JP2664509B2 - 近接信管装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、近接信管装置に係り、より詳細には、弾薬
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〕

上述した近接信管装置には、光波方式、電波方式等、
種々の方式がある。

このうち、光波近接信管装置は、投射ビーム光と同一
波長の目標物体からの反射光が受光器により所定の強度
以上で受信された場合に点火信号を出力するようになっ
ている。

そのため、太陽光による直接入射光または地表面もし
くは海面からの反射入射光、あるいは他の発光源からの
妨害光等が受光器に入射した場合、該受光器に或る信号
出力が発生し、それによって該受光器以降の後段の回路
が誤動作するという可能性がある。

また、この誤動作防止のために、投射ビーム光をパル
スの形態で断続的に投射する方法や、コヒーレント光に
よる相対移動速度と比例したドプラ周波数を利用する方
法等が提案されているが、太陽光や妨害光のような強い
光が急激に受光器に入射すると、該受光器はいわゆる
「飽和状態」となってその動作が不確実になり、極端な
場合には誤爆、不発などを引き起こす欠点がある。

さらに、低高度飛翔時においては、海面または地上面
と当該飛翔体との距離が比較的短いために、海面または
地上面からの反射光を抑圧するための回路動作の応答が
間に合わず、結果的に、その反射光を抑圧することがで
きなくなり、目標物体検知に影響を与えるという欠点も
ある。

一方、電波近接信管装置は、電波による投射ビームに
侵入した目標物体からの反射波を受信器により受信し、
その反射波信号を復調検波し、目標物体との相対速度差
に相当するドプラ周波数成分を検出して点火信号を送出
するようになっている。その技術の一例は、例えば実公
昭62−3741号公報に開示されている。

この方式は、送信出力が単一周波数であるため、相手
側に電波を出していることが発見され易く、また、妨害
波に対して影響を受け易く、その上、目標物体の存在方
向に正確に検出できないという欠点がある。

また、低高度飛翔時において、海面または地上面から
の反射波により、誤動作したり、受信系が飽和してしま
うという問題もある。

このような事情に鑑み、電波方式と光波方式を組み合
わせた複合方式の近接信管装置が提案されている。これ
は、戦域状態により電波妨害または光波妨害を予め予想
し、検出点火モード設定回路により状態選択ゲートを切
り換え、戦域に於ける妨害電波または光波の影響を受け
ないようにしたものである。この技術の一例は、例えば
特開昭63−83600号公報に開示されている。

この電波・光波複合近接信管装置の場合、予め予想し
た選択状態による妨害後、例えば電波妨害波に対する選
択状態の場合、電波妨害に対しては妨害後による誤動作
を防止することができるが、光波妨害に対しては妨害後
に起因する誤動作を発生するという問題がある。

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、誤動作をおこすことなく目標物体の存在方
向を確実に検出することができる近接信管装置を提供す
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、本発明では、電波方式およ
び光波方式の各検出器を組み合わせた複合方式を採用
し、各々の利点を有効に活かすようにしている。

従って本発明によれば、弾薬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電波ビ
ームをコーン状に投射し、該投射ビームに対する前記目
標物体からの反射波を検出して各象限毎に信号強度に応
じた電波検出信号を出力する電波目標検出器と、該電波
目標検出器の投射形態と同様に所定の設定角度で光波ビ
ームをコーン状に投射し、該投射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信号強度に応
じた光波検出信号を出力する光波目標検出器と、前記電
波ビームおよび光波ビームによる海面または地上面から
の反射波および反射光に起因する影響を相殺するように
前記電波検出信号および光波検出信号を制御する手段
と、前記飛翔体の位置と姿勢角情報を予め設定された太
陽方向の情報と比較し、前記光波目標検出器の投射ビー
ムが太陽光の影響を受けるタイミングになった時にその
象限方向に対応する反射光の検出を禁止するような制御
する手段と、前記制御された電波検出信号および光波検
出信号と所定の基準値との比較に基づき前記目標物体の
存在象限を判定する回路とを備え、該判定された結果に
基づき前記点火作動を指令するようにしたことを特徴と
する近接信管装置が提供される。

〔作用〕

上述した構成によれば、電波方式および光波方式の各
目標検出器が組み合わされ、また、海面または地上面か
らの反射波および反射光による影響が相殺されるよう制
御されるので、目標物体がいずれの象限方向に存在する
かを確実に検出することが可能となる。特に、低高度飛
翔時に海面または地上面からの不必要な反射信号を抑制
することができるので、誤動作の防止に有効である。

また、飛翔体の位置および姿勢角に関する情報と予め
設定された太陽方向の情報を用いて、光波目標検出器の
投射ビームが太陽光の影響を受けるタイミングになった
時その象限方向の光を受光しないように制御が行われる
ので、強い光による「飽和」状態に起因する誤動作の可
能性を排除することができる。

なお、本発明の他の構造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図は本発明の一実施例としての近接信管装置の構
成が示される。

本実施例の近接信管装置は、主な構成要素として電波
目標検出器10および光波目標検出器11を具備しており、
本装置が搭載される飛翔体の機軸を中心に全周囲を少な
くとも４象限に分割し、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装置である。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。

まず、電波目標検出器10は、送信アンテナAS1,AS2を
用いて例えば上下方向の２つの電波ビームをコーン状に
投射し、この電波ビームに対する目標物体からの反射波
を受信アンテナAR1,AR2を用いて左右方向の２つの電波
ビームにより検知し、それによって４象限方向に４つの
検知ビームを構成し、各象限毎に受信信号強度に応じた
検出信号E1〜E4を出力する。そして最終的に、各検出信
号は当該目標物体がいずれかの象限方向に存在するかを
判定するのに用いられる。また、下方向の電波ビームを
用いた検出信号は、海面または地上面からの反射波によ
る影響が相殺されるようクラッタ制御器14により制御さ
れる。

なお、妨害波に対しては、拡散符号化変調方式あるい
はミリ波の共鳴吸収帯域を用いた装置により、相手側か
らの発見もしくは妨害をされ難くするようにする。この
技術は、本発明者が前に出願した特願昭63−154967号明
細書または特願昭63−176484号明細書に開示されてい
る。

同様に、光波目標検出器11は、光ビーム投射器LS1〜L
S4に例えば半導体レーザを用いて４象限方向に４つのフ
ァン・ビームを光学系レンズを介してコーン状に投射
し、この光波ビームに対する目標物体からの反射光を光
受信器（例えば、シリコン・ダイオード）LR1〜LR4によ
り検知し、それによって各象限毎に受信信号強度に応じ
た検出信号L1〜L4を出力する。各検出信号は、海面また
は地上面からの反射波による影響が相殺されるようクラ
ッタ制御器14により制御され、最終的に、当該目標物体
がいずれかの象限方向に存在するかを判定するのに用い
られる。

電波および光波の投射ビームは、例えば第２図に示さ
れるように、飛翔体等の前方向に傾けて電波による投射
ビームおよび光波による投射ビームを各々２方向に角度
（θ₁,θ_２）を設定し、全周囲方向に対してコーン状に
投射する。なお、ビーム投射角度は、光波および電波方
式の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。

電波による投射ビームおよび光波による投射ビームの
各々の投射角度θ₁,θ_２の一例がそれぞれ第３図
（ａ），（ｂ）に示される。第３図（ａ）は電波ビーム
の放射パターン放射状況を示すもので、飛翔体表面に装
着されたアンテナ形成面と電波ビームによる放射パター
ン形成面とのなす角がθ_１に設定されることを示し、同
図（ｂ）は光波ビームの投射ビームの放射面が飛翔体表
面に装着され半導体レーザおよび光学系レンズの形成面
に対してなす角がθ_２に設定されることを示している。

電波および光波の各々の検知ビームは、例えば第４図
（ａ）および（ｂ）に示されるような象限で構成され
る。各々の検知ビームの目標物体の検出信号は、電波目
標検出器10および光波目標検出器11内でそれぞれスレッ
ショルド・レベル設定値と比較され、該設定値を越える
ビーム信号が検知されると、それぞれ電波信号比較器1
2、光波信号比較器13に送出される。

電波および光波の信号比較器12,13は、検出信号E1〜E
4およびL1〜L4に基づき、それぞれ隣り合った象限の信
号を１対として、通常用いられているコンパレータ回路
を用いて信号レベルの比較を行い、電波および光波方式
の各々の検出信号を２値信号で象限判定器16に送出す
る。

クラッタ制御器14は、例えば上記特願昭63−176484号
明細書に開示されている目標検出器内の相関フィルタ・
モジュール（図示せず）のクラッタ・ゲート信号を用い
て、スレッショルド・レベルとの比較を行い、スレッシ
ョルド・レベルより高い場合、その信号は積分器により
積分され、クラッタ制御信号として擬似ランダムコード
発生器内の電圧制御発振器（いずれも図示せず）に送ら
れ、擬似ランダムコード発生器のクロック速度を制御し
て飛翔体の低空に於ける海面または地上面からの高度に
対応した検知距離を変化させる。

擬似ランダムコード発生器内の電圧制御発振器は、周
波数が上昇すると擬似ランダムコード発生器の１ビット
の周期を短くする。その結果、それに相当する電波の往
復距離が短くなり、海面または地上面からの反射波に基
づく追尾ループを組むことにより、追尾距離は飛翔体の
飛翔高度に応じて自動的に変わることになる。この追尾
ループは飛翔体の下方向のビーム（第４図の例ではE1,E
2;L1,L2）により追尾させる。

なお、クラッタ制御信号はクラッタ制御器14により発
生させているが、これは、海面または地上面からの反射
波と目標物体からの反射波との分離可能な電波または光
波の目標検出器であれば、その制御信号で代用してもよ
い。

上記のクラッタ制御信号は、光波目標検出器11に送出
され、飛翔体の下方向の象限に対応するドライバD1,D2
および光受信器R1,R2内に入力される。

ドライバ回路D1,D2に入力されるクラッタ制御信号
は、飛翔体の下方向（第Ｉおよび第II象限）の投射ビー
ムの投射出力を制御し、電波方式のクラッタ追尾ループ
と同期させて高度に応じた投射ビームの有効距離を変化
させる。これにより、飛翔高度に応じて地表面方向の検
知距離範囲を自動的に変化させて、海面または地上面か
らのクラッタ反射光による影響を減少させることが可能
となる。

光受信器R1,R2に入力されたクラッタ制御信号は、飛
翔体の下方向の受光ビーム（L1,L2）に入力する反射光
の検出信号を制御し、上記と同様に高度に応じた海面ま
たは地上面からのクラッタ反射光（例えば第５図に示さ
れるような投射ビーム光による強い入力信号）を減衰さ
せる。これにより、一瞬の「飽和」状態または誤動作を
避けることが可能となる。

第１図に戻って、太陽光制御器15は、飛翔体に搭載さ
れた他の装置からの飛翔体の姿勢角（ピッチ、ヨーおよ
びロール信号）情報と位置情報（例えば、緯度、経度
等）を入力し、予め内部の記憶回路（図示せず）に入力
された太陽方向の情報、例えば、年月日、時刻、緯度、
経度、太陽方向、角度等、と比較し、光波目標検出器11
の投射ビームが太陽光の影響を受けるタイミングになっ
た時にその象限方向の光受信器R1〜R4に制御信号を送出
し、受光信号を遮断させる機能を有している。

この時、太陽光制御器15は、太陽からの直接入射光ま
たは海面もしくは地上面からの反射入射光の影響を受け
るタイミングになった時に（第６図参照）それを指示す
る信号を送出する。

電波および光波用にそれぞれ用いられる信号比較部
は、第７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"の出力
信号が、ビーム１の方が高ければ、“1"の出力信号が、
それぞれ象限判定器16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16に送られる。

象限判定器16は、各々の目標検出器10,11からのラッ
チ信号S_LEM,S_LLにより電波おび光波による目標検出ビー
ム信号を保持し、第８図に示されるような信号保持状態
に基づき目標物体の存在象限を判定し、その判定結果に
基づく存在象限信号を起爆タイミング回路17に送出す
る。

ここでラッチ信号は、目標検出器内で目標物体を検知
した一瞬の検知信号をトリガ・パルスとして発生させた
信号である。すなわち、電波および光波のビームのいず
れかに目標物体を検知した瞬間の検出信号が入力した時
にトリガ・パルスとして発生され、ラッチ信号S_LEM,S_LL
が象限判定器16に送られてコンパレータ１〜４からの２
値信号を保持する。

第９図に一例として示されるように、電波および光波
方式の信号比較部からの２値信号出力の保持状態によ
り、目標物体の存在象限を判定する。例えば、象限IVに
目標物体が存在すればコンパレータ２と３の出力は“0"
で、コンパレータ１と４の出力は“1"となり、この状態
を存在象限IVと判定して出力する。

各象限についてのコンパレータ出力と存在象限の関係
は第８図に示す如くなる。

最後に、起爆タイミング回路17は、飛翔体に搭載され
た他の装置からの相対速度信号Vc等を用いて、象限判定
器16からの存在象限信号を目標物体に弾頭の弾片が確実
にあたるように制御し、目標物体存在方向の点火タイミ
ング信号を弾頭に送出する。

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

（１）電波目標検出器10は、送信波に対して直接拡散符
号化変調を行っているので、単位周波数帯域当りの送信
電力密度が小さく抑制される。そのため、相手側に発見
され難く、仮に妨害を受けた場合でも目標検出器内部で
相関をとることにより、この変調符号（擬似ランダムコ
ード）を知らない相手側の妨害に対して何ら影響を受け
ない。

また、ミリ波目標検出器を用いることにより、ミリ波
固有の共鳴吸収による伝播損失特性を利用することがで
き、相手側からの発見もしくは妨害に対して影響を受け
難くすることができる。

（２）電波目標検出器10の目標検出有効範囲を送信変調
符号の発振周波数により、電波の往復距離を設定でき、
目標物体の検出範囲を弾頭の有効範囲と整合させること
ができ、また目標物体が飛翔体から見てどの方向に存在
するか（象限判定）を行うことが可能となる。

（３）クラッタ制御信号により、海面および地上面から
の反射波を抑圧し、低高度での目標物体の検知が可能と
なる。

（４）光波目標検出器11は、クラッタ制御器14からのク
ラッタ制御信号を投射器LS1〜LS4のドライバD1〜D4およ
び光受信器R1〜R4に入力し、該投射光の出力および受光
信号の出力を可変減衰させることにより、低高度におけ
る海面および地上面からの不必要な反射光を制御するこ
とが可能となる。

（５）太陽光に対しては、飛翔体の位置および姿勢情報
と予め記憶された太陽方向の情報を用いて、太陽光の影
響を受けるタイミングになった時にその象限方向の光を
受光しないように制御することにより、強い光による
「飽和」状態に起因する誤動作の可能性を排除すること
ができる。

（６）妨害電波に対しては、変調符号（擬似ランダムコ
ード）により影響を受け難くしているが、さらに光波目
標検出器11を用いることにより、装置を確実に作動させ
ることができ、また、妨害光に対しては電波目標検出器
10を用いて有効に作動させることにより、電波および光
波方式の双方の機能を補うことになり、耐妨害性に優れ
た近接信管装置を提供することができる。

（７）電波および光波の２方式により低高度で侵入する
高速の小さな目標物体に対して両方式の機能および特性
を有効に用いることにより、戦域状態により予め両方式
の選択設定を行うことなく、近接信管装置の検出能力を
向上させることが可能となる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、電波方式および
光波方式に各目標検出器の利点を有効に活かしているの
で、誤動作をおこすことなく目標物体の存在方向を確実
に検出することができる。

【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装置の構成
を示すブロック図、 第２図は電波・光波投射ビームを示す図、 第３図（ａ）および（ｂ）はビームの投射状況を示す
図、 第４図（ａ）および（ｂ）はビームの合成受信パターン
を示す図、 第５図は反射波および反射光の様子を示す図、 第６図は太陽光による入射光の様子を示す図、 第７図は第１図における信号比較器の構成を示す図、 第８図は電波および光波方式における目標物体の存在象
限と各コンパレータ出力との関係を示す図、 第９図は第７図の信号比較器の出力信号波形図、であ
る。 （符号の説明） 10……電波目標検出器、11……光波目標検出器、 12……電波信号比較器、13……光波信号比較器、 14……クラッタ制御器、15……太陽光制御器、 16……象限判定器、17……起爆タイミング回路、 E1〜E4……電波検出信号、L1〜L4……光波検出信号、 θ₁,θ_２……設定角度。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−134284（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−79478（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−508（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】弾薬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電波ビームをコーン状に投射し、該
   投射ビームに対する前記目標物体からの反射波を検出し
   て各象限毎に信号強度に応じた電波検出信号を出力する
   電波目標検出器と、 該電波目標検出器の投射形態と同様に所定の設定角度で
   光波ビームをコーン状に投射し、該投射ビームに対する
   前記目標物体からの反射光を検出して各象限毎に信号強
   度に応じた光波検出信号を出力する光波目標検出器と、 前記電波ビームおよび光波ビームによる海面または地上
   面からの反射波および反射光に起因する影響を相殺する
   よう前記電波検出信号および光波検出信号を制御する手
   段と、 前記飛翔体の位置と姿勢角情報を予め設定された太陽方
   向の情報と比較し、前記光波目標検出器の投射ビームが
   太陽光の影響を受けるタイミングになった時にその象限
   方向に対応する反射光の検出を禁止するよう制御する手
   段と、 前記制御された電波検出信号および光波検出信号と所定
   の基準値との比較に基づき前記目標物体の存在象限を判
   定する回路とを具備し、 該判定された結果に基づき前記点火作動を指令するよう
   にしたことを特徴とする近接信管装置。