JP2002533656A - 近接信管 - Google Patents

近接信管

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JP2002533656A
JP2002533656A JP2000591376A JP2000591376A JP2002533656A JP 2002533656 A JP2002533656 A JP 2002533656A JP 2000591376 A JP2000591376 A JP 2000591376A JP 2000591376 A JP2000591376 A JP 2000591376A JP 2002533656 A JP2002533656 A JP 2002533656A
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oscillator
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JP2000591376A
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ロークリフェ、ジョン・ジョフリー
パトリック、デビッド・エドワード
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ロイヤル・オードナンス・ピーエルシー
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42C—AMMUNITION FUZES; ARMING OR SAFETY MEANS THEREFOR
    • F42C13/00—Proximity fuzes; Fuzes for remote detonation
    • F42C13/04—Proximity fuzes; Fuzes for remote detonation operated by radio waves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42C—AMMUNITION FUZES; ARMING OR SAFETY MEANS THEREFOR
    • F42C13/00—Proximity fuzes; Fuzes for remote detonation
    • F42C13/04—Proximity fuzes; Fuzes for remote detonation operated by radio waves
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
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    • G01S13/06—Systems determining position data of a target
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    • G01S13/32—Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated
    • G01S13/34—Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated using transmission of continuous, frequency-modulated waves while heterodyning the received signal, or a signal derived therefrom, with a locally-generated signal related to the contemporaneously transmitted signal
    • G01S13/345—Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated using transmission of continuous, frequency-modulated waves while heterodyning the received signal, or a signal derived therefrom, with a locally-generated signal related to the contemporaneously transmitted signal using triangular modulation

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Abstract

(57)【要約】 既知の近接信管よりもより正確でしかも能動センサの妨害処置による制圧を一層むづかしくした近接信管。砲身から発射された、ペイロードを運んでいる発射体で使用するための近接信管であって、その構成は、可変周波数を有する無線周波数信号を発生するための発振器手段（２）と、該無線周波数信号を送信し、かつ該無線周波数信号のエコーを受信するための単一のアンテナ手段（８）と、該無線周波数信号の送信と該エコー信号の受信との間の時間遅延に対応するレンジ信号を生成するための信号処理手段と、該レンジ信号を基準信号と比較して、比較の結果に依りペイロードを作動させるための作動信号を生成するための手段とで成り、また該発振器手段から該アンテナ手段（８）と該信号処理手段とに無線周波数信号を向うように、また該アンテナ手段（８）から該信号処理手段へエコー信号を向うように結合する方向性結合器手段（６）とを備えていることを特徴とする近接信管。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 発明の属する技術分野 この発明はペイロード（ミサイルの弾頭）を運んでいるチューブ（砲身）発射
のプロジェクタイル（発射体）用の改良された近接信管（プロキシミティヒュー
ズ（弾頭部に装着した電波装置のはたらきで目標に近づくと爆発する自働信管）
）に関する。
【０００２】 ペイロードを運んでいる発射体上での信管の使用は２つの主な機能がある。第
１に発射体の取扱者を不注意による爆発もしくはペイロードの作動から護ること
であり、その期間は発射体が製造されたときから、それが発射される地点から少
なくとも数メートルのところに現存するまでに及んでいる。第２に、ペイロード
の爆発もしくは作動を目標からもしくは地上からあるレンジ（範囲、距離）にあ
るときに開始することであり、このレンジはペイロードの機能にとって適切なも
のであるとする。この適切なレンジは目標（ターゲット）への接触であってよく
、ターゲットとの接触後でもよく、発射からの時間もしくはターゲットへの接近
であってよい。この発明が関係しているのは後の方の形式のヒューズ（信管）す
なわち近接信管（プロキシミティヒューズ）である。
【０００３】 従来の技術 現存の近接信管は“ドップラ”近接センシングとして知られる検知技術を使用
する。この技術は連続した一定波長の無線周波数信号が信管によって送信されて
、発射体が目標に近づいたときには、信管がそれ自体の送信信号が目標から反射
して戻ったのを受けて信管が作動を開始するようにしている。この戻りすなわち
エコー信号はそこで信管からの送信信号と干渉し、発射体が目標に近づくのにつ
れて、強め合うと弱め合うとの（構築的と破壊的との）干渉のシーケンスとなる
。特定の反射率をもつ目標に対しては、信管により送信された無線信号の電力が
与えられ、かつ戻り信号を検出する受信機利得が設定されると、信管がそれ自体
の戻ってきた送信信号を最初に検出し始めるときの目標からの発射体の距離が予
測できる。この戻り信号は、信管によって最初に戻り信号が検出されるときの目
標までの発射体の近接の予測に基いて、信管が構築的な干渉が継続するサイクル
についての計数をするようにできる。信管がペイロードを作動させる前に計数す
る構築的な干渉のサイクル数は信号がペイロードを作動するときの目標までの信
管の近接を固定するように設定できる。
【０００４】 発明が解決しようとする課題 この形式の信頼度についての１つの問題は、異なる目標は異なる反射率をもつ
ことになるので、信管が最初に反射した信号を受信し始める目標からの距離が目
標毎に変ることになることである。したがって、ペイロードが作動される目標か
らの距離は、すなわち構築的な干渉が計数されたサイクルの所定数後の距離は、
目標毎に変ることになる。これがこのような“ドップラ”形式の近接信管の精度
を落としている。この精度の欠如は一般に現場では最初の発射体を発射して、そ
れが作動するときの目標までの近接度を観測して克服されている。そこで、作動
前に計数される構築的な干渉のサイクル数が後に発射されて同一目標に向う発射
体のために調節できるようにしている。しかし、可能性のある応用の数が増えて
おり、ここでは使用前の調節の必要がないもっと精度の高い信管を必要としてい
る。
【０００５】 精度がさらに落ちることが信管によって送信される無線信号の周波数が一般に
は求められているほど安定ではないことが原因で生じており、したがって構築的
な干渉の継続するサイクルのタイミングは正確ではなくなる。構築的な干渉のサ
イクルを検出するための信管の能力が背景雑音レベルに依存することが原因して
、別な不正確さが加えられる。最後に、こういった“ドップラ”形式の近接信管
により使用される簡単なアルゴリズムと１つの周波数での連続する送信とが、こ
の送信を比較的容易に検出できるようにし、また信管の故障を生じさせるものも
比較的容易とし、故障が偶発的に生じさせ、例えばこの弾薬がレーダビームの中
を移動したり、あるいは敵側によって行なわれる能動センサ（ここではエコー信
号検査用センサ）のジャミング（無線信号の意図的な妨害）処置により生じたり
する。
【０００６】 この発明の目的とするところは、改良された信管を提供することであり、この
信管は上述の問題を少なくとも若干について克服できるものである。とくに、こ
の発明は、もっと正確な近接信管を提供することを意図しており、この信管は現
在使用されている“ドップラ”形式の信管よりも能動センサ妨害処置（無線信号
動作周波数を検知しての妨害（ジャミング））による破壊攻撃を困難なものとし
ている。
【０００７】 発明の実施の形態 この発明の第１の特徴によると砲身から発射された、ペイロードを運んでいる
発射体で使用するための近接信管であって、その構成は、可変周波数を有する無
線周波数信号を発生するための発振器手段２と、該無線周波数信号を送信し、か
つ該無線周波数信号のエコーを受信するための単一のアンテナ手段８と、該無線
周波数信号の送信と該エコー信号の受信との間の時間遅延に対応するレンジ信号
を生成するための信号処理手段と、該レンジ信号を基準信号と比較して、比較の
結果に依りペイロードを作動させるための作動信号を生成するための手段とで成
り、また該発振器手段から該アンテナ手段８と該信号処理手段とに無線周波数信
号を向かうように、また該アンテナ手段８から該信号処理手段へエコー信号が向
かうように結合する方向性結合器手段６とを備えていることを特徴とする。
【０００８】 送られた信号は発射体についての目標によるか地面によって反射されてアンテ
ナ手段はエコー信号として、すなわち地面もしくは目標から反射された送られた
無線周波数信号の成分を受領する。送られた無線周波数信号は時間で変る性質を
備えており、受領した信号の性質は送られた信号とは違ったものとなっており、
その違いの量は無線周波数信号の性質が変るレートと、アンテナから目標もしく
は地面までの往復の時間とに依存している。無線周波数信号がアンテナから目標
もしくは地面までの往復にかかる時間は地面もしくは目標からの距離もしくはア
ンテナ（従って発射体）の接近と直接関係しているので、送りと受けとの信号の
関連する性質間の違いは発射体と地面もしくは目標との間の距離を示すレンジ信
号を生成するために使用できる。このレンジ信号はそこで基準信号と比較できる
ようになり、基準信号は発射体が励起されるべき正しい近接状態であるときにレ
ンジ信号がとることになる値を有している。このレンジ信号と基準信号が同じで
あるときに励起信号が発生されて、発射体のペイロードを作動（励起）し、この
ペイロードは例えば極めて爆発性があり、光を発しないよく見えない(obscuranc
e)物質とか照明閃光装置(light flare)などであってよい。
【０００９】 この発明による信管（ヒューズ）は送り信号とエコー信号を比較したエコー信
号の振幅の減衰に依存しておらず、信号が目標（もしくは地面）に到達して戻る
までに移動する距離の指標としてはしない。それ故に、この発明による信管で計
算されるレンジは目標（もしくは地面）の反射率には依存していない。エコー信
号がアンテナ手段によって受領するのに十分な振幅をもっているとすると、その
ときは送った信号とエコー信号との時間で変化する性質は目標（もしくは地面）
からの発射体のレンジについての正確な指示を生成するのに使用できる。
【００１０】 第一の実施例では、エコー信号の振幅は計算したレンジを変更せずに無線周波
数信号は連続して送られる。この好ましい実施態様に０．５ｍないし５００ｍと
いった比較的密に接近したところで使用するのに適している。
【００１１】 信管の信号処理手段は送った信号の一部をエコー信号の一部と混合するミキサ
手段を含むのが好ましく、それによって送った無線周波数信号と受けたエコー信
号との周波数の差に対応する周波数をもつ中間周波数信号で成るレンジ信号を生
成する。
【００１２】 送った信号とエコー信号の周波数はミキサ手段によってそれらを混合して、送
った信号の周波数と受けた信号の周波数との間の差に等しい中間周波数信号を生
成することによって比較される。送った信号の周波数が変る割合が知られて、送
った信号と受けた信号の周波数の差は、送った信号が目標もしくは地面に向って
進みアンテナ手段に向って戻ってきたのにかかった時間を計算するために使用で
きて、それによって発射体の目標（もしくは地面）からの距離を正確に計算する
ために使用できる。レンジ計算を簡単にするために、発振器がアンテナ手段によ
る送りのための無線周波数信号として線形に変化する周波数を有するものを発生
することが好ましい。
【００１３】 送った周波数が変化するし、また発射体のペイロードの励起をトリガするのに
必要とされる受けた信号の周波数は送った周波数とは同一でなくしかも変化して
いるので、この発明による信管は、単一周波数を送って受ける“ドップラ”形式
の信管よりも能動センサのジャミング処置を用いて無効とすることはさらにむづ
かしくなる。
【００１４】 好ましいのは、発振器手段が電圧制御発振器であり、また好ましいのは信管が
さらに電圧制御発振器を駆動するために線形三角波電圧を生成するための手段を
含んでいることである。
【００１５】 信管の複雑さとコストとを低減するために、単一のアンテナ手段が無線周波数
信号の送信用とエコー信号の受信用に使用されている。これが方向性結合手段を
使って発振器手段からアンテナ手段と信号処理手段とに無線周波数信号を通過さ
せかつアンテナ手段から信号処理手段に向けエコー信号を通過させるために使用
される。好ましい方向性結合手段は低コストで小形のものであり、１／４波長枝
路結合器で４ポートのものである。このような結合器が空間の節約のために使用
されるときは、発振器手段とミキサ手段とは枝路結合器の１／４波長伝送線路に
よって境界が作られた領域内に置くことができる。
【００１６】 この発明の別な実施例によると、この例は５００ｍないし１ｋｍといったより
長いレンジで使用するのに適したものであるが、信管がパルス無線周波数信号を
送るためのパルスモードで動作するのに適応している。ここでは、時間変動性質
が振幅であるとすることができ、無線周波数信号の振幅が零とパルスが送られる
振幅との間で変化している。この実施態様によると、無線周波数信号の一連のパ
ルスが、例えば１０パルスが送られて、エコー信号パルスが目標（もしくは地面
）にまで進んで戻った後に受領される。パルスを送るのとそれを受けるのとの間
の時間遅延は目標（もしくは地面）からの発射体のレンジを判断するために使用
できる。さらに、継続するパルスについての時間遅延の差が目標（もしくは地面
）と発射体との間の相対測度を判断するために使用できる。この実施態様はより
長いレンジで使用するのに適しており、その理由は短いレンジでは送りと受けの
信号間の時間遅延が短かすぎても送りと受けのパルスが弁別されないことにあり
、いうなればパルスのエコーがパルスをまだ送っている間に受けてしまうことに
なるからである。
【００１７】 パルスモードの動作は上述の周波数変動モードと組合せて使用することができ
る。長いレンジでは、信管は最初はパルスモードで動作して目標（もしくは地面
）に近接したことを判断し、目標（もしくは地面）に対する信管の速度を判断し
、計算した距離と速度とに依存して目標（もしくは地面）により近づくまでに閉
じることができる。次に所定のより短いレンジとなると、信管は周波数変動モー
ドで動作できて目標（もしくは地面）からの距離を計算し、計算したレンジがペ
イロードを励起するための所望値となるときに発射体のペイロードを励起する。
【００１８】 この発明の第２の特徴によると、砲身発射の発射体が上述のような信管を備え
ていることになる。
【００１９】 実施例 添付の図面を参照してこの発明を説明して行く。
【００２０】 図１にはこの発明によるトランシーバが示されており、その構成は電圧制御発
振器２と、ミキサ４と、方向性結合器６とアンテナ８とで成る。電圧制御発振器
２は連続した線形三角波電圧波形により制御される。発振器２は入力電圧波形を
無線周波数信号で線形周波数掃引（チャープ）を備えたものに依存する。発振器
出力信号は結合器６により２つの部分に分けられる。信号の一部分はアンテナに
結合して送信され、信号の他の部分はミキサ４の局部発振器（ＬＯ）ポートに接
続される。無線周波数信号はアンテナ８によって半分等方向性をもつというやり
方で放射され、放射された電力の小部分が目標（ターゲット）もしくは地面によ
ってアンテナ８に反射して戻る。この戻ったもしくはエコー信号は２つの部分に
分けられ、一方はミキサ４の無線周波数（ＲＦ）ポートに、他方は発振器２に接
続されて終端される。
【００２１】 図２はアンテナ８により送受信された無線周波数信号の時間での周波数変化を
模式的に表現したもの、すなわちミキサ４のＬＯ及びＲＦポートにおける信号の
周波数変化をそれぞれ表わしている。送信信号はアンテナ８から地面に向って進
み、光速度で戻って来るが、それが有限で測定可能な時間（図２のδｔ）となっ
ている。かかった時間（δｔ）はミキサ４から出力される中間周波数（ＩＦ）に
対応している。上述のように、電圧制御発振器２は連続した線形三角波電圧波形
により制御されている。これが発振器２から無線周波数出力を生成し、図２の実
線１０で示したようにｆ1 とｆ2 との間で線形周波数掃引（もしくはチャープ）
をしている。ミキサ４のＬＯポートへの入力（図２の実線１０）はアンテナ８に
より送られた周波数を表わしており、またミキサ４のＲＦポートへの入力（図２
の破線１２）はアンテナによって受けた周波数を表わしている。ミキサ４はそこ
でＩＦ出力（図２で差１４により表わされている。）を生成し、それがＬＯとＲ
Ｆとのポート入力の周波数間の差を表わしている。アンテナ８により送られた周
波数は差を線形に増大して行くか線形に減少して行くかのいずれかであり、この
差はアンテナにより送られた周波数ｆt とアンテナにより受けた周波数ｆr との
いずれかの時間ｔにおけるものであり、直接かつ線形に時間δｔ（送った信号が
目標もしくは地面に到達して反射してアンテナに戻るのにかかる時間）に関係し
ており、言い換えるとアンテナの、すなわち運んでいる発射体の地面までの距離
と直接かつ線形に関係している。
【００２２】 ミキサからのＩＦ出力の周波数は周波数掃引レート（Ｈｚ／ｓ）（送った信号
の周波数が時間とともに変るレート）と一周旅程時間（送った信号がアンテナか
ら目標に至りそこからアンテナに戻るまでの旅程にかかる時間）との積に直接比
例する。一周旅程時間はアンテナのレンジの２倍（ここでレンジは地面もしくは
目標からのアンテナの距離である）を光の速度で割った値に等しい。ミキサ４か
らの中間周波数出力が知られるときは、 Ｒ＝ｃＳｆ／２ｄ ここでＲはレンジ（ｍ）、ｃは光速度（ｍｓ-1）、Ｓは掃引時間（ｓ）でありｆ 1 からｆ2 までもしくはｆ2 からｆ1 まで掃引するための時間、ｆは中間周波数
（Ｈｚ）、ｄはチャープ偏差である。こうして、もし発射体がレンジＲでそのペ
イロードを作動させるように設定されることとすると、ミキサ４からの中間周波
数が比較される相手の基準信号は対応するｆの値となる。
【００２３】 発射体が目標もしくは地面に近付いて行くと、受信することになるエコー信号
にとってかかる時間（図２のδｔ）は減少して行き、それによって図２内での送
った信号（実線）とエコー信号（破線）との周波数のトレースは一緒により近く
動くことになる。こうして発射体が目標もしくは地面に近づくとミキサ４により
生成される中間周波数信号の周波数がより小さくなる。中間周波数が基準周波数
として上で計算されたようにペイロードが作動されることになるレンジＲに対応
した値と等しくなるときには、信号処理手段は中間周波数信号に応答してペイロ
ードを作動させる作動信号を生成する。
【００２４】 この発明によるトランシーバは可変地面反射率という問題を回避するが、その
理由は送信した信号と受信した信号の周波数を比較しレンジを決めるためには反
射した信号の振幅に依存していないということが挙げられる。このシステムはエ
コー信号の振幅には、システムにとって作動するために検出可能なエコー信号が
存在しなければならないという程度に限って、依存しており、これは最悪の場合
の条件に対処するためのシステムの設計事項にすぎない。
【００２５】 枝線結合器（ブランチラインカップラ）６は図３に示すように図１の構成で使
用されており、これが方向性であることが理由となって、４つのポートを有し、
少なくとも３ｄＢのパワースプリットを与えている。またこの素子は非常に近く
にある他の部品には比較的感度を示さず、小量の空間だけを占有し（直径で３０
ｍｍよりも小さいのがよい）それは発射体内の小空間内で他の部品と一緒に置か
れなければならないことが理由とされている。結合器６は周波数２．４５ＧＨｚ
で動作し、リターンロスと絶縁とが１００ＭＨｚの範囲にわたり少なくとも−１
５ｄＢはあるものとする。
【００２６】 枝線結合器６は２つの平行伝送線路１６，１８が２つの１／４波長枝線２０，
２２によって横断的に接続され、枝線２０，２２は１／４波長だけ隔てられてい
る。この結合器６のこれら伝送線路と枝線とが２つの接地面基板（図８の３４，
３６）の間に挟まれていてストリップ線路構造を通常のやり方で形成している。
結合器６の４つのポートのいずれか１つへの入力は２つに分けられて反対側の２
つのポートに位相直交関係で現れ、また隣のポートは結合器が正しく終端されて
いれば何の出力も受領しない。例えば結合器６のポート１への信号入力は接合２
４で２つに分れてポート２とポート３に現れ、相対的な遅延はポート３ではポー
ト２からの出力に関してλg ／４であり、ポート４では何も出力を受けない。結
合器６の入力インピーダンスは５０オームに選ばれたし、そのモデル化した出力
は図４に示されていて、ポート１に入力される信号の周波数でポート１から４へ
の出力電力の変動が示されている。結合器６に対して必要とされる３ｄＢ分離が
適切な帯域幅にわたって得られている。
【００２７】 別の結合器６′で図５に示すものも使用できる。この結合器６′は図３に示し
た結合器６と等価なものであるが、これは空間節約のためにリングに形成してあ
る。
【００２８】 図６は図１と同様のトランシーバを示し（同種部品は同じ参照番号とする）、
ここではリング結合器６′で図５に関係して上述したものを使用している。ミキ
サ４はCDB-9025型ミキサでST OLECTRON CORPから市販されており、また発振器２
はMV-146型でMODCO から市販されている。発振器２とミキサ４とに対して適切な
空間は図７の詳細な配置に示したようなリング結合器６′の周辺の内側に見付け
られていて（図７でも同種部品は同じ参照番号である）、空間を保存するように
している。結合器６′は２つの接地面基板（３４，３６）の間に挟まれていて、
発振器２とミキサ４とは図８に模式的に示すようにこういった基板の一方３６の
上に置かれることになる。
【００２９】 図８は近接信管を示し、これは発射体の先端（ノーズ）部分２６内に置かれた
図７に示したトランシーバ構成を使用している。先端部分２６はペイロードを含
んでいる発射体（図示せず）のその他の部分にはめ合いができる。先端部２６は
電池２８を収納して信管、制御電子回路３０、受信電子回路３２、及びトランシ
ーバ構成（図７）でアンテナ８を含むものなどに対する給電用としている。制御
電子回路３０は電圧制御発振器２を駆動するために使用される三角波電圧波形を
生成する。受信電子回路は図７のトランシーバ構成により生成されたＩＦ信号を
受領して、それを所定の中間周波数値すなわち発射体のペイロードが起爆される
か作動されることになる地面からの距離に対応している値と比較する。図７のト
ランシーバ構成により生成されたＩＦ周波数が所定の中間周波数値に等しくなる
ときには、受信電子回路は作動信号を発生して、それが弾薬のペイロードを作動
させるために使用される。所定の中間周波数値が異なった応用に適した異なった
作動高さに対応している異なるレベルに設定されることになる。
【００３０】 作動信号が生成される中間周波数を調節機構により調節可能にすることも可能
であり、例えば電圧同調形フィルタ（図示せず）を使用する機構による。しかし
、信管がペイロードを作動するレンジを変更する簡単なやり方はアンテナによっ
て送信される周波数可変信号の掃引時間Ｓ（前掲式に登場する）を変えて、信管
がペイロードを作動する中間周波数を一定に保つこととすることによる。ある固
定の中間周波数ｆに対して、掃引時間Ｓは信管がペイロードを作動させるレンジ
に比例することになる。したがって、より長いレンジに対しては掃引時間は増す
ことができ、短いレンジでは掃引時間を減少できることになる。
【００３１】 発振器２とミキサ４とは２つの接地面基板３４，３６の一方上にマウントされ
、これらの基板はリング結合器６′を挟んでいる。アンテナ８は少なくとも半球
のカバー範囲を与えて、飛行している武器のあらゆる姿勢と回転条件下で信頼度
のある地面検出をするようにしている。
【００３２】 駆動電圧を備えている発振器２の出力の周波数変化は、その周波数が５Ｖで約
２．４ＧＨｚから１０Ｖで２．７ＧＨｚまで同調するようなものである。５Ｖか
ら７Ｖまでの範囲は関心のある周波数帯域を適切にカバーし、またこの範囲内で
の同調感度は約９０ＭＨｚ／Ｖとなる。発振器２の出力周波数の直線性は５Ｖな
いし７Ｖの範囲でほぼ２０％ピークトウピークであり、これはこの応用にとって
適切なものである。
【００３３】 上述した近接信管（プロキシミティヒューズ）は高度に爆発性のあるペイロー
ドを運んでいる発射体と、起爆で視界を妨げるように煙を放出する発射体（スモ
ークラウンド）に対して３ないし１５ｍのデトネーション（起爆）レンジについ
て使用することができ、また照明弾とオブスキュランスラウンド（起爆で何かを
不明確にする発射体）及びカーゴラウンド（貨物（まぐさ、子爆発体、照明弾、
非常食料、等々）を運ぶ発射体）に対して約８０ｍで使用できる。
【００３４】 もっと長い距離に対しては、受けた信号が送った信号から掃引時間の２倍より
も大きな時間期間で分けられると（すなわちチャープを生成するために使われた
三角波形の単一周期より大きな時間期間で分けられると）、この発明の信管はパ
ルスモードで動作するのが好ましい。パルスモードではアンテナから送られるこ
とになる無線周波数（ｒｆ）信号のパルスにとってそのエコーが受領されるまで
にかかる時間は地面からの発射体の距離を決めるために使用することができる。
継続するパルスについての時間遅延の相対的な変化は地面に関して垂直方向の発
射体の速度、を判断するために使用できる。パルス幅は約２〜３マイクロ秒とい
った短いものとすることができ、これは約５００ｍの範囲まで動作できるもので
ある。もっと近いレンジでは、送受信パルス間の弁別は不可能である。例えば１
０個といった一連のパルスが送受信できて、そこで信号の送りを測定した距離と
速度に依存した期間だけオフとし、弾薬が地面に近づくようにする。発射体が地
面に十分に近づいたときに先に計算したレンジと速度に依存する時間遅延後に、
無線周波数信号の送信を再開して、信管構成が中間周波数モードで（すなわち図
１ないし８と関係して上述したところにより）作動させて目標の上の所定高度で
弾薬を爆発させることができる。ある期間にわたって送信をオフに切換えること
は妨害（ジャミング）に対抗するのを助けることになる。
【００３５】 制御電子回路３０で図８に示したものはタイマーを備えることができて信管を
オンとオフとするようにして、長いレンジでのパルス動作モードと短いレンジで
の周波数可変動作モードとの間での切換をする。パルスモードでは、この制御電
子回路は目標もしくは地面からの信管のレンジが継続するパルスの送りと受けと
のタイミングに依存して動作するように使用されるようにできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明による近接信管のトランシーバの模式図。
【図２】 図１のトランシーバにより送られた無線周波数信号と、トランシーバで受けた
エコー信号を示す周波数対時間のグラフ。
【図３】 図１のトランシーバで使用するための方向性枝路結合器の模式図。
【図４】 信号がポート１に入力されるときの図３の結合器のポート１ないし４の出力を
示す相対的な電力対周波数のグラフ。
【図５】 リング構成で図３に示した等価の結合器を示す図。
【図６】 図５のリング結合器を用いるときの図１と同様のトランシーバの模式図。
【図７】 図６に示したトランシーバの好ましい回路配置の模式図。
【図８】 この発明による近接信管の位置の模式図。この例では砲身から発射した発射体
の先端内に図７で示したトランシーバが組込まれている。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ， ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ， ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，Ｃ Ｒ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ， ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，Ｋ Ｚ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ， ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，Ｓ Ｋ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 パトリック、デビッド・エドワード イギリス国、エスジー２・０エルゼット、 ハートフォードシャー、スティーブンエイ ジ、チェルス・ウエイ、チェルス・エンタ ープライズ・ビレッジ、ユニット 11、チ ルターン・マイクロウエーブ・リミテッド 内

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 砲身から発射された、ペイロードを運んでいる発射体で使用
    するための近接信管であって、その構成は、 可変周波数を有する無線周波数信号を発生するための発振器手段（２）と、 該無線周波数信号を送信し、かつ該無線周波数信号のエコーを受信するための
    アンテナ手段（８）と、 該無線周波数信号の送信と該エコー信号の受信との間の時間遅延に対応するレ
    ンジ信号を生成するための信号処理手段と、 該レンジ信号を基準信号と比較して、比較の結果に依りペイロードを作動させ
    るための作動信号を生成するための手段とで成り、また、 該発振器手段から該アンテナ手段（８）と該信号処理手段とに無線周波数信号
    を送るように、また該アンテナ手段（８）から該信号処理手段へエコー信号を送
    るように結合する方向性結合器手段（６）とを備えていることを特徴とする近接
    信管。
  2. 【請求項２】 前記信号処理手段は送信した信号の一部をエコー信号の一部
    と混合して送信した無線周波数信号と受信したエコー信号との周波数間の差に対
    応する周波数をもつ中間周波数信号で成るレンジ信号を生成するためのミキサ手
    段（４）を含む請求項１記載の信管。
  3. 【請求項３】 前記無線周波数信号が線形に変る周波数を有する請求項１ま
    たは２記載の信管。
  4. 【請求項４】 前記発振器手段は電圧制御発振器で成る請求項１ないし３の
    いずれか１項記載の信管。
  5. 【請求項５】 さらに、前記電圧制御発振器を駆動するために線形三角波電
    圧を生成するための手段を備えた請求項４記載の信管。
  6. 【請求項６】 前記方向性結合器手段は４ポートを含む、１／４波長枝線結
    合器である請求項１ないし５のいずれか１項記載の信管。
  7. 【請求項７】 前記発振器手段とミキサ手段とは前記枝線結合器の１／４波
    長伝送線路によって境を作られれた領域内部に置かれている請求項６記載の信管
    。
  8. 【請求項８】 パルス無線周波数信号を送信するためにパルスモードで動作
    ができるように適応された請求項１ないし７のいずれか１項記載の信管。
  9. 【請求項９】 パルス動作モードと周波数可変動作モードとの間で切換えを
    するための手段を含んでいる請求項８記載の信管。
  10. 【請求項１０】 請求項１ないし９のいずれか１項記載の信管を備えた砲身
    発射された発射体。
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