(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
目標より小さいレンジセル単位でＲＣＳ（Radar Cross Section ）強度を検出するレーダに用いられ、目標から受信した反射信号に基づいて目標の追随点を特定する追随点特定処理装置であって、
目標から受信した反射信号に基づくＲＣＳ強度から目標が占めるレンジセルを検出する目標検出手段と、
目標から受信した反射信号に基づいて、前記目標検出手段にて検出されたレンジセル毎に目標の存在する角度を検出する測角手段と、
前記目標検出手段の検出結果と前記測角手段の検出結果とに基づいて、目標の追随点を特定する追随点特定手段と、
目標から受信した反射信号に基づいて、目標以上の大きさのレンジセル単位で目標が存在するレンジセルと、目標の存在する角度を検出し、これらの検出結果から目標の追随点を特定する追随域特定手段と、
目標との距離が所定値以上の場合には、前記追随域特定手段によって特定される追随点の位置情報を出力するように切換制御し、目標との距離が所定値未満の場合には、前記追随点特定手段によって特定される追随点の位置情報を出力するように切換制御する追随処理切換手段とを具備することを特徴とする追随点特定処理装置。
【請求項２】
前記目標検出手段は、チャープ処理によって目標の占めるレンジセルを検出することを特徴とする請求項１に記載の追随点特定処理装置。
【請求項３】
前記目標検出手段は、ステップドＦＭ処理によって目標の占めるレンジセルを検出することを特徴とする請求項１に記載の追随点特定処理装置。
【請求項４】
前記測角手段は、モノパルス測角処理によって目標の存在する角度を検出することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の追随点特定処理装置。
【請求項５】
目標より小さいレンジセル単位でＲＣＳ（Radar Cross Section ）強度を検出するレーダを備え、目標から受信した反射信号に基づいて目標の追随を行なう追随飛翔体であって、
自機を飛翔させる追随手段と、
目標から受信した反射信号に基づくＲＣＳ強度から目標が占めるレンジセルを検出する目標検出手段と、
目標から受信した反射信号に基づいて、前記目標検出手段にて検出されたレンジセル毎に目標の存在する角度を検出する測角手段と、
前記目標検出手段の検出結果と前記測角手段の検出結果とに基づいて、目標の追随点を特定する追随点特定手段と、
目標から受信した反射信号に基づいて、目標以上の大きさのレンジセル単位で目標が存在するレンジセルと、目標の存在する角度を検出し、これらの検出結果から目標の追随点を特定する追随域特定手段と、
目標との距離が所定値以上の場合には、前記追随域特定手段によって特定される追随点の位置情報に基づいて追随を行なうように前記追随手段を制御し、目標との距離が所定値未満の場合には、前記追随点特定手段によって特定される追随点の位置情報に基づいて追随を行なうように前記追随手段を制御する追随情報切換手段とを具備することを特徴とする追随飛翔体。
【請求項６】
前記目標検出手段は、チャープ処理によって目標の占めるレンジセルを検出することを特徴とする請求項５に記載の追随飛翔体。
【請求項７】
前記目標検出手段は、ステップドＦＭ処理によって目標の占めるレンジセルを検出することを特徴とする請求項５に記載の追随飛翔体。
【請求項８】
前記測角手段は、モノパルス測角処理によって目標の存在する角度を検出することを特徴とする請求項５乃至請求項７のいずれかに記載の追随飛翔体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば飛翔体等の移動目標を追随するために、目標上に追随点を特定する追随点特定処理装置、および目標上の特定点を追随する追随飛翔体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、飛翔体等の移動体を追随するミサイル等では、自機の目標追随制御に先立って目標からの反射エコーに基づき追随点を特定する処理を実行する。従来の追随点を特定する処理では、目標からの反射エコーから、最も大きなＲＣＳ（Ｒａｄａｒ  Ｃｒｏｓｓ  Ｓｅｃｔｉｏｎ  ）強度が得られるレンジセルとその方向を検出する。そして、このレンジセルのうち、ほぼ中央部を目標の追随点として特定していた。
【０００３】
しかしながら、従来の処理によって検出されるレンジセル（距離分解能）は、目標よりも大きな単位となっているため、特定される追随点は精度が高いとは言い難かった。また、目標の存在するレンジセルを特定する際に基準となるＲＣＳ強度は、目標の形状に応じて大きく変化するため、最も高いＲＣＳ強度が得られるレンジセルが追随点として最適な目標の部位を含んでいるとは限らなかった。
【０００４】
すなわち、例えば図４に示すように、最も大きなＲＣＳ強度が得られる観測レンジセルＲ０が追随点として特定されるが、実際の追随点となるレンジセル中央部には目標が存在していなかったり、あるいは目標を追随する箇所として適してない虞が多分にあった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の処理において特定される追随点は、必ずしも追随点として適しているとは限らず、目標上に任意の追随点を特定することが可能な技術の開発の要望があった。
【０００６】
この発明は上記要望に応えるべくなされたもので、目標が遠い場合でも目標を見失うことが無く、また目標が近い場合には目標上の任意の箇所を高精度に追随点として特定することが可能な追随点特定処理装置を提供することを目的とする。
また、この発明のもう１つの目的は、目標が遠い場合でも目標を見失うことが無く、また目標が近い場合には目標上の任意の箇所を高精度に追随点として特定し、追従することが可能な追随飛翔体を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、この発明に係わる追随点特定処理装置は、目標より小さいレンジセル単位でＲＣＳ強度を検出するレーダに用いられ、目標から受信した反射信号に基づいて目標の追随点を特定する追随点特定処理装置であって、目標から受信した反射信号に基づくＲＣＳ強度から目標が占めるレンジセルを検出する目標検出手段と、目標から受信した反射信号に基づいて、目標検出手段にて検出されたレンジセル毎に目標の存在する角度を検出する測角手段と、目標検出手段の検出結果と測角手段の検出結果とに基づいて、目標の追随点を特定する追随点特定手段と、目標から受信した反射信号に基づいて、目標以上の大きさのレンジセル単位で目標が存在するレンジセルと、目標の存在する角度を検出し、これらの検出結果から目標の追随点を特定する追随域特定手段と、目標との距離が所定値以上の場合には、上記追随域特定手段によって特定される追随点の位置情報を出力するように切換制御し、目標との距離が所定値未満の場合には、上記追随点特定手段によって特定される追随点の位置情報を出力するように切換制御する追随処理切換手段とを具備して構成するようにした。
【０００８】
上記構成の追随点特定処理装置では、目標の大きさよりの小さいレンジセル単位で目標の存在するレンジセルを検出し、この検出した各レンジセルにおいて目標が存在する角度を検出する追随点特定手段と、目標以上の大きさのレンジセル単位で目標が存在するレンジセルと、目標の存在する角度を検出し、これらの検出結果から目標の追随点を特定する追随域特定手段とを備え、目標との距離が所定値以上の場合には、上記追随域特定手段によって特定される追随点の位置情報を出力するように切換制御し、目標との距離が所定値未満の場合には、上記追随点特定手段によって特定される追随点の位置情報を出力するように切換制御するようにしている。
【０００９】
したがって、上記構成の追随点特定処理装置によれば、目標が遠い場合には目標以上の大きさのレンジセル単位で目標追従を行い、目標が遠くない場合には目標の存在する領域を高い分解能で検出するようにしているため、目標が遠くに存在している場合でも目標を見失うことが無く、また目標が近い場合には目標上の任意の箇所を高精度に追随点として特定することができる。
【００１０】
上記の目的を達成するために、この発明に係わる追随飛翔体は、目標より小さいレンジセル単位でＲＣＳ強度を検出するレーダを備え、目標から受信した反射信号に基づいて目標の追随を行なう追随飛翔体であって、自機を飛翔させる追随手段と、目標から受信した反射信号に基づくＲＣＳ強度から目標が占めるレンジセルを検出する目標検出手段と、目標から受信した反射信号に基づいて、目標検出手段にて検出されたレンジセル毎に目標の存在する角度を検出する測角手段と、目標検出手段の検出結果と測角手段の検出結果とに基づいて、目標の追随点を特定する追随点特定手段と、目標から受信した反射信号に基づいて、目標以上の大きさのレンジセル単位で目標が存在するレンジセルと、目標の存在する角度を検出し、これらの検出結果から目標の追随点を特定する追随域特定手段と、目標との距離が所定値以上の場合には、追随域特定手段によって特定される追随点の位置情報に基づいて追随を行なうように追随手段を制御し、目標との距離が所定値未満の場合には、追随点特定手段によって特定される追随点の位置情報に基づいて追随を行なうように追随手段を制御する追随情報切換手段とを具備して構成するようにした。
【００１１】
上記構成の追随飛翔体では、目標の大きさよりの小さいレンジセル単位で目標の存在するレンジセルを検出し、この検出した各レンジセルにおいて目標が存在する角度を検出する追随点特定手段と、目標以上の大きさのレンジセル単位で目標が存在するレンジセルと、目標の存在する角度を検出し、これらの検出結果から目標の追随点を特定する追随域特定手段とを備え、目標との距離が所定値以上の場合には、上記追随域特定手段によって特定される追随点を追従するようにし、目標との距離が所定値未満の場合には、上記追随点特定手段によって特定される追随点を追従するようにしている。
【００１２】
したがって、上記構成の追随点特定処理装置によれば、目標が遠い場合には目標以上の大きさのレンジセル単位で目標追従を行い、目標が遠くない場合には目標の存在する領域を高い分解能で検出するようにしているため、目標が遠くに存在している場合でも目標を見失うことが無く、また目標が近い場合には目標上の任意の箇所を高精度に追随することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、この発明の一実施形態について説明する。
図１は、この発明の一実施形態に係わる追随飛翔体の構成を示すものである。但し、図１では、目標の追随点の特定処理、および追随制御に関する構成についてのみ示すことにする。
【００１４】
追随点特定処理装置は、送信機１、サーキュレータ２、アンテナ部３、受信機４、高距離分解能処理部５、追随点特定処理部６、追随制御部７、および姿勢検出部８とを備えている。
【００１５】
送信機１は、所定の周期で送信ＲＦ信号を生成し、サーキュレータ２を介してアンテナ部３に入力する。また、送信機１は、上記送信ＲＦ信号の送信タイミングを示す送信タイミング信号を、後述の高距離分解能処理部５に入力する。
【００１６】
アンテナ部３は、例えば多数のアンテナ素子がアレイ配列されたアレイアンテナで、サーキュレータ２を介して入力される送信ＲＦ信号を空間に放射するとともに、空間から上記送信ＲＦ信号の反射エコーを受信し、サーキュレータ２を介して受信機４に入力する。
【００１７】
受信機４は、サーキュレータ２を介して入力される受信信号を低雑音増幅したのち検波し、送信機１にて生成した送信ＲＦ信号の周波数の受信信号を抽出する。この検波結果は、高距離分解能処理部５に入力される。
【００１８】
高距離分解能処理部５は、目標よりも小さいレンジセル単位で、目標が占めるレンジセルを検出するとともに、この検出した各レンジセル内の目標の存在する角度を検出するもので、第１のパルス圧縮処理回路５１と、第２のパルス圧縮処理回路５２と、目標検出回路５３と、測角処理回路５４とからなる。
【００１９】
第１のパルス圧縮処理回路５１は、上記受信機４の検波結果に対してパルス圧縮処理を施し、この処理結果を目標検出回路５３に入力する。同様に、第２のパルス圧縮処理回路５２は、上記受信機４の検波結果に対してパルス圧縮処理を施し、この処理結果を測角処理回路５４に入力する。
【００２０】
なお、受信信号は、第１のパルス圧縮処理回路５１および第２のパルス圧縮処理回路５２の処理により、距離分解能が目標の大きさ以下に高められているものとする。
【００２１】
目標検出回路５３は、例えばチャープ処理やステップドＦＭ処理などの高い距離分解能を有する処理であって、前述の送信機１からの送信タイミング信号に基づいて、第１のパルス圧縮処理回路５１の処理結果からレンジセル毎のＲＣＳ強度を求め、このＲＣＳ値より目標の有無を判定する。そして、この判定の結果、目標が存在するレンジセルについては、そのレンジセルの情報を測角処理回路５４に入力する。
【００２２】
測角処理回路５４は、例えば、モノパルス測角等の目標位置の測角を行なう処理であって、第２のパルス圧縮処理回路５２の処理結果から、目標の存在する角度を検出する。そして、この検出した角度情報のうち、目標検出回路５３より通知されるレンジセル情報に対応する目標の角度情報を、上記レンジセル情報に対応づけて追随点特定処理部６に出力する。
【００２３】
追随点特定処理部６は、高距離分解能処理部５より、目標の存在するレンジセル情報と、この情報に対応する角度情報とが入力され、これらの情報より目標が存在する領域を検出する。そして、この検出した領域のうち、予め設定された位置を追随点として特定し、この追随点の位置情報（座標）を追随制御部７に出力する。
【００２４】
追随制御部７は、上記追随点特定処理部６にて特定された追随点の位置情報と、姿勢検出部８にて検出される自機の情報（姿勢や移動速度等）とに基づいて、自機に飛翔方向や速度を決定して、自機が目標を追随するように制御する。
【００２５】
次に、上記構成の追随飛翔体の動作について説明する。
送信機１にて生成された送信ＲＦ信号は、サーキュレータ２を介してアンテナ３より空間に放射される。そして、目標によって反射された送信ＲＦ信号がアンテナ３にて受信され、サーキュレータ２を介して受信機４に入力される。
【００２６】
受信機４に入力された受信信号は、低雑音増幅されたのち検波され、目標からの反射信号のみが抽出される。この抽出された信号は、第１のパルス圧縮処理回路５１および第２のパルス圧縮処理回路５２にてパルス圧縮処理が施されたのち、それぞれ対応する目標検出回路５３、測角処理回路５４に入力される。
【００２７】
ここで、図２に示すように目標Ｔが空間に存在しているものとすると、目標検出回路５３によって、所定値以上のＲＣＳ強度が得られるレンジセルＲ１  からＲ９  に目標Ｔが存在していることが、各レンジセル毎に順次検出される。
【００２８】
そして、測角処理回路５４により、目標検出回路５３にて検出した各レンジセルの目標の角度θ１  〜θ９  が順次検出される。そして、これらの角度情報θ１  〜θ９  がそれぞれ対応するレンジセル情報Ｒ１  〜Ｒ９  に対応付けられて、位置情報として追随点特定処理部６に入力される。
【００２９】
追随点特定処理部６では、高距離分解能処理部５からの目標の位置情報に基づいて、追随点が特定される。ここで、予め追随点として目標の中央部を特定するように設定されているものとすると、図２の例では、以下に示す式により目標の追随点Ｃ（ｒＣ  ，θＣ  ）が特定される。なお、下式中のｒ１  〜ｒ９  は、自機から各レンジまでの距離を示すものである。
【００３０】
【数１】
0003563575.tif 000002
【００３１】
この特定された目標上の追随点の位置情報（ｒＣ  ，θＣ  ）は、追随制御部７に入力される。追随制御部７では、上記追随点の位置情報と、姿勢検出部８にて検出された自機の姿勢情報とに基づいて、自機が目標を追随するように制御される。
【００３２】
以上のように、上記構成の追随飛翔体では、目標の大きさより小さいレンジセル単位で目標の存在するレンジセルを検出するとともに、この検出した各レンジセルにおいて目標が存在する角度を検出する。そして、これらレンジセルおよびこれに対応する角度情報に基づいて目標上に追随点を特定するようにし、自機を追随制御するようにしている。すなわち、上記構成の追随飛翔体によれば、目標の存在する領域を高い分解能で検出するようにしているため、目標上の任意の箇所を追随点として特定し、追随することができる。
【００３３】
なお、この発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。例えば、上記実施の形態では、レンジセルの大きさを細分化しているため、各レンジセルにおいて検出される目標のＲＣＳ強度が低くなり、追随開始距離が短くなってしまう虞がある。
【００３４】
これに対して例えば、上述の高距離分解能処理部５による目標の存在する領域の検出処理と、従来より用いられる低分解能の目標検出処理とを、目標との距離に応じて選択的に切り換えて行なうようにしてもよい。
【００３５】
図３は、このような切換処理によって目標を追随する追随飛翔体の構成を示すものである。なお、図３において図１と同じ構成については同じ番号を付番し、ここで、異なる構成を中心に説明する。
【００３６】
受信機４より出力される受信信号および送信機１からの送信タイミング信号は、高距離分解能処理部５および目標レンジセル検出処理部９にそれぞれ入力される。目標レンジセル検出処理部９は、目標の大きさ以上のレンジセル単位で、目標が存在するレンジセルと、このレンジセル内の目標の存在する角度とを検出するものである。
【００３７】
追随域特定処理部１０は、目標レンジセル検出処理部９にて検出したレンジセルと目標の角度情報から目標の追随点を特定する。ここで特定された位置情報は、切換部１１と目標距離判定部１２に出力される。
【００３８】
なお、追随域特定処理部１０で特定される追随点は、従来より行なわれる追随処理にて特定される追随点と同程度の精度である。このため、目標レンジセル検出処理部９および追随域特定処理部１０の処理によれば、高距離分解能処理部５および追随点特定処理部６の処理よりも追随開始距離が長くとれる。
【００３９】
切換部１１は、第１の入力端子と第２の入力端子とを有している。第１の入力端子には追随域特定処理部１０にて特定された追随点の位置情報が入力され、第２の入力端子には追随点特定処理部６にて特定された追随点の位置情報が入力される。
【００４０】
そして、切換部１１は、後述の目標距離判定部１２の切換制御により、第１の入力端子に入力される追随点の位置情報と、第２の入力端子に入力される追随点の位置情報のうち、いずれか一方を選択的に追随制御部７に出力する。
【００４１】
目標距離判定部１２は、追随域特定処理部１０にて特定された追随点の位置情報に基づいて、目標との距離が所定値以下であるか否かを判定する。ここで、目標との距離が上記所定値よりも大きい場合には、追随域特定処理部１０にて特定された追随点の位置情報を追随制御部７に出力するように切換部１１を切換制御し、上記所定値以下の場合には、追随点特定処理部６にて特定された追随点の位置情報を追随制御部７に出力するように切換部１１を切換制御する。
【００４２】
以上のような構成の追随飛翔体では、自機と目標が遠く離れている場合には、追随開始距離の長い従来からの処理によって追随を行ない、目標との距離が所定値以下まで近づいてきた際には、追随点特定処理部６にて特定された高精度な追随点の位置情報に基づいて追随を行なわれる。
【００４３】
このため、この構成の追随飛翔体によれば、目標が遠くに存在している際に目標を見失うことがなく、また高精度に目標上の特定の位置を追随することができる。
その他、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を施しても同様に実施可能であることはいうまでもない。
【００４４】
【発明の効果】
以上述べたように、この発明では、目標の大きさよりの小さいレンジセル単位で目標の存在するレンジセルを検出し、この検出した各レンジセルにおいて目標が存在する角度を検出する追随点特定手段と、目標以上の大きさのレンジセル単位で目標が存在するレンジセルと、目標の存在する角度を検出し、これらの検出結果から目標の追随点を特定する追随域特定手段とを備え、目標との距離が所定値以上の場合には、上記追随域特定手段によって特定される位置を追随点とし、目標との距離が所定値未満の場合には、上記追随点特定手段によって特定される位置を追随点とするようにしている。
【００４５】
したがって、この発明によれば、目標が遠い場合には目標以上の大きさのレンジセル単位で目標追従を行い、目標が遠くない場合には目標の存在する領域を高い分解能で検出するようにしているため、目標が遠くに存在している場合でも目標を見失うことが無く、また目標が近い場合には目標上の任意の箇所を高精度に追随することが可能な追随点特定処理装置および追随飛翔体を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係わる追随飛翔体の一実施形態の構成を示す回路ブロック図。
【図２】図１に示した追随飛翔体の追随点特定処理を説明するための図。
【図３】この発明に係わる追随飛翔体の他の構成例を示す回路ブロック図。
【図４】従来の追随点特定処理を説明するための図。
【符号の説明】
１…送信機
２…サーキュレータ
３…アンテナ部
４…受信機
５…高距離分解能処理部
５１…第１のパルス圧縮処理回路
５２…第２のパルス圧縮処理回路
５３…目標検出回路
５４…測角処理回路
６…追随点特定処理部
７…追随制御部
８…姿勢検出部
９…目標レンジセル検出処理部
１０…追随域特定処理部
１１…切換部
１２…目標距離判定部
【図１】
0003563575.tif 000003
【図２】
0003563575.tif 000004
【図３】
0003563575.tif 000005
【図４】
0003563575.tif 000006