(57)【要約】      （修正有）【課題】パッシブアンテナ素子のレドームによる影響を軽減し、さらには広い周波数帯での測角を実現する。【解決手段】飛しょう体における略円筒筐体先端の円形領域の中央に配置され、レドーム１１を通じて飛しょう体の正面方向からの電波を受信する第１のパッシブアンテナ素子群Ａ１１〜Ａ１５と、第１のパッシブアンテナ素子群の素子それぞれの受信信号を用いて目標方向を測角演算するパッシブ処理部１７−２０と、第１のパッシブアンテナ素子群の周囲に配置され、レドームを通じて飛しょう体正面方向に対して電波を送受信するアクティブアンテナ素子群１２と、アクティブアンテナ素子群１２の素子それぞれの送受信信号を用いて目標方向を測角演算するアクティブ処理部１３〜１５と、パッシブ処理部及びアクティブ処理部それぞれで得られる測角演算結果に基づいて飛しょう体を目標方向に誘導する誘導手段１６とを具備する。【選択図】図２
2011153768.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクティブ方式とパッシブ方式を採用する飛しょう体搭載の複合誘導装置において、
前記飛しょう体における略円筒筐体先端の円形領域の中央に配置され、前記レドームを通じて前記飛しょう体正面方向からの電波を受信する第１のパッシブアンテナ素子群と、
前記第１のパッシブアンテナ素子群の素子それぞれの受信信号を用いて目標方向を測角演算するパッシブ処理部と、
前記第１のパッシブアンテナ素子群の周囲に配置され、前記レドームを通じて前記飛しょう体正面方向に対して電波を送受信するアクティブアンテナ素子群と、
前記アクティブアンテナ素子群の素子それぞれの送受信信号を用いて目標方向を測角演算するアクティブ処理部と、
前記パッシブ処理部及びアクティブ処理部それぞれで得られる測角演算結果に基づいて前記飛しょう体を前記目標方向に誘導する誘導手段と
を具備することを特徴とする複合誘導装置。
【請求項２】
前記第１のパッシブアンテナ素子群は、測角方向について不均等に配置されて互いに間隔が異なる複数の素子を備え、
前記パッシブ処理部は、観測する周波数帯に応じて前記配列間隔が異なる複数の素子の受信信号を切り換え選択して複数の素子間隔でインターフェロメータ測角を行うことを特徴とする請求項１記載の複合誘導装置。
【請求項３】
さらに、前記略円筒筐体の側面に周面に沿って配置され、前記第１のパッシブアンテナ素子群の観測測角範囲より広角の電波を受信する第２のパッシブアンテナ素子群を備え、
パッシブ処理部は、前記第２のパッシブアンテナ素子群の各素子における受信信号の振幅のいずれかが前記第１のパッシブアンテナ素子群の受信信号の振幅値を越えるときは、前記測角演算結果を廃棄することを特徴とする請求項１記載の複合誘導装置。
【請求項４】
前記パッシブ処理部は、前記第２のパッシブアンテナ素子群の各素子における受信信号の振幅値から入射する電波のゾーンを判定し、電波特性の変化に応じて前記第２のパッシブアンテナ素子群による廃棄範囲を調整することを特徴とする請求項３記載の複合誘導装置。
【請求項５】
アクティブ方式とパッシブ方式を採用する飛しょう体の複合誘導方法において、
前記飛しょう体における略円筒筐体先端の円形領域の中央に沿って、前記レドームを通じて前記飛しょう体正面方向からの電波を受信する第１のパッシブアンテナ素子群を配置し、
前記第１のパッシブアンテナ素子群の素子それぞれの受信信号を用いて目標方向を測角演算するパッシブ処理を実行し、
前記第１のパッシブアンテナ素子群の周囲に、前記レドームを通じて前記飛しょう体正面方向に対して電波を送受信するアクティブアンテナ素子群を配置し、
前記アクティブアンテナ素子群の素子それぞれの送受信信号を用いて目標方向を測角演算するアクティブ処理を実行し、
前記パッシブ処理及びアクティブ処理それぞれで得られる測角演算結果に基づいて前記飛しょう体を前記目標方向に誘導することを特徴とする複合誘導方法。
【請求項６】
前記第１のパッシブアンテナ素子群は、測角方向について複数の素子を互いに間隔が異なるように不均等に配置し、
前記パッシブ処理は、観測する周波数帯に応じて前記配列間隔が異なる複数の素子の受信信号を切り換え選択して複数の素子間隔でインターフェロメータ測角を行うことを特徴とする請求項５記載の複合誘導方法。
【請求項７】
さらに、前記略円筒筐体の側面に周面に沿って、前記第１のパッシブアンテナ素子群の観測測角範囲より広角の電波を受信する第２のパッシブアンテナ素子群を配置し、
パッシブ処理は、前記第２のパッシブアンテナ素子群の各素子における受信信号の振幅のいずれかが前記第１のパッシブアンテナ素子群の受信信号の振幅値を越えるときは、前記測角演算結果を廃棄することを特徴とする請求項５記載の複合誘導方法。
【請求項８】
前記パッシブ処理部、前記第２のパッシブアンテナ素子群の各素子における受信信号の振幅値から入射する電波のゾーンを判定し、電波特性の変化に応じて前記第２のパッシブアンテナ素子群による廃棄範囲を調整することを特徴とする請求項７記載の複合誘導方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、飛しょう体に搭載され、アクティブ方式とパッシブ方式を用いて目標方向を検出し目標を追尾するように飛しょう体を誘導する複合誘導装置及び複合誘導方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
飛しょう体に搭載され目標方向を検出して目標を追跡させる誘導装置においては、自ら電波を照射して目標から反射してくる反射波を検出して目標を追跡するアクティブ方式と、目標が放射する電波を検出して追跡するパッシブ方式がある。アクティブ方式においては、位相モノパルス方式による測角方式が多く採用され、パッシブ方式においては、広範囲にわたる周波数帯で受信可能なアンテナ素子により、振幅モノパルス、位相モノパルス、インターフェロメータ等による測角方式が採用されている。
【０００３】
近年、目標を追跡する精度を向上させるために、アクティブ方式とパッシブ方式の両方式を有する複合誘導装置が研究されつつある。こうした状況のもと、飛しょう体等の限られたスペースで、広い周波数帯にわたって、高い精度で目標方向を検出できるパッシブ方式の実現が必要となってきている。
【０００４】
飛しょう体に搭載する複合誘導装置において、目標の測角を実現する方式には、特許文献１のような方法がある。その方法は、飛しょう体先端の円形の領域にアンテナ素子を配置するに際し、アンテナ面中央にアクティブ用のアンテナを配置し、その周囲にパッシブアンテナを配置するようにしている。
【０００５】
上記の方式では、広帯域の電波を受信するパッシブアンテナが飛しょう体先頭のレドーム沿いに配置される。ところが、超音速で飛しょうするような飛しょう体では、レドーム形状が尖頭形状となり、レドーム通過による電波特性の歪等が大きく、特にレドームに近接して周辺に配置したパッシブアンテナはその影響を大きく受け、その結果、目標の測角精度が低下する。また、搭載スペースに制約もあり、アンテナ素子とその後段の受信機数も制約を受け、なるべく少ないアンテナ素子数での実現が必要となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平０８-５７３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述の如く、従来のアクティブ方式とパッシブ方式を採用する飛しょう体搭載の複合誘導装置では、広帯域の電波を受信するパッシブアンテナが飛しょう体先頭のレドーム沿いに配置されるが、飛しょう体のレドーム形状が尖頭形状の場合には、レドーム通過による電波特性の歪等が大きく、特にレドームに近接して周辺に配置したパッシブアンテナはその影響を大きく受け、その結果、目標の測角精度が低下する。また、搭載スペースに制約もあり、アンテナ素子とその後段の受信機数も制約を受け、なるべく少ないアンテナ素子数での実現が必要となる。
【０００８】
本発明は上記事情を考慮してなされたもので、パッシブアンテナ素子のレドームによる影響を軽減することができ、さらには広い周波数帯でのインターフェロメータでの測角を実現することができ、また広角度からの電波入射を除去することのできる複合誘導装置及び複合誘導方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明に係る複合誘導装置は、以下のように構成される。
【００１０】
（１）アクティブ方式とパッシブ方式を採用する飛しょう体搭載の複合誘導装置において、前記飛しょう体における略円筒筐体先端の円形領域の中央に配置され、前記レドームを通じて前記飛しょう体正面方向からの電波を受信する第１のパッシブアンテナ素子群と、前記第１のパッシブアンテナ素子群の素子それぞれの受信信号を用いて目標方向を測角演算するパッシブ処理部と、前記第１のパッシブアンテナ素子群の周囲に配置され、前記レドームを通じて前記飛しょう体正面方向に対して電波を送受信するアクティブアンテナ素子群と、前記アクティブアンテナ素子群の素子それぞれの送受信信号を用いて目標方向を測角演算するアクティブ処理部と、前記パッシブ処理部及びアクティブ処理部それぞれで得られる測角演算結果に基づいて前記飛しょう体を前記目標方向に誘導する誘導手段とを具備する態様とする。
【００１１】
（２）（１）の構成において、前記第１のパッシブアンテナ素子群は、測角方向について不均等に配置されて互いに間隔が異なる複数の素子を備え、前記パッシブ処理部は、観測する周波数帯に応じて前記配列間隔が異なる複数の素子の受信信号を切り換え選択して複数の素子間隔でインターフェロメータ測角を行う態様とする。
【００１２】
（３）（１）の構成において、さらに、前記略円筒筐体の側面に周面に沿って配置され、前記第１のパッシブアンテナ素子群の観測測角範囲より広角の電波を受信する第２のパッシブアンテナ素子群を備え、パッシブ処理部は、前記第２のパッシブアンテナ素子群の各素子における受信信号の振幅のいずれかが前記第１のパッシブアンテナ素子群の受信信号の振幅値を越えるときは、前記測角演算結果を廃棄する態様とする。
【００１３】
（４）（３）の構成において、前記パッシブ処理部は、前記第２のパッシブアンテナ素子群の各素子における受信信号の振幅値から入射する電波のゾーンを判定し、電波特性の変化に応じて前記第２のパッシブアンテナ素子群による廃棄範囲を調整する態様とする。
【００１４】
また、本発明に係る複合誘導方法は、以下のように構成される。
【００１５】
（５）アクティブ方式とパッシブ方式を採用する飛しょう体の複合誘導方法において、前記飛しょう体における略円筒筐体先端の円形領域の中央に沿って、前記レドームを通じて前記飛しょう体正面方向からの電波を受信する第１のパッシブアンテナ素子群を配置し、前記第１のパッシブアンテナ素子群の素子それぞれの受信信号を用いて目標方向を測角演算するパッシブ処理を実行し、前記第１のパッシブアンテナ素子群の周囲に、前記レドームを通じて前記飛しょう体正面方向に対して電波を送受信するアクティブアンテナ素子群を配置し、前記アクティブアンテナ素子群の素子それぞれの送受信信号を用いて目標方向を測角演算するアクティブ処理を実行し、前記パッシブ処理及びアクティブ処理それぞれで得られる測角演算結果に基づいて前記飛しょう体を前記目標方向に誘導する態様とする。
【００１６】
（６）（５）の構成において、前記第１のパッシブアンテナ素子群は、測角方向について複数の素子を互いに間隔が異なるように不均等に配置し、前記パッシブ処理は、観測する周波数帯に応じて前記配列間隔が異なる複数の素子の受信信号を切り換え選択して複数の素子間隔でインターフェロメータ測角を行う態様とする。
【００１７】
（７）（５）の構成において、さらに、前記略円筒筐体の側面に周面に沿って、前記第１のパッシブアンテナ素子群の観測測角範囲より広角の電波を受信する第２のパッシブアンテナ素子群を配置し、パッシブ処理は、前記第２のパッシブアンテナ素子群の各素子における受信信号の振幅のいずれかが前記第１のパッシブアンテナ素子群の受信信号の振幅値を越えるときは、前記測角演算結果を廃棄する態様とする。
【００１８】
（８）（７）の構成において、前記パッシブ処理部、前記第２のパッシブアンテナ素子群の各素子における受信信号の振幅値から入射する電波のゾーンを判定し、電波特性の変化に応じて前記第２のパッシブアンテナ素子群による廃棄範囲を調整する態様とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、パッシブアンテナ素子のレドームによる影響を軽減することができ、さらには広い周波数帯でのインターフェロメータでの測角を実現することができ、また広角度からの電波入射を除去することのできる複合誘導装置及び複合誘導方法を提供すること誘導装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る複合誘導装置が適用される飛しょう体の全体構成、及び、複合誘導装置と目標との関係を示す概略構成図。
【図２】図１に示す複合誘導装置の構成を示すブロック図。
【図３】図２に示すアクティブアンテナとパッシブアンテナを構成するアンテナ素子の詳細配置について、正面から見た場合の配置を示す図。
【図４】図２に示すアクティブアンテナとパッシブアンテナを構成するアンテナ素子の詳細配置について、左側面、右側面から見た場合の配置を示す図。
【図５】図２に示す正面に配置した第１群のアンテナ素子による測角方式として採用するインターフェロメータ方式について説明するための図。
【図６】上記実施形態において、観測周波数帯毎にインターフェロメータを実施するアンテナ素子を切換えたとき、測角値（θ）の精度低下を防ぐためのアンテナ素子配置を示す図。
【図７】上記実施形態において、複数の観測周波数帯のそれぞれと測角精度を確保する素子間隔との関係を示す図。
【図８】上記実施形態において、アンテナ素子の配置関係と判定区分との関係を示す図。
【図９】上記実施形態の例として、方位角方向に並ぶアンテナ素子それぞれの電波到来角度に対する振幅特性と単調特性範囲及び広角判定範囲を示す図。
【図１０】上記実施形態の例として、単調特性範囲、広角判定範囲及びゾーン判定範囲それぞれの関係において、広角判定角度が単調特性範囲より内側になる場合を説明するための図。
【図１１】上記実施形態の例として、単調特性範囲と広角判定範囲及びゾーン判定範囲それぞれの関係において、広角判定角度が単調特性範囲より外側になる場合を説明するための図。
【図１２】上記実施形態において、複合誘導装置の１検出期間における主要部それぞれの処理タイミングを示す図。
【図１３】上記実施形態において、パッシブ信号処理器における測角処理器の処理の流れを示すフローチャート。
【図１４】上記実施形態において、観測周波数帯、素子間隔、選択素子の位相（Φの添え字はアンテナ素子の符号に対応）の関係をまとめたテーブルを示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００２２】
図１は本発明の一実施形態として、本発明に係る複合誘導装置が適用される飛しょう体の全体構成、及び、複合誘導装置と目標との関係を示す概略構成図である。図１において、Ｔは移動目標、Ｍは飛しょう体であり、飛しょう体Ｍは、複合誘導装置Ｍ１及び操舵装置Ｍ２を搭載している。
【００２３】
複合誘導装置Ｍ１は、本発明の一実施形態を示す装置であり、移動目標Ｔに対して電波を照射（送信波）して目標Ｔから反射して戻ってくる電波（受信波）を検出し追跡する機能（アクティブ機能）と、移動目標Ｔが放射する電波（目標放射波)を検出し追跡する機能（パッシブ機能)とを有し、検出した移動目標Ｔを追跡するための操舵信号を出力する。
【００２４】
操舵装置Ｍ２は複合誘導装置Ｍ１からの操舵信号をもとに、飛しょう体Ｍが目標方向に飛しょうするための操舵を実施する。
【００２５】
図２は、上記複合誘導装置Ｍ１の構成を示すブロック図である。複合誘導装置Ｍ１の先端にはレドーム１１が装着される。レドーム１１は飛しょう体Ｍ１が高速で飛しょうする故に生じる空力的抗力を低減する形状（尖頭形状等）を有するとともに、空力的な圧力から内部器材を保護し、さらに、移動目標Ｔからの電波を広い周波数帯域で透過することができる材質が選定される。
【００２６】
図２に示す上段はアクティブ機能を実現する系統（以下、アクティブ系装置）であり、アクティブアンテナ１２、アクティブ高周波部１３、アクティブ信号変換器１４、アクティブ信号処理器１５から成る。
【００２７】
上記アクティブ系装置では、図示しない信号源から発生される送信信号をアクティブ信号変換器１４で高周波に変換し、アクティブ高周波部１５で電力増幅して、アクティブアンテナ１２から移動目標Ｔに向けて送出する。
【００２８】
また、移動目標Ｔから反射して戻ってくる電波をアクティブアンテナ１２で受信し、高周波部１３で低雑音増幅して、アクティブ信号変換器１４でベースバンドに戻し、アクティブ信号処理器１５に送る。
【００２９】
上記アクティブ信号処理器１５は、受信信号からクラッタ成分を除去して目標信号を検出し、その検出結果から移動目標Ｔの方向を演算出力する。これによって求められた目標方向は操舵信号生成器１６に送られる。
【００３０】
一方、図２に示す下段はパッシブ機能を実現する系統（以下、パッシブ系装置）であり、パッシブアンテナ１７、パッシブ高周波部１８、パッシブ信号変換器１９、パッシブ信号処理器２０から成る。パッシブアンテナ１７は、目標Ｔが放射する多種の電波を受信できるよう広帯域受信特性を有する第１群のパッシブアンテナ素子Ａ１１〜Ａ１５と第２群のパッシブアンテナ素子Ａ２１〜Ａ２６とから成る。パッシブ信号処理器２０は、データ処理器２０１、測角処理器２０２、タイミング制御器２０３から成る。第１群のパッシブアンテナ素子Ａ１１〜Ａ１５は移動目標Ｔの検出、測角を実施し、第２群のパッシブアンテナ素子Ａ２１〜Ａ２６は、観測対象範囲とされる角度よりも外側からの広角度で入射される電波を除去することを目的とする。
【００３１】
なお、複合誘導装置Ｍ１は飛しょう体Ｍへの搭載から実装スペースが限定され、同時に電波を受信する系統数が限定されるため、図２のパッシブ高周波部１８、パッシブ信号変換器１９は４系統を有するものとした。したがって、パッシブアンテナ素子Ａ１１〜Ａ１５，Ａ２１〜Ａ２６からの受信信号は、受信系統数に合わせて４素子分の出力が得られるように、スイッチ等によるパッシブアンテナ切換器１７１により、内部で切換制御を実施するようにしている。
【００３２】
但し、受信系統数は４に限定されるものではなく、器材実装スペースに応じて増減することは可能である。
【００３３】
上記パッシブ高周波部１８とパッシブ信号変換器１９によりデジタル信号処理可能な形態に変換された信号は、パッシブ信号処理器２０に入り、データ処理器２０１でＡＤ変換等をされメモリ等に保存された後、測角処理器２０２で移動目標Ｔを検出、測角するための処理を実施し、移動目標Ｔの測角値（方向）を操舵信号生成器１６に出力する。操舵信号生成器１６では、アクティブ信号処理器１５とパッシブ信号処理器２０の双方から得られた移動目標Ｔの方向に関する情報を統合して、飛しょう体Ｍが移動目標Ｔを追跡するための操舵指令信号を生成し、操舵装置Ｍ２へ出力する。
【００３４】
図３及び図４にアクティブアンテナ１２と、パッシブアンテナ１７を構成するアンテナ素子Ａ１１〜Ａ１５，Ａ２１〜Ａ２６の詳細配置を示す。図３は正面から見た場合、図４（ａ）は左側面、図４（ｂ）は右側面から見た場合の配置を示している。これらのアンテナ１２及びアンテナ素子Ａ１１〜Ａ１５，Ａ２１〜Ａ２６は、移動目標Ｔの検出と測角を目的として、飛しょう体Ｍの円筒形状の筐体における先端に配置されるため、図中の円形範囲それぞれの中に配置される。
【００３５】
この点について、従来技術では、アクティブアンテナ１２を優先的に中央に配置して、パッシブアンテナ１７をその周囲に配置していた（特許文献１)。しかし、レドーム１１を通過した電波を広帯域で受信する場合、レドーム１１が空力的な配慮から尖頭形状等の特殊な形状となるため、パッシブアンテナ１７をアクティブアンテナ１２の周囲に配置してしまうと、レドーム１１により電波の振幅、位相特性の歪が大きく、広帯域にわたって高い精度で移動目標Ｔの測角を実現するのは困難である。
【００３６】
これを解決するために、本実施形態では、パッシブアンテナ１７のうち、移動目標Ｔの検出と測角を行う第１群のアンテナ素子Ａ１１〜Ａ１５を、それぞれレドーム１１の歪の影響が広帯域にわたって少ない中央に優先的に配置し、その周囲にアクティブアンテナ１２を配置する。一般に、アクティブアンテナ１２は自らの送信波の周波数帯域に合わせた狭帯域での対応で済むため、レドーム１１の影響があっても最適な調整が可能である。
【００３７】
一方、パッシブアンテナ１７のうち、第２群のアンテナ素子Ａ２１〜Ａ２６は、飛しょう体Ｍの筐体内側面に、ほぼ等間隔に６箇所に配置する。このようにして、正面に配置した第１群のアンテナ素子Ａ１１〜Ａ１５によって目標測角を実施する際に、観測対象範囲とされる角度よりも広角度で入射してくる電波を第２群のアンテナ素子Ａ２１〜Ａ２６で検出し、観測対象範囲外の角度から入射される電波の受信信号であるものとして除去することで、誤った目標測角を回避する。
【００３８】
ここで、図５を参照して、正面に配置した第１群のアンテナ素子Ａ１１〜Ａ１５による測角方式として採用するインターフェロメータ方式について説明する。
【００３９】
このインターフェロメータ方式では、図５（ａ）に示す２つのアンテナ素子Ａ，Ｂで同時に受信した電波の位相ΦA，ΦBを使用して、両素子Ａ，Ｂ間の位相差ΦA-ΦBから、受信した電波の入射角度（目標の測角値）θを次式から算出する。  
sinθ=(ΦA-ΦB)・Ｃ／（２π・Ｆ・ｄ）…（１）  
Ｃ：光速、Ｆ：電波周波数
このとき、電波の位相は、図５（ｂ）に示すように、±１８０°で周期性を有することから、インターフェロメータ方式で得られる測角値は、観測対象の電波の周波数（Ｆ）と素子間隔（ｄ）で決まる周期性を有する。
【００４０】
従来は、この周期性を回避して観測したい角度範囲の中で単調性を確保するために、観測したい最大周波数に合わせて素子間隔（ｄ）を設定した。しかし、この場合には観測周波数（Ｆ）が低くなるにつれて、インターフェロメータ方式で得られる測角値（θ）の精度が低下する問題がある。
【００４１】
これを解決するために、本実施形態では、観測周波数帯毎にインターフェロメータを実施するアンテナ素子を切換えて、測角値（θ）の精度低下を防ぐ素子配置とする。アンテナ素子Ａ１１〜Ａ１５の詳細配置を図６に示す。
【００４２】
図６において、アンテナ素子Ａ１１，Ａ１２，Ａ１３は、飛しょう体Ｍの飛しょう姿勢における高低角方向（紙面縦方向）の同一軸上に配置され、高低角方向のインターフェロメータ測角に用いられる。アンテナ素子Ａ１１，Ａ１２の素子間隔はｄ２、アンテナ素子Ａ１２，Ａ１３の素子間隔はｄ３とし、ｄ２＞ｄ３とする。
【００４３】
ここで、Ｆ１〜Ｆ４の各観測周波数帯で使用する素子間隔が適切になるように使用素子を選択することにより、インターフェロメータ測角における精度を確保する。図７に観測周波数帯Ｆ１〜Ｆ４のそれぞれと測角精度を確保する素子間隔との関係を示す。
【００４４】
すなわち、観測対象とする最も低い周波数帯Ｆ１では、アンテナ素子Ａ１１−Ａ１３による素子間隔ｄ１（=ｄ２+ｄ３）でインターフェロメータ測角を実施し、次の周波数帯Ｆ２ではアンテナ素子Ａ１１−Ａ１２の素子間隔ｄ２でインターフェロメータ測角を実施し、次の周波数帯Ｆ３はアンテナ素子Ａ１３−Ａ１２の素子間隔ｄ３でインターフェロメータ測角を実施し、最も高い周波数帯Ｆ４ではアンテナ素子Ａ１１，Ａ１２，Ａ１３の３素子を使用して素子間隔ｄ４（=ｄ２−ｄ３)でインターフェロメータ測角を実施する。
【００４５】
一方、アンテナ素子Ａ１４，Ａ１２，Ａ１５は、飛しょう体Ｍの飛しょう姿勢における方位角方向（紙面横方向）の同一軸上に配置され、方位角方向のインターフェロメータ測角に用いられる。アンテナ素子Ａ１５−Ａ１２の素子間隔はｄ２、アンテナ素子Ａ１２−Ａ１４の素子間隔はｄ３とし、ｄ２＞ｄ３とする。
【００４６】
ここで、高低角方向の測角と同様に、観測対象とする最も低い周波数帯Ｆ１では、アンテナ素子Ａ１４−Ａ１５による素子間隔ｄ１（=ｄ２+ｄ３）でインターフェロメータ測角を実施し、次の周波数帯Ｆ２ではアンテナ素子Ａ１５−Ａ１２の素子間隔ｄ２でインターフェロメータ測角を実施し、次の周波数帯Ｆ３ではアンテナ素子Ａ１４−Ａ１２の素子間隔ｄ３でインターフェロメータ測角を実施し、最も高い周波数帯Ｆ４ではアンテナ素子Ａ１４，Ａ１２，Ａ１５の３素子を使用して素子間隔ｄ４（=ｄ２−ｄ３)でインターフェロメータ測角を実施する。
【００４７】
続いて、図８乃至図１１を参照して、側面に配置したアンテナ素子Ａ２１〜Ａ２６による広角除去について説明する。
【００４８】
インターフェロメータ測角では、周期性が必ず生じるため、観測対象角度範囲で単調性を確保しても、さらにその外側から入射する電波に対しては誤った角度検出をすることになる。したがって、観測対象範囲外から入射する電波を確実に除去する必要がある。以下、この処理を「広角除去」と称する。
【００４９】
図８は各アンテナ素子Ａ１１〜Ａ１５，Ａ２１〜Ａ２６の配置関係と判定区分との関係を示す図、図９は例として方位角方向に並ぶアンテナ素子それぞれの電波到来角度に対する振幅特性と単調特性範囲及び広角判定範囲を示す図、図１０は単調特性範囲と広角判定範囲及びゾーン判定範囲との関係において、広角判定角度が単調特性範囲より内側になる場合を説明するための図、図１１は単調特性範囲と広角判定範囲及びゾーン判定範囲との関係において、広角判定角度が単調特性範囲より外側になる場合を説明するための図である。
【００５０】
広角除去においては、図８に示す各アンテナ素子の配置において、例えば図９（方位方向の場合）に示すように、正面中央に配置したアンテナ素子Ａ１２、側面に配置したアンテナ素子Ａ２１〜Ａ２６（図９ではＡ２２，Ａ２５）それぞれの受信信号の振幅レベルを比較して、側面に配置したアンテナ素子Ａ２１〜Ａ２６での振幅レベル全てよりも、正面アンテナ素子Ａ１２の振幅の方が大きいときに観測対象範囲外からの電波入射ではないと判定して測角処理を実施する。言い換えると、アンテナ素子Ａ２１〜Ａ２６でのいずれかの振幅レベルが、アンテナ素子Ａ１２の振幅レベルより大きいときは、観測対象範囲よりも外側からの電波入射と判定（広角判定）して、測角処理は実施しない。
【００５１】
広角判定を実現するためには、アンテナ素子Ａ２１〜Ａ２６とアンテナ素子Ａ１２の振幅は、例えば図９に示すように、観測対象範囲外と判定する角度（ａ及びａ′）で振幅特性が交差するように事前調整される。事前調整では、図１０に示すように、観測対象範囲外と判定する角度範囲（ａ′以下、ａ以上）を、インターフェロメータ測角で単調性を確保する範囲（θL′からθU′）と重ねることで、インターフェロメータ測角での単調性は確保され、測角は可能となる。
【００５２】
しかしながら、受信する電波の特性（例えば偏波の違い)が調整した電波条件と異なる場合には、例えばアンテナ素子Ａ２２の振幅特性Ｖ２２が図９中点線で示すような特性となり、観測対象範囲外を判定するために調整した角度がずれる場合がある。特にこの角度が外側にずれた場合には、図中の点線内の角度範囲のように、観測対象内と判定されてもインターフェロメータの測角の単調性が確保されない角度範囲が生じ、この方向からの電波入射があった場合には誤った測角をしてしまう。
【００５３】
こうした状況を回避するために、広角判定による観測対象の範囲内か否かの判定に加えて、図８に示すように、電波入射方向（方位方向と高低方向)のゾーン判定を実施する。ゾーン判定は、例えば図９に示すように、アンテナ素子Ａ２１〜Ａ２６（図９ではＡ２２，Ａ２５）の範囲で受信した電波の振幅のうちスレッショルドＶthを越えているものがある場合、そのアンテナ素子の位置から、入射している電波のゾーン、すなわち、方位方向の左ゾーンまたは右ゾーン、高低方向の上ゾーンまたは下ゾーンを判定する。
【００５４】
さらに、方位角方向（左または右）、高低角方向（上または下）のゾーン極性を、インターフェロメータ測角による方位角方向、高低角方向の測角値の極性を一致させるように事前調整をしておく。
【００５５】
これにより、図１１の点線付近の角度範囲に示すように、観測対象外として調整した広角判定角度がずれて、インターフェロメータ測角の周期性から誤った測角を行う状況が生じても、ゾーン判定と測角値の極性一致を判定することで、誤って測角する状況を回避することができる。
【００５６】
続いて、図１２及び図１３を参照して本実施形態の処理動作を説明する。
【００５７】
図１２は複合誘導装置Ｍ１の１検出期間における主要部それぞれの処理タイミングを示す図、図１３はパッシブ信号処理器２０における測角処理器２０２の処理の流れを示すフローチャートである。
【００５８】
タイミング制御器２０３は、パッシブアンテナ切換器１７１に制御信号を出力して、１検出期間の中を図１２に示すタイミングでパッシブアンテナ素子Ａ１１〜Ａ１５，Ａ２１〜Ａ２６を４つの受信系統に順次割り当てる。パッシブアンテナ切換器１７１は制御信号をもとに内蔵するスイッチ等を切換えて、使用するパッシブアンテナ素子を選択する。４つの受信系統で選択されたパッシブアンテナ素子の受信信号は、パッシブ高周波部１８で低雑音増幅され、パッシブ信号変換器１９でベースバンドに変換された後、データ処理器２０１でＡＤ変換されてメモリに保存される。１検出期間の最後に、タイミング制御器２０３は観測周波数帯をパッシブ高周波部１８に指定し、次の検出期間で観測する周波数を切り換えていく。
【００５９】
尚、観測する周波数の切換幅等は、先の周波数帯Ｆ１〜Ｆ４とは独立に設定可能であり、後述の図１３に示すように、インターフェロメータの測角処理は観測する周波数が周波数帯Ｆ１〜Ｆ４のいずれに含まれているかを判定することで実施される。
【００６０】
測角処理器２０２は、図１３に示すフローチャートに従って、１検出期間毎に広角判定とインターフェロメータによる測角演算を実施する。図１３において、データ処理器２０１から、保存された４つの受信系統それぞれの全てのアンテナ素子受信データ（振幅Ｖ・位相Φ）を入力する（ステップＳ１）。まず、正面のほぼ中心に位置するアンテナ素子Ａ１２の振幅値（Ｖ１２）が目標検出に必要なスレッショルドレベル（Ｖth）以上であるかを判定する（ステップＳ２）。スレッショルドレベル以下である場合には「検出なし」として処理を終了する。スレッショルドレベル以上である場合には、「検出あり」として測角のための次のステップに移行する。
【００６１】
次に、アンテナ素子Ａ１２での振幅値（Ｖ１２）と、側面に配置されている６個のアンテナ素子Ａ２１〜Ａ２６との振幅値（Ｖ２１〜Ｖ２６）を比較し（ステップＳ３）、アンテナ素子Ａ１２の振幅値（Ｖ１２）が（Ｖ２１〜Ｖ２６）のいずれよりも大きいか否かを判定する（ステップＳ４）。Ｖ１２＞Ｖ２１〜Ｖ２６の場合には、観測対象範囲とされる正面方向からの受信であると判定して測角演算へ移行する。側面のアンテナ素子Ａ２１〜Ａ２６の振幅値（Ｖ２１〜Ｖ２６）のいずれかがアンテナ素子Ａ１２の振幅値（Ｖ１２）より大きい場合には、観測対象範囲よりも外側からの電波入射と判定（広角判定）して一連の処理を終了する。
【００６２】
次に、測角演算においては、観測している周波数が観測周波数帯Ｆ１〜Ｆ４のいずれにあるかを判定し（ステップＳ５）、観測周波数帯から定まる素子間隔とそれに対応するアンテナ素子の受信データ（各素子の位相Φ）を選択して（ステップＳ６）、インターフェロメータ原理に基づく測角演算（図５）を実施する（ステップＳ７）。ステップＳ６の処理は、例えば図１４に示す観測周波数帯、素子間隔、選択素子の位相（Φの添え字はアンテナ素子の符号に対応）の関係をまとめたテーブルを参照してそれぞれの諸元を選択する。ステップＳ７の測角演算では、（１）式を用いて、方位角方向と高低角方向の各々について測角値（θAZ，θEL）を算出する。
【００６３】
この時点で、側面アンテナ素子Ａ２１〜Ａ２６の振幅値（Ｖ２１〜Ｖ２６）がスレッショルドレベル（Ｖth）以上かを判定し、いずれもスレッショルドレベル以下であれば観測対象範囲内であり測角演算は有効と判定し、そのまま測角演算で得られた測角値（θAZ，θEL）を操舵信号生成器１６へ出力する。一方、側面アンテナ素子Ａ２１〜Ａ２６の振幅値（Ｖ２１〜Ｖ２６）のいずれかがスレッショルドレベルを越えている場合には、観測対象範囲内の周辺領域である可能性があるため、ゾーン判定のステップへ移行する。
【００６４】
具体的に説明すると、ステップＳ７の処理が終了した時点で、側面に配置された第２群のアンテナ素子Ａ２１〜Ａ２６それぞれの振幅値Ｖ２１〜Ｖ２６のうち最大の振幅値Ｖmaxを選択する（ステップＳ８）。ここで、最大振幅値Ｖmaxがスレッショルドレベルを越えたか否かを判断し（ステップＳ９）、越えていなければ受信電波は観測対象内と判断し、ゾーンを指定することなくステップＳ７で求めた方位角・高低角それぞれの測角値を出力して（ステップＳ１０）、一連の処理を終了する。スレッショルドレベルを越えていた場合には、以下に述べるゾーンの指定処理に移行する。
【００６５】
上記ゾーンの指定処理では、まず側面アンテナ素子Ａ２１〜Ａ２６それぞれの受信信号の振幅値Ｖ２１〜Ｖ２６のうち最大値が得られたアンテナ素子を選択し、図８に示されるように、そのアンテナ素子の位置から方位方向のゾーン指定を実施する（ステップＳ１１）。また側面アンテナ素子Ａ２１，Ａ２３，Ａ２４，Ａ２６それぞれの受信信号の振幅値Ｖ２１，Ｖ２３，Ｖ３４，Ｖ２６のうち最大値が得られたアンテナ素子を選択し、図８に示されるように、そのアンテナ素子の位置から高低方向のゾーン指定を実施する（ステップＳ１２）。
【００６６】
次に、測角演算で得られた高低角と方位角の測角値の極性、ゾーン指定領域で得られた極性それぞれの情報を取得し（ステップＳ１３）、方位角の測角値θAZの極性と方位方向のゾーンの極性、高低角の測角値θELの極性と高低方向のゾーンの極性それぞれを比較する（ステップＳ１４）。この判定において、共に一致していれば観測対象内で測角演算は有効と判定してステップＳ１０に移行し、ステップＳ７で求めた方位角・高低角それぞれの測角値（θAZ，θEL）を操舵信号生成器１６へ出力して一連の処理を終了する。一方、いずれかが一致しない場合には、インターフェロメータ方式で誤って測角している範囲である可能性が高いため、無効データとして処理を終了する。
【００６７】
上記構成による複合誘導装置では、第１群のパッシブアンテナ素子Ａ１１〜Ａ１５を優先して正面中央に集中して配置している。これにより、レドーム１１の影響が少なく、広帯域で受信信号が得られる。また、パッシブアンテナによる測角方式はインターフェロメータ方式として、計５個のアンテナ素子Ａ１１〜Ａ１５を不等間隔に配置して、方位、高低角方向ともに４種類の素子間隔ｄ１〜ｄ４でインターフェロメータ測角を実現し、観測する周波数帯Ｆ１〜Ｆ４に応じて観測するアンテナ素子を切換えることで、インターフェロメータ測角における素子間隔を変えるようにしている。これにより広い周波数帯でのインターフェロメータでの測角を精度よく実現することができる。
【００６８】
一方、飛しょう体Ｍの側面に、周囲６方向に指向するように第２群のパッシブアンテナ素子Ａ２１〜Ａ２６を配置し、各アンテナ素子Ａ２１〜Ａ２６の受信信号の振幅値からインターフェロメータの測角が困難となる広角度からの電波入射を判別し、適宜、測角演算結果を廃棄するようにしている。これにより、観測対象範囲からの電波による測角精度を向上させることができる。さらに、偏波等の電波特性が変化し除去可能な範囲が変動しても、入射する電波のゾーン（高低角方向、方位角方向）等も判定するようにしている。これにより、誤った測角を実施した場合にそれを排除することができる。
【００６９】
尚、上記実施形態では、同時に観測する受信系統を４系統としたが、実装規模によっては、任意の系統数にも適用可能である。いずれの場合も、処理タイミングによって観測形態の数を変えることで対応可能である。また、測角する方向についても、高低角、方位角の２方向に限ることなく、１方向の場合にはより簡略された形態での実現が可能である。
【００７０】
また、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、本発明によれば、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００７１】
Ｔ…移動目標、Ｍ…飛しょう体、Ｍ１…複合誘導装置、Ｍ２…操舵装置、１１…レドーム、１２…アクティブアンテナ、１３…アクティブ高周波部、１４…アクティブ信号変換部、１５…アクティブ信号処理器、１６…操舵信号生成器、１７…パッシブアンテナ切換器、１８…パッシブ高周波部、１９…パッシブ信号変換器、２０…パッシブ信号変換器、２０１…データ処理器、２０２…測角処理器、２０３…タイミング制御器。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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