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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Die Entferungswerte sind nach den bisherigen Ießmethoden dann zu erhalten.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Technische Ausführungsform Entfernungsmessung Mit der bisherigen Rundsuchtechnik
der Radargeräte lassen sich entfernungsmäßig Meßgenauigkeiten in der Größenordnung
von i % auf dem Bildschirm erzielen.
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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.
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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).
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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.
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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).
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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.
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An die beiden äußeren Antennen (Peilstrahler) wird ein Peilempfänger
angeschlossen (Fig. 3 a und 3 b).
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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.
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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.
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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.
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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«.
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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.
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Die entfernungsmäßige Begrenzung ist erforderlich, damit die angezeigten
Amplituden der Zielimpulse (Fig. q.) nur von dem gewünschten Ziel entnommen werden.
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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).
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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.).
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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.
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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.).
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.