DE977775C - Device for swiveling a directional antenna - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur gleichzeitigen Schwenkung einer Richtantenne in zwei aufeinander senkrecht stehenden Richtungen um einen vorgegebenen Drehpunkt unter Verwendung eines zweidimensionalen Momentengebers, wobei das Verbindungselement zwischen der Richtantenne und dem Drehpunkt über denselben hinaus als Hebel verlängert ist.The invention relates to a device for the simultaneous pivoting of a directional antenna in using two mutually perpendicular directions around a given pivot point a two-dimensional torque transmitter, the connecting element between the directional antenna and the pivot point is extended beyond the same as a lever.

Zielsuchende Flugkörper, beispielsweise Raketen, die proportional der Winkelgeschwindigkeit der Sichtlinie des Zieles (Flugkörper-Ziel) gesteuert werden sollen, benötigen einen Zielsuchkopf, der gegenüber den Flugkörpereigenbewegungen stabilisiert ist. Zur Zielverfolgung muß die Richtantenne des Flugkörpers der Bewegung des Zieles nachgeführt werden. Bei üblichen und bereits vorgeschlagenen Antennen mit Arbeitskreisel sind hierzu starke Momentengeber erforderlich. Werden vom Zielsuchkopf nur kleine Schwenkwinkel von maximal etwa ±20° in bezug auf die Längsachse ao des Flugkörpers gefordert, so genügen einfache Momentengeber an den Kardanlagern des Kreisels. Bei großen Schwenkwinkeln zwischen etwa ±20° und ±45° verwendet man zweckmäßigerweise zweidimensionale Momentengeber mit Hohlschalen.Target-seeking missiles, such as missiles, which are proportional to the angular velocity of the Line of sight of the target (missile target) are to be controlled, require a homing head that is stabilized with respect to the missile's own movements. The directional antenna must be used to track the target of the missile tracking the movement of the target. At usual and already proposed For this purpose, antennas with working gyroscopes require strong torque transmitters. Will from the homing head only small swivel angles of a maximum of approximately ± 20 ° with respect to the longitudinal axis ao of the missile is required, simple torque transmitters on the gyro bearings are sufficient. In the case of large swivel angles between approximately ± 20 ° and ± 45 °, it is expedient to use two-dimensional torque transmitter with hollow shells.

Es ist bereits ein zweidimensionaler Momentengeber zur gleichzeitigen Bewegung eines Hebels um einen Drehpunkt in zwei zueinander senkrecht stehenden Richtungen vorgeschlagen worden (s. beispielsweise deutsche Patentschrift 977 622, Fig. 2 nebst zugehöriger Beschreibung), wobei ein Anker mit einem Ende des Hebels starr verbunden und eine Hohlschale vorgesehen ist, um deren Mittelpunkt als Drehpunkt der Hebel mit dem Anker innerhalb eines vorgegebenen Bereiches frei bewegbar ist und wobei die Hohlschale und der AnkerIt is already a two-dimensional torque transmitter for the simultaneous movement of a lever around a fulcrum in two mutually perpendicular directions have been proposed (see for example German patent specification 977 622, Fig. 2 together with the associated description), with an anchor rigidly connected to one end of the lever and a hollow shell is provided around its center as the fulcrum of the lever with the armature freely movable within a predetermined range is and wherein the hollow shell and the anchor

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mit Mitteln versehen sind, die zwischen der Hohlschale und dem Anker Kräfte zur Momentenbildung erzeugen. Dieser bereits vorgeschlagene Momentengeber ist besonders vorteilhaft zur gleichzeitigen Schwenkung der Richtantenne eines Zielsuchkopfes in einem Flugkörper in zwei aufeinander senkrecht stehenden Richtungen verwendbar und dadurch gekennzeichnet, daß als Hohlschale schalenförmig angeordnete Bügel vorgesehen ίο sind, die zweckmäßig mit einer Drehfeldwicklung belegt sind, und wobei dann der Anker als Kurzschlußläufer ausgebildet ist. Bei der erwähnten vorteilhaften Verwendung des bereits vorgeschlagenen Momentengebers in einem Zielsuchkopf ist dessen Richtantenne mit dem Hebel starr verbunden und nach einem an sich bekannten Nachsteuerverfahren ständig auf ein Ziel ausrichtbar.are provided with means, the forces between the hollow shell and the armature to generate moments produce. This torque transmitter, which has already been proposed, is particularly advantageous for simultaneous Pivoting the directional antenna of a homing head in a missile in two on top of each other perpendicular directions can be used and characterized in that brackets arranged in the form of a shell are provided as a hollow shell ίο, which are appropriately occupied with a rotating field winding, and then the armature as a squirrel cage is trained. With the mentioned advantageous use of the already proposed Torque transmitter in a homing head, its directional antenna is rigidly connected to the lever and can be continuously aligned to a target according to a known adjustment method.

Weiterhin sind schwenkbare Richtantennen bekannt, denen das Verbindungselement zwischen der Richtantenne und ihrem Drehpunkt über denselben hinaus als Hebel verlängert ist, wozu beispielsweise auf folgenden USA.-Patentschriften hingewiesen sei: Nr. 2834218, 2 856 603, 2 713 637 und 2 699 502.Furthermore, swiveling directional antennas are known, which the connecting element between the directional antenna and its pivot point is extended beyond the same as a lever, including for example Reference is made to the following USA patents: Nos. 2834218, 2,856,603, 2,713,637 and 2 699 502.

Die Erfindung geht von einem Momentengeber nach Art des bereits vorgeschlagenen und den bekannten Richtantennen aus und bezweckt bei der Lösung der ihr zugrunde liegenden Aufgabe — die in der Angabe einer vorteilhaft in einem Zielsuchkopf eines Flugkörpers verwendbaren Einrichtung zur gleichzeitigen Schwenkung einer Richtantenne in zwei aufeinander senkrecht stehenden Richtungen um einen vorgegebenen Drehpunkt unter Verwendung eines zweidimensionalen Momentengebers liegt — eine Einrichtung vorzuschlagen, die den hauptsächlichen Nachteil des bereits vorgeschlagenen Momentengebers vermeidet, der darin zu erblicken ist, daß bei Schwenkung des Hebels um Winkel größenordnungsmäßig ±20° bis ±45° zur Mittelage des Hebels nur einseitig Kräfte zur Momentenbildung erzeugbar sind, weil bei derartigen Schwenkwinkeln die in der Hohlschale und auf dem Anker vorgesehenen Mittel zur Momentenbildung nicht in ihrer Gesamtheit aufeinander einwirken können, sondern nur an denjenigen Stellen, an denen sie sich räumlich im gegenseitigen Wirkungsbereich befinden. Um eine kontinuierliche Momentenerzeugung bei Schwenkwinkeln zwischen ο und ±45° zu ermöglichen, ist der nachteilige Einsatz einer relativ komplizierten Regel- und Umschaltanordnung erforderlich, der die Ungleichheit in der Momentenerzeugung kompensiert, die auftritt, wenn die Mittel zur Momentenerzeugung sich bei der Schwenkung einander nähern oder sich voneinander entfernen.The invention is based on a torque transmitter of the type already proposed and known Directional antennas and aims in solving the problem on which it is based - the in the specification of a device which can advantageously be used in a homing head of a missile for the simultaneous swiveling of a directional antenna in two mutually perpendicular directions around a given pivot point using a two-dimensional torque transmitter - to propose a device that addresses the main drawback of the one already proposed Torque transmitter avoids, which can be seen in it, that when pivoting the lever Angle of the order of ± 20 ° to ± 45 ° to the central position of the lever, forces only on one side Torque formation can be generated because with such pivot angles in the hollow shell and Means provided on the armature for generating moments do not act on one another in their entirety can, but only in those places where they are spatially within the mutual sphere of influence are located. The disadvantage is to enable continuous torque generation at swivel angles between ο and ± 45 ° Use of a relatively complicated control and switching arrangement is required, which accounts for the inequality compensated in the torque generation that occurs when the means for torque generation are approach or move away from each other while panning.

Die erfindungsgemäße Einrichtung zur gleichzeitigen Schwenkung einer Richtantenne in zwei aufeinander senkrecht stehenden Richtungen um einen vorgegebenen Drehpunkt unter Verwendung eines zweidimensionalen Momentengebers, wobei das Verbindungselement zwischen der Richtantenne und dem Drehpunkt über denselben hinaus als Hebel verlängert ist, ist dadurch gekennzeichnet, daß der Momentengeber an dem Hebel mittels einer kardanisch gelagerten Lauf büchse angreift und daß das mittlere Verhältnis des Hebelarms zum Hebelarm des Momentgebers derart gewählt ist, daß zwischen den Schwenkwinkeln der Richtantenne und des Momentengebers eine vorgegebene Winkelübersetzung erfolgt.The device according to the invention for the simultaneous pivoting of a directional antenna in two mutually perpendicular directions around a given pivot point using a two-dimensional torque transmitter, the connecting element between the directional antenna and the pivot point is extended beyond the same as a lever, is characterized by that the torque transmitter engages the lever by means of a gimbal-mounted barrel and that the mean ratio of the lever arm to the lever arm of the torque transmitter is chosen such that between the swivel angles of the directional antenna and the torque transducer a specified angular translation he follows.

Die Anwendung der erfindungsgemäßen Einrichtung ist zwar besonders in einem Zielsuchkopf eines Flugkörpers zur Bekämpfung eines Zieles vorteilhaft, jedoch nicht darauf beschränkt. Sie kann beispielsweise vorteilhaft auch bei der Schwenkung ortsfester Radarantennen oder Infrarot-Detektoren erfolgen.The device according to the invention is used in particular in a homing head a missile for combating a target advantageous, but not limited thereto. she can, for example, also be advantageous when pivoting stationary radar antennas or infrared detectors take place.

Im folgenden sei an Hand der in Fig. 1 dargestellten Prinzipzeichnung ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung zu deren näheren Erläuterung im einzelnen beschrieben.The following is based on the one shown in FIG Principle drawing of a preferred embodiment of the invention to explain it in more detail described in detail.

Mit ι ist in Fig. 1 der Parabolspiegel einer üblichen Richtantenne des Zielsuchkopfes eines Flugkörpers bezeichnet, der nach einem Nachsteuerverfahren ständig einem Ziel nachsteuerbar ist, wobei die Richtantenne gegenüber den Eigenbewegungen des Flugkörpers unter Anwendung eines Kreisels 2 raumfest stabilisiert und entsprechend der Sichtliniendrehung um den Drehpunkt des Kardans 3 in zwei aufeinander senkrecht stehenden Richtun- go gen derart schwenkbar ist, daß sie ständig auf das Ziel ausgerichtet ist. Diese Schwenkung erfolgt mittels des Momentengebers 14, der zweckmäßig einen beweglichen Kurzschlußring 4 und Spulen 5 einer Drehfeldwicklung als Mittel zur Momentenbildung aufweist. Der Momentengeber 14 ist über einen gabelförmig ausgebildeten Hebelarm 9, ein Kardan 8, eine Laufbüchse 7 und einen Hebel 6 mit dem Spiegel 1 der kardanisch gelagerten Richtantenne verbunden. Mit 13 sind die flugkörperfesten Stützen des Kardans 3 bezeichnet. Der Momentengeber 14 kann selbstverständlich auch anderer, an sich bekannter oder bereits vorgeschlagener Art sein, beispielsweise ein elektrischer Stellmotor für jede der aufeinander senkrecht stehenden Schwenkrichtungen; er kann auch pneumatisch arbeiten. Sein Hebelarm 9 hat die Länge I₁ und ist um den Drehpunkt des Kardans 10, das über den Arm 11 fest mit dem Flugkörper und damit den Stützen 13 verbunden ist, in einem vorgegebenen Bereich von beispielsweise ±30° zu seiner gezeigten Mittelstellung in der Zeichenebene und unabhängig davon in einer dazu senkrechten Ebene schwenkbar. Hierzu werden den Mitteln zur Momentenerzeugung, die im gezeigten Beispiel aus den flugkörperfest angebrachten Spulen 5 und dem Kurzschluß ring 4 bestehen, Signale zugeführt, die mittels nichtgezeigten, an sich bekannten Schaltungen zur Erzeugung von Fehlersignalen bei der Radarpeilung eines Zieles ableitbar sind. Die Länge des als Hebel 6 über den Drehpunkt des Kardans 3 verlängerten Verbindungselementes 12 des Spiegels ι mit dem Kardan 3 ist mit I₂ bezeichnet. Wird der Hebel 9 des Momentengebers 14 beispielsweise in der Zeichenebene nach oben um ±30° geschwenkt, so gleitet das im Kardan 8 gelagerteIn Fig. 1, the parabolic mirror of a conventional directional antenna of the homing head of a missile is denoted by ι, which can be continuously adjusted to a target according to an adjustment method, the directional antenna being stabilized in relation to the missile's own movements using a gyro 2 and corresponding to the line of sight rotation around the pivot point of the cardan 3 can be pivoted in two mutually perpendicular directions in such a way that it is constantly aligned with the target. This pivoting takes place by means of the torque transmitter 14, which expediently has a movable short-circuit ring 4 and coils 5 of a rotating field winding as a means for generating torque. The torque transmitter 14 is connected to the mirror 1 of the gimbal-mounted directional antenna via a fork-shaped lever arm 9, a cardan 8, a bushing 7 and a lever 6. With 13 the missile-fixed supports of the cardan 3 are designated. The torque transmitter 14 can of course also be of a different type known per se or already proposed, for example an electric servomotor for each of the mutually perpendicular pivoting directions; it can also work pneumatically. Its lever arm 9 has the length I ₁ and is around the pivot point of the cardan 10, which is firmly connected to the missile and thus the supports 13 via the arm 11, in a predetermined range of, for example, ± 30 ° to its center position shown in the plane of the drawing and independently of this, can be pivoted in a plane perpendicular thereto. For this purpose, the means for torque generation, which in the example shown consist of the missile-fixed coils 5 and the short-circuit ring 4, are fed signals which can be derived by means of circuits not shown, known per se, for generating error signals in the radar bearing of a target. The length of the connecting element 12 of the mirror 1 with the cardan 3, which is extended beyond the pivot point of the cardan 3 as a lever 6, is denoted by I ₂ . If the lever 9 of the torque transmitter 14 is pivoted upwards by ± 30 ° in the plane of the drawing, for example, the one mounted in the cardan 8 slides

Gleitlager 7 auf dem Hebel 6 zu dessen Ende und dreht den Hebel 6 um +45° nach oben. Der Kurzschlußring 4 bleibt bei dieser Schwenkung immer über den Spulen 5, da ja im gezeigten Beispiel eine Winkeltransformation der Schwenkung von +30° auf +45° erfolgt. Durch Wahl eines anderen mittleren Verhältnisses des Hebels 6 zum Hebel 9 des Momentengebers 14 oder durch Wahl eines anderen vorgegebenen Abstandes der Drehpunkte der Kardane 3 und 10 lassen sich beliebige derartige Winkeltransformationen durchführen.Slide bearing 7 on the lever 6 to its end and rotates the lever 6 by + 45 ° upwards. The short-circuit ring 4 always remains above the bobbins 5 during this pivoting, since there is one in the example shown Angular transformation of the swivel from + 30 ° to + 45 ° takes place. By choosing another middle one Ratio of the lever 6 to the lever 9 of the torque transmitter 14 or by choosing a different one predetermined distance between the pivot points of the cardan 3 and 10 can be any such Carry out angular transformations.

Im gezeigten Beispiel bleibt der Hebel des Momentengebers in seiner Länge I₁ bei der Schwenkung konstant, während sich die wirksame Länge /₂ des Hebels 6 laufend ändert. Selbstverständlich kann aber auch Z₂ konstant gehalten werden, wenn eine Variation von Z₁ ermöglicht wird.In the example shown, the length I _{1 of} the torque transmitter remains constant during pivoting, while the effective length / _{2 of} the lever 6 changes continuously. Of course, however, Z ₂ can also be kept constant if a variation of Z _{1 is} made possible.

Fig. 2 zeigt eine mehr ins Detail gehende Abbildung des Ausführungsbeispiels der Erfindung nach Fig. 1, um dessen Aufbau und Wirkungsweise noch deutlicher zu machen, wobei gleiche Bezugszeichen prinzipiell gleiche Bausteine wie in Fig. 1 kennzeichnen.Fig. 2 shows a more detailed illustration of the embodiment of the invention according to FIG. 1, in order to make its structure and mode of operation even clearer, with the same reference numerals in principle the same components as in FIG. 1 mark.

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE:PATENT CLAIMS: 1. Einrichtung zur gleichzeitigen Schwenkung einer Richtantenne in zwei aufeinander senkrecht stehenden Richtungen um einen vorgegebenen Drehpunkt unter Verwendung eines zweidimensionalen Momentengebers, wobei das Verbindungselement zwischen der Richtantenne und dem Drehpunkt über denselben hinaus als Hebel verlängert ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Momentengeber (14) an dem Hebel (6) mittels einer kardanisch gelagerten Laufbüchse1. Device for the simultaneous swiveling of a directional antenna in two on top of each other perpendicular directions around a given pivot point using a two-dimensional torque sensor, the connecting element between the directional antenna and the pivot point is extended beyond the same as a lever, characterized in that that the torque transmitter (14) on the lever (6) by means of a gimbal-mounted liner (7) angreift und daß das mittlere Verhältnis des Hebelarms (Z₂) zum Hebelarm (Z₁) des Momentengebers (14) derart gewählt ist, daß zwischen den Schwenkwinkeln der Richtantenne (1) und des Momentengebers (14) eine vorgegebene Winkelübersetzung erfolgt.(7) attacks and that the mean ratio of the lever arm (Z ₂ ) to the lever arm (Z ₁ ) of the torque transmitter (14) is selected such that a predetermined angular translation takes place between the pivot angles of the directional antenna (1) and the torque transmitter (14). 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebelarm (Z₂) kürzer als der Hebelarm (I₁) ist.2. Device according to claim 1, characterized in that the lever arm (Z ₂ ) is shorter than the lever arm (I ₁ ) . 3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch ihre Verwendung in einem Zielsuchkopf.3. Device according to claim 1 or 2, characterized through their use in a homing head. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings O 909 683/6 1.70O 909 683/6 1.70