DE1908894C1 - Verfahren zum Zuenden der Explosivladung eines Geschosses oder einer Rakete und Zuender zur Durchfuehrung des Verfahrens - Google Patents

Description

erfüllt ist, wobei U die Amplitude der Empfangsschwingungen oder daraus abgeleiteter Schwingungen, fo die Dopplerfrequenz und λ die vorgegebene Wellenlänge der den Empfangsschwingungen zugeordneten Sendeschwingungen bedeuten.

2. Zünder zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einem Doppler-Radar-Geräteteil und einem Zündschalter, der bei Erfüllung des Zündkriteriums den Zündstromkreis schließt, dadurch gekennzeichnet, daß ein Komparator (5) vorgesehen ist, dem zum Vergleich zwei elektrische Größen zugeführt werden, von denen die eine -j— log U und die andere /o proportional ist, und daß der Komparator bei Erfüllung des Zündkriteriums ein Ausgangssignal abgibt, das die Zündung der Explosivladung zur Folge ha»„

3. Zünder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum Erzeuge*/ der elektrischen Größe, die

— log U proportional ist, aus einer i/proportionad/

len Größe ein logarithmischer Verstärker (4) mit nachgeschaltetem Differentiator (7) vorgesehen ist.

4. Zünder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der logarithmischeVerstärker (4) ein Regelverstärker ist, dessen Regelspannung eine logarithmische Funktion seiner Eingangsspannung ist.

5. Zünder nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Differentiator (7) ein üblicher Hochpaß ist.

6. Zünder nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Uproportionale Größe die Dopplerschwingungsamplitude ist.

7. Zünder nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Uproportionale Größe die zwischenfrequente Empfangsschwingungsamplitude ist.

8. Zünder nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zum Erzeugen der elektrischen Größe, die /b proportional ist, ein Diskriminator (6) vorgesehen ist, dem die Dopplerschwingungen zugeführt werden.

9. Zünder nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Diskriminator (6) ein Hochpaß mit nachgeschaltetem Gleichrichter ist.

10. Zünder nach Anspruch 4 einerseits und 8 und 9 andererseits, dadurch gekennzeichnet, daß der Diskriminator (6) an den Regelverstärker (4) angeschlossen ist.

11. Zünder nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Und-Logik (11) vorgesehen ist, die das Ausgangssignal des Kompa· rators (6) nur weitergibt und damit die Zündung nur dann ermöglicht, wenn die log Uproportionale Größe eine gewisse Mindestzeit einen vorgegebenen Mindestwert überschreitet, wozu der Und-Logik in Reihenschaltung eine Schwelle (9) und ein Zeitglied (10) vorgeschaltet sind.

12. Zünder nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Und-Logik (11) und den Differentiatorausgang (7) eine weitere Reihenschaltung aus einer Schwelle (12) und einem Zeitglied (13) eingefügt sind, die der Beachtung des Koinzi^enzkriteriums der Und-Logik dienen, eine Zündung nur dann zu ermöglichen, wenn die Ausgangsgröße des Differentiators eine gewisse Mindestzeit positiv ist

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Zünden der Explosivladung eines Geschosses oder einer Rakete bei Erreichen eines vorgegebenen Zielabstgandes R₀ nach dem Funk-Rückstrahlprinzip unter Ausnützung des Doppler-Effektes. Weiterhin befaßt sich die Erfindung mit Zündern zur Durchführung dieses Verfahrens.

Einfache bekannte Zünder, die nach diesem Verfahren arbeiten, werden häufig als Doppler-Zünder bezeichnet und lösen die Zündung ihrer zugehörigen Explosivladung aus, werji bei ihrer Annähenjng an das von ihnen mit Funkwellen angestrahlte Ziel die von ihnen empfangenen Echoschwingungen in ihrer Leistung eine vorgegebene Größe überschreiten, da diese Empfangsleistung bei vorgegebenem Reflexionsverhalten des jeweiligen Zieles ein Maß für den Zielabstand ist; vgl. »Leitfaden der Fernlenkung«, Deutsche RADAR-Verlagsgesellschaft m.b.H., Garmisch-Patenkirchen, 1955, Seite 71.

Nachteilig hierbei ist jedoch — insbesondere bei Doppler-Zündern, die in vorgegebener Höhe über der Erdoberfläche zünden sollen — die starke Schwankung des Reflexionsverhaltens der Erdoberfläche in Abhängigkeit von ihrer Zusammensetzung und Feuchtigkeit; so variiert der reflektierte Anteil der auffallenden Sendeenergie in der Praxis im Verhältnis 1 :25. Dementsprechend ist die Zündentfernung um den Faktor 5 ungenau.
Zum Vermeiden dieses Nachteils einer prinzipiell unsicheren Ansprechentfernung derartiger Doppier-Zünder ist bei weiteren bekannten Zündern das Prinzip des Funkhöhenmessers zur Zielabstandsbestimmung angewendet, nach welch im nicht Rückstrahlleistungen, sondern Signallaufzeiten als Maß für den Zielabstand bestimmt werden; vgl. im obengenannten Buch, Seite 141 unter Zünder »Marabu«. Nach diesem Prinzip arbeitende Zünder sind jedoch trotz ihres prinzipiell technisch einwandfreien Betriebs nachteilig, und zwar wegen ihres recht komplizierten und daher wirtschaftlich aufwendigen Auf baus.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der einleitend genannten Art und Zünder zu seiner Durchführung anzugeben, die einerseits zwar wirtschaftlich aufwendiger als diejenigen vorerwähnten Doppler-Zünder sein können, die ihr Zündkriterium allein aus der Leistung ihrer Empfangsschwingungen herleiten, die andererseits aber wesentlich billiger herstellbar sind als nach dem Prinzip der Funkhöhenmessung arbeitende Zünder der vorerwähnten Art. Das erfindungsgemäße Verfahren und die zu seiner Durchführung vorgeschlagenen Zünder sollen sich bei hoher Störsicherheit gegen elektronische Störmaßnahmen (ECM) durch eine Ansprechsicherheit in ihrem vorgege-

benen Zielabstand auszeichnen, die wesentlich höher ist als bei den bekannten Dopplerzündern mit Auswertung der Leistung ihrerEmpfangsschwingungen.

Die Erfindung besteht bei einem Verfahren der einleitend genannten Art darin, daß die Zündung erfolgt, wenn als Zündkriterium

erfüllt ist, wobei t/die Amplitude der Empfangsschwingungen oder daraus abgeleiteter Schwingungen, /b die Dopplerfrequenz und λ die vorgegebene Wellenlänge der den Empfangsschwingungen zugeordneten Sendeschwingungen bedeuten.

Wesentlich für eine Ausführungsform eines nach dem erfindungs,{remäßen Verfahren arbeitenden Zünders ist, daß in ihm ein Komparator vorgesehen ist dem zum Vergleich zwei elektrische Größen zugeführt werden,

von denen die eine —— log U und die andere fo properat

tional ist und daß der Komparator bei Erfüllung des Zündkriteriums ein Ausgangssignal abgibt das die Zündung der Explosivladung zur Folge hat

Die Erfindung basiert auf der grundsätzlichen Erkenntnis, daß die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe sehr vorteilhaft dadurch lösbar ist daß sowohl die zeitliche Änderung der Amplitude der jeweiligen Empfangsschwingungen oder daraus abgeleiteter Schwingungen als auch die Höhe der Dopplerfrequenz ausgewertet werden.

Es läßt sich zeigen, daß nach dem Rückstrahlverfahren eine reflexionsunabhängige Abstandsmessung des Abstandes R durchführbar ist gemäß

R =

2 ^/d

-J-logt/
d

Beim Abstandszünder wünscht man Zündung bei

R<Ro

35

40

.45

dann gilt

R₀ jj logU> -j-Xf_D.

Diese Ungleichung kann durch einen Komparator realisiert werden; ein der Empfangsfrequenz proportionales Signal erzeugt ein Diskriminator, der im einfachsten Fall ein einem Amplitudenbegrenzer nachgeschalteter Hochpaß mit anschließendem Gleichrichter ist. Die Regelspannung eines Verstärkers kann ohne Schwierigkeiten zu einer logarithmischen Funktion der Eingangsspannung gemacht werden. Zur Differentiation kann ebenfalls ein Hochpaß dienen.

Vorteilhaft in Verbindung mit der Erfindung ist es, daß die Erfassungsreichweite des Zünders, d. h. seine Empfindlichkeit nur so groß ausgelegt zu werden braucht daß im ungünstigsten Fall die Empfangssignalverarbeitung nur wenig oberhalb des gewünschten Zündpunktes beginnt Das Zündkriterium enthält ja nur Größen, die für den Augenblick der Zündung selbst gelten, nicht etwa Messungen za einem früheren Zeitpunkt.

Sollte in einem extremen Fall die Reichweite für den

50

65 gewünschten Zündpunkt nicht ausreichen, so ist das Zündkriterium jedoch so gewählt, daß die Zündung bei einem kleineren Abstand erfolgt

Die Abbildung zeigt im Blockschaltbild ein Ausführungsbeispiel eines Zünders, der nach dem erfindungsgernäßen Verfahren arbeitet.

Über eine Antenne 1 werden gerichtet die Sendeschwingungen einer selbstschwingenden Mischstufe 2 ausgestrahlt und die Empfangsschwingungen empfangen. Mit 3 ist ein Dopplerfrequenzfiker bezeichnet, an das ein logarithmischer Verstärker 4 angeschlossen ist, der im gezeigten Fall ein Regelverstärker mit einer Regelspannung AGC ist, die eine Funktion der Eingangsspannung des Regelverstärkers ist. Die einem Komparator 5 zuzuführende Größe, die f_D proportional ist, wird mittels eines Diskriminator 6 gewonnen, während ein

Differentiator 7 zur Gewinnung von·

55 dlogt'
df

dient. Ein

Zündschalter Λ löst die Zündung aus, wenn der Komparator 5 die Erfüllung des erfindungsgenv "Jen Zündkriteriums feststellt und daraufhin ein entsprechendes Signal abgibt

Natürliche Störungen entstehen beim Erfindungsgegenstand dadurch, daß der Empfangspegel statistisch schwankt Kurzzeitschwankungen kommen im log U proportionalen Signal nicht zum Ausdruck, das ja eine geglättete Pegelmessung darstellt. Restschwankungen werden durch die logarithmische Bewertung vermindert Um bei Anwachsen des Signals nach einem längeren Interferenzeinbruch nicht zu zünden, ist eine zusätzliche Zuhaltung in Form einer Schwelle 9 und einer geeigneten Verzögerung des AGC-Signals mittels eines Zeitgliedes 10 in Verbindung mit einer Und-Logik 11 zweckmäßig.

Weiterhin besitzt der Diskriminator 6 ausgangsseitig vorteilhafterweise eine Glättungs-Schaltung mit kleiner Lade- und großer Entladezeitkonstante. Dabei wird ausgenutzt, daß sich die Annäherungsgeschwinciigkei; im interessierenden Bereich praktisch nicht ändert. Dann bricht die Komparatorreferenz bei Interferenzeinbrüchen liicht zusammen.

Als zusätzliche Sicherheitsschaltung ist noch eine weitere Zuhaltung zweckmäßig, die verlangt, daß das Ausgangssignal des Differentiators 7 eine gewisse Mindestzeit positiv sein muß, wozu eine Schwelle 12 und ein Zeitglied 13 vorgesehen sind.

Der wesentliche Vorteil der Erfindung ist, daß das ausgesendete Signal ein Dauerstrich-Signal und daher der Sender sehr einfach aufgebaut sein kann und daß dennoch die Zündentfernung unabhängig vom Reflexionsverhalten des Zieles ist.

Hierzu 1 Biatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Zünden der Explosivladung eines Geschosses oder einer Rakete bei Erreichen eines vorgegebenen Zielabstandes R₀ nach dem Funk-Rückstrahlprinzip unter Ausnützung des Doppler-Effektes, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündung erfolgt, wenn als Zündkriterium