DE2721288C1 - Proximity fuse for automatic ignition of explosive charge of shell, rocket or bomb - Google Patents

Proximity fuse for automatic ignition of explosive charge of shell, rocket or bomb

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DE2721288C1
DE2721288C1 DE19772721288 DE2721288A DE2721288C1 DE 2721288 C1 DE2721288 C1 DE 2721288C1 DE 19772721288 DE19772721288 DE 19772721288 DE 2721288 A DE2721288 A DE 2721288A DE 2721288 C1 DE2721288 C1 DE 2721288C1
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Georg Schmucker
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Abstract

The fuse has a FM-CW radio reflection measurement device, which forms a beat signal in the receiver by mixing the instantaneous transmission signal (fs) with the reception signal (fe*). The trigger signal is derived from the coincidence of two trigger conditions by a circuit. The first is that the mean amplitude of the beat frequency over the frequency modulation period (tm) is below a first threshold. The second is that signal derived from the periodic variation of the beat period exceeds a second threshold. The signal based on the second ignition condition is the first harmonic of the modulation frequency. A response threshold switch enables both ignition conditions to take effect when the above mean beat frequency amplitude exceeds a third threshold greater than the first threshold.

Description

Die Erfindung betrifft einen Abstandszünder gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a proximity fuse according to the preamble of claim 1.

Zünder dieser Art sind bereits vorgeschlagen worden, jedoch nicht vorveröffentlicht; vgl. DBP 54/65 und 55/65.Detonators of this type have been proposed, however not pre-published; see. DBP 54/65 and 55/65.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese bereits vorge­ schlagenen Zünder insbesondere dahingehend zu verbessern, daß die durch die während des Fluges auftretenden, möglicherweise sehr starken mechanischen Eigenschwingungen des Geschoß-, Raketen- bzw. Bombenkörpers entstehenden elektrischen Störschwingungen (Mikrofonieerscheinung) möglichst zu keiner vorzeitigen Zündung führen.The invention has for its object, this already featured beat detonators in particular to improve that possibly caused by those occurring during the flight very strong mechanical natural vibrations of the projectile, missile or Bomb body generated electrical interference vibrations (Microphone appearance) if possible at no premature ignition to lead.

Die Erfindung ist dem Patentanspruch 1 und die Merkmale vorteil­ hafter Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen entnehmbar. The invention is of claim 1 and the features are advantageous Further developments of the invention are the subclaims removable.  

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Abbildungen näher erläutert.In the following the invention will be described in more detail with reference to the figures explained.

In Fig. 1 ist das bei der Erfindung benutzte Frequenzmodulations­ verfahren grafisch dargestellt.In Fig. 1, the frequency modulation method used in the invention is shown graphically.

Das vom Sender erzeugte hochfrequente Signal fs ist z. B. si­ nusförmig oder mit einer anderen periodischen Form (Funktion) mit der Modulationsfrequenz fm und mit dem Frequenzhub 2Δf frequenzmoduliert. Im Beispielsfall der Fig. 1 verläuft das Mo­ dulationssignal sinusförmig und gilt die BeziehungThe high-frequency signal f s generated by the transmitter is e.g. B. si nusiform or with another periodic form (function) with the modulation frequency f m and frequency modulated with the frequency deviation 2Δf. In the example of FIG. 1, the modulation signal is sinusoidal and the relationship applies

fs = fo + Δf sinωmt, (1)f s = f o + Δf sinω m t, (1)

wobei fo die unmodulierte Sendefrequenz (Mittenfrequenz) zwischen den Grenzwerten fmax und fmin bedeutet und ωm = 2 πfm die Kreis­ frequenz der Modulationsfrequenz ist. Dieses Sendesignal wird von der Antenne abgestrahlt.where f o is the unmodulated transmission frequency (center frequency) between the limit values f max and f min and ω m = 2 πf m is the angular frequency of the modulation frequency. This transmission signal is emitted by the antenna.

Das bei Außerachtlassung einer Relativgeschwindigkeit zwischen Zünder und Erdboden wiederempfangene, von der Antenne aufgenommene Signal fe ist bei Anwendung dieses Verfahrens in einem Zünder der vorliegend betrachteten Gattung durch die Laufzeit Zünder - Erd­ boden - Zünder um die Zeitdifferenz Δt = verzögert, wobei h die Höhe über dem Erdboden und c die Lichtgeschwindigkeit ist. Damit wirdThe signal f e received when ignoring a relative speed between the detonator and the ground and picked up by the antenna is delayed by the time difference detonator - ground - detonator by the time difference Δt =, where h is the height, when this method is used in a detonator of the type considered here above the ground and c is the speed of light. So that will

fe = fo + Δf · sinωm (t - Δt) (2)f e = f o + Δfsinω m (t - Δt) (2)

Durch Subtraktion der augenblicklichen Empfangsfrequenz fe von der momentanen Sendefrequenz fs (z. B. in einem Mischer) wird die Differenzfrequenz fdif erzeugt, die ein Maß für die gesuchte Höhe h ist.By subtracting the instantaneous reception frequency f e from the current transmission frequency f s (e.g. in a mixer), the difference frequency f dif is generated, which is a measure of the height h sought.

fdif = fs - fe (3)f dif = f s - f e (3)

fdif = Δf [sinωt - sinωm (t - Δt)] (4)f dif = Δf [sinωt - sinω m (t - Δt)] (4)

Nach Umrechnung wird Gleichung (4) zuAfter conversion, equation (4) becomes

Aus dieser Beziehung (5) ist zu ersehen, daß die entstehende Dif­ ferenzfrequenz eine Funktion der Zeit ist, die von der Modula­ tionsform abhängt; z. B. ist bei sinusförmiger Modulation die Frequenz fdif cosinusförmig verteilt, bei dreiecksförmiger Mo­ dulation ist die Frequenz fdif während der Modulationsperiode eine Konstante. Die momentane Differenzfrequenz ändert immer in den Zeitpunkten, in denen fs = fe bzw. fdif = 0 ist, ihr Vorzei­ chen, d. h. in diesen Zeitpunkten entsteht für das Differenzfre­ quenzsignal ein Phasensprung (siehe Fig. 1c). Mittels einer ent­ sprechenden Auswerteschaltung ist - unabhängig von der Phasenla­ ge über die Modulationsperiode τm - die gemittelte Differenzfre­ quenz dif meßbar.From this relationship (5) it can be seen that the resulting difference frequency is a function of time, which depends on the form of modulation; e.g. B. with sinusoidal modulation, the frequency f dif is distributed cosine, with triangular-shaped modulation, the frequency f dif is a constant during the modulation period. The instantaneous difference frequency always changes in the times when f s = f e or f dif = 0, their sign, ie at these times a phase jump occurs for the difference frequency signal (see Fig. 1c). By means of a corresponding evaluation circuit - regardless of the phase position over the modulation period τ m - the averaged differential frequency dif can be measured.

Für eine beliebige Modulationsfunktion integriert diese Auswer­ teschaltung die entstehende Funktion, so daßThis integrator integrates for any modulation function teschaltung the resulting function, so that

wird. Daraus ergibt sich schließlichbecomes. This ultimately results

Der durch die Relativgeschwindigkeit vr bedingte Dopplereffekt verursacht im dynamischen, d. h. praktisch auftretenden Fall eine Verschiebung der Empfangsfrequenz fe um die Dopplerfrequenz.The Doppler effect caused by the relative speed v r causes the reception frequency f e to be shifted by the Doppler frequency in the dynamic, ie practically occurring case.

und für die abnehmende Sendefrequenzand for the decreasing transmission frequency

Über die Modulationsperiode gemittelt ergibt sich wieder der Mittelwert wie in (7)Averaged over the modulation period, the result is again Mean as in (7)

Die Differenz beider Formeln (8) und (9) ergibt eine relativge­ schwindigkeitsabhängige Größe.The difference between the two formulas (8) and (9) gives a relativge speed dependent size.

Da in der Praxis der Differenzfrequenzverstärker immer endliche untere und obere Grenzfrequenzen hat, wird nur ein Teil der ent­ stehenden Momentanfrequenzen übertragen. Durch die gegebene Frequenzbeschneidung im Übertragungskanal wird infolge der unte­ ren Grenzfrequenz die Frequenzlücke zwischen den Modulationshalb­ perioden, wo der Phasensprung des Signals stattfindet, breiter. Die obere Grenzfrequenz des Verstärkers wird zweckmäßig so di­ mensioniert, daß die maximale Differenzfrequenz, die sich aus der maximalen Erfassungshöhe ergibt, noch gut übertragen wird.Because in practice the differential frequency amplifier is always finite has lower and upper limit frequencies, only part of the ent standing instantaneous frequencies. By the given Frequency clipping in the transmission channel is due to the bottom ren cutoff frequency the frequency gap between the modulation half periods when the phase jump of the signal takes place wider. The upper limit frequency of the amplifier is expediently so di dimensioned that the maximum difference frequency resulting from the maximum detection height, is still well transmitted.

Es sind zwar Radargeräte bekannt, die nach dem Frequenzmodula­ tionsverfahren arbeiten und zur Bestimmung der Entfernung und der Relativgeschwindigkeit entsprechende Schaltungen haben. Sie sind jedoch nicht Gegenstand der Erfindung. Das Wesen der Er­ findung liegt in der Gewinnung zweier Kriterien zur automati­ schen Zündung eines gattungsgemäßen Abstandszünders, bei dem auch die durch starke mechanische Eigenschwingungen des Geschoß-, Bomben- oder Raketenkörpers, die während des Fluges auftreten können, erzeugten elektrisch n Störschwingungen möglichst keiner­ lei Früh- oder Falschzündungen hervorrufen, wobei eine vorgege­ bene Mindestamplitude der Wechselspannungskomponente des Signals die von dem Phasensprung des Signals, der zwischen den halben Modulationsperioden entsteht, herrührt - das erst in Bodennähe auftritt, zur Entsicherung (Freigabe) des Zünders dient, während das eigentliche Zündsignal aus dem nach dem Frequenzmodulations­ prinzip gewonnenen Entfernungssignal abgeleitet wird.Radar devices based on the frequency module are known tion methods work and to determine the distance and have circuits corresponding to the relative speed. she are not the subject of the invention. The essence of the Er The invention lies in the acquisition of two criteria for automation ignition of a generic distance igniter in which also due to strong mechanical natural vibrations of the projectile, Bomb or missile body that occurs during flight can generate n interference vibrations if possible  cause premature or misfiring, one being given The minimum amplitude of the AC component of the signal that of the phase jump of the signal that is between half Modulation periods arise, originate - only at ground level occurs to unlock (release) the igniter while the actual ignition signal from the after the frequency modulation principle derived distance signal is derived.

Fig. 2 zeigt als Blockschaltbild ein Ausführungsbeispiel eines Zünders nach der Erfindung. Fig. 2 shows a block diagram of an embodiment of an igniter according to the invention.

Eine selbstschwingende Mischstufe 1 erzeugt als Sendestufe das Sendesignal; es ist mittels einer Kapazitätsvariationsdiode 2 in Abhängigkeit vom sinusförmigen Ausgangssignal eines Modulations­ signalgenerators 3 frequenzmoduliert (FM-Frequenzmodulation). Das kontinuierliche (CW = continuous wave) Sendesignal mit der Sende­ frequenz fs (Fig. 1) wird über einen Anpaßkreis 4 und eine An­ tenne 5 abgestrahlt. Das vom Boden reflektierte Signal wird auf der frequenzmäßig um die Dopplerfrequenz fD und zeitlich um Δt versetzten Frequenz fe* empfangen und mit dem augenblicklichen Sendesignal gemischt. Das durch Mischung des gesendeten mit dem reflektierten empfangenen Signal entstehende Schwebungssignal mit der gemittelten Differenzfrequenz dif* wird in einem fre­ quenzselektiven Signalverstärker 6 ausgefiltert und verstärkt.A self-oscillating mixer stage 1 generates the transmission signal as the transmission stage; it is frequency modulated by means of a capacitance variation diode 2 as a function of the sinusoidal output signal of a modulation signal generator 3 (FM frequency modulation). The continuous (CW = continuous wave) transmission signal with the transmission frequency f s ( FIG. 1) is emitted via a matching circuit 4 and an antenna 5 . The signal reflected from the ground is received at the frequency f e * offset in frequency by the Doppler frequency f D and in time by Δt and mixed with the instantaneous transmission signal. The resulting beat signal by mixing the transmitted with the reflected received signal with the averaged differential frequency dif * is filtered out and amplified in a frequency-selective signal amplifier 6 .

Die Mischstufe 1 ist - vorteilhafterweise durch Schaltungsmaßnah­ men - temperaturkompensiert. Insbesondere sind hierbei Maßnahmen gegen zu große Hubänderungen getroffen; dies ist durch einen temperaturabhängigen Amplitudenverlauf der Wobbelspannung in an sich bekannter Weise mittels einer Kompensationsschaltung 7 erreicht.Mixing stage 1 is temperature-compensated - advantageously by circuit measures. In particular, measures are taken against excessive changes in stroke; this is achieved by a temperature-dependent amplitude profile of the wobble voltage in a manner known per se by means of a compensation circuit 7 .

Das Ausgangssignal des frequenzselektiven Signalverstärkers 6, der - da die Signalspannung Udif* proportional ist - eine größere Verstärkung im oberen als im unteren Durchlaßbereich hat, wird anschließend zweckmäßigerweise im Begrenzer S amplitudenbegrenzt. Statt einer Amplitudenbegrenzerschaltung bekannter Art können hier auch Kippschaltungen oder an sich bekannte Analog/Digital-Wandler verwendet werden, die von der verstärkten Differenzfre­ quenz angesteuert werden und die Signale immer gleicher Amplitude und mit den gleichen Nulldurchgängen, die die Differenzfrequenz aufweist, abgeben.The output signal of the frequency-selective signal amplifier 6 , which - since the signal voltage U dif * is proportional - has a greater gain in the upper than in the lower pass band, is then expediently amplitude-limited in the limiter S. Instead of an amplitude limiter circuit of a known type, flip-flops or analog-to-digital converters known per se can be used here, which are driven by the amplified differential frequency and always emit the signals of the same amplitude and with the same zero crossings that the differential frequency has.

Eine diesem Begrenzer 8 nachgeschaltete Frequenzzählschaltung 9 dient der Umwandlung der Differenzfrequenz und deren Schwankungen in eine Spannung bzw. in Spannungsschwankungen, die frequenzpro­ portional sind. Sie muß eine kleinere Zeitkonstante aufweisen als die halbe Modulationsperiode beträgt, d. h. τ <, damit die ihr zugeführten Frequenzen getrennt gezählt werden können.A frequency counter circuit 9 connected downstream of this limiter 8 is used to convert the differential frequency and its fluctuations into a voltage or into voltage fluctuations which are proportional to frequency. It must have a smaller time constant than half the modulation period, ie τ <, so that the frequencies fed to it can be counted separately.

Benützt man - was zweckmäßig ist - an dieser Stelle eine bekannte, nach dem Kondensatorumladeprinzip arbeitende Schaltung, so ent­ steht in deren Ausgangswiderstand ein pulsierender Gleichstrom sowohl mit einer der sinusförmigen Modulationsfrequenz fm glei­ chen Impulsfolgefrequenz als auch mit einer signalbedingten, den Phasensprüngen entsprechenden doppelten Impulsfrequenz 2 fm, wo­ bei der mittlere Betrag der Gleichspannung das Maß für den Ab­ stand und die Amplitude der Schwankung ein Maß für die radiale Relativgeschwindigkeit des angemessenen Zielobjekts (d. h. zwi­ schen Zünder und Boden) ist, während die Impulse der Phasensprünge das Vorhandensein des reflektierten Bodensignals wiedergeben. Diese Impulsfolgefrequenz wird über ein vorzugsweise aktives Filter 10, das auf die doppelte Modulationsfrequenz 2 fm abge­ stimmt ist, ausgefiltert und über einen Verstärkerschalter 11 einem Verstärker 12 und anschließend einem Übertrager 13 zuge­ führt. Der Verstärkerschalter 11 wird von einem Ansprech-Schwel­ lenschalter 19 gesteuert und gibt den Signaldurchgang zum Ver­ stärker 12 erst frei, wenn der Schwellenschalter 19 auf "Signal­ erfassung", z. B. auf "logisch Null" geschaltet hat, der Zünder also reflektierte Bodensignale empfängt. Der Übertrager 13 hat zwei Sekundärwicklungen und eine enge Kopplung zwischen den ein­ zelnen Wicklungen und ist im Beispielsfall auf die doppelte Modu­ lationsfrequenz abgestimmt. Die Wechselspannung an der einen Se­ kundärwicklung I wird mittels eines Gleichrichters 22 gleichge­ richtet und lädt einen Zündkondensator 23 auf. Dies ist also nur bei Vorhandensein des Bodensignals mit dem charakteristischen Pha­ sensprung möglich; dadurch wird ein Aufladen des Zündkondensators und damit ein Scharfmachen des Zünders durch Störsignale fast un­ möglich. Die Aufladezeitkonstante des Ladekreises ist so bemessen, daß sie kürzer als der Zeitbedarf aller anderen Freigabebedingun­ gen ist.If one uses - which is expedient - a known circuit which works according to the capacitor recharging principle, a pulsating direct current is created in its output resistance both with a sinusoidal modulation frequency f m same pulse repetition frequency and with a signal-dependent double pulse frequency corresponding to the phase jumps 2 f m , where at the mean amount of the DC voltage the measure for the Ab stood and the amplitude of the fluctuation is a measure for the radial relative speed of the appropriate target object (ie between detonator and ground), while the pulses of the phase jumps reflected the presence of the Play ground signal. This pulse repetition frequency is filtered out via a preferably active filter 10 , which is tuned to twice the modulation frequency 2 f m , and leads via an amplifier switch 11 to an amplifier 12 and then to a transformer 13 . The amplifier switch 11 is controlled by a response threshold switch 19 and releases the signal passage to the United 12 only when the threshold switch 19 to "signal detection", for. B. has switched to "logic zero", ie the detonator receives reflected ground signals. The transformer 13 has two secondary windings and a close coupling between the individual windings and is tuned to the double modulation frequency in the example. The AC voltage at one secondary winding I is rectified by means of a rectifier 22 and charges an ignition capacitor 23 . So this is only possible with the presence of the ground signal with the characteristic phase jump; this makes charging the ignition capacitor and thus arming the igniter almost impossible by interference signals. The charging time constant of the charging circuit is such that it is shorter than the time required for all other release conditions.

Die Wechselspannung der zweiten Sekundärwicklung II des Übertra­ gers 13 wird mittels eines Gleichrichters 14 gleichgerichtet; mit dieser Gleichspannung wird ein Zeitglied 15 aufgeladen. Er­ reicht diese Gleichspannung einen ersten vorgegebenen Schwellen­ wert, so wird die Verstärkung des Verstärkers 12 zweckmäßiger­ weise auf einen höheren Wert geschaltet, um den Energierückgang des Impulssignals bei stärkerem Bodensignal - bedingt durch schmälere Impulse beim Phasensprung - auszugleichen. Wird dar­ aufhin ein zweiter vorgegebener Schwellenwert am Zeitglied 15 erreicht, so schaltet ein Freigabeschalter 17 z. B. von "logisch 1" auf "logisch Null". Nun ist die Koinzidenzschaltung 20 und damit der Zünder "zündbereit". Wird der vorgegebene erste oder zweite Schwellenwert des Zeitgliedes 15 nicht erreicht, so wird das Zeit­ glied 15 mittels einer Entladediode 16 zweckmäßigerweise mit kür­ zerer Zeitkonstante als der dem Ladevorganges entladen. Durch diese Schaltungsmaßnahme wild vermieden, daß durch Störimpulse ein Aufsummieren der Störspannungen erfolgen kann.The AC voltage of the second secondary winding II of the transformer 13 is rectified by means of a rectifier 14 ; a timing element 15 is charged with this DC voltage. If this DC voltage reaches a first predetermined threshold value, the amplifier 12 is expediently switched to a higher value in order to compensate for the decrease in energy of the pulse signal with a stronger ground signal - due to narrower pulses during phase jump. If a second predetermined threshold value is then reached on the timer 15 , a release switch 17 switches, for. B. from "logical 1" to "logical zero". Now the coincidence circuit 20 and thus the igniter is "ready to fire". If the predetermined first or second threshold value of the timer 15 is not reached, the time is 15 membered expediently than the discharge time constant with kür Zerer the charging process by means of a discharge diode sixteenth Through this circuit measure wildly avoided that the interference voltages can be added up by interference pulses.

Wenn nun die abstandsproportionale Gleichspannung, die durch das Interferenzfilter 18 geglättet wurde, einen der Zündentfernung entsprechend vorgegebenen Schwellenwert (Zündpunkt) erreicht, so schaltet der Schwellenschalter 19 z. B. von "logisch Null" auf "logisch 1". Dieser Spannungssprung kann nun über die Koinzidenz­ schaltung 20, die ja vorher durch den Freigabeschalter 17 auf "zündbereit" gestellt wurde, einen Zündschalter 21 durchschalten, woraufhin der aufgeladene Zündkondensator 23 auf das Zündmittel entladen und damit die Zerlegung der Granate oder des Gefechts­ kopfes eingeleitet wird.If the DC voltage proportional to the distance, which has been smoothed by the interference filter 18 , reaches a threshold value (ignition point) corresponding to the ignition distance, the threshold switch 19 switches e.g. B. from "logic zero" to "logic 1". This voltage jump can now via the coincidence circuit 20 , which was previously set to "ready" by the release switch 17 , turn on an ignition switch 21 , whereupon the charged ignition capacitor 23 is discharged onto the ignition means and thus the disassembly of the grenade or the battle head is initiated .

Die Koinzidenzschaltung 20 wird zweckmäßigerweise so ausgelegt, daß - wenn z. B. durch starke Rauschstörer ein zweites Schalten des Schwellenschalter 19 verhindert wird, obwohl die vorgegebene Zündhöhe weit unterschritten ist - das Zurückschalten des Frei­ gabeschalter 17 in Bodennähe bei sehr starkem Signal zum Zünden benutzt wird, da auch der Freigabeschalter 17 eine positive Signal­ flanke abgibt und der Schwellenschalter 19 noch auf "logisch Null" steht.The coincidence circuit 20 is expediently designed so that - if z. Is the downshifting of the free transfer switch 17 close to the ground with very strong signal used for ignition, since the release switch 17 delivers a positive signal edge and - as a second switching of the threshold switch 19 is prevented by strong noise interferers even though the predetermined initiation height is far below the threshold switch 19 is still at "logic zero".

Bei sehr starken Bodensignal in unmittelbarer Bodennähe sind die Impulse durch die Phasensprünge so schmal, daß sie praktisch kei­ nen Energiegehalt mehr haben; dann wird das Zeitglied 15 von der Diode 16 entladen und fällt der Freigabeschalter 17 in seine Aus­ gangslage zurück.With a very strong ground signal in the immediate vicinity of the ground, the pulses due to the phase jumps are so narrow that they practically have no more energy content; then the timer 15 is discharged from the diode 16 and the release switch 17 falls back into its starting position.

Der oben beschriebene Zündablauf wird anhand von Fig. 3, die eine Telemetrieaufzeichnung des Zeitverlaufs der wichtigsten Signale beim Schuß wiedergibt, nochmals erläutert. Die Entfer­ nungsangaben in Metern m beziehen sich auf die jeweilige Höhe des Zünders über dem Boden. The ignition sequence described above is explained again with reference to FIG. 3, which shows a telemetry recording of the time course of the most important signals when the shot is fired. The distances in meters m relate to the respective height of the detonator above the ground.

Die Kurve 3.1 zeigt den Verlauf der Spannung nach dem Interfe­ renzfilter 18. Man sieht, wie der Pegel des Nutzsignales im Er­ fassungsbereich des Zünders die Amplitude der Störungen, hervor­ gerufen durch Rauschen und Störfrequenzen, zunächst langsam über­ steigt bis zur Begrenzung durch den Höchstwert in der Zählschal­ tung und dann in diesem Anwendungsfall ab ≈50 m proportional mit der Annäherung an den Boden abfällt.Curve 3.1 shows the curve of the voltage after the interference filter 18 . You can see how the level of the useful signal in the detection area of the detonator increases the amplitude of the interference caused by noise and interference frequencies, slowly until it is limited by the maximum value in the counter circuit and then in this application proportionally from ≈50 m as it approaches the ground.

Beim Ansteigen des Nutzpegels und Erreichen eines vorgegebenen Schwellenwertes, der im Patentanspruch 1 mit "dritter Schwellenwert" bezeichnet ist und im Beispielsfall 10,9 V beträgt, schaltet der Schwellenschalter 19 z. B. von seiner vollen Spannung auf Span­ nung "Null", (Kurve 3.3); dieser Spannungsverlauf ist in diesem Beispiel als Spannung Uy bezeichnet.When the usable level rises and a predetermined threshold value is reached, which is referred to in patent claim 1 as "third threshold value" and is 10.9 V in the example, the threshold switch 19 switches e.g. B. from its full voltage to voltage "zero" (curve 3.3 ); this voltage curve is referred to as voltage U y in this example.

Die von der Zählschaltung 9 gelieferte überlagerte Wechselspan­ nung wird mittels des Filters 10 ausgefiltert und nur dann wei­ ter verstärkt, wenn der Verstärkerschalter 11 vom Schwellenschal­ ter 19 - wie vorher beschrieben - freigegeben wurde, der Zünder sich also im Erfassungsbereich befindet.The superimposed AC voltage supplied by the counter circuit 9 is filtered out by means of the filter 10 and only amplified further when the amplifier switch 11 has been released by the threshold switch 19 - as previously described - so that the detonator is in the detection range.

In diesem Schaltungszweig wird nun die auch im Patentanspruch 1 als solche bezeichnete zweite Zündbedingung geprüft. Ihr liegt die erste Oberwelle der Modulationsfrequenz, also 2 fm, zugrunde. Dazu wird, wie beschrieben, die Wechselspannung verstärkt, trans­ formiert, gleichgerichtet und zum Aufladen des Zeitgliedes 15 benützt (Kurve 3.4). Die Zeitkonstante dieses Gliedes ist zweck­ mäßigerweise veränderlich zu gestalten, so daß man mit ihm im Prüffeld beim Abgleich des Gerätes die Freigabezeit tx auf einen vorgegebenen Wert einstellen kann.In this circuit branch the second ignition condition, which is also referred to as such in claim 1, is now checked. It is based on the first harmonic of the modulation frequency, i.e. 2 f m . For this purpose, as described, the AC voltage is amplified, transformed, rectified and used to charge the timing element 15 (curve 3.4 ). The time constant of this element is expediently designed to be variable, so that it can be used to set the release time t x to a predetermined value in the test field when the device is being compared.

Erreicht die Gleichspannung Ug (Kurve 3.4) am Ausgang des Zeit­ gliedes 15 einen im Patentanspruch 1 als "zweiten Schwellenwert" bezeichneten, zur zweiten Zündbedingung gehörenden vorgegebenen Schwellenwert, so schaltet der Freigabeschalter 17 von z. B. vol­ ler Spannung auf Spannung "Null" (Kurve 3.2).Reaches the DC voltage U g (curve 3.4 ) at the output of the timer 15 a referred to in claim 1 as a "second threshold", belonging to the second ignition condition predetermined threshold, the release switch 17 switches from z. B. vol ler voltage to voltage "zero" (curve 3.2 ).

Nachdem nun die Bedingungen erfüllt sind, ist der Zünder "zündbereit".Now that the conditions are met, the igniter is "ready to ignite".

Außerdem ist natürlich in der Zwischenzeit der Zündkondensator 23 - wie beschrieben - aufgeladen worden.In addition, the ignition capacitor 23 has of course been charged in the meantime, as described.

Das Interferenzfilter 18 hat die Aufgabe, die für die Distanzmes­ sung störende Wechselspannungskomponenten und die durch den syste­ matischen Fehler bedingte Treppenfunktion zu glätten und außerdem die Interferenzeinbrüche zu überbrücken. Die so geglättete Zähl­ spannung (Kurve 3.1) wird zur Bestimmung des Zündpunktes benützt, und zwar auf die Weise, daß auf dem abfallenden Ast der Zählspan­ nung eine Schaltschwelle eingestellt wird, die der vorgegebenen Ansprechhöhe entspricht und bei Erreichen ein Spannungssprung von z. B. "Null" auf volle Spannung des Schwellenschalter 19 (Kurve 3.3) herbeigeführt wird. Mit den Worten des Patentanspruchs 1 ist die letztgenannte Schaltschwelle der vorgegebene "erste Schwellenwert" (im Beispielsfall 7,9 V), der zur "ersten Zündbedingung" gehört.The interference filter 18 has the task of smoothing the interfering AC components for the distance measurement solution and the staircase function caused by the systematic error and also bridging the interference dips. The so smoothed counting voltage (curve 3.1 ) is used to determine the ignition point, in such a way that a switching threshold is set on the falling branch of the counting voltage, which corresponds to the predetermined response level and when a voltage jump of z. B. "zero" is brought to full voltage of the threshold switch 19 (curve 3.3 ). In the words of claim 1, the last-mentioned switching threshold is the predetermined "first threshold value" (in the example, 7.9 V), which belongs to the "first ignition condition".

Diese Schaltschwelle wird bei der Zünderfertigung zweckmäßigerweise beim Endabgleich durch ein "Nominal" vom Prüffeld eingestellt, um so alle individuellen Toleranzen, sei es durch Frequenzhub, durch die Modulationsfrequenz oder die Demodulationskennlinie auszu­ gleichen.This switching threshold is expedient in the manufacture of detonators during the final adjustment by a "nominal" from the test field to so all individual tolerances, be it through frequency sweep, through the modulation frequency or the demodulation characteristic same.

Der Spannungssprung wird nun - wie beschrieben - zum Schalten des Zündschalters 21 über die Koinzidenzschaltung 20 benützt.The voltage jump is now - as described - used to switch the ignition switch 21 via the coincidence circuit 20 .

Als Zündschalter wird vorteilhafterweise ein Thyristor mit schnel­ ler Schaltzeit benützt.As an ignition switch, a thyristor is advantageously fast Switching time used.

Claims (7)

1. Abstandszünder zur automatischen Zündung der Explosivladung von gegen Bodenziele einsetzbaren Rohrwaffengeschossen, Raketen oder Bomben
mit einer FM-CW-Funkrückstrahlmeßeinrichtung, welche im Empfän­ ger durch Mischen des augenblicklichen Sendesignals (fs) mit dem Empfangssignal (fe*) ein Schwebungssignal (fdif* = fe* - fs) bildet
und mit einer Schaltungsanordnung, die das Zündsignal aus der Koinzidenz zweier Zündbedingungen ableitet,
deren erste darin besteht, daß der über die Frequenzmodulations­ periode (τm) gemittelte Betrag der Schwebungsfrequenz (|dif*|) einen ersten vorgegebenen Schwellenwert unterschreitet,
und deren zweite darin besteht, daß ein aus der periodischen Än­ derung der Schwebungsfrequenz abgeleitetes Signal einen zweiten Schwellenwert überschreitet,
dadurch gekennzeichnet, daß das der zweiten Zündbedingung zu­ grunde liegende Signal die erste Oberwelle der Modulationsfre­ quenz (2 fm) ist,
und daß ein Ansprechschwellenschalter (19) vorgesehen ist, der die beiden Zündbedingungen erst dann wirksam werden läßt, wenn der genannte, über die Frequenzmodulationsperiode (τm) gemittel­ te Betrag der Schwebungsfrequenz (|dif*|) einen höher als den ersten vorgegebenen dritten Schwellenwert überschritten hat. 1. Distance detonator for the automatic ignition of the explosive charge of gun barrels, missiles or bombs which can be used against ground targets
with an FM-CW radio retroreflection measuring device which forms a beat signal (f dif * = f e * - f s ) in the receiver by mixing the instantaneous transmission signal (f s ) with the reception signal (f e *)
and with a circuit arrangement which derives the ignition signal from the coincidence of two ignition conditions,
the first of which is that the amount of the beat frequency (| dif * |) averaged over the frequency modulation period (τ m ) falls below a first predetermined threshold value,
and the second is that a signal derived from the periodic change in the beat frequency exceeds a second threshold,
characterized in that the signal on which the second ignition condition is based is the first harmonic of the modulation frequency (2 f m ),
and that a response threshold switch ( 19 ) is provided, which allows the two ignition conditions to take effect only when the said amount of beat frequency (| dif * |) averaged over the frequency modulation period (τ m ) is higher than the first predetermined third threshold value has exceeded. 2. Zünder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Durch­ laßbereich des Signalkanals durch an sich bekannte Mittel die Signalverstärkung einen annähernd proportionalen Verlauf auf­ weist, wobei h = zielabstand (z. B. Höhe des Zünders über dem Erdboden).2. Detonator according to claim 1, characterized in that in through range of the signal channel by means known per se Signal amplification on an approximately proportional course points, where h = target distance (e.g. height of the detonator above the Ground). 3. Zünder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wechselspannungskomponente, die von dem Anteil der von den zwischen den halben Modulationsperioden entstehenden Phasensprün­ gen der Schwebungsfrequenz herrührt und/oder dem Anteil der von der Relativgeschwindigkeit zwischen Zünder und Boden abhängt, durch Mittel (10) ausgesiebt werden und in einem nachfolgenden Verstärker (12) erst dann verstärkt werden, wenn der über die Frequenzmodulationsperiode gemittelte Betrag der Frequenzabwei­ chung der empfangenen Schwingung von dem im Empfangsaugenblick ausgesandten Schwingungen den dritten vorgegebenen Schwellenwert überschritten hat.3. Detonator according to claim 1 or 2, characterized in that the alternating voltage component, which stems from the proportion of the phase jumps occurring between half the modulation periods and / or the proportion of which depends on the relative speed between the detonator and the ground, by means ( 10 ) are screened out and are only amplified in a subsequent amplifier ( 12 ) when the averaged over the frequency modulation period of the frequency deviation of the received vibration from the vibrations emitted at the moment of reception has exceeded the third predetermined threshold. 4. Zünder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die aus­ gesiebte verstärkte Wechselspannungskomponente auf einen Über­ trager (13), der zwei festgekoppelte Sekundärwicklungen aufweist, geschaltet ist, daß an die erste Sekundärwicklung über einen Gleichrichter der Zündkondensator (23) angeschlossen ist und an die zweite Sekundärwicklung eine Schaltungsanordnung (14, 15) zur Gewinnung einer Hilfs-Gleichspannung aus der Ausgangsspannung der Sekundärwicklung, die nach Erreichen eines vorgegebenen Schwellenwertes einen Freigabeschalter (17) steuert, der auf eine dem Zündschalter (21) vorgeschaltete Koinzidenzschaltung (20) wirkt.4. Detonator according to claim 3, characterized in that the screened amplified AC voltage component is connected to a transmitter ( 13 ) which has two fixed secondary windings, that the ignition capacitor ( 23 ) is connected to the first secondary winding via a rectifier and to the second secondary winding has a circuit arrangement ( 14 , 15 ) for obtaining an auxiliary direct voltage from the output voltage of the secondary winding which, after reaching a predetermined threshold value, controls an enable switch ( 17 ) which acts on a coincidence circuit ( 20 ) connected upstream of the ignition switch ( 21 ). 5. Zünder nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zeitglied (15) mit zwei Schwellenwerten vorgegeben ist, wo­ bei der erste Schwellenwert den nachfolgenden Verstärker (12) steuert und erst der zweite Schwellenwert auf den Freigabeschal­ ter (17) wirkt. 5. Igniter according to claim 3 or 4, characterized in that a timing element ( 15 ) is predetermined with two threshold values, where at the first threshold value controls the subsequent amplifier ( 12 ) and only the second threshold value acts on the release switch ter ( 17 ). 6. Zünder nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß an das Zeitglied (15) eine an sich bekannte Entladeschaltung (16) für dasselbe geschaltet ist.6. Igniter according to claim 5, characterized in that a known discharge circuit ( 16 ) for the same is connected to the timer ( 15 ). 7. Zünder nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Zeitglied (15) durch an sich bekannte Mittel abgleichbar ist.7. Igniter according to claim 5 or 6, characterized in that the timing element ( 15 ) can be compared by means known per se.
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FR2805047A1 (en) * 2000-02-11 2001-08-17 Sagem Method of detecting traffic using radar involves using electromagnetic wave and filtering spectral beam with target detection when beam amplitude is above set value

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