JP2507668B2 - 近接信管制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、近接信管制御装置に係り、より詳細には、
弾頭を搭載した飛翔体に搭載され、該飛翔体が目標物体
に近接した時に該弾頭の弾薬の点火作動を指令する装置
に関する。

〔従来の技術、および発明が解決しようとする課題〕

従来、この種の飛翔体用近接信管制御装置は、航空機
または地上基地の発射装置に装着させた状態では作動さ
せるようになっていない。すなわち、飛翔体が発射され
た後、規定の加速が加わって該飛翔体が発射点から安全
な距離に達した時点で、弾頭の安全解除装置により近接
信管制御装置に電源が投入され、作動開始されるように
なっている。つまり、近接信管制御装置は、飛翔体の発
射後、初期の段階から自動的に安全解除装置からの信号
により電源が投入され、該装置が目標物体を検知した
時、目標誘導装置から出力される速度情報（目標物体と
の相対速度を指示する情報）を用いて目標物体の起爆タ
イミング信号を弾頭の起爆装置に送出するようになって
いる。

そのため、近接信管制御装置は飛翔初期の段階から投
射ビーム（例えば光ビーム）を投射させた状態で飛翔し
ていることになり、その結果、相手側に発見され易く、
また妨害信号（例えば妨害光）を受け易くなるという問
題点がある。

特に、光ビームを投射する方式の場合、飛翔初期の段
階から半導体レーザ等の高出力発光素子およびその信号
処理回路など装置全体に電源が投入されているので、侵
入してくる目標物体を検出するために飛翔体の各装置へ
の供給用電源の容量が大きくなるという欠点があり、そ
れが問題点となっている。

また、目標物体の象限検出用として各々の象限方向に
光ビーム投射器（例えば半導体レーザ）を用いて光波の
ファンビームを投射しているために、高出力発光用とし
て容量の大きい駆動電源が各象限（投射器）毎にそれぞ
れ必要になるという問題点もある。これは、消費電力の
増大につながるので、好ましくない。

さらに、投射ビーム用半導体レーザ自身の発熱に対す
る熱的制御が必要となるため、熱容量が増加すると構造
重量が増大し、駆動用電源を含めて装置全体の形状およ
び寸法ならびに重量が大きくなるという欠点がある。

また、目標物体に対して後方攻撃を行う場合、目標物
体との会合直前において目標物体からのプルーム（排気
ガス）またはテールパイプによる光学的な影響に起因し
て誤動作が生じるという不都合もある。

本発明は、かかる従来技術における課題に鑑み創作さ
れたもので、相手側からの発見を困難にし且つ妨害を受
け難くすると共に、消費電力の低減化を図り、また後方
攻撃時における誤動作の可能性を排除することができる
近接信管制御装置を提供することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するため、本発明によれば、弾頭を搭
載した飛翔体に搭載され、該飛翔体が目標物体に近接し
た時に該弾頭の弾薬の点火作動を指令する装置であっ
て、前記飛翔体の機軸を中心として全周囲方向に分割さ
れた少なくとも４象限の各象限毎に該飛翔体の前方向に
向けて所定の設定角度で光ビームをコーン状に投射し、
該光ビームに対する前記目標物体からの反射光を検出し
て各象限毎に光強度に応じた検出信号を出力する光波方
式の目標検出器と、該目標検出器から出力された各検出
信号をそれぞれ隣り合う象限信号レベルと比較し、その
結果に基づき前記目標物体の存在象限を判定する回路
と、前記目標物体を捕捉し且つ追尾するための制御を行
ない、該目標物体の存在方向に関する第１の情報と前記
飛翔体の速度に関する第２の情報と該目標物体との距離
を指示する第３の情報を出力する手段と、前記飛翔体が
所定の条件下で飛翔していることを検知した時に電源投
入を指令する第１の制御信号を出力する手段と、該第１
の制御信号に応答して前記第２の情報の一部および第３
の情報に基づき電源の供給を指令する第２の制御信号を
出力する回路と、前記第１の情報の一部および第２の情
報と前記判定された存在象限の情報に基づいて前記点火
作動を指令する手段と、前記第１の情報の他の一部およ
び前記第２の制御信号に基づいて前記目標検出器に対し
前記目標物体の存在方向に対応する検出系統のみに電源
供給を行う手段と、を具備することを特徴とする近接信
管制御装置が提供される。

〔作用〕

上述した構成によれば、先ず第１の制御信号により電
源制御を作動させ、次いで、第２の情報の一部および第
３の情報に基づき、予め設定された目標会合直前までの
距離に達した時に第２の制御信号を発生し、この第２の
制御信号と第１および第２の情報に基づき、侵入してく
る目標物体の存在象限に対応する（目標検出器の）検知
系統のみに電源が供給されるようになっている。

これにより、本装置の作動時間を大幅に短縮すること
ができ、それによって消費電力の低減化を図ることがで
きる。また、目標物体との会合直前に本装置に電源供給
が開始されるようになっているので、相手側から発見さ
れ難く、また妨害をうけ難くなるという利点があり、さ
らには、後方攻撃時における誤動作の可能性を排除する
ことも可能となる。

なお、本発明の他の構成上の特徴および作用の詳細に
ついては、添付図面を参照しつつ以下に記述される実施
例を用いて説明する。

〔実施例〕

第１図には本発明の一実施例としての近接信管制御装
置の構成が示される。

本実施例の近接信管制御装置は、弾頭を装備した飛翔
体に搭載され、近接信管装置10と、目標物体を捕捉し且
つ追尾するための制御を行う目標誘導装置（例えばホー
ミング装置）20と、飛翔体が所定の条件下で飛翔してい
ることを検知した時に電源投入の指令を行う安全解除信
号発生器30を備えている。

近接信管装置10は、主な構成要素として光波目標検出
器11と電源制御器15を具備し、目標誘導装置20から出力
される各種制御信号（後述）と安全解除信号発生器30か
らの電源投入信号S_P1を用いて、最適なタイミングで目
標物体の存在方向に対応する検出系統のみに電源を制御
投入して作動させるようにした装置である。また、近接
信管装置10は、第２図に示されるように後方攻撃時にお
いて、目標物体のプルーム（排気ガス）52またはテール
パイプ53による影響を回避し、それによって誤動作を防
止するように機能する。

また、ここで使用する光波方式の目標検出器11は、飛
翔体の機軸を中心に全周囲方向に分割された少なくとも
４象限の内のいずれかの象限内に侵入してくる目標物体
の存在方向を検知可能とするものである。すなわち、半
導体レーザ等を用いた光ビーム投射器BSをドライバ（図
示せず）により発光させ、該投射器内の光学系レンズに
よりファンビームを形成して各象限方向にそれぞれ投射
し、目標物体からの反射光を、投射ビームと同一方向の
ファンビーム構成による受光器（例えばシリコン・フォ
トダイオード）BRにより検知し、それによって目標物体
が侵入してくる象限方向を検出するように構成されてい
る。ここでは、４象限に分割した場合の装置を例として
説明する。

なお、光波の投射ビームは、飛翔体の前方向に傾けて
所定の角度で、飛翔体の機軸の全周囲方向に対してコー
ン状に投射される。この場合、ビーム投射角度は、光波
投射ビームの形成のし易さ、信号処理等による応答特性
等を考慮し、目標物体との相対速度に適した角度に設定
される。

光波目標検出器11は、その投射ビーム内に侵入した目
標物体からの反射ビームを各象限毎に検知し、該検知し
たビームに対応する検出信号のレベルを所定のスレッシ
ョルド・レベルと比較し、該比較に基づき象限検知ビー
ム信号（光波検出信号）L1〜L4を信号比較器12に送出す
る。また、目標検出器11は、目標物体を検知した一瞬の
検知信号をトリガ・パルスS_Lとして象限判定器13および
起爆タイミング発生器14に送出する。

象限検知ビーム信号比較器12は、一例として第３図に
示されるように、通常用いられているコンパレータ回路
により構成され、隣合う象限検知ビームの出力信号レベ
ルを比較する。例えば、ビーム１とビーム４の信号レベ
ルの比較において、ビーム４（またはビーム１）の直流
電圧の方が高ければコンパレータ２の出力として２値信
号の“0"（または“1"）の出力信号が象限判定器13に送
られる。同様にして、ビーム２とビーム３はコンパレー
タ１により、ビーム４とビーム３はコンパレータ３によ
り、ビーム１とビーム２はコンパレータ４により、それ
ぞれ比較され、各々の２値信号出力は象限判定器13に送
られる。

象限判定器13は、光波目標検出器11内の光受信器（図
示せず）による目標物体反射出力信号をトリガ・パルス
信号（ラッチ信号）S_Lとして入力する。このラッチ信号
は、光波検知ビームL1〜L4のいずれかのビームで目標物
体を検知した瞬間の検出信号をトリガ・パルスとして発
生させたものである。このラッチ信号は、象限判定器13
に入力され、信号比較器12の各コンパレータからの２値
信号出力を保持するのに用いられる。

この信号比較器12からの２値信号出力の保持状態によ
り、目標物体の存在象限が判定される。例えば第４図に
示されるように、象限IVに目標物体が存在すればコンパ
レータ１と２の出力は“0"で、コンパレータ３と４の出
力は“1"となり、この状態を存在象限IVと判定して起爆
タイミング発生器14に出力する。

第５図に、各象限についてのコンパレータ出力と存在
象限の関係が示される。

起爆タイミング発生器14は、目標検出器11からの投射
ビームに会合した瞬間のトリガ・パルス信号S_Lを基準に
目標誘導装置20からの相対速度信号S_VCと自機速度信号S
_VMと目標方向角信号θを用いて、象限判定器13からの存
在象限信号を目標物体に弾頭の弾片が確実に撃突するよ
うに制御し、目標物体存在方向の点火タイミング信号を
弾頭へ送出すると共に、前方攻撃または後方攻撃のいず
れを行うべきかを判定する機能を有している。

例えば第２図に示されるような後方攻撃の場合には、
目標検出器11からのトリガ・パルス信号を基準に相対速
度信号S_VCとプルーム52およびテールパイプ53の各位置
を通過する時間（Tp,Tt）と目標物体の中心点または到
命点に達するまでの時間（Tc）とにより、弾頭の弾片が
飛翔体に確実に撃突するように起爆タイミング信号（Δ
Ｔとする）が制御され、弾頭に目標象限方向の点火信号
が送出される（例えばΔＴ＝（Tp＋Tt）＋Tc）。

一方、前方攻撃の場合には、同様にトリガ・パルス信
号を基準に相対速度信号S_VCと目標物体の前方から中心
点または致命点に達するまでの時間とにより、弾頭の弾
片が飛翔体に確実に撃突するように起爆タイミング信号
が制御され、弾頭に目標象限方向の点火信号が送出され
る（例えばΔＴ＝Tc）。

ここで、前方または後方攻撃の判定は、相対速度信号
S_VCと自機速度信号S_VMと目標方向角信号θを用いて以下
のように行われる。

（S_VC）≧（S_VM）×cosθ前方攻撃 （S_VC）＜（S_VM）×cosθ後方攻撃 電源制御器15は、安全解除信号発生器30からの電源投
入信号S_P1に応答し、目標誘導装置20からの距離信号S_R
および相対速度信号S_VCに基づき、予め設定された目標
会合直前までの距離（例えば電圧設定値）に達すると、
電源投入制御信号S_P2を発生させる。

この電源投入制御信号S_P2は、目標物体との相対速度
（例えば目標速度：マッハ0.9〜4.0）に幅があるため、
以下のようにして生成される。

第６図および第７図に示されるように、先ず加算器41
により、距離信号S_Rの電圧値に相対速度信号S_VCの相対
速度に対応した電圧値を加算し、次いで比較器42によ
り、該加算した電圧値を所定の電圧値Vthと比較し、該
所定の電圧値以下の時に電源投入制御信号S_P2を発生さ
せて、電源の供給を開始させる。

象限変換器16は、電源制御器15から出力される電源投
入制御信号S_P2に応答し、目標誘導装置20からの目標方
向指示信号（アジマス角信号S_AZおよびエレベーション
角信号S_EL）を目標物体の到来象限方向を指示する信号
に変換し、目標到来象限系統の制御信号S_Qとして光波目
標検出器11内の目標存在象限系統のみに送出する。

目標方向指示信号は、第８図に示されるように飛翔体
の機軸を中心に後方から見て、アジマス角A_Zについては
右方向を正の電圧値、左方向を負の電圧値とし、エレベ
ーション角E_Lについては上方向を正の電圧値、下方向を
負の電圧値として表される。また、アジマス角信号S_AZ
およびエレベーション角信号S_ELは、第９図（ａ），
（ｂ）に示されるようにそれぞれ角度に比例した電圧値
を有している。

第８図に示されるように、アジマス角A_Zおよびエレベ
ーション角E_Lの信号の正負極性の組み合わせにより、目
標物体の存在する象限を指示する信号として象限制御信
号S_Q（本実施例では各象限Ｉ〜IV毎に４種類）が光波目
標検出器11に送出される。

目標物体が例えば第８図に示されるように象限ＩとII
の近傍に存在する時、負のアジマス角（−A_Z）信号は、
通常用いられているコンパレータ回路により、第９図
（ａ）に示すようにアジマス角の０°近辺に電圧しきい
値Vth₁を設定し、それ以下の電圧値の場合には信号無し
の状態にする。この場合、第10図に示されるようにアジ
マス角信号は電圧値無しの状態で、エレベーション角信
号の負電圧信号のみで象限ＩとIIの制御信号が形成され
る。また、これより隣合う象限境界近くに到来する目標
物体に対しては、その境界を挟む両方の象限に対応する
目標検出器の検出系統を作動させる。

なお、本実施例では目標誘導装置20から出力されるア
ジマス角信号S_AZおよびエレベーション角信号S_ELを用い
たが、目標誘導装置20から象限信号が出力可能であれ
ば、その象限信号を制御信号として用いてもよい。

以上のごとく構成された本実施例の近接信管制御装置
によれば、以下の利点が得られる。

（１）目標誘導装置20からの各種制御信号により、目標
物体との会合直前に本装置を作動開始させて投射ビーム
を照射させるために相手側から発見され難く、また妨害
をうけ難くなるという利点がある。

（２）目標物体との会合直前に、侵入してくる目標物体
の存在方向に対応する検知系統のみを作動させるように
なっているので、消費電力を大幅に低減させることがで
きる。

特に、高出力の光ビーム投射器を必要とする半導体レ
ーザを使用する近接信管制御装置の場合、大容量の駆動
電源を必要とするために、消費電力の低減効果は大きく
なる。

（３）半導体レーザ等の発熱素子に対しては、熱制御用
として構造重量が大きくなるという従来形の欠点に対
し、作動時間を短縮することにより熱的制御対策が簡単
となり、これにより本装置の形状および寸法ならびに重
量が小さくなり、軽量化を図ることができる。

（４）目標誘導装置20から出力される目標物体存在方向
に関する情報を用いて目標検知象限方向を制御すること
により、目標物体の存在方向以外の象限に対し、光波の
妨害波（例えば周囲の雲、霧等による反射光、太陽光、
地表面からの反射光等）を回避することができる。これ
により、不要な信号に起因する一瞬の「飽和」状態また
は誤動作の発生を減少させることができ、目標物体の象
限方向を確実に検知できるという改善効果がある。

（５）前方攻撃または後方攻撃のいずれであるかの判定
を行ない、後方攻撃の場合は、会合直前から会合初期、
すなわちプルーム（排気ガス）52やテールパイプ53に対
して起爆タイミング信号を遅延制御して早期起爆を回避
させ、誤動作を防止することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、目標物体との会
合直前になった時点で該目標物体の象限方向に対応する
検知系統のみに電源が供給されて作動するように構成さ
れているので、相手側からの発見を困難にし且つ妨害を
受け難くすると共に、消費電力を大幅に低減することが
できる。また、後方攻撃時において従来形に見られたよ
うな誤動作の可能性を排除することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例としての近接信管制御装置の
構成を示すブロック図、 第２図は後方攻撃時の相対位置関係を示す図、 第３図は第１図における信号比較器の一構成例を示す回
路図、 第４図は第３図の信号比較器の出力信号波形図、 第５図は目標物体の存在象限と各コンパレータ出力との
関係を示す図、 第６図は第１図における電源制御器の一構成例を示す回
路図、 第７図は電源制御器の作用を説明するための図、 第８図は目標方向指示信号の内容を説明するための図、 第９図（ａ）および（ｂ）は目標方向指示信号に対する
象限変換器の動作レベルを表すグラフ、 第10図は目標方向指示信号の正負極性の組み合わせと象
限変換器出力信号との関係を示す図、 である。 （符号の説明） 10……近接信管装置、11……光波目標検出器、12……
（象限検知ビーム）信号比較器、13……象限判定器、14
……起爆タイミング発生器、15……電源制御器、16……
象限変換器、20……目標誘導装置、30……安全解除信号
発生器、L1〜L4……（光波目標検出器の）出力信号、S_L
……ラッチ信号、S_P1……電源投入信号、S_P2……電源投
入制御信号、S_Q……象限制御信号、S_AZ……アジマス角
信号、S_EL……エレベーション角信号、S_R……距離信
号、S_VC……相対速度信号、S_VM……自機速度信号、θ…
…目標方向角信号。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】弾頭を搭載した飛翔体に搭載され、該飛翔
   体が目標物体に近接した時に該弾頭の弾薬の点火作動を
   指令する装置であって、 前記飛翔体の機軸を中心として全周囲方向に分割された
   少なくとも４象限の各象限毎に該飛翔体の前方向に向け
   て所定の設定角度で光ビームをコーン状に投射し、該光
   ビームに対する前記目標物体からの反射光を検出して各
   象限毎に光強度に応じた検出信号（L1〜L4）を出力する
   光波方式の目標検出器（11）と、 該目標検出器から出力された各検出信号をそれぞれ隣り
   合う象限信号レベルと比較し、その結果に基づき前記目
   標物体の存在象限を判定する回路（12,13）と、 前記目標物体を捕捉し且つ追尾するための制御を行い、
   該目標物体の存在方向に関する第１の情報（S_AZ，S_EL，
   θ）と前記飛翔体の速度に関する第２の情報（S_VC，
   S_VM）と該目標物体との距離を指示する第３の情報
   （S_R）を出力する手段（20）と、 前記飛翔体が所定の条件下で飛翔していることを検知し
   た時に電源投入を指令する第１の制御信号（S_P1）を出
   力する手段（30）と、 該第１の制御信号に応答して前記第２の情報の一部（S
   _VC）および第３の情報に基づき電源の供給を指令する第
   ２の制御信号（S_P2）を出力する回路（15）と、 前記第１の情報の一部（θ）および第２の情報と前記判
   定された存在象限の情報に基づいて前記点火作動を指令
   する手段（14）と、 前記第１の情報の他の一部（S_AZ，S_EL）および前記第２
   の制御信号に基づいて前記目標検出器に対し前記目標物
   体の存在方向に対応する検出系統のみに電源供給を行う
   手段（16）と、を具備することを特徴とする近接信管制
   御装置。
2. 【請求項２】前記点火作動を指令する手段（14）は、前
   記第２の情報（S_VC，S_VM）と第１の情報の一部（θ）を
   用いて前方攻撃または後方攻撃の判定を行う手段を有
   し、該判定の結果に基づいて前記点火作動のタイミング
   を制御するようにしたことを特徴とする請求項１に記載
   の近接信管制御装置。