(57)【要約】【課題】目標への距離計測にかかる時間を短縮でき、目標位置を正確に計測できるようにした誘導弾発射システムを提供すること。【解決手段】１つの誘導弾においてパルス繰り返し周期と目標検出ゲートの位置とを切り替えるのではなく、パルス繰り返し周期と目標検出ゲートの位置とを互いに異ならせた複数の誘導弾を用い、各誘導弾により得られた目標情報を用いて目標までの距離を測るようにする。これにより、ＨＰＲＦ方式を用いる場合においてパルス繰り返し周期と目標検出ゲートの位置とを切り替える回数を減らすことができ、最短で１回で目標位置を求めることができる。このことから誘導弾と目標との距離を速く、正確に計測することができるようになり、目標への距離計測にかかる時間を短縮して目標位置を正確に計測できるようになる。従って射撃統制装置が機能しない場合においても、自律的な迎撃処理を迅速かつ確実に実行することが可能になる。【選択図】      図５
2007155210.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の誘導弾と、これらの複数の誘導弾を目標に向け発射する発射装置と、この発射装置と前記複数の誘導弾とを接続するデータリンクとを具備し、
前記複数の誘導弾の各々は、  
ＨＰＲＦ（High Pulse Repetition frequency）方式により前記目標までの距離を計測するレーダ部を備え、
前記発射装置は、
前記レーダ部により取得された目標情報を前記データリンクを介して取得する手段と、
異なる誘導弾から取得した複数の目標情報に基づいて目標距離を算出する手段と、
前記算出した目標距離を前記データリンクを介して前記複数の誘導弾に伝達する手段とを備え、
前記レーダ装置における送信パルス繰り返し周期および目標検出ゲートの位置を前記複数の誘導弾ごとに異ならせて当該複数の誘導弾ごとに目標情報を取得し、それぞれの誘導弾ごとに得られた目標情報と、各誘導弾ごとの送信パルス繰り返し周期および目標検出ゲートの位置に基づいて前記ＨＰＲＦ方式により前記目標距離を算出するようにしたことを特徴とする誘導弾発射システム。
【請求項２】
ＨＰＲＦ（High Pulse Repetition frequency）方式により目標までの距離を計測するレーダ部を備える複数の誘導弾と、これらの複数の誘導弾を目標に向け発射する発射装置とを具備する誘導弾発射システムの信号処理方法において、
前記レーダ装置における送信パルス繰り返し周期および目標検出ゲートの位置を前記複数の誘導弾ごとに異ならせて当該複数の誘導弾ごとに目標情報を取得するステップと、
それぞれの誘導弾ごとに得られた目標情報と、各誘導弾ごとの送信パルス繰り返し周期および目標検出ゲートの位置に基づいて前記ＨＰＲＦ方式により前記目標距離を算出するステップとを具備することを特徴とする信号処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば近距離、中距離用の防空システムなどで使用される誘導弾発射システムとその信号処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
防空システムなどに用いられる迎撃システムは、誘導弾の発射装置と、発射装置に対して迎撃目標の速度、位置、角度など（目標情報）を伝達する射撃統制装置とを備えて運用される（例えば特許文献１を参照）。射撃統制装置が動作不能となった場合、発射装置の要撃操作部を利用して射撃を行う。オペレータは要撃操作部に搭載される双眼鏡で目標を索敵し、捕捉する。目標が捕捉されると角度検出器により目標方向が計測され、発射装置に送られる。発射装置は誘導弾を目標方向に向け、誘導弾が目標を捕捉し追随モードに入ると発射となる。
【０００３】
ところで、発射される誘導弾が光波弾であれば目標の発する赤外線を頼りに追随することができるが、レーダエコーを受信して目標を検出する電波弾の場合、目標を捕捉し追随するためには目標との距離が必要となる。目標との距離は、電波を送信する周期と送信してから受信するまでの時間から求められる。電波弾に搭載されるレーダの送信強度は小さいので、短い周期で何度も送信することで目標から反射波の受信強度を高めるようにしている。この方式をＨＰＲＦ（High Pulse Repetition frequency）と称するが、この方式では送信されたパルスのエコーが戻ってくる前に次のパルスが送信されるので、目標との距離が複数存在する。そこでパルス繰り返し周期（ＰＲＦ）を何段階かに切り替え、目標検出ゲートの設定位置を調整しつつ目標を検出する。パルス繰返し周期と目標検出ゲートの位置はテーブル化され、目標を検出するまで変更される。
【特許文献１】特開２００３−１３０５９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＨＰＲＦ方式のレーダ装置を誘導弾に搭載する場合、１つの誘導弾においてパルス繰り返し周期を切り替えるとともに目標検出ゲートの設定位置を調整し、これらのデータをテーブル化して更新しつつ目標までの距離を測るという手順を要する。このため目標までの距離を計測するのに時間がかかり迎撃に間に合わなくなる虞があるばかりか、正確な目標位置を計測できなくなる虞がある。  
この発明は上記事情によりなされたもので、その目的は、目標への距離計測にかかる時間を短縮でき、目標位置を正確に計測できるようにした誘導弾発射システムとその信号処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するためにこの発明の一態様によれば、複数の誘導弾と、これらの複数の誘導弾を目標に向け発射する発射装置と、この発射装置と前記複数の誘導弾とを接続するデータリンクとを具備し、前記複数の誘導弾の各々は、ＨＰＲＦ（High Pulse Repetition frequency）方式により前記目標までの距離を計測するレーダ部を備え、前記発射装置は、前記レーダ部により取得された目標情報を前記データリンクを介して取得する手段と、異なる誘導弾から取得した複数の目標情報に基づいて目標距離を算出する手段と、前記算出した目標距離を前記データリンクを介して前記複数の誘導弾に伝達する手段とを備え、前記レーダ装置における送信パルス繰り返し周期および目標検出ゲートの位置を前記複数の誘導弾ごとに異ならせて当該複数の誘導弾ごとに目標情報を取得し、それぞれの誘導弾ごとに得られた目標情報と、各誘導弾ごとの送信パルス繰り返し周期および目標検出ゲートの位置に基づいて前記ＨＰＲＦ方式により前記目標距離を算出するようにしたことを特徴とする誘導弾発射システムが提供される。
【０００６】
このように、送信パルス繰り返し周期および目標検出ゲートの位置の異なる複数の誘導弾を用いることで、１つの誘導弾で送信パルス繰り返し周期および目標検出ゲートの位置を切り替えることと同等の目標情報を得ることができる。つまり、誘導弾を２つ以上使用することにより電波の送信周期と目標検出ゲートの位置を変化させる回数を減らすことができ、最短で１回の処理で目標位置を求めることができる。これにより、目標距離を迅速かつ正確に計測することができる。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、目標への距離計測にかかる時間を短縮でき、目標位置を正確に計測できるようにした誘導弾発射システムとその信号処理方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１は、この発明に係わる誘導弾発射システムの実施の形態を示す概観図である。このシステムは複数の誘導弾２１を発射装置２４に搭載してなるもので、発射装置２４は、目標を索敵し目標の方向へ誘導弾２１を動かす機構部２２と、信号処理部２３とを備える。発射装置２４と各誘導弾２１とは接続ケーブルを介して接続され、互いに情報を授受するデータリンクが形成される。信号処理部２３は、複数の誘導弾２１からの目標情報をデータリンクを介して収集し、目標距離を算出する。
【０００９】
図２は、図１の誘導弾２１を示すブロック図である。誘導弾２１は、アンテナユニット１１と、励振受信ユニット１２と、信号処理回路１３と、誘導制御回路１４と、推進部１５と、操舵部１６とを備える。アンテナユニット１１は電波レーダの送信パルスを放射し、反射エコーを受信する。励振受信ユニット１２は、アンテナユニット１１からの受信エコーを周波数変換して受信信号を生成するとともに、送信信号を電力増幅して送信パルスを生成する。
【００１０】
信号処理回路１３は、受信信号をＨＰＲＦ方式のもとで処理し、目標信号を検出する。誘導制御回路１４は、目標追随時における目標信号、および誘導弾自身の姿勢情報から誘導制御信号を生成する。推進部１５は目標まで飛しょうするための推力を供給し、操舵部１６は誘導制御回路１４からの誘導制御信号に応答して目標に追随するための操舵をする。このような構成により誘導弾２１は、目標を索敵し、捕捉、追随し、撃破する。
【００１１】
図３は、図１の誘導弾発射システムの実施の形態を示すブロック図である。図３において、発射装置２４側の信号処理部２３は、複数の誘導弾２１の各信号処理回路１３に、それぞれ異なる送信パルス繰り返し周期（ＰＲＦ）と目標検出ゲート位置とを送る。このパルス繰り返し周期と目標検出ゲート位置とはテーブル化され、各信号処理回路１３ごとに異なる数値がメモリされる。
【００１２】
信号処理回路１３は、与えられたパルス繰り返し周期で励振受信ユニット１２に電波を送信させる。励振受信ユニット１２は信号処理回路１３からの指令を受けて送信パルスを生成し、アンテナユニット１１から放射する。アンテナユニット１１は、励振受信ユニット１３からの送信パルスを目標に向け送信する。その後、目標からの反射エコーはアンテナユニット１１により受信され、励振受信ユニット１２に入力される。
【００１３】
励振受信ユニット１２は受信したエコーをダウンコンバートし、信号処理回路１３に送る。信号処理回路１３は、励振受信ユニット１２でダウンコンバートされたエコーを処理（アナログ／ディジタル変換、ＦＦＴ処理など）し、与えられた目標検出ゲート位置を設定して目標検出処理を行う。目標検出の可否はデータリンクを介して信号処理部２３に送信される。
【００１４】
信号処理部２３は、各誘導弾２１の信号処理回路１３から受信した目標検出の可否、パルス繰り返し周期、目標検出ゲート位置から目標位置を算出する。その結果に基づいて信号処理部２３は、発射される誘導弾２１の信号処理回路１３に目標距離、目標距離に適するパルス繰り返し周期、および、目標検出ゲート位置を送信する。目標距離が算出できない場合、信号処理部２３は前回とは異なる値のパルス繰り返し周期と目標検出ゲートとを各信号処理回路１３送り、目標検出処理を再度実行させる。信号処理回路１３は、信号処理部２３から受信した目標距離、目標距離に適するパルス繰り返し周期、及び目標検出ゲート位置から目標検出処理を行い、目標検出の可否を信号処理部２３と誘導制御回路１４に送信する。
【００１５】
信号処理部２３は、発射される誘導弾２１のロックオンの完了を確認すると、その誘導弾２１に発射指令を送る。発射指令を受けた誘導制御回路１４は推進部１５に点火指令を送信し、操舵部１６に操舵指令角を送り目標を追随する。
【００１６】
図４は、ＨＰＲＦによるレーダパルスの送信、受信状況を説明するための図である。ＨＰＲＦ方式では送信パルス繰り返し周期を短くし、複数の受信エコーを積分することで受信強度を高めている。パルス繰り返し周期が短いことから、一回送信してそのエコーが戻ってくる前に次のパルスが送信されるので、目標との距離が複数存在する。
【００１７】
例えば図４（ａ）のように、６μｓの周期で送信パルス１を送信し、送信から３μｓの位置に目標検出ゲート３を設定してエコー２を受信するとする。ここで目標を検出した場合、この受信したパルスが何周期前に送信されたパルスか判断できないため、送信から受信に掛かった時間から予測される目標との距離が無数に計算される。この例では、受信エコー２が直前の送信パルス１に基づくものであれば、目標との距離は約４５０ｍとなる。以降、受信エコー２が１周期前の送信パルス１に基づくものであれば、目標との距離は約１３５０ｍ、２周期前の時は約２２５０ｍとなる。
【００１８】
このように一つの周期だけでは距離を特定できないため、通常のＨＰＲＦではパルス繰り返し周期を切り替える。例えば図４（ｂ）のようにパルス繰り返し周期を５μｓに変更し、２μｓの位置に目標検出ゲートを設定する。この設定で目標を検出した場合、距離は約４０５０ｍとなる。目標を検出できなければ、図４（ｃ）のようにパルスの送信周期をさらに４．５μｓに変更し、目標検出ゲートの位置を３μｓとする。ここで目標が検出されれば、その距離は約３１５０ｍとなる。このように複数回の切換えによっても目標を検出できなかった場合は、パルス繰り返し周期と目標検出ゲートの設定位置とをさらに調整し、目標を検出するまで繰り返す。
【００１９】
このように既存の技術では、１つの誘導弾でパルス繰り返し周期と目標検出ゲートの設定位置を調整して目標を検出する。このパルス繰り返し周期と目標検出ゲートの位置はテーブル化しておき、目標を検出するまで変更する。このため、目標を検出し目標との距離を計測するまでに時間が掛かってしまうと、正確な目標位置を計測できなくなることがあり、問題である。
【００２０】
そこで本実施形態では、１つの誘導弾においてパルス繰り返し周期と目標検出ゲートの位置とを切り替えるのではなく、パルス繰り返し周期と目標検出ゲートの位置とを互いに異ならせた複数の誘導弾を用い、各誘導弾により得られた目標情報を用いて目標までの距離を測るようにする。図５のフローチャートを参照してその手順につき説明する。
【００２１】
まず、オペレータが双眼鏡等で目標方向を計測し、発射装置２４の機構部２２を駆動して誘導弾２１を目標の方向に向ける（ステップＳ３１）。次に、複数（例えば２つ）の誘導弾２１の電源を入れる（ステップＳ３２）。各誘導弾２１は起動されると、互いに異なるパルス繰り返し周期、および目標検出ゲートの位置のもとで目標を検出する処理を開始する（ステップＳ３３）。次に、発射装置２４の信号処理部２３は、起動後の誘導弾２１の検出した目標位置情報をデータリンクを介して受け取り、各誘導弾２１のパルス繰り返し周期、目標検出ゲートの位置から目標距離を算出する（ステップＳ３４）。この目標距離は誘導弾２１に送信され（ステップＳ３５）、誘導弾２１が目標を捕捉すると、この誘導弾２１が発射される（ステップＳ３６）。
【００２２】
以上説明したようにこの実施形態では、１つの誘導弾においてパルス繰り返し周期と目標検出ゲートの位置とを切り替えるのではなく、パルス繰り返し周期と目標検出ゲートの位置とを互いに異ならせた複数の誘導弾を用い、各誘導弾により得られた目標情報を用いて目標までの距離を測るようにする。これにより、ＨＰＲＦ方式を用いる場合においてパルス繰り返し周期と目標検出ゲートの位置とを切り替える回数を減らすことができ、最短で１回で目標位置を求めることができる。このことから誘導弾と目標との距離を速く、正確に計測することができるようになり、目標への距離計測にかかる時間を短縮して目標位置を正確に計測できるようになる。従って射撃統制装置が機能しない場合においても、自律的な迎撃処理を迅速かつ確実に実行することが可能になる。
【００２３】
なお、この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、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。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】この発明に係わる誘導弾発射システムの実施の形態を示す概観図。
【図２】図１の誘導弾２１を示すブロック図。
【図３】図１の誘導弾発射システムの実施の形態を示すブロック図。
【図４】ＨＰＲＦによるレーダパルスの送信、受信状況を説明するための図。
【図５】図１の誘導弾発射システムにおける目標距離計測手順を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００２５】
１…送信パルス、２…受信エコー、３…目標検出ゲート、１１…アンテナユニット、１２…励振受信ユニット、１３…信号処理回路、１４…誘導制御回路、１５…推進部、１６…操舵部、２１…誘導弾、２２…機構部、２３…信号処理部、２４…発射装置
【図１】
2007155210.tif 000003
【図２】
2007155210.tif 000004
【図３】
2007155210.tif 000005
【図４】
2007155210.tif 000006
【図５】
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