JP6245035B2

JP6245035B2 - 誘導装置

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Publication number: JP6245035B2
Application number: JP2014071787A
Authority: JP
Inventors: 鈴木　健生; 健生鈴木
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2014-03-31
Filing date: 2014-03-31
Publication date: 2017-12-13
Anticipated expiration: 2034-03-31
Also published as: JP2015194366A

Description

この発明は、レーダ装置により複数の目標を分離識別し、目標に向けて飛翔体を誘導する誘導装置に関するものである。

従来のレーダ装置は、複数の近接した目標であるクラスタ目標について、レーダ装置による目標の観測値から、目標の位置の航跡、ドップラ情報（相対速度の情報）をもとに、クラスタ目標を分離し追尾することができる（例えば特許文献１参照。）。レーダ装置の追尾している目標に向け、発射機から飛翔体が発射された後、飛翔体に搭載された誘導装置が飛翔体を目標まで誘導する。しかしながら、近接した複数の目標が同一速度で進行してくる場合、レーダ装置はドップラ情報を用いて目標を分離することが困難になる。

また、複数のパルス繰り返し周期（ＰＲＩ；Pulse Repetition Interval）を使用して送信信号を送り、目標からの反射波を受信して、目標までの距離（以下、目標距離）を高分解能に求めるレーダ装置がある。この種のレーダ装置は、例えばクラッタ抑圧が可能な２つの送信パルスのＰＲＩの組み合わせについて、その最大公約数の値が最も高くなる組み合わせのＰＲＩを選択して送信パルスに使用することにより、目標距離のタイミング以外での２つのＰＲＩによる相関が生じ難くなり、大きな誤り誤差なく目標検出の信号処理を行うことができる（例えば特許文献２参照。）。

特開２００４−１２３５１（図２）特開平８−１６０１２１号公報（図１）

従来の飛翔体は、自己のレーダ装置のアンテナビーム範囲内に有る目標のドップラ情報、及び上記複数のＰＲＩを有した送信パルスを使用して、目標との相対速度、相対距離を算出して目標を捕捉し、追尾を行う。しかしながら、発射機に搭載されたレーダ装置においてクラスタ目標の分離が困難な状況下で、飛翔体のレーダ装置の距離分解能よりも小さく、目標のドップラ情報がほぼ等しい近接した複数の目標が存在する場合、その目標へ向けて発射機から飛翔体を発射すると、飛翔体のレーダ装置が上記特許文献１、２に示す信号処理をそれぞれ行っても、各目標との距離の算出が困難となる。

さらに、発射機のレーダ装置においてクラスタ目標を分離できない状況下において、複数の目標に向けて複数の飛翔体を発射しても、それぞれの飛翔体が各目標に必ず１対１で対応して誘導されることはなく、例えば同一の目標に全ての飛翔体が誘導される事象が起こることがある。

この発明は、係る課題を解決するためのものであり、互いに近接した複数の目標を発射機側で分離できない状況下で、発射機から複数の飛翔体を発射し、各飛翔体が飛翔中に自己のレーダ装置で各目標を分離し、それぞれの飛翔体がそれぞれの目標を追尾できるようにすることを目的とする。

この発明による誘導装置は、複数の近接した同速度、同一角度範囲内にある目標に対して、発射機から発射される飛翔体に搭載された誘導装置であって、慣性装置と、アンテナと、電波を生成する励振装置と、上記励振装置の生成した電波を上記アンテナ経由で目標に向けて送信する送信装置と、上記アンテナを介して目標から受けた反射波を受信する受信装置と、上記発射機のレーダが検出した目標の情報を受信する指令送受信装置と、上記受信装置が受信する上記反射波に基づき上記目標のドップラ情報、及び上記目標までの距離、角度を計測し、上記慣性装置が計測した上記飛翔体の位置、速度、姿勢角情報を用いて、上記目標の位置、速度、及び距離を計算し、上記目標の位置、速度、及び距離と、上記飛翔体の位置、速度、姿勢角情報、に基づいて操舵指令信号を生成する信号処理装置と、を備え、上記信号処理装置は、目標との相対距離が所定の閾値に達した時点で、または、検出目標の受信信号の信号レベルに対する雑音比（Ｓ／Ｎ）または信号レベル対クラッタ比（Ｓ／Ｃ）が所定の閾値に達した時点で、もしくは発射機または中継機からの指令を受けて、目標との相対速度を中心に目標を追尾するＨＰＲＦ（High Pulse Repetition Frequency）方式によって目標との相対速度により前記複数の目標を分離する処理から、目標との相対距離を中心に目標を追尾するＬＰＲＦ（Low Pulse Repetition Frequency）方式によって目標との相対距離により前記複数の目標を分離する処理に変更し、分離後の目標を追尾するものである。

この発明によれば、近接した複数の目標に対して発射された複数の飛翔体が、それぞれ自己の目標を追尾し、各目標に向けて誘導することができる。

実施の形態１による飛翔体の誘導装置、及びその誘導装置を搭載した飛翔体の構成を示す図である。実施の形態１による発射機に同速度で近づいてくる近接した第１、第２の目標を、発射機のレーダ装置が目標分離できていない状態で、発射機から飛翔体を発射した場合の例を示している。実施の形態１によるＨＰＲＦ方式とＬＰＲＦ方式を併用した場合の飛翔体の発射から捜索、測距までの信号処理の流れを示す図である。実施の形態１によるＨＰＲＦ方式による飛翔体の発射から捜索、測距までの信号処理の流れを示す図である。実施の形態１による発射機から、複数の飛翔体を複数の近接した目標に発射する場合を例示した図である。実施の形態１による発射機から、複数の飛翔体を複数の近接した目標に発射する場合を例示した図である。実施の形態１による複数の近接した目標が左右に並んで進行してくる場合を例示した図である。

実施の形態１．
以下、図を用いてこの発明に係る実施の形態１について説明する。
図１は実施の形態１による飛翔体の誘導装置１００、及びその誘導装置を搭載した飛翔体１の構成を示す図である。図１において、飛翔体１は、発射機１４から発射される。図１では、発射機１４として飛行体を例に示し、また目標１５として飛行体を例に示している。発射機１４はレーダ装置（図示せず）を有しており、目標１５を検出することができる。また、発射機１４は指令送受信装置を有しており、飛翔体１との間で通信を行う。飛翔体１は、発射機１４から発射された後、誘導装置１００により目標１５へ向けて誘導される。

飛翔体１は、アンテナ２、送信装置３、受信装置４、励振装置５、信号処理装置６、慣性装置７、電源装置８、信管９、弾頭１０、操舵装置１１、推進装置１２、指令送受信装置１３から構成される。アンテナ２、送信装置３、受信装置４、励振装置５、信号処理装置６、指令送受信装置１３は、誘導装置１００を構成する。誘導装置１００はレーダ装置として機能するとともに、飛翔体１を目標１５に向けて誘導するように飛翔体１の挙動を制御する。信号処理装置６は、飛翔体１の挙動を制御し、飛翔体１を目標に向けて誘導する制御ソフトウェアを搭載している。また、信号処理装置６は、レーダ信号処理を行う信号処理ソフトウェアを搭載している。慣性装置７は飛翔体１の位置、姿勢、及び速度を計測する。電源装置８は、電池と直流変圧器からなり、飛翔体１が発射機１４から発射された後、飛翔体１の各構成品に所要電力を供給する。

発射機１４は、そのレーダ装置で目標１５を捉え、捉えた目標を追尾する。飛翔体１は、発射機１４のレーダ装置で捉えた目標１５に対して発射され、推進装置１２で生成される推進力をもとに飛翔を続ける。飛翔体１は、飛翔中に発射機１４から目標１５の情報を指令送受信装置１３にて受信し、受信した情報を信号処理装置６に送る。

誘導装置１００の信号処理装置６は、励振装置５にて生成される送信パルスのパルス繰り返し周期（ＰＲＩ）、パルス幅、及び単位時間当たりのパルスの出力数を切り替えることができる。励振装置５で生成された送信パルスは、送信装置３で増幅され、搬送波に変調されて、アンテナ２から目標１５へ電波が送信される。アンテナ２から送信された電波は目標１５で反射され、その反射波を再びアンテナ２で受信し、受信装置４の検波により受信パルスのディジタル信号が得られ、信号処理装置６に入力される。また、励振装置５で生成された送信パルスの一部はディジタル信号に変換されて信号処理装置６に入力される。信号処理装置６は、ディジタル信号の送信パルスと受信パルスに基づいて目標１５のドップラ情報、及び目標１５までの距離、角度を計測し、慣性装置７の計測した自己の位置、姿勢、速度及び加速速度の情報を取り入れて、目標１５の位置、速度、及び距離を算出するとともに、クラッタ信号を検出し除去する。

信号処理装置６は、目標１５の位置、速度、及び距離と、自己の位置、速度、及び姿勢に基づいて、自己を目標１５に誘導させるために必要な運動方向を計算する。信号処理装置６は、求めた運動方向に基づいて操舵装置１１に対して操舵指令を出す。操舵装置１１は、信号処理装置６からの操舵指令を受信し、飛翔体１の側面に装着された操舵翼の舵を切る。

その結果、飛翔体１は目標１５の方向へ誘導され、目標１５との相対距離が短くなると信管９を作動させる。信管９は目標方向に電波照射を行い、目標１５からの反射波を受信し目標１５を検出すると、信管９は弾頭１０に対し、起爆指令を送信する。起爆指令を受信した弾頭１０は起爆し目標１５に損傷を与える、もしくは目標１５の挙動を変化させ、目標１５が飛行体である場合は落下させる。目標１５に飛翔体１が直撃した場合は、信管９がその衝撃を検知し、やはり起爆指令を弾頭１０へ送信し弾頭１０は起爆し目標１５に損傷を与える、もしくは目標１５の挙動を変化させ、目標１５が飛行体である場合は落下させる。

図２は、発射機２１に同速度で近づいてくる近接した第１の目標である目標２２及び第２の目標である目標２３を、発射機２１のレーダ装置が目標分離できていない状態で、発射機２１から飛翔体２４を発射した場合の例を示している。飛翔体２４は、発射機２１のレーダ装置または飛翔体２４のレーダ装置である誘導装置１００を用いて、目標２２または目標２３の目標方向を把握し、目標２２もしくは目標２３の何れかの目標方向へ向けて飛翔する。

誘導装置１００の信号処理装置６は、最初に、パルス繰り返し周期（ＰＲＩ）を短くして、目標との相対速度を中心に目標を捕捉及び追尾するＨＰＲＦ（High Pulse Repetition Frequency）方式により、目標検出を行う。飛翔体２４は、レーダの覆域２５の中にいる目標２２及び目標２３が近接しているので、それらを角度及び速度で分離することができず、角度及び速度において同一目標と認識する。

また、誘導装置１００は、ＰＲＩを長くする、またはパルス幅を細くする、または短時間に複数のパルスを出力し、その出力パルスを合成して帯域を広げることで、高分解能な距離測定を行い、目標との相対距離を中心に目標を捕捉及び追尾するＬＰＲＦ（Low Pulse Repetition Frequency）方式に変更する。このＨＰＲＦ方式からＬＰＲＦ方式への変更は、後述するある閾値への到達時、または外部からのトリガ信号により行う。

ここで、信号処理装置６による、ＨＰＲＦ方式とＬＰＲＦ方式を切り替えて行う、飛翔体の発射から捜索、測距までの信号処理について更に説明する。図３は、ＨＰＲＦ方式とＬＰＲＦ方式を併用した場合の飛翔体の発射から捜索、測距までの信号処理の流れを示す図である。図４は、ＨＰＲＦ方式による飛翔体の発射から捜索、測距までの信号処理の流れを示す図である。図３において、ステップＳ２では、目標との真の相対距離Ｒ＝飛翔体発射時の目標との相対距離Ｒ_０、真の目標との相対速度Ｖ_ｃ＝飛翔体発射時の目標との相対距離Ｖ_０に設定し、ＨＰＲＦ方式を選択する。次に、図４に示すステップＳ３のＨＰＲＦ方式による信号処理を行う。

図４において、ステップＳ２３で目標との相対距離ＲがＲ_１（捜索開始距離）以下になると、ステップＳ２４で捜索を開始する。

次に、複数の同速度の目標（この場合は２つの目標）との相対速度（目標２２との相対速度Ｖ_ＴＭ１と目標２３との相対速度Ｖ_ＴＭ2）と誘導装置１００の信号処理装置６が計算した真の目標との相対速度Ｖ_ｃを比較し、その結果に応じた場合分けを行い、ステップＳ２９で測距の処理に至る。

具体的には、ステップＳ２５で目標２２との相対速度Ｖ_ＴＭ１と目標２３との相対速度Ｖ_ＴＭ2を比較し、同じであったならば、ステップＳ２６でＶ_ｃ＝Ｖ_ＴＭ１またはＶ_ｃ＝Ｖ_ＴＭ２にする。また、同じなかったならば、ステップＳ２７でＶ_ｃ−Ｖ_ＴＭ１がＶ_ｃ−Ｖ_ＴＭ２よりも小さかったならば、ステップＳ３０でＶ_ｃ＝Ｖ_ＴＭ１にする。ステップＳ２８でＶ_ｃ−Ｖ_ＴＭ１がＶ_ｃ−Ｖ_ＴＭ２よりも大きかったならば、ステップＳ３１でＶ_ｃ＝Ｖ_ＴＭ２にする。
各ステップＳ２６、Ｓ３０、Ｓ３１の処理後、ステップＳ２９の測距処理を行い、ステップＳ４に移行する。

ステップＳ４では、目標との真の相対距離Ｒ＝目標２２との相対距離Ｒ_ＴＭ１またはＲ＝目標２３との相対距離Ｒ_ＴＭ２として同一目標追尾を行う、もしくは測距不可とする。このようにＨＰＲＦ方式のみでは、測距の段階でも、複数の目標を分離することができず、同一の目標を追尾するか、測距に失敗することとなる。

そこで、ＬＰＲＦ方式に切り替えるステップＳ５に移行する。
ステップＳ５は、ステップＳ６、Ｓ７、Ｓ８、Ｓ９の各処理からなる。

ステップＳ６では、目標との真の相対距離Ｒが予め設定した距離Ｒ_２以下になった時に、目標２２及び目標２３の目標捕捉及び追尾処理をリセットし、追尾方式をＨＰＲＦ方式からＬＰＲＦ方式に変更し（ステップＳ７）、ステップＳ８に移行する。

ステップＳ８では、目標を捜索し、複数の目標を距離で分離し追尾することで、Ｒ_ＴＭ１、Ｒ_ＴＭ２を再算出する。

なお、ステップＳ６において、追尾方式のＨＰＲＦ方式からＬＰＲＦ方式への切り替えるのは、追尾目標の信号レベルに対する雑音比（Ｓ／Ｎ）、または信号レベル対クラッタ比（Ｓ／Ｃ）がある閾値に達した時点で行うこともできる。
具体的には、予め設定された雑音比（Ｓ／Ｎ）の閾値Ｘが、ノイズに対する誘導装置１００の観測する追尾目標からの反射波の受信電力の比より以上である時、もしくは予め設定された信号レベル対クラッタ比（Ｓ／Ｃ）の閾値Ｙが、クラッタに対する誘導装置１００の観測する追尾目標からの反射波の受信電力の比より以上である時、ステップＳ７に移行し、ＨＰＲＦ方式からＬＰＲＦ方式への切り替えを行う。

また、ステップＳ６において、追尾方式のＨＰＲＦ方式からＬＰＲＦ方式への切り替えは、発射機１４または他の中継機（図示せず）からの指令（母機ｃｍｄ）を受けて実施することができるようにする。例えば母機ｃｍｄ＝ＬＰＲＦと指定された場合、ＬＰＲＦ方式へ切り替えるようにする。

また、ステップＳ６において、追尾方式のＨＰＲＦ方式からＬＰＲＦ方式への切り替えは、発射機１４から飛翔体１を発射する前または発射機１４から発射後に、発射機１４または中継機からの指令によって中止することもできるようにする。

次に、ステップＳ９、Ｓ１０の処理について、図５、６のそれぞれの例を用いて説明する。図５は、発射機１４から、複数の飛翔体３４、３５を複数の近接した目標３２、３３に発射する場合を例示した図である。図５において、目標３２、３３は、飛翔体３４、３５が発射機３１から発射された後、その進行方向に対し水平及び垂直な方向（横方向）に近接して離れており、それぞれの飛翔体３４、３５から各目標３２、３３までの相対距離が異なっている。
また、図６は、発射機１４から、複数の飛翔体５４、５５を複数の近接した目標５２、５３に発射する場合を例示した図である。図６において、目標５２、５３は、飛翔体５４、５５が発射機５１から発射された後、その進行方向に近接して離れ、進行方向に対し垂直な方向（横方向）には重なる位置に存在し、それぞれの飛翔体５４、５５から各目標５２、５３までの相対距離が異なっている。

ステップＳ９において、図５の例に示す各飛翔体３４、３５は、発射機３１の搭載時に、同じ発射機３１に搭載された他の飛翔体（例えば自己が飛翔体３４であるときは他の飛翔体は飛翔体３５、自己が飛翔体３５であるときは他の飛翔体は飛翔体３４となる）の情報を通信により予め入手しておき、他の飛翔体と自己の発射順の関係を示す発射番号を互いに把握しておく。
同様に、図６の例に示す各飛翔体５４、５５は、発射機５１の搭載時に、同じ発射機５１に搭載された他の飛翔体（例えば自己が飛翔体３４であるときは他の飛翔体は飛翔体３５、自己が飛翔体３５であるときは他の飛翔体は飛翔体３４となる）の情報を通信により予め入手しておき、他の飛翔体と自己の発射順の関係を示す発射番号を互いに把握しておく。

次に、図５の例において、発射機３１から複数の飛翔体３４、３５を複数の近接した目標３２、３３に発射した場合、各飛翔体３４、３５の誘導装置１００が距離の異なる複数の目標３２、３３を検出し、それぞれステップＳ８の処理により各目標３２、３３との相対距離を算出する。
飛翔体３４と目標３２の相対距離Ｒ_ＴＭ１は符号３８に示し、飛翔体３４と目標３３の相対距離Ｒ_ＴＭ２は符号３９に示している。また、飛翔体３５と目標３２の相対距離Ｒ_ＴＭ１は符号４０に示し、飛翔体３５と目標３３の相対距離Ｒ_ＴＭ２は符号４１に示している。

同様に、図６の例において、発射機５１から複数の飛翔体５４、５５を複数の近接した目標５２、５３に発射した場合、各飛翔体５４、５５の誘導装置１００が距離の異なる複数の目標５２、５３を検出し、それぞれステップＳ８の処理により各目標５２、５３とそれぞれの飛翔体５４、５５との相対距離を算出する。
飛翔体５４と目標５２の相対距離Ｒ_ＴＭ１は符号５８に示し、飛翔体５４と目標５３の相対距離Ｒ_ＴＭ２は符号５９に示している。また、飛翔体５５と目標５２の相対距離Ｒ_ＴＭ１は符号６０に示し、飛翔体５５と目標５３の相対距離Ｒ_ＴＭ２は符号６１に示している。

ステップＳ１０において、図５の例において、各飛翔体３４、３５の誘導装置１００は、各目標３２、３３のうち自己に近い相対距離Ｒ_ＴＭ１、Ｒ_ＴＭ２から順に、自己の目標の番号付けを行う。
ここでは、飛翔体３４は目標３２をＭ１１と番号付けし、目標３３をＭ１２と番号付けする。飛翔体３５は目標３３をＭ２１と番号付けとし、目標３３をＭ２２と番号付けする。

図６の例において、各飛翔体５４、５５の誘導装置１００は、各目標５２、５３のうち自己に近い相対距離Ｒ_ＴＭ１、Ｒ_ＴＭ２から順に、自己の目標の番号付けを行う。
ここでは、飛翔体５４は目標５２をＭ１１と番号付けし、目標５３をＭ１２と番号付けする。飛翔体５５は目標５３をＭ２１と番号付けとし、目標５３をＭ２２と番号付けする。

また、自己の発射された順を示す発射番号と相対距離の近い順で番号の整合をとり、発射番号１番の飛翔体は目標との真の相対距離Ｒ＝Ｒ_ＴＭ１を選択し、発射番号２番の飛翔体は目標との真の相対距離Ｒ＝Ｒ_ＴＭ２を選択する。
例えば、図５の例において、飛翔体３４の発射番号は１番であるので、相対距離の近い目標３２との飛翔体３４の観測した相対距離Ｒ_ＴＭ１を選択し、飛翔体３４は対応する目標３２のみを追尾する。また、飛翔体３５の発射番号は２番であるので、相対距離の近い目標３２との飛翔体３５の観測した相対距離Ｒ_ＴＭ２を選択し、飛翔体３５は対応する目標３３のみを追尾する。
また、図６の例において、飛翔体５４の発射番号は１番であるので、相対距離の近い目標５２との飛翔体５４の観測した相対距離Ｒ_ＴＭ１を選択し、飛翔体５４は対応する目標５２のみを追尾する。また、飛翔体５５の発射番号は２番であるので、相対距離の近い目標５２との飛翔体５５の観測した相対距離Ｒ_ＴＭ２を選択し、飛翔体５５は対応する目標５３のみを追尾する。

かくして、誘導装置１００の信号処理装置６は、他の飛翔体と、自己の発射順の関係の把握と、各目標との相対距離算出後、自己に近い距離の目標から順に番号付けを行い、自己が発射された順と相対距離の近い目標の順で番号の整合をとって対応すべき目標を選択し、選択した目標のみへ追尾させる処理ソフトウェアを備えることで、複数の近接した目標に対して、複数の飛翔体を発射した場合であっても、それぞれの飛翔体が、それぞれの目標に対応して追尾し、それぞれ１対１で効率よく対処することが可能となる。

また、各々の飛翔体１が分離した目標の情報、及び自己の位置情報等を、複数の飛翔体１の間で通信により相互交換し、各飛翔体１で異なる目標を追尾していることを相互確認するようにしてもよい。

また、各飛翔体１の間で目標の情報、及び自己の位置情報等を通信する場合、その通信経路は、各飛翔体１に搭載された指令送受信装置１３を用いて直接、または発射機１４あるいは中継機経由で実施してもよい。

また、各飛翔体１の間で目標の情報、自己の位置情報等を他の飛翔体または発射機１４または中継機へ送信するために、飛翔体１の指令送受信装置１３及び発射機１４内の指令送信装置（図示せず）を用いて情報を送受信するようにしてもよい。

次に、複数の近接した目標が左右に並んで進行してくる場合を例に説明する。図７は、複数の近接した目標が左右に並んで進行してくる場合を例示した図である。図７において、複数の近接した目標７２、７３が左右に並んで進行してくる場合は、角度範囲内で同速度、同距離に目標が存在することになる。すなわち、２つの目標７２、７３は、飛翔体７４、７５が発射機７１から発射された後、その進行方向に同じ相対距離、進行方向と垂直な方向（横方向）に離れた位置を進行し、それぞれの飛翔体７４、７５から各目標７２、７３までの相対距離が同じになっている。図７の例で言えば、飛翔体７４から目標７２までの相対距離７８と、飛翔体７４から目標７３までの相対距離７９が概ね同じとなり、飛翔体７５から目標７２までの相対距離８０と、飛翔体７５から目標７３までの相対距離８１が概ね同じとなる。

このような場合、図３で説明したように追尾処理をＨＰＲＦ方式からＬＰＲＦ方式に変更しても、各飛翔体がそれぞれ観測した目標との相対距離に基づく目標の分離が困難になる。このため、発射機７１及び中継機が走査指令を発信し、指令送受信装置１３が当該走査指令を受けることにより、信号処理装置６が当該走査指令に基づいて、アンテナ２のアンテナビーム指向角をある一定量、ある一定時間振るように制御する。これにより、アンテナ２及び受信装置４を介して得られた受信信号に基づいて、信号処理装置６による目標捜索が行われ、アンテナビーム内の目標を角度で分離する。

図７の例では、飛翔体７４が、アンテナ２のアンテナビーム７６の中心方向をアンテナビーム指向角度内で振ることで、目標７２と目標７３を分離する。また、飛翔体７５が、アンテナ２のアンテナビーム７７の中心方向をアンテナビーム指向角度内で振ることで、目標７２と目標７３を分離する。その後、各飛翔体７４、７５の信号処理装置６が分離した各目標７２、７３を検出して、それぞれどちらか一方の目標７２、７３を捕捉し、追尾を行う。例えば、目標７２と発射番号１番の飛翔体７４の相対距離７８を飛翔体７４の観測したＲ_ＴＭ１とし、目標７３と飛翔体７４の相対距離７９を飛翔体７４の観測したＲ_ＴＭ２とする。また、目標７２と発射番号２番の飛翔体７５の相対距離７８を飛翔体７５の観測したＲ_ＴＭ１とし、目標７３と飛翔体７５の相対距離７９を飛翔体７５の観測したＲ_ＴＭ２とする。

このとき、誘導装置１００の信号処理装置６は、各飛翔体間の通信により、他の飛翔体と自己の発射順の関係を把握する。この他の飛翔体と自己の発射順の関係と、各目標との相対距離を算出した後、自己に近い距離の目標から順に番号付けを行い、自己が発射された順と相対距離の近い目標の順で番号の整合をとって対応すべき目標を選択し、選択した目標のみへ追尾する。これにより、複数の近接した目標に対して、複数の飛翔体を発射した場合であっても、それぞれの飛翔体が、それぞれの目標に対応して追尾し、それぞれ１対１で効率よく対処することが可能となる。

従って、実施の形態１による誘導装置は、飛翔体がパルス繰り返し周期（ＰＲＩ）に対して受信パルスが散逸し、距離測定が困難になった場合であっても、飛翔体が算出していた目標との相対距離がある設定距離以下になると、飛翔体の捕捉及び追尾処理をＨＰＲＦ方式からＬＰＲＦ方式に切り替えて、各目標を距離で捜索及び捕捉し、追尾する。これにより、近接した複数の目標に対し、それぞれの飛翔体が目標を分離できるようになる。

また、近接した複数の目標に対し、複数の飛翔体が１対１で対応して追尾することが可能となり、効率的に目標に到達することが可能となる。

また、飛翔体間、または発射機１４あるいは中継機経由で、飛翔中の飛翔体情報、追尾している目標情報を共有することができ、情報ネットワークを利用した追尾も可能となる。

また、発射機１４では飛翔体の発射前に複数の目標を分離できないが、距離の離れた他の発射機、中継機等の他のレーダで目標を分離できている場合は、各飛翔体でより正確に目標を分離するために、他の発射機、中継機等の外部装置からの指令により、各飛翔体の目標情報を設定することができる。

また、発射後に発射機１４のレーダで目標を分離できた場合は、飛翔体で目標を分離するために、発射機１４からの指令により飛翔体の目標情報を設定することができるので、各飛翔体でより正確に目標を分離することができるようになる。

なお、ＨＰＲＦ方式で飛翔体から目標を捕捉及び追尾するタイミングは、目標の相対距離ではなく、目標のＳ／Ｎ（信号対雑音比）、Ｓ／Ｃ（信号対クラッタ比）に閾値を設けることでもよい。

また、ＨＰＲＦ方式で飛翔体から目標を捕捉及び追尾するタイミングは、目標との相対距離ではなく、発射機１４あるいは中継機等の外部装置からの指令を受けた段階で行ってもよい。

また、目標が飛翔体に対して横方向に並んで進行してくる場合は、目標の相対距離、目標のＳ／Ｎ（信号対雑音比）、Ｓ／Ｃ（信号対クラッタ比）、あるいは発射機、中継機等の外部装置からの指令を受け、ＨＰＲＦ方式からＬＰＲＦへ変更するのみでは、目標を分離できない可能性がある。よって、このように目標の捕捉及び追尾が困難となる場合は、アンテナを任意の角度で振り、異なる角度に存在する目標を分離した上で、飛翔経路の変更などを行い、ＬＰＲＦ方式に切り替えて目標を捜索し、距離情報で捕捉及び追尾を行うようにしても良い。

また、複数の目標に対して、複数の飛翔体をそれぞれ１対１に対応し追尾させるために、各飛翔体は発射時に自己が何番目に発射されたものかを認識しておく。発射時に自己以外で発射機に搭載されている飛翔体情報を認識し、自己より前に発射された飛翔体の搭載情報がなくなることを認識して、自己が何番目に発射されたものかを判断するようにしてもよい。

以上説明した通り、実施の形態１による誘導装置は、発射機１４から発射される飛翔体１に搭載された誘導装置１００であって、慣性装置７と、アンテナ２と、電波を生成する励振装置５と、上記励振装置５の生成した電波を上記アンテナ２経由で目標１５に向けて送信する送信装置３と、上記アンテナ２を介して目標から受けた反射波を受信する受信装置４と、発射機１４のレーダが検出した目標情報、及び発射機１４の位置情報を受信する指令送受信装置１３と、上記受信装置４の受信信号から目標を検出し、上記慣性装置７から出力される飛翔体の位置、速度、姿勢角情報、及び上記指令送受信装置１３で受信した発射機１４の位置情報に基づいて目標１５との相対距離、及び相対速度を計算し、操舵指令信号を生成する信号処理装置６と、を備え、上記信号処理装置６は、複数の近接した同速度、同一角度範囲内にある目標１５に対して発射され、それぞれの目標１５との相対速度により目標１５を分離する処理から、それぞれの目標１５との相対距離により目標１５を分離する処理に変更し、追尾することを特徴とする。

また、上記信号処理装置６は、目標との相対距離、または検出目標１５の受信信号の信号レベルに対する雑音比（Ｓ／Ｎ）または信号レベル対クラッタ比（Ｓ／Ｃ）が、所定の閾値に達した時点で、もしくは発射機１４または中継機からの指令を受けて、目標１５との相対速度を中心に目標１５を追尾するＨＰＲＦ方式の処理から、目標１５との相対距離を中心に目標１５を追尾するＬＰＲＦ方式の処理に変更することを特徴とする。

また、上記信号処理装置６は、同一角度範囲内、同速度、同距離で進行してくる複数の近接した目標１５に対し、目標１５を角度で分離することを特徴とする。

また、発射機１４から発射された飛翔体１が、発射機１４または中継機からの指令を受けて、ＨＰＲＦ方式からＬＰＲＦ方式への切り替えを、発射機１４から飛翔体１を発射する前または発射機１４から発射後に中止することを特徴とする。

また、上記指令送受信装置１３は、複数の飛翔体１が発射機１４から複数の近接した目標１５に発射されるとき、発射機１４搭載時に同じ発射機１４に搭載された他の飛翔体１５の指令送受信装置１３から、他の飛翔体１５と自己の誘導装置１００を搭載した飛翔体１５との発射順位を示す発射番号を受信し、上記信号処理装置に送ることを特徴とする。

また、上記信号処理装置６は、複数の近接した目標１５との相対距離を算出すると、自己に近い距離から順に番号付けを行い、自己が発射された順と相対距離の近い順で番号の整合を取り、対応する目標１５を追尾することを特徴とする。

また、上記指令送受信装置１３は、発射機１４から発射された複数の飛翔体１の有する複数の近接した目標１５の追尾情報及び各飛翔体１の位置情報等を、他の飛翔体との間の直接的な通信、または発射機あるいは中継機を介した通信により交換することで情報を共有することを特徴とする。

これにより、近接した複数の目標に対して発射された複数の飛翔体が、それぞれ自己の目標を追尾し、各目標に向けてそれぞれ誘導することができる。

１飛翔体、２アンテナ、３送信装置、４受信装置、５励振装置、６信号処理装置、７慣性装置、８電源装置、９信管、１０弾頭、１１操舵装置、１２推進装置、１３指令送受信装置、１４発射機、１５目標、２１発射機、２２目標、２３目標、２４飛翔体、３１発射機、３２目標、３３目標、３４飛翔体、３５飛翔体、５１発射機、５２目標、５３目標、５４飛翔体、５５飛翔体、７１発射機、７２目標、７３目標、７４飛翔体、７５飛翔体。

Claims

複数の近接した同速度、同一角度範囲内にある目標に対して、発射機から発射される飛翔体に搭載された誘導装置であって、
慣性装置と、
アンテナと、
電波を生成する励振装置と、
上記励振装置の生成した電波を上記アンテナ経由で目標に向けて送信する送信装置と、
上記アンテナを介して目標から受けた反射波を受信する受信装置と、
上記発射機のレーダが検出した目標の情報を受信する指令送受信装置と、
上記受信装置が受信する上記反射波に基づき上記目標のドップラ情報、及び上記目標までの距離、角度を計測し、
上記慣性装置が計測した上記飛翔体の位置、速度、姿勢角情報を用いて、上記目標の位置、速度、及び距離を計算し、
上記目標の位置、速度、及び距離と、上記飛翔体の位置、速度、姿勢角情報、に基づいて操舵指令信号を生成する信号処理装置と、
を備え、
上記信号処理装置は、目標との相対距離が所定の閾値に達した時点で、または、検出目標の受信信号の信号レベルに対する雑音比（Ｓ／Ｎ）または信号レベル対クラッタ比（Ｓ／Ｃ）が所定の閾値に達した時点で、もしくは発射機または中継機からの指令を受けて、
目標との相対速度を中心に目標を追尾するＨＰＲＦ（High Pulse Repetition Frequency）方式によって目標との相対速度により前記複数の目標を分離する処理から、目標との相対距離を中心に目標を追尾するＬＰＲＦ（Low Pulse Repetition Frequency）方式によって目標との相対距離により前記複数の目標を分離する処理に変更し、分離後の目標を追尾する誘導装置。
上記信号処理装置は、同一角度範囲内、同速度、同距離で進行してくる複数の近接した目標に対し、目標を角度で分離する請求項１記載の誘導装置。
飛翔体が発射機または中継機からの指令を受けて、発射機から発射される前または発射機から発射された後にＨＰＲＦ方式からＬＰＲＦ方式への切り替えを中止できる請求項１記載の誘導装置。
上記指令送受信装置は、複数の飛翔体が発射機から複数の近接した目標に発射されるとき、発射機搭載時に同じ発射機に搭載された他の飛翔体の指令送受信装置から、他の飛翔体と自己の誘導装置を搭載した飛翔体との発射順位を示す発射番号を受信し、上記信号処理装置に送る請求項１記載の誘導装置。
上記信号処理装置は、複数の近接した目標との相対距離を算出すると、自己に近い距離から順に番号付けを行い、自己が発射された順と相対距離の近い順で番号の整合を取り、対応する目標を追尾する請求項１記載の誘導装置。
上記指令送受信装置は、発射機から発射された複数の飛翔体の有する複数の近接した目標の追尾情報及び各飛翔体の位置情報等を、他の飛翔体との間の直接的な通信、または発射機あるいは中継機を介した通信により交換することで情報を共有する請求項１記載の誘導装置。