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Einrichtung zur Erzeugung elektrischer Größen zur Korrektur von Lageabweichungen
von automatisch gesteuerten Flugkörpern Die Erfindung betrifft eine Einrichtung
zur Erzeugung elektrischer Größen zur Korrektur von Lageabweichungen von automatisch
gesteuerten Flugkörpern gegenüber einer vorgegebenen Leitachse. Diese Korrektur
erfolgt mittels eines Leitstrahlensenders, dessen Strahlungsdiagramm keulenförmig
ist und derart drehend angeordnet ist, daß die Hauptstrahlung in Richtung einer
symmetrisch um die Leitachse umlaufenden Kegelmantellinie erfolgt. Die Polarisationshauptachse
der Strahlung dreht dabei mit der Umlauffrequenz.
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In der Fig. i ist das Strahlungsdiagramm eines solchen Richtstrahlsenders
dargestellt. s ist die Leitachse, längs welcher der Flugkörper F mit möglichst kleiner
Abweichung b sich bewegen soll. Auf der Leitachse s liegt der Richtstrahlsender
S, dessen Richtstrahlwirkung z. B. mittels eines parabolischen Reflektors erreicht
wird. Dieser Richtstrahlsender führt um die Leitachse als Drehachse eine Drehbewegung
derart aus, daß seine Hauptstrahlungsrichtung M auf einer Kegelmantellinie mit einer
bestimmten Umlaufgeschwindigkeit sich bewegt unter Einhaltung eines bestimmten Winkels
ß gegenüber der Leitachse s. Das Strahlungsdiagramm des Senders ist keulenförmig,
dargestellt durch die Kurve K1 bzw. K3, in der um eine halbe Umlaufbewegung veränderten
Lage. Die Reflektorstellung des Senders S ist schematisch in
je
um 9o0 verschobenen Stellungen i, 2, 3, 4 dargestellt. Synchron * mit dieser Umlaufbewegung
dreht sich auch die Polarisationsrichtung , der Strahlung, dargestellt durch die
Pfeile 1, 11,
111, IV.
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Befindet sich im Bereich des Strahlenbündels, also in der Nähe der
Leitachse s, ein fliegender Körper F, welcher einen Dipol D als Empfangsantenne
aufweist, so empfängt er die vom Sender S ausgestrahlten Hochfrequenzsignale. Pefindet
sich der Flugkörper und damit der Empfänger gerade auf der Leitachse s, so ist die
am Emfangsort eintreffende Strahlung konstant, entsprechend dem Vektor d. (Fig.
2 a). Da der Empfangsdipol, dessen Strahlungscharakteristik durch die Kurve E in
Fig. 2 a angegeben ist, wenigstens kurzzeitig während einer Umlaufperiode des Sendestrahles
seine Richtung praktisch unverändert beibehält und die Polarisation der Senderstrahlung
sich verhältnismäßig rasch dreht (z. B. mit einer Frequenz iooHz gegenüber einer
evtl. eigenen Rotation des Dipols mit etwa i Hz), wird bei konstanter Empfangsfeldstärke
eine Empfangsspannungkl.ao aufgenommen, die zweimal pro Umlaufperiode des Senders
zwischen Null und einem Maximalwert variiert, gemäß dem Zeitdiagramm Fig.2b. Liegt
der Empfänger abseits der Leitachse, z. B. im Abstand b, so daß die Richtung nach
dem Sender S einen Winkel ß mit der Leitachse bildet, so schwankt entsprechend den
Vektoren a1 und a. die Empfangsfeldstärke am Empfangsort. Die Schwankung erfolgt
mit einer Periode der Umlauffrequenz der Antennenstrahlung. Die Feldstärke verläuft
somit gemäß dem Zeitdiagramm Fig.3. Bei Abweichung des Flugkörpers von der Leitachse
ergibt sich die vom DipnlE gelieferte Empfangsspannung somit aus dem Diagramm Fig.2b
unter Berücksichtigung, daß diese Spannung gemäß Fig. 3 noch einer modulierenden
Schwankung unterworfen ist. Falls nun die Abweichung des Empfängers von der Leitachse
nicht, wie in der Fig. i dargestellt, in einer Ebene erfolgt, welche durch die Richtung
des Empfangsdipols und der Leitachse gegeben ist, ergibt sich eine Phasenverschiebung
E zwischen den beiden Kurven Fig.2b und Fig.3. Eine solche Abweichung ist in der
Fig. 4 dargestellt, welche sich auf eine Ebene am Empfangsort senkrecht zur Leitachse
bezieht. Dabei ist angenommen, daß das Koordinatensystem durch den Empfangsdipol
D festgelegt ist. Die Lage des Flugkörpers F in bezug auf dieses Koordinatensystem
ist dann durch den Abstand b und den Winkel E gegeben. Beide Größen ergeben sich
aus dem Verlauf der Empfangsspannung Fig.6 bzw. ihren beiden Komponenten k" und
km, dargestellt in den Fig. 5 a und 5 b. Aus dem Verlauf der Modulationskomponente
km (Fig. 5b), insbesondere aus dem Modulationsindex m - ergibt sich
ein Maß für die Flugabweichung
b. Der Phasenunterschied E zwischen den Scheitelwerten des Verlaufes von k" und
km ist dann gleich dem örtlichen Winkel F der Flugabweichung gemäß Fig. 4. Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, aus der Empfangsspannung gemäß Fig.6 bzw. den
Komponenten k" und k", gemäß Fig. 5 a und 5 b elektrische Größen zu erzeugen, die
den Werten b und E entsprechen.
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Die Erfindung besteht darin, daß die ultrakurze Sendewelle auf dem
Flugkörper mittels einem mit diesem fest verbundenen Dipol empfangen und in einem
Gleichrichter demoduliert wird und daß die so erhaltenen Schwingungen in einem regulierten
Verstärker verstärkt und mittels, nachgeschalteter Bandfilter in zwei Komponenten
zerlegt werden, wobei die Frequenz der einen Komponente die Umlauffrequenz und die
Frequenz der anderen Komponente die doppelte Umlauffrequenz ist. Die eine der so
erhaltenen Komponenten wird mittels eines Frequenzumsetzers auf die Frequenz der
anderen Komponente gebracht, und die so erhaltenen gleichfrequenten Komponenten
werden z. B. einem Modulator direkt und mindestens einem Modulator über einen Phasenschieber
zugeführt. Den Modulatoren werden Gleichströme entnommen und der Steuervorrichtung
zugeführt, wo sie entsprechend ihrer Größe und ihrer Richtung die Korrektur der
Lageabweichungen bewirken.
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Die Regulierung des vorgenannten Verstärkers erfolgt dabei so, daß
die Komponente der doppelten Umlauffrequenz wenigstens angenähert konstant ist.
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Die Erfindung wird nun an Hand eines Ausführungsbeispieles (Fig.7)
näher erläutert. Auf dem zu steuernden Flugkörper, z. B. einer Rakete, ist ein Dipol
D angebracht, in der Weise, daß das Maximum der Empfangsrichtung wenigstens annähernd
in der Flugrichtung liegt. Die empfangenen Hochfrequenzschwingungen werden über
ein Empfangsfilter B geleitet. Hierfür wird zweckmäßig ein Hohlraumresonator verwendet.
Vom Empfangsfilter gelangen die Schwingungen auf den Gleichrichter G1, hier erfolgt
eine Demodulation der Hochfrequenzschwingungen, so daß am Ausgang eine Spannung
entsprechend der Fig.6 entsteht. Die Wechselstromkomponente dieser Spannung wird
in einem nachfolgenden Verstärker V verstärkt. Dem Ausgang dieses Verstärkers folgen
zwei Bandfilter BPl und BP2. Die Durchlaßfrequenz dieser Bandfilter ist so gewählt,
daß das Bandfilter BP, die Komponente e1 mit der Umlauffrequenz to, durchläßt und
die der Frequenz 2 wo sperrt. Das Bandfilter BP2 läßt die Komponente e2 mit
der doppelten Umlauffrequenz 2 cop durch und sperrt die der Umlauffrequenz
co.. Die Komponente e2 wird einem FrequenzhalbiererT zugeführt, so daß die Ausgangsspannung
e3 wieder die gleiche Frequenz wie die Spannung e1 aufweist. Außerdem gelangt die
Spannung e2 auf einen Gleichrichter G2. Die darin gleichgerichtete und geglättete
Ausgangsspannung u2 wird dem Verstärker h zugeführt. Die Spannung u2 bewirkt im
Verstärker eine Regulierung der Verstärkung in dem Sinne, daß die Ausgangsspannung
e und damit auch die Komponente e2 wenigstens angenähert konstant ist. Auf diese
Weise wird die Spannung e von der Größe der Empfangsspannung und damit
von
der Entfernung des Flugkörpers vom Sender praktisch unabhängig. Die beiden Komponenten
ei und e3 gelangen auf je einen Modulator :111 und '112, und zwar so, daß der Modulator
Ml direkt angeschlossen ist. Dem Modulator M2 wird die Spannung e3 über einen Phasenschieber
zugeführt, so daß eine zusätzliche Phasendrehung der Spannung e4 gegenüber der Spannung
e3 erreicht wird. In den Ausgängen der Modulatoren entstehen Gleichspannungen, deren
Größe von ei und deren Vorzeichen vom Vorzeichen des Winkels s abhängig ist. Die
Ausgangsspannungen e. und es wirken nun als Steuerspannungen zur Betätigung der
Steuervorrichtung, z. B. einer Rakete. Sie ergeben zusammen eine regulierende Steuerwirkung
zur Betätigung der Höhen- und Seitensteuer, wobei die Regelstärke abhängig ist von
der Spannung ei und deren Wirkungsrichtung abhängig ist von der Phasenverschiebung
e1 und e3. Voraussetzung ist, daß die Spannungen ei und e3 in der richtigen Pltasenlage
zueinanderstehen. Vor dem Abschuß der Rakete muß dafür gesorgt werden, daß die Phasenlage
richtig ist. Die richtige Phasenlage von e3 muß vor Abschuß der Rakete synchron
der Rotation des Sendestrahles aufgedrückt werden. Man kann z. B. eine exzentrisch
gelagerte Antriebsstrahldüse der Rakete derart beeinflussen, daß eine Kurskorrektur
nach der Leitachse hin erhalten wird.
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Die Wirkungsweise der Einrichtung ist folgende: Sobald der Flugkörper
(Rakete) im Bereich der Strahlungsrichtung des Senders liegt, empfängt die Dipolantenne
D die vom Sender ausgestrahlten, mit der Umlauffrequenz o-), rotierenden polarisierten
Wellen. Die Umlauffrequenz kann z. B. ioo sein. Auch die Rakete selber und damit
auch die Dipolantenne kann eine kleine Eigenrotation aufweisen, z. B. eine Umdrehung
pro Sekunde. Die Eigenrotation ist verhältnismäßig klein gegenüber der Umlauffrequenz
der Strahlung. Die empfangenen Hochfrequenzschwingungen weisen einen zeitlichen
Ablauf gemäß der Umhüllungskurve der Fig. 6 auf. Dieser Spannungsverlauf entsteht
durch Multiplikation von zwei Komponenten, nämlich aus dein Spannungsverlauf (Fig.
5a) der Dipol'-empfangsspannung, welche einer zusätzlichen Modulation gemäß Fig.
51> unterworfen ist. Die Aufteilung und Auswertung dieser beiden Komponenten erfolgt
in folgender Weise: Nach Durchlauf der Empfangsschwingungen durch das Bandfilter
B, mittels welchem fremde Störfrequenzen ausgeschieden werden, erfolgt eine Demodulation
des Gleichrichters G1. Die Demodulationsspannung entspricht dem Verlauf der Kurve
der Fig.6, wobei jedoch infolge Unterdrückung der Gleichstromkomponente die Nullinie
entsprechend verschoben ist. Nach Verstärkung dieser Spannung im Verstärker V auf
die Spannung e erfolgt die Aussiebung der die Umlauffrequenz coo aufweisenden Spannungskomponente
ei mittels des Bandfilters BP,. In gleicher Weise erfolgt eine Aussiebung der Spannungskomponente
mit der doppelten Umlauffrequenz 2
(,)o über das Bandfilter
BP 2*
Die Spannung e2 wird nun im Frequenzteiler T frequenzhalbiert. Die Ausgangsspannung
e3 weist somit die gleiche Frequenz wie ei auf. Die Spannungen ei und e3 lassen
sich nun, da auf gleiche Frequenz gebracht, miteinander vergleichen. Die ursprüngliche
Phasenabweichung s des vom Dipol aufgenommenen Schwingungsvorganges weisen auch
die hinter dem Bandfilter BPl und dem Frequenzteiler T erscheinenden Spannungen
ei und e3 auf. Für die Auswertung der beiden Spannungen ei und e3 ist es notwendig,
daß die Spannung e möglichst konstant ist, also von der Entfernung des Empfängers
vom Sender unabhängig ist. Zu diesem Zweck erfolgt eine Verstärkungsregulierung
im Verstärker h. Diese Regulierung erfolgt in bekannter Weise durch Beeinflussung
der Gittervorspannungen der Röhren mittels einer Regelspannung u2. Diese Spannung
wird durch Gleichrichtung der Spannung e2 gewonnen. Durch diese Regulierung können
die Spannung e und e3 so weit konstant gehalten werden, als dies im Interesse einer
einwandfreien Steuerung erforderlich ist. In den Modulatoren Ml und :1f2 erfolgt
eine Produktbildung ± e1
- e3. Die Spannung e3 ist dabei konstant, während
ei vom Modulationsindex m =
also von ß, abhängig ist. Je nachdem a2 @ a1 und deshalb %l positiv oder negativ
ist, ändert auch das Madulationsprodukt e5 seine Richtung. Da es eine Gleichspannung
ist, kann diese positiv, null oder negativ sein. Die Spannung e3 wird dem Modulator
Ml direkt zugeführt. Dem X-fodulator A12 jedoch wird die Spannung e3 um 90° phasenverschoben
zugeführt. Auf diese Weise bilden die beiden Spannungen e3 und e4 ein Zweiphasensystem.
Je nach dem momentanen Winkel a ergibt sich die für die Betätigung der Höhen- und
Seitensteuer erforderliche Richtung der Spannungen e5 und e6. Die Vorzeichen dieser
Spannungen ergeben sich z. B. für vier bestimmte Winkel s gemäß nachfolgender Aufstellung:
| e es e6 |
| o + o |
| 180" - O |
| 900 0 + |
| 270° O - |
An Stelle einer einfachpolarisierten Senderstrahlung kann mit Vorteil eine elliptisch
polarisierte Strahlung verwendet werden. Bei einer solchen Strahlung treten im Diagramm
der Fig. 2 a und 2 b bzw. 5 a keine absoluten Nullstellen mehr iuf, sondern es ergeben
sich nur bestimmte Empfangsminima (ausgezogene Kurve, Fig.2b). Dadurch wird erreicht,
daß der Empfänger nie ohne Empfangsspannung ist, wodurch eine Beeinflussung durch
Störungen auf ein Minimum beschränkt bleibt. Ferner ist es für den Demodulationsvorgang
in G1 und für die Aussiebung der Umlauffrequenz im Bandfilter BPl
von Vorteil,
wenn bereits die Eingangsspannung möglichst einer Sinuskurve ähnlich ist. Diese
Wirkung kann auch erreicht werden, wenn die Empfangsantenne ein elliptisch polarisiertes
Empfangsdiagramm
aufweist. Zu diesem Zweck kann auf dem Flugkörper neben dem eigentlichen Empfangsdipol
noch ein um 9o° gedrehter Zusatzdipol'verwendet werden. Dieser Dipol wird über einen
die Phase um 9o' drehenden Phasenschieber an das Empfangsfilter angeschlossen.
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An Stelle der Frequenzteilung von 2cuo auf coo in T kann natürlich
auch eine Verdoppelung der Frequenz der Spannung ei vorgenommen werden. Zu diesem
Zweck kann dem Bandfilter BPl ein Frequenzverdoppler nachgeschaltet werden, dessen
prinzipieller Aufbau ähnlich dem Frequenzteiler T sein kann.
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Die Einrichtung läßt sich auch verwenden, wenn an Stelle einer kontinuierlichen
Senderstrahlung eine impulsgetastete Strahlung verwendet wird. Es müssen dabei während
einer Umlaufperiode der Senderantenne mehrere Impulse gesendet werden. Die Zahl
der Impulse ist davon abhängig, wie weit auf der Ausgangsseite des Gleichrichters
G1 mittels Glättungskondensatoren eine möglichst oberwellenfreie Ausbildung der
Umhüllungskurve gemäß der Fig. 5 a möglich ist. Es ist klar, daß diese Umhüllungskurve
um so besser erhalten wird, je größer die Zahl der Impulse pro Umlaufperiode ist.
Es empfiehlt sich, mindestens vier Impulse pro Umlaufperiode zu senden. Ein Vorteil
dieser Impulstastung besteht darin, daß bei gleicher oder kleinerer mittlerer Sendeleistung
bedeutend größere Empfangsamplituden als bei ungetasteter, also kontinuierlicher
Senderstrahlung erhalten werden. Die größere Empfangsamplitude ist namentlich dann
von Vorteil, wenn im Empfänger ohne Vorverstärkung, d. h. mit direkter Gleichrichtung
des Empfangssignales, gearbeitet wird. Die üblichen Empfangsgleichrichter, z. B.
Kristallgleichrichter, weisen bekanntlich einen Schwellwert auf, wodurch die Empfindlichkeit
bei kleinen Amplituden sich verringert. Kurzzeitige Impulse größerer Amplitude ergeben
deshalb besseren Empfang. Durch Tiefpaßfilter in dem Empfangsverstärker können die
Impulswiederholungsfrequenzen und deren Oberwellen unterdrückt werden, so daß nur
die Komponenten tiefer Frequenzen verbleiben, welche der Umlauffrequenz bzw. der
doppelten Umlauffreqenz entsprechen.
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Die Verhältnisse können auch an Hand der weiteren Fig. 8, 9 und der
nachstehenden Formeln erläutert werden. Bei Fig. i ist der Richtspiegel durch S
und die beiden Extremlagen der rotierenden Strahlungscharakteristik durch K1, K2
gekennzeichnet. Die Empfangsfeldstärke beim Flugkörper F ändert somit periodisch
zwischen den Extremwerten a1, a2, wenn der Flugkörper um den Winkel ß außerhalb
der Leitachse s liegt. In Fig. 8 sind die Verhältnisse auf einer Ebene senkrecht
zur Leitachse s dargestellt. Mit P ist der rotierende Scheitelpunkt der Richtcharakteristik
K gekennzeichnet. Der momentane Lagewinkel dieser Strahlungscharakteristik ist mit
a bezeichnet. F stellt den momentanen Ort des Flugkörpers dar, dessen Abstand b
von der Leitachse einem Winkel ß entspricht. Die Sendeschwingung sei elliptisch
polarisiert. Da die Polarisation synchron mit der Leitcharakteristik rotiert, ist
auch die Empfangsschwingung bei F entsprechend der eingezeichneten Ellipse polarisiert.
Das gleiche Resultat erhält man bei linearer Senderpolarisation und elliptisch polarisierter
Empfanggantenne oder auch bei elliptischer Polarisation beider Antennen. Deren Hauptachse
p dreht um den stetig veränderlichen Winkel a =
wo t. Die Hauptachse
der mit der Rakete fest verbundenen Empfangsantenne ist mit q gekennzeichnet. Sie
ist entsprechend der Drehung der Rakete um den veränderlichen Winkel <p gegenüber
der Ausgangslage verdreht.
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Wenn der Empfänger in der Leitachse. liegt (ß = o bzw.
b = o), so tritt wegen gegenseitiger Drehung der Sender- und Empfängerantennenhauptachse
eine Amplitudenmodulation des Empfangssignals auf. Die Frequenz dieser Modulation
entspricht der doppelten Drehfrequenz, weil die Amplitude bei einer Drehung von
36o° zweimal das Maximum durchläuft. Durch Gleichrichtung der Empfangsschwingung
erhält man somit ein Signal a.: ao=A @I +7L'COS(2a-2cp)@ = A @I + n COS (2C),t-2(p)@
(I)
Darin bedeuten: a" = Empfangsamplitude bzw. durch Gleichrichtung gewonnenes
Niederfrequenzsignal in Leitachse, A = mittlere Amplitude, ii = Modulationsindex
entsprechend Achsenverhältnis bei elliptischer Polarisation, a = o),
t = veränderlicher Lagewinkel des rotierenden Hochfrequenzbündels (ortsfestes
Koordinatensystem), coo = Umlauffrequenz des Hochfrequenzbündels = Grundfrequenz,
Lagewinkel der Empfangsantenne gegenüber ortsfestem Koordinatensystem. Wenn dagegen
der Empfänger außerhalb der Leitachse s liegt, so tritt eine zusätzliche Amplitudenmodulation
auf wegen veränderlicher Lage des Flugkörpers gegenüber der Strahlungscharakteristik
K. Diese zweite Modulation erfolgt im Rhythmus der Grundfrequenz (»o:
Darin bedeuten: m = Modulationsindex entsprechend Abstand von Leitachse, a = veränderliche
Empfangsamplitude bzw. Niederfrequenzsignal im Empfangsverstärker, q? = Lagewinkel
des Empfangsortes gegenüber senderfestem Koordinatensvstem.
Dieses
Signal ist aus Komponenten verschiedener Frequenzen zusammengesetzt. Eine erste
Komponente mit der Grundfreqenz coo ist ei: ei = El [11a cos (c0"
t -) + m-2 n cos (&),t - 2 v + g9)] (3)
=
Ei mi ' cos (c»"t-q9 + $)
Da der 1Zodulationsgrad 1z im
allgemeinen kleiner als I ist, so überwiegt die Amplitude des ersten Gliedes. Der
Einfluß des zweiten Gliedes wird durch eine gegenüber 1n etwas veränderte Gesamtamplitude
ml und durch eine gegenüber dem ersten Glied anzubringende Phasenänderung ü gekennzeichnet.
Der Unterschied zwischen ml und 1n sowie die zusätzliche Phasenänderung e sind kleine
Größen, welche praktisch ohne wesentlichen Einfluß auf die Wirkungsweise der Steuerung
sind.
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Eine zweite Komponente e2 hat doppelte Grundfrequenz 2(,)0: e2
=E 2 # 11, ' COS ( 2 (0O t - 2 yr) (5) Ei und E2 sind die Amplituden
der Komponenten. Diese leiden Komponenten ei und e2 werden durch elektrische Filter
aus dem Niederfrequenzsignal a getrennt herausgegriffen, während die dritte Komponente
mit der Kreisfrequenz 3(t), unterdrückt wird.
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Durch Frequenzieilung kann nun aus e2 ein neues Signal e3 gewonnen
werden, dessen Frequenz mit der Grundfrequenz (o)" übereinstimmt: e:3 = Es' cos
«0o t (6) Zur weiteren :\ttsw-erttitig wird ein um 90° gedrehtes Signal e4 aus e3
erzeugt: e4 = E4 ' sin (c0, t - y) (7)
Durch Phasenvergleich
der erwähnten Wechselspannungen ei, e3 kann nun der Phasenunterschied e
= T - y, - z9 festgestellt werden. Dieser Phasenunterschied
entspricht bis auf die kleine Abweichung 0 der Lage der Leitachse gegenüber einem
raketenfesten Koordinatensystem. Der Winkel F gibt also direkt die Richtung an,
nach welcher die automatische Raketensteuerung zur Korrektur des Kurses betätigt
werden muß. Für die praktische Durchführung empfiehlt sich Bildung der Modulationsprodukte
e5 und es: es = k5 ' ei ' e3 (g) e6 -k s ' ei ' e4 (9) Diese Modulationsprodukte
enthalten Gleichstromkomponenten %, z(6: 115 = U5 # yni cos (P
- y - @) (10) 1l6 = UB IM, # rin (C9-yJ-7g) (11) Diese Gleichstromkomponenten
betätigen über geeignete Zwischenmechanismen zwei senkrecht zueinander wirkende
Steuerorgane, so daß eine resultierende Steuerwirkung entsteht.
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Eine andere Durchführung des Verfahrens ist auch möglich ohne Frequenzhalbierung
der Bezugsspanneng e2, wenn durch Frequenzverdoppelung aus ei eine Hilfsspannung
e12 gewonnen wird: e12 -\E12 ' w1 ' COS (2 COpt - 2 9P + 2e) (13) In diesem Falle
werden nun die Modulationsprodukte aus ei, e2 bzw. einer gegenüber e2 um 9ö° phasengedrehten
Spannung e9 erzeugt.
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e7-k7' e12' e2 (14) ey=k8*e12*e9;e9=E9#n-sin(2oJot-2y) (15) Die Gleichstromkomponenten
dieser Modulationsprodukte sind: 1c7= U7 * ml -cos (2cy-2y@-210) (16)
1ze=U8-m1#sin(2cp-2y-21i) (17)
2,vIit 'diesen Gleichstromkomponenten wird
z. B.
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ein Drehmagnetsystem (Fig. 11) mit zwei senkrecht aufeinanderstehenden
Spulen erregt, dessen Drehmagnet um den Winkel l gegenüber der Ausgangs lage gedreht
ist.
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Durch mechanische Untersetzung im Verhältnis 2 : 1 wird daraus wieder
der Winkel e gewonnen: E = 99-v-e (20) Entsprechend diesem `'Winkel e kann z. B.
eine exzentrisch gelagerte Antriebsstrahldüse der Rakete gegenüber der Ausgangsstelliung
um die Längsachse der Rakete gedreht werden, so daß der exzentrische Strahl stets
eine Kurskorrektur nach der Leitachse bewirkt. Die Exzentrizität der Düse wird auch
in diesem Falle zweckmäßig dem jeweiligen 1Sodulationsgrad m angepaßt.
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Für die Auswertung der Ausgangsgrößen ei und e3 bzw. e4 kann an Stelle
der Modulatoren Ml und 3l2 in Fig. 7 je ein Zweiphasendrehsystem (Fig. 9) verwendet
werden. An Stelle der Modulatoreingänge sind die beiden räumlich verschobenen Magnetspulen
der Zweiphasendrehsysteme angeschlossen. Die Spannungen ei und e3 bzw. ei und e4
liegen darin an je einer dieser Spulen. Die Rotoren der Drehsysteme weisen dann
Drehmomente auf, die der veränderlichen Spannung ei und der Phasenverschiebung zwischen
ei und e3 bzw. e1 und e4 entsprechen.
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Die Modulatoren und ihre Zusammenwirkung zu einer resultierenden Steuerwirkung
in der nachfolgenden Steuervorrichtung sowie das Zweiphasendrehsystem sind Ntittel,
welche eine Beeinflussung der Steuerung durch eine Produktbildung aus den beiden
gleichfrequenten Komponenten ei und e3 ermöglichen. Das Vorzeichen des mittleren
Produktes ist vom Vorzeichen der Phasenverschiebung der beiden Komponenten abhängig.
Die so erhaltenen Größen, nämlich die Modulatorgleichspannüngen u5 und us, welche
in der Steuervorrichtung zur Betätigung der Höhen- und Seitensteuer eine resultierende
Wirkung ergeben bzw. das Drehmoment bei Verwendung eines Zweiphasendrehsystemes,
sind gleichgerichtete Ausgangsgrößen, welche der Steuervorrichtung zugeführt werden.
In dieser Steuervorrichtung bewirken sie die Korrektur der Lageabweichung entsprechend
ihrer Amplitude und ihrer Richtung.
Zur Stabilisierung des Reguliervorganges
können Beruhigungsmittel vorgesehen werden. Beim Zweiphasendrehsystem kann durch
Wirbelstromdämpfung das Drehmoment des Läufers ausgeglichen werden. Ferner kann
es notwendig werden, die Regulierwirkung des Drehsystems durch Nachschalten eines
Servomechanismus zu verstärken.
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Ein weiteres Mittel zur Auswertung der beiden Komponenten ei und es
ist in der Fig. io dargestellt. Zwei feste Spulenpaare W.-w. und W3-W4 sind, räumlich
um 9o ° gegeneinander versetzt, zu einer Drehachse symmetrisch angeordnet. In der
Drehachse ist eine Spule ohne mechanische Richtkraft drehbar angeordnet, nach Art
der bekannten Phasenmesser. Am Spulenpaar W,-w, liegt die Spannung e3, und am Spulenpaar
Ws W4 liegt die um 9ö° verschobene Spannung e4. Die Drehspule liegt an der Spannung
ei. Die Drehspule stellt sich in einem Winkel ein, der dem Phasenwinkel 8 von ei
und e$ entspricht. Mit diesem Drehsystem kann ein um die Längsachse der Rakete drehbares
Steuerorgan mechanisch oder elektrisch gekuppelt werden. Der Ausschlag dieses Steuerorgans
gegenüber der Mittellage entspricht dann der Amplitude vgn ei. Die Größe dieses
Ausschlages kann z. B. durch die Spannung ei, gesteuert sein, welche durch Gleichrichtung
in G3@ aus der Spannung ei gewonnen wird.