(57)【要約】【課題】  従来の誘導装置は、垂直偏波と水平偏波の時系列に切り換えて電波を送信する際、垂直偏波の送信タイミングと水平偏波の送信タイミングが異なるため、偏波間の相関が小さくなり、偏波信号処理によるクラッタ抑圧効果が十分に得られず、目標信号を検出できないという問題があった。【解決手段】  垂直偏波用の送信信号と水平偏波用の送信信号に異なる変調をかけて同時に２種類の偏波の送信波を空間に放射し、かつ２種類の偏波信号を同時に受信して、それぞれの受信信号に送信信号に応じた２種類の復調処理を実施することで、偏波間の送信タイミングが同一となり、かつ主偏波および交差偏波の受信信号が同時に観測できるため、偏波間の相関が大きくなり、偏波信号処理時の目標検出性能を向上する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水平偏波と垂直偏波の電波を送受信する偏波共用アンテナと、
垂直偏波用送信信号と水平偏波用送信信号のそれぞれに異なる第１、第２の周波数の変調をかけるとともに、受信信号を復調するための異なる第１、第２の周波数の復調信号を発生する変復調信号発生部と、
上記変復調信号発生部にて異なる第１、第２の周波数変調の施された垂直偏波用送信信号と水平偏波用送信信号をそれぞれ増幅し、上記偏波共用アンテナにて同時にそれぞれの送信信号を出力する送信部と、
上記偏波共用アンテナを介して目標からの反射信号を受信し、受信信号を出力する受信部と、
上記受信部の受信したＡ／Ｄ変換後の受信信号について、上記第１の周波数の復調信号による垂直偏波及び水平偏波の復調処理を行い、上記第２の周波数の復調信号による垂直偏波及び水平偏波の復調処理を行って、クラッタ信号を抑圧する偏波信号処理部と、
上記偏波信号処理部により復調した信号から目標信号を検出する目標検出部と、
を備えた誘導装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、目標に向けて電波を送信し、目標からの反射信号を受信して、この受信信号から追尾する目標信号を検出し、目標に向けて飛しょう体を誘導する誘導装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
飛しょう体を目標方向に誘導する場合、搭載した誘導装置により観測した信号の中から、目標の距離情報、速度情報、角度情報を抽出し、得られた情報から誘導信号を算出して、舵角の制御を行う。
【０００３】
このような誘導装置の一例として、目標に向けて電波を送信し、目標からの反射信号を受信して、この受信信号に対して目標検出処理を行ない、検出した目標信号から距離情報、角度情報を得て、飛しょう体を目標に向けて誘導する誘導装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１２１５３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の誘導装置は、目標に向けて垂直偏波と水平偏波を時系列に切り換えて電波を送信して、目標から反射してきた信号を受信し、受信信号を偏波信号処理することで、クラッタ信号の中から偏波特性の違う目標信号を検出して追尾する。しかしながら、垂直偏波の送信タイミングと水平偏波の送信タイミングが異なるため、偏波間の相関が小さくなり、偏波信号処理によるクラッタ抑圧効果が十分に得られず、目標信号を検出できないという問題がある。
【０００６】
この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、目標に向けて送信する垂直偏波と水平偏波の偏波間の相関を大きくし、偏波信号処理時の目標検出性能を向上することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明による誘導装置は、水平偏波と垂直偏波の電波を送受信する偏波共用アンテナと、垂直偏波用送信信号と水平偏波用送信信号のそれぞれに異なる第１、第２の周波数の変調をかけるとともに、受信信号を復調するための異なる第１、第２の周波数の復調信号を発生する変復調信号発生部と、上記変復調信号発生部にて異なる第１、第２の周波数変調の施された垂直偏波用送信信号と水平偏波用送信信号をそれぞれ増幅し、上記偏波共用アンテナにて同時にそれぞれの送信信号を出力する送信部と、上記偏波共用アンテナを介して目標からの反射信号を受信し、受信信号を出力する受信部と、上記受信部の受信したＡ／Ｄ変換後の受信信号について、上記第１の周波数の復調信号による垂直偏波及び水平偏波の復調処理を行い、上記第２の周波数の復調信号による垂直偏波及び水平偏波の復調処理を行って、クラッタ信号を抑圧する偏波信号処理部と、上記偏波信号処理部により復調した信号から目標信号を検出する目標検出部と、を備えたものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、受信した複数の偏波信号の偏波間の相関が大きくなるため、偏波信号処理による目標検出性能を向上させる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態１による誘導装置を説明するための図である。
【図２】実施の形態１による誘導装置の運用を示す図である。
【図３】従来の誘導装置の偏波信号処理結果を示す図である。
【図４】クラッタの主偏波成分と交差偏波成分の電力比とドップラ周波数との相関特性を示す図である。
【図５】実施の形態１による誘導装置の偏波信号処理結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１．
以下、図を用いて、この発明に係わる実施の形態１による誘導装置について説明する。図１は実施の形態１による誘導装置１の構成を示す図である。誘導装置１は、変復調信号発生部３と、発振部４と、送信部５と、送受切換部６と、偏波共用アンテナ７と、受信部８と、Ａ／Ｄ変換部９と、偏波信号処理部１０と、目標検出部１１と、追尾処理部１２を備えている。
【００１１】
変復調信号発生部３は、送信信号に変調をかける変調信号を設定するための送受信周波数設定信号と、受信信号を復調するための復調信号を発生する。発振部４は、送受信周波数設定信号により、送信周波数信号及びローカル信号を出力する。送信部５は、発振部４からの送信周波数信号を増幅した送信信号を出力する。送受切換部６は、送信部５から入力される送信信号と、受信部８に入力する受信信号を切り換える。偏波共用アンテナ７は、水平偏波及び垂直偏波の２種の偏波方式を備え、送信信号を空間へ送信し、誘導装置１の捕捉する目標２からの反射信号を受信する。受信部８は、目標からの反射信号を発振部４から出力されるローカル信号で周波数変換、増幅して、受信信号を出力する。Ａ／Ｄ変換部９は、受信部８からの受信信号をディジタル信号に変換する。偏波信号処理部１０は、Ａ／Ｄ変換部９にてＡ／Ｄ変換されたディジタル信号にクラッタの偏波特性に応じた偏波フィルタ処理を施して、クラッタ信号を抑圧する。目標検出部１１は、偏波信号処理部１０にてクラッタ信号を抑圧したディジタル信号の偏波信号処理結果から、目標信号を検出する。追尾処理部１２は、目標検出部１１にて検出した目標信号から、距離、速度、角度情報を計算し、誘導装置１を目標２に向けて誘導するための誘導信号を生成する。
【００１２】
次に、実施の形態１による誘導装置１の動作について説明する。図２は、実施の形態１による誘導装置１の運用形態を示す図であり、図２（ａ）は誘導装置１の運用状況、図２（ｂ）はクラッタ環境下での目標反射信号の例を示す。図３は、従来の誘導装置の偏波信号処理結果を示す図である。図４は、クラッタの主偏波成分と交差偏波成分の電力比と、ドップラ周波数との相関特性を示す図である。図５は、実施の形態１による誘導装置の偏波信号処理結果を示す図である。
【００１３】
図２（ａ）において、誘導装置１は飛しょう体に搭載されて、目標２を捕捉・追尾する。誘導装置１は、空間に向けて送信波を放射して、目標２からの反射波を受信する。誘導装置１は、同時に、海面１３から反射されるクラッタ信号を受信する。この時、図２（ｂ）に示すとおり、クラッタ信号の受信電力が大きいため、誘導装置１は受信信号の中から目標信号を検出することが困難となる。
【００１４】
誘導装置１は偏波共用アンテナ７により、変調がかかった垂直偏波による送信と水平偏波による送信を行い、各送信偏波に対して垂直偏波と水平偏波の目標信号を同時に受信する。これにより、目標２からの反射信号及び海面１３からのクラッタ信号は、ＶＶ信号（垂直偏波で送信した場合の垂直偏波での受信信号）、ＨＶ信号（垂直偏波で送信した場合の水平偏波での受信信号）、ＶＨ信号（水平偏波で送信した場合の垂直偏波での受信信号）及びＨＨ信号（水平偏波で送信した場合の水平偏波での受信信号）の４種類の信号が、偏波共用アンテナ７により同時に受信されることになる。
【００１５】
偏波共用アンテナ７の受けた受信信号は、送受信切換部６を経て受信部８に入力される。受信部８は、送受切換部６を介して、偏波共用アンテナ７から入力される受信信号について、周波数変換、増幅、復調、及び位相検波を行う。Ａ/Ｄ変換部９は、受信部８にて位相検波された受信信号をディジタル信号に変換し、偏波信号処理部１０に入力する。偏波信号処理部１０は、受信部８から入力されたディジタル化された受信信号について、周波数成分毎に分解するドップラ信号処理を行う。偏波信号処理部１０は、クラッタ信号を抑圧する偏波フィルタ処理を行う。目標検出部１１は、偏波信号処理部１０による偏波信号処理結果から目標信号を検出する。追尾処理部１２は、目標検出部１１の検出した目標信号から、目標の距離、速度及び角度情報を抽出して、飛しょう体を目標２に向けて誘導するための誘導信号を出力する。
【００１６】
誘導装置１に搭載されている偏波共用アンテナ６により送受信された、目標２からの反射信号は、ＶＶ信号とＨＨ信号の振幅レベルが大きく、同様に送信偏波と受信偏波が直交しているＨＶ信号とＶＨ信号の振幅レベルも比較的大きい。この時、海面１３から反射されるクラッタ信号は、ランダムな波の散乱成分を含むため、目標反射信号と同様の偏波特性を示す。
【００１７】
したがって、目標反射信号とクラッタ信号の振幅レベルの偏波特性には有意差が無いため、従来技術の図３に示すように、時系列に偏波を切り換えて送信した場合には、偏波間の相関が小さく位相特性が得られないため、振幅の情報のみで偏波信号処理を実施しても、目標反射信号とクラッタ信号の受信電力比は改善されないこととなる。
【００１８】
ここで、図４に示すとおり、垂直偏波の送信信号と水平偏波の送信信号に異なる２種類の変調を実施して、同時に垂直偏波と水平偏波の送信信号を送信し、かつ垂直偏波の受信信号と水平偏波の受信信号に対して、それぞれ送信信号の変調に応じた２種類の復調を実施することで、同時に４種類の偏波特性を持つ受信信号を得ることができる。
【００１９】
したがって、受信信号の偏波間の相関が大きくなるため、受信信号の振幅レベルの偏波特性に加えて位相特性による目標反射信号とクラッタ信号の差別化が可能となるため、図５に示すとおり、従来方式と比較して目標反射信号とクラッタ信号の受信電力比が改善される。
【００２０】
実施の形態１による誘導装置は、垂直偏波用の送信信号と水平偏波用の送信信号に異なる変調をかけて同時に２種類の偏波の送信波を空間に放射し、かつ２種類の偏波信号を同時に受信して、それぞれの受信信号に送信信号に応じた２種類の復調処理を実施することで、偏波間の送信タイミングが同一となり、かつ主偏波および交差偏波の受信信号が同時に観測できるため、偏波間の相関が大きくなり、偏波信号処理時の目標検出性能を向上することができる。すなわち、水平偏波と垂直偏波の電波を送受信する偏波共用アンテナ７と、垂直偏波用送信信号と水平偏波用送信信号のそれぞれに異なる第１、第２の周波数の変調をかけるとともに、受信信号を復調するための異なる第１、第２の周波数の復調信号を発生する変復調信号発生部３と、変復調信号発生部３にて異なる第１、第２の周波数変調の施された垂直偏波用送信信号と水平偏波用送信信号をそれぞれ増幅し、偏波共用アンテナ７にて同時にそれぞれの送信信号を出力する送信部５と、偏波共用アンテナ７を介して目標からの反射信号を受信し、受信信号を出力する受信部８と、受信部８の受信したＡ／Ｄ変換後の受信信号について、第１の周波数の復調信号による垂直偏波及び水平偏波の復調処理を行い、第２の周波数の復調信号による垂直偏波及び水平偏波の復調処理を行って、クラッタ信号を抑圧する偏波信号処理部１０と、偏波信号処理部１０により復調した信号から目標信号を検出する目標検出部１１と、を備えたことを特徴とする。
【００２１】
また、このような構成をとることによって、誘導装置１が目標２を追尾する際に、クラッタ信号を抑圧して目標信号を検出することにより、クラッタ環境下でも安定した目標追尾が可能となり、飛しょう体の誘導性能が向上する。
【符号の説明】
【００２２】
１  誘導装置、２  目標、３  変復調信号発生部、４  発振部、５  送信部、６  送受信切換部、７  偏波共用アンテナ、８  受信部、９  Ａ／Ｄ変換部、１０  偏波信号処理部、１１  目標検出部、１２  追尾処理部、１３  海面。
【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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