JP2581812B2 - 近接信管 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は，航空機等の目標が，砲弾，ミサイル等の
飛しよう体の弾頭の有効範囲内に入つたことを検出する
近接信管に関するものである。

〔従来の技術〕

第４図は，例えば特開昭63−318500号公報に示された
従来の近接信管の構成を示す図であり，図において
（１）は発振器，（２）はこの発振器（１）の出力の一
部を取り出すための方向性結合器，（３）は符号発生器
（９）の出力を１ビツト遅らせた信号により方向性結合
器（２）の出力を変調するための変調器，（５）はこの
変調器（３）の出力をサーキユレータ（４）を通した
後，空中に放射するためのアンテナ，（６）はアンテナ
（５）から送信された信号が目標に当つて反射され，再
びアンテナ（５）で受信された信号をサーキユレータ
（４）を通した後，方向性結合器（２）の出力と混合す
るためのミキサ，（７）はビデオ増幅器であり，この出
力信号は２分され，第１及び第２の相関器（10a）及び
（10b）で符号発生器（９）の出力及びこの出力を１ビ
ツトずつ計２ビツト遅らせた第２の１ビツト遅延回路
（11b）の出力とで相関をとる。（12a）及び（12b）
は，これらの相関器の出力のうち目標と飛しよう体との
相対速度差に相当するドツプラ周波数のみが通過するよ
うにされた第１及び第２のドツプラフイルタ，（13a）
及び（13b）は，これらのドツプラフイルタの出力の振
幅を検波するための第１及び第２の検波器，（15）は第
１の検波器（13a）の出力にバイアス加算器（14）で一
定の電圧を加算し，この加算出力と第２の検波器（13
b）の出力を比較する比較器，（16）はこの比較結果に
より飛しよう体の弾頭を炸裂させる点火回路である。

次に動作について説明する。

アンテナ（５）より送信された信号は，目標に照射さ
れ，その反写真号は再びアンテナ（５）で受信され，サ
ーキユレータ（４）を通り，ミキサ（６）で方向性結合
器（２）の出力の一部と混合され，ビデオ増幅器（７）
で増幅される。スペクトル拡散符号は,M系列，ゴールド
符号等が考えられるが，いずれも自符号と位相の合つた
信号に対しては，高い相関出力を発生し，他符号は１ビ
ツト以上位相のずれた符号に対しては極端に低い相関出
力しか発生しない。

この実施例はこの原理を用いたものである。

符号発生器（９）の出力より１ビツト遅れた第１の１
ビツト遅延回路（11a）の出力により変調器（３）にお
いて，送信信号に変調をかけ，送信する。目標からの反
射波は，アンテナ（５），サーキユレータ（４）を介し
てミキサ（６）でホモダイン検波され，ビデオ増幅器
（７）で増幅され，第１及び第２の相関器（10a）及び
（10b）で送信信号と同じ符号で相関が取られる。しか
し，第１の相関器（10a）は，送信信号よりも１ビツト
進んだ位相の符号と相関を取るため，その出力は，受信
機ノイズと妨害信号が上記の符号により逆拡散された信
号しか発生しない。この信号を第１のドツプラフイルタ
（12a）と第１の検波器（13a）を通した後，バイアス加
算器（14）で一定バイアスを加算することにより，近接
信管の内外の電波環境に応じたアダプテイブなスレツシ
ヨールドが設定できる。

また，第２の相関器（10b）の出力は，変調された送
信波より１ビツト遅れた符号により相関がとられるた
め，送信波より１ビツト遅れた符号の前記１ビツトの範
囲に目標からの反射波が現われたときのみに強い相関出
力を発生する。この信号は目標と飛しよう体との相対速
度差に相当するドツプラ周波数を含むため，第２のドツ
プラフイルタ（12b）を通過して第２の検波器（13b）で
検波され，比較器（15）でバイアス加算器（14）の出力
と比較される。第２の相関器（10b）では１ビツト遅延
回路（11b）の出力により相関がとられるため，無相関
の受信機内部雑音や，外部からの妨害波による信号は逆
拡散されて，第２のドツプラフイルタ（12b）の通過帯
域のみの信号が第２の検波器（13b）に送られ，目標か
らのドツプラ周波数成分による出力と加算されて，第２
の検波器（13b）の出力に現われる。従つて，比較器（1
5）の出力は，受信機の内部雑音及び外部の妨害信号成
分が差し引かれ，純粋に目標信号成分のみが現われる。

従来の近接信管は上記のように構成され，送信波より
１ビツト遅れた符号の前記１ビツトの範囲に目標が現わ
れたときのみに目標を検出し，作動するようになつてい
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかるに上記のように目標検出範囲は，送信波より１
ビツト遅れた符号の前後１ビツトの範囲に限定されてい
るため，飛しよう体お搭載されている弾頭の有効範囲と
整合をとりにくいという問題点がありまた，飛しよう体
が低空を飛しようすると，地面又は海面からの反射波に
より誤動作したり，受信系が飽和してしまうという問題
点があつた。

この発明は上記のような課題を解消するためになされ
たものであり，目標検出範囲を弾頭の有効範囲と整合を
とれるようにし，また，地面又は海面からの反射波によ
る誤動作や受信系の飽和をなくす機能を持つた近接信管
を得ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る近接信管は，受信信号のビデオ増幅器
の出力を相関器で送信変調信号よりも１ビツト後の符号
と相関をとることの他に，送信変調信号より３ビツト後
の符号との相関をとり，上記２つの相関出力の加算結果
をドツプラフイルタを通した後，検波することにより，
目標検出範囲を変調符号と１ビツトしかずれていない電
波の往復時間に相当する距離を中心にその前後１ビツト
ずつの電波の往復時間に相当する距離範囲に加えて変調
符号と３ビツトずれている電波の往復時間に相当する距
離を中心にその前後１ビツトずつの電波の往復時間に相
当する距離範囲に限定できるようにし，かつ，符号発生
器を駆動するクロツク発振器の発振周波数を地面又は海
面までの距離に応じて変えることにより，上記距離範囲
が地面又は海面までの距離に応じて変化するようにし，
上記距離範囲が飛しよう体の弾頭の有効範囲と整合をと
れるようにしたものであり，なお，かつ，地面又は海面
からの反射波の信号強度は飛しよう体と地面又は海面ま
での距離の自乗に反比例するため，減衰量がこの距離の
自乗に反比例する可変減水器を用いることにより，この
反射波によるミキサへの受信信号入力を地面又は海面ま
での距離によらず一定にしたものである。

〔作用〕

この発明における近接信管は，発振器の出力をスペク
トル拡散符号発生器の出力を１ビツト遅らせた第１の遅
延回路の出力によりスペクトル拡散変調してアンテナか
ら送信し，この信号の目標からの反射信号をアンテナで
受信し，これと上記発振器の出力の一部とを混合するこ
とによりホモダイン検波する。検波出力はビデオ増幅器
で増幅された後,4等分され，それぞれ，第１〜第４の相
関器において，符号発生器の出力，この符号発生器より
２ビツト遅れた第２の１ビツト遅延回路の出力，上記第
２の１ビツト遅延回路の出力より更に２ビツト遅れた２
ビツト遅延回路の出力及び上記２ビツト遅延回路の出力
より１ビツト以下の微小時間△Ｔだけ遅れた△Ｔ遅延回
路の出力とで相関がとられる。第１の相関器の出力，第
２と第３の相関器の出力を加算器で加算した出力及び第
４の相関器の出力は，それぞれ第１〜第３のドツプラフ
イルタにおいて，予め設定された目標と飛しよう体の相
対速度差範囲に相当するドツプラ周波数帯域波のみが通
過させられ，第１〜第３の検波器に入力される。第１の
検波器の出力は，バイアス加算回路において一定電圧が
加算され，これと第２の検波器の出力が第１の比較器で
比較され，第２の検波器の出力がバイアス加算回路の出
力より大きくなつたとき，点火回路を作動させ，弾頭を
炸裂させる。

また，上記第３の検波器の出力は上記バイアス加算器
の出力と第２の比較器で比較され，その出力が積分器で
積分された後，符号発生器を駆動するクロツク発振器の
発振周波数を制御するとともに関数発生器を駆動し，飛
しよう体と地面又は海面までの距離の自乗に反比例する
減衰量を可変減衰器に発生させる。

〔実施例〕

以下，この発明の一実施例を図について説明する。

第１図において，（１）は発振器，（２）はこの発振
器（１）の出力の一部を取り出すための方向性結合器，
（３）は符号発生器（９）の出力を１ビツト遅らせた信
号により方向性結合器（２）の出力を変調するための変
調器，（５）はこの変調器（３）の出力をサーキユレー
タ（４）を通した後，空中に放射するためのアンテナ，
（６）はアンテナ（５）から送信された信号が目標に当
つて反射され，再びアンテナ（５）で受信された信号を
サーキユレータ（４）を通した後，方向性結合器（２）
の出力と混合するためのミキサ，（７）はビデオ増幅
器，（８）はクロツク発振器，（９）は符号発生器，
（10a）〜（10d）は第１〜第４の相関器，（11a）及び
（11b）は第１及び第２の１ビツト遅延回路，（12a）〜
（12c）は第１〜第３のドツプラフイルタ，（13a）〜
（13c）は第１〜第３の検波器，（14）はバイアス加算
器，（15a）及び（15b）は第１及び第２の比較器，（1
6）は点火回路，（17）は可変減衰器，（18）は２ビツ
ト遅延回路，（19）は△Ｔ遅延回路，（20）は加算器，
（21）は積分器，（22）は関数発生器である。

次にこの発明の動作を説明する。

符号発生器（９）の出力より１ビツト遅れた第１の１
ビツト遅延回路（11a）の出力により変調器（３）にお
いて，送信信号に変調をかけ，送信する。目標からの反
射波は，ミキサ（６）でホモダイン検波され，ビデオ増
幅器（７）で増幅され，第１〜第４の相関器（10a）〜
（10d）で送信信号と同じ符号で相関が取られる。しか
し，第１の相関器（10a）は，送信信号よりも１ビツト
進んだ位相の符号と相関を取るため，その出力は，受信
機ノイズと妨害信号が上記の符号により逆拡散された信
号しか発接しない。この信号を第１のドツプラフイルタ
（12a）と第１の検波器（13a）を通した後，バイアス加
算器（14）で一定バイアスを加算することにより，近接
信管の内外の電波環境に応じたアダプテイブなスレツシ
ヨールドが設定できる。

また，第２の相関器（10b）の出力は，変調された送
信波より１ビツト遅れた符号により相関がとられるた
め，送信波より１ビツト遅れた符号の前後１ビツトの範
囲に目標からの反射波が現われたときのみに強い相関出
力を発生する。

次に，第３の相関器（10c）の出力は，変調された送
信波より３ビツト遅れた信号により相関がとられるた
め，送信波より３ビツト遅れた符号の前後１ビツトの範
囲に目標からの反射波が現われたときのみに強い相関出
力を発生する。

加算器（20）の出力は，第２及び第３の相関器（10
b）及び（10c）の出力の和であるから，送信波とこれよ
り４ビツト後の範囲に目標からの反射波が現われたとき
のみ強い相関出力を発生する。

この信号は目標と飛しよう体との相対速度差に相当す
るドツプラ周波数を含むため，第２のドツプラフイルタ
（12b）を通過して第２の検波器（13b）で検波され，第
１の比較器（15a）でバイアス加算器（14）の出力と比
較される。第２及び第３の相関器（10b）及び（10c）で
はそれぞれ第２の１ビツト遅延回路（11b）の出力及び
２ビツト遅延回路（18）の出力により相関がとられるた
め，無相関の受信機内部雑音や，外部からの妨害波によ
る信号は逆拡散されて，第２のドツプラフイルタ（12
b）の通過帯域のみの信号が第２の検波器（13b）に送ら
れ，目標からのドツプラ周波数成分による出力と加算さ
れて，第２の検波器（13b）の出力に現われる。従つ
て，第１の比較器（15a）の出力は，受信機の内部雑音
及び外部の妨害信号成分が差し引かれ，純粋に目標信号
成分のみが現われる。

更に第４の相関器（10d）では，変調された送信波よ
り,3ビツト＋△Ｔ遅れた符号により相関が取られるた
め，送信信号より３ビツト＋△Ｔ遅れた符号の前後１ビ
ツトの範囲に反射波が現れたときのみに強い相関出力を
発生する。第２図は時間とバイアス加算器（14），第2,
第３の検波器（13b）（13c）の出力電圧との関係を示す
図であり，図中イはバイアス加算器（14）の出力電圧，
ロは第２の検波器（13b）の出力電圧，ハは第３の検波
器（13c）の出力電圧，ニは追尾距離を示す。第２図に
示すように第３の検波器（13b）は飛しよう体より最も
遠い距離で相関出力が得られるため，飛しよう体が低空
を飛しようし，地面又は海面からの反射波が上記範囲内
に相当する電波の往復距離内に得られたとき，相関出力
が発生することになる。この信号は飛しよう体の速度に
相当するドツプラ周波数を含むため，第３のドツプラフ
イルタ（12c）を通過して第３の検波器（13c）で検波さ
れ，第２の比較器（15b）でバイアス加算器（14）の出
力と比較される。第４の相関器（10d）では△Ｔ遅延回
路（19）の出力により相関がとられるため，無相関の受
信機内部雑音や，外部からの妨害波や，相関のとれない
送信信号による信号は逆拡散されて，第３のドツプラフ
イルタ（12c）の通過帯域のみの信号が第３の検波器（1
3c）に送られ，反射波のドツプラ周波数成分による出力
と加算されて，第３の検波器（13c）の出力に現れる。
従つて，第２の比較器（15b）の出力は，受信機の内部
雑音，外部の妨害信号成分及び相関のとれない送信信号
成分が差し引かれ，純粋に反射信号成分のみが現れる。
この信号は積分器（21）で積分され，クロツク発振器
（８）に入力されて，その発振周波数を制御する。クロ
ツク発振器（８）の入力電圧の出力の発振周波数の関係
は，第３図を示すとおりであるから，飛しよう体が十分
高空を飛しようしているときは，第３の検波器（13c）
の出力電圧は小さく，積分器（21）の出力は0Vであり，
クロツク発振器（８）の出力発振周波数は，これに対応
する周波数f_Lを出力する。しかし，飛しよう体が低空を
飛しようして，第３の検波器（13c）に出力を生じ，バ
イアス加算器（14）の出力電圧を上まわるようになる
と，第２の比較器（15b）は，両者の差電圧を出力する
ようになる。この出力電圧は積分器（21）で積分され，
クロツク発振器（８）に力されるため，その出力周波数
は，第３図に示すように上昇する。符号発生器（９）
は，このクロツク発振器（８）により駆動されているの
で，周波数が上昇するということは１ビツトの周期が短
くなり，これに相当する電波の往復距離も短くなつて，
第２図のハに示す第３の検波器（13c）の出力時間幅が
狭くなり，このため，第３の検波器（13c）の出力電圧
が下がり，この電圧が第２図に示す追尾距離ニの点でつ
りあうことになる。すなわち，クロツク発振器（８），
符号発生器（９），第１及び第２の１ビツト遅延回路
（11a）及び（11b）,2ビツト遅延回路（18），△Ｔ遅延
回路（19），第４の相関器（10d），第３のドツプラフ
イルタ（12c），第３の検波器（13c），第２の比較器
（15b）及び積分器（21）により，ビデオ増幅器（７）
から入力される地面又は海面からの反射波を追尾するル
ープを組むことになり，この追尾距離は，飛しよう体の
飛しよう高度に応じて自動的に変わることになる。

ところで，上記積分器（21）の出力は追尾ループによ
り飛しよう体と地面又は海面までの距離の情報を含むこ
とになる。従つて，関数発生器（22）により可変減衰器
（17）の減衰量が飛しよう体と地面又は海面までの距離
の自乗に反比例するように制御することで，ミキサ
（６）への地面又は海面からの反射波による受信入力
は，可変減衰器（17）の働きにより，飛しよう体と地面
又は海面からの距離の自乗に反比例する減衰を与えられ
ることになる。しかるに，地面又は海面からの反射波の
受信強度は，その距離の自乗に反比例するため，可変減
衰器（17）の使用によりミキサ（６）へのこの反射波に
よる受信電力は飛しよう体と地面又は海面との距離によ
り変化することがなくなる。

第２図及び第３の相関器（10b）及び（10c）では，第
４の相関器（10d）より２ビツト＋△Ｔ及び△Ｔだけ前
の符号により相関が取られているため，第２の検波器
（13b）に相関出力が得られる距離範囲も，飛しよう高
度に応じて変動し，かつ，第２図に示すように第３の検
波器（13c）の相関出力範囲よりも内側にある。これに
より，飛しよう体が低高度を飛しようしても，地面又は
海面からの反射波により第２の検波器（13b）の出力が
大きくなり第１の比較器（15a）においてバイアス加算
器（14）の出力を越えることはなくなり，目標が飛しよ
う体と地面又は海面との距離以内に出現したときのみ，
第２の検波器（13b）に出力が得られることになる。

なお，上記実施例では，送信及び受信で同じアンテナ
（５）を共用するものについて示したが，送信と受信
で，送受別々のアンテナを使用してもよい。

また，第２の１ビツト遅延回路は，第１の１ビツト遅
延回路の出力を１ビツト遅延させるようにしているが符
号発生器のスペクトル拡散符号を２ビツト分遅らせるよ
うにしてあれば良く，同様に,2ビツト遅延回路は，第２
の１ビツト遅延回路の出力を２ビツト遅延させるように
しているが，符号発生器のスペクトル拡散符号を４ビツ
ト分遅らせるようにしてあればよい。

更に，上記実施例では可変減衰器（17）を方向性結合
器（２）と変調器（３）との間に設けたが，変調器
（３）とアンテナ（５）あるいはミキサ（６）の入力端
とアンテナ（５）との間など方向性結合器（２）からミ
キサ（６）の入力に到るまでの経路に設けてあれば良
い。

なお，上記実施例では,2ビツト遅延回路を１つしか使
用していないが，所要の目標検出範囲を満足するため
に,2つ以上の複数個の２ビツト遅延回路とこれを対応す
る数の相関器を組合せて使用してもよい。

〔発明の効果〕

以上のように，この発明によれば，目標検出範囲を弾
頭の有効範囲と整合をすることができ，かつ，飛しよう
体が低高度を飛しようした場合には，クロツク発振器の
発振周波数が高度に応じて変化して，地面又は海面から
の反射波の距離を自動的に追尾することができ，上記有
効目標検出範囲を地面又は海面までの距離よりも少さく
設定できるので，地面又は海面からの反射波による誤動
作を防ぐことができる。また，可変減衰器を使用するこ
とにより飛しよう体と地面又は海面までの距離の変化に
よらず地面又は海面からの反射波によるミキサへの受信
入力電力が一定となるため，受信系の飽和を防ぐことが
できるとともに，受信系のダイナミツクレンジが小さく
することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による近接信管の構成を示
す図，第２図は時間とバイアス加算器並びに第２及び第
３の検波器の出力電圧の関係を示す図，第３図はクロツ
ク発振器の入力電圧と出力発振周波数の関係を示す図，
第４図は従来の近接信管の構成を示す図である。 図において（１）は発振器，（２）は方向性結合器，
（３）は変調器，（４）はサーキユレータ，（５）はア
ンテナ，（６）はミキサ，（７）はビデオ増幅器，
（８）はクロツク発振器，（９）は符号発生器，（10）
は相関器，（11）は１ビツト遅延回路，（12）はドツプ
ラフイルタ，（13）は検波器，（14）はバイアス加算
器，（15）は比較器，（16）は点火回路，（17）は可変
減衰器，（18）は２ビツト遅延回路，（19）は△Ｔ遅延
回路，（20）は加算器，（21）は積分器，（22）は関数
発生器である。 なお，図中，同一符号は同一，又は相当部分を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 水崎 勝生 神奈川県鎌倉市上町屋345番地 三菱プ レシジヨン株式会社鎌倉工場内 (56)参考文献 特開 平１−155288（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−91080（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−318500（ＪＰ，Ａ) 実開 昭57−17462（ＪＰ，Ｕ)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】クロツク発振器と，上記クロツク発振器の
   出力により駆動され，スペクトル拡散符号を発生する符
   号発生器と，上記符号発生器の出力を１ビツト遅延させ
   て発生する第１の１ビツト遅延回路と，上記第１の１ビ
   ツト遅延回路の出力を更に１ビツト遅延させて発生する
   第２の１ビツト遅延回路と，上記第２の１ビツト遅延回
   路の出力を更に２ビツト遅延させて発生する２ビツト遅
   延回路と，送信信号を発生する発振器と，上記発振器の
   出力の一部を分岐する方向性結合器と，上記方向性結合
   器の出力を上記第１の１ビツト遅延回路の出力で拡散変
   調する変調器と，上記変調器の出力を目標方向に送信
   し，目標からの反射波を受信するアンテナと，上記アン
   テナで受信した信号と上記方向性結合器により分岐され
   た上記発振器の出力の一部とを混合するミキサと，上記
   ミキサの出力を増幅するビデオ増幅器と，上記ビデオ増
   幅器の出力と上記符号発生器の出力との相関をとる第１
   の相関器と，上記ビデオ増幅器の出力と上記第２の１ビ
   ツト遅延回路の出力との相関をとる第２の相関器と，上
   記ビデオ増幅器の出力と上記２ビツト遅延回路の出力と
   の相関をとる第３の相関器と，上記第２と第３の相関器
   の出力を加算する加算器と，上記第１の相関器と上記加
   算器の出力をそれぞれ第１及び第２のドツプラフイルタ
   を通して入力する第１及び第２の検波器と，上記第１の
   検波器の出力に一定の電圧を加算するバイアス加算器
   と，上記第２の検波器の出力と上記バイアス加算器の出
   力とを比較し，その比較結果に応じて点火回路を作動さ
   せる第１の比較器とを具備した近接信管。
2. 【請求項２】上記２ビツト遅延回路の出力を１ビツト以
   下の微小時間△Ｔ遅延させて発生する△Ｔ遅延回路と，
   上記ビデオ増幅器の出力と上記△Ｔ遅延回路の出力との
   相関をとる第４の相関器と，上記第４の相関器の出力を
   第３のドツプラフイルタを通して入力する第３の検波器
   と，上記バイアス加算器の出力と上記第３の検波器の出
   力とを比較する第２の比較器と，上記第２の比較器の出
   力を積分する積分器とを具備し，上記積分器の出力によ
   り上記クロツク発振器の発振周波数を制御するようにし
   たことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の近
   接信管。
3. 【請求項３】上記方向性結合器から上記アンテナを介
   し，上記ミキサの入力に到る経路に可変減衰器を設け，
   上記可変減衰器の減衰量を上記積分器の出力により関数
   発生器を介して制御するようにしたことを特徴とする特
   許請求の範囲第（２）項記載の近接信管。