NO313649B1 - N¶rhetsbrannrör med passiv enhet - Google Patents

Abstract

Nærhetsbrannrør for å initiere detonasjon av den effektive del av en robot, omfattende en passiv enhet. Oet omfatter et første antenneorgan (1) for å motta elektromagnetisk stråling i mikrobølge-området, med en forholdsvis smal første antennelobe, samt andre antenneorganer (2) for å motta elektromagnetisk stråling i mikrobølgeområdet, med en andre, forholdsvis bred antennelobe, som omslutter den første antennelobe, idet den første og andre antennelobe fortrinnsvis er rotasjonssymmetrisk i rulleretningen for roboter.ærhetsbrannrøret omfatter elektroniske komponenter og kretser (3-8, 10,11) for å detektere et første signal S1 fra antenneloben og et andre signal S2 fra den andre antennelobe, samt et første organ (9) for å avgi et tredje signal S3 for å initiere en detonasjon av nevnte effektive del. Brannrøret er spesielt kjennetegnet ved at det er innrettet til å avgi det tredje signal S3 i det tilfellet der de følgende betingelser blir samtidig oppfylt: a) kvotienten Z av amplituden1 for signalet S1 og amplituden A2 for signalet S2 overskrider en første verdi Z1 bestemt på forhånd, dvs. at Z =1/2 > Z1, og. b) den tidsderiverte dZ/dt overskrider en andre verdi Z2 som er bestemt på forhånd, dvs. dz/dt > Z2.

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører et nærhetsbrannrør for initiering av en detonasjon av den effektive del av en robot, omfattende en passiv enhet med et første antenneorgan til å motta elektromagnetisk stråling innenfor mikro-bølgeområdet, med en forholdsvis smal første antennelobe, samt et andre antenneorgan til å motta elektromagnetisk stråling i mikrobølgeområdet, med en andre, forholdsvis bred antennelobe, som omslutter hva angår tilhørende ret-ninger, den første antennelobe, idet den første og andre antennelobe fortrinnsvis er rotasjonssymmetrisk i rulleretningen av roboten, samtidig som nærhetssbrannrøret omfatter elektroniske komponenter og kretser til å detektere første signal fra den første antennelobe og et andre signal fra den andre antennelobe, samt et første organ for avgivelse av et tredje signal for å initiere en detonasjon av nevnte effektive del.

Aktive nærhetsbrannrør som avgir og mottar elektromagnetis-ke bølger generert av brannrøret, vil være underkastet den risiko at de kan forstyrres totalt i det tilfellet der målet er utstyrt med sterke jamme-sendere. Innlemmelsen av en passiv enhet vil, nettopp ved seg selv, innebære en forbed-ret ytelse. Imidlertid vil nærhets-brannrør som har eksis-tert opp til våre dager og omfatter en passiv enhet, ikke gi noen fullstendig sikker drift og vil i visse tilfeller kunne initiere en detonering på en større avstand fra målet . Det vil også kunne forekomme at eskorterende fly kan gi falske tennpulser.

Hensikten med den foreliggende oppfinnelse er derfor å skaffe et nærhetsbrannrør av den innledningsvis angitte art, som gir en sikker drift også i det tilfellet der målet eller det eskorterende fly avgir mer eller mindre sterke forstyrrende signaler.

I henhold til oppfinnelsen er et slikt nærhetsbrannrør fortrinnsvis kjennetegnet ved at nærhetsbrannrøret er innrettet til å avgi det tredje signal i det tilfellet der de følgende betingelser blir samtidig oppfylt, dvs. at både kvotienten mellom amplituden for det første signal og cimp-lituden for det andre signal overskrider en første verdi som er bestemt på forhånd, og at den tidsderiverte av nevnte kvotient overskrider en andre verdi som er bestemt på forhånd.

Ved en foretrukket utførelsesform for dette nærhetsbrannrør i henhold til oppfinnelsen, er det innrettet til å avgi det tredje signal i det tilfellet der i tillegg amplituden for det første signal overskrider en tredje verdi som er bestemt på forhånd.

I virkeligheten kan det være mulig å bruke et nærhets-brannrør som bare omfatter en passiv enhet, men ofte er det foretrukket et nærhetsbrannrør som også omfatter en aktiv enhet med en første sender for avgivelse av modulert elektromagnetisk stråling i mikrobølgeområdet, samt en første mottager for mottagelse av den del av denne stråling som blir reflektert fra et mål, idet strålingen blir avgitt og mottatt av et tredje antenneorgan innenfor en forholdsvis smal, tredje antennelobe som er fortrinnsvis rotasjonssymmetrisk i rulleretningen for roboten, samt ytterligere omfatter et andre organ for å generere et fjerde signal i det tilfellet der måldetekteringsbetingelsene i den aktive enhet, som er basert på parametre eksempelvis avstandsverdi, signalamplitude, doppler frekvens, er tilfredsstilt. I dette tilfellet vil et nærhetsbrannrør i henhold til den foreliggende oppfinnelse fortrinnsvis være kjennetegnet ved at nærhetsbrannrøret er innrettet til å avgi det tredje signal i det tilfellet der i det minste en av følgende betingelser er tilfredsstilt: enten at det fjerde signal blir generert, eller at både kvotienten for amplituden for det første signal og amplituden for det andre signal overskrider en første verdi bestemt på forhånd, og at den tidsderiverte av nevnte kvotient overskrider en andre verdi som er bestemt på forhånd, eller at ytterligere amplituden av det første signal overskrider en tredje verdi som er bestemt på

forhånd.

Oppfinnelsen vil bli beskrevet i det følgende i ytterligere detalj under henvisning til de vedføyde tegningsfigurer som viser blokkdiagrammer av prinsipiell art, i henhold til følgende: Fig. 1 viser en første utførelsesform for nærhetsbrannrøret i henhold til oppfinnelsen, omfattende bare en passiv enhet og med en retningsdetekterende mottager, Fig. 2 viser en andre utførelsesform for nærhetsbrannrøret, også her bare omfattende en passiv enhet, men med en heterodyn mottager (lokal oscillator og mikser), Fig. 3 viser en tredje utførelsesform for nærhetsbrannrøret omfattende en aktiv enhet kombinert med en passiv enhet i henhold til fig. 1, Fig. 4 viser en fjerde utførelsesform for nærhetsbrannrøret omfattende en aktiv enhet kombinert med en passiv enhet i henhold til fig. 2, Fig. 5 viser et lengdesnitt gjennom det punkt på en robot som omfatter rotasjonssymmetriske første og andre antennelober.

En første, forholdsvis enkel utførelsesform for nærhets-brannrøret i henhold til oppfinnelsen fremgår således av fig. 1. På denne figur er et første antenneorgan med forholdsvis smal, første antennelobe betegnet med 1, samt et andre antenneorgan med en andre, forholdsvis bred antennelobe, betegnet med 2. For oversiktens skyld er det på nevnte figur ikke illustrert at den andre antennelobe omslutter den første, men dette er tilfellet. Antennelobene er fortrinnsvis rotasjonssymmetriske i rulleretningen for en robot og rettet noe forover. Dette utgjør en fordelak-tig utførelsesform, selv om andre former kan tenkes. Sig-naiet fra det første antenneorgan 1 passerer gjennom en enhet omfattende et båndpassfilter 3, en omhyllingsdetektor 4 og en forsterker 5, og vil således fortsette, i form ctv et første signal Sl både til en første signalprosesseringsen-het 9 og til en kvotientdannende enhet 10. Signalet fra det andre antenneorgan 2 passerer gjennom en andre enhet som omfatter et båndpassfilter 6, en omhyllingsdetektor 7 og en forsterker 8, og vil således fortsette, i form av et andre signal S2, til nevnte kvotientformende enhet 10. Signalet Z fra den kvotientformende enhet blir ført både til den første signalprosesserende enhet 9 og til en deri-verende enhet 11, hvorfra signalet dz/dt også blir frembragt til den signalprosesserende enhet 9. Derfra vil et tredje signal S3 kunne mates til en effektiv del, ikke: vist, av roboten og initiere en detonering av samme i det tilfellet der de betingelser som er definert i patentkrav 1, er tilfredsstillet, dvs. at kvotienten Z av amplituden Al for signalet Sl og amplituden av signalet S2 overskrider en første verdi Zl bestemt på forhånd, og dessuten at den tidsderiverte dZ/dt overskrider en andre verdi Z2 som er bestemt på forhånd. Ved denne utførelsesform vil man oppnå en form for sikkerhet ved at bare jamme-senteret i målet som er plassert nær ved, kan initiere en detonasjon av den effektive del, idet forstyrrende signaler fra eskorterende eller fjernere fly ikke vil være i stand til å oppnå denne virkning. Som en ytterligere betingelse kan det tilføyes at amplituden Al for det første signal i tillegg til å skulle overskride en tredje verdi Z3, blir bestemt på forhånd.

Imidlertid er det mulig å øke sensitiviteten hos nærhets-brannrøret ved at man introduserer en heterodyn mottager omfattende en HF-oscillator, to miksere og to omhyllingsde-tektorer i henhold til fig. 2. Således vil signalet fra det første antenneorgan 1 også i dette tilfellet bli ført videre til et båndpassfilter 3, men deretter til en mikser 13 der det blir mikset med et lokaloscillator-signal fra en HF-oscillator 12, hvoretter det resulterende fortsetter til en båndpass-filter/forsterker 15 og deretter videreføres til en omhyllingsdetektor 4, og deretter vil det fortsette, som ved den første utførelsesform, i form av et første signal Sl både til den første signalprosesserende enhet 9 og til den kvotientformende enhet 10, etc. På lignende måte vil signalet fra det andre antenneorgan 2 bli videreført til båndpassfilteret 6, og deretter til en mikser 14, der det blir mikset med et lokal-oscillatorsignal fra nevnte HF-oscillator 12, hvoretter det resulterende signal fortsetter til en båndpass-filter/forsterker 16 og en omhyl-lings-detektor 7 og derfra, i form av et signal, S2, vil det fortsette til den kvotientformende enhet 10.

Dersom den passive enhet for nærhetsbrannrøret blir kombinert med en aktiv enhet, slik dette er illustrert ved en tredje utførelsesform for nærhetsbrannrøret i henhold til oppfinnelsen iflg. fig. 3, vil ytelsen for nevnte kunne forbedres. Den passive enhet er her maken til den i den første utførelsesform ifølge fig. 1. Det første antenneorgan er her betegnet med la og båndpassfilteret er blitt betegnet med 3a. Den aktive enhet av et tredje antenneorgan 17 for avgivelse av modulert elektromagnetisk stråling for en aktiv søking etter mål. Strålingen blir frembragt ved hjelp av en HF-oscillator 18 som blir modulert ved hjelp av en modulator 19. Signalet fra nevnte HF-oscillator føres videre sammen med et signal fra lavpassfilteret 3a til en mikser 20, hvorfra det resulterende signal blir matet til den andre signalprosesserende enhet 21. Denne vil, i det tilfellet der man har fått tilfredstilt måldetekteringsbetingelsene basert på parametre omfattende for eksempel en distanseverdi, signalamplitude, doppler frekvens, sende ut et tredje signal S4 som til den første signalprosesserende enhet 9, sammen med det første signal Sl, signalet Z og signalet dZ/dt. Slik det fremgår ' blir det tredje signal S3 avgitt for å initiere en detonasjon enten i det tilfellet der signalet S4 blir generert, eller der betingelsene i henhold til patentkrav 1 er tilfredsstilt, eller i det tilfellet der betingelsene i henhold til pa-

tentkrav 2 er tilfredsstilt.

Driften av den aktive enhet kan bli gitt en prioritet ved at man anordner en terskel for amplituden Al for det første signal, dvs. man bestemmer at denne skal overskride en viss verdi AL, for at den passive enhet skal kunne generere; en detonasjon.

Nærhetsbrannrør som har en aktiv enhet, kan også i henhold til en fjerde utførelsesform som fremgår av fig. 4, bli konstruert til å omfatte en passiv enhet i henhold til fig. 2. Sammenlignet med den tredje utførelsesform vil signalet fra båndpassfilteret 3 bare passere gjennom mikseren 20, idet signalet derfra også blir tilført til den passive enhet. Mikseren 14 i den passive enhet vil i tillegg til signalet fra det andre antenneorgan 2 via båndpassfilteret 6, også motta et lokaloscillator-signal fra nevnte HF-oscillator 18 i den aktive enhet.

Antennearrangementene kan, innenfor den foreliggende opp-finnelses område, konstrueres på mange forskjellige måter. Som definert i patentkravene 6-10 kan den passive og aktive enhet i virkeligheten omfatte separate antenner, men de kan også være kombinert, idet de er innrettet til å utføre de påkrevde operasjoner. Det er hensiktsmessig å konstruere antenneorganet som et antennesett. På fig. 7 er det i lengdesnitt illustrert det punkt på en robot 4 som omfatter første og andre antennelober 26, 27, som er rotasjonssymmetriske om en aksial symmetriakse 25.

På samme måte kan elektroniske komponenter og kretser for generering og detektering av mikrobølger og for signalprosessering respektivt innlemmet i den passive og aktive enhet, kunne i det minste delvis være delt eller være felles.

Deler av signalprosesseringen kan også utføres digitalt, idet signalene blir A/D-konvertert og de analoge kretsfunk-sjoner blir utført under bruk av ekvivalente programalgo-

ritmer.

De omtalte utførelsesformer forutsetter at man benytter båndpassfilteret med forholdsvis bred båndtype. Et alter-nativ går ut på å erstatte disse med en filterbank med sma-le båndfiltre, idet hver av disse følges av en omhyllingsdetektor omfattende den følgende signalprosessering 10, 11, 9. Signalene Sl, S2, S3, S4 og Z, dZ/dt blir da erstattet med vektorer av de samme dimensjoner som filterbanken. Ved en digital implementering kan filterbåndene og deres drift kunne erstattes med for eksempel FIR-filtre eller FFT-algoritmer.

Claims (2)

1. Nærhetsbrannrør for initiering av en detonasjon av den effektive del av en robot omfattende en passiv enhet som omfatter: et første antenneorgan (1) for å motta elektromagnetisk stråling i mikrobølgeområdet, med en forholdsvis smal, før-ste antennelobe, og et andre antenneorgan (2) for å motta elektromagnetisk stråling i mikrobølgeområdet, med en andre, forholdsvis bred antennelobe, idet denne lobe med hensyn til retning omslutter en første antennelobe, idet den første og andre antennelobe fortrinnsvis er rotasjonssymmetrisk i rulleretningen av roboten, idet nærhetsbrannrøret omfatter elektroniske komponenter og kretser (3-8,10,11) for å detektere et første signal Sl fra den første antennelobe og et andre antennesignal S2 fra den andre antennelobe, og et første organ (9) for å avgi et tredje signal S3 for å initiere en detonasjon av nevnte effektive del,karakterisert ved at nærhetsbrannrøret er innrettet til å avgi det tredje signal S3 i det tilfellet der følgende betingelser samtidig er tilfredsstilt: a) kvotienten Z for amplituden Al for signalet Sl og amplituden A2 for signalet S2 overskrider en første verdi Zl som er bestemt på forhånd, dvs. Z = A1/A2 > Zl, b) den tidsderiverte dz/dt overskrider en andre verdi Z2 som er bestemt på forhånd, dvs. at dZ/dt > Z2.

2. Nærhetsbrannrør som angitt i krav 1, karakterisert ved at nærhetsbrannrøret er innrettet til å avgi det tredje signal i det tilfellet der i tillegg amplituden Al for signalet Sl overskrider en tredje verdi Z3 som er bestemt på forhånd, dvs. Al > Z3.