8 is arranged near the gun barrel and connected to a radar device 10, by means of which a radar signal in the direction of the rear end of the flying Projectile is sent out. A small portion of the signal is reflected by the projectile and off the radar antenna 8 received. As the projectile moves away from the antenna, the reflected radar signal has a slightly reduced frequency compared to the transmitted signal, and by measuring the two signals, a low frequency signal is generated, the one Amplifier 12 and a filter 14 passes through and arrives at a pulse generator 16, from which the signal is now in the form of pulses arrives at a counter 18. In a manner not shown and generally known, this counter is able to use the Counting the Doppler impulses at the instant the gun was fired
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zu beginnen und ein Steuersignal an eine Geschwindigkeitsmeßeinrichtung abzugeben, wenn eine vorbestimmte Zählstufe x. erreicht ist. X1 kann die letzte Stufe des Zählers sein, jedoch ist es zweckmäßig, wie das weiter unten noch ausgeführt ist, mehrere Zählstufen entsprechend X1 zur Verfügung zu haben.to begin and emit a control signal to a speed measuring device when a predetermined counting stage x. is reached. X 1 can be the last stage of the counter, but it is useful, as will be explained below, to have several counting stages corresponding to X 1 .
Die Geschwindigkeitsmeßeinrichtung ist mit 20 bezeichnet. Sie ist mittels einer Steuerleitung 22 mit der Zählstufe X1 und mit der Ausgangsklemme des Pulsgenerators 16 mittels einer Leitung 24 verbunden. In dem Augenblick, in dem das Steuersignal von der Zählstufe χ erzeugt wird, beginnt die Geschwindijceitsmeßeinrichtung 20 mit dem Zählen einer Anzahl von Dopplerschwingungen, z.B. 128 Schwingungen entsprechend einer Meßbasis von etwas weniger als 2 m, und sie mißt automatisch die Zeit für diese Schwingungen, so daß eine mittlere Schwingfrequenz bestimmbar ist und damit auch die Bewegungsgeschwindigkeit in Richtung weg von der Radarantenne 8. Wie bereits erwähnt, ist es jedoch in dieser Verbindung von Bedeutung, wie die Frequenzbestimmung und Geschwindigkeitsmessung durchgeführt wird. Die verschiedensten Möglichkeiten sind in dieser Beziehung in der eigenen USA-Patentschrift 557 076 beschrieben.The speed measuring device is designated by 20. It is connected to the counter stage X 1 by means of a control line 22 and to the output terminal of the pulse generator 16 by means of a line 24. At the moment in which the control signal is generated by the counting stage χ, the speed measuring device 20 begins to count a number of Doppler oscillations, e.g. 128 oscillations corresponding to a measurement base of slightly less than 2 m, and it automatically measures the time for these oscillations, so that a mean oscillation frequency can be determined and thus also the speed of movement in the direction away from the radar antenna 8. As already mentioned, however, in this connection it is important how the frequency determination and speed measurement are carried out. The most diverse possibilities are described in this regard in our own US Pat. No. 557,076.
Gemäß der Erfindung erfolgt eine Registrierung der Zeit, die vom Abschußmoment bis zum Erreichen der Zählstufe X1 verstreicht. Bei der in Fig. 1 dargestellten bevorzugten Ausführungsform erfolgt diese Registrierung mittels eines zusätzlichen Zählers 26, der gleichzeitig mit der Geschwindigkeitsmeßeinrich-According to the invention, the time which elapses from the moment of firing until the counter stage X 1 is reached is recorded . In the preferred embodiment shown in Fig. 1, this registration is carried out by means of an additional counter 26, which simultaneously with the speed measuring device
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tung 20 gestartet wird und der durch Taktimpulse von einem Pulsgenerator 28 gespeist wird. Die Zählstufe x, in dem Zähler 18 ist mit einem Steuerkreis 3O verbunden, um das Zählen der Taktimpulse bei Erreichen der Zählstufe x, zu stoppen. Beispielsweise hat die Zählung in dem Zähler 26 die Stufe χ erreicht.device 20 is started and which is fed by clock pulses from a pulse generator 28. The count level x, in the counter 18 is connected to a control circuit 3O in order to stop the counting of the clock pulses when the counting stage x is reached. For example the count in the counter 26 has reached level χ.
Ist nur ein weiterer Meßpunkt erwünscht, so ist die Einrichtung so ausgelegt, daß der Steuerkreis 30 die Zählrichtung in dem Zähler 26 bei Auftreten des Steuersignals von der Zählstufe χ umkehrt, so daß danach der Zähler 26 von dem Wert χ abwärts zählt; hat danach der Zähler 26 vollständig abwärts gezählt, so erzeugt er einen Steuerimpuls, der zu der Geschwindigkeitsmeßeinrichtung 20 über einen Draht 32 gelangt. Das Abwärtszählen des Zählers 26 erfolgt durch die gleichen Taktimpulse wie die für das Aufwärtszählen verwendeten, so daß sichergestellt ist, daß die Zeit zwischen den beiden Meßpunkten genau gleich dem Zeitintervall von dem Abschuß zum ersten Meßpunkt ist. Es ist jedoch durchaus möglich, die Steuerung des Abwärtszählens des Zählers 26 durch eine vervielfachte Taktimpulsfrequenz durchzuführen, so daß die genannten Intervalle nicht die gleichen Längen haben, das Verhältnis zwischen ihren Längen jedoch genau bekannt ist, so daß sie eine genaue Berechnung der Mündungsgeschwindigkeit ermöglichen.If only one further measuring point is desired, the device is designed so that the control circuit 30 controls the counting direction reverses in the counter 26 upon occurrence of the control signal from the counter stage χ, so that then the counter 26 of the value χ counts down; if the counter 26 has then counted down completely, it generates a control pulse which is sent to the speed measuring device 20 arrives via a wire 32. The counter 26 is counted down by the same clock pulses as those used for counting up, so that it is ensured that the time between the two measuring points is exactly the same is the time interval from the launch to the first measuring point. However, it is entirely possible to control the countdown of the counter 26 to be carried out by a multiplied clock pulse frequency, so that the intervals mentioned are not the same Have lengths but the relationship between their lengths is precisely known so that they can accurately calculate the muzzle velocity enable.
Um die Meßgenauigkeit weiter zu erhöhen, kann es erwünscht sein, eine Geschwindigkeitsmessung an mehreren Punkten entlang der Bahn durchzuführen, und um fortwährend die Zeitmeßbasis beizubehalten, die durch den registrierten Zeitintervall vom Ab-In order to further increase the measurement accuracy, it may be desirable to measure the speed at several points the track, and in order to continuously maintain the time measurement basis, which is determined by the registered time interval from the departure
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schuß bis zum ersten Meßpunkt definiert ist, ist es aforderlich, eine Speichereinheit für die Länge dieses Zeitintervalls zu verwenden, um den Zähler 26 in dieLage zu versetzen, wiederholt aufwärts zu der Zählstufe χ oder wieder abwärts davon zu zählen. Somit ist es möglich, einen besonderen Zähler zu verwenden, der mit dem Zähler 26 in solcher Weise verbunden ist, daß er bei Erscheinen des Steuerimpulses von der Zählstufe X1 in dem Zähler 18 auf die Zählstufe χ eingestellt wird, wonach die Zählstufe χ in dem zusätzlichen Zähler beibehalten wirdf v/odurch dieser Zähler als "Meister™ für Nach justierung des Zählers 26 jedesmal dann dienen kann, wenn dieser Zähler zu der Stufe χ aufwärts oder von dieser abwärts gezählt hat.shot is defined up to the first measuring point, it is necessary to use a memory unit for the length of this time interval in order to enable the counter 26 to repeatedly count up to the counting stage χ or down again. It is thus possible to use a special counter which is connected to the counter 26 in such a way that it is set to the counting stage χ in the counter 18 when the control pulse appears from the counting stage X 1, after which the counting stage χ in the additional counter is retained f v / o by this counter can serve as a "master ™ for readjustment of the counter 26 every time this counter has counted up to the stage χ or down from this.
Gemäß einem besonderen Merkmal der vorliegenden Erfindung kann der zusätzliche Zähler durch den Zähler 18 gebildet sein. Dieser Zähler ist zunächst zum Zählen der Dopplerschwingungen vorgesehen, jedoch nur zwischen dem Abschußaugenblick und dem ersten Meßpunkt, wonach er für andere Zwecke einsetzbar ist, sobald dieser Punkt erreicht worden ist.According to a particular feature of the present invention the additional counter can be formed by the counter 18. This counter is initially used to count the Doppler oscillations provided, but only between the moment of launch and the first measuring point, after which it can be used for other purposes as soon as this point has been reached.
Diese Anordnung ist in Fig. 2 dargestellt. Im Eingang zu dem Zähler 18 ist eine Steuereinrichtung 34 vorgesehen, die mit der Zählstufe x, über einen Draht 36 verbunden ist und mit dem Pulsgenerator 28 für die Taktimpulse über einen Draht 38. Die Steuereinrichtung 34 ist so ausgebildet, daß sie bei Erscheinen eines Steuersignals von der Zählstufe χ die Einspeisung vonThis arrangement is shown in FIG. In the input to the counter 18, a control device 34 is provided, which with the counting stage x, is connected via a wire 36 and to the pulse generator 28 for the clock pulses via a wire 38. The Control device 34 is designed so that when a control signal appears from the counting stage χ the feed of
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Dopplerschwingungen von dem Pulsgenerator 16 unterbricht und statt dessen die Eingangsklemmen des Zählers mit dem Pulsgenerator 28 verbindet. Der Zähler 26 ist so ausgebildet, daß er die Zählstufe χ bei Auftreten des Steuersignals von der Zählstufe x, beibehält, und die beiden Zähler sind in solcher Weise miteinander verbunden, daß der Zähler 18 selbsttätig bei der Zählstufe (x ) zurückgestellt wird, die von dem Zähler 26 erreicht worden ist, wenn der Steuerimpuls von der Stufe χ auftritt; in nicht dargestellter Weise isi?Üer Zähler 18 unempfindlich gegenüber nachfolgendei Durchlauf en der Zählstufe X1 gemacht. Unmittelbar nach Rückstellen des Zählers 18 auf die Zählstufe χ beginnt ein Abwärtszählen dieses Zählers mittels der Taktimpulse von dem Pulsgenerator 28, und ist das Abwärtszählen vollständig erfolgt, so wird ein Betätigungssignals zu der Geschwindigkeitsmeßeinrichtung 20 .über einen Draht 4O gesendet. Zugleich wird der Zähler 18 selbsttätig auf die Stufe χ zurückgestellt, die von dem Zähler 26 übertragen ist, der nun als Speichereinheit wirkt, und in dieser Weise ist es möglich, die Messungen an beliebig vielen Punkten zu wiederholen. Immer ist ein genau definiertes Zeitintervall zwischen den Meßpunkten vorhanden, wenn die verwendete Taktimpulsfrequenz entweder konstant ist oder ein bekanntes Vielfaches oder ein Bruchteil der ursprünglichen Taktimpulsfrequenz ist.Interrupts Doppler oscillations from the pulse generator 16 and instead connects the input terminals of the counter to the pulse generator 28. The counter 26 is designed so that it retains the counting stage χ when the control signal from the counting stage x occurs, and the two counters are connected to one another in such a way that the counter 18 is automatically reset at the counting stage (x) which is set by the counter 26 has been reached when the control pulse from stage χ occurs; In a manner not shown, the counter 18 is made insensitive to subsequent passes through the counting stage X 1 . Immediately after resetting the counter 18 to the counting stage χ begins a downward counting of this counter by means of the clock pulses from the pulse generator 28, and once the downward counting is complete, an actuation signal is sent to the speed measuring device 20 via a wire 4O. At the same time, the counter 18 is automatically reset to stage χ, which is transferred from the counter 26, which now acts as a storage unit, and in this way it is possible to repeat the measurements at any number of points. There is always a precisely defined time interval between the measuring points if the clock pulse frequency used is either constant or a known multiple or fraction of the original clock pulse frequency.
Es sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, daß es nicht notwendig erscheint, die Zähler und deren Steuer- und übertra-It should be pointed out at this point that it does not appear necessary to adjust the counters and their control and transmission
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gungskreise im einzelnen zu beschreiben, da es für eine genaue Auslegung des Systems möglich ist, ganz elementare Konstruktionsund Schaltprinzipien anzuwenden, und es wird davon ausgegangen, daß ein auf diesem Gebiet bewanderter Fachmann in der Lage ist, Einrichtungen nach den hier angegebenen Prinzipien sogar in unterschiedlicher Weise zum Arbeiten zu bringen. Das gleiche gilt für das Verwenden eines Rechners zur Berechnung der Mündungsgeschwindigkeit auf der Basis aufeinanderfolgender Meßergebnisse, die durch die Geschwxndigkeitsmeßexnrxchtung 20 geliefert werden.to be described in detail, as it is for an exact Design of the system is possible, very elementary construction and To apply switching principles, and it is assumed that a person skilled in the art is able to Facilities according to the principles given here even in different ways Way to get to work. The same goes for using a calculator to calculate the muzzle velocity on the basis of successive measurement results supplied by the speed measurement device 20.
Fig. 3 zeigt ein Zeitgeschwindigkeitsdiagramm, in dem zwei Meßpunkte A und B bezeichnet sind, die zu den Zeitpunkten t., und 2t1 gemessen sind. Die Verbindungslinie zwischen A und B schneidet die Geschwindigkeitsachse in dem Punkt V , der die Mündungsgeschwindigkeit darstellt. In dem gleichen Diagramm sind die gleichen Geschwindigkeitswerte Af und B1 zu anderen Zeitpunkten t ' und 2t ' markiert, und es ist ersichtlich, daß die Verbindungslinie zwischen diesen Punkten auch die Geschwindigkeitsachse in V schneidet. Die Berechnung des Ergebnisses is somit gleich, unabhängig von einer mangelnden Kenntnis der absoluten Längen der Zeitintervalle.3 shows a time velocity diagram in which two measuring points A and B are designated, which are measured at times t 1 and 2 t 1. The line connecting A and B intersects the velocity axis at point V, which represents the muzzle velocity. In the same diagram, the same speed values A f and B 1 are marked at other times t 'and 2t', and it can be seen that the connecting line between these points also intersects the speed axis in V. The calculation of the result is therefore the same, regardless of a lack of knowledge of the absolute lengths of the time intervals.
Fig. 4 verdeutlicht eine Messung an mehr als zwei Punkten, wobei die Intervalle zwischen den Meßpunkten gleich der Hälfte des Zeitintervall vom Abschußaugenblick zu dem ersten Meßpunkt sind; die Intervalle können noch kleiner sein, z.B. 1/8 des ersten Intervalls, wenn eine entsprechend vervielfachte Taktxmpuls-Fig. 4 illustrates a measurement at more than two points, the intervals between the measuring points being equal to half the time interval from the instant of launch to the first measuring point are; the intervals can be even smaller, e.g. 1/8 of the first interval if a correspondingly multiplied clock pulse
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frequenz verwendet wird. Zur Erzielung einer hohen Genauigkeit ist die Verwendung einer Taktimpulsfrequenz zweckmäßig, die größer als die Dopplerfrequenz ist. Die erfindungsgemäße Lehre ist jedoch nicht auf die Durchführung der Zeitmessung und der Zeitverzögerungssteuerung mittels Rechnern beschränkt, es können auch andere Zeitmeßprinzipien angewendet werden, z.B. ein Kondensator, der progressiv während des Zählens von Dopplerschwingungen beginnend vom ersten Meßpunkt geladen wird, wonach die hierdurch aufgebaute Kondensatorspannung als "Meisterspannung" zur Erzeugung einer Zeitverzögerung verwendet wird, die proportional der Länge des ersten Zeitintervalls ist, um die Augenblicke des nächsten Meßpunktes oder der Meßpunkte zu bestimmen. frequency is used. To achieve a high level of accuracy, it is advisable to use a clock pulse frequency which is greater than the Doppler frequency. The teaching according to the invention is not, however, on the implementation of the time measurement and the Time delay control by means of computers is limited, other timing principles can also be used, e.g. a Capacitor which is charged progressively during the counting of Doppler waves starting from the first measuring point, after which the capacitor voltage built up as a "master voltage" is used to generate a time delay proportional to the length of the first time interval by which To determine moments of the next measuring point or the measuring points.
Die erfindungsgemäße Lehre betrifft auch das beschriebene Verfahren der Bestimmung des Ortes der Meßpunkte durch Registrierung des Zeitablaufs bis zum ersten Meßpunkt und auf die Verwendung des Ergebnisses dieser Registrierung zur Bestimmung der Länge des folgenden Zeitintervalls oder der Zeitintervalle bis zum nächsten Meßpunkt oder den Meßpunkten bzw. zwischen diesen.The teaching according to the invention also relates to the described method of determining the location of the measuring points by registration the lapse of time up to the first measuring point and the use of the result of this registration for the determination the length of the following time interval or the time intervals up to the next measuring point or the measuring points or between this.
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Claims (4)
zum ersten Meßpunkt oder -abschnitt reicht, wobei dieser Zähler mit dem Zeitregistrierzähler registrierbar ist in Abhängigkeit
von dem Auftreten des ersten Steuersignals, so daß er bei einer Zählstufe zurückgestellt wird, die der Stoppzählstufe des Zeitregisterzählers entspricht.Doppler oscillations during the time interval that serves to
to the first measuring point or section, this counter can be registered as a function of the time registration counter
from the occurrence of the first control signal so that it is reset at a count level which corresponds to the stop count level of the time register counter.
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