(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のチャフを空中に散布してチャフ雲を形成する散布ステップと、
レーザビームから前記チャフが力を受けることにより前記チャフ雲の持続時間を延ばすように前記レーザビームが前記チャフ雲よりも低い位置から前記チャフ雲に照射されるように、前記レーザビームを照射する照射ステップと
を備える
チャフ雲の制御方法。
【請求項２】
前記照射ステップでは、前記チャフ雲の真下から前記レーザビームを前記チャフ雲に照射する
請求項１に記載のチャフ雲の制御方法。
【請求項３】
複数のチャフを空中に散布してチャフ雲を形成するチャフディスペンサと、
レーザビームから前記チャフが力を受けることにより前記チャフ雲の持続時間を延ばすように前記レーザビームが前記チャフ雲よりも低い位置から前記チャフ雲に照射されるように、前記レーザビームを照射するレーザ装置と
を備える
チャフ雲の制御システム。
【請求項４】
前記チャフ雲の真下に配置され、前記レーザ装置から受光した前記レーザビームを前記チャフ雲に向けて反射するミラーを更に備える
請求項３に記載のチャフ雲の制御システム。
【請求項５】
前記複数のチャフの各々は、カーボンファイバで形成されており、
前記カーボンファイバが前記レーザビームを反射する膜でコーティングされている
請求項３または４に記載のチャフ雲の制御システム。
【請求項６】
前記複数のチャフの各々は、折り曲げ軸に関して互いに内側に折り曲げられた２つのおもて面を備え、
前記２つのおもて面がなす角度は、鈍角である
請求項３から５のいずれか一項に記載のチャフ雲の制御システム。
【請求項７】
前記複数のチャフの各々は、前記レーザビームが照射されたときに、再帰性反射が発生する形状を持つ
請求項３から５のいずれか一項に記載のチャフ雲の制御システム。
【請求項８】
前記再帰性反射が発生する形状は、コーナーキューブ形状であって、
前記各チャフは、８個のコーナーキューブを備え、
前記８個のコーナーキューブの各々は、
第１面と、
前記第１面に垂直な第２面と
前記第１面および前記第２面の双方に垂直な第３面と
を備え、
前記第１面、前記第２面および前記第３面は、一つの交点で交わっており、
前記一つの交点が前記８個のコーナーキューブの各々のコーナーであり、
前記各チャフは、前記８個のコーナーキューブの各々の前記コーナーが一点で共有されるように構成されている
請求項７に記載のチャフ雲の制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チャフ雲の制御方法およびチャフ雲の制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
防御対象物（例えば、艦船、建造物）を防御するために、飛しょう体などから発信されるレーダ波を妨害する方法がいくつか知られている。一つ目の方法は、チャフを使う方法である。チャフは、レーダ波が反射されるように形成されている。複数のチャフは、防御対象物から離れた空中に散布される。その結果、複数のチャフが散布された領域にチャフ雲が発生する。チャフ雲は、複数のチャフが空中に集まったものである。チャフ雲がレーダ波を反射することにより、レーダ波による探知を妨害することができる。
【０００３】
一つ目の方法の関連技術として、特許文献１は、チャフ発射装置と、所定波長のレーザビームを出力するレーザ発振器と、チャフ追跡手段と、レーザ光照射方向調整手段とを備える装置を開示している。チャフ追跡手段は、チャフ発射装置によって発射されたチャフを追跡する。レーザ光照射方向調整手段は、チャフ追跡手段の追跡結果に基づいて、レーザビームがチャフ雲に照射されるように、レーザ発振器から出力されたレーザビームの照射方向を調整する。
【０００４】
二つ目の方法は、デコイ（囮）を使う方法である。二つ目の方法の関連技術として、特許文献２は、気球の内部にコーナリフレクタが取り付けられたレーダ反射装置を開示している。レーダ反射装置は、パッシブなデコイとして使われる。コーナリフレクタがレーダ波を反射することにより、レーダ波による探知を妨害することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−２１０５９７号公報
【特許文献２】特開昭６１−２６９０００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
チャフを使う方法の場合、空中に散布された複数のチャフは、やがて地面（海面）まで落下する。したがって、チャフを使う方法の場合、レーダ波による探知を妨害することができる期間に制約がある。つまり、チャフ雲の持続時間が課題となる。
【０００７】
チャフ雲の持続時間を延ばすことが可能なチャフ雲の制御方法およびチャフ雲の制御システムを本発明者は求めていた。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以下に、「発明を実施するための形態」で使用される符号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの符号は、「特許請求の範囲」の記載と「発明を実施するための形態」との対応関係を明確にするために付加されたものである。これらの符号は、「特許請求の範囲」に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いられるものではない。
【０００９】
前記照射ステップでは、前記チャフ雲の真下から前記レーザビームを前記チャフ雲に照射してもよい。
【００１０】
第２の観点のチャフ雲の制御システムは、前記レーザビームを前記レーザ装置から受光するミラー（６）を更に備えていてもよい。
前記ミラーは、受光した前記レーザビームが前記チャフ雲の真下から前記チャフ雲に向けて反射するように、前記チャフ雲の真下に配置されていてもよい。
【００１１】
前記複数のチャフの各々は、カーボンファイバで形成されていてもよい。前記カーボンファイバが前記レーザビームを反射する膜（１３）でコーティングされていてもよい。
【００１２】
前記複数のチャフの各々は、おもて面（１１）を備えていてもよい。前記各チャフは、前記おもて面を横切る直線を折り曲げ軸（１４）として、前記おもて面が内側となるように、二つに折り曲げられていてもよい。ここで、前記おもて面は、前記折り曲げ軸を境界として２つの面（１１１、１１２）に分けられる。前記折り曲げ軸を挟んで前記２つの面がなす角度（α）は、鈍角であってもよい。
【００１３】
前記複数のチャフの各々は、前記レーザビームが照射されたときに、再帰性反射が発生する形状を持っていてもよい。
【００１４】
前記再帰性反射が発生する形状は、コーナーキューブ形状であってもよい。
前記各チャフは、８個のコーナーキューブ（１５１−１５８）を備えていてもよい。
前記８個のコーナーキューブの各々は、
第１面（１６１）と、
前記第１面に垂直な第２面（１７１）と
前記第１面および前記第２面の双方に垂直な第３面（１８１）と
を備えていてもよい。
前記第１面、前記第２面および前記第３面は、一つの交点（Ｏ２）で交わっている。前記一つの交点が前記８個のコーナーキューブの各々のコーナーである。前記各チャフは、前記８個のコーナーキューブの各々の前記コーナーが一点で共有されるように構成されていてもよい。
【発明の効果】
【００１５】
実施の形態によれば、チャフ雲の持続時間を延ばすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、複数のチャフ１０を用いてレーダ波ＭＷを妨害する方法を説明するための概念図である。
【図２】図２は、チャフ雲の制御システムＳＹＳの構成例を示す概念図である。
【図３】図３は、チャフ１０の模式図である。
【図４】図４は、簡略化されたチャフ雲の模式図である。
【図５】図５は、レーザ装置２の構成例を示すブロック図である。
【図６】図６は、レーザビームＬの照射方向を説明するための模式図である。
【図７】図７は、チャフ雲の制御システムＳＹＳの構成例を示すブロック図である。
【図８】図８は、レーザビーム径を拡大して、チャフ雲１にレーザビームＬを照射する方法を説明するための模式図である。
【図９】図９は、チャフ雲をスキャンするように、チャフ雲１にレーザビームＬを照射する方法を説明するための模式図である。
【図１０】図１０は、チャフ雲の制御方法を示すフローチャートである。
【図１１】図１１は、チャフ雲の制御システムＳＹＳの構成例を示す概念図である。
【図１２】図１２は、ミラー６の配置について説明するための模式図である。
【図１３】図１３は、チャフ雲の制御方法を示すフローチャートである。
【図１４】図１４は、チャフ１０の模式図である。
【図１５】図１５は、チャフ１０の模式図である。
【図１６Ａ】図１６Ａは、鈍角に折り曲げられたチャフ１０の効果を説明するための図である。
【図１６Ｂ】図１６Ｂは、鈍角に折り曲げられたチャフ１０の効果を説明するための図である。
【図１７】図１７は、チャフ１０の外観図である。
【図１８】図１８は、チャフ１０の模式図である。
【図１９】図１９は、コーナーキューブを備えるチャフ１０の効果を説明するための図である。
【図２０】図２０は、チャフ１０の外観図である。
【図２１】図２１は、チャフ１０の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、実施の形態を図面に関連づけて説明する。以下の実施の形態において、同一の部材（要素）には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００１８】
１．はじめに
本題に入る前に、本発明者によって認識された事項を述べる。図１は、複数のチャフ１０を用いてレーダ波ＭＷを妨害する方法を説明するための概念図である。図１は、チャフ雲１を艦船Ｓから離れた空中に発生させることにより、海上の艦船Ｓを飛しょう体ＦＯから防御する場合を例示している。
【００１９】
チャフ１０は、飛しょう体ＦＯから発信されているレーダ波ＭＷを反射する軽い小片である。具体的には、チャフ１０は、レーダ波ＭＷを反射する形状を持つ。例えば、チャフ１０は、平面視で長方形の形状を持つ。チャフ１０の長さ（長手方向）は、妨害すべきレーダ波の波長に応じた長さであればよい。また、チャフ１０は、妨害すべきレーダ波を反射する素材（例えば、アルミニウム）で形成されている。
【００２０】
飛しょう体ＦＯから発信されているレーダ波ＭＷを妨害するために、艦船Ｓから離れた空中に複数のチャフ１０が散布される。すると、チャフ雲１が発生する（時刻ｔ＝ｔ１）。その結果、飛しょう体ＦＯは、チャフ雲１によって反射されたレーダ波ＭＷを受信する。そのため、飛しょう体ＦＯは、目標物が艦船Ｓではなく、チャフ雲１であると誤認識する。あるいは、チャフ雲１によって反射されたレーダ波ＭＷによって、飛しょう体ＦＯのレーダ装置が飽和状態となり、飛しょう体ＦＯの目標への誘導が困難となる。
【００２１】
チャフ雲１は、複数のチャフ１０が空中に集まったものである。そのため、時間の経過とともに、チャフ雲１は、落下し（時刻ｔ＝ｔ２）、やがて消滅する（時刻ｔ＝ｔ３）。したがって、チャフ雲１は、発生から消滅までの期間（ｔ１≦ｔ＜ｔ３）だけ、レーダ波ＭＷを反射することができる。つまり、レーダ波による探知を妨害することができる期間に制約がある。
【００２２】
もし、チャフ雲の持続時間を延ばすことができれば、延びた時間の分だけ、レーダ波を妨害することができる。チャフ雲の持続時間を延ばすためには、チャフ雲を制御することができればよい。そこで、レーザビームを用いて、チャフ雲を制御することを本発明者は見出した。
【００２３】
２．第１の実施の形態
２．１．概要
第１の実施の形態の概要を説明する。図２は、チャフ雲の制御システムＳＹＳの構成例を示す概念図である。図２は、チャフ雲１を艦船Ｓから離れた空中に発生させることにより、艦船Ｓを防御する場合を例示している。なお、図２において、海面ＳＥＡは、Ｘ−Ｙ平面に相当する。Ｚ軸の負方向から正方向の向きが鉛直上向きである。
【００２４】
チャフ雲の制御システムＳＹＳは、複数のチャフ１０と、レーザ装置２とを有する。レーザ装置２は、艦船Ｓに配置されている。レーザ装置２は、複数のチャフが空中に散布されることにより発生したチャフ雲１にレーザビームＬを照射するように構成されている。
【００２５】
先ず、複数のチャフ１０が空中に散布される。その結果、図２に示すように、チャフ雲１が発生する。次に、レーザ装置２は、チャフ雲１よりも低い位置からレーザビームＬをチャフ雲１に照射する。
【００２６】
チャフ雲１を構成する複数のチャフ１０は、落下する。しかしながら、第１の実施の形態では、チャフ雲１よりも低い位置からレーザビームＬがチャフ雲１に照射される。そのため、チャフ雲１を構成する複数のチャフ１０のうち、レーザビームＬが照射されたチャフは、チャフとレーザビームとの相互作用によって、力を受ける。その結果、レーザビームＬが照射されない場合と比べると、チャフ１０が海面ＳＥＡまで落下するのに要する時間は長くなる。
【００２７】
上述のように、レーザビームが照射されたチャフは、力を受ける。チャフに力が働く現象は、チャフとレーザビームとの相互作用に起因する。以下に、チャフとレーザビームとの相互作用によって発生する現象について述べる。
【００２８】
一般的に、物質にレーザビームが照射されると、物質とレーザビームとの相互作用によって種々の現象が発生する。種々の現象の一つとして、輻射圧の発生が知られている。例えば、金属板の面にレーザビームが照射された場合、その面に輻射圧が発生する。その結果、金属板は、輻射圧による力（以下、単に「輻射圧」と呼ばれる）を受ける。なお、輻射圧が発生する期間は、レーザビームの照射時間に依存する。チャフにレーザビームが照射された場合にも、金属板の面にレーザビームが照射された場合と同様の現象が起こる。
【００２９】
図３は、輻射圧を説明するための模式図であって、チャフ１０の長手方向の断面を図示している。図３に示すように、チャフ１０のおもて面１１にレーザビームＬが斜めに照射された場合を考える。この場合、チャフ１０は、おもて面１１に対して垂直上向き（Ｚ軸の負から正の向き）に輻射圧Ｆを受ける。その結果、チャフ１０は、輻射圧Ｆによって動く。つまり、チャフ１０の運動量が変化する。大局的に見れば、レーザビームＬは、チャフ１０に運動量を与える役割を持つと言える。なお、図３において、レーザビームＬの入射角および反射角は、θ（シータ）である。入射角は、おもて面１１に対する法線と、おもて面１１に入射するレーザビームＬとの間の角である。反射角は、おもて面１１に対する法線と、おもて面１１で反射したレーザビームＬとの間の角である。裏面１２は、おもて面１１の反対の面である。
【００３０】
上述のように、チャフ１０にはレーザビームＬが照射されるので、第１の実施の形態におけるチャフ１０は、妨害すべきレーダ波に加え、レーザビームも反射する素材（例えば、アルミニウム）で形成されている。なお、チャフ１０の形状は、妨害すべきレーダ波が反射する形状（例えば、長方形）であればよい。チャフ１０の長さ（長手方向）は、妨害すべきレーダ波の波長に応じた長さであればよい。
【００３１】
チャフ雲の制御システムＳＹＳは、陸上の防御対象物（例えば、建物や車両）を防御する場合にも、適用可能である。その場合、レーザ装置２は、防御対象物または保護対象物の近傍に配置される。
【００３２】
２．２．レーザ装置
レーザ装置について説明する。図５は、レーザ装置２の構成例を示すブロック図である。図５に示すように、レーザ装置２は、筐体２１と、駆動機構２２とを有する。筐体２１は、レーザ装置２の主部（本体）であって、レーザ発振器２１１および出力レンズ２１２を収納している。
【００３３】
レーザ装置２は、大別して、２つの機能を持つ。一つ目は、レーザビームを発生させる機能である。二つ目は、レーザビームの照準がチャフ雲に一致するように、レーザビームの照射方向を制御する機能である。
【００３４】
一つ目の機能は、レーザ発振器２１１および出力レンズ２１２が担う。レーザ発振器２１１は、レーザビームを発生させる。出力レンズ２１２は、筐体２１に固定されている。出力レンズ２１２は、レーザ発振器２１１から出力されたレーザビームをレーザ装置２の外部へ出力する。
【００３５】
なお、レーザビームの発生方式は、任意である。例えば、レーザビームの発生方式は、固体レーザ方式であってもよいし、ガスレーザ方式であってもよい。レーザビームの波長は、チャフとレーザビームとの相互作用により、輻射圧が発生する波長であればよい。レーザビームの波長λが短くなるほど、輻射圧Ｆは大きくなる。レーザビームの発振方法は、連続発振であってもよいし、パルス発振であってもよい。
【００３６】
二つ目の機能は、駆動機構２２が担う。駆動機構２２は、支点の回りに筐体２１を動かして、レーザビームの照射方向を制御する。駆動機構２２は、後述の制御装置の制御に従って動作する。なお、駆動機構２２の構成は、任意である。駆動機構２２は、例えば、モータや複数のギアを用いた公知の方法で構成されればよい。
【００３７】
図６は、レーザビームＬの照射方向を説明するための模式図である。なお、駆動機構２２の図示は、省略されている。図６に示すように、レーザ装置２は、レーザビームＬを任意の方向に照射することが可能である。具体的には、以下の通りである。筐体２１は、支点Ｏ１を軸として回転するように、θ（シータ）方向およびφ（ファイ）方向に自在に可動する。
【００３８】
図６の実線は、初期位置における筐体２１を表している。例えば、初期位置では、レーザビームＬの照射方向は、鉛直上向き（Ｚ軸の正方向）である。このとき、角度φおよび角度θは、それぞれ０度である。図６の想像線（二点鎖線）は、支点Ｏ１を軸として、初期位置から動いた筐体２１を表している。例えば、図６に示すように、チャフ雲１が角度φ＝φ１および角度θ＝θ１の方向に発生している場合を考える。この場合、レーザビームＬの照射方向が初期位置におけるレーザビームＬの照射方向から角度φ＝φ１および角度θ＝θ１だけずれるように、筐体２１が支点Ｏ１を軸として可動する。
【００３９】
２．３．チャフ雲の制御システムの構成例
図７は、チャフ雲の制御システムＳＹＳの構成例を示すブロック図である。図７に示すように、チャフ雲の制御システムＳＹＳは、上述のレーザ装置２に加え、チャフディスペンサ３と、センサ４と、制御装置５とを有する。
【００４０】
チャフディスペンサ３は、複数のチャフを空中に散布するためのチャフ発射装置である。具体的には、チャフディスペンサ３は、カートリッジ３１と、点火装置３２とを有する。カートリッジ３１は、複数のチャフ１０を収納している。チャフの個数は、チャフ雲を形成することができれば任意である。点火装置３２は、カートリッジ３１が空中へ射出されるように構成されている。チャフディスペンサ３は、例えば、艦船の甲板に配置されており、カートリッジ３１を目標位置（目標高度）に向けて射出する。
【００４１】
センサ４は、チャフ雲を検知するように構成されている。例えば、センサ４は、カメラである。センサ４は、カートリッジ３１の出射方向を撮像しており、その撮像画像を制御装置５へ出力する。撮像画像にチャフ雲が映ったとき、チャフ雲が検知されたと言える。なお、センサ４は、例えば、レーザビームを用いて、チャフ雲の存在を検出できるように構成されていてもよい。
【００４２】
制御装置５は、チャフ雲の制御システム全体の動作を統括する。具体的には、制御装置５は、次の制御を実行するように構成されている。一つ目は、チャフディスペンサ３の制御である。制御装置５は、使用者から動作開始の指示を受けると、点火装置３２を作動させる。その結果、カートリッジ３１が空中へ射出されて、チャフ雲が発生する。なお、カートリッジ３１の出射方向は、使用者の操作によって手動で決定されてもよい。あるいは、飛しょう体等の位置に基づいて、制御装置５がカートリッジ３１の出射方向を自動で決定してもよい。
【００４３】
二つ目は、チャフ雲の位置を取得することである。制御装置５は、センサ４から受信した撮像画像を解析して、チャフ雲の位置を取得する。チャフ雲の位置は、例えば、チャフ雲全体の輪郭を二次元または三次元の座標で表してもよいし、チャフ雲の重心で表してもよい。なお、チャフ雲の位置の取得方法は、画像解析を用いた公知の方法でよい。
【００４４】
三つ目は、レーザ装置２の制御である。大別して、レーザ装置２の制御は、二つある。一つ目の制御は、駆動機構２２に関する。制御装置５は、レーザ装置２の照準がチャフ雲と一致するように（レーザビームの照射方向がチャフ雲の方向と一致するように）、駆動機構２２を制御する。具体的には、制御装置５は、センサ４から受信した撮像画像の解析結果を用いる。制御装置５は、撮像画像の解析結果に基づいて、レーザビームがチャフ雲よりも低い位置からチャフ雲に向けて照射されるように、駆動機構２２を制御する。その結果、筐体２１（出力レンズ２１２）がチャフ雲の方向に向けられる。このことにより、レーザ装置２から出力されたレーザビームは、チャフ雲に照射される。
【００４５】
二つ目の制御は、レーザ発振器２１１に関する。制御装置５は、レーザ発振器２１１のオン／オフを制御する。例えば、レーザビームの照射方向が所望の方向に定まった段階で、制御装置５は、レーザ発振器２１１をオフからオンに切り替える。その結果、レーザビームがチャフ雲に照射される。
【００４６】
制御装置５は、上述の制御を実行することができれば、任意の構成をとってよい。図７の例では、制御装置５は、物理マシン（コンピュータ）である。物理マシンは、ハードウェア・プロセッサと、メモリと、Ｉ／Ｏ（Input/Output）を備えている。メモリは、上述の制御が処理手順として記述されたプログラムを記憶している。ハードウェア・プロセッサは、メモリに展開されたプログラムを実行する。代替的に、制御装置５は、種々のハードウェア回路で構成されていてもよい。
【００４７】
２．４．チャフの散布方法
チャフの散布方法について述べる。一つ目の方法は、カートリッジ３１（図７を参照）を射出する方法である。この方法の場合、制御装置５の制御に従って、チャフディスペンサ３は、カートリッジ３１を空中へ射出する。なお、カートリッジ３１を一定間隔で射出することにより、チャフ回廊（Chaff  Corridor）を形成してもよい。チャフ回廊は、複数のチャフ雲が連なって形成されたものである。チャフ雲が一つの場合と比べると、チャフ回廊は、レーダ波を広範囲にわたって反射することができる。
【００４８】
二つ目の方法は、チャフディスペンサ３を使用しない方法である。この方法の場合、複数のチャフを搭載した飛しょう体（例えば、航空機）が使われる。飛しょう体は、複数のチャフを散布すべき高度よりも高い高度を飛しょうしている。そして、目標位置に近づいたとき、飛しょう体は、複数のチャフを散布する。なお、二つ目の方法が採用される場合、チャフディスペンサ３が設けられていなくても差支えはない。
【００４９】
２．５．チャフ雲へのレーザビームの照射方法
チャフ雲を制御するためには、できるだけ多くのチャフにレーザビームが照射される方がよい。チャフ雲にレーザビームを照射する方法として、例えば、図８および図９にそれぞれ示す二つの方法が挙げられる。どちらの方法を採用しても、多くのチャフにレーザビームを照射することができる。
【００５０】
一つ目の方法は、図８に示すように、レーザビーム径を拡大して、チャフ雲１にレーザビームＬを照射する方法である。ただし、図８においては、チャフ雲１が２次元（Ｘ−Ｚ平面）に簡略化されている。一つ目の方法の場合、レーザ装置２は、例えば、レーザビームエキスパンダ２１３を更に備える。レーザビームエキスパンダ２１３は、レーザ装置２の筐体２１に取り付けられる。レーザビームエキスパンダ２１３は、チャフ雲１の全体にレーザビームＬが照射されるように、レーザビーム径を拡大する。
【００５１】
二つ目の方法は、図９に示すように、チャフ雲１をスキャン（走査）するように、チャフ雲１にレーザビームＬを照射する方法である。ただし、図９においては、チャフ雲が２次元（Ｘ−Ｚ平面）に簡略化されている。図９における点線は、レーザビームのスキャン順序を示している。図９に示すように、レーザ装置２は、チャフ雲１よりも低い位置からチャフ雲１に向けて、チャフ雲１にレーザビームをジグザグに照射する。
【００５２】
２．６．チャフ雲の制御方法
図１０は、チャフ雲の制御方法を示すフローチャートである。図１０の説明にあたっては、図２および図７を適宜参照されたい。
【００５３】
先ず、制御装置５は、使用者から動作開始の指示を受けると、点火装置３２を作動させる。すると、チャフディスペンサ３は、カートリッジ３１を空中に射出する（ステップＳＴ１１）。図２の例では、艦船Ｓから水平方向（例えば、Ｘ軸方向）に所定距離（例えば、１００ｍから３００ｍ）離れた位置の上空（例えば、海抜５０ｍから１００ｍ）に複数のチャフ１０が散布される。その結果、チャフ雲が発生する。そして、センサ４は、カートリッジ３１の出射方向を撮像する。センサ４は、その撮像画像を制御装置５へ出力する。なお、ステップＳＴ１１では、複数のチャフを飛しょう体から散布してもよい。
【００５４】
次に、制御装置５は、センサ４から受信した撮像画像を解析して、チャフ雲１の位置を取得する（ステップＳＴ１２）。次に、制御装置５は、レーザ装置２の照射方向を制御する（ステップＳＴ１３）。すると、レーザ装置２は、チャフ雲１よりも低い位置からレーザビームＬをチャフ雲１に照射する（ステップＳＴ１４）。
【００５５】
２．７．効果
第１に、チャフ雲自体を制御することが可能となる。従来、チャフ雲を制御することは、技術的に困難であると考えられていた。チャフ雲を制御することができる意義は大きい。第２に、チャフ雲の持続時間が延びる。したがって、レーダ波の妨害をより効果的に実施することができる。
【００５６】
なお、チャフを使う方法の他に、デコイを使う方法がある。本発明者は、チャフを使う方法の方がデコイを使う方法よりも利点が多いと考え、前者を採用した。それは、次の理由による。
【００５７】
デコイを使う方法の場合、チャフを使う方法と比べると、レーダ波による探知を妨害することができる期間が長い。しかしながら、デコイを使う方法には、次の欠点がある。第１に、チャフを使う方法と比べると、デコイの装置自体が大掛かりとなる。第２に、チャフを使う方法と比べると、レーダ波による探知を妨害することができる範囲に制約がある。それは、チャフ回廊のように、複数のデコイを連ねて空中に配置することが技術的に難しいためである。第３に、チャフはデコイよりも安価である。
【００５８】
３．第２の実施の形態
上述の第１の実施の形態では、チャフ雲よりも低い位置からチャフ雲にレーザビームが照射される。これに対し、第２の実施の形態では、チャフ雲の真下からチャフ雲にレーザビームが照射される。言い換えれば、チャフ雲が鉛直下向きに投影されたときの射影領域において、下方から上方に向けてレーザビームが発射される。具体的には、次の通りである。
【００５９】
図１１は、チャフ雲の制御システムＳＹＳの構成例を示す概念図である。図１１に示すように、チャフ雲の制御システムＳＹＳは、ミラー６を更に備える。チャフ雲の制御システムＳＹＳは、ブイ７を更に備えていてもよい。第２の実施の形態では、ミラー６を海面ＳＥＡに配置するために、ミラー６がブイ７に搭載されている。
【００６０】
ミラー６は、レーザビームＬをレーザ装置２から受光する。そして、受光したレーザビームＬがチャフ雲１の真下からチャフ雲１に向けて反射されるように、ミラー６は、チャフ雲１の真下に配置されている。言い換えれば、ミラー６は、チャフ雲１の真下となるように、レーザ装置２から離れた位置に配置されている。ブイ７は、制御装置からの遠隔操作によって海面を自在に移動するように構成されている。つまり、ミラー６は、ブイ７とともに移動する。以下、説明を簡単にするために、ブイの移動をミラーの移動で代用する。
【００６１】
ミラー６の配置について述べる。図１２は、ミラー６の配置について説明するための模式図である。ミラー６は、レーザビームＬの照射が開始される前に、チャフ雲１の真下に配置される。詳細には、図１２に示すように、ミラー６は、射影領域ＡＲＥの内部に配置される。図１２の例では、射影領域ＡＲＥは、海面ＳＥＡ上の領域であって、チャフ雲１が鉛直下向き（Ｚ軸の正方向から負方向の向き）に投影された領域である。例えば、射影領域ＡＲＥは、艦船に搭載されたレーザ装置２から水平方向（例えば、Ｘ軸方向）に１００ｍから３００ｍの位置にある。
【００６２】
上述の第１の実施の形態では、チャフ雲へのレーザビームの照射方法として、二つの方法を例に挙げた。第２の実施の形態においても、上述の二つの方法を採用することができる。
【００６３】
一つ目の方法は、レーザビーム径を拡大して、チャフ雲１にレーザビームＬを照射する方法である。一つ目の方法が採用される場合（図８を参照）、ミラー６は、例えば、射影領域ＡＲＥの中央に配置される。そして、レーザ装置２は、レーザビームＬの焦点をミラー６に合わせ、レーザビームＬをミラー６に照射する。
【００６４】
二つ目の方法は、チャフ雲をスキャンするように、チャフ雲１にレーザビームＬを照射する方法である。二つ目の方法の場合（図９を参照）、ミラー６は、チャフ雲１をスキャンするように、射影領域ＡＲＥの内部をジグザグに移動する。そして、レーザ装置２は、ミラー６の移動に追従してレーザビームＬの焦点をミラー６に合わせ、レーザビームＬをミラー６に照射する。
【００６５】
チャフ雲の制御方法について説明する。図１３は、チャフ雲の制御方法を示すフローチャートである。図１３の説明にあたっては、図１１および図１２を適宜参照されたい。
【００６６】
先ず、複数のチャフ１０が空中に散布される（ステップＳＴ２１）。次に、制御装置５の遠隔操作によって、ミラー６がチャフ雲１の真下に移動する（ステップＳＴ２２）。ステップＳＴ２２では、ミラー６は、射影領域ＡＲＥの中央に配置されてもよいし、射影領域ＡＲＥの内部をジグザグに移動してもよい。次に、レーザ装置２は、ミラー６にレーザビームＬを照射する（ステップＳＴ２３）。
【００６７】
効果について述べる。輻射圧Ｆの大きさは、レーザビームの波長だけではなく、レーザビームの入射角θにも依存する（図３を参照）。レーザビームがチャフの表面に対して垂直に照射される場合（θ＝０度）、輻射圧Ｆの大きさは、レーザビームがチャフの表面に対して斜めに照射される場合よりも大きくなる。その結果、チャフ雲の持続時間が更に延びる。
【００６８】
３．１．変形例
第２の実施の形態における変形例について述べる。ステップＳＴ１２１がステップＳＴ１１の前に実行されてもよい。つまり、ミラーがチャフ雲の真下に移動した後に、複数のチャフがミラーの真上に散布されてもよい。
【００６９】
レーザ装置がブイに搭載されていてもよい。つまり、レーザ装置が射影領域ＡＲＥ（図１２を参照）に配置されていてもよい。この場合、ミラーは不要である。レーザ装置は、チャフ雲の真下からチャフ雲にレーザビームを直接照射する。
【００７０】
なお、ブイ７の代わりに、無人航空機（Unmanned  Aerial  Vehicle）や小型の船舶を用いてもよい。また、陸上の建造物等を防御する場合、ブイ７の代わりに車両を用いてもよい。
【００７１】
４．第３の実施の形態
チャフに発生する輻射圧は高い方がよい。第３の実施の形態では、チャフに発生する輻射圧が高まるチャフについて述べる。
【００７２】
図１４は、チャフ１０の模式図である。ここで、図１４の（Ａ）は、チャフ１０の平面図である。図１４の（Ｂ）は、（Ａ）のＹ１−Ｙ１におけるチャフ１０の断面図である。
【００７３】
チャフ１０は、カーボンファイバで形成されている。チャフ１０の全面、つまり、カーボンファイバの全面は、誘電体膜１３でコーティングされている。誘電体膜１３は、レーザビームを反射する膜の一例である。なお、チャフ１０の全面ではなく、チャフ１０のおもて面１１および裏面１２のみが誘電体膜１３でコーティングされていてもよい。誘電体膜１３自体が多層であってもよい。
【００７４】
第３の実施の形態によれば、以下の効果を得ることができる。第１に、アルミニウムと比べて、カーボンファイバは軽いという特徴を持つ。そのため、チャフ１０自体の落下速度が低減される。第２に、カーボンファイバの全面が誘電体膜１３でコーティングされている。そのため、コーティングがない場合と比べて、レーザビームの反射率が飛躍的に高まる。つまり、レーザビームの特性（例えば、波長）が同じであっても、輻射圧が飛躍的に高まる。以上の二つの点により、チャフ雲の持続時間が更に延びる。
【００７５】
５．第４の実施の形態
第４の実施の形態では、地面（海面）に対して上向きの輻射圧が発生しやすい形状を持つチャフについて述べる。
【００７６】
図１５は、チャフ１０の模式図である。ここで、図１５の（Ａ）は、チャフ１０の平面図である。図１５の（Ｂ）は、（Ａ）のＹ１−Ｙ１におけるチャフ１０の断面図である。
【００７７】
図１５の（Ｂ）に示すように、チャフ１０は、断面視で緩いＶ字形状を持つように、鈍角に折り曲げられている。詳細には、図１５の（Ａ）および（Ｂ）に示すように、チャフ１０は、おもて面１１を横切る直線を折り曲げ軸１４として、おもて面１１が内側となるように、チャフ１０の中心で二つに折り曲げられている。図１５の例では、折り曲げ軸１４は、チャフ１０の長手方向に対して垂直である。また、折り曲げ軸１４は、チャフ１０の長手方向に対して、チャフ１０の長さが半分となる位置にある。おもて面１１は、折り曲げ軸１４を境界として２つの面（１１１、１１２）に分けられる。２つの面は、互いに同じ面積を持つ。ただし、折り曲げ軸１４を挟んで２つの面がなす角度α（アルファ）は、鈍角である。もし、角度αが鋭角の場合、角度αが鈍角の場合と比べて、チャフ１０の空気抵抗が小さくなる。その結果、チャフ１０の落下速度が上がる。したがって、角度αは、鈍角である。例えば、角度αは、１４０度以上、１７０度以下である。
【００７８】
なお、折り曲げ軸１４は、チャフ１０の長手方向に対して斜めであってもよい。また、チャフ１０は、チャフ１０の中心からずれた位置で鈍角に折り曲げられていてもよい。この場合、２つの面（１１１、１１２）は、互いに異なる面積を持つ。
【００７９】
チャフ１０が鈍角に折り曲げられているため、次の効果を得ることができる。図１６Ａおよび図１６Ｂは、鈍角に折り曲げられたチャフ１０の効果を説明するための図である。
【００８０】
第１に、チャフ１０が板状である場合と比べると、チャフ１０が海面（地面）に対して上向きに動きやすい。例えば、図１６Ａに示すように、レーザビームＬがチャフ１０のおもて面１１に斜めから照射される場合がある。この場合、チャフ１０が回転するような輻射圧Ｆがチャフ１０に働く。その結果、チャフ１０が消滅するまでの時間が延びる。つまり、チャフ雲の持続時間が延びる。
【００８１】
第２に、鈍角に折り曲げられたチャフ１０の場合、レーザビームＬがチャフ１０に当りやすい。例えば、図１６Ｂに示すように、レーザビームＬの反射により、レーザビームＬがチャフ１０のおもて面１１に２度当たる場合がある。その結果、チャフ１０に発生する輻射圧Ｆも増大する。
【００８２】
５．１．変形例
第４の実施の形態における変形例について述べる。チャフ１０の長手方向に沿って、チャフ１０は緩やかに曲っていてもよい。第４の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００８３】
６．第５の実施の形態
チャフの形状は、板状でなくてもよい。上述の第４の実施の形態と同様の観点で、第５の実施の形態も、レーザビームが当たりやすい形状を持つチャフを開示する。
【００８４】
図１７は、チャフ１０の外観図である。図１８は、チャフ１０の模式図である。ここで、図１８の（Ａ）は、図１７に示すチャフ１０をＺ軸の正方向から負方向に見た平面図である。図１８の（Ｂ）は、図１７に示すチャフ１０をＺ軸の負方向から正方向に見た平面図である。
【００８５】
図１７に示すように、チャフ１０は、レーザビームが照射されたときに、再帰性反射が発生する形状を持っている。再帰性反射が発生する形状の一つとして、３つの面を備えるコーナーキューブ形状（コーナーリフレクタ形状とも言う）が知られている。ここで、再帰性反射とは、例えば、ある面に入射した光が反射して同じ方向に戻ってくる反射を言う。
【００８６】
詳細は、次の通りである。図１７および図１８に示すように、チャフ１０は、８個のコーナーキューブ、具体的には、第１から第８コーナーキューブ１５１−１５８を備える。第１から第８コーナーキューブ１５１−１５８の各々は、次のように構成されている。ここでは、第１から第８コーナーキューブ１５１−１５８のうち、第１コーナーキューブ１５１に着目する。なお、第１から第８コーナーキューブ１５１−１５８は、同じ構成を持つ。
【００８７】
第１コーナーキューブ１５１は、第１面１６１と、第２面１７１と、第３面１８１とを備える。第２面１７１は、第１面１６１に垂直である。第３面１８１は、第１面１６１および第２面１７１の双方に垂直である。第１面１６１、第２面１７１および第３面１８１は、一つの交点１９１で交わっている。交点１９１は、第１コーナーキューブ１５１のコーナー（角部）に相当する。チャフ１０は、第１から第８コーナーキューブ１５１−１５８の各々のコーナー１９１−１９８が一点Ｏ２で共有されるように構成されている。
【００８８】
なお、図１７に示すチャフ１０は、以下のように表現することもできる。チャフ１０は、３つのチャフ片で構成されている。具体的には、チャフ１０は、第１チャフ片１１０１と、第２チャフ片１１０２と、第３チャフ片１１０３と備える。第１から第３チャフ片１１０１−１１０３の各々は、例えば、アルミニウムで形成された平面板である。第１チャフ片１１０１を横切る第１直線１１１が第２チャフ片１１０２を横切る第２直線（１１１）と一致するように、第１チャフ片１１０１は、第２チャフ片１１０２と交差している。更に、第３チャフ片１１０３を横切る第３直線１１２が第１直線１１１及び第２直線（１１１）の双方と垂直に交差するように、第３チャフ片１１０３は、第１チャフ片１１０１および第２チャフ片１１０２の双方と交差している。
【００８９】
チャフ１０に複数のコーナーキューブが設けられているので、次の効果を得ることができる。図１９は、コーナーキューブを備えるチャフ１０の効果を説明するための図である。第１に、チャフ１０に多数の面が存在するので、レーザビームＬがチャフ１０に当りやすい。そのため、チャフ１０に上向きの輻射圧Ｆが発生しやすい。その結果、チャフの持続時間が更に延びる。
【００９０】
６．１．変形例
図２０は、チャフ１０の外観図である。ここでは、第１から第８コーナーキューブ１５１−１５８のうち、第１コーナーキューブ１５１に着目する。第１面１６１、第２面１７１および第３面１８１は、それぞれ扇型の形状を持っている。第１チャフ片１１０１、第２チャフ片１１０２および第３チャフ片１１０３は、それぞれ半円の形状を持っている。
【００９１】
本変形例においても、第５の実施の形態と同様の効果が得られる。
【００９２】
７．第６の実施の形態
図２１は、チャフ１０の模式図である。なお、図２１の（Ａ）は、チャフ１０をＺ軸の正方向から負方向に見た平面図である。図２１の（Ｂ）は、チャフ１０をＹ軸の負方向から正方向に見た側面図である。
【００９３】
図２１に示すように、チャフ１０は、揚力を発生させることにより、空中を浮遊できるように構成されている。詳細には、チャフ１０は、レーザビーム反射部１１３と、軸部１１４と、翼部１１５とを備える。
【００９４】
レーザビーム反射部１１３は、次の役割を持つ。一つ目は、レーザビームＬを反射することである。レーザビームＬの反射によって、輻射圧Ｆが発生する。二つ目は、回転動力の発生である。レーザビームＬがレーザビーム反射部１１３に照射されると、発生した輻射圧Ｆによって、レーザビーム反射部１１３が軸部１１４の回りを回転するように動く。発生した回転動力は、翼部１１５に与えられる。
【００９５】
レーザビーム反射部１１３は、次のように構成されている。レーザビーム反射部１１３は、軸部１１４の下端部に取り付けられている。具体的には、レーザビーム反射部１１３は、第１反射板１１３１と、第２反射板１１３２と、第３反射板１１３３と、第４反射板１１３４とを備える。第１から第４反射板１１３１−１１３４の各々は、例えば、アルミニウムで長方形に形成されている。
【００９６】
おもて面１１の反射率（レーザビームの反射率）は、裏面１２の反射率と異なる。具体的には、おもて面１１の反射率は、１００％である。これに対し、裏面１２の反射率は、０％である。おもて面１１の反射率が裏面１２の反射率と異なっていればよい。第１から第４反射板１１３１−１１３４は、軸部１１４の回りに９０度間隔で配置されている。ただし、第１から第４反射板１１３１−１１３４のうち、隣り合う２つの反射板は、おもて面１１が裏面１２と直角になるように配置されている。
【００９７】
例えば、図２１の（Ａ）に示すように、レーザビームＬが第２反射板１１３２の裏面１２および第４反射板１１３４のおもて面１１に照射された場合を考える。この場合、おもて面１１の反射率が裏面１２の反射率と異なっているので、第２反射板１１３２に発生する輻射圧Ｆは、第４反射板１１３４に発生する輻射圧Ｆと異なる。輻射圧の差により、レーザビーム反射部１１３が軸部１１４の回りに回転しやすい。
【００９８】
翼部１１５は、軸部１１４の上端部に取り付けられている。翼部１１５は、例えば、２つの羽で構成されている。レーザビーム反射部１１３が軸部１１４の回りに回転することにより、翼部１１５もレーザビーム反射部１１３の回転方向に回転する。このことで、地面（海面）に対して上向き（Ｚ軸の負方向から正方向の向き）の揚力が発生しやすい。
【００９９】
翼部１１５の回転により揚力が発生しやすいので、チャフ１０が消滅するまでの期間が延びる。その結果、チャフ雲の持続時間も延びる。
【０１００】
以上、全ての実施の形態について説明した。本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、本発明に種々の変更を加えることができる。例えば、複数のレーザ装置を用意し、複数のレーザ装置の各々から出力されるレーザビームをチャフ雲に照射することができる。このことは、当業者によって容易に理解されよう。
【０１０１】
上述の実施の形態では、物質とレーザビームとの相互作用によって発生する現象として、輻射圧を挙げた。他の現象としては、レーザアブレーションがある。レーザアブレーションは、レーザビームが高強度である場合に発生しやすい。レーザアブレーションが発生した場合、レーザアブレーションの反作用によって、チャフは輻射圧と同じ方向に力を受ける。
【０１０２】
技術的な矛盾が生じない範囲内で、全ての実施の形態および全ての変形例を好適に組み合わせることができる。例えば、第２の実施の形態を第３の実施の形態と組み合わせてもよい。例えば、第３の実施の形態を第４の実施の形態と組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【０１０３】
１…チャフ雲、１０…チャフ、１１…おもて面、１２…裏面、１３、…誘電体膜、１４…曲げ軸、１５１−１５８…第１から第８コーナーキューブ、１６１−１６８…第１面、１７１−１７８…第２面、１８１−１８８…第３面、１９１−１９８…コーナー、１１０１−１１０３…第１から第３チャフ片、２…レーザ装置、２１…筐体、２１１…レーザ発振器、２１２…出力レンズ、２１３…レーザビームエキスパンダ、２２…駆動機構、３…チャフディスペンサ、３１…カートリッジ、３２…点火装置、４…センサ、５…制御装置、６…ミラー、７…ブイ、Ｆ…輻射圧、Ｌ…レーザビーム、Ｓ…艦船
【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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【図１５】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
0006401118.tif 000021
【図２０】
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【図２１】
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