JPH04254199A - 近接信管制御装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、近接信管制御装置に係
り、特に、弾頭を搭載した飛翔体に搭載され、該飛翔体
が目標物体に近接した時に該弾頭の弾薬の点火作動を指
令する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の飛翔体用近接信管制御装
置は、該飛翔体から電波または光波のビームを投射し、
該投射ビームに目標物体が侵入し通過した時に該目標物
体からの反射波を受信し、それによって侵入目標物体を
検出し、該検出に基づく信号を利用して起爆装置に対し
直ちに、または所定の遅延時間後に弾頭の弾薬の点火を
作動させるようになっている。

【０００３】そのため、飛翔体と目標物体の相対的な位
置関係によっては、必ずしも最適な状態（好適には弾頭
の弾片が目標物体に命中するような点火タイミング）で
動作するとは限らないという不都合があった。また、飛
翔体に搭載された他の装置から出力される（目標物体と
の間の）相対速度信号を用いて起爆タイミングを設定す
る電波方式または光波方式の近接信管制御装置において
は、相対速度に対しては起爆タイミングを設定すること
は可能であるが、目標物体と弾頭の弾片とが激突する点
までの距離（ミス・ディスタンス）に関しては起爆タイ
ミングを設定することは極めて困難である。つまり、起
爆信号により爆発するまでの弾頭の起爆遅れ時間や、弾
頭の弾片が飛散して目標に到達するまでのミス・ディス
タンスに応じた時間を必要とするからである。

【０００４】そのため、飛翔体から比較的離れた所を目
標物体が通過する場合には、弾頭の弾片が目標物体に到
達する前に該目標物体が通過してしまい、逆に、目標物
体が飛翔体のごく近傍に位置する場合には、弾片が目標
物体の前方を通過してしまうという不都合が生じる。つ
まり、目標物体が弾頭の弾片の飛散範囲から外れてしま
うという事態が発生し、そのため弾頭が目標物体に対し
て撃破、損害等を有効に与えられないという欠点がある
。

【０００５】その結果、飛翔体の対目標撃破能力に支障
を及ぼし、特に近年に見られるような、飛翔体の対攻撃
目標が超高速の飛翔体（例えばＳＳＭ）から巡航飛翔体
あるいは回転翼機等の低速の目標まで広範囲に亘ってい
るような相対速度に対して、或る一定の傾斜角に固定し
た投射ビームで会合検知させるためには、それぞれ確実
に撃破させるための最適な起爆タイミング信号を送出で
きないという欠点があった。

【０００６】これに対処するために、単一の投射ビーム
の傾斜角を小さくして侵入目標物体を検知する方法や、
あるいは複数本の投射ビームを固定して侵入目標物体を
検知する方法が提案されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】単一の投射ビームを利
用する方法では、目標物体との間の会合交戦角の有効検
知範囲が限定されるという不都合があり、会合交戦角に
依っては検知不可能な角度が存在し、そのために弾頭が
目標物体に対して撃破、損害等を有効に与えられないと
いう欠点がある。

【０００８】また、複数本の投射ビームを固定的に利用
する方法では、上記の限定された会合交戦角の範囲をカ
バーできるという利点があるが、投射ビームの構成上、
各ビーム毎に投射器を必要とするために装置が複雑化し
、また形状も大きくなって、飛翔体に装着する上で問題
が生じる。また、高周波発振器または半導体レーザ等の
高出力発光素子とその付属回路に必要な供給用電源の容
量が大きくなるという不都合もあり、そのために電源を
含めた装置全体の形状および寸法が大きくなるという欠
点がある。

【０００９】本発明の主な目的は、かかる従来技術にお
ける課題に鑑み、超高速から低速まで広範囲に亘る侵入
目標物体に対し検知不可能な範囲を無くすと共に、弾頭
への起爆信号の送出タイミングの制御を行い易くし、ひ
いては最適なタイミングで弾頭の弾片を当該目標物体に
正確に集中させて確実に撃破させることができる近接信
管制御装置を提供することにある。

【００１０】本発明の他の目的は、不必要なビーム送信
出力を抑制して秘匿性を向上させると共に、消費電力の
低減と装置構成の簡素化を図ることにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
、本発明によれば、弾頭を搭載した飛翔体に搭載され、
該飛翔体が目標物体に近接した時に該弾頭の弾薬の点火
作動を指令する装置であって、前記目標物体を捕捉し且
つ追尾するための制御を行ない、該目標物体との間の相
対速度を指示する相対速度信号を出力する目標誘導手段
と、前記飛翔体の機軸を中心として全周囲方向に分割さ
れた少なくとも４象限の各象限毎に該飛翔体の前方向に
向けて或る設定角度で電波または光波のビームをコーン
状に投射する手段と、前記投射されたビームに対する前
記目標物体からの反射波を検出して各象限毎に信号強度
に応じた検出信号を出力する目標検出器と、該出力され
た各検出信号をそれぞれ隣り合う象限信号レベルと比較
し、該比較結果に基づき前記目標物体の存在象限を判定
する回路と、該判定された存在象限の情報と前記相対速
度信号の情報に基づき前記点火作動を指令する手段と、
前記相対速度信号の情報に基づいて前記投射ビームの投
射角設定のための制御信号を生成する手段とを具備し、
該生成された制御信号に基づき前記投射ビームの投射設
定角度を適宜変化させるようにしたことを特徴とする近
接信管制御装置が提供される。

【００１２】また、上記近接信管制御装置において、目
標誘導手段がさらに目標物体の存在方向を指示する目標
方向角信号と飛翔体の速度を指示する自機速度信号を出
力する場合には、該目標方向角信号および自機速度信号
と上記相対速度信号を用いて自機が目標物体に対し前方
または後方のいずれの方向から攻撃しているかを判定す
る手段を具備してもよい。この場合には、当該判定結果
と併せて、上記の判定された存在象限の情報および相対
速度信号の情報に基づき、弾頭の弾薬の点火作動が指令
される。

【００１３】さらに、上記近接信管制御装置において、
ビームを投射する手段が、上記制御信号に基づいて投射
ビームの投射設定角度を変化させる際に、目標物体に対
する有効検知距離の可変制御を行って当該投射ビームの
送信出力も変化させるように構成してもよい。

【００１４】

【作用】上述した構成によれば、飛翔体の前方向に向け
て投射した電波または光波の投射ビーム内に侵入して来
る目標物体からの反射波または反射光を受信して該目標
物体の検知と弾頭への起爆信号の送出を行う際に、該目
標物体の侵入速度（つまり目標物体との間の相対速度）
に応じてビームの投射角を適宜切り換え設定し、それに
基づき弾頭の弾薬の点火作動（すなわち起爆信号の発生
タイミング）を制御するようにしている。

【００１５】従って、超高速から低速まで広範囲に亘る
目標物体が投射ビーム内に侵入してきても、その侵入速
度に応じてビームの投射角度を変えることができるので
、従来形に見られたような検知不可能な範囲を無くすこ
とができる。また、目標物体の侵入速度に対応させて弾
頭への起爆信号の送出タイミングを制御することにより
、常に最適なタイミングで弾頭の弾片を当該目標物体に
正確に集中させ、確実に撃破させることが可能となる。

【００１６】また、目標物体の相対速度に対応させてビ
ームの投射角度を変える構成を採用しているので、従来
形に見られたような各ビーム毎の投射器は不要となり、
装置の構成を簡素化することができる。これは、消費電
力の低減化にも寄与する。また、前方／後方攻撃判定手
段を具備している場合には、目標物体の脆弱な範囲に弾
頭の弾片を撃突させるように起爆タイミングを制御でき
るので、目標物体の撃墜効率を向上させることが可能と
なる。

【００１７】さらに、制御信号に基づいて投射ビームの
投射設定角度を変化させる際に、目標物体に対する有効
検知距離の可変制御を行って当該投射ビームの送信出力
も変化させるように構成した場合には、不必要なビーム
送信出力を抑制することができ、それによって秘匿性を
向上させることが可能となる。なお、本発明の他の構成
上の特徴および作用の詳細については、添付図面を参照
しつつ以下に記述される実施例を用いて説明する。

【００１８】

【実施例】図１には本発明の一実施例としての近接信管
制御装置の構成が示される。本実施例の近接信管制御装
置は、弾頭を装備した飛翔体５０（図３参照）に搭載さ
れ、近接信管装置１０とホーミング装置等の目標誘導装
置２０を備えている。近接信管装置１０は、主な構成要
素として電波式または光波式の目標検出器１１と、ビー
ム設定制御器１５と、前方／後方攻撃判定器１６とを具
備し、目標誘導装置２０から出力される各種制御信号（
後述）を用いて、超高速から低速に亘る侵入目標物体３
０を確実に検出し、それに対して最適なタイミングで弾
頭の弾片を正確に集中および撃突させるようにしている
。また、近接信管装置１０は、図３に示されるように後
方攻撃時において、目標物体３０のプルーム（排気ガス
）３１またはテールパイプ３２による影響を回避し、そ
れによって誤動作を防止する機能も有している。

【００１９】目標誘導装置２０は、目標物体３０を捕捉
し且つ追尾するための制御を行うものであり、該目標物
体との間の相対速度を指示する相対速度信号ＶＣ　と、
飛翔体の速度を指示する自機速度信号ＶＭ　と、目標物
体３０の存在方向を指示する目標方向角信号θを出力す
る。これらの各信号は、近接信管装置１０のビーム設定
制御器１５、前方／後方攻撃判定器１６および起爆タイ
ミング発生器１４に供給される。

【００２０】本実施例で使用する目標検出器１１は、飛
翔体の機軸を中心に全周囲方向に分割された少なくとも
４象限の内のいずれかの象限内に侵入してくる目標物体
３０の存在方向を検知可能とするものである。ここでは
、４象限に分割した場合の装置を例にとって説明する。 この技術については、例えば本件出願人による特願昭６
３−１７６４８４号または特願昭６３−２０９３６５号
に示されている。

【００２１】目標検出器１１は、ビーム投射部１７（送
信アンテナまたは光ビーム投射器１７ａ）から放射され
たビーム内に侵入してくる目標物体３０からの反射電波
または反射光をビーム入力部１８（受信アンテナまたは
受光器１８ａ）を介して検知し、この検知ビームに対応
する信号のレベルをそれぞれ所定のスレッショルド・レ
ベルと比較し、該比較に基づき各象限毎に信号強度に応
じた検出信号Ｄ１　〜Ｄ４　を出力する。この検出信号
Ｄ１　〜Ｄ４　は、信号比較器１２に送出される。また
、目標検出器１１は、目標物体３０を検知した一瞬の検
出信号をトリガ・パルス信号ＳＬ　として象限判定器１
３および起爆タイミング発生器１４に送出する。

【００２２】信号比較器１２は、通常用いられているコ
ンパレータ回路により構成され、隣合う象限検知ビーム
（検出信号Ｄ１　〜Ｄ４）の信号レベルを比較し、その
結果を２値信号出力として象限判定器１３に送出する。 象限判定器１３は、目標検出器１１（電波方式の場合に
は内蔵の相関フィルタ・モジュール、光波方式の場合に
は内蔵の光受信器）からのトリガ・パルス信号ＳＬ　を
ラッチ信号として入力する。このラッチ信号は、上述し
たように電波または光波の検知ビームＤ１　〜Ｄ４　の
いずれかのビームで目標物体３０を検知した瞬間の検出
信号をトリガ・パルスとして発生させたものであり、信
号比較器１２の各コンパレータからの２値信号出力を保
持するのに用いられる。象限判定器１３は、この信号比
較器１２からの２値信号出力の保持状態により、目標物
体３０の存在象限を判定する。

【００２３】起爆タイミング発生器１４は、目標検出器
１１から供給されるトリガ・パルス信号ＳＬ　を基準に
して目標誘導装置２０からの相対速度信号ＶＣ　と前方
／後方攻撃判定器１６からの前方攻撃指示信号ＶＨ　ま
たは後方攻撃指示信号ＶＴ　とを用いて、目標物体３０
の予め設定した致命点に弾頭の弾片が確実に当たるよう
に象限判定器１３からの存在象限信号を制御し、目標物
体存在方向の点火タイミング信号を弾頭へ送出する。

【００２４】ビーム設定制御器１５は、目標誘導装置２
０からの相対速度信号ＶＣ　に基づいて会合相対速度に
対応した投射ビーム角の設定に用いるビーム設定制御信
号ＶＢＣを生成し、目標検出器１１とビーム投射部１７
（位相器１７ｂ）に送出する。ビーム設定制御信号ＶＢ
Ｃは、複数の区分に分割された目標物体速度、例えばマ
ッハ　１．５以下、　１．５〜２．５　、　２．５〜４
．０　および　４．０以上の各区分に対し、それぞれビ
ーム傾斜角度αを８０°、７０°、６０°および５０°
に相当する制御信号の形で送出される。

【００２５】前方／後方攻撃判定器１６は、目標誘導装
置２０からの相対速度信号ＶＣ　と自機速度信号ＶＭ　
と目標方向角信号θを用いて、自機が目標物体３０に対
して前方攻撃または後方攻撃のいずれかを判定する機能
を有している。光波方式の目標検出器において、戦闘機
を例にとって説明すると、例えば図３に示されるような
後方攻撃の場合には、目標検出器１１からのトリガ・パ
ルス信号ＳＬ　を基準にして相対速度信号ＶＣ　とプル
ーム３１およびテールパイプ３２の各位置を通過する時
間（Ｔｐ，Ｔｔ）と目標物体の致命点Ｐに達するまでの
時間（Ｔｃ）とに基づき、弾頭の弾片が飛翔体に確実に
撃突するように起爆タイミング信号（ΔＴとする）が制
御され、目標物体存在方向の点火タイミング信号が弾頭
に送出される（例えばΔＴ＝（Ｔｐ　＋Ｔｔ）＋Ｔｃ）
。

【００２６】一方、前方攻撃の場合には、同様にトリガ
・パルス信号ＳＬ　を基準にして相対速度信号ＶＣ　と
目標物体の前方から致命点Ｐに達するまでの時間とに基
づき、弾頭の弾片が飛翔体に確実に撃突するように起爆
タイミング信号が制御され、弾頭に目標物体存在方向の
点火タイミング信号が送出される（例えばΔＴ＝Ｔｃ）
。ここで、前方または後方攻撃の判定は、相対速度信号
ＶＣ　と自機速度信号ＶＭ　と目標方向角信号θを用い
て以下のように行われる。

【００２７】 （ＶＣ　）≧（ＶＭ　）×　ｃｏｓθ　　〔前方攻撃〕
（ＶＣ　）＜（ＶＭ　）×　ｃｏｓθ　　〔後方攻撃〕
この判定結果は、それぞれ前方攻撃指示信号ＶＨ　また
は後方攻撃指示信号ＶＴ　として起爆タイミング発生器
１４に送出される。ここで、前方／後方攻撃指示信号Ｖ
Ｈ，ＶＴ　は、図３に示されるように目標物体３０の脆
弱な範囲Ｗの位置が前方からの距離と後方からの距離と
で異なり、この脆弱範囲Ｗ内の予め設定した致命点Ｐに
弾頭の弾片が撃突するように起爆の点火タイミング信号
を制御するのに用いられる。

【００２８】ビーム投射部１７は、ビーム設定制御信号
ＶＢＣに基づき、通常用いられているアンテナ素子１７
ａ　への給電位相を可変にする位相器１７ｂ　を用いて
、投射ビーム角を目標物体３０の侵入速度に応じた適正
なビーム設定角α１，α２，……，　に変化させる（図
２参照）。例えば目標検出器１１として光波方式を用い
た場合には、光ビーム投射器の光学系レンズ等により、
所定のビーム傾斜角αｉ　に変化させる。

【００２９】これにより、侵入目標物体３０との間の相
対速度（ＶＣ　）　に対応して、起爆タイミングの制御
を取り易くすることができる。また、ビーム設定制御信
号ＶＢＣは、目標検出器１１内の高周波送信器（電波方
式の場合）または光波ビームドライバ回路（光波方式の
場合）に送出され、ビーム設定角αｉ　に対応させてビ
ーム投射出力を可変制御するのに用いられる。このビー
ム投射出力は、ビーム設定角α１，α２，……，　に対
応して角度が増大するに従い有効検知距離Ｒ１，Ｒ２，
……，（図２参照）を短く減少させて有効ミス・ディス
タンス（ＭＤ　）　に入る目標物体のみを検出可能とし
て不必要な送信出力を出さないように、制御されている
。これによって秘匿性を向上させ、さらに消費電力の軽
減を図ることができる。

【００３０】ビーム設定制御信号ＶＢＣは、ビーム送信
出力のみでなく、送信パルス、変調周波数等により検知
距離Ｒｉ　を可変制御するのにも用いられる。例えば、
前述の特願昭６３−１７６４８４号に開示されている目
標検出器では、該検出器内の電圧制御発生器にビーム設
定制御信号ＶＢＣを入力し、ビーム設定角αｉ　に対応
させて擬似ランダムコード（ＰＮ）発生器のクロック速
度を可変設定させる。

【００３１】例えば、ミス・ディスタンス（ＭＤ　）　
が１０ｍの場合、各ビームの有効検知距離（Ｒ）は、α
＝８０°の時は約１０．２ｍ、α＝５０°の時は約１３
．２ｍに相当するクロック速度に設定する。以上のごと
く構成された本実施例の近接信管制御装置によれば、以
下の利点が得られる。

【００３２】（１）　目標誘導装置２０からの相対速度
信号ＶＣ　により、侵入目標物体３０との会合速度に最
適な投射ビームの傾斜角を切り換え設定し、超高速から
低速まで広範囲に亘る侵入目標物体に対し、従来形に見
られたような投射ビーム傾斜角に起因する検知不可能な
範囲を無くすと共に、起爆信号のタイミング設定を行い
易くし、それによって最適なタイミングで弾頭の弾片を
当該目標物体に正確に集中させ、確実に撃破させること
ができる。

【００３３】また、投射ビーム角の傾きによる検知距離
の差に対して送信出力および有効距離を可変制御するこ
とにより、検知範囲の有効性の改善を図り、不必要な送
信出力を出さずに、秘匿性を向上させることが可能とな
る。 （２）　投射ビームを目標物体３０との間の相対速度Ｖ
Ｃ　に応じて投射ビーム傾斜角度を切り換え設定するこ
とにより、複数本の固定投射ビームを用いて侵入目標を
検知する従来の方法に比して、ビーム投射部（アンテナ
）の構成が各ビームに対し投射器を必要とせず、しかも
複雑な装置とならないため、形状および寸法が小さくな
り、飛翔体への装着が容易になるという利点がある。

【００３４】また、複数本の固定投射ビームを用いる従
来の方式に比して、高周波発振器または半導体レーザ等
の高出力発光素子とその付属回路に必要な供給用電源の
容量を小さくすることができ、また消費電力を低減させ
ることができる。従って、電源を含めた装置全体の形状
および寸法が小さくなるという利点がある。 （３）　前方攻撃と後方攻撃の判定を行い、目標物体３
０の脆弱な範囲に弾頭の弾片を撃突させるように起爆タ
イミングを制御することにより、当該目標物体の撃墜効
率を向上させることが可能となる。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、目
標物体の侵入速度に応じて投射ビームの傾斜角度を適宜
切り換えることにより、超高速から低速まで広範囲に亘
る目標物体に対し検知不可能な範囲を無くし、弾頭への
起爆信号の送出タイミングの制御を行い易くして、最適
なタイミングで弾頭の弾片を当該目標物体に正確に集中
させ、確実に撃破させることができる。

【００３６】また、不必要なビーム送信出力を抑制して
秘匿性を向上させると共に、消費電力の低減と装置構成
の簡素化を図ることも可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例としての近接信管制御装置の
構成を示すブロック図である。

【図２】図１におけるビーム投射部からのビーム投射お
よびビーム切り換えの状況を示す図である。

【図３】後方攻撃時の相対位置関係を示す図である。

【符号の説明】

１０…近接信管装置 １１…目標検出器（電波方式または光波方式）１２…（
象限検知ビーム）信号比較器 １３…象限判定器 １４…起爆タイミング発生器 １５…ビーム設定制御器 １６…前方／後方攻撃判定器 １７…ビーム投射部 １７ａ　…送信アンテナ（または光ビーム投射器）１７
ｂ　…位相器 １８…ビーム入力部 １８ａ　…受信アンテナ（または受光器）２０…目標誘
導装置 ３０…目標物体 ５０…飛翔体 αｉ　…投射ビーム設定角度 Ｄ１　〜Ｄ４　…（目標検出器の）出力信号ＶＣ　…相
対速度信号 ＶＭ　…自機速度信号 θ…目標方向角信号 ＶＨ，ＶＴ　…前方／後方攻撃指示信号ＶＢＣ…ビーム
設定制御信号

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　弾頭を搭載した飛翔体（５０）に搭載
   され、該飛翔体が目標物体（３０）に近接した時に該弾
   頭の弾薬の点火作動を指令する装置であって、前記目標
   物体を捕捉し且つ追尾するための制御を行ない、該目標
   物体との間の相対速度を指示する相対速度信号（ＶＣ　
   ）　を出力する目標誘導手段（２０）と、前記飛翔体の
   機軸を中心として全周囲方向に分割された少なくとも４
   象限の各象限毎に該飛翔体の前方向に向けて或る設定角
   度（αｉ　）　で電波または光波のビームをコーン状に
   投射する手段（１７）と、前記投射されたビームに対す
   る前記目標物体からの反射波を検出して各象限毎に信号
   強度に応じた検出信号（Ｄ１　〜Ｄ４）　を出力する目
   標検出器（１１）と、該出力された各検出信号をそれぞ
   れ隣り合う象限信号レベルと比較し、該比較結果に基づ
   き前記目標物体の存在象限を判定する回路（１２，１３
   ）　と、該判定された存在象限の情報と前記相対速度信
   号の情報に基づき前記点火作動を指令する手段（１４）
   と、前記相対速度信号の情報に基づいて前記投射ビーム
   の投射角設定のための制御信号（ＶＢＣ）　を生成する
   手段（１５）とを具備し、該生成された制御信号に基づ
   き前記投射ビームの投射設定角度（αｉ　）　を適宜変
   化させるようにしたことを特徴とする近接信管制御装置
   。
2. 【請求項２】　　前記目標誘導手段（２０）がさらに前
   記目標物体の存在方向を指示する目標方向角信号（θ）
   と前記飛翔体の速度を指示する自機速度信号（ＶＭ　）
   　を出力するようになっている請求項１に記載の近接信
   管制御装置において、前記目標方向角信号および自機速
   度信号と前記相対速度信号を用いて自機が前記目標物体
   に対し前方または後方のいずれの方向から攻撃している
   かを判定する手段（１６）を具備し、該判定結果と併せ
   て前記判定された存在象限の情報および相対速度信号の
   情報に基づき前記点火作動を指令するようにしたことを
   特徴とする近接信管制御装置。
3. 【請求項３】　　請求項１に記載の近接信管制御装置に
   おいて、前記ビームを投射する手段（１７）は、前記制
   御信号（ＶＢＣ）　に基づいて前記投射ビームの投射設
   定角度（αｉ　）　を変化させる際に、前記目標物体に
   対する有効検知距離（Ｒｉ　）　の可変制御を行って当
   該投射ビームの送信出力も変化させることを特徴とする
   近接信管制御装置。