DE2411733C2

DE2411733C2 - Annäherungszünder

Info

Publication number: DE2411733C2
Application number: DE2411733A
Authority: DE
Inventors: Bjoern Kongsberg Dahl
Original assignee: Kongsberg Vapenfabrikk AS
Current assignee: Kongsberg Gruppen ASA
Priority date: 1972-03-10
Filing date: 1974-03-12
Publication date: 1984-11-15
Also published as: US3934510A; FR2223658A2; SE394140B; DE2411733A1; GB1450968A; FR2223658B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Annäherungszünder gemäß dem Oberbegriff des Palentanspruches 1. Ein derartiger Annäherungszünder ist in dem Stammpatent 23 11 094 beschrieben. Bei diesem bekannten Annäherungszünder besteht jedoch nach wie vor die Gefahr, daß er durch falsche Impulse beeinflußt wird, die eine falsche Zündung des Geschosses bewirken können. Aus dem Hauptpatent geht hervor, daß ein Verstärker mit einem schmalbandigen Filter beim Empfang eines Impulses oberhalb eines vorgegebenen Wertes einen Zün-

jo der einschaltet, während ein Verstärker mit einem breitbandigen Filter den Eingang des ersten Verstärkers sperrt, wenn ein Impuls oberhalb eines vorgegebenen Wertes in dem Bandfilter des zweiten Verstärkers auftritt.

j5 Es ist jedoch erwünscht, eine unbeabsichtigte Zündung des Geschosses zu verhindern, indem der im Bandfilter des zweiten Verstärkers auftretende Impuls den ersten Verstärker in direkter Weise beeinflußt und zwar an einer Stelle im Signalweg des ersten Verstärkers, der dem Zündkreis näher liegt.

Aus der Literaturstelle: »M. J. Skolnik«: »Introduction to radar systems«; McGraw Hill Book Comp. 1962, S. 75 und 566« ist es bei Radargeräten bekannt, einen Schwellwertpegel in Abhängigkeit vorn clurchschnittlichen Rauschpegel zu verändern.

Aufgabe der Erfindung ist es den Annäherungszünder gemäß dem Stammpatent dahingehend zu verbessern, daß unerwünschte Rauschsignale gesperrt und damit unbeabsichtigte Zündungen des Geschosses verhindert werden.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichenteil des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in Unteransprüchen zu entnehmen.

Mit dem Merkmal des Anspruches 3 wird das Scharfmachen des Annäherungszünders für eine vorgegebene Zeitdauer nach dem Abschuß des Geschosses verzögert. Mit den Merkmalen des Anspruches 4 wird eine höhere Sicherheit erreicht, da der Annäherungszünder für eine gewisse Zeitdauer nach Verschwinden der Störsignale noch gesperrt bleibt.

Die Erfindung wird folgenden anhand der Zeichnung näher beschrieben, welche ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Annäherungszünders nach der Erfindung wiedergibt. Hierbei zeigt

F i g. 1 ein Blockschaltbild der Hauptkomponenten im Annäherungszünder,

F i g. 2 ein Schaltbild des zweiten Pegeldetektors,

Fig.3 die Spannung am Ausgang des Verstärkers und die Bezugsspannung, die dem ersten Pegeldetektor zugeführt wird, und

F i g. 4 den Frequenzempfindlichkeitsve'-iauf der Verstärker.

In Fig. 1 ist ein Wechselstromgeneiator 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 Regier 3 gegeben, von dem aus die geglättete Gleichspannung dem übrigen Schaltkreis zugeführt wird.

Wenn der Regler 3 die übrigen Schaltkreiskomponenten mit Spannung versorgt, werden von einem Oszillator in einem Oszillatormischglied 6 über eine zweipolige Antenne 7 Hochfrequenzwellen ausgesandt. Die Überlagerung zwischen den ausgesandten und empfangenen Impulsen (Doppler-lmpulsen), welche von einem Mischer im Glied 6 bewirkt wird, wird dur^h 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 erster Pegeldetektor 11 die ersten Schwingen des verstärkten Doppler-Impulses 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 von dem Pegeldetektor 11 korn- jo mende Impuls empfangen wird. Ein elektromecha.iischer Zielschalter 14 liegt zum Zündkreis 5 parallel.

Wenn der Impuls von dem Mischer 6 Frequenzen umfaßt, die ebenfalls innerhalb des Frequenzbereiches des Filters des Verstärkers 8 liegen, so läßt ein zweiter J5 Pegeldetektor 12 die ersten Schwingungen des Impulses durch, wenn diese einen vorgegebenen Wert aufweisen. Dadurch wird der Bezugspegel des Pegeldetektors 11 geändert, und der Impuls, der im ersten Verstärker 4 auftritt, muß einen höheren Schwellenwert überschreiten. damit der Pegeldetektor U einen Impuls an das Auslöseglied 13 abgeben kann.

Fig. 2 zeigt ein Beispiel eines Pegeldetektors 12 mit einer Diode D 3, einer Zenerdiode Z, einem Kondensator C 5 und einem Widerstand R 6. Die elektrische Arbeitsweise eines solchen Pegeldetektors 12 und der übrigen Komponenten in F i g. 2 wird im Folgenden näher beschrieben.

Durch den Abschuß des Geschosses fängt die nicht näher dargestellte Turbine an sich zu drehen und treibt den Wechselstromgenerator 1 an, wodurch derselbe über das Filter 2 dem Regler 3 Strom zuführt. Bei Pl liefert demnach der Regler 3 die richtige Spannung an den übrigen Schaltkreis, und bei P 4 liefert der Regler 3 eine Spannung, die bei P5 eine Bezugsspannung U_r für den Pegeldetektor 11 ausmacht, wenn der Kondensator C 5 voll aufgeladen ist. Die Zenerdiode Z trägt dazu bei, die Bezugsspannung U_r auf einen angemessenen Pegel zu bringen, und dieser Pegel bestimmt den Schwellenwert des Pegeldetektors 11, den ein Impuls in dem Verstärker 4 überschreiten muß, damit der Pegeldetektor 11 einen Impuls vom Verstärker 4 an das Auslöseglied 13 durchläßt. Der Kondensator C5 und der Widerstand RB stellen Verzögerungselemente dar, und der Pegeldetektor 11 wird erst zu einer vorgegebenen Zeit nach b5 Abschuß des Geschosses in Betrieb gesetzt, damit die Bezugsspannung U_r der Spannung des Kondensators C5 proportional wird. Zwischen dem Punkt P5 im Pegeldetektor 12 und dem Verstärker 8 ist die Diode D3 eingeschaltet, und die Verbindung zwischen dem Verstärker 8 und der Diode D 3 wird auf dem Potential U„ liegen, wenn der Kondensator C5 voll aufgeladen is; und dabei kein Impuls im Verstärker8 auftritt.

Die beiden Verstärker 4 und 8 sind gleich ausgelegt und besitzen einen gemeinsamen Frequenzeingang. Dies bedeutet, daß der Eingang zum Verstärker 8 die gleichen Signale empfängt, wie der Eingang des Verstärkers 4. Der einzige Unterschied zwischen den Verstärkern besteht hinsichtlich ihrer Durchlaßkennwerte K 1 und K 2(F ig. 4).

In Fig.4 ist dargestellt, daß die Empfindlichkeit des Sperrverstärkers 8 innerhalb eines relativ breiten Frequenzbandes groß ist. wobei der Verstärker 8 Impulse mit höheren Frequenzen als der Verstärker 4 durchläßt. Die Verstärkung des Doppel-Verstärkers ist in diesem Falle geringer als diejenige des Sperrverstärken;.

Wenn sich das Geschoß dem Ziel nähen, erscheint der Doppler-Impuls an dem gemeinsamen Niederfrequenzeingang (L-F). Der Doppler-Impuls wird in dem Doppler-Verstärker 4 verstärkt, und der Impulspegeldetektor 11 läßt die ersten Schwingungen des verstärkten Doppler-Impulses oberhalb einer vorgegebenen Amplitudengröße durch.

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

Der Auslösekreis 13 wirkt auf den Zündkreis; ein, so daß derselbe geschlossen wird, und die Zündkapsel wird durch Entladung eines Zündkondensators über einen Widerstand Rp gezündet, wie es im Hauptpatent beschrieben ist. Oftmals treten Störimpulse auf, wie beispielsweise durch Rauschen, durch Radar oder durch andere Quellen, welche den Zündkreis beeinflussen. Wenn diese Impulse Frequenzkomponenten im Doppler-Band und gleichzeitig einen Impulspegel oberhalb eines vorgegebenen Wertes aufweisen, so können sie eine Zündung an einem unerwünschten Ort auf der Bahn des Geschosses bewirkein. In den meisten Fällen besitzen derartige Störimpulse Frequenzkomponenten, die außerhalb des Dopplerbandes liegen. In einem solchen Fall wird der Sperrverstärker betätigt, der eine hohe Empfindlichkeit innerhalb eines breiten Bandes auf der oberen Seite des Doppler-Bandes aufweist. Die Impulse werden über 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 vor sich als diejenige in dem Doppler-Verstärker.

Wenn ein verstärkter Sperrimpuls von dem Sperrverstärker 8 an dem Ausgang desselben vorliegt, wird sich das an dem Ausgang auftretende Potential (./„ ändern, wie es beispielsweise in Fig.3 veranschaulicht ist. Im Zeitintervall t₀—1\ liegt an dem Ausgang des Sperrverstärkers kein Signal vor, und die Ausgangsspannung hat dann einen vorgegebenen Bezugswert U₁,'- Im Zeitintervall /ι — /5 treten Störimpulse im Durchlaßband des Sperrverstärkers auf. und die Ausgangsspannung des Verstärkers 8' wird daher von U,,' abweichen. Dies hat zur Folge, daß falls ein Impuls oberhalb eines vorgegebene.: Pegels der Bezugsspannung U₁,' gegenüber im Sperrverstärker 8 auftritt, so wie es an den Zeitpunkten /:. 0 und ij in F i g. 3 gezeigt ist. die Bezugsspannung U_r für den Pegeldetektor U geändert wird, so daß der im Doppler-Verstärker auftretende Impuls einen höheren Schwellenwert im Peeeldetektnr Il ühprsrhrpiipn muß

um den Zünder zu erregen.

Die Änderung der Bezugsspannung U₁ und damit der Schwellenspannung des Pegeldetektors 11 hat eine verlängerte Wirkung, auch wenn der im Doppler-Verstärker 11 auftretende Impuls aufhört, weil der Kondensator C5 durch die Diode D3 ausgeladen wird, wenn im Sperrverstärker ein Impuls mit einem vorgegebenen Wert auftritt. Dadurch wird eine effektive Änderung der Bezugsspannung des Pegeldetektors für eine vorgegebene Zeit aufrechterhalten, wodurch eine unerwünschte Zündung vermieden wird. Wenn nach dieser Zeit noch Frequenzkoniponenten außerhalb des Doppler-Bandes vorhanden sind, wird die Änderung der Bezugsspannung des Pegeldetektors aufrechterhalten, falls der Pegel der Rauschinipulse oberhalb eines vorgegebenen Wertes liegt. Im ungünstigsten Fall wird die Änderung aufrechterhalten, bis das Geschoß auf das Ziel auftnfft. Der gesperrte Annäherungszünder arbeitet jedoch dann als ein Aufschlagszünder.

In der dargestellten Schaltung kann die gegenseitige Überlagerung zwischen den Verstärkern 4 und 8 verändert werden, indem die entsprechenden Verstärkungsgrade und Bandbreiten verändert werden.

Die obere Grenzfrequenz des Verstärkers 8 ist durch eine innere Verbindung in der oben beschriebenen Ausführungsform festgelegt (siehe F i g. 4), sie kann jedoch erhöht oder abgesenkt werden, und die Rauschempfindlichkeit des Verstärkers 8 wird am größten, wenn die Durchlaßbereiche der Verstärker 4 und 8 getrennt sind und der Verstärkungsgrad K 2 des Verstärkers 8 größer als derjenige K 1 des Verstärkers 4 ist.

Die in F i g. 2 dargestellte Schaltung stellt eine besondere Ausführungsform unter verschiedenen Varianten dar, und kann ohne Schwierigkeit der in dem Hauptpatent beschriebenen Schaltung angepaßt werden, bei der auf die doppelte Sicherheitsverzögerung für das Zündsystem während der Anfangssekunden nach dem Abschuß des Geschosses Wert gelegt wurde.

Eine andere Ausführungsform des Annäherungszünders gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine Anzahl frequenzselektiver 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 Bandfiltern ausgerüstet sein können, die Impulse mit Frequenzen einschließen, welche bis oberhalb und unterhalt) des Durchlaßbereiches des Verstärkers reichen, sperren dann den Eingang dieses Verstärkers.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Annäherungszünder für ein fliegendes Geschoß mit einem Oszillator zur Erzeugung eines ununterbrochenen Signals von elektromagnetischen Hochfrequenzwellen, mit einer zweipoligen Antenne zur Aussendung der Hochfrequenzwellen gegen ein Ziel und zum Empfang des von einem Ziel reflektierten Signals, mit einem Mischglied zur Bildung eines dopplerfrequenten Schwebungssignals durch Mischung des ausgesandten und reflektierten Signals und mit einem frequenzselektiven, auf den Bereich der Nutzdopplerfrequenzen abgestimmten ersten Verstärker, der bei Empfang eines Signals oberhalb eines vorg-egebenen Wertes einen Zündkreis einschaltet, wobei ein dem ersten Verstärker parallel geschalteter zweiter Verstärker mit im Bereich der Nutzdopplerfrequenzen geringerer Verstärkung als derjenigen des ersten Verstärkers, aber mit einem wesentlich breiteren Bandfilter den Eingang des ersten Verstärkers sperrt, wenn in dem Bandfilter des zweiten Verstärkers ein Signal oberhalb eines vorgegebenen Wertes auftritt, gemäß Patent 23 11 094, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden parallel geschalteten Verstärker (4, 8) so miteinander verschaltet sind, daß das Ausgangssignal des zweiten, breitbandigen Verstärkers (8) mit einem Pegel oberhalb eines vorgegebenen ersten Schwellwertes den Schwellwertpegel des ersten, schmalbandigen Verstärkers (4) erhöht, oberhalb dessen das Ausgangssignal des ersten Verstärkers (4) den Zündkreis (5) einschalten kann.

2. Annäherungszünder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Verstärker (4,8) jeweils einen nachgeschalteten Pegeldetektor (11 bzw. 12) aufweisen und daß der Ausgang des zweiten Pegeldetektors (12) mit dem ersten Pegeldetektor (11) verbunden ist, so daß der Schwellwertpegel des ersten Pegeldetektors (11) im Takt des Ausgangssignals (Uo)des zweiten Pegeldetektors (12) geändert wird, wenn dieser einen Impuls vom zweiten Verstärker (8) empfängt.

3. Annäherungszünder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Pegeldetektor (12) Verzögerungsglieder mit einem Widerstand (R 6) und einem Kondensator (CS) aufweist, so daß der erste Pegeldetektor (U) zu einer vorgegebenen Zeit (t 1) nach Abschuß des Geschosses in Betrieb gesetzt wird.

4. Annäherungszünder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator (CS) als Verzögerungsglied des zweiten Pegeldetektors (12) zur Änderung des Schwellwertpegels entladen wird, so daß die Änderung des Pegels des ersten Pegeldetektors (11) verlängert wird, nachdem die Impulse im zweiten Durchlaßbereich verschwinden.

5. Annäherungszünder nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchlaßbereich des zweiten Verstärkers (8) Signale mit Frequenzen unterhalb, innerhalb und oberhalb des Durchlaßbereiches des ersten Verstärkers (4) umfaßt, wobei der Verstärkungsgrad des zweiten Verstärkers (8) über den ganzen Frequenzbereich etwa gleich groß, jedoch geringer als der Verstärkungsgrad innerhalb des Durchlaßbereiches des ersten Verstärkers (4) ist.

6. Annäherungszünder nach einem der Ansprüche I bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärkungsgrad des zweiten Verstärkers (S) im Frequenzbereich des ersten Verstärkers (4) kleiner ist als der des ersten Verstärkers (4).

7. Annäherungszünder nach einem der Ansprüche 1 bis 4 und 6. dadurch gekennzeichnet, daß der Durchlaßbereich des zweiten Verstärkers (8) im wesentlichen nur Signale mit Frequenzen oberhalb der oberen Grenzfrequenz des ersten Verstärkers (4) umfaßt.

8. Annäherungszünder nach einem der Ansprüche 1 bis 4.6 und 7. dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärkungsgrad des zweiten Verstärkers (8) größer als der des ersten Verstärkers (4) ist.