NL8600710A - Inrichting voor het bepalen van de rotatiestand van een om een as roterend voorwerp. - Google Patents

Description

*

Inrichting voor het bepalen van de rotatiestand van een om een as roterend voorwerp.

De uitvinding betreft een inrichting voor het bepalen van de rotatiestand van een, t.o.v. een eerste voorwerp om een as roterend tweede voorwerp. Een dergelijke inrichting is bekend met betrekking tot een tweede voorwerp, waarbij een daarop aangebrachte positieindicator duidelijk op het tweede voorwerp te localiseren is. Dit betreft dus doorgaans voorwerpen, welke zich in de directe nabijheid van het eerste voorwerp (de meetplaats) met de genoemde inrichting bevinden.

Een dergelijke inrichting is evenwel niet toepasbaar met betrekking tot een ver verwijderd tweede voorwerp, daar een daarop aangebrachte positieindicator vanaf de meetplaats niet meer te localiseren valt.

Bij afgeschoten projectielen, zoals granaten, wordt het dikwijls wenselijk geacht de koers tijdens de vlucht bij te stellen. Maar aangezien een granaat in de ruimte een rotatiebeweging om haar as uitvoert, is bijstelling van de koers ervan met daartoe aangebrachte koerskorrektiemiddelen slechts zinvol indien men op willekeurig tijdstip de bijbehorende rotatiestand of rolstand goed kent. De daarbij in aanmerking komende koerskorrektiemiddelen zijn bij voorkeur gebaseerd op principes uit de aërodynamica, de chemie, de gastheorie en de dynamica. Daarbij valt te denken aan het naar buiten brengen van remvinnen of -vlakken op het omtreksvlak van het projectiel, het tot explosie brengen van kleine ladingen op het projectiel en het uitstoten van een kleine gasmassa vanuit het projectiel.

De uitvinding beoogt het probleem met betrekking tot het bepalen van de rotatie- of rolstand van een ver verwijderd tweede voorwerp t.o.v. een eerste voorwerp tot een oplossing te brengen.

De uitvinding is gebaseerd op de gedachte om het tweede voorwerp te voorzien van een inrichting om haar momentane relatieve rotatiestand ten opzichte van het eerste voorwerp te bepalen onder gebruikmaking van een door het eerste voorwerp uitgezonden antennesignaal als referentie.

a 30 0 7 1 o -i' ί 2

Overeenkomstig de in de aanhef omschreven uitvinding is de inrichting daartoe voorzien van tenminste twee aan het tweede voorwerp bevestigde loop-antennes, en van ontvangmiddelen welke de met behulp van de antennes ontvangen signalen, bestaande uit tenminste twee gesuperponeerde phase-locked en gepolariseerde draaggolven met verschillende frequenties die door het eerste voorwerp worden uitgezonden, in combinatie verwerken ter verkrijging van de genoemde rotatiestand.

Uit de radionavigatie is het bekend om een rotatiestand van een schip te bepalen met behulp van twee loopantennes waarvan de spil wordt ingenomen door een verticale referentieantenne, terwijl er elders door het eerste voorwerp één draaggolf wordt uitgezonden als referentie. Daar bij gebruik van twee loopantennes ter bepaling van de rotatiestand van het schip een onzekerheid van 180° in deze rotatiestand ontstaat, is het gebruik van een referentieantenne noodzakelijk om deze onzekerheid te elimineren. Deze methode is bij een als tweede voorwerp fungerend projectiel niet bruikbaar.

Omdat een projectiel in zijn vlucht roteert is het alleen mogelijk de referentieantenne evenwijdig aan de rotatieas van het projectiel te plaatsen. Daar een projectiel in het algemeen van het geschut afvliegt terwijl een eenheid voor het uitzenden van de draaggolf op een relatief kleine afstand van het geschut is geplaatst zal de electrische veldcomponent van de draaggolf loodrecht of praktisch loodrecht op de as van de referentieantenne staan indien het projectiel zich op relatief grote afstand van het geschut nabij het doel bevindt. Hierdoor zal er geen, of nagenoeg geen uitgangssignaal bij de referentieantenne ontstaan zodat deze onbruikbaar is.

De inrichting overeenkomstig onze uitvinding kent deze bezwaren echter niet omdat geen gebruik wordt gemaakt van een referentieantenne.

De uitvinding zaL verder toegelicht worden aan de hand van de volgende figuren, waarbij:

Fig. 1 een schematische voorstelling toont van een eerste uitvoeringsvorm van een compleet systeem t.b.v. het nasturen van een als tweede voorwerp fungerend projectiel. Hierin is een inrichting overeenkomstig de uitvinding verdisconteerd.

<.) ' ) J ; i i)

fr I

3

Fig. 2 een schematische voorstelling toont van twee loodrecht geplaatste loopantennes welke geplaatst zijn in een elektromagnetisch veld.

Fig. 3 een voorstelling geeft van een magnetisch veld ter plaatse van de loopantennes.

Fig. 4 een schematische voorstelling geeft van de inrichting in een projectiel ter bepaling van de rotatiestand van dat projectiel.

Fig- 5 een eerste uitvoeringsvorm toont van een eenheid uit fig. 4.

Fig- 6 een tweede uitvoeringsvorm toont van een eenheid uit fig. 4.

Fig. 7 een schematische voorstelling toont van een tweede uitvoeringsvorm van een compleet systeem t.b.v. het nasturen van een als eerste voorwerp fungerend projectiel. Hierin is een inrichting overeenkomstig de uitvinding verdisconteerd.

In fig. 1 is uitgegaan van de situatie dat een als tweede voorwerp fungerend projectiel 1 is afgevuurd voor het treffen van een doel 2.

De baan van het doel wordt gevolgd vanaf de grond met behulp van doelvolgmiddelen 3. Hiervoor kan bijvoorbeeld gebruik gemaakt worden van een monoputs radarvo Lgapparaat dat werkzaam is in de k-band of van gepulste laservolgmiddelen, welke werkzaam zijn in het verre infrarood-gebied. De baan van het projectiel 1 wordt gevolgd met vergelijkbare doelvolgmiddelen 4. Een rekeneenheid 5 bepaalt aan de hand van toegevöerde, door de doelvolgmiddelen 3 bepaalde posities van het doel en aan de hand van toegevoerde, door de doelvolgmiddelen 4 bepaalde posities van het projectiel, of en zo ja, welke koers-korrektie van het projectiel noodzakelijk is. Ten behoeve van een eventuele koerskorrektie is het projectiel uitgevoerd met gasont-ladingseenheden 6. Omdat het projectiel om zijn as draait moet t.b.v. een koerskorrektie een gasontladingseenheid geactiveerd worden indien het projectiel de juiste stand inneemt. Voor het bepalen van de juiste stand wordt gebruik gemaakt van een met behulp van een als eerste voorwerp fungerende zender- en antenne-eenheid 7 uitgezonden draaggolven. De rekeneenheid 5 bepaalt de gewenste rotatiestand φ 3 van het projectiel waarbij een gasontlading moet optreden, ten opzichte van (een component) van het electro-magnetische veldpatroon 8 van de draaggolven ter plaatse van het projectiel. De positie en stand van de zender- en antenne-eenheid 7 dient hiervoor

j ' .... .. 'J

t a 4 als referentie. Dit is mogelijk omdat het veldpatroon en de plaats van het projectiel in dat veld bekend zijn. De berekende waarde wordt met behulp van zender 8 uitgezonden. Een ontvanger 9, welke in het projectiel is opgenomen ontvangt met behulp van de antenne- inrichting 10 de door de zender 8 uitgezonden waarde van φ .

y

De ontvangen waarde φ wordt via leiding 11 aan de comparator 12 9 toegevoerd. Een inrichting 13* welke wordt gevoed door de antenne- signalen van twee loodrecht geplaatste , in de antenne- inrichting 10 opgenomen loopantennes bepaalt de momentane stand Φ Ct) van het projectiel ten opzichte van het electromagnet!sche Tm .

veld ter plaatse van de loopantennes. De momentane waarde φ(ηCt) wordt via de leiding 14 de comparator 12 toegevoerd. Zodra aan ' de voorwaarde cp^Ct) = cp^ is voldaan geeft de comparator 12 een signaal S af, welke de gasontladingseenheden 6 activeert.

Er wordt nu op het juiste moment een koerskorrektie uitgevoerd. Hierna kan dit gehele proces zich herhalen indien een tweede koerskorrektie noodzakelijk blijkt te zijn.

Opgemerkt wordt nog dat het tevens mogelijk is de gewenste koerscorrecties uit te voeren zonder het gebruik van tweede doelvolg— middelen 4. Met behulp van de doelvolgmiddelen 3 wordt hiertoe de baan van het doel gemeten. Aan de hand van de meetgegevens van de baan van het doel wordt met behulp van de rekeneenheid 5 een voorspelling gemaakt van de verdere baan van het doel. Aan de hand van deze voorspeLling wordt met behulp van de rekeneenheid 5 berekend in welke richting het projectiel moet worden afgevuurd.

De baan van het projectiel wordt door de rekeneenheid 5 berekend aan de hand van de ballistische gegevens van het projectiel. De doelvolgmiddelen 3 blijven het doel 2 volgen. Indien blijkt dat het doel 2 plotseling afwijkt van zijn voorspelde baan wordt met behulp van de rekeneenheid 5 berekend welke koerskorrektie van het projectiel noodzakelijk is. Hierbij wordt vooralsnog aangenomen dat het projectiel zich overeenkomstig zijn berekende baan voortbeweegt. Indien het projectiel na verloop van zijn vlucht zich nabij het doel voortbeweegt zal deze tevens in de bundel van dé doelvolgmiddelen 3 geraken. Vanaf dit moment is het mogelijk zowel ύ y \J J . i ö £ 4 5 de baan van het doel als de baan van het projectiel te volgen zodat met behulp van de rekeneenheid 5, indien noodzakelijk, nog enige koerskorrekties van het projectiel kunnen worden uitgevoerd.

Hierdoor worden tevens eventuele afwijkingen van de berekende baan van het projectiel ten gevolge van bijvoorbeeld wind gecorrigeerd.

•Een andere mogelijkheid om de tweede doelvolgmiddelen 4 te elimineren ontstaat indien een systeem van time-sharing wordt toegepast.

Hierbij wordt met behulp van de doelvolgmiddelen 3 afwisselend de baan van het doel en de baan van het projectiel gevolgd. Eventuele koerskorrekties van het projectiel worden geheel analoog uitgevoerd, zoals hiervoor werd uiteengezet.

In fig. 2 zijn schematisch de twee loodrecht geplaatste loop-antennes 15 en 16 aangegeven, welke deel uitmaken van de antenne-inrichting 10. Ter plaatse van de loopantennes is een aan de loop-antennes gekoppeld coördinatenstelsel x,y,z gekozen. De voort-plantingsrichting v van het projectiel is evenwijdig aan de z-as.

De magnetische veldcomponent B, welke wordt uitgezonden door de zender 7 heeft ter plaatse van de loopantennes de grootte en richting B(rQ). Hierbij is rQ de vector met de zender- en antenne-eenheid 7 als oorsprong en de oorsprong van het coördinatenstelsel x,y,z als eindpunt. De magnetische veldcomponent B(rQ) is te ontbinden in een component B(rQ)^ (evenwijdig aan de z-as) en een component B(rQ)^ (loodrecht op de z-as). Alleen de component B(rQ) zal een inductiespanning in de beide loopantennes kunnen genereren. Als referentie voor de bepaling van φ (t) wordt derhalve gebruik gemaakt van B(r ) . φ (t) is in dit geval o _l m gekozen als de hoek tussen de x-as en B(rQ)^, 21 e fi9· 3.

Daar de rekeneenheid uit de toegevoerde posities r van het projectiel, v kan berekenen, kan deze tevens B(r ) uit B(r ) berekenen en φ t-o-v. deze component definiëren.

Het is natuurlijk mogelijk om de antenne van de zender— en antenneinrichting 7 dusdanig te dimensioneren dat het bijbehorende veldpatroon op enige afstand van de antenne een eenvoudige vorm

SSOOnO

6 r < aanneemt zodat de rekeneenheid 5 slechts eenvoudige berekeningen behoeft uit te voeren. Dit is echter niet het doel van de onderhavige aanvrage. Hier wordt slechts verondersteld dat BCrO bekend is. Het is mogelijk om andere standen van het coördinatenstelsel x,y,z te kiezen. Enige voorwaarde is dat de x resp. y— as niet evenwijdig aan de voortplantingsrichting v wordt gekozen omdat in dat geval één van beide antennes geen inductiespanning zal genereren.

In fig. 4 is een schematische voorstelling gegeven van de inrichting 13. Bij de uitvoeringsvorm van de inrichting 13 in fig. 4 wordt aangenomen dat de zendereenheid een electromagnetisch veld uitzendt, dat bestaat uit twee gesuperponeerde phase-locked en gepolariseerde draaggolven. Een eerste draaggolf heeft een frequentie πωο en de tweede draaggolf heeft een frequentie (n+1)ü)Q met n = 1, 2, ... . De magnetische veldcomponent B^(rQ) is te schrijven als S (r ) s (a sin ηω t + b sin(n+1)ü) .t)e.

J X O O O ' B (r ) met ,-=1 r = i„ De magnetische flux 01c- door de loopantenne 15 IVo5· is te schrijven als 0.e = (a sin ηω t + b sin(n+1)ü) t).0.cos φ (t) (1) 15 . o o m , Hierbij is 0 gelijk aan het oppervlak van de loopantenne 15.

De magnetische flux 0^ door de Loopantenne 16 is te schrijven als 0„, = (a sin ηω t + b sin(n+1)cu t).0.sin φ (t) (2) 16 o o m

De inductiespanning in de loopantenne 15 is nu gelijk aan: d0 V. . = -ε -rr - -e(a ηω cosnco t + b(n+1)cü cos(n+1)ü) t).0.cos qr(t) + ind^j dt oo o o Tm d9m + -e(a sin ηω t + b sinCn+Uü) t).O.sin cp_.(t).-jT-· (3) o o r m at

Hierbij is ε een constante welke afhankelijk is van de gebruikte toopantennes 15, 16.

O Λ r Λ ~7 ; Λ 4i ij %} Ü J J v £ * 7 dep

Nu geldt echter dat de rotatiesnelheid van het projectiel veel kleiner is dan de hoekfrequentie ω0zodat in goede benadering geldt: V. , ss -e(a ηω cos πω t + b(n+1)üL cosCn+1)to (t).O.cos φ (t) ind^ oo o o m = (A cos ηω t + B cosCn+1)(ü t).cos φ (t) (4) * o o m

Evenzo geldt voor loopantenne 16: M. , - CA cos πω t + B cosCn+Dcu t).sin φ (t) (5) md-, o o Tm 16

In de inrichting 13 Cfig. 4) worden de inductiespanningen V. .

ιπα15 en V. . de referentie-eenheid 17 toegevoerd.

,nd16

De referentie-eenheid 17 genereert met behulp van de signalen V. , en V. j een referentiesignaal IT. waarvoor geldt: md15 ind16 ref U , = C cos ηω t 16) ret o

Hierbij is C een constante die afhankelijk is van de specifieke uitvoeringsvorm van de referentie-eenheid. Het signaal U ^ wordt via leiding 18 naar mixers 19 en 20 toegevoerd. Het signaal V. . (t) 1πα15 wordt via leiding 21A en 21 eveneens naar de mixer 19 toegevoerd.

Het uitgangssignaal van de ’mixer 19 wordt via een leiding 23 naar een laagdoorlaatfiIter 25 gestuurd- Het uitgangssignaal U^jCt) van het laagdoorlaatfiIter 25 (de component met frequentie dep

Ml) . . ....

) is gelijk aan: U,cCt) = 4“ cos φ (t) C7) 25 2 Tm

Geheel analoog wordt het signaal V. . Ct) via de leiding 22A en lnd16 22 de mixer 20 toegevoerd. Het uitgangssignaal van de mixer 20 wordt via de leiding 24 een LaagdoorlaatfiIter 26 toegevoerd.

Het uitgangssignaal U^.Ct) van het laagdoorlaatfiIter 26 is gelijk do aan: U,,(t) = 4" s’’n Ψ C8) 20 2 m W . ·· - ^

'J V

δ

Uit formule (7) en (8) is bij gegeven. Ct) en cpm(t) eenvoudig te bepalen.

Hiertoe worden de signalen U2^(t) en l^ft) via de leidingen 27 en 28 naar een gonio-eenheid 29 gestuurd. De gonio-eenheid 29 genereert dan <pmCt> uit l^it) en U26 (t). De gonio-eenheid 29 kan bijv. uitgevoerd worden als een table-look-up-eenheid.

* Tevens is het mogelijk om de gonio-eenheid uit te voeren als een rekeneenheid welke via een bepaalde algoritme cpm > genereert.

De leidingen 21A en 22A kunnen bij een bijzondere uitvoeringsvorm van de referentie-eenheid 17 vervallen en worden vervangen door de-leidingen 21B en 22B. Een bijzondere uitvoeringsvorm van de referentie-eenheid 17 waarbij de leidingen 21A en 22A niet ver- vallen/is gegeven in fig. 5. De referentie-eenheid 17 is opgebouwd uit een subreferentie-eenheid 30 en een phase-locked loop eenheid 31.

De subreferentie-eenheid 30 genereert uit V. ^ Ct) en Vind„ (t) een 15 16

AB

signaal U' , = ·=?— cos ω t. De eenheid 31 genereert met behulp van ret ά o

AB

het signaal U* ^ het reeds genoemde signaal Upe.p = γ~ cos nü)Qt.

De subreferentie-eenheid 30 is voorzien van twee kwadrateereen- heden 32 resp. 33. welke de signalen V. , (t) resp. V. , (t) ind15 ind16 kwadrateren. De kwadrateereenheid 32 genereert derhalve het signaal: U,,(t) = V? , (t) = A2sin2cp (t)(£ + icos 2ηω t) + 32 in°15 Tm o + AB sin2® (t)(£cos ω t + icos(2n+1 )ω t) +

Tm o o + B2sin2cp (t)(£ + icos(2n+2)üj t) (9) m. o terwijl de kwadrateereenheid 33 het signaal U,,(t) = V? , (t) = A2cos2cp (t)(i + icos 2ηω t) + 33 in°16 Tm o + AB cos2® (t)(£cos ω t + £cos(2n+1)ü) t) +

Tm o o + B2sin2cp (t)(i'+ icosC2n+2)oj t) (10) T m o genereert. Het uitgangssignaal van de kwadrateereenheid 32 resp. 33 8g UÖ / i 0 » * 9 wordt via de Leiding 34 resp. 35 naar een bandfilter 36 resp. 37 toegevoerd- De bandfiLters 36 en 37 laten alleen signalen door met een frequentie die gelijk of nagenoeg gelijk is aan füQ.

Aan de uitgang van het bandfilter 36 ontstaat derhalve het signaal (zie formule (9)): U^(t) = AB sin^Ct) * £cos üjgt (11) 6φ[η(ΐ)

Ook bij formule (11) is aangenomen dat -« ωο-

Geheel analoog ontstaat aan de uitgang van het bandfilter 37 het uitgangssignaal (zie formule (10)): U„(t) - AB cos2(p (t)-icos oit (12) 37 m o

De signalen U^(t) resp. U^it) worden via de leiding 38 resp. 39 naar de sommatie-eenheid 40 toegevoerd ter verkrijging van het somsignaal waarvoor geldt (zie formule 11 en 12):

AD

U*ef <t) = ü4Q(t) - cos ü>0t (13)

Het signaal U* ^Ct) wordt via de leiding 41 naar de phase-locked-loop eenheid 31 gestuurd. Het ingangssignaal U^it) van de eenheid 31 wordt via de leiding 41 naar een mixer 42 toegevoerd.

Stel dat het tweede ingangssignaal van de mixer 42, het uitgangs-signaal U^Ct) van het bandfilter 43 welke alleen signalen met * een frequentie die gelijk of nagenoeg gelijk is aan ü)q doorlaat en via de leiding 44 naar de mixer 42 wordt toegevoerd, de vorm U,,(t) = D cos (at (14) 43 heeft. Hierbij is D een willekeurige constante. Het uitgangssignaal van de mixer 42 heeft dan de vorm: U^Ct) = “2” cos ü)t cos ü)Qt (15)

Het signaal U^it) wordt via de leiding 45 naar een loopfi Iter 46 toegevoerd. Het loopfilter heeft een uitgangssignaal U^it), welke gelijk is aan: U,,(t) = E.(ω -ω) (16) 46 o

Hierbij is E een constante die afhankelijk is van het gebruikte filter.

O ·:· ' .> . λ .

-1 j y y j i U

3 "C

10

Het signaal U,,(t) wordt via de leiding 47 naar de VCO-eenheid 48 toe· 40 gevoerd. De VCO-eenheid genereert een uitgangssignaal waarvoor geldt: U/a(t) = K cos(üj' + k Ε(ω - ω))ΐ (17) 4-8 oo

Hierbij zijn ω^, k en K constanten, waarbij voor = ωοη gekozen is. Het signaal U4g(t) wordt via de leiding 49 naar een frequentie-deler (n) 50 gestuurd. Het uitgangssignaal van de frequentiedeler is te schrijven als: U,-n(t) = K cos(üj + — (ω ω))ΐ (18) 5U o n o

Het uitgangssignaal Ugg(t) wordt via de leiding 51 naar een band· filter 43 gestuurd welke signalen doorlaat met een frequentie die gelijk óf nagenoeg gelijk is aan ωο· kE

Indien —(ω -ω) « ω geldt voor het uitgangssignaal van het band-n o o fi Iter 43: U,,(t) = K cos(ü) + ~(ω ·ω))ΐ (19) 43 o η o

Vergelijking van formule (19) met formule (14) toont aan dat D * K; ω = ω . Hiermee is aangetoond dat voor het uitgangssignaal van de VCO-eenheid 48 (zie formule (17) geldt: U , = U/a(t) - K cos η ω t (20) ref 48 o

Een tweede uitvoeringsvorm van de referentie-eenheid 17 is gegeven in fig. 6. Hierbij is n=1 genomen. Bij de referentie“éenheid 17 van fig. 6 is het mogelijk de leidingen 21A resp. 22A te vervangen door de leidingen 21B resp. 22B (zie ook fig. 4).

Noodzakelijk is dit echter niet.

Het signaal V. , (t) wordt naar een bandfilter 52 resp. naar een ind15 bandfilter 53 toegevoerd. Het bandfilter 52 resp. 53 Laat alleen signalen door met een frequentie die gelijk is of nagenoeg gelijk is aan ωο resp. 2(üq. Het uitgangssignaal van het bandfilter 52 is gelijk aan U^t) = A sin<p cos üJQt (21) terwijl het uitgangssignaal van het bandfilter 53 gelijk is aan Us^lt) = B sin<p cos 2ü)Qt (22)

Fi A f! -i I f)

& \J M *J f t V

11

Omdat het uitgangssignaal U^lt) de voor de mixeenheid 19 van belang zijnde component cos üiQt bevat is het mogelijk dit signaal naar de mixer 19 toe te voeren in plaats van het signaal V. . (t).

ln 15

Dit is de reden dat leiding 21A vervangen kan worden door leiding 21B. De signalen U^it) en UgjCt) worden via de leidingen 54 resp.

55 naar een mixeenheid 56 toegevoerd. Het uitgangssignaal van de * mixeenheid 56 heeft de vorm: U-,(t) = AB sin2qr(t) cosü) t cos 2ω t (23) 5o m o o

Laatstgenoemd signaal wordt via leiding 57 naar een bandfilter 58 toegevoerd. Het bandfilter laat alleen signalen door met een frequentie die gelijk is of nagenoeg gelijk is aan coQ. Het uitgangssignaal Ujg(t) van de bandfilter 58 heeft derhalve de gedaante:

Uca(t) - sin2<p (t) cos w_t (24) 58 2 Tm o

Het signaal V. . (t) wordt met behulp van een bandfilter 59, welke 1nd16 signalen doorlaat met een frequentie die gelijk of nagenoeg gelijk is aan ü)q, een bandfilter 60, welke signalen doorlaat met een frequentie die gelijk of nagenoeg gelijk is aan 2ü)q, een mixer 63, een leiding 64 en een banddoorlaatfiIter 65, welke signalen doorlaat met een frequentie die gelijk of nagenoeg gelijk is aan ü3q, op geheel analoge wijze verwerkt als het signaal V.. ^ (t) ter ver” krijging van het signaal ^ U,c(t) = 4^· cos2q> (t) cos lilt (25) 65 2 Tm o

De signalen Ugg(t) resp. υ^(ΐ) worden via de leiding 66 resp. 67 naar een sommator 68 geleid ter verkrijging van een uitgangs” signaal U68(t) ’ Uref(t) = T cos V '2Ó>

AB

In formule (16) heeft C derhalve de waarde y.

Het signaal U,0(t) wordt via leiding 18 aangeboden voor verdere Oo bewerking.

f*· r\ : \ ~ · /Λ ύ Q w v / i Ü

ƒ 'V

12

Opgemerkt wordt dat nieuwe uitvoeringsvormen ontstaan indien in de gehele inrichting ηω en (η+1)ω worden verwisseld. De hier besproken uitvoeringsvormen zijn derhalve slechts enkele voorbeelden.

Voor een gemiddeld vakman in dit gebied zal het duidelijk zijn dat vele varianten overeenkomstig de uitvinding mogelijk zijn.

, Het zal tevens duidelijk zijn dat de methode voor het bepalen van de rotatiestand van een voorwerp met behulp van twee gesuperponeerde phase-locked- en gepolariseerde draaggolven als referentie en een inrichting overeenkomstig fig. 4 eveneens te gebruiken is indien het projectiel welke nu als het eerste voorwerp fungeert wordt uitgerust met de zender- en antenne-eenheid 7, terwijl de inrichting 13 welke nu als het tweede voorwerp fungeert tesamen met de loop-antennes op de grond worden geplaatst (zie fig. 7).

Geheel analoog aan fig. 1 wordt met behulp van de eerste doel-volgmiddelen 3, de tweede doelvolgmiddelen 4 en de rekeneenheid 5 de rotatiestand φ van het projectiel bepaald, waarbij een koerskorrektie van het projectiel 1 nodig is om het doel 2 te treffen. Ter bepaling van de rotatiestand van het projectiel is de zender- en antenne-eenheid 7 in het projectiel 1 aangebracht.

Met behulp van de op de grond opgestelde loopantennes en de inrichting 13 waaraan deze antennes zijn bevestigd, is het mogelijk op geheel analoge wijze als in fig. 1 cpm(t) te bepalen.

Het betreft hier immers een relatieve rotatiestand van het projectiel t.o.v. de inrichting 13. Het uitgangssignaal cpm(t) van de inrichting 13 wordt naar de comparator 12 toegevoerd. Indien voldaan wordt aan de voorwaarde cp^Ct) = φ geeft de comparator een stuursignaal S af aan de zendeenheid 8. Dit stuursignaal wordt uitgezonden en met behulp van de ontvanger 9 in het projectiel ontvangen. De ontvanger 9 activeert vervolgens de gasontladingseenheden 6. Indien een tweede koerskorrektie noodzakelijk blijkt te zijn kan dit gehele proces zich herhalen.

ö o U iJ / 1 ij

Claims (13)

1. Inrichting voor het bepalen van de rotatiestand van een, t.o.v. een eerste voorwerp om een as roterend tweede voorwerp, met het kenmerk, dat de inrichting is voorzien van tenminste twee aan het tweede voorwerp bevestigde loop-antennes, en van ontvangmiddelen welke de met behulp van de antennes ontvangen signalen, bestaande uit tenminste twee gesuperponeerde phase-locked en gepolariseerde draaggolven met verschillende frequenties die door het eerste voorwerp worden uitgezonden, in combinatie verwerken ter verkrijging van de genoemde rotatiestand.

2. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de antennes bestaan uit een eerste en tweede loopantenne welke loodrecht op elkaar zijn geplaatst.

3. Draaggolven voor het bepalen van de rotatiestand van een om haar lengteas roterend voorwerp, met het kenmerk, dat de genoemde draaggolven bestaan uit twee gesuperponeerde phase-locked draaggolven met frequentie ηω0 resp. (η+1)ωο waarbij n geheel en positief is.

4. Inrichting volgens conclusies 2 en 3, met het kenmerk, dat de ontvangmiddelen bestaan uit a. een referentie-eenheid ter verkrijging van een, uit de met behulp van de beide loopantennes ontvangen gesuperponeerde draaggolven, referentiesignaal met een frequentie die gelijk is aan eén van de frequenties van de genoemde draaggolven. b. een eerste resp. een tweede mixeenheid welke ten minste één draaggolfcomponent van de met behulp van de eerste resp. de tweede Loopantenne ontvangen gesuperponeerde draaggolven mixt met het genoemde referentiesignaal. c. een eerste en een tweede fiItereenheid welke de uitgangssignalen van de eerste resp. de tweede mixeenheid filteren, waarbij de genoemde filters alleen frequentiecomponenten doorlaten welke gelijk of nagenoeg gelijk zijn aan nul. d. een gonio-eenheid welke wordt gestuurd door de uitgangssignalen van het eerste en tweede filter, en een signaal genereert welke 1- . 7 ✓ J V de momentane hoek representeert tussen één van beide loop-antennes en de polarisatierichting van de gesuperponeerde draaggolven.

5. Inrichting volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat de referentie-eenheid is opgebouwd uit a. een subreferentie-eenheid welke uit de met behulp van beide * loopantennes ontvangen gesuperponeerde draaggolven een sub- referentiesignaal genereren met een frequentie die gelijk is aan ω . o b. een phase-locked-loop eenheid welke het subreferentiesignaal wordt toegevoerd en een referentiesignaal genereert met een frequentie die gelijk is aan ηωο*

6. Inrichting volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat de subreferentie-eenheid is opgebouwd uit: a. een eerste resp. een tweede kwadrateereenheid welke de met behulp van de eerste resp. de tweede loopantennes ontvangen gesuperponeerde draaggolven kwadrateren* b* een derde resp. een vierde fiItereenheid welke de uitgangssignalen van de eerste resp. de tweede kwadrateereenheid filtert, waarbij laatstgenoemde filters alleen signalen doorlaten met en frequentie die gelijk of nagenoeg gelijk is aan ωο· c. een sommatie-eenheid welke de uitgangssignalen van de derde en vierde fiItereenheid sommeert ter verkrijging van het genoemde subreferentie signaal.

7. Inrichting volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat de ingangssignalen van de eerste resp. tweede fiItereenheid bestaan uit de met behulp van de eerste resp. tweede loopantennes ontvangen gesuperponeerde draaggolven.

8. Inrichting volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat n=1 en de frequentie-eenheid is opgebouwd uit: a. een derde resp. een vierde filter welke de met behulp van de eerste resp. tweede loopantenne ontvangen gesuperponeerde draaggolven als ingangssignaal hebben, waarbij het derde en vierde filter alleen frequentiecomponenten doorlaten met een frequentie die gelijk of nagenoeg gelijk is aan ω . o V :? - '· - " m b. een vijfde resp. een 2esde filter welke de met behulp van de eerste resp. tweede loopantènne ontvangen gesuperponeerde draaggolven als ingangssignaal hebben waarbij het vijfde en zesde filter alleen frequentiecomponenten doorlaten met een frequentie die gelijk of nagenoeg gelijk is aan 2ωο· c. een derde resp. vierde mixeenheid welke de uitgangssignalen van de derde en vijfde resp. de vierde en zesde mixeenheden mixen. d. een zevende resp. achtste filtereenheid, welke het uitgangs- signaal van de derde resp. vierde mixeenheid filteren, waarbij het zevende resp. het achtste filter alleen frequentiecomponenten doorlaten met een frequentie die gelijk of nagenoeg gelijk is aan ω . o e. een sommatie-eenheid welke de uitgangssignalen van het zevende en achtste filter sommeert ter verkrijging van het genoemde referentiesignaal.

9. Inrichting volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat de ingangssignalen van de eerste resp. tweede fiLtereenheid bestaan uit de met behulp van de eerste resp. tweede loopantenne ontvangen gesuperponeerde draaggolven.

10. Inrichting volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat het ingangssignaal van de eerste resp. tweede filtereenheid bestaat uit het uitgangssignaal van de derde resp. vierde fileereenheid.

11. Inrichting volgens conclusie 2, waarbij het tweede voorwerp t bestaat uit een projectiel, met het kenmerk, dat de genoemde antennes zijn bevestigd aan de van de vluchtrichting afgekeerde zijde van het projectiel.

12. Inrichting volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat de gonio-eenheid bestaat uit een table-loop-up generator welke uit twee ingangssignalen A coscp en A sinep, φ genereert.

13. Inrichting volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat de gonio-eenheid bestaat uit een rekeneenheid welke uit twee ingangssignalen A cos<p en A sinep, φ berekent. 8 \i j V . : ,