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Verfolgungsradargerät Es sind Zielverfolgungsradargeräte bekannt,
mit denen gegen ein fliegendes Ziel UKW-Impulse ausgesendet und mit Hilfe einer
Empfangsvorrichtung aus den vom Ziel reflektierten Echoimpulsen die Ablagekoordinaten
des Zieles von der Richtachse sowie die Entfernung des Zieles vom Sender als elektrische
Größen ermittelt werden und bei denen mit Hilfe entsprechender Servoantriebssysteme
die Richtachse im Sinne einer Verminderung der Ablagekoordinaten auf das Ziel nachgerichtet
wird.
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Derartige Zielverfolgungsradargeräte senden z. B. in keulenförmiger
Richtcharakteristik, deren Keulenachse auf einem Kegelmantel um die Richtachse mit
konstanter Frequenz rotiert, die UKW-Impulse aus.
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Die Feldstärke am Ziel ändert sich dann periodisch im Takt der Keulenrotationsfrequenz,
sofern das Ziel nicht in der Richtachse liegt, so daß auch die Echoimpulse, d. h.
die vom Ziel reflektierten UKW-Impulse, im Takt dieser Rotationsfrequenz um einen
Mittelwert schwanken. Die Echoimpulse werden von der Sendeantenne empfangen und
zu einem Empfangskanal geleitet, der einen schwundgeregelten Verstärker und ein
sogenanntes Tor oder Fenster umfaßt, welches den Empfangskanal jeweils nur während
einer bestimmten Phase in bezug auf die Periode der Sendeimpulsfolge öffnet und
in der übrigen Zeit schließt. Es sind dabei Mittel vorgesehen, um die Phasenlage
des Fensters, die zugleich der Entfernung des Zieles vom Sender entspricht, über
ein Servosystem entsprechend der Entfernungsveränderung zum reflektierenden Ziel
zu verändern, so daß die auf konstanten Mittelpegel verstärkten, im Takt der Keulenrotationsfrequenz
periodisch schwankenden Echoimpulse stets in der Mitte des Fensters liegen.
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Die Schwankungen der Echoimpulse werden demoduliert. um eine Wechselspannung
zu gewinnen, deren Frequenz der Keulenrotationsfrequenz gleich ist, deren Amplitude
8 der Größe des Ablagevektors des Zieles von der Richtachse proportional ist und
deren Phasenverschiebung f zur Rotation der Keule die Richtung dieses Ablagevektors
bestimmt. Durch Messung des genannten Phasenwinkels und Berechnung der Größen <3cosgs=Aa
und bsing lassen sich als elektrische Größen die Ablagegrößen des Zieles von der
Richtachse in Komponenten d a des Azimutwinkels a und AÄ des Höhenwinkels 2 der
Richtachse hestimmen, die über Servoantriebsysteme die Azimut-und Höhenrichtungen
der Richtachse im Sinne einer Verminderung dieser Ablagekomponenten, d. h. einer
dauernden automatischen Verfolgung des Zieles, korrigieren.
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Es sind auch Verfolgungsradargeräte mit Selbststeuerung der Richtachse
gegen ein sich bewegendes, auf Grund der Echolaufzeit ausgewähltes Luftziel be-
kannt,
die in dem Sinne einen zusätzlichen Hilfsempfangskanal zur Ortung anderer vom Richtstrahl
erfaßter Ziele enthalten, daß alle empfangenen Echosignale über eine Leitung einer
Kathodenstrahlröhre zugeführt werden, um auf deren Bildschirm gemeinsam auf einer
Zeitlinie angezeigt zu werden, wobei also alle vom Richtstrahl erfaßten Ziele bezüglich
ihrer Entfernung geortet werden können. Ein auswählbares der dabei angezeigten Ziele
kann über eine Nachlaufsteuerung automatisch verfolgt werden, wobei außer der Entfernung
auch die anderen Richtwerte (Azimut- und Höhenrichtungen) als Ortungskennwerte fortlaufend
gewonnen werden. Von den anderen dabei zufällig auch vom Richtstrahl erfaßten Zielen
kann aber nur die Entfernung, nicht auch die seitliche Ablage von der Richtstrahlachse
ermittelt werden, und auch diese Entfernungsbestimmung kann nur das Resultat einer
subjektiven Ablesung einer den Bildschirm der Anzeigeröhre beobachtenden Person
sein.
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Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist nun darin zu erblicken, ein
Verfolgungsradargerät bekannter Ausbildung dahingehend zu vervollkommnen, daß jedem
der interessierenden Ziele ein eigener Empfangskanal mit besonderen Mitteln zur
Entfernungsauswahl und Entfernungsverfolgung zugeordnet wird.
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Die Erfindung bezieht sich also auf eines der bekannten Verfolgungsradargeräte
mit Sebststeuerung der Richtachse gegen ein sich bewegendes, auf Grund der Echolaufzeit
ausgewähltes Luftziel und mit
wenigstens einem zusätzlichen Hilfsempfangskanal
zur Ortung anderer, vom Richtstrahl erfaßter Ziele und ist dabei dadurch gekennzeichnet,
daß zur Ermöglichung einer genaueren Ortung des oder der anderen Ziele relativ zur
Richtachse des Radargerätes jedem dieser Ziele ein eigener Empfangskanal mit besonderen
Mitteln zur Entfernungsauswahl und Entfernungsverfolgung zugeordnet ist.
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Die Erfindung besteht demnach in dem gegebenen Zusammenhang in der
Schaffung eines Zwei- oder ?\Iehrfensterradargerätes, wobei das zweite Empfangssystem
grundsätzlich genau gleich ausgebildet sein kann wie das erläuterte erste.
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Der Sinn dieser Maßnahme wird klar, wenn man ein Zielverfolgungsradargerät
mit einem optischen Richtfernrohr vergleicht, dessen Blickfeld mit einem Polarkoordinatennetz
versehen ist. Ein solches Richtfernrohr würde gestatten, die polaren Ahlagewerte
eines zweiten Objekts zum Hauptohjekt, auf welches das Zentrum des Koordinatennetzes
dauernd gerichtet ist, objektiv zu messen. Das gleiche leistet nun auch das Zweifensterradargerät
nach der Erfindung, das in besonderer Weise geeignet ist, ein Fernlenksystem für
Fliegerbekämpfungsraketen zu verbessern.
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Es ist ein Fernlenksystem bekannt, bei dem durch einen Leitstrahlsender,
dessen Achse automatisch annähernd gegen das zu bekämpfende Flugzeug gerichtet wird,
ein räumlich und zeitlich moduliertes Feld erzeugt wird, aus dem die Rakete die
Informationen über ihre Ablage von der Leitstrahlachse gewinnen kann und mit Hilfe
von in ihr enthaltenen Servosteuerorganen sich automatisch auf einer Bewegungsbahn
steuern kann. Ein derartiges Steuersystem stellt aber ein Servosystem dar, welches
nur bis zu gewissen Grenzfehlerwerten genau sein kann. Wenn z. B. die Voraussetzung
nicht zutrifft, daß die Leitstrahlachse auf das zu bekämpfende Flugzeug gerichtet
sei und die Rakete in Folge von Querbeschleunigungen des Leitstrahles, ihres Gewichtes
und von Querwindeinflüssen nicht genau im Leitstrahl, sondern daneben fliegt, wird
es ohne sogenannte Ziel-Selbststeuerung in der letzten Flugphase nicht möglich sein,
die Rakete genau in das zu bekämpfende Flugzeug zu leiten. Sofern aber ein der Erfindung
entsprechendes Zwei- oder Mehrfensterradargerät vorhanden ist, ist es möglich, die
aus dem zweiten Empfangssystem gewonnenen Informationen über die Ablage der beobachteten
und vermessenen Rakete von der Verbindungsgeraden Radarsender-Flugzeug dadurch auf
Null zu bringen, daß die entsprechenden Fehlergrößen einem Korrektur-Servosystem
zur Korrektur der Leitstrahlrichtung nach Azimut und Höhe zugeführt werden.
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Es wird dadurch, servotechnisch gesehen, das Fernlenksystem zu einem
geschlossenen Regelsystem ergänzt, in welchem die Grenzwertfehler gegen Null gebracht
werden können.
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Es sind auch andersartige Fernsteuerungseinrichtungen für Fliegerbekämpfungsraketen
bekannt, bei welchen die Raketen mit Hilfe von Steuerbefehlen »links - rechts«,
»aufwärts - abwärts« zum Ziel gelenkt werden; auch für derartige Kommandosysteme
würde sich ein gemäß der Erfindung vorgeschlagenes Zwei- oder Mehrfensterradargerät
zur Ermittlung der augenblicklichen Lage der Rakete gegenüber dem Zielobjekt sehr
gut eignen. Außerdem können derartige Radargeräte zu reinen Beobachtungs- und Vermessungszwecken
verwendet werden.
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Ein Ausführungs- und ein Anwendungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Radargerätes sind in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt
Fig. 1 ein Gesamtschema
eines Mehrfensterradargerätes, Fig. 2 a bis 2e Spannungs-Zeit-Diagramme zur Veranschaulichung
des Entfernungsmeßprinzips, Fig. 3 a bis 3 c Spannungs-Zeit-Diagramme zur Veranschaulichung
des Prinzips der Gewinnung der Ablagekoordinaten ò und 5o, Fig. 4 ein Blockschaltbild
für das Zusammenwirken eines Radargerätes nach Fig. 1 mit einem Leitstrahlsender
für Fliegerabwehrraketen.
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Das in Fig. 1 als Blockschaltbild dargestellte Verfolgungsradargerät
umfaßt in an sich bekannter Weise einen Radarreflektor RR, der hier auf einer vertikalen
Höhenrichtzahnscheibe HR montiert ist, die sich um eine horizontale Lagerwelle drehen
kann, und über ein Ritzel von der Ausgangswelle eines Summiergetriebes SGA zum Zwecke
der Veränderung des Höhenwinkels A der Richtachse RA verdreht werden kann. Die horizontale
Lagerwelle der genannten Zahnradscheibe ist auf einer Seitenrichtplattform SR abgestützt,
die von der Ausgangswelle eines zweiten Summiergetriebes SG a zum Zwecke der Veränderung
des Azimutwinkels a der Richtachse RA um eine vertikale Achse verdreht werden kann.
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Jedes der beiden SummiergetriebeSGa und SG Ä weist zwei Eingangswellen
auf. Jeweils die eine der beiden Eingangswellen wird durch die Antriebswelle je
eines Servomotorsystems Sa bzw. SA entsprechend dem Vorzeichen (Phase) und der Größe
von zugeordneten Steuerspannungen Aal bzw. A Jlf 1 verdreht.
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Die anderen Eingangswellen der beiden Summiergetriebe sind nach Fig.
1 mit je einem Handrad Ha bzw. HA versehen, so daß zur Einstellung der Richtachse
RA in die beiden Polarkoordinaten a und 1 eines zum Verfolgen ausgewählten Zieles
diese Handräder benutzt werden können. Es sind nach dem Stand der Technik Mittel
bekannt, welche gestatten, auch die erste Einstellung der Richtachse auf ein an
einer Kommandostelle zum Verfolgen ausgewähltes Ziel automatisch vorzunehmen. Ebenfalls
bekannt sind Drehmomentverstärker, die die Verstellung der Höhenrichtscheibe HR
und der Seitenrichtplattform SR mit den zu beschleunigenden Massen angepaßten höheren
Leistungen gestatten. Da derartige zusätzliche, für sich bekannte Hilfseinrichtungen
zum Verständnis der Erfindung nichts beitragen, sind nur die einfachsten und notwendigen
Organe schematisch gezeichnet worden. Es sind also Mittel vorhanden, um den Höhenwinkel
i und den Azimutwinkel a der Richtachse RA eines Radarreflektors RR in Abhängigkeit
von je einer elektrischen Korrekturgröße Jlf bzw. Aa 1 automatisch zu steuern.
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Im ReflektorRR ist in ebenfalls bekannter Weise ein Antennenmotor
AM eingebaut, der dazu dient, die Dipolantenne DA, die mit der Richtachse RA des
Reflektors einen Winkel fl von beispielsweise 20 einschließt, auf einem Kegelmantel
zu drehen. Die Richtstrahlcharakteri stiken derartiger Radarantennenanordnungen
haben die Form eines Keulendiagramms KD, dessen Achse KA mit der Richtachse RA den
genannten Winkel fl einschließt und auf einem Kegelmantel um die Richtachse RA mit
konstanter Frequenz, beispielsweise 100 Hz, gedreht wird. Die Frequenz und die Phasenlage
dieser Drehung des Keulendiagramms KD werden durch den OszillatorSO bestimmt, von
dem aus der Antennenmotor AM gesteuert wird. Die Antenne DA dient sowohl zum Aussenden
von UKW-Hochleistungsimpulsen als auch zum Empfangen von Echoimpulsen. Wenn, wie
vorausgesetzt werden darf, die ausgesandten UKW-Impulse eine gleichbleibende
Momentanleistung
zeigen, verläuft die Empfangsfeldstärke für einen in der Umgebung der Richtachse
RA liegenden Empfänger gemäß dem Verlauf des Richtdiagramms, d. h., sie schwankt
im Takt der Umdrehungsfrequenz um einen Mittelwert. Die Modulationstiefe der Empfangsfeldstärke
hat den Wert Null, wenn sich der Empfänger genau auf der Richtachse befindet, und
nimmt mit zunehmender Ablage von der Richtachse, d. h. bei zunehmendem Winkel <3
zwischen Richtachse und Zielachse ZA, zu. Die Phasenlage der Schwankungskurve gegenüber
der gleichfrequenten Steuerspannung des Oszillators SO läßt sich bestimmen, so daß
dann bekanntlich zwei Fehlerkoordinaten, nämlich der genannte Winkel <3 und der
Phasenwinkel , bekannt sind, welche zusammen die Lage der Zielachse ZA eindeutig
bestimmen. Die Antenne wird von einem impulsgetasteten Hochleistungsmagnetron MG
aus über einen sogenannten Duplexer DU gespeist, wobei die empfangenen Echoimpulse
wieder zum Duplexer DU zurückgeleitet werden. Der Duplexer hat die Aufgabe, die
Rückleitung der empfangenen Echoimpulse ie zu einem Mischer MI, d. h. einer Überlagerungsstufe,
zu ermöglichen, während er den Durchtritt der energiereichen Sendeimpulse des Magnetrons
zum Mischer verhindern soll. Das Magnetron erzeugt unter Steuerwirkung eines Impulsgenerators
sehr energiereiche UKW-Impulse Fs (beispielsweise 1000 Impulse je Sekunde von je
0,3 llsec Dauer, einer Wellenlänge von z.B. 3,5 cm und einer Momentanleistung von
beispielsweise 100kW).
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Ein ZF-Oszillator ZO erzeugt eine lokale Hochfrequenzspanung von
beispielsweise 800 MHz, die im Mischer mit den Echoimpulsen gemischt wird, um die
Wellenfrequenz der Echoimpulszüge auf einen tieferen Wert, nämlich eine Zwischenfrequenz
von z.B.
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60 MHz, zu reduzieren, welche sich besser verstärken und übertragen
läßt als die UKW-Frequenzen.
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Die als ZF-Impulse umgewandelten Echoimpulse werden vom Mischer parallel
angeordneten Verstärkern V1, V2 und V3 zugeleitet. Diese Verstärker bestehen aus
der Hintereinanderanordnung je einer schwundgeregelten ZF-Verstärkerstufe, eines
Detektors zur Umwandlung der verstärkten ZF-Impulse in tastfrequente Impulse sowie
einem nachgeschalteten Breitbandverstärker (Videoverstärker). Die Ausgangssignale
der Verstärkereinheiten Vi, V2, V3 werden je einem sogenannten Fenster oder Tor
G1, G2, G3 zugeführt. Diese Fenster stellen bekanntlich im Prinzip Verstärkerstufen
dar, deren Verstärkerfaktor normalerweise Null ist, d. h. der normalerweise den
Durchgang von Signalen sperrt, während in geregelten Zeitabständen, die dem zu erwartenden
Auftreten der Echoimpulse eines Zieles in bestimmtem Abstand entsprechen, der Verstärker
geöffnet wird, so daß während der Offnungszeit des Tores der auszuwertende Echoimpuls
durchgelassen wird. Die Signale am Ausgang der Fenster werden durch je einen Regelspannungserzeuger
RE gleichgerichtet, um je eine Regelspannung ur zu erzeugen, die zur Regelstufe
des zugehörigen Verstärkers V zurückgeleitet wird, um diese Verstärker im Sinne
einer Konstanthaltung des Pegelmittelwertes der verstärkten, durch das Fenster durchtretenden
Impulse zu regeln.
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Es sind also Verstärkerorgane vorhanden, die dazu bestimmt und ausgebildet
sind, elektrische Impulse nach einem Zeitkriterium auszulesen und diejenigen, welche
innerhalb eines erwarteten engen Zeitraumes auftreten, auf konstanten mittleren
Pegel zu verstärken.
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Zur Steuerung des Tores ist je eine Entfernungsmeßanordnung vorgesehen.
Sie besteht nach Fig. 1 aus der Hintereinanderanordnung von vier Schaltungsanordnungen
Dl, D2, D3, D4, und es ist ihr je ein Impulsdifferentiator DF zugeordnet, der dazu
hestimmt und ausgebildet ist, die ansteigenden Flanken der Impulse am Ausgang des
betreffenden Tores zu differenzieren, um extrem steile Steuerimpulse für die Glieder
D1 der Entfernungsmesser zu gewinnen.
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Nach Fig. 2 a der Zeichnung werden vom Impulsgenerator Gleichstromimpulse
Fs erzeugt, die sich in regelmäßigen Zeitabständen T von beispielsweise 1000 Fsec
(s. Fig. 2 a) folgen. Diese Impulse werden je einem Verzögerungsnetzwerk D1 zugeführt,
das in an sich bekannter Weise die Impulse Ts als dazu um eine regelbare Zeit d
t verzögerte Impulse zu an das angeschlossene Glied D2 weiterleitet (s. Fig. 2b),
wobei die Verzögerungszeit A t durch Verdrehung je einer Verstellwelle W1 bzw. W2
des betreffenden Gliedes D 1 innerhalb bestimmter Werte verändert werden kann. Es
sind bekanntlich auch schon Mittel vorgeschlagen worden, um die Übersteuerung der
Verstärkerkanäle durch von nahen Objekten ausgelöste Echoimpulse dadurch zu verhindern,
daß die Verstärkungsfaktoren dieser Verstärker gemäß Fig. 2 a (gestrichelte Kurven)
zwischen den aufeinanderfolgenden Sendeimpulsen ss exponentiell von einem tiefen
Anfangswert bis zu einem wesentlich höheren Endwert ansteigen.
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Die Glieder D2 sind dazu bestimmt, die Impulse iv auf eine bestimmte
Dauer, beispielsweise 1,2 llsec, zu verbreitern und als Fensterimpulse if sowohl
an die Torschaltungen als auch an die Glieder D3 weiterzugeben (s. Fig. 2c). Die
GliederD3, denen außerdem die Impulse Fs zugeführt werden, erzeugen sägezahnähnliche
Impulse im, die jeweils während der Dauer eines Fensterimpulses if linear von einem
Potential - u zu einem Potential + i< ansteigen und beim Auftreten der Sendeimpulse
es wieder auf den Wert - u zurückzufallen (s. Fig. 2 d). In einem VergleichsnetzwerkD4,
dem die Meßimpulse im und die positiven Spitzen der differenzierten Echoimpulse
ie' aus dem zugeordneten Differenziernetzwerk DF zugeführt werden, werden Gleichspannungen
Ziel bzw. A u2 erzeugt, deren Größe und Richtung von der Lage des Auftretens der
Spitzen ie' bezüglich der Mittelpunkte der Fensterimpulse if abhängen. Wenn die
Impulse ie' bezüglich der Fenstermitte voreilen, wird eine negative Steuerspannung
J u erzeugt, im anderen Fall eine positive Spannung.
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Diese Steuerspannung Au1 bzw. Ax2 wird zur Nachsteuerung über einen
Schalter sl bzw. s2 je einem Servomotor Sr zugeführt. Diese Servomotoren sind hier
als Gleichstrommotoren gezeichnet und dazu bestimmt, die Verstellwelle Wl bzw. W2
des ihnen zugeordneten Verzögerungsnetzwerkes D1 so zu verstellen, daß die Fensterimpulse
if in eine symmetrische Lage zu den auszuwertenden Echoimpulsen je verschoben werden,
wobei die Steuerspannungdu den Wert Null annimmt. Die momentanen Drehstellungen
der Verstellwellen der Verzögerungsnetzwerke Dl entsprechen dann dem Abstand r des
das betreffende Echosignal auslösenden Zieles vom Reflektor.
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Wesentlich neu ist bei der Schaltung nach Fig. 1, daß, nicht wie
sonst üblich, nur ein Verstärkungs-und Entfernungsmeßkanal, sondern deren zwei oder
drei vorhanden sind, was ermöglicht, zwei oder drei im Strahlungsbereich des Radarreflektors
sich befindende echoauslösende Impulse unabhängig voneinander zur Entfernungsauswahl
und Entfernungsverfolgung
heranzuziehen. Wie durch Linien von den
Entfernungsmesser-Servosystemen Sr aus angedeutet ist, können von deren Wellen aus
über an sich bekannte Umwandlungsglieder x elektrische Signale als Ausgangsgrößen
erzeugt werden, deren Werte den Entfernungen rl und r2 entsprechen.
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Außerdem ist ein Anzeiger SA vorgesehen, dem vom Verstärker Vl alle
Echoimpulse über die Leitung II zugeführt werden, die er in Abhängigkeit von der
Entfernung r nebeneinander sichtbar macht. Ein Zeiger C wird davor auf einer Gewindespindel
Sp in Richtung der Meßentfernug verschoben, wenn die Gewindespindel von einem Servomotor
Sr gedreht wird. Der Servomotor Sr ist über den Umschalter su wahlweise parallel
zu einem der Servomotoren Sr geschaltet. Der Zeiger C läuft also dem einen oder
dem anderen durch die Torschaltungen verfolgten Echoimpuls nach und zeigt dadurch
dauernd visuell an, wie sich das betreffende ausgewählte Zielobjekt in bezug auf
die Entfernung vom Reflektor ändert.
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Durch Umschaltung der Schaltkontakte sl bzw. s2 auf die Entfernungswähler
DW kann an je einem Handrad eine Steuerspannung #u' bzw. A aus zur Steuerung des
betreffenden Servomotors Sr eingestellt werden, welche bewirkt, daß sich die Verstellwelle
des betreffenden Servomotors auf einen gewünschten Entfernungswert einstellt. Während
in der Schalterstellung nach Fig. 1 beide Servomotorenç5sr automatisch je einem
Echosignal nachlaufen und der Zeiger C auf dem Anzeiger SA dem Echoimpuls eines
der Ziele nachläuft, könnte z.B. durch Umstellung der Schalter s2 und su der Zeiger
C und der Drehwinkel der Welle W2 des Verzögerungsnetzwerkes D1 auf den Echoimpuls
eines anderen Zieles eingestellt werden, wonach durch Wiederumstellung des Kontaktes
s2 im zweiten Empfangskanal das betreffende Ziel automatisch verfolgt würde.
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Die Impulse ill bzw. i[2 am Ausgang der Tore G 1 und G2, deren Höhen
um einen konstanten Mittelwert im Takt der Umdrehungsfrequenz Sf schwanken (s. Fig.
3 a) @ werden je einem Detektor DT zugeführt, der die niederfrequente Spannung #
11 bzw. 1j 12 erzeugt (in Fig. 31, allgemeiner mit # 1 1 bezeichnet). Die Amplituden
dieser Spannungen 111 entsprechen der Größe des eingangs erläuterten Winkels # zwischen
der Richtachse RA und der Zielachse ZA.
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Diese Spannungen 1 1 werden je einmal direkt und einmal über einen
900-Phasenschieber PS Phasendiskriminatoren PD zugeführt, denen die Bezugsspannung
U2 vom Oszillator SO zugeführt wird (s. Spannung # 2 in Fig. 3c). In diesen Phasendi
skriminatoren PD werden Gleichspannungen #α1=#1#cos#1. ##1=#1#sin#1, #α2=#2#cos#2,
##2=#2#sin#2 erzeugt. wobei da1, #α2 die Ablagekomponenten der beiden Ziele
in Azimutrichtung, JA1, ##2 die Ablagekomponenten der beiden Ziele in Elevationsrichtung.
#1, #2 die Fehlwinkel b der beiden Zielachsen und Cf 1, #@ die Phasenwinkel der
beiden Ziele in bezug auf die Strahl rotation um die Richtachse bedeuten.
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In Modulatoren MD werden diese Gleichstromgrößen auf einen 400-Hz-Träger
aus einem Hilfsgenerator HO aufmoduliert, so daß Wechselspannungen #α1, ##1,
#α2, ##2 entstehen, die zur Steuerung von Servomotoren geeignet sind. Die
Gewinnung der Steuergößen ##1 und dai im ersten Kanal entspricht im Prinzip vollständig
bekannten Zielverfolgungsradarsystemen, wobei diese Steuerspan-
nungen dadurch auf
Null gebracht werden, daß sie den Servomotoren S# bzw. Sa zugeführt werden, die
die Richtachse dem Ziel nachführen im Sinne einer Verringerung des Fehlwinkels #
auf den Wert Null.
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Durch bekannte servotechnische Kunstgriffe, wie Fehlerintegration
usw., Iäßt sich erreichen, daß die Richtachse RA des Radargerätes praktisch fehlerfrei
einer Zielachse ZA nachgeführt werden kann.
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Weil im beschriebenen Radargerät noch ein zweiter bzw. ein dritter
Empfangskanal vorgesehen ist, können außerdem die Ablagekomponten #α2 und
##@ sowie die Entfernung r2 eines zweiten bzw. auch eines dritten Zieles zur Richtachse
gemessen werden.
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In Fig. 1 ist außerdem ein Anzeiger SB dargestellt, welcher gestattet,
die Ablagekoordinaten <32 und #2 des zweiten Zieles Z2 von der Richtachse RA
bzw. die Ablaekomonenten #α2=#2#cos#2 und ##2=#2# sing#2 visuell sichtbar
zu machen.
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Mit den Differenzwerten ##α = #α1 - #α2 und ###=##1-##2,
die im Gerät selbst gebildet werden können, läßt sich z. B. ein Leitstrahlgerät
für eine ferngelenkte Rakete, das an sich parallel zur Richtachse des Verfolgungsradargerätes
nachgeführt wird, so korrigieren, daß eine annähernd in der Leitstrahlgerätrichtachse
fliegende Rakete genau in die Verbindungsgerade ZA vom Verfolgungsradar zum Ziel
hinein gesteuert wird.
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Aber auch eine befehlsgesteuerte Fernlenkrakete kann mit Hilfe der
durch das Verfolgungsradargerät gemäß Fig. l ermittelten Ablagewerte von der Zielrichtung
ins Ziel gesteuert werden.
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Wenn dann im Anzeiger SA visuell festgestellt wird, daß die vorderste
einer Mehrzahl von Raketen in unmittelbarer Nähe des Zieles angelangt ist, bzw.
wenn die Differenz Jr der Entfernungen rl und r2, die auch im Gerät gebildet werden
kann, den Wert Null erreicht, so kann dieser Rakete ein Sprengsignal übermittelt
werden, und es kann der zweite Empfangskanal auf das Echo einer nachfolgenden Rakete
eingestellt werden.
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Ein Radargerät nach Fig. 1 ermöglicht also, servotechnisch gesehen,
die Schließung des Servosystems, welches zur Fernlenkung von Lenkraketen gegen ein
fliegendes Ziel dient. Damit ist es möglich, ohne Anwendung komplizierter Selbststeuereinrichtungen
eine Fliegerahwehrrakete genau gegen ein zu bekämpfendes Flugzeug zu lenken.
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Ein System mit einem Radargerät UR und einem Leitstrahlsender LS
ist in Fig. 4 der Zeichnung dargestellt.
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Das Sender-Duplexer-System SD des Verfolgungsradargerätes UR speist
die Antenne DA des Radargerätes und leitet die Echoimpulse zu den Empfangskanälen
EK 1, EK2, aus welchen als Ausgangsgrößen die Fehlerwerte #α1 und ##1 bzw.
#α2 und ##2 sowie die Entfernungswerte rl und r2 gewonnen werden.
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Der Leitstrahlsender ist hinsichtlich seines Reflektor- und Antennensystems
grundsätzlich gleich ausgebildet wie das Radargerät. Seine Richtachse ist mit LA
bezeichnet. Vom Sender S wird die Antenne mit UKW-Impulsen gespeist, die aber bedeutend
energieärmer sind als die Sendeimpulse des Radargerätes, weil die Rakete, die auf
einer Achse R fliegt, mit abgestimmten Empfangsorganen für diese Pulse ausgerüstet
ist, aus deren Schwankungen um einen Mittelwert und einer der Umdrehungsfrequenz
entsprechenden Bezugs frequenz sie ihre Ablage <3R und die Richtung dieser Ablage
in bezug zur Leitstrahlachse ermitteln kann, wobei diese Fehlergrößen durch
Servosteuerorgane
in der Rakete automatisch gegen den Wert Null reduziert werden.
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Die Leitstrahlachse LA wird grundsätzlich parallel zur Radarrichtachse
RA gesteuert, indem die Servomotoren SW und Sa' des Leitstrahlsenders, welche die
Höhen- und Seitenrichtung der Leitstrahlachse steuern, den entsprechenden Servomotoren
SA und Sa des Radargerätes VR parallel geschaltet sind oder durch Synchroneinrichtungen
mit diesen gekoppelt sind. Es kann dabei aber eine Fehllage der Leitstrahlachse
LA gegenüber der Richtachse RA des Radargerätes entstehen. Außerdem ist nicht unbedingt
gesichert, daß die Richtachse RA des Radargerätes genau auf das Ziel (Achse ZA)
eingestellt ist. Endlich können Wind- und Schwerkrafteinflüsse sowie Querbeschleunigungseinflüsse
bewirken, daß die Rakete gegenüber der Leitstrahlachse LA des Leitstrahlsenders
dauernd falsch liegt.
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Weil nun das Radargerät als Zweifensterradargerät ausgebildet ist
und auch die Lage einer Rakete R gegenüber der Richtachse RA zu vermessen gestattet,
können im Radargerät außer dem Entfernungsdifferenzwert A;' = rl - r2 auch die Differenzwerte
##α = #α1 - #α2 und ### = ##1 - ##2 ermittelt werden, welche zusammen
einen Fehler er des Raketenortes gegenüber der Zielachse ZA objektiv bestimmen.
Weil nun die Höhen- und Seitenrichteinrichtungen des Leitstrahlsenders durch Korrekturservosysteme
SA" und Sa" im Sinne einer Verminderung der Fehlerwerte Ail R und dd a korrigiert
werden, wodurch die Lage der Leitstrahlachse um einen Kor-
rekturvektor fl verändert
wird, so ist es möglich, die Rakete genau in das zu bekämpfende Ziel zu leiten.
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PATENTANSPROCHE: 1. Verfolgungsradargerät mit Selbststeuerung der
Richtachse gegen ein sich bewegendes, auf Grund der Echolaufzeit ausgewähltes Luftziel
und mit wenigstens einem zusätzlichen Hilfsempfangskanal zur Ortung anderer, vom
Richtstrahl erfaßter Ziele, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ermöglichung einer genaueren
Ortung des oder der anderen Ziele relativ zur Richtachse des Radargerätes jedem
dieser Ziele ein eigener Empfangskanal mit besonderen Mitteln zur Entfernungsauswahl
und Entfernungsverfolgung zugeordnet ist.