JPS6113247B2 - - Google Patents
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- JPS6113247B2 JPS6113247B2 JP52010557A JP1055777A JPS6113247B2 JP S6113247 B2 JPS6113247 B2 JP S6113247B2 JP 52010557 A JP52010557 A JP 52010557A JP 1055777 A JP1055777 A JP 1055777A JP S6113247 B2 JPS6113247 B2 JP S6113247B2
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- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Description
この発明はビームライダー方式によつてミサイ
ル等の飛翔体を誘導するための光ビーム誘導装置
に関する。 ところで、光ビームを飛翔体方向に照射しその
半径方向に旋回走査させながら適当な大きさの空
間領域内に光ビームを移動させ、飛翔体はこの照
射光ビームを受光した時点のデータから現在位置
を検知して操舵信号を得、これによつて飛翔体が
常に光ビーム旋回走査面の中心を飛翔するように
誘導する誘導方式がある（たとえば、特開昭52−
第116266号）。かかる誘導方式において、走査用
の光ビームを形成する光学系で細い光ビームの状
態で光を処理し、また、細い光ビームをそのまま
角度を拡げる処理をして照射したのでは光の性質
上、処理途中及び照射後に光ビームは幾何学的な
太さよりはるかに大きな太さに拡がつてしまう。
これは光の回折角度θが、光のの波長をλ、照射
光の直径Ｄとして、 θ＝Ｋ・λ／Ｄ …………(1) で表わされるような性質を有していることによる
ものである。したがつて、照射する光ビームの直
径はできるだけ太い方が望ましい。しかるに光ビ
ームを走査する装置は一定の大きさに限定されて
いるので、高速の走査を行なうには細い光ビーム
の方が良いが、あまり細くすると(1)式に示すよう
にビームが拡がるのでビームの拡大が障害になら
ないような太さにする必要がある。 また、光ビームを２軸走査することにより飛翔
体を誘導する場合、飛翔体の発射後、飛翔体のい
かなる位置（発射位置からの距離の変化等）にお
いても飛翔体の受光部が受光する光ビームの走査
面積及びビーム径を一定に保持する必要がある。
しかして、２個の振動平面鏡を用いて光ビームを
２軸走査する場合、振動平面鏡はその慣性を小さ
くする必要性から大きさに制限を受け、このため
振動平面鏡に照射する光ビームの径を大きくする
ことができない。したがつて、振動平面鏡により
２軸走査された光ビームを直接空間に照射した場
合、光ビームの径が小さいため回折効果により光
ビームの拡がり角が大きくなり、発射位置からの
距離が長くなると光ビームのビーム径を小さくす
ることができず、飛翔体の誘導精度が悪くなると
いつた欠点がある。よつて、この発明の目的は上
述の如き欠点のない飛翔体の光ビーム誘導装置を
提案することにある。すなわち、処理することが
可能な太さの光ビームで光ビーム走査の処理を行
ない、この光ビームを十分太くして光ビームの不
要な拡がりを少なくして走査しかつ飛翔体に照射
することを可能にし、所要の空間に強度の高い光
ビームを照射して飛翔体を正確に誘導する光ビー
ム誘導装置を提供することにある。 以下にこの発明を説明する。 この発明では、細くて平行な光ビームを発光す
る発光器と、この発光器からの光ビームの径を拡
大するためのビーム拡大器と、このビーム拡大器
からの光ビームを直交配置された２個の平面鏡で
２軸走査して光ビームを旋回走査して出力する２
軸走査装置と、この２軸走査装置からの出力光ビ
ームを第１のレンズで一旦集光して後に再度拡大
された光ビームを第２のレンズで所定径の平行ビ
ームまたは第２のレンズの位置の調整によつて適
度な広がり角度をもつビームに変換して飛翔体に
照射するための光学装置とを設け、強度の高い所
定径の平行ビームで飛翔体を誘導するようにして
いる。すなわち、第１図に示すように発光器１０
０から出力発光された細くて平行な光ビーム１０
１は、ビーム拡大器１０２でその径を拡大されて
後に鏡１０４に入射される。鏡１０４からの反射
光ビーム１０５は駆動装置１０８によつてX1軸
を中心に振動される平面鏡１０７に入射され、こ
の平面鏡１０７からの反射光ビーム１０６は駆動
装置１１０によつてX1軸と直交するY1軸を中心
に振動される平面鏡１０９に入射される。しかし
て、２軸走査装置を構成する平面鏡１０７及び１
０９はそれぞれ同一の周波数でかつ振幅が零から
直線的に大きくなるように振動されると共に、そ
の周波数の位相が90゜ずれているので、平面鏡１
０９からの出力ビーム１１１はＹ−Ｚ平面に対し
て旋回走査されることになる。かくして、２軸走
査装置で得られた旋回走査の光ビーム１１１は２
個のレンズ１１２及び１１３で構成された光学装
置に入力される。すなわち、２軸走査装置の近く
のY2−Z2平面に、遠方のY4−Z4平面に配置され
たレンズ１１３よりも焦点の短かいレンズ１１２
を配置することにより、２軸走査装置で旋回走査
された光ビーム１１１はレンズ１１２には平行光
として入射され、レンズ１１２を通つた光ビーム
１１４はレンズ１１２の焦点距離f1にあるY3−Z3
平面上を移動するスポツトを結ぶ。しかして、こ
の光ビーム１１４はスポツトを結ぶように集光さ
れた後、再び拡大し光軸と交差する付近のY4−
Z4平面に配置されたレンズ１１２よりも焦点距離
の長いレンズ１１３の中心付近に入射され、旋回
走査される太い光ビーム１１５を得ることができ
る。これによりこの光学系では、光ビームが、平
面鏡１０７および１０９で振られて、レンズ１１
２への入射角が、レンズ１１２の中心とレンズ１
１３の中心を結ぶ軸と平行でない入射角になつて
も、レンズ１１２を通つた光ビームの中心は、レ
ンズ１１３の中心に向かうことになり、レンズ１
１３の位置での光ビームは、レンズ１１３の口径
をできるだけ多く使用することができるので、ビ
ーム１１１に比べて、十分に太いビーム１１５を
走査することができ、第３頁(1)式により、太いビ
ームでは回折角度が小さいので、回折による光ビ
ームの拡がり角が小さくなり、遠距離での光ビー
ムのビーム径を小さくでき、飛翔体の誘導精度を
高めることができる。 ここで、光ビーム１０３の直径ｄを５mmφ、レ
ンズ１１２の焦点距離f1を80mm、レンズ１１３の
焦点距離f2を560mm、平面鏡１０９の振動軸とレ
ンズ１１２との距離ｌを91.5mmとすれば、光ビー
ム１１５の直径Ｄは Ｄ＝ｄ×ｆ２／ｆ１＝35mmφ ……(2) となる。また、回折効果による光ビームの拡がり
角Δθは、 Δθ＝1.22×λ／Ｄ ………(3) で表わされる。ただし、λは光の波長である。よ
つて、光ビーム１１５の拡がり角Δθは Δθ＝1.22×０．５５×１０−６／３５×１０−３〔
rad〕 ＝0.0192〔ｍ rad〕 ………(4) となる。ただし、光として赤色光（波長は0.55
μ）を用いた場合である。したがつて、発射位置
からの距離５Kmでの光ビーム１１５のビーム径Ｄ
は約130mmφとなり、十分小さなビーム径を得る
ことができる。 また、レンズ１１２によつて屈折された光ビー
ムの中心は、光ビーム１１１のレンズ１１２への
入射角によらず常にレンズ１１２の遠方Ｓなる距
離で光軸と交差し、このＳは次式で表わされる。
ただし、ｌ＞f1である。 １／ｌ＋１／Ｓ＝１／ｆ１ ………(5) ここに、レンズ１１３はレンズ１１２の遠方
（f1＋f2）に配置されているので、光ビーム１１１
のレンズ１１２への入射角が変化しても光ビーム
１１４は常にレンズ１１３の口径全体を使用する
ことになる。ただし、２個の平面鏡を使用して２
軸走査を行なつた場合、２個の平面鏡の間隔だけ
走査原点が異なることになるので、２個の平面鏡
の間隔の1/2の所に走査原点があるものとして上
述の光学系を設計することによりレンズ１１３の
口径をできるだけ大きく使用することができる。 次に、上述の如き光ビームの旋回走査で飛翔体
を誘導する場合の第２図に示す制御系について、
第３図及び第４図を参照して説明する。１２１は
パルス発生器であり、ここで発生されたパルスは
分周器１２２で周波数０〔PPS〕の基準周波数
に変換されると共に、分周器１２３で０／ｎに
ステツプダウンされ、さらに分周器１２４で
０／ｍ・ｎにステツプダウンされる。なお、分周
器１２３及び１２４は発射信号１２０でリセツト
されるようになつている。発射信号１２０でリセ
ツトされるＱ＋ｃカウンタ１２５は分周器１２４
からの０／ｍ・ｎ信号を受け、第３図に示す如
きタイミングでパルスP1及びP2を発生する。ここ
に、パルスP1はＱ＋Ｃパルスの中のＱパルス間に
発生し、パルスP2は０／ｍ・ｎのＱ＋Ｃパルス
毎に発生する。なお、Ｑの価は予め別途設定され
るようになつており、Ｃの価はＣ設定装置１２６
で設定される。発射信号１２０でリセツトされる
パルスカウンタ１２７は０／ｎのパルスを計数
するが、このパルスカウンタ１２７は発射信号１
２０及びパルスP2で計数を開始し、パルスP1で計
数を停止する。しかして、パルスカウンタ１２７
の計数値は後段のDA変換器１２８に入力され、
DA変換器１２８でDA変換されたアナログ出力信
号は利得変換器１２９に送られ、これによつて飛
翔体の発射後の飛行経過時間に対応して光ビーム
の走査直径を変化させるための信号が自動的に調
整される。 一方、分周器１２２からのパルス０はSIN−
COS関数発生器１３０に入力され、ここでSIN信
号及びCOS信号が得られる。SIN信号及びCOS信
号の電気角度はｍ・ｎが２π〔rad〕に対応する
ようになつており、またこの関数の角度分解能は
２π／ｍ・ｎで２π／ｍ・ｎが０の１パルスに
対応するようになつている。なお、SIN−COS関
数発生器１３０は発射信号１２０でリセツトされ
ると共に変換動作を開始し、変換開始角度はロー
ル角調整のためSD変換器（シンクロ−デイジタ
ル変換器）１３１の出力でセツトされる。SD変
換器１３１はピツチ検出器１１８内のシンクロの
出力信号をデイジタル信号に変換する。関数発生
器１３０からのSIN信号は乗算器１３２で利得変
換器１２９の出力と乗算され、振幅が変化する
０／ｍ・ｎ〔Hz〕の信号を得、この信号は平面鏡
１０９を振動させるために増幅器１３３を経て駆
動装置１１０に入力される。また、関数発生器１
３０からのCOS信号は乗算器１３４で利得変換
器１２９の出力と乗算され、振幅が変化する
０／ｍ・ｎ〔Hz〕の信号を得、この信号は平面鏡
１０７を振動させるために増幅器１３５を経て駆
動装置１０８に入力される。 かくして、平面鏡１０７及び１０９の振動によ
る２軸走査で旋回走査される光ビーム１１１が得
られ、これが光学装置に入力されること上述の如
くである。しかして、光学装置のレンズ１１３か
らの光ビームはビーム安定用の反射鏡１１６で反
射され、この反射光ビーム１１５が空間内に安定
的に照射される。なお、反射鏡１１６はジヤイロ
１１７に機械的に結合されており、ピツチ及びヨ
一方に動かされるようになつている。また、ピツ
チ方向に角度変位が生じるロール基準軸を変位さ
せることになるので、このロール基準軸を調整す
るためにピツチ変位をピツチ検出器１１８で検出
する。一方、照準のために光ビーム１１５の中に
含まれる可視光は反射鏡１１６で反射されてレン
ズ１１３を通り、光学装置のレンズ１１２及び１
１３の間に配設されたフイルタミラー１５２によ
つて照準光学系１１９に入力され、これによつて
飛翔体の操作員に標的の像を与える。 一方、Ｃ設定装置１２６の設定値Ｃは、発射準
備記号１３７が瞬間着脱コネクタ１４０を経てレ
ジスタ１３６に入力された時に、瞬間着脱コネク
タ１３８を経てレジスタ１３６に配憶されると共
に、Ｑ＋Ｃカウンタ１４５の計数値をセツトす
る。しかして、発射信号１２０が入力されると同
時に飛翔体の全ての回路が瞬間着脱コネクタ１３
９を経てリセツトされ、飛翔体はランチヤーから
発射される。ここに、瞬間着脱コネクタ１３８，
１３９及び１４０は飛翔体の発射と同時に分離さ
れる。また、１４１はパルス発生器１２１とわず
かな誤差の範囲内の周波数のパルスを発生するパ
ルス発生器であり、この出力パルスは分周器１４
２で０〔PPS〕にステツプダウンされる。さら
に、この０は発射信号１２０でリセツトされる
分周器１４３で０／ｍにステツプダウンされ、
この０／ｍは分周器１４４で０／ｍ・ｎにス
テツプダウンされる。かくして得られた０／
ｍ・ｎ信号はＱ＋Ｃカウンタ１４５に入力され、
ここで第３図に示す如きタイミングでパルスP3及
びP4を発生する。 なお、P3は変位カウンタ１４６及び角度カウン
タ１４７の計数開始用のパルスであり、P4はＱ＋
Ｃカウンタ１４５でＱパルスを計数している間だ
け信号変換器１４８の出力を形成するためのパル
スである。変位カウンタ１４６は発射信号１２０
で０／ｍ信号をを計数するための作動を開始
し、Ｑ＋Ｃカウンタ１４５の作動開始と共に計数
動作を開始し、信号変換器１４８の出力信号で計
数を停止して第４図Ｂに示す如き変位データｒを
データ処理装置１４９に入力し、信号変換器１４
８からの出力がない場合にはＱ＋Ｃカウンタ１４
５からのパルスP3でリセツトされる。また、角度
カウンタ１４７は発射信号１２０で０の計数を
行なう作動を始め、Ｑ＋Ｃカウンタ１４５の作動
開始と共に計数動作を開始し、ｍ・ｎパルスの計
数を反復する。このようにして第４図Ａに示す定
数Ｋは自動的にセツトされ、信号変換器１４８か
ら信号が出力されると計数を停止して第４図Ｂに
示す如き角度データθをデータ処理装置１４９に
入力し、信号変換器１４８からの出力がない場合
にはＱ＋Ｃカウンタ１４５からのパルスP3でリセ
ツトされる。このようにして入力される変位デー
タｒ及び角度データθから、データ処理装置１４
９ではｒ sinθ，ｒ cosθ及びｒ，θの微分に
よつて操舵信号号Ｘ＋Ｘ及びＹ＋Ｙを得る。 飛翔体に設けられた光検知器１５０は誘導装置
からの光ビーム１１５を受け、その出力信号を増
幅器１５１を経て信号変換器１４８に入力させる
しかして、この受光信号はパルスP4及びP5が入力
されている時のみ信号変換器１４８を経て変位カ
ウンタ１４６及び角度カウンタ１４７に入力され
る。なお、P5は他の発射装置からの信号を除くた
めのパルスであり、第４図Ａに示すようにパルス
P3と関連して増幅器１５１の出力パルスのうち前
回の出力パルスの発生時点に比べ次のパルスが
T1±Ｄ〔sec〕の間だけ発生する。これによつて
同一又は近くの標的に対して複数の発射装置から
の同時発射が可能になる。なお、設定値Ｃは複数
発射を可能にし、この場合、相互に異なる値が各
発射装置毎に設定される。 ところで、SIN信号及びCOS信号は０から得
られること上述の通りであり、この１サイクルは
ｍ・ｎパルスに相当する。また、SIN及びCOS信
号の位相は角度データの基準値に関係すると共に
その分解能は２π／ｍ・ｎ〔rad〕で、１サイク
ルはｍ・ｎ／０〔sec〕である。これは１サイ
クルが０のｍ・ｎパルスに対応するためで、こ
こで時間はパルス数に置換される。RAMP出力は
Ｑパルス期間での０／ｎの計数値から得られ、
RAMP出力の最大値はｍ・Ｑでありその分解能は
Ｒ／ｍ・Ｑ、Ｒは最大走査半径である。 さらに、第４図Ａ，Ｂは光ビームの受光と計測
データの関係を示すが、飛翔体が第４図Ａに示す
位置にある時、受光ビーム、変位データｒ及び角
度データθは第４図Ｂに図示するPr及びP0のパ
ルス数から計測される。ここで、変位データｒ及
び角度データθは
ル等の飛翔体を誘導するための光ビーム誘導装置
に関する。 ところで、光ビームを飛翔体方向に照射しその
半径方向に旋回走査させながら適当な大きさの空
間領域内に光ビームを移動させ、飛翔体はこの照
射光ビームを受光した時点のデータから現在位置
を検知して操舵信号を得、これによつて飛翔体が
常に光ビーム旋回走査面の中心を飛翔するように
誘導する誘導方式がある（たとえば、特開昭52−
第116266号）。かかる誘導方式において、走査用
の光ビームを形成する光学系で細い光ビームの状
態で光を処理し、また、細い光ビームをそのまま
角度を拡げる処理をして照射したのでは光の性質
上、処理途中及び照射後に光ビームは幾何学的な
太さよりはるかに大きな太さに拡がつてしまう。
これは光の回折角度θが、光のの波長をλ、照射
光の直径Ｄとして、 θ＝Ｋ・λ／Ｄ …………(1) で表わされるような性質を有していることによる
ものである。したがつて、照射する光ビームの直
径はできるだけ太い方が望ましい。しかるに光ビ
ームを走査する装置は一定の大きさに限定されて
いるので、高速の走査を行なうには細い光ビーム
の方が良いが、あまり細くすると(1)式に示すよう
にビームが拡がるのでビームの拡大が障害になら
ないような太さにする必要がある。 また、光ビームを２軸走査することにより飛翔
体を誘導する場合、飛翔体の発射後、飛翔体のい
かなる位置（発射位置からの距離の変化等）にお
いても飛翔体の受光部が受光する光ビームの走査
面積及びビーム径を一定に保持する必要がある。
しかして、２個の振動平面鏡を用いて光ビームを
２軸走査する場合、振動平面鏡はその慣性を小さ
くする必要性から大きさに制限を受け、このため
振動平面鏡に照射する光ビームの径を大きくする
ことができない。したがつて、振動平面鏡により
２軸走査された光ビームを直接空間に照射した場
合、光ビームの径が小さいため回折効果により光
ビームの拡がり角が大きくなり、発射位置からの
距離が長くなると光ビームのビーム径を小さくす
ることができず、飛翔体の誘導精度が悪くなると
いつた欠点がある。よつて、この発明の目的は上
述の如き欠点のない飛翔体の光ビーム誘導装置を
提案することにある。すなわち、処理することが
可能な太さの光ビームで光ビーム走査の処理を行
ない、この光ビームを十分太くして光ビームの不
要な拡がりを少なくして走査しかつ飛翔体に照射
することを可能にし、所要の空間に強度の高い光
ビームを照射して飛翔体を正確に誘導する光ビー
ム誘導装置を提供することにある。 以下にこの発明を説明する。 この発明では、細くて平行な光ビームを発光す
る発光器と、この発光器からの光ビームの径を拡
大するためのビーム拡大器と、このビーム拡大器
からの光ビームを直交配置された２個の平面鏡で
２軸走査して光ビームを旋回走査して出力する２
軸走査装置と、この２軸走査装置からの出力光ビ
ームを第１のレンズで一旦集光して後に再度拡大
された光ビームを第２のレンズで所定径の平行ビ
ームまたは第２のレンズの位置の調整によつて適
度な広がり角度をもつビームに変換して飛翔体に
照射するための光学装置とを設け、強度の高い所
定径の平行ビームで飛翔体を誘導するようにして
いる。すなわち、第１図に示すように発光器１０
０から出力発光された細くて平行な光ビーム１０
１は、ビーム拡大器１０２でその径を拡大されて
後に鏡１０４に入射される。鏡１０４からの反射
光ビーム１０５は駆動装置１０８によつてX1軸
を中心に振動される平面鏡１０７に入射され、こ
の平面鏡１０７からの反射光ビーム１０６は駆動
装置１１０によつてX1軸と直交するY1軸を中心
に振動される平面鏡１０９に入射される。しかし
て、２軸走査装置を構成する平面鏡１０７及び１
０９はそれぞれ同一の周波数でかつ振幅が零から
直線的に大きくなるように振動されると共に、そ
の周波数の位相が90゜ずれているので、平面鏡１
０９からの出力ビーム１１１はＹ−Ｚ平面に対し
て旋回走査されることになる。かくして、２軸走
査装置で得られた旋回走査の光ビーム１１１は２
個のレンズ１１２及び１１３で構成された光学装
置に入力される。すなわち、２軸走査装置の近く
のY2−Z2平面に、遠方のY4−Z4平面に配置され
たレンズ１１３よりも焦点の短かいレンズ１１２
を配置することにより、２軸走査装置で旋回走査
された光ビーム１１１はレンズ１１２には平行光
として入射され、レンズ１１２を通つた光ビーム
１１４はレンズ１１２の焦点距離f1にあるY3−Z3
平面上を移動するスポツトを結ぶ。しかして、こ
の光ビーム１１４はスポツトを結ぶように集光さ
れた後、再び拡大し光軸と交差する付近のY4−
Z4平面に配置されたレンズ１１２よりも焦点距離
の長いレンズ１１３の中心付近に入射され、旋回
走査される太い光ビーム１１５を得ることができ
る。これによりこの光学系では、光ビームが、平
面鏡１０７および１０９で振られて、レンズ１１
２への入射角が、レンズ１１２の中心とレンズ１
１３の中心を結ぶ軸と平行でない入射角になつて
も、レンズ１１２を通つた光ビームの中心は、レ
ンズ１１３の中心に向かうことになり、レンズ１
１３の位置での光ビームは、レンズ１１３の口径
をできるだけ多く使用することができるので、ビ
ーム１１１に比べて、十分に太いビーム１１５を
走査することができ、第３頁(1)式により、太いビ
ームでは回折角度が小さいので、回折による光ビ
ームの拡がり角が小さくなり、遠距離での光ビー
ムのビーム径を小さくでき、飛翔体の誘導精度を
高めることができる。 ここで、光ビーム１０３の直径ｄを５mmφ、レ
ンズ１１２の焦点距離f1を80mm、レンズ１１３の
焦点距離f2を560mm、平面鏡１０９の振動軸とレ
ンズ１１２との距離ｌを91.5mmとすれば、光ビー
ム１１５の直径Ｄは Ｄ＝ｄ×ｆ２／ｆ１＝35mmφ ……(2) となる。また、回折効果による光ビームの拡がり
角Δθは、 Δθ＝1.22×λ／Ｄ ………(3) で表わされる。ただし、λは光の波長である。よ
つて、光ビーム１１５の拡がり角Δθは Δθ＝1.22×０．５５×１０−６／３５×１０−３〔
rad〕 ＝0.0192〔ｍ rad〕 ………(4) となる。ただし、光として赤色光（波長は0.55
μ）を用いた場合である。したがつて、発射位置
からの距離５Kmでの光ビーム１１５のビーム径Ｄ
は約130mmφとなり、十分小さなビーム径を得る
ことができる。 また、レンズ１１２によつて屈折された光ビー
ムの中心は、光ビーム１１１のレンズ１１２への
入射角によらず常にレンズ１１２の遠方Ｓなる距
離で光軸と交差し、このＳは次式で表わされる。
ただし、ｌ＞f1である。 １／ｌ＋１／Ｓ＝１／ｆ１ ………(5) ここに、レンズ１１３はレンズ１１２の遠方
（f1＋f2）に配置されているので、光ビーム１１１
のレンズ１１２への入射角が変化しても光ビーム
１１４は常にレンズ１１３の口径全体を使用する
ことになる。ただし、２個の平面鏡を使用して２
軸走査を行なつた場合、２個の平面鏡の間隔だけ
走査原点が異なることになるので、２個の平面鏡
の間隔の1/2の所に走査原点があるものとして上
述の光学系を設計することによりレンズ１１３の
口径をできるだけ大きく使用することができる。 次に、上述の如き光ビームの旋回走査で飛翔体
を誘導する場合の第２図に示す制御系について、
第３図及び第４図を参照して説明する。１２１は
パルス発生器であり、ここで発生されたパルスは
分周器１２２で周波数０〔PPS〕の基準周波数
に変換されると共に、分周器１２３で０／ｎに
ステツプダウンされ、さらに分周器１２４で
０／ｍ・ｎにステツプダウンされる。なお、分周
器１２３及び１２４は発射信号１２０でリセツト
されるようになつている。発射信号１２０でリセ
ツトされるＱ＋ｃカウンタ１２５は分周器１２４
からの０／ｍ・ｎ信号を受け、第３図に示す如
きタイミングでパルスP1及びP2を発生する。ここ
に、パルスP1はＱ＋Ｃパルスの中のＱパルス間に
発生し、パルスP2は０／ｍ・ｎのＱ＋Ｃパルス
毎に発生する。なお、Ｑの価は予め別途設定され
るようになつており、Ｃの価はＣ設定装置１２６
で設定される。発射信号１２０でリセツトされる
パルスカウンタ１２７は０／ｎのパルスを計数
するが、このパルスカウンタ１２７は発射信号１
２０及びパルスP2で計数を開始し、パルスP1で計
数を停止する。しかして、パルスカウンタ１２７
の計数値は後段のDA変換器１２８に入力され、
DA変換器１２８でDA変換されたアナログ出力信
号は利得変換器１２９に送られ、これによつて飛
翔体の発射後の飛行経過時間に対応して光ビーム
の走査直径を変化させるための信号が自動的に調
整される。 一方、分周器１２２からのパルス０はSIN−
COS関数発生器１３０に入力され、ここでSIN信
号及びCOS信号が得られる。SIN信号及びCOS信
号の電気角度はｍ・ｎが２π〔rad〕に対応する
ようになつており、またこの関数の角度分解能は
２π／ｍ・ｎで２π／ｍ・ｎが０の１パルスに
対応するようになつている。なお、SIN−COS関
数発生器１３０は発射信号１２０でリセツトされ
ると共に変換動作を開始し、変換開始角度はロー
ル角調整のためSD変換器（シンクロ−デイジタ
ル変換器）１３１の出力でセツトされる。SD変
換器１３１はピツチ検出器１１８内のシンクロの
出力信号をデイジタル信号に変換する。関数発生
器１３０からのSIN信号は乗算器１３２で利得変
換器１２９の出力と乗算され、振幅が変化する
０／ｍ・ｎ〔Hz〕の信号を得、この信号は平面鏡
１０９を振動させるために増幅器１３３を経て駆
動装置１１０に入力される。また、関数発生器１
３０からのCOS信号は乗算器１３４で利得変換
器１２９の出力と乗算され、振幅が変化する
０／ｍ・ｎ〔Hz〕の信号を得、この信号は平面鏡
１０７を振動させるために増幅器１３５を経て駆
動装置１０８に入力される。 かくして、平面鏡１０７及び１０９の振動によ
る２軸走査で旋回走査される光ビーム１１１が得
られ、これが光学装置に入力されること上述の如
くである。しかして、光学装置のレンズ１１３か
らの光ビームはビーム安定用の反射鏡１１６で反
射され、この反射光ビーム１１５が空間内に安定
的に照射される。なお、反射鏡１１６はジヤイロ
１１７に機械的に結合されており、ピツチ及びヨ
一方に動かされるようになつている。また、ピツ
チ方向に角度変位が生じるロール基準軸を変位さ
せることになるので、このロール基準軸を調整す
るためにピツチ変位をピツチ検出器１１８で検出
する。一方、照準のために光ビーム１１５の中に
含まれる可視光は反射鏡１１６で反射されてレン
ズ１１３を通り、光学装置のレンズ１１２及び１
１３の間に配設されたフイルタミラー１５２によ
つて照準光学系１１９に入力され、これによつて
飛翔体の操作員に標的の像を与える。 一方、Ｃ設定装置１２６の設定値Ｃは、発射準
備記号１３７が瞬間着脱コネクタ１４０を経てレ
ジスタ１３６に入力された時に、瞬間着脱コネク
タ１３８を経てレジスタ１３６に配憶されると共
に、Ｑ＋Ｃカウンタ１４５の計数値をセツトす
る。しかして、発射信号１２０が入力されると同
時に飛翔体の全ての回路が瞬間着脱コネクタ１３
９を経てリセツトされ、飛翔体はランチヤーから
発射される。ここに、瞬間着脱コネクタ１３８，
１３９及び１４０は飛翔体の発射と同時に分離さ
れる。また、１４１はパルス発生器１２１とわず
かな誤差の範囲内の周波数のパルスを発生するパ
ルス発生器であり、この出力パルスは分周器１４
２で０〔PPS〕にステツプダウンされる。さら
に、この０は発射信号１２０でリセツトされる
分周器１４３で０／ｍにステツプダウンされ、
この０／ｍは分周器１４４で０／ｍ・ｎにス
テツプダウンされる。かくして得られた０／
ｍ・ｎ信号はＱ＋Ｃカウンタ１４５に入力され、
ここで第３図に示す如きタイミングでパルスP3及
びP4を発生する。 なお、P3は変位カウンタ１４６及び角度カウン
タ１４７の計数開始用のパルスであり、P4はＱ＋
Ｃカウンタ１４５でＱパルスを計数している間だ
け信号変換器１４８の出力を形成するためのパル
スである。変位カウンタ１４６は発射信号１２０
で０／ｍ信号をを計数するための作動を開始
し、Ｑ＋Ｃカウンタ１４５の作動開始と共に計数
動作を開始し、信号変換器１４８の出力信号で計
数を停止して第４図Ｂに示す如き変位データｒを
データ処理装置１４９に入力し、信号変換器１４
８からの出力がない場合にはＱ＋Ｃカウンタ１４
５からのパルスP3でリセツトされる。また、角度
カウンタ１４７は発射信号１２０で０の計数を
行なう作動を始め、Ｑ＋Ｃカウンタ１４５の作動
開始と共に計数動作を開始し、ｍ・ｎパルスの計
数を反復する。このようにして第４図Ａに示す定
数Ｋは自動的にセツトされ、信号変換器１４８か
ら信号が出力されると計数を停止して第４図Ｂに
示す如き角度データθをデータ処理装置１４９に
入力し、信号変換器１４８からの出力がない場合
にはＱ＋Ｃカウンタ１４５からのパルスP3でリセ
ツトされる。このようにして入力される変位デー
タｒ及び角度データθから、データ処理装置１４
９ではｒ sinθ，ｒ cosθ及びｒ，θの微分に
よつて操舵信号号Ｘ＋Ｘ及びＹ＋Ｙを得る。 飛翔体に設けられた光検知器１５０は誘導装置
からの光ビーム１１５を受け、その出力信号を増
幅器１５１を経て信号変換器１４８に入力させる
しかして、この受光信号はパルスP4及びP5が入力
されている時のみ信号変換器１４８を経て変位カ
ウンタ１４６及び角度カウンタ１４７に入力され
る。なお、P5は他の発射装置からの信号を除くた
めのパルスであり、第４図Ａに示すようにパルス
P3と関連して増幅器１５１の出力パルスのうち前
回の出力パルスの発生時点に比べ次のパルスが
T1±Ｄ〔sec〕の間だけ発生する。これによつて
同一又は近くの標的に対して複数の発射装置から
の同時発射が可能になる。なお、設定値Ｃは複数
発射を可能にし、この場合、相互に異なる値が各
発射装置毎に設定される。 ところで、SIN信号及びCOS信号は０から得
られること上述の通りであり、この１サイクルは
ｍ・ｎパルスに相当する。また、SIN及びCOS信
号の位相は角度データの基準値に関係すると共に
その分解能は２π／ｍ・ｎ〔rad〕で、１サイク
ルはｍ・ｎ／０〔sec〕である。これは１サイ
クルが０のｍ・ｎパルスに対応するためで、こ
こで時間はパルス数に置換される。RAMP出力は
Ｑパルス期間での０／ｎの計数値から得られ、
RAMP出力の最大値はｍ・Ｑでありその分解能は
Ｒ／ｍ・Ｑ、Ｒは最大走査半径である。 さらに、第４図Ａ，Ｂは光ビームの受光と計測
データの関係を示すが、飛翔体が第４図Ａに示す
位置にある時、受光ビーム、変位データｒ及び角
度データθは第４図Ｂに図示するPr及びP0のパ
ルス数から計測される。ここで、変位データｒ及
び角度データθは
【表】
〓 ……………(6)
R・Pｒ
R・Pｒ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ビームライダー方式によつて飛翔体を誘導す
るものにおいて、 発射装置側に設けられ、 (a) 細くて平行なビームを発光する発光器と、 (b) この発光器からの光ビームの径を拡大するた
めのビーム拡大器と、 (c) このビーム拡大器からの光ビームを直交配置
された２個の駆動装置付平面鏡で２軸走査して
出力する２軸走査装置と、 (d) 所定周波数の基準周波数信号を発生する基準
周波数信号発生器を備え、この基準周波数信号
発生器の出力に基づいて、第１の所定の周期の
ランプ波と上記第１の所定の周期より短い第２
の所定の周期の正弦波との積で表わされる走査
信号を発生し、この走査信号により上記駆動装
置付平面鏡を駆動することにより、上記２軸走
査装置に、光ビームを中心から外周に向かい外
周に達したら中心に戻る繰返しの螺旋走査をさ
せる走査信号発生手段と、 (e) この２軸走査装置からの出力光ビームを第１
のレーズで一旦集光して後に再度拡大された光
ビームを第２のレンズで所定径の平行または適
度の広がりを有するビームに変換する光学装置
と、飛翔体側に設けられ、 (f) 上記発射装置側の上記基準周波数信号発生器
と同一の周期で動作し、飛翔体の発射前に上記
基準周波数信号発生器に接続されて同期化さ
れ、飛翔体の発射により上記基準周波数信号発
生器から切り離された後も、上記発射装置側の
基準周波数信号発生器と同一の周期で動作して
上記発射装置側の上記ランプ波と同一の周期で
第１のパルスを発生し、上記発射装置側の上記
正弦波と同一の周期で第２のパルスを発生する
パルス発生手段と、 (g) 飛翔体の発射後に、上記螺線走査光ビームを
受光する受光装置と、 (h) 上記受光装置による受光と、上記パルス発生
器が発生する上記第１および第２のパルスの発
生との時間差に基づいて、飛翔体の螺線走査の
中心軸線からの偏位と螺線走査基準角からの偏
角とを算出する手段と、 (i) 算出された偏位および偏角に応じて、飛翔体
を螺線走査の中心軸線に向かつて操舵する装置
と を備えた飛翔体の光ビーム誘導装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1055777A JPS5396868A (en) | 1977-02-02 | 1977-02-02 | Light beam guidance controls for flying body |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1055777A JPS5396868A (en) | 1977-02-02 | 1977-02-02 | Light beam guidance controls for flying body |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5396868A JPS5396868A (en) | 1978-08-24 |
| JPS6113247B2 true JPS6113247B2 (ja) | 1986-04-12 |
Family
ID=11753543
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1055777A Granted JPS5396868A (en) | 1977-02-02 | 1977-02-02 | Light beam guidance controls for flying body |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5396868A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58205880A (ja) * | 1982-05-27 | 1983-11-30 | Aoki Kensetsu:Kk | レ−ザ偏向器 |
| JP5000082B2 (ja) * | 2004-06-14 | 2012-08-15 | 三菱電機株式会社 | 光波レーダ装置 |
| JP5537139B2 (ja) * | 2009-12-11 | 2014-07-02 | 川崎重工業株式会社 | 飛翔体の誘導システム |
-
1977
- 1977-02-02 JP JP1055777A patent/JPS5396868A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5396868A (en) | 1978-08-24 |
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