DE2526383C3

DE2526383C3 - Submarine radar

Info

Publication number: DE2526383C3
Application number: DE19752526383
Authority: DE
Inventors: Henri le St. Germain-en-Laye Tacon (Frankreich)
Original assignee: Thomson CSF SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 1974-06-18
Filing date: 1975-06-13
Publication date: 1977-03-24

Description

Die Erfindung betrifft ein Radargerät für Unterseeboote, mit einer am Kopf eines bei Betrieb des Radargerätes ausgefahrenen, bei abgeschaltetem Radargerät eingefahrenen Mastes angeordneten Antenne, die über den Mast mit einem Sender/Empfänger und gegebenenfalls einer Verarbeitungseinheit für die aufgenommenen Signale im Inneren des Unterseebootes verbunden ist.The invention relates to a radar device for submarines, with one at the head of a during operation of the The radar device is extended and the mast is retracted when the radar device is switched off, the over the mast with a transmitter / receiver and possibly a processing unit for the recorded signals inside the submarine.

Radargeräte für Unterseeboote unterliegen besonderen, von ihrem Einsatzzweck abhängenden Anforderungen. Unterseeboote vermögen in drei verschiedenen Schwimmzuständen zu fahren, nämlich im aufgetauchten Zustand, im halbgetauchten Zustand und im vollgetauchten Zustand. Ein Radargerät kann in den beiden erstgenannten Zuständen beirieben werden unter der Voraussetzung, daß die Antenne sich über der Wasseroberfläche befindet. Diese Antenne ist gewöhnlich an einem ausfahrbahren Mast angeordnet, der sie in eine möglichst hohe Position unter Berücksichtigung der unvermeidbaren mechanischen Beanspruchungen bringt. In der ausgefahrenen Position muß sich die Antenne frei über den Aufbauten des Bootes befinden und in azimutaler Richtung drehbar sein.Radar devices for submarines are subject to special requirements depending on their purpose. Submarines can sail in three different swimming states, namely in the surfaced state Condition, in the half-submerged condition and in the fully submerged condition. A radar device can be installed in the Both of the former states are operated on the assumption that the antenna is above the Water surface is located. This antenna is usually arranged on an extendable mast that supports it in as high a position as possible, taking into account the unavoidable mechanical stresses brings. In the extended position, the antenna must be freely above the superstructure of the boat and be rotatable in the azimuthal direction.

Im vollgetauchten Zustand wird diese Antenne eingezogen, um sie vor dem Wasserdruck zu schützen und außerdem eine Schleppspur ähnlich einem Kielwasser zu vermeiden, die zur Ortung des Bootes führen könnte. In diesem Fall befindet sich die Antenne in einer hierzu in den Aufbauten, jedoch außerhalb des Druckkörpers des Unterseebootes vorgesehenen Zelle.When fully submerged, this antenna is retracted to protect it from the water pressure and also to avoid a wake-like trail leading to the location of the boat could. In this case the antenna is located in one of the superstructures, but outside the Pressure hull of the submarine provided cell.

Die Drehung der Antenne erfolgt entweder durch Drehung des Mastes selbst oder durch eine Drehmechanik, die zwischen der Antenne und dem Kopf des Mastes angeordnet ist und die Antenne antreibt.The antenna is rotated either by rotating the mast itself or by a rotating mechanism, which is arranged between the antenna and the head of the mast and drives the antenna.

Ein gewisses Problem stellt jedoch bei derartigen Antennen die Höchstfrequenz-Speisdeitung zum Sender/Empfänger dar. Bekennt ist es, die Antenne mit dem Sender/Empfänger über Hohlleiter zu verbinden. Da jedoch der Sender/Empfänger sich im Inneren der Druckschale des Bootes befindet, verläuft der Hohlleiter im Bootskörper bis zur druckdichten Durchführung des Mastes durch die Druckschale, wo er unterbrochen -ist. Umgekehrt verläuft der Hohlleiter von der Antenne durch das Innere des Mastes hindurch bis zu dessen Unterende, wo er herausgeführt ist, so daß er bei ausgefahrenem Mast mit dem von dem Sender/Empfänger kommenden Hohlleiterende verbunden werden kann.However, the high-frequency feed line to the transmitter / receiver poses a certain problem with such antennas. It is known to connect the antenna to the transmitter / receiver via waveguides. However, since the transmitter / receiver is located inside the pressure shell of the boat, the waveguide runs in the hull of the boat up to the pressure-tight passage of the mast through the pressure shell, where it is interrupted . Conversely, the waveguide runs from the antenna through the interior of the mast to its lower end, where it is led out so that it can be connected to the end of the waveguide coming from the transmitter / receiver when the mast is extended.

Diese Lösung besitzt jedoch offensichtliche Nachteile. Einer dieser Nachteile ist die Notwendigkeit einer sehr genauen Führung, damit die beiden Hohlleiterenden in die exakte, ihre Verbindung ermöglichende Stellung kommen. Ein anderer Nachteil entsteht aus der großen Länge der Holleiter-Speiseleitung zwischen dem Sender/Empfänger und der Antenne, aus der sich Hochfrequenzverluste ergeben. Ein weiterer Nachieil stellt sich ein, wenn der gesamte Mast zur Erzielung der Azimutdrehung der Antenne gedrehi wird. Die Führung des Mastes in seinen Lagern ist nSmiich eine kritische StelL·, weil das Lager in der Druckscheibe gleichzeitig ein Ein- und Ausfahren sowie die Drehung des Mastes ermöglichen und die Abdichtung sicherstellen soll. Außerdem muß natürlich eine Biegung oder Knickung des Mastes vermieden werden. Schließlich ist eine solche Anordnung auch noch verhältnismäßig aufwendig und daher teuer in der Herstellung.However, this solution has obvious disadvantages. One of those drawbacks is the need for one very precise guidance, so that the two waveguide ends in the exact, their connection possible Come position. Another disadvantage arises from the great length of the Holleiter feeder between the transmitter / receiver and the antenna from which high frequency losses arise. Another disadvantage occurs when the entire mast is rotated to achieve the azimuth rotation of the antenna. The leadership of the mast in its bearings is nSmiich a critical position, because the bearing in the thrust washer at the same time enable the mast to be extended, retracted and rotated and to ensure sealing. In addition, a bending or kinking of the mast must of course be avoided. Finally one is Such an arrangement is also relatively complex and therefore expensive to manufacture.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Radargerät der einleitend angegebenen Gattung zu schaffen, das den besonderen Einsatzbedingungen in einem Unterseeboot befriedigend Rechnung trägt.The invention is based on the object of providing a radar device of the type specified in the introduction create that satisfactorily takes into account the special conditions of use in a submarine.

Die Lösung dieser Aufgabe ist in den Patentansprüchen angegeben.The solution to this problem is given in the claims.

In der Zeichnung sind ein Radargerät bekannter Art sowie Radargeräte nach der Erfindung, letztere in beispielsweise gewählter Ausführungsform, schematisch vereinfacht wiedergegeben. Es zeigtThe drawing shows a radar device of a known type and radar devices according to the invention, the latter in FIG for example selected embodiment, shown schematically simplified. It shows

Fig. la und Ib ein Radargerät bekannter Art für Unterseeboote, einmal im eingefahrenen, das andere Mal im ausgefahrenen Zustand seines Antennenmastes,Fig. La and Ib a known type of radar device for submarines, once in the retracted, the other Times in the extended state of its antenna mast,

F i g. 2a und 2b ein Radargerät nach der Erfindung, einmal im eingefahrenen, das andere Mal im ausgefahrenen Zustand seines Antennenmastes,F i g. 2a and 2b a radar device according to the invention, once in the retracted, the other time in the extended Condition of its antenna mast,

Fig. 3 eine andere Ausführungsform des Radargeräte? nach F i g. 2,3 shows another embodiment of the radar device? according to FIG. 2,

F i g. 4 eine perspektivische, vereinfachte Darstellung des am Mast zu befestigenden Gehäuses für den Sender/Empfänger.F i g. 4 is a perspective, simplified representation of the housing to be attached to the mast for the Transmitter-receiver.

Fig. la zeigt eine bekannte Ausführungsform eines Radargerätes für Unterseeboote in dessen abgeschaltetem Zustand, d.h. bei eingefahrenem Mast; Fig. Ib zeigt dasselbe Gerät im Betrieb, d. h. bei ausgefahrenem Mast Das Unterseeboot ist schematisch durch den Kreisbogen 1 angedeutet, der die Druckschale darstellt, auf der sich die Aufbauten 2 befinden, einschließlich der Kommandobrücke und den Sehrohren oder Periskopen (nicht dargestellt). Der ausfahrbare Mast 3 durchquert die Druckschale 1 in einem Lager 4. Ein weiteres Lager 5 führt den Mast an der Stelle seines Austrittes aus den Aufbauten 2. Zum Ausfahren des Masies dient ein in einem Fußlager 7 abgestützter Kolben 6. Das Radargerät umfaßt ein Sender/Empfängergehäuse 8 und eine Verarbeitungseinheit inFig. La shows a known embodiment of a Radar device for submarines when it is switched off, i.e. with the mast retracted; Fig. Ib shows the same device in operation, i.e. H. with the mast extended The submarine is shown schematically by the Circular arc 1 indicated, which represents the pressure shell on which the superstructures 2 are located, including the Navigation bridge and the periscopes or periscopes (not shown). The extendable mast 3 crosses the pressure shell 1 in a bearing 4. Another bearing 5 leads the mast at the point of its exit from the superstructures 2. A supported in a foot bearing 7 is used to extend the masie Piston 6. The radar device comprises a transmitter / receiver housing 8 and a processing unit in

Form einer Anzeigeeinheit 9 im Inneren des Unterseebootes. Die zugehörige Antenne 10 sitzt am Kopf des Mastes 3. Bei dieser bekannten Ausführungsform wird zur Drehung der Antenne 10 der gesamte Mast gedreht. Der Drehantrieb für den Mast ist schematisch bei 11 dargestellt. Die Verbindung der Antenne mit dem Sender/Empfänger erfolgt über eine Höchstf. equenzverbindung in Form eines Hohlleiters 12, der durch die gesamte Mastlänge hindurch bis zu seinem Unierendc verläuft wo sich eine Drehkupplung 13 befindet. Der feststehende Teil der Drehkupplung ist mit einem ebenfalls festsrehcnden Hohlleiterstück 14 verbunden, das in einem Flansch 15 endet. Ein anderer, in einem Flansch 17 endender Hohlleiter 16 kommt vom Sender/Empfängergehäuse 8, das sich zusammen mit der Anzeigeeinheit 9 auf einer Konsole 18 befindet.Form of a display unit 9 inside the submarine. The associated antenna 10 sits at the head of the mast 3. In this known embodiment to rotate the antenna 10, the entire mast rotated. The rotary drive for the mast is shown schematically at 11 shown. The antenna is connected to the transmitter / receiver via a maximum. equence connection in the form of a waveguide 12, which extends through the entire length of the mast to its Unierendc runs where a rotary coupling 13 is located. The fixed part of the rotary joint is with a also fixedly connected waveguide piece 14 which ends in a flange 15. Another, in one Flange 17 ending waveguide 16 comes from the transmitter / receiver housing 8, which is together with the display unit 9 is located on a console 18.

In der in Fig. la gezeichneten Ruhestellung ist die Antenne 10 durch die Aufbauten 2 bei eingefahrenem Mast geschützt und die beiden Hohlleiter 14 und 16 sind voneinander getrennt.In the rest position shown in Fig. La, the antenna 10 is retracted by the superstructures 2 Mast protected and the two waveguides 14 and 16 are separated from each other.

Bei ausgefahrenem Mast 3 gemäß Fig. Ib, also bei in Betrieb befindlichem Radargerät, werden die beiden Flansche 15 und 17 miteinander verbunden, so daß die Antenne 10 mit dem Sender/Empfänger hochfrequenzmäßig verbunden ist. Wie gesagt, ist an dieser Ausführungsform neben ihrem hohen Aufwand die erhebliche Länge der Hochfrequenzverbindung mit den dadurch bedingten, gegebenenfalls erheblichen Verlusten nachteilig, sowie die Notwendigkeit einer präzisen Führung des Mastes zur Erzielung einer genauen Positionierung der zwei Hohlleiterabschnitte in eine Stellung, daß die Flansche sich genau gegenüberstehen. Hinzu kommen Schwierigkeiten, den Mast in den Lagern so zu führen, daß er unter Aufrechterhaltung der Abdichtung drehbar ist, sowie schließlich das Risiko der Knickung.With the mast 3 extended as shown in FIG Operating radar device, the two flanges 15 and 17 are connected to each other so that the Antenna 10 is connected to the transmitter / receiver in terms of radio frequency. As I said, this is the case Embodiment, in addition to its high cost, the considerable length of the high-frequency connection with the the resulting, possibly considerable losses, as well as the need for a precise Guiding the mast to achieve precise positioning of the two waveguide sections in one Position so that the flanges are exactly opposite each other. Added to this are difficulties in getting the mast into the To guide bearings so that it is rotatable while maintaining the seal, and finally the risk of Buckling.

In Fig. 2a und 2b ist ein Radargerät dargestellt, das von diesen Nachteilen frei ist. Fig.2a zeigt wiederum den Mast in eingefahrenem Zustand, während F i g. 2b ihn im ausgefahrenen Zustand wiedergibt. Teile, die die gleiche Aufgabe wie in Fig. 1 haben, sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Im Fall der F i g. 2 dreht sich jedoch der Mast 3 nicht. Vielmehr sitzt die Antenne 10 an einer Drehvorrichtung 19 am Kopf des Mastes, die die Azimutürehung besorgt. Eine Drehkupplung 20 stellt die hochfrequenzmäßige Verbindung mit dem Sender/Empfänger 26, 28 durch den Mast hindurch her. Dabei handelt es sich um einen Hohlleiter 12, der unmittelbar mit dem Sender/Empfänger 26, 28 verbunden ist.In Fig. 2a and 2b, a radar is shown which is free from these disadvantages. Fig.2a shows again the mast in the retracted state, while F i g. 2b reproduces it in the extended state. Parts that the have the same task as in Fig. 1 are with the same Provided with reference numerals. In the case of FIG. 2, however, the mast 3 does not rotate. Rather, the antenna 10 is seated on a rotating device 19 at the head of the mast, which takes care of the azimuth rotation. A rotary joint 20 establishes the high-frequency connection with the transmitter / receiver 26, 28 through the mast. This is a waveguide 12 that is directly connected to the transmitter / receiver 26, 28 is.

Der ausfahrbare Mast 3 besteht aus einem einzigen Stück mit einem außerhalb der Druckschale 1 befindlichen Abschnitt 21 und einem innerhalb derselben befindlichen Abschnitt 24, die jeweils in einem Führungsflansch 25 endigen, der jedoch außerhalb der Druckschale liegt Im Inneren des Abschnittes 24 befindet sich ein durch ein Fußlager 7 abgestützter Kolben 6. Beim Ausfahren wird der gesamte Mast angehoben, wobei der äußere Abschnitt 21 sich auf den Führungsflansch 25 abstützt, der in einem Schutz- und Führungsrohr 23 gleitet Der äußere Abschnitt 21 des Mastes kann ein von dem zylindrischen Querschnitt des inneren Abschnittes 24 abweichendes Profil haben.The extendable mast 3 consists of a single piece with an outside of the pressure shell 1 located section 21 and within the same located section 24, each in a End guide flange 25, which, however, lies outside the pressure shell in the interior of section 24 there is a piston 6 supported by a foot bearing 7. When extending, the entire mast is raised, the outer portion 21 is supported on the guide flange 25, which is in a protective and Guide tube 23 slides The outer portion 21 of the mast can be one of the cylindrical cross-section of the inner section 24 have a different profile.

Auf der Konsole 18 ist nur mehr die Anzeigeeinheit 9 (oder eine andere Verarbeitungseinheit) angeordnet. Der in einem Gehäuse 8 untergebrachte Sender 26 und Empfänger 28 ist am Unterende des inneren Abschnittes 24 des ausfahrbaren Mastes befestigt. Der Sender/Empfänger 26, 28 folgt somit sämtlichen Bewegungen des Mastes. Die Höchstfrequenzverbindung durch den Mast hindurch ist unterbrechungsfrei, so daß das Problem der Verbindung von zwei Hohlleitern nicht mehr stellt. Die Verbindung des Empfängers, mit der Anzeigeeinheit 9 erfolgt über biegsame Kabel 27.Only the display unit 9 is on the console 18 (or another processing unit) arranged. The housed in a housing 8 transmitter 26 and Receiver 28 is attached to the lower end of the inner section 24 of the extendable mast. The sender / receiver 26, 28 thus follows all movements of the mast. The high frequency link through the mast through is uninterrupted, so that the problem of connecting two waveguides no longer poses. the The receiver is connected to the display unit 9 via flexible cables 27.

Im Ausführungsbeispiel nach F i g. 2 umfaßt der Mast einen sich über ein Fußlager gegen die Druckschale abstützenden Kolben 6. Der Mast 3 kann jedoch auch auf andere Art und Weise ausgefahren werden, so z. B. gemäß Fig. 3 mit Hilfe von Stahlkabeln und Motoren 29. In diesem Fall ist das Gehäuse 8 am Unterende des Mastes 3 befestigt. Wenn der Mast 3 gedreht wird, wird das Gehäuse 8 mitgedreht. Die biegsame Verbindung mit dem feststehenden Geräteteil wie der Anzeigeeinheit 9 geschieht über eine in der Figur nicht dargestellte Drehkupplung.In the embodiment according to FIG. 2, the mast includes a foot bearing against the pressure shell supporting piston 6. However, the mast 3 can also be extended in other ways, such. B. 3 with the help of steel cables and motors 29. In this case, the housing 8 is at the lower end of the Mast 3 attached. When the mast 3 is rotated, the housing 8 is rotated with it. The flexible connection with the stationary device part such as the display unit 9 takes place via a device not shown in the figure Rotary coupling.

Das Gehäuse 8 kann in verschiedener Art und Weise an dem Mast 3 befestigt werden. Wenn das Gehäuse 8 eine verhältnismäßig einfache geometrische Form hat, kann es mit einer seiner Seiten am Mast 3 befestigt werden. Der Sender 26 und der Empfänger 28 können auch getrennt voneinander am Mast befestigt werden. Im Fall der F i g. 3 ist das Gehäuse 8 am Unterende des Mastes befestigt.The housing 8 can be attached to the mast 3 in various ways. When the case 8 has a relatively simple geometric shape, one of its sides can be attached to the mast 3. The transmitter 26 and the receiver 28 can can also be attached to the mast separately from each other. In the case of FIG. 3 is the housing 8 at the lower end of the Attached to the mast.

F i g. 4 zeigt in perspektivischer Darstellung eine bevorzugte Ausführungsform des Gehäuses 8. Dieses besitzt eine einfache geometrische Form, deren Querschnitt an eine Raute erinnert, von der /wei gegenüberliegende Ecken weggeschnitten sind. In der Figur ist lediglich der rückwärtige Teil des Gehäuses 8 sichtbar, dessen Form so ausgelegt ist, daß es leicht und rasch am Mast 3 befestigt werden kann. In dem Gehäuse 8 befindet sich hierzu eine Ausnehmung 30, deren Abmessungen denjenigen des inneren Mastabschnittes 24 entsprechen, der gestrichelt dargestellt ist. Zur Befestigung dienen ein oder zwei Klemmstücke 31, 32. die als Schellen ausgebildet sind. Mit 33 ist an dem Gehäuse 8 ein Höchstfrequenzausgang bezeichnet, der bei der Befestigung des Gehäuses 8 am Mast 3 mit dem Ende des den Mast 3 bis zur Antenne durchquerenden Speiseleiters verbunden wird.F i g. 4 shows a preferred embodiment of the housing 8 in perspective has a simple geometric shape, the cross-section of which is reminiscent of a diamond, from which / white opposite corners are cut away. Only the rear part of the housing 8 is shown in the figure visible, the shape of which is designed so that it can be easily and quickly attached to the mast 3. In the case 8 there is a recess 30 for this purpose, the dimensions of which are those of the inner mast section 24 correspond, which is shown in dashed lines. One or two clamping pieces 31, 32 are used for fastening. which are designed as clamps. With 33 a maximum frequency output is referred to on the housing 8, the when attaching the housing 8 to the mast 3 with the end of the mast 3 traversing to the antenna Feeder is connected.

In der Figur sind noch einige weitere F.in/elheiten des Gehäuses 8 dargestellt, die jedoch nicht bindend sind. Beispielsweise sind öffnungen 34, 33 für eine Kühlluftzirkulalion durch den Sonder/Empfänger vorgesehen. Bei 36,37 sind lösbare Deckel angeordnet.In the figure there are some more details of the Housing 8 shown, but these are not binding. For example, there are openings 34, 33 for cooling air circulation provided by the special / recipient. Detachable covers are arranged at 36,37.

Die für den Mast 3 vorgesehene Ausnehmung in dem Gehäuse 8 muß selbstverständlich nicht zwangsläufig auf der Gehäuseachse liegen.The recess provided for the mast 3 in the housing 8 does not necessarily have to be lie on the housing axis.

Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Radar device for submarines, with one extended at the head of one when the radar device is in operation, When the radar device is switched off and the mast is retracted, the antenna is arranged above the mast with a transmitter / receiver and possibly a processing unit for the recorded Signals inside the submarine is connected, characterized in that the Transmitter (26) and the. Receiver (28) are attached to the mast (3) and join its movements, and that the ultra-high frequency connection (12) with the antenna (10) when the transmitter / receiver is attached (28, 28) is made on the mast (24).

2. Radar device according to claim 1, characterized in that the processing unit (9) with the The transmitter / receiver (26, 28) is connected via a flexible cable (27).

3. Radar device according to claim 1, characterized in that the transmitter / receiver (26, 28) in a housing (8) sits with devices for its attachment to the extendable and retractable Mast (3) is provided.

4. Radar device according to claim 3, characterized in that the housing (8) on one of its Areas a recess (30) and corresponding to the dimensions of the mast (3) to be received Has clamping pieces (31, 32) for attachment to the mast (3).