DE3145374C2 - Verfahren und Einrichtung zur Bekämpfung von Bodenzielen mittels Flugkörper - Google Patents

Verfahren und Einrichtung zur Bekämpfung von Bodenzielen mittels Flugkörper

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Abstract

Die Erfindung befaßt sich mit einem Verfahren zur Bekämpfung von Bodenzielen, insbesondere Panzern, mittels Flugkörper (1). Die Flugbahn des Flugkörpers (1) ist in drei Phasen unterteilt, die Anfangs-, Mittel- und Endphase. In der Anfangsphase fliegt der Flugkörper (1) in Tiefflug, in der Mittelphase in einer aufsteigenden seitlich vom Ziel abliegenden Bahn, welche ihm ermöglicht, das Gelänge in SAR-Mode nach Zielen abzusuchen, und in der Endphase im Zielanflug von oben auf ein Ziel. Anfangs- und Mittelphase werden programmiert geflogen. In der Mittelphase werden die Koordinaten von Mehrfachzielen mittels Radarzielsuchkopf bestimmt und durch Zielauswahl der Anflugkurs für die Endphase berechnet und programmiert. Um die Antenne (6) aufgrund der Bau eigen tümlichkeiten von schlanken Flugkörpern klein halten zu können, wird mit einer Synthetikapertur gearbeitet. In einem Speicher (8) sind binär Referenzdopplerhistorien (XΔ ↓1 ↓1, XΔ ↓1 ↓2, XΔ ↓1 ↓3) abgelegt. Die von der Antenne (6) empfangenen Dopplerhistorien (X ↓1 ↓1, X ↓1 ↓2, X ↓1 ↓3) der reflektierenden Punkte werden über Schalter (9a, 9b, 9c), welche über den Speicher (8), der die Referenzdopplerhistorien enthält bedient werden, auf einen Tiefpaß (10a, 10b, 10c) und dahinter befindlichen Schwellwertdetektor (11a, 11b, 11c) gegeben. Es wird somit eine sehr einfache Verarbeitung der anstehenden Signale erreicht.

Description

— 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 (Xu, Au, Xu) eigentümlichen Dopplerhistorie erfolgt und
— im Flugkörper gespeicherte Referenz-Dopplerhistorien (X'\u X'n, X'\i) mit den empfangenen Dopplerhistorien jedes reflektierenden Punktes (Xw, Xn, X\3) korreliert werden.
3. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gek anzeichnet, daß ein Speicher (8) der binären Speicherung der Referenz-Dopplerhistorien (X'w, X'n, X'n) dient und von dessen Ausgangssignalen je Referenz-Dopplerhistorie (X'w, X'n. X'n) Schalter (9a, 9b, 9c) für die von der Antenne (6) empfangenen Dopplerhistorien der reflektierenden Punkte (Xw, Xn, X'n) betätigbar sind, und daß hinter jedem Schalter (9a, 9b, 9c) ein Tiefpaß (10a, 106. 1Oc^ und ein Schwellwertdetektor (IU Wb1Wc) vorhanden sind.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bekämpfung von Bodenzielen, insbesondere Panzern, mittels mit einem Mittel- und Endphasenzielsuchkopf ausgerüstetem Flugkörper, der mit Hilfe einer programmierbaren Steuerung in der Anfangsphase im Tiefflug, in der Mittelphase mit aufsteigender Bahn und in der Endphase im Zielanflug auf einer nach unten geneigten Bahn 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 angegeben. 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
ίο Flugkörper fliegt bei Mehrfachzielen auf den Zielschwerpunkt und daher meist zwischen die Ziele.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, welches geeignet ist, einen Flugkörper in die Lage zu versetzen, Ziele schon von weitem her so aufzulösen, daß ein einzelnes Ziel auswählbar ist und im Endanflug getroffen werden kann. Darüber hinaus sind bei der Lösung der Aufgabe die bekannten Schwächen von Radarzielsuchköpfen auszuschalten. Es ist bekannt, daß Radarzielsuchköpfe um so leistungsfähiger sind, insbesondere mehrfachzielbekämpfungsfähig, je größer der Antennendurchmesser ist. Der öffnungswinkel der Antennenkeule ist umgekehrt proportional dem Antennendurchmesser. Der Antennengewinn ist proportional dem Quadrat des Antennendurchmessers. Große Aperturen widersprechen jedoch den aerodynamisch sinnvollen kleinen Flugkörper-Durchmessern.
Die gestellte Aufgabe wird gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens nach Anspruch 1 ist vorgesehen, daß 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 Referenz-Dopplerhistorien mit den empfangenen Dopplerhistorien jedes 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 Referenz-Dopplerhistorien dient und von dessen Ausgangssignal je Referenz-Dopplerhistorie 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.
y\ 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 u. 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 Figur näher erläutert. Es zeigt
Fig. la eine Flugbahn eines Flugkörpers in der Seitensicht,
F ig. Ibdie Flugbahn in der Draufsicht,
F i g. 2 einen Flugkörper mit Antennenkeule und abgetastetem Gelände,
F i g. 3 das Prinzipschaltbild einer Verarbeitungseinheit.
Wie in der F i g. 1 a 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 Flugko.per 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. Fig. la und Draufsicht Fig. Ib der Flugbahnen). In der Anfangsphase fliegt der Flugkörper aus Verwundbarkeitsgründen entsprechend dem Stand der Technik, wie er in der DE-OS 28 15 206 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 eir.c Extremität wie beim Stand der Technik, bei der ja unmittelbar nach Beendigung der Tiefflugphase in einen einzelnen nahezu lotrechten Flug übergegangen wird. Die ansteigende Flugbahn nach der Erfindung befähigt jetzt den Flugkörper 1 mit seiner Antenne, die den Öffnungswinkel
Anhand der F i g. 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 8 bestrahlt wird. Die Auflösung von einzelnen reflektierenden Punkten Xn bis X« innerhalb der Antennenkeule 7 der Antenne 6 geschieht dadurch, daß jeder der reflektierenden Punkte Xu bis Xu mit einer
ίο ihm eigentümlichen Dopplerhistorie antwortet Der Empfänger im Radarsuchkopf empfängt mithin ein Gemisch von Dopplerhistorien. Durch Korrelation mit im Empfänger gespeicherten oder generierten Referenz-Dopplerhistorien, die durch einfaches gesteuertes Schalten erfolgen kann, werden die einzelnen Punkte, entsprechend dem Ziele, herausgeholt
Aus F i g. 3 ist entnehmbar, daß die binär gespeichert oder erzeugten Referenz-Dopplerhistorien X'w, X'n, X'\ 3 Schalter 9a, 9b, 9c usw. betätigen, so daß das aktuei-Ie Dopplerhistoriengemisch, wie es \c der Antenne 6 empfangen und weilergegeben wird, üar';hgesi;haltet wird. Hinter den Schaltern 9a, 9b, 9c usw. befinden sich Tiefpässe 10a, 10Z>, 10c usw. sowie Schwellwertdetektoren 11a, 11 b, lic usw. Es besteht somit hinter den Schaltern 9a, 9h. 9c usw. durch einfache Tiefpaßfilterung ein Signal, welches proportional der Rückstreuintensität eines bestimmten reflektierenden Punktes (Zieles) ist.
<Ph
70° -j
Hierzu 2 Blatt Zeichnunger.
aufweist, quer zur Flugrichtung das Gelände zu beleuchten und die Signale 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 Anflugkurr für die Endphase ausgerechnet und programmiert
Es kann vorgesehen sein, daß erst in der Endphase der EndphasenzielsuchkoDf 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 Sachverhalts ist in der Fig. Ib die Flugbahn des Flugkörpers noch einmal in der Draufsicht dargestellt
Neben der relativ spaten 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. Im Endanflug kann der Zielsuchkopf nur im Real-Apertur-Mode betrieben werden, da eine direkte Annäherung an das Ziel keine differenzierte Dopplerhistorie ergibt. Der Zielsuchkopf kann bei Anflugverfahren nach dem Stand der Technik im Endanflug mehrere Einzelziele als ein Großziel deuten, wodurch die Steuersignale so erzeugt werden, daß der Flugkörper durch die Ziele hindurchfliegt. Durch die Zielauslöcun^ nach der Art des angemeldeten b5 Verfahrens wird ein Korrektursignal der Steuerung des nach dem Zielschwerpun'a fliegenden Flugkörpers überlagert, so daß ein ausgewähltes Ziel getroffen wird.

Claims (2)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Bekämpfung von Bodenzielen, insbesondere Panzern, mittels mit einem Mittel- und Endphasen-Zielsuchlcopf ausgerüsteten Flugkörper, der mit Hilfe einer programmierbaren Steuerung in der Anfangsphase im Tiefflug, in der Mittelphase mit aufsteigender Bahn und in der Endphase im Zielanflug, auf einer nach unten geneigten Bahn fliegt dadurch gekennzeichnet, daß in der Mittelphase des Fluges während einer aufsteigenden Bahn das Ziel aufgefaßt wird und die Zielkoordinaten von Mehrfachzielen (3,4) mittels Radar-Zielsuchkopf im SAR-(synthetische-Apertur-Radar-)Mode bestimmt werden und diese in der Endphase des Zielanfluges zur Zielauswahl und zur Berechnung und Programmierung des Anflugkurses dienen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
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