(57)【要約】【課題】  飛しょう体と擬似目標がすれ違う会合位置で飛しょう体が検出するドップラ周波数を０とすることができる擬似目標を提供する。【解決手段】  飛しょう体１から放射された電波を受信し、ドップラ周波数成分を付加して受信電波を周波数偏移させ、外部へ反射電波として放射する擬似目標において、飛しょう体１を前方で検知する飛しょう体検出器１１と、これから出力される検知信号をトリガとして、反射電波を制御する制御部１２と、この制御信号により飛しょう体１から受けた前記受信電波にドップラ周波数成分を重畳させて反射電波として放射する高周波部１３とを備えており、飛しょう体１を前方で検出し、予め設定した飛しょう体速度に応じて飛しょう体１が高周波部１３とすれ違う会合位置で、ドップラ周波数を０とする構成である。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
飛しょう体から放射された電波を受信し、ドップラ周波数成分を付加して受信電波を周波数偏移させ、外部へ反射電波として放射する擬似目標において、
前記飛しょう体を前方で検知する飛しょう体検出器と、前記飛しょう体検出器から出力される検知信号をトリガとして、前記反射電波を制御する制御部と、前記制御部の制御信号により前記飛しょう体から受けた前記受信電波にドップラ周波数成分を重畳して反射電波として放射する高周波部とを備え、
前記飛しょう体を前方で検出し、あらかじめ設定した前記飛しょう体速度に応じて前記飛しょう体が前記高周波部とすれ違う会合位置で、ドップラ周波数を０とすることを特徴とする擬似目標。
【請求項２】
前記制御部と前記高周波部は、静止しているが、前記反射電波を前記制御部により制御することにより、見かけ上、前記飛しょう体に向かって移動しているかごとく動作する請求項１記載の擬似目標。
【請求項３】
前記高周波部は位相制御器を有し、前記制御部は、前記会合位置で、前記飛しょう体が受けるドップラ周波数が０となるように前記位相制御器の制御を行う請求項１又は２記載の擬似目標。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静止している物体を飛しょう体側においてあたかも移動しているかのごとく反射電波を制御でき、会合位置（会合点とも言い、前記物体に飛しょう体が最接近する位置で、前記物体の真横を飛しょう体がすれ違う位置）で飛しょう体側が受けるドップラ周波数を０とすることができる擬似目標に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の擬似目標は、図７に示すような、電波反射球２等のように、飛しょう体１から放射される電波をそのまま反射するタイプのものと、図８に示すような、反射率可変型ルネベルクレンズ３のようなスイッチング周波数を調整することにより、飛しょう体１からの放射された電波に一定のドップラ周波数成分を重畳させて、反射させるものがある。また、図９に示すようなトランスレータ４のように、内蔵する位相制御器の位相量を制御して、飛しょう体１から放射される電波にドップラ周波数を重畳させて反射させるものがある。
【０００３】
しかしながら、上述した３つの方式のうち、図７に示すタイプのものは、直進する飛しょう体１の速度をＶ、送信電波の周波数をｆ０としたとき、電波反射球２等で反射されて飛しょう体１に向かう反射電波の周波数もｆ０となり、飛しょう体１が受けるドップラ周波数は、飛しょう体そのもののドップラ周波数しか検出することができないため、地上等からの反射電波と同一の周波数領域に埋もれてしまうため、電波反射球２等の飛しょう体１から放射される電波をそのまま反射するタイプの擬似目標を飛しょう体１に検出させることは非常に困難である。
【０００４】
また、図８に示すタイプのものは、直進する飛しょう体１の速度をＶ、送信電波の周波数をｆ０としたとき、反射率可変型ルネベルクレンズ３等でドップラ周波数Δｆを重畳して飛しょう体１に向かう反射電波の周波数をｆ０＋Δｆとしており、図７のタイプとは異なり、地上等の反射電波の周波数領域とは違う周波数領域で検出することが可能となるため、これを検出することは容易となるが、このタイプのものは、スイッチング雑音の発生及び偏移周波数範囲が狭いという欠点があり実用的ではない。さらに、会合位置でのドップラ周波数は、０とならず、必ず、制御により周波数編移した周波数成分が残ってしまい、静止した物体をあたかも移動している物体として飛しょう体側に認識させることが不可能である。
【０００５】
図９に示すタイプのものは、図８に示すタイプのもののスイッチング雑音及び周波数偏移幅が狭いという欠点は克服されているのであるが、図８のタイプの後半に記述した問題点、つまり会合位置でのドップラ周波数は、０とならず、必ず、制御により周波数編移した周波数成分が残ってしまい、静止した物体をあたかも移動している物体として飛しょう体側に認識させることができないことが挙げられる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上述した背景の下に伴う欠点及び問題点を克服するためになされたもので、静止している物体を飛しょう体側であたかも移動しているかごとく認識させることが可能な擬似目標を提供することを目的としている。
【０００７】
本発明のその他の目的や新規な特徴は後述の実施の形態において明らかにする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本願請求項１の発明は、飛しょう体から放射された電波を受信し、ドップラ周波数成分を付加して受信電波を周波数偏移させ、外部へ反射電波として放射する擬似目標において、
前記飛しょう体を前方で検知する飛しょう体検出器と、前記飛しょう体検出器から出力される検知信号をトリガとして、前記反射電波を制御する制御部と、前記制御部の制御信号により前記飛しょう体から受けた前記受信電波にドップラ周波数成分を重畳して反射電波として放射する高周波部とを備え、
前記飛しょう体を前方で検出し、あらかじめ設定した前記飛しょう体速度に応じて前記飛しょう体が前記高周波部とすれ違う会合位置で、ドップラ周波数を０とすることを特徴としている。
【０００９】
本願請求項２の発明に係る擬似目標は、請求項１において、前記制御部と前記高周波部は、静止しているが、前記反射電波を前記制御部により制御することにより、見かけ上、前記飛しょう体に向かって移動しているかごとく動作することを特徴としている。
【００１０】
本願請求項３の発明は、請求項１又は２において、前記高周波部は位相制御器を有し、前記制御部は、前記会合位置で、前記飛しょう体が受けるドップラ周波数が０となるように前記位相制御器の制御を行うことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、静止した物体を、擬似目標として飛しょう体側においてあたかも移動している物体のごとく検出させる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明を実施するための最良の形態として、擬似目標の実施の形態を図面に従って説明する。
【００１３】
図１は擬似目標を用いた運用に伴う全体構成図である。この図において、固定配置の擬似目標１０は、飛しょう体検出器１１と、制御部１２と、高周波部１３とを備え、飛しょう体１から放射された送信電波（周波数ｆ０）は、高周波部１３で受信し、制御部１２により制御された反射電波を高周波部１３から飛しょう体１に放射する。制御部１２は、高周波部１３の前方（飛しょう体到来側）に配置された飛しょう体検出器１１から出力された、飛しょう体を検知した情報（検知信号）を受け、これをトリガ信号としてプログラム制御を開始する。このときの運用条件は、飛しょう体１は、速度Ｖの等速直線運動するものとすることと、高周波部１３と飛しょう体１はある一定の距離Ｄをもって会合することと、飛しょう体１を飛しょう体検出器１１が検出する位置は、飛しょう体１と高周波部１３が会合する距離Ｄに比べて十分に大きな距離Ｒを高周波部１３に対して有しなければならないことである。なお、図３で後述するように、高周波部１３は受信アンテナ２１と送信アンテナ２６とを有するが、両者の距離は距離Ｄに比べて無視できるほど小さく、また厳密には送信アンテナ２６の真横を飛しょう体１がすれ違う位置が会合位置となる。
【００１４】
ここで、飛しょう体に対して実際に対向して移動する物体の飛しょう体側におけるドップラ周波数ｆdというのは、飛しょう体の速度Ｖ、対向して移動する物体の速度ｖ、飛しょう体から送信される周波数ｆ０、会合するまでの角度θ、光速ｃとすると、
ｆd ＝ ２×（ｆ０／ｃ）×（Ｖ＋ｖ）×ｃｏｓθ      …(1)
と表される。ただし、飛しょう体と移動する物体は平行に会合するものとする。図２に、これらの位置関係及び飛しょう体側で得られるドップラ周波数特性を示す。
【００１５】
これが、従来の図７の電波反射球２等を用いる場合には、飛しょう体１の速度Ｖに相当するドップラ周波数しか存在しないので、前記(1)式は、
ｆd ＝ ２×（ｆ０／ｃ）×Ｖ× ｃｏｓθ            …(2)
となり、会合点では０となるドップラ周波数特性を示すことになる。
【００１６】
また、従来の図８及び図９の場合には、反射率可変型ルネベルクレンズ３やトランスレータ４により移動する物体に相当する速度ｖ相当のドップラ周波数を反射できるが、そのドップラ周波数は、全方向に均一に放射するため、角度依存性がなくなってしまい、会合点においても飛しょう体側では、速度ｖ相当のドップラ周波数を検出してしまうため、(1)式は、
ｆd ＝ ２×（ｆ０／ｃ）×（Ｖ×ｃｏｓθ＋ｖ）       …(3)
となる。
【００１７】
よって、本発明については、(3)式におけるｖに角度依存性を持たせるように図９に示すトランスレータの位相量を制御することで、制御部１２及び高周波部１３は静止（固定配置）しているが、実際に対向して移動しているかごとく飛しょう体に認識させるものである。
【００１８】
図３は図１の実施の形態の高周波部１３の基本ブロック構成である。このブロック構成は、図９に示すトランスレータと同一構成となる。具体的には、飛しょう体１から放射される送信電波（周波数ｆ０）を、受信アンテナ２１で受け、高周波増幅器２２で一定レベルに増幅した後、位相制御器２３を通すことにより、受信電波に周波数偏移量を付加して、所望の反射電力になるように可変減衰器２４と高周波増幅器２５とを用いて、送信アンテナ２６から飛しょう体１へ反射電波を返すものとなる。ここで、問題なのが、通常のトランスレータによる位相制御器の制御量は、一定の電圧信号等で与えられる。このために、(3)式のようにｖ相当のドップラ周波数が会合位置で残ってしまうことになる。これでは、実際に移動している物体と同一であるとは言えない。そこで、位相制御器２３に入力する制御信号を制御部１２で発生させることにより、実際の移動する物体と同一の運動を飛しょう体側で認識させることが可能となる。
【００１９】
図４に制御部１２の基本ブロック構成を示す。オシレータ３１の一定の基本発振周波数を基にクロック発生回路３２でＣＰＵ３３が定めるクロック発生周期に従ってクロック信号を発生し、制御信号は、このクロック信号でカウンタ３４を動作させる（クロックを計数させる）ことで出力される。前記クロック発生周期は、オシレータ３１の出力信号の周期の整数倍となるようにＣＰＵ３３で可変制御される。クロック発生回路３２を制御するＣＰＵ３３は、図１に示す設定情報（会合距離Ｄ、飛しょう体速度Ｖ、飛しょう体検出器と高周波部の距離Ｒ）を外部からマニュアルで設定することにより定まるクロック発生周期を計算することができる。また、ＣＰＵ３３とカウンタ３４は、飛しょう体検出器１１によって飛しょう体１を検出したというトリガ信号を検出して、その動作を開始し、ＣＰＵ３３は、クロック発生回路３２を動作させ、カウンタ３４は、制御信号を図３の位相制御器２３に出力することになる。
【００２０】
図５（ａ）は、例えば、図１に示す配置において、会合距離Ｄ＝１０ｍ、飛しょう体の速度Ｖ＝３００ｍ／ｓ、擬似目標からの反射電波に重畳させるドップラ周波数の初期値△ｆ０＝４０ｋＨｚ（飛しょう体の放射電波ｆ０＝１０ＧＨｚでｖ＝６００ｍ／ｓ相当）、飛しょう体検出器１１と高周波部１３の距離Ｒ＝１００ｍとした場合の制御部１２によって制御しない場合の結果である。ここで、制御しない場合とは、図９のトランスレータと同様の動作となり、(3)式を適用していることになる。また、図５（ｂ）は、図２に示す配置において、会合距離Ｄ＝１０ｍ、飛しょう体の速度Ｖ＝３００ｍ／ｓ、物体の速度ｖ＝６００ｍ／ｓの時の飛しょう体が検出するドップラ周波数特性である。ここで、飛しょう体から放射される周波数は、ｆ０＝１０ＧＨｚとする。このときは、(1)式を適用していることになる。
【００２１】
つまり、図５（ａ）を図５（ｂ）のドップラ周波数特性になるように制御量を決定すればよいことがわかる。ここで、図９に示すトランスレータに用いられている位相制御器についての詳しいことについては、市販の参考書に記載されていることであるが、簡単に説明すると、位相制御器の位相量（例えば、０°、１５°、３０°、４５°、９０°という５つの量）を逐次変化させる周期（ここでは、０°から９０°までの１サイクルに相当する）が、飛しょう体が受けるドップラ周波数を定めることになる。つまり、この位相量の逐次変化させる周期を固定で動作させた場合が、通常のトランスレータである。
【００２２】
本発明の実施の形態に示す擬似目標については、この位相量を飛しょう体検出器１１のトリガタイミングに同期させて、会合位置で０となるように制御させることが重要であり、その制御量とは、(1)式を変形し、
ｆd ＝ ２×（ｆ０／ｃ）×Ｖ×ｃｏｓθ＋２×（ｆ０／ｃ）×ｖ×ｃｏｓθ
＝ Ｓｌ＋Ｓ２                                                 …(1)’
とすると、前段の項Ｓｌが飛しょう体のそのものの速度成分に相当するドップラ周波数なので、後段の項のうち、ｃｏｓθの部分が制御量の基本となる量である。最終的には、後段の項Ｓ２を制御量として位相制御器に与えれば、飛しょう体側で得られるドップラ周波数は、あたかも静止した物体を移動しているかのごとく検出することができることになる。
【００２３】
ここで、ｃｏｓθは、図１から幾何学的に算出すると、
ｃｏｓθ＝ｘ／(ｘ２＋Ｄ２)１／２                      …(4)
となる。なお、ｘは、飛しょう体１が会合位置まで移動すべき距離である。次に、飛しょう体検出器１１から会合位置までの時間をＴとして、(4)式を変形すると、
ｃｏｓθ＝（Ｖ×Ｔ）／{(Ｖ×Ｔ)２＋Ｄ２}１／２        …(4)’
となる。つまり、このＴを飛しょう体検出器１１で飛しょう体１を検出してから会合位置に達するまでに、Ｔ＝０となるように時間を刻めばよいことになる。
【００２４】
また、飛しょう体検出器１１と高周波部１３の距離はＲであるので、Ｔの初期値は、あらかじめ
Ｔ＝Ｒ／Ｖ      …(5)
で定められる。よって、制御量Ｓ２は、
Ｓ２＝２×（ｆ０／ｃ）×ｖ×（Ｖ×Ｔ）／{(Ｖ×Ｔ)２＋Ｄ２}１／２    …(6)
となり、位相制御器１２に入力する制御量はＴを変数とした(6)式となる。
【００２５】
例えば、Ｒ＝１００ｍ、Ｖ＝３００ｍ／ｓ、Ｄ＝１０ｍ、ドップラ周波数の初期値
△ｆ０＝４０ｋＨｚ（ｆ０＝１０ＧＨｚでｖ＝６００ｍ／ｓ相当）、Ｒ＝１００ｍとした場合の結果を図６（ａ）に示し、図６（ｂ）に図５（ｂ）の結果と図６（ａ）の結果の差分を示す。ここで、図６（ｂ）により発生する差分については、演算誤差であるため、無視できる量である。この結果から、実際の運動とほぼ同一の運動をしたように擬似目標を制御できることがわかる。
【００２６】
以上本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明はこれに限定されることなく請求項の記載の範囲内において各種の変形、変更が可能なことは当業者には自明であろう。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明に係る擬似目標の実施の形態であって、飛しょう体と擬似目標の幾何学的位置関係図である。
【図２】実運動物体における飛しょう体が受けるドップラ周波数の説明図である。
【図３】実施の形態における高周波部の具体的ブロック図である。
【図４】飛しょう体検出器及び制御部の具体的ブロック図である。
【図５】従来のトランスレータ及び実運動物体の実計算例の距離とドップラ周波数の関係を示すグラフである。
【図６】擬似目標の実計算例の結果及び実運動物体と擬似目標の実計算例の結果の差分を示すグラフである。
【図７】電波反射球等における飛しょう体が受けるドップラ周波数の説明図である。
【図８】反射率可変型ルネベルクレンズにおける飛しょう体が受けるドップラ周波数の説明図である。
【図９】トランスレータにおける飛しょう体が受けるドップラ周波数の説明図である。
【符号の説明】
【００２８】
１  飛しょう体
２  電波反射球
３  反射率可変型ルネベルクレンズ
４  トランスレータ
１０  擬似目標
１１  飛しょう体検出器
１２  制御部
１３  高周波部
２１  受信アンテナ
２２，２５  高周波増幅器
２３  位相制御器
２４  可変減衰器
３１  オシレータ
３２  クロック発生回路
３３  ＣＰＵ
３４  カウンタ
【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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