JP2011237053A

JP2011237053A - レーダー誘導装置

Info

Publication number: JP2011237053A
Application number: JP2010106354A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Kobayashi; 弘幸小林
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2010-05-06
Filing date: 2010-05-06
Publication date: 2011-11-24

Abstract

【課題】飛しょう体において、目標からの電波に対してＲＣＳを大きくすることにより目標からの電波を一時的に受信しやすくする一方で、ＲＣＳを所望の値に変化させることにより、必要以上に目標に探知されることを抑制するレーダー誘導装置を提供する。
【解決手段】目標２からの電波に対するＲＣＳを調整可能なＲＣＳ調整部１５を備える。レーダー誘導装置１が目標２からの電波を必要とするときＲＣＳを拡大させる。ＲＣＳを拡大し目標から電波を送信させることにより、追尾・誘導精度が向上することを可能にする。また、所望のＲＣＳに変化させることにより必要以上に目標２に探知されないようにする。
【選択図】図１

Description

この発明は目標が放射した電波を受信して追尾の目標信号を検出し、目標信号から目標を認識して当該目標に向けて飛しょう体を誘導するパッシブ型のレーダー誘導装置に関するものである。

パッシブ型のレーダー誘導装置を搭載した飛しょう体として、目標に向けて電波を送信し、目標からの反射信号を受信してこの受信信号に対して目標検出処理を行うことで目標信号を検出し、目標信号から角度情報、速度情報、距離情報を得て、目標に向けて飛しょう体を誘導する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００１−１６５５９７号公報

従来のパッシブ型のレーダー誘導装置では、目標が放射する電波の周波数やパルス幅、パルス繰り返し周波数等の電波諸元を計測し飛しょう体の誘導動作を行う。
しかしながら、目標から電波が放射されないと、通常のパッシブ型誘導装置は目標からの電波諸元の計測が出来ず、誘導精度が低くなるという課題があった。一方、目標が備えるレーダー装置から電波を受けてしまうと、逆に、自らが相手方に探知されてしまうという課題があった。

この発明は係る問題を解決するためになされたものであり、目標からの電波に対してＲＣＳ（ＲａｄａｒＣｒｏｓｓＳｅｃｔｉｏｎ；レーダー反射面積）を大きくすることにより目標からの電波を一時的に受信しやすくする一方で、ＲＣＳを所望の値に変化させることにより、必要以上に目標に探知されることを抑制するレーダー誘導装置を提供することを目的とする。

この発明のレーダー誘導装置は、目標が飛しょう体に向けて送信する電波を受信し、前記電波を用いて前記目標に向けて前記飛しょう体を誘導するレーダー誘導装置であって、アンテナ部が受信した前記目標が送信する電波の周波数情報を含む電波諸元を検出する信号処理部と、前記電波諸元に基き前記目標に向けて誘導するための誘導信号を計算する誘導信号計算部と、前記信号処理部が出力する指示信号に基き、前記目標が前記飛しょう体に向けて送信する電波に対するＲＣＳ（ＲａｄａｒＣｒｏｓｓＳｅｃｔｉｏｎ）を調整するＲＣＳ調整部とを備え、前記信号処理部は、前記目標が送信する電波を所定の時間連続して受信しないと、前記ＲＣＳ調整部に対して前記ＲＣＳを拡大させる指示信号を出力する。

この発明に係るレーダー誘導装置によれば、誘導装置が目標からの電波を必要とするときに目標に対して電波を送信させることを誘発することができるため、必要なときに目標からの電波諸元を計測して、飛しょう体を目標に向けて精度良く誘導させることが可能となる。

本発明の実施の形態に係るレーダー誘導装置の構成を説明する図である。本発明の実施の形態に係るレーダー誘導装置の運用形態を示した図である。（ａ）本発明の実施の形態に係るレーダー誘導装置の展開型導体の設置場所を示す図である。（ｂ）本発明の実施の形態に係るレーダー誘導装置の導体巻取り部の拡大図である。本発明の実施の形態に係るレーダー誘導装置の誘導動作を説明するフローチャートである。本発明の実施の形態に係るレーダー誘導装置の誘導動作のタイミングチャートを説明する図である。

実施の形態.
以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。
誘導飛しょう体の誘導方式のうち、目標となるレーダーサイトより発信される電波を受信してその発信源に向かって自らを誘導する方式をパッシブ型レーダー誘導方式と呼び、この誘導装置のことをパッシブ型レーダー誘導装置という。パッシブ型レーダー誘導方式の飛しょう体は、例えば地対空ミサイル（ＳＡＭ）サイトや警戒監視レーダー、航空交通管制（ＡＴＣ）一次／二次レーダー、気象レーダーなどあらゆるレーダーを目標とすることができる。
図１は、本発明の実施の形態に係るレーダー誘導装置１の構成を示す図である。本実施の形態のレーダー誘導装置１は、目標２が放射する電波の周波数やパルス幅、パルス繰り返し周波数等の電波諸元を計測し、この計測結果に基き誘導動作を行う。
レーダー誘導装置１は、目標２が送信する送信信号を受信するアンテナ部３と、アンテナ部３の指向方向を制御するアンテナ角度制御部４と、受信周波数設定信号により、送信周波数信号及びローカル信号を出力する局部発振部５と、局部発振部５から出力されるローカル信号で周波数変換、増幅してビデオ信号を出力する受信部６と、受信部６からのビデオ信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部７と、目標２が放射する電波の周波数、パルス幅、パルス繰り返し周波数等の電波諸元の検出を実施する信号処理部８と、検出した目標信号から速度、角度情報等を計算し誘導装置を目標に向けて誘導するための誘導信号を出力する誘導信号計算部９と、信号処理部８からの制御信号により、ＲＣＳの増減を行う導体巻取り部１０と、芯棒である巻取り棒１３の周囲に巻かれ、あるいは巻取り棒１３に巻かれた状態から引き伸ばされて平板状に展開可能な展開型導体１１とからなる。
導体巻取り部１０は、展開型導体１１を芯棒の周りに巻取り、あるいは巻取られた状態の展開型導体１１を平板状に展開する機構を有する。
また、導体巻取り部１０と展開型導体１１とが、ＲＣＳ調整部に対応する。

図２は、本実施の形態のパッシブ型レーダー誘導方式の運用状況を説明する図である。
飛しょう体２０に搭載されたレーダー誘導装置１は目標となる相手レーダー３０が放射する電波５０を検出し、この電波５０を利用して飛しょう体２０を相手レーダー３０に誘導する。
ここで先に説明したとおり、目標からの電波５０が放射されない場合、パッシブ型レーダー誘導装置は目標からの電波の諸元の計測が出来ず、結果として誘導精度が低くなる。一方、目標からの電波５０を受信しようとして目標物の方向から見た飛しょう体のＲＣＳが大となると相手レーダー３０に探知され易くなり、結果として飛しょう体１が相手レーダー３０と同等の目標２から迎撃を受けて目標２まで到達できない可能性が高くなる。
本実施の形態のレーダー誘導装置は、相手レーダー３０が飛しょう体２０に向けて送信する電波に対するＲＣＳ（ＲａｄａｒＣｒｏｓｓＳｅｃｔｉｏｎ）を調整可能なＲＣＳ調整部１５を備える。ＲＣＳ調整部１５の一例として、飛しょう体２０の胴体側面に伸縮可能な展開型の導体（展開型導体１１）と、この展開型導体１１を巻取る機構である導体巻取り部１０が挙げられる。導体巻取り部１０が展開型導体１１の大きさを変えることでＲＣＳの調整を可能とする。

図３は、導体巻取り部１０と展開型導体１１の構造を説明する図である。図３（ａ）は展開型導体１１の設置場所を示した図であり、導体巻取り部１０は飛しょう体２０の胴体の側面に設けられている。
図３（ｂ）は、展開型導体１１の巻取りを行う導体巻取り部１０の拡大図である。導体巻取り部１０は巻取り棒１３とモータ１２とからなり、信号処理部８からの制御信号によりモータ１２を動作させることで巻取り棒１３を右回転あるいは左回転させることで、巻取り棒１３に端部が取り付けられた展開型導体１１を飛しょう体胴体の側面から外側方向に引き伸ばしたり、あるいは、収納する。
図３（ｂ）に示すように、導体巻取り部１０を用いて展開型導体１１を拡大させることで飛しょう体２０の見かけ上のＲＣＳを高くすることができる。また、導体巻取り部１０を用いて展開型導体１１を巻取って収納させることで、飛しょう体２０の見かけ上のＲＣＳを小さくすることができる。

図４は、実施の形態に係るレーダー誘導装置１が実行する誘導動作のフローチャートである。以下、このフローチャートに従い、レーダー誘導装置１が行う誘導動作を説明する。
相手捜査を開始すると、まず、レーダー誘導装置１の信号処理部８は、相手レーダー３０からの電波の有無をモニターしている（ステップＳ０１）。相手レーダー３０からの電波を受信している間は、この受信電波に基き、目標（相手レーダー３０）が放射する電波の周波数やパルス幅、パルス繰り返し周波数等の電波諸元を計測し、従来通り目標の捜索と追尾動作を実行する。
一方、相手レーダー３０からの電波を受信できず、信号処理部８が所定の時間（Ｎ秒間）を経過しても相手レーダー３０からの電波を受信していないと判断すると（ステップＳ０１）、従来通りの目標の捜索をせずに、展開型導体１１の面積を拡げる動作を実行する（ステップＳ０２）。具体的には、信号処理部８は、導体巻取り部１０に対して巻取り棒１３を展開型導体１１が展開する方向に回転させる信号を出力する。展開型導体１１は、巻取り棒１３の回転により、巻取り棒１３に巻取られていた状態から序々に展開し、平板状の展開型導体１１を飛しょう体の側方に拡げる。なお、所定の時間（Ｎ秒間）の具体的数値については、要求誘導精度やレーダー性能等との関係で予め別途定めておく。
展開型導体１１を飛しょう体側方に広げた後、信号処理部８は、展開型導体１１が飛しょう体側方に展開、拡大した状態を維持する（ステップＳ０３）。
展開型導体１１が拡大されている状態では、目標（相手レーダー３０）側からみた飛しょう体２０の見かけ上のＲＣＳが大きくなり、目標側は飛しょう体２０を探知し易い状態となっている。探知され易い状態では、目標（相手レーダー３０）は、目標側に向かってくる飛しょう体２０の軌跡を認識するため電波を放射する可能性が非常に高くなる。このように、本実施の形態のレーダー誘導装置は、飛しょう体側方に導体（展開型導体１１）を広げて相手レーダーに探知され易い状態をつくり、相手レーダー３０が電波５０を放射することを誘発する。
信号処理部８は相手レーダー３０が放射する電波（信号）の有無を検知し、相手レーダー３０からの電波を検知するまで、展開型導体１１を飛しょう体側方に展開、拡大した状態を維持する（ステップＳ０４）。
信号処理部８は相手レーダー３０が放射する電波（信号）の受信を確認すると、導体巻取り部１０に対して制御信号を送り、展開型導体１１を徐々に巻取り、導体面積を縮小させる（ステップＳ０５）。
この動作と並行して、誘導信号計算部９は、相手レーダー３０が放射した電波５０を解析し、目標（相手レーダー３０）の角度情報、速度情報、距離情報を得て、目標に向けて飛しょう体２０を誘導する。

図５は、飛しょう体２０の見かけ上のＲＣＳと、飛しょう体２０の受信部６が受信した目標からの放射電波の受信強度のタイミングチャートを示した図である。
信号処理部８は目標からの電波をＮ秒間受信していないことを検知すると、飛しょう体２０の見かけ上のＲＣＳを増大させる指令を発する。飛しょう体２０の見かけ上のＲＣＳが増大させることで、目標側が相手を捜索するための電波を放射することを誘発する。
飛しょう体２０の見かけ上のＲＣＳが増大したことで目標側が電波を放射し、飛しょう体２０の信号処理部８が目標からの電波を受信すると、受信した電波に基き、誘導信号計算部９は誘導計算を実行する。誘導計算と並行して、信号処理部８は飛しょう体２０の見かけ上のＲＣＳを低下させる指令を発する。これにより、目標側からの探知を防止する。
再度、所定の時間（Ｎ秒）、目標からの信号を受信しなかった場合、同様の手順を繰り返す。

このように、本実施の形態のレーダー誘導装置は展開型導体１１とこの展開型導体１１を巻取りあるいは拡げる導体巻取り部１０を備え、図４のフローチャートで示した動作を繰り返すことにより、目標側からの探知を抑制しながら、必要なときには目標に電波を放射させ目標からの電波諸元を計測して、飛しょう体を目標に向けて精度良く誘導させることができる。

なお、本実施の形態では、飛しょう体２０の見かけ上のＲＣＳを増大させあるいは低下させる手段の一例として、導体巻取り部を設け、この導体巻取り部の巻取り棒（芯棒）に巻取られた導体を引き出して面積を拡大させ、あるいは、巻取り棒に導体を巻取ることで導体の面積を拡大/縮小する構成について説明したがこの手段に限られるものではなく、他の見かけ上のＲＣＳを変化させることが可能な手段であってもよいことは言うまでもない。

１レーダー誘導装置、２目標、３アンテナ部、４アンテナ角度制御部、５局部発信部、６受信部、７Ａ／Ｄ変換部、８信号処理部、９誘導信号計算部、１０導体巻取り部、１１展開型導体、１２モータ、１３巻取り棒、１５ＲＣＳ調整部、２０飛しょう体、３０相手レーダー、５０送信電波、５１電波受信範囲。

Claims

目標が飛しょう体に向けて送信する電波を受信し、前記電波を用いて前記目標に向けて前記飛しょう体を誘導するレーダー誘導装置であって、
アンテナで受信した前記目標が送信する電波の周波数情報を含む電波諸元を検出する信号処理部と、
前記電波諸元に基き前記目標に向けて飛しょう体を誘導するための誘導信号を計算する誘導信号計算部と、
前記信号処理部からの指示信号に基き、前記目標が前記飛しょう体に向けて送信する電波に対するＲＣＳ（ＲａｄａｒＣｒｏｓｓＳｅｃｔｉｏｎ）を調整するＲＣＳ調整部と、を備え、
前記信号処理部は、前記目標が送信する電波を所定の時間連続して受信していないと判断すると、前記ＲＣＳ調整部に対して前記ＲＣＳを拡大させる指示信号を出力することを特徴とするレーダー誘導装置。
前記信号処理部は、前記ＲＣＳを拡大させる指示信号を出力した後に前記目標が送信する電波を受信すると、前記ＲＣＳ調整部に対して前記ＲＣＳを縮小させる指示信号を出力することを特徴とする請求項１記載のレーダー誘導装置。
前記ＲＣＳ調整部は、
引き伸ばされたときに前記目標方向を向いて平板状に展開する巻取り可能な導体と、
前記導体を周囲に巻取る巻取り棒と、
前記巻取り棒を回転させるモーターとを備え、
前記モーターは、前記信号処理部から前記ＲＣＳを拡大させる指示信号を受けると、前記巻取り棒を前記巻取り棒から前記導体を引き伸ばす方向に回転して前記導体の面積を拡大し、前記信号処理部から前記ＲＣＳを縮小させる指示信号を受けると、前記導体を前記巻取り棒に巻取る方向に回転して前記導体の面積を縮小することを特徴とする請求項１、２いずれか記載のレーダー誘導装置。