JPH0237300A - 近接信管 - 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〕 この発明は、航空機等の目標が、砲弾、ミサイル等の飛
しょう体の弾頭の有効範囲内に入っており、かつ、飛し
ょう体から見て目標がどれだけの距離に存在するかを検
出する近接信管に関するものである。

〔従来の技術〕

第４図は２例えば実公昭６２−３７４１号公報に示され
た従来の近接信管の構成を示す図であり１図において（
１）は発振器、（２）はこの発振器（１）の出力の一部
を取り出す方向性結合器、（３）はこの方向性結合器（
２）の出力をアンテナ（４）に導くサーキュレータ、（
５）はミキサ、（６）はビデオ増幅器、（７）はドツプ
ラフィルタ、（８）は検波器、（９）は比較器、　（１
０）は点火回路、　（ＩＩ）はスレッショールド設定器
である。

次に動作について説明する。アンテナ（４）より送信さ
れた信号は、目標に照射され、その反射信号は再びアン
テナ（４）で受信され、サーキュレータ（３）を通り、
ミキサ（５）で方向性結合器（２）の出力の一部と混合
され、ビデオ増幅器（６）で増幅された後目標と飛しょ
う体との相対速度差に相当するドツプラ周波数のみを通
すようにしたドツプラフィルタ（７）を通り、検波器（
８）で振幅が検波される。この検波器（８）の出力をス
レッショールド設定器（１１）で設定したスレッショー
ルドと比較器（９）で比較し、スレッショールドよりも
、検波器（８）の出力が大きいときに点火回路（１ｏ）
を作動させ、飛しょう体の弾頭を炸裂させる。

従来の近接信管は上記のように構成され、目標と飛しょ
う体の相対速度差によるドツプラ周波数成分を検出し２
作動するようになっている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかるに上記のように送信出力は、単一周波数であるた
め、敵側に電波を出していることが発見されやす（、ま
た、妨害波に対してもそのまま、ドツプラフィルタ（７
）を通過する範囲の周波数であれば何らの対処策を′持
ち得ない。さらに９作動範囲が目標からの反射電力の強
さで変化するため。

弾頭の有効範囲との整合がとりにくいという問題点があ
り、かつ、飛しょう体から見て目標がどれだけの距離に
存在するのかを検出することが出来なかった。

この発明は上記のような課題を解消するためになされた
もので、敵側に電波の使用を発見されにりく、かつ、妨
害に対しても、その影響を受けに（くできるとともにそ
の作動範囲を明確に設定でき、また、目標の存在距離を
検出する機能と目標の検出から弾頭の起爆までの遅延時
間を設定する機能とを持った近接信管を得ることを目的
とする〔課題を解決するための手段〕 この発明に係る近接信管は、送信波をスペクトル拡散符
号により変調することで１周波数帯域を広げ、敵側に発
見されに＜＜シ、万一妨害を受けた場合でも、受信信号
のビデオ増幅器の出力を相関器で変調信号よりも１ピッ
ト前及び１ピツト後の符号と相関をとることにより、変
調符号と同じ符号で変調されていない妨害波は、逆拡散
されて本近接信管のドツプラフィルタの帯域外に出てし
まうため、妨害に対して強くするとともに９作動範囲を
変調符号と１ピツトしかずれていない電波の往復時間に
相当する距離を中心にその前後１ピットずつの電波の往
復時間に相当する距離範囲に限定できるようにして、上
記距離範囲が飛しょう体の弾頭の有効範囲と整合をとれ
るようにしたものであり、なお、かつ、受信信号のビデ
オ増幅器出力を相関器で送信・変調信号と同じ符号、こ
れよりも１ピツト及び２ピット後の符号とで相関をとり
、それぞれドツプラフィルタを通過した後、検波器で検
波し、この３つの検波出力より飛しょう体と目標との間
の距離を計算し、更にこの距離信号と飛しょう体に搭載
のホーミング装置により得られる飛しょう体と目標との
相対接近速度信号より９弾頭を起爆させる遅延時間を計
算し、この結果に基づき、目標検出信号に遅延を与えて
点火回路により弾頭を炸裂させるようにしたものである
〔作用〕 この発明における近接信管は１発振器の出力をスペクト
ル拡散符号発生器の出力を１ビット遅らせた第１の１ピ
ツト遅延回路の出力によりスペクトル拡散変調してアン
テナから送信し、この信号の目標からの反射信号をアン
テナで受信し、これと上記発振器の出力の一部とを混合
することによりホモダイン検波する。検波出力はビデオ
増幅器で増幅された後４等分され、それぞれ、第１〜第
４の相関器において、符号発生器の出力並びにこの符号
発生器より１ピツト遅れた第１の１ピツト遅延回路の出
力、この符号発生器より２ピツト遅れた第２の１ピツト
遅延回路の出力及びこの符号発生器より３ピｙト遅れた
第３の１ピツト遅延回路の出力とで相関がとられる。こ
れらの相関器出力は、それぞれ第１〜第４のドツプラフ
ィルタにおいて、予め設定された目標と飛しょう体の相
対速度差範囲に相当するドツプラ周波数帯域波のみが通
過させられ、第１〜第４の検波器に入力される。第１の
検波器の出力は、バイアス加算器において一定電圧が加
算され、これと第３の検波器の出力が比較器で比較され
、第３の検波器の出力がバイアス加算器の出力より大き
くなったとき、比較器は目標検出信号を発生する。また
、第２．第３及び第４の検波器の出力より距離計算回路
において目標までの距離を計算するとともにホーミング
装置からの相対接近速度信号から延時秒時計算回路にお
いて目標に最大の被害を与えるような遅延時間を計算し
、延時回路において上記目標検出信号に遅延を与えて点
火回路を作動させ１弾頭を炸裂させる。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図において、（１）は発振器、（２）はこの発振器（１
）の出力の一部を取り出すための方向性結合器、（３）
はサーキュレータ、（４）はアンテナ、（５）はミキサ
、（６）はビデオ増幅器、　（７ａ）〜（７ｄ）は第１
〜第４のドツプラフィルタ、　　（８ａ）〜（８ｄ）は
第１〜第４の検波器、（９）は比較器、　（１０）は点
火回路、　（１２）は変調器、　（１３ａ）〜（１３ｄ
）は第１〜第４の相関器、　（１４）はバイアス加算器
、　（１５）はクロック発振器、　（１６）は符号発生
器、　（１７ａ）〜（１７ｃ）は第１〜第３の１ピット
遅延回路、（１８）は距離計算回路、　（１９）は延時
回路、　（２０）は延時秒時計算回路であり、Ｖｃ　　
は飛しよう体に搭載のホーミング装置により得られる飛
しょう体と目標との相対接近速度信号を示す。

スペクトル拡散符号は１Ｍ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ピツト以上位
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。この発明はこの原理を用いたものである。

符号発生器（１６）の出力より１ピツト遅れた第１の１
ピツト遅延回路（１７ａ）の出力により変調器（１２）
において、送信信号に変調をかけ、送信する目標からの
反射波は、ミキサ（５）でホモダイン検波され、ビデオ
増幅器（６）で増幅され、第１〜第４の相関器（１３ａ
）〜（１３ｄ）で送信信号と同じ符号で相関が取られる
。しかし、第１の相関器（１３ａ）は、送信信号よりも
１ビット進んだ位相の符号と相関を取るため、その出力
は、受信機ノイズと妨害信号と相関のとれない送信信号
が−Ｆ記の符号により逆拡散された信号しか発生しない
。この信号を第１のドツプラフィルタ（７ａ）と第１の
検波器（８ａ）を通した後、バイアス加算器（１４）で
一定バイアスを加算することにより、近接信管の内外の
電波環境に応じたアダプティブなスレッショールドが設
定できる。

また、第３の相関器（１３ｃ）の出力は、変調された送
信波より１ピツト遅れた符号により相関がとられるため
、送信波より１ビット遅れた符号の前後１ピットの範囲
に目標からの反射波が現れたときのみに強い相関出力を
発生する。この信号は目標と飛しょう体との相対速度差
に相当するドツプラ周波数を含むため、第３のドツプラ
フィルタ（７ｃ）を通過して第３の検波器（８ｃ）で検
波され、比較器（９）でバイアス加算器（１４）の出力
と比較される。

第３の相関器（１３ｃ）では第２の１ピット遅延回路（
１７ｂ）の出力により相関がとられるため、無相関の受
信機内部雑音や、外部からの妨害波や９位相のずれた拡
散符号の変調波による信号は逆拡散されて、第３のドツ
プラフィルタ（７ｃ）の通過帯域のみの信号が第３の検
波器（８ｃ）に送られ、目標からのド・ソブラ周彼数成
分による出力と加算されて第３の検波器（８ｃ）の出力
に現れる。従って比較器（９）の出力は、受信機の内部
雑音、外部の妨害信号成分及び相関のとれない送信信号
成分が差し引かれ純粋に目標信号成分のみが現れ、目標
検出信号が得られる。

ところで、第２図の（ａ）は第１〜第４の検波器（８ａ
）〜（８ｄ）の出力り、〜Ｄ４と時間との関係を示す図
であり、Ｔはクロック発振器（１５）の発振周期、すな
わち、符号発生器（１６）の１ピットの時間幅を示す。

同図（ｂ）は第２〜第３の検波器（８ｂ）〜（８ｄ）の
出力の和Ｄ　ｔ　＋　Ｄ　ｓ　＋　０４と時間との関係
を示す図同図（Ｃ）は第４の検波器（８ｄ）と第２の検
波器（ｂ）の出力の差り、−Ｄ、と時間との関係を示す
図、同図（ｄ）はり、−Ｄ、の値をＤｔ＋Ｄｉ＋Ｏｔの
値で除したちのｆ（ＤＪ−Ｄ　、）／ｃＤ　、＋　Ｄ　
ｆｆ＋　Ｄ　４））　　と時間との関係を示す図、同図
（ｅ）は（Ｄ　４Ｄ　？）／（Ｄ　ｔ＋　Ｄ　３　＋　
Ｄｔ　）の値に１を加えたもの＋（Ｄ、−Ｄ、）／（Ｄ
　ｔ＋　Ｄ　、＋　Ｄ　、、）＋　１１　　と時間との
関係を示す図である。同図（ａ）より第３の検波器（８
ｃ）に出力が得られるのはすでに述べたように時間０〜
２Ｔの間であるが、同図（ｅ）よりこの期間において（
Ｄ　−−Ｄ　ｔ）／　（Ｄ　ｔ＋Ｄ　、＋Ｄ　、）＋　
１　　は時間と比例関係にあることがわかる。時間は目
標と飛しよう体との間の距離Ｒを電波が往復するに要す
る時間であるから、距離Ｒは電波の伝搬速度、すなわち
光速をＣとすると９次式で示される。

Ｒ＝　＋（Ｄ、−Ｄｔ）／Ｄ、＋Ｄ！＋Ｄ４）＋ＣＴ／
２・・・（１）距離計算回路（１８）では上記の計算を
行い、目標と飛しょう体間の距離Ｒを算出する。

次に、第３図は飛しょう体とアンテナ（４）のビームパ
ターンの関係を示す図であり１図中Ｍは飛しよう体を、
ｐはビームパターンを、θはビームパターンと飛しょう
体の機軸とのなす角度を示す。

飛しょう体に搭載のホーミング装置は目標を追尾してい
るため、飛しょう体と目標との相対接近速度Ｖ。が得ら
れる。従って、飛しょう体に搭載の弾頭の弾片散飛速度
を■２想定される目標の全長をＬとし、かつ１弾片の散
飛方向を飛しょう体の機軸に直交する平面内と考えると
９弾片を目標に命中させるに必要な遅延時間２すなわち
、目標検出信号が得られてから弾頭の起爆までの時間τ
は次式のとおりとなる。

１：＝（Ｒｃｏｓθ＋Ｌ　／２）／　Ｖ　ｃ　−Ｒ５ｉ
ｎｅ／Ｖ　、　−（２）延時秒時計算回路（２０）では
上記の計算を行い、延時回路（１９）では比較器（９）
の出力である目標検出信号に遅延時間でだけ遅延をかけ
て点火回路（１０）を作動させる。

なお、上記実施例では、送信及び受信で同じアンテナ（
４）を共用するものについて示したが、送信と受信で、
送受別々のアンテナを使用してもよいまた。第２の１ピ
ット遅延回路は第１の１ピット遅延回路の出力を１ピッ
ト遅延させるようにしているが符号発生器のスペクトル
拡散符号を２ビット分遅らせるようにしてあれば良く、
第３の１ピット遅延回路も第２の１ピット遅延回路の出
力を１ピット遅延させるようにしているが符号発生器の
スペクトル拡散符号を３ビット分遅らせるようにしてあ
れば良い。

〔発明の効果〕 以上のように、この発明によれば、送信波をスペクトル
拡散しているので１単位周波数帯域当たりの送信電力密
度が小さくおさえられるため、敵側に発見されに＜＜、
また、妨害を受けた場合でも近接信管内部で相関をとる
ことにより、この変調符号を知らない敵側の妨害に対し
て何ら影響を受けず、さらに、レーダの有効目標検出範
囲が、送信変調符号より１ピツト遅れた位相の前後１ピ
ットずつの位相に相当する電波の往復距離内におさえら
れるため、目標検出範囲を弾頭のを効範囲と整合をとる
ことができ、なお、かつ、目標の存在距離を検出するこ
とができる。

また、−ヒ述の効果のほかに目標の検出から弾頭の起爆
までの遅延時間を設定できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による近接信管の構成を示
す図、第２図は時間と第１〜第４の検波器の出力並びに
これらの出力を組合せて演算した値との関係を示す図、
第３図は飛しょう体とアンテナのビームパターンとの関
係を示す図、第４図は従来の近接信管の構成を示す図で
ある。 図において、（１）は発振器、（２）は方向性結合器（
３）はサーキュレータ、（４）はアンテナ、（５）はミ
キサ、（６）はビデオ増幅器、（７）はドツプラフィル
タ（８）は検波器、（９）は比較器、　（１０）は点火
回路、　（１２）は変調器、　（１３）は相関器、　（
１４）はバイアス加算器（Ｉ５）はクロック発振器、　
（１６）は符号発生器、　（１７）は１ピット遅延回路
、　（１８）は距離計算回路、　（１９）は延時回路、
　（２０）は延時秒時計算回路である。 なお１図中、同一あるいは相当部分には同一符号を付し
て示しである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. クロック発振器と、上記クロック発振器により駆動され
   スペクトル拡散符号を発生する符号発生器と、上記符号
   発生器の出力を１ピット遅延させて発生する第１の１ピ
   ット遅延回路と、上記第１の１ピット遅延回路の出力を
   更に１ピット遅延させて発生する第２の１ピット遅延回
   路と、上記第２の１ピット遅延回路の出力を１ピット遅
   延させて発生する第３の１ピット遅延回路と、送信信号
   を発生する発振器と、上記発振器の出力の一部を分岐す
   る方向性結合器と、上記方向性結合器の出力を上記第１
   の１ピット遅延回路の出力で拡散変調する変調器と、上
   記変調器の出力を目標方向に送信し、目標からの反射波
   を受信するアンテナと上記アンテナで受信した信号と上
   記発振器の出力の一部を上記方向性結合器により取出し
   た出力とで混合するミキサと、上記ミキサの出力を増幅
   するビデオ増幅器と、上記ビデオ増幅器の出力と上記符
   号発生器の出力との相関を取る第１の相関器と、上記ビ
   デオ増幅器の出力と上記第１の１ピット遅延回路の出力
   との相関を取る第２の相関器と上記ビデオ増幅器の出力
   と上記第２の１ピット遅延回路の出力との相関を取る第
   ３の相関器と、上記ビデオ増幅器の出力と上記第３の１
   ピット遅延回路の出力との相関を取る第４の相関器と、
   上記第１〜第４の相関器の出力をそれぞれ第１〜第４の
   ドップラフィルタを通して入力する第１〜第４の検波器
   と、上記第１の検波器の出力に一定のバイアス電圧を加
   算するバイアス加算器と、上記バイアス加算器の出力と
   上記第３の検波器の出力とを比較する比較器と、上記第
   ２、第３及び第４の検波器の出力により飛しょう体と目
   標との間の距離を計算する距離計算回路と、距離計算回
   路の出力信号と飛しょう体に搭載のホーミング装置によ
   り得られる飛しょう体と目標との相対接近速度信号より
   遅延時間を計算する延時秒時計算回路と、上記延時秒時
   計算回路により得られた遅延時間だけ比較器の出力信号
   を遅延させる延時回路と、上記延時回路の出力により飛
   しよう体に搭載の弾頭を起爆させる点火回路とを具備し
   た近接信管において、飛しょう体と目標との間の距離に
   アンテナのビームパターンと飛しょう体の機軸とのなす
   角度の余弦を掛算したものと想定される目標の全長の１
   ／２との和を飛しょう体と目標との相対接近速度で割算
   したものから飛しょう体と目標との間の距離にアンテナ
   のビームパターンと飛しょう体の機軸とのなす角度の正
   弦を掛算したものを飛しょう体に搭載の弾頭の破片散飛
   速度で割算したものを差引いた結果を遅延時間としたこ
   とを特徴とする近接信管。