DE3843632A1

DE3843632A1 - Verfahren zur bestimmung des zuendpunkts eines geschosses, schaltungsanordnung zur durchfuehrung des verfahrens und geschoss

Info

Publication number: DE3843632A1
Application number: DE19883843632
Authority: DE
Inventors: Rainer Dipl Phys Berthold
Original assignee: Asea Brown Boveri AG Germany; Asea Brown Boveri AB
Current assignee: Rheinmetall W&M GmbH
Priority date: 1988-12-23
Filing date: 1988-12-23
Publication date: 1990-07-05
Anticipated expiration: 2008-12-24
Also published as: DE3843632C2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens und ein Geschoß, bei dem das Verfahren realisiert wird.

Es ist bekannt, den Zündpunkt eines Geschosses, einer Rakete und dgl., die von einer Rohrwaffe abgefeuert worden ist, dadurch zu bestimmen, daß dem Geschoß eine Mikrowellenstrahlung nachgesandt wird, die vom Geschoß durch einen auf den Dopplereffekt zurückzuführenden Faktor verändert empfangen wird. Bei bekannten Verfahren benötigt man hierzu einen Oszillator im Bereich der Rohrwaffe, also in einer Basisstation, und einen Oszillator im Geschoß; mit der Formel

kann der vom Geschoß zu einem bestimmten Zeitpunkt zurückgelegte Weg errechnet werden; in der Formel ist

s = der zurückgelegte Weg
f _PS = Panzersendefrequenz
f _D = Dopplerfrequenz
c = Lichtgeschwindigkeit

Die Dopplerfrequenz errechnet sich - wie bekannt - nach der Formel

Hierin ist v _G die Geschoßgeschwindigkeit.

Diese Geschoßgeschwindigkeit folgt der Formel

und da der Weg das Integral über die Geschwindigkeit ist, so erhält man die oben angegebene Formel.

Wie oben erwähnt, benötigt man für die Ermittlung der Dopplerfrequenz sowohl einen Oszillator in der Rohrwaffe als auch einen Oszillator im Geschoß. Damit man korrekte Werte erhält, muß man davon ausgehen, daß die Frequenz des Rohrwaffen-Oszillators und diejenige des Geschoß- Oszillators identisch sind; aufgrund von speziellen Einflüssen, insbesondere aber aufgrund einer hohen Beschleunigung, die das Geschoß während des Abschusses erfährt, wird sich die Geschoß-Oszillatorfrequenz verändern, und demgemäß benötigt man Einrichtungen, um die Frequenzdifferenzen zwischen Geschoß- und Panzer-Oszillator (also Basisstations-Oszillator) auszugleichen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, das vereinfacht ist und bei dem der schaltungstechnische Aufwand verringert wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1.

Die Erfindung löst somit die Aufgabe dadurch, daß die Auswertung nicht mehr im Geschoß, sondern in der Basisstation, also im Panzer oder im Luftfahrzeug und dgl. erfolgt.

Die Dopplerfrequenz wird praktisch dadurch ermittelt, daß die dem Geschoß nachgesendete Mikrowellenstrahlung vom Geschoß selbst direkt oder über eine Verstärkereinrichtung, also einen aktiven Reflektor, zurückgestrahlt wird; innerhalb des Panzers kann dann diese Dopplerfrequenz nach der Formel

errechnet werden, wobei der Faktor 2 durch Hin- und Rückweg zustande kommt. Wenn dann in der Auswerteeinrichtung der durch diese Formel errechnete Wert des Wegs den in der Auswerteeinrichtung gespeicherten Sollwegwert erreicht, wird dem Geschoß ein Zündimpuls nachgesendet, so daß das Geschoß detoniert.

Die Schaltungsanordnung, mit der das Verfahren durchführbar ist, ist den Unteransprüchen 2 und 3 zu entnehmen.

Das Geschoß, bei dem das erfindungsgemäße Verfahren realisiert wird, ist den Unteransprüchen 4 bis 6 zu entnehmen.

Anhand der Zeichnung, in der zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt sind, sollen die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung näher erläutert werden.

Es zeigt

Fig. 1 eine Schaltungsanordnung zur Bestimmung des Zündpunkts ohne aktiven Reflektor im Geschoß und

Fig. 2 eine modifizierte Schaltungsanordnung mit aktivem Reflektor im Geschoß.

Die Fig. 1 zeigt schematisch dargestellt strichliert eingerahmt einen Panzer 10, der ein Geschoß 11 abgefeuert hat. Die Geschwindigkeit, mit der sich das Geschoß 11 vom Panzer entfernt, ist v _G.

Im Panzer 10 befindet sich ein Mikrowellengenerator 12, der eine Frequenz f _p mit einer Stabilität: =10⁻⁴ erzeugt. Der Mikrowellengenerator 12 ist einerseits mit einem Modulator 13 und andererseits mit einem Mischer 7 verbunden, dessen zweiter Eingang mit einem Empfänger 16 und einer Antenne 15 verbunden ist. Der Ausgang des Mischers 7 wird einer Auswerteeinrichtung 14 zugeführt, die den Modulator 13 ansteuert. Der Ausgang des Modulators 13 ist mit einer Sendeantenne 17 verbunden, die das von dem Oszillator 12 erzeugte und durch den Modulator 13 modulierte Signal zum Geschoß 11 abstrahlt.

Im Geschoß 11 befindet sich eine Empfangsantenne 18, deren Eingangssignal einem Geschoßempfänger 19 zugeführt wird, der mit einem Demodulator 20 verbunden ist. Der Demodulator 20 gibt ein Zündsignal T _r ab.

Die Wirkungsweise der Schaltungsanordnung ist wie folgt:

Der Panzer-Oszillator 12 oder Mikrowellengenerator 12 erzeugt eine Panzerfrequenz f _p, die im Modulator 13 moduliert wird und als Panzersendefrequenz f _PS über die Antenne 17 an das Geschoß 11 abgestrahlt wird. Vom Geschoß 11, also insbesondere von der äußeren Form herrührend, wird die von dem Panzer abgestrahlte Frequenz f _PS reflektiert und von der Empfangsantenne 15 als Panzerempfangsfrequenz f _PE aufgenommen und dem Empfänger 16 zugeführt. Der Empfänger 16 führt diese Frequenz f _PE dem Mischer 7 zu, in dem diese Frequenz f _PE und die vom Mikrowellengenerator 12 erzeugte Frequenz f _p gemischt werden. Hieraus ergibt sich dann das der Signalverarbeitungseinrichtung 14 zugeführte Dopplerfrequenzsignal f _D.

Die Dopplerfrequenz folgt der Formel

Diese Frequenz f _D wird im Mischer 7 gebildet, und in der Einrichtung 14 zur Signalverarbeitung wird aus der Dopplerfrequenz bei bekannter Geschoßgeschwindigkeit v _G der Weg errechnet, den das Geschoß zu einem bestimmten Zeitpunkt t zurückgelegt hat, nach der Formel

Wenn der tatsächlich zurückgelegte Weg einen Sollwegwert, der in der Einrichtung 14 zur Signalverarbeitung gespeichert ist, erreicht hat, dann wird, praktisch im Moment des Erreichens der Zielentfernung, über den Modulator 14 und die Antenne 17 ein Zündimpuls an das Geschoß 11 abgegeben. Diesen Zündimpuls leitet der Empfänger 19 und der Demodulator 20 an eine hier nicht weiter gezeigte Zündschaltung. Der Demodulator 20 ist so ausgewählt, daß er ausschließlich den Zündimpuls weitergibt.

Das von einem Geschoß reflektierte Signal ist wegen der Größe und der Abmessungen des Geschosses relativ schwach. Daher sieht man im Geschoß 21 (s. Fig. 2) einen Verstärker 22 vor, der an einen anderen Ausgang des Empfängers 19 angeschlossen ist und dessen Ausgangssignal verstärkt. Das verstärkte Ausgangssignal ist f _GS (Geschoßsendefrequenz), welches an die Antenne 15 zurückgestrahlt wird, wo die Panzerempfangsfrequenz f _PE empfangen wird. Die weitere Verarbeitung dieses Signals entspricht der mit der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 1.

Claims

1. Verfahren zum Bestimmen des Zündzeitpunkts oder des Zündpunkts eines von einer Rohrwaffe einer Basisstation abgefeuerten Geschosses, einer Rakete und dgl., mittels von der Basisstation ausgesandter Mikrowellenstrahlen, mit Hilfe des Dopplereffekts, dadurch gekennzeichnet, daß von der Basisstation eine erste Mikrowellenstrahlung zum Geschoß abgestrahlt wird, daß innerhalb der Basisstation aus der Dopplerfrequenz der tatsächlich zurückgelegte Weg nach der Formel worin
s = Weg
f _PS = Basisstationssendefrequenz
f _D = Dopplerfrequenz
c = Lichtgeschwindigkeitermittelt wird, der mit einem in der Basisstation gespeicherten Sollwert laufend verglichen wird, und daß dann, wenn der tatsächlich zurückgelegte Wert dem Sollwert entspricht, von der Basisstation der eine zweite Mikrowellenstrahlung bildende Zündimpuls ausgesendet wird.

2. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Basisstation (10) ein Mikrowellen-Oszillator (12) vorgesehen ist, der einerseits über einen Modulator (13) mit einer Basisstationssendeantenne (17) und andererseits mit einem Mischer (7) verbunden ist, daß der Mischer (7) weiterhin über einen Empfänger (16) mit einer Basisstationsempfangsantenne (15) verbunden ist und daß der Ausgang des Mischers (7) mit einer Einrichtung zur Verarbeitung des Mischersignals und Speicherung des Sollwegwerts verbunden ist, welche den Modulator (13) zur Zündung ansteuert.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Geschoß ein Empfänger (19) und ein Demodulator (20) vorgesehen sind, dessen Ausgang mit einer Zündeinrichtung verbunden ist.

4. Geschoß, bei dem das Verfahren nach Anspruch 1 durchführbar und die Schaltungsanordnungen nach den Ansprüchen 2 und 3 verwendbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß es mit Mitteln zur Reflexion der ersten Mikrowellenstrahlung versehen ist.

5. Geschoß nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Mittel zur Reflexion ein Verstärker (22) vorgesehen ist, der das der ersten Mikrowellenstrahlung entsprechende und im Geschoß empfangene Signal verstärkt und an die Basisstation zurückstrahlt.

6. Geschoß nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß am Geschoß eine Geschoßempfangsantenne und eine Geschoßsendeantenne (23) vorgesehen ist und daß der Verstärkereingang mit dem Empfänger und der Verstärkerausgang mit der Geschoßsendeantenne (23) verbunden sind.