JP3578942B2

JP3578942B2 - 兵器の誘導装置と共に使用される光センサ及び標的を検出する方法

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Publication number: JP3578942B2
Application number: JP18018099A
Authority: JP
Inventors: クラレンス・シー・アンドレッセン
Original assignee: アライアント・ディフェンス・エレクトロニクス・システムズ・インコーポレーテッド
Priority date: 1998-06-29
Filing date: 1999-06-25
Publication date: 2004-10-20
Anticipated expiration: 2019-06-25
Also published as: DE69922890D1; US6060703A; EP0982559B1; EP0982559A2; JP2000097597A; DE69922890T2; CA2275003A1; CA2275003C; EP0982559A3

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光センサに関する。本発明は、又、発射体の誘導装置と共に使用される二重モード光センサ及びミリ波センサ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
二重モードセンサは、作動のフレキシビリティ及び対抗手段に対する抵抗性を向上させるため兵器の誘導装置と共に採用されることが益々、増えている。かかる二重モードセンサを設計するため、多数のアプローチ法が採用されている。
【０００３】
「共通の開孔（ｃｏｍｍｏｎａｐｅｒｔｕｒｅ）」と称され、兵器及び隠れセンサのような開孔が制限される適用側にてしばしば見られる１つのアプローチ法において、センサの各々が最大の入力エネルギを集めることを許容し得るように、高周波数（ｒｆ）センサ及び光センサによって共通の開孔が共用されている。この目的のため、米国特許第５，２１４，４３８号には、共通の受信開孔を有するミリ波長（ｍｍｗ）及び赤外線センサが開示されている。米国特許第４，８６６，４５４号には、同様に、共通の開孔を有する多数スペクトルの画像装置が開示されている。その他の代表的な特許には、米国特許第４，６５２，８８５号、米国特許第４，６３６，７９７号が含まれ、これらは、共に、二重モードアンテナを開示するものであり、ここにおいて、ｍｍｗ及び赤外線エネルギは、共通の開孔に入り且つ共通の伝達装置を介して伝播し、それぞれの波長のエネルギがその後の処理のために分割される一点に達する。１９９７年１０月２８日付けで出願された米国特許出願第０８／９５９，６０２号「共通の開孔の二重モード半活性のレーザ／ミリメートル波センサ（ＣｏｍｍｏｎＡｐｅｒｔｕｒｅＤｕｅｌＭｏｄｅＳｅｍｉ−ＡｃｔｉｖｅＬａｓｅｒ／ＭｉｌｌｉｍｅｔｅｒＷａｖｅＳｅｎｓｏｒ）」（その内容の全体を参考として引用）には、二重モードの単一開孔のセンサに対する別のアプローチ法が記載されており、このセンサは、半活性のレーザエネルギを反射し且つｍｍｗエネルギを選択的に透過させるため選択的に被覆した面を有する角錐体を使用する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、残念なことに、共通の開孔の二重モードセンサは、典型的に、その双方のモードについて、感度及び精度が低下する。ｍｍｗセンサ及び光センサの双方により使用される要素は、双方の作動波長を包含すべく広帯域であり、これにより、感度を低下させるか、又は、一方の波長を反射する一方にて他方の波長を選択的に透過させるため選択的な被覆を有するかの何れかにしなければならない。高速度の兵器にて、かかる二重モードセンサを使用することが望ましい場合、単一開孔の構造にとって有用である被覆及びその他の材料の多くは、摩擦熱が顕著となる高速度にて作動するのに十分、堅牢でないため、設計上の問題が悪化する。
【０００５】
「別個の開孔（ｓｅｐａｒａｔｅａｐｅｒｔｕｒｅ）」と称される二重モードセンサに対する別のアプローチ法において、各波長の帯域に対して別個の開孔が採用される。バーケット（Ｂｕｒｋｅｔｔ）及びその他の者に対する米国特許第５，１８２，５６４号には、かかる装置の１つが開示されており、ここにおいて、ｍｍｗｒｆマイクロストリップアレーが赤外線反射器組立体内に埋め込まれている。デュラン・ジュニア（Ｄｕｒａｎｄ，Ｊｒ）及びその他の者への米国特許第４，２６４，９０７号には、赤外線センサと、ｒｆセンサとを備える、ミサイル上の追跡装置が開示されている。二重モード追跡装置は、ミサイルから突き出す２つのｒｆアンテナを採用する。グルーテージ（Ｇｒｏｕｔａｇｅ）及びその他の者への米国特許第４，１０８，４００号には、エネルギを検出する２つの別個の開孔を有する二重モード誘導装置が開示されている。ｒｆセンサは、別個のセンサの周りにてミサイルの外板上に設けられている。ブラニガン（Ｂｒａｎｉｇａｎ）及びその他の者への米国特許第４，６９８，６３８号には、ｒｆアンテナと、ｒｆアンテナを貫通して伸長する電気光学式処理装置とを備える二重モード標的追跡装置が開示されている。
【０００６】
ｍｍｗを超える波長が検出されるとき、光センサは、作動を著しく妨げることなく、ｒｆセンサの前面に配置することができる。しかしながら、ｍｍｗの場合、電気光センサによってｒｆセンサの中心が遮断されると、ｒｆセンサの解像度が劣化する可能性がある。光センサの寸法を縮小することにより、この問題点を最小にすることができるが、このことは、一方、光センサの感度及び有効範囲を低下させる。
【０００７】
本発明の１つの目的は、従来技術の装置の問題点を解決する非収束型の光センサを提供することである。本発明の二重モードセンサは、非収束型の光センサによって取り囲まれた内部のｍｍｗｒｆセンサを備えており、兵器の誘導装置と共に使用することができる。
【０００８】
この開示の目的上、「兵器」という語は、発射体と、弾丸、ミサイル及びロケットを含む兵器とを含むその一般的な意味にて理解すべきである。また、この出願の目的上、「光エネルギの標的源」という語は、反射した光エネルギ、すなわち、標的から反射した任意の光エネルギの源を意味するものとする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、兵器の誘導装置のような標的測定装置と共に使用されるセンサに関する。このセンサは、兵器に取り付けられて、また、複数の光検出器を備えている。これら光検出器は、兵器の長手方向軸線に沿った共通の点の周りにて左右対称に配置されることが好ましい。長手方向軸線からある距離に配置された光検出器は、入射する光エネルギを受け取ることができる。入射する光エネルギを受け取る各光検出器は、光検出器の出力信号を発生させる。このセンサは、共通の点の周りにて略円形の形状に配置された１つ以上の遮光装置を更に備えている。遮光装置は、光検出器よりも光エネルギの標的源により近い位置に配置されて且つ１つ以上の光検出器から、長手方向軸線に対して斜め方向に伝播する入射光エネルギの任意の少なくとも一部分を遮断し得るような構造及び配置とされている。１つ以上の遮光装置は、反射型であり、入射する光エネルギを１つ以上の光検出装置内にて反射させ得るように配置されることが好ましい。信号プロセッサが光検出器と作用可能に関係付けられ、照射された光検出器から光検出器の出力信号を受け取り、また、標的測定装置に対して標的の測定信号を提供する。標的測定装置が誘導装置である場合、該誘導装置に誘導信号が提供される。
【００１０】
センサは、光検出器を偶数、備えることが好ましい。
本発明のセンサは、二重モードの実施の形態において、ｒｆエネルギを受け取り且つｒｆセンサの出力信号を発生させるｒｆセンサを更に備えることができる。信号プロセッサがｒｆセンサと関係付けられて、ｒｆセンサの出力信号を受け取り、また、光検出器の出力信号と共に、誘導装置に誘導信号を提供することが好ましい。
【００１１】
また、本発明は、兵器の誘導装置と共に使用される、二重モードの光及び高周波数のセンサ装置にも関するものである。該センサ装置は、兵器に取り付けられ、また、ｒｆエネルギを受け取り且つｒｆセンサの出力信号を発生させるｒｆセンサと、ｒｆセンサの外側にて且つｒｆセンサと同軸状に取り付けられたｒｆ透明レドームとを備えている。この装置は、光検出器の環状体を実質的に形成し、光周波数エネルギを受け取り且つ光検出器の出力信号を発生させるように、ｒｆセンサと同軸状に取り付けられた光検出器を有する光センサを更に備えている。光学的に透明な環状のレドームは、光検出器の外側に取り付けられ、且つ光検出器と同軸状である。１つ以上の検出器から長手方向に伝播する任意の入射光エネルギの少なくとも一部分を遮断する遮光装置が光レドーム内にて且つｒｆセンサの周りにて同軸状に取り付けられている。該センサ装置は、ｒｆセンサと、環状の光検出器とに作用可能に関係付けられて、ｒｆセンサの出力信号及び光検出器の出力信号を受け取って、誘導装置に対し誘導信号を提供する信号プロセッサも備えている。
【００１２】
該遮光装置は、反射型であり、光線を光検出器に向け得る構造及び配置とされることが好ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明は、多数の形態にて具体化することができるが、本発明の特定の好適な実施の形態に関して、以下に詳細に説明する。この説明は、本発明の原理の一例であり、図示した特定の実施の形態にのみ本発明を限定することを意図するものではない。本発明のセンサ装置は、兵器又はその他の適当な支持装置に取り付けられた標的測定装置として使用することを目的とするものである。図１に図示するように、全体として参照番号１００で示した光センサは、複数の光検出器１０４を備えている。光検出器１０４の各々は、適当な周波数の光エネルギにて照射されたとき、光検出器の出力信号を発生させる。光検出器１０４は、共通点１０８の周りで環状体１１４内にて左右対称に配置されることが好ましい。１つ以上の遮光装置１１２が、共通点１０８の周りで略円形の形状に配置されている。シリンダ１１２として図示した遮光装置は、１つ以上の光検出器１０４から兵器の長手方向軸線に対して斜めの方向に伝播する入射光エネルギの少なくとも一部分を遮断する構造及び配置とされている。該センサ装置は、光検出器の出力信号を受け取り且つ誘導装置に対して誘導信号を提供し得るように光検出器と作用可能に関係付けられた信号プロセッサ２４８（図２に図示）を更に備えている。
【００１４】
必須ではないにしても、センサは、光検出器を偶数個、備えることが望ましい。該装置は、少なくとも４つの光検出器を備えることがより望ましい。このセンサの精度は、光検出器の数に伴なって増大する。１つの好適な実施の形態において、センサは、８つの光検出器を含んでいる。選択随意的に、光検出器の各々は、１つの光検出器の出力信号を発生させ得るように共に従属させた２つ又はより多くの光検出器にて形成することも可能である。光検出器の各々は、単一の光検出器又は共に従属させた幾つかの光検出器から成るかどうかを問わずに、信号プロセッサと作用可能に関係付けられている。従って、信号プロセッサは、「ｎ」が光検出器の数に対応する、「ｎ」個のチャンネルを有している。
【００１５】
遮光装置は、略円形の断面を有することが好ましいが、楕円形又は四角形といったその他の断面形状も同様に使用可能である。図１の好適な実施の形態において、遮光装置は円筒形である。
【００１６】
遮光装置は、衝突する光エネルギを１つ以上の光検出器まで、外方に反射し、これにより、照射した光検出器に達する信号を増加させ得るように、アルミニウム又はアルミ被覆したマイラーで出来た、反射型のものであることが望ましい。遮光装置が反射型である場合、該装置は、均一な反射型であることが必須ではないにしても望ましい。反射型の遮光装置の他の可能性は、均一な間隔にて配置された反射性ストリップを有する遮光装置とすることを含む。
【００１７】
更に、遮光装置は、図１に図示するように、光検出器の面に対して直角に又は略直角に方向決めされることが望ましい。前者の場合、円筒状の反射器であることが好ましい。遮光装置が反射型である場合、光検出器の面と遮光装置の反射面との間の角度が鈍角になるに伴なって、光検出器に反射される光は少なくなるため、この角度関係はより重要になる。勿論、検出器に対する遮光装置の正確な角度は、センサが取り付けられるフレームにより課される幾何学的制限に依存することになる。例えば、センサが弾丸に取り付けられる場合、空気力学的条件又はその他の条件が反射器と遮光装置の反射面との間の鈍角な角度を決定することになる。
【００１８】
１つの好適な実施の形態において、光検出器は円弧状の形状をしており、且つ図１に図示するように、円筒状の反射型の遮光装置の周りにて円環体として配置されている。図１を参照すると、参照番号１１３で図示した遮光装置１１２の長さは、参照番号１０５で示した光検出器１０４の幅の約１倍乃至約５０倍であり且つ検出器１０４の内側円弧状の部分１０７と外側円弧状部分１０９との間の距離として画成されている。長さ１１３対幅１０５の比は、約１：１乃至約１０：１とすることが好ましく、より望ましくは、この比は、約２：１乃至約４：１となるようにする。この比は、約２：１乃至約３：１となるようにすることが一層、より望ましい。
【００１９】
反射器の長さ対光検出器の幅の比は、光センサの視野角度を決定することになる。光センサが光検出器の環状体と、該環状体の内側で且つ該環状体と当接するように配置された円筒状の反射器とを備える場合、視野は、反射器の長さ対幅の比の逆正接関数（すなわち、光検出器の外半径の長さと光検出器の内半径の長さとの差）によって決まる。
【００２０】
図２及び図３に示した、１つの実施の形態において、センサ装置は、ｒｆセンサを更に備えて、二重モードセンサとして作動する。全体として参照番号２１０で示した、この二重モードセンサは、光検出器２３４を有する本発明の光センサを備えている。この光検出器は、全体として参照番号２１４で示した実質的に環状の形状にて配置され且つ全体として参照番号２１８で示したｒｆセンサの周りにて同軸状に取り付けられている。この二重モードセンサは、実質的に環状の光検出器２１４を備える１つ以上の光検出器２３４からの光エネルギを遮断し得る構造及び配置とされた遮光装置２２２を更に備えている。図示するように、遮光装置２２２は、ｒｆセンサ２１８と同軸状に取り付けられている。１つの好適な実施の形態において、遮光装置２２２は、反射型であり、衝突する光エネルギを実質的に環状の光検出器２１４を形成する１つ以上の光検出器まで反射する。
【００２１】
光検出器に加えて、光検出器２３４の各々は、検出器による信号出力を調整する回路板２４２と、光検出器の出力信号を増幅するプリアンプ２４６とを更に備えている。
【００２２】
光検出器２３４（回路板２４２及びプリアンプ２４６を含む）と作用可能に関係付けられた信号プロセッサ２４８は、光検出器及びｒｆセンサ２１８から光検出器の出力信号を受け取り且つ兵器の誘導装置に対して誘導信号を提供する。
【００２３】
本発明のセンサは、実質的に環状の光検出器２１４を形成する光検出器２３４の外側に取り付けられた、当該技術分野にて公知の選択随意的な光フィルタ２５０を選択随意的に更に備えている。光フィルタ２４０は、所望の光学周波数付近（すなわち、標的を照射するために使用した照射器の周波数）の狭小帯域内にて光エネルギを透過させる設計とされた狭小帯域のパスフィルタである。光フィルタは、検出される略光波長の約１５ｎｍ乃至２０ｎｍ範囲内の光エネルギを透過し且つ他の波長の光エネルギをろ波することが望ましい。光フィルタ２４０は、検出器に直接、接着するか、又は光検出器の前面にて取り付けることができる。
【００２４】
光センサは、実質的に環状の光検出器２１４の外側に取り付けられた光学的に透明なレドーム２２６と、ｒｆ反射器の前方に取り付けられたｒｆ透明なレドーム２３０とを更に備えることができる。
【００２５】
図３の正面図に図示する、実質的に環状の光検出器２１４は、図３に最も良く図示するように、ｒｆセンサの周りで同軸状に区分化したリングとして配置された複数の光検出器２３４にて形成されている。かかる光検出器の数は偶数であることが望ましく、４つ以上の光検出器とすることが好ましい。検出器を追加するならば、より高度の測定精度が得られる。検出器は、区分化したリングとして左右対称に配置され且つ各検出器毎に、該検出器からリングを横断するように配置された一対の検出器が存在するように配置されている。図３に図示した光センサにおいて、８つの検出器が存在している。
【００２６】
光検出器は、環状体として配置されることが好ましいが、六角形及びその他の多角形の配置を含む環状体に近似するその他の形状とすることも考えられる。
実質的に環状の光検出器２１４を含む本発明の光センサの作動状態は、図４に図示されている。標的は、レーザのような遠方の照射装置により光エネルギのビームで照射される。ビームは、標的により散乱され、その散乱した光エネルギの一部は光センサにより検出される。散乱した光エネルギの一部分は、光エネルギ２６２ａ乃至ｅの実質的に平行なビームとして実質的に環状の光検出器２１４に達し、実質的に環状の光検出器２１４の中心を貫通して伸長する兵器の長手方向軸線に対して所定の角度にて配置される。光エネルギは標的により実際に散乱されるが、検出器が標的から顕著な距離にある場合（すなわち、センサと標的との間の距離が検出器の環状体の直径の数倍以上である場合）、光検出器が見るビームは実質的に平行である。次に、ビーム２６２は、対向状態に配置された対の光検出器２３４により検出される。対向状態に配置されたかかる対の光検出器２３４ａ、２３４ｂを考えると、入射する平行なビーム２６２ａ、２６２ｂは光検出器２３４ａにより直接、検出される。入射するビーム２６２ｃは、反射器２２２により反射されるが、光検出器２３４ａによって検出もされる。しかしながら、平行なビーム２６２ｄ、２６２ｅは対向状態に配置された光検出器２３４ｂにより検出されず、遮光装置２２２により遮断される。従って、標的が光検出器に対してプラスの角度であるならば、光検出器２３４ｂにより検出されるよりもより多くの光線が光検出器２３４ａにより検出されることになる。勿論、入射する光線の角度が零に近づくに伴ない、光検出器２３４ｂは光線の検出を開始する。標的が真正面にある場合、すなわち、実質的に環状の検出器２１４の中心を貫通して伸長する長手方向軸線に対して、零角度であるならば、光検出器２３４ａ、２３４ｂは、等しい量の光線を検出し、その結果、信号の差は零となり、合計信号はプラスとなる。プラスの合計信号がプラスであることと、差信号が零であることとが組み合わさることは、標的が真正面にある場合と、標的が存在しない場合とを識別するのに役立つ。最後に、標的が実質的に環状の検出器２１４の中心を貫通して伸長する長手方向軸線に対してマイナスの角度であるならば、光検出器２３４ｂは、光検出器２３４ａよりもより多くの光線を検出する。次に、対向状態に配置された各対の光検出器により検出された光線の差を分析して標的の位置を求める。
【００２７】
図２に図示したｒｆセンサ２１８は、トランシーバ３１４と、トランス反射器３１８と、ツイスト反射器３２２と、選択随意なレドーム２３０とを備えている。トランシーバ３１４は、ｒｆ信号を標的に伝送するｒｆ送信機と、標的から反射した信号を受け取るｒｆ受信機との組み合わせ体として機能する。使用時、トランシーバ３１４は、周知の方法にて線形に偏波したｒｆエネルギを形成する。ｒｆエネルギがトランス反射器３１８に対して偏波しているため、ｒｆエネルギは、トランス反射器３１８によって平行状態とされ、ツイスト反射器３２２に向けて反射される。トランス反射器３１８は、適当な偏波状態の衝突するｒｆエネルギを平行状態にすることのできる形状とした平行なワイヤーグリッドを備えている。次に、ツイスト反射器３２２は、反射したｒｆエネルギの位相を９０°だけ変位させ、ｒｆエネルギをトランス反射器３１８に向けて反射する。偏波した変位により、平行状態とされたｒｆエネルギは、トランス反射器３１８を通って且つ標的に向けて伝送される。
【００２８】
標的に衝突する偏波したｒｆエネルギの少なくとも一部分は、標的から反射され、トランス反射器３１８を横断して、ツイスト反射器３２２に衝突し、この反射器にて、その偏波が再度、９０°だけ変位される。ｒｆエネルギは、トランス反射器３１８に反射される一方、該反射器３１８は、ｒｆエネルギを収束させ且つトランシーバ３１４に反射させる。トランシーバ３１４は、戻り信号を分析するため受信機を有している。
【００２９】
１つの好適な実施の形態において、ｒｆセンサは、当該技術分野にて公知であるように、円錐形スキャニング（コーン−スキャン）モノパルスモードにて作用する形態とされているが、本発明は、かかるｒｆセンサにのみ限定することを意図するものではない。本発明を実施するとき、光検出器と組み合わせて、当該技術分野にて公知の他のｒｆセンサを使用することができる。
【００３０】
一般に、ｒｆセンサ、より具体的には、ツイスト反射器３２２、及びトランス反射器３１８は、実質的に環状の光検出器２１４の前方に取り付けられている。殆どの適用例において、図２に図示するように、実質的に環状の光検出器２１４は、兵器の先端にてツイスト反射器３２２に隣接し且つ該反射器の後方にあるが、実質的に環状の光検出器２１４は、兵器の形状、及び空気力学的条件並びにその他の条件に依存して、兵器本体内に更に引き込ませることができる。
【００３１】
使用時、図５に図示するように、標的４１０は、遠方の照射器４１８からのような光線ビーム４１４にて照射される。標的４１０によって反射された光線４１４の少なくとも一部分４２２は、光センサ４３０によって受け取られる。同様に、ｒｆセンサ４３４は、偏波したｒｆエネルギ４３８を標的４１０に向けて伝送する。ｒｆエネルギ４３８の少なくとも一部分４４２は、ｒｆセンサ４３４に反射されて戻る。検出されたｒｆ信号及び光信号は、信号プロセッサ４４６内にて処理され、該信号プロセッサは、誘導装置４５４に対して誘導信号４５０を出力し、該誘導装置は、兵器を誘導する。
【００３２】
反射器は、ｒｆセンサと同軸状である一方、反射器の少なくとも一部分は、センサの少なくとも一部分の周りで同心状に取り付けることができる。同様に、光センサの少なくとも一部分は、ｒｆセンサの少なくとも一部分の周りで同心状に取り付けることができる。
【００３３】
本発明と共に使用するための好適な光検出器は、ＥＧ＆Ｇアンドセントロニクス（ＥＧ＆ＧａｎｄＣｅｎｔｒｏｎｉｃｓ）が製造し、約２００ｎｍ乃至約１１００ｎｍの波長範囲の光線を検出する、シリコン系検出器である。勿論、その他の周波数にて作動する、その他の材料で出来た適当な光検出器を他の波長にて作動する標的照射装置と共に使用することもできる。
【００３４】
光センサと共に使用される標的照射装置は、光センサにより検出可能な波長範囲内の光線を発生させる。シリコン検出器が使用される場合、好適な標的照射装置は、約２００ｎｍ乃至１１００ｎｍの波長にて作動する。より望ましくは、標的照射装置は、約１０００ｎｍの波長のエネルギを出力するものとする。
【００３５】
図３に図示するように、円弧状の形状の光検出器が好ましいが、矩形の光検出器を含む、その他の形状の光検出器も同様に使用可能である。一般に、光検出器の数が減少するに伴ない、円弧状のセグメント光検出器を有することがより望ましい。１つの好適な実施の形態において、円弧状の形状のシリコン光検出器が８つ採用されている。光検出器の各々は、１つの出力信号を有する１つの装置を形成し得るように共に従属させた円弧状の形状の２つのシリコンの光検出器から成っている。
【００３６】
本発明と共に使用するのに好適なｒｆ検出器は、ｎｍｗの範囲内にて作動し、より具体的には、約３０ＧＨｚ乃至約１５０ＧＨｚの周波数範囲内にて作動する。
【００３７】
信号プロセッサ及び誘導装置は、存在しているか又は未だ発明されていないかどうかを問わずに、当該技術分野にて公知の任意の適当な装置とすることができる。
【００３８】
上記の説明から、本発明は、１）エネルギを標的に向けて伝送し、反射したエネルギを受け取る作用可能なｎｍｗセンサと、２）遠隔照射装置のような標的から反射された光学的距離内にて電磁放射線を受け取る非収束型の光センサとを組み合わせたものであることを理解すべきである。
【００３９】
上記の実施例及び開示は単に一例であり、限定的なものであることを意図するものではない。これらの実施例及び説明は、当業者に対し多数の変更例及び代替例を示唆するものである。これら全ての代替例及び変更例の全ては特許請求の範囲に包含することを意図するものである。当業者は、本明細書に記載した特定の実施の形態の他の均等物を認識することができ、かかる均等物も特許請求の範囲に包含することを意図するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光センサの１つの実施の形態の斜視図である。
【図２】本発明の二重モードセンサの側面断面図である。
【図３】本発明にて使用される光センサの正面図である。
【図４】本発明の二重モードセンサに衝突する所定の角度の光ビームの光線軌跡を示す、本発明にて使用される光センサの断面図である。
【図５】使用中の本発明の二重モードセンサのブロック図である。
【符号の説明】
１００光センサ１０４光検出器
１０５光検出器の幅１０７内側円弧状部分
１０８共通点１０９外側円弧状部分
１１２シリンダ１１３遮光装置の長さ
１１４環状体
２１０二重モードセンサ２１４環状の光検出器
２１８ｒｆセンサ２２２遮光装置
２２６光学的に透明なレドーム２３０ｒｆ透明なレドーム
２３４、２３４ａ、２３４ｂ光検出器
２４２回路板２４６プリアンプ
２４８信号プロセッサ２５０光フィルタ
２６２ａ、２６２ｂ、２６２ｃ、２６２ｄ、２６２ｅ光エネルギ

Claims

前端と、後端と、貫通する長手方向軸線とを有する兵器に取り付けられ且つ該兵器の誘導装置と共に使用されるセンサにおいて、
光エネルギの標的源から入射する光エネルギを受け取り得るように長手方向軸線に沿って且つ共通の点から実質的に等距離の位置にて該共通の点の周りに配置された複数の光検出器であって、その各々が入射する光エネルギを受け取ったとき、光検出器の出力信号を発生させる、複数の光検出器と、
長手方向軸線の周りで実質的に円形の形状にて且つ複数の光検出器と同軸状に配置され、その少なくとも一部分が光検出器の前方に配置された、１つ以上の遮光装置であって、長手方向軸線に対して、光検出器よりも近い位置に配置され、１つ以上の光検出器から、長手方向に軸線に対して斜めの方向に伝播する、全ての入射光エネルギの少なくとも一部分を遮断し得る構造及び配置とされた１つ以上の遮光装置と、
光検出器の出力信号を受け取り且つ誘導装置に対して誘導信号を提供するように、光検出器と作用可能に関係付けられた信号プロセッサとを備える、センサ。
請求項１に記載のセンサにおいて、１つ以上の遮光装置が反射型であり、衝突する光エネルギを少なくとも１つ以上の光検出器に反射させ得るように配置される、センサ。
請求項１に記載のセンサにおいて、光検出器が共通の点の周りで左右対称に配置される、センサ。
請求項１に記載のセンサにおいて、光検出器を偶数個、備え、該検出器の各々が、第二の光検出器から共通の点の周りにて反対方向に配置される、センサ。
請求項１に記載のセンサにおいて、ｒｆエネルギを受け取り且つｒｆセンサの出力信号を発生させるｒｆセンサを更に備え、信号プロセッサが、ｒｆセンサの出力信号を受け取り且つ誘導装置に対して誘導信号を提供し得るようにｒｆセンサと作用可能に関係付けられる、センサ。
請求項５に記載のセンサにおいて、ｒｆセンサが、トランス反射器と、ツイスト反射器とを更に備え、複数の光検出器が、弾薬の長手方向軸線の周りでトランス反射器及びツイスト反射器と同軸状で且つ該トランス反射器及びツイスト反射器の外側にて兵器に取り付けられる、センサ。
貫通する長手方向軸線を有する兵器に取り付けられ且つ該兵器の誘導装置と共に使用される、ニ重モード光及び高周波（ＲＦ）センサ装置において、
（ａ）ｒｆエネルギを受け取り且つｒｆセンサの出力信号を発生させるｒｆセンサと、
（ｂ）光センサであって、
ｉ）光エネルギを受け取り且つ光検出器の出力信号を発生させ得るように、長手方向軸線の周りに取り付けられた複数の光検出器と、
ｉｉ）光線を外方に光検出器まで向け得るような構造及び配置とされた反射器であって、兵器上にて長手方向軸線の周りで光検出器と同軸状に取り付けられた反射器とを有する光センサと、
（ｃ）ｒｆセンサの出力信号及び光検出器の出力信号を受け取り且つ誘導装置に対して誘導信号を提供し得るようにｒｆセンサ及び光センサと作用可能に関係付けられた信号プロセッサとを備える、二重モード光及び高周波（ＲＦ）センサ装置。
請求項７に記載の二重モードセンサ装置において、光センサが、長手方向軸線の周りで区分化したリングとして配置された複数の光検出器を備える、二重モードセンサ装置。
請求項８に記載の二重モードセンサ装置において、光センサの外側にて兵器上に取り付けられた光学的に透明なレドームを更に備える、ニ重モードセンサ装置。
請求項８に記載の二重モードセンサ装置において、反射器が、ｒｆセンサの周りにて区分化したリングと同心状で且つ該リングの内側にて兵器上に取り付けられる、ニ重モードセンサ装置。
請求項８に記載の二重モードセンサ装置において、ｒｆセンサの少なくとも一部分が、長手方向軸線に対して、複数の光検出器よりも前方の位置に取り付けられる、二重モードセンサ装置。
請求項８に記載の二重モードセンサ装置において、４つ以上の光検出器を備える、ニ重モードセンサ装置。
請求項８に記載の二重モードセンサ装置において、偶数個の光検出器を備える、ニ重モードセンサ装置。
請求項８に記載の二重モードセンサ装置において、光検出器が区分化したリングとして左右対称に配置される、ニ重モードセンサ装置。
請求項７に記載の二重モードセンサ装置において、ｒｆエネルギの、約３０ＧＨｚ乃至約１５０ＧＨｚの範囲の周波数を有する、ニ重モードセンサ装置。
請求項７に記載の二重モードセンサ装置において、光検出器が、標的から反射された光線ビームを検出する、ニ重モードセンサ装置。
請求項７に記載の二重モードセンサ装置において、兵器が弾丸である、ニ重モードのセンサ装置。
請求項７に記載の二重モードセンサ装置において、兵器がミサイルである、ニ重モードのセンサ装置。
請求項７に記載の二重モードセンサ装置において、ｒｆセンサが、標的をｒｆエネルギで照射するｒｆ送信機を更に備える、ニ重モードセンサ装置。
請求項１９に記載の二重モードセンサ装置において、標的を照射するｒｆエネルギの少なくとも一部分が、反射され且つｒｆセンサにより検出される、ニ重モードセンサ装置。
貫通する長手方向軸線を有する兵器に取り付けられ且つ該兵器の誘導装置と共に使用される、ニ重モード光及び高周波（ｒｆ）センサ装置において、
（ａ）ｒｆエネルギを受け取り且つｒｆセンサの出力信号を提供するｒｆセンサと、
（ｂ）ｒｆセンサの外側で且つｒｆセンサと同軸状に取り付けられたｒｆ透明なレドームと、
（ｃ）光センサであって、
ｉ）長手方向軸線の周りで取り付けられた環状体として配置され且つ光エネルギの標的源からの光周波数エネルギを受け取る複数の光検出器であって、光周波数エネルギを受け取ったとき、光検出器の出力信号を発生させる複数の光検出器と、
ｉｉ）所望の周波数の光エネルギを選択的に透過させ得るように関係付けられた選択随意的な狭小帯域のパスフィルタと、
ｉｉｉ）光センサの外側で且つ光センサと同軸状に取り付けられた光学的に透明な環状のレドームと、
ｉｖ）光線を外方に光検出器まで向ける構造及び配置された反射器であって、長手方向軸線の周りで複数の光検出器と同軸状に取り付けられ、光レドーム内に取り付けられた反射器とを有する光センサと、
センサ装置が、
（ｆ）ｒｆセンサ出力信号及び光検出器の出力信号を受け取り且つ誘導装置に対し誘導信号を提供し得るようにｒｆセンサ及び環状の光センサと作用可能に関係付けられた信号プロセッサとを備える、二重モード光及び高周波（ｒｆ）センサ装置。
請求項２１に記載のセンサにおいて、ｒｆセンサが、トランス反射器と、ツイスト反射器とを備え、光検出器及び反射器が、トランス反射器及びツイスト反射器と同軸状で且つトランス反射器及びツイスト反射器よりも長手方向軸線から離れた距離にて兵器の上に取り付けられる、センサ。
ｒｆエネルギ及び光エネルギの双方を同時に使用することにより標的を検出する方法において、
標的を光エネルギで照射し、該標的が光エネルギの少なくとも一部分を反射するようにするステップと、
標的をｒｆエネルギで照射し、該標的がｒｆエネルギの少なくとも一部分を反射するようにするステップと、
反射したｒｆエネルギをｒｆセンサで検出するステップと、
共通の点の周りで区分化したリングとして配置された複数の光検出器であって、ｒｆセンサの少なくとも一部分と同軸状の複数の光検出器と、光線を検出器まで外方に向け得る構造及び配置とされ、複数の検出器と同軸状に取り付けられた反射器とを備える光センサにより反射した光エネルギを検出するステップとを備える、方法。
請求項２３に記載の方法において、ｒｆセンサが、約３０ＧＨｚ乃至約１５０ＧＨｚの周波数範囲のｒｆを検出する、方法。
兵器に取り付けられ且つ貫通する長手方向軸線とを有する兵器の誘導装置と共に使用されるセンサにおいて、
入射する光エネルギを受け取り得るように長手方向軸線に沿って共通点の周りで配置された複数の光検出器であって、その各々が光エネルギで照射したとき、光検出器の出力信号を発生させ、該検出器が長手方向軸線から第一の距離の位置に配置された複数の光検出器と、
共通の点の周りで配置され且つ検出器の内部に配置された遮光装置であって、少なくとも１つの検出器から長手方向軸線に対して斜めの方向に伝播する入射光エネルギの全ての少なくとも一部分を遮断し得る構造及び配置とされた遮光装置と、
第一の出力信号を受け取り且つ誘導装置に対して誘導信号を提供し得るように光センサと作用可能に関係付けられた信号プロセッサとを備える、センサ。
請求項２５に記載のセンサにおいて、遮光装置が反射型であり、衝突する全ての光エネルギの少なくとも一部分を少なくとも１つの検出器まで反射する、センサ。
請求項２６に記載のセンサにおいて、遮光装置が、反射性材料及び非反射性材料から成る、交互の領域を備える、センサ。
請求項２６に記載のセンサにおいて、ｒｆエネルギを受け取り且つｒｆセンサの出力信号を発生させるｒｆセンサを更に備え、信号プロセッサが、ｒｆセンサの出力信号を受け取り且つ誘導装置に対して誘導信号を提供し得るようにｒｆセンサと作用可能に関係付けられる、センサ。
長手方向軸線を有する標的測定装置に取り付けられ且つ該標的測定装置と共に使用されるセンサにおいて、
入射する光エネルギを受け取り得るように長手方向軸線に沿った共通点の周りで配置された複数の光検出器であって、その各々が、光エネルギで照射されたとき、光検出器の出力信号を発生させ、長手方向軸線から第一の距離の位置に配置された複数の光検出器と、
共通の点の周りで実質的に円形の形状にて配置された１つ以上の遮光装置であって、複数の光検出装置よりも長手方向軸線により近接し、該１つ以上の光検出器から長手方向軸線に対して斜めの方向に伝播する入射光エネルギの全ての少なくとも一部分を遮断する構造及び配置とされた１つ以上の遮光装置と、
光検出器の出力信号を受け取り且つ標的測定装置に対して標的測定信号を提供し得るように光検出器と作用可能に関係付けられた信号プロセッサとを備える、センサ。
兵器に取り付けられ且つ前端と、後端と、貫通する長手方向軸線とを有する兵器の誘導装置と共に使用されるセンサにおいて、
長手方向軸線に対して垂直な面内に配置された複数の光検出器であって、光エネルギの標的源からの入射エネルギを受け取り且つ第一の出力信号を発生させ得るように、第一の半径を有する円の外周に沿って配置された、複数の光検出器と、
長手方向軸線の周りで複数の光検出器と同軸状に配置され、第一の半径よりも小さい第二の半径を有する円筒状の遮光装置であって、複数の光検出器から前方に伸長し且つ円筒状の遮光装置の反対側側部にて光と一直線に複数の光検出装置の任意のものにより受け取られた光を遮断する円筒状の遮光装置と、
光検出器の出力信号を受け取り且つ誘導装置に対して誘導信号を提供し得るように光検出器と作用可能に関係付けられた信号プロセッサとを備える、センサ。