JPH0664144B2 - 近接信管 - Google Patents

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つたことを検出する近
接信管に関するものである。

〔従来の技術〕

第５図は，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，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，（５）はこの方向性結合器の出力を
アンテナ（６）に導くサーキユレータ，（７）はミキ
サ，（８）はビデオ増幅器，（20）はドツプラフイル
タ，（21）は検波器，（15）は比較器，（16）は点火回
路，（22）はスレツシヨ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（６）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（６）で受信され，サーキユレータ（５）を通り，
ミキサ（７）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（８）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イルタ（20）を通り，検波器
（21）で振幅が検波される。この検波器（21）の出力を
スレツシヨールド設定器（22）で設定したスレツシヨー
ルドと比較器（15）で比較し，スレツシヨールドより
も，検波器（21）の出力が大きいときに点火回路（16）
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，
作動するようになつている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

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く，ま
た，妨害波に対してもそのまま，ドツプラフイルタ（2
0）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，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，また，飛しょう体が低空を飛し
ょうすると，地面又は海面からの反射波により誤作動し
たり，受信系が飽和してしまうという問題点があつた。

この発明は上記のような問題点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くく，かつ，
妨害に対しても，その影響を受けにくくできるとともに
その作動範囲を明確に設定でき，また，地面又は海面か
らの反射波による誤作動と受信系の飽和をなくした近接
信管を得ることを目的とする。

〔問題点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，周波数帯域を広げ，敵側に発
見されにくくし，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第1,第２及び第３の相関検波器
で変調信号よりも１ビツト前,1ビツト後及び１ビツト＋
ΔＴ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イ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，作動範囲を変調符号と
１ビ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ビ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，かつ，符号発生
器を駆動する電圧制御発振器の発振周波数を地面又は海
面までの距離に応じて変えることにより，上記距離範囲
が，地面又は海面までの距離に応じて変化するように
し，かつ，地面又は海面からの反射波の信号強度は飛し
ょう体と地面又は海面までの距離の自乗に反比例するた
め，減衰量がこの距離の自乗に反比例する可変減衰器を
用いることにより，この反射波によるミキサへの受信信
号入力を地面又は海面までの距離によらず一定にしたも
のである。

〔作用〕

この発明における近接信管は，発振器の出力をスペクト
ル拡散符号発生器の出力を１ビツト遅らせた第１の１ビ
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,3等分され，それぞれ，第１の相
関検波器，第２の相関検波器及び第３の相関検波器にお
いて，符号発生器の出力，この符号発生器より２ビツト
遅れた第２の１ビツト遅延回路の出力及びこの符号発生
器よりも２ビツト＋ΔＴ遅れたΔＴ遅延回路の出力とで
相関がとられ，予め設定された目標と飛しょう体との相
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
過できるドツプラフイルタを通り，その出力がそれぞれ
検波器で検波される。第１の相関検波器の出力は，バイ
アス加算回路において一定電圧が加算され，これと第２
の相関検波器の出力が第１の比較器で比較され，第２の
相関検波器の出力がバイアス加算回路の出力より大きく
なつたとき，点火回路を作動させ，弾頭を炸裂させる。

また，第３の相関検波器の出力は，上記バイアス加算回
路の出力と第２の比較器で比較され，その出力が積分器
で積分された後，符号発生器を駆動する電圧制御発振器
の発振周波数を制御する。

更に，上記積分器の出力は，関数発生器を駆動し，飛し
ょう体と地面又は海面までの距離の自乗に反比例する減
衰量を可変減衰器に発生させる。

〔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）は符号発生器（10）の出力を１ビツト遅らせた信
号により方向性結合器（２）の出力を変調するための変
調器，（４）はこの変調器（３）の出力を減衰させる可
変減衰器，（６）はこの可変減衰器（４）の出力をサー
キユレータ（５）を通した後，空中に放射するためのア
ンテナ，（７）はアンテナ（６）から送信された信号が
目標に当つて反射され，再びアンテナ（６）で受信され
た信号をサーキユレータ（５）を通した後，方向性結合
器（２）の出力と混合するためのミキサ，（８）はビデ
オ増幅器であり，この出力信号は３等分され，第２図に
示すように，相関器（19），ドツプラフイルタ（20）及
び検波器（21）から成る第1,第２及び第３の相関検波器
（13a），（13^ｂ）及び（13^ｃ）で符号発生器（10）の
出力，この出力を１ビツトずつ計２ビツト遅らせた第２
の１ビツト遅延回路（11^ｂ）の出力及びこの出力を更に
ΔＴ遅らせたΔＴ遅延回路（12）の出力とで相関がとら
れ，目標と飛しょう体との相対速度差に相当するドツプ
ラ周波数の信号のみを取り出し，検波される。（15a）
は，第１の相関検波器（13a）の出力にバイアス加算器
（14）で一定電圧を加算し，この加算出力と第２の相関
検波器（13^ｂ）の出力とを比較する第１の比較器，（1
6）はこの比較器（15a）の比較結果により，飛しょう体
の弾頭を炸裂させる点火回路である。また，（15^ｂ）は
上記バイアス加算器（14）の出力と第３の相関検波器
（13^ｃ）の出力とを比較する第２の比較器，（17）はこ
の第２の比較器（15^ｂ）の出力を積分する積分器で，こ
の積分出力により，電圧制御発振器（９）の発振周波数
を制御する。

（18）は上記積分器（17）の出力信号により飛しょう体
と地面又は海面までの距離の自乗に反比例する減衰量を
可変減衰器（４）に発生させるための関数発生器であ
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，いずれも自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（10）の出力より１ビツト遅れた第１の１ビ
ツト遅延回路（11a）の出力により変調器（３）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（７）でホモダイン検波され，ビデオ増幅
器（８）で増幅され，第1,第２及び第３の相関検波器
（13a），（13^ｂ）及び（13^ｃ）で送信信号と同じ符号
で相関が取られる。しかし，第１の相関検波器（13a）
では，相関信号よりも１ビツ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が上
記の符号により逆拡散された信号しか発生しない。この
信号をドツプラフイルタ（20）と検波器（21）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
イブなスレツシヨールドが設定できる。

また，第２の相関検波器（13^ｂ）では，変調された送信
波より１ビ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ビツト遅れた符号の前後１ビツトの範囲に
目標からの反射波が現わ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，ドツプラフイル
タ（20）を通過して検波器（21）で検波され，第１の比
較器（15a）でバイアス加算器（14）の出力と比較され
る。第２の相関検波器（13^ｂ）では第２の１ビツト遅延
回路（11^ｂ）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，外部からの妨害波による信号は逆
拡散されて，ドツプラフイルタ（20）の通過帯域のみの
信号が検波器（21）に送られ，目標からのドツプラ周波
数成分による出力と加算されて，検波器（21）の出力に
現われる。従つて第１の比較器（15a）の出力は，受信
機の内部雑音及び外部の妨害信号成分が差し引かれ，純
粋に目標信号成分のみが現われる。

更に第３の相関検波器（13^ｃ）では，変調された送信波
より,1ビツト＋ΔＴ遅れた符号により相関が取られるた
め，送信信号より１ビツト＋ΔＴ遅れた符号の前後１ビ
ツトの範囲に反射波が現われたときのみに強い相関出力
を発生する。第３図は時間とバイアス加算器，第2,第３
の相関検波器の出力電圧との関係を示す図であり，図中
イはバイアス加算器（14）の出力電圧，ロは第２の相関
検波器（13^ｂ）の出力電圧，ハは第３の相関検波器（13
^ｃ）の出力電圧，ニは追尾距離を示す，第３図に示すよ
うに第３の相関検波器（13^ｃ）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，地面又は海面からの反射波が上記範囲内に
相当する電波の往復距離内に得られたとき，相関出力が
発生することになる。この信号は飛しょう体の速度に相
当するドツプラ周波数を含むため，ドツプラフイルタ
（20）を通過して検波器（21）で検波され，第２の比較
器（15^ｂ）でバイアス加算器（14）の出力と比較され
る。第３の相関検波器（13^ｃ）ではΔＴ遅延回路（12）
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，外部からの妨害波による信号は逆拡散されて，
ドツプラフイルタ（20）の通過帯域のみの信号が検波器
（21）に送られ，反射波のドツプラ周波数成分による出
力と加算されて，検波器（21）の出力に現われる。従つ
て，第２の比較器（15^ｂ）の出力は，受信機の内部雑音
及び外部の妨害信号成分が差し引かれ，純粋に反射信号
成分のみが現われる。この信号は積分器（17）で積分さ
れ，電圧制御発振器（９）に入力されて，その発振周波
数を制御する。電圧制御発振器（９）の入力電圧と出力
の発振周波数の関係は，第４図に示すとおりであるか
ら，飛しょう体が十分高空を飛しょうしているときは，
第３の相関検波器（13^ｃ）の出力電圧は小さく，積分器
（17）の出力は0Vであり，電圧制御発振器（９）の出力
発振周波数は，これに対応する周波数を出力する。しか
し，飛しょう体が低空を飛しょうして，第３の相関検波
器（13^ｃ）に出力を生じ，バイアス加算器（14）の出力
電圧を上まわるようになると，第２の比較器（15^ｂ）
は，両者の差電圧を出力するようになる。この出力電圧
は積分器（17）で積分され，電圧制御発振器（９）に入
力されるため，その出力周波数は，第４図に示すように
上昇する。符号発生器（10）は，この電圧制御発振器
（９）により駆動されているので，周波数が上昇すると
いうことは１ビツトの周期が短かくなり，これに相当す
る電波の往復距離も短かくなつて，第３図のハに示す第
３の相関検波器（13^ｃ）の出力時間幅が狭くなり，この
ため，第３の相関検波器（13^ｃ）の出力電圧が下り，こ
の電圧が第３図に示す追尾距離ニの点でつりあうことに
なる。すなわち，電圧制御発振器（９），符号発生器
（10），第１及び第２の１ビツト遅延回路（11a）及び
（11^ｂ），ΔＴ遅延回路（12），第３の相関検波器（13
^ｃ）第２の比較器（15^ｂ）及び積分器（17）により，ビ
デオ増幅器（８）から入力される地面又は海面からの反
射波を追尾するループを組むことになり，この追尾距離
は，飛しょう体は飛しょう高度に応じて自動的に変るこ
とになる。従つて，第２の相関検波器（13^ｂ）では，第
３の相関検波器（13^ｃ）よりΔＴだけ前の符号により相
関が取られているため，第２の相関検波器（13^ｂ）に相
関出力が得られる距離範囲も，飛しょう高度に応じて変
動し，かつ，第３図に示すように第３の相関検波器（13
^ｃ）の相関出力範囲よりも内側にある。これにより，飛
しょう体が低高度を飛しょうしても，地面又は海面から
の反射波により第２の相関検波器（13^ｂ）の出力が大き
くなり，第１の比較器（15a）を通して点火回路（16）
を誤作動させることはなくなり，目標が飛しょう体と地
面又は海面との距離以内に出現したときのみ，第２の相
関検波器（13^ｂ）に出力が得られ，正しく点火回路を作
動させることになる。

ところで，上記積分器（17）の出力は，追尾ループによ
り，飛しょう体と地面又は海面までの距離の情報を含む
ことになる。従つて，関数発生器（18）により，可変減
衰器（４）の減衰量が飛しょう体と地面又は海面までの
距離の自乗に反比例するように制御することで，ミキサ
（７）への地面又は海面からの反射波による受信入力
は，可変減衰器（４）を通過することにより，飛しょう
体と地面又は海面からの距離の自乗に反比例する減衰を
与えられることになる。

しかるに，地面又は海面からの反射波の受信強度は，そ
の距離の自乗に反比例するため，可変減衰器（４）の使
用により，ミキサ（７）へのこの反射波による受信電力
は，飛しょう体と地面又の海面との距離により変化する
ことがなくなる。

なお，上記実施例では，送信及び受信で同じアンテナ
（６）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ビツト遅延回路は第１の１ビツト遅延回路
の出力を１ビツ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ビツト分遅らせるようにし
てあれば良い。

更に，可変減衰器は変調器の後に配置してあるが，方向
性結合器の直後に可変減衰器を配置して，この出力を変
調器で変調してもよい。

〔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，単位周波数帯域当りの送信電力密度
が小さくおさえられるため，敵側に発見されにくく，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，近接信管の有効目標検出
範囲が，送信変調符号より１ビツト遅れた位相の前後１
ビツ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有効範囲と整合をと
ることができ，かつ，飛しょう体が低高度を飛しょうし
た場合には，地面又は海面からの反射波の距離を自動的
に追尾することができ，上記有効目標検出範囲を地面又
は海面までの距離よりも小さく設定できるので，地面又
は海面からは反射波による誤動作を防ぐことができ，ま
た，飛しょう体と地面又は海面までの距離の変化によら
ず，地面又は海面からの反射波によるミキサへの受信信
号入力電力が一定となるため，受信系の飽和を防ぐこと
ができ，受信系のダイナミツクレンジが小さくてすむと
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図は相関検波器の構成を示す図，第３図は時
間とバイアス加算器並びに第２及び第３の相関検波器の
出力電圧の関係を示す図，第４図は電圧制御発振器の入
力電圧と出力発振周波数の関係を示す図，第５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）は変調器，（４）は可変減衰器，（５）はサーキ
ユレータ，（６）はアンテナ，（７）はミキサ，（８）
はビデオ増幅器，（９）は電圧制御発振器，（10）は符
号発生器，（11a）及び（11^ｂ）は第１及び第２の１ビ
ツト遅延回路，（12）はΔＴ遅延回路，（13a），（13
^ｂ）及び（13^ｃ）は第1,第２及び第３の相関検波器，
（14）はバイアス加算器，（15a）及び（15^ｂ）は第１
及び第２の比較器，（16）は点火回路，（17）は積分
器，（18）は関数発生器，（19）は相関器，（20）はド
ツプラフイルタ，（21）は検波器である。 なお，図中，同一あるいは相当部分には同一符号を付し
て示してある。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】飛しょう体の近接信管において、電圧制御
   発振器と、この電圧制御発振器の出力により駆動され、
   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ビット遅延させて発生する第１の１ビ
   ット遅延回路と、上記第１の１ビット遅延回路の出力を
   更に１ビット遅延させて発生す第２の１ビット遅延回路
   と、上記第２の１ビット遅延回路の出力を１ビット以下
   の微小時間ΔＴ遅延させて発生するΔＴ遅延回路と、送
   信信号を発生する発振器と、この発振器の出力を上記第
   １の１ビット遅延回路の出力で拡散変調する変調器と、
   この変調器の出力を減衰させる可変減衰器と、この可変
   減衰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とを混合し、ビデオ増幅する手
   段と、この手段によりビデオ増幅された出力と上記符号
   発生器の出力との相関をとり、検波する、第１の相関検
   波器と、上記第２の１ビット遅延回路の出力と上記ビデ
   オ増幅された出力との相関をとり、検波する、第２の相
   関検波器と、上記ΔＴ遅延回路の出力と上記ビデオ増幅
   された出力との相関をとり、検波する第３の相関検波器
   と、上記第１の相関検波器の出力に一定のバイアスを加
   算するバイアス加算器と、上記第２の相関検波器の出力
   と上記バイアス加算器の出力とを比較し、その比較結果
   に応じて点火回路を作動させる第１の比較器と、上記第
   ３の相関検波器の出力と上記バイアス加算器の出力とを
   比較する第２の比較器と、上記第２の比較器の出力を積
   分し、上記電圧制御発振器の発振周波数を飛しょう体の
   地面又は海面までの距離に応じて変化させる積分器と、
   この積分器の出力を受けて、飛しょう体の地面又は海面
   までの距離の自乗に反比例する減衰量を上記可変減衰器
   へ発生する関数発生器とを具備した近接信管。