JP2642627B2 - スピン角位置決定方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の属する技術分野） 本発明は、第１対象物に対し、軸のまわりを回転移動
する第２対象物の軸を中心とする回転角（以下、スピン
角と定義する）位置を決定する方式であって、偏波搬送
波を送信する送信手段と、該偏波搬送波の偏波従属受信
を行う受信手段と、受信した偏波搬送波を処理して第２
対象物のスピン角位置を、180゜の不明確さで決定する
処理手段と、スピン角位置の前記180゜の不明確さを解
決する解析手段とを具えてなるスピン角位置決定方式に
関するものである。

（従来の技術） 目標とする第１対象物に対し、回転移動する第２対象
物の回転角位置を決定するシステムは、従来より既知で
あったが、このような既知の方式では、第１対象物より
明瞭に視認しうるようにした位置表示器を第２対象物に
装着している。このような方式は、第１対象物に極めて
接近した直近位置に存する第２対象物にしか適用できな
い。

この種方式は、目標たる第１対象物より離隔した第２
対象物に対しては、装着すべき位置表示器の位置を測定
位置から限定することができないため、適用不可能とな
る。また、爆弾のような発射体の場合には、飛行中にし
ばしばコースの変更を望まれることが多いが、爆弾は軌
道に沿うその軸のまわりをスピン回転しているので、任
意の時間において、関連のスピン位置またはロール位置
が既知の場合にしかそのコース補正は有効でない。この
目的のため適当なコース補正手段は空気力学、化学、ガ
ス理論および力学の原理に基礎をおいたものであること
が望まれる。この点で、発射体の円周面上への制動面ま
たは制動安定版の暴露、発射体上の小電荷の爆発、発射
体からの少量のガスの噴出などの問題に考慮がなされて
いる。

（発明の目的） 本発明の目的は第１対象物から離隔した第２対象物の
スピン角位置またはロール角位置を決定する場合の諸問
題に解決を与えようとするものである。

（目的達成のための手段） 本発明は、第１対象物により送信されるアンテナ信号
を基準信号として使用し、第１対象物に対する第２対象
物の瞬時的、相対的スピン角位置を決定するための装置
を第２対象物に配置するという考えにもとづきなされた
ものである。

本発明に係る前述形式のスピン角位置決定方式におい
ては、前記送信手段は、少なくとも２つの互いに重畳さ
れ、かつ位相ロックされた、異なる周波数の偏波搬送波
を送信し、さらに受信手段に互いに平行でなく配置した
２つのループアンテナを設けることにより前記不明確さ
を解決することを特徴とする。

電波航法技術では、船舶に垂直に装着した基準アンテ
ナを中心として回転する２個のループアンテナを用い
て、船舶の垂直方向よりの傾斜位置を求めることが既知
である。この場合、第１対象物より位置決定用の搬送波
を受信し、これは２個のループアンテナと、基準アンテ
ナによって受信される。

２つのループアンテナを使用してスピン角位置を決定
する場合は、位置に関して、180゜の不確実性を招来す
るので、この不確実性を取除くためさらに別に１つの基
準アンテナを必要とする。このような方法は、第２対象
物として機能する発射体用には使用できない。すなわ
ち、発射体はその飛行期間中スピン回転しているので、
基準アンテナは発射体の回転軸に平行にしか装着できな
い。

また発射体が送信機より遥に離れている場合には、基
準アンテナが送信信号を殆んど受信し得ないか、全く受
信できないことがある。とくに、この基準アンテナは発
射体の進行方向に平行に装着されているため、送信電界
は基準アンテナにほぼ直角となり、このアンテナは殆ん
ど出力を生じないので、実際上使用に耐えない。

（発明の効果） 本発明によるときは、上述の如き基準アンテナを使用
していないため、上述の欠陥に遭遇することはない。

（実施例） 以下図面により本発明を説明する。

第１図において、第２対象物として機能する発射体１
は第１対象物たるターゲット２に的中させるよう発射さ
れたものとする。ターゲットの軌道はターゲット追跡手
段３を用いて地上から追跡するようにする。これがた
め、Ｋバンドで作動可能なモノパルスレーダ追跡ユニッ
トもしくは遠赤外線領域で作動可能なパルスレーザ追跡
手段を使用するを可とする。発射体１の軌道は対応のタ
ーゲット追跡手段４により追跡するようにする。かくし
て計算手段５は、ターゲット追跡手段３により決められ
るターゲット位置情報とターゲット追跡手段４により決
められる発射体位置情報から発射体に任意のコース補正
が必要か否かを決定する。コース補正を行うため発射体
１にはガス放出ユニット６を配置する。発射体はその軸
のまわりを回転しているため、コース補正には発射体が
その正確な位置をとる瞬間にガス放出ユニットを作動さ
せることが必要となる。正確な位置を決定するため、第
１対象物として機能する送信機アンテナユニット７によ
り送出される搬送波が使用される。計算手段５は、発射
体の位置における搬送波の電磁界パターン（の成分）
に対してガス放出が行われるべき発射体の所望のスピン
角位置φ_ｇを決定する。送信機・アンテナユニット７の
位置と姿勢はこの目的のための基準として役立つ。これ
は電磁界のパターンおよびこの電磁界内における発射体
の位置が既知であることから可能となる。計算された値
φ_ｇは送信機８により送出されるようにする。発射体内
に収納された受信機９は送信機８により送信されたφ_ｇ
の値をアンテナ手段10を介して受信し、かくして受信し
た値φ_ｇは線11を介して比較器12に供給するようにす
る。アンテナ手段10内に内蔵させた２つの垂直配置ルー
プアンテナよりのアンテナ信号を供給するようにした装
置13はループアンテナの位置における電磁界に対しての
発射体の瞬時位置φ_ｍ（ｔ）を決定する。瞬時値φ
_ｍ（ｔ）は線14を介して比較器12に供給されるようにす
る。ここで、条件φ_ｍ（ｔ）＝φ_ｇが満足された場合、
比較器12はガス放出ユニット６を作動させるための信号
Ｓを導出し、この瞬間にコース補正が行われるようにす
る。その後は、第２のコース補正を必要とする場合、こ
の全プロセスを繰返すことができる。

ここで、第２ターゲット追跡手段４を使用しないで、
所望のコース補正を行うことも可能である。すなわち、
この場合には、ターゲット追跡手段３によりターゲット
軌道を測定し、計算手段５はターゲット軌道に関する測
定データからターゲットの残りの軌道の予測を行う。計
算手段５はこの予測データを用いて発射体が発射される
べき方向を計算する。発射体の軌道は計算手段５により
発射体の弾道データから計算される。ターゲット追跡手
段３は、ターゲット２を追跡し続け、ターゲットがその
予測軌道から突然偏移したことが分かった場合は計算手
段５は行うべき発射体コース補正を計算する。したがっ
て、発射体はその計算された軌道に従うものとみなされ
る。飛行中の発射体がターゲットに近付いた場合には、
このターゲットもターゲット追跡手段３のビーム内に入
り、この時間以後はターゲットと発射体軌道の双方が追
尾可能となり、必要に応じて計算手段５により発射体の
コース補正が行われることが許容される。その結果計算
された軌道からの例えば風による偏移も同時に補正され
る。

また、時分割方式を使用する場合にも、第２追跡手段
４を除去することができる。このような場合には、ター
ゲットおよび発射体の軌道はターゲット追跡手段３によ
り交互に追跡することになる。発射体の任意のコース補
正は上述したと同じような方法で行われる。

第２図はアンテナ手段10の部分を形成する２つの互い
に直角に配置したループアンテナ15および16を示す。図
に示すように、X,Y,Z座標系をループアンテナの１つに
結合させ、発射体の伝搬方向はＺ軸に平行とする。送
信機７により送信される磁界成分はループアンテナの
位置において（_０）の大きさと方向を有する。ここ
で、_０は送信機・アンテナユニット７を原点とし、X,
Y,Z座標系の原点を端点とするベクトルである。磁界成
分（_０）はＺ軸に平行な成分（_０）_‖とＺ軸に
垂直な成分Ｂ（r₀）_⊥に分解できるが、２つのループア
ンテナ内で成分（_０）_⊥のみが誘導電圧を発生しう
る。したがって、φ_ｍ（ｔ）を決定するための基準とし
て（_０）_⊥が使用される。この場合、φ_ｍ（ｔ）は
Ｘ軸と（_０）_⊥とのなす角である（第３図参照）、
計算手段５は供給され発射体位置からを計算するこ
とができるので、（_０）から（_０）_⊥を計算す
ることもでき、かつこの成分に対してφ_ｇを決めること
ができる。また、送信機アンテナユニット７の大きさを
適当に選定し、関連のフィールドパターンがアンテナか
らある距離において簡単な形となり、計算手段５は簡単
な計算を行うのみですむようにすることも当然可能であ
るが、このことは本発明の目的とする所ではないので、
ここでは単に（_０）が既知でると仮定するに止め
る。X,Y,Z座標系の他の位置を選定することもできる
が、唯一つの条件はＸ軸とＹ軸が搬送方向（）に平行
でないということである。それはX,Y軸が伝搬方向に平
行である場合には、２つのアンテナの１つは誘導電圧を
発生しないためである。

第４図は装置13のブロック図である。図に示す装置13
の実施例の場合、送信機は２つの互いに重畳され、位相
をロックされた偏波搬送波よりなる電磁界を送出するも
のと仮定する。この場合、第１搬送波の周波数はｎ
ω_０、第２搬送波の周波数は（ｎ＋１）ω_０（ただし、
ｎ＝1,2,…）とする。かくすれば、磁界成分_⊥ （_０）は_⊥（_０）＝（asin nω₀t＋bsin
（ｎ＋１）ω₀ t）として定義できる。ただし、 かくして、ループアンテナ15を通る磁束φ₁₅は次のよう
に定義できる。

φ₁₅＝（asin nω₀t＋bsin（ｎ＋１）ω₀t）・０・cos
φ_ｍ（ｔ） …（１） この式において、０はループアンテナ15の面積に等し
い。また、ループアンテナ16を通る磁束φ₁₆は次のよう
に定義できる。

φ₁₆＝（asin nω₀t＋bsin（ｎ＋１）ω₀t）・０・cos
φ_ｍ（ｔ） …（２） そこで、ループアンテナ15内の誘導電圧は次式のように
なる。

ここで、εは使用するループアンテナ15,16に従属する
定数である。

発射体の回転速度 は角周波数ω_０よりきわめて小であるため次の近似式で
成立する。

同様に、ループアンテナ16に対して 装置13（第４図参照）において誘導電圧 は基準ユニット17に供給される。基準ユニット17は信号 を用いて、次式で表される基準信号U_refを生成する。

U_ref＝Ccosnω₀t …（６） ここで、Ｃは基準ユニットの特定実施例に従属する定数
である。U_ref信号は線18を介して混合器19および20に供
給するようにし、信号 は線21Aおよび21を介して混合器19に供給するようにす
る。また、混合器19の出力信号は線23を介して低減フィ
ルタ25に供給する。かくすれば、低減フィルタ25の出力
信号U₂₅（ｔ）（周波数成分 は次のようになる。

全く同様にして、信号 は線22Aおよび22を介して混合器20に供給され、混合器2
0の出力信号は線24を介して低域フィルタ26に供給され
る。かくすれば、低域フィルタ26の出力信号U₂₆（ｔ）
は次のようになる。

（７）式、（８）式および与えられたU₂₅（ｔ）,U₂₆
（ｔ）の値に対してφ_ｍ（ｔ）を決定することは簡単で
ある。これがため、線27および28を介して三角法ユニッ
ト29に信号U₂₅（ｔ）およびU₂₆（ｔ）を供給するように
する。三角法ユニット29はこれらの信号に応答してφ_ｍ
（ｔ）を生成する。前記ユニット29は、例えばテーブル
索引ユニットとして機能させることもでき、また、ある
一定のアルグリズムを介してφ_ｍ（ｔ）を生成させるコ
ンピュータとして機能させることもできる。

基準ユニット17の特定実施例においては、線21Aおよ
び22Aを取除き、線21Bおよび22Bに置き換えることがで
きる。線21Aおよび22Aを取除いていない基準ユニット17
の特定実施例を第５図に示す。基準ユニット17は副基準
ユニット30およびフェーズロックループユニット31によ
り形成する。副基準ユニット30は から信号 を生成し、また、ユニット31は信号Ｕ′_refから前述の
信号U_refを生成する。

副基準ユニット30はそれぞれ信号 の自乗値を与えるため、２つの自乗ユニット32および33
を具える。

かくすれば、自乗ユニット32は次の信号 を発生し、自乗ユニット33は次の信号U₃₃（ｔ）を発生
する。

自乗ユニット32および33の出力信号はそれぞれ線34お
よび35を介して帯域フィルタ36および37に供給するよう
にする。帯域フィルタ36および37はω_０に等しいか、ほ
ぼ等しい周波数の信号のみを通過させるよう形成する。
かくすれば、帯域フィルタ36の出力に導出される信号は
次のようになる（９）式参照） U₃₆（ｔ）＝ABsin²φ_ｍ（ｔ）・1/2cosω₀t …（11） また、（11）式に対しても、 と仮定する。帯域フィルタ37の場合も、同様に次のよう
な出力信号を導出する（（10）式参照）。

U₃₇（ｔ）＝ABcos²φ_ｍ（ｔ）・1/2cosω₀t …（12） 信号U₃₆（ｔ）およびU₃₇（ｔ）はそれぞれ線38および
39を介して加算ユニット40に供給され、次の加算信号を
生ずる（（11）式および（12）式参照） （信号U_ref（ｔ）は線41を介してフェーズロックループ
ユニット31に送られる。すなわち、ユニット31の入力信
号_ref（ｔ）は線41を介して混合器42に供給するものと
する。いま、ω_０に等しいかほぼ等しい周波数の信号の
みを通過させるよう形成した帯域フィルタ43の出力信号
が U₄₃（ｔ）＝Dcosωｔ（ただし、Ｄはランダム定数） …
（14） の形をとるものとし、この信号を線44を介して混合器42
の第２入力に供給するものとする。このような場合に
は、混合器42の出力信号は次のようになる。

信号U₄₂（ｔ）は線45を介してループフィルタ46に供
給するようにする。かくすれば、ループフィルタの出力
信号U₄₆（ｔ）は次式のようになる。

U₄₆（ｔ）＝Ｅ・（ω_０−ω） …（16） ただし、Ｅは使用されるフィルタに従属する定数であ
る。信号U₄₆（ｔ）は線47を介してVCOユニット48に供給
する。VCOユニットは次式で表わされる出力信号を発生
する。

U₄₈（ｔ）＝Kcos（ω_０＋kE（ω_０−ω））ｔ …（17） 上式において、ω₀,kおよびＫは定数、ω_０＝ω₀nで
ある。信号U₄₈（ｔ）は線49を介して分周器（ｎ）50に
供給するようにする。かくすれば、前記ｎ分周器50の出
力信号は次式のようになる。

出力信号U₅₀（ｔ）はω_０に等しいか、ほぼ等しい周
波数の信号を通過させるため、線51を介して帯域フィル
タ43に供給するようにする。

の場合、帯域フィルタ43の出力信号は次式のようにな
る。

（19）式と（14）式との比較はＤ＝Ｋであることを示
している。これはVCOユニット48の出力信号が次式で表
わしうることを示している（（17）式参照）。

U_ref＝U₄₈（ｔ）Kcos nω₀t …（20） 第６図は基準ユニット17の第２実施例（ただし、ｎ＝
１）を示すブロック図である。第６図示基準ユニット17
の場合は、線21Aおよび22Aをそれぞれ線21Bおよび22Bに
置き換えることができるが（第４図参照）、これは必要
なことではない。

信号 は帯域フィルタ52に供給するほか、帯域フィルタ53にも
供給するようにする。帯域フィルタ52および53はそれぞ
れω_０に等しいか、ほぼ等しい周波数、もしくは２ω_０
に等しいかほぼ等しい周波数の信号のみを通過させる。
この場合、帯域フィルタ52の出力信号は、 U₅₂（ｔ）＝Asin φcosω₀t …（21） で表わされ、帯域フィルタ53の出力信号は次式で表わさ
れる。

U₅₃（ｔ）＝Bsin φcos 2ω₀t …（22） 出力信号U₅₂（ｔ）は混合器19に重要な成分cos ω₀t
を含むので、信号 の代わりにこの信号を混合器19に供給することができ
る。これが線21Aを線21Bに置き換えうる理由である。信
号U₅₂（ｔ）およびU₅₃（ｔ）はそれぞれ線54および55を
介して混合器56に供給するようにする。この場合、混合
器56の出力信号は次式で表わされる。

U₅₆（ｔ）＝ABsin²φ_ｍ（ｔ）cosω₀tcos2ω₀t…（23） この出力信号は線57を介して帯域フィルタ58に供給す
る。帯域フィルタ58はω_０に等しいか、ほぼ等しい周波
数の信号のみを通過させる。したがって、帯域フィルタ
58の出力信号U₅₈（ｔ）は次式で表わされる。

信号 の処理と同じように、信号 はこれを処理するため、ω_０に等しいかほぼ等しい周波
数の信号を通過させるよう形成した帯域フィルタ50,2ω
_０に等しいかほぼ等しい周波数の信号を通過させるよう
形成した帯域フィルタ60、混合器63、線64およびω_０に
等しいかほぼ等しい周波数の信号を通過させるよう形成
した帯域フィルタ65に供給するようにする。かくすれ
ば、フィルタ65の出力には次の信号が得られる。

信号U₅₈（ｔ）およびU₆₅（ｔ）はそれぞれ線66および
67を介して加算回路68に供給し、回路68から次の出力信
号を得るようにする。

（26）式において、 である。

信号U₆₈（ｔ）はさらに処理するため線18を介して次
段に供給するようにする。

ここで、全装置において、ｎωおよび（ｎ＋１）ωを
交換した場合は、新しい実施例が得られることになり、
本明細書記載の実施例はそのいくつかの実施例に過ぎな
いことを銘記すべである。

第４図および第５図において、ある回路部分をスイッ
チング手段により結合した場合は、特に好都合な装置13
の実施例が得られる。このような実施例を第８図および
第９図に示す。第８図において、誘導電圧 は装置13のスイッチングユニット69に供給するようにす
る。この場合、誘導電圧 はスイッチングユニット69を用いて交互に供給され、処
理されることになる。

は一般に（５）式および（６）式で表される。基準ユニ
ット70は信号 から次のような基準信号U_refを発生する。

U_ref＝Ccos nωｔ …（６） 第９図は基準ユニット70の一実施例を示すブロック図
である。ｔ＝t₀にスイッチングユニット69が第８図に示
す位置をとる場合は、基準ユニット70の自乗ユニット78
には信号 が供給される。自乗ユニット78は（９）式により示され
るような信号 を発生する。自乗ユニット78の出力信号は線79を介して
低減フィルタ80に供給される。前記フィルタ80はω_０に
等しいか、ω_０より小さい周波数の成分のみを通過させ
るので、フィルタ80の出力信号は次式のようになる。

U₈₀＝ABsin²φ_ｍ（t₀）・1/2cosω₀t₀ …（27） 次に、時間ｔ＝t₀にスイッチングユニット69が第８図
に点線で示すような位置をとる場合は、全く同じように
して低域フィルタ80は次式で示すような出力信号U₈₀（t
₀）を導出する。

U₈₀（t₀）＝ABcos²φ_ｍ（t₀）・1/2cosω₀t₀ …（28） かくして（27）式と（28）式の組合せにより次の出力
信号が得られる。

U₈₀（ｔ）＝AB（Ｓ（ｔ）cos²φ_ｍ（ｔ）＋（１− Ｓ（ｔ））sin²φ_ｍ（ｔ））・1/2cosω₀t …（29） ここで、Ｓ（ｔ）は周波数f_sで交互に値１または０を
とる。信号U₈₀（ｔ）は線81を介してフェーズロックル
ープユニット82に供給するようにする。フェーズロック
ループユニット82は第５図示フェーズロックループユニ
ット31と同一設計とする。したがって、第９図において
同一構成素子に関しては第５図と同じ符号数字（42−5
1）を用いて表示してある。帯域フィルタ43はω_０に等
しいか、ほぼ等しい周波数の信号成分のみを通過させ
る。これに関連して、スイッチング周波数f_sは次の条件 f_s＜＜（２π）^-1ω_０ …（30） が満足されるよう選定する。この場合も、（13）〜（2
0）式と同じようにして、条件（30）式に従属すること
を示すことができる。

スイッチングユニット69が第８図に示す位置にある場
合は誘導電圧 および基準信号U_refが線71および72を介して混合器73に
供給される。混合器73の出力信号は線74を介して低域フ
ィルタ75に供給するようにしているので、混合器23に関
し前述したように、混合器75の出力信号U₇₅（ｔ）は次
式のようになる。

この出力信号U₇₅（ｔ）は線76を介して三角法ユニッ
ト29の第１入力に供給される。また、この場合、スイッ
チングユニット77は第８図に示す位置をとる。スイッチ
ングユニット69および77が線８図に点線で示す位置にあ
る場合は、次式で示すような出力信号U₇₅（ｔ′）が三
角法ユニット29の第２入力に供給される。

スイッチングユニット69および77はスイッチング周波
数f_sで同時に作動するようにする。これがため、本装置
は周波数f_sの発生器（第７図には図示を省略）を配置す
るを可とする。この場合、周波数f_sは次式の条件を満足
するようこれを選定する。

この条件が満足される場合は、２つの連続的信号U₇₅
（ｔ）およびU₇₅（ｔ′）は次式のように表わすことが
できる。

三角法ユニット29は与えられた信号U₇₅（ｔ）および
Ｕ′₇₅（ｔ′）に対して（31）式および（34）式からφ
_ｍ（ｔ）を決定する。２つの連続的に生成される信号
Ｕ′₇₅（ｔ′）およびＵ′₇₅（ｔ′）に対して、|t−
ｔ′｜＝ｆ▲^-1 _s▼であるため、さらに良好な近似は、
φ_ｍ（ｔ）の代わりにφ_ｍ（ｔ−1/2f▲^-1 _s▼）を決め
ることである。受信信号 の振幅ＡおよびＣは依然として第１対象物と第２対象物
間の距離の関数として変化し、同時にＡおよびＣの変化
は大気条件の変化によって起こる。したがって、第８図
示実施例においては、装置に自動利得制御回路83を配置
し、（31）式および（34）式の信号の振幅がＡおよびＣ
に無関係となるようにしている。これは、三角法ユニッ
ト29に対して苛酷な要求を課するを要しないという利点
を有する。

第４図および第５図示実施例の場合は、２つの受信チ
ャネルを使用している。この場合、φ_ｍ（ｔ）を決定す
るのに正確な結果を得るためには、２つのチャネルは同
一とする必要がある。第８図および第９図示実施例の場
合は信号 を処理するのに１つの共通の受信チャネルを共用してい
るので、なんら同期問題は起こらない。これはφ
_ｍ（ｔ）の決定の正確度が向上するという付加的利点を
有する。

本発明によるときは本明細書記載の実施例のほか多く
の変形が可能であること明らかである。

また第１対象物として機能する発射体に送信機アンテ
ナユニット７を配置し、第２対象物として機能する装置
13をループアンテナとともに地上に取付けるようにした
場合にも（第７図参照）２つの重畳した位相ロック・偏
波搬送波を基準とした対象物のスピン角位置決定方法お
よび第４図示装置を使用することができること明らかで
ある。この場合にも、第１図の場合と同様に、第１ター
ゲット追跡手段３、第２ターゲット追跡手段４および計
算手段５を用いて発射体のスピン角位置φ_ｇを決定す
る。これにはターゲット２に的中させるため発射体１の
コース補正を必要とする。発射体１には、発射体のスピ
ン角位置を決定するため送信機アンテナユニット７を内
蔵させる。地上に配置したループアンテナと、これらの
アンテナを装着した装置13を使用した場合は、装置13に
対する発射体の相対的スピン角位置に関する限り、第１
図の場合と同じようにしてφ_ｍ（ｔ）を決定することが
可能である。図示のように、装置13の出力信号φ
_ｍ（ｔ）は比較器12に供給するようにし、条件φ
_ｍ（ｔ）＝φ_ｇが満足される場合は、比較器12から送信
機８に制御信号Ｓが供給されるようにする。この制御信
号は、発射体内の受信機９により受信されるよう送信機
８により送出するようにし、これに応じて受信機９はガ
ス放出ユニット６を作動させる。この場合、第２のコー
ス補正が必要であると判明したときは、この全プロセス
を繰返すことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は第２対象物として機能する発射体の全制御系の
第１実施例を示す図、 第２図は電磁界内に置かれた２つの垂直配置ループアン
テナを示す図、 第３図はループアンテナの位置における磁界の状況を示
す図、 第４図は発射体のスピン角位置を決定するため発射体内
に配置した装置の第１実施例を示すブロック図、 第５図は第４図示装置の基準ユニットの第１実施例を示
すブロック図、 第６図は第４図示装置の基準ユニットの第２実施例を示
すブロック図、 第７図は第１対象物として機能する発射体の全制御系の
第２実施例を示す図、 第８図は発射体のスピン角位置を決定するため発射体内
に配置した装置の第２実施例を示すブロック図、 第９図は第８図示装置の基準ユニットの一実施例のブロ
ック図である。 １……発射体 ２……ターゲット 3,4……ターゲット追跡手段 ５……計算手段 ６……ガス放出ユニット ７……送信機アンテナユニット ８……送信機 ９……受信機 10……アンテナ手段 11,14,18,21,21A,21B,22,22A,22B,23,24,27,28,34,35,3
8,39,41,44,45,47,49,51,54,55,57,61,62,64,66,67,71,
72,74,76……線 12……比較器、13……装置 15,16……ループアンテナ 17,70……基準ユニット 19,20,42,56,63,73……混合器 25,26,75,80……低域フィルタ 29……三角法ユニット 30……副基準ユニット 31,82……フェーズロックループユニット 32,33,78……自乗ユニット 36,37,43,52,53,58,59,60,65……帯域フィルタ 40,68……加算ユニット 46……ループフィルタ 48……VCOユニット 50……分周器 69,77……スイッチングユニット 83……自動利得制御回路

Claims (15)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第１対象物に対し、軸のまわりを回転移動
   する第２対象物の軸を中心とする回転角（以下、スピン
   角と定義する）位置を決定する方式であって、偏波搬送
   波を送信する送信手段（７）と、該偏波搬送波の偏波従
   属受信を行う受信手段（13）と、受信した偏波搬送波を
   処理して第２対象物のスピン角位置を、180゜の不明確
   さで決定する処理手段と、スピン角位置の前記180゜の
   不明確さを解決する解析手段とを具えてなるスピン角位
   置決定方式において、 前記送信手段は、少なくとも２つの互いに重畳され、か
   つ位相ロックされた、異なる周波数の偏波搬送波を送信
   し、さらに受信手段（13）に互いに平行でなく配置した
   ２つのループアンテナを設けることにより前記不明確さ
   を解決することを特徴とするスピン角位置決定方式。
2. 【請求項２】該２つのアンテナを互いに直角に配置した
   第１および第２のループアンテナにより形成したことを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載のスピン角位置決
   定方式。
3. 【請求項３】前記搬送波を周波数ｎω_０および（ｎ＋
   １）ω_０（ただし、ω_０は任意に選択しうる周波数、ｎ
   は正の整数）を有する２つの重畳した位相ロック搬送波
   により形成したことを特徴とする特許請求の範囲第１項
   または第２項に記載のスピン角位置決定方式。
4. 【請求項４】該受信手段は、 a.2つのループアンテナを介して受信した重畳搬送波か
   らこれらの搬送波の周波数の１つの周波数に等しい周波
   数を有する基準信号を得るための基準ユニット（17）
   と、 b.前記基準信号をそれぞれ第１および第２ループアンテ
   ナを介して受信した重畳搬送波の少なくとも１つの成分
   と混合させるための第１および第２混合器（19,20）
   と、 c.第１および第２混合器の出力信号を濾波して、周波数
   ω_０より小さい周波数成分のみを通過させるよう形成し
   た第１および第２フィルタ（25,26）と、 d.第１および第２フィルタの出力信号の制御により、重
   畳搬送波の偏波方向とループアンテナの１つとの間の瞬
   時角を表わす信号を生成するための三角法ユニット（2
   9）とを具えた ことを特徴とする特許請求の範囲第３項に記載のスピン
   角位置決定方式。
5. 【請求項５】基準ユニット（17）は、 a.2つのループアンテナを介して受信した重畳搬送波か
   らω_０（ω_０は任意の周波数）に等しい周波数を有する
   副基準信号を生成するための副基準ユニット（30）と、 b.該副基準信号を受信してｎω_０に等しい周波数を有す
   る基準信号を生成するための位相ロックされたループユ
   ニット（31）とを含むことを特徴とする特許請求の範囲
   第４項記載のスピン角位置決定方式。
6. 【請求項６】副基準ユニット（30）は、 a.第１および第２ループアンテナを介して受信した重畳
   搬送波の自乗値を与えるための第１および第２の自乗ユ
   ニット（32,33）と、 b.それぞれ該第１および第２自乗ユニットの出力信号を
   濾波して、周波数がω_０に等しいか、ほぼ等しい周波数
   を有する信号のみを通過させるよう形成した第３および
   第４フィルタ（36,37）と、 c.該第３および第４フィルタの出力信号を加算して該副
   基準信号を得るための加算ユニット（40）とを具えたこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第５項記載のスピン角位
   置決定方式。
7. 【請求項７】ｎ＝１としたこと、及び、基準ユニット
   （17）は次に掲げる回路構成部品すなわち a.ω_０に等しいか又はそれにほぼ等しい周波数成分のみ
   を通過させるために、第１及び第２ループアンテナを介
   して受信した重畳搬送波信号を、それぞれそれらの入力
   信号とするところの第３及び第４フィルタ（52,59）
   と； b.2ω_０に等しいか又はそれにほぼ等しい周波数成分の
   みを通過させるために、第１及び第２ループアンテナを
   介して受信した重畳搬送波信号を、それぞれそれらの入
   力信号とするところの第５及び第６フィルタ（53,60）
   と； c.それぞれが、第３フィルタと第５フィルタ（52,53）
   の出力信号を混合するため、及び第４フィルタと第６フ
   ィルタ（59,60）の出力信号を混合するための、第３及
   び第４混合器（56,65）と； d.ω_０に等しいか又はそれにほぼ等しい周波数成分のみ
   を通過させるために、それぞれが第３及び第４混合器
   （56,63）の出力信号を濾波する第７及び第８フィルタ
   （58,63）と； e.上記基準信号を得るために、第７及び第８フィルタ
   （58,65）の出力信号を加算する加算ユニット（68）
   と； を具えたことを特徴とする特許請求の範囲第４項に記載
   のスピン角位置決定方式。
8. 【請求項８】第１及び第２混合器（19,20）の入力信号
   はそれぞれ、第１及び第２ループアンテナを介して受信
   した重畳搬送波信号により形成したことを特徴とする特
   許請求の範囲第５項又は第７項に記載のスピン角位置決
   定方式。
9. 【請求項９】第１及び第２フィルタ（25,26）の入力信
   号はそれぞれ、第３及び第４フィルタの出力信号により
   形成したことを特徴とする特許請求の範囲第８項に記載
   のスピン角位置決定方式。
10. 【請求項１０】受信手段（13）は、次に掲げる回路構成
    部品すなわち a.2つのループアンテナのうちの少なくとも１つを介し
    て受信した重畳搬送波から、その周波数が該搬送波の周
    波数の１つに等しいところの基準信号を得るための基準
    ユニット（70）と； b.2つのループアンテナのうちの１つの出力信号を交互
    に選択するための第１スイッチングユニット（69）と； c.第１ループアンテナを介して受信した上記重畳搬送波
    の少なくとも１つの成分を、上記基準信号と混合させる
    ための混合器（73）と； d.該混合器の出力信号を濾波して、ω_０より小さい周波
    数成分のみを通過させるように形成したフィルタ（75）
    と； e.第１スイッチングユニットと同期して、フィルタの出
    力信号を選択するための第２スイッチングユニット（7
    7）と； f.第２スイッチングユニットの出力信号により制御さ
    れ、ループアンテナのうちの１つと重畳搬送波の偏波方
    向との間の瞬間的な角を表す信号を生成する三角法ユニ
    ット（29）と； を具えたことを特徴とする特許請求の範囲第３項に記載
    のスピン角位置決定方式。
11. 【請求項１１】基準ユニット（70）は、次に掲げる回路
    構成部分すなわち a.その搬送波周波数がω_０に等しいところの副基準信号
    を、第１スイッチングユニットから受信した重畳搬送波
    から発生させるための副基準ユニット（84）と； b.副基準信号が供給されて、ｎω_０に等しい周波数で基
    準信号を発生させるためのフェーズロックループ・ユニ
    ット（82）と； を具えたことを特徴とする特許請求の範囲第10項に記載
    のスピン角位置決定方式。
12. 【請求項１２】副基準ユニット（84）は、次に掲げる回
    路構成部品すなわち a.第１スイッチングユニットから受信した重畳搬送波を
    二乗するための二乗ユニット（78）と； b.該二乗ユニットの出力信号を濾波して、上記副基準信
    号を得るために、ω_０より小さいか又はそれに等しい周
    波数での信号のみを通過させるフィルタ（80）と； を具えたことを特徴とする特許請求の範囲第11項に記載
    のスピン角位置決定方式。
13. 【請求項１３】第２対象物が発射体から成るスピン角位
    置決定方式であって、上記アンテナは飛行方向から外れ
    た方の側で該発射体に接続されていることを特徴とする
    特許請求の範囲第２項に記載のスピン角位置決定方式。
14. 【請求項１４】三角法ユニットは、２つの入力信号 A cosφ及びA sinφ からφの値を生成するためのテーブル・ルックアップ発
    生器により形成されることを特徴とする特許請求の範囲
    第４項又は第10項に記載のスピン角位置決定方式。
15. 【請求項１５】三角法ユニットは、２つの入力信号 A cosφ及びA sinφ からφの値を計算するための計算ユニットにより形成さ
    れることを特徴とする特許請求の範囲第４項又は第10項
    に記載のスピン角位置決定方式。