JPH10111097A - コマンド誘導スピンミサイルの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高価で重く構造的に脆弱で動作安定の待ち時
間が必要なロールジャイロなどを用いずにミサイルのロ
ール姿勢角を全飛しょう中を通じて精度良く検出してミ
サイルの飛しょう経路を制御できるコマンド誘導スピン
ミサイルの制御装置を得る。 【解決手段】 ミサイルの後方に機軸に対して一定角ず
れた指向性を持つアンテナを配置し、ミサイルがスピン
することにより地上装置からの送信波がアンテナの指向
パターンから外れる事による受信信号の強度の変化を検
出することによってミサイルのロール周波数を検出でき
るようにし、そのロール周波数からミサイルのロール姿
勢角を計算することにより係る課題を解決する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、それ自体がスピ
ンしながら飛しょうし、地上装置から送信される操舵指
令のコマンド信号に基づき操舵を行うコマンド誘導スピ
ンミサイルの制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】コマンド誘導（指令誘導とも呼ばれる）
については例えば1990年12月10日に原書房から発行され
た「ミサイル工学事典」のＰ５９〜Ｐ７２に紹介されて
いるように、地上装置において目標位置とミサイル位置
を観測し、ミサイルの誘導計算を行い操舵量を計算し、
その操舵量をミサイルにコマンド信号として与える方式
であり、ミサイルの小型軽量、低コスト化を目的とした
方式である。またスピンミサイルについては例えば海人
社から発行された「世界の艦船」１９９６年９月号のＰ
１４８〜Ｐ１５５に「ローリングエアーフレームミサイ
ル」として紹介されているように、ミサイルを積極的に
スピンさせて飛しょうさせる方式である。このスピンミ
サイルを適切な方向に操舵するするためには、ミサイル
が９０度ロールする毎に操舵翼の動作を水平翼としての
動作と垂直翼としての動作とに切り換える必要があり、
従来はこの動作切換のためのミサイルのロール姿勢角の
検出にジャイロを用いていると解説されている。

【０００３】このような従来のコマンド誘導スピンミサ
イルの制御装置をシステム的に示すと図１５のようにな
る。図１５において１はミサイルの機体、２は慣性空間
上でのロール姿勢角速度を検出するロールジャイロ、３
はロールジャイロ２の出力を受けてロール姿勢角を計算
するロール姿勢角計算器、５は地上からのコマンド信号
を受信するアンテナ、６はアンテナ５の受信信号の変動
を出力一定となるように増幅するＡＧＣアンプ、７はＡ
ＧＣアンプ６の制御電圧を決めるＡＧＣディテクタ、８
はＡＧＣアンプ６の出力に同調しコマンド信号を復調す
るコマンド受信器、９はコマンド受信器８の復調結果を
解読して加速度指令等のコマンドを取り出すコマンド信
号処理器、１０は機体の運動状態を検出するピッチ／ヨ
ージャイロ、４はコマンド信号処理器９の出力するコマ
ンドと、ロール姿勢角計算器３の出力するロール姿勢角
とピッチ／ヨージャイロ１０の出力の三つの信号から操
舵量を計算するオートパイロット、１１はオートパイロ
ット４の出力を受けて操舵する操舵装置、１２は操舵翼
である。

【０００４】次に動作について説明する。通常、コマン
ド誘導スピンミサイルは、ミサイルの機体１を適切な方
向へ誘導するために、地上装置からコマンド信号により
ピッチ、ヨー方向の加速度指令を送っている。アンテナ
５によりこのコマンド信号を受信し、ＡＧＣアンプ６は
ＡＧＣディテクタ７の電圧により制御され、キャリアの
変動を押さえて一定出力となるように動作する。コマン
ド受信器８はＡＧＣアンプ６の出力を復調し、この復調
結果を受けてコマンド信号処理器９は加速度指令等のコ
マンドを取り出すように動作する。ここでミサイルはス
ピンしているため、コマンドにより要求された方向に適
切な加速度を発生させるためには、随時機体のロール姿
勢角を検出する必要がある。従来のコマンド誘導スピン
ミサイルの制御装置では、この機体のロール姿勢角を検
出するために、ロールジャイロ２により慣性空間上での
ロール姿勢角速度を検出し、それをロール姿勢角計算器
３で積分計算している。オートパイロット４では、この
ロール姿勢角計算器３の計算結果と、コマンド信号処理
器９の処理結果とピッチ／ヨージャイロ１０により検出
されるミサイルの運動状態の三つの信号から、適切な操
舵指令量を計算し、操舵装置１１はこの操舵指令量をう
けて操舵翼１２を操舵し、ミサイルの機体１を制御して
いる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来のコマンド誘導ス
ピンミサイルの制御装置は上記のように構成されていた
ので、ロール姿勢角を検出するために、高価で重いロー
ルジャイロを搭載しなければならず小型のミサイルには
適用できない問題点があった。またロールジャイロを用
いた場合積分計算などを実施する必要があるため長時間
の飛しょうではロール姿勢角の計算結果の誤差が大きく
なるという問題があった。さらに、ジャイロの構造的脆
弱性による振動、衝撃に対する信頼性の低下、ジャイロ
の動作が安定するまでの動作待ち時間などの問題があっ
た。

【０００６】

【課題を解決するための手段】第１の発明によるコマン
ド誘導スピンミサイルの制御装置は、ミサイルの後方に
向かいかつミサイルの機軸に対して一定角ずれた指向性
を持つアンテナを配置し、ミサイルがスピンすることに
より地上装置からの送信波がアンテナの指向性パターン
から外れることによる強度の変化を検出することによっ
てミサイルのロール周波数を検出出来るようにし、その
ロール周波数からミサイルのロール姿勢角を計算するこ
とにより、ロールジャイロを必要とせずミサイルの飛し
ょう経路を制御できるようにしたものである。

【０００７】また、第２の発明によるコマンド誘導スピ
ンミサイルの制御装置は、ミサイルの後方に向かいかつ
ミサイルの機軸に対して一定角ずれた鋭い指向性を持つ
アンテナを２個以上配置し、ミサイルがスピンすること
により地上装置からの送信波がアンテナの指向性パター
ンから外れることによる強度の変化をそれぞれ検出する
ことによって広帯域に渡り精度良くロール周波数を検出
できるようにし、そのロール周波数からミサイルのロー
ル姿勢角を計算することにより、ロールジャイロを必要
とせずミサイルの飛しょう経路を制御できるようにした
ものである。

【０００８】また、第３の発明によるコマンド誘導スピ
ンミサイルの制御装置は、ミサイルの後方に向かいかつ
ミサイルの機軸に対してそれぞれ異なる角度ずれた指向
性を持つアンテナを２個以上配置し、ミサイルがスピン
することにより地上装置からの送信波がアンテナの指向
性パターンから外れることによる強度の変化をそれぞれ
検出し、より強度変化の大きいチャンネルを選択するこ
とによりロール周波数の検出精度を向上し、そのロール
周波数からミサイルのロール姿勢角を計算することによ
り、ロールジャイロを必要とせずミサイルの飛しょう経
路を制御できるようにしたものである。

【０００９】また、第４の発明によるコマンド誘導スピ
ンミサイルの制御装置は、ミサイルの後方に向かいかつ
指向角を制御できるフェーズドアレイアンテナを配置
し、その指向角を発射前の地上装置の飛しょう経路の計
算結果の記憶により最適な角度に制御したうえで、ミサ
イルがスピンすることにより地上装置からの送信波がア
ンテナの指向性パターンから外れることによる強度の変
化を検出し、そのロール周波数からミサイルのロール姿
勢角を計算することにより、ロールジャイロを必要とせ
ずミサイルの飛しょう経路を制御できるようにしたもの
である。

【００１０】また、第５の発明によるコマンド誘導スピ
ンミサイルの制御装置は、ミサイルの後方に向かいかつ
指向角を制御できるビーム幅の狭いフェーズドアレイア
ンテナを２個以上配置し、その指向角を発射前の地上装
置の飛しょう経路の計算結果の記憶により最適な角度に
制御したうえで、ミサイルがスピンすることにより地上
装置からの送信波がアンテナの指向性パターンから外れ
ることによる強度の変化をそれぞれ検出することによっ
て、広帯域に渡り精度良くロール周波数を検出できるよ
うにし、そのロール周波数からミサイルのロール姿勢角
を計算することにより、ロールジャイロを必要とせずミ
サイルの飛しょう経路を制御できるようにしたものであ
る。

【００１１】また、第６の発明によるコマンド誘導スピ
ンミサイルの制御装置は、ミサイルの後方に向かいかつ
指向角を制御できるフェーズドアレイアンテナを配置
し、その指向角をピッチ及び機軸方向の加速度の積分結
果より計算した結果により最適な角度に制御したうえ
で、ミサイルがスピンすることにより地上装置からの送
信波がアンテナの指向性パターンから外れることによる
強度の変化を検出し、そのロール周波数からミサイルの
ロール姿勢角を計算することにより、ロールジャイロを
必要とせずミサイルの飛しょう経路を制御できるように
したものである。

【００１２】また、第７の発明によるコマンド誘導スピ
ンミサイルの制御装置は、ミサイルの後方に向かいかつ
指向角を制御できるビーム幅の狭いフェーズドアレイア
ンテナを２個以上配置し、ピッチ及び機軸方向の加速度
の積分結果より計算した結果により最適な角度に制御し
たうえで、ミサイルがスピンすることにより地上装置か
らの送信波がアンテナの指向性パターンから外れること
による強度の変化をそれぞれ検出することによって、広
帯域に渡り精度良くロール周波数を検出できるように
し、そのロール周波数からミサイルのロール姿勢角を計
算することにより、ロールジャイロを必要とせずミサイ
ルの飛しょう経路を制御できるようにしたものである。

【００１３】また、第８の発明によるコマンド誘導スピ
ンミサイルの制御装置は、ミサイルの後方に向かいかつ
指向角を制御できるフェーズドアレイアンテナを配置
し、その指向角を地上装置で計算してコマンド信号とし
て送信したものを受信し最適な角度に制御したうえで、
ミサイルがスピンすることにより地上装置からの送信波
がアンテナの指向性パターンから外れることによる強度
の変化を検出し、そのロール周波数からミサイルのロー
ル姿勢角を計算することにより、ロールジャイロを必要
とせずミサイルの飛しょう経路を制御できるようにした
ものである。

【００１４】また、第９の発明によるコマンド誘導スピ
ンミサイルの制御装置は、ミサイルの後方に向かいかつ
指向角を制御できるビーム幅の狭いフェーズドアレイア
ンテナを２個以上配置し、その指向角を地上装置で計算
してコマンド信号として送信したものを受信し最適な角
度に制御したうえで、ミサイルがスピンすることにより
地上装置からの送信波がアンテナの指向性パターンから
外れることによる強度の変化をそれぞれ検出することに
よって、広帯域に渡り精度良くロール周波数を検出でき
るようにし、そのロール周波数からミサイルのロール姿
勢角を計算することにより、ロールジャイロを必要とせ
ずミサイルの飛しょう経路を制御できるようにしたもの
である。

【００１５】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．図１は実施の形態１を示す図である。図
において１はミサイルの機体、６はアンテナ５の受信信
号の変動を出力一定となるように増幅するＡＧＣアン
プ、７はＡＧＣアンプ６の制御電圧を決めるＡＧＣディ
テクタ、８はＡＧＣアンプ６の出力に同調しコマンド信
号を復調するコマンド受信器、９はコマンド受信器８の
復調結果を解読して加速度指令等のコマンドを取り出す
コマンド信号処理器、１０は機体の運動状態を検出する
ピッチ／ヨージャイロ、４はコマンド信号処理器９の出
力するコマンドと、ロール姿勢角計算器３の出力するロ
ール姿勢角とピッチ／ヨージャイロ１０の出力の三つの
信号から操舵量を計算するオートパイロット、１１はオ
ートパイロット４の出力を受けて操舵する操舵装置、１
２は操舵翼でありこれらは従来技術のものと同等であ
る。５はミサイルの後方に向かいかつ機軸に対して一定
角ずれた指向性を持つアンテナ、１３はＡＧＣディテク
タ７の信号の強度を判定して信号最大点を検出する信号
強度判定器、１４は信号強度判定器の出力にフェーズロ
ックするフェーズロックループ（以下ＰＬＬとよぶ）、
３はＰＬＬの信号からロール姿勢角を計算するロール姿
勢角計算器である。

【００１６】次に動作について説明する。地上装置から
のコマンド信号をアンテナ５によりこのコマンド信号を
受信し、ＡＧＣアンプ６、ＡＧＣディテクタ７により増
幅した後、コマンド受信器８によりコマンド信号を復調
し、コマンド信号処理器９により加速度指令等のコマン
ドを取り出すように動作することは従来技術と同等の動
作である。ここでアンテナ５は図２（ａ）に示すように
機軸に対して一定角αずれた指向性を持つため、ミサイ
ルのロール姿勢角θに対してアンテナ指向角と電波到来
角の差βは図２（ｂ）のように変化する。このように到
来角の変化する電波を図２（ｃ）に示すようなアンテナ
パターンを持つアンテナ５で受信した場合受信信号は図
２（ｄ）に示す通りとなる。これがＡＧＣディテクタ７
の出力信号である。信号強度判定器１３は図２（ｅ）に
示すとおりＡＧＣディテクタ７の出力に基づき、受信信
号最大点を検出しパルスを発させる。ＰＬＬ１４はこの
パルスの繰り返し周波数にフェーズロックするように動
作し、図２（ｆ）に示すとおり、ミサイルのロール姿勢
角に同期した正弦波を発生する。ロール姿勢角計算器３
はＰＬＬ１４の出力に基づきロール姿勢角を計算しオー
トパイロット４へロール姿勢角情報を送る。オートパイ
ロット４では、このロール姿勢角計算器３の計算結果
と、コマンド信号処理器９の処理結果とピッチ／ヨージ
ャイロ１０により検出されるミサイルの運動状態の三つ
の信号から、適切な操舵指令量を計算し、操舵装置１１
はこの操舵指令量をうけて操舵翼１２を操舵し、ミサイ
ルの機体１を制御している。

【００１７】実施の形態２．図３は実施の形態２を示す
図である。図において１はミサイルの機体、６はＡＧＣ
アンプ、７はＡＧＣディテクタ、８はコマンド受信器、
９はコマンド信号処理器、１０はピッチ／ヨージャイ
ロ、４はオートパイロット、１１は操舵装置、１２は操
舵翼でありこれらは従来技術のものと同等である。５、
５ａ、５ｂはミサイルの機軸のまわりを等しい角度に分
割するように配置したミサイルの後方に向かいかつ機軸
に対して一定角ずれた鋭い指向性を持つアンテナ、６ａ
はアンテナ５ａの受信信号の変動を出力一定となるよう
に増幅するＡＧＣアンプ、６ｂはアンテナ５ｂの受信信
号の変動を出力一定となるように増幅するＡＧＣアン
プ、７ａはＡＧＣアンプ６ａの制御電圧を決めるＡＧＣ
ディテクタ、７ｂはＡＧＣアンプ６ｂの制御電圧を決め
るＡＧＣディテクタ、８ａはＡＧＣアンプ６ａの出力に
同調しコマンド信号を復調するコマンド受信器、８ｂは
ＡＧＣアンプ６ｂの出力に同調しコマンド信号を復調す
るコマンド受信器、１５はコマンド受信器８とコマンド
受信器８ａとコマンド受信器８ｂのコマンド信号の各復
調結果から最良の復調結果を選択する信号選択器、１３
はＡＧＣディテクタ７の信号の強度を判定して信号最大
点を検出する信号強度判定器、１３ａはＡＧＣディテク
タ７ａの信号の強度を判定して信号最大点を検出する信
号強度判定器、１３ｂはＡＧＣディテクタ７ｂの信号の
強度を判定して信号最大点を検出する信号強度判定器、
１６は信号強度判定器１３と信号強度判定器１３ａと信
号強度判定器１３ｂが信号強度の最強点で出力するパル
スを加算するパルス加算器、１４はパルス加算器の出力
にフェーズロックするＰＬＬ、１７はミサイルロール周
波数の３倍となるＰＬＬの出力を分周する分周器、３は
分周器１７の信号からロール姿勢角を計算するロール姿
勢角計算器である。

【００１８】この実施の形態では鋭い指向性を持つアン
テナをミサイルの機軸のまわりに３個等角度に配置する
ことによりロール回転の３倍のパルス信号を計測してミ
サイルのロール姿勢角を求めるため、より低速回転のロ
ールスピンも精度よく検出しミサイルの飛しょう経路を
制御している。また、各アンテナの受信状況によりコマ
ンド受信器のチャンネルを選択するためダイバーシティ
効果も得ている。図４（ａ）に機体の後方からみた各ア
ンテナの配置、図４（ｂ）〜（ｄ）にミサイルロール角
に対応させた各アンテナの指向角と電波到来角との相対
角、図４（ｅ）にパルス加算器１６の出力、図４（ｆ）
にＰＬＬ１４の出力の一例を示す。

【００１９】実施の形態３．図５は実施の形態３を示す
図である。図において１はミサイルの機体、６、６ａ、
６ｂはＡＧＣアンプ、７、７ａ、７ｂはＡＧＣディテク
タ、８、８ａ、８ｂはコマンド受信器、１５は信号選択
器、９はコマンド信号処理器、１０はピッチ／ヨージャ
イロ、４はオートパイロット、１１は操舵装置、１２は
操舵翼、１３は信号強度判定器、１４はＰＬＬ、３はロ
ール姿勢角計算器でありこれらは従来技術及び実施の形
態２のものと同等である。５、５ｃ、５ｄはミサイルの
機軸のまわりを等しい角度に分割するように配置したミ
サイルの後方に向かいかつ機軸に対してそれぞれ異なる
角度ずれた指向性を持ちそれぞれビーム幅の異なるアン
テナ、１５ａはＡＧＣディテクタ７、７ａ、７ｂの各出
力のうちミサイルの回転による信号強度差が最も大きい
ものを選択する信号選択器である。

【００２０】次に動作について説明する。アンテナ５の
機軸に対する指向角をα、アンテナ５ｃの機軸に対する
指向角をα１、アンテナ５ｄの機軸に対する指向角をα
２とし、α＞α１＞α２とする。この関係において初
期、中期、終末期の各飛しょうフェーズにおける電波到
来角と各アンテナの指向角の関係の一例を図６に示す。
図６において１は機体、２３はコマンドを送信する地上
装置を示す。図に示す位置関係においてミサイルのロー
ル姿勢角に対する各アンテナの指向角と電波到来角の相
対角の変化と相対角の変化と各アンテナのアンテナパタ
ーンによる各ＡＧＣディテクタの出力の一例を図７
（ａ）〜（ｆ）に示す。図７（ａ）〜（ｆ）から分かる
ように誘導初期においてはアンテナ５が電波到来方向に
最も指向しておりＡＧＣディテクタの出力に最も有意差
が得られ、誘導中期においてはアンテナ５ｃが電波到来
方向に最も指向しておりＡＧＣディテクタの出力に最も
有意差が得られ、誘導終末期においてはアンテナ５ｄが
電波到来方向に最も指向しておりＡＧＣディテクタの出
力に最も有意差が得られる。信号選択器１５ａでは、こ
の３から信号強度差が最も大きいものを選択し信号強度
判定器１３に出力するように動作する。

【００２１】この実施の形態ではそれぞれ指向角及びア
ンテナパターンの異なるアンテナをミサイルの機軸の周
りに３個等角度に配置することにより電波到来角の飛し
ょう中の変化に対して最も有効なアンテナからの信号を
使用することにより、全飛しょう中を通じて精度よくロ
ール姿勢角を検出しミサイルの飛しょう経路を制御して
いる。

【００２２】実施の形態４．図８は実施の形態４を示す
図である。図において１はミサイルの機体、６はＡＧＣ
アンプ、７はＡＧＣディテクタ、８はコマンド受信器、
９はコマンド信号処理器、１３は信号強度判定器、１４
はＰＬＬ、３はロール姿勢角計算器、１０はピッチ／ヨ
ージャイロ、４はオートパイロット、１１は操舵装置、
１２は操舵翼でありこれらは従来技術及び実施の形態１
のものと同等である。１８はミサイル後方に任意に指向
角を変化できるフェーズドアレイアンテナ、１９はフェ
ーズドアレイアンテナ１８の指向角を電波到来方向に変
化させる指向角制御器、２０は指向角制御器が指向角を
制御するために必要な電波到来角を発射前の地上装置の
飛しょう経路予測結果から取得し記憶するメモリ装置で
ある。

【００２３】次に動作について説明する。アンテナの指
向角が固定の場合は飛しょう中に変化する電波到来角に
よって、ロール姿勢角の検出精度が鈍り、これを防止す
るために飛しょうフェーズによってアンテナの指向角を
変化させることが効果的であることは図６及び図７
（ａ）〜（ｆ）により説明した通りである。実施の形態
３においては、それぞれ指向角の異なる複数個のアンテ
ナの配置によって効果を得ていたものをこの実施の形態
では一つのフェーズドアレイアンテナ１８によって実現
している。メモリ装置２０は、フェーズドアレイアンテ
ナ１８の指向角を制御するために必要な電波到来角を、
ミサイル発射前の地上装置による飛しょう経路の予測結
果に基づく計算結果より取得して記憶し、発射後随時、
指向角情報を指向角制御装置に与えるように動作する。

【００２４】この実施の形態ではアンテナ指向角度をフ
ェーズドアレイアンテナをもちいて予想される飛しょう
経路に従って変化させることにより、電波到来角の飛し
ょう中の変化に対して最も有効な角度に連続的に指向で
きるため、全飛しょう中を通じて精度よくロール姿勢角
を検出しミサイルの飛しょう経路を制御している。

【００２５】実施の形態５．図９は実施の形態５を示す
図である。図において１はミサイルの機体、６、６ａ、
６ｂはＡＧＣアンプ、７、７ａ、７ｂはＡＧＣディテク
タ、８、８ａ、８ｂはコマンド受信器、１５は信号選択
器、９はコマンド信号処理器、１３、１３ａ、１３ｂは
信号強度判定器、１６はパルス加算器、１４はＰＬＬ、
１７は分周器、３はロール姿勢角計算器、１０はピッチ
／ヨージャイロ、４はオートパイロット、１１は操舵装
置、１２は操舵翼でありこれらは第２の発明による実施
の形態２のものと同等である。１８、１８ａ、１８ｂは
ミサイルの機軸のまわりを等しい角度に分割するように
配置したミサイル後方に任意に指向角を変化できるフェ
ーズドアレイアンテナ、１９はフェーズドアレイアンテ
ナ１８の指向角を電波到来方向に変化させる指向角制御
器、１９ａはフェーズドアレイアンテナ１８ａの指向角
を電波到来方向に変化させる指向角制御器、１９ｂはフ
ェーズドアレイアンテナ１８ｂの指向角を電波到来方向
に変化させる指向角制御器、２０は指向角制御器が指向
角を制御するために必要な電波到来角を発射前の地上装
置の飛しょう経路予測結果から取得し記憶するメモリ装
置である。

【００２６】この実施の形態では、実施の形態３と同様
にアンテナ指向角度をフェーズドアレイアンテナをもち
いて予想される飛しょう経路に従って変化させることに
より、電波到来角の飛しょう中の変化に対して最も有効
な角度に連続的に指向できるようにした上で、機軸のま
わりに３個等角度に配置することにより実施の形態２と
同様の効果を得て、全飛しょう中を通じて精度よくロー
ル姿勢角を検出しミサイルの飛しょう経路を制御してい
る。

【００２７】実施の形態６．図１０は実施の形態６を示
す図である。図において１はミサイルの機体、６はＡＧ
Ｃアンプ、７はＡＧＣディテクタ、８はコマンド受信
器、９はコマンド信号処理器、１３は信号強度判定器、
１４はＰＬＬ、３はロール姿勢角計算器、１８はフェー
ズドアレイアンテナ、１９は指向角制御器、１０はピッ
チ／ヨージャイロ、４はオートパイロット、１１は操舵
装置、１２は操舵翼でありこれらは実施の形態４のもの
と同等である。２２は機体の機軸方向の加速度を検出す
る機軸加速度計、２１は機軸加速度計２２の出力する機
軸方向の加速度とピッチ／ヨージャイロ１０の出力する
ピッチ方向の加速度を積分し、その結果から電波到来角
を計算する角度計算器である。

【００２８】次に動作について説明する。この実施の形
態では、発射後ミサイルの機軸方向の加速度を機軸加速
度２２で検出し、ミサイルのピッチ方向の加速度をピッ
チ／ヨージャイロ１０で検出し、その各検出結果を角度
計算器２１で２回積分して距離成分を求め、逆正弦関数
を計算することにより、指向角を計算し指向角制御装置
１９に与えるように動作する。図１１に地上装置とミサ
イルの位置関係を示し、機軸方向の加速度の２回積分の
結果ｒとピッチ方向の加速度の２回積分の結果ｙと逆正
弦関数により求める角度を図式的に示す。図において１
は機体、２３は地上装置を示す。

【００２９】この実施の形態では、実施の形態４におい
ては、フェーズドアレイアンテナ１８の指向角を制御す
るために必要な電波到来角を、ミサイル発射前の地上装
置による飛しょう経路の予測結果に基づく計算結果より
取得していたものを、実際のミサイルの飛しょう状態を
検出し地上装置との角度を計算するために、発射前の予
測よりも信頼度高く指向し、全飛しょう中を通じて精度
よくロール姿勢角を検出しミサイルの飛しょう経路を制
御している。

【００３０】実施の形態７．図１２は実施の形態７を示
す図である。図において１はミサイルの機体、６、６
ａ、６ｂはＡＧＣアンプ、７、７ａ、７ｂはＡＧＣディ
テクタ、８、８ａ、８ｂはコマンド受信器、１５は信号
選択器、９はコマンド信号処理器、１３、１３ａ、１３
ｂは信号強度判定器、１６はパルス加算器、１４はＰＬ
Ｌ、１７は分周器、３はロール姿勢角計算器、１８、１
８ａ、１８ｂはフェーズドアレイアンテナ、１９、１９
ａ、１９ｂは指向角制御器、２１は角度計算器、２２は
機軸加速度計、１０はピッチ／ヨージャイロ、４はオー
トパイロット、１１は操舵装置、１２は操舵翼でありこ
れらは実施の形態４および実施の形態５のものと同等で
ある。

【００３１】この実施の形態では、実施の形態５におい
ては、フェーズドアレイアンテナ１８、１８ａ、１８ｂ
の指向角を制御するために必要な電波到来角を、ミサイ
ル発射前の地上装置による飛しょう経路の予測結果に基
づく計算結果より取得していたものを、実際のミサイル
の飛しょう状態を検出し地上装置との角度を計算するた
めに、発射前の予測よりも信頼度高く指向し、全飛しょ
う中を通じて精度よくロール姿勢角を検出しミサイルの
飛しょう経路を制御している。

【００３２】実施の形態８．図１３は本発明の実施の形
態８を示す図である。図において１はミサイルの機体、
６はＡＧＣアンプ、７はＡＧＣディテクタ、８はコマン
ド受信器、１３は信号強度判定器、１４はＰＬＬ、３は
ロール姿勢角計算器、１８はフェーズドアレイアンテ
ナ、１９は指向角制御器、１０はピッチ／ヨージャイ
ロ、４はオートパイロット、１１は操舵装置、１２は操
舵翼でありこれらは実施の形態４のものと同等である。
９ａはコマンド受信器８の復調結果を解読して加速度指
令とフェーズドアレイアンテナを指向するための指向角
指令を取り出すコマンド信号処理器である。

【００３３】次に動作について説明する。この実施の形
態では、随時地上装置から送信されてくるコマンド信号
にフェーズドアレイアンテナを指向するための指向角指
令を含めて送信しそれをコマンド信号処理器９ａで解読
して指向角制御器１９に与えるように動作する。

【００３４】この実施の形態では、フェーズドアレイア
ンテナ１８の指向角を制御するために必要な電波到来角
を、地上装置の観測に基づくコマンド信号より取得して
いるために、実施の形態４の発射前の予測や実施の形態
６の積分計算よりも信頼度高くフェーズドアレイアンテ
ナを指向し、全飛しょう中を通じて精度よくロール姿勢
角を検出しミサイルの飛しょう経路を制御している。

【００３５】実施の形態９．図１４は実施の形態７を示
す図である。図において１はミサイルの機体、６、６
ａ、６ｂはＡＧＣアンプ、７、７ａ、７ｂはＡＧＣディ
テクタ、８、８ａ、８ｂはコマンド受信器、１５は信号
選択器、９ａはコマンド信号処理器、１３、１３ａ、１
３ｂは信号強度判定器、１６はパルス加算器、１４はＰ
ＬＬ、１７は分周器、３はロール姿勢角計算器、１８、
１８ａ、１８ｂはフェーズドアレイアンテナ、１９、１
９ａ、１９ｂは指向角制御器、１０はピッチ／ヨージャ
イロ、４はオートパイロット、１１は操舵装置、１２は
操舵翼でありこれらは実施の形態５および実施の形態８
のものと同等である。

【００３６】この実施の形態では、フェーズドアレイア
ンテナ１８、１８ａ、１８ｂの指向角を制御するために
必要な電波到来角を、地上装置の観測に基づくコマンド
信号より取得しているために、実施の形態５の発射前の
予測や実施の形態７の積分計算よりも信頼度高くフェー
ズドアレイアンテナを指向し、全飛しょう中を通じて精
度よくロール姿勢角を検出しミサイルの飛しょう経路を
制御している。

【００３７】

【発明の効果】第１の発明によれば、ミサイルの後方に
向かいかつミサイルの機軸に対して一定角ずれた指向性
を持つアンテナを配置し、ミサイルがスピンすることに
より地上装置からの送信波がアンテナの指向性パターン
から外れることによる強度の変化を検出することによっ
てミサイルのロール周波数を検出出来るようにし、その
ロール周波数からミサイルのロール姿勢角を計算してい
るので、ロールジャイロなどを用いず簡単、安価、高信
頼度、高精度で動作待ち時間の短いコマンド誘導スピン
ミサイルの制御装置を構成し得る効果がある。

【００３８】また、第２の発明によれば、第１の発明と
同様の動作を複数のアンテナで行うので、第１の発明に
よるものよりも一層精度の高いロール姿勢角を得ること
が出来、さらに各アンテナからの受信信号のうち最良の
チャンネルをコマンド信号処理に使用するためコマンド
信号のエラーの少ないコマンド誘導スピンミサイルの制
御装置を構成し得る効果がある。

【００３９】また、第３の発明によれば、第１の発明と
同様の動作を指向角の違う複数のアンテナで行うので、
第１の発明によるものよりも全飛しょうフェーズを通じ
て一層精度の高いロール姿勢角を得ることが出来、さら
に各アンテナからの受信信号のうち最良のチャンネルを
コマンド信号処理に使用するためコマンド信号のエラー
の少ないコマンド誘導スピンミサイルの制御装置を構成
し得る効果がある。

【００４０】また、第４の発明によれば、第１の発明と
同様の動作をフェーズドアレイアンテナで行い、その指
向角を発射前の地上装置の飛しょう経路の予測計算結果
の記憶により制御するので、第１の発明によるものより
も全飛しょうフェーズを通じて一層精度の高いコマンド
誘導スピンミサイルの制御装置を構成し得る効果があ
る。

【００４１】また、第５の発明によれば、第２の発明と
同様の動作をフェーズドアレイアンテナで行い、その指
向角を発射前の地上装置の飛しょう経路の予測計算結果
の記憶により制御するので、第２の発明によるものより
も全飛しょうフェーズを通じて一層精度の高いコマンド
誘導スピンミサイルの制御装置を構成し得る効果があ
る。

【００４２】また、第６の発明によれば、フェーズドア
レイアンテナの指向角を制御するために、ピッチ方向及
び機軸方向の加速度の検出結果から計算しているので、
第４の発明による発射前の予測に基づく制御よりも信頼
度高くアンテナを指向することが出来、全飛しょうフェ
ーズを通じて一層精度の高いコマンド誘導スピンミサイ
ルの制御装置を構成し得る効果がある。

【００４３】また、第７の発明によれば、複数のフェー
ズドアレイアンテナの指向角を制御するために、ピッチ
方向及び機軸方向の加速度の検出結果から計算している
ので、第５の発明による発射前の予測に基づく制御より
も信頼度高くアンテナを指向することが出来、全飛しょ
うフェーズを通じて一層精度の高いコマンド誘導スピン
ミサイルの制御装置を構成し得る効果がある。

【００４４】また、第８の発明によれば、フェーズドア
レイアンテナの指向角を制御するために、地上装置で計
算してコマンド信号として送信したものを受信している
ので、第４の発明による発射前の予測に基づく制御より
も信頼度高くアンテナを指向することが出来、全飛しょ
うフェーズを通じて一層精度の高いコマンド誘導スピン
ミサイルの制御装置を構成し得る効果がある。

【００４５】また、第９の発明によれば、複数のフェー
ズドアレイアンテナの指向角を制御するために、地上装
置で計算してコマンド信号として送信したものを受信し
ているので、第５の発明による発射前の予測に基づく制
御よりも信頼度高くアンテナを指向することが出来、全
飛しょうフェーズを通じて一層精度の高いコマンド誘導
スピンミサイルの制御装置を構成し得る効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１を示す図である。

【図２】 実施の形態１における原理を示し、ミサイル
ロール姿勢角に応じた電波到来角とＡＧＣディテクタと
信号強度判定器とＰＬＬの出力の例を示す図である。

【図３】 この発明の実施の形態２を示す図である。

【図４】 実施の形態２における原理を示し、ミサイル
ロール姿勢角に応じた各アンテナへの電波到来角とパル
ス加算器とＰＬＬの出力の例を示す図である。

【図５】 この発明の実施の形態３を示す図である。

【図６】 ミサイルの飛しょうフェーズに応じたアンテ
ナの指向角と電波到来角の関係を示す図である。

【図７】 実施の形態３における各アンテナパターンの
例と飛しょうフェーズに応じた電波到来角とＡＧＣディ
テクタ出力の例を示す図である。

【図８】 この発明の実施の形態４を示す図である。

【図９】 この発明の実施の形態５を示す図である。

【図１０】 この発明の実施の形態６を示す図である。

【図１１】 実施の形態６における機軸方向の加速度の
積分結果とピッチ方向の加速度の積分結果とそれにより
求める電波到来角を求める様子を示す図である。

【図１２】 この発明の実施の形態７を示す図である。

【図１３】 この発明の実施の形態８を示す図である。

【図１４】 この発明の実施の形態９を示す図である。

【図１５】 従来のコマンド誘導スピンミサイルの制御
装置の一例を示す図である。

【符号の説明】

１ ミサイルの機体 ２ ロールジャイロ ３ ロール姿勢角計算器 ４ オートパイロット ５ アンテナ ６ ＡＧＣアンプ ７ ＡＧＣディテクタ ８ コマンド受信器 ９ コマンド信号処理器 １０ ピッチ／ヨージャイロ １１ 操舵装置 １２ 操舵翼 １３ 信号強度判定器 １４ ＰＬＬ １５ 信号選択器 １６ パルス加算器 １７ 分周器 １８ フェーズドアレイアンテナ １９ 指向角制御器 ２０ メモリ装置 ２１ 角度計算器 ２２ 機軸加速度計 ２３ 地上装置

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コマンド誘導スピンミサイルの制御装置
   において、ミサイルの後方に向かいかつ機軸に対して一
   定角ずれた指向性を持つアンテナと、このアンテナで受
   けたコマンド信号を増幅しかつ、信号強度の変化を検出
   して一定の強度となるように増幅度を制御する手段と、
   この一定の強度に増幅された信号からコマンド信号を復
   調する手段と、復調されたコマンド信号をミサイルの機
   体に対する加速度指令に変換する手段と、上記信号強度
   の変化の検出結果を増幅する手段と、この増幅器により
   増幅された信号の最大点を検出する手段と、この最大点
   が現れる周期に発振器を同期させてミサイルのロール周
   波数を得る手段と、上記発振器の出力によりミサイルの
   ロール姿勢角を計算する手段と、このロール姿勢角と前
   述の加速度指令により最適な操舵指令量を計算する手段
   と、この操舵指令量を受けて操舵翼を操舵する手段とを
   具備したことを特徴とするコマンド誘導スピンミサイル
   の制御装置。
2. 【請求項２】 コマンド誘導スピンミサイルの制御装置
   において、ミサイルの後方に向かいかつ機軸に対して一
   定角ずれた鋭い指向性を持つアンテナを２個以上配置
   し、これらのアンテナで受けたコマンド信号を各々増幅
   しかつ、信号強度の変化を検出して一定の強度となるよ
   うに増幅度を制御する手段と、この一定の強度に増幅さ
   れたそれぞれの信号からコマンド信号を復調する手段
   と、２つ以上のアンテナの受信信号を復調した結果から
   最良の受信状態のチャンネルを選択する手段と、選択さ
   れた復調信号をミサイルの機体に対する加速度指令に変
   換する手段と、上記のそれぞれアンテナで受けた信号の
   信号強度の変化の検出結果を増幅する手段と、この増幅
   器により増幅されたそれぞれの信号の最大点を検出する
   手段と、その最大点が現れる周期に発振器を同期させる
   手段と、上記発振器の出力をアンテナの数で分周してミ
   サイルのロール周波数を得る手段と、上記発振器の分周
   信号によりミサイルのロール姿勢角を計算する手段と、
   このロール姿勢角と前述の加速度指令により最適な操舵
   指令量を計算する手段と、この操舵指令量を受けて操舵
   翼を操舵する手段とを具備したことを特徴とするコマン
   ド誘導スピンミサイルの制御装置。
3. 【請求項３】 コマンド誘導スピンミサイルの制御装置
   において、ミサイルの後方に向かいかつ機軸に対して一
   定角ずれ、なおそれぞれ指向角及びビーム幅の違う指向
   性を持つアンテナを２個以上配置し、これらのアンテナ
   で受けたコマンド信号を各々増幅しかつ、信号強度の変
   化を検出して一定の強度となるように増幅度を制御する
   手段と、この一定の強度に増幅されたそれぞれの信号か
   らコマンド信号を復調する手段と、２つ以上のアンテナ
   の受信信号を復調した結果から最良の受信状態のチャン
   ネルを選択する手段と、選択された復調信号をミサイル
   の機体に対する加速度指令に変換する手段と、上記のそ
   れぞれアンテナで受けた信号の信号強度の変化の検出結
   果を増幅する手段と、この増幅器により増幅されたそれ
   ぞれの信号の最大点を検出する手段と、最も最大点が顕
   著なチャンネルを選択する手段と、この最大点が現れる
   周期に発振器を同期させてミサイルのロール周波数を得
   る手段と、上記発振器の出力によりミサイルのロール姿
   勢角を計算する手段と、このロール姿勢角と前述の加速
   度指令により最適な操舵指令量を計算する手段と、この
   操舵指令量を受けて操舵翼を操舵する手段とを具備した
   ことを特徴とするコマンド誘導スピンミサイルの制御装
   置。
4. 【請求項４】 コマンド誘導スピンミサイルの制御装置
   において、任意に指向角を変化できるフェーズドアレイ
   アンテナと、この指向角を制御する手段と、指向角を制
   御するために必要なミサイルと地上装置の相対角度を得
   るためにミサイルの飛しょう経路を発射前の地上装置の
   予測計算結果から取得し記憶する手段を具備し、フェー
   ズドアレイアンテナの指向角を最適な方向に制御できる
   ように構成したことを特徴とする請求項１記載のコマン
   ド誘導スピンミサイルの制御装置。
5. 【請求項５】 コマンド誘導スピンミサイルの制御装置
   において、任意に指向角を変化できる２個以上のフェー
   ズドアレイアンテナと、この指向角を制御する手段と、
   指向角を制御するために必要なミサイルと地上装置の相
   対角度を得るためにミサイルの飛しょう経路を発射前の
   地上装置の予測計算結果から取得し記憶する手段とを具
   備し、フェーズドアレイアンテナの指向角を最適な方向
   に制御できるように構成したことを特徴とする請求項２
   記載のコマンド誘導スピンミサイルの制御装置。
6. 【請求項６】 フェーズドアレイアンテナの指向角を制
   御するために必要なミサイルと地上装置の相対角度を得
   るためにミサイルのピッチ方向の加速度を積分して高度
   を計算する手段と、ミサイルの機軸方向の加速度を積分
   して飛しょう距離を計算する手段とを具備し、フェーズ
   ドアレイアンテナの指向角を最適な方向に制御できるよ
   うに構成したことを特徴とする請求項４記載のコマンド
   誘導スピンミサイルの制御装置。
7. 【請求項７】 フェーズドアレイアンテナの指向角を制
   御するために必要なミサイルと地上装置の相対角度を得
   るためにミサイルのピッチ方向の加速度を積分して高度
   を計算する手段と、ミサイルの機軸方向の加速度を積分
   して飛しょう距離を計算する手段とを具備し、フェーズ
   ドアレイアンテナの指向角を最適な方向に制御できるよ
   うに構成したことを特徴とする請求項５記載のコマンド
   誘導スピンミサイルの制御装置。
8. 【請求項８】 フェーズドアレイアンテナの指向角を制
   御するために必要なミサイルと地上装置の相対角度を地
   上装置で計算し、コマンド信号として送信する手段と、
   それを受信し、指向角制御器に信号を与える手段とを具
   備し、フェーズドアレイアンテナの指向角を最適な方向
   に制御できるように構成したことを特徴とする請求項４
   記載のコマンド誘導スピンミサイルの制御装置。
9. 【請求項９】 フェーズドアレイアンテナの指向角を制
   御するために必要なミサイルと地上装置の相対角度を地
   上装置で計算し、コマンド信号として送信する手段と、
   それを受信し、指向角制御器に信号を与える手段とを具
   備し、フェーズドアレイアンテナの指向角を最適な方向
   に制御できるように構成したことを特徴とする請求項５
   記載のコマンド誘導スピンミサイルの制御装置。