JPH046399A - 誘導飛翔体 - 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、誘導飛翔体に係り、より詳細には、目標物体
に近接した時に弾頭の弾薬の点火作動を指令する近接信
管装置と、目標物体の捕捉および追尾を制御する目標誘
導装置と、飛翔を制御する操舵装置を搭載した誘導飛翔
体に関する。

〔従来の技術、および発明が解決しようとする課題〕

従来、この種の飛翔体用近接信管装置は、電波による投
射ビームに侵入した目標物体からの反射波を受信器によ
り受信し、その反射波信号を復調検波し、目標物体との
相対速度差に相当するドプラ周波数成分を検出して点火
信号を送出するようになっている。この技術の一例は、
例えば実公昭６２−３７４１号公報に開示されている。

この方式は、送信出力が単一周波数であるため、相手側
に電波を出していることが発見され易く、また、妨害波
に対して影響を受は易く、その上、目標物体の存在方向
を正確に検出できないという欠点がある。

また、低高度飛翔時に地表面（海面または地上面）から
の反射波に起因して目標物体の識別を正確に行えず、そ
のために誤動作したり、あるいは受信系が「飽和」状態
になってしまうという問題もある。

このような事情に鑑み、電波高度計を具備させて地表面
からの反射波の影響を軽減し、それによって目標物体の
識別の精度を改善するようにした技術が提案されている
。しかしながらこの技術においては、装置の構成が比較
的複雑化し、形状および寸法が大きくなるという欠点が
ある。この技術の一例は、例えば特開昭５９−１５０２
９９号公報に開示されている。

また、他に知られている技術として、送信出力を多周波
°数にパルス変調する一方で、受信信号を帯域通過フィ
ルタとゲート回路により限定し、近傍距離からの反射波
の受信信号のみを検出し、それより遠い距離の地表面（
海面または地上面）からの反射波を時間軸上および周波
数軸上で除去するようにした方法がある。この技術の一
例は、例えば特開昭６３〜２４７６００号公報に開示さ
れている。

ところがこの方法によれば、帯域通過フィルタとゲート
回路により回路定数が限定され固定化されるため、設定
した距離内で地表面からの反射波が受信された場合、帯
域通過フィルタとゲート回路の各回路定数を距離に応じ
て変えることができないために目標物体の識別が困難と
なり、また、近接信管装置の有効検出距離に依存して、
海面または地上面からの反射波の影響を除去できる範囲
が限定されるという欠点がある。

本発明は、かかる従来技術における課題に鑑み創作され
たもので、低空飛翔時でも誤動作を招くことな（目標物
体の存在方向を正確に検出し、ひいては目標物体に対し
最適なタイミングで弾頭の弾片を正確に集中させると共
に、低空誘導の機能向上を図ることができる誘導飛翔体
を提供することを目的としている。

〔課題を解決するための手段］ 上記課題を解決するため、本発明によれば、目標物体に
近接した時に弾頭の弾薬の点火作動を指令する近接信管
装置と、前記目標物体の捕捉および追尾を制御する目標
誘導装置と、飛翔を制御する操舵装置を搭載した誘導飛
翔体において、前記近接信管装置が、前記飛翔体の機軸
を中心として全周囲方向に分割された少なくとも４象限
の各象限毎に該飛翔体の前方向に向けて所定の設定角度
で電波ビームをコーン状に投射し、該投射ビームに対す
る前記目標物体からの反射波を検出して各象限毎に信号
強度に応じた検出信号を出力する電波目標検出器と、該
出力された検出信号をそれぞれ隣り合う象限信号レベル
と比較して前記目標物体の存在象限を判定する回路と、
地表面からの反射波に基づく制御情報と前記目標誘導装
置から出力される飛翔体の姿勢角に関する情報を用いて
地表面との間の距離に関する情報を出力する回路とを具
備し、前記判定された存在象限の情報と前記目標誘導装
置から出力される目標物体との相対速度に関する情報に
基づき前記点火作動を指令すると共に、前記地表面との
間の距離に関する情報に基づき前記操舵装置を制御する
ようにしたことを特徴とする誘導飛翔体が提供される。

〔作用］ 上述した構成によれば、電波目標検出器からの投射ビー
ムに対する目標物体からの反射波の検出および存在象限
の判定と、目標誘導装置から出力される目標物体との相
対速度に関する情報とに基づき、飛翔体の近傍を通過す
る目標物体の侵入象限を指示する検知信号が出力される
ようになっている。そのため、低空飛翔時でも誤動作を
招くことなく目標物体の存在方向を正確に検出すること
ができ、ひいては目標物体に対し最適なタイミングで弾
頭の弾片を正確に集中させることが可能となる。

また、低空飛翔時において地表面との間の距離に関する
情報に基づき操舵装置を制御するようにしているので、
地表面の状態に応じた低空飛翔が可能となる。これは、
低空誘導の機能向上に寄与するものである。

なお、本発明の他の構成上の特徴および作用の詳細につ
いては、添付図面を参照しつつ以下に記述される実施例
を用いて説明する。

〔実施例〕

第１図には本発明の一実施例としての誘導飛翔体に搭載
された近接信管装置の構成が示される。

本実施例における近接信管装置１０は、目標物体の捕捉
および追尾を制御する目標誘導装置（例えばホーミング
装置）２０と飛翔を制御する操舵装置３０と共に、弾頭
を装備した飛翔体に搭載されている。近接信管装置１０
は、主な構成要素として電波目標検出器１１と高度信号
変換器１６とクラ・ンタ制御器１５を具備し、目標誘導
装置２０からの相対速度信号ＳＶを用いて、侵入してく
る目標物体に対し最適なタイミングで弾頭の弾片を正確
に集中および堅実させる機能を有している。

また、近接信管装置１０は、地表面（海面または地上面
）からの反射波を抑圧すると共に、第２図に示されるよ
うな低高度飛翔時に、目標誘導装置２０から出力される
飛翔体の姿勢角の情報（姿勢角信号ＳＡ）を用いて、地
表面との間の距離に関する情報（高度信号ＳＨおよび地
表面状態信号ＳＳ）を操舵装置３０に出力する機能を有
している。

なお、ここで使用する電波目標検出器１１は、飛翔体の
機軸を中心に全周囲方向に分割された少なくとも４象限
の内のいずれかの象限内に侵入してくる目標物体の存在
方向を検知可能とするものである。ここでは、４象限に
分割した場合の装置を例として説明する。また、電波目
標検出器１１に関連して示される参照符号ＡＳＩ、ＡＳ
２およびＡＲＩ、ＡＲ２は、それぞれ送信アンテナおよ
び受信アンテナを示す。

電波目標検出器１１は、投射ビーム内に侵入した目標物
体からの反射ビームを検知し、該検知したビームに対応
する検出信号のレベルを所定のスレッショルド・レベル
と比較し、該比較に基づき象限検知ビーム信号（電波検
出信号Ｅ１〜Ｅ４）を電圧値として信号比較器１２に送
出する。また、目標検出器１１は、目標物体を検知した
一瞬の検知信号をトリガ・パルスＳＬとして象限判定器
１３および起爆タイミング発生器１４に送出する。この
技術については例えば、本件出願人による特願昭６３−
１７６４８４号明細書に開示されている。

信号比較器１２は、−例として第３図に示されるように
、通常用いられているコンパレータ回路により構成され
、隣合う象限検知ビームの出力信号レベルを比較する。

例えば、ビーム１とビーム４の信号レベルの比較におい
て、ビーム４　（またはビーム１）の直流電圧の方が高
ければコンパレータ２の出力として２値信号の“０″（
または“１”）の出力信号が象限判定器１３に送られる
。同様にして、ビーム２とビーム３はコンパレータ１に
より、ビーム４とビーム３はコンパレータ３により、ビ
ーム１とビーム２はコンパレータ４により、それぞれ比
較され、各々の２値信号出力は象限判定器１３に送られ
る。

象限判定器１３は、電波目標検出器１１内の相関フィル
タ・モジュール（図示せず）からの目標物体反射信号の
出力トリガ・パルスをラッチ信号ＳＬとして入力する。

このラッチ信号は、象限検知ビームＥ１〜ε４のいずれ
かのビームで目標物体を検知した瞬間の検出信号をトリ
ガ・パルスとして発生させたもので、象限判定器１３に
入力され、信号比較器１２の各コンパレータからの２値
信号出力を保持するのに用いられる。

第４図に示されるように２値信号出力の保持状態により
、目標物体の存在象限が判定される。例えば、象限■に
目標物体が存在すればコンパレータ１と２の出力は“０
”で、コンパレータ３と４の出力は“１”となり、この
状態を存在象限■と判定して起爆タイミング発生器１４
に送出する。

第５図に、各象限についてのコンパレータ出力と存在象
限の関係が示される。

起爆タイミング発生器１４は、目標検出器１１からの投
射ビームに会合した瞬間のトリガ・パルス信号ＳＬを基
準に目標誘導装置２０からの相対速度信号ＳＶを用いて
、象限判定器１３からの存在象限信号を目標物体に弾頭
の弾片が確実にあたるように制御し、目標物体存在方向
の点火タイミング信号を弾頭へ送出する。

クラッタ制御器１５の構成としては、例えば第６図に示
されるように、電波目標検出器１１内の相関フィルタ・
モジュール２１からのクラッタ・ゲート信号ＣＬＧはク
ラッタ制御器１５の比較回路２２においてスレッショル
ド・レベルｖｔｈ　と比較され、該スレッショルド・レ
ベルより高い場合にその信号が積分回路２３に送られ、
積分される。この積分回路２３の出力は、高度に対応し
たクラッタ抑圧信号電圧ＣＳとして、高度信号変換器１
６と電波目標検出器１１内の電圧制御発振器２４に送出
される。

電波目標検出器１１の電圧制御発振器２４は、擬似ラン
ダムコード発生器（図示せず）のクロック速度を制御し
て飛翔体の低高度における海面または地上面からの高度
に対応した検知距離を変化させ、また、高度信号変換器
１６は、飛翔体と海面または地上面との間の距離（高度
）を算出する。

上述した相関フィルタ・モジュール２１からのクラック
・ゲート信号ＣＬＧは、飛翔体から最も遠い距離で相関
出力が得られるようになっている。つまり、飛翔体が低
高度で飛翔し且つ地表面（海面または地上面）からの反
射波が検知距離有効範囲内（すなわち電圧制御発振器２
４の制御範囲内）に相当する電波の往復距離内で得られ
た時に、上記相関出力が生成される。

電波目標検出器１１内の電圧制御発振器２４は、例えば
第７図に示されるような関係に従い、入力電圧に対して
発振周波数ｆＬを制御する。

飛翔体が十分に高い高度で飛翔している時、相関フィル
タ・モジュール２１の出力電圧は小さく、積分回路２３
の出力は０■を呈するため、電圧制御発振器は、該出力
に対応する周波数ｆＬで信号を発生する。

ところが、飛翔体が低高度で飛翔して相関フィルタ・モ
ジュール２１に出力が生じ、その出力レベルが比較回路
２２のスレッショルド・レベルｖｔｈを上回るようにな
ると、両者の差電圧が該比較回路から出力されるように
なる。この出力電圧は、積分回路２３で積分された後、
電波目標検出器１１内の電圧制御発振器２４に入力され
る。この時の電圧制御発振器２４の出力発振周波数ｆＬ
は、第７図に示したように入力電圧の増加（減少）に対
し漸次上昇（下降）する。

擬似ランダムコード発生器（図示せず）は電圧制御発振
器２４により駆動されているので、周波数ｆＬが上昇す
ると、擬似ランダムコード発生器のクロック速度が早ま
り、１ビツトの周期が短くなると共に、それに相当する
電波の往復距離も短くなる。従って、電圧制御発振器２
４、擬似ランダムコード発生器、相関フィルタ・モジュ
ール２１およびクラッタ制御器１５により、海面または
地上面からの反射波を追尾するループを組むことにより
、追尾距離は飛翔体の飛翔高度に応じて自動的に変わる
ことになる。つまり、クラッタ制御器１５の出力信号（
クラッタ抑圧信号ＣＳ）は、距離に関する情報を含むこ
とになる。この追尾ループは飛翔体の下方向の投射ビー
ムにより追尾させる。

なお、ここで用いるクラッタ抑圧信号Ｃ５はクラツタ制
御器１５により発生させているが、これは、地表面（海
面または地上面）からの反射波と目標物体からの反射波
との分離可能な方式であって且つ検知有効距離を変更で
きる方式の目標検出器であれば、その出力信号で代用し
てもよい。

高度信号変換器１６は、クラッタ制御器１５からのクラ
ッタ抑圧信号ＣＳと目標誘導装置２０から出力される飛
翔体の姿勢角信号ＳＡに基づき、海面または地上面まで
の高度を算出する。

第８図に示されるように、クラッタ制御器１５からのク
ラッタ抑圧信号ＣＳは、飛翔体の前方に投射されて海面
または地上面から反射してきた受信信号であり、前述し
たように投射ビームの反射点までの距離を指示している
。従って、その距離信号Ｃ３（第８図の距離Ｒに相当）
と飛翔体の姿勢角信号ＳＡ　（同図の角度φおよびθに
相当）を用いて、飛翔体と地表面（海面または地上面）
との間の距離（高度）を求め、高度信号ＳＨとして操舵
装置３０へ送出することができる。図示の例では、高度
Ｈは以下の式で表される。

Ｈ笑ＲＸ５ｉｎ（θ十φ） また、高度信号変換器１６は、算出した高度信号ＳＨの
偏差に基づき地表面の状態（例えば海面の波高）を算出
し、飛翔時の地表面（この場合には海面）の状態を指示
する信号ＳＳとして操舵装置３０に送出することもでき
る。

以上のごとく構成された本実施例の誘導飛翔体によれば
、以下の利点が得られる。

（１）電波目標検出器１１の投射ビームと目標誘導装置
２０から出力される目標物体との相対速度に関する情報
（相対速度信号ＳＶ）に基づき、飛翔体の近傍を通過す
る目標物体の侵入象限検知信号を正確に送出させ、弾頭
の弾片を目標物体に最適なタイミングで集中堅実させる
ように弾頭へ起爆タイミング信号を調節して送出してい
る。従って、弾頭の威力を最大限活用し、撃墜能力を向
上させるという改善効果がある。

（２）電波目標検出器１１は送信波に対して直接拡散符
号化変調を行っており、単位周波数帯域当りの送信電力
密度は小さく抑制される。そのため、相手側に発見され
難く、仮に妨害を受けた場合でも目標検出器内部で相関
をとることにより、この変調符号（擬似ランダムコード
）を知らない相手側の妨害に対して何ら影響を受けない
という利点がある。

また、ミリ波目標検出器を用いることにより、ミリ波固
有の共鳴吸収による伝播損失特性を利用することができ
、相手側からの発見もしくは妨害に対して影響を受は難
くすることも可能である。

（３）電波目標検出器１１の目標検出有効範囲、すなわ
ち電波の往復距離を送信変調符号の発振周波数により設
定でき、目標物体の検出範囲を弾頭の有効範囲と整合さ
せることができる。また、目標物体が飛翔体から見てど
の方向に存在するか（象限判定）を正確に行うことが可
能となる。

（４）　ｉｉ波目標検出器１１のクラッタ・ゲート信号
ＣＬＧに基づくクラッタ抑圧信号ＣＳにより、海面およ
び地上面からの反射波を抑圧し、低高度での目標物体の
検知が可能となる。

（５）クラッタ抑圧信号ＣＳと飛翔体の姿勢角に関する
情報（姿勢角信号ＳＡ）に基づき低空飛翔時における高
度情報（高度信号５）ｌ）を操舵装置３０に送出するこ
とにより、従来形に見られたような電波高度計等の他の
装置を具備することなく、地表面の状態（本実施例では
海面の状態）に応じて超低空飛翔が可能となり、相手側
からの発見が困難になるという利点がある。

特に近年、対艦ミサイル等で相手側からの発見を避ける
ために可能な限り低空飛翔が行なえる装置が強く要望さ
れていることを考慮すると、この利点は極めて有用であ
る。

また、電波高度計が不要になると、その分だけ飛翔体の
搭載容量が小さくなるので、等測的に、飛翔体の推力を
増大させることができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、電波目標検出器の
作用と目標誘導装置からの相対速度情報に基づき目標物
体の侵入象限を判定しているので、低空飛翔時でも誤動
作を招くことなく目標物体の存在方向を正確に検出する
ことができ、ひいては目標物体に対し最適なタイミング
で弾頭の弾片を正確に集中させることができる。

また、低空飛翔時に飛翔体の高度情報に基づき操舵装置
を制御しているので、地表面の状態に応じた低空飛翔が
可能となり、ひいては低空誘導の機能向上を図ることが
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誘導飛翔体に搭載さ
れた近接信管装置の構成を示すブロック図、 第２図は低高度飛翔時の様子を示す図、第３図は第１図
における信号比較器の一構成例を示す回路図、 第４図は第３図の信号比較器の出力信号波形図、第５図
は目標物体の存在象限と各コンパレータ出力との関係を
示す図、 第６図は第１図におけるクラッタ制御器の一構成例を示
す回路図、 第７図は電波目標検出器の機能の一部を説明するだめの
グラフ、 第８図は高度信号変換器の作用を説明するための図、 である。 （符号の説明） １０・・、近接信管装置、１１・・・電波目標検出器、
１２・・・信号比較器、１３・・・象限判定器、１４・
・・起爆タイミング発生器、１５・・・クラッタ制御器
、１６・・・高度信号変換器、２０・・・目標誘導装置
、３０・・・操舵装置、Ｅ１〜Ｅ４・・・電波検出信号
、ＳＡ・・・姿勢角信号、ＳＶ・・、相対速度信号、Ｓ
Ｈ・・・高度信号、ＳＳ・・・地表面状態信号、ＣＳ・
・・クラッタ抑圧信号、ＣＬＧ・・・クラッタ・ゲート
信号、ＳＬ・・・ラッチ信号。 −ヨーーー ＼ ＼ ＼ ＼ 低高度飛翔時の様子を示す図 第 図 ＥＢ・電波投射ビーム 第３図の信号比較器の出力信号波形図 第４図 目標物体の存在象限と各コンパレータ出力との関係を示
す図第５図 第１図における信号比較器の一構成例を示す回路図第３
図 高度信号変換器の作用を説明するための図第８図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、目標物体に近接した時に弾頭の弾薬の点火作動を指
   令する近接信管装置（１０）と、前記目標物体の捕捉お
   よび追尾を制御する目標誘導装置（２０）と、飛翔を制
   御する操舵装置（３０）を搭載した誘導飛翔体において
   、 前記近接信管装置が、 前記飛翔体の機軸を中心として全周囲方向に分割された
   少なくとも４象限の各象限毎に該飛翔体の前方向に向け
   て所定の設定角度で電波ビームをコーン状に投射し、該
   投射ビームに対する前記目標物体からの反射波を検出し
   て各象限毎に信号強度に応じた検出信号（Ｅ１〜Ｅ４）
   を出力する電波目標検出器（１１）と、 該出力された検出信号をそれぞれ隣り合う象限信号レベ
   ルと比較して前記目標物体の存在象限を判定する回路（
   １２、１３）と、 地表面からの反射波に基づく制御情報（ＣＳ）と前記目
   標誘導装置から出力される飛翔体の姿勢角に関する情報
   （ＳＡ）を用いて地表面との間の距離に関する情報（Ｓ
   Ｈ、ＳＳ）を出力する回路（１６）とを具備し、前記判
   定された存在象限の情報と前記目標誘導装置から出力さ
   れる目標物体との相対速度に関する情報（ＳＶ）に基づ
   き前記点火作動を指令すると共に、前記地表面との間の
   距離に関する情報に基づき前記操舵装置を制御するよう
   にしたことを特徴とする誘導飛翔体。 ２、前記電波目標検出器から出力されるクラッタ・ゲー
   ト信号（ＣＬＧ）を用いて前記電波ビームによる地表面
   からの反射波に起因する影響を相殺するよう前記電波目
   標検出器に対して検出象限範囲を制御するクラッタ制御
   器（１５）を更に具備し、前記地表面からの反射波に基
   づく制御情報（ＣＳ）は該クラッタ制御器から供給され
   ることを特徴とする請求項１に記載の誘導飛翔体。