DE3823814C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Führen/Lenken eines Flugkörpers gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Flugkörper werden insbesondere als sogenannte Marschflugkörper mit eige­ nem Antrieb - nach dem Abschuß - und Mitteln für einen autarken Zielan­ flug ausgestattet. Dabei werden diese Flugkörper meist mittels Radar-Hö­ henmessern (auch Lidar- oder Sonarsysteme) oder Inertial- bzw. Träg­ heitsnavigationssystemen (INS) geführt. Dies ist insbesondere bei hüge­ ligem Gelände beim Überfliegen in geringer Höhe problematisch.

Es gibt bereits das sogenannte Geländefolgeradar (siehe z. B. die DE 34 17 073 A1 der die US 33 97 397), was jedoch eine Speicherung von Gelän­ dedaten notwendig macht und mit großem Rechneraufwand verbunden ist.

Eine Monopuls-Radareinrichtung mit einem Summenkanal und einem Diffe­ renzkanal ist bereits der DE 35 10 576 A1 und der FR 25 95 144 B1 zu entnehmen.

Ausgehend hiervon ist es Aufgabe vorliegender Erfindung, ein für eine selbständige Geländeverfolgung geeignetes Radarverfahren zu schaffen, das die benötigte Datenflußmenge so stark reduziert, daß Größe und Auf­ wand für den Bordrechner so entscheidend verringert sind, daß dieser auch in kleine Flugkörper, wie Geschosse, einbaubar ist. Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichenden Teils dieses Anspruchs gelöst.

Vorteilhaft ist auch, daß mit der Erfindung ein um wenigstens eine Größenordnung verringerter Aufwand und Baugröße erreicht wird, weil nicht, wie bei den üblichen Monopulsradareinrichtungen des Geländefolge­ radars, sofort mit dem Abtasten begonnen und der gesamte vor dem Flug­ zeug liegenden Bereich sequentiell abgetastet, sondern nur ein Bereich von Ablagen zum Horizont berücksichtigt wird.

Dies ergibt zwei Vorteile gleichzeitig, nämlich in dem untersuchten Be­ reich eine Bodenabtastung und andererseits eine vorausschauende Bodenbe­ trachtung und nicht wie beim normalen Geländefolgeradar nur direkt unter dem Flugzeug im Nahbereich unter dem Flugzeug.

Die Vorteile der Erfindung sind darin zu sehen, daß für die Flugkörper­ regelung (Nachführung oder Tracking) Ablagen gewonnen werden gegenüber einer Nullinie, als die die Horizontlinie dient. Zur Gewinnung dieser Nullinie für die Regelung ist ein Suchlauf vorgeschaltet, mit dem die Horizontlinie erfaßt wird, welche dann als Grundlage für die Rege­ lung/Nachführung dient.

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

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 ein Netzwerk/Hybrid 4 ver­ knüpft, 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 Mi­ schung 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 Regelspan­ nung, welche über den Integrator 25 die Frequenz des VCO′s 1 verändert. Dadurch verändert sich der Abstrahlwinkel, so daß die Horizontlinie 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 der Such-/Führlogik abgegriffen werden.

Mit 28 ist in Fig. 1 ein Sendepulsgenerator für die PIN-Schalter 3.1. und 3.2 bezeichnet, mit 29 ein Stufenregler STC oder automatischer Ver­ stärkungsregler AGC, mit 34 ein Phasendetektor und damit verbunden ein Bordrechner 35 zur Horizontwinkelberechnung.

Zur Erhöhung der Genauigkeit kann z. B. bei einem Phasenwinkel von 0° durch einen Phasendetektor das System kalibriert werden. Bei einer wei­ teren Ausführungsform ist der Horizontwinkel über einen Phasenmesser an der Antenne zu ermitteln.

Claims (8)

1. Verfahren zum Führen/Lenken eines Flugkörpers zur selbständigen Geländeverfolgung unter Verwendung eines Monopulsradars mit Frequenzab­ tastung/-regelung mit Summen- und Differenzsignalkanal, dadurch gekenn­ zeichnet, daß

• - ein Suchlauf die Horizontlinie erfaßt,
• - nach deren Erfassung umgeschaltet wird in eine Folgephase für den Flugkörper (tracking mode), bei der die Horizontlinie ein Nullregel­ signal darstellt,
• - wobei bei Ablagen des Flugkörpers gegenüber der Horizontlinie die Regelung den Flugkörper nachführt oder in der Horizontlage hält und
• - daß der Suchgenerator bei Verlust eines Signals den Suchlauf von neuem beginnt.

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

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß ein Differenzverstärker (21) eine Regelspannung er­ zeugt, welche über einen Integrator (25) die Frequenz eines Senders (VCO′s) verändert.

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

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß ein PIN-Schalter (3.1) die Sendeimpulse erzeugt und in den Pulspausen das Antennensystem den Mischern (12, 13) zugeschaltet wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zwischen den Pulspausen die Frequenz des VCOs (1) um eine Zwischenfrequenz verstimmt wird, um (über 14 bis 17) die Echosigna­ le zu empfangen.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß ein Phasendetektor (34) zur Horizontwinkelbestimmung angewandt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Phasendetektor (34) nach dem Monopulsprinzip mit einer (über 26) elektronisch nachführbaren Antenne (7-10) im Frequenzab­ tastverfahren arbeitet.