DE977757C

DE977757C - Electronic proximity switch

Info

Publication number: DE977757C
Application number: DET21555A
Authority: DE
Inventors: Karl Dr Phys Baur
Original assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Current assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Priority date: 1962-02-09
Filing date: 1962-02-09
Publication date: 1969-11-06

Description

AUSGEGEBEN AM 6. NOVEMBER 1969ISSUED NOVEMBER 6, 1969

INTERNAT. KLASSE F 071 -INTERNAT. CLASS F 071 -

T 315551c I'72iT 315551c I'72i

Dr. Phys. Karl Baur, 7900 UlmDr. Phys. Karl Baur, 7900 Ulm

ist als Erfinder genannt wordenhas been named as the inventor

Elektronischer AnnäherungszünderElectronic proximity fuse

Die Erfindung betrifft einen nach dem Rückstrahlprinzip arbeitenden Annäherungszünder. Derartige Zünder sollen bei Annäherung an das beschossene Objekt ausgelöst werden. Zur Auslösung kann z. B. folgendes Verfahren benutzt werden: In dem Geschoß ist ein Sender vorgesehen, der dauernd eine Welle abstrahlt. An dem Objekt wird diese Welle zum Teil reflektiert und von dem im Zünder vorhandenen Empfänger wieder empfangen. Durch die Bewegung des Geschosses entsteht eine Frequenzversetzung der reflektierten Welle (Doppler-Effekt). Trifft nun das Geschoß das zu beschießende Objekt nicht, so wird die Dopplerfrequenz beim Vorbeifliegen an diesem Objekt gleich Null. Dieses Kriterium kann man zur Auslösung des Zünders verwenden. Es sind auch noch andere Verfahren zur Auslösung denkbar. Da diese Verfahren jedoch nicht Gegenstand der Erfindung sind, brauchen sie hier nicht einzeln erwähnt zu werden. Bei allen Verfahren benötigt man jedoch eine zur Abstrahlung und zum Empfang geeignete Antenne, die ein senkrecht zur Flugrichtung des Geschosses stehendes Diagramm aufweist. Bisher hat man zu diesem Zweck in der Achse des Geschosses liegende Dipole verwendet, die teilweise durch den Geschoßkörper gebildet wurden. Die Verwendung dieser Antennenart hat jedoch den Nachteil, daß der Zünder z. B. durch eine überflogene Wasserfläche oder durch Regentropfen ausgelöst werden kann. Diese Auslösung kommt durch die Tatsache zustande, daß die Dipolantenne linearpolarisierte Wellen abstrahlt und natürlich auch in der gleichen Polarisationsebene liegende Echos aufnehmen kann. Die von einer Wasserfläche oder von Regentropfen zurückgestrahlten Echos haben zwar gegenüber den ausgesandten Wellen einen Phasensprung von i8o° erfahren; sieThe invention relates to a device based on the reflection principle working proximity fuse. Such detonators are supposed to approach the fired at Object to be triggered. To trigger z. B. the following procedure can be used: In the storey a transmitter is provided that continuously emits a wave. This wave becomes at the object partly reflected and received again by the receiver in the detonator. Through the Movement of the projectile results in a frequency shift of the reflected wave (Doppler effect). If the projectile does not hit the object to be bombarded, the Doppler frequency is reduced when it flies past on this object equal to zero. This criterion can be used to trigger the detonator. Other methods of triggering are also conceivable. However, since these procedures do not Are the subject of the invention, they do not need to be mentioned here individually. In all procedures However, you need a suitable antenna for radiation and reception, which is perpendicular has a diagram showing the direction of flight of the projectile. So far one has to do this Used dipoles lying in the axis of the projectile, some of which are formed by the projectile body became. However, the use of this type of antenna has the disadvantage that the igniter z. B. by a flown over water surface or can be triggered by raindrops. This tripping is due to the fact that the dipole antenna radiates linearly polarized waves and can of course also pick up echoes lying in the same polarization plane. The one from one Water surface or echoes reflected back by raindrops have opposite to those sent out Waves experience a phase jump of 180 °; she

909 645/2909 645/2

werden jedoch von der Antenne nach wie vor aufgenommen. Hierdurch kann der Zünder an unerwünschten Stellen ausgelöst werden.however, they are still picked up by the antenna. This can cause the detonator to become unwanted Bodies are triggered.

Es ist aus der Radartechnik bekannt, daß eine Regenstörzeichenunterdrückung durch Zirkularpolarisation der abgestrahlten Welle erreicht werden kann. Diese Erscheinung soll auch bei der Erfindung ausgenutzt werden.It is known from radar technology that rain clutter suppression can be achieved by circularly polarizing the emitted wave can. This phenomenon should also be used in the invention.

Zweck der Erfindung ist es nun, aus der Vielzahl ίο von Antennen eine Antenne auszuwählen, die einmal zirkularpolarisierte Wellen auszustrahlen vermag, die weiterhin eine senkrecht zur Flugrichtung liegende Strahlungscharakteristik aufweist, die bei einer Betriebsfrequenz des Zünders von etwa ι GHz einen guten Wirkungsgrad hat und die vor allem auf Grund ihrer Abmessungen in dem Zünder untergebracht werden kann.The purpose of the invention is now to select an antenna from the multitude of antennas that once Can radiate circularly polarized waves, which continue to be perpendicular to the direction of flight Has radiation characteristics at an operating frequency of the detonator of about ι GHz has a good efficiency and is housed in the igniter mainly because of its dimensions can be.

Gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, eine an sich bekannte, nach dem Normalmode arbeitende ao Helixantenne zu verwenden, und zwar in der Weise, daß diese Antenne in der aus nichtleitendem Material hergestellten Spitze des Geschosses angeordnet ist, wobei die Antennen- sowie die Geschoßachse wenigstens näherungsweise ineinander übergehen as und wobei die Form der Helixantenne der Form der Geschoßspitze angepaßt ist.According to the invention, it is proposed that a per se known, working according to the normal mode ao helix antenna to be used, in such a way that this antenna is made of non-conductive material manufactured tip of the projectile is arranged, the antenna and the projectile axis merge at least approximately into one another as and where the shape of the helix antenna is the shape is adapted to the tip of the bullet.

Es sei noch erwähnt, daß es aus der schweizerischen Patentschrift 276751 sowie_f aus dem Buch H.-J. Fischer, »Radartechnik«, 1956, Fachbuchverlag, Leipzig, S. 203 und 204, bekannt ist, zur ■ Abstrahlung zirkularpölarisierter Wellen Helixantennen zu verwenden. Die dort beschriebenen Antennen sind jedoch wegen ihres Strahlungsdiagramms sowie ihrer Abmessungen nicht. für die Verwendung bei Zündern geeignet.It should also be mentioned that it is from the Swiss patent specification 276751 and _f from the book H.-J. Fischer, "Radartechnik", 1956, Fachbuchverlag, Leipzig, pp. 203 and 204, is known to use helix antennas for the emission of circularly polarized waves. The antennas described there are, however, not because of their radiation pattern and their dimensions. suitable for use with detonators.

Die gekennzeichnete Antenne weist in der angegebenen, durch die Abmessungen (Länge und Durchmesser kleiner als X) bestimmten Betriebsart die gewünschte, senkrecht zur Flugrichtung liegende Strahlungscharakteristik auf. Die abgestrahlten Wellen sind zirkulär polarisiert. Zwar sind dann auch die an einer Wasserfläche oder an Regentropfen reflektierten Wellen zirkulär polarisiert, jedoch mit entgegengesetztem Drehsinn. Damit nimmt die Antenne die reflektierte Welle nicht auf, und es kommt zu keiner unerwünschten Auslösung des Zünders durch ebene Flächen oder symmetrische Körper. Da es möglich ist, einer Helixantenne eine derartige Form zu geben, daß die einzelnen Windüngen auf einem Kegelmantel liegen, ist diese Antenne besonders gut für die Verwendung bei Geschoßzündern geeignet, da sich dann die Antennenform der Geschoßspitze gut anpaßt. Schließlich hat die Antenne auch einen guten Wirkungsgrad und läßt sich bei Frequenzen bis etwa um ι GHz als Betriebsfrequenz und den durch Geschosse gegebenen Abmessungen verwenden.In the specified operating mode, which is determined by the dimensions (length and diameter less than X) , the identified antenna has the desired radiation characteristic lying perpendicular to the direction of flight. The waves emitted are circularly polarized. The waves reflected on a water surface or on raindrops are then also circularly polarized, but with opposite directions of rotation. This means that the antenna does not pick up the reflected wave and there is no undesired triggering of the detonator by flat surfaces or symmetrical bodies. Since it is possible to give a helix antenna such a shape that the individual turns lie on a conical surface, this antenna is particularly suitable for use with projectile fuses, since the antenna shape then adapts well to the tip of the projectile. Finally, the antenna also has a good efficiency and can be used at frequencies up to around ι GHz as the operating frequency and the dimensions given by projectiles.

In der Zeichnung ist ein Teil 1 eines Geschosses dargestellt. Mit 2 ist die Geschoßspitze bezeichnet, in der der Zünder untergebracht ist. Im obenliegenden, aus nichtleitendem Metall hergestellten Teil 3 der Spitze ist die Helixantenne 4 untergebracht. Da sie das in der Zeichnung gestrichelt angedeutete, senkrecht zur Flugrichtung stehende Diagramm 5 aufweisen soll, müssen die Betriebsfrequenz sowie die Abmessungen der Antenne derart gewählt sein, daß die Antenne nach dem Normalmode arbeitet, d. h., die Antennenlänge sowie der Antennendurchmesser müssen kleiner als die Betriebswellenlänge sein. Die Antenne ist mit dem den Sender und den Empfänger darstellenden Block 6 elektrisch verbunden. Der zweite Ausgang dieses Blocks soll mit einem Gegengewicht 7 verbunden sein. Eine andere Art der Antennenspeisung kann dadurch vorgenommen werden, daß man die Helix in ihrer Mitte erregt. Wie man an der Zeichnung erkennt, ist die Antenne bereits durch ihre mögliche Formgebung für den gegebenen Verwendungszweck geeignet. Da sie auch die gewünschten betrieblichen Vorteile aufweist, ist sie für den angegebenen Zweck besonders gut geeignet. Man kann die Antenne z. B. in die Geschoßspitze eingießen oder aber auch außen auf der Geschoßspitze befestigen.In the drawing, part 1 of a floor is shown. The bullet tip is designated with 2, in which the detonator is housed. In part 3 above, made of non-conductive metal the helix antenna 4 is housed at the tip. Since they indicated the dashed lines in the drawing, Diagram 5, which is perpendicular to the direction of flight, must show the operating frequency and the Dimensions of the antenna be chosen such that the antenna operates according to the normal mode, i. H., the antenna length and diameter must be smaller than the operating wavelength. the The antenna is electrically connected to the block 6 representing the transmitter and the receiver. Of the The second output of this block should be connected to a counterweight 7. Another kind of Antenna feeding can be done by exciting the helix in its center. As you can see from the drawing that the antenna is already designed for the given intended use. Since it also has the desired operational benefits, is they are particularly well suited for the stated purpose. You can use the antenna z. B. pour into the tip of the bullet or on the outside of the Fasten the bullet tip.

Claims

PATENT CLAIM:

Electronic proximity detonator working according to the reflection principle, marked through the use of a known helix antenna that works according to normal mode in such a way that this antenna in the tip made of non-conductive material of the projectile is arranged, the antenna and the projectile axis at least approximately merge into one another and the shape of the helix antenna is adapted to the shape of the bullet tip.

Considered publications:

Swiss Patent No. 276751;

Journal: "Nachrichtentechnische Fachberichte", Vol. 23, 1961, pp. 99 to 106;

Book: H. E. Penrose and R. S. H. Building, "Fundamentals and Practice of Radar Technology", Volume 2, 1958, Berliner Union, Stuttgart, pp. 195 ff .;

Book: H.-J. Fischer, »Radar Technology«, 1956, Fachbuchverlag, Leipzig.

For this purpose I sheet drawings