JPH02275299A - 近接信管装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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関する。本発明による装置は、
目標物を撃墜するための指向性弾頭を有する誘導弾飛し
よう体用として使用される。

〔従来技術、および発明が解決しようとする課題〕一般
に、アクティブ光波近接信管は、投射ビーム光と同じ波
長を有する反射光が、受光器において、所定の強さ以上
に受光されたとき点火信号を発出するようになっている
。

従来、アクティブ光波近接信管において、太陽光、妨害
光等の入射による誤動作を防止するため、パルス光を投
射する、またはコヒーレント光による相対速度と比例し
たドツプラ周波数を利用する、等の方法が提案されてい
るが、これらの従来方法においては、太陽光、妨害光等
の強い光が急激に入射すると、受光器がいわゆる「めく
らの状態」となり、光波近接信管装置の動作が不確実と
なり、弾頭の該爆発、不発等の事態を生起させるという
問題点がある。

また、従来、飛しょう体の機軸を中心とする全周囲を例
えば４象限に分割し、各象限ごとの受光器を用いること
で目標物の方向を検出する場合、分割された各検知範囲
の境界近辺において目標物の存在する方向の検出があい
まいとなるという問題点がある。

本発明の目的は、前述の問題点にかんがみ、スペクトル
拡散符号としてのＰＮ符号（Ｐｓｅｕｄｏ　Ｒａｎｄｏ
ｍＮＯＩＳｅ符号）を用いた相関検出により目標物存在
象限方向を検出し、太陽光、妨害光等の影響による誤動
作を防止し、かつ、各象限の境界近辺における目標物の
存在する方向の検出を、より正確に行うことにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明においては、信管搭載飛しょう体の機軸を中心と
する全周囲方向における複数象限について光波のファン
ビームを形成させる投光器、該複数象限の第１の象限群
に対応して変調用ＰＮ符号信号を発生させる第１のＰＮ
符号信号発生器、該複数象限の第２の象限群に対応して
変調用ＰＮ符号信号を発生させる第２のＰＮ符号信号発
生器、該変調用ＰＮ符号信号にもとづき該投光器から投
射される光波をＰＮ変調する変調器、該投射された光波
が目標物において反射してから到來する反射光を受ける
受光器、該投射された光波と該反射光の間の相関をあら
わす各象限についての相関出力を発生させる相関検出器
、および、各象限についての該相関出力にもとづき各象
限方向の相関出力の比較を行い目標物の存在象限を判定
する信号比較判定器、を具備することを特徴とする近接
信管装置が提供される。

〔実施例〕

本発明の一実施例としての近接信管装置の構成が第１図
に示される。

第１図装置は、信管搭載飛しょう体の機軸を中心とする
全周囲方向における象限■・ｎ、ｍ、ｒｖについて光波
のファンビームを形成させる投光器１１２、１２２．１
３２．１４２、 象限■・■、■・■の第１の象限群Ｉ、Ｈに対応して変
調用ＰＮ符号信号を発生させる第１のＰＮ符号信号発生
器３２２、 象限１．Ｔ１．ｍ、■の第２め象限群ＩＩ、ＩＶに対応
して変調用ＰＮ符号信号を発生させる第２のＰＮ符号信
号発生部器３４２、 該変調用ＰＮ符号信号にもとづき投光器１１２．．１２
２゜１３２、１４２から投射される光波をＰＮ変調する
変調器２１２．　２２２．　２３２．　２４２、該投射
された光波が目標物において反射して到來する反射光を
受ける受光器１１１．１２１．１３１．１４１、該投射
された光波と該反射光の間の相関をあらわす各象限につ
いての相関出力を発生させる相関器３１１、３２１．３
３１．３４１、および、各象限についての該相関出力に
もとづき各象限方向の相関出力の比較を行い目標物の存
在象限を判定する信号比較器７および象限判定器８を有
する。

第１図装置におけるアクティブ光波近接信管により、飛
しょう体等の機軸を中心に全周囲方向に象限Ｉ、ｎ、Ｉ
ＩＩ、ＩＶ内の目標存在方向を検出することができる。

投光器１１２．１３２．１２２．１４２は発光源に半導
体レーザあるいは赤外線発光素子を用いて象限方向にフ
ァン・ビームをレンズ等による光学系を介して２投射し
、目標反射光を投射ビームと同一方向のファン・ビーム
構成による受光器１１１．１３１．１２１゜１４１によ
って全周囲の目標存在方向を検知する。

受光素子は例へばシリコン・フォト・ダイオード、ゲル
マニウム・フォト・ダイオード等である。

投光器１１２．１３２．１２２．１４２の発光源はドラ
イバ回路からの変調、駆動信号により発光させ、光学系
レンズにより所定のファン・ビームに形成し機軸の全周
囲方向にビームを投射させる。

スペクトル拡散符号であるＰＮ符号は変調器２１２、２
３２に入力し、発振器２５からのＲＦ発振信号に変調し
、半導体レーザへの変調信号としてドライバ回路に入力
する。また、第２のＰＮ符号も同様に変調器２２２．２
４２に入力し、発振器２５からのＲＦ発振信号に変調し
、半導体レーザへの変調信号としてドライバ回路に入力
する。

スペクトル拡散符号はＭ系列、ゴールド符号等が考えら
れるがいずれも白符号と位相の合った信号に対しては高
い相関出力を発生し、他符号又は１ビット以上位相のず
れた符号に対しては極端に低い相関出力しか発生しない
。

ＰＮ符号は全周囲方向の目標検出象限に対応させて、第
１のＰＮ符号は対向象限１．ＩＩＩに、また、第２のＰ
Ｎ符号は対向象限ＩＩ、ｒＶにそれぞれ変調し投射する
。

４象限方向のファン・ビーム検知パターンが第２図に示
される。

また、このＰＮ符号は電圧制御発振器４５のクロック周
波数で駆動された±１の値をとるＰＮ系列のスペクトル
拡散符号で各象限に対応させた符号に設定される。

受光器１１１．１３１．１２１．　１４１は光学系レン
ズ及びフィルタにより投射器と同一のファン・ビーム形
成で目標反射光を受光素子により、光エネルギーから電
気エネルギーに変換し、目標反射信号として増巾器によ
り増巾して復調器２１１．２３１．２２１゜２４１　に
送出する。

復調器２１１．２３１．、２２１．２４１は電気変換さ
れた目標反射信号を発振器２５からのＲＦ発振信号とに
より、ホモダイン検波して相関器３１１．３３１．３２
１゜３４１に送出する。

相関器３１１．３３１．３２１．３４１は従来公知の相
関方法により、１つは相関器３１１．３３１において、
投射変調信号と同一の第１のＰＮ符号の符号でかつ１ビ
ット遅れの符号（信号１）とにより、相関をとり、フィ
ルタ検波器４１．４３を介して信号検出器５１゜５３に
目標検出信号を送出する。

同様に、相関器３２１．３４１において投射変調信号と
同一の第２のＰＮ符号の符号でかつ１ビット遅れの符号
（信号１）とにより相関をとり、フィルタ検波器４２．
４４を介して信号検出器５２．５４に目標検出信号を送
出する。

もう１つは、相関器３１１．３３１に於いて投射変調信
号よりも、１ビット進んだ位相のＰＮ符号（信号２）と
により相関をとり、また、相関器３２１．３４１に於い
ても投射変調信号より、１ビット進んだ位相のＰＮ符号
（信号２）とにより、相関をとる。

この出力は受信機ノイズ、と妨害信号と相関を取れない
投射信号等で、基準ＰＮ符号により逆拡散された信号し
か発生しない非相関信号としてフィルタ検波器４１．４
３を介して信号検出器５１．５３に送出する。

非相関信号は信号検出器５１．５３．５２．５４に於い
て、一定バイアス加算をすることにより近接信管の内外
の信号環境に応じたアダプティブなスレッショルドが設
定でき、目標検出信号と比較してスレッショルド設定値
より大きい場合に目標象限信号としてトリガ発生器６に
送出する。

トリガ発生器６は受光器１１１．１３１．１２１．１４
１のいずれかで目標を検知した瞬間の検出信号が入力す
ると、トリガ・パルスが発生され、ラッチ信号が象限判
定器８に送られ、各相関器の信号比較器７からの出力信
号を保持する。

信号比較器７は各受光器１１１．１３１．１２１．１４
１の相関出力が直流電圧信号で入力され、各検知パター
ンの隣り合った象限の対の信号電圧レベルの比較を行う
。この信号比較器７は通常用いられているコンパレータ
回路で構成され、信号レベルを比較し、２値信号出力と
して象限判定器８に供給される。

象限判定器８は信号比較器７からの２値信号をトリガ・
パルス発生器６からのラッチ信号により保持し、その信
号保持状態により目標信号の存在象限を判定して目標象
限信号である出力１、出力２、出力３、出力４を出力し
、点火回路を作動させる。

第１図装置における相関器から象限判定器までの構成に
ついては本件出願人による特願昭６３−１５４９６７号
、特願昭６３−１７６４８４号に記載がある。

海面及び地上面からの反射光に対しては、投光器１４２
及び受光器１４１を用いた目標検出象限■の検知パター
ンにより、ターゲット・ゲート・ループを作動させて反
射信号の抑圧を行う。

なお、検知パターンは飛しょう体の高度情報を追尾する
ために、目標検出象限として象限Ｉまたは象限■のどち
らを用いてもよい。

ターゲット・ゲート・ループは相関器３４１、フィルタ
検波器４４、信号検出器５４、積分器５５、電圧抑制発
振器４５及び第２のＰＮ符号発生器３４２により構成さ
れる。

第２のＰＮ符号発生器３４２は投射変調信号の第２のＰ
Ｎ符号と同一符号で１ビット遅れの符号（信号１）、１
ビット進んだ符号（信号２）及びＰＮ符号（信号１）に
対しさらにΔＴ遅れ（１ビツト＋ΔＴ）の符号（信号３
）が相関器３４１に送られる。

従って、相関器３４１において第２のＰＮ符号発生器で
変調された投射信号より１ビツト＋ΔＴ遅れた基準ＰＮ
符号（信号３）により相関がとられるため、投射信号よ
り１ビツト＋ΔＴ遅れたＰＮ符号（信号３）の前、後１
ビツトの範囲に第２のＰＮ符号の変調波の反射光が現れ
たときのみに強い相関出力（信号３）を発生させる。

相関出力（信号３）は飛しょう体より最も遠い距離で相
関出力が得られるため飛しょう体が低空を飛しょうし、
海面又は地上面からの反射光が上記範囲内に相当する往
復距離内になったときに相関出力（信号３）が発生する
ことになる。

従って、相関出力（信号３）は上記フィルタ・検波器４
４、信号検出器５４を介して反射信号成分のみのターゲ
ット・ゲート信号が得られ、その信号は積分器５５で積
分され、電圧制御発振器４５に供給される。

電圧制御発振器４５は、その発振周波数により第２のＰ
Ｎ符号のクロック速度を制御して飛しょう体が低空を飛
しょうし、高度が低くなるにしたがい周波数は上昇する
。これにより、第２のＰＮ符号のクロック速度が速くな
り、１ビツトの周期が短くなり、これに相当する投射変
調信号の往復距離も短くする。

従って反射光の相関検出距離が短くなり受光器１４１か
ら入力される海面又は地上面からの反射光を追尾するル
ープを組むと、この追尾距離は飛しょう体の飛しょう高
度に応じて自動的に変わることになる。

積分器５５の出力は追尾ループにより、飛しょう体と海
面又は地上面までの距離情報を含むため、この積分器出
力を投光器１１２．１４２のドライバ回路に人力して投
射器１１２．１４２の投射光の出力を飛しょう体と海面
又は地上面との距離が短い場合は投射出力を弱め、長い
場合は、投射出力を強める様に距離に比例させて制御を
行う。

これにより、受光器１１１．１４１に入力する反射光の
受光強度は海面又は地上面からの距離により変化するこ
となく一定となる。

なお、ターゲット・ゲート・ループについては本件出願
人による特願昭６３−１７６４８４号の記載を参照する
ことができる。

第１図装置においては、スペクトル拡散変調のＰＮ符号
を用いて目標象限方向に検知するために、従来の光波方
式にあった検出象限の境界近辺に於ける目標象限にあい
まいとなる欠点が、これにより目標存在象限を正確に判
定することができ、指向性弾頭との組合せに於いて整合
性を良くするこ出ができ、ＰＮ符号の相関検出により妨
害波、太陽光等の反射光による誤動作の欠点を改善する
ことができる。第１図装置においてはまた、ＰＮ符号変
調用・クロック周波数を設定することにより、目標検出
距離範囲を変えることができ、弾頭の有効距離との組合
せに於いて整合をとることが可能となる。

第１図装置においては、スペクトル拡散符号を用いるこ
とにより、信号処理利得が得られるために高出力な光源
が不用となり、これに伴う大窓１の電源、熱的問題等に
よる実装上の問題が軽減され、信管装置の寸法、重量を
小さくすることが可能となる。また、２種類のＰＮ符号
発生器を用いた検知パターンで象限方向を検知すること
により、回路構成が簡略化され、信管装置の小形・軽量
及び低廉化が図れる。

第１図装置においては、クラッタ・ゲート・ループを用
いることにより、海面及び地上面に対する有効距離を自
動的に可変でき、また、投射光の出力を自動的に可変し
、受光強度を一定にすることにより、受信系のダイナミ
ック・レンジを小さくするという効果があり、光波近接
信管の欠点である低空飛しょう時での誤動作を防ぐこと
ができる。また、指向性弾頭を採用することにより、近
接信管を搭載した誘導弾の目標に対する撃墜能力を向上
させるという効果があり、また、指向性弾頭は従来の弾
頭に比べ小型化が可能であり、その分誘導弾の推進装置
を大型化できるため誘導弾の射程を延伸させることがで
きる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、スペクトル拡散符号としてのＰＮ符号
を用いた相関検出により目標物存在象限方向を検出し、
太陽光、妨害光等の影響による誤動作を防止し、かつ、
各象限の境界近辺における目標物の存在する方向の検出
を、より正確に行うことができる。また、クラッタ・ゲ
ート・ループにより海面又は地上面からの反射光を制御
し、低空飛しょう時での誤動作を防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例としての光波近接信管装置の
構成を示す図、 第２図は各象限方向のファンビーム検知パターンを示す
図である。 （符号の説明） １１１、１３１．１２１．１４１・・・受光器、１１２
、１３２．１２２．１４２・・・投光器、２１１、２３
１．２２１．２４１・・・復調器、２１２、２３２．２
２２．２４２・・・変調器、２５・・・発振器、 ３１１、３３１．３２１．３４１・・・相関器、３２２
、３４２・・・ＰＮ符号発生器、４１、４３．４２．４
４・・・フィルタ検波器、４５・・・電圧制御発振器、 ５１．５３．５２・５４・・・信号検出器、５５・・・
積分器、　　　　６・・・トリガ発生器、７・・・信号
比較器、　　　８・・・象限判定器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 信管搭載飛しょう体の機軸を中心とする全周囲方向にお
   ける複数象限について光波のファンビームを形成させる
   投光器、 該複数象限の第１の象限群に対応して変調用ＰＮ符号信
   号を発生させる第１のＰＮ符号信号発生器、該複数象限
   の第２の象限群に対応して変調用ＰＮ符号信号を発生さ
   せる第２のＰＮ符号信号発生器、該変調用ＰＮ符号信号
   にもとづき該投光器から投射される光をＰＮ変調する変
   調器、 該投射された光が目標物において反射してから到来する
   反射光を受ける受光器、 該投射された光と該反射光の間の相関をあらわす各象限
   についての相関出力を発生させる相関器、および、各象
   限についての該相関出力にもとづき各象限方向の相関出
   力の比較を行い目標物の存在象限を判定する信号比較判
   定器、 を具備することを特徴とする近接信管装置。