Anordnung für die Anzeige des Treffers eines Metallgeschosses in einem Übungsziel, insbesondere Trefferindikator für Schiessübungen auf Flugziele Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung für die Anzeige des Treffers eines Metallgeschosses in einem Übungsziel, insbesondere einen Trefferindikator bei Zielschiessübungen auf von Flugzeugen geschleppte oder freifliegende Flugziele.
Beim Übungsschiessen auf Flugziele ist es vorteil haft, über einen Trefferindikator zu verfügen, der schnell und zuverlässig Informationen über das Schiess ergebnis geben kann. Dabei ist es wesentlich, dass der Trefferindikator nicht nur Informationen über direkte Zieltreffer geben kann, sondern auch über Treffer innerhalb eines gewissen Bereichs um das Ziel herum.
Es sind bereits für geschleppte Ziele vorgesehene Trefferindikatoren bekannt, die auf einer elektro akustischen Methode für die Registrierung der Stoss welle eines Projektils beruhen. Ein im Ziel unter gebrachtes Mikrophon fängt dabei die akustische Wirkung der Stosswelle aller Projektile auf, die mit Überschallgeschwindigkeit innerhalb eines gewissen Bereichs um das Mikrophon passieren, und die ent sprechenden elektrischen Impulse werden über eine Leitung in der Schlepptrosse zu einer im Flugzeug befindlichen Registriervorrichtung geleitet, wo die Treffer registriert werden und beispielsweise über eine Radioverbindung zum Schützen oder einer Boden station übermittelt werden.
Es ist natürlich wünschenswert, dass ein zum Ziel schiessen vorgesehener Trefferindikator nicht nur auf Metallgegenstände mit Überschallgeschwindigkeit rea giert, sondern auch auf solche, die das Zielgebiet mit geringerer Geschwindigkeit passieren.
Beim Schleppen von Flugzielen mit hohen Ge schwindigkeiten ist es aus aerodynamischen Gründen vorteilhaft, eine so dünne Schlepptrosse wie möglich zu verwenden. Eine dünne Schlepptrosse ist aber gewöhnlich als Verbindung für die Überführung der elektrischen Impulse von der im Flugziel unterge brachten Indiziervorrichtung zu einer eventuell im Schleppflugzeug untergebrachten Registrierausrüstung ungeeignet. Es ist deswegen auch wünschenswert, dass man beim Übungsschiessen gegen sowohl geschleppte als auch freifliegende Ziele über einen Trefferindikator verfügt, der so angeordnet ist, dass Trefferimpulse von dem im Flugziel befindlichen Organ drahtlos an eine zugehörige Registriereinrichtung am Boden über mittelt werden.
Die Flugziele werden jetzt gewöhnlich aus leich tem Material hergestellt, u. a. um das Gewicht zu ver mindern. Die Verminderung des Gewichts des im Flugziel untergebrachten Teils der Indiziervorrichtung ist deswegen ein weiterer Wunsch.
Die Erfindung, welche eine Lösung der darge stellten Forderungen ermöglicht, beruht auf dem Prinzip, dass man die Eigenschaft von Metallen aus nutzt, den Schwingungszustand einer elektrischen, zweckmässig ausgeführten Hochfrequenzquelle zu ver ändern, wenn sie in die Nähe einer solchen Quelle kommen.
Eine Anordnung nach der Erfindung für die An zeige des Treffers eines Metallgeschosses, insbesondere ein Trefferindikator bei für Schiessübungen vorge sehenen Flugzielen, wird dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung mindestens einen vom Ziel getragenen, elektrischen Hochfrequenzoszillator umfasst, dessen Sendekreis und/oder Rückkopplungskreis Teile einer Antennenanordnung sind oder damit in Verbindung stehen, und dass Mittel vorhanden sind, um ein Hoch frequenzsignal auszusenden, welches bei Gegenwart des Metallgeschosses in einer im wesentlichen sphäri schen Reichweitenzone um die Antennenanordnung seinen Charakter ändert, und dass eine vom Ziel getrennte Empfangsvorrichtung vorhanden ist, welche die Signalveränderung anzeigt.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Hinweis auf die Zeichnung näher beschrieben, wo Fig. 1-5 Blockschemas für ver schiedene Ausführungsformen eines Indikators nach der Erfindung zeigen. Fig. 6 veranschaulicht im Prinzip die Indizierung in verschiedenen Trefferzonen rund um das Ziel herum. Fig. 7 veranschaulicht prinzipiell die Indizierung der Projektilpassagerichtung im Verhältnis zum Ziel. Fig. 8 zeigt ein Blockschema für eine modifizierte Ausführungsform eines Indikators nach der Erfindung.
Fig. 9 zeigt mehr detailliert den Hauptteil der in Fig. 8 gezeigten Anordnung.
Der im Flugziel untergebrachte Teil der Indizien vorrichtung besteht in seiner einfachsten Ausführung aus einem elektrischen Hochfrequenzoszillator, bei spielsweise vom konventionellen Hartley-Typ, mit überwiegend induktiver Rückkopplung zwischen den leistungsabgebenden Teilen des Oszillatorkreises, dem Sendekreis , der gewöhnlich aus dem Anodenkreis des Oszillators besteht, und dem Rückkopplungs kreis , der gewöhnlich aus dem Gitterkreis des Oszillaiors besteht.
Der Oszillator kann auch vom konventionellen Colpitts-Typ sein, mit überwiegend kapazitiver Rückkopplung, oder aus einer Kombina tion oder Variation dieser Grundtypen bestehen. Welcher Oszillatortyp für die Anordnung nach der Erfindung gewählt wird, ist ohne prinzipielle Bedeutung für deren Arbeitsweise. Genau so ist es prinzipiell gleichgültig, ob der Oszillator mit Elektronenröhren oder Transistoren als verstärkenden Elementen arbeitet.
Ein konventioneller Oszillator für Hochfrequenz enthält normalerweise einen Resonanzkreis, der aus reaktiven Kreiselementen in Parallelschaltung oder Serieschaltung oder Kombination davon besteht und so abgestimmt wird, dass der Oszillator bei der ge wünschten Frequenz schwingt. Von einem derartigen Oszillator fordert man u. a., dass seine Betriebsfrequenz stabil ist und dass sie ebensowenig wie die Amplitude des Oszillatorsignals von den Veränderungen der äusseren Betriebsbedingungen beeinflusst werden soll.
Dies wird u. a. durch die zweckmässige Ausbildung der frequenzbestimmenden Kreiselemente erreicht und durch die Abschirmung dieser Kreiselemente gegen nicht gewünschte elektromagnetische Strahlung.
Ein Oszillator für den vorliegenden Zweck soll im Gegensatz zum konventionellen Oszillator so ange ordnet sein, dass sein Schwingungszustand in hohem Grad von einer in den Oszillator einfallenden elektro magnetischen Störung beeinflusst wird, beispielsweise durch Reflexe von in seiner Nähe befindlichen Metall gegenständen. Um diese Eigenschaft zu erreichen, kann der für Trefferindizierung vorgesehene Oszillator in einer Art ausgeführt werden, die unten unter a) und b) präzisiert wird.
a) Die Oszillatoranordnung O wird gemäss Fig. 1 mit zwei oder mehreren frequenzbestimmenden Reso nanzkreisen versehen, wovon z. B. ein Resonanzkreis R., im Sendekreis Sk des Oszillators und ein anderer Resonanzkreis R2 im Rückkopplungskreis Ak des Oszillators angeordnet wird, welche Resonanzkreise zu Resonanz bei Frequenzen abgestimmt werden, die nahe beieinander liegen, aber nicht zusammenfallen.
Hierdurch wird erreicht, dass die Frequenz für die Oszillatoreinheit als Ganzes nicht scharf definiert ist und als Folge davon bei Störungen leicht eine Fre- quenzabweichung entstehen kann.
b) Der Rückkopplungskreis des Oszillators ist so angeordnet, dass er, unabhängig davon, ob er als Resonanzkreis ausgeführt ist oder nicht, ganz oder teilweise mit dem Antennenkreis<I>Aa</I> identisch ist, der gemäss Fig. 2 eine Einheit mit dem sendenden Anten nenkreis<I>As</I> bilden kann, oder getrennt davon ist, wie in Fig. 3 gezeigt wird.
Welcher Typ der Antennen anordnung für den Rückkopplungskreis gewählt wird, ist prinzipiell gleichgültig, aber in einer praktischen Ausführungsform hat sich eine auf einem Ferritkern, F in Fig. 3, aufgebaute Antennenanordnung als zweck mässig erwiesen.
- Durch die Verbindung der Antenne mit dem Rückkopplungskreis wird dieser nach aussen gerichtet , und dies bewirkt, wie in Fig. 4 angedeutet wird, dass ein gewisser Teil der von der Senderantenne <I>As</I> ausgesendeten und an einem Metallgegenstand P in der Nähe reflektierten Strahlungsenergie E in der Antenne<I>Aa</I> des Rückkopplungskreises aufgefangen wird und eine Änderung des Schwingungszustandes des Oszillators hervorruft, die hauptsächlich aus einer Frequenzänderung besteht.
Damit eine Oszillatoranordnung, die nach den Punkten<I>a</I> und<I>b</I> oben aufgebaut ist, speziell als Treffer indikator beim Übungsschiessen auf Flugziele ver wendet werden kann, muss auch eine Empfänger vorrichtung zur Verfügung stehen, welche jede solche Änderung der Frequenz des Radiosignals indiziert und registriert, die entsteht, wenn ein Projektil durch das Treffergebiet hindurchgeht.
Eine solche Anzeige- und Registriervorrichtung, die beliebig in einem Flug zeug und/oder am Boden stationiert sein kann, wird in Fig. 5 in Blockform dargestellt und kann aus einem an und für sich bekannten Empfänger M mit Hoch frequenz-, Zwischenfrequenz-, Detektor- und Nieder frequenzstufe bestehen, in dem die von der Projektil- passage verursachte Änderung des Signals, zweck mässig die Frequenzänderung, in einen entsprechenden Spannungsimpuls verwandelt wird, der einer zum Empfänger gehörenden Zähleinheit 1 zugeführt wird.
Diese Zähleinheit kann beispielsweise aus einem direktanzeigenden dekadischen Zählrohr mit den zu gehörigen Kreisen bestehen, so dass jeder eingeführte Spannungsimpuls gezählt wird.
Beim Schiessen auf Luftziele ist es gewöhnlich wünschenswert, dass der verwendete Trefferindikator einen fast sphärischen Empfindlichkeitsbereich hat. Die Form des Empfindlichkeitsbereichs für einen Trefferindikator nach der Erfindung wird in erster Linie durch die Ausbildung der Antennen im Flugziel bestimmt. Durch zweckmässige Wahl des Antennen typs und dessen geeignete Anbringung im Flugziel kann ein für den praktischen Gebrauch zufrieden- stellender Empfindlichkeitsbereich um den Treffer indikator erhalten werden. Beispielsweise kann man eine gerade Viertelwellenantenne als Senderantenne verwenden und eine winkelrecht zu deren Längs richtung angebrachte Ferritstabantenne als Rück kopplungsantenne .
Der Ferritstab hat an und für sich ein Antennenrichtdiagramm, welches eine an nehmbare Form für den Empfindlichkeitsbereich des Trefferindikators gibt. Bei der Verwendung eines Indikators nach der Erfindung in einem Flugziel für die Indizierung von Treffern in oder in der Nähe des Ziels ist der Oszillator O, wie aus Fig. 6 hervorgeht, im Ziel T angeordnet, in diesem Fall zweckmässig zentral im Ziel. Da es keine bewegte Metallkörper im Empfindlichkeitsbereich gibt, wird von dessen Senderantenne ein Radiosignal mit verhältnismässig stabiler Frequenz, der Ruhefrequenz, ausgesendet.
Die Empfängerausrüstung ist für den Empfang dieser Signalfrequenz eingestellt. Wenn beim Beschiessen ein Projektil beispielsweise in den mit A bezeichneten sphärischen Empfindlichkeitsbereich um das Ziel eintritt und angenommen wird, dass die Trefferregistrierung in diesem Bereich erfolgt, wird das Metall des Projektils den Oszillator O stören, so dass die Signalfrequenz von der Ruhefrequenz abweicht. Die Grösse der Frequenzänderung, der Frequenzhub, und deren Geschwindigkeit hängen davon ab, in welchem Abstand und mit welcher Geschwindigkeit sich das Projektil relativ zum Ziel bewegt.
Die Fre- quenzänderung wird im Detektorkreis, beispielsweise einem Diskriminator, in einen entsprechenden Span nungsimpuls umgewandelt, der nach Verstärkung in einem geeigneten Verstärker in die Zähleinheit einge führt wird, worauf die Trefferregistrierung erfolgt.
In gewissen Fällen ist es auch wünschenswert, Treffer in mehr als einer Reichweitenzone um das Ziel unterscheiden zu können. Hierfür kann das Flug ziel mit mehreren Indikatoren mit verschiedenen Reichweiten versehen werden, so dass eine sphärische Zielscheibe rund um das Ziel herum entsteht. Dies wird in Fig. 6 angedeutet, wo der Kreis A eine innere Reichweitensphäre für den Sender O markiert und der Kreis B eine entsprechende äussere Zone für einen anderen Sender markiert.
Diese Sender arbeiten mit verschiedenen Frequenzen und wirken mit je einem oder mit dem gleichen Empfänger zusammen, der in je einem Zählrohr Treffer in den entsprechenden Zonen registriert. - Man kann auch eine sphärische Zielscheibe unter Ausnutzung nur eines Indikators im Flugziel erhalten. Für diesen Zweck ist die emp fangende und registrierende Apparatur so angeordnet, dass alle empfangenden Trefferimpulse, deren ent sprechende Spannungsamplituden einen gewissen von vorneherein kalibrierten und eingestellten Wert unter schreiten, auf eine Zähleinheit einwirken und alle übrigen Trefferimpulse auf eine andere Zähleinheit. Es ist offenbar, dass man mit dieser Methode die Möglichkeit hat, mehr als zwei Reichweitenzonen zu unterscheiden.
Ein anderer, weiterreichender Wunsch ist die Bestimmung der Richtung der Projektilbahn im Ver hältnis zum Ziel. Eine genaue Bestimmung dieser Richtung ist mit einem Oszillator kaum möglich. Ein gewisser Grad der Richtungsbestimmung, beispiels weise die Feststellung, in welchem sphärischen Qua dranten die Projektilpassage erfolgt, kann durch An wendung von vier separaten Oszillatoren im Ziel erreicht werden. Hierbei wird jeder Oszillator mit einer Antennenanordnung versehen, deren Richtdiagramme auf den sphärischen Quadranten konzentriert ist, für den die Antenne vorgesehen ist, wie in Fig. 7 ange deutet wird.
Das Ziel ist mit vier Oszillatoren <B>01-0,</B> ausgerüstet worden, deren Empfindlichkeitsbereiche von den entsprechenden Kreisen SI- S4 repräsentiert werden. Die vier Oszillatoren arbeiten mit verschie denen Frequenzen, um in der Empfängerausrüstung unterschieden werden zu können.
Ein Projektil, welches das Ziel T passiert, beispielsweise in dem Quadranten, der vom Kreis S, repräsentiert wird, verursacht im Oszillator O,. eine grössere Frequenzänderung als in den übrigen Oszillatoren. Die Empfängerausrüstung separiert in bekannter Weise die von den Sendern kommenden Radiosignale und beim gleichzeitigen Empfang von Trefferimpulsen von mehreren Sendern werden die entsprechenden Spannungsamplituden in Vergleichskreisen bekannter Art verglichen.
Der Zähl indikator, der dem Sender entspricht, von dem der stärkste Trefferimpuls ausging; indiziert einen Treffer, während die zu den übrigen drei Sendern gehörenden Zählerindikatoren zweckmässig blockiert werden. Durch Anwendung einer grösseren Anzahl von Sendern kann offenbar eine feinere Einteilung der Treffer sphären erreicht werden als bei der oben beschriebenen Quadranteneinteilung.
Es hat sich in der Praxis als wünschenswert heraus gestellt, den Abstand zwischen dem Ziel und dem Empfänger zu vergrössern, welcher sicheren und stö rungsfreien Empfang der vom Sender ausgesendeten Radiosignale gewährt. Für diesen Zweck wird eine Anordnung nach Fig. 8 verwendet, welche ausser dem Oszillator vorher beschriebener Art einen Hilfssender <I>S,</I> eine Antenne<I>As</I> für diesen Hilfssender und einen Hilfsoszillator für Tonfrequenz umfasst.
Der Hilfs sender wird von Änderungen der Frequenz des Oszillators beeinflusst und sendet entsprechend ver stärkte Signale mit für den Abstand zum Empfänger geeigneter Leistung und Frequenz. Der Oszillator schwingt bei einer geprüften Ausführungsform mit stabiler Frequenz im Bereich 25-30 MHz, wobei der Hilfssender S mit einer Sendefrequenz im Bereich 460-500 MHz arbeitet. Der Hilfsoszillator H gibt 400 Hz, um die Identifizierung des Senders zu er leichtern.
Die schematisch in Fig. 8 angegebene Ausführungs form wird mehr detailliert in Fig. 9 dargestellt, wobei der Hilfsoszillator weggelassen ist. Beim Oszillator 0 umfasst der Sendekreis die auf die Ferritantenne F gewickelte Spule L2 ,während der Rückkopplungskreis eine Spule L,, hat, die auf die gleiche Ferritantenne gewickelt ist.
Die Oszillatorschaltung enthält ausser dem den Transistor TI, den Widerstand R, den Kondensator C, und die Batterie B1. Die Elektroden des Transistors werden mit<I>k,</I> e bzw.<I>b</I> bezeichnet, die gleichen Bezeichnungen werden bei dem im Hilfs sender S vorgesehenen Transistor T2, verwendet. Der Hilfssender S wird von den Frequenzänderungen des Oszillators O durch die auf den Ferritstab F gewickelte Aufnahmespule L3 beeinflusst.
Der Sender umfasst ausser dem Transistor T2 den Kondensator C2, die Batterie B2 und einen abstimmbaren Kondensator C3. Vom Hilfssender S ausgehende Radiosignale werden von der Antenne<I>As</I> ausgesendet, die nicht mit der Ferritantenne F identisch ist.
Bei einer geprüften Anordnung nach dem Schalt schema in Fig. 9 haben die verschiedenen Komponen ten folgende Werte:
EMI0004.0016
R <SEP> = <SEP> 50 <SEP> Ohm <SEP> C2 <SEP> = <SEP> C3 <SEP> = <SEP> 2-15 <SEP> pF
<tb> <I>B1 <SEP> = <SEP> B2</I> <SEP> = <SEP> 20 <SEP> V <SEP> L1 <SEP> = <SEP> 2 <SEP> ,MH
<tb> <I>T1 <SEP> = <SEP> T3,</I> <SEP> = <SEP> 2N1143 <SEP> L2 <SEP> = <SEP> 10,uH
<tb> Cl <SEP> = <SEP> 20 <SEP> pF <SEP> L3 <SEP> = <SEP> 0,6 <SEP> ,uH Die Arbeitsweise der Anordnung ist offenbar, und es ist ersichtlich, dass im Schema einige Vereinfachun gen vorgenommen sind und dass die angegebenen Komponenten in Wirklichkeit beispielsweise in Form von Parasitkapazitäten bzw. Wicklungswiderständen vorkommen können.
Eine in einem Flugziel untergebrachte Oszillator- vorrichtung wird offenbar einer gewissen mechanischen Schockwirkung ausgesetzt, wenn ein Projektil mit hoher Geschwindigkeit in der Nähe der Anordnung passiert.
Wenn die frequenzbestimmenden Kreis elemente des Oszillators mechanisch sehr elastisch sind, welches besonders bei luftgewickelten Spulen, Verbindungsleitungen usw. der Fall ist, bewirkt der genannte mechanische Schock eine gewisse momentane Formveränderung dieser Elemente, was eine ent sprechende momentane Änderung des Signals des Oszillators bewirkt. Die mechanische Schockwirkung, die von der um das Projektil gebildeten Druckwelle verursacht wird, kann natürlich je nach Wunsch durch zweckmässige mechanische Ausbildung der Oszillator- kreise unterdrückt oder hervorgehoben werden.
Ein von der Druckwelle des passierenden Projektils ver ursachter Signaländerungsimpuls wird etwas verzögert auf den normalen, durch elektromagnetische Influenz gebildeten Signalimpuls überlagert. Die zeitliche Ver zögerung zwischen dem normalen, durch elektro magnetische Einwirkung entstandenen Signalimpuls und dem Impuls, der durch die Druckwelle des Projektils hervorgerufen wird, stellt im Prinzip ein Mass für den Abstand des Projektildurchgangs zum Oszillator dar.
Mit einer beispielsweise in der Emp fängerausrüstung untergebrachten, zweckmässig kali- brierten Anordnung zum Messen des genannten Zeit intervalls wird offensichtlich eine weitere Möglichkeit erhalten, um den Abstand zwischen dem vom Ziel getragenen Treffer-Indikatorteil und einer im Empfind- lichkeitsbereich desselben verlaufenden Projektilbahn mit begrenzter Genauigkeit festzustellen.
Arrangement for displaying the hit of a metal bullet in a training target, in particular a hit indicator for shooting exercises at flight targets
When practicing shooting at flight targets, it is advantageous to have a hit indicator that can provide information about the shooting result quickly and reliably. It is essential here that the hit indicator can not only provide information about direct target hits, but also about hits within a certain area around the target.
There are already intended hit indicators for towed targets, which are based on an electro-acoustic method for registering the shock wave of a projectile. A microphone placed in the target catches the acoustic effect of the shock wave of all projectiles that pass at supersonic speed within a certain range around the microphone, and the corresponding electrical impulses are conducted via a line in the tow to a recording device located in the aircraft, where the hits are registered and transmitted, for example, via a radio link to the shooter or a ground station.
It is of course desirable that a hit indicator provided for targeting not only reacts to metal objects at supersonic speed, but also to those that pass the target area at lower speed.
When towing targets at high speeds, it is advantageous for aerodynamic reasons to use as thin a tow rope as possible. However, a thin towing cable is usually unsuitable as a connection for the transfer of electrical pulses from the indicating device housed in the destination to any recording equipment housed in the tow plane. It is therefore also desirable for practice shooting against both towed and free-flying targets to have a hit indicator which is arranged so that hit pulses from the organ located in the target are wirelessly transmitted to an associated registration device on the ground.
The targets are now usually made of light system material, u. a. to reduce weight. Reducing the weight of the part of the indicating device accommodated in the flight target is therefore a further desire.
The invention, which enables a solution to the requirements presented, is based on the principle that the property of metals is used to change the vibration state of an electrical, appropriately designed high-frequency source when they come near such a source.
An arrangement according to the invention for displaying the hit of a metal bullet, in particular a hit indicator for flight targets provided for shooting exercises, is characterized in that the arrangement comprises at least one electrical high-frequency oscillator carried by the target, the transmission circuit and / or feedback circuit of which is part of an antenna arrangement are or are in connection with it, and that means are available to transmit a high-frequency signal which changes its character in the presence of the metal projectile in a substantially spherical range zone around the antenna arrangement, and that a receiving device separate from the target is available, which the Signal change.
In the following, embodiments of the invention are described in more detail with reference to the drawing, where Fig. 1-5 block diagrams for ver different embodiments of an indicator according to the invention show. Fig. 6 illustrates in principle the indexing in different hit zones around the target. 7 illustrates in principle the indexing of the projectile passage direction in relation to the target. Fig. 8 shows a block diagram for a modified embodiment of an indicator according to the invention.
FIG. 9 shows the main part of the arrangement shown in FIG. 8 in more detail.
The part of the evidence device housed in the destination consists in its simplest version of an electrical high-frequency oscillator, for example of the conventional Hartley type, with predominantly inductive feedback between the power-emitting parts of the oscillator circuit, the transmission circuit, which usually consists of the anode circuit of the oscillator, and the feedback loop, which usually consists of the grating circle of the oscillator.
The oscillator can also be of the conventional Colpitts type, with predominantly capacitive feedback, or consist of a combination or variation of these basic types. Which type of oscillator is chosen for the arrangement according to the invention is of no fundamental importance for its operation. In the same way it is basically irrelevant whether the oscillator works with electron tubes or transistors as amplifying elements.
A conventional oscillator for high frequency normally contains a resonance circuit, which consists of reactive circuit elements connected in parallel or in series or a combination thereof and is tuned so that the oscillator oscillates at the desired frequency. From such an oscillator one demands u. a. that its operating frequency is stable and that it, like the amplitude of the oscillator signal, should not be influenced by changes in external operating conditions.
This will u. a. achieved by the appropriate design of the frequency-determining circular elements and by shielding these circular elements against undesired electromagnetic radiation.
In contrast to a conventional oscillator, an oscillator for the present purpose should be arranged in such a way that its oscillation state is influenced to a high degree by an electromagnetic disturbance incident in the oscillator, for example by reflections from metal objects in its vicinity. In order to achieve this property, the oscillator provided for hit indexing can be implemented in a way that is specified below under a) and b).
a) The oscillator arrangement O is provided according to FIG. 1 with two or more frequency-determining resonance circles, of which z. B. a resonance circuit R., is arranged in the transmitter circuit Sk of the oscillator and another resonance circuit R2 in the feedback circuit Ak of the oscillator, which resonance circuits are tuned to resonance at frequencies that are close to each other, but do not coincide.
This means that the frequency for the oscillator unit as a whole is not sharply defined and, as a result, a frequency deviation can easily arise in the event of interference.
b) The feedback circuit of the oscillator is arranged so that, regardless of whether it is designed as a resonance circuit or not, it is completely or partially identical to the antenna circuit <I> Aa </I>, which according to FIG. 2 is a unit the transmitting antenna circle <I> As </I>, or separate from it, as shown in FIG. 3.
Which type of antenna arrangement is chosen for the feedback circuit is in principle indifferent, but in a practical embodiment an antenna arrangement built on a ferrite core, F in FIG. 3, has proven to be useful.
- By connecting the antenna to the feedback circuit, this is directed outwards, and this has the effect, as indicated in FIG. 4, that a certain part of the transmitted by the transmitter antenna <I> As </I> and attached to a metal object P in The radiation energy E reflected in the vicinity is captured in the antenna <I> Aa </I> of the feedback circuit and causes a change in the oscillation state of the oscillator, which mainly consists of a change in frequency.
A receiver device must also be available so that an oscillator arrangement, which is constructed according to the points <I> a </I> and <I> b </I> above, can be used specifically as a hit indicator during practice shooting at flight targets which indexes and registers any such change in the frequency of the radio signal that occurs when a projectile passes through the hit area.
Such a display and registration device, which can be stationed in any aircraft and / or on the ground, is shown in Fig. 5 in block form and can consist of a known per se receiver M with high frequency, intermediate frequency, detector - and low frequency level exist in which the change in the signal caused by the projectile passage, expediently the frequency change, is converted into a corresponding voltage pulse which is fed to a counting unit 1 belonging to the receiver.
This counting unit can consist, for example, of a direct-display decadic counter tube with the associated circles, so that every voltage pulse introduced is counted.
When shooting at air targets, it is usually desirable that the hit indicator used have an almost spherical range of sensitivity. The shape of the sensitivity range for a hit indicator according to the invention is primarily determined by the design of the antennas in the flight target. A sensible range of sensitivity around the hit indicator that is satisfactory for practical use can be obtained by appropriate choice of the antenna type and its suitable attachment in the flight target. For example, you can use a straight quarter-wave antenna as a transmitter antenna and a ferrite rod antenna attached at right angles to its longitudinal direction as a feedback antenna.
The ferrite rod in and of itself has an antenna directional diagram which gives an acceptable shape for the sensitivity range of the hit indicator. When using an indicator according to the invention in a flight target for the indexing of hits in or in the vicinity of the target, the oscillator O, as can be seen from FIG. 6, is arranged in the target T, in this case expediently centrally in the target. Since there are no moving metal bodies in the sensitivity range, its transmitter antenna sends out a radio signal with a relatively stable frequency, the rest frequency.
The receiving equipment is set up to receive this signal frequency. If, for example, a projectile enters the spherical sensitivity area around the target designated by A and it is assumed that the hit is registered in this area, the metal of the projectile will disturb the oscillator O, so that the signal frequency deviates from the rest frequency. The size of the frequency change, the frequency deviation, and its speed depend on the distance and speed at which the projectile moves relative to the target.
The change in frequency is converted in the detector circuit, for example a discriminator, into a corresponding voltage pulse which, after amplification in a suitable amplifier, is fed into the counting unit, whereupon the hit is recorded.
In certain cases it is also desirable to be able to distinguish hits in more than one range zone around the target. For this purpose, the flight target can be provided with several indicators with different ranges, so that a spherical target is created around the target. This is indicated in FIG. 6, where the circle A marks an inner range sphere for the transmitter O and the circle B marks a corresponding outer zone for another transmitter.
These transmitters work with different frequencies and interact with one or the same receiver, which registers hits in the corresponding zones in a counter tube. - You can also get a spherical target using only one indicator in the flight target. For this purpose, the receiving and registering apparatus is arranged in such a way that all receiving hit pulses whose corresponding voltage amplitudes fall below a certain value, calibrated and set in advance, act on one counting unit and all other hit pulses on another counting unit. It is obvious that with this method it is possible to differentiate between more than two range zones.
Another, more far-reaching desire is to determine the direction of the projectile trajectory in relation to the target. An exact determination of this direction is hardly possible with an oscillator. A certain degree of directional determination, for example the determination of the spherical quadrant in which the projectile passes, can be achieved by using four separate oscillators in the target. In this case, each oscillator is provided with an antenna arrangement whose directional diagram is concentrated on the spherical quadrant for which the antenna is intended, as indicated in FIG.
The target has been equipped with four oscillators <B> 01-0, </B>, whose sensitivity ranges are represented by the corresponding circles SI-S4. The four oscillators work with different frequencies that can be distinguished in the receiver equipment.
A projectile which passes the target T, for example in the quadrant represented by the circle S i, causes in the oscillator O i. a greater frequency change than in the other oscillators. The receiver equipment separates the radio signals coming from the transmitters in a known manner and when hit pulses are received from several transmitters at the same time, the corresponding voltage amplitudes are compared in comparison circuits of a known type.
The counting indicator that corresponds to the transmitter from which the strongest hit pulse originated; indicates a hit, while the counter indicators belonging to the other three transmitters are appropriately blocked. By using a larger number of transmitters, a finer division of the hit spheres can evidently be achieved than with the quadrant division described above.
It has proven to be desirable in practice to increase the distance between the target and the receiver, which ensures safe and interference-free reception of the radio signals transmitted by the transmitter. For this purpose, an arrangement according to FIG. 8 is used which, in addition to the oscillator of the type previously described, comprises an auxiliary transmitter <I> S, an antenna <I> As </I> for this auxiliary transmitter and an auxiliary oscillator for audio frequency.
The auxiliary transmitter is influenced by changes in the frequency of the oscillator and sends accordingly amplified signals with power and frequency suitable for the distance to the receiver. In a tested embodiment, the oscillator oscillates at a stable frequency in the range 25-30 MHz, the auxiliary transmitter S operating with a transmission frequency in the range 460-500 MHz. The local oscillator H gives 400 Hz to make it easier to identify the transmitter.
The embodiment shown schematically in Fig. 8 is shown in more detail in Fig. 9, wherein the local oscillator is omitted. In the case of the oscillator 0, the transmission circuit comprises the coil L2 wound on the ferrite antenna F, while the feedback circuit has a coil L1, which is wound on the same ferrite antenna.
The oscillator circuit also contains the transistor TI, the resistor R, the capacitor C, and the battery B1. The electrodes of the transistor are designated with <I> k, </I> e or <I> b </I>, the same designations are used for the transistor T2 provided in the auxiliary transmitter S. The auxiliary transmitter S is influenced by the frequency changes of the oscillator O by the take-up coil L3 wound on the ferrite rod F.
In addition to the transistor T2, the transmitter comprises the capacitor C2, the battery B2 and a tunable capacitor C3. Radio signals emanating from the auxiliary transmitter S are transmitted by the antenna <I> As </I>, which is not identical to the ferrite antenna F.
In a tested arrangement according to the circuit diagram in Fig. 9, the various components have the following values:
EMI0004.0016
R <SEP> = <SEP> 50 <SEP> Ohm <SEP> C2 <SEP> = <SEP> C3 <SEP> = <SEP> 2-15 <SEP> pF
<tb> <I> B1 <SEP> = <SEP> B2 </I> <SEP> = <SEP> 20 <SEP> V <SEP> L1 <SEP> = <SEP> 2 <SEP>, MH
<tb> <I> T1 <SEP> = <SEP> T3, </I> <SEP> = <SEP> 2N1143 <SEP> L2 <SEP> = <SEP> 10, uH
<tb> Cl <SEP> = <SEP> 20 <SEP> pF <SEP> L3 <SEP> = <SEP> 0.6 <SEP>, uH The mode of operation of the arrangement is obvious, and it can be seen that in the scheme some simplifications have been made and that the specified components can actually occur in the form of parasite capacitances or winding resistances, for example.
An oscillator device housed in a flight target is apparently subjected to a certain mechanical shock effect when a projectile passes near the arrangement at high speed.
If the frequency-determining circular elements of the oscillator are mechanically very elastic, which is particularly the case with air-wound coils, connecting lines, etc., the said mechanical shock causes a certain momentary change in shape of these elements, which causes a corresponding momentary change in the signal of the oscillator. The mechanical shock effect, which is caused by the pressure wave formed around the projectile, can of course be suppressed or emphasized by appropriate mechanical design of the oscillator circuits, as desired.
A signal change pulse caused by the pressure wave of the passing projectile is slightly delayed and superimposed on the normal signal pulse formed by electromagnetic influence. The time delay between the normal signal impulse caused by electromagnetic effects and the impulse caused by the pressure wave of the projectile is in principle a measure of the distance between the projectile passage and the oscillator.
With a suitably calibrated arrangement accommodated in the receiver equipment, for example, for measuring the stated time interval, a further possibility is obviously obtained to determine the distance between the hit indicator part carried by the target and a projectile trajectory running in the sensitivity range of the same with limited accuracy ascertain.