JPH04289481A - ミサイルと本発明装置が取り付けられた標的機との短距離における相対位置を決定するための連続発射レーダ装置 - Google Patents

ミサイルと本発明装置が取り付けられた標的機との短距離における相対位置を決定するための連続発射レーダ装置

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JPH04289481A
JPH04289481A JP3238211A JP23821191A JPH04289481A JP H04289481 A JPH04289481 A JP H04289481A JP 3238211 A JP3238211 A JP 3238211A JP 23821191 A JP23821191 A JP 23821191A JP H04289481 A JPH04289481 A JP H04289481A
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Bruno R Sebilet
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    • G01S13/06—Systems determining position data of a target
    • G01S13/08—Systems for measuring distance only
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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、ミサイルと本発明装置
が取り付けられた標的機（ｔａｒｇｅｔ　　ｖｅｈｉｃ
ｌｅ）との短距離における相対位置を決定するための連
続発信レーダ装置に係わる。
【０００２】
【従来の技術】ミサイル装置のような軍事装置の完成に
は、要撃の最終段階におけるミサイルと標的との相対位
置を特徴付けるパラメータの最大限の知識が必要とされ
る。上記測定を実施するには、ミサイルが通過し得る標
的に対する最小距離を決定するために低パワー連続発射
レーダが使用される。この情報は追跡には十分であるが
、単独では、要撃の最終段階における標的に対するミサ
イルの位置を評価できない。この評価を適正に定義する
ためには、標的に対するミサイルの軌道を知ることが必
要である。
【０００３】本出願人名義の仏国特許第２　　５６１　
　７８６号は、この軌道を計算し得る装置を記載してい
る。 この装置は、信号が疑似ランダム２進数配列によって変
調される連続発信式の近接計測器に使用されるタイプの
３つの受信回路の同時使用に基づいている。このような
近接計測器の記載は、本出願人名義の仏国特許第２２８
６　　３９１号に見ることができる。
【０００４】公知の装置においては、３つの距離の和、
即ち送信アンテナからミサイルまでの距離とミサイルか
ら第１の受信アンテナまでの距離との和と、送信アンテ
ナからミサイルまでの距離とミサイルから第２の受信ア
ンテナまでの距離の和と、送信アンテナからミサイルま
での距離とミサイルから第３の受信アンテナまでの距離
の和とが評価され、これらの和からミサイルと標的との
相対位置が決定される。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は更に、レ
ーダを搭載する標的機に対するミサイルの連続的な位置
を決定することにより、ミサイルの軌道の計算を可能に
することである。本発明の方法は、おおよそ同じエネル
ギ出力に対してより高い測定精度を得ることができる。
【０００６】このために本発明は、ミサイルと該装置が
取り付けられた標的機との短距離における相対位置を決
定するための連続発射レーダ装置であって、送信アンテ
ナと、クロック周波数ｆＨで発信される疑似ランダム２
進数配列によって変調された連続信号を発信するために
前記送信アンテナに接続されている送信回路と、前記発
信された信号の第１のエコーを受取るための第１の受信
アンテナと、前記第１の受信アンテナに接続されている
第１の受信回路であって、前記第１のエコーと、一方で
前記送信アンテナと前記ミサイルとの間及び他方で前記
ミサイルと前記第１の受信アンテナとの間の前記発信信
号の行程に対応する時間だけ遅延された同じ発信信号と
の相関を表わす第１の相関信号を生成する第１の相関手
段と、前記第１の相関信号を受取り且つ前記クロック周
波数ｆＨで信号を生成する周波数制御可能な生成器であ
って、前記周波数ｆＨが前記ミサイルと標的機との間の
距離を表わす生成器とを備えている第１の受信回路と、
前記発信信号の第２のエコーを受取るための第２の受信
アンテナと、前記第２の受信アンテナに接続されていて
、前記第１のエコーと第２のエコーとの間の移相を決定
するように構成されている第２の受信回路と、前記発信
信号の第３のエコーを受取るための第３の受信アンテナ
と、前記第３の受信アンテナに接続されていて、前記第
１のエコーと第３のエコーとの間の移相を決定するよう
に構成されている第３の受信回路と、前記クロック周波
数ｆＨと前記第２及び第３の受信回路によって決定され
た移相とから標的機に対するミサイルの位置を計算する
手段とを備えている装置を提供する。
【０００７】疑似ランダム配列によって変調された単一
の発信信号は、クロック周波数ｆＨの知識を通しての距
離の測定と、ミサイルから標的への軸と第１の受信アン
テナと第２の受信アンテナとを結ぶ軸との間の角度と、
ミサイルから標的への軸と第１の受信アンテナと第３の
受信アンテナとを結ぶ軸との間の角度との測定のために
使用される。
【０００８】疑似ランダム配列による変調はコード化す
ることに等価であって、移相の測定を周囲の干渉から遮
蔽することが可能となる。これは、移相の測定は干渉に
極めて高感度であることは公知であるので、本発明の主
要な長所である。
【０００９】本発明の装置の好ましい実施態様において
は、第２の受信回路は、第２のエコーと時間遅延された
発信信号との間の相関を表わす第２の相関信号を生成す
る第２の相関手段と、第１の相関信号と第２の相関信号
との間の移相を測定する手段とを備えており、第３の受
信回路は、第３のエコーと時間遅延された発信信号との
間の相関を表わす第３の相関信号を生成する第３の相関
手段と、第１の相関信号と第３の相関信号との間の移相
を測定する手段とを備えている。
【００１０】発信信号の各エコーは、位相測定が行われ
る前にそれぞれの相関手段によって復調される。
【００１１】送信アンテナは、標的機の長手方向軸に沿
って第１及び第２の受信アンテナと整列されており、第
１及び第３の受信アンテナは、標的機の長手方向軸と平
行でない軸に沿って整列されているのが有利である。
【００１２】第１及び第２の受信アンテナと第１及び第
３の受信アンテナとは、最大で連続する信号の波長の半
分に等しい距離だけ相互に間隔を置いて設置されている
のが好ましい。
【００１３】この配列は、移相測定における不確定性を
回避する。実際、２つの受信アンテナの距離が１波長の
半分より大きいと、位相測定がおおよそ２πにおいて実
施される。
【００１４】本発明の他の特性及び長所は、添付の図面
の参照して与える以下の実施態様の説明から明らかとな
ろう。
【００１５】
【実施例】本発明の装置は、該装置が取り付けられた標
的機に対するミサイルの位置を決定する。図１には、該
装置によって実施される測定から導出される３つのパラ
メータを見ることができ、これらから、標的機１２に取
り付けられると共に例えば正規直交系であるように選択
された空間基準点（ｘ，ｙ，ｚ）に対するミサイル１０
の位置が計算される。パラメータは、ミサイルと標的機
との間の距離ｄと、ミサイルから標的機への軸と軸ｘと
の間の角度ａ１と、ミサイルから標的機への軸と軸ｚと
の間の角度ａ２とである。
【００１６】図１から判るように該装置は幾つかのアン
テナを備えている。送信アンテナＡＥは、疑似ランダム
２進数配列によって変調された信号を連続発信でき、３
つの受信アンテナＡＲ１、ＡＲ２及びＡＲ３は、ミサイ
ル１０によって反射された発信信号のエコーを受信する
ために備えられている。
【００１７】後述する理由により、アンテナＡＲ１及び
ＡＥは標的機１２の長手方向軸Ｌに沿って整列されてお
り、送信アンテナＡＥは標的機１２の前部に位置してお
り、アンテナＡＲ１は後部に置かれている。
【００１８】受信アンテナＡＲ１及びＡＲ２は、標的機
１２の長手方向軸Ｌと平行に選択された基準軸ｘに沿っ
て整列されている。
【００１９】受信アンテナＡＲ１及びＡＲ３は、軸ｘと
垂直な基準軸ｚに沿って整列されている。
【００２０】受信アンテナＡＲ１、ＡＲ２及びＡＲ３は
ラミネートタイプ、即ち標的機１２のボディに対応する
曲面の絶縁基板上にプリントされているものであるのが
有利である。
【００２１】図２は本発明の装置の１つ実施態様を模式
的に表している。この実施態様においては本発明の装置
は、送信アンテナＡＥに接続されている送信回路を備え
ている。送信回路は、例えば周波数１．８ＧＨｚを有す
る信号を連続的に発信する発振器１４と、カプラ１６と
、２相変調器１８とを備えている。更に送信回路は、送
信フィルタのような他の通常の回路素子（図示なし）を
含むこともできる。
【００２２】更に本発明の装置は、第１の受信アンテナ
ＡＲ１に接続されている第１の受信回路を備えている。 送信回路と第１の受信回路とが組み合わさって、前出の
仏国特許第２　　２８６　　３９１号に記載のタイプの
近接レーダを形成する。この組合せ体はこれ自体で、位
置ではなくて距離を確定することができる。
【００２３】第１の受信回路は、相関器２２に接続され
たヌル周波数変換器２０と、相関器の出力に接続されて
いるクロック周波数で信号を生成するための周波数制御
可能な発振器２４と、疑似ランダムコード発生器２６と
を備えている。
【００２４】疑似ランダムコードは、送信回路の２相変
調器１８を制御するために使用される。
【００２５】周波数制御可能な発振器２４のクロック周
波数は、アンテナＡＲ１によって受信されたエコーが担
う疑似ランダム配列と時間遅延されたこれと同じ配列と
の間の相関のために、ミサイル１０と該装置が取り付け
られた標的機との間の相対距離に従わされる。
【００２６】クロック周波数の知識によって、ｄ１＋ｄ
２＝ｆ（ｔ）〔ここでｄ１＋ｄ２は、送信アンテナ、ミ
サイル及び受信アンテナＡＲ１の間の発信信号の行程の
和を表わす〕によって規定される関数ｆ（ｔ）を誘導す
ることができる。距離測定は、任意の所与の時点で、２
つのアンテナＡＥ及びＡＲ１が焦点である楕円体表面に
対応する位置不確定性をもって実施される。
【００２７】本発明の装置は更に、それぞれ受信アンテ
ナＡＲ２及びＡＲ３に接続されている第２及び第３の受
信回路を備えている。これらの受信回路は同一であり、
各々が、一方では対応する受信アンテナに且つ他方では
送信回路のカプラ１６に接続されているヌル周波数変換
器２８と、変換器２８から来る疑似ランダム配列を、発
生器２６から来るものであるが時間遅延されたこれと同
じ配列と相関させるための相関器３０とを備えている。 相関器３０は出力に相関信号を発信し、この出力は、そ
れぞれの受信回路から出る相関信号と、第１の受信回路
から発信される相関信号との間の移相を測定するための
手段３２の入力に接続されている。
【００２８】３つの受信回路は更に、例えば受信フィル
タのような他の通常の回路素子（図示なし）を含むこと
もできる。
【００２９】第１の受信回路の相関器２２から来るクロ
ック周波数を担う信号と、第２及び第３の受信回路の手
段３２によって測定された移相に対応する信号とは、標
的機に対するミサイルの位置Ｐを計算するための手段３
４の入力に伝送される。
【００３０】スペースの理由で計算手段３４は標的機に
搭載されず地上に残されており、ＲＦ伝送または他の手
段によって標的機と連絡する。
【００３１】計算手段３４は少なくとも１つの周波数メ
ータとコンピュータとを備えている。クロック周波数は
、空間でアンテナＡＲ１及びＡＥをその焦点に有する楕
円体を規定するミサイル−標的機の距離に対応する。
【００３２】アンテナＡＲ１及びＡＲ２によって検出さ
れた信号間の移相の測定は、空間でかかるアンテナをそ
の焦点に有する双曲面を規定する。
【００３３】アンテナＡＲ１、ＡＲ２及びＡＥは、楕円
体の長軸である同じ軸に沿って整列しているが故に、上
記２つの幾何学的関数の交点は空間で円を規定する。
【００３４】アンテナＡＲ１及びＡＲ３によって検出さ
れた信号間の移相の測定値は、空間でこれらのアンテナ
をその焦点に有する別の双曲面を規定する。
【００３５】第２の双曲面と円との交点は、ミサイルの
２つの可能性のある位置に対応する２つの点となる。こ
の不確定性は、アンテナＡＲ２及びＡＲ３の遮蔽体を空
間で１つの半球のみに制限することにより除去される。
【００３６】角度ａ１及びａ２の測定値、特にモジュロ
２πの測定値における不確定性を回避するために、一方
ではアンテナＡＲ１及びＡＲ２及び他方ではアンテナＡ
Ｒ１及びＡＲ３は、自由空間において最大で連続信号の
半波長だけ間隔を置いて設置されている。周波数が１．
８ＧＨｚである前記実施態様においてはこの間隔は８ｃ
ｍに選択されている。
【００３７】このようにして、前述のごとく規定された
距離と角度ａ１及びａ２とによって完全に半球空間内に
位置する１つの点を得ることができる（図１）。これら
のパラメータから、基準点の横座標、縦座標及び側座標
（ｓｉｄｅ）（ｘ，ｙ，ｚ）を容易に導出することがで
きる。
【００３８】空間における全範囲を網羅するためには、
装置を重複させれば十分である。
【００３９】図３は、前述の実施態様の変形を模式的に
表したものである。この変形態様においては、第１の受
信回路において相関器２２によって生成された相関信号
ともう１つの相関器３６によって生成された相関信号と
の間で差動測定が行われる。後者の相関器３６は、アン
テナＡＲ１によって受信された発信信号のエコーの疑似
ランダム配列を、発生器２６から受信したが相関器２２
による相関に対して導入されたのとは異なる既知の時間
遅延を有する同じ配列と相関させる。減算器３８は減算
を実施し、周波数制御発振器２４を制御するための差動
信号を発信する。
【００４０】この変形態様は、周波数を、相関信号の最
大値よりもむしろヌル信号に従わせることができ、より
正確な結果を与える。
【００４１】ミサイルと標的機との連続的な相対位置の
決定により、標的機から短距離にあるミサイルの経路を
特徴付ける軌道を確定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明に従う装置の１つの実施態様が
取り付けられた機体上のアンテナの構成を模式的に示す
図である。
【図２】本発明に従う装置の１つの実施態様を表わすブ
ロック図である。
【図３】本発明に従う装置の別の実施態様を表わすブロ
ック図である。
【符号の説明】
１０　　ミサイル、 １２　　標的機、 １４　　発振器、 １６　　カプラ、 １８　　２相変調器、 ２０，２８　　ヌル周波数変換器、 ２２，３０　　相関器、 ２６　　疑似ランダムコード発生器 ３４　　計算手段、 ＡＥ　　送信アンテナ、 ＡＲ１，ＡＲ２，ＡＲ３　　受信アンテナ。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　ミサイルと該装置が取り付けられた標
    的機との短距離における相対位置を決定するための連続
    発射レーダ装置であって、送信アンテナと、クロック周
    波数で発信される疑似ランダム２進数配列によって変調
    された連続信号を発信するために前記送信アンテナに接
    続されている送信回路と、前記発信された信号の第１の
    エコーを受取るための第１の受信アンテナと、前記第１
    の受信アンテナに接続されている第１の受信回路であっ
    て、前記第１のエコーと、一方で前記送信アンテナと前
    記ミサイルとの間及び他方で前記ミサイルと前記第１の
    受信アンテナとの間の前記発信信号の行程に対応する時
    間だけ遅延された同じ発信信号との相関を表わす第１の
    相関信号を生成する第１の相関手段と、前記第１の相関
    信号を受取り且つ前記クロック周波数で信号を生成する
    周波数制御可能な生成器であって、前記周波数が前記ミ
    サイルと標的機との間の距離を表わす生成器とを備えて
    いる第１の受信回路と、前記発信信号の第２のエコーを
    受取るための第２の受信アンテナと、前記第２の受信ア
    ンテナに接続されていて、前記第１のエコーと第２のエ
    コーとの間の移相を決定するように構成されている第２
    の受信回路と、前記発信信号の第３のエコーを受取るた
    めの第３の受信アンテナと、前記第３の受信アンテナに
    接続されていて、前記第１のエコーと第３のエコーとの
    間の移相を決定するように構成されている第３の受信回
    路と、前記クロック周波数と前記第２及び第３の受信回
    路によって決定される移相とから標的機に対するミサイ
    ルの位置を計算する手段とを備えている装置。
  2. 【請求項２】　　前記第２の受信回路が、前記第２のエ
    コーと前記時間遅延された発信信号との間の相関を表わ
    す第２の相関信号を生成する第２の相関手段と、前記第
    １の相関信号と前記第２の相関信号との間の移相を測定
    する手段とを備えており、前記第３の受信回路が、前記
    第３のエコーと前記時間遅延された発信信号との間の相
    関を表わす第３の相関信号を生成する第３の相関手段と
    、前記第１の相関信号と前記第３の相関信号との間の移
    相を測定する手段とを備えている請求項１に記載の装置
    。
  3. 【請求項３】　　前記送信アンテナが、前記標的機の長
    手方向軸に沿って前記第１及び第２の受信アンテナと整
    列されており、前記第１及び第３の受信アンテナが、前
    記標的機の前記長手方向軸と平行でない軸に沿って整列
    されている請求項１に記載の装置。
  4. 【請求項４】　　前記第１及び第２の受信アンテナと前
    記第１及び第３の受信アンテナとが、最大で前記連続す
    る信号の半波長に等しい距離だけ相互に間隔を置いて設
    置されている請求項１に記載の装置。
JP3238211A 1990-09-18 1991-09-18 ミサイルと本発明装置が取り付けられた標的機との短距離における相対位置を決定するための連続発射レーダ装置 Expired - Lifetime JP2575976B2 (ja)

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