DE3939040A1 - Vorrichtung zur erfassung der rollage eines flugkoerpers - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erfassung der Rollage eines Flugkörpers.

Eine derartige Vorrichtung ist bekannt. Sie wird zur Erfassung der durch die Rotation des Flugkörpers um seine körpereigene Rotationsachse hervorgerufene Lageänderung (Rollage) verwendet. Hierzu ist es erforderlich, die Winkeländerung einer beliebigen, aber genau festgelegten Bezugsachse des Flugkörpers in bezug auf ein raumfestes Koordinatensystem festzustellen. Die bekannte Vorrichtung weist einen im Außenbereich des Flugkörpers angeordneten magnetischen oder optischen Sensor auf. Die Rotation des Flugkörpers bewirkt, daß sich die Raumlage des Sensors gegenüber der Erdoberfläche (gegenüber dem raumfesten Koordinatensystem) ändert. Diese Lageänderung bewirkt eine Feldstärkeschwankung des Erdmagnetfeldes bzw. eine Fluktuation der Intensität des auf den Sensor einfallenden Lichtes. Die Veränderung dieser Größen bringt eine Änderung des Ausgangssignals des darauf empfindlichen Sensors mit sich. Diese Information wird mittels eines Transponders zu einer Bodenstation gesendet, in welcher das der Lageänderung entsprechende Empfangssignal ausgewertet und daraus die aktuelle Rollage des Flugkörpers berechnet wird. Die bekannte Vorrichtung besitzt den Nachteil, daß sie nur eine äußerst ungenaue Erfassung der Rollage des Flugkörpers erlaubt. Es ist im allgemeinen nur die Feststellung möglich, daß die körperfeste Bezugsachse des Flugkörpers in etwa nach oben oder ungefähr nach unten zeigt (Groberfassung). Ferner wird die Funktionstüchtigkeit der bekannten Vorrichtung durch magnetische Störfelder bzw. durch rasch wechselnde Lichtverhältnisse oder Dunkelheit empfindlich beeinträchtigt. Eine Erfassung der Rollage des Flugkörpers ist mit der bekannten Vorrichtung unter diesen Bedingungen überhaupt nicht mehr möglich.

Die bekannte Vorrichtung besitzt außerdem den Nachteil, daß sie nur innerhalb eines aufwendig ausgelegten, in einer Interrogator/Transponder-Struktur organisierten Systems einsetzbar ist. Das von dem Sensor gelieferte Meßsignal muß mittels einer aufwendigen Sendeeinrichtung des Flugkörpers zur Bodenstation übermittelt werden. Dies erfordert einen hohen gerätetechnischen Aufwand im Flugkörper, der eine entsprechend teure Bauweise mit sich bringt. Ein derartiges sog. aktives System zur Rollage-Detektion ist insbesondere dann äußerst unwirtschaftlich, wenn die bekannte Vorrichtung in einem mit einem Sprengsatz ausgerüsteten Flugkörper eingesetzt wird, da bei dessen Explosion die gesamte aufwendige und teure Bordelektronik vernichtet wird.

Aus der DE-PS 28 005 227 ist eine Vorrichtung zur Erfassung der Rollage eines Flugkörpers bekannt, die eine Raumstabilisierungsschleifenschaltung aufweist, in der ein Stabilisierungskreisel angeordnet ist. Das Ausgangssignal des Stabilisierungskreisels stellt ein Maß für die Rollage des Flugkörpers dar. Eine im Flugkörper vorhandene Auswerteeinrichtung berechnet aus dem Ausgangssignal der Raumstabilisierungsschleifenschaltung eine der Rollage des Flugkörpers entsprechende Steuergröße, die an eine Zielwinkelkursschleifenschaltung weitergeleitet wird. Diese bekannte Vorrichtung besitzt ebenfalls den Nachteil einer äußerst aufwendigen und teuren Bauweise.

Zur Vermeidung dieser Nachteile stellt sich die Erfindung die Aufgabe, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß in besonders einfacher Art und Weise eine hochauflösende Rollage-Erfassung ermöglicht wird. Außerdem soll gewährleistet sein, daß die Vorrichtung im Rahmen eines sog. passiven Systems einsetzbar ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß eine mit dem Flugkörper drehfest verbundene. eine polarisationssensitive Empfangscharakteristik aufweisende erste Antenne vorgesehen, deren Polarisationsachse radial in bezug auf die Rotationsachse des Flugkörpers angeordnet ist, und bei der in einem mit einem Horn erste Antenne verbundener HF-Wellenleiter ein HF-Wellenleiter-Schalter angeordnet ist, der von einem Taktgenerator mit einer Schaltfrequenz periodisch angesteuert wird, und bei der das Ende des HF-Wellenleiters durch einen Kurzschluß abgeschlossen ist.

Die erfindungsgemäßen Maßnahmen besitzen den Vorteil, daß in besonders einfacher Art und Weise eine Vorrichtung zur Erfassung der Rollage eines rotierenden Flugkörpers geschaffen wird, die bei einem minimalen gerätetechnischen Aufwand eine besonders zuverlässige Feststellung der aktuellen Rollage des Flugkörpers erlaubt. Die Vorrichtung ist in hohem Maße unempfindlich gegenüber von außen einwirkenden Störgrößen und kann daher universell eingesetzt werden. Besonders vorteilhaft ist außerdem der einfache, billige und weniger störanfällige Aufbau der Vorrichtung. Die erfindungsgemäße Vorrichtung erlaubt es besonders einfach, in Verbindung mit einem ein linearpolarisiertes Radarsignal abstrahlenden Radargerät ein passives System zur Rollage-Detektion zu realisieren, das eine hochauflösende Erfassung der Rollage ermöglicht. Die polarisationssensitive Empfangscharakteristik der im Flugkörper angeordneten ersten Antenne bewirkt, daß die Amplitude eines von der erfindungsgemäßen Vorrichtung passiv reflektierten Echosignals proportional zur räumlichen Orientierung der ersten Antenne in bezug auf die Polarisationsrichtung des einfallenden linearpolarisierten Radarsignals ist. Die Reflexion des Empfangssignals der ersten Antenne am geschlossenen HF-Wellenleiter-Schalter bzw. bei offenem HF-Wellenleiter-Schalter am Kurzschluß des HF-Wellenleiters bringt eine virtuelle Dopplerverschiebung des passiv reflektierten Echosignals mit sich. Dies bewirkt, daß in einer Auswertevorrichtung der Radarstation das passive reflektierte Echosignal besonders leicht von den übrigen, vom Flugkörper reflektierten Signalen getrennt werden kann, da dieses an einer genau vorherbestimmbaren Stelle im Frequenzspektrum der reflektierten Signale auftritt. Außerdem weisen diese Echosignale - bedingt durch die periodische Ansteuerung des Hohlleiter-Schalters durch den Taktgenerator - ein definiertes Modulationsmuster auf, das sich von den übrigen vom Flugkörper reflektierten Radarsignalen deutlich unterscheidet.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß die Vorrichtung eine weitere polarisationssensitive Antenne aufweist, deren Polarisationsachse orthogonal zur Polarisationsachse der ersten Antenne angeordnet ist. Diese Maßnahme bewirkt eine nochmalige Erhöhung des Auflösevermögens des passiven Systems zur Erfassung der Rollage, da das von der weiteren Antenne reflektierte weitere Echosignal eine zusätzliche Information über die Rollage darstellt. Eine derartige Anordnung zweier polarisationssensitiver Antennen besitzt außerdem den Vorteil, daß die beiden Echosignale unter dem gleichen Aspektwinkel eintreffen, da das von dem Radargerät ausgesandte Radarsignal auf beide Antennen unter dem gleichen Aspektwinkel einfällt. Dies erleichtert die Signalverarbeitung der reflektierten Echosignale in einer Auswertevorrichtung des Radargeräts beträchtlich. Darüber hinaus kann das Radargerät mit einem ausreichend hohen Signal zu Rausch-Verhältnissen arbeiten, da die Summe der rückgestellten Leistung unabhängig vom Rollagewinkel des Geschosses ausreichend hoch ist.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind dem Ausführungsbeispiel zu entnehmen, das im folgenden anhand der Zeichnungen beschrieben wird. Es zeigt:

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung,

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Antenne der Vorrichtung,

Fig. 3 ein Blockschaltbild des passiven Systems zur Erfassung der Rollage.

Die Vorrichtung zur Erfassung der Rollage eines rotierenden Flugkörpers ist in den Fig. 1 und 2 dargestellt. Die Fig. 1 zeigt das Heck 2 eines Flugkörpers 100, der entlang einer (flug) körperfesten Rotationsachse 3 - die in Fig. 1 orthogonal auf die Zeichenebene steht - in der Rotationsrichtung 4 rotiert. Der einfachen Erläuterung halber ist in die Fig. 1 ein raumfestes Koordinatensystem 1 aufgenommen, dessen Y- und Z-Achse durch strichpunktierte Linien dargestellt sind. Hierbei wird angenommen, daß die Z-Achse in Richtung der Vertikalen verläuft. Der Flugkörper 100 weist eine (fiktive) körperfeste Bezugsachse 5 auf, deren Winkel zur raumfesten Z-Achse die aktuelle Rollage des rotierenden Flugkörpers 100 repräsentiert. Auf das Heck 2 fällt ein von einem Radargerät 200 (siehe dazu Fig. 3) ausgestrahltes Radarsignal 50 ein, dessen Polarisationsvektor 51 in Richtung der Z-Achse orientiert ist (vgl. Fig. 2). Die Annahme einer vertikalen Polarisierung des Radarsignals 50 besitzt nur beispielhaften Charakter und schränkt die Allgemeinheit der folgenden Ausführungen nicht ein.

Im Heck 2 des Flugkörpers 100 ist eine erste Antenne 10 angeordnet, von der in Fig. 1 nur ein Horn 11 sichtbar ist.

Die Abmessungen des Horns 11 sind in der zeichnerischen Darstellung willkürlich festgelegt. Es ist einem Fachmann bekannt, wie er die Dimensionen des Horns 11 in Abhängigkeit von der Frequenz des zu empfangenden Radarsignals festzulegen hat, weshalb auf eine explizite Erläuterung an dieser Stelle verzichtet wird. Es ist auch möglich, anstelle dieser Hornantenne einen anderen Antennentyp einzusetzen. Die erste Antenne 10 besitzt eine polarisationssensitive Empfangscharakteristik, d. h. das Empfangssignal der ersten Antenne ist maximal, wenn der elektrische Polarisiationsvektor 51 des Radarsignals 50 parallel zu einer Achse 10′′ der ersten Antenne 10 verläuft. Dagegen ist das Empfangssignal der ersten Antenne 10 minimal, wenn der Polarisationsvektor 51 parallel zu einer Achse 10′ orientiert ist. Ein Horn 21 einer weiteren polarisationssensitiven Antenne 20 ist derart im Heck 2 des Flugkörpers 100 angeordnet, daß die Polarisationsachse 20′ der weiteren Antenne 20 orthogonal zur Achse 10′ der ersten Antenne 10 verläuft. Hierbei ist vorgesehen, daß die Hörner 11 und 21 der Antennen 10 und 20 im Heck 2 des Flugkörpers 100 integriert sind. Es ist aber auch möglich, die Hörner 11 und 21 vom Heck 2 abgesetzt anzuordnen. Wichtig ist nur, daß die Polarisationsachsen 10′ und 20′ der ersten Antenne 10 und der weiteren Antenne 20 in radialer Richtung in bezug auf die Rotationsachse 3 des Flugkörpers 100 angeordnet sind und synchron der Rotationsbewegung 4 des Flugkörpers 100 folgen.

Eine derartige Anordnung der beiden Antennen 10 und 20 bewirkt in Verbindung mit ihrer polarisationssensitiven Empfangscharakteristik, daß sich die Amplitude des Empfangssignals der ersten Antenne 10 bzw. das der weiteren Antenne 20 in Abhängigkeit von der räumlichen Orientierung der copolaren Achsen 10′ und 20′ der jeweiligen Antenne 10 und 20 in bezug auf den Polarisationsvektor 51 des einfallenden linearpolarisierten Radarsignals 50 ändert. Diese Amplitudenänderung erfolgt entsprechend der Änderung der Rollage des Flugkörpers 5, die - wie bereits erwähnt wurde - durch den Winkel zwischen der körperfesten Bezugsachse 5 des Flugkörpers 100 und der Z-Achse des raumfesten Koordinatensystems 1 festgelegt wird.

Wie in Fig. 2 dargestellt ist, wird das im Horn 11 der ersten Antenne 10 empfangene und amplitudenmodulierte Empfangssignal zu einem mit dem Horn 11 verbundenen Hohlleiter oder Koaxialleiter (HF-Wellenleiter) 12 geführt, in dessen Mittelbereich ein Hohlleiter-Schalter 13 angeordnet ist. Als Hohlleiter-Schalter oder Koaxialschalter 13 findet ein PIN-Diodenschalter Verwendung, dessen Steuereingang mit einem Taktgenerator 15 verbunden ist. Dieser erzeugt einen Rechteckimpuls der Frequenz f₁, der dazu dient, den HF-Wellenleiter-Schalter 13 periodisch mit einer ersten Schaltfrequenz zu öffnen und zu schließen. Der geschlossene HF-Wellenleiter-Schalter 13 stellt für das im Horn 11 der Antenne 10 empfangene und in den HF-Wellenleiter 12 geleitete einfallende Radarsignal 50 einen unendlich großen Wellenwiderstand dar. Das im HF-Wellenleiter 12 auf den HF-Wellenleiter-Schalter 13 zulaufende Empfangssignal wird an diesem reflektiert, läuft den HF-Wellenleiter 12 zurück und wird durch das Horn 11 der Antenne 10 als passives Echosignal reflektiert. Bei offenem HF-Wellenleiter-Schalter 13 stellt dieser nur einen verschwindend kleinen Wellenwiderstand dar, der die Propagation des einfallenden Radarsignals 50 durch den Hohlleiter 12 nur unwesentlich behindert. Der HF-Wellenleiter 12 ist an seinem dem Horn 11 gegenüberliegenden Ende 12′′ durch einen Kurzschluß-Schieber 14 abgeschlossen. Die auf den Kurzschluß-Schieber 14 zulaufende Wellenfront des Radarsignals 50 wird an diesem reflektiert, durchläuft den HF-Wellenleiter 12 in entgegengesetzter Richtung und tritt als reflektiertes Echosignal aus dem Horn 11 der Antenne 10 aus. Eine weitere Ausführungsform stellt die Verwendung eines elektronisch steuerbaren Phasenschiebers statt der HF-Wellenleiter- oder Koaxialschalters 13 dar. Damit kann eine nahezu harmonische Phasenmodulation realisiert werden, die zusätzliche Vorteile für die Signalverarbeitung des Echosignales bringt.

Die Reflexion des Empfangssignals der ersten Antenne 10 am geschlossenen HF-Wellenleiter-Schalter 13 bzw. bei offenem HF-Wellenleiter-Schalter 13 am Kurzschluß-Schieber 14 des HF-Wellenleiters 12 bringt eine virtuelle Dopplerverschiebung des von der ersten Antenne 10 passiv reflektierten Echosignals in bezug auf das einfallende Radarsignal 50 mit sich. Die durch die virtuelle Dopplerverschiebung bewirkte Frequenzänderung des reflektierten Echosignals in bezug auf die Frequenz des einfallenden Radarsignals 50 ist in bekannter Art und Weise von der von dem Empfangssignal im HF-Wellenleiter 12 zurückgelegten Strecke - zwischen einem Eintrittspunkt 12′ und dem Reflexionspunkt (geschlossener HF-Wellenleiter-Schalter 13 oder Kurzschluß-Schieber 14) - sowie von der Schaltfrequenz f₁ des Taktgenerators 15 abhängig. Der Betrag der virtuellen Dopplerverschiebung ist deshalb durch ein Verstellen des Kurzschluß-Schiebers 14 bzw. durch eine Änderung der Schaltfrequenz f₁ des Taktgenerators 15 den erforderlichen Bedingungen anpaßbar. Die von der ersten Antenne 10 passiv reflektierten Echosignale weisen - bedingt durch die periodische Ansteuerung des HF-Wellenleiter-Schalters 13 durch den Taktgenerator 15 - ein definiertes Modulationsmuster auf: Das passiv von der ersten Antenne 10 reflektierte Echosignal unterscheidet sich dadurch von den übrigen vom Flugkörper 100 reflektierten Radarsignalen deutlich.

Die Funktion und der Aufbau der weiteren Antenne 20 ist analog zur Funktions- und Bauweise der ersten Antenne 10. Der einzige Unterschied zwischen der ersten Antenne 10 und der weiteren Antenne 20 besteht darin, daß der Taktgenerator der weiteren Antenne 20 mit einer Schaltfrequenz f₂ arbeitet, die von der Schaltfrequenz f₁ der ersten Antenne 10 verschieden ist. Dies bewirkt, daß das Modulationsmuster des von der zweiten Antenne 20 passiv reflektierten Echosignals von demjenigen der ersten Antenne 10 unterscheidbar ist.

Die Vorrichtung zur Erfassung der Rollage eines Flugkörpers 100 ermöglicht es in besonders einfacher Art und Weise, zusammen mit einem das linearpolarisierte Radarsignal 50 abstrahlenden und die vom Flugkörper reflektierten Echosignale aufnehmenden Radargerät 200 ein passives System zu realisieren, daß eine hochauflösende Rollage-Detektion ermöglicht. Hierzu wird auf die Fig. 3 verwiesen.

Eine Sende/Empfangsantenne 201 des Radargeräts 200 sendet ein linearpolarisiertes, hochfrequentes Radarsignal 50 aus. Das auf den Flugkörper 100 einfallende Radarsignal 50 wird im Horn 11 der ersten Antenne 10 empfangen. Das Empfangssignal der Antenne 10 wird - wie beschrieben - in Abhängigkeit von der räumlichen Orientierung der ersten Antenne 10 in bezug auf die Richtung des Polarisationsvektors 51 des Radarsignals 50 amplitudenmoduliert, tritt in den HF-Wellenleiter 12 ein und erfährt eine virtuelle Dopplerverschiebung. Das passiv reflektierte Echosignal 60 läuft zum Radargerät 200 zurück und wird in der Sende/Empfangsantenne 201 zusammen mit den anderen vom Flugkörper 100 reflektierten Radarsignalen registriert. Die Gesamtheit der in der Sende/Empfangsantenne 201 empfangenen Signale wird einer Steuer/Auswertevorrichtung 202 zugeführt, in der ein Frequenzspektrum der Empfangssignale des Radargeräts 200 erstellt wird. Die virtuelle Dopplerverschiebung des von der ersten Antenne 10 passiv reflektierten Echosignals 60 bewirkt, daß dieses in einem anderen Frequenzbereich als die vom Flugkörper 100 direkt reflektierten Signale liegt: Das passiv reflektierte Echosignal 60 der ersten Antenne 10 wird im Frequenzspektrum durch diskrete Linien mit bekannter Frequenzlage repräsentiert. Die Linien entsprechen der Taktfrequenz und deren Oberschwingungen des Hohlleiter- oder Koaxialschalters 13 und werden durch die am Schalter bzw. Kurzschlußpunkt stattfindenden Reflexionen verursacht. Die zweite in ihrer Frequenz von der Linie der ersten Antenne 10 verschiedene Linie rührt von der Schaltfrequenz der Hohlleiter- oder Koaxialschalter der Antenne 20 her. Diese beiden Linien werden durch eine geeignete Filtervorrichtung 203 aus dem Frequenzspektrum herausgefiltert. Hierbei ist es besonders vorteilhaft, daß die passiv reflektierten Echosignale 60 - wie beschrieben - ein typisches Modulationsmuster aufweisen. In einer Amplitudentaststufe 204 wird die Amplitudenhöhe des passiv reflektierten Echosignals 60 festgestellt und diese Information dann zu einem Leitrechner 205 geleitet, der aus der Amplitudenhöhe - die direkt der Rollage zugeordnet ist - den aktuellen Wert dieser Größe berechnet.

Die Verwendung einer einzigen ersten Antenne 10 ist dann vollkommen ausreichend, wenn der Flugkörper in einer definierten Rollage gestartet wurde. Die Berechnung der aktuellen Rollage zu einem gewissen Zeitpunkt ist dann durch die zeitliche Verfolgung des passiv reflektierten Echosignals 60 der ersten Antenne 10 durchführbar.

Für einige Einsatzbereiche des passiven Systems zur Rollage-Detektion ist es jedoch vorteilhaft, eine weitere Antenne 20 - wie beschrieben - im Heck 2 des Flugkörpers 100 anzuordnen. Die Verwendung zweier polarisationssensitiver Antennen 10 und 20, deren Polarisationsachsen 10′ und 20′ orthogonal zueinander stehen, bewirkt, daß das Ausgangssignal einer der beiden Antennen gegen seinen Maximalwert strebt, wenn das passiv reflektierte Echosignal der anderen Antenne gegen ihr Minimum konvergiert. Die beiden passiv reflektierten Echsoginale weisen außerdem unabhängig vom Aspektwinkel zum Geschoß die gleiche Signal-zu-Rausch-Charakteristik auf, da das vom Radargerät 200 ausgesandte Radarsignal 50 unter dem gleichen Aspektwinkel auf die erste Antenne 10 und die weitere Antenne 20 einfällt. Durch eine einfache Differenzbildung der Amplituden der beiden Echosignale, die im Frequenzspektrum in Folge der unterschiedlichen Schaltfrequenzen f₁ und f₂ in getrennten Bereichen liegen, ist es dem Leitrechner 205 äußerst einfach möglich, ein präzises Meßsignal zu bilden, das eine hochauflösende Erfassung der Rollage ermöglicht.

In dem speziellen Fall, in dem die Rollage des Flugkörpers zum Beginn der Rollage-Detektion nicht bekannt ist, ist es nötig, einen Sensor 30 (siehe dazu Fig. 1) im Außenbereich des Flugkörpers 100 anzuordnen. Dieser Sensor ist ein magnetischer oder optischer Sensor der eingangs beschriebenen Art, der nur dazu dient, eine "Oben"-Lage oder "Unten"-Lage der körperfesten Bezugsachse 5 festzustellen, also eine Groberfassung der Rollage durchzuführen. Das Ausgangssignal des Sensors 30 wird dann dem Taktgenerator 15 zugeführt, der seine Schaltfrequenz f₁ entsprechend dem anliegenden Sensorsignal ändert. Der Sensor 30 hat also die Aufgabe, den Taktgenerator 15 derart zu steuern, daß in einer "Oben"-Lage des Flugkörpers 100 das von der ersten Antenne 10 passiv reflektierte Echosignal 60 mit einer anderen Taktfrequenz moduliert wird als in einer "Unten"-Lage der Bezugsachse 5 des Flugkörpers 100. Diese unterschiedlichen Modulationsfrequenzen werden im Radargerät 200 registriert und erlauben damit auch in diesem speziellen Fall eine einfache, aber hochauflösende und äußerst zuverlässige Erfassung der Rollage eines rotierenden Flugkörpers 100.

Abschließend soll noch die Verwendung der Vorrichtung und des passiven Systems zur Erfassung der Rollage eines Flugkörpers am Beispiel eines Zielverfolgungsradars beschrieben werden. Die Bewegung des Flugkörpers 100 soll während seiner Flugbewegung derart korrigiert werden, daß dieser einem Zielobjekt nachgeführt werden kann. Dazu sind im Flugkörper 100 nicht gezeigte Antriebsvorrichtungen vorgesehen, die eine derartige Bahnkorrektur gestatten. Um diese Korrekturen durchführen zu können, ist es erforderlich, die aktuelle Rollage des Flugkörpers 100 exakt zu kennen: Es muß nämlich immer diejenige Antriebsvorrichtung aktiviert werden, die in dem entsprechenden Zeitpunkt eine Bewegung in die gewünschte Richtung initieren kann. Hierzu wird wie folgt verfahren: Die aktuelle Rollage des Flugkörpers 100 wird wie beschrieben festgestellt. Der Leitrechner 205 ermittelt aus der berechneten Rollage-Information die zu aktivierende Antriebsvorrichtung und leitet über eine Signalleitung 206 einen entsprechenden Steuerimpuls an die Steuer/Auswertevorrichtung 202 des Radargeräts 200. Dieser Steuerimpuls wird über die Sende/Empfangsantenne 201 des Radargeräts 200 abgestrahlt und in der ersten Antenne 10 oder zweiten Antenne 20 des Flugkörpers 100 aufgenommen. Diese weisen nicht näher beschriebene, dem Fachmann aber bekannte Einrichtungen auf, mittels derer dieser Steuerimpuls ausgekoppelt werden kann. Die Verschachtelung des Steuerimpulses mit den zur Bestimmung der Raumlage verwendeten Radarsignalen bewirkt in vorteilhafter Art und Weise eine besonders einfache Möglichkeit zur Durchführung einer Bahnkorrektur mittels eines rein passiven Systems am zu korrigierenden Geschoß oder Flugkörper.

Claims (13)

1. Vorrichtung zur Erfassung der Rollage eines Flugkörpers, gekennzeichnet durch eine mit dem Flugkörper (100) drehfest verbundene, eine polarisationssensitive Empfangscharakteristik aufweisende erste Antenne (10), deren Polarisationsrichtung (10′) radial in bezug auf die Rotationsachse (3) des Flugkörpers (100) angeordnet ist, und bei der in einem mit dem Horn (11) der ersten Antenne (10) verbundener HF-Wellenleiter (12) ein HF-Wellenleiter-Schalter (13) angeordnet ist, der von einem Taktgenerator (15) mit einer ersten Schaltfrequenz (f₁) periodisch angesteuert wird, und bei der das Ende (12′′) des HF-Wellenleiters (12) durch einen Kurzschluß (14) abgeschlossen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine mit dem Flugkörper drehfest verbundene, eine polarisationssensitive Empfangscharakterstik aufweisende weitere Antenne (20), deren Polarisationsrichtung (20′′) orthogonal zur Polarisationsrichtung (10′) der ersten Antenne (10) angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schaltfrequenz (f₁) des Taktgenerators (15) der ersten Antenne (10) von einer weiteren Schaltfrequenz (f₂) des Taktgenerators der weiteren Antenne (20) verschieden ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlleiter-Schalter (13) durch eine PIN-Diode gebildet wird, deren Steuereingang mit dem Taktgenerator (15) verbunden ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Sensor (30) zur Groberfassung der Rollage des Flugkörpers (100) vorgesehen ist, dessen Ausgangssignal dem Taktgenerator (15) der ersten Antenne (10) zugeführt wird, und daß der Taktgenerator (15) seine Schaltfrequenz (f₁) entsprechend dem anliegenden Sensor-Signal während eines definierten Drehwinkelbereiches ändert.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschluß des HF-Wellenleiter (12) der Antenne (10, 20) durch einen Kurzschluß-Schieber (14) gebildet wird.

7. System zur Erfassung der Rollage eines Flugkörpers (100), mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, und mit einem Radargerät (200), welches ein linearpolarisiertes, hochfrequentes Radarsignal (50) aussendet, dadurch gekennzeichnet, daß das auf den Flugkörper (100) einfallende Radarsignal (50) in der ersten Antenne (10) bzw. in der weiteren Antenne (20) eine Amplitudenmodulation erfährt, wobei sich die Amplitude des Empfangssignals der polarisationssensitiven Antennen (10 bzw. 20) in Abhängigkeit von der momentanen räumlichen Orientierung der Polarisationsachse (10′, 20′) in bezug auf den Polarisationsvektor (51) des einfallenden linearpolarisierten Radarsignales (50) ändert, und daß die Frequenz des einfallenden Radarsignals (50) in der ersten Antenne (10) bzw. in der weiteren Antenne (20) eine virtuelle Dopplerverschiebung erfährt, und daß das von der ersten Antenne (10) bzw. von der weiteren Antenne (20) passiv reflektierte Echosignal (60) in einer Sende/Empfangsantenne (201) des Radargeräts (200) registriert wird, und daß im Radargerät (200) aus den Amplituden des passiv reflektierten Echosignals (60) ein der Rollage des Flugkörpers (100) zugeordnetes Signal errechnet wird.

8. System nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das von der ersten Antenne (10) passiv reflektierte Echosignal (60) ein Modultionsmuster aufweist, daß sich vom Modulationsmuster des von der weiteren Antenne (20) reflektierten Echosignals unterscheidet.

9. System nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Modulationsmuster des von der ersten Antenne (10) passiv reflektierten Echosignals (60) in Abhängigkeit von der Raumlage des Sensors (30) zur Groberfassung der Rollage des Flugkörpers (100) verändert wird.

10. Radargerät zur Verwendung in einem System nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangssignale der Sende/Empfangsantenne (201) einer Steuer/Auswertevorrichtung (202) zugeführt werden, in der ein Frequenzspektrum der Empfangssignale erstellt wird, und daß eine Filtervorrichtung (203) vorgesehen ist, mit der die von der ersten und von der weiteren Antenne (10, 20) passiv reflektierten Echosignale (60) aus dem Frequenzspektrum der Empfangssignale der Sende/Empfangsantenne (201) filterbar sind, und daß die Ausgangssignale der Filtervorrichtung (203) an eine Amplitudentaststufe (204) gelangen, welche die Amplitudenhöhe der passiv reflektierten Echosignale (60) feststellt, und daß ein Meßsignal der Amplitudentaststufe (204) einem Leitrechner (205) zugeführt wird, der aus diesem Meßsignal den aktuellen Wert der Rollage berechnet.

11. Radargerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß im Leitrechner (205) die Differenz des von der ersten Antenne (10) und des von der weiteren Antenne (20) passiv reflektierte Echosignals (60) gebildet und daraus die Rollage des Flugkörpers (100) berechnet wird.

12. Radargerät nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Leitrechner (205) ein Steuersignal zur Aktivierung einer im Flugkörper angebrachten Antriebsvorrichtung berechnet, das der Steuer/Auswerteeinrichtung (201) zugeleitet wird, und daß das derart gebildete Steuersignal mit dem zur Messung der Rollage dienenden Radarsignalen (50) verschachtelt ausgestrahlt wird.

13. Vorrichtung, System oder Radargerät nach einem der Ansprüche 1 bis 12, gekennzeichnet durch deren Verwendung in einem Zielverfolgungsradar.