JPS63186170A - 測角装置 - 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〕 本発明は測角装置に関し、特に誘導ミサイル等の飛翔体
に搭載して目標の放射する電波を捕捉しつつ前記目標全
追尾するに必要な方位角ならびに上下角を測角する測角
装置に関する。

〔従来の技術〕

誘導ミサイル等の飛翔体に搭載し、複数の周波数の電波
を放射する目標の電波をアンテナの対称な指向性を介し
て受信し、得られる１対の受信レベル比にもとづいて目
標の方位角もしくは上下角を算出し、これを追尾情報と
して提供する測角装置はよく知られている。

第３因は従来の測角装置の構成を示すプロック図である
。第３図に示す測角装置は、目標の方位角を測角する場
合を例とし、受信基準方向りに対して互いに十〇、−〇
だけそれぞれの受信基準方向をオフセットして配置する
アンテナ７−１および７−２、アンテナ７−１および７
−２の出力を受ける広帯域増幅器としての対数増幅器５
−１および５−２、ならびに目標角度算出器８を備えて
構成される。

タトエば、スパイラルアンテナのような比較的広帯域の
アンテナを利用するアンテナ７−１．７−２は、はぼ同
一のビーム幅の受信指向性７０１゜７０２を十〇、−〇
方向を中心として形成する。

いま、矢印方向、十〇。の方向にある目標の放射電波を
捕捉したとすると、アンテナ７−１．７−２で受信され
る電力のレベルはｐｌ、　ｐ、に対応したものとなる。

このレベル比は明らかに十〇。すなわち目標の方位角に
対応して変化する。

アンテナ７−１．７−２の出力は広帯域増幅器たとえば
対数増幅器５−１．５−２で所定の増幅を施されたのち
目標角度算出器８に供給される。

目標角度算出器８は、対数増幅器５−１．５−２の出力
レベル差すなわち両出力のレベル比を求めこれから目標
の方位角十〇。を算出する。　この算出は、受信電波の
周波数及び、あらかじめ測定されている受信指向性にも
とづき容易に決定することができる。上下角についても
ほぼ同様にして決定することができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述した従来のこの棟の測角装置は、互いに対称的に形
成する受信指向性のそれぞれを介して得られる受信信号
のレベル比が受信方向の方位もしくは上下角に対応し、
到来電波強度自体には無関係に角度を求めることができ
る。

しかしながら、方位もしくは上下角の測角にはそれぞれ
２個のアンテナ計４個のアンテナが必要となりアンテナ
系の構成が膨大化するという欠点がある。

また、複数の周波数の電波を放射する目標を対象として
その方向を測角しようとする運用目的から、受信周波数
の広帯域化を図るべく周波数依存度の少ないアンテナを
選定しようとすれば、このことは受信指向性のビーム幅
の自由度も大幅に制限されることを意味し、従って測角
精度の自由度も大幅に制限されることが避けられないと
いう欠点がある。

さらに、このｆｉ１１角装置全装置で使用する場合には
電子装置関係はもとよシ、膨大化するアンテナ系を収容
するレドームが必要となるという欠点がある。

本発明の目的は上述した欠点を除去し、誘電体からなる
球体レンズを介して目標の放射電波を捕捉受信するとい
う手段を備えることによシ、アンテナ系を著しく簡素化
して構成しうろことも周波数の弁別使用による粗測、精
測の自由度も著しく増大し、さらにレドームも不要とす
る測角装置を提供することにある。

〔問題点を解決するだめの手段〕

本発明の測角装置は、誘導ミサイル等の飛翔体に搭載し
、目標の方位角ならびに上下角の計測をアンテナの対称
受信指向性による受信レベル比の算出を介して行なう測
角装置において、あらかじめ設定する複数の周波数の′
に波を捕捉し受信周波数ごとにそれぞれ異る対称位置に
受信焦点を形成せしめる球体レンズと、前記受信焦点に
−一し前記球体レンズを介して捕捉した電波を電気信号
に変換し出力する複数のアンテナ素子と、前記複数のア
ンテナ素子の出力を互いに対称位置にある２群に分割し
、それぞれ全結合して出力する１対の方向性結合器と、
前記１対の方向性結合器の出刃を増幅する１対の広帯域
増幅器と、前記１対の広帯域増幅器の出力から前記複数
の周波数成分を分波したのち分波各周波欽ごとの一対の
出力のレベル比から目標の方位角もしくは上下角を前記
複数の周波数のそれぞれについて糖′但（１する目標角
度算出器とを備えて構成される。

〔実施例〕

次に図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の一拠施例のブロック図で６９、誘電体
からなる球体レンズ１、高周仮帯域用アンテナ素子２−
１および２−２、低周波葡城用アンテナ素子３−１およ
び３−２、方向性結合器４−１および４−２、対数増幅
器５−１および５−２、目標角度算出器６を備えて構成
される。

第１図に示す実施例は目標の方位角を測角する場合を例
として示すものであるが、上下角の測角も基本的には全
く同様である。

球体レンズ１は、いわゆるルーネベルグＬｕｎｅ−ｂｅ
ｒｇ）レンズとして構成される誘電体球であシ、入射す
る平面波はすべて、どの方向から入射してもそれぞれ入
射中心方向と球体中心を結ぶ延長方向の球体光面に焦点
を結ぶ。第１図の例で言うと、互いに対称方向の入射方
向ＢとＢ′とを中心として入射するビームはそれぞれｂ
とｂ′点に、またＣとＣ′の入射方向を中心として入射
するビームはそれぞれＣとＣ′に焦点を結ぶようなレン
ズ効果を付与される。このような特性は球体レンズ１に
、その中心から表面に到る距離の関数として所定の変化
率の誘を軍を付与することによって容易に央現しうるこ
とはよく知られている。

高周波帯域用アンテナ素子３−１と３−２はそれぞれ、
焦点すとｂ′に結像した電波を電気信号に変換し、また
低周狭帯用アンテナ素子２−３と２−４はそれぞれ焦Ａ
ＣとＣ′に結像した策仮を電気信号に変換して出力する
。焦点すとｂＺ　ｃとＣ′は互いに対称の位置にあり、
またこれら焦点を形成する到来電波の入射方向Ｂ　、　
Ｂ’およびｃ　、　ｃ’はそれぞれ球体レンズ１のあら
かじめ設定する高周波受信指向性および低周阪受信指向
性の中心方向とすると、これら入射方向と焦点間の関係
は第２図に示すとおりとなる。

第２図は、第１図の実施例の球体レンズ１の動作説明図
である。球体レンズ１による送信、受信指向性は、投射
面もしくは受彼面の開口長すなわち球体の大きさによっ
て変化し、同じ開口であれば周波数に対応して高周波で
は狭ビーム、低周波では広ビームとなる。

命２図の場合は球体レンズ１の左半球が受信開口でロシ
、この開口で捕捉しようとする目標の放射する電波の周
仮数は高低２周波でｆ、とｆ、であるとする。

高周波ｆ１に対しては、球体レンズ１は受信基準方向り
から±０１の方向に対称的に形成される１対の高周波受
信指向性１０１．１０２でこれを受・闇する。

また、低周波ｆ、に対しては球体レンズ１は受イぎ基準
方向りから士θ！の方向に対称的に形成てれる１対の低
周波受（８指向性１０３，１０４でこれを受傷する。

これら２対の受信指向性はそれぞれ受信基準方向りで指
向性のピークレベルから一定レベル低下したところでク
ロスするように配慮され、低周及受信指向性１０３，１
０４′ｆＡ域では万位相変は低いが測角範囲は広く、ま
た高周波受信指向性１０１゜１０２領域では測角範囲は
狭いが測角精度は尚い受信が可能である。

このような高、低周波それぞｎ１対の受信指向性によっ
て捕捉された受信信号は第３山に示す従来例の２個分の
測角情報全提供し、これらは方向性結合器４−１．４−
２を介してそれぞれ対欽増１届器５−１．５−２に供給
される。このように、対称位置に形成される焦点に配置
したアンテナ素子の出力を２＃に分割し、方向性結合器
を介してそれぞれを対数増幅器で広帯域増幅するという
手段を備えることによシ、広角度範囲にわたる粗測と、
やや狭い角度範囲の精測の特徴を併せもつ受信が可能と
なる。この場合、当初は広角度範囲の受信を行ない目標
の認識を行なってから狭い角度範囲の受信に切替える制
御も勿論可能であ夛、さらに、第１図の球体レンズ１ｔ
−そのまま利用し、上下角の測角を行なう手段も第１図
とほぼ同じ内容で実施できることも明らかである。

対数増幅器５−１．５−２の出力は目標角度算出器６に
供給されそれぞれ分波処理を受けｆｌとｆ。

の成分が分離出力される。このあとレベル比をＪ”Ｉ＋
ｆ！ごとに算出し、それぞれの周波数における測角デー
タが得られる。この出力は目標判定のデータとして利用
され飛翔体のアクチュエータの制御信号等となる。

上述した実施例では方位角の測角を例とし、かつｆｌお
よびｆ２の高低２周波数を特徴とする特許について述べ
たが、これはあくまで本発明の一実施例を示すに過ぎず
、この変形も棟種考えられる。

たとえば、利用する周波数は２周波以上としてもよく、
ビーム数を４ビ一ム以上としても良い。

これは第１図の場合を例とすると誘電球体レンズ１の右
半球に配置し得るアンテナ素子数にもとづいて決定しう
る。

また、第１図に示す方位角の測角のほかに、これと上下
角の測角を球体レンズを共用して容易に実施しうろこと
も前述したとおシである。

声らに、第１図の実施例では使用周波数はｆｌとｆｌの
高低２周波としているが、　これに代えて、ｆｌとｆ、
がそれぞれ所定の高域および低域の中心周波数を六わす
ものとして取扱うことも容易に実施しうろことは明らか
である。

なお、本実施例ではルーネベルグ型の球体レンズをオリ
用しているが、これは他の型式の球体レンズ、たとえば
定−に型の球体レンズを利用してもよく、さらに球体レ
ンズ１はその左半球を空中に具出する状態で利用してい
るが、このだめの特別のレドームは球体レンズ自身がレ
ドームとしての役目も果たすことができるので年債とな
る。

以上の変形例はすべて本発明の主旨を損なうことなく、
いずれも容易に実施しうるものである。

〔発明の効果〕

以上説明した如く本発明によれば、飛翔体に搭載し目標
の発する電波を対称受信指向性による受信レベル比の算
出を介して行なう測角装置において、球体レンズを介し
て目標の発する複数の周波数の電波を捕捉しその方位角
ならびに上下角を算出するという手段を備えることによ
シ、アンテナ系の構成を著しく簡素化し球体レンズの１
個のアンテナ開口で複数周波数の受信を可能とし、かつ
受信ビームの指向性は誌電球体レンズの大きさによって
選択可能なうえ測角精度も受信周波数に対応して粗測、
精測の切替が可能となシ、さらに球体レンズの一部をレ
ドームとして運用しうる測角装置が実現できるという効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の測角装置の一実施例を示すブロック図
、第２図は第１図の球体レンズｌの動作説明図、第３図
は従来の測角装置のブロック図である。 １・・・・・・球体レンズ、２−１．２−２・・・・・
・高周波帯域用アンテナ素子、３−１．３−２・・・・
・・低周波帯域用アンテナ素子、４−１．４−２・・・
・・・方向性結合器、５−１．５−２・・・・・・対数
増幅器、６・・・・・・目標角度算出器、７−１．７−
２・旧・・アンテナ、８・・・・・・目標角度算出器。 代理人　弁理士　　内　原　　　晋パ ＼’ｉ”　。 嘩−一′ ｉ　！　閃 ！３　　　　／　　　−−−−−一神鉢しン人゛療　２
　図 Ｓ−／、　５−２−−−−−一タ措増幅谷芽　３　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 誘導ミサイル等の飛翔体に搭載し、目標の方位角ならび
   に上下角の計測をアンテナの対称受信指向性による受信
   レベル比の算出を介して行なう測角装置において、 あらかじめ設定する複数の周波数の電波を捕捉し受信周
   波数ごとにそれぞれ異る対称位置に受信焦点を形成せし
   める誘電体からなる球体レンズと、前記受信焦点に配置
   し前記球体レンズを介して捕捉した電波を電気信号に変
   換し出力する複数のアンテナ素子と、前記複数のアンテ
   ナ素子の出力を互いに対称位置にある２群に分割しそれ
   ぞれを結合出力する１対の方向性結合器と、前記１対の
   方向性結合器の出力を増幅する１対の広帯域増幅器と、
   前記１対の広帯域増幅器の出力から前記複数の周波数成
   分を分波したのち分波各周波数ごとの一対の出力のレベ
   ル比から目標の方位角もしくは上下角を前記複数の周波
   数のそれぞれについて計測する目標角度算出器とを備え
   て成ることを特徴とする測角装置。