SE468726B - Anordning foer rollvinkelbestaemning - Google Patents

Description

468 726 2 Genom EP 0 341 772 är det även förut känt att bestämma rollvinkel- läget genom att ge den ena bärvàgen en sinusformad amplitud- modulering för att kontinuerligt överföra information om fasläget.

Av beskrivningen framgår att ett sådant system har fördelar genom enklare uppbyggnad av mottagardelen i projektilen. Dock framgår att det fordras tvâ antenner i mottagaren med känd inbördes 5 orientering.

Genom svensk patentansökan 9001370-7 är det även förut känt att bestämma rollvinkelläget med hjälp av dels en polariserad sinus; formad strålning inom làngvågsbandet och dels en mikrovågsstrålning i form av ett pulstàg där pulserna markerar att lángvågskomponenten befinner sig i ett visst fasläge, exempelvis sinussignalens nollgenomgång med positiv derivata. De båda strálningskomponenterna detekteras sedan i granaten och påföres ett mikroprocessorsystem för utvärdering.

Fördelen med att överföra meddelandet om fasläget endast vid vissa tidpunkter är att ett sådan system blir mer störsäkert. Röjnings- risken blir mindre, det är svårare att ur de korta pulserna beräkna den frekvens som utnyttjas för överföringen och pá så sätt störa överföringen.

I det nämnda systemet är man således beroende av två strålnings- komponenter, både en långvågskomponent och en mikrovågskomponent.

Vidare krävs en synkronisering mellan sändare och mottagare. Ändamålet med denna uppfinning är att åstadkomma ett alternativ till de ovan beskrivna anordningarna för rollvinkelbestämning där istället en polariserad bärvág fasmoduleras med en betydligt lägre frekvens som bildar en submultipel av bärvågsfrekvensen. I mot- tagaren avkodas fasen hos den mottagna strålningen och jämförs med bärvàgsreferensen för beräkning av det aktuella rollvinkelläget. : 3 A68 f7_?6 Fördelen med att utnyttja en fasmodulerad bärvág enligt uppfinningen är att mottagardelen i projektilen/granaten kan göras helt autonom, inga krav på synkronisering med sändaren. Sändaren arbetar före- trädesvis inom làngvágsbandet,(30-300 KHZ) bärvàgsfrekvensen bör överstiga 100 Hz, exempelvis kan den ligga på 300 kHz och modula- tionsfrekvensen på 3 kHz.

En utföringsform av uppfinningen visas schematiskt i bifogade ritningar varvid figur 1 är en vy över projektilen och en mark- baserad sändare, figur 2 visar kurvformen hos den utsända strålningen, figur 3 visar ett blockschema över sändaren, figur 4 visar enveloppformare och fasskiftare som ingår i sändaren, figur 5 visar ett blockschema över mottagaren och figur 6 visar signalförhállandet vid demoduleringen i mottagaren.

I figur 1 visas en projektil, granat, robot e d 1 som roterar i sin bana pà väg mot ett mål. Av olika skäl önskar man bestämma rollägesvinkeln hos projektilen. Vid utskjutningsanordningen, exempelvis en kanon, eller i dess omedelbara närhet, är en sändare 2 placerad, exempelvis en lángvàgssändare som via en antenn 3 sänder ut en polariserad rymdvàg 4 mot projektilen 1. Projektilen är försedd med en mottagare 5 med en antenn 6 och utvärderingsorgan (elektronik) för bestämning av rollvinkelläget.

I sändaren genereras en bärvàgsreferens iREF med en frekvens fl, se figur 2a. Genom en fasmodulator 7 tillförs en moduleringssignal, iMOD, figur 2b, vars frekvens f2 << fl och där fz utgör en multipel eller submultipel av bärvàgsfrekvensen fl. Exempelvis kan bärvágsfrekvensen fl uppgå till 300 kHz och modulationsfrekvensen till 3 kHz. I figur 2c visas den fasmodulerade rymdvàgen 4.

Sändaren innefattar en HF-oscillator av stabil typ 8 för generering av den nominella bärvàgsfrekvensen, en enveloppformare 9 och en fasskiftare 10, se figur 3. Fasskiftarens utgång är ansluten till sändarantennen 3 via en förstärkare ll. 468 726 4 Enveloppformaren utgöres av ett adressregister 12, ett programmer- bart minne (PROM) 13 och en digital/analog omvandlare 14 och fasskiftaren 10 kan vara ett aktivt fasskiftsfilter av i och för sig känt slag, se figur 4b, med tvâ ingångar, dels för bärvàgs- referensen och dels för styrsignalen från enveloppformaren 9.

Mottagaren innefattar en förstärkare 15, en fasdetektor 16 med en s k VCO-krets 17 (Voltage Control Oscillator) för detektering av fasskiftet. Fasdetektorns utgång är ansluten till en komparator 18 och komparatorutgàngens signal används för att klocka en minnes- krets (D-vippa) 19 vars utgång lagrar en statusnivá från VCO- kretsens fasläge (UPP/NER-information).

Anordningen fungerar på följande sätt. Den nominella bärvàgsfrek- vensen genereras i sändaren av HF-oscillatorn 8, exempelvis en oscillator med kristallelement. En bärvågsreferens av digitalt utseende páföres enveloppformaren 9 i vilken klockas ett adress- register 12 av bärvàgsreferensen. Adressregistret hämtar viktade digitala värden för en sinusenvelopp ur det programmerbara minnet (PROM) 13. Digital/analog-omvandlaren 14 omvandlar de digitala värdena till en analog signal. Analogsignalen páföres utgången som en styrsignal vilken används för att fasskifta den ursprungliga bärvàgen i fasskiftaren 10, vilken utgöres av ett aktivt fas- skiftsfilter, se figur 4b, med två ingångar. Därefter förstärks den modulerade signalen innan den páföres antennen 3.

Den sålunda fasmodulerade rymdvàgen mottas av antennen 6 i projektilen. Antennsignalen páföres efter förstärkning en s k PLL-krets (Phase Locked Loop) i fasdetektorn 16 i mottagaren.

PLL-kretsen detekterar fasskiftet hos den mottagna signalen med hjälp av en frekvens som genereras av VCO-kretsen 17. Om fas- differensen avviker från 900 genererar fasdetektorn en signal som avviker från noll. Denna felsignal används som styrsignal till VCO-kretsen för att reglera frekvensen pâ denna. Oscillatorn kommer att följa fasen pá den inkommande signalen och regler- Ii 5 468 7125 spänningen från fasdetektorn är en avbildning av fasmodulerings- signalen. Den sà detekterade referenssignalen pâföres komparatorn 18 som har en tröskelnivå som motsvarar nollgenomgángen på sändar- sidans modulatorsignal. Komparatorutgàngens signal används för att klocka minneskretsen, i form av en D-vippa 19, vars utgång lagrar en statusnivå fràn VCO-kretsens fasläge (UPP/NER-information).

Signalförhàllandet vid demoduleringen i mottagaren framgår av figur 6. Antennsignalens utseende för antenn uppåt resp nedàt visas i figur 6a. VCO-signalerna för antenn uppåt resp antenn neråt framgår av figur 6b. Det framgår också att reglerspänningen från fasdetektorn, se figur 6c, är en avbildning av fasmodulerings- signalen, se figur 2b. Komparatorutgàngens signal resp minnes- kretsens utgàngssignal (statusnivá) vid antenn uppåt resp antenn nedåt visas i figur 6d. Med hjälp av denna upp/ner information kan sedan det aktuella rollvinkelläget beräknas pà konventionellt sätt.

Claims (6)

PATENTKRAV

1. Anordning för att bestämma rollvinkelläget hos en roterande projektil, granat, robot e d med hjälp av polariserad elektromagnetisk strålning innefattande en sändare anordnad att avge en positionsbestämmande polariserad strålning (rymdvåg) i riktning mot projektilen och en i projektilen anordnad mottagare för att motta den utsända strålningen k ä n n e t e c k n a d a v att den avgivna rymdvàgen (4) utgöres av en bärvágsreferens med frekvensen fl som är fasmodulerad med en moduleringsfrekvens f 2 där f2 << fl och bildar en submultipel av bärvágsfrekvensen fl.

2. Anordning enligt patentkrav 1 k ä n n e t e c k n a d a v att sändaren (2) arbetar inom långvàgsbandet.

3. Anordning enligt patentkrav 1 k ä n n e t e c k n a d a v att sändaren innefattar en HF-oscillator (8) för generering av den nominella bärvàgsreferensen, en enveloppformare (9) vars utgång är ansluten till en fasskiftare (10) vars utgång i sin tur är ansluten till sändarantennen (3).

4. Anordning enligt patentkrav 3 k ä n n e t e c k n a d a v att enveloppformaren (9) innefattar ett adressregister (12) ett programmerbart minne (PROM) (13) och en digital/analog- omvandlare (14).

5. Anordning enligt patentkrav 1 k ä n n e t e c k n a d a v att mottagaren (5) innefattar en fasdetektor (16) för detektering av fasskiftet hos den mottagna signalen. »nv-

6. Anordning enligt patentkrav 5 k ä n n e t e c k n a d a v att fasdetektorns (16) utgång är ansluten till en komparator (18) varvid komparatorutgángens signal används för att klocka en minneskrets (D-vippa) (19) vars utgång lagrar en statusnivá beträffande fasläget (UPP/NER-information) .