DE3145374A1

DE3145374A1 - Verfahren und einrichtung zur bekaempfung von bodenzielen mittels flugkoerper

Info

Publication number: DE3145374A1
Application number: DE19813145374
Authority: DE
Inventors: Horst Dr.-Ing. 8014 Neubiberg Kaltschmidt
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: LFK Lenkflugkoerpersysteme GmbH
Priority date: 1981-11-14
Filing date: 1981-11-14
Publication date: 1983-06-01
Also published as: DE3145374C2

Description

Verfahren und Einrichtung zur Bekämpfung von Bodenzielen
mittels Flugkörper Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bekämpfung von Bodenzielen, insbesondere Panzern, mittels mit einem Mittel-und Endphasenzielsuchkopf ausgerüstetem Flugkörper, der in der Anfangsphase im Tiefflug, im Abschnitt Mittelphase mit aufsteigender Bahn und in der Endphase im Zielanflug vonoben fliegt.
Ein Flugkörper der im Oberbegriff angegebenen Art ist aus der DE-OS 28 15 206 bekannt. In dieser Offenlegungsschrift wird ein Verfahren, Lenkflugkörper sowie Waffensystem zur Bekämpfung von Bodenzielen angegebenen. Der Flugkörper fliegt in einer ersten Phase seiner Bahn in Tiefflug. Über dem unmittelbaren Zielbereich setzt er zu einem Stechflug angenähert lotrecht nach oben an. Nach Erreichen einer vorbestimmten Höhe wird die Flugrichtung umgekehrt und der Flugkörper in einen angenähert lotrecht nach unten erfolgenden Sturzflug versetzt. Während der Endphase dieses Sturzfluges wird der Flugkörper von einem Endphasenzielsuchkopf präzisionsgesteuert.
Nachteilig bei diesem bekannten Verfahren wirkt sich aus, daß der Flugkörper praktisch bis unmittelbar im Bereich eines Zieles im Tiefflug geführt wird. Daraus folgt notwendigerweise, daß der Flugkörper selbst nicht in der Lage ist größeres Gelände mittels Suchkopf absuchen zu können.
Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß ein Zielsuchkopf mit realer Apertur in größerer Entfernung von den Zielen, diese nicht auflösen kann. Der so gesteuerte Flugkörper fliegt bei Mehrfachzielen auf den Zielschwerpunkt und daher meist zwischen die Ziele.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, welches geeignet ist einen Flugkörper in die Lage zu versetzen, Ziele schon von weiten her so aufzulösen, daß ein einzelnes Ziel auswählbar ist und im Endanflug getroffen werden kann. Darüberhinaus ist die Aufgabe gestellt, die bekannten Schwächen von Radarzielsuchköpfen auszuschalten. Es ist bekannt, daß Radarzielsuchköpfe umso leistungsfähiger sind, insbesondere mehrfachzielbekämpfungsfähig, je größer der Antennendurchmesser ist. Der Öffnungswinkel der Antennenkeule ist umgekehrt propotional dem Antennendurchmesser. Der Antennengewinn ist proportional dem Quadrat des Antennendurchmessers. Große Aperturen widersprechen jedoch den aerodynamischen .sinnvollen kleinen Flugkörper-Durchmessern.
Die gestellte Aufgabe ist durch ein Verfahren gelöst, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß der Flugkörper die Anfangs-und Mittelphase programmiert fliegt, in der Mittelphase die Koordinaten von Mehrfachzielen mittels synthetischem Apertur-Radars bestimmt werden und durch Zielauswahl - der Anflugkurs für die Endphase berechnet und programmiert wird. Der zweite Teil der Aufgabe wird dadurch gelöst, daß zur Bestimmung der Zielkoordinaten in der Mittelphase der Radarzielkopf nach dem Prinzip der synthetischen Apertur arbeitet, wobei mit einer kleinen Antenne quer zur Flugrichtung des Flugkörpers eine Fläche bestrahlt wird, die Auflösung der einzelnen Punkte innerhalb der Antennenkeule mittels der jedem reflektierendem Punkt eigentümlichen Dopplerhistorie erfolgt und im Flugkörper gespeicherte Referenzdopplerhistorien mit den empfangenen Dopplerhistorien jeden reflektierenden Punktes korreliert werden.
Die Einrichtung, mittels der in der Mittelphase der Flugbahn des Flugkörpers das Prinzip der synthetischen Apertur verwirklicht wird, ist dadurch gekennzeichnet, daß ein Speicher der binären Speicherung der Referenzdopplerhistorien dient und von dessen Ausgangssignal je Referenzdopplerhistorien Schalter für die von der Antenne empfangenen Dopplerhistorien der reflektierenden Punkte betätigbar sind, und daß hinter jedem Schalter ein Tiefpaß und ein Schwellwertdetektor vorhanden ist.
Durch die Erfindung stellen sich weitere Vorteile ein. Bekannterweise wird aus Auflösegründen und Gründen der begrenzt zur Verfügung stehenden Apertur bei Zielsuchköpfen von Flugkörpern Infrarot benutzt. Hierbei nimmt man den Nachteil mangelnder Allwetterfähigkeit, d.h. Störung durch Rauch, Nebel und dgl. in Kauf. Mit der Erfindung wird auch dieser Nachteil beseitigt, da ein Flugkörper vorgeschlagen wird, der einen Zielsuchkopf aufweist, der hochauflösend wie Infrarot ist und doch allwetterfähig eingesetzt werden kann.
Es handelt sich daher bei der Erfindung letztlich um eine Kombination der aus Verwundbarkeitsgründen indirekten Flugbahn mit Synthetikapertur Radarprinzipien und einer einfachen Auswertung der empfangenen Signale.
Die Erfindung ist anhand der Fig. näher erläutert. Dies zeigen Fig. la eine Flugbahn eines Flugkörpers in der Seitensicht Fig. lb die Flugbahn in der Draufsicht Fig. 2 einen Flugkörper mit Antennenkeule und abgetastetem Gelände Fig. 3 das Prinzipschaltbild einer Verarbeitungseinheit Wie in der Fig. la dargestellt, überfliegt ein Flugkörper 1 ein Gelände 12. Die Flugbahn 2 des Flugkörpers 1 ist in drei Phasen eingeteilt. Diese sind die Anfangsphase, die Mittelphase und die Endphase. Von oben gesehen fliegt der Flugkörper nicht direkt auf das Ziel sondern zunächst einen Kurs der seitlich am Ziel vorbeiführen würde. So ist in der Mittelphase die Voraussetzung zur Anwendung des Prinzips der Synthetikapertur gegeben. Erst in der Endphase erfolgt der direkte Zielanflug (vgl. Seiten-, Fig. la und Draufsicht Fig. lb der Flugbahnen). In der Anfangsphase fliegt der Flugkörper aus Verwundbarkeitsgründen entsprechend den Stand der Technik, wie er in der DE-OS 285 206 dargestellt ist, im Tiefflug. Nach Verstreichen einer gewissen Flugzeit geht der Flugkörper, entweder vom Bodenpersonal gesteuert oder aber auch vorprogrammiert, in der Mittelphase in eine ansteigende Flugbahn über. Bei dieser ansteigenden Flugbahn handelt es sich keineswegs um eine Extremität wie beim Stand der Technik, bei der ja unmittelbar nach Beendigung de Tiefflugphase in einen nahezu lotrechten Flug übergegangen wird. Die ansteigende Flugbahn nach der Erfindung befähigt jetzt den Flugkörper 1 mit seiner Antenne, die den Öffnungswinkel 9aH 70o ;t aufweist, quer zur Flugrichtung das Gelände zu beleuchten und die Siganle von allen dort befindlichen Reflexionspunkten zu empfangen. Wie bereits kurz ausgeführt, kann die Anfangsphase, aber auch die Mittelphase programmiert durchflogen werden. In der Mittelphase werden die Koordinaten von Mehrfachzielen 3,4 bestimmt.
Hierbei handelt es sich in aller Regel um Panzer. Es erfolgt danach eine Zielauswahl, die z.B. stochastisch erfolgen kann. Sodann wird der Anflugkurs für die Endphase ausgerechnet und programmiert.
Es kann vorgesehen sein, daß erst in der Endphase der Endphasenzielsuchkopf eingeschaltet wird, so daß nur noch ein Ziel in der Antennenkeule 7 erscheint (siehe Fig. 2). Dieser letzte Teil des Zielanfluges ist nicht Gegenstand dieser Erfindung und ist darüber hinaus aus dem Stand der Technik geläufig.
Zum besseren Verständnis dieses Sachverhaltes ist in der Fig. lb die Flugbahn des Flugkörpers noch einmal in der Draufsicht dargestellt.
Neben der relativ späten Zuschaltung des Zielsuchkopfes, was zur Folge hat, daß dieser sich lediglich mit nur einem Ziel befassen muß, kann der Zielsuchkopf auch früher eingeschaltet werden, so daß dann mehr als ein Ziel in der Antennenkeule erscheint. Hierzu wird vorausgesetzt, daß im Unterschied zu den bisher bekannten Verfahren die Mehrfachziellokalisation bekannt ist. Es kann daher auch dem Mehrfachsignal Rechnung getragen werden, so daß in der Endphase nicht etwa der Mehrfachzielschwerpunkt angesteuert wird, sondern eine bestimmte Ablage so eingehalten wird, daß im Endeffekt ein einziges Ziel angesteuert wird.
Anhand der Fig. 2, 3 soll nun das erfindungsgemäße vereinfachte Prinzip der synthetischen Apertur näher erläutert werden.
Dieses Verfahren beruht darauf, daß mit einer kleinen Antenne 6 quer zur Flugbahn des Flugkörpers 1 eine Fläche bestrahlt wird. Die Auflösung von einzelnen reflektierenden Punkten X1l bis X44 innerhalb der Antennenkeule 7 der Antenne 6 geschieht dadurch, daß jeder der reflektierenden Punkte X11 bis X44 mit einer ihm eigentümlichen Dopplerhistorie antwortet. Der Empfänger im Radarsuchkopf empfängt mithin ein Gemisch von Dopplerhistorien. Durch Korrelation mit im Empfänger gespeicherten oder generierten Referenzdopplerhistorien die erfindungsgemäß durch einfaches gesteuertes Schalten erfolgt, werden die einzelnen Punkte, entsprechend dem Ziele, herausgeholt.
Aus Fig. 3 ist entnehmbar, daß die binär gespeichert oder erzeugten Referenzdopplerhistorien X'1l, X'12, X'13 Schalter 9a, 9b, 9c usw. betätigen, so daß das aktuelle Dopplerhistoriengemisch, wie es von der Antenne 6 empfangen und weitergegeben wird, durchgeschaltet wird. Hinter den Schaltern 9a, 9b, 9c usw. befinden sich Tiefpäße 10a, 10b, 10c usw.
sowie Schwellwertdetektoren lla, llb, llc usw. Es entsteht somit hinter den Schaltern 9a, 9b, 9c usw. durch einfache Tiefpaßfilterung ein Signal, welches proportional der Rückstreuintensität eines bestimmten reflektierenden Punktes (Zieles) ist.
Leerseite

Claims

Verfahren und Einrichtung zur Bekämpfung von Bodenzielen mittels Flugkörper P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Verfahren zur Bekämpfung von Bodenzielen, insbesondere Panzern, mittels mit einem Mittel- und Endphasen-Zielsuchkopf ausgerüstetem Flugkörper, der in der Anfangsphase im Tiefflug, im Abschnitt Mittelphase mit aufsteigender Bahn und in der Endphase im Zielanflug von oben fliegt, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß - der Flugkörper (1) die Anfangs- und Mittelphase programmiert fliegt, - in der Mittelphase die Koordination von Mehrfachzielen (3, 4) mittels Radarzielsuchkopf bestimmten werden und durch Zielauswahl der Anflugkurs für die Endphase berechnet und programmiert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t S daß - zur Bestimmung der Zielkoordinaten in der Mittelphase das Prinzip des synthetischen Apertur-Radars (SAR) angewendet wird, wobei - mit einer kleinen Antenne (6) quer zur Flugrichtung des Flugkörpers (1) eine Fläche bestrahlt wird, - die Auflösung der einzelnen Punkte innerhalb der Antennenkeule (7) mittels der jedem reflektierenden Punkt (X1l, X12, X13) eigentümlichen Dopplerhistorie erfolgt und - in Flugkörper gespeicherte Referenzdopplerhistorien (X'11, X'12, X'13) mit den empfangenen Dopplerhistorien jeden reflektierenden Punktes (X11, X12, X korreliert werden.
3. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß ein Speicher (8) der binären Speicherung der Referenzdopplerhistorien (X'1l, X'12, X'13) dient und von dessen Ausgangssignalen je Referenzdopplerhistorie (X'1l, 12' X' 13) Schalter (9a, 9b, 9c) für die von der Antenne (6) empfangenen Dopplerhistorien der reflektierenden Punkte (X1l, X12, X13) betätigbar sind, und daß hinter jedem Schalter (9a, 9b, 9c) ein Tiefpaß (loa, lOb, lOc) und ein Schwellwertdetektor (lla, llb, llc) vorhanden ist.