JPH03156300A - 近接信管 - 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〕 この発明は、航空機等の目標が、砲弾、ミサイル等の飛
しよう体の弾頭の有効範囲内に入つ九ことを検出する近
接信管に関するものである。

〔従来の技術〕 第４図は１例えば特開昭６３−３１１１５００号公報に
示された従来の近接信管の構成を示す図であり２図にお
いて（１）は発根器、（２）はこの発振器（１）の出力
の一部を取り出すための方向性結合器、（３）は符号発
生器（９）の出力を１ビット遅らせた信号により方向性
結合器（２）の出力を変調するための変調器、（５）は
この変調器（３）の出力をサーキュレータ（４）を通し
た後、空中に放射するためのアンテナ、（６）はアンテ
ナ（５）から送信された信号が目標に当って反射され、
再びアンテナ（５）で受信された信号をサーキュレータ
（４）を通した後、方向性結合器（２）の出力と混合す
るためのミキサ、（７）はビデオ増幅器であり、この出
力信号は２分され、第１及び第２の相関器（Ｉｏｎ）及
び（ｌｏｂ）で符号発生器（９）の出力及びこの出力を
１ビットずつ計２ビット遅らせた第２の１ビット遅延回
路（Ｉｌｂ）の出力とで相関をとる。（１２ｍ）及び（
＋ｚｂ）は、これらの相関器の出力のうち目標と飛しよ
う体との相対速度差に相当するドツプラ周波数のみが通
過するようにされた第１及び第２のドツプラフィルタ、
　　（１３ｍ）及び（Ｌ５ｂ）は、これらのドツプラフ
ィルタの出力の振幅を検波するための第１及び第２の検
波器、ａ！９は第１の検波器（１３ｍ）の出力にバイア
ス加算器Ｉで一定の電圧を加算し、この加算出力と第２
の検波器（１３に＋）の出力を比較する比較器、Ｏｅは
この比較結果により飛しよう体の弾頭を炸烈させる点火
回路である。

次に動作について説明する。

アンテナ（５）より送信された信号は、目標に照射され
、その反射信号は再びアンテナ（５）で受信され。

サーキュレータ（４）を通り、ミキサ（６）で方向性結
合器（２）の出力の一部と混合され、ビデオ増幅′ａ（
７１で増幅される。スペクトル拡散符号は２Ｍ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。

この実施例はこの原理を用いたものである。

符号発生器（９）の出力よシラビット遅れた第１の１ビ
ット遅延回路（Ｉ＋、）の出力により変調器＋３１　Ｉ
’Ｃおいて、送信信号に変調をかけ、送信する。目標か
らの反射波は、アンテナ（５）、サーキュレータ（４）
を介してミキサ（６）でホモダイン検波され、ビデオ増
幅器（力で増幅され、第１及び第２の相関器（Ｉｏｎ）
及び（ｔａｂ）　で送信信号と同じ符号で相関が取られ
る。しかし、第１の相関器（ＩＯａ）　は、送信信号よ
りも１ビット進んだ位相の符号と相関を取るため。

その出力は、受信機ノイズと妨害信号が上記の符号によ
り逆拡散された信号しか発生しない。この信号を第１の
ドツプラフィルタ（１２ｍ）と第１の検波器（１３ｍ）
を通した後、バイアス加算器Ｉで一定バイアスを加算す
ることにより、近接信管の内外の電波環境に応じたアダ
プティブなスレッショールドが設定できる。

ま九、第２の相関器（ｌｏｂ）の出力は、変調された送
信波より１ビット遅れた符号により相関がとられるため
、送信波よシラビット遅れた符号の前ｖｋ１ビットの範
囲に目標からの反射波が現われたときのみに強い相関出
力を発生する。この信号は目標と飛しよう体との相対速
度差に相当するドツプラ周波数を含む丸め、第２のドツ
プラフィルタ（１２１））を通過して第２の検波器（＋
！５ｂ）で検波され。

比較器ｃｉりでバイアス加Ｘ器ｔｉ４の出力と比較され
る。

第２の相関器（ＩＯｂ）では１ビット遅延回路（ＩＩｋ
＋）の出力により相関がとられるため、無相関の受信機
内部雑音や、外部からの妨害波による信号は逆拡散され
て、第２のドツプラフィルタ（＋２ｂ）の通過帯域のみ
の信号が第２の検波器（＋ｘｂ）に送られ。

目標からのドツプラ周波数成分による出力と加算されて
、第２の検波器（＋ｓｂ）の出力に現われる。

従って、比較器ａ９の出力は、受信機の内部雑音及び外
部の妨害信号成分が差し引かれ、純粋に目標信号成分の
みが現われる。

従来の近接信管は上記のように構成され、送信波より１
ビット遅れた符号の前後１ビットの範囲に目標が現われ
たときのみに目標を検出し１作動するようになっている
。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかるに上記のように目標検出範囲は、送信波より１ビ
ット遅れた符号の前後１ビットの範囲に限定されている
ため、飛しよう体お搭載されている弾頭の有効範囲と整
合をとりにくいという問題点がありまた。飛しよう体が
低空を飛しようすると、地面又は海面からの反射波によ
り誤動作したり、受信系が飽和してしまうという問題点
があった。

この発明は上記のような課題を解消するためＫなされた
ものであシ、目標検出範囲を弾頭の有効範囲と整合をと
れるようくし、また、地面又は海面からの反射波による
誤動作や受信系の飽和をなくす機能を持った近接信管を
得ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る近接信管は、受信信号のビデオ増幅器の
出力を相関器で送信変調信号よシも１ビット後の符号と
相関をとることの他に、送信変調信号より３ビット後の
符号との相関をとり、上記２つの相関出力の加算結果を
ドツプラフィルタを通した後、検波することにより、目
標検出範囲を変調符号と１ビットしかずれていない電波
の往復時間に相当する距離を中心にその前後１ビットず
つの電波の往復時間に相当する距離範囲に加えて変調符
号と３ビットずれている電波の往復時間に相当する距離
を中心にその前後１ビットずつの電波の往復時間に相当
する距離範囲に限定できるようにし、かつ、符号発生器
を駆動するクロック発振器の発振周波数を地面又は海面
までの距離に応じて変えることにより、上記距離範囲が
地面又は海面までの距離に応じて変化するようにし、上
記距離範囲が飛しよう体の弾頭の有効範囲と整合をとれ
るようにしたものでアシ、なお、かつ、地面又は海面か
らの反射波の信号強度は飛しよう体と地面又は海面まで
の距離の自乗に反比例するため。

減衰量がこの距離の自乗に反比例する可変減衰器を用い
ることにより、この反射波によるミキサへの受信信号入
力を地面又は海面までの距離によらず一定にしたもので
ある。

〔作用〕

この発明における近接信管は２発振器の出力をスペクト
ル拡散符号発生器の出力を１ビット遅らせた第１の遅延
回路の出力によりスペクトル拡散変調してアンテナから
送信し、この信号の目標からの反射信号をアンテナで受
信し、これと上記発振器の出力の一部とを混合すること
によりホモダイン検波する。検波出力はビデオ増幅器で
増幅された後、４等分され、それぞれ、第１〜第４の相
関器において、符号発生器の出力、この符号発生器より
２ビット遅れた第２の１ビット遅延回路の出力、上記第
２の１ビット遅延回路の出力よシ更に２ビット遅れた２
ビット遅延回路の出力及び上記２ビット遅延回路の出力
より１ビット以下の微小時間△Ｔだけ遅れた△Ｔ遅延回
路の出力とで相関がとられる。第１の相関器の出力、第
２と第３の相関器の出力を加算器で加算した出力及び第
４の相関器の出力は、それぞれ第１〜第３のドツプラフ
ィルタにおいて２予め設定され九目標と飛しよう体の相
対速度差範囲に相当するドツプラ周波数帯域波のみが通
過させられ、第１〜第３の検波器に入力される。第１の
検波器の出力は、バイアス加算回路において一定電圧が
加算され、これと第２の検波器の出力が第１の比較器で
比較され。

第２の検波器の出力がバイアス加算回路の出力よシ大き
くなったとき２点火回路を作動させ２弾頭を炸烈させる
。

また、上記第３の検波器の出力は上記バイアス加算器の
出力と第２の比較器で比較され、その出力が積分器で積
分された後、符号発生器を駆動するクロック発振器の発
振周波数を制御するとともに関数発生器を駆動し、飛し
よう体と地面又は海面までの距離の自乗に反比例する減
衰量を可変減衰器に発生させる。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。

第１図において、（１）は発振器、（２）はこの発振器
（１）の出力の一部を取υ出すための方向性結合器。

（３）は符号発生器（９）の出力を１ビット遅らせた信
号により方向性結合器（２）の出力を変調するための変
調器、（５）はこの変調器（３）の出力をサーキュレー
タ１４）を通した後、空中に放射するためのアンテナ。

（６）はアンテナ（５）から送信された信号が目標に当
って反射され、再びアンテナ（５）で受信された信号を
サーキュレータ（４）を通した後、方向性結合器（２）
の出力と混合するためのミキサ、（７）はビデオ増幅器
。

（８）はクロック発振器、（９）は符号発生器、　　（
１０ｍ）〜（＋　ａｄ）は第１〜第４の相関器、　　（
ＩＩ息）及び（ｌ＋１３）は第１及び第２の１ビット遅
延回路、　　（１２ｍ）〜（１２ｃ）は第１〜第３のド
ツプラフィルタ、　　（１３ｍ）〜（＋５０）は第１〜
第３の検波器、（Ｉ４はバイアス加算器、　　（１５ｍ
）及び（＋５ｂ）は第１及び第２の比較器。

ａｅ／ｆｉ点火回路、αＴ）は可変減衰器、Ｕは２ビッ
ト遅延回路、α９は△Ｔ遅延回路、■は加算器、　ＱＤ
は積分器、のは関数発生器である。

次にこの発明の詳細な説明する。

符号発生器（９）の出力より１ビット遅れた第１の１ビ
ット遅延回路（目ａ）の出力により変調器（３）におい
て、送信信号に変調をかけ、送信する。目標からの反射
波は、ミキサ（６）でホモダイン検波され。

ビデオ増幅器（７）で増幅され、第１〜第４の相関器（
ＩＯａ）〜（ＩＱｄ）で送信信号と同じ符号で相関が取
られる。しかし、第１の相関器（ＩＯａ）は、送信信号
よりも１ビット進んだ位相の符号と相関を取るため、そ
の出力は、受信機ノイズと妨害信号が上記の符号により
逆拡散され良信号しか発生しない。

この信号を第１のドツプラフィルタ（１２ｍ）と第１の
検波器（１３ｍ）を通した後、バイアス加算器Ｉで一部
バイアスを加算することにより、近接信管の内外の電波
環境に応じたアダプティブなスレッショールドが設定で
きる。

また、第２の相関器（ｔａｂ）の出力は、変調された送
信波より１ビット遅れた符号により相関がとられるため
、送信波より１ビット遅れた符号の前後１ビットの範囲
に目標からの反射波が現われたときのみに強い相関出力
を発生する。

次に、第３の相関器（１０ｃ）の出力は、変調された送
信波より３ビット遅れた符号により相関がとられるため
、送信波よシ３ビット遅れた符号の前後１ビットの範囲
に目標からの反射波が現われたときのみに強い相関出力
を発生する。

加算器■の出力は、第２及び第３の相関器（Ｊｏｂ）及
び（１０ｃ）の出力の和であるから、送信波とこれより
４ビット後の範囲に目標からの反射波が現われたときに
のみ強い相関出力を発生する。

この信号は目標と飛しよう体との相対速度差に相当する
ドツプラ周波数を含むため、第２０ドツプラフイルタ（
＋２ｂ）を通過して第２の検波器（＋３ｂ）で検波され
、第１の比較器（１５ｍ）でバイアス加算器ａ４の出力
と比較される。第２及び第１の相関器（ＩＯｂ）及び（
ＩＯｃ）ではそれぞれ第２の１ビット遅延回路（１１１
＋）の出力及び２ビット遅延回路珀の出力により相関が
とられるため、無相関の受信機内部雑音や、外部からの
妨害波による信号は逆拡散されて、第２のドツプラフィ
ルタ（＋２ｂ）の通過帯域のみの信号が第２の検波器（
１３１３）に送られ、目標からのドツプラ周波数成分に
よる出力と加算されて、第２の検波器（＋３ｂ）の出力
に現われる。従って、第１の比較器（１５ｍ）の出力は
、受信機の内部雑音及び外部の妨害信号成分が差し引か
れ、純粋に目標信号成分のみが現われる。

更に第４の相関器（ＩＯｄ）では、変調された送信波よ
り、３ビット＋ムＴ遅れた符号により相関が取られるた
め、送信信号よシ３ビット＋△Ｔ遅れた符号の前後１ビ
ットの範囲化反射波が現れたときのみに強い相関出力を
発生する。第２図は時間とバイアス加！：器６４．第２
．第３の検波器（＋！５１：＋）（＋５ｃ）の出力電圧
との関係を示す図であり２図中イはバイアス加算器Ｉの
出力電圧２口は第２の検波５（＋ｓｂ）の出力′心土、
ハは第３の検波器（鵞５ｃ）の出力電圧、二は追尾距離
を示す。第２図に示すように第３の検波器（Ｌ５ｔ））
は飛しよう体より最も遠い距離で相関出力が得られるた
め、飛しよう体が低空を飛しようし、地面又は海面から
の反射波が上記範囲内に相当する電波の往復距離内に得
られたとき、相関出力が発生することになる。この信号
は飛しよう体の速度に相当するドツプラ周波数を含むた
め、第３のドツプラフィルタ（１２ｃ）を通過して第３
の検波器（＋５ａ）で電波され、第２の比較５（＋５ｂ
）でバイアス加算器Ｉの出力と比較される。第４の相関
器（＋０４）では△Ｔ遅延回路α優の出力により相関が
とられるため、無相関の受信機内部雑音や、外部からの
妨害波や、相関のとれない送信信号による信号は逆拡散
されて、第３のドツプラフィルタ（１２ｃ）の通過帯域
のみの信号が第３の検波器（＋５０）Ｋ送られ１反射波
のドツプラ周波数成分による出力と加算されて、第３の
検波器（１５ｃ）の出力に現れる。従って、第２の比較
器（＋５ｂ）の出力は、受信機の内部雑音、外部の妨害
信号成分及び相関のとれない送信信号成分が差し引かれ
、純粋に反射信号成分のみが現れる。この信号は積分器
ＱＯで積分され、クロック発振器＜８）　Ｋ入力されて
、その発振周波数を制御する。クロック発振器（８）の
入力電圧と出力の発振周波数の関係は、第３図に示すと
おりであるから、飛しよう体が十分高空を飛しようして
いるときは、第３の検波器（＋３ｃ）の出力電圧は小さ
（、積分器Ｑυの出力けＯｖであり、クロック発振器（
８）の出力発振周波数は、これに対応する周波数ｆＬを
出力する。しかし、飛しよう体が低空を飛しようして、
第３の検波器口３ｃ）に出力を生じ、バイアス加算器（
Ｉ４の出力′１圧を上まわるようＫなると、第２の比較
器（＋５ｂ）は１両者の差電圧を出力するようになる。

この出力電圧は積分器Ｉ２Ｄで積分され、クロック発振
器（８）に入力されるため、その出力周波数は、第３図
に示すように上昇する。符号発生器（９）は、このクロ
ック発振器（８）により駆動されているので。

周波数が上昇するということは１ビットの周期が短くな
り、これに相当する電波の往復距離も短くなって、第２
図のハに示す第３の検波器（＋５ｃ）の出力時間幅が狭
くなシ、このため、第３の検波器（＋３ａ）の出力電圧
が下がり、この電圧が第２図に示す追尾距離二の点でつ
ｂｓうことになる。すなわち、クロック発振器（８）、
符号発生器（９）、第１及び第２の１ビット遅延回路（
目＆）及び（Ｉｌｂ）、　　２ビット遅延回路α９．△
Ｔ遅延回路α９．第４の相関器（嘗Ｏｄ）、第３のドツ
プラフィルタ（＋２ａ）、第３の検波器（＋３ａ）、第
２の比較器（＋５ｂ）及び積分器Ｃａ１ｌにより、ビデ
オ増幅器（７）から入力される地面又は海面からの反射
波を追尾するループを組むことになり、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。

ところで、上記積分器ｃ２りの出力は追尾ループにより
飛しよう体と地面又は海面までの距離の情報を含むこと
になる。従って、関数発生器のにより可変減衰器αηの
減衰量が飛しよう体と地面又は海面までの距離の自乗に
反比例するように制御することで、ミキサ（６）への地
面又は海面からの反射波による受信入力は、可変減衰器
Ｑ７）の働きにより。

飛しよう体と地面又は海面からの距離の自乗に反比例す
る減衰を与えられることになる。しかるに。

地面又は海面からの反射波の受信強度は、その距離の自
乗に反比例するため、可変減衰器αηの使用によりミキ
サ（６）へのこの反射波による受信電力は飛しよう体と
地面又は海面との距離により変化することがな（なる。

第２及び第３の相関器（ＩＯｂ）及び（ＩＯＣ）では。

第４の相関ｉ％（ｌｏｄ）よシスビット＋△Ｔ及び△Ｔ
だけ前の符号により相関が取られているため、第２の検
波器（＋３ｂ）に相関出力が得られる距離範囲も、飛し
よう高度に応じて変動し、かつ、第２図に示すように第
３の検波−ａ（＋３ｃ）の相関出力範囲よシも内側にあ
る。これにより、飛しよう体が低高度を飛しようしても
、地面又は海面からの反射波により第２の検波器（＋　
５ｂ）の出力が大きくなシ第１の比較器（１５ｍ）にお
いてバイアス加算器Ｉの出力を越えることはなくなり、
目標が飛しよう体と地面又は海面との距離以内に出現し
九ときのみ。

第２の検波ｉ（＋３ｂ）Ｉｃ出力が得られることＫなる
。

なお、上記実施例では、送信及び受信で同じアンテナ（
５）を共用するものくついて示したが、送信と受信で、
送受側々のアンテナを使用してもよい。

また、第２の１ビット遅延回路は、第１の１ビット遅延
回路の出力を１ビット遅延させるようＫしているが符号
発生器のスペクトル拡散符号を２ビット分遅らせるよう
忙してあれば良（、同様Ｋ。

２ビット遅延回路は、第２の１ビット遅延回路の出力を
２ビット遅延させるようにしているが、符号発生器のス
ペクトル拡散符号を４ビット分遅らせるよう圧してあれ
ばよい。

更に、上記実施例では可変減衰器αηを方向性結合器（
２）と変■器〔３）との間に設けたが、変調器（３）と
アンテナ（５）あるいはミキサ（６）の入力端とアンテ
ナ（５）との間など方向性結合器（２）からミキサ（６
）の入力に到るまでのび路に設けてあれば良い。

なお、上記実施例では、２ビット遅延回路を１つしか使
用していないが、所要の目標検出範囲を満足するために
、２つ以上の複数個の２ビット遅延回路とこれに対応す
る数の相関器を組合せて使用してもよい。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、目標検出範囲を弾頭
の有効範囲と整合をとることができ、かつ、飛しよう体
が低高度を飛しようした場合には。

クロック発振器の発振周波数が高度に応じて変化して、
地面又は海面からの反射波の距離を自動的に追尾するこ
とができ、上記有効目標検出範囲を地面又は海面までの
距離よりも少さく設定できるので、地面又は海面からの
反射波による誤動作を防ぐことができる。また、可変減
衰器を使用することＫより飛しよう体と地面又は海面ま
での距離の変化によらず地面又は海面からの反射波によ
るミキサへの受信入力電力が一定となる丸め、受信系の
飽和を防ぐことができるとともに、受信系のダイナミッ
クレンジが小さくすることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による近接信管の構成を示
す図、第２図は時間とバイアス加算器並びに第２及び第
３の検波器の出力電圧の関係を示す図、第３図はクロッ
ク発振器の入力電圧と出力発振周波数の関係を示す図、
第４図は従来の近接信管の構成を示す図である。 図において（１）は発振器、（２）は方向性結合器、（
３）は変調器、（４）はサーキュレータ、（５）はアン
テナ。 （６）はミキサ、（７）はビデオ増幅器、（８）はり７
７２発振器、（９）は符号発生器、αＩＦｉ相関器、α
υは１ビット遅延回路、α２はドツプラフィルタ、　（
１１は検波器。 α４はバイアス加算器、　ａａは比較器、αｅは点火回
路。 αηは可変減衰器、舖は２ビット遅延回路、（Ｉ９は△
Ｔ遅延回路、■は加ｎ器、　０１）は積分器１口は関数
発生器である。 なお１図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。 第３図 入力電圧□

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）クロック発振器と、上記クロック発振器の出力に
   より駆動され、スペクトル拡散符号を発生する符号発生
   器と、上記符号発生器の出力を１ビット遅延させて発生
   する第１の１ビット遅延回路と、上記第１の１ビット遅
   延回路の出力を更に１ビット遅延させて発生する第２の
   １ビット遅延回路と、上記第２の１ビット遅延回路の出
   力を更に２ビット遅延させて発生する２ビット遅延回路
   と、送信信号を発生する発振器と、上記発振器の出力の
   一部を分岐する方向性結合器と、上記方向性結合器の出
   力を上記第１の１ビット遅延回路の出力で拡散変調する
   変調器と、上記変調器の出力を目標方向に送信し、目標
   からの反射波を受信するアンテナと、上記アンテナで受
   信した信号と上記方向性結合器により分岐された上記発
   振器の出力の一部とを混合するミキサと、上記ミキサの
   出力を増幅するビデオ増幅器と、上記ビデオ増幅器の出
   力と上記符号発生器の出力との相関をとる第１の相関器
   と、上記ビデオ増幅器の出力と上記第２の１ビット遅延
   回路の出力との相関をとる第２の相関器と、上記ビデオ
   増幅器の出力と上記２ビット遅延回路の出力との相関を
   とる第３の相関器と、上記第２と第３の相関器の出力を
   加算する加算器と、上記第１の相関器と上記加算器の出
   力をそれぞれ第１及び第２のドップラフィルタを通して
   入力する第１及び第２の検波器と、上記第１の検波器の
   出力に一定の電圧を加算するバイアス加算器と、上記第
   ２の検波器の出力と上記バイアス加算器の出力とを比較
   し、その比較結果に応じて点火回路を作動させる第１の
   比較器とを具備した近接信管。
2. （２）上記２ビット遅延回路の出力を１ビット以下の微
   小時間△Ｔ遅延させて発生する△Ｔ遅延回路と、上記ビ
   デオ増幅器の出力と上記△Ｔ遅延回路の出力との相関を
   とる第４の相関器と、上記第４の相関器の出力を第３の
   ドップラフィルタを通して入力する第３の検波器と、上
   記バイアス加算器の出力と上記第３の検波器の出力とを
   比較する第２の比較器と、上記第２の比較器の出力を積
   分する積分器とを具備し、上記積分器の出力により上記
   クロック発振器の発振周波数を制御するようにしたこと
   を特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の近接信管
   。
3. （３）上記方向性結合器から上記アンテナを介し、上記
   ミキサの入力に到る経路に可変減衰器を設け、上記可変
   減衰器の減衰量を上記積分器の出力により関数発生器を
   介して制御するようにしたことを特徴とする特許請求の
   範囲第（２）項記載の近接信管。