JP2001263994A - Lazer missile seeker device adapting cdl - Google Patents

Lazer missile seeker device adapting cdl

Info

Publication number
JP2001263994A
JP2001263994A JP2000080950A JP2000080950A JP2001263994A JP 2001263994 A JP2001263994 A JP 2001263994A JP 2000080950 A JP2000080950 A JP 2000080950A JP 2000080950 A JP2000080950 A JP 2000080950A JP 2001263994 A JP2001263994 A JP 2001263994A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
laser
signal
missile
frequency
output
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2000080950A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kosuke Ayabe
光祐 綾部
Masaaki Chiba
政明 千葉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2000080950A priority Critical patent/JP2001263994A/en
Publication of JP2001263994A publication Critical patent/JP2001263994A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a missile seeker device to detect wind generated by a helicopter hiding out in a recess of a mountain by a coherent Doppler LIDAR system and generate an induction signal induced thereto. SOLUTION: A missile seeker device comprises laser irradiation parts 16, 11, 12, and 13 to perform irradiation with laser, laser receiving parts 13, 12, 15, and 17 to receive a reflection wave by pointing to the same direction as that of an optical axis of irradiation and output an output signal based on the reflection wave, a detector 17 to detect the presence of an object based on a detected Doppler frequency by varying a frequency band by discriminating the frequencies of output signals from the laser receiving parts, and a LIDAR signal processing part 18 to output an induction signal related to the flying direction of a missile based on the detecting result. A turbulent flow of the atmosphere by a helicopter is detected by a coherent Doppler LIDAR system to induce a flying object.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ミサイルシーカで
あって、特にCDL(コヒーレント・ドップラ・ライダ
(ライト・デテクション・レンジング))を用いたミサ
イルシーカに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a missile seeker, and more particularly, to a missile seeker using a CDL (coherent Doppler lidar (light detection ranging)).

【0002】[0002]

【従来の技術】最近、地対空誘導弾の制御方法において
高水準のものが求められてきており、従来のレーザでは
直接捉えることのできない対象についても、対処能力が
要求されている。
2. Description of the Related Art Recently, a high level of ground-to-air guided missile control method has been demanded, and the ability to cope with an object which cannot be directly captured by a conventional laser is required.

【0003】従来のミサイルシーカにおいては、照射し
たレーザが対象を捉え、対象からの反射波としてシーカ
にて検出できれば、対象の位置を割り出しこれを現在の
飛翔体との現在位置と比較推量して誘導信号を生成する
ことで、飛翔体を対象へと誘導させることができる。そ
のため、レーザは必ず対象に直接照射されていることが
重要であり、あくまで直接照射されたレーザの反射波に
基づいて対象を探査するものである。
In the conventional missile seeker, if the irradiated laser catches the target and if it can be detected by the seeker as a reflected wave from the target, the position of the target is determined, and this is compared with the current position with the current flying object to infer. By generating the guidance signal, the flying object can be guided to the target. Therefore, it is important that the target is always directly irradiated with the laser, and the target is searched based on the reflected wave of the directly irradiated laser.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、飛翔体
を誘導するシーカが放射するレーザが、常に対象を直接
照射することができるわけではなく、例えば、山陰など
に隠れているヘリコプタなどには直接照射することがで
きない。このため、レーザの反射波が得られないので、
山陰等に隠れているヘリコプタへ飛翔体を誘導すること
ができないという問題がある。
However, a laser emitted by a seeker for guiding a flying object cannot always directly irradiate an object, for example, a helicopter hidden in a mountain shade or the like. Can not do it. For this reason, since the reflected wave of the laser cannot be obtained,
There is a problem that the flying object cannot be guided to the helicopter hidden in the San'in and the like.

【0005】本発明は、この場合のように直接レーザを
照射できない対象に対しても誘導信号を提供するもので
あり、初期誘導にて目標の起こす風を検知し近距離にて
ヘリコプタのロータを検知してこれへと誘導できるた
め、見えない山陰のヘリコプタに対しても精度良く誘導
できるミサイルシーカ装置を目的とする。
The present invention provides a guidance signal to an object which cannot be directly irradiated with a laser as in this case, detects a wind generated by a target in initial guidance, and controls a helicopter rotor at a short distance. It is an object of the present invention to provide a missile seeker device capable of detecting and guiding to a helicopter in an invisible san'in, with high accuracy.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載された本
発明は、レーザを照射するレーザ照射手段;と、前記レ
ーザ照射手段の光軸と同一方向を指向して、前記レーザ
の反射波を受信しこれに基づき出力信号を出力するレー
ザ受信手段;と、前記レーザ受信手段からの出力信号の
周波数を弁別して周波数帯域を可変させることで検知し
たドップラ周波数に基づき、対象の存在を検知する検知
手段;と、前記検知手段の検知結果に基づき、ミサイル
の飛行方向に関する誘導信号を出力する信号処理手段;
とを有することを特徴とするミサイルに搭載されるミサ
イルシーカ装置である。
According to the present invention, there is provided a laser irradiating means for irradiating a laser; and a reflected wave of the laser directed in the same direction as an optical axis of the laser irradiating means. And a laser receiving means for outputting an output signal based on the received signal; and detecting the presence of the target based on the Doppler frequency detected by discriminating the frequency of the output signal from the laser receiving means and changing the frequency band. Detecting means; and signal processing means for outputting a guidance signal relating to the missile's flight direction based on the detection result of the detecting means.
And a missile seeker device mounted on the missile.

【0007】本発明によれば、従来装置のように照射さ
れたレーザの反射波から対象を知るのではなく、得られ
た反射波からの出力信号の周波数を弁別し、この周波数
帯域を異ならせることにより、周波数のずれ成分f
してのドップラ周波数を検出する。これにより、例えば
ヘリコプタのロータが発生する風やロータそのものの動
きを検出し、この検出結果に応じて飛翔体の誘導信号を
発生するミサイルシーカ装置である。これにより、例え
ば山陰に隠れて従来検出できなかったヘリコプタなどに
対しても追跡・誘導が可能となる。
According to the present invention, the frequency of an output signal from the obtained reflected wave is discriminated, and the frequency band is made different, instead of knowing the target from the reflected wave of the laser irradiated as in the conventional apparatus. it allows to detect the Doppler frequency as a shift component f d of the frequency. Thus, the missile seeker device detects, for example, wind generated by a rotor of a helicopter or movement of the rotor itself, and generates a guidance signal of a flying object according to the detection result. As a result, for example, it is possible to track and guide a helicopter that cannot be detected in the past because it is hidden behind a mountain shade.

【0008】又本発明は、レーザを変調部により変調し
た後に照射するレーザ照射手段;と、前記レーザ照射手
段の光軸と同一方向を指向して前記レーザの反射波をレ
ーザの拡がり角を一定に保って受信し、この反射波の周
波数からパルスレーザの発振源となるCWレーザの周波
数を除去できる光学ミキサを用いて光信号を取得しこれ
を電気信号に変換するレーザ受信手段;と、前記レーザ
受信手段からの電気信号の周波数を弁別して周波数帯域
を可変させることで検知したドップラ周波数に基づき、
対象の存在を検知する検知手段;と、前記検知手段の検
知結果に基づき、ミサイルの飛行方向に関する誘導信号
を出力する信号処理手段;とを有することを特徴とする
ヘテロダイン方式を用いたミサイルシーカ装置である。
The present invention also provides a laser irradiating means for irradiating a laser after modulating the laser with a modulator, and directing the reflected wave of the laser in the same direction as the optical axis of the laser irradiating means so as to make the divergence angle of the laser constant. Laser receiving means for receiving an optical signal using an optical mixer capable of removing the frequency of a CW laser serving as an oscillation source of a pulse laser from the frequency of the reflected wave, and converting the optical signal into an electric signal; Based on the Doppler frequency detected by discriminating the frequency of the electric signal from the laser receiving means and changing the frequency band,
A missile seeker device using a heterodyne method, comprising: a detecting means for detecting the presence of an object; and a signal processing means for outputting a guidance signal relating to a flight direction of the missile based on a detection result of the detecting means. It is.

【0009】又本発明は、前記レーザ受信手段は4分割
検知素子をもち、素子の出力差により1パルスのみで誘
導信号を出力するモノパルス測角ができることを特徴と
した請求項1及び2に記載されたミサイルシーカ装置で
ある。
Further, according to the present invention, the laser receiving means has a four-division detecting element, and can perform a monopulse angle measurement for outputting an induction signal with only one pulse by an output difference between the elements. Missile seeker device.

【0010】又本発明は、前記信号処理手段は、前記検
知手段の検知結果に基づいて、レーザ発射時刻とドップ
ラ受信時刻の時間差により目標までの距離を算出し、こ
れに基づきミサイルの飛行方向に関する誘導信号を出力
する信号処理手段を有することを特徴とする請求項1及
び2に記載されたミサイルシーカ装置である。
Further, according to the present invention, the signal processing means calculates a distance to a target based on a time difference between a laser emission time and a Doppler reception time based on a detection result of the detection means, and based on the calculated distance, relates to a flight direction of the missile. 3. The missile seeker device according to claim 1, further comprising signal processing means for outputting a guidance signal.

【0011】又本発明は、前記信号処理手段は、前記検
知手段の検知結果に基づいて、レーザ発射時刻とドップ
ラ受信時刻の時間差により目標までの距離を算出し、ミ
サイルが発射直後は、風を検出するべく第1周波数幅で
の前記検知結果に応じて誘導信号を出力し、目標までの
距離が所定値以下に近づくと、ヘリコプタのロータを検
出するべく前記第1周波数幅とは異なる第2周波数幅へ
切り替えこの幅での前記検知結果に基づいて誘導信号を
出力することを特徴とする請求項1及び2に記載された
ミサイルシーカ装置である。
Further, according to the present invention, the signal processing means calculates a distance to a target based on a time difference between a laser emission time and a Doppler reception time based on a detection result of the detection means. An inductive signal is output according to the detection result in the first frequency width for detection, and when the distance to the target approaches a predetermined value or less, a second signal different from the first frequency width is detected in order to detect a helicopter rotor. The missile seeker device according to claim 1, wherein the missile seeker device outputs a guidance signal based on the detection result in the frequency width.

【0012】又本発明は、前記レーザ照射手段は、CW
レーザを変調して得られるレーザを照射し、更に前記レ
ーザ受信手段及び検知手段及び信号処理手段は、前記レ
ーザの反射波と前記CWレーザとを混合して検知する信
号と、ロータ風又はロータを走査して得た信号との出力
差を取得し、この出力差に基づいて誘導信号を出力する
ことを特徴とした請求項1乃至2に記載されたミサイル
シーカ装置である。
Further, in the present invention, the laser irradiation means may be a CW laser.
Irradiating a laser obtained by modulating the laser, further the laser receiving means and the detecting means and the signal processing means, a signal for mixing and detecting the reflected wave of the laser and the CW laser, the rotor wind or the rotor 3. The missile seeker device according to claim 1, wherein an output difference from a signal obtained by scanning is obtained, and an induction signal is output based on the output difference.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施の形態に
ついて図面を参照して説明する。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0014】図1は、本発明に係るミサイルシーカの構
成を示すブロックダイアグラムである。この図におい
て、全体の動作を司る制御部10に接続されるマスター
であるCWレーザ16が、スレーブであるパルスレーザ
11に接続され、光学デュプレクタ12に接続され、光
学系13に接続され、大気ドプラ14へレーザを照射す
る。更に、局部発振光f0を発信するCWレーザ16
が、光学ミキサ15に接続され、検知器17に接続さ
れ、LIDAR信号処理部18に接続される。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a missile seeker according to the present invention. In this figure, a master CW laser 16 connected to a controller 10 that controls the entire operation is connected to a pulse laser 11 that is a slave, connected to an optical duplexer 12, connected to an optical system 13, and connected to an atmospheric Doppler. 14 is irradiated with a laser. Further, the CW laser 16 for transmitting the local oscillation light f0
Are connected to the optical mixer 15, connected to the detector 17, and connected to the LIDAR signal processing unit 18.

【0015】このような構成において、本発明のミサイ
ルシーカは、以下のように動作する。すなわち、制御部
10の動作制御下の元で、マスタであるCWレーザ16
から発生されたシード光fとしてのレーザは、スレー
ブであるパルスレーザ11によって合成されたレーザf
+fIFとして変調されて光学デュプレクタ12に供
給される。その後、光軸を任意の角度に指向できる図示
しない機構部を有する光学系13を経て大気ドプラ14
へ放射される。放出されたレーザの反射波は再び、光学
系13に含まれる、照射の際の光軸と同一方向を指向し
たレーザ受信器により、レーザの拡がり角を一定に保ち
ながら受信され、光学デュプレクタ12へと再び供給さ
れる。そして、このレーザの反射波は光学ミキサ15へ
供給されここからパルスレーザの発信源となるCWレー
ザの周波数が除去される。更に、光学ミキサ15から供
給された光信号は検知器17において、電気信号に変換
され、この周波数を弁別しして周波数帯域を可変させる
ことでドップラ周波数成分fが検出される。この成分
に基づき、従来は検出できなかった例えばヘリコプタの
ロータが発生する風や、ロータの動きそのものが検出さ
れるものである。
In such a configuration, the missile seeker of the present invention operates as follows. That is, under the operation control of the control unit 10, the CW laser 16 which is the master
Laser as the seed light f 0 generated from the laser f synthesized by pulsed laser 11 is the slave
The signal is modulated as 0 + f IF and supplied to the optical duplexer 12. Thereafter, the atmospheric Doppler 14 passes through an optical system 13 having a mechanism (not shown) capable of directing the optical axis at an arbitrary angle.
Radiated to The emitted reflected wave of the laser is again received by the laser receiver included in the optical system 13 and directed in the same direction as the optical axis at the time of irradiation while keeping the divergence angle of the laser constant. Is supplied again. Then, the reflected wave of this laser is supplied to the optical mixer 15, from which the frequency of the CW laser which is the source of the pulse laser is removed. Furthermore, the optical signal supplied from the optical mixer 15 in the detector 17 is converted into an electric signal, a Doppler frequency component f d by varying the frequency band by discriminates the frequency is detected. On the basis of this component, for example, a wind generated by a rotor of a helicopter or a movement itself of the rotor, which cannot be detected conventionally, are detected.

【0016】ここで、図2は、本発明に係るミサイルシ
ーカと周囲の地形と対象とするロータの起こす風との関
係を示す図、図3は、本発明に係るミサイルシーカが対
象とするロータが発生する乱気流モデルを示す図、図4
は、本発明に係るミサイルシーカのレーザ送受信回線モ
デルを示す図、図5は、本発明に係るミサイルシーカに
おいて、(a)はヘリコプタのロータが現れる受信信
号、(b)は何も現れない受信信号、(c)はヘリコプ
タのロータ風が現れる受信信号をそれぞれ示すグラフ、
図6は、本発明に係るミサイルシーカのブロックダイア
グラムにおける各信号を示したグラフ、図7は、本発明
に係るミサイルシーカとミサイルとの概略的な関係を示
す図、図8は、本発明に係るミサイルシーカに応用され
るCDLと電波レーダとの大気乱流検出を示した表、図
9は、本発明に係るホモダイン方式のミサイルシーカの
構成を示すブロックダイアグラムである。
FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the missile seeker according to the present invention, the surrounding terrain, and the wind generated by the target rotor. FIG. 3 is a diagram showing the rotor targeted by the missile seeker according to the present invention. FIG. 4 is a diagram showing a turbulence model in which turbulence occurs.
FIG. 5 is a diagram showing a laser transmission / reception line model of a missile seeker according to the present invention. FIGS. 5A and 5B show, in a missile seeker according to the present invention, (a) a reception signal in which a helicopter rotor appears, and (b) a reception signal in which nothing appears. (C) is a graph showing a received signal in which the helicopter rotor wind appears,
FIG. 6 is a graph showing each signal in the block diagram of the missile seeker according to the present invention, FIG. 7 is a diagram showing a schematic relationship between the missile seeker according to the present invention and the missile, and FIG. FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of a homodyne type missile seeker according to the present invention, showing a table showing atmospheric turbulence detection between a CDL and a radio wave radar applied to such a missile seeker.

【0017】図2において、設置装置CやミサイルMが
搭載するシーカは、その照射するレーザにより山の陰に
存在するヘリコプタHを直接捉えるのではなく、その回
転するロータが起こす風やロータそのものの動きにより
生じるドップラ効果に基づくドップラ周波数の周波数成
分を検出し、これにより、ヘリコプタHの存在を検出し
て飛翔体Mを誘導するべく誘導信号を生成しこれを導く
ものである。
In FIG. 2, the seeker mounted on the installation device C or the missile M does not directly catch the helicopter H present in the shadow of the mountain by the irradiating laser, but the wind generated by the rotating rotor and the rotor itself. The frequency component of the Doppler frequency based on the Doppler effect caused by the movement is detected, and thereby, the presence of the helicopter H is detected, and the guidance signal is generated and guided to guide the flying object M.

【0018】図3において、ロータが発生する乱流球モ
デルが示され、例えば60mの半球のレーザ送受方向に
ついて平均速度約4m/sの場合を想定すると、ヘリコ
プタの中心付近の風速νは、ν=(T/2tσR
1/2で表される。このとき、νを縁の中心付近の風速
とすれば、T:ヘリコプタの揚力が、10,000k
g、ρ:空気密度が0.125kgs/m、R:ヘ
リコプタのロータ半径を7.5mとすると、風速ν=1
5(m/s)として求めることができる。
FIG. 3 shows a turbulent sphere model generated by the rotor. For example, assuming an average velocity of about 4 m / s in the laser transmission / reception direction of a 60 m hemisphere, the wind speed ν near the center of the helicopter is ν = (T / 2tσR 2 )
It is represented by 1/2 . At this time, if ν is the wind speed near the center of the edge, T: the lift of the helicopter is 10,000 k
g, ρ: air density is 0.125 kgs 2 / m 4 , R: rotor speed of the helicopter is 7.5 m, wind speed ν = 1
5 (m / s).

【0019】又更に、図4によれば、レーザが、ヘリコ
プタのロータにより生じている乱流球を捉えていると
き、受信パワーPr[W]は、以下のように想定するこ
とができる。つまり、照射されるレーザのレーザパワー
をP[W]、乱流球までの距離をr、レーザの断面積
A[m]、山等の障害物をI=P0・β・(C・π/
2)・e−αrとしたとき、受信パワーPr=I・Ω・
−αr[W]として計算することができる。従って、
この関係を用いれば、発生しているロータに基づく風や
ロータそのものの動きの程度を計算により求めることが
可能となる。
Still referring to FIG. 4, when the laser captures a turbulent sphere generated by the helicopter rotor, the received power Pr [W] can be assumed as follows. That is, the laser power of the laser to be irradiated is P 0 [W], the distance to the turbulent sphere is r, the cross-sectional area of the laser is A [m 2 ], and an obstacle such as a mountain is I = P0 · β · (C · π /
2) When e- αr , reception power Pr = I · Ω ·
e- αr [W]. Therefore,
By using this relationship, it is possible to calculate the degree of the wind based on the generated rotor or the degree of movement of the rotor itself.

【0020】又図5によれば、検知器17により得られ
る信号の周波数特性として、(a)ヘリコプタHのロー
タが捉えられた場合、(b)ロータやロータによる風が
ない場合、(c)ロータによる風のみがありロータが直
接捉えられていない場合がそれぞれ示されている。従っ
て、検知器17において得られた信号の周波数特性を弁
別しそのドップラ周波数成分を検証することで、ヘリコ
プタの機体そのものを捉えていなくとも、ヘリコプタの
ロータが発生する風や、ロータそのものの動きが捉えら
れれば、ヘリコプタの存在を正確に予測することが可能
となる。
According to FIG. 5, the frequency characteristics of the signal obtained by the detector 17 are as follows: (a) when the rotor of the helicopter H is detected; (b) when there is no wind from the rotor or the rotor; The cases where there is only the wind from the rotor and the rotor is not directly captured are shown. Therefore, by discriminating the frequency characteristics of the signal obtained by the detector 17 and verifying its Doppler frequency component, the wind generated by the helicopter rotor and the movement of the rotor itself can be obtained even if the helicopter body itself is not captured. If captured, the presence of a helicopter can be accurately predicted.

【0021】又、図6は、この時の信号成分を示すグラ
フであるが、ここで、ヘテロダイン検波のパルス幅を
t、パルス周期をTとしたとき、反射波として得られる
信号成分には、ドップラ周波数としてのずれ成分f
含まれていることが判る。
FIG. 6 is a graph showing the signal components at this time. Here, when the pulse width of heterodyne detection is t and the pulse period is T, the signal components obtained as reflected waves include: it can be seen that contain shift component f d as a Doppler frequency.

【0022】又図7は、本発明に係るミサイルシーカと
飛翔体であるミサイルMとの関係を非常に概略的に説明
する図であるが、ミサイルシーカ21からの誘導信号が
操舵部22を介して主翼23へ供給され更に推進部24
へと供給され、これにより、本発明に係るミサイルシー
カの働きによって適切な飛翔方向の制御が与えられるこ
とが判る。
FIG. 7 is a diagram schematically illustrating the relationship between the missile seeker according to the present invention and the missile M, which is a flying object. The guidance signal from the missile seeker 21 is transmitted via the steering unit 22. To the main wing 23 and further to the propulsion unit 24
It can be seen that the operation of the missile seeker according to the present invention provides appropriate flight direction control.

【0023】又この時の、LIDAR信号処理部18の
働きに注目すると、一つの方法として、レーザ受信器に
て4分割検知素子を設けることで、各素子の出力の差に
より、飛翔体の飛翔方向を決定し、1パルスのみで誘導
信号を出力するモノパルス測角を可能とすることができ
る。
Attention is paid to the function of the LIDAR signal processing unit 18 at this time. One of the methods is to provide a four-divided detection element in a laser receiver, and to cause a flying object to fly due to a difference in output of each element. The direction can be determined, and a monopulse angle measurement that outputs a guide signal with only one pulse can be performed.

【0024】又、LIDAR信号処理部18において
は、検知器17から供給された電気信号に基づいて、レ
ーザ発射時刻とドップラ時刻との時間差から目標までの
距離を算出しこれに基づき、誘導信号を決定することが
好適である。更に、ミサイルの発射後は風を検出するべ
く第1周波数幅での検知結果に応じて誘導信号を出力
し、目標までの距離が所定値以下に近づくと、ヘリコプ
タのロータを検出するべく第1周波数幅とは異なる第2
周波数幅へ切り替えこの幅での検知結果に基づいて誘導
信号を出力することが可能であり、これによってヘリコ
プタを標的とした飛翔体の誘導を効率よく行うことがで
きる。
The LIDAR signal processing unit 18 calculates the distance to the target from the time difference between the laser emission time and the Doppler time based on the electric signal supplied from the detector 17, and based on the distance, calculates the guidance signal. It is preferred to determine. Further, after the missile is fired, an induction signal is output according to the detection result at the first frequency width to detect the wind, and when the distance to the target approaches a predetermined value or less, the first signal is output to detect the rotor of the helicopter. Second different from frequency width
It is possible to switch to the frequency width and output a guidance signal based on the detection result at this width, and thereby efficiently guide the flying object targeting the helicopter.

【0025】又図9において、図1のヘテロダイン方式
だけによらず、ホモダイン方式によっても、本発明のコ
ヒーレント・ドップラ・ライダを利用した、ヘリコプタ
のロータ等の検出が可能であることを指摘しておく。こ
の図において、ホモダイン方式においては、ヘテロダイ
ン方式のように、複数のレーザ発信は必要なく、CWレ
ーザ16のみに変調器19を加えることで、ヘテロダイ
ン方式の場合とほぼ同等の処理を行うことができること
がわかる。厳密に言うと、CWレーザはパルスレーザに
較べエコーの尖頭電力が小さいため、ビームを絞り単素
子にエコーを入れてやる必要がある。捜索域をかせぐた
めに照射及び受信光軸を走査をくまなく重なりが少なく
行う必要がある。従って、ホモダイン方式は装置構成は
簡素である反面、検出能力(検出距離又は走査レート)
はヘテロダイン方式に劣り、また距離を出力することは
困難であると言うことができる。
In FIG. 9, it is pointed out that it is possible to detect a helicopter rotor or the like using the coherent Doppler lider of the present invention not only by the heterodyne method of FIG. 1 but also by the homodyne method. deep. In this figure, in the homodyne system, a plurality of lasers are not required unlike the heterodyne system, and by adding the modulator 19 only to the CW laser 16, it is possible to perform almost the same processing as in the heterodyne system. I understand. Strictly speaking, the peak power of the echo of the CW laser is smaller than that of the pulse laser. Therefore, it is necessary to focus the beam and put the echo into a single element. In order to gain a search area, it is necessary to scan the irradiation and reception optical axes with little overlap. Therefore, the homodyne method has a simple device configuration, but has a detection capability (detection distance or scanning rate).
Is inferior to the heterodyne system, and it is difficult to output the distance.

【0026】又図8において、CDL(コヒーレント・
ドップラ・ライダ)方式と電波レーダ方式との場合の、
ヘリコプタ大気乱流検出に関する比較が表により示され
る。このとき、大気乱流速度の検出分解能については、
CDLが、fd=8MHzを示し分離が容易になるのに
較べ、電波レーダでは、fd=533Hzしか得られず
分離が非常に困難であることが判る。又、後方散乱の度
合いについては、CDLが、待機中の浮遊粒子に対して
もよく散乱するのに較べ、電波レーダでは、雨粒程度の
粒子でなければ散乱しないため、電波レーダではエコー
信号の強度がCDLのようには十分得られないことが判
る。最後に、空間ポインティング分解能について言え
ば、CDLが約0.2mradの高い値を示しているの
に較べ、電波レーダでは、その約170分の一の、約2
°しか得られず、ビーム幅分解能についても、大きな差
のあることが判るだろう。
In FIG. 8, CDL (coherent
Doppler lidar) system and radio radar system
A comparison for helicopter atmospheric turbulence detection is shown in the table. At this time, regarding the detection resolution of the atmospheric turbulence velocity,
Compared to the CDL indicating fd = 8 MHz, which facilitates separation, the radio wave radar can obtain only fd = 533 Hz, indicating that separation is extremely difficult. Regarding the degree of backscattering, the radio wave radar does not scatter unless it is raindrop-sized particles, as compared with the fact that CDL scatters well on standby suspended particles. Is not obtained as well as CDL. Finally, regarding the spatial pointing resolution, the CDL shows a high value of about 0.2 mrad, whereas the radio wave radar has about 2/170
°, and you can see that there is also a big difference in beam width resolution.

【0027】従って、ヘリコプタの大気乱流検出におい
て両者の処理能力に大きな差のあることが示されるもの
である。
Therefore, it is shown that there is a great difference between the two processing capacities in detecting the atmospheric turbulence of the helicopter.

【0028】なお、上述した実施形態の記載は、本発明
の製造・使用をこの技術分野の当業者に容易にするもの
であり、これらの様々な変形例が、発明的な飛躍なし
に、当業者により可能である。このように、本発明は、
記載された実施形態に限定されるものではなく、この原
理と新規な特徴に対応した広い範囲での形態に応じるも
のである。
It should be noted that the above description of the embodiments facilitates the manufacture and use of the present invention to those skilled in the art, and these various modifications may be made without departing from the invention. It is possible by a trader. Thus, the present invention provides
The present invention is not limited to the described embodiments, but covers a wide range of forms corresponding to this principle and novel features.

【0029】[0029]

【発明の効果】以上、本発明によれば、コヒーレント・
ドップラ・ライダ方式を用いたミサイルシーカ装置とす
ることによりヘリコプタの乱気流検出を行うことが可能
となり、これにより山陰に隠れたヘリコプタのロータが
起こす風やロータそのものの動きを検出しこれに基づく
誘導信号を発生することで、飛翔体をヘリコプタへと導
くことが可能なミサイルシーカ装置を提供することがで
きる。
As described above, according to the present invention, coherent
By using a Doppler lidar type missile seeker device, it is possible to detect turbulence in a helicopter. , It is possible to provide a missile seeker device that can guide the flying object to the helicopter.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係るミサイルシーカの構成を示すブロ
ックダイアグラム。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a missile seeker according to the present invention.

【図2】本発明に係るミサイルシーカと周囲の地形と対
象とするロータの起こす風との関係を示す図。
FIG. 2 is a diagram showing a relationship between a missile seeker according to the present invention, surrounding terrain, and wind generated by a target rotor.

【図3】本発明に係るミサイルシーカが対象とするロー
タが発生する乱気流モデルを示す図。
FIG. 3 is a diagram showing a turbulence model generated by a rotor targeted by a missile seeker according to the present invention.

【図4】本発明に係るミサイルシーカのレーザ送受信回
線モデルを示す図。
FIG. 4 is a diagram showing a laser transmission / reception line model of a missile seeker according to the present invention.

【図5】本発明に係るミサイルシーカにおいて、(a)
はヘリコプタのロータが現れる受信信号、(b)は何も
現れない受信信号、(c)はヘリコプタのロータ風が現
れる受信信号をそれぞれ示すグラフ。
FIG. 5 shows a missile seeker according to the present invention;
7A is a graph showing a received signal in which a helicopter rotor appears, FIG. 7B is a graph showing a received signal in which nothing appears, and FIG. 7C is a graph showing a received signal in which a helicopter rotor wind appears.

【図6】本発明に係るミサイルシーカのブロックダイア
グラムにおける各信号を示したグラフ。
FIG. 6 is a graph showing each signal in the block diagram of the missile seeker according to the present invention.

【図7】本発明に係るミサイルシーカとミサイルとの概
略的な関係を示す図。
FIG. 7 is a diagram showing a schematic relationship between a missile seeker and a missile according to the present invention.

【図8】本発明に係るミサイルシーカに応用されるCD
Lと電波レーダとの大気乱流検出を示した表。
FIG. 8 is a CD applied to the missile seeker according to the present invention.
6 is a table showing detection of atmospheric turbulence between L and a radio radar.

【図9】本発明に係るホモダイン方式のミサイルシーカ
の構成を示すブロックダイアグラム。
FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of a homodyne type missile seeker according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

M … ミサイル装置本体 10 … 制御部 11 … パルスレーザ 12 … 光学デュプレクタ 13 … 光学系 14 … 大気ドプラ 15 … 光学ミキサ 16 … CWレーザ 17 … 検知器 18 … LIDAR信号処理部 21 … シーカ装置 22 … 操舵部 23 … 主翼 24 … 推進部 M: Missile device main body 10: Control unit 11: Pulse laser 12: Optical duplexer 13: Optical system 14: Atmospheric Doppler 15: Optical mixer 16: CW laser 17: Detector 18: LIDAR signal processing unit 21: Seeker device 22: Steering Part 23… Main wing 24… Propulsion part

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2C014 DA08 DB03 DC01 DD11 5J084 AA05 AA07 AB03 AC02 AC06 AD03 AD04 BA22 BA23 BA37 BA43 BA44 DA01 EA07 EA27 FA03  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 2C014 DA08 DB03 DC01 DD11 5J084 AA05 AA07 AB03 AC02 AC06 AD03 AD04 BA22 BA23 BA37 BA43 BA44 DA01 EA07 EA27 FA03

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】レーザを照射するレーザ照射手段;と、前
記レーザ照射手段の光軸と同一方向を指向して、前記レ
ーザの反射波を受信しこれに基づき出力信号を出力する
レーザ受信手段;と、 前記レーザ受信手段からの出力信号の周波数を弁別して
周波数帯域を可変させることで検知したドップラ周波数
に基づき、対象の存在を検知する検知手段;と、 前記検知手段の検知結果に基づき、ミサイルの飛行方向
に関する誘導信号を出力する信号処理手段;と、 を有することを特徴とするミサイルに搭載されるミサイ
ルシーカ装置。
A laser irradiating means for irradiating a laser; a laser receiving means for receiving a reflected wave of the laser in the same direction as an optical axis of the laser irradiating means and outputting an output signal based on the reflected wave; Detecting means for detecting the presence of an object based on a Doppler frequency detected by discriminating a frequency of an output signal from the laser receiving means and changing a frequency band; and a missile based on a detection result of the detecting means. Signal processing means for outputting a guidance signal related to the flight direction of the missile; and a missile seeker device mounted on the missile.
【請求項2】レーザを変調部により変調した後に照射す
るレーザ照射手段;と、 前記レーザ照射手段の光軸と同一方向を指向して前記レ
ーザの反射波をレーザの拡がり角を一定に保って受信
し、この反射波の周波数からパルスレーザの発振源とな
るCWレーザの周波数を除去できる光学ミキサを用いて
光信号を取得しこれを電気信号に変換するレーザ受信手
段;と、 前記レーザ受信手段からの電気信号の周波数を弁別して
周波数帯域を可変させることで検知したドップラ周波数
に基づき、対象の存在を検知する検知手段;と、 前記検知手段の検知結果に基づき、ミサイルの飛行方向
に関する誘導信号を出力する信号処理手段;と、 を有することを特徴とするヘテロダイン方式を用いたミ
サイルシーカ装置。
A laser irradiating means for irradiating the laser after modulating the laser with a modulating unit; and directing the laser beam in the same direction as the optical axis of the laser irradiating means so as to maintain the divergence angle of the reflected wave of the laser constant. Laser receiving means for receiving an optical signal using an optical mixer capable of removing the frequency of a CW laser serving as an oscillation source of a pulse laser from the frequency of the reflected wave, and converting the optical signal into an electric signal; Detecting means for detecting the presence of an object based on the Doppler frequency detected by discriminating the frequency of the electric signal from the apparatus and changing the frequency band; and a guiding signal regarding the flight direction of the missile based on the detection result of the detecting means. A signal processing means for outputting a signal; and a missile seeker device using a heterodyne method.
【請求項3】前記レーザ受信手段は4分割検知素子をも
ち、素子の出力差により1パルスのみで誘導信号を出力
するモノパルス測角ができることを特徴とした請求項1
及び2に記載されたミサイルシーカ装置。
3. The laser receiving means according to claim 1, wherein said laser receiving means has a quadrant detecting element, and can perform a monopulse angle measurement for outputting an induction signal with only one pulse according to an output difference between the elements.
And 2. The missile seeker device according to 2.
【請求項4】前記信号処理手段は、前記検知手段の検知
結果に基づいて、レーザ発射時刻とドップラ受信時刻の
時間差により目標までの距離を算出し、これに基づきミ
サイルの飛行方向に関する誘導信号を出力する信号処理
手段を有することを特徴とする請求項1及び2のどちら
か一方に記載されたミサイルシーカ装置。
4. The signal processing means calculates a distance to a target based on a time difference between a laser emission time and a Doppler reception time on the basis of a detection result of the detection means, and generates a guidance signal relating to a flight direction of the missile based on the distance. 3. The missile seeker device according to claim 1, further comprising signal processing means for outputting.
【請求項5】前記信号処理手段は、前記検知手段の検知
結果に基づいて、レーザ発射時刻とドップラ受信時刻の
時間差により目標までの距離を算出し、ミサイルが発射
直後は、風を検出するべく第1周波数幅での前記検知結
果に応じて誘導信号を出力し、目標までの距離が所定値
以下に近づくと、ヘリコプタのロータを検出するべく前
記第1周波数幅とは異なる第2周波数幅へ切り替えこの
幅での前記検知結果に基づいて誘導信号を出力すること
を特徴とする請求項1及び2のどちらか一方に記載され
たミサイルシーカ装置。
5. The signal processing means calculates a distance to a target based on a time difference between a laser emission time and a Doppler reception time based on a detection result of the detection means, and detects a wind immediately after the missile is fired. An inductive signal is output in accordance with the detection result in the first frequency width, and when the distance to the target approaches a predetermined value or less, to a second frequency width different from the first frequency width to detect a helicopter rotor. 3. The missile seeker device according to claim 1, wherein a guidance signal is output based on the detection result at the switching width. 4.
【請求項6】前記レーザ照射手段は、CWレーザを変調
して得られるレーザを照射し、更に前記レーザ受信手段
及び検知手段及び信号処理手段は、前記レーザの反射波
と前記CWレーザとを混合して検知する信号と、ロータ
風又はロータを走査して得た信号との出力差を取得し、
この出力差に基づいて誘導信号を出力することを特徴と
した請求項1及び2のどちらか一方に記載されたミサイ
ルシーカ装置。
6. The laser irradiating means irradiates a laser obtained by modulating a CW laser, and the laser receiving means, the detecting means and the signal processing means mix a reflected wave of the laser with the CW laser. To obtain the output difference between the signal to be detected and the signal obtained by scanning the rotor wind or the rotor,
3. The missile seeker device according to claim 1, wherein an induction signal is output based on the output difference.
JP2000080950A 2000-03-22 2000-03-22 Lazer missile seeker device adapting cdl Pending JP2001263994A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000080950A JP2001263994A (en) 2000-03-22 2000-03-22 Lazer missile seeker device adapting cdl

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000080950A JP2001263994A (en) 2000-03-22 2000-03-22 Lazer missile seeker device adapting cdl

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2001263994A true JP2001263994A (en) 2001-09-26

Family

ID=18597965

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000080950A Pending JP2001263994A (en) 2000-03-22 2000-03-22 Lazer missile seeker device adapting cdl

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2001263994A (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001264440A (en) * 2000-03-17 2001-09-26 Toshiba Corp Helicopter detecting device and guided flying object using the device
US6559933B1 (en) * 2001-12-06 2003-05-06 Honeywell International Inc. Method and apparatus for detecting a terrain-masked helicopter
JP2010127818A (en) * 2008-11-28 2010-06-10 Mitsubishi Electric Corp Laser projector
JP2011503526A (en) * 2007-10-09 2011-01-27 ダンマークス テクニスク ユニバーシテット Coherent lidar system based on semiconductor laser and amplifier
JP2020008536A (en) * 2018-07-12 2020-01-16 日本無線株式会社 Device and program for target detection

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001264440A (en) * 2000-03-17 2001-09-26 Toshiba Corp Helicopter detecting device and guided flying object using the device
US6559933B1 (en) * 2001-12-06 2003-05-06 Honeywell International Inc. Method and apparatus for detecting a terrain-masked helicopter
JP2011503526A (en) * 2007-10-09 2011-01-27 ダンマークス テクニスク ユニバーシテット Coherent lidar system based on semiconductor laser and amplifier
JP2015092184A (en) * 2007-10-09 2015-05-14 ウインダー フォトニクス エー/エスWindar Photonics A/S Coherent lidar system based on semiconductor laser and amplifier
JP2010127818A (en) * 2008-11-28 2010-06-10 Mitsubishi Electric Corp Laser projector
JP2020008536A (en) * 2018-07-12 2020-01-16 日本無線株式会社 Device and program for target detection

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3570360B2 (en) Wake turbulence detection system
WO2014178376A1 (en) Laser radar device
JP2007051888A (en) Radar system
JPH03252586A (en) Laser radar device
JP2004069693A (en) Radio wave radar system and inter-vehicle distance controller
US6208270B1 (en) Device and method for detection of aircraft wire hazard
CN109586807A (en) Sky-water means of communication and device
JP2001263994A (en) Lazer missile seeker device adapting cdl
NL1008276C2 (en) Detection device.
JP2007516430A (en) Radar altimeter with forward ranging capability
JP2010127818A (en) Laser projector
US5161125A (en) Radiation selective system for target range and imaging readout
JP3710986B2 (en) Helicopter detection device and guided vehicle using this device
JPH10104255A (en) Moving body detecting device
GB2092749A (en) Detecting obstacles to vehicles
JP3562969B2 (en) Tracking obstruction device
JP3709826B2 (en) Radar
Ahmad et al. Doppler spectrum analysis of helicopter for an active seeker head
RU2201602C2 (en) Method detecting low flying targets against background of reflections from local objects
EP3767340B1 (en) Laser radar device, wind power generator, and wind measurement method
JP2003090796A (en) Apparatus and method for measurement of substance in air
RU17630U1 (en) RADAR TRANSMITTER MODULE
KR20220170767A (en) Radar-lidar sensor fusion device and target detection method using the same
JP2002310597A (en) Guided projectile and radar
JPS614984A (en) Airborne radar equipment