DE977312C - Verfahren zur Ortung von beweglichen Zielen und zur gleichzeitigen Fernlenkung unbemannter Flugkoerper und Geschosse mit Hilfe von Radar-Rundsuchgeraeten - Google Patents

Verfahren zur Ortung von beweglichen Zielen und zur gleichzeitigen Fernlenkung unbemannter Flugkoerper und Geschosse mit Hilfe von Radar-Rundsuchgeraeten

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DE977312C
DE977312C DESCH20731A DESC020731A DE977312C DE 977312 C DE977312 C DE 977312C DE SCH20731 A DESCH20731 A DE SCH20731A DE SC020731 A DESC020731 A DE SC020731A DE 977312 C DE977312 C DE 977312C
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41WEAPONS
    • F41GWEAPON SIGHTS; AIMING
    • F41G7/00Direction control systems for self-propelled missiles
    • F41G7/20Direction control systems for self-propelled missiles based on continuous observation of target position
    • F41G7/30Command link guidance systems

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Description

  • Verfahren zur Ortung von beweglichen Zielen und zur gleichzeitigen Fernlenkung unbemannter Flugkörper und Geschosse mit Hilfe von Radar-Rundsuchgeräten Die Fernlenkung unbemannter Flugkörper und Geschosse und ihre Heranführung an die abzuwehrenden Ziele hat folgende Aufgabenstellung: i. den Flugweg des Zieles zu ermitteln, z. vom Lenkgeschoß aus den Flugweg des Zieles zu verfolgen und eventuelle Kursabweichungen durch hcmmandogabe, z. B. über Funk, zu korrigieren, so daß der errechnete Sollkurs eingehalten werden kann.
  • Bisheriger technischer Stand Nach den bisherigen Methoden der Führung von Fla-Lenkgeschossen sowohl der amerikanischen wie auch der schweizerischen Technik (Nike und Oerlikon) wird entweder eine Leitstrahlsteuerung (Oerlikon) oder eine Befehlssteuerung (Nike) verwendet, Beide Verfahren haben zur Voraussetzung, daß mit einem für die Flak bekannten Feuerleitgerät der Flugweg des Zieles dauernd verfolgt werden muß, bei der Nike desgleichen auch der Flugweg des gelenkten Körpers. Die sich ergebenden Zielwerte werden in einem Rechner verarbeitet, um daraus den voraussichtlichen Treffpunkt und die damit erforderlichen Vorhaltewinkel zu errechnen. Beim Nike-Verfahren führt es praktisch zu einem Kollisionskurs, das Oerlikon-Verfahren entspricht etwas mehr der Hundekurve. Beide Verfahren sind technisch sehr aufwendig, da sie für jedes Ziel mindestens ein Feuerleitgerät benötigen (Oerlikon), bei dem Nike-Verfahren sogar zwei. Außerdem können auf dem Flugweg nur wenige Geschosse gleichzeitig geschickt werden, so daß die Geschoßdichte sehr niedrig ist. Es besteht nicht die Möglichkeit, von einem Lenkstand aus auf verschiedene Ziele gleichzeitig Geschosse anzusetzen und zu lenken.
  • Das dritte Verfahren,. das möglich ist und von verschiedenen Seiten bearbeitet wird, besteht darin, die gelenkten Körper mit Programmsteuerung an die Ziele zu bringen. Die eventuell auftretenden Kursabweichungen während des Flugweges vom Soll-Kurs können durch zusätzliche Funkbefehle über einen Hochfrequenz-Empfänger, der sich im Lenkgeschoß befindet, korrigiert werden.
  • Eine nach diesem Grundgedanken arbeitende Methode ist bei der Firma Telefunken zur Patentanmeldung in Vorbereitung- und soll in der weiteren Beschreibung nicht als Erfindungsgedanke beansprucht werden.
  • Auch dieses Verfahren sieht eine kontinuierliche Verfolgung des Zieles und des Lenkgeschosses vor. Bei dem letzten Verfahren wird aber erstmalig berücksichtigt, daß Steuerkorrekturen nicht ständig erforderlich sind, sondern nur intermittierend mit einem zeitlichen Abstand von i bis a Sekunden erforderlich werden, da nur in einem solchen Zeitabstand eventuell auftretende Kursabweichungen meßtechnisch bemerkt werden können.
  • Allen Verfahren haftet aber der Mangel an, daß für jedes Ziel und möglichst auch noch für jedes L enkgeschoß bodenseitig ein Feuerleitgerät erforderlich wird. Zur Abwehr einer großen Anzahl einfliegender Flugzeuge ist dieser technische Aufwand weder materiell noch finanziell tragbar. Außerdem stellt diese Technik an die absolute Genauigkeit der einzelnen Feuerleitgeräte hohe Anforderungen, da schon bei kleinen Absolutfehlern jedes einzelnen Gerätes die Fehler sich später im Rechner addieren und sich so auswirken, daß das Lenkgeschoß eventuell nicht mehr den gewünschten Zielbereich erreicht.
  • Vorgeschlagener Erfindungsgedanke Um diese Mängel der Einsatzfähigkeit von Lenkgeschossen zu beheben, wird ein Lenkverfahren vorgeschlagen, das ermöglicht, zu gleicher Zeit von einem Radar-Rundsuchgerät aus sowohl die Ziele grob zu orten wie auch zusätzlich den Seitenwinkel und die Entfernung durch eine Feinmessung zu bestimmen, wobei außerdem noch die Möglichkeit besteht, auch den Höhenwinkel durch zusätzliche Meßeinrichtungen zu ermitteln.
  • Damit übernimmt das Rundsuchgerät die gesamten elektronischen Aufgaben eines Lenkwaffensystems, die bisher von verschiedenen Geräten ausgeführt wurden, und zwar die Aufgaben des i. Luftaufklärungs- und Einweisungsradars in seiner Ausführung als Rundsuchgerät, a. Feuerleitgerätes für das zu bekämpfende Ziel, 3. Feuerleitgerätes für den zu lenkenden oder in der Flugbahn zu korrigierenden Körpers und .I. eventuell auch die Kommandoübermittlung der Korrekturbefehle. Die Grundgedanken der Einsatzmöglichkeit eines Gerätes für die vier verschiedenen taktischen Aufgaben, insbesondere aber in der Anwendung bei den Punkten i bis 3, sind folgende: a) Der Informationsfluß (Informationsfluß = Informationsinhalt/sec) der Radarrundsuchgeräte für ein Ziel kann mit geringem zusätzlichem Geräteaufwand verbessert werden, und die Genauigkeit der Meßwerte für die Ziele kann so gesteigert werden, daß die Meßqualität der bisher üblichen Feuerleitgeräte erreicht wird, wodurch dann gleichzeitig mehrere Ziele mit ausreichender Genauigkeit verfolgt werden können.
  • b) Der Informationsfluß eines Feuerleitgerätes bisheriger Ausführungsform ist auf Grund seiner Meßqualität zu hoch, so daß der Einsatz. des Gerätes technisch unwirtschaftlich ist, da es gleichzeitig nur ein Ziel verfolgen kann.
  • Zu dem Punkt a) ist zu sagen, daß durch den Zusatz eines Peilantennenpaares mit den dazugehörigen Empfängern bei den vorliegenden Rundsuchgeräteausführungen, insbesondere bei Verwendung von Hornstrahlerantennen, sich sehr leicht die üblichen Schnitt- oder Surnmen-Differenz-Peilverfahren der Feuerleitgeräte einführen lassen. Dieser Peilzusatz ist aber nicht nur an die obengenannten Hornstrahler gebunden, es lassen sich auch bei allen anderen Strahlarten die erforderlichen Peilzusätze entwerfen. In dem weiter unten für einen speziellen Anwendungsfall näher aufgeführten »technischen Lösungsvorschlag« sind wegen der Einfachheit nur der Hornstrahler und die Schnittpeilung als Beispiel verwendet.
  • Zusätzlich zu dem Peilantennensystem und den Empfängern wird weiterhin eine Peilauswertung erforderlich, die es ermöglichen muß, gleichzeitig die Peilwerte verschiedener Ziele zu verarbeiten und in einem automatischen Flugwegrechner den Flugweg der Ziele zu konstruieren. Die erforderlichen Meß- und Peilwerte von einem Ziel zur Erstellung des Flugweges sind die zeitabhängigen Ortskoordinaten des Zieles, und zwar i. die Entfernung, a. Seitenwinkel, 3. Höhenwinkel, in bezug auf den Standort des Radargerätes.
  • Um diese Werte aus dem zu überwachenden Luftraum für alle darin befindlichen Ziele zu erhalten, ist es erforderlich, daß aufklärungsmäßig dieser Luftraum nach den bisher üblichen Rundsuchradarmethoden ausgeleuchtet wird.
  • Die Entferungswerte sind nach den bisherigen Ießmethoden dann zu erhalten.
  • Die Seitenwinkelwerte sind durch die vorgeschlagenen und unten näher beschriebenen Peilantennenzusätze mit den dazugehörigen Empfängern und den dafür erforderlichen Auswertegeräten, desgleichen mit der üblichen Genauigkeit eines bisher üblichen Feuerleitgerätes zu ermitteln. Die Höhen-Winkelwerte können nach zwei verschiedenen Methoden ermittelt werden. Entweder werden zusätzlich zu jedem Rundsuchgerät ein oder mehrere Peilantennen eingesetzt, mit denen die verschiedenen Ziele nacheinander oder gleichzeitig vermessen werden. In diesem Fall würde zur Zielvermessung in den Höhen-Peilzusätzen kein weiterer Sender erforderlich werden, da die Reflexion des Zieles, die durch die Ausleuchtung des Rundsuchgerätes bedingt sind, auch für die Höhenpeilung mit ausgenutzt werden können. Dieser Weg ist die übliche Methode, wie sie jetzt bei der Jägerführung verwendet wird, nur daß in diesem Fall noch jede Höhenmeßstellung aus organisatorischen Gründen wegen der eventuell großen räumlichen Abstände zwischen Rundsuchgerät und Höhenmeßstellung zusätzlich einen eigenen impulsmodulierten Sender erhält. Er wäre aber bei räumlich konzentrierter Aufstellung beider Geräte nicht erforderlich.
  • Es läßt sich aber auch eine andere Auswerteform zur Bestimmung des Höhenwinkels finden, und zwar indem man das vertikale Diagramm der Rundsuchantenne aufspaltet. Diese Aufspaltung des vertikalen Diagramms kann dadurch erreicht werden, daß z. B. verschiedene Hornstrahler, die vertikal übereinander angeordnet werden, einen Parabolspiegel verzerrt ausleuchten und dadurch in der Vertikalebene übereinanderliegende Diagramme erzeugen. Diese übereinanderliegenden Diagramme können dann wieder zur Schnittpeilung bei der Bestimmung des Höhenwinkels benutzt werden. Die letzte Ausführungsform der Höhenwinkelmessung und die Seiten Winkelbestimmung mit Schnittpeilung sind in dem weiter unten aufgeführten Abschnitt »technische Ausführungsform« näher beschrieben.
  • Es ist nun noch auf den unter Punkt b) aufgeführten Gedanken näher einzugehen. Ein Feuerleitgerät bisheriger Bauart verfolgt ein Ziel zeitlich kontinuierlich und wertet die einlaufenden Meßwerte ständig aus, um sie dann an den Flugwegrecliner weiterzuleiten. Diese Ausführungsform liefert aber einen sehr großen Informationsfluß zur Bestimmung des Flugweges und liegt weiter über dem Wert, der der Genauigkeit der Ortsbestimmung durch Radargeräte entspricht.
  • Es fließen bei der bisherigen Feuerleitmethode und erforderlichen Genauigkeit etwa 5oo Bits/sec von einem Ziel in den Rechner ein, sofern das Gerät eine Reichweite von io km und eine Winkelgenauigkeit von etwa 2- und eine Meßgenauigkeit von etwa ± 2o Metern aufweist. Benötigt werden aber für diese eben genannten Werte nur etwa ioo Bits/sec. Dieser Unterschied des vorhandenen und erforderlichen Informationsflusses zeigt die schlechte Ausnutzung der bisherigen Feuerleitgeräte. Es besteht also die Möglichkeit, ohne Oualitätsverlust in der Bestimmung des Flugweges ein Ziel zeitlich intermittierend zu verfolgen, um in dem dadurch gewonnenen freien Zeitraum weitere Ziele zu vermessen.
  • Dieser Gedanke führt automatisch zur Verwendung des Rundsuchgerätes. Da aber das Rundsuchgerät einen um einige Zehner-Potenzen höheren Informationsfluß hat, besteht die Möglichkeit, eine größere Zahl Ziele gleichzeitig und mit gleicher Genauigkeit zu verfolgen und deren Flugweg zu berechnen, sofern die Auswerteapparaturen zur Bestimmung der Ortskoordinaten der einzelnen Ziele dem Rundsuchgerät zugesetzt werden.
  • Dem Rundsuchgerät nachfolgend muß dann weiterhin ein Rechner angeschlossen werden, der in der üblichen Weise die Flugwegberechnung unter zusätzlicher Einführung der Waffen- und Wetterdaten die erforderlichen Vorhaltewinkel errechnet. Hierzu kann je nach Zweckmäßigkeit ein Analog-oder Digitalrechner verwendet werden.
  • In Punkt ,4 wurde auf die KommandoÜbermittlung für die Korrekturfehler an die gelenkten Körper hingewiesen. Es besteht die Möglichkeit, über die gleiche Antenne, aber über eine zweite hochfrequente Welle, die in der Nähe der Radarwelle liegt, unter Ausnutzung der gleichen Antennen während der Ausleuchtzeit des Zieles auf dieseln Weg entweder in direkter Funkverbindung ein Komando zu übermitteln oder auch eventuell verschlüsselt durch eine zusätzliche Modulation des Radarimpulses dem Ziel die Kommandowerte mit dem Radarimpuls selbst herauszugeben. Denn üblicherweise werden die Flugkörper wegen ihrer kleinen Reflexionsfläche Transponder an Bord mitführen, die zur Reflexionsverstärkung dienen, aus denen dann die zu übermittelnde Kurskorrektur empfangsseitig entnommen werden kann.
  • Durch die Führung von einem Ortungsstand aus werden die unterschiedlichen Ungenauigkeiten zweier Ortungsgeräte eliminiert, da bei Verwendung eines gemeinsamen Gerätes nur die Differenzwerte zwischen Ziel und Lenkgeschoß benutzt werden können.
  • Technische Ausführungsform Entfernungsmessung Mit der bisherigen Rundsuchtechnik der Radargeräte lassen sich entfernungsmäßig Meßgenauigkeiten in der Größenordnung von i % auf dem Bildschirm erzielen.
  • Wenn die neuerdings feststehenden Ablenkspulen für die Bildanzeigeröhren verwendet werden, werden wesentlich höhere Meßgenauigkeiten erzielt, da in diesem Falle die Entfernung nicht mehr über dem Bildschirm abgenommen werden muß, um sie in den Rechner zu geben, sondern die Möglichkeit besteht, die Entfernungswerte elektrisch am Empfängerausgang herauszuziehen, so daß die durch Bildverzerrung bedingten Anzeigefehler vermieden werden. Hierdurch wird erreicht, daß die individuellen Fehler aller Bildanzeigegeräte eliminiert werden.
  • Winkelmessung i. Seitenwinkelmessung Da bei Verwendung von Rundsuchgeräten üblicherweise die Rundsichtanzeige (PPI) mit einem Maximum-Diagramm der Antenne verwendet wird, ist die winkelmäßige Meßgenauigkeit 1/4 der Anzeigebreite des Zieles (Fig. i). Sie liegt damit bei den üblich verwendeten Geräten bei o,2° und ist zur Führung und Lösung der eventuell erforderlichen Treffpunktsaufgabe unzureichend; die gewünschten Meßgenauigkeiten liegen unter 1/1s° = i-. Um diese Meßgenauigkeiten zu erhalten, ist es erforderlich, wiederum zur Schnittpeilung, wie sie üblicherweise bei Feuerleitgeräten verwendet wird, zurückzukehren (Fig. 2).
  • Die bisherigen Schnittpeilverfahren verwenden hierzu rotierende Antennen, bei denen die Strahler selbst um A/4 aus der Mittellinie des Reflektors versetzt werden. Bei Rotation des Strahlers wird-ein konisches Diagramm für die Schnittpeilung erzeugt, bei dem der Spreizwinkel normalerweise i ° beträgt. Die Rotationsfrequenz der Antenne ist durch die mechanischen Daten der Anlage bedingt und beträgt etwa 30 U/sec. Soll aber jetzt zusätzlich bei Rundsuchanlagen die Schnittpeilung verwendet werden, ist bei den vorgesehenen Antennen-Bündelungen und den üblichen Rundsuchumdrehungen der Antenne um die Vertikalachse des Gerätes von 3 bis 6 oder sogar io U/min die Rotationsfrequenz fa. = 3o Hz der Peilantenne zu gering.
  • Das Ziel wird nur während einer Peilstellung ausgeleuchtet. Es kann somit keine Schnittpeilung mehr zustande kommen. Aus diesem Grunde ist es zweckmäßig, z. B. zwei feststehende Antennen zu verwenden, die je etwa A/4 aus der Reflektormitte für die Seitenwinkelmessungen versetzt sind. Diese Peilstrahler erzeugen je ein Diagramm, die gegeneinander den gewünschten Spreizwinkel aufweisen und somit für eine Schnittpeilung brauchbar sind (Fig. 2).
  • Es besteht nun die Möglichkeit, diese beiden Strahler wie üblich als kombinierte Sende-Empfangsantennen oder nur als Empfangsantennen zu benutzen. Im letzteren Falle sollte in der Mitte zwischen den beiden Peilstrahlern zusätzlich ein dritter Strahler vorgesehen werden, an den der Sender und möglichst ein weiterer Empfänger der Anlage angeschlossen wird. Mit dieser mittleren Antenne würde dann die übliche Rundsuchanzeige durchgeführt werden.
  • An die beiden äußeren Antennen (Peilstrahler) wird ein Peilempfänger angeschlossen (Fig. 3 a und 3 b).
  • Der Eingang des Empfängers wird im Rhythmus der Impulsfolgefrequenz auf die beiden Antennen umgeschaltet. Das Peilbild wird in Amplitudenschrift als B-scope in der Art angezeigt, daß auf der X-Achse der Azimutwinkel und auf der Y-Achse die Amplituden des Empfängerausgangs aufgetragen werden. überstreicht beim Rundsuchen die Antenne ein Ziel, so wird durch die beiden umgetasteten Empfangsantennen am Ausgang des Empfängers, in Abhängigkeit vom Azimutwinkel bzw. Drehzeit der Antennne, ein Nachrichteninhalt auftreten, der der Fig. 4 entspricht. Die Lagen der beiden Amplitudenkurven sind durch die winkelmäßig versetzten Peildiagramme bedingt. Der richtige Azimut des Ziels, auf den Standort des Gerätes bezogen, ist durch den Schnittpunkt der beiden Peildiagramme festgelegt. Die Kurven selbst entsprechen in ihrer Form den gebündelten einzelnen Peildiagrammen. Jedes einzelne Diagramm wird in seiner Kurvenform durch dieAmplituden (Y-Achse) jedes zweiten zurückkehrenden Zielimpulses der Impulsfolgefrequenzen fi, die über dem Azimutwinkel (als X-Achse) aufgetragen werden, festgelegt.
  • Da die Impulsfolgefrequenz fi > aoo Hz ist, wird etwa eine iofache Peilgeschwindigkeit erzielt. Durch diese Art der Diagrammumschaltung werden zugleich zwei Verbesserungen erzielt: a) die Peilgeschwindigkeit bei Rundsuchgeräten wird ermöglicht, da jedes Peildiagramm z. B. bei io Impulsen/Ziel bei einer Antennenumdrehung insgesamt mit 5 Impulsen ausgeleuchtet wird. Es wird bei fi = Soo Hz eine Peilzeit von 2o m/sec benötigt, d. h., das Ziel muß 2o m/sec lang während einer Antennenumdrehung ausgeleuchtet werden. Bei o,7° Diagrammbreite wird dann in io Sekunden der gesamte Rundsuchbereich von 36o° ausgeleuchtet, und in diesem Bereich können zu gleicher Zeit alle Ziele mit Schnittpeilung seitenwinkelmäßig vermessen werden. Die Rundsuchantenne hätte also die gewünschte horizontale Umdrehungsgeschwindigkeit von 6 min, wie sie aus verschiedenen militärischen Gründen erforderlich ist. Ziele bis 300 km Abstand können entsprechend der Impulsfolgefrequenz fi = 5oo Hz eindeutig entfernungs-und seitenwinkelmäßig bestimmt werden.
  • b) Die zweite Verbesserung dieses Verfahrens liegt in der Erhöhung der Peilgenauigkeit gegenüber den langsamen, mit 3o Hz rotierenden Peilantennen. Bekanntlich flackert ein Zielzeichen im Radargerät in der Amplitude. Dieses Flackern entspricht einer Amplitudenmodulation, die bis zu ioo% betragen kann. Der Anteil der Frequenzen, an dieser Modulation von der Frequenz Null ansteigend, entspricht der Gaußschen Fehlerverteilungskurve und ist weiterhin von der verwendeten hochfrequenten Wellenlänge abhängig; er ist in erster Näherung bei c - A. = 240 auf 4o db abgesunken, worin c = Flackerfrequenz (Modulation) und A, = Wellenlänge des Radargerätes bedeutet. Bei dem Falttor 6o beträgt der Anteil noch 5o%. Dies bedeutet, daß bei einer Wellenlänge von io cm an der Amplitudenmodulation die Frequenzen io Hz mit 5o% beteiligt sind. Bei 3o Hz Peilmodulation hat dieses eine unangenehme Interferenz zur Folge. Diese Erscheinung ist auch der Grund, daß alle bisherigen Winkelmessungen von Radarfeuerleitanlagen statistisch große Schwankungen aufweisen. Durch Erhöhung der vorgeschlagenenPeilfrequenz auf die Impulsfolgefrequenz fi wird dieser Fehler weitestgehend eliminiert.
  • Das Peilverfahren kann auch in der Form durchgeführt werden, daß nicht ein Empfänger, wie eben beschrieben, verwendet wird, sondern an jede Peilantenne ein Empfänger angeschaltet wird und die Ausgänge beider Peilantennen wechselweise, z. B. mit Impulsfoigefrequenz auf das Anzeigerohr, wie eben beschrieben, angezeigt werden. Bei diesem Verfahren muß aber darauf geachtet werden, daß die Gesamtverstärkung der Empfänger auf ihre Gleichheit laufend kontrolliert wird. Dieses Verfahren entspricht dem normalen »Watson-Watt-Peiler«.
  • Um nun während des Rundsuchbetriebes die Peilung durchführen zu können, wird nach der ersten Umdrehung, nachdem das Ziel festgestellt wurde, winkelmäßig und entfernungsmäßig das Ziel durch eine elektronische Anordnung auf dem Bildschirm ausgespart (s. Fig. 5). Dieser festgelegte winkel-und entfernungsmäßig begrenzte Zielbereich wird auf einem gesonderten Bildschirm in Amplitudenschrift eingeblendet.
  • Die entfernungsmäßige Begrenzung ist erforderlich, damit die angezeigten Amplituden der Zielimpulse (Fig. q.) nur von dem gewünschten Ziel entnommen werden.
  • Zugleich wird mit der Aussparung des winkelmäßigen Bereichs auf dem PPI-Rohr, dessen winkelmäßiger Mittelpunkt auf dem Peilrohr festgelegt und auf der Lichtlinie des Peilbildrohres elektrisch eingeblendet oder z. B. durch einen Dunkelpunkt auf den Peillinien kenntlich gemacht (Fig. 4).
  • Hat die Markierung eine winkelmäßige Ablage zum wirklichen Schnittpunkt des Peilbildes, kann dieser Fehler anschließend durch automatische oder Handbedienung auf den Sollwert gebracht werden. In diesem Fall wird die Markierung auf der Grundlinie zu erkennen sein (Fig. q.).
  • Um den Meßvorgang mit ausreichender Genauigkeit bei Handbedienung durchführen zu können, ist eine Speicherung der Peilbilder oder der Grundlinie mit eingetragener Dunkelwertsmarkierung durch ausreichende Nachleuchtzeit der Peilröhren oder Speicherung des Nachrichteninhalts mit üblichen Speicherröhren vorzusehen, von denen dann zur Nachkontrolle das Peilbild entnommen werden kann. Wird die Peilung automatisch ausgewertet, kann auf die Speicherung verzichtet werden.
  • In Fig. 5 ist für ein Ziel auf 27o° (West) der interessierende Bereich ausgespart. Er umfaßt den Winkelbereich von 269 bis 275°. Entfernungsmäßig ist ein Bereich von etwa ± i km vorgesehen, um die entfernungsmäßige Eindeutigkeit sicherzustellen. Der in diesem Meßquadrat auftretende Nachrichteninhalt von dem darin enthaltenen Ziel wird am Ausgang des Peilempfängers auf dem Peilrohr diagrammgerecht wiedergegeben (Fig. q.).
  • Durch diese Auswahlmethode besteht die Möglichkeit, zu gleicher Zeit für beliebig viele Ziele die Bestimmung der Seitenwinkel durchzuführen. Es ist nur erforderlich, daß für jedes Ziel eine Auswerteapparatur vorgesehen wird. Die aus der automatischen oder handbedienten Apparatur erhaltenen Winkelwerte können dann direkt in dem Flugwegrechner bzw. in dem Rechner für ferngelenkte Körper zur Zielbestimmung weiterverwendet werden. Durch dieses Verfahren besteht somit die Möglichkeit, gleichzeitig mehrere gelenkte Körper auf mehrere Ziele von einem Gerät aus anzusetzen. Um geglättete Meßwerte bei automatischem Betrieb zu erhalten, ist es zweckmäßig, ein Weggeschwindigkeitsgetriebe vorzusehen.
  • 2. Höhenwinkelmessung Bei Rundsuchgeräten wird angestrebt, auch möglichst ein winkelmäßig brauchbares Höhendiagramm zu erhalten, um den gesamten Luftraum zu überwachen. Die üblichen Diagramme der rotationsymmetrischen Parabolspiegel haben in dem Vertikaldiagramm den Nachteil, daß sie sehr schmal gebündelt sind und somit in großen Flughöhen die Flugzeuge nur während einer sehr kurzen Strecke feststellen können. Aus diesem Grunde wird das Vertikaldiagramm solcher Antennen verzerrt.
  • Durch das Höhendiagramm wird eine bessere Überwachung des Luftraumes sichergestellt. Die Verzerrung wird üblicherweise durch Veränderung des Reflektors erzeugt. Diese Diagrammverzerrung läßt sich aber auch erzielen, indem über verschiedene, aus dem Mittelpunkt des Reflektors versetzte, z. B. aus zehn Strahlern bestehende Zeile diesen ausleuchten, die gleichzeitig sendeempfangsmäßig gespeist werden. Verwendet man nun parallel zu den Strahlern in jeder Ebene jeweils wieder zwei Peilstrahler, so können diese wieder zur Seiten- und auch zur Höhenpeilung verwendet werden.
  • Zur Höhenpeilung werden jeweils immer zwei übereinanderliegende Strahler an einen Empfänger wechselweise angeschaltet, der ausgangsseitig wieder auf ein Peilrohr geschaltet wird. Durch dieses Verfahren kann der vertikale Winkelbereich z. B. o bis 30° und mehr in Peilebenen aufgespalten werden, deren Zahl mit der Zahl der verwendeten Strahler ansteigt. Zwischen den Peilebenen können die unterschiedlichen Amplituden der Peilzeichen zusätzlich zur Feinbestimmung des Höhenwinkels des Zieles verwendet werden. In Fig. 6 ist die Arbeitsweise einer Peilebene mit den möglichen Peilbildern dargestellt.
  • Hierdurch ist dann die Bestimmung des Höhenwinkels sichergestellt. Da zur Führung von ferngelenkten Geschossen an das Ziel nur die Bestimmung der Differenzwerte der beiden Ziele erforderlich ist, kann die Führung mit ausreichender Genauigkeit durchgeführt werden.
  • Die Höhenbestimmung wird in gleicher Weise durchgeführt wie die Seitenbestimmung. Es wird anfänglich bei der ersten Umdrehung der Antenne über alle Strahler der gesamte Luftraum abgeleuchtet. Ist ein Ziel gefunden, wird in den verschiedenen Teilebenen versucht, das Ziel festzustellen, indem man die Ausgangswerte jeder Peilantenne mit den Nachbarantennen je auf ein Peilbildrohr als K-scope (wie bei dem Gerät Würzburg) schreibt.
  • Da das erste Auffassen des Zieles voraussichtlich mit dem untersten Diagramm durchgeführt wird, ist schon vorher abzuschätzen, in welcher Peilebene das Ziel bei dem nächsten Durchgang zu erwarten ist. Stehen nun Ziele unter einem relativ großen Höhenwinkel, so werden sie aus dem unteren Peilbereich verlorengehen. Aus diesem Grunde ist es erforderlich, da ß die Antennenanlage für die Höhenpeilung so ausgelegt wird, daß zu gleicher Zeit in diesem Bereich sowohl der Rundsuch- wie Seitenpeilbetrieb ermöglicht wird. Diese Forderung ist schaltungsmäßig z. B. in der Form erreichbar, daß pro Diagrammebene jeweils wiederum ein Mittelstrahler für die Sendeempfangsanlage verwendet wird, über die sowohl der Rundsuch- wie Höhenpeilbetrieb abgewickelt werden kann. Über die in jeder Peilebene parallel dazu liegenden zwei Seitenpeilantennen wird wiederum der Seitenpeilbetrieb abgewickelt.
  • Eine weitere Möglichkeit ist, über die mittlere vertikale Antennenzeile nur den Rundsuchbetrieb abzuwickeln. Über je zwei Strahler der links und rechts von der mittleren Stahlerzeile befindlichen Peilzeilen werden in den in Frage kommenden Peilebenen die Strahler so kombiniert an die zusätzlich vorhandenen Seiten- und Höhenpeilempfänger angeschlossen, daß sowohl der Seiten- wie auch' Höhenpeilbetrieb durch sinngemäße Zusammenfassung und Schaltung ermöglicht wird, ohne daß die Seiten- und Höhenpeilungen sich gegenseitig beeinflussen. Eventuell werden hierzu Trennstufen erforderlich. Das Diagramm einer Peilebene und die Möglichkeit der Höhenbestimmung ist in Fig. 6 dargestellt.
  • Damit die Höhenpeilwerte möglichst genau gemessen werden, ist es zweckmäßig, den Seitenwinkelbereich der Peilantenne für die Höhenmessung so einzuengen, daß nur etwa die seitliche Halbwertsbreite der beiden Peilantennen ausgenutzt wird.
  • Erhöhung der Sicherheit der Zielerfassung und Peilung durch Erhöhung der Impulse/Ziel Bei Anlagen mit großen Reichweiten muß aus Gründen der Eindeutigkeit der Zielbestimmung die Impulsfolgefrequenz fi niedriggehalten werden. So ist fi für den Bereich von 75o km zweckmäßig Zoo Hz. Sehr schmäle Diagramme, die zur Erzielung der geforderten Reichweiten bei den vorhandenen Sendeleistungen und zur Erfüllung der winkelmäßigen Forderung an die Auflösung notwendig sind, haben dann aber zur Folge, daß das Ziel nur mit sehr wenigen Impulsen, z. B. q./Ziel/Umdrehung, ausgeleuchtet wird. Hierdurch ist die Reichweite an die maximale Umdrehungsgeschwindigkeit gebunden. Um diese Begrenzung zu beheben, besteht z. B. die 1;Iöglichleeit, einen Sender mit höherer Impulsfolgefrequenz, d. h. das mehrfache der Zoo Hz, zu betreiben. In diesem Falle ist aber erforderlich, daß, entsprechend dem Multiplikationsfaktor der Impulsfolgefrequenz f i, die Zahl der Trägerfrequenzen. der Senderempfangsanlage erhöht wird und die Senderempfangsanlage in ihrer Trägerfrequenz, von Impuls zu Impuls zyklisch entsprechend den vorgewählten Frequenzen, geändert wird. Wird die Impulsfolgefrequenz z. B. um das 5fache von Zoo auf iooo Hz erhöht, so müssen dann, um den 750 km Reichweitenbereich eindeutig aufklären zu können, 5 Frequenzen nacheinander zyklisch vertauscht betrieben werden.
  • Um die Eindeutigkeit in der Entfernungsanordnung dann sicherzustellen, ist vorzusehen, daß zu den bestimmten Zeitpunkten in der Impulsfolge die Empfängerausgänge der verschiedenen Frequenzen an die dazugehörigen Entfernungsbereiche der PPI-Anzeige geschaltet werden. Hierdurch wird die Eindeutigkeit der Entfernungszuordnung sichergestellt.
  • Einen wesentlichen Einfluß auf die Winkelbestimmung hat die Zahl der Impulse/Ziel/Umdrehung. je höher die Zahl der Impulse ist, desto genauer ist die Bestimmung des Schnittpunktes für die Peilung. Aus diesem Grunde ist die Erhöhung der Impulse/Ziel vordringlich. Die Zahl der zur Verwendung kommenden Trägerfrequenzen muß aber stets um eine größer sein, als die Zahl der verwendeten Peilstrahler, damit bei der Peilung durch Frequenzwechsel/Impuls kein frequenzabhängiger Peilfehler entsteht. Denn nur hierdurch ist sichergestellt, daß bei zeitlicher und zyklischer Vertauschung im Rhythmus der Impulsfolgefrequenz jeder Peilstrahler mit jeder verwendeten Trägerfrequenz während eines Zieles bedient wird.

Claims (6)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Ortung von beweglichen Zielen und gleichzeitigen Fernlenkung unbemannter Flugkörper und Geschosse, bei dem die erforderlichen Steuerbefehle zur Kurskorrektur auf einer Funkverbindung übermittelt werden, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bestimmung der Flugwege sowohl des Ziels wie auch des gelenkten Flugkörpers ein Radarrundsuchgerät verwendet wird, das außer der üblichen Rundsuchantenne mit der dazugehörigen Rundsichtanzeige (PPI) zur Grobbestimmung der Flugwege zusätzlich zur Feinortung der Flugwege, insbesondere zur Bestimmung der Seiten- und Höhenwinkel, mindestens je zwei Peilantennen mit den dazugehörigen Bildanzeigegeräten enthält, wobei zur Verbesserung der winkelmäßigen Peilwerte sowohl für die Seiten- wie Höhenpeilung die bei Feinortungsgeräten übliche Schnittpeilung zur Erzielung des konischen Peildiagramms auch im Rundsuchbetrieb vorgesehen wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung ausreichender Umschaltgeschwindigkeiten der Peilantennen bei Rundsichtbetrieb die Antennenumschaltung im Takt der Impulsfolgefrequenz durchgeführt wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bestimmung des Seitenwinkels des zu kontrollierenden Flugzieles der interessierende Winkel- und Entfernungsbereich (z. B. 269 bis 275° und E = So km ± i km) auf einem besonderen Meßrohr in Iiathodenstrahlausführung dargestellt wird. bei dem auf die X-Achse der interessierende Winkelbereich auf der Y-Achse die demodulierten Impulsamplituden beider Peilantennen des im ausgesparten Entfernungsbereich von etwa ± i km liegenden Ziels im zeitlich richtigen Peilablauf aufgetragen werden, so daß die gedachten Verbindungslinien der zu den Peilstellungen gehörenden Impulsspitzen jeweils die Diagrammform der einzelnen Peilantennen ergeben und der Schnittpunkt der beiden Diagramme dann auf der X-Achse den Azimut bestimmt, unter dem das Ziel, bezogen auf das Gerät, steht. d..
  4. Verfahren nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweils vorgesehenen zwei Zusatzantennen zu den in der Vertikalebene stehenden Einzelstrahlern, durch die das erforderliche Vertikaldiagramm der Rundsuchanzeige erzeugt wird, dazu verwendet werden, die Höhenwinkelpeilung durchzuführen und die jeweils erforderliche Peilebene erzeugt, indem die jeweils in der Vertikalen benachbarten Antennen gegeneinander umgeschaltet werden, um die übliche Schnittpeilung zu erzielen, wobei der Wert des Zielhöhenwinkels als Quotient aus den Amplituden der beiden Peildiagramme, bezogen auf der dem Winkel zugeordneten Peilebene, entnommen werden kann.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch i bis .4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung einer hohen Zahl Impulse/Ziel bei einer Antennenumdrehung auch bei Rundsuchgeräten mit großer Reichweite und hoher Antennenumdrehungszahl/Min. die Impulsfolgefrequenz der Anlage um ein mehrfaches, möglichst ganzzahliges Mehrfaches, der zur maximalen Gerätereichweite entsprechenden Impulsfolgefrequenz erhöht wird, wobei der Hochfrequenzsender der Anlage von Impuls zu Impuls seine Frequenz wechselt und die Zahl der vorgesehenen, zyklisch im Impulsrhythmus wechselnd verwendeten Frequenzen zur Erzielung der Eindeutigkeit der Entfernungsanzeige mindestens gleich groß dem Faktor der Erhöhung der Impulsfolgefrequenz sein muß.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahl der verwendeten Frequenzen mindestens um eine größer sein muß als die Zahl der verwendeten Peilantennen zur Feinabstimmung der Seiten- und Höhenwinkel.
DESCH20731A 1956-09-06 1956-09-06 Verfahren zur Ortung von beweglichen Zielen und zur gleichzeitigen Fernlenkung unbemannter Flugkoerper und Geschosse mit Hilfe von Radar-Rundsuchgeraeten Expired DE977312C (de)

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DESCH20731A Expired DE977312C (de) 1956-09-06 1956-09-06 Verfahren zur Ortung von beweglichen Zielen und zur gleichzeitigen Fernlenkung unbemannter Flugkoerper und Geschosse mit Hilfe von Radar-Rundsuchgeraeten

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