JP2019203786A - Antenna device and induction device - Google Patents

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Abstract

To provide an antenna device capable of preventing deterioration in capability of being less detected without depending on a frequency even when the reflection characteristic of an antenna part has frequency selectivity.SOLUTION: An antenna device includes: a first reception unit 20 for receiving a first radar signal transmitted from an opposite radar; a calculation unit 30 for calculating a first frequency which is the frequency of the first radar signal; an active antenna 11 for radiating a second radar signal used for tracking a target into a space; a reflection control plate 8 disposed on a front surface of the active antenna 11 with an inclination; and a control unit 40 for controlling the inclination angle of the reflection control plate 8 on the basis of the first frequency calculated by the calculation unit 30.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、レーダ反射断面積(Radar Cross Section:RCS)を低減させたアンテナ装置、及びアンテナ装置を搭載した誘導装置に関する。   The present invention relates to an antenna device having a reduced radar reflection cross-section (Radar Cross Section: RCS) and a guidance device equipped with the antenna device.

誘導装置が目標を追尾する場合、送信電力を確保するために、アンテナ装置のアンテナ部を目標方向に向ける必要がある。ところが、アンテナ部を目標方向に向ける際、相手方のレーダ装置(以下「相手レーダ」と呼ぶ)から送信されるレーダ信号の電力の多くが相手レーダの方向に戻ってしまう。このため、相手レーダから探知される被探知性が高くなるという問題、逆の言い方をすれば低被探知性(Low Probability of Intercept:LPI)が劣化するという問題がある。   When the guidance device tracks the target, it is necessary to point the antenna unit of the antenna device in the target direction in order to secure transmission power. However, when the antenna unit is directed in the target direction, much of the power of the radar signal transmitted from the counterpart radar device (hereinafter referred to as “partner radar”) returns to the direction of the counterpart radar. For this reason, there is a problem that the detectability detected by the partner radar is high, and in other words, there is a problem that the low detectability (LPI) is deteriorated.

下記特許文献1には、低被探知性を向上させる方式として、周波数選択性を有する金属性の反射板をアンテナの前面に傾斜を付けて配置することでRCSを低減する技術が開示されている。   Patent Document 1 listed below discloses a technique for reducing RCS by arranging a metallic reflector having frequency selectivity with an inclination on the front surface of an antenna as a method for improving low detectability. .

特開昭61−084904号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-084904

しかしながら、アンテナの前面に傾斜を付けて配置した反射板の反射特性は周波数選択性を有するため、相手レーダから送信されるレーダ信号の周波数に依存してRCSの値が変動してしまう。これにより、特許文献1の技術では、相手レーダのレーダ信号の周波数に依存して低被探知性が劣化するという問題がある。このため、アンテナ部の反射特性が周波数選択性を有する場合であっても、低被探知性の劣化を抑制できる技術が求められている。   However, since the reflection characteristic of the reflector arranged with the front surface of the antenna inclined has frequency selectivity, the value of RCS varies depending on the frequency of the radar signal transmitted from the partner radar. As a result, the technique of Patent Document 1 has a problem that the low detectability deteriorates depending on the frequency of the radar signal of the counterpart radar. For this reason, there is a need for a technique that can suppress the degradation of low detectability even when the reflection characteristics of the antenna section have frequency selectivity.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、アンテナ部の反射特性が周波数選択性を有する場合であっても、周波数に依存することなく、低被探知性の劣化を抑制することができるアンテナ装置を得ることを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and suppresses the deterioration of low detectability without depending on the frequency even when the reflection characteristic of the antenna portion has frequency selectivity. An object is to obtain an antenna device that can be used.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るRCSを低減させるアンテナ装置は、相手レーダから送信される第1のレーダ信号を受信する第1の受信部と、第1のレーダ信号の周波数である第1の周波数を算出する算出部と、を備える。また、アンテナ装置は、目標の追尾に用いる第2のレーダ信号を空間に放射するアクティブアンテナと、アクティブアンテナの前面に傾斜をつけて配置される反射制御板と、を備える。更に、アンテナ装置は、算出部によって算出された第1の周波数に基づいて、反射制御板の傾斜角を制御する制御部を備える。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, an antenna device for reducing RCS according to the present invention includes a first receiving unit that receives a first radar signal transmitted from a counterpart radar, A calculation unit that calculates a first frequency that is a frequency of the radar signal. The antenna device also includes an active antenna that radiates a second radar signal used for target tracking into space, and a reflection control plate that is disposed with an inclination on the front surface of the active antenna. The antenna device further includes a control unit that controls the inclination angle of the reflection control plate based on the first frequency calculated by the calculation unit.

本発明に係るアンテナ装置は、アンテナ部の反射特性が周波数選択性を有する場合であっても、周波数に依存することなく、低被探知性の劣化を抑制することができるという効果を奏する。   The antenna device according to the present invention has an effect that it is possible to suppress the deterioration of low detectability without depending on the frequency even when the reflection characteristic of the antenna unit has frequency selectivity.

実施の形態に係る誘導装置の構成を示すブロック図The block diagram which shows the structure of the guidance device which concerns on embodiment 実施の形態に係るアンテナ装置におけるアンテナ部の構造を模式的に示す図The figure which shows typically the structure of the antenna part in the antenna device which concerns on embodiment 実施の形態に係るアンテナ装置のアンテナ部における反射の説明に供する図The figure which uses for description of the reflection in the antenna part of the antenna device which concerns on embodiment 実施の形態に係るアンテナ装置のアンテナ部におけるRCS特性の説明に供する図The figure with which it uses for description of the RCS characteristic in the antenna part of the antenna device which concerns on embodiment 実施の形態に係るアンテナ装置のアンテナ部におけるRCS低減効果の説明に供する図The figure with which it uses for description of the RCS reduction effect in the antenna part of the antenna device which concerns on embodiment 実施の形態におけるパッシブ処理部及び目標追尾部の機能を具現するハードウェア構成の一例を示すブロック図The block diagram which shows an example of the hardware constitutions which implement | achieve the function of the passive process part and target tracking part in embodiment 実施の形態におけるパッシブ処理部及び目標追尾部の機能を具現するハードウェア構成の他の例を示すブロック図The block diagram which shows the other example of the hardware constitution which implement | achieves the function of the passive process part in an embodiment, and a target tracking part 実施の形態に係るアンテナ装置の制御方法における処理の流れを示すフローチャートThe flowchart which shows the flow of the process in the control method of the antenna device which concerns on embodiment

以下に添付図面を参照し、本発明の実施の形態に係るアンテナ装置及び誘導装置について詳細に説明する。なお、以下の実施の形態により、本発明が限定されるものではない。   Hereinafter, an antenna device and a guidance device according to embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The present invention is not limited to the following embodiments.

実施の形態.
図1は、実施の形態に係る誘導装置の構成を示すブロック図である。実施の形態に係る誘導装置1は、第1の受信部20、算出部30、制御部40、送受信部50、アンテナ部60、及び目標追尾部70を備える。誘導装置1は、図示しない飛しょう体に搭載される。なお、第1の受信部20、算出部30、制御部40、送受信部50、アンテナ部60、及び目標追尾部70なる構成は機能区分であり、機能区分の変更に伴って図1とは異なる構成を採ってもよい。
Embodiment.
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of the guidance device according to the embodiment. The guidance device 1 according to the embodiment includes a first reception unit 20, a calculation unit 30, a control unit 40, a transmission / reception unit 50, an antenna unit 60, and a target tracking unit 70. The guidance device 1 is mounted on a flying body (not shown). The configuration of the first receiving unit 20, the calculating unit 30, the control unit 40, the transmission / reception unit 50, the antenna unit 60, and the target tracking unit 70 is a functional category, and differs from FIG. 1 due to the change of the functional category. A configuration may be adopted.

図1に示されるように、第1の受信部20は、パッシブアンテナ3及びパッシブ用受信部4を備える。算出部30は、周波数算出部5を備える。制御部40は、傾斜角補正部6及び傾斜角制御部7を備える。送受信部50は、発振部9、送信部10、送受信切換部12、アクティブ用受信部13、及びアナログディジタル(Analog Digital:AD)変換部14を備える。アンテナ部60は、反射制御板8及びアクティブアンテナ11を備える。目標追尾部70は、目標検出部15及び追尾処理部16を備える。なお、送受信部50において、アクティブ用受信部13及びAD変換部14は、第2の受信部50aを構成する。また、第1の受信部20、算出部30、制御部40、及びアンテナ部60は、実施の形態に係るRCSを低減させるアンテナ装置を構成する。   As shown in FIG. 1, the first receiving unit 20 includes a passive antenna 3 and a passive receiving unit 4. The calculation unit 30 includes a frequency calculation unit 5. The control unit 40 includes an inclination angle correction unit 6 and an inclination angle control unit 7. The transmission / reception unit 50 includes an oscillation unit 9, a transmission unit 10, a transmission / reception switching unit 12, an active reception unit 13, and an analog-digital (Analog Digital: AD) conversion unit 14. The antenna unit 60 includes a reflection control plate 8 and an active antenna 11. The target tracking unit 70 includes a target detection unit 15 and a tracking processing unit 16. In the transmitting / receiving unit 50, the active receiving unit 13 and the AD converting unit 14 constitute a second receiving unit 50a. Moreover, the 1st receiving part 20, the calculation part 30, the control part 40, and the antenna part 60 comprise the antenna apparatus which reduces RCS which concerns on embodiment.

次に、誘導装置1を構成する各部の機能について説明する。なお、図1において、目標2は、追尾対象の目標物体である。目標2には、固定目標も含まれる。また、目標2がレーダ信号源となる場合もあれば、目標2を誘導する図示しない誘導装置がレーダ信号源となる場合もある。   Next, the function of each part which comprises the guidance apparatus 1 is demonstrated. In FIG. 1, the target 2 is a target object to be tracked. The target 2 includes a fixed target. Further, the target 2 may be a radar signal source, or a guidance device (not shown) that guides the target 2 may be a radar signal source.

パッシブアンテナ3は、相手レーダから送信される第1のレーダ信号を受信する。パッシブ用受信部4は、パッシブアンテナ3が受信した第1のレーダ信号を周波数変換及び増幅した信号を生成する。周波数算出部5は、パッシブ用受信部4から出力される信号に基づいて、第1のレーダ信号の周波数である第1の周波数を算出する。傾斜角補正部6は、第1の周波数に基づいて、アンテナ部60のRCSを低減させるための反射制御板8の傾斜角を演算する。なお、傾斜角自体の演算に替えて、傾斜角を制御する際の傾斜角の補正値、即ち現在の傾斜角からの変更値を演算してもよい。傾斜角制御部7は、傾斜角補正部6から出力される傾斜角の演算値もしくは補正値を反射制御板8に送信する。   The passive antenna 3 receives the first radar signal transmitted from the opponent radar. The passive receiving unit 4 generates a signal obtained by frequency-converting and amplifying the first radar signal received by the passive antenna 3. The frequency calculator 5 calculates a first frequency that is the frequency of the first radar signal based on the signal output from the passive receiver 4. The tilt angle correction unit 6 calculates the tilt angle of the reflection control plate 8 for reducing the RCS of the antenna unit 60 based on the first frequency. Instead of calculating the tilt angle itself, a correction value of the tilt angle when controlling the tilt angle, that is, a change value from the current tilt angle may be calculated. The inclination angle control unit 7 transmits the calculated value or correction value of the inclination angle output from the inclination angle correction unit 6 to the reflection control plate 8.

図2は、実施の形態に係るアンテナ装置におけるアンテナ部の構造を模式的に示す図である。図2に示されるように、反射制御板8は、アクティブアンテナ11の前面に、傾斜角θの傾斜をつけて配置される。なお、前面とは、アクティブアンテナ11における電波の放射方向の側にある面である。反射制御板8は、特定の周波数帯の信号を透過又は通過させ、特定の周波数帯以外の信号は別方向へ反射させる制御板である。反射制御板8としては、板面にスロットが設けられた金属板、又は、透過特性の異なる部材を積層して構成した周波数選択板などが例示できる。反射制御板8は、傾斜角制御部7から出力される傾斜角指令に基づいて傾斜角θが制御される。   FIG. 2 is a diagram schematically illustrating the structure of the antenna unit in the antenna device according to the embodiment. As shown in FIG. 2, the reflection control plate 8 is disposed on the front surface of the active antenna 11 with an inclination of an inclination angle θ. Note that the front surface is a surface of the active antenna 11 on the side of the radio wave radiation direction. The reflection control plate 8 is a control plate that transmits or passes a signal in a specific frequency band and reflects a signal other than the specific frequency band in another direction. Examples of the reflection control plate 8 include a metal plate having a slot provided on the plate surface, or a frequency selection plate configured by stacking members having different transmission characteristics. In the reflection control plate 8, the tilt angle θ is controlled based on the tilt angle command output from the tilt angle control unit 7.

図1に戻り、発振部9は、目標2の追尾に用いる第2のレーダ信号を生成する。第2のレーダ信号は、送信部10に与えられる。第2のレーダ信号は、発振部9の内部で生成される基準信号を用いて生成される。発振部9の内部で生成される基準信号は、ローカル信号としてアクティブ用受信部13に与えられる。   Returning to FIG. 1, the oscillator 9 generates a second radar signal used for tracking the target 2. The second radar signal is given to the transmission unit 10. The second radar signal is generated using a reference signal generated inside the oscillation unit 9. The reference signal generated inside the oscillation unit 9 is given to the active reception unit 13 as a local signal.

送信部10は、第2のレーダ信号を増幅して送受信切換部12に出力する。アクティブアンテナ11は、送信部10で増幅された第2のレーダ信号を空間へ放射する。また、アクティブアンテナ11は、目標2によって反射された第2のレーダ信号の反射波を受信する。送受信切換部12は、アクティブアンテナ11から送信される第2のレーダ信号と、アクティブアンテナ11が受信する第2の受信信号との経路切換を行う。即ち、送受信切換部12は、アクティブアンテナ11から第2のレーダ信号を放射する際には、アクティブアンテナ11と送信部10とを電気的又は機械的に接続し、アクティブアンテナ11が受信した目標2からの反射信号を受信する際には、アクティブアンテナ11とアクティブ用受信部13とを電気的又は機械的に接続する。   The transmission unit 10 amplifies the second radar signal and outputs it to the transmission / reception switching unit 12. The active antenna 11 radiates the second radar signal amplified by the transmission unit 10 to space. The active antenna 11 receives the reflected wave of the second radar signal reflected by the target 2. The transmission / reception switching unit 12 performs path switching between the second radar signal transmitted from the active antenna 11 and the second reception signal received by the active antenna 11. That is, when the second radar signal is radiated from the active antenna 11, the transmission / reception switching unit 12 electrically or mechanically connects the active antenna 11 and the transmission unit 10 and receives the target 2 received by the active antenna 11. When receiving the reflected signal from the active antenna 11, the active antenna 11 and the active receiver 13 are electrically or mechanically connected.

アクティブ用受信部13は、アクティブアンテナ11が受信した第2の受信信号を、発振部9から出力されるローカル信号によってダウンコンバート、即ち周波数変換する。アクティブ用受信部13は、周波数変換した信号を増幅してAD変換部14に出力する。AD変換部14は、アクティブ用受信部13から出力されるアナログ信号をディジタル信号に変換して、目標追尾部70の目標検出部15に出力する。   The active reception unit 13 down-converts, that is, frequency-converts, the second reception signal received by the active antenna 11 by the local signal output from the oscillation unit 9. The active receiver 13 amplifies the frequency-converted signal and outputs the amplified signal to the AD converter 14. The AD conversion unit 14 converts the analog signal output from the active reception unit 13 into a digital signal and outputs the digital signal to the target detection unit 15 of the target tracking unit 70.

AD変換部14から出力される信号には、追尾対象である目標2からの反射信号以外のものも含まれる。このため、目標検出部15は、AD変換されたディジタル信号から、目標2からの反射信号が含まれる目標信号を検出する。追尾処理部16は、目標信号に基づいて、目標位置、目標速度及び目標方位を計算する。追尾処理部16は、目標2における目標位置、目標速度及び目標方位の情報に基づいて、誘導装置1によって誘導される図示しない飛しょう体を目標2に向けて誘導するための誘導信号を生成する。   The signal output from the AD conversion unit 14 includes signals other than the reflected signal from the target 2 to be tracked. For this reason, the target detection unit 15 detects a target signal including a reflection signal from the target 2 from the digital signal subjected to AD conversion. The tracking processing unit 16 calculates a target position, a target speed, and a target direction based on the target signal. The tracking processing unit 16 generates a guidance signal for guiding a flying object (not shown) guided by the guidance device 1 toward the target 2 based on information on the target position, target speed, and target direction in the target 2. .

次に、本実施の形態における要部の動作について、図1から図5の図面を参照して説明する。図3は、実施の形態に係るアンテナ装置のアンテナ部における反射の説明に供する図である。図4は、実施の形態に係るアンテナ装置のアンテナ部におけるRCS特性の説明に供する図である。図5は、実施の形態に係るアンテナ装置のアンテナ部におけるRCS低減効果の説明に供する図である。   Next, the operation of the main part in the present embodiment will be described with reference to the drawings in FIGS. FIG. 3 is a diagram for explaining the reflection in the antenna unit of the antenna device according to the embodiment. FIG. 4 is a diagram for explaining the RCS characteristics in the antenna unit of the antenna device according to the embodiment. FIG. 5 is a diagram for explaining an RCS reduction effect in the antenna unit of the antenna device according to the embodiment.

図3には、図2に示されるアンテナ装置をX方向から視認した図が示されている。図3において、W1は反射制御板8の上端部に入射される入射信号の経路、W2は反射制御板8の下端部に入射される入射信号の経路を示している。経路W1,W2で入射する入射信号は共に、アクティブアンテナ11の正面方向からアクティブアンテナ11のアンテナ面11aに直交する方向から入射する入射信号である。   FIG. 3 shows a view of the antenna device shown in FIG. 2 viewed from the X direction. In FIG. 3, W1 indicates a path of an incident signal incident on the upper end portion of the reflection control plate 8, and W2 indicates a path of an incident signal incident on the lower end portion of the reflection control plate 8. Both incident signals incident on the paths W1 and W2 are incident signals incident from the front direction of the active antenna 11 from the direction orthogonal to the antenna surface 11a of the active antenna 11.

ここで、反射制御板8の上端部と下端部との間の長さをdとする。このとき、経路W1と経路W2との間には、片道で以下の位相差φが生ずる。   Here, the length between the upper end portion and the lower end portion of the reflection control plate 8 is defined as d. At this time, the following phase difference φ occurs in one way between the path W1 and the path W2.

φ=(2π/λ)dsinθ
=(2πf/c)dsinθ
=Kfsinθ …(1)
φ = (2π / λ) dsinθ
= (2πf / c) dsinθ
= Kfsin θ (1)

上記(1)式において、cは光速、λは入射信号の波長、fは入射信号の周波数である。なお、最後の式変形では、係数“2πd/c”を“K”と置いている。   In the above equation (1), c is the speed of light, λ is the wavelength of the incident signal, and f is the frequency of the incident signal. In the last formula modification, the coefficient “2πd / c” is set to “K”.

前述の通り、経路W1と経路W2との間には、片道でφ、往復では2φの位相差が生ずる。このため、反射制御板8には、入射信号の周波数によってRCSが変化する周波数特性が表れる。図4には、入射信号の周波数によって入射信号と反射信号とが強め合う場合と弱め合う場合の様子が示されている。   As described above, there is a phase difference of φ in one way and 2φ in the reciprocation between the route W1 and the route W2. For this reason, the reflection control plate 8 exhibits a frequency characteristic in which the RCS changes depending on the frequency of the incident signal. FIG. 4 shows a situation where the incident signal and the reflected signal are strengthened and weakened according to the frequency of the incident signal.

図4において、実線は、反射制御板8の傾斜角がθ1であるときの反射特性であり、破線は、反射制御板8の傾斜角がθ2(θ1<θ2)であるときの反射特性である。例えば、傾斜角がθ1のときのRCSのピークAは、周波数が10.2[GHz]付近にあり、傾斜角がθ2のときのRCSのピークBは、周波数が10.0[GHz]付近にある。   In FIG. 4, the solid line is the reflection characteristic when the inclination angle of the reflection control plate 8 is θ1, and the broken line is the reflection characteristic when the inclination angle of the reflection control plate 8 is θ2 (θ1 <θ2). . For example, the peak A of RCS when the tilt angle is θ1 is in the vicinity of 10.2 [GHz], and the peak B of RCS when the tilt angle is θ2 is near the frequency of 10.0 [GHz]. is there.

図4に示されるように、反射制御板8の反射特性は、周波数によって山と谷が形成される形状となる。また、反射制御板8の傾斜角θによって経路差による位相差φが変化する。このため、同じ周波数でも、傾斜角θによってRCS特性が大きく変化する。本実施の形態では、これらの2つの性質を利用し、入射信号の周波数に応じて、反射制御板8における反射信号が入射信号に対し逆位相で重なり合うようにして、反射信号の多くが相手レーダ側に戻らないように反射制御板8の傾斜角θを制御する。   As shown in FIG. 4, the reflection characteristic of the reflection control plate 8 has a shape in which peaks and valleys are formed depending on the frequency. Further, the phase difference φ due to the path difference changes depending on the inclination angle θ of the reflection control plate 8. For this reason, even at the same frequency, the RCS characteristic varies greatly depending on the inclination angle θ. In the present embodiment, these two properties are utilized so that the reflected signal on the reflection control plate 8 overlaps with the incident signal in the opposite phase in accordance with the frequency of the incident signal, so that most of the reflected signal is the other radar. The inclination angle θ of the reflection control plate 8 is controlled so as not to return to the side.

図5には、「傾斜角制御有り」の周波数特性が実線で示され、「傾斜角制御無し」の周波数特性が破線で示されている。「傾斜角制御有り」の周波数特性とは、本実施の形態による傾斜角制御、即ち入射信号の周波数に応じて反射制御板8の傾斜角θを制御したときの周波数特性である。これに対して、「傾斜角制御無し」の周波数特性とは、反射制御板8の傾斜角制御は行わず、反射制御板8の傾斜角θを固定したままの周波数特性である。   In FIG. 5, the frequency characteristic of “with tilt angle control” is indicated by a solid line, and the frequency characteristic of “without tilt angle control” is indicated by a broken line. The frequency characteristic of “with inclination angle control” is the frequency characteristic when the inclination angle θ of the reflection control plate 8 is controlled in accordance with the inclination angle control according to the present embodiment, that is, the frequency of the incident signal. On the other hand, the frequency characteristic “without tilt angle control” is a frequency characteristic in which the tilt angle θ of the reflection control plate 8 is not fixed and the tilt angle θ of the reflection control plate 8 is fixed.

図5において、横軸に示される周波数f1は、入射信号の周波数である。図5の例によれば、周波数f1のときのRCSは、破線で示される曲線のピーク付近に位置するA1点にあり、RCSが大きくなっている。これに対し、傾斜角制御を行った場合には、実線で示されるように、周波数f1のときのRCSは、反射特性の曲線のヌル(ナル:null)点に位置しており、RCSの値が小さくなっている。   In FIG. 5, the frequency f1 shown on the horizontal axis is the frequency of the incident signal. According to the example of FIG. 5, the RCS at the frequency f1 is at the point A1 located near the peak of the curve indicated by the broken line, and the RCS is large. On the other hand, when the tilt angle control is performed, as indicated by the solid line, the RCS at the frequency f1 is located at the null point of the reflection characteristic curve, and the RCS value Is getting smaller.

なお、図5の例において、破線で示される曲線の傾斜角に対し、反射制御板8の傾斜角が小さくなる方向に制御すれば、A1点をB1点に移動させることができる。また、破線で示される曲線の傾斜角に対し、反射制御板8の傾斜角が大きくなる方向に制御すれば、A1点をB2点に移動させることができる。何れの場合も、曲線上のヌル点であるC1点を周波数f1の位置に移動させることができる。このことから、RCSを所望の値以下にするには、反射制御板8の傾斜角θを小さくする制御を行ってもよいし、大きくする制御を行ってもよいことが分かる。   In the example of FIG. 5, if the inclination angle of the reflection control plate 8 is controlled to be smaller than the inclination angle of the curve indicated by the broken line, the point A1 can be moved to the point B1. Moreover, if the inclination angle of the reflection control plate 8 is controlled to be larger than the inclination angle of the curve indicated by the broken line, the point A1 can be moved to the point B2. In either case, the C1 point that is the null point on the curve can be moved to the position of the frequency f1. From this, it can be seen that in order to reduce the RCS to a desired value or less, control for decreasing the inclination angle θ of the reflection control plate 8 may be performed, or control for increasing the RCS may be performed.

次に、実施の形態に係る誘導装置1の機能を実現するためのハードウェア構成について、図6及び図7の図面を参照して説明する。図6は、実施の形態におけるパッシブ処理部及び目標追尾部の機能を具現するハードウェア構成の一例を示すブロック図である。図7は、実施の形態におけるパッシブ処理部及び目標追尾部の機能を具現するハードウェア構成の他の例を示すブロック図である。   Next, a hardware configuration for realizing the function of the guidance device 1 according to the embodiment will be described with reference to FIGS. 6 and 7. FIG. 6 is a block diagram illustrating an example of a hardware configuration that implements the functions of the passive processing unit and the target tracking unit in the embodiment. FIG. 7 is a block diagram illustrating another example of a hardware configuration that implements the functions of the passive processing unit and the target tracking unit in the embodiment.

実施の形態に係る誘導装置1の機能を実現する場合には、図6に示すように、演算を行うプロセッサ200、プロセッサ200によって読みとられるプログラムが保存されるメモリ202、信号の入出力を行うインタフェース204、及び検出結果を表示する表示器206を含む構成とすることができる。   When realizing the function of the guidance device 1 according to the embodiment, as shown in FIG. 6, a processor 200 that performs an operation, a memory 202 that stores a program read by the processor 200, and a signal input / output An interface 204 and a display 206 for displaying detection results may be included.

プロセッサ200は、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、CPU(Central Processing Unit)、又はDSP(Digital Signal Processor)といった演算手段であってもよい。また、メモリ202には、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、フラッシュメモリ、EPROM(Erasable Programmable ROM)、EEPROM(登録商標)(Electrically EPROM)といった不揮発性又は揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、DVD(Digital Versatile Disc)を例示することができる。   The processor 200 may be an arithmetic unit such as an arithmetic device, a microprocessor, a microcomputer, a CPU (Central Processing Unit), or a DSP (Digital Signal Processor). In addition, the memory 202 includes a nonvolatile or volatile semiconductor memory such as a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), a flash memory, an EPROM (Erasable Programmable ROM), an EEPROM (registered trademark) (Electrically EPROM), Examples thereof include a magnetic disk, a flexible disk, an optical disk, a compact disk, a mini disk, and a DVD (Digital Versatile Disc).

メモリ202には、誘導装置1の機能を実行するプログラム及びプロセッサ200によって参照されるテーブルが格納されている。プロセッサ200は、インタフェース204を介して必要な情報を授受し、メモリ202に格納されたプログラムをプロセッサ200が実行し、メモリ202に格納されたテーブルをプロセッサ200が参照することにより、上述した算出部30、制御部40及び目標追尾部70の処理を行うことができる。プロセッサ200による演算結果は、メモリ202に記憶することができる。また、プロセッサ200の処理結果を表示器206に表示することもできる。なお、表示器206は、目標追尾部70の外部に備えられていてもよい。   The memory 202 stores a program that executes the function of the guidance device 1 and a table that is referred to by the processor 200. The processor 200 exchanges necessary information via the interface 204, the processor 200 executes the program stored in the memory 202, and the processor 200 refers to the table stored in the memory 202, whereby the calculation unit described above is performed. 30, the process of the control part 40 and the target tracking part 70 can be performed. The calculation result by the processor 200 can be stored in the memory 202. Further, the processing result of the processor 200 can be displayed on the display 206. The indicator 206 may be provided outside the target tracking unit 70.

また、図6に示すプロセッサ200及びメモリ202は、図7のように処理回路203に置き換えてもよい。処理回路203は、単一回路、複合回路、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field−Programmable Gate Array)、又は、これらを組み合わせたものが該当する。なお、算出部30、制御部40及び目標追尾部70における一部の処理を処理回路203で実施し、処理回路203で実施しない処理をプロセッサ200及びメモリ202で実施してもよい。   Further, the processor 200 and the memory 202 shown in FIG. 6 may be replaced with a processing circuit 203 as shown in FIG. The processing circuit 203 corresponds to a single circuit, a composite circuit, an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), an FPGA (Field-Programmable Gate Array), or a combination thereof. Note that some processing in the calculation unit 30, the control unit 40, and the target tracking unit 70 may be performed by the processing circuit 203, and processing not performed by the processing circuit 203 may be performed by the processor 200 and the memory 202.

次に、実施の形態に係るアンテナ装置の制御方法について、図8を参照して説明する。図8は、実施の形態に係るアンテナ装置の制御方法における処理の流れを示すフローチャートである。   Next, a method for controlling the antenna device according to the embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a flowchart showing a process flow in the method of controlling the antenna device according to the embodiment.

図8において、算出部30は、パッシブアンテナ3を介して受信される第1のレーダ信号の周波数を測定する(ステップS101)。制御部40は、測定周波数におけるRCS特性を評価する(ステップS102)。ステップS102の処理では、例えば第1のレーダ信号がアクティブアンテナ11のアンテナ面11aに直交する方向から入射するときの反射制御板8のRCSを演算する。なお、処理時間の短縮化を図るため、予め周波数とRCSとの関係を測定して、RCSの極小値を求めておき、求めた値をテーブルとして図6に示されるメモリ202に記憶してもよい。また、測定周波数に対応するRCSの値がテーブルにない場合、内挿計算又は外挿計算による線形近似、多項式近似等で求めてもよい。   In FIG. 8, the calculation unit 30 measures the frequency of the first radar signal received through the passive antenna 3 (step S101). The control unit 40 evaluates the RCS characteristic at the measurement frequency (step S102). In the process of step S102, for example, the RCS of the reflection control plate 8 when the first radar signal enters from a direction orthogonal to the antenna surface 11a of the active antenna 11 is calculated. In order to shorten the processing time, the relationship between the frequency and the RCS is measured in advance, the minimum value of the RCS is obtained, and the obtained value is stored in the memory 202 shown in FIG. 6 as a table. Good. Further, when there is no RCS value corresponding to the measurement frequency in the table, it may be obtained by linear approximation, polynomial approximation or the like by interpolation calculation or extrapolation calculation.

図8に戻り、制御部40は、ステップS102で算出したRCSの値を閾値と比較する(ステップS103)。RCSの値が閾値よりも大きい場合(ステップS103,Yes)、上述した傾斜角制御を実施して(ステップS104)、処理を終了する。一方、RCSの値が閾値以下の場合(ステップS103,No)、傾斜角制御は実施せずに(ステップS105)、処理を終了する。   Returning to FIG. 8, the control unit 40 compares the RCS value calculated in step S102 with a threshold value (step S103). When the value of RCS is larger than the threshold value (step S103, Yes), the inclination angle control described above is performed (step S104), and the process is terminated. On the other hand, when the RCS value is equal to or less than the threshold value (No at Step S103), the inclination angle control is not performed (Step S105), and the process is terminated.

なお、上記のステップS103では、RCSの値と閾値とが等しい場合を“No”で判定しているが、“Yes”で判定してもよい。即ち、RCSの値と閾値とが等しい場合に、傾斜角制御を実施してもよい。   In step S103, the case where the RCS value is equal to the threshold value is determined as “No”, but it may be determined as “Yes”. That is, when the RCS value is equal to the threshold value, the tilt angle control may be performed.

また、上記の処理について補足する。例えばステップS101の処理において、パッシブアンテナ3を介して受信されるパッシプ信号が複数ある場合、それぞれの周波数におけるRCSの値が閾値未満となるような傾斜角θを選択する。   Moreover, it supplements about said process. For example, in the process of step S101, when there are a plurality of passive signals received via the passive antenna 3, the inclination angle θ is selected such that the RCS value at each frequency is less than the threshold value.

また、複数のパッシブ信号に対して、全てのRCSの値が閾値未満となるような傾斜角θを選択できない場合には、傾斜角θを制御できる角度単位でRCSの値が平均化されるような傾斜角θを選択すればよい。   In addition, when it is not possible to select an inclination angle θ such that all RCS values are less than the threshold value for a plurality of passive signals, the RCS values are averaged in units of angle by which the inclination angle θ can be controlled. A simple inclination angle θ may be selected.

また、上記のステップS103の処理に代え、RCSの反射特性における極小値の位置にステップS101で測定された測定周波数が位置するように反射制御板8の傾斜角制御を行ってもよい。なお、図5に示されるように、極小値の位置は複数ある。このため、RCSの反射特性における最も近い極小値の位置に測定周波数が位置されるように傾斜角制御を行うことが好ましい。このようにすれば、傾斜角θの制御量を小さくすることができるので、応答性の高い傾斜角制御を実施することができる。   Further, instead of the processing in step S103, the inclination angle control of the reflection control plate 8 may be performed so that the measurement frequency measured in step S101 is located at the position of the minimum value in the reflection characteristic of RCS. As shown in FIG. 5, there are a plurality of positions of local minimum values. For this reason, it is preferable to perform the tilt angle control so that the measurement frequency is located at the position of the nearest minimum value in the reflection characteristic of the RCS. In this way, the control amount of the tilt angle θ can be reduced, so that the tilt angle control with high responsiveness can be performed.

以上説明したように、本実施の形態に係るRCSを低減させるアンテナ装置は、相手レーダから送信される第1のレーダ信号を受信する第1の受信部と、第1のレーダ信号の周波数である第1の周波数を算出する算出部と、目標の追尾に用いる第2のレーダ信号を空間に放射するアクティブアンテナと、アクティブアンテナの前面に傾斜をつけて配置される反射制御板と、算出部によって算出された第1の周波数に基づいて、反射制御板の傾斜角を制御する制御部を備えることにより、相手レーダから送信される第1のレーダ信号の第1の周波数を算出し、算出された第1の周波数に基づいて反射制御板の傾斜角を制御するので、RCSの値を制御して、RCSの値の変動を抑制することができる。これにより、アンテナ部の反射特性が周波数選択性を有する場合であっても、周波数に依存することなく、低被探知性の劣化を抑制することができる。   As described above, the antenna device for reducing RCS according to the present embodiment has the first receiving unit that receives the first radar signal transmitted from the opponent radar and the frequency of the first radar signal. A calculation unit that calculates a first frequency, an active antenna that radiates a second radar signal used for tracking a target to space, a reflection control plate that is disposed with an inclination on the front surface of the active antenna, and a calculation unit Based on the calculated first frequency, a control unit that controls the inclination angle of the reflection control plate is provided, thereby calculating and calculating the first frequency of the first radar signal transmitted from the opponent radar. Since the inclination angle of the reflection control plate is controlled based on the first frequency, the RCS value can be controlled to suppress fluctuations in the RCS value. Thereby, even when the reflection characteristic of the antenna unit has frequency selectivity, it is possible to suppress the deterioration of low detectability without depending on the frequency.

なお、以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。   Note that the configurations shown in the above embodiments are examples of the contents of the present invention, and can be combined with other known techniques, and can be combined without departing from the gist of the present invention. It is also possible to omit or change a part of.

1 誘導装置、2 目標、3 パッシブアンテナ、4 パッシブ用受信部、5 周波数算出部、6 傾斜角補正部、7 傾斜角制御部、8 反射制御板、9 発振部、10 送信部、11 アクティブアンテナ、11a アンテナ面、12 送受信切換部、13 アクティブ用受信部、14 AD変換部、15 目標検出部、16 追尾処理部、20 第1の受信部、30 算出部、40 制御部、50 送受信部、50a 第2の受信部、60 アンテナ部、70 目標追尾部、200 プロセッサ、202 メモリ、203 処理回路、204 インタフェース、206 表示器。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Guide device, 2 Target, 3 Passive antenna, 4 Passive receiving part, 5 Frequency calculation part, 6 Inclination angle correction part, 7 Inclination angle control part, 8 Reflection control board, 9 Oscillation part, 10 transmission part, 11 Active antenna 11a antenna surface, 12 transmission / reception switching unit, 13 active reception unit, 14 AD conversion unit, 15 target detection unit, 16 tracking processing unit, 20 first reception unit, 30 calculation unit, 40 control unit, 50 transmission / reception unit, 50a Second receiving unit, 60 antenna unit, 70 target tracking unit, 200 processor, 202 memory, 203 processing circuit, 204 interface, 206 display.

Claims (5)

相手レーダから送信される第1のレーダ信号を受信する第1の受信部と、
前記第1のレーダ信号の周波数である第1の周波数を算出する算出部と、
目標の追尾に用いる第2のレーダ信号を空間に放射するアクティブアンテナと、
前記アクティブアンテナの前面に傾斜をつけて配置される反射制御板と、
前記算出部によって算出された前記第1の周波数に基づいて、前記反射制御板の傾斜角を制御する制御部と、
を備えたことを特徴とするアンテナ装置。
A first receiving unit for receiving a first radar signal transmitted from a counterpart radar;
A calculation unit that calculates a first frequency that is a frequency of the first radar signal;
An active antenna that radiates a second radar signal used for target tracking into space;
A reflection control plate disposed on the front surface of the active antenna with an inclination;
A control unit that controls an inclination angle of the reflection control plate based on the first frequency calculated by the calculation unit;
An antenna device comprising:
前記制御部は、前記算出部によって算出された前記第1の周波数の信号が前記アクティブアンテナのアンテナ面に直交する方向から入射するときの前記反射制御板のレーダ反射断面積を算出し、
算出した前記レーダ反射断面積が閾値よりも小さくなるように前記傾斜角を制御する
ことを特徴とする請求項1に記載のアンテナ装置。
The control unit calculates a radar reflection cross section of the reflection control plate when the signal of the first frequency calculated by the calculation unit is incident from a direction orthogonal to the antenna surface of the active antenna;
The antenna apparatus according to claim 1, wherein the inclination angle is controlled so that the calculated radar reflection cross-sectional area is smaller than a threshold value.
前記制御部は、前記算出部によって算出された前記第1の周波数の信号が前記アクティブアンテナのアンテナ面に入射するときの前記反射制御板のレーダ反射断面積の反射特性を算出し、
前記レーダ反射断面積の反射特性における極小値の位置に前記第1の周波数が位置するように前記傾斜角を制御する
ことを特徴とする請求項1に記載のアンテナ装置。
The control unit calculates a reflection characteristic of a radar reflection cross section of the reflection control plate when the signal of the first frequency calculated by the calculation unit is incident on an antenna surface of the active antenna;
The antenna apparatus according to claim 1, wherein the inclination angle is controlled so that the first frequency is located at a position of a minimum value in a reflection characteristic of the radar reflection cross section.
前記レーダ反射断面積の反射特性における極小値は、計測によって予め算出されていることを特徴とする請求項3に記載のアンテナ装置。   The antenna device according to claim 3, wherein the minimum value in the reflection characteristic of the radar reflection cross-sectional area is calculated in advance by measurement. 請求項1から4の何れか1項に記載のアンテナ装置を有し、
前記アクティブアンテナを介して前記第2のレーダ信号の前記目標からの反射波を受信する第2の受信部と、
前記第2の受信部の受信信号に基づいて前記目標の追尾を行う目標追尾部と、
を備えたことを特徴とする誘導装置。
It has an antenna device given in any 1 paragraph of Claims 1-4,
A second receiver for receiving a reflected wave from the target of the second radar signal via the active antenna;
A target tracking unit that performs tracking of the target based on a received signal of the second receiving unit;
A guidance device comprising:
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