JPH02275298A - 近接信管装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は近接信管装置に関する。本発明による装置は、
目標物を撃墜するための指向性弾頭を有する誘導弾層し
よう体用として使用される。

〔従来技術、および発明が解決しようとする課題〕一般
に、アクティブ光波近接信管は、投射ビーム光と同じ波
長を有する反射光が、受光器において、所定の強さ以上
に受光されたとき、点火信号を発出するようになってい
る。

従来、アクティブ光波近接信管において、太陽光、妨害
光等の入射による誤動作を防止するため、パルス光を投
射する、またはコヒーレントによる相対速度と比例した
ドツプラ周波数を利用する、等の方法が提案されている
が、これらの従来方法においては、太陽光、妨害光等強
い光が急激に入射すると、受光器がいわゆる「めくらの
状態」となり、近接信管装置の動作が不確実となり、弾
頭の誤爆発、不発等の事態を生起させるという問題点が
ある。

また、従来、飛しよう体の機軸を中心とする全周囲を例
えば４象限に分割し、各象限ごとの受光器を用いること
で目標物の方向を検出する場合、分割された各検知範囲
の境界近辺において目標物の存在する方向の検出があい
まいとなるという問題点がある。

本発明の目的は、前述の問題点にかんがみ、スペクトル
拡散符号としてのＰＮ符号（Ｐｓｅｕｄｏ　Ｒａｎｄｏ
ｍＮｏｉｓｅ符号）を用いた相関検出により目標物存在
象限方向を検出し、太陽光、妨害光等の影響による誤動
作を防止し、かつ、各象限の境界近辺における目標物の
存在する方向の検出を、より正確に行うことにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明においては、信管搭載飛しよう体の機軸を中心と
する全周囲方向における複数象限について光波のファン
ビームを形成させる投光器、該複数象限の各個に対応し
て変調用ＰＮ符号信号を発生させるＰＮ符号信号発生器
、該変調用ＰＮ符号信号にもとづき該投光器から投射さ
れる光波をＰＮ変調する変調器、該投射された光波が目
標物において反射してから到来する反射光を受ける受光
器、該投射された光波と該反射光の間の相関をあらわす
各象限についての相関出力を発生させる相関検出器、お
よび、各象限についての該相関出力にもとづき各象限方
向の相聞出力の比較を行い目標物の存在象限を判定する
信号比較判定器、を具備することを特徴とする近接信管
装置、が提供される。

〔実施例〕

本発明の一実施例としての近接信管装置が第１図に示さ
れる。第１図装置は、信管搭載飛しよう体の機軸を中心
とする全周囲方向における象限Ｉ■、■・■について光
波のファンビームを形成させる投光器１１２．１２２．
１３２．１４２、象限Ｉ、ＩＩ・■・■の各個に対応し
て変調用ＰＮ符号信号を発生させるＰＮ符号発生器３１
２．３２２．３３２．３４２、該変調用ＰＮ符号信号に
もとづき、該投光器から投射される光波をＰＮ変調する
変調器２１２．２２２．２３２゜２４２、該投射された
光波が目標物において反射して到来する反射光を受ける
受光器１１１．１２１．１３１゜１４１、該投射された
光波と該反射光の間の相関をあらわす象限Ｉ、ｎ、Ｉ・
■についての相関出力を発生させる相関器３１１．３２
１．３３１．３４１、および、象限Ｉ、ｎ、１．ｒＶに
ついての該相関出力にもとづき各象限方向の相関出力の
比較を行い目標物の存在象限を判定する信号比較器７お
よび象限判定器８を有する。

第１図装置は、アクティブ光波近接信管装置として、飛
しよう体等の機軸を中心に全周囲方向に４つの象限１．
ＩＩ、Ｉ、Ｉ’Ｖ内の目標存在方向を検出することがで
きる。

投光器１１２．１２２．１３２．１４２は発光源に半導
体レーザあるいは赤外線発光素子を用いて象限方向にフ
ァンビームをレンズ等による光学系を介して投射し、目
標反射光を投射ビームと同一方向のファンビーム構成に
よる受光器１１１．１２１．１３１．１４１によって全
周囲の目標存在方向を検知する。

受光素子は例えば、シリコンフォトダイオード、ゲニマ
ニウムフォトダイオード等である。

投光器の発光源はドライド回路からの変調、・駆動信号
により発光し、光学系レンズにより、所定のファンビー
ムに形成し機軸の全周囲方向にビームを投射させる。

変調器２１２．２２２．２３２．２４２はスペクトル拡
散符号であるＰＮ符号により発振器２５からのＲＦ発振
信号を変調し、半導体レーザへの変調信号として投光器
１１２．１２２．１３２，１４２のドライバ回路に人力
する。

スペクトル拡散符号はＭ系列、ゴールド符号等が考えら
れるが、いずれも白符号と位相の合った信号に対しては
高い相関出力を発生し、他符号又は１ビット以上位相の
ずれた符号に対しては極端に低い相関出力しか発生しな
いものである。

ＰＮ符号発生器３１２．３２２．３３２．３４２は全周
囲方向の目標検出象限に対応させて異ったＰＮ符号であ
るＰＮ−１、ＰＮ−２、ＰＮ−３、ＰＮ−４で変調する
。この異ったＰＮ符号により変調が行われる。象限Ｉ、
ｎ。

■、■の各方向のファンビーム検知パターンが第２図に
示される。

このＰＮ符号は電圧制御発振器４５のクロック周波数で
駆動された±１の値をとるＰＮ系列のスペクトル拡散符
号で象限Ｉ、ｎ、ＩＩＩ、ｒＶに対応させた符号に設定
される。

受光器１１１．１２１．１３１．１４１は、光学系レン
ズ及びフィルタにより投光器と同一のファンビーム形成
で目標反射光を受光素子により、光エネルギーから電気
エネルギーに変換し、目標反射信号として増巾器により
増巾して復調器２１１．２２１．２３１゜２４１　に送
出する。

復調器２１１．２２１．２３１．２４１は電気変換され
た目標反射信号を発振器２５からのＲＦ発振信号とによ
りホモダイン検波して相関器３１１．３２１．３３１゜
３４１に送出する。

相関器３１１．３２１．３３１．３４１は、従来公知の
相関方法により投射変調信号と同一の符号でかつ１ビッ
ト遅れの符号（信号１）とにより相関をとり、フィルタ
検波器４１．４２．４３．４４を介して信号検出器５１
．５２．５３．５４に目標検出信号を送出する。

また相関器３１１．３２１．３３１．３４１は、ＰＮ符
号で変調された投射変調信号よりも、１ビット進んだ位
相の符号（信号２）とにより、相関をとる。この出力は
、受信機ノイズ、と妨害信号と相関の取れない投射信号
等で、基準ＰＮ符号により逆拡散された信号しか発生し
ない非相関信号としてフィルタ検波器４１．４２．４３
．４４を介して信号検出器５１゜５２．５３．５４に送
出する。

上記の非相関信号は信号検出器５１．５２．５３．５４
において、一定バイアス加算をすることにより、近接信
管の内外の信号環境に応じたアダプティブなスレッショ
ルドが設定される。目標検出信号をこのスレッショルド
と比較してスレッショルド設定値より大きいとき目標象
限信号としてトリガ発生器６に送出する。

トリガ発生器６は受光器１１１．１２１．１３１．１４
１のいずれかで目標を検知した瞬間の検出信号が入力す
ると、トリガ・パルスが発生され、ラッチ信号が象限判
定器８に送られ、各相関器の信号比較器７からの出力信
号を保持する。

信号比較器７は各受光器１１１．１２１．１３１．１４
１の相関出力が直流電圧信号で入力され、各検知パター
ンの隣り合った象限の対の信号電圧レベルの比較を行う
。

信号比較器７は通例用いられているコンパレータ回路で
構成され、信号レベルを比較し２値信号出力として象限
判定器８に送られる。

象限判定器８は信号比較器７からの２゛値信をトリガ・
パルス発生器６からのラッチ信号により保持し、その信
号保持状部により目標信号の存在象限を判定し出力１、
出力２、出力３、出力４として目標象限信号を出力し点
火回路を作動させる。

なお相関器３１１．３２１．３３１．３４１から象限判
定器８までの回路については、本件出願人による特願昭
６３−１５４９６７、昭６３−１７６４８４に記載があ
る。

海面及び地上面からの反射光に対しては、投光器１４２
及び受光器１４１を用いた目標検出象限■の検知パター
ンにより、ターゲット・ゲート・ループを作動させて反
射信号の抑圧を行う。

なお検知パターンは飛しよう体の高度情報を追尾するた
めに、目標検知象限はＩあるいは■の象限のどちらを用
いてもよい。

ターゲット・ゲート・ループは、相関器３４１、フィル
タ検波器４４、信号検出器５４、積分器５５、電圧制御
発振器４５、ＰＮ符号発生器３４２により構成される。

相関器３４１は符号ＰＮ−４で変調された投射信号より
、１ビット＋ΔＴ遅れを基準ＰＮ符号（信号３）により
相関がとられるため、投射信号より１ビット＋ΔＴ遅れ
たＰＮ符号（信号３）の前、後１ビツトの範囲に符号Ｐ
Ｎ−４の変調波の反射光が現れたときのみに強い相関出
力（信号３）を発生させる。

相関出力（信号３）は飛しよう体より最も遠い距離で相
関出力が得られる。それにより、飛しよう体が低空を飛
しようし、海面又は地上面からの反射光が上記範囲内に
相当する往復距離内になったとき相関出力（信号３）が
発生する。

したがって、相関出力（信号３）は上記のフィルタ検波
器４４、信号検出器５４を介して反射信号成分のみのタ
ーゲット・ゲート信号が得られ、その信号は積分器５５
で積分され、電圧制御発生器４５に入力する。

電圧制御発振器４５は、その発振周波数により符号ＰＮ
−４のクロック速度を制御して飛しよう体が低空を飛し
ようし高度が低くなるにしたがい周波数は上昇する。こ
れにより、符号ＰＮ−４のクロック速度が速くなり、１
ビツトの周期が短くなり、これに相当する投射変調信号
の往復距離も短くする。それにより、反射光の相関検出
距離が短（なり受光器１４１から入力される海面又は地
上面からの反射光を追尾するループを組むと、この追尾
距離は飛しよう体の飛しよう高度に応じて自動的に変わ
ることになる。

積分器５５の出力は追尾ループにより、飛しよう体と海
面又は地上面までの距離情報を含むため、この積分器出
力を投光器１１２．１４２のドライド回路に入力して投
光器１１２．１４２の投射光の出力を飛しよう体と海面
又は地上面との距離が小なる場合は投射出力を弱め、距
離が大なる場合は、投射出力を強めるように距離に比例
させて制御を行う。これにより、受光器１１１．１４１
に入力する反射光の受光強度は、海面又は地上面からの
距離により変化することなく一定となる。このターゲッ
ト・ゲート・ループについては本件出願人による特願昭
６３−１７６４８４に記載がある。

第１図装置においては、スペクトル拡散変調のＰＮ符号
を用いて目標象限方向を検知するために、従来の光波方
式にあった検出象限の境界近辺に於ける目標象限にあい
まいとなる欠点が、これにより目標存在象限を正確に判
定することができ、指向性弾頭との組合せに於いて整合
性を良くすることができ、ＰＮ符号の相関検出により妨
害波、太陽光等の反射光による誤動作の欠点を改善する
ことができる。

第１図装置においてはまた、ＰＮ符号変調用・クロック
周波数を設定することにより、目標検出距離範囲を変え
ることができ、弾頭の有効距離との組合せに於いて整合
を取ることが可能になる。

第１図装置においてまた、スペクトル拡散符号を用いる
ことにより、信号処理利得が得られるために、高出力な
元厚が不用となり、これに伴う大容量の電源、熱的問題
等による実装上の問題が軽減され信管装置の寸法、重量
を小さくすることが可能になる。

第１図装置においてはまた、クラッタ・ゲート・ループ
を用いることにより、海面及び地上面に対する有効距離
を自動的に可変でき、また、投射光の出力を自動的に可
変し、受光強度を一定にすることにより、受信系のダイ
ナミック・レンジを小さくするという効果があり、光波
近接信管の欠点である低空飛しよう時での誤動作を防ぐ
ことができる。

第１図装置においてはまた、指向性弾頭を採用すること
により、近接信管を搭載した誘導弾の目標に対する撃墜
能力を向上させることができ、指向性弾道は従来の弾頭
に比べ小型化が可能であり、その分誘導弾の推進装置を
大型化することができ誘導弾の射程を延伸させることが
できる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、スペクトル拡散符号としてのＰＮ符号
を用いた相関検出により目標物存在象限方向が検出され
、太陽光、妨害光等の影響による誤動作が防止され、か
つ、各象限の境界近辺における目標物の存在する方向の
検出をより正確に行うことができる。また、クラッタ・
ゲート・ループにより海面又は地上面からの反射光を制
御し、低空飛しょう時での誤動作を防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例としての近接信管装置の構成
を示す図、 第２図は各象限方向のファンビーム検知パターンを示す
図である。 （符号の説明） １１１、１２１．１３１．１４１・・・受光器、１１２
、１２２．１３２．１４２・・・投光器、２１１、２２
１．２３１．２４１・・・復調器、２１２、２２２．２
３２．２４２・・・変調器、３１１．３２１．３３１．
３４１・・・相関器、３１２、３２２．３３２．３４２
・・・ＰＮ符号発生器、４１、４２．４３．４４・・・
フィルタ検波器、４５・・・電圧制御発振器、 ５１、５２．５３．５４・・・信号検出器、５５・・・
積分器、　　　　　６・・・トリガ発生器、７・・・信
号比較器、　　　８・・・象限判定器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 信管搭載飛しよう体の機軸を中心とする全周囲方向にお
   ける複数象限について光波のファンビームを形成させる
   投光器、 該複数象限の各個に対応して変調用ＰＮ符号信号を発生
   させるＰＮ符号信号発生器、 該変調用ＰＮ符号信号にもとづき該光投射器から投射さ
   れる光をＰＮ変調する変調器、 該投射された光が目標物において反射してから到来する
   反射光を受ける受光器、 該投射された光波と該反射光の間の相関をあらわす各象
   限についての相関出力を発生させる相関器、および、 各象限についての該相関出力にもとづき各象限方向の相
   関出力の比較を行い目標物の存在象限を判定する信号比
   較判定器、 を具備することを特徴とする近接信管装置。