JPH1194939A - 近接目標検出装置及びこの装置を搭載した誘導飛翔体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ミサイル等の誘導飛翔体における目標追尾機
能と、近接信管機能とをコンパクトに本体内に構成し、
小形軽量化とシステムの簡易化を図る。 【解決手段】 飛翔体本体２に搭載され、送信部（励振
器２１３）から伝送された送信パルスレーダ波を空間に
放射するとともに、その目標１からの反射電波を受信す
る送受信アンテナ２２と、この送受信アンテナ２２で受
信された目標１からの反射電波に基づいて、前記飛翔体
本体２の飛翔誘導信号を生成し、飛翔体本体２を目標１
に向け追随させる誘導手段２１２ａと、前記送受信アン
テナ２２からパルスレーダ波を送信し、受信された目標
１からの反射パルスレーダ波に基づいて、前記飛翔体本
体２が目標１に接近したことを判定する近接目標検出手
段２１２ｂとを具備する。このように、搭載した送受信
アンテナ２２に目標追尾機能と近接信管機能とを兼用さ
せたので、構成の重複部分が共通化され、誘導飛翔体構
成の簡易化及び小形軽量化が可能となった。

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、例えばミサイル
等の誘導飛翔体に搭載され、飛翔体本体が追随中の目標
に接近したことを検出する近接目標検出装置、及びその
近接目標検出装置を搭載し、近接した目標の検出信号に
よって信管を起動させ、搭載した弾頭を爆発させる誘導
飛翔体の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、従来のミサイル等の誘導飛翔体
システムでは、図５に示すように、目標１の方向に向け
飛翔する飛翔体本体２により構成される。

【０００３】飛翔体本体２には、これを目標１方向に向
け飛翔させる推進部２ａとともに、パルスレーダ波を送
受信する送受信アンテナ２ｂと、この送受信アンテナ２
ｂに接続され、操舵装置を有する誘導部２ｃと、目標１
の接近を捕らえ起爆信号を生成する近接信管２ｄ、及び
その起爆信号に起動される弾頭部２ｅ等が搭載されてい
る。

【０００４】そこで、飛翔体本体２の送受信アンテナ２
ｂは、誘導部２ｃからの送信電波を目標１に対し送信す
るとともに目標１からの反射電波を受信し、受信信号は
誘導部２ｃに供給される。

【０００５】飛翔体本体２が推進部２ａの推力により目
標１方向に向け飛翔を開始した後は、誘導部２ｃは、送
受信アンテナ２ｂでの受信信号を導入し、その受信信号
に基づいて目標１位置を捕らえ、目標１を追尾しつつ目
標１との会合点に向け飛翔すべく誘導信号を生成し、誘
導部２ｃの操舵装置に供給制御するよう構成されてい
る。

【０００６】また、飛翔体本体２が、推進部２ａの推力
と誘導部２ｃの操舵装置の操作により目標１に接近した
とき、近接信管２ｄの形成したビームによる目標１の検
出信号から起爆信号を生成し、その起爆信号を弾頭部２
ｅに供給して、弾頭部２ｅを爆発させるよう構成され
た。

【０００７】なお、近接信管２ｄでの目標検出用ビーム
の形成には、光波あるいは電波が使用され、近接信管２
ｄはその光波ビームあるいは電波ビームにより、接近す
る目標１からの反射ドプラ信号を検出し起爆信号を生成
するが、その検出レベルの識別から効果的に爆発させる
ための最適なタイミングを求めていた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来の
ミサイル等の誘導飛翔体システムでは、飛翔体本体には
その目標追尾のための誘導部における送受信系と、これ
とは別に近接目標検出のための近接信管における送受信
系との２つの送受信系を別個に備えたから、構成は大と
なり、小形軽量化を阻害する要因となっていた。

【０００９】特に近年は、追尾機能の向上のために一層
の小形軽量化と、システムとしての運用や装備の効率化
等の要請から、構成の簡易化等が要望されていた。

【００１０】そこでこの発明は、上記の事情に鑑みてな
されたもので、簡易な構成で、しかもより小形軽量化を
実現し得る近接目標検出装置及びこの装置を搭載した誘
導飛翔体を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明による近接目標検
出装置は、飛翔体本体に搭載され、ペンシルビーム状の
アンテナパターンを円錐状に走査し、パルスレーダ波を
空間に放射し目標からの反射信号を受信する送受信アン
テナと、この送受信アンテナに接続された送受信器と、
この送受信器で検出された目標からのパルスレーダ波反
射信号に基づいて、前記飛翔体本体が目標に接近したこ
とを判定する近接目標検出手段とを具備することを特徴
とする。

【００１２】このように、本発明の近接目標検出装置
は、飛翔体本体に目標追尾用の送受信アンテナを備え、
起爆信号をその送受信アンテナから得られた目標反射電
波を基に生成するので、従来のように近接信管用ビーム
形成によるアンテナ及び受信部を別途設けることなく構
成でき、小形軽量化とシステムとしての簡易化が可能と
なった。

【００１３】また、本発明による誘導飛翔体は、飛翔体
本体に搭載され、送信部から伝送されたパルスレーダ波
を空間に放射するとともに、その目標からの反射電波を
受信する送受信アンテナと、この送受信アンテナで受信
された目標からの反射電波に基づいて、前記飛翔体本体
の飛翔誘導信号を生成し、飛翔体本体を目標に向け追尾
させる誘導手段と、前記送受信アンテナで受信された目
標からの反射電波に基づいて、前記飛翔体本体が目標に
接近したことを検出し、前記送受信アンテナにペンシル
ビーム状のアンテナパターンを円錐状に走査し、パルス
レーダ波を空間に放射し目標からの反射信号を受信する
近接目標検出手段と、この近接目標検出手段で受信され
た目標からの反射信号を基に起爆信号を生成する近接目
標検出手段と、この近接目標検出手段で生成された起爆
信号に基づいて爆発する弾頭部とを具備することを特徴
とする。

【００１４】このように、本発明の誘導飛翔体は、飛翔
体本体に送受信アンテナを備え、この送受信アンテナで
受信された目標反射電波を基に目標を追尾し、併せて弾
頭部に供給する起爆信号をも生成することから、従来必
要とした近接信管固有の送受信アンテナ及びこれに接続
された送受信信号処理系の大部分が兼用可能となり、シ
ステム構成の簡易化と、誘導飛翔体の小形化が実現可能
となった。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、この発明による近接目標検
出装置及びこの装置を搭載した誘導飛翔体の一実施の形
態を図１ないし図４を参照して詳細に説明する。なお、
図５に示した従来の誘導飛翔体と同一構成には同一符号
を付し、詳細な説明は省略する。

【００１６】すなわち、図１はこの発明による近接目標
検出装置を搭載した誘導飛翔体の一実施の形態を示す構
成図で、従来と同様に、飛翔体本体２が推進部２ａの推
力により目標方向に向け飛翔を開始すると、誘導部２１
からのパルスレーダ波による送信電波が送受信アンテナ
２２を介して、目標１に向け放射される。

【００１７】図２は、誘導部２１及び送受信アンテナ２
２の詳細回路を示したもので、誘導部２１は、受信器２
１１、送受信用の信号処理器２１２、送信用の励振器２
１３及び操舵装置２１４等で構成され、誘導部２１は送
受信機能を備えている。

【００１８】一方、送受信アンテナ２２は、アンテナ素
子群２２１、能動回路２２２及び分配・比較器２２３か
らなり、アンテナ素子群２２１は面アレー状に配置され
た複数のアンテナ素子で構成され、また能動回路２２２
は、各アンテナ素子に対応して接続されそれぞれ移相器
を内蔵した複数の送受信モジュールで構成され、この能
動回路２２２は分配・比較器２２３を介して、誘導部２
１の受信器２１１並びに励振器２１３に接続されてい
る。

【００１９】従って、送受信アンテナ２２は、送受信モ
ジュールの移相器制御による任意のアンテナパターン形
成と送受信制御とにより電子走査可能なアクティブフェ
ーズドアレイアンテナが構成され、励振器２１３からの
送信信号を図３に示すように、目標１方向に向け送信す
るとともに、目標１からの反射電波を受信し、受信器２
１１に供給する。

【００２０】そこで、誘導部２１の受信器２１１は、目
標１からの反射受信信号の供給を受け、第１の切替器２
１５を介して信号処理器２１２に供給し、目標１追尾時
は信号処理器２１２の誘導信号処理回路２１２ａに、ま
た近接信管作動時は近接信管回路２１２ｂへと切替え供
給するように構成されている。

【００２１】そこで、飛翔体本体２が目標を捕らえ、か
つ推進部２ａの推力により追尾を行うときは、誘導信号
処理回路２１２ａは、誘導モード励振制御信号及び誘導
モード送受信・位相制御信号を生成し、誘導モード励振
制御信号は第２の切替器２１６を介して励振器２１３に
供給される。これを受けた励振部２１３は、目標捜索及
び追尾用の一定繰り返し周期の送信パルスレーダ信号を
生成し、送受信アンテナ２２の分配・比較器２２３に供
給する。

【００２２】分配・比較器２２３は送受信アンテナ２２
の開口部において、図３に示すように目標捜索及び追尾
用の単一ビームパターンを形成するように送信電力を分
配し、能動回路２２２の各対応する送受信モジュールに
供給する。

【００２３】また、誘導信号処理回路２１２ａで生成さ
れた誘導モード送受信・位相制御信号は第３の切替器２
１７を介して、送受信アンテナ２２の能動回路２２２に
供給され、各送受信モジュール内の送受切替器及び移相
器を制御し、アンテナ素子群２２１で形成された捜索・
追尾用の単一ビームは、目標１を含む空間を走査し、目
標１位置を捕捉する。

【００２４】従って、目標１追尾時に、目標１で反射さ
れた送信繰り返しパルス信号は、送受信アンテナ２２を
介して信号処理器２１の受信器２１１で増幅及び周波数
変換された後、第１の切替器２１５を介して誘導信号処
理回路２１２ａに供給される。ここで従来と同様に、目
標反射信号から得られる目標１の方位及び距離等の情報
から、誘導信号が生成され操舵装置２１４に供給され、
飛翔体本体２は目標１との会合地点に向け誘導飛翔され
る。

【００２５】なお、送受信アンテナ２２による目標１の
追尾では、２個の一部重なり合ったアンテナパターンを
用いて角度誤差を検出するいわゆる振幅モノパルス方式
を採用して、目標１方向及び距離情報を得ても良い。

【００２６】一方、近接信管作動時には、近接信管回路
２１２ｂが近接モード励振制御信号及び近接モード送受
信・位相制御信号をそれぞれ生成し、近接モード励振制
御信号は第２の切替え回路２１６を介して励振器２１３
に供給され、これを受けた励振器２１３は、近接モード
送信パルスレーダ信号を生成し、送受信アンテナ２２の
分配・比較器２２３に供給する。また、近接信管回路２
１２ｂで生成された近接モード送受信・位相制御信号は
第３の切替器２１７を介して、送受信アンテナ２２の能
動回路２２２に供給され、送受信制御するよう構成され
ている。

【００２７】このときの、近接モード送受信・位相制御
信号は、能動素子２２２の移相器を制御し、図４に示す
ように、ペンシルビーム状のアンテナパターン２２ａを
飛翔体本体の機軸Ｚ方向を回転軸として円錐状となるよ
うに走査せしめるものである。なお、図４において機軸
Ｚ方向に対する傾斜角度は、略４５度となるように示し
ているが、最適となるよう任意の角度に可変制御できる
よう構成することができる。

【００２８】従って、近接信管作動時の励振器２１３か
らの送信パルスレーダ信号が、近接信管回路２１２ｂか
らの近接モード送受信・位相制御信号により、送受信制
御及び送信ビーム制御されて図４に示すパターンにより
目標１方向に向け放射され、接近した目標１からの反射
パルスレーダ信号は、従来の近接信管での目標検出ビー
ムによる目標反射信号と同様に、受信器２１１、第１の
切替器２１５を介して、近接信管回路２１２ｂに供給さ
れ、ここで起爆信号を生成し弾頭部２ｅに供給される。

【００２９】従って、この実施の形態では、送信時の送
受信アンテナ２２、誘導・近接モード励振制御信号及び
誘導・励振モード送信位相制御信号を生成する信号処理
器２１２、及び励振器２１３によって送信部が構成さ
れ、受信時の送受信アンテナ２２、受信器２１１、及び
この受信器２１１からの受信信号を受ける信号処理器２
１２によって受信部が構成される。

【００３０】そこで誘導モードから近接モードへの切替
え操作についてであるが、一般に、パルスレーダにより
空間を走査し、遠方の目標１を捕らえるためには、目標
までの探知距離に見合う送信パルス電力を必要するか
ら、相当のパルスの時間幅及び尖頭電圧が要求される。
また送受切替えにより、送信パルスが出力中は、能動回
路２２２以降の受信回路は遮断されているが、飛翔体本
体２が目標１に次第に接近し、目標１までの距離が短く
なると、目標１からの反射パルス信号は送信パルスの時
間幅の中に入ってしまい目標からの反射信号が得られな
い状態となる。

【００３１】そこで、受信器２１１は、送受信アンテナ
２２からの目標反射パルス信号が入力されなくなったこ
とを検知して切替信号を生成し、第１ないし第３の各切
替器２１５〜２１７を操作して誘導モードから近接モー
ドへと切替え、誘導信号処理回路２１２ａに代え、上述
のように、近接信管回路２１２ｂからの出力信号、すな
わち近接モード励振制御信号が励振器２１３に、また近
接モード送受信・位相制御信号が能動回路２２２に供給
される。なお、受信器２１１の切替信号は、目標反射信
号の繰り返しレーダパルス信号の受信が途絶えたこと等
を判断して出力されるものであり、例えばパルス整形回
路及びＣＲの時定数回路との組み合わせ回路により実現
できる。

【００３２】このようにして、誘導モードから近接モー
ドへの切替え操作が行われ、励振器２１３は前述のよう
に、円錐状のビーム走査のもとに、励振器２１３からの
パルスレーダ信号を空間に放射する。

【００３３】また、パルスレーダ信号を円錐状にビーム
走査することに代えて、円錐状のビームを形成し、空間
に放射しても良い。

【００３４】また、近接モード送受信・位相制御信号の
能動回路２２２の制御において、平面アレイ状に配列さ
れたアンテナ素子群２２１を中央部とその外側周縁部と
に区分し、中央部の複数のアンテナ素子をＣＷレーダ信
号の送信用に、またその外側のドーナツ状に配置された
複数のアンテナ素子を受信用となるよう切替え制御して
も良い。その場合、中央部の送信用アンテナは広いビー
ムを形成してパルスレーダ信号を目標１方向に向け継続
的に送信し、外側の受信用アンテナは、図４に示したよ
うに単一ビーム（ペンシルビームパターン）２２ａを形
成して送信用の広いビームにより形成された空間域内を
円錐状に高速走査するよう構成できる。

【００３５】つまり、近接目標検出では、面アレイ状の
アンテナ素子群２２１の中の外側に配列された複数のア
ンテナ素子でシャープなビームを形成して走査し、中央
部の複数のアンテナ素子によるパルス、ＣＷあるいはＦ
Ｍ−ＣＷの送信電波の目標１からの反射電波を、繰り返
し走査のタイミングで受信するように構成しても良い。

【００３６】近接信管では、弾頭部２ｅに供給される起
爆信号のタイミングが重要であるがこの実施の形態で
は、アンテナパターンの走査方向を機軸方向に対して可
変制御して近接処理を行うことができる。よって、誘導
信号処理回路２１２ａが観測した目標１との間の相対距
離及び相対速度に基づき、最適な弾頭起爆タイミングを
得ることができる機軸方向アンテナパターン走査方向を
予め計算してアンテナパターンを形成し、目標からの反
射信号を受信したときにトリガとなる起爆信号を生成し
て弾頭部２ｅに出力するので、弾頭部２ｅはその起爆信
号に応動して効果的に弾頭を爆発させることができる。

【００３７】なお、送信パルスレーダ波等による送信用
ビームは、従来の近接信管用のビームに対応するもので
あり、既に接近した距離の短い目標１を捕らえるだけで
あるから、送受信アンテナ２２からの送信電力は比較的
小さくて良い。

【００３８】以上のように、この実施の形態では、飛翔
体本体２に搭載され、目標１を追随するための電波の送
受信を行う送受信アンテナ２２と、この送受信アンテナ
２２に対して電波を供給し、送受信アンテナ２２が受信
した目標反射電波に基づいて誘導信号を生成して飛翔体
本体２を目標４に追随させるとともに、送受信アンテナ
２２が受信した目標反射電波に基づいて飛翔体本体２が
目標１に接近したことを判定して起爆信号を生成する誘
導部２１とを設け、誘導部２１内の切替器２１５〜２１
６により、誘導時と近接信管作動時とで送受信アンテナ
２２とともに誘導部２１を兼用するように構成したの
で、構成部品の軽減が実現し、設計を含む製造の簡易化
が可能となった。

【００３９】また、上記構成により、送受信アンテナも
誘導時と近接信管作動時とで兼用するので、構成の簡略
化が可能となり、小形軽量化された誘導飛翔体を実現す
ることができ、簡素化された誘導飛翔体を実現できる。

【００４０】

【発明の効果】以上説明のように、この発明による近接
目標検出装置及びこの装置を搭載し誘導飛翔体は、誘導
飛翔体単独で目標追尾飛翔と近接信管機能とを有し、か
つ送受信アンテナ及び誘導部の主要な構成を共通化した
ことから、構成の簡易化と小形軽量化を実現することが
できた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による誘導飛翔体の一実施の形態を示す
構成図である。

【図２】図１に示した誘導飛翔体の送受信アンテナ及び
誘導部の詳細構成を示す回路図である。

【図３】図１に示した誘導飛翔体の目標追尾時のアンテ
ナパターン図である。

【図４】図１に示した誘導飛翔体の近接目標検出時のア
ンテナパターン図である。

【図５】従来の誘導飛翔体の構成を示すシステム構成図
である。

【符号の説明】

１ 目標 ２ 飛翔体本体 ２１ 誘導部 ２１１ 受信器 ２１２ 信号処理器 ２１２ａ 誘導信号処理回路 ２１２ｂ 近接信号処理回路 ２１３ 励振器 ２１４ 操舵装置 ２１５，２１６，２１７ 切替器 ２２ 送受信アンテナ ２２１ アンテナ素子群 ２２２ 能動回路 ２２３ 分配・比較器 ２ｅ 弾頭部

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 飛翔体本体に搭載され、ペンシルビーム
   状のアンテナパターンを円錐状に走査し、パルスレーダ
   波を空間に放射し目標からの反射信号を受信する送受信
   アンテナと、 この送受信アンテナに接続された送受信器と、 この送受信器で検出された目標からのパルスレーダ波反
   射信号に基づいて、前記飛翔体本体が目標に接近したこ
   とを判定する近接目標検出手段とを具備することを特徴
   とする近接目標検出装置。
2. 【請求項２】 前記送受信アンテナを、フェーズドアレ
   イアンテナで構成したことを特徴とする請求項１記載の
   近接目標検出装置。
3. 【請求項３】 前記送受信アンテナは、前記円錐状に走
   査させるアンテナパターンの走査方向を、飛翔体本体の
   機軸方向に対し、可変制御できることを特徴とする請求
   項１または請求項２記載の近接目標検出装置。
4. 【請求項４】 飛翔体本体に搭載され、送信部から伝送
   されたパルスレーダ波を空間に放射するとともに、その
   目標からの反射電波を受信する送受信アンテナと、 この送受信アンテナで受信された目標からの反射電波に
   基づいて、前記飛翔体本体の飛翔誘導信号を生成し、飛
   翔体本体を目標に向け追尾させる誘導手段と、 前記送受信アンテナで受信された目標からの反射電波に
   基づいて、前記飛翔体本体が目標に接近したことを検出
   し、前記送受信アンテナにペンシルビーム状のアンテナ
   パターンを円錐状に走査し、パルスレーダ波を空間に放
   射し目標からの反射信号を受信する近接目標検出手段
   と、 この近接目標検出手段で受信された目標からの反射信号
   を基に起爆信号を生成する近接目標検出手段と、 この近接目標検出手段で生成された起爆信号に基づいて
   爆発する弾頭部とを具備することを特徴とする誘導飛翔
   体。
5. 【請求項５】 前記送受信アンテナを、フェーズドアレ
   イアンテナで構成したことを特徴とする請求項４記載の
   誘導飛翔体。
6. 【請求項６】 前記送受信アンテナは、前記円錐状に走
   査させるアンテナパターンの走査方向を、飛翔体本体の
   機軸方向に対し、可変制御できることを特徴とする請求
   項４または請求項５記載の誘導飛翔体。