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Die Erfindung betrifft eine Annäherungszündeinrichtung zum Zünden eines Gefechtskopfes einer Rakete, mit einem Dopplerradargerät zur Gewinnung von Eingangssignalen, deren Frequenz ein Maß für die relative Geschwindigkeit zwischen der Rakete und einem Ziel ist und die gegenüber Störungen durch feindliche Gegenmaßnahmen oder natürliche Niederschläge anfällig sind, mit einer Schaltungsanordnung, welche einen ersten Kanal, der durch Filterung im wesentlichen nur Signalkomponenten durchläßt, die in den genannten Eingangssignalen enthalten sind und Störungen aufgrund von feindlichen Gegenmaßnahmen kennzeichnen, einen zweiten Kanal, der durch Filterung im wesentlichen nur Signalkomponenten durchläßt, die in den genannten Eingangssignalen enthalten sind und Störungen aufgrund natürlichen Niederschlags und feindlicher Gegenmaßnahmen kennzeichnen, einen dritten Kanal, der durch Filterung Signalkomponenten durchläßt, die in den genannten Eingangssignalen enthalten sind und wahre Zielsignale und feindliche Gegenmaßnahmen kennzeichnen, und mit Kombinationsschaltungen zur Unterdrückung der Störungen durch Vergleich der Ausgangssignale der drei Kanäle.
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Es ist bekannt, daß Annäherungszünder, d. h. Zünder, die die Detonation eines Gefechtskopfes bewirken, wenn er sich in einer bestimmten Entfernung dem Ziel nähert, wobei die Entfernung von den Angriffsbedingungen abhängt, wesentlich wirkungsvoller sind als Auftreffzünder. Es ist daher vorteilhaft, Annäherungszünder in Raketen zu verwenden, jedoch können solche Zünder durch äußere Anlässe zum vorzeitigen Zünden veranlaßt werden, beispielsweise durch feindliche Gegenmaßnahmen oder durch natürlich auftretende Ereignisse, wie z. B. Regen.
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Es ist bekannt, die Annäherungszündung durch Radartechniken zu bewirken, und auf dem Radargebiet ist es allgemein bekannt, die Auswirkungen von Fremdstörungen zu neutralisieren. Solche Störungen. können absichtlich veranlaßt sein, z. B. durch feindliche Gegenmaßnahmen (ECM), oder sie können natürlich auftreten (z. B. als Niederschlag). Es sind bereits Techniken bekannt, bei denen mehrere Signalkanäle verwendet werden, die sich frequenzmäßig voneinander unterscheiden. Einige solche Techniken (z. B.
DE-OS 2 311 094 ) verwenden Signalkanäle, die sich in der Frequenz überlappen und machen sich zunutze, daß ein Kanal schneller anspricht als andere Kanäle, während in einigen Fällen (z. B.
DE-PS 977 800 und
US-PS 3 495 244 ) Kanäle aneinander angrenzenden Durchlaßbänder verwenden, in denen jeweils irgendeine Art von Begrenzungseinrichtung enthalten ist, so daß Störsignale unter gewissen Umständen in bezug zu den Nutzsignalen unterdrückt werden. Die durch die verschiedenen Kanäle geleiteten Signale werden dann wieder zusammengesetzt und können zur Steuerung des Zustandes eines Schaltkreises dienen, der im Pfad von ausgewählten Signalen liegt.
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Solche Systeme können jedoch gegenüber geschalteten ECM-Signalen anfällig bleiben, da die Ansprechzeiten verschiedener Schaltkreise nicht dem schnellen Zusammenbrechen und Wiederaufbau von Energie aufgrund des Schaltvorganges genügen. Es wäre daher wünschenswert, einen Vergleich zwischen Signalen in verschiedenen Kanälen durchzuführen, so daß geschaltete ECM-Signale unbeachtet bleiben.
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Ein anderes Problem bei früheren Versuchen zur Verwendung automatischer Verstärkungsregelung zur Verringerung der Empfindlichkeit einer radarbetätigten Einrichtung gegenüber Niederschlag besteht darin, daß durch Verringerung der Empfindlichkeit gegenüber Niederschlag die Empfindlichkeit gegenüber Zielen auf ein unannehmbares Maß verringert wird, wodurch im Ergebnis die Einrichtung ”blind” gemacht wird.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, alle diese Nachteile zu vermeiden und eine Annäherungszündeinrichtung zu schaffen, die weitgehend unempfindlich gegenüber geschalteten feindlichen Gegenmaßnahmen ist, bei der keine Herabsetzung der Empfindlichkeit oder eine ”Erblindung” erfolgt. Die Erfindung zielt darauf ab, die Verwendung einer automatischen Verstärkungsregelung in Abhängigkeit von Niederschlag zu ermöglichen, wobei jedoch die Regelung vor dem Aufzweigen der Signale in die verschiedenen Kanäle erfolgt, so daß die Eingangssignale für alle Kanäle gleichmäßig geregelt sind.
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Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird gelöst dadurch, daß die Kombinationsschaltungen bewichtete Kombinationen der Signalkomponenten bilden, wobei die Kombinationsschaltungen aufweisen eine erste Schaltung zur Kombination der von allen drei Kanälen durchgelassenen Signalkomponenten bei Unterdrückung von Signalkomponenten, die von dem ersten Kanal durchgelassen sind, eine zweite Schaltung zur Kombination der von allen drei Kanälen durchgelassenen Signalkomponenten bei Unterdrückung von durch den zweiten Kanal durchgelassenen Signalkomponenten, und ein Gatter, das auf ein Ausgangssignal anspricht, das entweder von der ersten oder der zweiten Schaltung abgeleitet ist, und eine vorbestimmte Charakteristik hat und dessen Ausgangssignal als Zündsignal dient.
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Durch die erfindungsgemäße Lösung wird eine weitgehende Unabhängigkeit gegenüber geschalteten feindlichen Gegenmaßnahmen erreicht. Außerdem wird ein ”Erblinden” gegenüber wahren Zielen vermieden, da die Regelung vor dem Aufzweigen in die verschiedenen Kanäle erfolgt und diese damit alle gleichmäßig geregelt werden und da somit ein Vergleich zwischen den Signalen in den verschiedenen Kanälen erreicht wird, aufgrund dessen wahre Zielsignale von Störsignalen unterschieden werden können, die Einrichtung also nicht gegenüber wahren Zielen ”blind” ist.
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Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Lehre sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
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Die Erfindung und die Weiterbildungen sollen nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.
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1 zeigt ein Blockschaltbild einer Zündeinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung und
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2 zeigt eine Abwandlung dieser Ausführungsform gemäß einer Weiterbildung der Erfindung.
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Zunächst sei auf 1 Bezug genommen. Zielsignale, die durch ihre Frequenz die relative Geschwindigkeit zwischen einer Rakete und einer oder mehreren Echoquellen kennzeichnen, sind in ein Dopplerfilter 1 eingespeist, das ein Durchlaßband zwischen 1 kHz und 100 kHz hat, das das Nutzband von Zielsignalfrequenzen umfaßt und so dazu dient, Störsignale außerhalb dieses Bandes zu unterdrücken. Die von dem Dopplerfilter 1 durchgelassenen Signale gelangen in einen Dämpfungsregler 2 zur automatischen Verstärkungsregelung und dann an einen Verstärker 3, der eine Verstärkung um ungefähr 50 dB bewirkt, und zwar im wesentlichen mit konstanter Wirkung über das gesamte Frequenzspektrum, das von dem Dopplerfilter 1 durchgelassen ist.
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Verstärkte Zielsignale von dem Verstärker 3 gelangen parallel an ein Bandpaßfilter 4, das ein Durchlaßband von 30 kHz bis 70 kHz hat, und an ein Fallenfilter 5, das ein Fallenband hat, das im wesentlichen auf das Zentrum des Durchlaßbandes des Bandpaßfilters 4, z. B. 50 kHz, zentriert ist. Das Fallenfilter 5 speist parallel ein Bandpaßfilter 6, das ein Durchlaßband von 1 kHz bis 30 kHz hat, und ein höheres Bandpaßfilter 7, das ein Durchlaßband von 70 kHz bis 100 kHz hat. Jedes der Filter 4, 6 und 7 speist einen eine zugeordnete von drei Detektorschaltungen 8, 9 und 10, undjede Detektorschaltung speist jeweils eine von drei 0,1-ms-Integrierschaltungen 11, 12 und 13.
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Die von dem Bandpaßfilter 4 durchgelassenen Signale bedeuten Regen und ECM-Signale, die als Störsignale bekannt sind, und auch wahre Zielsignale, wobei wahre Zielsignale solche sind, die durch Reflexion an einem gewünschten Feindziel empfangen sind.
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Ausgangssignale S11, S12 und S13 von den Integrierschaltungen 11, 12 und 13 gelangen parallel an zwei Vergleichsschaltungen 14 und 15; die beiden Vergleichsschaltungen weisen summierende und differenzbildende Schaltungen auf und bilden folgende Kombination S11 + S12 – 4S13 und
–4S12 + S11 + S13
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Wenn eine der Vergleichsschaltungen 14 oder 15 ein positives Ausgangssignal aufgrund seines Vergleichs von bewichteten positiven und negativen Werten erzeugt, so wird dieses von einem ”Oder”-Gatter 16 durchgelassen, so daß es an die Ausgangsklemme 17 gelangt. Das Ausgangssignal wird dann verarbeitet, mit den Gefechtskopf in Übereinstimmung mit vorbestimmten Annäherungsbedingungen zu zünden, die von der jeweiligen Angriffssituation abhängen. Eine solche Verarbeitung ist bekannt undbraucht daher hier nicht näher beschrieben zu werden. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist ein Bewichtungsfaktor von vier den Störsignalen S12 und S13 zugeordnet, obwohl jeder passende Bewichtungsfaktor verwendet werden kann.
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Aufgrund des Signalvergleichs, der zwischen den von den drei Signalkanälen durchgelassenen Signalen erfolgt, wird das Fallenfilter 5 dazu verwendet, um eine gute Signaltrennung (z. B. Mangel an Übersprechen) zwischen den verschiedenen Kanälen zu bewirken.
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Aufgrund der Vergleiche ist sichergestellt, daß bei Anwesenheit eines Zielsignals eine Subtraktion des Störsignals von dem Signal und Störsignal in dem einen oder dem anderen der Vergleichskreise 14 oder 15 durchgeführt wird. Da ECM allgemein als Breitbandrauschen auftritt, wenn es vorhanden ist, und zwar auf allen drei Kanälen, sind die gewünschten Zielsignale im wesentlichen auf das Band des Bandpaßfilters 4 beschränkt. Der Subtraktionsvorgang liefert daher die Zielsignale im wesentlichen frei von ECM-Signalen. Eine Verringerung an Störungen tritt auch deshalb af, weil die Verringerung der Bandbreite der Signale in den verschiedenen Kanälen erfolgt.
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Das vorliegende Ausführungsbeispiel der Erfindung weist eine weitere Verbesserung auf, die in einem automatischen Verstärkungsregelsignal besteht, das von dem Ausgang der Integrierschaltung 12 abgenommen und über einen Verstärker 18 in den Dämpfungsregler 2 zur automatischen Verstärkungsregelung eingespeist ist. Diese Maßnahme gestattet eine Verringerung der Empfindlichkeit der Zündeinrichtung, während Regen, jedoch nur in dem Maße, wie es zur Vermeidung von vorzeitiger Zündung erforderlich ist. Es wurde gefunden, daß die bei Regen abgeleiteten Zielsignale im wesentlichen vollständig in das Frequenzband des Bandpaßfilters 6 fallen. Bei Anwesenheit von Signalen innerhalb dieses Frequenzbandes wird die Verstärkung der Anordnung in einem Maße reduziert, das von der Amplitude solcher Signale abhängt. Das macht die Rakete nicht vollständig ”blind”, selbst wenn die Verstärkung beträchtlich verringert ist, da die in den Vergleichsschaltungen 14 und 15 zu vergleichenden Signale alle der gleichen Verstärkungsverringerung unterworfen worden sind.
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Bisher war es bei Zündeinrichtungen üblich, ein automatisches Verstärkungsregelungssignal zu verwenden, das von Störkanälen abgeleitet war, um die Verstärkung des Systems bei Anwesenheit von konstanter ECM in einer Weise zu unterdrücken, die der bei Regen beschriebenen entspricht. Solche Methoden sind jedoch gegenüber geschalteter ECM anfällig. Wenn die ECM-Signale ausgeschaltet werden, steigt die Verstärkung solcher Systeme wieder auf den normalen Wert an, und werden dann die ECM-Signale wieder eingeschaltet, so kann die automatische Verstärkungsregelung die Verstärkung nicht schnell genug verringern, um ein Zünden zu vermeiden. Bei der oben beschriebenen Anordnung erfolgt jedoch ein direkter Vergleich, und sie ist, da sie der Verzögerung der automatischen Verstärkungsregelung nicht unterworfen ist, nicht in der Lage, gegenüber geschalteter ECM und außerdem konstanter ECM zu schützen.
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Ein weiterer Schutz gegen geschaltete ECM kann dadurch erreicht werden, daß die Integrierschaltungen 12 und 13 für Bezugswerte eine kurze Anstiegszeit haben und eine längere Abfallzeit als der andere Integrator.
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Eine weitere Abwandlung der Erfindung wird dadurch erreicht, daß einer oder beide der Vergleichskreise 14 und 15 durch einen Komparator gemäß 2 ersetzt wird. Ein konstanter Ausdruck k wird einem oder beiden der Störsignale S12 und S13 hinzugefügt, so daß die Kombinationen gebildet werden: S11 + S12 – 4S13-k und
S11 + S13 – 4S12-k, wobei der Komparator gemäß 2 so ausgebildet ist, daß er der zweiten Bedingung genügt und daher einen Ersatz für den Vergleichskreis 15 darstellt. Der Komparator vergleicht dann positive und negative Werte und spricht in der gleichen Weise an wie die nicht abgewandelte Vergleichseinrichtung. Obwohl k als Signal angegeben ist, das an einen getrennten -1-Eingang angelegt ist, so können doch andere Anordnungen zur Erzielung des gleichen Effekts verwendet werden. Eine Justage des Faktors k bewirkt eine Einstellung der Geschwindigkeit, mit der falsche Alarme aufgrund von Störsignalen gegeben werden, die in dem Kanal vorhanden sind, dem er hinzugefügt ist. Somit ist bei der Anordnung gemäß 2 k dem Signal hinzugefügt, das Störungen aufgrund von Regen enthalten würde. Der Faktor k wird dann dazu benutzt, den Schwellenwert für das Ansprechen auf Regen einzustellen. Es können Mittel vorgesehen sein, die bewirken, daß k von dem Pegel des Signals S12 abhängt, so daß die Häufigkeit falscher Alarme bei Anwesenheit von Regen konstant bleibt. In einem solchen Falle mag es möglich sein, den Verstärker 18 und den automatischen Dämpfungsregler 2 wegzulassen. Entsprechende Maßnahmen können auch für die anderen Kanäle getroffen werden.
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Die beschriebene Ausführungsform der Erfindung ist besonders zweckmäßig, jedoch ist es nicht die einzige praktische Ausführungsmöglichkeit für die Erfindung. Z. B. ist es ohne weiteres möglich, drei Vergleichseinrichtungen zu verwenden, eine für jeden Kanal, deren Ausgänge ein gemeinsames ”Oder”-Gatter speisen. In diesem Falle ist jede Vergleichseinrichtung ausgewogen, d. h. sie hat einen positiven und einen negativen Eingang, das positive Eingangssignal für jede Vergleichseinrichtung ist das Signal, das von seinem zugeordneten Kanal abgeleitet ist, während das negative Eingangssignal in jedem Falle die Summe der Signale darstellt, die von den anderen beiden Kanälen abgeleitet sind. Auf diese Weise wird jede Vergleichseinrichtung durch Störungen in den anderen beiden Kanälen durch Vorspannung ausgeschaltet.
