JPH11166799A - 誘導飛しょう体システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電波妨害環境下においても所定の撃破効果を
達成するためには、誘導飛しょう体と地上装置の連携し
た信管処理を行い、状況に応じて地上装置からの指令に
よる起爆信号発生の制御が必要であった。 【解決手段】 地上装置で誘導誤差の計算を行い、起爆
信号発生の条件である距離信号を作成し、誘導飛しょう
体の起爆制御の指令を出すことができるように構成し
た。

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、電波妨害下にお
ける敵の経空目標を撃破するため、目標を探知、追尾
し、射撃・誘導計算を行い、誘導飛しょう体を発射する
地上装置と目標を追尾し自律誘導する誘導飛しょう体と
から構成される誘導飛しょう体システムに関し特にその
信管処理技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】誘導飛しょう体に妨害がかけられたと
き、誘導飛しょう体に内蔵されたＥＣＣＭ（Ｅｌｅｃｔ
ｒｉｃ Ｃｏｕｎｔｅｒ Ｃｏｕｎｔｅｒ Ｍｅａｓｕ
ｒｅｍｅｎｔ）回路による妨害処理と信号処理部での距
離判定処理では大電力妨害や複雑な欺瞞妨害には限界が
あり正確な距離判定処理ができないため、最終的には所
定の確率で目標を撃破するという目的を達成できなかっ
た。

【０００３】誘導飛しょう体が目標を追尾し自律して誘
導している状態において、地上装置では誘導飛しょう体
に妨害がかけられても誘導飛しょう体自身が有効な距離
検出処理や起爆調整処理をしているか否かの判定手段を
持たなかったため、地上装置を含めた誘導飛しょう体シ
ステム全体としての信管処理対策は無かった。

【０００４】まず、図３に誘導飛しょう体が発射され自
律誘導しているときに電波妨害がかけられた場合の誘導
飛しょう体、地上装置、目標及び妨害機の状態図を示
す。誘導飛しょう体２３が追尾している目標５０は妨害
機５１の妨害で支援された領域に位置し、誘導飛しょう
体は目標５０自身と妨害機５１の両方から電波妨害を受
けているが、地上装置９では誘導飛しょう体２３が妨害
を受けているか否かの判定手段を持たない。従って、誘
導飛しょう体２３は、内蔵したＥＣＣＭ回路と信号処理
部の能力の範囲で妨害電波の信号処理と距離検出処理を
行う必要があり、ノイズを含んだ精度の悪い距離情報で
起爆を制御することになり過早起爆または起爆不可の原
因になっていた。図中、５３，５４は妨害機の妨害領域
を、５６及び５７は、誘導飛しょう体及びレーダ装置の
アンテナビームを示す。

【０００５】図１４に従来の誘導飛しょう体と地上装置
とから構成される誘導飛しょう体システムのブロック図
を示す。地上装置９は、レーダ装置１、射撃制御装置７
及び発射機８から構成されている。図示していない目標
を探知、追尾するレーダ装置１から得られる目標情報
（位置、距離、速度）をもとに、射撃制御装置７の射撃
・誘導計算部２で発射諸元を計算し発射機８へ送り、誘
導飛しょう体２３へ情報をプリセットする。また、射撃
・誘導計算部２では最適な発射時刻を算定し、発射機８
へ発射指示を出す。発射指示が出されたら、誘導飛しょ
う体２３の推進装置２１が点火し、飛しょうを開始す
る。射撃・誘導計算部２では、時時刻々と変化する目標
情報を用いて中期誘導用の誘導指令信号を計算し、レー
ダ装置１へ送る。誘導飛しょう体２３は、レーダ装置１
から送信される誘導指令信号２５を通信用アンテナ１１
で受け、受信機１３で増幅、復調し、信号処理部１４で
飛しょう体座標における制御信号に変換し、オートパイ
ロット１６へ送るとともに、相対速度信号と距離信号を
検出し近接信管１９へ送る。オートパイロット１６で
は、誘導飛しょう体自身の姿勢情報と上記制御信号をも
とに操舵角指令信号を作成、送出し、操舵装置１７では
操舵角指令信号に応じて操舵する。誘導飛しょう体２３
は、図示していない目標に対して送信機１２で送信信号
を発生し、主アンテナ１０より電波を放射する。放射さ
れた電波は、図示していない目標に照射された後、反射
信号として主アンテナ１０で受信され、受信機１３で増
幅、復調されて信号処理部１４へ送られ自律的に誘導を
開始する。また、誘導飛しょう体の姿勢、位置、速度情
報２４は、通信用アンテナ１１を経て、レーダ装置１へ
送られる。信管用アンテナ１８は、図示していない目標
と誘導飛しょう体２３が近傍に存在するとき、目標から
の反射信号を受信する。近接信管１９は、信号処理部１
４からの距離信号と信管用アンテナ１８からの受信信号
とから目標と誘導飛しょう体２３が接近したことを検知
し、相対速度による遅延時間経過後に起爆信号を発生
し、弾頭２０のさく薬を点火し目標を破壊する。一方、
電波妨害下では、上記反射信号に混じった妨害電波が主
アンテナ１０から入り、受信機１３を通り信号処理部１
４及びＥＣＣＭ回路１５へ送られる。ＥＣＣＭ回路１５
では、妨害の有無の判定を行い、誘導飛しょう体２３の
周波数帯域内に妨害電波が存在する場合は、信号処理部
１４へ距離信号の切替信号を送り、上記信号処理部１４
では、ＥＣＣＭ回路１５からの距離信号を受け、近接信
管１９へ送る。

【０００６】従来のシステムでは、誘導飛しょう体２３
が自律誘導を開始した後は、誘導飛しょう体内部の信号
処理部１４で距離検出処理を行い、検出した距離信号を
起爆条件のひとつとして使用していた。電波妨害下にお
いて、ＥＣＣＭ回路１５では、受信信号をもとに誘導飛
しょう体２３内部の信号処理部１４で距離検出が可能か
否かを判定し、可能な場合は信号処理部１４で検出した
距離信号を近接信管１９へ送るが、不可能と判定した場
合は、予め設定された距離信号を信号処理部１４へ送
る。近接信管１９では、信号処理部１４から送られた距
離信号と信管用アンテナ１８からの目標反射信号の受信
を起爆信号発生の条件とし、さらに目標と誘導飛しょう
体２３との相対速度により、起爆発生時間を調整するた
め、距離信号が不正確な場合、所定の撃破確率で目標を
破壊するという目的が達成できなかった。また、地上装
置９と誘導飛しょう体２３との連携した信管処理がなさ
れていないため、地上装置９では、誘導飛しょう体２３
が妨害下にあることの判定手段を持たず、地上装置９に
よる誘導飛しょう体２３内部の信号処理部１４の距離検
出処理、近接信管１９の起爆時間調整などの制御の支援
ができなかった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来の誘導飛しょう体
は、電波妨害が無いときは、信号処理部１４にて検出し
た距離信号、相対速度信号と信管用アンテナからの目標
反射信号を元に近接信管１９で起爆時間を調整し起爆信
号を発生していた。一方、妨害があり信号処理部１４に
よる距離検出が不可能とＥＣＣＭ回路１５で判定したと
きは、予め設定された距離信号が起爆条件のひとつとし
て使用されるため、実際の目標と誘導飛しょう体２３の
近接した最適な位置で起爆信号が発生されるか否かが不
確定であった。

【０００８】電波妨害下においては、通常、誘導飛しょ
う体２３の内部で処理された信号にノイズが含まれてお
り、その信号を用いて操舵した場合、ノイズの変動に伴
って飛しょう運動が不安定になる。この不安定な飛しょ
う運動が続くと目標との予想会合点において大きな誘導
誤差の原因になる。このような状態において、予め設定
された距離信号を用いて起爆信号を発生しても所定の撃
破効果が得られない。地上装置９において、誘導飛しょ
う体２３から送信される誘導飛しょう体の姿勢、位置、
速度情報とレーダ装置１で追尾中の目標情報とから誘導
誤差を予測するとともに、目標と誘導飛しょう体２３の
相対距離を正確に検出して地上装置９からの制御による
起爆信号発生に切り替える必要がある。

【０００９】接近速度が低速度から高速度におよぶ広範
囲の目標に対して、弾頭効果が最大となる誘導飛しょう
体２３と目標との最適な相対位置で起爆できるとは限ら
ないため、高い撃破効果が得られなかった。

【００１０】さらに、戦闘爆撃機、巡航ミサイル、戦術
弾道弾などのような目標の種類により、目標の物理的な
大きさと接近速度が異なるため、より大きい撃破効果を
得るためには目標の大きさを条件に入れて起爆信号発生
を制御する必要がある。

【００１１】この発明は、このような課題を改善するた
めになされたもので、誘導飛しょう体と地上装置の連携
した信管処理動作により、妨害環境下または妨害環境の
有無にかかわらず目標の種類に応じた柔軟性をもった処
理を行い、所定の撃破効果または敵の攻撃の無効果を達
成することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】第１の発明による誘導飛
しょう体システムは、電波妨害環境下において、地上装
置で目標と誘導飛しょう体との予想会合点を逐次計算し
て、誘導誤差と撃破効果を予測評価することにより、そ
の距離情報を起爆制御信号として送出し最適な相対位置
での起爆条件を設定することにより所定の撃破効果を達
成することができる。

【００１３】また、第２の発明による誘導飛しょう体シ
ステムは、地上装置のレーダ装置の受信電力から目標の
物理的な大きさを推定し、上記距離情報に加え目標の種
類情報を起爆制御信号として誘導飛しょう体へ送り、誘
導飛しょう体２３の起爆調整を地上から制御する。

【００１４】

【発明の実施の形態】実施の形態１．図１は、この発明
の実施の形態１を示す誘導飛しょう体システムのブロッ
ク図を示したものである。図中、１，２，７〜２１及び
２３〜２５は、図１４に示したものに相当する。ＥＣＣ
Ｍ回路１５は、送信機１２で発生された周波数帯域と同
じでかつ妨害信号が大きいと判断した場合、通信用アン
テナ１１を経由してレーダ装置１へ距離要求信号を送る
とともに信号処理部１４から近接信管１９への距離検出
信号の送出を禁止する。距離判定回路３では、誘導飛し
ょう体２３から送られる位置、速度、姿勢信号、距離要
求信号２４を受け、目標と誘導飛しょう体との予想会合
点における撃破確率を計算する。図４は、距離判定回路
３の距離判定前処理の処理フローを示したもので、上記
位置、速度等の受信情報の他、レーダ装置から送られる
目標情報をもとに将来の運動諸元を予測するための目標
運動予測計算を行うとともに、誘導飛しょう体２３の運
動予測計算を行う。上記計算は数１を使用する。

【００１５】

【数１】

【００１６】目標と誘導飛しょう体２３の運動諸元から
両者の相対距離、相対速度を数２を使用して計算する。

【００１７】

【数２】

【００１８】算出された予想会合点における誘導誤差か
ら撃破確率を計算する。地上装置及び誘導飛しょう体の
任務信頼度は定数として、通常、数３を使用して計算す
る。

【００１９】

【数３】

【００２０】図５は、目標と誘導飛しょう体の相対位置
と誘導誤差の関係を平面で示したもので、破壊確率Ｐｒ
は弾頭の有効半径ｒの関数であり、誘導確率ＰＧは誘導
誤差Ｒの関数、また任務信頼度ＰＭは、誘導飛しょう体
の発射から目標と会合するまでの任務時間に対して、地
上装置と誘導飛しょう体が正常に動作することのできる
確率である。

【００２１】距離判定回路３は、距離判定前処理にて算
出された撃破確率の高い値を取り得る誘導誤差を用いて
距離信号を作成する。図６は、起爆制御信号として用い
る距離信号作成の処理内容を示したもので、算出された
誘導誤差に所定のインレンジ補正値を加算して距離信号
を作成する。

【００２２】距離信号は、レーダ装置１、通信用アンテ
ナ１１を経由して起爆調整回路２２へ送られる。図７
は、起爆調整回路２２による起爆信号発生の条件を示し
たもので、目標と誘導飛しょう体が所定の距離以内であ
ること、近接信管１９からの検知信号があること及び相
対速度による遅延時間が経過していることを条件に、起
爆信号を発生する。

【００２３】図８は、相対速度による遅延時間の調整を
示したもので、信号処理部１４にてドップラー信号をフ
ーリエ変換等により処理された相対速度信号をもとに、
起爆のタイミングを調整する。通常、近接する目標を受
信する信管用アンテナ１８の指向特性及び弾頭２０の飛
散分布、弾片の飛散速度等が既知量であるため、図８に
示す相対速度と遅延時間の関係が定まる。

【００２４】上記のように、妨害信号があり、飛しょう
体２３の信号処理部１４による距離信号の検出が不可能
の場合は、地上装置９から送られる起爆制御信号を用い
ることにより、目標と誘導飛しょう体との最適な位置に
おける起爆信号の発生ができる。

【００２５】実施の形態２．図２は、この発明の実施の
形態２を示す誘導飛しょう体システムのブロック図を示
したものである。図中、１，２，７〜２１及び２３〜２
５は、図１４に示したものに相当する。目標判定回路４
は、レーダ装置１の受信電力から目標の大きさを推定す
るとともに、相対速度情報と上記目標の大きさとにより
目標の分類処理を行い、目標の種類を判定する。目標の
種類情報は、距離判定回路３の距離信号作成に用いられ
るとともに、レーダ装置１、通信用アンテナ１１経由で
起爆調整回路２２へ送られ起爆信号発生のタイミング調
整に用いる。

【００２６】図９は、目標判定回路４の処理内容を示し
たもので、レーダ装置１で検出される受信電力から数４
を使用して目標の大きさが推定される。レーダ装置を構
成するアンテナ、送信機等の構成品の性能が既知量であ
るのでレーダ装置１で検出される目標とレーダ装置間の
距離Ｒと、受信電力Ｐｒにより目標の大きさσが推定さ
れる。推定された目標の大きさと相対速度情報Ｖｃとか
らマトリクスによる目標の分類処理が行われ、目標の種
類を判定する。

【００２７】

【数４】

【００２８】図１０は、マトリクスによる目標の分類処
理の例を示したもので、目標の大きさσと相対速度Ｖｃ
の関係から戦闘爆撃機、巡航ミサイル及び戦術弾道弾と
判定する。

【００２９】図１１は、距離判定回路３の距離判定前処
理の処理内容を示したもので、算出された誘導誤差に目
標の種類により異なるインレンジ補正値を加算して対処
目標毎の距離信号を作成する。距離信号は、レーダ装置
１、通信用アンテナ１１経由で起爆調整回路２２へ送ら
れる。

【００３０】図１２は、起爆調整回路２２による起爆信
号発生の条件を示したもので、目標と誘導飛しょう体が
所定の距離以内であること、近接信管１９からの検知信
号があること及び相対速度と目標の種類により設定され
た遅延時間が経過していることを条件に、起爆信号を発
生する。

【００３１】図１３は、相対速度による遅延時間の調整
を示したもので、信号処理部１４にてドップラー信号を
フーリエ変換等により処理された相対速度信号を基準と
して、目標の種類つまり目標の物理的な大きさに応じて
起爆のタイミングを補正する。通常、近接する目標を受
信する信管用アンテナ１８の指向特性及び弾頭２０の飛
散分布、弾片の飛散速度等が既知量であるため、図８に
示したように相対速度と遅延時間の関係が成り立つ。図
１３に示す相対速度による基準遅延時間に対して更に、
目標の大きさにより時間補正をして撃破効果の高い相対
位置にて起爆信号を発生する。

【００３２】

【発明の効果】第１の発明によれば、目標を追尾、誘導
している誘導飛しょう体が、電波妨害により目標の距離
検出が不可能な状態になった場合において、地上装置か
ら誘導飛しょう体に対して起爆制御信号（距離情報）を
送ることにより、妨害環境下における目標に対して所定
の撃破確率を得ることができる。

【００３３】また、第２の発明によれば、対処する目標
により各々物理的な大きさが異なるため、地上装置から
誘導飛しょう体に対して起爆制御信号（距離情報、目標
の種類）を送ることにより、目標の大きさを考慮した最
適位置での起爆が可能となり、更に高い撃破効果を得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明による誘導飛しょう体システムの実
施の形態１を示すブロック図である。

【図２】 この発明による誘導飛しょう体システムの実
施の形態２を示すブロック図である。

【図３】 電波妨害がかけられたときの誘導飛しょう
体、地上装置、目標及び妨害機の状態図である。

【図４】 この発明による誘導飛しょう体システムの実
施の形態１の距離判定前処理の処理フローを示すブロッ
ク図である。

【図５】 この発明による誘導飛しょう体システムの実
施の形態１の目標と誘導飛しょう体の相対位置と誘導誤
差の関係を示す図である。

【図６】 この発明による誘導飛しょう体システムの実
施の形態１の距離信号作成処理の例を示す図である。

【図７】 この発明による誘導飛しょう体システムの実
施の形態１の起爆信号発生の条件を示す論理図である。

【図８】 この発明による誘導飛しょう体システムの実
施の形態１の相対速度による遅延時間の調整を示す図で
ある。

【図９】 この発明による誘導飛しょう体システムの実
施の形態２の目標判定回路の処理内容の例を示す図であ
る。

【図１０】 この発明による誘導飛しょう体システムの
実施の形態２のマトリクスによる目標の分類処理の例を
示す図である。

【図１１】 この発明による誘導飛しょう体システムの
実施の形態２の距離信号作成処理の例を示す図である。

【図１２】 この発明による誘導飛しょう体システムの
実施の形態２の起爆信号発生の条件を示す論理図であ
る。

【図１３】 この発明による誘導飛しょう体システムの
実施の形態２の目標の種類による遅延時間の補正を示す
図である。

【図１４】 従来の技術で構成した誘導飛しょう体シス
テムのブロック図である。

【符号の説明】

１ レーダ装置、２ 射撃・誘導計算部、３ 距離判定
回路、４ 目標判定回路、７ 射撃制御装置、８ 発射
機、９ 地上装置、１０ 主アンテナ、１１通信用アン
テナ、１２ 送信機、１３ 受信機、１４ 信号処理
部、１５ ＥＣＣＭ回路、１６ オートパイロット、１
７ 操舵装置、１８ 信管用アンテナ、１９ 近接信
管、２０ 弾頭、２１ 推進装置、２２ 起爆調整回
路、２３ 誘導飛しょう体、２４ 位置、速度、姿勢、
距離要求情報、２５ 誘導指令／起爆制御信号、５０
目標、５１ 妨害機、５３〜５４ 妨害領域、５６ 誘
導飛しょう体のアンテナビーム、５７ レーダ装置のア
ンテナビーム。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 目標から得られた目標情報をもとに飛し
   ょう体を発射する地上装置と、目標へ向かって飛しょう
   する誘導飛しょう体とからなる誘導飛しょう体システム
   において、地上装置には、目標と誘導飛しょう体を追尾
   し、誘導飛しょう体との通信を行うレーダ装置と、この
   レーダ装置からの追尾情報を用いて誘導飛しょう体の発
   射諸元や誘導指令信号を計算する射撃・誘導計算部、上
   記誘導飛しょう体の位置、速度、姿勢信号から発射後の
   誘導飛しょう体と目標の距離を判定し、誘導飛しょう体
   の起爆制御信号を作成する距離判定回路で構成される射
   撃制御装置とを備え、一方、誘導飛しょう体には、電波
   を放射及び受信する主アンテナと、上記レーダ装置から
   の誘導指令信号や起爆制御信号を受信すると共に上記レ
   ーダ装置へ誘導飛しょう体の情報を送信する通信用アン
   テナと、送信信号を発生する送信機と、上記主アンテナ
   及び通信用アンテナからの受信信号を増幅し復調する受
   信機と、目標信号を検出し処理する信号処理部と、目標
   追尾時の電波妨害信号を処理するＥＣＣＭ（Ｅｌｅｃｔ
   ｒｉｃ Ｃｏｕｎｔｅｒ Ｃｏｕｎｔｅｒ Ｍｅａｓｕ
   ｒｅｍｅｎｔ）回路と、目標追尾時の上記目標信号や誘
   導飛しょう体自身の姿勢情報から飛しょう制御信号を作
   成するオートパイロットと、目標が誘導飛しょう体の近
   傍にいるとき反射信号を受信する信管用アンテナと、信
   管用アンテナからの受信信号を受け、目標が誘導飛しょ
   う体の近傍を通過することを検知する近接信管と、上記
   レーダ装置からの起爆制御信号及び近接信管からの検知
   信号を用いて起爆時間を調整する起爆調整回路とを備え
   たことを特徴とする誘導飛しょう体システム。
2. 【請求項２】 地上装置の射撃制御装置に、レーダ装置
   からの情報を用いて目標の種類を判定すると共に、目標
   の種類に応じた距離信号を作成し、レーダ装置経由で誘
   導飛しょう体へ起爆制御信号として送る目標判定回路を
   具備したことを特徴とする請求項１記載の誘導飛しょう
   体システム。