DE1473917C1 - Method for identifying a missile serving as a location target, in particular a projectile, and device for carrying out the method - Google Patents
Method for identifying a missile serving as a location target, in particular a projectile, and device for carrying out the methodInfo
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Description
Der Flugkörper ist also lediglich derart mit einem Reflektor zu versehen, daß z. B. ein auf den Flugkörper auftreffender Radar- oder Laserstrahl periodisch in wechselnden Richtungen abgelenkt wird und die eigentliche Reflexion dieses Ortungsstrahles erst an einer vom Flugkörper getrennten, in einer bestimmten Ablenkrichtung getroffenen Zwischenebene erfolgt, worauf der von der Zwischenebene reflektierte Ortungsstrahl vom Flugkörper zur Sendestelle zurückgelenkt wird. Auf diese einfache Weise wird dem reflektierten Ortungssignal eine charakteristische Kennung aufmoduliert. Wird als Zwischenebene z. B. die Erdoberfläche verwendet, so trifft der am Flugkörperreflektor abgelenkte Ortungsstrahl bei einem um seine Längsachse rotierenden Flugkörper nur während eines ganz bestimmten Drehstellungsbereiches die Erdoberfläche. Nur innerhalb dieses Bereiches wird der Ortungsstrahl von der Erde reflektiert und über den Flugkörper an die Empfangseinrichtungen der Meßstelle gegeben. Nur dieses von der Zwischenebene stammende Echosignal wird als Nutzsignal verarbeitet. Alle anderen Fest oder Störsignale, die z. B. durch direkte Reflexion am Flugkörper entstehen, werden nach bekannten Verfahren (wie z. B. im deutschen Patent 1 056 675 beschrieben) ausgeblendet oder ausgetastet. The missile is only to be provided with a reflector in such a way that that z. B. a radar or laser beam impinging on the missile periodically is deflected in changing directions and the actual reflection of this locating beam only at one that is separated from the missile and hit in a certain deflection direction Intermediate level takes place, whereupon the locating beam reflected from the intermediate level is directed back from the missile to the transmitting station. That simple way will a characteristic identifier is modulated onto the reflected locating signal. Will as an intermediate level z. B. used the surface of the earth, the hits on the missile reflector deflected locating beam for a missile rotating around its longitudinal axis only the surface of the earth during a very specific range of rotation. Only within In this area the locating beam is reflected from the earth and given via the missile to the receiving devices of the measuring point. Only this The echo signal coming from the intermediate level is processed as a useful signal. All other fixed or interfering signals, e.g. B. caused by direct reflection on the missile, are according to known processes (such as described in German patent 1,056,675) hidden or blanked.
Über das modulierte Echosignal läßt sich die Rollfrequenz w des Flugkörpers und die momentane DrehstellungD = cl) w t ermitteln. Diese Werte sind bei Flugkörpern dann wichtig, wenn es sich z. B. um einen raketengetriebenen, um seine Längsachse rotierenden Flugkörper handelt, der nur mit einem Strahlruder zu lenken ist, oder wenn es sich um Geschosse handelt, die sich auf einer vorbestimmten ballistischen Bahn bewegen und denen in einer ganz bestimmten Drehstellung ein in eine ganz bestimmte Richtung weisender Zündimpuls aufzuprägen ist. The rolling frequency w of the missile can be determined via the modulated echo signal and determine the current rotary position D = cl) w t. These values are for missiles important when it is z. B. a rocket propelled, about its longitudinal axis is a rotating missile that can only be steered with a thruster, or when it comes to projectiles that are on a predetermined ballistic Move path and those in a very specific rotary position into a very specific one Directional ignition pulse is to be impressed.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß sich jedes andere in die Nähe des Flugkörpers kommende Luftziel als weitere Zwischenebene durch ein zusätzliches Modulationssignal bemerkbar macht; die aus dem Modulationssignal zu entnehmende Lage dieses Luftzieles zum Flugkörper kann zur Ermittlung des Zündzeitpunktes herangezogen werden. Another advantage of the invention is the fact that each other air targets coming in the vicinity of the missile as a further intermediate level makes an additional modulation signal noticeable; those from the modulation signal The position of this air target in relation to the missile to be taken can be used to determine the ignition point can be used.
Ein System zur Durchführung dieses Verfahrens ist erfindungsgemäß gekennzeichnet durch eine dem Bahnverlauf des zu steuernden Flugkörpers nachführbare Richtantenne, einen am Flugkörper angeordneten rotierenden Reflektor, der nur in einer bestimmten Drehstellung die Ortungssignale zur Zwischenebene lenkt und das von der Zwischenebene reflektierte Echosignal an die Antenne zurückgibt, und einen mit der Antenne verbundenen Empfänger, dem an sich bekannte Einrichtungen zur Unterdrückung von Stör- und/oder Festsignalen und zur Auswertung des Echosignals zugeordnet sind. A system for performing this method is in accordance with the invention characterized by one that can be tracked to the trajectory of the missile to be controlled Directional antenna, a rotating reflector arranged on the missile, which is only used in a certain rotary position directs the locating signals to the intermediate level and that returns echo signal reflected from the intermediate plane to the antenna, and a with the antenna connected receiver, the per se known means for suppression of interference and / or fixed signals and for evaluating the echo signal are assigned.
Soll die Bahn kontinuierlich verfolgt und auch die Werte für die Rollfrequenz w und die Drehstellung D des Flugkörpers in jedem Augenblick bestimmt werden, so muß die Meßeinrichtung nach Art eines CW-Radars im Dauerstrich-Verfahren arbeiten. Die Messung von Entfernung und Geschwindigkeit des Flugkörpers läßt sich durch eine zusätzliche Modulation des Sendesignals erreichen. Aus den Phasenverschiebungen zwischen gesendeten und empfangenen Signalen läßt sich am Empfangsort die Entfernung und Geschwindigkeit des Flugkörpers bestimmen. Should the web be tracked continuously and also the values for the Roll frequency w and the rotational position D of the missile determined at each instant the measuring device must be like a CW radar in the continuous wave method work. The distance and speed of the missile can be measured by additional modulation of the transmitted signal. From the phase shifts The distance between sent and received signals can be determined at the receiving location and determine the speed of the missile.
Bei nicht um die Längsachse rotierenden Flugkörpern wird in weiterer Ausgestaltung der Erfindung ein z. B. fahrtwindgetriebener Reflektor rotierend am Flugkörper vorgesehen, wobei der Reflektor die Ortungssignale nur innerhalb eines bestimmten Winkelbereiches reflektiert. In the case of missiles that do not rotate about their longitudinal axis, further Embodiment of the invention a z. B. wind-powered reflector rotating on Missile provided, the reflector receiving the location signals only within one certain angular range is reflected.
Die Erfindung wird an Hand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele erläutert. Im einzelnen zeigt Fig. 1 schematisch die erfindungsgemäße Ortung eines um seine Längsachse rotierenden Flugkörpers, F i g. 2 schematisch die Heckansicht des in F i g. 1 gezeigten Flugkörpers bei verschiedenen Drehstellungen, Fig. 3 ein mit der Kennung moduliertes Echosignal, F i g. 4 eine Ausführungsform eines rotierenden Reflektors am Flugkörper, Fig. 5 eine zweite Ausführungsform eines rotierenden Reflektors am Flugkörper, F i g. 6 einen Flugkörper mit einem Luftziel als zusätzliche Zwischenebene und F i g. 7 das modulierte Echosignal des Flugkörpers nach F i g. 6 mit zusätzlicher Zwischenebene. The invention is based on the exemplary embodiments shown in the drawing explained. In detail, Fig. 1 shows schematically the inventive location of a missile rotating about its longitudinal axis, FIG. 2 schematically the rear view of the in FIG. 1 missile shown in different rotational positions, Fig. 3 a echo signal modulated with the identifier, F i g. 4 an embodiment of a rotating Reflector on the missile, Fig. 5 shows a second embodiment of a rotating reflector on the missile, FIG. 6 shows a missile with an air target as an additional intermediate level and F i g. 7 shows the modulated echo signal of the missile according to FIG. 6 with additional Intermediate level.
Der Einfachheit halber ist das erste Ausführungsbeispiel in Verbindung mit einer bekannten Radareinrichtung beschrieben. For the sake of simplicity, the first embodiment is in conjunction described with a known radar device.
In F i g. 1 ist daher schematisch eine Radarantenne 1 und ein Flugkörper 2 dargestellt, der um seine Längsachse C rotiert. Der Flugkörper 2 weist in seinem Heck eine axiale Öffnung 3 und ein kleines radiales Fenster 4 auf. Ein Reflektor 5 ist innerhalb des Flugkörpers fest mit diesem verbunden. Ein von der Radarantenne 1 ausgesendeter Ortungsimpuls trifft entlang des Strahlenverlaufs 7 durch die Hecköffnung 3 auf den Reflektor 5 des Flugkörpers und wird dort im AblenkpunktA unter einem Winkel y durch das radiale Fenster 4 des Flugkörpers im Strahlenverlauf 7 a auf die Zwischenebene 6 abgelenkt. Die Zwischenebene 6, in diesem Fall die Erdoberfläche, reflektiert im Punkt B das abgelenkte Ortungssignal und wirft dieses etwa parallel im Strahlenverlauf 8 durch das radiale Fenster 4 auf den Reflektor 5 des Flugkörpers zurück. Vom Reflektor 5 des Flugkörpers wird dieses von der Erdoberfläche 6 stammende Echosignal in Richtung des Strahlenverlaufs 8 a an die Radarantenne zurückgeworfen. In Fig. 1 is therefore schematically a radar antenna 1 and a missile 2, which rotates about its longitudinal axis C. The missile 2 has in his An axial opening 3 and a small radial window 4 at the rear. A reflector 5 is firmly connected to the missile inside the missile. One from the radar antenna 1 emitted locating pulse hits along the beam path 7 through the rear opening 3 on the reflector 5 of the missile and is there in the deflection point A under a Angle y through the radial window 4 of the missile in the beam path 7 a the intermediate level 6 deflected. The intermediate level 6, in this case the surface of the earth, reflects the deflected location signal at point B and throws it approximately parallel in the beam path 8 through the radial window 4 onto the reflector 5 of the missile back. From the reflector 5 of the missile this comes from the surface 6 of the earth Echo signal thrown back in the direction of the beam path 8 a to the radar antenna.
Dreht sich der Flugkörper 2 kontinuierlich um seine LängsachseC-C, so trifft das abgelenkte Ortungssignal nur in Drehstellungen des Flugkörpers innerhalb eines bestimmten Winkelbereichs die Zwischenebene. Aus Fig.2 erkennt man, daß bei einer Drehstellung D1 des Flugkörpers die kürzeste Entfernung zwischen dem ReflektorS des Flugkörpers 2 und der Zwischenebene 6 besteht. Dreht sich der Flugkörper 2 mit seiner Rollfrequenz in der in Fig.2 angedeuteten Richtung, so wird das von der Zwischenebene 6 stammende Echosignal immer schwächer, da auch die Entfernung zwischen Ablenkpunkt A des Reflektors 5 des Flugkörpers und der Zwischenebene 6 immer größer und der Einfallswinkel auf die Zwischenebene immer kleiner wird. If the missile 2 rotates continuously about its longitudinal axis C-C, so the deflected location signal only hits in the rotational positions of the missile within of a certain angular range the intermediate plane. From Figure 2 it can be seen that in a rotational position D1 of the missile the shortest distance between the reflector S of the missile 2 and the intermediate plane 6 consists. If the missile 2 rotates with it its rolling frequency in the direction indicated in Figure 2, so that of the intermediate plane 6 originating echo signal always weaker, because also the distance between the point of deflection A of the reflector 5 of the missile and the intermediate plane 6 always larger and the The angle of incidence on the intermediate plane becomes smaller and smaller.
Aus der Fig. 2 ergibt sich, daß bei Drehstellungen des Flugkörpers, die Winkeln von ß größer 900 und kleiner 2700 entsprechen, überhaupt keine Echosignale von der Erdoberfläche 6 mehr auftreten.From Fig. 2 it follows that in rotational positions of the missile, the angles of ß greater than 900 and less than 2700 correspond to no echo signals at all occur from the earth's surface 6 more.
In der F i g. 3 ist ein auf Grund der Drehung des Flugkörpers mit der Rollfrequenz rn entsprechend moduliertes Echosignal am Empfangsort dargestellt. In FIG. 3 is a due to the rotation of the missile with the rolling frequency rn correspondingly modulated echo signal shown at the receiving location.
Wird über die Radarantenne 1 ein Ortungssignal in Richtung des Flugkörpers ausgesandt, so wird ein Echosignal empfangen, das aus den im Abstand 2 sir auftretenden Sinushalbwellen besteht und damit eine charakteristische Kennung dieses Flugkörpers darstellt. Die maximale Amplitude einer solchen Sinushalbwelle entspricht der Stellung Dl des Flugkörpers 2; bei weiterer Drehung des Flugkörpers nimmt das von der Zwischenebene 6 stammende Echosignal nach Maßgabe der Sinushalbwelle ab und verschwindet bei ß = 90° schließlich ganz, bis es bei Weiterdrehung des Flugkörpers über einen Winkel fi = 2700 hinaus wieder auftritt und auf seinen Scheitelwert bei der Drehstellung Dl (kl = 3600 bzw. 00) anwächst.If the radar antenna 1 is a location signal in the direction of the missile sent out, an echo signal is received, which is composed of the occurring at a distance of 2 sir There is sine half-waves and thus a characteristic identifier of this missile represents. The maximum amplitude of such a sine half-wave corresponds to the position Dl of the missile 2; as the missile rotates further, it takes away from the intermediate plane 6 originating echo signal in accordance with the sine half-wave and disappears at ß = 90 ° finally, until it reaches an angle with further rotation of the missile fi = 2700 occurs again and to its peak value at the rotary position Dl (kl = 3600 or 00) increases.
Alle anderen vom Empfänger aufgenommenen Echosignale, die z. B. durch Reflexion an den Heckteilen des Flugkörpers 2 entstehen, treten unabhängig von der jeweiligen Drehstellung des Flugkörpers auf und können somit von dem von der Zwischenebene 6 stammenden, die charakteristische Kennung aufweisenden Echosignal getrennt werden. Damit entfallen auch alle zusätzlichen Stör- oder Festsignale von sich bewegenden oder festen Zielen, die sich in der Nähe des zu verfolgenden Flugkörpers befinden. All other echo signals picked up by the receiver, which z. B. by Reflection on the tail parts of the missile 2 occur independently of the respective rotational position of the missile and can thus be from that of the intermediate plane 6 originating, the characteristic identifier having echo signal are separated. This also eliminates any additional interference or fixed signals from moving ones or fixed targets in the vicinity of the missile to be tracked.
In F i g. 4 ist eine Ausführungsform eines Reflektors an einem nicht rotierenden Flugkörper dargestellt. Der Reflektor 20 besteht aus einem Kegel, dessen Fläche 22 absorbierend und dessen relativ schmaler Fl ächensektor 21 reflektierend ausgebildet ist. In Fig. 4 is one embodiment of a reflector on a non rotating missile shown. The reflector 20 consists of a cone whose Surface 22 absorbing and its relatively narrow surface sector 21 reflective is trained.
Der an dem sich nicht drehenden Flugkörper 2 angebrachte Reflektor wird über einen durch den Fahrtwind angetriebenen Rotor 16 gedreht, so daß der reflektierende Sektor 21 kontinuierlich umläuft. The reflector attached to the non-rotating missile 2 is rotated by a rotor 16 driven by the airflow, so that the reflective Sector 21 rotates continuously.
Analog zu dem sich um seine Längsachse drehenden Flugkörper mit festem Reflektor wird daher ein aus der Richtung 7 einfallender Ortungsstrahl unter dem Winkels in eine Strahl richtung 7 a abgelenkt, wobei dieser so abgelenkte Strahl durch den sich drehenden Reflektor mit der Winkelgeschwindigkeit m umläuft.Analogous to the missile rotating around its longitudinal axis with a fixed A locating beam incident from the direction 7 is therefore under the reflector Angle deflected in a beam direction 7 a, this deflected beam rotates through the rotating reflector with the angular velocity m.
Es wird also auch bei einer solchen Anordnung ein Echosignal von der Zwischenebene nur während Drehstellungen des Reflektors innerhalb eines ganz bestimmten Winkelbereiches von der Radarantenne empfangen.So there is an echo signal from the Intermediate level only during rotational positions of the reflector within a very specific one Angular range received by the radar antenna.
In F i g. 5 ist eine ähnliche Anordnung eines drehbaren Reflektors an einem nicht rotierenden Flugkörper dargestellt. In diesem Fall ist die Reflektorfläche als Innenkegel ausgebildet, wobei die Kegelfläche wiederum einen schmalen reflektierenden Be- reich und einen entsprechend großen absorbierenden Bereich aufweist. In Fig. Figure 5 is a similar arrangement of a rotatable reflector shown on a non-rotating missile. In this case it is the reflector surface designed as an inner cone, the conical surface in turn having a narrow reflective Loading rich and has a correspondingly large absorbent area.
In Fig. 6 ist schematisch die Annäherung des zu ortenden Flugkörpers 2 an ein zu bekämpfendes Luftziel 23 dargestellt. Sobald der Flugkörper 2 in die Nähe des Luftziels 23 gelangt, wird zusätzlich zu dem von der Erdoberfläche stammenden Echosignal ein weiteres Echosignal hinzukommen, das durch Reflexion des vom Reflektor abgelenkten Ortungsstrahles 7 a auf dem Luftziel 23 gebildet wird. In Fig. 6 is the approach of the missile to be located schematically 2 at an air target 23 to be combated. As soon as the missile 2 is in the Approaching the air target 23 is in addition to that coming from the surface of the earth Echo signal an additional echo signal is added, which is caused by the reflection of the reflector deflected locating beam 7 a on the air target 23 is formed.
In F i g. 7 ist ein unter diesen Verhältnissen empfangenes moduliertes Echosignal dargestellt. Außer den in einem Abstand w t2 auftretenden, von der Erdoberfläche stammenden Echosignalen 18 treten mit einer bestimmten Phasenverschiebung und einem Abstand m t1 zusätzliche Echosignale 24 auf. Je nach Amplitude und Phasenlage F der zusätzlichen Echosignale 24 läßt sich auf die Lage des Flugzieles 23 in bezug auf den zu ortenden Flugkörper 2 schließen. In Fig. 7 is a modulated received under these conditions Echo signal shown. Except for those occurring at a distance w t2 from the earth's surface originating echo signals 18 occur with a certain phase shift and a Distance m t1 additional echo signals 24. Depending on the amplitude and phase position F the additional echo signals 24 can be related to the position of the flight target 23 close to the missile 2 to be located.
Aus den ermittelten Daten lassen sich beispielsweise für den Flugkörper 2 eventuell erforderliche Signale für Lenkung und Zündkontrolle ableiten.The data obtained can be used, for example, for the missile 2 derive any necessary signals for steering and ignition control.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich sowohl nicht lenkbare, z. B. ballistische Geschosse, als auch lenkbare Flugkörper unverwechselbar zu anderen Objekten orten. According to the method according to the invention, both non-steerable, z. B. ballistic projectiles, as well as steerable missiles unmistakable to others Locate objects.
Aus der erzielten charakteristischen unverwechselbaren Kennung im empfangenen Echosignal lassen sich zusätzlich die Daten der jeweiligen Drehstellung und Rollfrequenz des Flugkörpers ableiten. From the characteristic unmistakable identifier achieved in the received echo signal, the data of the respective rotary position can also be viewed and derive roll frequency of the missile.
An Stelle einer im Ausführungsbeispiel beschriebenen Radaranlage zur Ortung des Flugkörpers lassen sich z. B. auch energiereichere Laserstrahlen verwenden, die gegenüber Radarstrahlen den Vorteil der geringen Öffnung aufweisen, was sich auf die Energiebilanz im günstigen Sinne auswirkt. Instead of a radar system described in the exemplary embodiment to locate the missile z. B. also high-energy laser beams use, which have the advantage of small aperture compared to radar beams, which has a positive effect on the energy balance.
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