DE3227627B3 - Aircraft with a radar system - Google Patents
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Abstract
Luftfahrzeug mit einem Radarsystem, dadurch gekennzeichnet, daß eine im wesentlichen ebene Antennenanordnung an einer unteren Seite einer Tragfläche so angeordnet ist, daß sie sich während des Fluges quer zum Rumpf des Fahrzeugs erstreckt und ein Ansprechschema in Form eines Strahles erzeugt, der im Azimut schmaler als in der Höhe ist, und daß der Antennenanordnung eine Schaltung zugeordnet ist, um ein Radarsignal auszusenden oder zu empfangen.aircraft with a radar system, characterized in that a in Essentially planar antenna arrangement on a lower side of a wing is arranged so that they while the flight extends across the fuselage of the vehicle and a response scheme in the form of a beam narrower in azimuth than in the Height is, and that the Antenna arrangement is associated with a circuit to a radar signal to send or receive.
Description
Die Erfindung betrifft ein Luftfahrzeug mit einem Radarsystem und insbesondere Radarsysteme, die in einem in der Endphase gelenkten Sekundärgeschoß verwendet werden.The The invention relates to an aircraft with a radar system and in particular Radar systems used in a final stage steered secondary projectile become.
Es sind Infrarotsensoren bekannt, jedoch wird deren Wirksamkeit im Betrieb durch Wolken oder Nebel, insbesondere bei Anwendung im Luftraum begrenzt. Im Gegensatz dazu ist bei Verwendung von Radarfrequenzen dieses Problem verhältnismäßig unwichtig, und daher werden vorzugsweise bei Lenkungs- oder Überwachungssystemen von Luftfahrzeugen Radarsysteme eingesetzt. Ein hierfür benutztes bekanntes Radarsystem enthält eine ebene Antennenanordnung, die zur Erleichterung der Abtastung kardanisch gelagert ist, und die gesamte Anordnung befindet sich normalerweise in der Nase des Fahrzeuges und ist durch eine Kuppel geschützt. Ein komplizierter mechanischer Aufbau dieser Art ist verhältnismäßig teuer, und die Kuppel, die bei Wellenlängen von Millimetern dünner als 1,5 mm sein sollte, kann kaum ausreichend robust konstruiert werden. Ferner ist im Falle eines Sekundärgeschosses der verfügbare Raum für ein Radarsystem der oben beschriebenen Art ziemlich begrenzt, und daher könnte ein solches System die Wirksamkeit einer ebenfalls in der Nase angeordneten geformten Ladung beeinträchtigen.It Infrared sensors are known, but their effectiveness in Operation through clouds or fog, especially when used in the airspace limited. In contrast, when using radar frequencies this problem is relatively unimportant, and therefore are preferred in steering or monitoring systems used by aircraft radar systems. A used for this contains known radar system a planar antenna arrangement, which facilitates the scanning gimbaled, and the entire assembly is located usually in the nose of the vehicle and is through a dome protected. One complicated mechanical structure of this kind is relatively expensive and the dome, at wavelengths thinner by millimeters than 1.5 mm, can hardly be designed sufficiently robust. Furthermore, in the case of a secondary storey the available one room for a radar system of the type described above quite limited, and therefore could such a system the effectiveness of a likewise arranged in the nose affect shaped cargo.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Radarsystem für ein Luftfahrzeug zu schaffen, bei dem die oben beschriebenen Schwierigkeiten weitgehend vermieden werden.Of the The present invention is based on the object, an improved Radar system for to create an aircraft in which the difficulties described above be largely avoided.
Die gestellte Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß eine im wesentlichen ebene Antennenanordnung an einer unteren Seite einer Tragfläche so angeordnet ist, daß sie sich während des Fluges quer zum Rumpf des Fahrzeuges er streckt und ein Ansprechschema in Form eines Strahles erzeugt, der im Azimut schmaler als in der Höhe ist, und daß der Antennenanordnung eine Schaltung zugeordnet ist, um ein Radarsignal auszusenden oder zu empfangen.The Asked object is according to the invention solved by that one arranged substantially planar antenna array on a lower side of a support surface is, that you during the Flight across the fuselage of the vehicle he stretches and a response scheme generated in the form of a beam that is narrower in azimuth than in height, and that the Antenna arrangement is associated with a circuit to a radar signal to send or receive.
Vorzugsweise handelt es sich bei dem Luftfahrzeug um ein in der Endphase gelenktes Sekundärgeschoß.Preferably If the aircraft is an end-of-the-line vehicle Secondary projectile.
Mit einer Anordnung dieser Art ist es möglich, einen nach vorn gerichteten Strahlenfächer zu erzeugen, der eine verhältnismäßig große Breite in der Höhe (etwa 30°) und eine geringe Breite im Azimuth (etwa 4°) besitzt.With an arrangement of this kind, it is possible a forward facing ray fan to produce a relatively large width in height (about 30 °) and a small width in azimuth (about 4 °).
Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist die Antennenanordnung auf den Flügeln des Fahrzeugs angebracht. Der Flügel selbst kann eine im wesentlichen rechteckige Form oder eine davon abweichende Form besitzen, wobei die Antennenanordnung an einen im wesentlichen rechteckigen Bereich des Flügels angepaßt ist. Im Betrieb des Systems können die Antennen fest in bezug auf den Rumpf angeordnet sein, wobei die Abtastung des resultierenden Strahlenfächers über dem Boden durch geeignete Manövrierung des Fahrzeugs erfolgt. Stattdessen kann die Abtastung aber auch durch Bewegung der Flügel in bezug auf den Rumpf des Fahrzeuges bewirkt werden.at an embodiment The invention relates to the antenna arrangement on the wings of the Vehicle attached. The wing itself may be a substantially rectangular shape or one of them have different shape, the antenna arrangement to a is adapted substantially rectangular area of the wing. In operation of the system can the antennas are fixedly arranged with respect to the hull, wherein the scanning of the resulting fan beam above the ground by suitable maneuvering of the vehicle. Instead, the sampling can also be done by movement of the wings be effected with respect to the hull of the vehicle.
Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann die Antenne an zwei keinen Auftrieb erzeugenden Elementen angeordnet werden, die sich entlang einer gemeinsamen Achse beiderseits der Nase des Fahrzeuges erstrecken und während des Horizontalfluges in einer im wesentlichen horizontalen Ebene liegen. Der Nasenteil des Fahrzeugs kann um die Achse des Rumpfes drehbar sein und mit Rotorblättern versehen werden, die diese Drehung bewirken, wenn das Fahrzeug sich entlang seiner Flugspur vorwärtsbewegt, und auf diese Weise wird eine wiederholte Abtastung des vor dem Fahrzeug befindlichen Gesichtsfeldes erreicht.at another embodiment According to the invention, the antenna can generate at two buoyancy Elements are arranged, which are along a common Axle extend on both sides of the nose of the vehicle and during the horizontal flight lie in a substantially horizontal plane. The nose part the vehicle may be rotatable about the axis of the fuselage and with rotor blades be provided, which cause this rotation when the vehicle is moving along his flight track, and in this way, a repeated scan of the before Vehicle located visual field reached.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der Zeichnung stellen dar:The Invention will now be described with reference to the drawing embodiments explained in more detail. In of the drawing represent:
Es ist im allgemeinen erwünscht, daß ein Radarsystem bei Verwendung beispielsweise im Leitsystem eines in der Endphase gelenkten Sekundärgeschosses in der Lage ist, ein Ziel innerhalb eines annähernd kreisförmigen Bereiches auf dem Boden – in der Regel mit einem Radius von 500 m – zu suchen und ein Ziel in einer Entfernung von wenigstens 1 km zu erfassen. Das Sekundärgeschoss selbst ist üblicherweise aerodynamisch geformt, so daß es gleitet und seine Höhe während einer Suchphase aufrechterhält, bis das Ziel identifiziert worden ist und ein Depressionswinkel von etwa 45° vorhanden ist. Das Sekundärgeschoss tritt dann in seine Endphase ein und geht in einen steileren Abstieg über, um auf das Ziel zuzusteuern.It is generally desirable the existence Radar system when used for example in the control system of an in the final phase steered secondary projectile is able to target within an approximately circular area on the floor - in usually with a radius of 500 m - to search and a destination in a distance of at least 1 km. The secondary storey itself is common aerodynamically shaped so that it slides and its height while maintains a search phase, until the target has been identified and a depression angle of about 45 ° present is. The secondary storey then enters its final phase and goes into a steeper descent to towards the destination.
In
der schematischen Seitenansicht gemäß
Es können natürlich auch anders bemessene Antennenanordnungen verwendet werden, jedoch wurde gefunden, daß im allgemeinen eine Antenne, die benötigt wird, um einen Strahlenfächer zu erzeugen, bei brauchbarem Erfassungsbereich und brauchbarer Auflösung eine Apertur erfordert, die breiter ist als der körperliche Durchmesser von üblichen in der Endphase gelenkten Sekundärgeschossen (beispielsweise besitzen verhältnismäßig große Sekundärgeschosse Durchmesser in der Größenordnung von 80–100mm).It can Naturally also different sized antenna arrangements are used, but has been found that in the In general, an antenna needed to add a fan beam produce, with usable detection range and usable resolution one Aperture requires, which is wider than the physical diameter of usual in the final phase steered secondary projectiles (For example, have relatively large secondary floors Diameter in the order of magnitude from 80-100mm).
Es sei bemerkt, daß bei Verwendung eines Strahlenfächers dieser Art die Abtastung verhältnismäßig langsam mit einem einzelnen Schwenk oder einer kleinen Anzahl von Schwenks bewirkt werden kann, und dies erfordert ein kompliziertes Abtastsystem, wie es bisher verwendet wurde.It be noted that at Use of a fan of light This type of sampling relatively slow with a single pan or a small number of pans can be effected, and this requires a complicated scanning system, as it was previously used.
Bei
dem in
Bei
diesem Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist ein einzelner Flügel
Ein
Beispiel für
eine feste Flügelanordnung der
oben beschriebenen Art ist in
Bei
der Querschnittsdarstellung des Geschosses in
Das
Sekundärgeschoss
wird im Flug mittels einer vertikalen Schwanzflosse
Ein
mittlerer Teil des Flügels,
der durch den gestrichelten Bereich in
Um
wie zuvor erläutert
die Flügelanordnung in
der verstauten Lage gegen die vorspannende Wirkung der Feder zu
halten, ist ein gemeinsamer Verriegelungsmechanismus für die Flügelan ordnung,
die Schwanzflosse und die Schwanzebenen vorgesehen, und dies ist
in der Seitenansicht des hinteren Teils des Sekundärgeschosses
in
Aus
den
Der
Flügel
besteht aus einem Schaum hoher Dichte (etwa 0,25 g/cc und trägt ein Antennenpaneel P
aus 1/16'' RT Duroid, das in
die Unterseite eingesetzt ist. Aus den Querschnittsdarstellungen
von
Bei
dem dargestellten Ausführungsbeispiel enthält die Anordnung
Eine
vergrößerte Ansicht
einer Unteranordnung mit der zugeordneten Zuführungsleitung ist in
Der
Azimut-Leistungsteiler enthält
eine gemeinsame Zuleitung mit 24 Wegen, die in
Der Antennengewinn der oben beschriebenen Anordnung, bei der Verluste in der Zuführung berücksichtigt sind, beträgt etwa 20 dB.Of the Antenna gain of the arrangement described above, in the losses in the feeder considered are, is about 20 dB.
Es sei bemerkt, daß auch andere Zuführungsanordnungen verwendet werden können. Insbesondere kann jede Höhenzuführung aus einer gemeinsamen 6-Wege-Zuführung bestehen, die unmittelbar mit den eine jeweilige Untergruppe bildenden Fleckenresonatoren verbunden ist. Die Azimut-Zuführung kann andererseits einen in der Mitte eingespeisten Leistungsteiler enthalten, der sich entlang des Zuführungspaneels erstreckt. Sowohl die gemeinsame Zuführung als auch die mittlere Zuführung können aus Mikrostreifen bestehen. Stattdessen können auch am Ende eingespeiste Höhen- oder Azimut-Leistungsteiler aus Mikrostreifen verwendet werden. Ferner können anstelle von Fleckenradiatoren auch Schlitzradiatoren zur Bildung der Antennengruppe verwendet werden.It be noted that too other delivery arrangements can be used. In particular, each height feed can be off a common 6-way feeder exist directly with the respective subgroup forming patch resonators connected is. The azimuth feeder on the other hand can be a power divider fed in the middle included, which extends along the feed panel. Either the common feeder as well as the middle feeder can out Microstrip exist. Instead, can also be fed in the end Altitude or azimuth power divider be used out of microstrip. Further, instead of spot radiators, too Slot radiators are used to form the antenna array.
Obwohl
ein einzelner Flügel
der oben beschriebenen Art in Längsrichtung
eines verhältnismäßig großen Sekundärgeschosses
mit einer Länge von
650 mm und einem Durchmesser von 100 mm verstaut werden kann, ist
dies nicht möglich
bei einem verhältnismäßig kleinen
Sekundärgeschoss
mit einer Länge
von 400 mm und einem Durchmesser von 80 mm. In diesem Falle kann
der Flügel
in zwei Teile
Mit festen Flügelanordnungen der oben beschriebenen Art, d.h. bei Anordnungen, bei denen der Flügel in einer festen Lage am Rumpf des Sekundärgeschosses ausgefahren ist, wird die Abtastung des Strahlenfächers im Azimut während der Suchphase durch geeignetes Manövrieren des Sekundärgeschosses beim Flug bewirkt. Beispielsweise wird eine "Twist- and Steer-Technik" (manchmal auch als "Roll- and Steer-Technik" bezeichnet) verwendet, wobei das Sekundärgeschoss um eine Achse des Rumpfes rollt, um eine Abtastung des Radarstrahls im Azimut zu bewirken und in Abhängigkeit von empfangenen Radarinformationen in Richtung auf das Ziel gelenkt wird. Zunächst wird ein verhältnismäßig weiter Schwenk (vorzugsweise von + 22 1/2°) im Azimut ausgeführt, jedoch nach Lokalisierung des Ziels wird. das Sekundärgeschoss in Richtung auf dieses gelenkt, und damit kann das Ausmaß der Abtastung reduziert werden.With fixed wing arrangements of the type described above, i. in arrangements where the wing in a fixed position on the fuselage of the secondary projectile, becomes the scan of the fan of rays in azimuth during the search phase by suitable maneuvering of the secondary projectile effected during the flight. For example, a "twist and steer technique" (sometimes referred to as "roll and steer technique") is used, wherein the secondary storey rolls around an axis of the fuselage to make a scan of the radar beam in Azimuth effect and depending from received radar information directed towards the destination becomes. First will be a relatively further Pivoting (preferably + 22 1/2 °) in azimuth, however after localization of the target becomes. the secondary storey directed towards this, and with that can the extent of Scanning can be reduced.
Eine Abtastung der Antenne über einen verhältnismäßig weiten Abtastwinkel wird nur für eine oder zwei Abtastungen erforderlich, nachdem ein geeignetes Ziel lokalisiert worden ist. Für dieses Manöver wird vorzugsweise ein "Fassrollen" verwendet, wobei das Sekundärgeschoss 360° um eine Achse gedreht wird, die parallel zur Längsachse des Körpers aber versetzt zu dieser verläuft. Eine Steuerung des Rollens wird in diesem Falle durch geeignete Einstellung der Neigung der Schwanzebenen bewirkt.A Scanning the antenna over a relatively wide Scanning angle is only for one or two scans required after a suitable one Target has been located. For this maneuver Preferably, a "barrel rolls" is used, wherein the secondary storey 360 ° around An axis is rotated parallel to the longitudinal axis of the body though offset to this runs. A control of rolling is in this case by appropriate adjustment causes the inclination of the tail planes.
Nachdem das Sekundärgeschoss in eine Position manövriert worden ist, in der das Ziel einen Depressionswinkel von etwa 45° einnimmt, wird die Einleitung der Endphase bewirkt, bei der ein Übergang in einen verhältnismäßig steilen Abstieg er- folgt. Das Ziel kann dann unter Verwendung einer Empfangsantenne verfolgt werden, die dem halbkugelförmigen Nasenteil des Sekundärgeschosses entspricht, wobei die Antenne auf dem Flügel als Sendeantenne zur Bestrahlung des Zielbereiches verwendet wird. Durch geeignete Einspeisung der Antenne kann ein Monoimpulsbetrieb erreicht werden, um Messungen sowohl der Entfernung als auch des Winkelfehlers (im Azimut oder in der Höhe) in Abhängig- keit von der verwendeten Antennenform zu gewinnen. Die Monoim- pulstechnik ist beispielsweise beschrieben in "Introduction to Radar Systems" Skolnik International Student Edition, Seiten 176 bis 179 McGraw Hill.After this the secondary storey maneuvered into a position in which the target has a depression angle of about 45 °, the initiation of the final phase is effected, at which a transition in a relatively steep Descent follows. The target can then be tuned using a receive antenna be tracked, the hemispherical nose part of the secondary story corresponds, with the antenna on the wing as a transmitting antenna for irradiation of the target area is used. By suitable feed of the Antenna can be achieved a mono pulse operation to take measurements both the distance and the angle error (in azimuth or in height) dependent on to gain from the antenna shape used. The mono-pulse technique is described, for example, in "Introduction to Radar Systems" Skolnik International Student Edition, pages 176-179 McGraw Hill.
Gemäß
Um
ein Antennenansprechschema zu erzeugen, das entlang der Achse des
Sekundärgeschosses
weist, ist es erforderlich, Phasenverschiebungen bei entsprechenden
Elementen einzuführen,
um dadurch die Krümmung
der Nase zu berücksichtigen.
Es kann erwünscht sein, gekreuzte horizontale und vertikale konforme Antennenanordnungen zu verwenden, um ein Maß des Winkelfehlers sowohl in der Höhe als auch im Azimut zu gewinnen.It can be desired be crossed horizontal and vertical conformal antenna arrangements too use a measure of Angular error both in height to win as well as in azimuth.
Bei
einer anderen; in
Die
oben beschriebenen Anordnungen beziehen sich auf eine Monoimpuls-Verfolgung.
Durch geeignete Speisung der Nasenantenne kann jedoch auch ein schielendes
Ansprechschema erzeugt werden, das konisch durch eine Spin-Bewegung
des schnell niedergehenden Sekundärgeschosses um seine Rumpfachse
abgetastet werden kann, wenn dieses auf das Ziel lossteuert. Stattdessen
kann auch nur der Nasenteil des Rumpfes in Drehung versetzt werden.
Die Mittel, mit denen dies erreicht wird, werden später anhand
von
Die Nasenantenne kann sowohl zum Senden als auch zum Empfangen verwendet werden, und bei einem weiteren Ausführungsbeispiel ist es möglich, die Flügelantennenanordnung im Monoimpulsbetrieb arbeiten zu lassen, indem sie zentral unter Verwendung einer Hybridverbindung eingespeist wird, wobei in der Endphase ein Maß für den Winkelfehler im Azimut des Ziels gewonnen wird.The Nose antenna can be used both for sending and for receiving be, and in a further embodiment, it is possible to Wing antenna array to operate in mono-pulse mode, by centrally under Use of a hybrid compound is fed, wherein in the Final phase a measure of the angle error in the azimuth of the target.
Die oben beschriebene "Twist and Steer-Steuerung" ist in der Ausführung verhältnismäßig einfach, sie hat jedoch den Nachteil, daß die Funktion des Lenkens des Sekundärgeschosses in Richtung auf das Ziel bewirkt, daß der Strahlenfächer sich vom Ziel fortbewegt.The described above "Twist and Steer Control " in the execution relatively easy, However, it has the disadvantage that the function of steering the secondary storey towards the target causes the fan of rays to become away from the destination.
Bei
einer anderen Technik wird eine zusätzliche vertikale Tragfläche
Es sei bemerkt, daß ein Luftfahrzeug (z.B. ein in der Endphase gelenktes Sekundärgeschoss) bei Verwendung einer "Twist and Steer-Steuerung" insbesondere auf Rollen ansprechen sollte, und dies kann unter Verwendung der an dem Fahrzeug angebrachten Flossen erreicht werden.It be noted that a Aircraft (e.g., a final-stage guided secondary projectile) Using a "twist and Steer Control "in particular should respond to roles, and this can be done using the can be achieved on the vehicle attached fins.
Bei
einer anderen Ausführungsform
der Erfindung, die in
Bei
einer solchen Anordnung kann die Steuerung des Rollens durch gegensinnige
Drehung der bewegbaren Flügelteile
erzielt werden, während
die Steuerung des Auftriebs durch gleichsinnige Drehung bewirkt
wird. Aus
Während der
Suchphase kann der Flugkörper
ein Rollen um etwa ein Radian in etwa einer Sekunde erfordern. Da
die Vorwärtsgeschwindigkeit des
Flugkörpers
vorzugsweise in der Größenordnung
von 200 m/s beträgt,
folgt daraus, daß bei
einem Fahrzeug mit einer gesamten Flügelspannweite von 0,5 m die
inkrementale Flügelsteigung
etwa 0,06° beträgt (d.h.
0,25m × 1
Radian/200m). Die differenzielle Steigung zwischen den bewegbaren
Flügelteilen
beträgt
dann nur etwa 0,12°,
was eine vernachlässigbare
Wirkung auf die Form und die Richtung des Strahlenfächers bedeutet,
der von der Antennenanordnung erzeugt wird, die sich quer über die gesamte
Unterseite der beiden Flügel
Es sei bemerkt, daß in der Praxis die tatsächlich erforderliche differenzielle Steigung zur Erzielung eines Rollens bei 1 rad/sec etwas kleiner als 0,12° aufgrund der Tatsache sein würde, daß der Flügel aus drei ebenen Abschnitten besteht, wobei die Steigung korrekt nur an zwei Positionen über der Spannweite ist.It should be noted that, in practice, the actually required differential slope for achieving a roll at 1 rad / sec would be slightly less than 0.12 ° due to the fact that the wing consists of three flat sections, with the stair is correct only at two positions above the span.
Während der
Endphase, wenn der Flugkörper
zur Annäherung
an das festgestellte Ziel absteigt, kann es erwünscht sein, dem Fahrzeug eine
Spinbewegung bis zu 10 Umdrehungen während der letzten 100 Flugmeter
zu erteilen. In diesem Falle würde
die erforderliche inkrementale Flügelsteigung, die zur Erzielung
der Drehung erforderlich ist, etwa 9° (d.h. 0,25 m × 2π rad/10 m)
entsprechend einer differenziellen Steigung von 18° betragen.
Da dies insofern zu einer verhältnismäßig guten
Vorwärtsbestrahlung von
den "aufgestellten" Abschnitten der
Antenne führt,
wird ein Konusleitsystem ausführbar,
und es ist dann möglich,
auf die konforme Nasenantenne der zuvor beschriebenen Art zu verzichten.
Da in der Endphase verhältnismäßig große differenzielle
Steigungswinkel verwendet werden, erfolgt vorzugsweise die Bemessung
der Flugzelle und der Antennenanordnung so, daß die bewegbaren Abschnitte
Die oben beschriebene Anordnung ist zwar insbesondere bei in der Endphase gelenkten Sekundärgeschossen anwendbar, jedoch können bewegbare Flügelabschnitte zur Erzielung einer Radarabtaststeuerung auch bei anderen Formen von mit Flügeln versehenen Fahrzeugen angewendet werden.The Although the arrangement described above is particularly in the final phase steered secondary projectiles applicable, however, can movable wing sections to achieve a Radarabtaststeuerung in other forms from with wings provided vehicles are applied.
Nach
Beschreibung einer festen Flügelanordnung
werden nachfolgend andere Anordnungen anhand von
Bei
dem Ausführungsbeispiel
gemäß
Die zuvor beschriebenen Anordnungen mit einem oder zwei im wesentlichen ebenen, an der Unterseite des Sekundärgeschosses angeordneten Flügeln neigen zu einer Instabilität während des Fluges und können eine aktive Stabilisierung fordern. Wenn die Abtastung des Strahlenfächers durch Manövrierung des Sekundärgeschosses erfolgt, würde zur Erzielung der Stabilisation ein geeigneter Flächenwinkel der Flügel verwendet werden. Bei einer Anordnung dieser Art würde ein Mechanismus vorgesehen, um den Flächenwinkel festzulegen, wenn der Flügel sich in die ausgefahrene Lage dreht. Zusätzlich könnte die Neigung der Hauptachse jedes Flügels in bezug auf die Achse des Rumpfes eingestellt werden, um sicherzustellen, daß die richtige Antennenapertur in Strahlrichtung vorhanden ist. Die strahlenden Elemente der Antenne werden so bemessen, daß sie mit den erwarteten Neigungen der Flügel in Einklang stehen. Stattdessen kann auch eine Schwenkflügelanordnung der inThe previously described arrangements with one or two substantially level, tilted at the bottom of the secondary floor arranged wings to an instability while of the flight and can call for active stabilization. If the scanning of the fan beam through maneuvering of the secondary storey done, would to achieve stabilization a suitable surface angle the wing be used. In an arrangement of this kind would be a Mechanism provided to set the area angle when the wing itself turns into the extended position. In addition, the inclination of the main axis could every wing be adjusted with respect to the axis of the fuselage to ensure that the correct antenna aperture is present in the beam direction. The radiant Elements of the antenna are sized to match the expected slopes the wing to be consistent. Instead, also a swing wing assembly the in
Die
Flügel
können
zurückgefaltet
werden, so daß sie
in Längsrichtung
des Rumpfes verlaufen und entweder zentral gemäß
Da die auf den Flügeln angeordneten Antennen unabhängig arbeiten, besitzen ihre jeweiligen Strahlenfächer eine verhältnismäßig breite azimutale Streuung, und dies führt zu einer Verminderung des Zielerfassungsbereiches um einen Faktor von etwa √2 und zu einem verminderten Signal/Störfleckverhältnis von etwa 3dB.There those on the wings arranged antennas independently work, their respective fan-beams have a relatively wide azimuthal scattering, and this leads to a reduction of the target detection range by a factor from about √2 and at a reduced signal / clutter ratio of about 3dB.
Wenn im Betrieb das Ziel festgestellt worden ist, werden die Flügel allmählich in Richtung auf ihre Vorwärtslage zurückgeführt, jedoch kurz (um etwa die halbe azimutale Strahlbreite) vor der extremen fluchtenden Lage angehalten. Da die Antennen bei abwechselnden Radarimpulsen arbeiten, wirkt das System dann als sequentielles Leitstrahldrehungsradar, das zur Lenkung des Sekundärgeschosses in Richtung auf das Ziel geeignet ist.If In operation, the target has been determined, the wings are gradually in Direction to their forward position returned, however short (about half the azimuthal beam width) before the extreme alignment Location stopped. As the antennas at alternating radar pulses work, the system then acts as a sequential beacon rotation radar, that to the steering of the secondary projectile is suitable towards the destination.
Bei
den bisher beschriebenen Anordnungen war die Antennenanordnung an
die Flügel
des Flugkörpers
angepaßt,
jedoch ist es auch möglich,
die Antennenanordnung an nicht der Auftriebserzeugung dienenden
Elementen in Form von Flossen anzubringen, die sich vom Rumpf des
Flugkörpers
in einer gemeinsamen Ebene erstrecken aber näher an der Nase angeordnet
sind wie beispielsweise in
Vor
dem Ausfahren können
die Flossen zurückgefaltet
werden, so daß sie
flach am Rumpf
Obwohl
jede Flosse in der ausgefahrenen Lage gemäß
Bei
einer anderen Ausführungsform
wird die Abtastung in der Endphase dadurch bewirkt, daß das Radar
auf eine kon forme Nase der oben anhand der
Wenn
einstellbare Flossen verwendet werden, kann die Abtastung in der
Suchphase wie zuvor entweder durch Manövrierung des Rumpfes des Sekundärgeschosses
oder stattdessen durch Bewegung der Flossen relativ zu diesem bewirkt
werden. Stattdessen können
die Flossen in einem wiederholten Abtastbetrieb verwendet werden,
wobei dann die Nase
Statt
der anhand der
Wenn verhältnismäßig hohe Arbeitsfrequenzen verwendet werden (94 GHz), beträgt die Breite der Flügelantenne in Verbindung mit einer Strahlbreite in der Höhe von etwa 30° nur 13 mm (d, h. 4λ = 4 × 3,2 mm), was wesentlich weniger ist als die Tiefe der meisten von ihrem Aufbau her und aerodynamisch stabilen Flügeln. Dieser Überschuß an Flügelfläche kann dazu verwendet werden, die Entfernungsfeststellung des Systems zu verbessern. Bei einer Ausführungsform wird dieses dadurch bewirkt, daß zwei lineare Antennenanordnungen verwendet werden, die über der Tiefe des Flügels hintereinander angeordnet sind. Jede Anordnung hat eine Breite von 8λ, und dies führt zu der Erzeugung von zwei Strahlenfächern mit einer Breite von jeweils 15° in der Höhe (bei einer Depression von 30°) die aneinander angrenzen, um eine Gesamterfassung von 30° in der Höhe zu be wirken. Im Betrieb werden die Antennenanordnungen abwechselnd eingespeist, was zu einer Erhöhung des Systemgewinns von 6 dB und zu einer Erhöhung der Zielerfassungsentfernung von 40 führt. Bei einer Anordnung dieser Art unter Verwendung von zwei Antennenanordnungen besitzt der Flügel eine Tiefe von wenigstens 16λ (d. h. 51 mm bei 94 GHz), was eine praktische Auslegung auch für verhältnismäßig kleine Sekundärgeschosse darstellt. Bei einer anderen Ausführungsform wird eine einzelne Antennenapertur mit einer Breite von 16λ verwendet, und hierdurch wird ein Strahl mit einer Breite von 7 1/2° in der Höhe erzeugt. Vier getrennte Strahlen mit jeweils 7 1/2° Breite können erzeugt werden, um die gewünschte 30°-Höhenerfassung zu erhalten, indem ein Strahlenformer, z. B. eine Butler-Matrix benutzt wird.When relatively high operating frequencies are used (94 GHz), the width of the wing antenna in conjunction with a beam width at the height of about 30 ° is only 13 mm (d, i.e. 4λ = 4 × 3.2 mm), which is substantially less as the depth of most of their construction and aerodynamically stable wings. This excess wing area can be used to improve the system's range finding. In one embodiment, this is accomplished by using two linear antenna arrays arranged one behind the other over the depth of the blade. Each array has a width of 8λ, and this results in the creation of two fan beams each 15 ° in height (at 30 ° of depression) which adjoin one another to provide a total 30 ° height detection Act. In operation, the antenna arrangements are alternately fed, resulting in a Increasing the system gain by 6 dB and increasing the target acquisition distance by 40 leads. In an arrangement of this type using two antenna arrays, the vane has a depth of at least 16λ (ie, 51 mm at 94 GHz), which is a practical design even for relatively small secondary floors. In another embodiment, a single antenna aperture having a width of 16λ is used, and thereby a beam having a width of 7 1/2 ° in height is produced. Four separate beams, each 7 1/2 ° wide, can be generated to obtain the desired 30 ° height detection by using a beamformer, e.g. B. a Butler matrix is used.
Die
oben beschriebenen linearen Antennenanordnungen können in
Verbindung mit einem Radarsystem bekannter Art entsprechend dem
Blockschaltbild von
Signale, die ein Maß für ein Ziel darstellen und von einer Radarschaltung dieser Art erzeugt werden, dienen zur Steuerung des Servoantriebs zu den Schwanzflächen, um das Sekundärgeschoß beim Flug auf das Ziel zu lenken. Durch Duplizierung des Systems kann dieselbe Antenne sowohl für den Empfänger und den Sender verwendet werden, obwohl stattdessen wie zuvor beschrieben, eine zusätzliche Antenne, die konform über die Nase des Sekundärgeschosses verteilt ist, vorgesehen werden kann, um einen Nadelstrahl zu erzeugen, der unter einem geeigneten Winkel geneigt ist. Wenn das Radar durch Bewegung der Flügel oder Flossen des Flugkörpers relativ zum Rumpf abgetastet wird, ist es erforderlich, daß sich der Nadelstrahl synchron bewegt, und dies kann durch Drehung der Nase wie oben beschrieben erreicht werden. Jede Antenne kann aber sowohl als Sender als auch als Empfängerbenutzt werden.signals which is a measure of a goal represented by a radar circuit of this type, Serve to control the servo drive to the tail areas the secondary projectile during the flight to steer towards the goal. By duplicating the system can be the same Antenna for both the recipient and the transmitter, although instead as described above, an additional antenna, the compliant about the nose of the secondary story is distributed, can be provided to produce a needle beam, which is inclined at a suitable angle. If the radar by movement the wing or fins of the missile relative is scanned to the fuselage, it is necessary that the Needle beam moves synchronously, and this can be done by turning the nose as described above. Every antenna can be both used as transmitter as well as receiver become.
Die oben beschriebenen Anordnungen zeigen ein Radarsystem, das insbesondere bei in der Endphase gelenkten Sekundärgeschossen angewendet werden kann. Die Erfindung kann jedoch auch bei anderen Flugkörpern eingesetzt werden, z. B. bei einem "Parawing-Flugkörper". In diesem Falle wird die Radarantenne im Flügel und der geformten Ladung angeordnet, und das Radar- und Steuergerät wird unterhalb des Flügels mittels einer Steuerstange aufgehängt, die dazu dient, den Flugkörper durch Verschiebung seines Schwerpunktes zu lenken. Stattdessen kann eine Autogyro-Anordnung verwendet werden. Andere Ausführungsformen und Anwendungen der Erfindungsind möglich, insbesondere sei hervorgehoben, daß die Flügel keine längliche Form besitzen müssen. Sie können beispielsweise auch eine Deltaform aufweisen, wobei die Antennenanordnung an den länglichen Bereich in Richtung zur ablaufenden Kante angepaßt ist.The arrangements described above show a radar system, in particular be applied in the final phase steered secondary projectiles can. However, the invention can also be used in other missiles be, for. B. in a "parawing missile". In this case will the radar antenna in the wing and the shaped charge arranged, and the radar and control unit is below of the grand piano Suspended by a control rod, which serves to the missile by displacement to direct his focus. Instead, an autogyro arrangement be used. Other embodiments and applications of the invention are possible, in particular it should be emphasized that the wing no oblong Have to possess form. You can for example, also have a delta shape, wherein the antenna arrangement to the elongated one Range is adapted towards the running edge.
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DE2855951A1 (en) * | 1978-12-23 | 1980-07-10 | Messerschmitt Boelkow Blohm | Missile guidance system - using laser beams for scanning, correlating reflected rays and sequentially scanning terrain elements |
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- 1982-07-21 DE DE19823227627 patent/DE3227627B3/en not_active Expired - Fee Related
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