JPH0225698A - ロール位置測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はスピン状態の発射体、ミサイルまたは同類物の
ロール位置を偏光電磁放射線の助けにより測定する装置
に関する。

本発明は弾道中でスピン運動し、ロール位置を測定され
るべきあらゆる型の発射体、ミサイルまたは同類物に適
用できる。特に、本発明は誘導弾薬、即ち従来の態様で
標的に向かって発射され、かかる弾薬が修正指令を受は
取る発射体に使用できる。発射体はその弾道中でスピン
運動するから、指令を与えるときにそのロール位置を測
定する必要がある。ロール位置測定装置が無い場合、弾
道を修正するときに誤差が生じる。

主としてミサイルにおける参照方向に関するロール角を
所謂レートジャイロ（ｒａｔｅ　ｊｙｒｏ）により測定
し、次いで積分することは技術上周知である。

しかし、ジャイロの採用には、ジャイロのドリフト、軸
受摩擦、加速に対する感度などの多くの技術上の問題が
ある。特に、加速に対する感度は、ジャイロを例えば砲
から放出された発射体に使用するのに不適当ならしめる
。

平面偏光放射線の助けによりロール位置を測定すること
も技術上周知である（例えば、ＳＥ　４０９９０２およ
びＳＥ　４０７７１４を参照）。このような場合、発射
点に関連して適当に配置され標的に照準されたレーザエ
ミッタが使用される。レーザエミッタから出た放射線は
レーザエミッタの放射線源を通じて直接に偏光され、あ
るいは放射線源からの光りが偏光フィルタを通過するこ
とにおいて偏光される。レーザビームの偏光平面はフィ
ルタを通じて、または放射線源を通じて直接に、空間の
参照平面に関して確立される。発射体はその後端に受信
器を備え、この受信器は、平面偏光放射において、偏光
フィルタを備え、レーザエミッタからのレーザ放射線を
受信する。

発射体の回転またはスピンの故に、レーザ放射線は、受
信器の偏光フィルタ後に、変化する信号を生じ、この信
号からロール位置を測定できる。

ただし、不確定性（ｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙ）の大きさ
は１８０度、即ち半回転である。

上記ＳＥ　４０９９０２はこの不確定性を除去する１例
を開示している。この場合、実質的に平面偏光した放射
線を出すのはミサイルであり、受信器は発射点に関連し
て配置される。ミサイルにおいて、放射線源が設けられ
、これは発射点から信号が出たとき、またはミサイルを
発射してから成る時間後に、実質的に放射方向にミサイ
ルから分離される。測定装置を用いて、ミサイルに関す
る放射線の位置を角度として測定でき、また分離の瞬間
のミサイルのロール位置を高い精度で示す検出信号にお
けるマーク付与を達成できる。

この従来技術装置はロール位置を比較的に高い精゛度で
、かつ明確に測定するのではあるが、ミサイルに別個の
放射線源を与えることに実際上の問題がある。これらの
問題は従来砲身から発射される発射体については深刻に
なる。更に、測定校正装置としては、ミサイル本体に関
する放射線源の位置を測定できるものでなくてはならな
い。かかる装置に固有の他の問題は信号損失によりロー
ル位置測定に不確定性が生じることである。

本発明の目的は上記問題を解決し、簡単かつ明確な態様
で角度情報を発射体、ミサイルまたは同類物へ伝達する
ことである。本発明の開示に具体化したこの問題の解決
策は特許請求の範囲の特徴項から明らかである。

本発明の性質とその諸面は以下の添付図面についての簡
単な記載、並びに本発明の一実施例についての記載から
明らかになろう。

図面に関し、第１図は従来の態様で大砲または他の発射
装置から標的に向けて発射された発射体を示す。発射体
の撃墜公算を増すために、そのコースが制御パルスによ
り修正される。発射体はその弾道においてフィンにより
安定化され次いで比較的に低いスピン速度で回転するか
、あるいはロール安定化され、その場合スピン速度は高
い。コースを修正するために、発射体の弾道修正装置に
制御インパルスを付与するときに発射体のロール−を測
定する必要がある。この目的で、発射点に直接関連して
送信器２が設けられ、これは偏光電磁放射線を送る（第
２ａ図参照）。発射体は送出された放射線を受信するた
めに後方に向いた受信アンテナ３を備える。好ましくは
、マイクロウェーブ放射線が使用される、というのは、
アンテナの寸法が小さくなり、また送出された放射線の
ローブ（ｌｏｂｅ）が狭（なるからである。送信アンテ
ナは固定の偏光面を持つか、あるいは機械的または電気
的に回転可能な平面を持つことができる。この技術では
マイクロウェーブ送信器と受信器は周知であり、ここで
は詳述しない。

適当には、送出された放射線は実質的に平面偏光される
。偏光面は放射線源を通じて、発射体の制御システムの
参照平面に関して確立される。発射体を他の点で誘導し
修正する態様は本発明の範囲外であり、ここでは詳述し
ない。受信器は周知形式の偏光感応アンテナを備え、ま
た発射体はスピン運動するから、受信中および検出後の
放射線は第３ａ図に示す形式の正弦可変信号を生じる。

信号は検出後に多くの最大値と最小値を示し、これらは
発射体のロール位置が送出された放射線の偏光面が受信
器の偏光面と対応するようなものである場合に生じる。

専らこの信号から、発射体のロール位置を比較的に高い
精度で測定できるが、１８０度、即ち半回転の不明瞭性
（ａｍｂｉｌＨｕｉｔｙ）がある。

全不明瞭性を達成するために、偏光マイクロウェーブ放
射線は、本発明によれば、２：１（第２ａ図、第２ｂ図
参照）および／または４：１，６；１のようなその倍数
の波長関係で相互に固定された２つの成分を含む。

２つの送出されたマイクロウェーブ成分が重畳されると
き、第２ｃ図により非対称波形が得られる。

第３図は発射体の配向に関する受信信号を示すもので、
１８０度の不明瞭性が存在する一つの偏光信号ｃｏｓ　
ｗｔのみが送出される場合（第３図）、および本発明に
より２：１の波長関係の２つの偏光信号が送出される場
合、即ちｃｏｓ　ｗｔ　＋　ｃｏｓ　２　ｖｌ、　　（
第３図参照）で、非対称カーブの形は上記不明瞭性を除
去するのを可能ならしめ、また発射体のロール位置を明
確に決められる。

第４ａ図は信号の極性を検出する方法を示す。

発射体の受信器４から送出されたｃｏＢｖｔ　＋　ｃｏ
ｓ　２ｗｔの信号は正限界および負限界をそれぞれ具体
化した２の並列限界回路５．６へ付与される。送出され
たパルス信号５ｂ、６ｂは周知の方法により検出できる
ものと仮定される。第４ｂ図は２つのパルスを形成する
方法を信号図により示す。−偏光方向に、パルスの数の
２倍が得られる。例えば、周知の周波数カウンタにより
検出できる。

第５図は信号の極性を検出する他の方法を示す。

この場合、発射体には２つのマイクロウェーブ信号の各
々に１つずつ、計２個の受信器４′、４″が設けられる
。検出された信号ｃｏｔｈ　ｗｔおよびｃｏｓ２　ｗｔ
はゼロ限界レベルでセットされた限界回路５．６゛　に
付与される。限界回路の出力側に図によるパルス列５ｂ
’　、６ｂ’　が生じ、これらは周知の型式のクロック
入力ＣＫおよびＤ人カへ供給される。Ｄフリップ−７０
ツブのＱ出力には、半回転後に極性を変化する信号が生
じる。

第６図は発射体の角位置（ロール位置）を測定する回路
を示す。発射体の受信器は、例えば第５図の信号処理手
段を備え、位相比較器８を含む回・路へ信号を送り、こ
の回路はパルス信号をカウンタ１１からの出力信号と比
較し、２つの入力信号の位相差に比例した電圧信号を出
す。出力信号は低域フィルタ９を介して制御し、このフ
ィルタは出力をカウンタ１１へ接続された電圧制御発振
器１０にゼロフォールト（ｚｅｒｏ　ｆａｕｌｔ）周波
数を与える。カウンタ１１は２進信号（最上位２進数）
を位相比較器８へ送り、また２進出力信号を出すく総て
２進数）。

上述のように、マイクロウェーブ放射線はアンテナの寸
法が小さいから有利である。しかし、マイクロウェーブ
放射線の欠点は周波数が高いことであり、周波数を操作
容易なレベルへ変換する必要がある。

第７図は周波数変換の方法を示す。送出された信号の両
者はそれぞれ受信時にミキサ１２．１２へ付与される。

発振器１３はミキサ１２へ直結され、また周波数迎倍器
１４を通じてミキサ１２へ接続される。

第８図は周波数変換の他の方法を示すもので、発射体に
受信された複合ｃｏｓ　ｖｔ　＋　ｅｏｓ　２　ｖｔ倍
信号ミキサ１５において調波周波数に富む発振器１６か
らの信号と混合する。第９図は第８図による周波数変換
の信号図を示し、ミキサ１５の入力信号ａ、発振器信号
ｂ５　ミキサからの出力信号Ｃを示す。濾波後に、発射
体のロール位置を明確に測定できる低い中間周波の対称
カーブ形態ｄが得られる。

本発明は上記実施例に限定されず、特許請求の範囲から
逸脱せずに変更できる。例えば、電磁放射線の放射線源
を発射体内に置き、受信器を発射点に関連させることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は発射点から標的に向かう途上における弾道内の
発射体を示す図、第２ａ図、第２ｂ図はマイクロウェー
ブ信号のカーブ形態を示す図、第２０図は複合マイクロ
ウェーブ信号を示す図、第３図は受信アンテナの配向方
向に関する受信信号を示す図、第４図は信号の極性を検
出する方法を示す図、第５図は他の方法を示す図、第６
図は発射体の角位置を測定できる回路を示す図、第７図
、第８図は周波数変換の２つの方法を示す図、第９図は
第８図による周波数変換の信号図である。 ５．６．５″、６“２１．限界回路、　７．８゜Ｄフリ
ップ−フロ・ノブ、　　９１９．低域フィルタ、１０、
、、発振器、　　１１．、、カウンタ、　　１５゜０．
ミキサ、　　１６．、、発振器。 特許出願人　　アクチボラゲット瞭ボッフォース Ｉ−′−−−−Ｎ５ ＼

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、スピン状態の発射体、ミサイルまたは同類物のロー
   ル位置を偏光電磁放射線の助けにより測定する装置であ
   って、発射体へ向かう方向に偏光放射線を出す送信器と
   、発射体内に配置された偏光に感応する受信器とを含む
   、またはその逆の関係でこれらを含む装置において、偏
   光放射線は非対称波形を与えるように重畳される２：１
   および／またはその倍数の波長関係の少なくとも２つの
   互いにフェーズインターロックされた放射線成分を含む
   こと特徴とする装置。 ２、放射線はマイクロウェーブ範囲にあることを特徴と
   する請求項１記載の装置。 ３、正と負の限界レベルを有する限界回路（５、６）へ
   受信信号を供給し、異なるパルス周波数の２つの信号（
   ５ｂ、６ｂ）を出し、これから受信信号の極性を決定で
   きること特徴とする請求項１記載の装置。 ４、受信信号成分はゼロまたはほぼゼロのレベルの限界
   回路（５’、６’）へ供給され、２つのパルス信号が送
   られ、その出力は変化する極性の出力信号を出すＤフリ
   ップ−フロップ（７）へ結合されることを特徴とする請
   求項１記載の装置。 ５、前記出力信号は位相比較器（８）へ供給され、ここ
   で信号がカウンタ（１１）からの信号と比較され、位相
   比較器の出力は低域フィルタ（９）を介して電圧制御発
   振器（１０）へ接続され、この発振器は前記カウンタ（
   １１）へ接続されたことを特徴とする請求４記載の装置
   。 ６、受信マイクロウェーブ信号は例えば低周波信号を得
   る目的で調波周波数に富む局部発振器からの２：１およ
   び／またはその倍数の関係の２つの位相固定周波数と混
   合されることを特徴とする請求項２記載の装置。 ７、複合受信マイクロウェーブ信号はミキサ（１５）へ
   供給され、ここでこの信号が調波周波数に富む発振器（
   １６）からの信号と混合され、濾波後に低中間周波数の
   非対称カーブが得られ、これから発射体のロール位置を
   明確に決定できることを特徴とする請求項６記載の装置
   。