JP6168950B2 - Radio wave induction device, flying object and flying object system - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、電波誘導装置、飛しょう体および飛しょう体システムに関する。 Embodiments described herein relate generally to a radio wave induction device, a flying object, and a flying object system.
レーダ等の観測装置を用いて目標の位置や速度等の情報を取得し、管制装置で会合予測を行い、飛しょう体を目標に到達するように発射する飛しょう体システムが知られている。飛しょう体は誘導装置を備えており、発射した後は誘導装置によって飛しょう体自身で目標の情報を取得し、目標に会合する。 There is known a flying object system that obtains information such as the position and speed of a target using an observation device such as a radar, predicts a meeting using a control device, and launches the flying object to reach the target. The flying object has a guidance device, and after launching, the flying object itself obtains target information by the guidance device and meets the target.
電波型の誘導装置である電波誘導装置として、アクティブ誘導装置と、セミアクティブ誘導装置と、パッシブ誘導装置とが知られている。アクティブ誘導装置は、誘導装置自身が電波の送受信を行い、信号処理を行う。セミアクティブ誘導装置は、地上や車両や船舶や航空機等に搭載されたレーダの送信波を基準信号として受信し、併せて送信波が目標に当たって目標から反射された反射波を受信して信号処理を行う。パッシブ誘導装置は、地上や車両や船舶や航空機等に搭載されたレーダの送信波が目標に当たり、目標から反射された反射波のみを受信して信号処理を行う(例えば、特許文献1参照)。 Active induction devices, semi-active induction devices, and passive induction devices are known as radio wave induction devices that are radio wave induction devices. In the active guidance device, the guidance device itself transmits and receives radio waves and performs signal processing. The semi-active guidance device receives the transmission wave of the radar mounted on the ground, vehicles, ships, aircraft, etc. as a reference signal, and also receives the reflected wave reflected from the target when the transmission wave hits the target and performs signal processing. Do. In the passive guidance device, a transmission wave of a radar mounted on the ground, a vehicle, a ship, an aircraft, or the like hits a target, and receives only the reflected wave reflected from the target to perform signal processing (see, for example, Patent Document 1).
飛しょう体システムの電波誘導装置がパッシブ誘導型である場合、レーダと目標との距離が離れている場合、目標が反射する反射波の強度が小さくなる。また、近年では、目標には電波の反射を抑制するステルス技術が適用される傾向にある。そのため、目標が反射する反射波の強度が小さくなる。そのため、電波誘導装置の受信感度を高める必要がある。 When the radio wave guidance device of the flying object system is a passive guidance type, the intensity of the reflected wave reflected by the target is small when the distance between the radar and the target is large. In recent years, stealth technology that suppresses reflection of radio waves tends to be applied to targets. Therefore, the intensity of the reflected wave reflected by the target is reduced. For this reason, it is necessary to increase the reception sensitivity of the radio wave induction device.
また、レーダと目標との距離が離れており、レーダの観測精度の制約から飛しょう体を目標の近くまで誘導することができない場合、電波誘導装置は、広い視野で目標が反射する反射波を受信する必要がある。 In addition, when the distance between the radar and the target is far away and the flying object cannot be guided close to the target due to restrictions on the observation accuracy of the radar, the radio wave guidance device generates a reflected wave reflected by the target with a wide field of view. It is necessary to receive.
本発明が解決しようとする課題は、受信感度をより高めつつ、より広い視野で反射波を受信することができる電波誘導装置、飛しょう体および飛しょう体システムを提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide a radio wave guidance device, a flying object, and a flying object system that can receive reflected waves with a wider field of view while further improving reception sensitivity.
実施形態の電波誘導装置は、パッシブ誘導の電波誘導装置である。空中線は、受信マルチビームを形成し、電波を受信する。信号処理器は、空中線が受信した電波に基づいて、飛しょう体が目標に向かって飛しょうするための操舵信号を生成する。 The radio wave induction device of the embodiment is a passive induction radio wave induction device. The antenna forms a reception multi-beam and receives radio waves. The signal processor generates a steering signal for the flying body to fly toward the target based on the radio wave received by the antenna.
以下、本発明の一実施形態について図を参照しながら説明する。図1は、実施形態の飛しょう体システムの全体構成を示した概略図である。図示する例では、飛しょう体システム1は、飛しょう体10と、レーダ20と、管制装置30と、発射機40とを含んでいる。本実施形態の飛しょう体システム1は、パッシブ誘導装置を用いる。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Drawing 1 is a schematic diagram showing the whole flight object system composition of an embodiment. In the illustrated example, the flying object system 1 includes a
飛しょう体10は、発射機40によって発射され、目標50に会合する装置である。レーダ20は、目標50に対して送信波を照射して目標50を観測し、目標観測情報を取得する。例えば、目標観測情報は、飛しょう体10を目標50に会合させるため必要な情報である。
The
管制装置30は、レーダ20が取得した目標観測情報に基づいて、飛しょう体10が目標50に会合するために、飛しょう体10の発射方向および発射タイミング等を算出し、発射機40に対して飛しょう体10の発射指示を行う。発射機40は、管制装置30の発射指示に基づいて、飛しょう体10を発射させる。
Based on the target observation information acquired by the radar 20, the
次に、飛しょう体10の構成について説明する。図2は、実施形態の飛しょう体10の構成を示したブロック図である。図示する例では、飛しょう体10は、電波誘導装置11と、推進装置12と、操舵装置13とを備えている。電波誘導装置11は、目標50を検出し、飛しょう体10が目標50に向かって飛しょうするための操舵信号を生成する。推進装置12は、推力を発生し、飛しょう体10を飛しょうさせる。操舵装置13は、電波誘導装置11の操舵信号に基づいて、飛しょう体10の飛しょう方向を変更する。この構成により、飛しょう体10は、目標50に会合することができる。
Next, the configuration of the
次に、電波誘導装置11の構成について説明する。図3は、実施形態の電波誘導装置11の構成を示したブロック図である。本実施形態の電波誘導装置11は、パッシブ誘導装置である。図示する例では、電波誘導装置11は、空中線111と、基準信号発生器112と、受信機113と、信号処理器114とを備えている。空中線111は、電波を受信する。基準信号発生器112は、基準信号を発生し、発生した基準信号を受信機113に対して出力する。
Next, the configuration of the radio
受信機113は、レーダ20が目標50に対して照射し、目標50が反射した反射波を、空中線111を介して受信する。例えば、レーダの送信波は、低い周波数の情報を高い周波数の搬送波に乗せて送信する。受信機113は、これを受信して情報(信号)を取り出す際に、基準信号を用いる。信号処理器114は、受信機113が受信した電波に基づいて、目標50を検出し、飛しょう体10が目標50に向かって飛しょうするための操舵信号を生成する。例えば、操舵信号の生成方法は、従来知られている方法を用いる。
In the
本実施形態では、レーダ20が目標50に対して照射し、目標50が反射した反射波を電波誘導装置11がより確実に受信するために、電波誘導装置11が備える空中線111を、フェーズド・アレイ(Phased Array)・アンテナとする。フェーズド・アレイ・アンテナは、電子的に受信ビーム(受信範囲)の方向を制御し、受信マルチビームを形成することができるため、より高速に空間を走査することができる。
In the present embodiment, in order for the radio
図4は、実施形態の空中線111の構成を示した概略図である。図示する例では、空中線111は、複数の空中線素子1111と、空中線素子1111と同数のA/D変換器1112と、複数の合成器1113とを備えている。
FIG. 4 is a schematic diagram illustrating the configuration of the
空中線素子1111は、電波を受信してアナログ信号に変換する。A/D変換器1112は、アナログ信号をデジタル信号に変換して出力する。合成器1113は、各A/D変換器1112が出力したデジタル信号を合成して出力する。なお、合成器1113は、各A/D変換器1112が出力したデジタル信号を合成する際に、各A/D変換器1112が出力したデジタル信号に対してそれぞれ可変係数を乗算する。この可変係数を変更することで、受信ビームの方向を変更することができる。また、合成器1113を複数備え、各合成器1113の受信ビームの方向がそれぞれずれるように可変係数を設定することで、同時に複数の合成処理を行うことができる。この構成より、空中線111は、受信マルチビームを形成することができる。
The
一般的に、アンテナの受信感度を高くすると受信範囲が狭くなる。また、アンテナの受信範囲を広くすると受信感度が低くなる。そこで、本実施形態では、電波誘導装置11が備える空中線111をアレイアンテナとすることで、受信感度が高く受信範囲が狭い受信ビームを複数形成する。すなわち、電波誘導装置11は、受信マルチビームを形成する。従って、本実施形態の電波誘導装置11は、受信感度が高いまま、広い範囲の電波を受信することができる。
Generally, the reception range is narrowed when the reception sensitivity of the antenna is increased. Further, if the antenna receiving range is widened, the receiving sensitivity is lowered. Therefore, in the present embodiment, by using the
図5は、実施形態の電波誘導装置が形成する受信マルチビームを示した概略図である。図示する例では、電波誘導装置11が形成する受信マルチビームは、受信ビーム501〜503の3つの受信ビームを含んでいる。このように、受信感度が高い受信ビームを複数形成することで、受信感度を高くしつつ受信範囲を広げることができる。
FIG. 5 is a schematic diagram illustrating a reception multi-beam formed by the radio wave guiding apparatus according to the embodiment. In the illustrated example, the reception multi-beam formed by the radio
上述したとおり、本実施形態によれば、電波誘導装置11は、アレイアンテナである空中線111を備え、受信感度が高く受信範囲が狭い受信ビームを複数形成する。また、各受信ビームの受信方向をそれぞれ異なる方向とする。この構成により、電波誘導装置11は、受信感度をより高くしつつ受信範囲をより広げることができる。
As described above, according to the present embodiment, the radio
従って、目標50がステルス化されており、目標50から反射される反射波が弱くても、電波誘導装置11は、反射波を受信することができる。また、電波誘導装置11は、受信感度をより高くしつつ受信範囲をより広げることができるため、広い視野で目標50が反射した反射波を受信することができる。従って、飛しょう体10と目標50との距離が遠い場合においても、電波誘導装置11は、目標50が反射した反射波を受信することができる。例えば、レーダ20のアンテナが小さいため目標50の観測精度が低く、飛しょう体10を発射機40から発射する際に飛しょう体10を目標50の近くまで誘導することができない場合でも、電波誘導装置11は、目標50が反射した反射波を受信することができる。
Therefore, even if the
また、電波誘導装置11は、受信感度をより高くしつつ受信範囲をより広げることができるため、目標50が反射した反射波を受信できる可能性をより高くすることができる。また、電波誘導装置11は、目標50が反射した反射波を受信できる可能性をより高くすることができるため、飛しょう体10を目標50に対して会合させる可能性をより高くすることができる。
In addition, since the radio
以上述べた少なくともひとつの実施形態の電波誘導装置、飛しょう体および飛しょう体システムによれば、受信マルチビームを形成する空中線111を持つことにより、受信感度をより高めつつ、より広い視野で反射波を受信することが可能となる。
According to the radio wave guidance device, the flying object, and the flying object system of at least one embodiment described above, the
なお、上述した実施形態における飛しょう体10および電波誘導装置11が備える各部の機能全体あるいはその一部は、これらの機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現しても良い。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
In addition, the whole function of each part with which the flying
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶部のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時刻の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時刻プログラムを保持しているものも含んでも良い。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。 The “computer-readable recording medium” refers to a portable medium such as a flexible disk, a magneto-optical disk, a ROM, and a CD-ROM, and a storage unit such as a hard disk built in the computer system. Further, the “computer-readable recording medium” dynamically holds a program for a short time, like a communication line when transmitting a program via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line. It is also possible to include those that hold a program for a certain time, such as a volatile memory inside a computer system serving as a server or client in that case. The program may be a program for realizing a part of the functions described above, and may be a program capable of realizing the functions described above in combination with a program already recorded in a computer system.
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、様々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同時に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 As mentioned above, although some embodiment of this invention was described, these embodiment is shown as an example and is not intending limiting the range of invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention and are also included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
1・・・飛しょう体システム、10・・・飛しょう体、11・・・電波誘導装置、12・・・推進装置、13・・・操舵装置、20・・・レーダ、30・・・管制装置、40・・・発射機、50・・・目標、111・・・空中線、112・・・基準信号発生器、113・・・受信機、114・・・信号処理器、501〜503・・・受信ビーム、1111・・・空中線素子、1112・・・変換器、1113・・・合成器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Flying object system, 10 ... Flying object, 11 ... Radio wave induction device, 12 ... Propulsion device, 13 ... Steering device, 20 ... Radar, 30 ...
Claims (4)
電波を受信してアナログ信号に変換する複数の空中線素子、前記複数の空中線素子のそれぞれに対して設けられ、前記空中線素子により変換された前記アナログ信号をデジタル信号に変換する複数のアナログデジタル変換部、および、前記複数のアナログデジタル変換部により変換された複数のデジタル信号に対して可変係数を乗算し、前記可変係数を乗算した前記複数のデジタル信号を合成する複数の合成器を含む空中線と、
前記空中線が受信した前記電波に基づいて、飛しょう体が目標に向かって飛しょうするための操舵信号を生成する信号処理器と、
を備え、
前記合成器は、前記可変係数を変更させて前記空中線素子の指向方向を変更させ、それぞれの指向方向が異なる複数の受信ビームを含む受信マルチビームを形成する、
ことを特徴とする電波誘導装置。 A passive induction radio induction device,
A plurality of antenna elements that receive radio waves and convert them into analog signals, and a plurality of analog-digital converters that are provided for each of the plurality of antenna elements and convert the analog signals converted by the antenna elements into digital signals And an antenna including a plurality of synthesizers for multiplying the plurality of digital signals converted by the plurality of analog-digital converters by a variable coefficient and synthesizing the plurality of digital signals multiplied by the variable coefficient;
Based on the radio wave received by the antenna, a signal processor that generates a steering signal for the flying body to fly toward the target;
With
The combiner changes the variable coefficient to change the directivity direction of the antenna element to form a receive multi-beam including a plurality of receive beams having different directivity directions;
A radio wave induction device characterized by that.
請求項1記載の電波誘導装置。 The radio wave induction device according to claim 1.
前記電波誘導装置が生成した前記操舵信号に基づいて飛しょう方向を変更する操舵装置と、
を備えることを特徴とする飛しょう体。 The radio wave guidance device according to claim 1 or 2 ,
A steering device for changing a flying direction based on the steering signal generated by the radio wave induction device;
A flying body characterized by comprising.
目標に対して電波を照射して前記目標を観測し、目標観測情報を取得するレーダと、
前記目標観測情報に基づいて飛しょう体の発射方向および発射タイミングを算出し、発射機に対して発射指示を出力する管制装置と、
前記発射指示に基づいて前記飛しょう体を発射する前記発射機と、
を含む飛しょう体システム。 A flying body according to claim 3 ;
A radar that irradiates a target with radio waves, observes the target, and acquires target observation information ;
A control device that calculates the launch direction and launch timing of the flying object based on the target observation information, and outputs a launch instruction to the launcher ;
The launcher for launching the flying object based on the launch instruction ;
Flying object system including.
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JP2013198829A JP6168950B2 (en) | 2013-09-25 | 2013-09-25 | Radio wave induction device, flying object and flying object system |
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