JPH11211820A - 飛翔体誘導装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】アンテナ全体としてのサイズの増大を招くこと
なく、またレーダ電波送出アンテナおよびコマンド送出
アンテナそれぞれの本来の性能を失うことなく、必要最
小限のサイズでより優れた性能および機動性を発揮し得
る飛翔体誘導装置を提供する。 【解決手段】水平偏波面を形成する複数の水平偏波ダイ
ポール１−１−Ｈ〜１−ｎ−Ｈと、垂直変波面を形成す
る複数の垂直偏波ダイポール１−１−Ｖ〜１−ｎ−Ｖと
で複数のクロスダイポールアンテナ１−１〜１−ｎを形
成する。そして、レーダ電波を水平偏波ダイポール１−
１−Ｈ〜１−ｎ−Ｈから水平偏波で、コマンド送信電波
を垂直偏波ダイポール１−１−Ｖ〜１−ｎ−Ｖから垂直
偏波でそれぞれ送信する。さらに、ビーム制御器４を設
け、このビーム制御器４によりレーダ電波とコマンド送
信電波とを同時に同一の方向に送出しないようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばミサイルな
どの飛翔体の飛行経路を制御・誘導するための飛翔体誘
導装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】航空機などから射出されるミサイルを標
的に対して確実に命中させるためには、その飛行経路・
姿勢などの制御を飛行中においても行う必要がある。従
来はこの機能をミサイル自身に設けるようにしていた
が、近年の標的の高速化・高機動化に応じて、ミサイル
射出後に地上側（または母機側）の支援施設から制御コ
マンドを送出することにより中期誘導を行う方式が実用
化され始めた。

【０００３】この方式では、ミサイルの飛行経路・姿勢
などに関する情報は火器管制レーダにより継続的に監視
される。その際、この火器管制レーダを用いることで、
最も容易にコマンドの送出方向を決定できるので、火器
管制レーダからミサイルに対してコマンドを送出するこ
とが一般的である。

【０００４】ところが、上記方式には以下に示す不具合
がある。すなわち第１の不具合として、上記方式では火
器管制レーダで使用されるアンテナに対してコマンド送
出用の別のアンテナを付加しなければならないので、ア
ンテナ全体としてのサイズが大きくなってしまう。これ
を避けるために、一つのアンテナでレーダ電波とコマン
ド送信電波とを時分割で送信するようにした別の方式が
あるが、この方式にはレーダ電波・コマンド送信電波各
々の送信時間が短くなるので性能の低下を招くという不
具合があった。

【０００５】また第２の不具合として、火器管制レーダ
を実戦に配備された車両などに搭載して使用する場合に
は、機動性などの観点からその大きさに制限がある。す
なわち装置やアンテナのサイズをできるだけ小さくしな
ければならないが、小さなアンテナで必要な利得を得る
ためには、電波の送信電力を上げることで対処せざるを
得ない。このため使用電力が増えてしまい、例えばバッ
テリーなどを用いて上記火器管制レーダを運用する場合
には、その運用時間の短縮を余儀無くされるという不具
合があった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記したように従来の
火器管制レーダには、レーダ電波送出アンテナとコマン
ド送出アンテナとを両アンテナの性能を低下させずに用
いようとするとアンテナ全体としてのサイズの増大を招
き、一方、アンテナサイズを小さくしようとすると、例
えば運用時間の短縮を余儀無くされる、もしくはそれぞ
れの電波の送信時間が短くなるのでレーダおよび誘導装
置としての性能の低下を招くという不具合があった。

【０００７】本発明は上記事情によりなされたもので、
その目的は、アンテナ全体としてのサイズの増大を招く
ことなく、またレーダ電波送出アンテナおよびコマンド
送出アンテナそれぞれの本来の性能を失うことなく、必
要最小限のサイズでより優れた性能および機動性を発揮
し得る飛翔体誘導装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、レーダ電波を授受することで標的および飛
翔体の位置を求めると共に前記飛翔体に対して所定のコ
マンドをコマンド送信電波を介して送ることで前記飛翔
体に対する誘導制御を行う飛翔体誘導装置にあって、前
記レーダ電波を送受信し、その送受信方向を可変可能と
する第１のアンテナ部と、この第１のアンテナ部と同一
の開口をなすように設けられ前記第１のアンテナ部とは
異なる偏波で前記コマンド送信電波を送出しその送出方
向を可変可能とする第２のアンテナ部とを具備すること
を特徴とする。

【０００９】このようにすると、レーダ電波の授受は第
１のアンテナ部を介して、コマンド送信電波の送出は第
２のアンテナ部を介してそれぞれ行われる。すなわち、
一つのアンテナを時分割的に使用するのでなしに、それ
ぞれ専用のアンテナを介してレーダ電波の授受およびコ
マンド送信電波の送出を行えるようになるので、少なく
ともレーダ電波の送信（および受信）を時間的に連続し
て行えるようになる。このためレーダとしての機能およ
びコマンドを送出する機能を損なうことがなくなる。ま
た、通常の使用方法とは異なるが、コマンド送信電波を
連続的に送出することも勿論可能である。

【００１０】しかも、レーダ電波送出アンテナとコマン
ド送出アンテナとを同一の開口をなすように設けている
ので、少なくともレーダ電波送出アンテナのサイズを必
要最小限とすることで、アンテナ部分のサイズを必要最
小限に抑えることが可能となる。このことは、通常、レ
ーダ電波の電力に比してコマンド送信電波の電力が圧倒
的に小さく、必要なアンテナサイズが小さいことによる
もので、これによりアンテナサイズの増大を招くことが
なくなる。

【００１１】またこの事に付随して、レーダ電波送出ア
ンテナと同一サイズのコマンド送出アンテナを設けるよ
うにすれば、コマンド送信電波の電力をさらに小さくす
ることができるようになる。このことは、レーダ反射波
の受信と同時にコマンドの送出を行う場合などにコマン
ドの情報量の増大をもたらす。すなわち、より多くのミ
サイルを取り扱うことが可能となる。

【００１２】さらに、レーダ電波とコマンド送信電波と
を互いに異なる偏波で送出するようにしているので、レ
ーダ電波とコマンド送信電波の受信側で両電波を分離す
ることができるようになる。

【００１３】また本発明は、制御手段を設け、この制御
手段により、レーダ電波の送出方向とコマンド送信電波
の送出方向とが一致する時点では前記レーダ電波および
コマンド送信電波のうち少なくとも一方の送出を停止す
るようにした。

【００１４】このようにすることで、レーダ電波とコマ
ンド送信電波とが同時にミサイルに向け送出されること
を防ぐことができるようになり、レーダ電波とコマンド
送信電波との混信を避けることが可能となる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。図１はその構成を示すもの
で、図中１−１〜１−Ｎはそれぞれクロスダイポールア
ンテナである。各クロスダイポールアンテナ１−１〜１
−Ｎは、それぞれレーダ用分配回路２に接続される水平
偏波ダイポール１−１−Ｈ〜１−ｎ−Ｈと、コマンド用
分配回路３に接続される垂直偏波ダイポール１−１−Ｖ
〜１−ｎ−Ｖとからなる。

【００１６】レーダ用分配回路２，コマンド用分配回路
３は共に移相器（図示せず）を有しており、ビーム制御
器４の制御に基づきビームの放射パターンを変化させる
フェーズドアレイアンテナを構成している。

【００１７】コマンド用分配回路３は、例えばミサイル
などの飛翔体に対して姿勢制御・経路制御などを行うた
めのコマンド送信器５に接続される。レーダ用分配回路
２は、サーキュレータ６を介してレーダ送信器７とレー
ダ受信器８とに接続される。レーダ受信器８は、さらに
信号処理器９を介して指示器１０に接続される。

【００１８】上記構成においては、レーダ送信器７によ
り、レーダ電波が水平偏波ダイポール１−１−Ｈ〜１−
ｎ−Ｈからミサイルに対して送出される。このとき、レ
ーダ電波は水平偏波で放射される。このレーダ電波が標
的またはミサイルに到達して反射されると、このレーダ
反射波は再び水平偏波ダイポール１−１−Ｈ〜１−ｎ−
Ｈからサーキュレータ６を介してレーダ受信器で受信さ
れ、信号処理器９で標的またはミサイルの位置，速度等
の解析が行われる。ここで得られたデータは指示器１０
に送られ、ここでミサイルに対して与えるべきコマンド
情報が生成される。

【００１９】このコマンド情報は、コマンド送信器５に
よりコマンド送信電波にのせられ、垂直偏波ダイポール
１−１−Ｖ〜１−ｎ−Ｖから垂直偏波でミサイルに向け
送信される。このコマンド送信電波を受信したミサイル
は、これに含まれるコマンド情報に基づき、自身の速
度，姿勢などの制御を行い、標的に向かって進むことに
なる。

【００２０】ここで、ビーム制御器４は、レーダ電波お
よびコマンド送信電波の放射方向を、両者が同時に、同
一の方向に放射されないように制御する。すなわち水平
偏波ダイポール１−１−Ｈ〜１−ｎ−Ｈ，レーダ用分配
回路２，サーキュレータ６，レーダ送信器７，レーダ受
信器８，信号処理器９，指示器１０からなるレーダ系
は、時間的に連続して全空間または所定の範囲の空間を
走査して標的およびミサイルの捜索を行っているが、連
続した時間の中で、ミサイルの位置と捜索位置とが重な
る時点においては、コマンド送信電波の送出を停止す
る。この制御はビーム制御器４により行われる。

【００２１】上記制御を行うことで、漏れによるレーダ
電波とコマンド送信電波との混信を避けることが可能と
なる。また、レーダ電波は水平偏波で、コマンド送信電
波は垂直偏波でそれぞれ放射される。すなわち互いの偏
波が異なるので、ミサイル側においてそれぞれの信号を
分離することが可能となる。

【００２２】かくして本実施の形態では、水平偏波面を
形成する複数の水平偏波ダイポール１−１−Ｈ〜１−ｎ
−Ｈと、垂直変波面を形成する複数の垂直偏波ダイポー
ル１−１−Ｖ〜１−ｎ−Ｖとで複数のクロスダイポール
アンテナ１−１〜１−ｎを形成する。そして、レーダ電
波を水平偏波ダイポール１−１−Ｈ〜１−ｎ−Ｈから水
平偏波で、コマンド送信電波を垂直偏波ダイポール１−
１−Ｖ〜１−ｎ−Ｖから垂直偏波で、それぞれ送信す
る。さらに、ビーム制御器４を設け、このビーム制御器
４によりレーダ電波とコマンド送信電波とを同時に同一
の方向に送出しないようにしている。

【００２３】このため、レーダ電波送出アンテナとして
の水平偏波ダイポール１−１−Ｈ〜１−ｎ−Ｈと、コマ
ンド送出アンテナとしての垂直偏波ダイポール１−１−
Ｖ〜１−ｎ−Ｖとで、一つの開口をなすアンテナを形成
することができるので、アンテナサイズを必要最小限と
することが可能となる。これにより、例えばクロスダイ
ポールアンテナ１−１〜１−ｎを車載アンテナとして実
現する場合などのようにアンテナの大きさに制限がある
場合でも、レーダ電波送出アンテナとコマンド送出アン
テナとを最大限の大きさで実現できるので、レーダ電波
とコマンド送信電波の送信電力を下げることができるよ
うになり、運用時間の長期化を図ることが可能となる。

【００２４】また、少なくともミサイルの位置と捜索位
置とが重なる時点以外では、レーダ電波を連続的に送出
できるので、レーダとしての性能の低下を招くことがな
い。さらに、レーダ電波とコマンド送信電波とを連続し
て送信可能であることに関連して、一定の平均電力の下
でも尖頭送信電力を下げることができるようになる。

【００２５】さらに、レーダ電波とコマンド送信電波と
を互いに異なる偏波で送出するようにしているので、ミ
サイル側で両電波を分離することができるようになる。
さらに、レーダ電波とコマンド送信電波とを同時に同一
の方向に送出しないようにしているので、レーダ電波と
コマンド送信電波との混信を避けることが可能となる。

【００２６】なお、本発明は上記実施形態に限定される
ものではない。例えば上記実施形態で用いたクロスダイ
ポールアンテナ１−１〜１−Ｎに限らず、パッチアンテ
ナなどのアンテナでも本発明を実施できる。また、上記
実施の形態ではレーダ電波を水平偏波で、コマンド送信
電波を垂直偏波でそれぞれ送信するようにしたが、これ
らを逆の偏波で送信することも可能である。

【００２７】また、レーダ用分配回路２，コマンド用分
配回路３を、半導体増幅器を用いたアクティブフェーズ
ドアレイとして実現することも可能である。また、コマ
ンド送信電波の電力が十分に小さくレーダ感度に悪影響
を及ぼさない場合には、コマンド送信電波とレーダ電波
とが、同時に同一の方向に放射されてもよい。その他、
アンテナ部分の構成など、本発明の要旨を逸脱しない範
囲で種々の変形実施を行うことができる。

【００２８】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、レ
ーダ電波送出アンテナとコマンド送出アンテナとを同一
の開口をなして構成し、レーダ電波を水平偏波で、コマ
ンド送信電波を垂直偏波で送信するようにし、レーダ電
波とコマンド送信電波とを同時に同一の方向に送信しな
いようにしているので、アンテナ全体としてのサイズの
増大を招くことなく、またレーダ電波送出アンテナおよ
びコマンド送出アンテナそれぞれの本来の性能を失うこ
となく、必要最小限のサイズでより優れた性能および機
動性を発揮し得る飛翔体誘導装置を提供することが可能
となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係わる飛翔体誘導装置の
構成を示すブロック図。

【符号の説明】

１−１〜１−ｎ…クロスダイポールアンテナ １−１−Ｈ〜１−ｎ−Ｈ…水平偏波ダイポール １−１−Ｖ〜１−ｎ−Ｖ…垂直偏波ダイポール ２…レーダ用分配回路 ３…コマンド用分配回路 ４…ビーム制御器 ５…コマンド送信器 ６…サーキュレータ ７…レーダ送信器 ８…レーダ受信器 ９…信号処理器 １０…指示器

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レーダ電波を授受することで標的および
   飛翔体の位置を求めると共に、前記飛翔体に対して所定
   のコマンドをコマンド送信電波により送ることで前記飛
   翔体に対する誘導制御を行う飛翔体誘導装置において、 前記レーダ電波を送受信し、その送受信方向を可変可能
   とする第１のアンテナ部と、 この第１のアンテナ部と同一の開口をなすように設けら
   れ、前記第１のアンテナ部とは異なる偏波で前記コマン
   ド送信電波を送出し、その送出方向を可変可能とする第
   ２のアンテナ部とを具備することを特徴とする飛翔体誘
   導装置。
2. 【請求項２】 さらに、レーダ電波の送出方向とコマン
   ド送信電波の送出方向とが一致する時点では、前記レー
   ダ電波およびコマンド送信電波のうち少なくとも一方の
   送出を停止する制御手段を具備することを特徴とする請
   求項１記載の飛翔体誘導装置。
3. 【請求項３】 第１のアンテナ部は、全体として水平偏
   波面を形成する複数の第１のアンテナ素子を備え、 第２のアンテナ部は、前記複数の第１のアンテナ素子の
   それぞれと対をなして設けられ、全体として垂直偏波面
   を形成する複数の第２のアンテナ素子を備えることを特
   徴とする請求項１または２に記載の飛翔体誘導装置。