(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
導波管として駆動される砲身ないし射出管および／または砲口ブレーキの部分（１）を有する、弾丸（７）の初速（Ｖ0）を測定する方法であって、
発振器（５）を用いて電磁場を発生させるステップと、
校正項（Ａ）を求めるために、弾丸（７）なしで砲身ないし射出管および／または砲口ブレーキの部分（１）の電磁場を測定するステップと、
時間（ｔ）にわたって誘導される電圧（ＵIND）を求めるために、弾丸（７）の前および／または弾丸（７）の後方で電磁場を測定するステップと、
反射された電磁場（Ｂ）を求めるために、誘導された電圧（ＵIND）から校正項（Ａ）を引くステップと、
測定された信号から次のように初速（Ｖ0）を定めるステップであって、
反射された場（Ｂ）が係数（Ｂｍ）に分解され、前記係数によって項（Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、．．．Ｂｍ）を形成し、
項（Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、．．．Ｂｍ）当たり、初速（Ｖ01、Ｖ02、Ｖ03、．．．Ｖ0m）を計算し、かつ
項（Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、．．．Ｂｍ）のすべての初速（Ｖ01、Ｖ02、Ｖ03、．．．Ｖ0m）の平均値形成によって、弾丸（７）の初速（Ｖ0）を定める、
ステップと、
を含むことを特徴とする弾丸の初速を測定する方法。
【請求項２】
測定された信号が、連続して時間的にサンプリングされ、かつサンプリング値が記憶される、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
係数（Ｂｍ）の分解が、最小二乗方法のような、既知の最適化設定を考慮しながら既知のカーブ適合方法を介して行なわれる、ことを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
３５ｍｍ口径領域内にある弾丸（７）のためには発振器周波数が４０ＭＨｚ〜８０Ｍｈｚとされ、かつ他の口径のためには他の周波数領域が設けられる、ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
弾丸（７）の初速（Ｖ0）を測定するために導波管として駆動される、砲身ないし射出管および／または砲口ブレーキの部分（１）であって、
砲身ないし射出管および／または砲口ブレーキの部分（１）を励起するために、信号供給を介して送信カプラー（２）と電気的に接続されている、発振器（５）と、
少少なくともなくとも１つの受信カプラー（３、４）において測定された信号を、評価装置（６）へさらに伝達する受信導線と、を有し、
それによって送信カプラー（２）と受信カプラー（３、４）の間の間隔（Ｚｋ）を０ｍｍに向けて減少させることを可能ならしめて、
請求項１から４のいずれか１項に記載の方法を実施する、
ことを特徴とする砲身ないし射出管および／または砲口ブレーキの部分（１）。
【請求項６】
間隔減少が、砲身ないし射出管および／または砲口ブレーキの部分（１）の短縮をもたらす、ことを特徴とする請求項５に記載の砲身ないし射出管および／または砲口ブレーキの部分。
【請求項７】
送信カプラー（２）と少なくとも１つの受信カプラー（３、４）の間の間隔（Ｚk）が０ｍｍである、ことを特徴とする請求項５または６に記載の砲身および射出管および／または砲口ブレーキの部分。
【請求項８】
送信カプラー（２）に、受信カプラー（３、４）の機能が伝達される、ことを特徴とする請求項７に記載の砲身および射出管および／または砲口ブレーキの部分。
【請求項９】
評価ユニット（６）の前段に、周波数減少のための混合方法のような、信号変調が接続されている、ことを特徴とする請求項５から８のいずれか１項に記載の砲身および射出管および／または砲口ブレーキの部分。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に導波管として駆動される砲身の組立て長さを減少させる主題全般を扱う。導波管と見なされるのは、極めて良好に電気的に導通する壁を備えた、特徴的な横断面形状を有する管である。技術的に、特に矩形導波管および円形導波管が普及している。
【背景技術】
【０００２】
円形の導波管としての管を駆動し、かつ管内の弾丸のドップラー速度を測定する方法は、特許文献１を読んで調べることができる。その場合に、信号の周波数は、該当する導波管モードのための限界周波数を上回っている。その場合に構築される電磁波が、管内で広がり、弾丸によって反射される。さらに、瞬間的な速度に依存するドップラー周波数シフトが生じる。そのドップラー周波数シフトから、その後、弾丸の初速が求められる。
【０００３】
それに対して特許文献２は、砲身ないし射出管および／または砲口ブレーキの部分を導波管として利用することを提案している。しかしこの導波管は、該当する導波管モードの限界周波数の下で駆動される。
【０００４】
前に公開されていない特許文献３において、この問題性が取り上げられ、その場合にカプラー管の間隔およびそれぞれ導波管のモード選択に応じた間隔の個別の選択の可変性（従って＞０）が提案される。種々の測定装置が、考えられる。受信カプラーが、弾丸底と送信カプラーとの間に位置決めされる場合に、弾丸の通過後に測定することができる。受信カプラーが、弾丸尖端と送信カプラーとの間にある場合には、初速の測定は、弾丸の通過前に行なわれる。２つの測定方法の組合せが好ましいので、それに応じて少なくとも２つの受信カプラーが設けられ、その場合に送信カプラーは、２つの受信カプラーの間に位置決めされる。信号発生器（たとえば発振器）は、一定のセンター周波数を有する信号を供給し、そのセンター周波数は、導波管の最小の限界周波数の下で駆動される。送信カプラーの幾何学配置と種類（コイル、ダイポールなど）によって与えられて、複数の導波管−モード（ＴＥmn、ｍ＝０、１、２、．．．およびｎ＝１、２、３．．．として）が励起される。信号発生器は、持続波駆動（CW駆動）におけるキャリアか、あるいは変調された信号を発生する。その場合に送信カプラーと受信カプラーの間隔は、受信周波数が信号−モード（ｎ＝１）の項によって支配されるように、選択される。しかし、それによって所定の導波管長さないし砲身長さが維持される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】欧州公開公報ＥＰ００２３３６５Ａ２
【特許文献２】独国公開公報ＤＥ１０２００６０５８３７５Ａ１
【特許文献３】独国公報ＤＥ１０２００８０２４５７４．７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この原理に基づいて、本発明の課題は、導波管ないし砲身の長さを減少させることができるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この課題は、方法技術的には、請求項１の特徴によって、そして装置技術的には、特許請求項５の特徴によって解決される。好ましい形態が、下位請求項に記載されている。
【０００８】
本発明は、受信カプラーと送信カプラーの間の間隔を、好ましくは０ｍｍまで減少させることによって測定構造の短縮を実現する、という考えを基礎としている。しかし、この考えを具体化することは、カプラーの所定の間隔を下回った場合には、もはや個々の項ではなく、いわゆる合計項が求められることによって、困難になる。これは、合計フィールドを分割して、それに基づいて初速Ｖｏを定めることを、必要とする。
【０００９】
すなわち、ＤＥ１０２００８０２４５７４Ａ１と同様に、最初に、従って導波管内に弾丸がない時に、送信カプラーによってもたらされるソースフィールドが測定される。弾丸が受信カプラーを通過することによって、既知のように、特徴的な、反射された合計信号が生じ、それが時間的にサンプリングされて評価装置に読み込まれる。この合計信号内には、飛翔体の速度Ｖ０に関する情報が含まれているが（Δｚ（ｔ））、直接読み出すことはできない。従って本発明に係る考えを実現するために、誘導された電圧が測定されて、その電圧からソースフィールドが引かれる。残っている、反射された（電気的な）合計フィールドが、その後、ソフトウェアによって個々の項に分割されるので、時間にわたって複数の速度が求められる。これらの速度から、その後、平均値形成を介して、極めて正確な飛翔体速度が定められる。
【００１０】
測定設備の組立て長さがより短いことによって、特に、口径より小さい胴径を有する飛翔体を使用する場合に、測定装置の内部で飛んで行く弾底板による危険の減少がもたらされる。同様に、重量減少が得られ、それが兵器の安定性を高める。この方法は、発射の間の振動と衝撃に対してより丈夫であるので、測定精度は向上する。
【００１１】
３５ｍｍ口径領域内の弾丸については、発振器周波数は、好ましくは４０ＭＨｚと８０ＭＨｚの間の領域内にあるが、  所定の値自体に定められていない。他の口径のためには、他の周波数領域を設けることができる。この周波数領域（４０ＭＨｚと８０ＭＨｚ）は、特に構成部品許容誤差が、測定方法に影響を持たないので、この周波数領域のための構成部品の簡単な調達を可能にする。さらに、電磁放出は、ほんのわずかである。
【００１２】
図面を有する実施例を用いて、本発明を詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】弾丸の前の速度を測定する測定装置を示す断面図である。
【図２】弾丸の後方の弾丸速度を測定する測定装置を示す断面図である。
【図３】２つの測定方法の信号処理のシーケンスを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１と２において、導波管ないし砲身ないし射出管および／または砲口ブレーキの部分が、符号１で示されており、その中に送信カプラー２が組み込まれている。図１において受信カプラー３は、送信カプラー２から管支承部の方向に隔たっている。図２においては、受信カプラー４は、送信カプラー２から砲口の方向へ隔たっている。送信カプラー２は、発振器５と電気的に接続されている。２つの受信カプラー３、４自体は、評価装置６と接続されている。測定配置１０内の２つの受信カプラー３、４の配置の組合せが優先されるが、条件ではない。その速度Voを測定すべき弾丸７は、導波管／砲身１によって閉鎖されている。この配置は、特許文献３からすでに知られており、ここでそれに関連づけられる。
【００１５】
送信カプラー２とそれぞれの受信カプラー３、４との間の間隔が、符号Zkで示されている。カプラー２、３、４の互いに対する位置決めは、特許文献３に従って発振器５の誘導される電圧を介して定められ、それが以下の式に従って求められる：
【００１６】
【数１】
0005654585.tif 000002
【００１７】
その場合に、UINDは誘導された電圧の値、A1ないしA1は測定振幅、ｐ１は、測定システム１０のMaxwell式の解から直接生じる、与えられた定数、ａは導波管１の内径である。この内径ａは、兵器の口径と少なくとも等しいか、あるいは好ましくは少し大きい。符号Ｚｋによって、送信器２と受信器３（４）の間の間隔値が定義されている。この間隔は、項ｐ１のうちの第１の項ｐ１のみが優勢であるように、数値的に定められ、かつ実験的に検証される。その場合にそれは、固定的に調節される。この値は、測定装置１０／導波管１の各直径について定められており、使用される砲弾７とは無関係である。
【００１８】
同時にＶｏ測定の測定精度を高めながら、導波管１の組立て長さを短くすることができるようにするために、たとえば、図３に示す信号処理が提案される。
【００１９】
弾丸底ないし弾丸尖端と受信カプラー３ないし４との間の間隔が、符号Δｚ（ｔ）で示されており、その場合にｔは時間である。弾丸底（尖端）が受信カプラー３、４を通過する場合に、Δｚ（ｔ）＝０ｍｍであることに、注意すべきである。
【００２０】
組立て空間を縮小するために、Ｚｋが減少される。それによって値は、信号−モード駆動のための所定の値からずれる。すなわちＺｋは、より小さく選択され、この信号−モード駆動は、もはや優勢ではなく、誘導された電圧は、再び次の式を有する：
【００２１】
【数２】
0005654585.tif 000003
【００２２】
上の表現の項は、時間的に一定であって、その場合に個々の構成要素は、空間内で異なる速さで減衰する。
【００２３】
弾丸７が受信カプラー３、４から離れ、ないしは接近した場合に、図３に詳細に示すように、誘導された電圧ＵINDが測定される。この式の第１の項“Ａ”は、時間的に一定であって、校正のために使用することができる。その項は、連続的に、特に発射の直前に、従ってまだ弾丸７が導波管１内にない場合に、測定される。この値は、好ましくは評価ユニット６のシフトレジスタに、連続的に格納される。この種の校正によって、たとえば兵器内の温度効果によって生じる、定数内のすべての変化が、除去される。発射の際に、第２の項“Ｂ”を有する信号ＵINDの推移が時間的にサンプリングされる場合に、図３に示す他の信号処理を実施することができる。
【００２４】
従って、第１のステップにおいて、誘導された電圧ＵIND（ｔ）の測定後に、校正項“Ａ”がＵINDから引き算される。いわゆる合計フィールド（反射された電磁場）−項“Ｂ”が残る。その後、合計フィールド“Ｂ”の時間的推移が、係数Ｂｍに分解される。その決定は、たとえば最小二乗方法のような、既知の最適化設定を考慮しながら、既知のカーブ適合方法を解して行なうことができる。最適化設定の選択は、ＵINDの信号上にあるノイズの種類および強さによって影響を受ける。
【００２５】
係数Ｂmによって、項Ｂ1，Ｂ2、Ｂ3．．．Ｂmを並列に形成することができる。というのは、ｐｍとａ（導波管１の内径）は分かっているからである。各項から、対数がとられる。この数学的演算において、オフセット−項が生じ、それは、既知の値Ｂmのみに依存しており、かつ引き算によって補償される。中間結果として、既知のｐｍ、ａおよびＶ０＝ΔＺ／ｔを有する他の項が生じる。従って項１、２、３、．．．につき、初速Ｖ01、Ｖ02、Ｖ03．．．Ｖ0mが計算される。すべてのＶ01-mの平均値形成によって、最終結果Ｖ０が定められる。この平均値形成によって、Ｖ０の決定における精度が向上する。
【００２６】
提案された方法は、送信カプラー２と受信カプラー３、４のＺｋの間隔を０ｍｍまで減少させることを許すので、導波管は、少なくともこの領域内で短縮することができる。理想的な場合（Ｚｋ＝０ｍｍ）において、送信カプラー２が受信カプラー３、４の機能を引き受けることができるので、誘導された電圧は、送信カプラー２において直接測定することができる。
【００２７】
簡単にするために、他の信号変調を、たとえば周波数を減少させるための混合方法を介して、評価エレクトロニクス６の前段に接続することができる（詳細に示されていない）。評価速度を向上させるために、シフトレジスタは、十分に大きく寸法設計されるので、たとえば値は、「秒当たり」の測定間隔で記録することができ、従って評価のために校正のすべてのデータを利用することができる。
【図１】
0005654585.tif 000004
【図２】
0005654585.tif 000005
【図３】
0005654585.tif 000006