WO2017198326A1

WO2017198326A1 - Antennenanordnung eines lenkflugkörpers mit mehreren radarantennen

Info

Publication number: WO2017198326A1
Application number: PCT/EP2017/000535
Authority: WO
Inventors: Henry Roger Frick
Original assignee: Rheinmetall Air Defence Ag
Priority date: 2016-05-17
Filing date: 2017-04-28
Publication date: 2017-11-23
Also published as: DE102016005912A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Antennenanordnung (16, 23, 24, 30) eines Lenkflugkörpers (1, 2, 3, 4), wobei der Lenkflugkörper (1, 2, 3, 4) eine elektrisch leitende Hülle (9, 10, 1 1, 12) aufweist, wobei die Hülle (9, 10, 11, 12) mindestens eine als Radar-antenne (17, 18, 19, 25, 27, 31 ) genutzte Öffnung (20, 21, 22, 26, 28) aufweist. Es ist eine Antennenanordnung (13, 14) bereitgestellt, welche in kostengünstig herstellbaren Lenkflugkörpern, insbesondere in kostengünstig herstellbaren Raketen und in entsprechenden Projektilen eingesetzt werden kann, wobei ein niedriger Stückpreis bei gleichzeitig kleinen Bauraumanforderungen und einer gesteigerten Robustheit gegen Umwelteinflüsse dadurch erzielt werden, dass die Hülle (9, 10, 11, 12 ) mehrere, als Radarantennen (17, 18, 19, 25, 27, 31 ) genutzte Öffnungen (20, 21, 22, 26, 28) aufweist.

Description

„Antennenanordnung eines Lenkflugkörpers mit mehreren Radarantennen"

Die Erfindung betrifft eine Antennenanordnung eines Lenkflugkörpers mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1.

Der Lenkflugkörper weist eine elektrisch leitende Hülle auf, wobei mehrere Radarantennen vorhanden sind. Die Erfindung ermöglicht einen einfachen, robusten und kostengünstigen Aufbau des Lenkflugkörpers mit einer Antennenanordnung, nämlich einer Radar-Antennenanordnung für den Einsatz in Raketen oder in Projektilen.

Derzeit eingesetzte Boden-Boden-, Boden-Luft-, Luft-Luft- und Luft-Boden-Raketen zur Bekämpfung von Zielen werden entweder von einer abgesetzten Plattform ins Ziel gelenkt oder sind mit einem eigenen„on-board"-Zielsuchkopf ausgestattet und bestimmen eigenständig die Flugrichtung. Diese Zielsuchköpfe verwenden entspre- chende Antennenanordnungen und können je nach Anforderung komplex aufgebaut sein. Dementsprechend stellen Zielsuchköpfe teure Bestandteile einer Rakete dar. Zudem bestimmen die Umweltbedingungen die Auswahl der anzuwendenden Sensortechnologie und somit auch die Kosten. Soll eine Rakete ihr Ziel durch die Wolken erreichen, können keine Sensortypen eingesetzt werden, die das Ziel nicht durch Wolken erfassen können. Für solche Anwendungen, bei denen das Ziel nicht durch optische und im Infrarotbereich sensitive Kameras erfasst und verfolgt werden kann, gelangt die Radartechnologie zur Anwendung.

Ein Beispiel für eine komplexe Antennenanordnung ist eine Reflektorantenne, die mechanisch schwenkbar ist. Eine solche Radarantenne ist aus der DE 41 28 313 bekannt. Die Rakete weist eine ballistische Haube auf, wobei im Stirnbereich der Rakete hinter der Haube ein Sensor in Form einer Schwenkantenne angeordnet ist.

Ein Beispiel für den Aufbau einer Starrantenne mit einem entsprechenden phasen- gesteuerten Array von Antennenelementen ist bspw. aus der US 2010/0052975 bekannt. Auch der Einsatz dieser Technologie ist teuer.

Neben dem Einsatz von Raketen ist man bestrebt, zunehmend auch Projektile lenkbar zu machen, welche von einem Geschütz abgeschossen werden. Auch hier können die Projektile entweder ferngesteuert werden oder lenken sich selber mit Hilfe einer Zielsuchanordnung, die eine entsprechende Antennenanordnung ver-

BESTÄTIGUNGSKOPIE wendet, ins Ziel. Bei solchen Projektilen stehen die Kosten noch stärker im Vordergrund als bei einer Rakete. Wichtig ist, dass solche Projektile in einer Massenfertigung hergestellt werden können, und der Stückpreis dementsprechend niedrig im Vergleich zu einer Rakete ist.

Ferner unterscheiden sich die Anforderungen an die Robustheit einer Rakete von den Anforderungen an die Robustheit eines Projektils. Projektile können sehr hohen mechanischen, thermischen und chemischen Belastungen während des Transports, während der Handhabung durch die Bedienmannschaft, beim Laden des Geschützes und insbesondere während des Abschussvorgangs ausgesetzt sein. Für eine Rakete mag die mechanisch schwenkbare Antenne relativ geringen Beschleunigungen und den Stößen widerstehen. Projektile sind beim Zünden der Treibladung deutlich größeren Beschleunigungen von bspw. mehr als 10.000 g ausgesetzt, so dass mechanisch gesteuerte Systeme für diese Anwendung ungeeignet sein können.

Beim Einsatz einer Antennenanordnung ergeben sich bei einem Projektil Restriktionen bzgl. der Baugröße, wenn die Antennenanordnung in einem Mittelkaliberprojektil mit einem Kaliber zum Beispiel von 35 mm oder 50 mm Platz finden muss. Die Verwendung der bekannten Radarsuchköpfe bzw. Antennenanordnungen in Projektilen oder Raketen mit kleinem oder mittlerem Kaliber ist aufgrund der Bauraumbeschränkung häufig nicht möglich.

Aus der US 8,125,398 B1 ist eine planare Radarantenne, nämlich eine sogenannte „Patch"-Antenne beschrieben. Patch-Antennen werden auf die Oberfläche des Projektils aufgebracht und erfahren durch die hohen Beschleunigungen bei Abfeuern hohe Belastungen. Die Patch-Antenne ist seitlich an der Hülle des Flugkörpers angebracht.

Eine planare Schlitzantenne ist aus der DE 102 18 169 A1 bekannt. Die Antennenanordnung weist Antennenelemente für den UHF- und VHF-Bereich auf, wobei die Antennenelemente an einem Flugkörper mit Leitwerkelementen ausgebildet sind. Die Antennenelemente strahlen breitbandig gerichtet in Flugrichtung ab. Die Leitwerkelemente bestehen bspw. aus Keramik und die Antennenelemente sind darin eingebettet oder auf deren Oberfläche angebracht. Somit sind die Antennen nicht in die Hülle des Lenkflugkörpers integriert. Um eine Peilung im Azimut und in der Ele- vation für alle Polarisationen zu ermöglichen, sind insgesamt vier Antennenelemente vorgesehen, die jeweils paarweise orthogonal polarisiert sind. Die Antennenelemente sind durch sich erweiternde Schlitzstrahler vom Vivaldi-Typ gebildet, die entlang ihrer Symmetrieachse halbiert sind und den Flugkörper als elektrischen Spie- gel verwenden.

Es sind nun im Stand der Technik bereits Antennenanordnungen vorgeschlagen worden, wobei der Lenkflugkörper eine Hülle aufweist, und die Antenne durch eine Öffnung in der Hülle gebildet ist, wobei der Öffnung ein entsprechender Anre- gungsmechanismus zugeordnet ist.

Aus der US 8,125,398 B1 ist eine Antennenanordnung eines Lenkflugkörpers bekannt, wobei die Öffnung als umfänglich umlaufender Ringschlitz ausgebildet ist. Diese Antenne weist eine zirkuläre Polarisation auf, so dass im Azimutbereich der Antennencharakteristik keine Vorzugsrichtung vorhanden ist. Die ring- bzw. scheibenförmige Schlitzantenne senkrecht zur Geschossachse dient als GPS- Empfangsantenne. Besonderer Vorteil soll eine rotationsunabhängige Antennencharakteristik sein. Die Verwendung von zur Geschossachse senkrechten Rund-Schlitzantennen in Annäherungszündern ist in der DE 102 27 251 offenbart. Aus der DE 102 27 251 A1 ist insbesondere eine Antennenanordnung in Form einer Kombinations-Antenne für Artilleriemunition bekannt. Die Antennenanordnung verwendet eine ringscheibenförmige Schlitzantenne mit einem Sandwichaufbau. Zwischen einer oberen und einer unteren metallischen Scheibe ist eine dielektrische Ringscheibe eingeschlossen, die sich mit einem umlaufenden Kragen radial bis zur Mantelfläche der Hülle erstreckt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Antennenanordnung bereit- zustellen, welche in kostengünstig herstellbare Lenkflugkörper, insbesondere in kostengünstig herstellbare Raketen und entsprechende Projektile eingesetzt werden kann, wobei ein niedriger Stückpreis bei gleichzeitig kleinen Bauraumanforderungen und einer gesteigerten Robustheit gegen Umwelteinflüsse erzielt werden. Diese der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird nun durch eine Antennenanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Die Abstrahlcharakteristik der Radarantenne weist im Azimutbereich eine Vorzugsrichtung auf. Dadurch, dass mehre Öffnungen mit einer entsprechenden Abstrahlcharakteristik in der Hülle vorgesehen ist, ist eine kostengünstige und besonders robuste Antennenanordnung bereitgestellt. Die Öffnungen erstrecken sich vorzugsweise nicht komplett entlang des Umfangs, sondern sind jeweils auf eine Seite der Hülle begrenzt. Hierdurch ist die Hülle besonders stabil, da die Hülle nicht durch einen umlaufenden Ringschlitz geschwächt ist. Jede Öffnung erstreckt sich insbesondere nur zur einer Seite der Hülle, so dass die Anordnung dieser Öffnung zu der gewünschten Vorzugsrichtung im Azimutbereich der zugeordneten Radarantenne führt. Diese Ausgestaltung der Hülle eignet sich zur Massenfertigung bei geringen Stückkosten. Der Aufbau des Lenkflugkörpers kann vereinfacht werden.

Die Form der Öffnungen in der Hülle kann in unterschiedlichen Geometrien ausgestaltet sein. In bevorzugter Ausgestaltung sind die Radarantennen als Schlitzantennen ausgebildet, wobei jeweils ein die Öffnung bildender Schlitz in der Hülle eine Länge L und eine Breite B aufweist, wobei die Länge L größer als die Breite B ist. Diese Bauform ist sehr einfach herzustellen. Die Schlitze können bspw. durch Fräsen oder Sägen hergestellt werden. Die Schlitze können sich bogensegmentförmig in Umfangsrichtung der Hülle und/oder abschnittsweise in Längsrichtung der Hülle erstrecken. Es existieren nur unterschiedliche Ausgestaltungen, wie die Schlitzantennen an der Hülle angeordnet werden können. Es ist denkbar, dass sich die Schlitze entlang des Umfangs erstrecken. Alternativ oder zusätzlich können sich Schlitze parallel zur Längsachse auf der Hülle erstrecken. Ferner ist es denkbar, dass sich die Schlitze schräg zur Umfangsrichtung und schräg zur Längsrichtung, d. h. spiralsegmentförmig an der Hülle erstrecken. Ferner ist es denkbar, dass sich die Schlitze abschnittsweise in Umfangsrichtung und abschnittsweise in Längsrichtung erstrecken. Die Länge L des Schlitzes entspricht vorzugsweise der halben Wellenlänge der verwendeten Frequenz.

In alternativer Ausgestaltung können die Öffnungen als Quadrate, als Kreise oder dergleichen ausgestaltet sein. Die Öffnungen, d. h. die Schlitzantennen, sind in die Struktur des Lenkflugkörpers integriert. Die Öffnungen, die die Radarantenne bilden, sind insbesondere mit einem Dielektrikum bis zur Mantelfläche der Hülle ausgefüllt, so dass das Geschoss seine äußere Form beibehält. Die aerodynamischen Eigenschaften des Lenkflugkörpers bleiben somit erhalten. Der Vorteil der so erzielbaren kleinen Baugrößen ermöglicht es, dass der Radar in das Projektil eingebaut werden kann. Es ist besonders vorteilhaft, dass die Öffnungen als Sende- und als Empfangsantenne genutzt werden. Wenn zwei unterschiedliche Radarantennen als Sende- und Empfangsantennen genutzt werden, so weist die eine Radarantenne im Azimutbereich eine Vorzugsrichtung auf, wobei diese Radarantenne durch eine der Öffnungen an einer Seite der Hülle ausgebildet ist. Die andere Radarantenne kann dabei eine Rundstrahlcharakteristik aufweisen und durch eine weitere Öffnung gebildet sein. In einer besonders einfachen und damit bevorzugten Ausgestaltung werden die durch die Öffnungen gebildeten Radarantennen sowohl als Sende- als auch als Empfangsantenne genutzt.

Den Radarantennen ist mindestens ein Anregungsmechanismus zugeordnet, welcher jeweils eine entsprechende Öffnung oder mehrere Öffnungen speist. Innerhalb der Hülle ist ein Resonator angeordnet, der der entsprechenden Öffnung zugeordnet ist. Der Resonator wird intern über ein Koaxialkabel gespeist.

Die Antennencharakteristik jeder der Radarantenne weist eine Hauptkeule auf, die sich in der Vorzugsrichtung erstreckt. Die Abstrahlcharakteristik der Radarantenne ist zumindest teilweise nach vorne, d.h. in Richtung der Geschossspitze bzw. in Flugrichtung gerichtet. Der Lenkflugkörper, d. h. das Projektil kann insbesondere ein Führungsband aufweisen, das die Abstrahlcharakteristik der Radarantennen insbesondere in der Elevation beeinflusst.

Die leitende Hülle des Lenkflugkörpers bildet hierbei einen Teil der Antennenanordnung. Um die Robustheit weiter zu steigern, sind vzw. keine beweglichen Teile im Lenkflugkörper, insbesondere in der Antennenanordnung vorhanden. Der Lenkflugkörper, d. h. die Rakete oder das Projektil, sollen auf kürzere Distanzen sich selber zum Ziel steuern. Daher sind die Anforderungen an die Antennenanordnungen und den entsprechenden Radar-Zielsuchkopf bzgl. der Detektionsdistanz zum Ziel nicht hoch, und die Antennenanordnung besteht aus einfacheren Radarbauelementen. Das ist vorteilhaft, da auf hohe Sendesignalleistung verzichtet werden kann und die Anforderung an die Bauelemente somit nicht zu hoch sind. Der Lenkflugkörper wird in einer ersten Flugphase in die Nähe des Ziels ohne eigene Steuerung des Lenkflugkörpers gebracht. Erst in der zweiten Flugphase, welche der ersten Flugphase folgt, sucht der Lenkflugkörper das Ziel aktiv mit der entsprechenden Antennenano- rdnung und steuert es eigenständig an, nachdem das Ziel von dem Lenkflugkörper erfasst worden ist. Durch dieses Verfahren können Kosten für die Radarbauteile vermindert werden.

Der Lenkflugkörper, insbesondere das Projektil kann einen Drall beim Flug aufweisen. In einer Ausgestaltung kann der Drall zur Messung genutzt werden. Dabei überstreicht bzw. scannt die Antennencharakteristik das Gebiet vor dem Lenkflugkörper. Dadurch, dass im Azimutbereich eine Vorzugscharakteristik vorhanden ist, kann die Position des Ziels bestimmt werden. Die Antenne dient dabei sowohl als Sende- als auch als Empfangsantenne. Der Drall führt dazu, dass die Antenne um die Längsachse des Projektils rotiert. Dabei überstreicht die Antennencharakteristik das Ziel in einer zeitlichen Folge, die durch die Drehzahl und damit durch den Drall vorgegeben ist. Der Lenkflugkörper weist vorzugsweise einen Drallsensor und einen Winkelsensor auf. Diese essgeräte bestimmen bspw. die Veränderungen des Erdmagnetfeldes oder des Erdschwerefeldes während der Rotation. Der Drallsensor misst die Drehzahl und passt die Radarsignalverarbeitungen der aktuellen Drehzahl an. Der Winkelsensor bestimmt die Winkellage der Antenne relativ zur Umgebung, insbesondere bezogen auf einen bestimmten Punkt im Raum. Befindet sich das Ziel in einer der Antennen-Hauptkeulen der Empfangsantennen, wird dieses selektiert, wobei eine Distanzmessung ausgeführt wird. Die Distanz zum Ziel und die Winkellage des Geschosses zum Ziel werden gespeichert. Durch diese Vorgehensweise ist mittels der Antennenanordnung eine Radarzielsuchanordnung in der Lage, das Ziel im Raum bzgl. seines Standortes zu verfolgen. Mit den ermittelten Daten berechnet eine im Lenkflugkörper angeordnete Steuerung eine eventuelle Kurskorrektur.

In alternativer Ausgestaltung sind vorzugsweise mindestens vier insbesondere genau vier Radarantennen in der Hülle durch entsprechende Öffnungen gebildet. Diese mindestens vier Radarantennen können in einem Monopulsverfahren betrieben werden. Die einzelnen Radarantennen werden dabei zum einen summenbildend und zum anderen differenzbildend zusammengeschaltet. Hierbei kann durch einen Amplitudenvergleich des Summenkanals und der verschiedenen Differenzkanäle eine Lokalisierung des reflektierenden Ziels erfolgen. Es werden vorzugsweise ein Summensignal und zwei Differenzkanäle gebildet. Hierdurch lässt sich die Position des Ziels im Raum relativ zu dem Lenkflugkörper feststellen. Die vier Radarantennen sind in Form von vier Öffnungen, insbesondere in Form von vier Schlitzanten- nen umfänglich beabstandet zueinander an der Hülle ausgebildet.

Es ist vorteilhaft, nur bestimmte Frequenzbereiche für die Frequenz des gesendeten Radarsignals zu verwenden. Mit der Antenne ist insbesondere ein Radarsignal im W-Band erzeugbar. Das W-Band liegt bei ungefähr 77 GHz. Bei 77 GHz werden in der Automobilindustrie sogenannte„Automatic-Cruise-Control-Radare" entwickelt. Es stehen bereits Technologien zur Fertigung von entsprechend integrierten Schaltungen bereit. Alternativ können die Radarantennen mit einer Frequenz im D-Band senden. Das D-Band liegt bei ca. 122,5 GHz. Auch in diesem Frequenzband sind bereits Schaltungen für die drahtlose Informationsübertragung gebaut worden. Die Frequenz von 122,5 GHz befindet sich in einem ISM-Band. Es besteht somit der Vorteil, dass in einigen Ländern die Erteilung einer Konzession zum Betrieb des Radars erleichtert wird oder gar entfällt.

Der Betrieb der Radarantennen im W-Band oder im D-Band hat den Vorteil, dass die gewählte Frequenz nicht in den für die Flugüberwachung und Flugobjektverfolgung üblich eingesetzten Frequenzbändern liegt. Da die Erfassungsdistanz einige hundert Meter betragen soll, hilft die atmosphärische Dämpfung, um bei den gewählten Frequenzen Bodenclutter zu unterdrücken. Hingegen ist die Detektion von Zielen bei Nebel und Regen nicht zusätzlich erschwert. Die Wellenlänge bei den gewählten Frequenzen ermöglicht den Einsatz von Radarantennen, welche aber in oder auf die Projektile der Kaliber im Bereich von 20 mm und bis einschließlich 76 mm passen. Dasselbe gilt auch für entsprechende Raketen. Es stehen schon Technologien bereit, die erlauben, bei den gewählten Frequenzen elektronische Radarschaltungen zu fertigen. Die Radarelektronik weist insbesondere eine integrierte Schaltung auf. Die Radarelektronik kann durch eine integrierte Schaltung gebildet sein. In bevorzugter Ausgestaltung ist die gesamte Radarelektronik als in- tegrierte Schaltung gefertigt.

Dadurch, dass bspw. der Drall des Geschosses die Scanbewegung der Antennen übernimmt, ist kein mechanischer Antrieb nötig. Die Schlitzantennen werden sowohl als Sendeantenne als auch als Empfangsantenne verwendet. Idealerweise hat die gesamte Radarelektronik auf einem Chip Platz. Somit ist es denkbar, dass die Radarelektronik in die Spitze eines Projektils des Kalibers im Bereich von 20 mm bis 76 mm eingebaut werden kann. Das Kaliber des Projektils kann beispielsweise 20 mm, 30 mm, 35 mm, 50 mm, 75 mm oder 76 mm betragen.

Die Schlitzantennen sind in die leitende Hülle des Projektils integriert. Es ist denkbar, dass innerhalb der Hülle ein Ausgleichsgewicht in der Nähe der Öffnung positioniert ist, um die Massenverteilung möglichst homogen zu gestalten. Durch die Verwendung der Schlitzantennen und die Integration der elektronischen Schaltkreise auf einem Chip sind keine mechanisch beweglichen Teile vorhanden. Weiter kann die gesamte Radarelektronik soweit im Geschoss vergossen werden, dass der Aufbau robust gegen Vibration und Stöße ist. Durch das Vergießen sowie das Auffüllen der Schlitzantenne mit einem Dielektrikum wird die Radarelektronik vor Feuchtigkeit und Schmutz geschützt.

Da Schlitzantennen zur Anwendung gelangen, sind keine Erhebungen an der Außenhülle des Projektils notwendig, welche den Lade- oder Abschlussvorgang stören oder verhindern könnten. Auch können keine Teile abbrechen. Die vorgeschlagene Antennenanordnung ist insbesondere für Raketen mittleren Kalibers und/oder für Projektile mit Endphasenlenkung verwendbar.

Es gibt nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, die erfindungsgemäße Antennenanordnung auszugestalten und weiterzubilden. Hierfür darf zunächst auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche verwiesen werden. Im Folgenden werden zwei bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung anhand der Zeichnung und der dazugehörigen Beschreibung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 in einer schematischen, perspektivischen Darstellung einen ersten Lenkflugkörper mit drei Schlitzantennen in einem vorderen Bereich der Hülle,

Fig. 2 in einer schematischen Darstellung einen zweiten Lenkflugkörper mit zwei sichtbaren Schlitzantennen in einem vorderen Bereich, nahe der Projektilspitze,

Fig. 3 in einer schematischen Darstellung einen dritten Lenkflugkörper mit zwei sichtbaren Schlitzantennen in einem hinteren oder mittleren Bereich, und in einer schematischen Darstellung einen vierten Lenkflugkörper mit sechs sichtbaren Schlitzantennen in einem vorderen Bereich.

In den Fig. 1 bis 4 sind vier Lenkflugkörper 1 bis 4 dargestellt. Die Lenkflugkörper 1 bis 4 sind jeweils als Projektil 5, 6, 7, 8 ausgestaltet. Wenn die Projektile 5, 6, 7, 8 von einem Geschütz (nicht dargestellt) verschossen werden, so können die Projektile 5, 6, 7, 8 einen Drall erfahren. Durch den Drall rotieren die Projektile 5, 6, 7, 8 um ihre Achse. Es ist auch denkbar, dass die Projektile 5, 6, 7, 8 ohne Drall von einem Geschütz geschossen werden.

Die Projektile 5, 6, 7, 8 weisen jeweils eine Hülle 9, 10, 11 , 12 auf. Die Hülle 9, 10, 1 , 12 weist ein elektrisch leitendes Material auf. Die Hülle 9, 10, 11 , 12 weist jeweils eine Spitze 13 und einen im Wesentlichen zylindrischen Bereich 14 auf. Der zylindrische Bereich 14 schließt sich an die Spitze 13 an. Im zylindrischen Bereich 14 ist ein Führungsband 15 ringförmig ausgebildet. Das Führungsband 15 ist als eine Verdickung der Hülle 9, 10, 1 1 , 12 ausgestaltet.

Der in Fig. 1 dargestellte Lenkflugkörper 1 , nämlich das entsprechende Projektil 5, weist eine Antennenanordnung 16 auf. Die Antennenanordnung 16 ist nun durch drei Radarantennen 17, 18, 19 gebildet. Die Hülle 9 weist hierzu drei voneinander beabstandete Öffnungen 20, 21 , 22 auf. Die Öffnungen 20, 21 , 22 sind an einer Seite der Hülle 9 ausgebildet. Die Öffnungen 20, 21 , 22 sind als Schlitzantennen ausgebildet. Diese Schlitzantennen bzw. Öffnungen 20, 21 , 22 erstrecken sich abschnittsweise in Umfangsrichtung. Die Öffnung 20 ist näher an der Spitze 13 angeordnet und die Öffnung 22 ist näher am zylindrischen Bereich 14 angeordnet. Die Öffnung 21 ist insbesondere fluchtend zwischen den beiden Öffnungen 20 und 22 angeordnet. Die Radarantennen 17, 18, 19 erstrecken sich mit ihren jeweiligen Schlitzen bzw. Öffnungen 20, 21 , 22 jeweils im Wesentlichen abschnittsweise in Umfangsrichtung und sind in Längsrichtung gesehen fluchtend zueinander angeordnet.

Die Radarantennen 17, 18, 19 bilden vorzugsweise ein phasengesteuertes Array, so dass die Antennencharakteristik einstellbar ist. Hierbei werden die Radarantennen 17, 18 in unterschiedlichen Phasen angesteuert. Jede der Radarantennen 17, 18, 19 weist dabei im Azimutbereich eine Vorzugsrichtung auf. Die gesamte Antennenrichtcharakteristik kann alternativ starr fest eingestellt sein. Die in Fig. 2 und in Fig. 3 dargestellten Projektile 6, 7 weisen jeweils eine Antenen- nanordnung 23, 24 auf. Die Antennenanordnung 23 weist vier umfänglich beabstandete Radarantennen 25 auf, die jeweils durch eine Öffnung 26 gebildet werden. Die Antennenanordnung 24 weist vier umfänglich beabstandete Radarantennen 27 auf, die jeweils durch vier umfänglich beabstandete Öffnungen 28 gebildet ist. Die Radarantennen 25 sind dabei näher im Bereich der Spitze 13 angeordnet und die Radarantennen 27 sind im zylindrischen Bereich 14 ausgebildet. Jede der Radarantennen 25 bzw. 27 weist für sich genommen eine Vorzugsrichtung im Azimutbereich in der Antennencharakteristik auf. Die Öffnungen 26, 28 sind als Schlitze ausgebildet, wobei die Schlitze sich in Umfangsrichtung erstrecken. In alternativer Ausgestaltung können sich die Schlitze auch in Längsrichtung bspw. erstrecken. Diese Antennenanordnung 23, 24 sind in einem Monopulsverfahren betreibbar. Hierbei werden ein Summenkanal und zwei Differenzkanäle, nämlich ein Differenzkanal im Azimut und ein Differenzkanal in der Elevation gebildet.

Die Öffnungen 26 bzw. 28 sind so um den Umfang entlang eines konstanten Ab- stands zum Heck 29 derart beabstandet, so dass die für das Monopulsverfahren erforderliche Antennenrichtcharakteristiken für die Bildung des Summensignals und der beiden Differenzsignale erhalten werden können. Es ist denkbar, dass die Öffnung 26 der Antennenanordnung 23 bzw. die Öffnung 28 der Antennenanordnung 24 sich teilweise in Umfangsrichtung und teilweise in Längsrichtung erstrecken, sofern diese ebenfalls für das Monopulsverfahren notwendige Ausbildung der Antennenrichtcharakteristik gewährleistet sind.

In Fig. 4 ist eine Antennenanordnung 30 dargestellt, wobei die Antennenanordnung 30 mehrere Radarantennen 31 aufweist, wobei die Radarantennen 31 durch Öffnungen 32 gebildet sind. Die insgesamt hier vorgesehenen zwölf Radarantennen 31 bzw. Öffnungen 32 sind in vier jeweils umfänglich zueinander beabstandeten Grup- pen von jeweils drei Schlitzantennen ausgebildet. Diese Gruppen enthalten jeweils drei sich vorzugsweise in Umfangsrichtung erstreckende Schlitze. Die Gruppen sind jeweils um 90° versetzt zueinander angeordnet. Jede der Gruppen weist dabei jeweils eine vordere, eine mittlere und eine hintere Schlitzantenne auf, wobei alle vorderen Schlitzantennen in einer in einem festen Abstand zum Heck 29 alle mittleren Schlitzantennen und alle hinteren Schlitzantennen jeweils wiederum in einem festen Abstand zum Heck 29 angeordnet sind. Diese Gruppen können jeweils als phasen- gesteuertess Array verwendet werden. Es ist denkbar, dass diese Radarantennen im Monopulsverfahren betrieben werden.

Die eingangs genannten Nachteile sind vermieden und entsprechende Vorteile sind erzielt.

Bezuaszeichenliste:

1 Lenkflugkörper

2 Lenkflugkörper

3 Lenkflugkörper

4 Lenkflugkörper

5 Projektil

6 Projektil

7 Projektil

8 Projektil

9 Hülle

10 Hülle

1 1 Hülle

12 Hülle

13 Spitze

14 Zylindrischer Bereich

15 Führungsband

16 Antennenanordnung

17 Radarantenne

18 Radarantenne

19 Radarantenne

20 Öffnung

21 Öffnung

22 Öffnung

23 Antennenanordnung

24 Antennenanordnung Radarantenne Öffnung

Radarantenne Öffnung

Heck

Antennenanordnung Radarantenne Öffnung

Claims

Patentansprüche:

1. Antennenanordnung (16, 23, 24, 30) eines Lenkflugkörpers (1 , 2, 3, 4), wobei der Lenkflugkörper (1 , 2, 3, 4) eine elektrisch leitende Hülle (9, 10, 1 1 , 12) aufweist, wobei die Hülle (9, 10, 11 , 12) mindestens eine als Radarantenne (17, 18, 19, 25, 27, 31 ) genutzte Öffnung (20, 21 , 22, 26, 28) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülle (9, 10, 1 1 , 12 ) mehrere, als Radarantennen (17, 18, 19, 25, 27, 31 ) genutzte Öffnungen (20, 21 , 22, 26, 28) aufweist.

2. Antennenanordnung nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Antennencharakteristik jede der Radarantennen (17, 18, 19, 25, 27) im Azimutbereich eine Vorzugsrichtung aufweist.

3. Antennenanordnung nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Radarantennen (17, 18, 19, 25, 27, 31 ) zumindest teilweise als Schlitzantennen ausgebildet sind, wobei jeweils ein die Öffnung (20, 21 , 22, 26, 28) bildender Schlitz in der Hülle (9, 10, 11 , 12) eine Länge L und eine Breite B aufweist, wobei die Länge L größer als die Breite B ist.

4. Antennenanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Schlitz bogensegmentförmig in Umfangsrichtung der Hülle (9, 10, 11 , 12) erstreckt.

Antennenanordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Schlitz in Längsrichtung der Hülle (9, 10, 1 1 , 12) erstreckt.

Antennenanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Antennenanordnung (16, 23, 24, 30) ein Radarsignal im W-Band und/oder im D-Band erzeugbar und/oder empfangbar ist.

Antennenanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen (20, 21 , 22, 26, 28) mit jeweils einem Dielektrikum gefüllt sind.

8. Antennenanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens vier Radarantennen (25, 27, 31 ) vorhanden sind, wobei die mindestens vier Radarantennen (25, 27, 31 ) im onopulsver- fahren betreibbar sind.

9. Lenkflugkörper (1 bis 4) mit einer Antennenanordnung (16, 23, 24, 30) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Radarelektronik innerhalb der Hülle (9 bis 12) des Lenkflugkörpers (1 bis 4) vergossen ist.

10. Lenkflugkörper nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Radarelektronik einen integrierten Schaltkreis aufweist.

11. Lenkflugkörper nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, dass ein Winkelsensor innerhalb der Hülle (9 bis 12) angeordnet ist, wobei mittels des Winkelsensors die Winkellage des Lenkflugkörpers (13, 14) relativ zur Umgebung bestimmbar ist.

12. Lenkflugkörper nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, dass ein Drallsensor innerhalb der Hülle (9 bis 12) angeordnet ist, wobei mittels des Drallsensors die Drehzahl des Lenkflugkörpers (1 bis 4) bestimmbar ist.

13. Lenkflugkörper nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, dass der Lenkflugkörper (1 , 2) als lenkbares Projektil (3, 4) ausgebildet ist.

14. Lenkflugkörper nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Lenkflugkörper (1 bis 4) ein Kaliber im Bereich zwischen einschließlich 20 mm und einschließlich 76 mm aufweist.

15. Lenkflugkörper nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Lenkflugkörper (1 bis 4) als Rakete ausgebildet ist.

16. Verfahren zur Verwendung eines Lenkflugkörpers (1 bis 4) mit einer Antennen- anordnung (16, 23, 24, 30) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Lenkflugkörper (1 bis 4) einen Drall während seines Fluges aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Winkellage des Lenkflugkörpers (1 bis 4) mittels eines Winkelsensors bestimmt wird, wobei die Winkellage des Lenkflugkörpers (1 bis 4) und damit die Winkellage des Ziels relativ zum Lenkflugkörper (1 bis 4) gemessen wird, wenn sich das Ziel im Empfangsbereich einer Hauptkeule zumindest einer der Radarantennen (17, 18, 19, 25, 27, 31 ) befindet, wobei eine Distanzmessung mittels der Antennenanordnung (16, 23, 24, 30) zum Ziel durchgeführt wird.

17. Verfahren zur Verwendung eines Lenkflugkörpers (1 bis 4) mit einer Antennenanordnung (16, 23, 24, 30) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens vier Radarantennen (25, 27, 31 ) vorhanden sind, wobei die vier Radarantennen (25, 27, 31 ) im Monopulsverfahren betrieben werden.

18. Verfahren zur Verwendung eines Lenkflugkörpers (1 bis 4) mit einer Antennenanordnung (16, 23, 24, 30) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Radarantennen (17, 18, 19, 25, 27, 31 ) als phasengesteuertes Array betrieben werden.

19. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Lenkflugkörper (1 bis 4) in einer ersten Flugphase in die Nähe des Ziels ohne eigene Steuerung des Lenkflugkörpers (1 bis 4) gebracht wird, und in einer zweiten Flugphase, welche der ersten Flugphase folgt, der Lenkflugkörper (1 bis 4) das Ziel aktiv mit der Antennenanordnung (16, 23, 24, 30) er- fasst, wobei das Ziel vom Lenkflugkörper (1 bis 4) eigenständig angesteuert wird, nachdem das Ziel von dem Lenkflugkörper (1 bis 4) erfasst worden ist.