DE3904685A1 - Method for determining the detonation point of a projectile fired from a tube weapon, and a circuit arrangement for carrying out the method - Google Patents
Method for determining the detonation point of a projectile fired from a tube weapon, and a circuit arrangement for carrying out the methodInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method according to the preamble of claim 1 and a circuit arrangement for implementation of the procedure.
Es ist bekannt, den Zündpunkt eines von einer Rohrwaffe abgefeuerten Geschosses mit Hilfe des Dopplereffektes zu bestimmen. Hierzu wird eine aus einer der Rohrwaffe zugeordneten Sendeanlage eine Mikrowellenstrahlung einer bestimmten Frequenz dem Geschoß nachgesendet und die vom Geschoß empfangene Frequenz mit einer durch einen innerhalb des Geschosses befindlichen Oszillator erzeugten Frequenz verglichen. Wenn die Frequenz des der Rohrwaffe zugeordneten Oszillators gleich ist der von dem im Geschoß befindlichen Oszillator erzeugten Frequenz, dann ist die im Geschoß ermittelte Differenzfrequenz die Dopplerfrequenz, aus der dann der vom Geschoß zurückgelegte Weg ermittelt werden kann. Da aber die vom Geschoßoszillator erzeugte Frequenz sich beispielsweise beim Abschuß aufgrund der hohen Beschleunigungskräfte oder aus sonstigen Gründen verändern kann, erhält man einen Dopplerfrequenzfehler und damit auch einen Fehler bei der Berechnung der Geschwindigkeit und im Endeffekt einen Fehler bei der Berechnung oder Bestimmung des vom Geschoß zurückgelegten Weges.It is known to be the firing point of a barrel weapon fired projectile with the help of the Doppler effect determine. For this purpose, one from one of the barrel weapon is assigned Transmitting a microwave radiation certain frequency forwarded to the floor and that of Storey received frequency with one by one inside of the projectile located oscillator Frequency compared. If the frequency of the gun assigned oscillator is the same as that on the floor located oscillator generated frequency, then is the difference frequency determined on the floor Doppler frequency, from which then the one covered by the projectile Way can be determined. But since the floor oscillator generated frequency for example Launch due to high acceleration forces or can change for other reasons, you get one Doppler frequency error and thus also an error with the calculation of the speed and in the end an error in the calculation or determination of the path covered by the floor.
Schaltungsanordnungen, mit denen die Änderung der Geschoßoszillatorfrequenz ausgeglichen werden kann, sind bekannt, z. B. aus der DE-P 33 08 859.4, DE-P 36 26 023.1 und der DE-P 37 34 490.6.Circuit arrangements with which the change in the floor oscillator frequency can be compensated for known, e.g. B. from DE-P 33 08 859.4, DE-P 36 26 023.1 and DE-P 37 34 490.6.
Die bekannten Verfahren bedingen aber einen sehr hohen Schaltungsaufwand, insbesondere in Panzern. Außerdem wird für den Regelvorgang eine bestimmte Zeit benötigt, die für die eigentliche Aufgabe, den Weg zu bestimmen, verloren geht. Dadurch erhöht sich die Mindestentfernung, die erreicht werden kann; für kürzere Entfernungen zwischen Rohrwaffe und Zündpunkt können die bekannten Verfahren nicht benutzt werden.However, the known methods require a very high one Circuit effort, especially in tanks. Besides, will a certain time is required for the control process, the lost for the actual task of determining the path goes. This increases the minimum distance that can be achieved; for shorter distances between Gun and firing point can be the known methods not be used.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, das auch bei geringeren Entfernungen zwischen der Rohrwaffe und dem Zündpunkt anwendbar ist und bei dem darüberhinaus auch der Schaltungsaufwand verringert wird. Ferner soll eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens angegeben werden.The object of the invention is a method of the beginning to create the type mentioned, even at shorter distances applicable between the barrel weapon and the ignition point is and also the circuitry is reduced. A circuit arrangement is also intended be specified for carrying out the method.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1.This object is achieved by the characterizing Features of claim 1.
Wenn also vom Panzer zwei Signale der Frequenzen f S 1 bzw. f S 2 abgestrahlt werden, so unterliegen beide der Dopplerverschiebung. So if two signals of the frequencies f S 1 or f S 2 are emitted by the tank, both are subject to the Doppler shift.
Durch eine Mischung der vom Geschoß empfangenen Frequenzen im Geschoß entsteht u. a. eine Mischfrequenz f M gemäß der Formel:Mixing the frequencies received by the floor in the floor creates, among other things, a mixed frequency f M according to the formula:
f M = | f E 1 -f E 2 |
= | (f S 1 -f S 2) · (1 -v/c) |
= | Δ f S | · (1 -v/c). f M = | f E 1 - f E 2 |
= | (f S 1 - f S 2 ) · (1 - v / c) |
= | Δ f S | · (1 - v / c) .
Hierin sind:
f E 1 und f E 2
die vom Geschoß empfangenen, den vom Panzer abgestrahlten
Frequenzen
f S 1 und f S 2
entsprechenden Frequenzen
Δ f S die Differenz der beiden Sendefrequenzen
(= f S 1 -f S 2)
v = Geschwindigkeit des Geschosses
c = Ausbreitungsgeschwindigkeit elektromagnetischer
Wellen.Here are:
f E 1 and f E 2 the frequencies received by the projectile and the frequencies emitted by the tank
frequencies corresponding to f S 1 and f S 2
Δ f S the difference between the two transmission frequencies (= f S 1 - f S 2 )
v = bullet velocity
c = propagation speed of electromagnetic waves.
Von Bedeutung ist, im Panzer diese Differenzfrequenz Δ f S durch geeignete Stabilisierungsverfahren, beispielsweise über eine Frequenzregelschleife, möglichst hochstabil zu halten.It is important to keep this difference frequency Δ f S as highly stable as possible in the tank by means of suitable stabilization methods, for example using a frequency control loop.
Die entstehende Mischfrequenz f M ist eine niedrige Frequenz, weil Δ f S typischerweise im Bereich um 10 . . . 100 MHz liegt und v/c sehr klein ist. Dadurch, daß die Frequenz Δ f S relativ niedrig ist, kann sie im Geschoß durch einen kostengünstigen, verschußfesten Quarzoszillator hochstabil erzeugt werden.The resulting mixed frequency f M is a low frequency, because Δ f S is typically in the range around 10. . . 100 MHz and v / c is very small. Because the frequency Δ f S is relatively low, it can be produced on the floor in a highly stable manner by an inexpensive, bulletproof crystal oscillator.
Wenn nun die Frequenz f M mit der im Geschoß erzeugten Frequenz Δ f S gemischt wird, dann entsteht eine ArbeitsfrequenzIf the frequency f M is now mixed with the frequency Δ f S generated in the projectile, then a working frequency arises
f A = Δ f S · v/c. f A = f S Δ · v / c.
Diese Arbeitsfrequenz ist direkt proportional zur Geschoßgeschwindigkeit, und aus ihr kann durch Integration eine Aussage über den zurückgelegten Geschoßweg ermittelt werden. Wenn dann der gewünschte, vorher eingestellte Sollwegwert erreicht wird, wird ein Zündsignal abgegeben, so daß das Geschoß detoniert.This working frequency is directly proportional to the bullet speed, and it can be integrated through integration Statement about the floor path covered determined will. Then if the desired, previously set A setpoint value is reached, an ignition signal is given so that the projectile detonates.
Der besondere Vorteil bei diesem erfindungsgemäßen Verfahren besteht darin, daß man einen hochgenauen, verschußfesten Mikrowellenoszillator als Referenzquelle im Geschoß nicht mehr benötigt, man vielmehr einen vergleichsweise preiswerten, leicht zu realisierenden verschußfesten Quarzoszillator verwenden kann, mit dem man das Vergleichssignal innerhalb des Geschosses hochstabil erzeugen kann.The particular advantage of this method according to the invention is that you have a highly accurate, bulletproof Microwave oscillator as a reference source in the floor is not more, you need a relatively inexpensive, easy-to-implement bulletproof crystal oscillator with which you can use the comparison signal within of the projectile can produce highly stable.
Anhand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist, sollen weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung näher erläutert und beschrieben werden.Based on the drawing, in which an embodiment of the Invention is shown, should further advantageous embodiments and improvements of the invention explained in more detail and be described.
Es zeigtIt shows
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer bekannten Schaltungsanordnung und Fig. 1 is a schematic representation of a known circuit arrangement and
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung. Fig. 2 is a schematic representation of a circuit arrangement according to the invention.
In der Fig. 1 ist mit 10 eine Rohrwaffe und mit 11 ein Geschoß bezeichnet. Das Geschoß bewegt sich mit der Geschoßgeschwindigkeit v nach dem Abschuß von der Rohrwaffe 10 weg.In Fig. 1, 10 denotes a barrel weapon and 11 a projectile. The projectile moves away from the barrel weapon 10 at the projectile speed v after the launch.
Aus der Rohrwaffe 10 bzw. aus einer Sendeeinrichtung mit einer Antenne 12, wobei die Sendeeinrichtung nicht näher dargestellt ist, wird ein Signal mit der Frequenz f S ausgesendet, das von einer Antenne 13 innerhalb des Geschosses 11 empfangen wird. Die Empfangsfrequenz ist f E .From the barrel weapon 10 or from a transmitter with an antenna 12 , the transmitter not shown, a signal with the frequency f S is emitted, which is received by an antenna 13 within the floor 11 . The reception frequency is f E.
Diese Empfangsfrequenz wird in einem Mischer 14 mit einer in einem Geschoßoszillator 15 erzeugten Frequenz f LO gemischt und über eine Filtereinrichtung 16 erhält man die Mischfrequenz f M . Es gilt:This reception frequency is mixed in a mixer 14 with a frequency f LO generated in a projectile oscillator 15 and the mixing frequency f M is obtained via a filter device 16 . The following applies:
f LO = f S f LO = f S
wenn man davon ausgeht, daß sich die Frequenz des Oszillators 15 nicht ändert.if one assumes that the frequency of the oscillator 15 does not change.
Die Empfangsfrequenz errechnet sich wie folgt:The reception frequency is calculated as follows:
f E = f S · (1- v/c) = f S -f D f E = f S (1- v / c) = f S - f D
wobeiin which
f D = f S · v/c f D = f S · v / c
worinwherein
f D die Dopplerfrequenz,
v die Geschwindigkeit des Geschosses und
c die Ausbreitungsgeschwindigkeit elektromagnetischer
Wellen ist.
f D the Doppler frequency,
v the velocity of the projectile and
c is the propagation speed of electromagnetic waves.
Hieraus ergibt sich durch Mischung die Mischfrequenz f M wie folgt:The mixing frequency f M results from mixing as follows:
f M = | f E -f LO |
= | (f S -f LO ) -f S · v/c |
= f S · v/c f M = | f E - f LO |
= | (f S - f LO ) - f S · v / c |
F = S · v / c
Diese Mischfrequenz f M ist also direkt proportional der Geschwindigkeit v und hieraus läßt sich dann durch weitere Verarbeitung die Geschwindigkeit v des Geschosses und damit der zurückgelegte Weg ermitteln.This mixed frequency f M is therefore directly proportional to the speed v and from this the speed v of the projectile and thus the distance traveled can then be determined by further processing.
Dieses hier beschriebene Verfahren funktioniert dann nicht, wenn sich die Frequenz f LO innerhalb des Geschosses verändert. Solche Veränderungen können beispielsweise durch Alterung oder durch die Beschleunigungskräfte beim Abschuß ergeben.This method described here does not work if the frequency f LO changes within the floor. Such changes can result, for example, from aging or from the accelerating forces at launch.
Erfindungsgemäß wird eine Schaltungsanordnung nach Fig. 2 benutzt.According to the invention, a circuit arrangement according to FIG. 2 is used.
Innerhalb des strichliert dargestellten Panzers 20 befindet sich eine Antenne 21, über die zwei Signale mit den Frequenzen f S 1 und f S 2 abgestrahlt werden können, wobei der Frequenzabstand | f S 1 -f S 2 |=Δ f S ist. Diese beiden Signale werden im Geschoß 22 mittels einer Antenne 23 empfangen; sie kommen dort mit der Frequenz f E 1 und f E 2 an. Die Eingangsfrequenzen f E 1 und f E 2 werden einem Mischer 24 und einem Filter 25 zugeführt, und am Ausgang des Filters steht die Mischfrequenz f M an. Im Geschoß 22 befindet sich ein Oszillator 26, der die Frequenz f LO erzeugt. Der Oszillator 26 ist mit einem weiteren Mischer 27 verbunden, in dem die Frequenz f M und die Frequenz f LO gemischt werden, wodurch eine Arbeitsfrequenz f A erzeugt wird, die dann weiter verarbeitet werden kann. Der Oszillator 26, dessen Frequenz f LO gleich der Differenzfrequenz Δ f LS ist, ist ein hochstabiler Quarzoszillator und die Differenzfrequenz liegt im Bereich um 10 . . . 100 MHz, so daß der Oszillator 26 ein preisgünstiger Niederfrequenzoszillator ist.Inside the tank 20, shown in broken lines, there is an antenna 21 , via which two signals with the frequencies f S 1 and f S 2 can be emitted, the frequency spacing | f S 1 - f S 2 | = Δ f S. These two signals are received on the floor 22 by means of an antenna 23 ; they arrive there with the frequency f E 1 and f E 2 . The input frequencies f E 1 and f E 2 are fed to a mixer 24 and a filter 25 , and the mixing frequency f M is present at the output of the filter. In the floor 22 there is an oscillator 26 which generates the frequency f LO . The oscillator 26 is connected to a further mixer 27 , in which the frequency f M and the frequency f LO are mixed, whereby an operating frequency f A is generated, which can then be processed further. The oscillator 26 , whose frequency f LO is equal to the difference frequency Δ f LS , is a highly stable crystal oscillator and the difference frequency is in the range around 10. . . 100 MHz, so that the oscillator 26 is an inexpensive low-frequency oscillator.
Aus den Sendefrequenzen f S 1 und f S 2 ergeben sich die Empfangsfrequenzen wie folgt:The reception frequencies result from the transmission frequencies f S 1 and f S 2 as follows:
f E 1 = f S 1 · (1 -v/c) f E 1 = f S 1 · (1 - v / c)
f E 2 = f S 2 · (1 -v/c). f E 2 = f S 2 · (1 - v / c) .
Durch eine Mischung beider Empfangsfrequenzen im Geschoß bzw. dort im Mischer 24 entsteht die Mischfrequenz f M :Mixing the two reception frequencies in the floor or there in the mixer 24 results in the mixing frequency f M :
f M = (f E 1 -f E 2)
= (f S 1 -f S 2) · (1 -v/c)
= Δ f S (1 -v/c). f M = (f E 1 - f E 2 )
= (f S 1 - f S 2 ) · (1 - v / c)
= Δ f S (1 - v / c) .
Nach Abtrennung der hochfrequenten Anteile durch das Tiefpaßfilter 25 wird die Frequenz f M in dem zweiten Mischer 27 mit der Frequenz f LO des hochstabilen, verschußfesten Quarzoszillators 26 gemischt. Wenn die Differenz der im Panzer befindlichen Mikrowellenoszillatoren Δ f S der Frequenz des Quarzoszillators f LO entspricht, ist die Mischfrequenz f A =Δ f S · v/c und damit der Geschoßgeschwindigkeit proportional, so daß durch Integration der zurückgelegte Weg bestimmt werden kann.After the high-frequency components have been separated off by the low-pass filter 25 , the frequency f M in the second mixer 27 is mixed with the frequency f LO of the highly stable, wear-resistant quartz oscillator 26 . If the difference between the microwave oscillators in the tank Δ f S corresponds to the frequency of the quartz oscillator f LO , the mixing frequency f A = Δ f S · v / c and thus the projectile velocity is proportional, so that the distance traveled can be determined by integration.
Claims (2)
v = Geschoßgeschwindigkeit
c = Ausbreitungsgeschwindigkeit elektromagnetischer Wellen
gemischt werden und daß diese Mischfrequenz f M im Geschoß mit der mittels eines im Geschoß angeordneten Geschoßoszillators erzeugten Frequenz f LO =Δ fs wiederum gemischt wird zur Bildung einer der Geschoßgeschwindigkeit direkt proportionalen Arbeitsfrequenzf A = Δ f S · v/caus der der vom Geschoß zurückgelegte Weg ermittelt wird, und daß bei Erreichen des vorbestimmten Weges ein Zündsignal abgegeben wird.1. A method for determining the firing point of a projectile fired from a tube weapon (base station) with the aid of a micro- or millimeter-wave radiation emitted by the tube weapon using the Doppler effect, characterized in that the micro- or millimeter-wave radiation has two around 10. . . 100 MHz differential frequency Δ f S has different frequencies (f S 1 and f S 2 ) that are received on the floor and to form a mixed frequency f M = Δ f S (1 - v / c) in which:
v = bullet speed
c = propagation speed of electromagnetic waves
are mixed and that this mixing frequency f M in the floor is in turn mixed with the frequency f LO = Δ fs generated by means of a floor oscillator arranged in the floor to form a working frequency directly proportional to the floor speed f A = Δ f S · v / c from that of Projectile distance covered is determined, and that an ignition signal is given when the predetermined distance is reached.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19893904685 DE3904685A1 (en) | 1989-02-16 | 1989-02-16 | Method for determining the detonation point of a projectile fired from a tube weapon, and a circuit arrangement for carrying out the method |
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DE19893904685 DE3904685A1 (en) | 1989-02-16 | 1989-02-16 | Method for determining the detonation point of a projectile fired from a tube weapon, and a circuit arrangement for carrying out the method |
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DE3904685A1 true DE3904685A1 (en) | 1990-08-23 |
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ID=6374230
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DE19893904685 Withdrawn DE3904685A1 (en) | 1989-02-16 | 1989-02-16 | Method for determining the detonation point of a projectile fired from a tube weapon, and a circuit arrangement for carrying out the method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3904685A1 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2009422B2 (en) * | 1969-02-28 | 1974-11-14 | Electronique Marcel Dassault, Paris | Missile-borne radar device for controlling the movement of a missile carrying an explosive charge |
EP0023365A2 (en) * | 1979-07-31 | 1981-02-04 | ARES, Inc. | Doppler-type projectile velocity measurement apparatus and method |
DE3404953A1 (en) * | 1984-02-11 | 1985-08-14 | Brown, Boveri & Cie Ag, 6800 Mannheim | Circuit arrangement for the contactless measurement of velocities in projectiles |
-
1989
- 1989-02-16 DE DE19893904685 patent/DE3904685A1/en not_active Withdrawn
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