DE2636062C2

DE2636062C2 - Zielsuchlenkvorrichtung für einen fernlenkbaren Flugkörper

Info

Publication number: DE2636062C2
Application number: DE2636062A
Authority: DE
Inventors: Alois Dr. 8012 Ottobrunn Knopf; Hermann Dr. 8011 Siegertsbrunn Wörrlein
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1976-08-11
Filing date: 1976-08-11
Publication date: 1981-09-24
Also published as: DE2636062A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Zielsuchlenkvorrichtung lür einen fernienkbaren, während des Fluges eine kontinuierliche Rollbewejung a ^führenden Flugkörper, mit Einrichtungen zur Bestimmung der Zielabiage und der Zielentfernung.

Eine Zielsuchlenkvorrichtung dieser Art dient dazu, «inen Flugkörper, welcher von einer Kommandostelle ferngelenkt in Zielnähe gebracht wurde, selbsttätig ins Ziel zu steuern. Die Zielsuchlenkvorrichtung weist dazu im allgemeinen einen Radarsuchkopf mit einer kardanisch bewegbaren Antenne mit ausgeprägter Richtcharakteristik und mit hohem Antennengewinn auf. Mit Hilfe dieser Radarantenne wird das Ziel durch einci/ Abtastvorgang auf aktive, semiaktive oder passive Weise geortet und durch ständiges Nachführen der Antenne im Auffaßbereich festgehalten. Die Ablage der Empfangsrichtung der auf das Ziel gerichteten Antenne von der Flugkörperlängsachse, bzw. deren Änderung, wird zur Erzeugung eines Lenkbefehls ausgenutzt.

Bei Suchköpfen mit Radarsystemen wird im allgemeinen auch die Annäherung bzw. Entfernung zwischen dem Flugkörper und dem Ziel durch Messung der Dopplerfrequenzverschiebung bzw der Laufzeit der Vom Ziel reflektierten Wellen bestimmt. Die Annähefungs- oder Entfernungsangabe wird im allgemeinen zur Zündung des Sprengsatzes verwendet.

Die Genauigkeit und die Reaktionsfähigkeit derartiger Zielsuchlenkvorrichtungen hängt dabei wesentlich von den Einrichtungen zur Nachführung der Antenne •b. Diese Einrichtungen sind folglich mechanisch und tlektrqniseh hochempfindlich und deshalb entsprechend kosispieligi da sie mit dem Einsatz eines Flugkörpers verlorengehen, spielen die Kosten in diesem Fall eine besonders größe Rolle.

Es ist deshalb Aufgäbe der Erfindung, eine Zielsuch* lenkvorrichtung zu schaffen, die hinsichtlich ihrer Treffsicherheit den bisherigen Zielsuchlenkvorrichtun' gen zumindest gleich kommt, jedoch mechanisch weniger empfindlich und billiger ist

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Zielsuchlenkvorrichtung eine den Einrichtungen zur Bestimmung der Zielablage und der Zielentfernung gemeinsame, während der Flugphase des Flugkörpers starr angeordnete Sende- und Empfangsantenne mit Weitwinkelcharakteristik in lediglich einer Schwingungsebene der magnetischen Feldstärke aufweist

ίο Die Erfindung geht von der Erkenntnis ^us, daß Flugkörper aufgrund der in den letzten Jahren stark verbesserten Fernlenkverfahren aus größeren Entfernungen wesentlich näher an ein lediglich auf dem Radarschirm erkennbares Ziel gelenkt werden können, bis die Umschaltung auf die Selbstlenkung des Flugkörpers erfolgen muß. Aus diesem Grund kann ohne Einbuße der Treffsicherheit auf die bisher notwendige Bündelung der Antenne und deren hohen Antennengewinn teilweise verzichtet werden. Dafür wird erfindungsgemäß das Antennendiagramm aufgeweitet so daß die Antenne in einer Ebene eine ausgeprägte Weitwinkelcharakteristik erhält Durch diese Maßnahme kann dann auch auf die Nachführung der Antenne und damit auf die mechanisch empfindliche kardanische Aufhängung und die Stellantriebe verzichtet werden.

Die Ablage des jeweils erfaßten Zieles kann analog zu bekannten Monopi ¹Jsverfahren bestimmt werden. Im Gegensatz zu den bekannten Monopulsverfahren muß jedoch die Nullstelle des Differenzsignals nicht der Zielrichtung nachgeführt werden, sondern sie bleibt in einer bezüglich der Flugkörperkoordinaten festen Orientierung. Die Ablage des erfaßten Ziels ist dann durch das Verhältnis von Differenz- zu Summensignal gegeben, welches nicht wie üblich auf Null heruntergeregelt wird.

Da der Flugkörper eine Rollbewegung ausführt, entfällt die sonst notwendige Ausbildung der Zielsuchlenkvorrichtung für zwei Ebenen. Die Breitseite des Antennendiagramms dient dann zur Bestimmung der Winkelablage eines Ziels, welche sicn als sinusförmige, mit der Rollfrequenz des Flugkörpers alternierende Größe ergibt, deren Amplitude proportional zur Winkelablage des Ziels von der Flugkörperlängsachse ist und deren Phase der Richtung des Ziels entspricht. Die Schmalseite des Antennendiagramms kann zur Winkelauflösung des erfaßten Ziels herangenommen werden. Dadurch wird erreicht, daß der Flugkörper nicht nur den radarmäßigen Schwerpunkt des Zieles

w anfliegt, sondern bei Vorliegen eines Mehrfachzieles eine Zielselektion vornehmen kann und dann nur noch beispielsweise auf das Ziel mit dem stärksten Zielsignal steuert.

Als besonders vorteilhaft kommt bei der erfindungsgemäßen Zielsuchlenkvorrichtung eine Sende- und Empfangsantenne zur Anwendung, welche als Multimode-Strahler ausgebildet ist, in dessen Apertur sowohl Hio-Wellen als auch Hjo-Wellen angeregt werden können.

Die Zielsuchlenkvorrichtung ist vorteilhafterweise auf einen Auffaßwinkel von etwa 60° ausgelegt. Ein einmal erfaßtes Ziel bleibt dann ständig im Empfangsbereich der Antenne, da die Flugbahn des Flugkörpers bei Abweichungen von der Zielrichtung entsprechend korrigiert werden kann,

Es kann weiterhin von Vorteil Sein, wenn die Sende-lind Empfängsrichtung der Antenne vor dem Abschuß des Flugkörpers Verstellbar ist. Dadurch kann eine Art

Vorhaltekurs eingestellt werden, mit welchem eine Verkürzung der Flugbahn des Flugkörpers bis zum Treffpunkt mit dem Ziel ereicht wird.

Die Figur zeigt in einem Blockdiagramm in schematischer Weise ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Zielsuchlenkvorrichtung.

Die Spitze 1 eines während des Fluges um die dargestellte z-Achse rollenden Flugkörpers enthält eine Sende- und Empfangsantenne 2. Der in der dargestellten /7-y-Ebene liegende Querschnitt 3 des Richtdiagramms der Antenne 2 für das Summensignal ist stark elliptisch, so daß bei der Rollbewegung des Flugkörpers und des sich mitdrehenden Richtdiagramms mit jeder Umdrehung ein Kreiskegel mit dem öffnungswinkel a (= Auffaßwinkel) erfaßt wird. Die Antenne wird über einen Summeneingang 2.1 von einem Sender 4 über einen Zirkulator 5 gespeist Das Empfangssignal wird von dem gleichzeitig als Ausgang dienenden Summeneingang Zl und einem Differenzausgang 2.2 abgeleitet und je einem Empfängerverstärker 6.1 für das Summensignal und 6.2 für das Differenzsignal zugeführL Die verstärkten Summen- und Differtnzsignale werden zur Ermittlung der Winkelablage δζ des Zk!s Z nach bekannten Monopulsverfahren mit einer dafür vorgesehenen Einrichtung Ί{ΑΙΣ) ausgewertet; d. h. es wird im wesentlichen der Quotient aus dem Differenz- und dem Summensignal gebildet, dessen Amplitude der Winkelablage entspricht Da sich der Flugkörper während des Fluges fortlaufend um seine Längsachse (z-Achse) dreht, ist noch eine Zuordnung des ermittelten Ablagewinkels jo zur jeweiligen Rollage des Flugkörpers notwendig. Dazu wird das Summensignal in bekannter Weise einer Auswertelogik 8 (Diskriminator) zugeführt, weiche z. B. die Zeit zwischen dem Auftreten eines durch ein Kreiselsystem 9 gegebenen Referenzsignals und des Zielsignals ermittelt. Bei vom Kreiselsystem gegebener Rollfrequenz des Flugkörpers ist diese Zeit dem Rollagewinkel q>z proportional.

Die für den Ablage- und Rollagewinkel des Ziels ermittelten Daten werden einem Bordrechner 10 zugeführt, welcher daraus die erforderlichen Steuerkommandos zur Lenkung des Flugkörpers berechnet und diese an die Lenkorgane weitergibt (11).

Zur Ermittlung der vollständigen Zieldaten ist noch die Bestimmung der Zielentfernung erforderlich. Dazu wird analog zu bekannten Verfahren eine Laufzeitmessung an Sendeimpulsen vorgenommen.

Die dafür vorgesehenen Sendeimpulse werden von einem Taktgeber 12 erzeugt, welcher den Sender 4 steuert. Parallel dazu werden die im Taktgeber 12 erzeugten Impulse in einem mit den Empfängern 6.1 und 6.2 verbundenen Verzögerungsglied 13 (Entfernungsnachführung) der Echolaufzeit automatisch nachgeführt. Von der Verbindungsleitung des Verzögerungsgliedes 13 zu den Empfängern 6.1 und 6.2 ist dann ein der Zielentfernung r proportionales Signal abnehmbar. Dieses Signal wird ebenfalls dem Bordrechner 10 zugeführt, der dann entweder aus einem, zwei oder allen drei Zielkoordinaten φ_ζ, ό_ζ, r_z ^?n Zeitpunkt zur Auslösung eines Zünders 14 für einen Sprengsatz bestimmt.

Zur Erkennung von Mehrfachzielen, z.B. eines Flugzeugverbandes, werden die von der Zielsuchlenkvorrichtung ermittelten Zieldaten über ein Übertragungssystem 15 an die Kommandostelle weitergegeben. Das Übertragungssystem IS an die Kommandostelle weitergegeben. Das Übertragungssystem 15 dient auch zur Weiterleitung von Steuerbefehlen während der kommandogelenkten Flugphase des Flugkörpers.

Die erfindungsgemäße Zielsuchlenkvorrichtung ist sowohl für aktive als auch für passive Zielortung auslegbar. Bei aktiven Zielortungsverfahren ist es von Vorteil, wenn die Zielsuchlenkvorrichtung auf den Betrieb zum Zielanflug auf einen Störsender umschaltbar ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Zielsuchlenkvorrichtung für einen fernlenkbaren, während des Fluges eine kontinuierliche Rollbewegung ausführenden Flugkörper, mit Einrichtungen zur Bestimmung der Zielablage und der Zielentfernung, dadurch gekennzeichnet, daß die Zielsuchlenkvorrichtung eine den Einrichtungen zur Bestimmung der Zielablage und der Zielentfernung gemeinsame, während der Flugphase des Flugkörpers starr angeordnete Sende- und Empfangsantenne (2) mit Weitwinkelcharakteristik in lediglich einer Schwingungsebene der magnetischen Feldstärke aufweist

2. Zielsuchlenkvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sende- und Empfangsantenne (2) als Multimode-Strahler ausgebildet ist, in dessen Apertur sowohl Hio-Wellen als auch H20-Wellen angeregt werden können.

3. Zielsuchlenkvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Auffaßwinkel etwa 60° beträgt.

4. Zielsuchlenkvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sende- und Empfangseinrichtung der Antenne (2) vor dem Abschuß des Flugkörpers verstellbar ist.