DE2311094C3 - Annäherungszünder mit Dopplerfrequenzverstärker - Google Patents

Description

rung beginnt

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung, insbesondere hinsichtlich des Durchlaßbereiches und Verstärkungsgrades der beiden Verstärker, sind in weiteren Unteransprüchen ange^führt

Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieis beschrieben, welches ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Annäherungszünders nach der Erfindung wiedergibt. Hierbei zeigt

F i g. 1 ein Blockschaltbild der Komponenten im Annäherungszünder,

F i g. 2a ein Schaltbild und

Fig.2b den Frequenzempfindlichkeitsverlauf der Verstärker.

In F i g. 1 ist ein Wechselstromgenerator 1 dargestellt, welcher beispielsweise von einer nicht näher dargestellten Windturbine angetrieben wird. Der Generator 1 versorgt das Filter 2 mit Strom. Von dem Filter 2 wird eine geglättete gleichgerichtete Spannung an den Regler 3 gegeben, von dem aus die geglättete Gleichspannung der übrigen Schaltung zugeführt wird, was durch die gestrichelten Leitungen in F i g. 1 angezeigt ist.

Wenn der Regler 3 die anderen Schaltungskomponenten mit Spannung versorgt, werden von einem Oszillator in einem Oszillatormischglied 6 über eine zweipolige Antenne 7 Hochfrequenzwellen ausgesendet Die Überlagerung zwischen den ausgesendeten und empfangenen Signalen (Dopplersignale), welche von einem Mischer im Glied 6 bewirkt wird, wird durch frequenzselektive Niederfrequenzverstärker 4 und 8 verstärkt, welche unterschiedliche Bandbreitenkennwerte besitzen. Wenn das Signal von dem Mischer 6 innerhalb der Bandbreite des ersten Verstärkers 4 liegt, so läßt ein Pegeldetektor 11 die ersten Schwingungen des verstärkten Dopplersignals durch, wenn diese einen vorgegebenen Wert besitzen. Die Höhe der Zündung oder der Abstand von dem Ziel wird bestimmt, indem der Pegeldetektor 11 und der Niederfrequenzverstärker 4 eingestellt werden. Ein Auslöseglied 13 schließt einen Zündkreis 5, sobald das erste Signal von dem Pegeldetektor empfangen wird.

Wenn das Signal von dem Mischer 6 Frequenzen umfaßt, die ebenfalls innerhalb des Frequenzbereichs des Filters des zweiten Verstärkers 8 liegen, so läßt der Pegeldetektor 12 die ersten Schwingungen des Signals durch, wenn diese einen vorgegebenen Wert aufweisen. Sodann sperrt ein Rückstellglied 16 den Verstärker 4 über das Verzögerungsglied 9, wobei eine unmittelbare Sperrwirkung auftritt, wohingegen die Sperrwirkung nicht beendet wird, bis das Signal von dem Verstärker 8 bereits einige Zeit verschwunden ist.

Die Verzögerungsglieder 9 und 10 verhindern irgendeine Aufladung eines oder mehrerer Zündkondensatoren während der Anfangszeit nach Abschuß des Geschosses. Sie bewirken ferner, daß der Niederfrequenzverstärker 4 eine gewisse Zeit nach Einschaltung des Niederfrequenzverstärkers 8 eingeschaltet wird.

Der Zündkreis 5 besteht aus einem Zündkondensator Cd (siehe F i g. 2), der zu einem elektrischen Zünder R_D in Reihe liegt. Die Aufladung des Kondensators findet zu einer Zeit 72 statt, nachdem die Abschußphase begonnen hat, und dauert eine Zeit 74. Der Zündkreis 5 als solcher bleibt offen, bis er entweder durch ein Signal von dem Auslöseglied 13 oder durch einen Zielschalter 14 geschlossen wird. Der elektromechanische Zielschalter 14 liegt zum Zündkreis 5 parallel.

Die Sprengkap^elzündung besteht aus zwei unabhängigen Gruppen (siehe Fig. M). wobei die eine den elektrischen Zünder R_D mit einem Kurzschlußschalter 15, den Zündkondensator Cd und den Zielschalter 14 aufweist, und die andere einen Zündverstärker Q1. Das Rückstellglied 16 beeinflußt das Verzögerungsglied 9 des Niederfrequenzverstärkers 4 entweder vom Regler 3 oder vom Niederfrequenzverstärker 8 über seinen Pegeldetektor 12.

'ο Im folgenden wird die elektrische Funktionsweise der Schaltung an Hand der Fi g. 2 näher beschrieben.

Durch den Abschuß des Geschosses wird die Sperrung der Zündkapsel freigegeben, indem der Kurzschlußschalter 15 geöffnet wird. Unmittelbar nach ■ 5 Verlassen des Abschußrohres beginnt sich die nicht näher dargestellte Turbine zu drehen und treibt den Generator 1 an. Dadurch wird die Stromversorgung aufgebaut und der Regler 3 liefert demzufolge bei P1 die richtige Spannung an den übrigen Schaltkreis. Bei ze P2 und P3 stellt sich etwa die gleiche Spannung wie bei P1 ein. Ein Verzögerungskondensator C3 wird über die Widerstände R 3 und R 4 aufgeladen. Nach einer Zeit 71 ist die Spannung am Kondensator C3 so hoch, daß der Verstärker 4 anspricht. In dem gleichen Augenblick bricht die Spannung bei P3 zusammen. Die Verzögerungskondensatoren Cl und C2 werden über die Widerstände R 1 und R 2 aufgeladen, und nach einer Zeit T2 hat die Spannung an den Kondensatoren Cl und C 2 einen Pegel erreicht, der hoch genug liegt, um den Verstärker 8 ansprechen zu lassen. In dem gleichen Augenblick bricht die Spannung bei P 2 zusammen, und erst von nun an tritt zwischen PX und P2 in dem Zündkondensatorkreis eine SpannungsJuerenz auf. Der Zündkondensator Co wird nun über den elektrisehen Zünder Rd und den Widerstand R 5 aufgeladen. Nach einer Zeit 73 ist die Sicherheitszeit überschritten, und nach einer Zeit 74 ist der Kondensator Cd vollständig aufgeladen. Der Annäherungszünder ist demzufolge nach einer Zeit 75, die sich aus 72 + 74 zusammensetzt, für einen Annäherungszündvorgang einsatzbereit. Eine vollständige Sicherheit wird während der Anfangszeit 76 garantiert, die sich aus 72 + 73 zusammensetzt.

Wenn einer der Kondensatoren Cl, C2 oder C3 zusammenbricht, so wird die Verzögerung auf einen Wert verringert, der sich aus der Summe der verbleibenden Kondensatorkapazitäten zusammensetzt.

Die zwei Verstärker 4 und 8 sind gleich ausgelegt und besitzen einen gemeinsamen Signaleingang. Dies bedeutet, daß der Eingang zum Verstärker 8 die gleichen Signale empfängt, wie der Eingang des Verstärkers 4. Der Ausgang P 2 vom Verstärker 8 ist mit dem Eingang des Verstärkers 4 über den Pegeldetektor 12 und das Rückstellglied 16 verbunden. Der einzige Unterschied zwischen den Verstärkern besteht hinsichtlich ihrer Bandbreiienkennwerte Ki und K 2 (siehe F i g. 2b).

In F i g. 2b ist dargestellt, daß die Empfindlichkeit des

do Verstärkers 8 (K 2) innerhalb eines relativ breiten Frequenzbandes groß ist und daß die Empfindlichkeit des Verstärkers 4 (K 1) außerhalb des Doppler-Bereichs relativ gering ist. In dem Dopplet-Bereich ist die Verstärkung des Verstärkers 4 (K i) notwendigerweise

'"> höher als die Verstärkung des Verstärkers 8 (K 2).

Diese Auslegung hat einen entscheidenden Einfluß auf die Betriebsweise der Schaltung.
Wenn sich das Geschoß dem Ziel nähert, erscheint

das Dopplersignal an dem gemeinsamen Niederfrequenzeingang D-F. Das Dopplersignal wird in dem Verstärker 4 verstärkt, und der Pegeldetektor 11 läßt die ersten Schwingungen des verstärkten Dopplersignals oberhalb einer vorgegebenen Amplitudengröße durch.

Der Verstärker 8 hat in diesem Fall keine Funktion, da die Verstärkung desselben (K 2) geringer ist als diejenige(K 1) des Verstärkers 4.

Das Auslöseglied 13 wirkt auf den Transistor Qi ein, so daß der Zündkreis geschlossen wird, und die Zündkapsel wird durch Entladung des Zündkondensators Co über den elektrischen Zünder Rp gezündet. Oftmals treten Störsignale auf, wie beispielsweise durch Rauschen, durch Radar oder durch andere Quellen, welche den Zündkreis beeinflussen. Wenn diese Signale Frequenzkomponenten im Doppler-Band aufweisen und ebenfalls einen Signalpegel oberhalb eines vorgegebenen Wertes, so können diese eine Zündung an einem unerwünschten Ort auf der Bahn des Geschosses bewirken. In den meisten Fällen besitzen derartige Störsignale Frequenzkomponenten, die außerhalb des Doppler-Bandes liegen. In einem solchen Fall wird der Verstärker 8 betätigt, der eine hohe Empfindlichkeit innerhalb eines breiten Bandes auf beiden Seiten des Doppler-Bandes aufweist. Die Signale werden über den Verstärker 8 verstärkt, wobei die Verstärkung parallel zur Verstärkung der Signale mit Doppler-Frequenz in dem Verstärker 4 vor sich geht. Die Verstärkung in dem Verstärker 8 geht jedoch schneller vor sich als diejenige in dem Verstärker 4. Ein verstärktes Sperrsignal von dem Verstärker 8 durchläuft den Pegeldetektor 12 und erreicht den Eingang des Verstärkers 4 über das Rückstellglied 16. Dadurch wird der Verstärker 4 gesperrt und bleibt eine vorgegeben Zeit lang gesperrt, beispielsweise 6 Sekunden, wobei eine unerwünschte Zündung vermieden wird. Wenn nach dieser Zeit noch Frequenzkomponenten außerhalb des Doppler-Bandes vorhanden sind, wird der Verstärker 4 erneut gesperrt, falls der Pegel des Rauschsignals oberhalb eines vorgegebenen Wertes liegt. Im ungünstigsten Fall wird die Sperrung aufrechterhalten, bis das Geschoß auf das Ziel auftrifft. Der gesperrte Annäherungszünder arbeilet dann als ein Aufschlagzünder.

In der dargestellten Schaltung kann die gegenseitige Überlagerung zwischen den Verstärkern 4 und 8 verändert werden, indem die entsprechenden Verstärkungsgrade und Bandbreiten (K 1 bzw. K 2) verändert werden.

Die obere Grenzfrequenz für den Verstärker 8 ist durch eine innere Verbindung in der oben beschriebenen Ausführungsform festgelegt (siehe F i g. 2), sie kann jedoch verringert werden, indem ein Kondensator parallel zum Widerstand R 1 geschaltet wird.

Die Rauschempfindlichkeit des Verstärkers 8 wird größer, wenn die Durchlaßbereiche der Verstärker 4 und 8 gleichzeitig mit Erhöhung des Verstärkungsgrades des Verstärkers 8 getrennt werden.

Die beschriebene Schaltung stellt eine besondere Ausführungsform unter verschiedenen Variationen dar, wobei auf die doppelte Sicherheitsverzögerung für das Zündsystem während der Anfangssekunden nach dem Abschuß des Geschosses Wert gelegt wird. In dem Schaltkreis sind ein Diodenpaar Di und D 2 vorgesehen, die die Kreise während der Dauer der Verzögerungsfolge verbinden, wenn ein oder zwei Kondensatoren CI, Cl oder C3 aufgrund des Abschußstoßes ausfallen sollten.

Eine andere Ausführungsform des Annäherungszünders kann eine Anzahl frequenzselektiver Verstärker aufweisen, welche die gleichen Eingangssignale empfangen. Einer der Verstärker, welcher einen vorgegebenen schmalen Durchlaßbereich aufweist, schaltet den Zünder bei Empfang von Signalen ein, die Amplituden oberhalb einer vorgegebenen Größe in seinem Durchlaßbereich aufweisen. Die übrigen Verstärker, welche mit Bandfilter ausgerüstet sein können, die Signale mit Frequenzen einschließen, welche bis oberhalb und unterhalb des Durchlaßbereiches des Verstärkers reichen, sperren dann den Eingang dieses Verstärkers.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Claims (7)

1. Patentansprüche:

   Annäherungszünder für ein fliegendes Geschoß mit einem Oszillator zur Erzeugung eines ununterbrochenen Signals von elektromagnetischen Hochfrequenzwellen, einer zweipoligen Antenne zur Aussendung der Hochfrequenzwellen gegen ein Ziel und zum Empfang des von einem Ziel reflektierten Signals, einem Mischglied zur Bildung eines dopplerfrequenten Schwebungssignals durch Mischung des ausgesandten und reflektierten Signals und einem frequenzselektiven, auf den Bereich der Nutzdopplerfrequenzen abgestimmten (ersten) Verstärker, der bei Empfang eines Signals oberhalb eines vorgegebenen Wertes einen Zündkreis einschaltet, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise ein dem ersten Verstärker (4) parsileigeschalteter zweiter Verstärker (8) mit im Bereich der Nutzdopplerfrequenzen geringerer Verstärkung als derjenigen des ersten Verstärkers, aber mit einem wesentlich breiteren Bandfilter den Eingang des ersten Verstärkers sperrt, wenn in dem Bandfilter des zweiten Verstärkers ein Signal oberhalb eines vorgegebenen Wertes auftritt.
2. 2. Annäherungszünder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Verstärker (4, 8) Differen/eingänge aufweisen, wobei die nichtinvertierenden Eingänge die gleichen Signale empfangen, und daß die Sperrung des ersten Verstärkers (4) vom zweiten Verstärker (8) aus über ein Rückstellglied (16) erfolgt, welches direkt auf den invertierenden Eingang des ersten Verstärkers (4) einwirkt.
3. 3. Annäherungszünder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit den Eingängen der Verstärker verbundene Verzögerungsglieder (9, 10) mit Widerständen (R 3IR4. R 1/Ä2)und Kondensatoren (C 3, C MC2) vorgesehen sind, um den zweiten Verstärker (8) zu einer vorgegebenen Zeit (71) nach Abschuß des Geschosses in Betrieb zu setzen und den ersten Verstärker (4) nach einer vorgegebenen Zeit (Γ2) betriebsbereit zu machen.
4. 4. Annäherungszünder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrung des ersten Verstärkers (4) verlängert wird, nachdem die Signale in dem Durchlaßbereich des zweiten Verstärkers (8) verschwinden, indem der das Zeitverzögerungselement (9) für den ersten Verstärker (4) bildende Kondensator (C3) entladen wird, wenn die Sperrung beginnt.
5. 5. Annäherungszünder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das wesentlich breitere Bandfilter des zweiten Verstärkers (8) in seinem Frequenzbereich Signale mit Frequenzen unterhalb, innerhalb und oberhalb des Durchlaßbereiches (K 1) des ersten Verstärkers (4) durchläßt (K 2).
6. 6. Annäherungszünder nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärkungsgrad des zweiten Verstärken (8) über den ganzen Frequenzbereich etwa gleich ist.
7. 7. Annäherungszünder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bandfilter des zweiten Verstärkers (8) in seinem Frequenzbereich im wesentlichen nur Signale mit Frequenzen oberhalb der oberen Grenzfrequenz des ersten Verstärkers (4) durchläßt, wobei der Verstärkungsgrad des zweiten Verstärkers (8) größer als derjenige des ersten Verstärkers ist.

   Die Erfindung betrifft einen Annäherungszünder für ein fliegendes Geschoß mit einem Oszillator zur Erzeugung eines ununterbrochenen Signals von elektromagnetischen Hochfrequenz wellen, einer zweipoligen Antenne zur Aussendung der Hochfrequenzwellen gegen ein Ziel und zum Empfang des von einem Ziel reflektierten Signals, einem Mischglied zur Bildung eines dopplerfrequenten Schwebungssignals durch Mischung des ausgesandten und reflektierten Signals

   ίο ußd einem frequenzselektiven, auf den Bereich der Nutzdopplerfrequenzen abgestimmten (ersten) Verstärker, der bei Empfang eines Signals oberhalb eines vorgegebenen Wertes einen Zündkreis einschaltet
   Es ist bereits ein Annäherungszünder bekannt, welcher eine elektronische Schaltung aufweist, die auf Signale vorgegebener Frequenz anspricht. Die Schaltung, welche ein integrierter Bestandteil eines Geschosses sein kann, spricht auf Signale an, die von dem bestimmten Ziel ausgesendet werden oder die von der abgeschossenen Granate ursprünglich ausgesandt und reflektiert wurden, wie beispielsweise Dopplersignale. Annäherungszünder dieser Art unterliegen jedoch der Gefahr, daß sie durch falsche Signale beeinflußt werden, die eine falsche Zündung des Geschosses bewirken

   können.

   Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Annäherungszünder vorzuschlagen, we'chvr unerwünschte Rauschsignale sperrt und dadurch eine unbeabsichtigte Zündung des Geschosses verhindert.

   Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß in an sich bekannter Weise ein dem ersten Verstärker parallelgeschalteter zweiter Verstärker mit im Bereich der Nutzdopplerfrequenzen geringerer Verstärkung als derjenigen des ersten Verstärkers, aber mit einem wesentlich breiteren Bandfilter den Eingang des ersten Verstärkers sperrt, wenn in dem Bandfilter des zweiten Verstärkers ein Signal oberhalb eines vorgegebenen Wertes auftritt.

   Es ist an sich bei einem Peilempfangssystem, das auch ein Radarsystem sein kann, bekannt (GB-PS 5 07 754), einer, Hauptkanal für die Nutzimpulse bei Auftreten von Störimpulsen bestimmter Größe in einem zum Hauptkanal parallelen Hilfskanal zu unterbrechen, wobei der Hauptkanal schmalbandiger als der Hilfskanal ausgebildet ist.

   Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß beide Verstärker Differenzialeingänge aufweisen, wobei die nichtinvertierenden Eingänge die gleichen Signale empfangen, und daß die Sperrung des ersten Verstärkers vom zweiten Verstärker aus über ein Rückstellglied erfolgt, welches direkt auf den invertierenden Eingang des ersten Verstärkers einwirkt.

   In Weiterbildung der Erfindung kann das Scharfmachen des Annäherungszünders nach dem Abschuß des Geschosses dadurch verhindert werden, daß mit den Eingängen der Verstärker verbundene Verzögerungsglieder mit Widerständen und Kodcnsatoren vorgese- hen sind, um den zweiten Verstärker zu einer vorgegebenen Zeit nach Abschuß des Geschosses in Betrieb zu setzen und den ersten Verstärker nach eimer vorgegebenen Zeit betriebsbereit zu machen.

   Die Sperrung des ersten Verstärkers kann verlängert

   ^Λ> werden, nachdem die Signale in dem Durchlaßbereich des zweiten Verstärke's verschwinden, indem der das Zeitverzögerungselement für den ersten Verstärker bildende Kondensator entladen wird, wenn die Sper-