DE3823814A1 - Flugkoerperfuehrungssystem - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Flugkörperführungssystem, das in den Flugkör­ per eingebaut ist, zur selbständigen Geländeverfolgung während des Flu­ ges.

Flugkörper werden insbesondere als sogenannte Marschflugkörper mit eigenem Antrieb - nach dem Abschuß - und Mitteln für einen autarken Zielanflug ausgestattet. Dabei werden diese Flugkörper meist mittels Radar-Höhenmessern (auch Lidar- oder Sonarsysteme) oder Inertial- bzw. Trägheitsnavigationssystemen (INS) geführt. Dies ist insbesondere bei hügeligem Gelände beim Überfliegen in geringer Höhe problematisch.

Es gibt bereits das sogenannte Geländefolgeradar (siehe z.B. die DE-OS 34 17 073), was jedoch eine Speicherung von Geländedaten notwendig macht und mit großem Rechneraufwand verbunden ist.

Aus der DE-PS 30 16 554 ist eine Orientierungseinrichtung, die nach dem Puls-Doppler-Radar arbeitet, bekannt, die an Bord von Luftfahrzeugen an­ gebracht ist. Dort wird das Bedürfnis erwähnt, einem Beobachter bei Be­ wegung gegenüber dem Erdboden Geländeausschnitte unabhängig von einer optischen Sichtmöglichkeit (welche etwa durch Hindernisse versperrt sein kann), mit den Mitteln der Radartechnik sichtbar zu machen.

Zur Lösung wird dort eine perspektivische Darstellung eines Geländeaus­ schnittes vorgeschlagen, gewonnen mittels zweier Stabantennen nach dem Puls-Doppler-Radarprinzip. Es wird hier zwar die Darstellungsart verbes­ sert von der zweidimensionalen Landkarte zum dreidimensionalen Abbild auf einem Radarbildschirm, der beobachtet werden muß. Die Informations­ dichte der dem Bordrechner zuzuführenden Daten pro Zeiteinheit ist je­ doch so hoch, daß sie begrenzt werden muß, will man vor Überlastung sicher sein.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Flugkörperführungssystem nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 so zu gestalten, daß die Datenflußmenge für die Führung des Flugkörpers auf eine für den Bord­ rechner ohne Überlastung zu bewältigende Größenordnung reduziert wird.

Auf Karten und deren Speicherung, deren Darstellung und Beobachtung kann gemäß der Lösung der Erfindung, wie sie im Kennzeichen des Hauptan­ spruchs enthalten ist, verzichtet werden.

Weitere Vorteile, Aus- und Weiterbildungen der Erfindung sind den An­ sprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen eines Ausführungsbei­ spiels zu entnehmen. Darin zeigen:

Fig. 1 das Prinzip des Führungssystems als Blockschaltbild;

Fig. 2 ein nach diesem Prinzip gewonnenes Summendiagramm der Keulen;

Fig. 3 ein nach diesem Prinzip gewonnenes Differenzdiagramm der Keulen zur Überlagerung mit Fig. 2;

Fig. 4 eine schematische Darstellung des Horizontwinkels, wie er erfaßt wird;

Fig. 5 ein Anwendungsbeispiel bei einem Luft-Boden-Geschoß.

Fig. 1 zeigt das Prinzipblockschaltbild des Horizontsensors. Es handelt sich dabei um ein Pulsradarsystem nach dem Monopulsprinzip mit einer elektronisch nachführbaren Antenne nach dem Frequenzabtastverfahren. Die Antenne besteht aus einer Reihe von z.B. vier Strahlern 7, 8, 9, 10. Sie werden über unterschiedlich lange Verzögerungsleitungen 5, 6 gespeist. Dadurch kann die Phasenlage zu den einzelnen Strahlern und somit die Ab­ strahlcharakteristik der Antenne mit der Frequenz verändert werden. Die beiden Gruppen 7, 8 bzw. 9, 10 werden über einen Netzwerk 4 verknüpft, so daß sowohl ein Summen- als auch ein Differenzsignal (Fig. 2 und 3) entsteht.

In einem Sender (VCO 1), dessen Frequenz verändert werden kann, wird ein HF-Signal erzeugt, das im Verstärker 2 verstärkt wird. Ein PIN-Schalter 3.1 erzeugt die Sendeimpulse, die den Summeneingangsklemmen des Hybrids 4 zugeführt werden. Dadurch werden die Impulse über das Summendiagramm (Fig. 2) abgestrahlt. Während der Pulspausen wird das Antennensystem über die PIN-Schalter 3 zu den Mischern 12, 13 geschaltet. Mischer 12 erhält das Summensignal und Mischer 13 das Differenzsignal. Das zur Mischung nötige Oszillatorsignal wird durch den Richtkoppler 11 vom VCO 1 ausgekoppelt. Zwischen den Pulspausen wird die Frequenz des VCOs um die Zwischenfrequenz verstimmt, um die Echosignale mit dem ZF-Verstärker 14, 15 und den Filtern 16, 17 zu empfangen.

Das Summen-Differenz-Netzwerk 18 und die nachgeschalteten Gleichrichter 19, 20 erzeugen entsprechende Signale für die obere 32 bzw. untere 33 Antennenkeulenhälfte. Der Differenzverstärker 21 erzeugt eine Regel­ spannung, welche über den Integrator 25 die Frequenz des VCO′s 1 verän­ dert. Dadurch verändert sich der Abstrahlwinkel, so daß die Horizont­ linie als Nullinie oder neutrale Achse genau zwischen den beiden Keulen 30 und 31 zu liegen kommt. Wenn kein Signal empfangen wird, schaltet die Logik 22, 23, 24 einen Suchgenerator 26 ein, der die Antennenkeulen von oben nach unten bewegt.

Der Winkel, unter dem der Horizont erscheint, kann in analoger Form am Schalter 27 abgegriffen werden. Zur Erhöhung der Genauigkeit kann z.B. bei einem Phasenwinkel von 0° durch einen Phasendetektor 29 das System kalibriert werden. Bei einer weitere Ausführungsform ist der Horizont­ winkel über einen Phasenmesser an der Antenne 28 zu ermitteln.

Abwandlungen des o.a. Ausführungsbeispiel sind für den Fachmann ohne weiteres möglich, ohne hierdurch den Rahmen der Erfindung zu verlassen, wie sie insbesondere durch die Patentansprüche gekennzeichnet ist.

Claims (9)

1. Flugkörperführungssystem mit einer in einem Flugkörper eingebau­ ten Radarmeßeinrichtung zur selbständigen Geländeverfolgung während des Fluges, wobei die gemessenen Daten zur Auswertung einem Bordrechner zu­ geführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß von den Radarantennen­ keulen (32, 33) Teile als Summe und als Differenz ausgewertet werden durch Überlagerung (Netzwerk bei 18) derselben, derart, daß die Linie des Horizonts zwischen beiden Keulen als Achse aufscheint.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mittels einer Such-/Führungslogikschaltung (21 bis 27) die Auswertung und Ver­ folgung durchgeführt wird.

3. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein Differenzverstärker (21) eine Regelspannung erzeugt, welche über einen Integrator (25) die Frequenz eines Senders (VCO′s) verändert.

4. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß mittels eines Horizontwinkel(Neigungs-)rechners (30) eine eventuelle Neigung des Horizonts bestimmt wird.

5. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß, wenn kein Signal empfangen wird, die Logik (22, 23) einen Suchgenerator (16) einschaltet, der die Antennenkeulen von oben nach unten bewegt.

6. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein PIN-Schalter (3.1) die Sendeimpulse erzeugt und in den Pulspausen das Antennensystem den Mischern (12, 13) zugeschaltet wird.

7. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zwischen den Pulspausen die Frequenz des VCOs (1) um eine Zwischenfrequenz verstimmt wird, um (über 14 bis 17) die Echosignale zu empfangen.

8. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein Phasendetektor (29) zur Horizontwinkelbestimmung an­ gewandt wird.

9. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Phasendetektor (29) nach dem Monopulsprinzip mit einer (über 26) elektronisch nachführbaren Antenne (28) im Frequenzab­ tastverfahren arbeitet.