JP4375593B2

JP4375593B2 - レーダ反射用のレフレクタを搭載した飛翔体

Info

Publication number: JP4375593B2
Application number: JP2000211085A
Authority: JP
Inventors: 裕明関沢; 宗郎宮川
Original assignee: Nippi Corp
Current assignee: Nippi Corp
Priority date: 2000-07-12
Filing date: 2000-07-12
Publication date: 2009-12-02
Anticipated expiration: 2020-07-12
Also published as: JP2002022399A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーダ反射用のレフレクタを搭載した、例えば標的のような飛翔体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、曳航鋼索を介して戦闘機等により曳航された標的を、地上、海上或いは空中のレーダによって捕捉して、標的までの位置や距離を把握する訓練や、更にミサイルを発射し、標的を追跡して命中させる戦闘訓練が行われている。
【０００３】
このような戦闘訓練に用いられる標的として、実公昭６０−２１６８０号公報にＩＲ標的が開示されている。ＩＲ標的は、赤外線ホーミングミサイル射撃訓練用の曳航標的であり、標的からの放射赤外線を追跡する訓練に用いるものである。
【０００４】
図７にＩＲ標的の一例を示す。ＩＲ標的１０１は、円筒形外筒１０２よりなる胴体の前端に、Ｘバンド域電波を前方に広角反射する球形レンズレフレクタ１０３を備え、後端に、Ｘバンド域電波を後方に広角反射する球形レンズレフレクタ１０８を備えている。そして、円筒形外筒１０２よりなる胴体内部には、Ｘバンド域電波を各々左右に広角反射する２個の球形レンズレフレクタ１０４，１０５を設けている。更に、後端付近周囲には、複数個のフィン１０６及び後向きに噴射するフレア１０７を装着している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のＩＲ標的１０１においては、Ｘバンド域電波を左右に広角反射する２個の球形レンズレフレクタ１０４，１０５を、円筒形外筒１０２よりなる胴体内部に配置している。
【０００６】
しかし、球形レンズレフレクタ１０４，１０５は、円筒形外筒１０２の胴体内部に埋設されるものであるため、胴体内部の空きスペースを広く占有してしまい、胴体内部の空間を他の用途に有効に活用できないという不都合があった。
【０００７】
例えば、１個の球形レンズレフレクタのレーダ反射覆域は、およそ１２０°であり、ＩＲ標的１０１の上下左右の全方位（３６０°）をカバーするためには、少なくとも３個の球形レンズレフレクタが必要となる。この場合、ＩＲ標的１０１の円筒形外筒１０２の直径を２００ｍｍとし、球形レンズレフレクタをこの円筒形外筒１０２に内接する球形とすると、直径が２００ｍｍで長さが約６００ｍｍをなす円柱に相当する容積が、球形レンズレフレクタにより占有されることになる。
【０００８】
更に、球形レンズレフレクタは一般的に高価であり、標的１０１の前方及び後方に２個、胴体内部に３個の球形レンズレフレクタを搭載した場合には、訓練によりミサイル等で撃墜して使用するにはコストがかかり過ぎるという問題があった。
【０００９】
本出願に係る発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、レーダ反射用のレフレクタを搭載した例えば標的のような飛翔体であって、レフレクタを搭載することによって占有される飛翔体自体の内部容積を小さくして、飛翔体内部に空きスペースを広く確保することができ、飛翔体内部の空きスペースを有効に活用できる飛翔体を提供することにある。
【００１０】
また、全方域にレーダを反射できる飛翔体を安価に製造でき、大幅なコストダウンを図ることができる飛翔体を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本出願に係る第１の発明は、レーダを反射するレフレクタを備え、空中を飛行することにより、入射電波を前記レフレクタにより反射する飛翔体において、底面部が開放する中空三角錐状をなす前記レフレクタを、飛翔体胴体の長手方向に沿って複数設けたレフレクタ列を備え、前記飛翔体胴体の周方向を少なくとも８等分したそれぞれの方向に向かって、前記レフレクタ列を配置したことを特徴とする飛翔体である。
【００１２】
また、本出願に係る第２の発明は、前記レフレクタが、電波を透過する材質よりなる前記飛翔体胴体の内部に収容されていることを特徴とする第１の発明に記載の飛翔体である。
【００１３】
更に、本出願に係る第３の発明は、少なくとも８方向に向かって設けた前記レフレクタ列は、隣接する前記レフレクタ列同士と接しており、前記レフレクタによって形成される筒状体内部は中空であることを特徴とする第１または第２の発明に記載の飛翔体である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本出願に係る発明の実施の形態を、図１〜図６に基づいて詳細に説明する。
【００１５】
図１（ａ）は、本発明における飛翔体の一実施の形態である標的１の外観を示した斜視図である。
【００１６】
標的１の外形は略円柱形状をなし、その両端部は緩やかなカーブを描きながら端部に向かってつぼまった魚雷形状をしている。円筒形外筒２よりなる胴体の前端には、電波を前方に広角反射する球形レンズレフレクタ３を備え、後端には、電波を後方に広角反射する球形レンズレフレクタ８を備えている。前方及び後方に設けている球形レンズレフレクタ３，８としては、例えばルネベルグレンズを用いている。他に、コーナレフレクタを用いることもできる。
【００１７】
円筒形外筒２の直径は約２００ｍｍ、標的１の全長が約３０００ｍｍであり、その外殻は電波を透過するＦ．Ｒ．Ｐ．（繊維強化プラスチック）等より形成されいる。前記電波の周波数は、訓練に使用するレーダによって種々の値をとりうる。
【００１８】
円筒形外筒２の中腹には、左右に翼１７，１８が設けられている。また、標的１本体の後部には、標的１本体の左右方向に安定翼５，６が、標的１本体の垂直方向に安定翼７が設けられている。左右の安定翼５，６の後端部には、端部が上下方向に回動可能な舵面５ａ，６ａを設けている。
【００１９】
また、安定翼７は、標的１が左右方向に揺動するのを防止する働きをしており、後端部には左右方向に回動可能な舵面７ａを設けている。安定翼５，６，７の舵面５ａ，６ａ，７ａは、円筒形外筒２の内部に備えた制御部９と連動しており、制御部９からの命令に従って回動を行い、標的１の飛行方向を変更させることができる。
【００２０】
本実施の形態における標的１は、戦闘機等によって曳航する曳航式の標的ではなく、自らの動力によって飛行する自航式の標的である。そのため、遠隔からの無線操作によって飛行させる必要があり、円筒形外筒２内部の空きスペースに制御部９を設けている。
【００２１】
また、標的１本体の円筒形外筒２の外殻下部には、推進動力となるジェットエンジン１０を備えており、そのジェットエンジン１０に供給するための燃料を収容する燃料タンク１６を、円筒形外筒２内部の空きスペースに備えている。
【００２２】
本発明は、上記構成に加えて標的１の上下左右の全方向（３６０°）に電波を反射することができるように、円筒形外筒２の中腹部にレーダ反射体である複合レフレクタ４を備えている。複合レフレクタ４は、コーナレフレクタ１１（以下、コーナレフ１１と称す）を複数結合してなる複合体である。
【００２３】
本実施の形態で用いている複合レフレクタ４を構成するコーナレフ１１の拡大図を図１（ｂ）に示す。
【００２４】
図１（ｂ）に示すように、１個のコーナレフ１１は底面部１２（斜線部）が開放している中空三角錐状をなし、底面部１２は正三角形、３つの斜面はそれぞれ直角二等辺三角形状をなしている。コーナレフ１１は、開放された底面部１２より入射する電波を、三角錐の内側で反射させてから、再び入射方向へ出射させるものである。三角錐の内側に向いた３つの斜面をなす三角板１３は、電波を反射する材料である必要があり、アルミ板または板材に銀等の金属を蒸着させたものからなる。それぞれの三角板１３は、直角頂点を形成する二辺である稜１３ａを、他の三角板１３の各稜１３ａと接合して、三角錐形状のコーナレフ１１を形成している。
【００２５】
三角錐形状のコーナレフ１１は、その３つの斜面の互いに対向する面をそれぞれ電波反射面としたものであり、底面部１２から入射した電波を三角錐内部において３つ又は２つの斜面で順次反射し、若しくは１面で反射し、再び入射方向へ出射させるものである。
【００２６】
ここで、レーダの反射度を表すレーダ断面積（ｒａｄａｒｃｒｏｓｓｓｅｃｔｉｏｎ：以下、ＲＣＳと称す）について説明する。ＲＣＳとは、ある方向に散乱した単位立体角当たりの出力の、その方向から散乱体に入射する平面波の単位面積当たりの出力に対する比の４π倍をいう。本実施の形態においては、Ｘバンド域電波（例えば、周波数１０ＧＨｚ，波長３０ｍｍ）に対してＲＣＳ２ｍ²を確保することが要求されていることを前提に説明する。
【００２７】
図４はコーナレフ１１のレーダ反射覆域を示す特性図である。前述の球形レンズレフレクタは、レーダ反射覆域が約１２０°であったため、標的の上下左右の全方向にレーダを反射させるためには、３個の球形レンズレフレクタをそれぞれ１２０°ずつ回転させた位置に配置する必要があった。しかし、本実施の形態において用いているコーナレフ１１は、図４に示すように、レーダ反射覆域が約４５°程度であることが検出された。従って、標的１の上下左右の全方向にレーダを反射させるためには、少なくとも８個のコーナレフ１１を順に４５°ずつ回転させた位置に配置する必要がある。
【００２８】
円筒形外筒２よりなる胴体に内接する直径２００ｍｍの球形レンズレフレクタによれば、レーダ反射覆域においてＲＣＳ２ｍ²以上を確保することが可能であるが、８方向に各１個のコーナレフ１１を配置することによりＲＣＳ２ｍ²を確保するには、底面部１２の一辺１２ａが２００ｍｍ程度のコーナレフ１１を使用する必要がある。この場合、コーナレフ１１が円筒形外筒２の内部へ食い込む容積が大きく、胴体内部の空きスペースを大きく占有してしまう。そのため、コーナレフ１１が円筒形外筒２の内部へ食い込む容積を、極力小さくしなければならない。
【００２９】
また、１個のコーナレフ１１の最小寸法を考えると、三角錐底面部１２の一辺１２ａの長さをレーダ波長の２倍以上とするのが望ましい。
【００３０】
そこで、本実施の形態においては，円筒形外筒２の外周を周方向に少なくとも８等分した一方向に対して、標的１の長手方向に許容できる範囲のなるべく小さなコーナレフ１１を複数設ける構造としている。その結果、コーナレフ１１が円筒形外筒２の内部へ食い込む容積が小さくなり、標的１内部の空きスペースのコーナレフ１１による占有を少なくすることができ、胴体内部の空きスペースを他の用途に有効に利用できるように構成している。
【００３１】
具体的には図１（ｂ）に示すように、コーナレフ１１の稜１３ａの長さを６０ｍｍとし、円筒形外筒２の外周を円周方向に少なくとも８等分した一方向に対して、標的１の長手方向にコーナレフ１１を６個連続して形成したレフレクタ列１５（図２（ｂ）参照）を設けている。従って、標的１全体においては、６個連続するレフレクタ列１５を８本用意し、それぞれのレフレクタ列１５を異なる８方向に向けて設けているため、４８個のコーナレフ１１を設けた構成になっている。この構成によると、標的１の上下左右方向（３６０°）に対してＲＣＳ２ｍ²をほぼ確保することができる。また、稜１３ａの長さが６０ｍｍのコーナレフ１１の三角錐底面部１２における一辺１２ａの長さは、約８５ｍｍであり、レーダ波長（３０ｍｍ）の２倍以上という要件も満たすことになる。
【００３２】
なお、レフレクタ列１５は、必ずしも個々のコーナレフ１１同士を連続して一体形成したものである必要は無く、個々独立のコーナレフ１１を標的１の長手方向に配列したものであっても良い。
【００３３】
図２（ａ）に複合レフレクタ４の正面図を、図２（ｂ）に複合レフレクタ４の側面図を示す。上述のように構成された標的１の複合レフレクタ４は、図２（ａ）に示すように、外径が約２００ｍｍ、内径が約１００ｍｍで、標的１の長手方向の長さが約３００ｍｍをなす中空円筒状にまとまる。従って、球形レンズレフレクタを用いる場合に比べてコンパクトであり、しかも中空円筒状であるため、標的１内部の空きスペースを二分することもなく、空きスペースを有効に利用することができる。
【００３４】
次に、上記複合レフレクタ４の製造方法について、図３（ａ）〜（ｄ）を用いて説明する。
【００３５】
コーナレフ１１は、レーダを反射する材料で、しかも軽量な材料よりなる必要があるため、図３（ａ）に示すように、本実施の形態においてはアルミ板金１４を用いて製造している。１枚のアルミ板金１４に対して、三角錐状の金型を備えたプレス機によってプレスし、図３（ｂ）に示すようにアルミ板金１４の表面にコーナレフ１１となる三角錐形状を複数形成する。このとき、図２（ｂ）に示すように、標的１の長手方向に配列されることになるコーナレフ１１は、左右に隣接するコーナレフ１１と上下を反転させて配列し、互い違いになるように配置するのが望ましい。このように配置することにより、複合レフレクタ４の長手方向の長さを極力短くすることができる。
【００３６】
そして、プレス機により複数のコーナレフ１１が形成された上記アルミ板金１４を、図３（ｃ）に示すように折り曲げ、８角形の外周面を有する筒状に形成する。このときアルミ板金１４は、コーナレフ１１となる三角錐の頂点が、筒状の内側に向かって突出するように折り曲げる。８角形の筒状になるように折り曲げたら、アルミ板金１４が開かないように板金の端と端を溶接して接続する。このようにして、８角形状で内部が中空の複合レフレクタ４が形成される。
【００３７】
なお、複合レフレクタ４は、上記のようにアルミ板金１４から形成する方法に限られるものではない。例えば、外表面が８角形で内部が中空の筒状をなし、外表面に凹状の三角錐が複数形成された胴体を樹脂等で型成形し、その外表面に銀等の金属を蒸着させることにより複合レフレクタ４を形成することもできる。
【００３８】
以上のように形成された複合レフレクタ４を、今度は、円筒形外筒２の内部に収容する。円筒形外筒２は、電波を透過する材料により中空円筒形に形成したものであり、その筒内部に複合レフレクタ４が収容される大きさに形成している。本例においては、直径が約２００ｍｍの円筒形外筒２を形成し、その内部に複合レフレクタ４を収容している。このように、円筒形外筒２の内部に複合レフレクタ４を設けることにより、標的１の外表面における空気抵抗を小さくし、コーナレフ１１表面の凹凸が標的１の安定した飛行の妨げになることを防止している。
【００３９】
なお、本実施の形態においては、電波を透過する材料により円筒形外筒２を形成し、その内部に複合レフレクタ４を収容しているが、円筒形外筒２の外表面に複合レフレクタ４を設ける構造にしても良い。
【００４０】
なお、本実施の形態においては複合レフレクタ４として、レフレクタ列１５が一体形成されて、標的１の長手方向に長い中空８角柱状をなす複合レフレク４を用いて説明しているが、複合レフレクタ４としては上記形態に限られるものではない。他に、上記複合レフレクタ４を長手方向に分割して輪切りのように形成された複合レフレクタを、長手方向に複数配置する構成にしても良い。また、本発明におけるレフレクタとしては、必ずしも複合レフレクタである必要は無く、複数の独立したコーナレフ１１を標的１の長手方向及び周方向に配置したものであっても良い。
【００４１】
円筒形外筒２を形成したら、胴体内部に遠隔操作用の制御部９と燃料タンク１６を設け、円筒形外筒２の前端及び後端に球状レンズレフレクタ３，８を装設する。そして、胴体中腹部に左右の翼７，１８を、後方に安定翼５，６，７を設けて、標的１下部にジェットエンジン１０を設ける。
【００４２】
以上のように製造された標的１は、胴体内部の空きスペースが広く確保でき、胴体内部の空間を他の用途に有効に活用することができる。
【００４３】
また、標的内部の空きスペースが前方部と後方部とに二分されないため、前方部と後方部に亘って連続する機器類を標的内部に搭載することができる。
【００４４】
更に、球形レンズレフレクタは一般的に高価であるが、胴体内部には球形レンズレフレクタを用いていないため安価に製造することができ、しかも、球形レンズレフレクタを用いた場合と同等のＲＣＳを確保することができる。
【００４５】
本実施の形態においては、円筒形外筒２に内接する８角形の複合レフレクタ４を備える構造としたが、複合レフレクタ４は必ずしも８方向につながっている必要は無い。
【００４６】
図６は、他の実施の形態における標的１′の断面図を示している。図６に示すように、標的１′の長手方向に連なる複数個のコーナレフ１１よりなるレフレクタ列１５を８本作り、８方向に４５°ずつ順次向きをずらして設けるようにしても良い。標的１′においては、８方向に配置されたレフレクタ列１５同士がそれぞれ密着しておらず、間隔をあけて配置されている。従って、一本のレフレクタ列１５を形成するコーナレフ１１の数は、そのレーダ反射の度合いが所望のＲＣＳになるように複数設ける必要がある。
【００４７】
上記のように製造された標的１，１′は、例えば地上或いは海上の発信機により、遠隔操作されて空中を飛行する。地上、海上或いは空中のレーダによって電波を発信して、標的１，１′からの反射波をレーダで検出することにより、標的１，１′を捕捉する。
【００４８】
そして、検出された反射波を解析して、標的１，１′までの位置や距離を把握する訓練に使用される。このとき、前後端の球形レンズレフレクタと組合せることにより、標的１，１′ではどの方向からでも必要なレーダ反射を得ることができる。
【００４９】
更に、本発明における標的１，１′は、従来品と同等の反射特性を持つものに比べて安価に製造することができるため、標的１，１′からの反射波を検出する機能を有するミサイルを発射し、標的１，１′を追跡して撃墜させる戦闘訓練にも利用することができる。
【００５０】
本実施の形態においては、自航式の標的について説明しているが、本発明は自航式の標的に限られるものではなく、曳航式の標的にも適用できることは言うまでもない。
【００５１】
また、本実施の形態においては、標的をその胴体の円周方向に向かって８等分して、８方向の異なる方向を向くようにコーナレフを設けているが、８方向に限定されるものではなく、８方向以上であれば良い。
【００５２】
上記実施の形態においては、主に戦闘訓練を目的として用いられる標的について説明しているが、本発明は標的に限られるものではなく、例えばロケットに適用することにより、宇宙空間におけるロケットの飛跡追跡等にも用いることができる。
【００５３】
以上のように、本出願に係る発明は、レーダを反射するコーナレフ１１を備え、空中を飛行することにより、入射電波をコーナレフ１１により反射する飛翔体において、底面部１２が開放する中空三角錐状をなすコーナレフ１１を、飛翔体胴体の長手方向に沿って複数設けたレフレクタ列１５を備え、飛翔体胴体の周方向を少なくとも８等分したそれぞれの方向に向かって、レフレクタ列１５を配置した飛翔体である。
【００５４】
また、コーナレフ１１が、電波を透過する材質よりなる飛翔体胴体の内部に収容されていることを特徴とする飛翔体である。
【００５５】
更に、少なくとも８方向に向かって設けたレフレクタ列１５は、隣接するレフレクタ列１５同士と接しており、コーナレフ１１によって形成される筒状体内部は中空であることを特徴とする飛翔体である。
【００５６】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、レフレクタによって占有される飛翔体自体の内部容積を小さくして、飛翔体内部に空きスペースを広く確保することができる。
【００５７】
また、全方域にレーダを反射できる飛翔体を安価に製造でき、大幅なコストダウンを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（ａ）は本発明の標的の斜視図、図１（ｂ）はコーナレフレクタの拡大斜視図である。
【図２】図２（ａ）は本発明の複合レフレクタの正面図、図２（ｂ）は複合レフレクタの側面図である。
【図３】図３（ａ）はアルミ板金の斜視図、図３（ｂ）はプレス後のアルミ板金の斜視図、図３（ｃ）は折り曲げ後のアルミ板金の斜視図、図３（ｄ）は円筒形外筒内に複合レフレクタを収容した状態を示す斜視図である。
【図４】図４はコーナレフレクタのレーダ反射覆域を示すデータ図である。
【図５】図５は複合レフレクタのレーダ反射覆域を示す概念図である。
【図６】図６は本発明の他の実施の形態における標的を示す断面図である。
【図７】図７は従来の標的を示す側面図である。
【符号の説明】
１，１′…標的
２…円筒形外筒
３…球形レンズレフレクタ
４…複合レフレクタ
５，６，７…安定翼５ａ，６ａ，７ａ…舵面
８…球形レンズレフレクタ
９…制御部
１０…ジェットエンジン
１１…コーナレフレクタ
１２…底面部１２ａ…辺
１３…三角板１３ａ…稜
１４…アルミ板金
１５…レフレクタ列
１６…燃料タンク
１７，１８…翼
１０１…ＩＲ標的
１０２…円筒形外筒
１０３…球形レンズレフレクタ
１０４，１０５…球形レンズレフレクタ
１０６…フィン
１０７…フレア
１０８…球形レンズレフレクタ。

Claims

レーダを反射するレフレクタを備え、空中を飛行することにより、入射電波を前記レフレクタにより反射する飛翔体において、
底面部が開放する中空三角錐状をなす前記レフレクタを、飛翔体胴体の長手方向に沿って複数設けたレフレクタ列を備え、
前記飛翔体胴体の周方向を少なくとも８等分したそれぞれの方向に向かって、前記レフレクタ列を配置したことを特徴とする飛翔体。
前記レフレクタは、電波を透過する材質よりなる前記飛翔体胴体の内部に収容されていることを特徴とする請求項１に記載の飛翔体。
少なくとも８方向に向かって設けた前記レフレクタ列は、隣接する前記レフレクタ列同士と接しており、前記レフレクタによって形成される筒状体内部は中空であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の飛翔体。