EP0515872B1 - Sensoreinrichtung zur Auslösung eines Wirkkörpers - Google Patents

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EP0515872B1
EP0515872B1 EP92107564A EP92107564A EP0515872B1 EP 0515872 B1 EP0515872 B1 EP 0515872B1 EP 92107564 A EP92107564 A EP 92107564A EP 92107564 A EP92107564 A EP 92107564A EP 0515872 B1 EP0515872 B1 EP 0515872B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
sensory device
receiver
transmitter
target
mixer
Prior art date
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Expired - Lifetime
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EP92107564A
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English (en)
French (fr)
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EP0515872A3 (en
EP0515872A2 (de
Inventor
Robert Dr. Westphal
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Diehl Verwaltungs Stiftung
Original Assignee
Diehl GmbH and Co
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Publication date
Application filed by Diehl GmbH and Co filed Critical Diehl GmbH and Co
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Publication of EP0515872A3 publication Critical patent/EP0515872A3/de
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Publication of EP0515872B1 publication Critical patent/EP0515872B1/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42C—AMMUNITION FUZES; ARMING OR SAFETY MEANS THEREFOR
    • F42C13/00—Proximity fuzes; Fuzes for remote detonation
    • F42C13/04—Proximity fuzes; Fuzes for remote detonation operated by radio waves

Definitions

  • the invention relates to a sensor device according to the preamble of claim 1.
  • Such a sensor device is known from EP 0 058 032 A as an FM-CW radar with a carrier frequency in the range from 1 to 2 GHz. It has an omnidirectional antenna at the upper end of a columnar device that can be manually moved into the area to be monitored, typically about one meter above ground. This radiates electromagnetic energy all around and the Doppler reflection energy from a moving object is taken up again, both in the direct line of sight and via a ground reflex.
  • the reception-side superimposition of these two target echoes which are phase-shifted with respect to one another, leads to distance-dependent interference cancellation in the case of a certain Doppler sideband evaluation and thus opens up the possibility of defining a specific detection radius depending on the installation conditions of the antenna.
  • This Doppler radar sensor is therefore based on the evaluation of two undisturbed radio connections between the antenna and the reflecting target object, one of which is a direct line of sight and the other of which is only an indirect line of sight due to ground reflection; which is why such a radar sensor cannot be used if, due to the terrain surrounding the sensor, the target object cannot be perceived by the antenna in a direct line of sight.
  • this is very often the case when deploying mine sensors in difficult terrain or in a position protected from sight, because for handling reasons and to avoid too high a likelihood of betrayal, the antenna cannot be extended beyond the ridges surrounding the crest line or beyond the terrain to see the deployment area behind it from the cover.
  • the wake-up sensor initiates the lifting of the active body from a stationary starting device, whereupon the active body hangs from the parachute and descends into the target area and searches for it in a spiral-constricting manner with a search detonator sensor.
  • the warhead with the projectile-forming shaped charge insert is triggered by the search detonator in the direction of the target object just detected.
  • lifting from the starting device should only be initiated by a target object if it is sufficiently certain that the detonator active body can actually still detect this target object in its effective range (and as centrally as possible) when it descends.
  • the active body should remain in its operational readiness, that is, it should not yet rise if, due to the target movement, the probability is too low that the target object currently detected by the sensor can actually be combated in a promising manner.
  • the efficiency of a minefield can be increased in that the individual active bodies communicate with one another as soon as they are set to work by alarm sensors, which expediently respond to mechanical vibrations, such as are evaluated in the seismic alarm sensor according to EP 0 375 872 A1.
  • alarm sensors which expediently respond to mechanical vibrations, such as are evaluated in the seismic alarm sensor according to EP 0 375 872 A1.
  • a response threshold as a function of the ambient conditions at the place of use, in particular as a function of the nature of the surface, in order to avoid an excessively high error signal rate on the one hand and to ensure reproducible sensitivity to specific target objects on the other. If, therefore, the approach of a potential target object triggers several wake-up sensors, the defense mechanism is expediently initiated only in the mine which, because of its position relative to the current target movement, has the greatest chance of success for the target acquisition.
  • the invention is based on the object of designing a sensor device of the generic type in such a way that it also covers the most important target information for the effective use of the land mine acting from a distance against an approaching one with simple apparatus
  • the target object can be obtained in order to form an effective basis for the optimized use, in particular, of an active body based on the search fuse submunition.
  • the sensor device has the advantage that with a relatively low overall height, i. Attachment of the at least one antenna above ground, comparatively precise target information relating to target distance and target speed or, if appropriate, also regarding the direction of speed of the target to be combated, can be obtained for the criterion of triggering the active body.
  • FIG. 1 An exemplary embodiment of the sensor device according to the invention for triggering an active body which is illustrated schematically in the drawing in a block diagram.
  • the figure shows in a block the sensor device 10 operating on the principle of a pulse-Doppler radar, which is connected to a wake-up sensor 12, which is indicated by the arrow 14.
  • the alarm sensor 12 is an acoustic and / or a sensor that responds to seismic signals.
  • the sensor device 10 has a transmitter 16 and a receiver 18, the transmitter 16 having a pulse modulator and a coherent oscillator for generating a pulse-modulated transmission signal.
  • the transmitter 16 and the receiver 18 are decoupled via a receiver protection switch 20.
  • the at least one antenna is designated by the reference number 22. It is, for example, a horizontally polarized Yagi antenna or a rod antenna.
  • the antenna 22 serves both as a transmitting antenna and as a receiving antenna. However, it is also possible for the transmitter 16 and to assign a separate antenna to the receiver 18.
  • the receiver 18 has a first receiver mixer 24 with a first input 26, a second input 28 and an intermediate frequency signal output 30 and a second receiver mixer 32 with a first input 34, a second input 36 and an output 38.
  • the receiver protection switch 20 is connected to the first input 26 of the first receiver mixer 24 via a bandpass filter and a low-noise preamplifier 42.
  • the second input 28 of the first receiver mixer 24 is connected to a backmix signal output 44 of the transmitter 16.
  • the intermediate frequency signal output 30 of the first receiver mixer 24 is connected to the first input 34 of the second receiver mixer 32 via a low-pass filter 46 and an amplifier 48.
  • the second input 36 of the second receiver mixer 32 which can be a quadrature detector generating bipolar video signals, is connected to an intermediate frequency signal output 50 of the transmitter 16.
  • the output 38 of the second receiver mixer 32 is connected to a signal processor 56 via a video amplifier 52 and an A / D converter system 54.
  • the sensor device 10 is suitable as a mine sensor against ground and air targets, which functions at a low height to determine the radial target distance and the radial target speed. This can provide line of sight to the target to be fought; however, this is not absolutely necessary.
  • the target direction can be determined in azimuth and elevation will.
  • the sensor device 10 operates on the principle of a pulse Doppler radar with a frequency in the HF, VHF, UHF or microwave range. As has already been mentioned, at least one antenna 22 is required to determine the target distance and the target speed. If the target direction is also to be determined, at least three antennas 22 are required.
  • a pulse-modulated transmission signal with a frequency of 1000 MHz is generated by means of the aforementioned pulse modulator and coherent oscillator of transmitter 16.
  • the transmission pulses are emitted via a directional or omnidirectional antenna 22.
  • the transmitter 16 and the receiver 18 are decoupled via the receiver protection switch 20 during the transmission of the transmission pulses.
  • the echo signal which is reflected by the surrounding ground clutter and possible targets, reaches the receiver 18 via the at least one antenna 22, where the received signal is first bandpass-filtered (at 40) and then passes through a low-noise preamplifier 42 with a center frequency of 1000 MHz.
  • the signal is converted coherently with a backmix signal (at 44 or 28) of 880 MHz to an intermediate frequency of 120 MHz at the output 30.
  • the intermediate frequency signal of 120 MHz at the output 30 of the first receiver mixer 24 is raised to the required signal level in a subsequent amplifier 48 and is low-pass filtered by means of the low-pass filter 46, which has a cut-off frequency of 200 MHz.
  • This intermediate frequency signal of 120 MHz present at the first input 34 is mixed in the second receiver mixer 32 with a signal of 120 MHz which is present at the intermediate frequency signal output 50 of the transmitter 16.
  • a bipolar video signal is generated in the second receiver mixer 32 and is present at the output 38 of the second receiver mixer 32.
  • the signal at the output 38 is either single-channel or two-channel, consisting of the components in-phase signal and quadrature signal.
  • the signal at the output 38 of the second receiver mixer 32 is brought to the required signal level by means of a video amplifier 52 and fed to an A / D converter system 54.
  • This analog-to-digital converter system consists of one or two fast analog-to-digital converters.
  • the sampling frequency is designed for the pulse duration. In the exemplary embodiment described, the sampling frequency corresponding to the pulse duration of 50 ns is a minimum of 20 MHz.
  • the digitized received signal is further processed in the downstream signal processor 56.
  • the sensor device 10 When the sensor device 10 is used in an intelligent mine system, the sensor device 10 is initially passive. It is activated by a simple wake-up sensor 12, which is, for example, an acoustic sensor or a seismic sensor. In this way, the mine is very difficult to detect and locate, since the transmitter 16 only works briefly during a few ms.
  • a simple wake-up sensor 12 which is, for example, an acoustic sensor or a seismic sensor.
  • the sensor device 10 After the mine has been set up at the intended location, the sensor device 10 is first activated so that it can carry out a so-called clutter adaptation. This clutter adaptation consists in measuring the time-invariant signal echo of the environment. These time-invariant echo signals are stored in the signal processor 56. The sensor device 10 is then switched to the passive state. Now a possible target is moving in the air, e.g. a helicopter, or on the ground, e.g. If an armored vehicle to be combated passes within the range of the sensor device 10, the sensor device 10 is activated by means of the upstream wake-up sensor 12.
  • This clutter adaptation consists in measuring the time-invariant signal echo of the environment. These time-invariant echo signals are stored in the signal processor 56.
  • the sensor device 10 is then switched to the passive state. Now a possible target is moving in the air, e.g. a helicopter, or on the ground, e.g. If an armored vehicle to be combated passes within the range of the sensor device 10,
  • the direction of approach in azimuth and elevation is determined according to the interferrometer principle. As has been mentioned, at least three antennas 22 are required for this.
  • the direction can also be determined here using the Doppler radar principle with a plurality of antennas 22 as a partial basis.
  • the sensor device 10 is suitable for threat analysis of Kpz.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Sensoreinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
  • Eine derartige Sensoreinrichtung ist als FM-CW-Radar mit einer Trägerfrequenz im Bereich von 1 bis 2 GHz aus der EP 0 058 032 A bekannt. Sie weist am oberen Ende eines säulenförmigen, manuell ins zu überwachende Geände verbringbaren, Gerätes in typisch etwa einem Meter über Grund eine ungerichtete Antenne auf. Über diese wird elektromagnetische Energie rundum abgestrahlt und die dopplerbehaftete Reflexionsenergie von einem sich bewegenden Objekte sowohl in unmittelbarer Sichtlinie wie auch über einen Bodenreflex wieder aufgenommen. Die empfangsseitige Überlagerung dieser beiden gegeneinander phasenverschobenen Zielechos führt bei einer bestimmten Dopplerseitenband-Auswertung zu entfernungsabhängiger Interferenz-Auslöschung und eröffnet dadurch die Möglichkeit, je nach den Aufstellgegebenheiten der Antenne einen bestimmten Detektionsradius zu definieren. Das Prinzip dieses Dopplerradarsensors beruht also auf der Auswertung zweier ungestörter Funkverbindungen zwischen der Antenne und dem reflektierenden Zielobjekt, von denen die eine eine unmittelbare Sichtverbindung und die andere eine aufgrund der Bodenreflexion nur mittelbare Sichtverbindung ist; weshalb ein solcher Radarsensor dann nicht einsetzbar ist, wenn das Zielobjekt, aufgrund der den Sensor umgebenden Geländegegebenheiten, von der Antenne nicht in direkter Sichtlinie wahrgenommen werden kann. Das aber ist sehr häufig der Fall beim Ausbringen von Minensensoren in unwegsamem Gelände bzw. in sichtgeschützter Position, weil aus handhabungstechnischen Gründen und zur Vermeidung einer zu hohen Verratswahrscheinlichkeit die Antenne nicht bis über die Kammlinie umgebender Hügel oder über den Geländebewuchs hinaus verlängert werden kann, um aus der Deckung heraus das dahinter gelegene Aufmarschgelände einzusehen. Moderne Minen gegen Landfahrzeuge und niedrigfliegende Luftfahrzeuge werden nämlich nicht mehr unmittelbar in der zu erwartenden Ziel-Bewegungsbahn, sondern in der Deckung abseits davon ausgelegt, um über größere Distanz von der Seite oder von oben und dadurch mit größerer Effektivität im Ziel zu wirken, wie insbesondere in der GB 2 174 482 A für eine Landmine mit Submunitions-Wirkmechanismus beschrieben. Bei ihr initiiert der Wecksensor das Abheben des Wirkkörpers aus einem stationär zurückbleibenden Startgerät, woraufhin der Wirkkörper am Fallschirm hängend wieder ins Zielgebiet absteigt und dieses mit einem Suchzünder-Sensor spiralförmig-einengend absucht. Bei Erfassen des zu bekämpfenden Zielobjektes wird vom Suchzünder der Gefechtskopf mit projektilbildender Hohlladungs-Einlage in Richtung auf das gerade erfaßte Zielobjekt ausgelöst. Problematisch kann bei solcher Bekämpfungsstrategie allerdings sein, daß für die Kinematik ab Ansprechen des Sensors, also für den Aufstieg aus dem Startgerät und für den gebremsten rotierenden Abstieg ins Zielgebiet, eine nicht beliebig verkürzbare Zeitspanne verstreicht. Dadurch ist keine Wirkung im Zielobjekt erzielbar, wenn dieses z. B. nur die Peripherie des Erfassungsbereiches des Sensors berührt und sich bereits wieder aus dem vom Wirkkörper auffaßbaren Bereich entfernt hat, wenn dieser Wirkkörper nach Durchgang durch sein Apogäum schließlich mit eingeschaltetem Suchzünder ins Zielgebiet absteigt. Deshalb sollte das Abheben aus dem Startgerät überhaupt nur von einem Zielobjekt initiiert werden, wenn hinreichend sicher ist, daß der Suchzünder-Wirkkörper bei seinem Abstieg dieses Zielobjekt auch tatsächlich noch in seinem Wirkbereich (und in diesem möglichst zentral) erfassen kann. Dagegen soll der Wirkkörper in seiner Funktionsbereitschaft verharren, also noch nicht aufsteigen, wenn aufgrund der Zielbewegung die Wahrscheinlichkeit zu gering ist, daß das vom Sensor aktuell erfaßte Zielobjekt auch tatsächlich erfolgversprechend bekämpft werden kann.
  • In diesem Zusammenhang ist es also problematisch, daß der etwa von Hand oder mittels eines Werfers verbrachte Wirkkörper mit seinem Sensor sich schon aus Tarnungsgründen nicht zu hoch über den Untergrund erheben sollte, so daß bereits niedrige Bodenwellen oder Bewuchs in der Umgebung die direkte Sicht zum sich annähernden Zielobjekt unterbinden. Denn dann arbeitet ein Radarsensor gemäß der eingangs zitierten gattungsbildenden Vorveröffentlichung nicht mehr. Das gilt sinngemäß für die Funktion eines Radar-Annäherungszünders gemäß DE 21 20 735 C1, zumal dieser noch mit einer gerichteten Antenne für noch höhere, also auf direkte Sicht arbeitende Radarfrequenz und mit einer besonderen Schaltung ausgestattet ist, die sicherstellen soll, daß für die Zündauslösung ausschließlich unmittelbar aufgenommene Reflexionsenergie vom zu bekämpfenden Zielobjekt ausgewertet wird, aber nicht nur mittelbar (über Bodenreflexionen) aufgenommene Zielechos.
  • Die Effizienz eines Minenfeldes läßt sich dadurch steigern, daß die einzelnen Wirkkörper miteinander kommunizieren, sobald sie von Wecksensoren in Funktionsbereitschaft versetzt sind, welche zweckmäßigerweise auf mechanische Schwingungen ansprechen, wie sie etwa bei dem seismischen Wecksensor nach der EP 0 375 872 A1 ausgewertet werden. Dort ist vorgesehen, eine Ansprechschwelle in Abhängigkeit von den Umgebungsbedingungen am Einsatzorte, insbesondere in Abhängigkeit von der Beschaffenheit des Untergrundes, vorzugeben, um einerseits eine zu hohe Fehler-Signalrate zu vermeiden und andererseits doch eine reproduzierbare Empfindlichkeit gegen spezifische Zielobjekte sicherstellen zu können. Wenn also die Annäherung eines potentiellen Zielobjektes mehrere Wecksensoren ansprechen läßt, wird zweckmäßigerweise nur bei derjenigen Mine der Abwehrmechanismus initiiert, die aufgrund ihrer relativen Position zur momentanen Zielbewegung die größte Erfolgsaussicht für die Zielakquisition aufweist. Darüberhinaus kann es für die Optimierung des Einsatzes der Wirkkörper noch von Interesse sein, nicht nur die radiale Entfernung und Geschwindigkeit des sich annähernden Zielobjektes zu erfassen, sondern auch die Richtung zum erfaßten Zielobjekt, um daraus beispielsweise eine Kommandoübergabe an eine günstiger positionierte Mine ableiten zu können, ohne des apparativen Aufwandes etwa für ein Laser-Retromodulatorsystem zu bedürfen, wie es dafür aus der DE 36 25 334 C2 bekannt ist.
  • In Erkenntnis dieser Gegebenheiten und zu eröffnenden Möglichkeiten liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Sensoreinrichtung gattungsgemäßer Art derart auszulegen, daß sie auch aus der Deckung heraus mit einfachen apparativen Mitteln die wichtigsten Zielinformationen für den effektiven Einsatz der aus der Entfernung wirkenden Landmine gegen ein sich annäherndes Zielobjekt gewinnen läßt, um so eine wirksame Grundlage für den optimierten Einsatz insbesondere eines Wirkkörpers auf Basis der Suchzünder-Submunition zu bilden.
  • Diese Aufgabe ist bei einer Sensoreinrichtung gattungsgemäßer Art dadurch gelöst, daß sie gemäß dem Kennzeichnungsteil des Anspruches 1 ausgelegt ist. Bevorzugte Abwandlungen und Weiterbildungen dieser erfindungsgemäßen Lösung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
  • Die erfindungsgemäße Sensoreinrichtung weist den Vorteil auf, daß mit ihr bei relativ geringer Gesamtbauhöhe, d.h. Anbringung der mindestens einen Antenne über Grund, vergleichsweise präzise Zielinformationen bezüglich Zielentfernung und Zielgeschwindigkeit bzw. gegebenenfalls auch bezüglich Geschwindigkeitsrichtung des zu bekämpfenden Zieles für das Kriterium der Auslösung des Wirkkörpers gewinnbar sind.
  • Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines in der Zeichnung schematisch in einer Blockdarstellung verdeutlichten Ausführungsbeispieles der erfindungsgemäßen Sensoreinrichtung zur Auslösung eines Wirkkörpers. Die Figur zeigt in einem Block die nach dem Prinzip eines Puls-Doppler-Radars arbeitende Sensoreinrichtung 10, die mit einem Wecksensor 12 verbunden ist, was durch den Pfeil 14 angedeutet ist. Bei dem Wecksensor 12 handelt es sich um einen akustischen und/oder um einen auf seismische Signale ansprechenden Sensor.
  • Die Sensoreinrichtung 10 weist einen Sender 16 und einen Empfänger 18 auf, wobei der Sender 16 zur Erzeugung eines pulsmodulierten Sendesignals einen Pulsmodulator und einen kohärenten Oszillator aufweist. Der Sender 16 und der Empfänger 18 sind über einen Empfängerschutzschalter 20 entkoppelt. Die mindestens eine Antenne ist mit der Bezugsziffer 22 bezeichnet. Bei ihr handelt es sich bspw. um eine horizontal polarisierte Yagi-Antenne oder um eine Stabantenne. Die Antenne 22 dient im zeichnerisch dargestellten Beispiel sowohl als Sendeantenne als auch als Empfangsantenne. Es ist jedoch auch möglich, dem Sender 16 und dem Empfänger 18 jeweils eine eigene Antenne zuzuordnen.
  • Der Empfänger 18 weist einen ersten Empfängermischer 24 mit einem ersten Eingang 26, einem zweiten Eingang 28 sowie einem Zwischenfrequenzsignalausgang 30 sowie einen zweiten Empfängermischer 32 mit einem ersten Eingang 34, einem zweiten Eingang 36 und einem Ausgang 38 auf.
  • Der Empfängerschutzschalter 20 ist mit dem ersten Eingang 26 des ersten Empfängermischers 24 über ein Bandpaßfilter und einen rauscharmen Vorverstärker 42 verbunden. Der zweite Eingang 28 des ersten Empfängermischers 24 ist mit einem Rückmischsignalausgang 44 des Senders 16 verbunden. Der Zwischenfrequenzsignalausgang 30 des ersten Empfängermischers 24 ist über ein Tiefpaßfilter 46 und einen Verstärker 48 mit dem ersten Eingang 34 des zweiten Empfängermischers 32 verbunden. Der zweite Eingang 36 des zweiten Empfängermischers 32, bei dem es sich um einen bipolare Videosignale erzeugenden Quadraturdetektor handeln kann, ist mit einem Zwischenfrequenzsignalausgang 50 des Senders 16 verbunden.
  • Der Ausgang 38 des zweiten Empfängermischers 32 ist über einen Videoverstärker 52 und ein A/D-Wandlersystem 54 mit einem Signalprozessor 56 verbunden.
  • Die erfindungsgemäße Sensoreinrichtung 10 eignet sich als Minensensor gegen Boden- und Luftziele, der in niedriger Höhe zur Bestimmung der radialen Zielentfernung und der radialen Zielgeschwindigkeit funktioniert. Hierbei kann zu dem zu bekämpfenden Ziel Sichtverbindung gegeben sein; diese ist jedoch nicht unbedingt erforderlich. Optional kann auch die Zielrichtung in Azimut und Elevation bestimmt werden. Die Sensoreinrichtung 10 arbeitet nach dem Prinzip eines Puls-Doppler-Radars mit einer Frequenz im HF-, VHF-, UHF- oder Mikrowellen-Bereich. Wie bereits erwähnt worden ist, ist zur Bestimmung der Zielentfernung und der Zielgeschwindigkeit mindestens eine Antenne 22 erforderlich. Soll außerdem auch die Zielrichtung bestimmt werden, so sind mindestens drei Antennen 22 erforderlich.
  • Mittels des erwähnten Pulsmodulators und kohärenten Oszillators des Senders 16 wird bei einem Ausführungsbeispiel der Sensoreinrichtung 10 ein pulsmoduliertes Sendesignal mit einer Frequenz von 1000 MHz erzeugt. Die Sendeimpulse werden über eine Richt- oder Rundstrahlantenne 22 abgestrahlt. Der Sender 16 und der Empfänger 18 sind während der Aussendung der Sendeimpulse über den Empfängerschutzschalter 20 entkoppelt.
  • Das Echosignal, das vom umliegenden Bodenclutter und von möglichen Zielen reflektiert wird, gelangt über die mindestens eine Antenne 22 in den Empfänger 18. Dort wird das Empfangssignal zunächst bandpaßgefiltert (bei 40) und durchläuft dann einen rauscharmen Vorverstärker 42 mit einer Mittenfrequenz von 1000 MHz.
  • Im nachfolgenden Empfängermischer 24 wird das Signal kohärent mit einem Rückmischsignal (bei 44 bzw. 28) von 880 MHz auf eine Zwischenfrequenz von 120 MHz am Ausgang 30 umgesetzt.
  • Da alle Sende- und Empfangsoszillatoren auf eine gemeinsame 10 MHz-Referenzquelle phasenstarr angebunden sind, ist das gesamte System kohärent.
  • Das Zwischenfrequenzsignal von 120 MHz am Ausgang 30 des ersten Empfängermischers 24 wird in einem nachfolgenden Verstärker 48 auf den erforderlichen Signalpegel angehoben und mittels des Tiefpaßfilters 46, das eine Grenzfrequenz von 200 MHz besitzt, tiefpaßgefiltert. Dieses am ersten Eingang 34 anstehende Zwischenfrequenzsignal von 120 MHz wird im zweiten Empfängermischer 32 mit einem Signal von 120 MHz gemischt, das am Zwischenfrequenzsignalausgang 50 des Senders 16 ansteht. Im zweiten Empfängermischer 32 wird ein bipolares Videosignal erzeugt, das am Ausgang 38 des zweiten Empfängermischers 32 ansteht. Je nach Ausführung der Sensoreinrichtung 10 ist das Signal am Ausgang 38 entweder einkanalig oder zweikanalig, bestehend aus den Bestandteilen Inphasesignal und Quadratursignal.
  • Das Signal am Ausgang 38 des zweiten Empfängermischers 32 wird mittels eines Videoverstärkers 52 auf den erforderlichen Signalpegel gebracht und einem A/D-Wandlersystem 54 zugeführt. Dieses Analog-Digital-Wandlersystem besteht aus ein bis zwei schnellen Analog-Digital-Wandler. Die Abtastfrequenz ist auf die Pulsdauer ausgelegt. Im beschriebenen Ausführungsbeispiel beträgt die Abtastfrequenz entsprechend der Pulsdauer von 50 ns minimal 20 MHz.
  • Das digitalisierte Empfangssignal wird in dem nachgeschalteten Signalprozessor 56 weiter verarbeitet.
  • Beim Einsatz der Sensoreinrichtung 10 in einem intelligenten Minensystem ist die Sensoreinrichtung 10 zunächst passiv. Sie wird durch einen einfach ausgebildeten Wecksensor 12, bei dem es sich z.B. um einen Akustiksensor oder um einen Seismiksensor handelt, aktiviert. Auf diese Weise ist die Mine nur sehr schwer detektier- und ortbar, da der Sender 16 lediglich kurzzeitig während einiger ms arbeitet.
  • Nach der Aufstellung der Mine am vorgesehenen Standort wird die Sensoreinrichtung 10 zunächst einmal aktiviert, so daß sie eine sog. Clutteradaption durchführen kann. Diese Clutteradaption besteht in der Messung des zeitinvarianten Signalechos der Umgebung. Diese zeitinvarianten Echosignale werden im Signalprozessor 56 abgespeichert. Danach wird die Sensoreinrichtung 10 in den passiven Zustand geschaltet. Bewegt sich nun ein mögliches Ziel entweder in der Luft, z.B. ein Hubschrauber, oder am Boden, z.B. ein zu bekämpfendes Panzerfahrzeug, innerhalb der Reichweite der Sensoreinrichtung 10 an dieser vorbei, so wird die Sensoreinrichtung 10 mittels des vorgeschalteten Wecksensor 12 aktiviert.
  • Zur Bekämpfung von Luftzielen wird eine Bestimmung der Anflugrichtung in Azimut und Elevation nach dem Interferrometerprinzip durchgeführt. Hierzu werden -wie erwähnt worden ist- mindestens drei Antennen 22 benötigt. Die Richtungsbestimmung kann auch hierbei nach dem Doppler-Radarprinzip mit mehreren Antennen 22 als Teilbasis durchgeführt werden.
  • In anderer elektrischer Auslegung der Sendefrequenz, nämlich im Mikrowellenbereich, ist die Sensoreinrichtung 10 zur Bedrohungsanalyse von Kpz geeignet.

Claims (14)

  1. Sensoreinrichtung (10) für eine Landmine mit wenigstens einer in niedriger Höhe über Grund aufstellbaren Antenne (22) zum ungerichteten Abstrahlen von elektromagnetischer Energie und zum Aufnehmen von reflektierter Energie,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Sensoreinrichtung (10) mit Schaltungsanordnungen zur umgebungsadaptiven Einstellung von Sensor-Auswerteschaltungen ausgestattet ist, daß ihre Antenne (22) eine Bodenwelle abstrahlt und die nicht über eine Ziel-Sichtverbindung reflektierte Bodenwellen-Energie wieder aufnimmt, und daß sie über einen Signalprozessor (56) eine Signalverarbeitung für die Freigabe eines Wirkmechanismus zur Zielabwehr durchführt.
  2. Sensoreinrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß sie zur Clutteradaption zeitinvariante Echosignale aus der Umgebung aufnimmt und abspeichert und danach erst wieder bei Ansprechen eines Wecksensors (12) kurzzeitig zur Abstrahlung und Aufnahme elektromagnetischer Energie einschaltet.
  3. Sensoreinrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß ihre Antenne (22) zusätzlich der drahtlosen Kommunikation zwischen Wirkkörpern eines Minenfeldes dient.
  4. Sensoreinrichtung nach Anspruch 1, mit einem Sender (16) und einem Empfänger (18),
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Sensoreinrichtung (10) mindestens zur Bestimmung von Entfernung und Geschwindigkeit eines zu bekämpfenden Zieles vorgesehen ist, und daß Sender (16) und Empfänger (18) mit einer gemeinsamen Antenne (22) wirkverbunden und über einen Empfängerschutzschalter (20) voneinander entkoppelt sind.
  5. Sensoreinrichtung nach Anspruch 1 mit einem Sender (16) und einem Empfänger,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Sensoreinrichtung (10) mindestens zur Bestimmung von Entfernung und Geschwindigkeit eines zu bekämpfenden Zieles vorgesehen ist, und daß dem Sender (16) und dem Empfänger (18) jeweils eine eigene Antenne (22) zugeordnet ist.
  6. Sensoreinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Sensoreinrichtung (10) nach dem Prinzip eines Puls-Doppler-Radars arbeitet, wobei der Sender (16) zur Erzeugung eines pulsmodulierten Sendesignals einen Pulsmodulator und einen koherenten Oszillator aufweist.
  7. Sensoreinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Sensoreinrichtung (10) zur Aussendung und zum Empfang eines frequenzmodulierten Dauerstrich-Sende-bzw. Empfangssignals vorgesehen ist.
  8. Sensoreinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß zur Bestimmung von Entfernung und Geschwindigkeit und gegebenenfalls Richtung eines zu bekämpfenden Zieles mindestens drei Antennen (22) vorgesehen sind.
  9. Sensoreinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Empfänger (18) einen ersten Empfängermischer (24) und einen zweiten Empfängermischer (32) mit einem ersten Eingang (26) an den Empfängerschutzschalter (20), mit einem zweiten Eingang (28) an einen Rückmischsignalausgang (44) des Senders (16) und mit seinem Zwischenfrequenzsignalausgang (30) mit einem ersten Eingang (34) des zweiten Empfängermischers (32) verbunden ist, dessen zweiter Eingang (36) mit einem Zwischenfrequenzsignalausgang (50) des Senders (16) und dessen Ausgang (38) mit dem Signalprozessor (56) verbunden ist, wobei die Signalfrequenz am Zwischenfrequenzsignalausgang (50) bzw. am zweiten Eingang (36) des zweiten Empfängermischers (32) und die Signalfrequenz am Zwischenfrequenzsignalausgang (30) des ersten Empfängermischers (24) und die Signalfrequenz des Zwischenfrequenzsignalausganges (50) des Senders (16) einander entsprechen.
  10. Sensoreinrichtung nach Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Empfängerschutzschalter (20) über ein Bandpaßfilter (40) und einen rauscharmen Vorverstärker (42) mit dem ersten Eingang (26) des ersten Empfängermischers (24) verbunden ist.
  11. Sensoreinrichtung nach Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Zwischenfrequenzsignalausgang (30) des ersten Empfängermischers (24) über ein Tiefpaßfilter (46) und einen Verstärker (48) mit dem ersten Eingang (34) des zweiten Empfängermischers (32) verbunden ist.
  12. Sensoreinrichtung nach Anspruch 9 oder 10,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der zweite Empfängermischer (32) ein Mischer oder ein bipolare Vidiosignale erzeugender Quadraturdetektor ist.
  13. Sensoreinrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Ausgang (38) des zweiten Empfängermischers (32) über einen Videoverstärker (52) und ein A/D-Wandler-System (54) mit dem Signalprozessor (56) verbunden ist.
  14. Sensoreinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Wecksensor (12) ein auf akustische und/oder seismische Signale empfindlicher Sensor ist.
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