(57)【要約】      （修正有）【課題】占有帯域幅への変更や送信機側の機能追加を不要とした簡素化システムのターゲット探査装置を提供する。【解決手段】自装置から信号をターゲットに向けて発射することなく、ターゲットからの信号を受信することにより、ターゲットを探査するターゲット探査装置であって、ターゲットからの信号を受信する２以上のアンテナと、前記アンテナで受信した信号を広帯域と狭帯域との帯域幅比で分配する２以上の分配器と、前記分配器で分配した広帯域の信号と狭帯域の信号とを帯域毎に合成してメインビームとサブビームとを生成して、これらのビームを制御するビーム生成器と、前記サブビームと前記メインビームとによる前記ターゲットからの信号を帯域毎に個別に受信する２以上の受信機と、前記受信機による受信レベルに基づいて前記ビームを制御する指令を前記ビーム生成器に出力する制御器とを有する。【選択図】図１
2009198441.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自装置から信号をターゲットに向けて発射することなく、ターゲットからの信号を受信することにより、ターゲットを探査するターゲット探査装置であって、
ターゲットからの信号を受信する２以上のアンテナと、
前記アンテナで受信した信号を広帯域と狭帯域との帯域幅比で分配する２以上の分配器と、
前記分配器で分配した広帯域の信号と狭帯域の信号に基づいて帯域毎にメインナビームとサブビームとを生成して、これらのビームを制御するビーム生成器と、
前記サブビームと前記メインビームとによる前記ターゲットからの信号を帯域毎に個別に受信する２以上の受信機と、
前記受信機による受信レベルに基づいて前記ビームを制御する指令を前記ビーム生成器に出力する制御器とを有することを特徴とするターゲット探査装置。
【請求項２】
前記２以上のアンテナは、ターゲットからの信号をそれぞれ受信可能であって面上にマトリクス状に配列したフェーズド・アレイ・アンテナ構造である請求項１に記載のターゲット探査装置。
【請求項３】
前記分配器は、広帯域より狭帯域の分配比率を小さく設定した帯域幅比で受信信号を広帯域と狭帯域とに分配する請求項１に記載のターゲット探査装置。
【請求項４】
前記分配器は、帯域幅比を可変する分配比率設定器を有する請求項１に記載のターゲット探査装置。
【請求項５】
前記ビーム生成器は、広帯域の受信信号に基づいてメインビームを生成し、狭帯域の受信信号に基づいてサブビームを生成する請求項１に記載のターゲット探査装置。
【請求項６】
前記ビーム生成器は、前記制御器からの指令に基づいて、メインビームを固定し、サブビームをターゲットの探索範囲内に見かけ上振らせる請求項１に記載のターゲット探査装置。
【請求項７】
前記ビーム生成器は、前記制御器からの指令に基づいて、ターゲットからの信号の最大受信レベル方向にメインビームを指向させる請求項６に記載のターゲット探査装置。
【請求項８】
自装置から信号をターゲットに向けて発射させることなく、ターゲットからの信号を受信することにより、ターゲットを探査するターゲット探査方法であって、
ターゲットからの信号を２以上のアンテナで受信し、
前記アンテナで受信した信号を広帯域と狭帯域との帯域幅比で分配し、
前記分配した広帯域の信号と狭帯域の信号とに基づいて帯域毎にメインビームとサブビームを生成し、
前記サブビームと前記メインビームとによる前記ターゲットからの信号を帯域毎に個別に受信し、
前記受信した信号の受信レベルに基づいて、ターゲットからの信号の最大受信レベル方向にメインビームを指向させることを特徴とするターゲット探査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自装置から信号をターゲットに向けて発射することなく、ターゲットからの信号を受信することにより、ターゲットを探査する装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
飛翔するターゲット、例えば航空機などを探査する方式としては、レーダ方式とテレメータ方式とが考えられている。
【０００３】
レーダ方式は、自装置から信号をターゲットに向けて発射し、ターゲットで反射した電波をアンテナで受信し、その受信信号に基づいてターゲットを探査する方式である。これに対して、テレメータ方式は、自装置から信号をターゲットに向けて発射することなく、ターゲットからの信号を受信することにより、ターゲットを探査する方式である。
【０００４】
前記レーダ方式は、パラボラアンテナの給電点に複数のアンテナ素子を配列し、どの位置のアンテナ素子による受信レベルが高いかによってターゲットの位置を探査するものである。前記レーダ方式では、小さい開口面積内にアンテナ素子を２以上配置すると、ターゲットの正確な位置が掴めないということが技術的に解明されており、したがって、アンテナが大型化することとなり、その大型アンテナが地上に設置される。
【０００５】
前記テレメータ方式は、アンテナを航空機に搭載して飛行中にターゲットを探査するために開発されており、前記テレメータ方式と前記レーダ方式とは、ターゲットを探査する状況に応じて使い分けされている。
【０００６】
前記テレメータ方式は上述したように、自装置から信号をターゲットに向けて発射することなく、ターゲットからの信号を受信することにより、ターゲットを探査する方式であるから、装置自体が小型であり、航空機に搭載することは可能であるが、自装置から信号をターゲットに向けて発射することがないため、ターゲットがどこに存在するかを探査する必要がある。前記テレメータ方式において、前記ターゲットの探査を連続して行うには、パラボラアンテナ、すなわち大きい開口面積の給電点に複数のアンテナ素子を配列したアンテナを用いてターゲットからの信号を受信することが必要であるが、この構成ではアンテナが大型化してしまい、このアンテナを航空機に搭載することは不可能である。
【０００７】
したがって、前記テレメータ方式においても、小型のアンテナを用いることにより、ターゲットの探査をレーダ方式のように連続して行う機能が求められている。
【０００８】
前記ターゲットの探査用アンテナ装置としては、特許文献１及び特許文献２に開示されたようなアンテナ装置が開発されている。
【特許文献１】特開平６−３３４４２８号公報
【特許文献２】特開２００２−６４３２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１に開示されたアンテナ装置は、フェーズド・アレイ・アンテナ技術を応用したものであり、メインビームとサブビームとを併用することによりターゲットを捜査している。しかし、特許文献１では、メインビームとサブビームとの位相差を検出してターゲットからの電波到来方向を検出しており、ターゲットが航空機のような場合、すなわちターゲットが高速で移動する場合に発生する位相の変化が激しい環境条件下では、高速のターゲットの探査に不向きである。
【００１０】
特許文献２に開示された指向性制御アンテナ装置は、アレイアンテナとサブアレイアンテナとを併用することによりターゲットを捜査するものであり、アンテナ制御のための専用情報を到来方向推定用帯域フィルターで検出している。しかし、特許文献２では、制御情報分の帯域が別に増加することになるため、より広帯域の占有帯域幅が必要となる。
【００１１】
本発明の目的は、占有帯域幅への変更や送信機側の機能追加を不要とした簡素化システムのターゲット探査装置及び方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記目的を達成するため、本発明に係るターゲット探査装置は、自装置から信号をターゲットに向けて発射することなく、ターゲットからの信号を受信することにより、ターゲットを探査するターゲット探査装置であって、
ターゲットからの信号を受信する２以上のアンテナと、前記アンテナで受信した信号を広帯域と狭帯域との帯域幅比で分配する２以上の分配器と、前記分配器で分配した広帯域の信号と狭帯域の信号とに基づいて帯域毎にメインビームとサブビームとを生成して、これらのビームを制御するビーム生成器と、前記サブビームと前記メインビームとによる前記ターゲットからの信号を帯域毎に個別に受信する２以上の受信機と、前記受信機による受信レベルに基づいて前記ビームを制御する指令を前記ビーム生成器に出力する制御器とを有することを特徴とするものである。
【００１３】
以上の説明では、本発明をハードウェアとして構築した場合を説明したが、本発明は方法として構築してもよいものである。本発明に係るターゲット探査方法は、自装置から信号をターゲットに向けて発射させることなく、ターゲットからの信号を受信することにより、ターゲットを探査するターゲット探査方法であって、ターゲットからの信号を２以上のアンテナで受信し、前記アンテナで受信した信号を広帯域と狭帯域との帯域幅比で分配し、前記分配した広帯域の信号と狭帯域の信号とに基づいて帯域毎にメインビームとサブビームとを生成し、前記サブビームと前記メインビームとによる前記ターゲットからの信号を帯域毎に個別に受信し、前記受信した信号の受信レベルに基づいて、ターゲットからの信号の最大受信レベル方向にメインビームを指向させること特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、例えば航空機搭載環境のように搭載スペースが制約された条件下でも、オートトラックによる追尾を容易に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を図に基づいて詳細に説明する。
【００１６】
本発明の実施形態に係るターゲット探査装置は、自装置から信号をターゲットに向けて発射することなく、ターゲットからの信号を受信することにより、ターゲットを探査するターゲット探査装置であって、図１に示すように、基本的な構成として、２以上のアンテナ１１，１２，１３・・・１ｎと、２以上の分配器２１，２２，２３・・・２ｎと、ビーム生成器（３，４，５，６）と、２以上の受信機１０，１１と、制御器（７，８）とを有している。
【００１７】
前記アンテナ１１，１２，１３・・・１ｎは、ターゲットからの信号を個別にそれぞれ受信する。前記分配器２１，２２，２３・・・２ｎは、前記アンテナ１１，１２，１３・・・１ｎで受信した信号を広帯域と狭帯域との帯域幅比で分配する。前記ビーム生成器（３，４，５，６，７，８）は、前記分配器２１，２２，２３・・・２ｎで分配した広帯域の信号と狭帯域の信号とに基づいて帯域毎にメインビームとサブビームとを生成して、これらのビームを制御する。前記受信機１０，１１は、前記サブビームと前記メインビームとによる前記ターゲットからの信号を帯域毎に個別に受信する。前記制御器（７，８）は、前記受信機１０，１１による受信レベルに基づいて前記ビームを制御する指令を前記ビーム生成器（３，４，５，６）に出力する。
【００１８】
本発明の実施形態に係るターゲット探査装置１２は図２に示すように、航空機１３の燃料タンクなどに組み込まれ、自装置から信号をターゲット１４に向けて発射することなく、ターゲット１４を探査するものである。具体的に説明する。本発明の実施形態では、自装置からターゲット１４に向けて信号、例えば電波を発射するものではないため、２以上のアンテナ１１，１２，１３・・・１ｎを用いて、ターゲット１４が発射する信号、例えば電波を受信し、その受信信号を分配器２１，２２，２３・・・２ｎに出力する。
【００１９】
前記分配器２１，２２，２３・・・２ｎは前記アンテナ１１，１２，１３・・・１ｎに対応して１：１の関係で配置されており、各分配器２１，２２，２３・・・２ｎは対応するアンテナ１１，１２，１３・・・１ｎからの受信信号を個別に広帯域と狭帯域との帯域幅比で分配し、広帯域の信号を広帯域用のビーム生成器（３，５）に出力すると共に、狭帯域の信号を狭帯域用のビーム生成器（４，６）にそれぞれ出力する。
【００２０】
前記広帯域用のビーム生成器（３，５）は、前記分配器２１，２２，２３・・・２ｎで分配した広帯域の信号に基づいてメインビーム１５を生成して、このメインビーム１５を制御する。前記狭帯域用のビーム生成器（４，６）は、前記分配器２１，２２，２３・・・２ｎで分配した狭帯域の信号に基づいてサブビーム１６を生成して、このサブビーム１６を制御する。メインビーム１５は図２に実線で示してある。サブビーム１６は図２に波線で示してあり、狭帯域用のビーム生成器（４，６）は、アンテナ１１，１２，１３・・・１ｎの個数に対応したターゲット１４の探索範囲内に見かけ上振らせる制御を行う。図１では、５×５個のアンテナ１１，１２，１３・・・１ｎを面上にマトリクス状に配置しているため、これらのアンテナ１１，１２，１３・・・１ｎに対応させて、５×５のマトリクスパターンの範囲をターゲット１４の探索範囲に設定し、このパターン範囲内にサブビーム１６を見かけ上振らせる制御を行う。なお、アンテナ１１，１２，１３・・・１ｎの配置個数は図１及び図２に示す例に限られるものではない。要は、アンテナ１１，１２，１３・・・１ｎが面上にマトリクス状に配置されたフェーズド・アレイ・アンテナ構造であればよいものである。
【００２１】
前記受信機１０，１１は、前記サブビーム１６と前記メインビーム１５とによる前記ターゲット１４からの信号を帯域毎に個別に受信する。具体的には、受信機１０は、前記メインビーム１５によるターゲット１４からの広帯域信号を受信する。受信機１１は、前記サブビーム１６によるターゲット１４からの狭帯域信号を受信する。ここで、受信機１１は、受信する信号の帯域が制約されているが、エネルギー比で見ると信号が圧縮された状態と同等になるため、実質的に受信感度が、広帯域信号を受信する受信機１０の受信感度に匹敵するまでに改善されることとなる。したがって、受信機１０が広帯域信号を受信する受信レベルと受信機が狭帯域信号を受信する受信レベルとが拮抗することとなる（例えば図３参照）。
【００２２】
前記制御器（７，８）は、前記受信機１０，１１による受信レベルに基づいて前記ビームを制御する指令を前記ビーム生成器（３，４，５，６）に出力する。具体的に説明する。前記制御器（７，８）は、内部にターゲット１４からの信号を受信したときの受信レベルを予め閾値（最大受信レベル）として記憶しており、前記受信機１１による受信レベルを前記閾値と比較して、受信機１１の受信レベルが閾値以下である場合にビームを制御する指令、すなわちターゲット１４の探索範囲内に見かけ上振らせる制御を行うための指令をビーム生成器（３，４，５，６）に出力する。
【００２３】
ビーム生成器（３，４，５，６）は、制御器（７，８）からビームの制御指令を受け取ると、ビーム１５，１６を制御する。具体的に説明する。狭帯域用のビーム生成器（４，６）は、制御器（７，８）からの制御指令を受け取ると、サブビーム１６の移相調整を行ってサブビーム１５をターゲット１４の探索範囲内に見かけ上振らせる。また、ビーム生成器（３，５）は、ビーム生成器（４，６）がサブビーム１５を見かけ上振らせる際にメインビーム１５を固定させる。図２の場合、ターゲット１４の探索範囲は、５×５本のサブビーム１５がターゲット１４からの信号を捕捉可能な範囲に相当する。なお、ターゲット１４の探索範囲は、図２に示す範囲に限られるものではない。
【００２４】
ビーム生成器（４，６）がサブビーム１６を見かけ上振らせると、受信機１０，１１の時系列における受信レベルが図３のように変化する。そして、ビーム生成器（４，６）がサブビーム１６を見かけ上振らせている過程において、サブビーム１６がターゲット１４からの信号を捕捉すると、受信機１１の受信レベルが前記閾値（最大受信レベル）に達する。
【００２５】
前記制御器（７，８）は、受信機１１の受信レベルが前記閾値に達するまで、サブビーム１６を見かけ上振らせるための制御指令をビーム生成器（４，６）に出力し続ける。そして、前記制御器（７，８）は、受信機１１の受信レベルが前記閾値に達した時点で、メインビーム１５をターゲット１４からの信号の最大受信レベル方向に指向させるための制御指令をビーム生成器（３，５）に出力する。
【００２６】
前記ビーム生成器（３，５）は、前記制御器（７，８）から制御指令を受け取ると、メインビーム１５を前記最大受信レベル方向に指向させる。メインビーム１５が前記最大受信レベル方向に指向されると、ターゲット１４からの信号がメインビーム１５により捕捉され、図３に示すように受信機１０の受信レベルが前記閾値（最大受信レベル）に達する。したがって、受信機１０の受信レベルを監視することにより、ターゲット１４の位置情報が得られる。
【００２７】
以上説明したように本発明の実施形態によれば、占有帯域幅への変更や送信機側の機能追加を不要とした簡素化システムにより、ターゲットを探査することができ、例えば航空機搭載環境のように搭載スペースが制約された条件下でも、ターゲットの探査を行うことができる。
【００２８】
さらに、本発明の実施形態によれば、ターゲット１４が発射する信号を受信し、その受信信号を分配器２１，２２，２３・・・２ｎで広帯域と狭帯域との帯域幅比で分配し、広帯域の信号を広帯域用のビーム生成器（３，５）に出力すると共に、狭帯域の信号を狭帯域用のビーム生成器（４，６）にそれぞれ出力し、ビーム生成器（３，４，５，６）でサブビーム１５とメインビーム１６とを生成して、これらのビーム１５，１６を制御し、受信機１０，１１の受信レベルに基づいてターゲット１４を捕捉するため、オートトラックによる追尾を容易に行うことができる。
（実施形態１）
【００２９】
次に、本発明の実施形態の具体例を実施形態１として更に詳細に説明する。
【００３０】
本発明の実施形態１では、２以上のアンテナ１１，１２，１３・・・１ｎは、ターゲット１４からの信号をそれぞれ受信可能であって面上にマトリクス状に配列したフェーズド・アレイ・アンテナ構造である。このフェーズド・アレイ・アンテナ構造のアンテナ１１，１２，１３・・・１ｎとしては、発明者が電子情報通信学会総合大会講演論文集（VOL．１９９７年．通信,NO1（19970306） ９８頁）に発表した「テレメータ用アクティブフェーズド・アレイ・アンテナ」を一例として用いることが可能である。
【００３１】
なお、本発明の実施形態１では、５×５個のアンテナ１１，１２，１３，１４，１５を面上にマトリクス状に配列して５×５のビームパターンを形成する場合を例にとって説明するが、マトリクス状に配列するアンテナの個数は、以上説明した５×５個に限定されるものではない。
【００３２】
また、前記分配器２１，２２，２３・・・２ｎは、５×５個のアンテナ１１，１２，１３，１４，１５に対応した個数のものを配置しており、図１に示す前記分配器２１，２２，２３，２４，２５は、５×５個のアンテナ１１，１２，１３，１４，１５にそれぞれ対応している。したがって、図１に示す前記分配器２１，２２，２３，２４，２５は、５×５個のアンテナ１１，１２，１３，１４，１５にそれぞれ対応して５×５個設けられている。なお、実施形態１では、前記分配器の個数を５×５個のアンテナに対応して５×５個としたが、これに限られるものではなく、前記分配器の個数は、設置されるアンテナの個数に対応するものであれば、５×５個に限られるものではない。通常の分配器２１，２２，２３，２４，２５は１：１の比率で信号を分配するが、本発明の実施形態における分配器２１，２２，２３，２４，２５は、例えば広帯域の信号の分配を０．９、例えば狭帯域の信号の分配を０．１とする０．９：０．１の帯域幅比で分配するものであり、その帯域幅比が分配比率設定器９の信号に基づいて可変される。なお、分配器２１，２２，２３，２４，２５に設定される広帯域と狭帯域との帯域幅比は、広帯域より狭帯域の分配比率を小さく設定する。なお、広帯域と狭帯域との帯域幅比は、広帯域信号を受信する受信機１０の受信感度に影響を与えない範囲で決定する。
【００３３】
また、実施形態１における前記分配器２１，２２，２３，２４，２５は、分配比率設定器９を有しており、前記分配比率設定器９からの分配比率可変信号Ｓ１に基づいて帯域幅比を可変することにより、前記アンテナ１１，１２，１３，１４，１５で受信した信号を広帯域と狭帯域とに分配する。また、前記分配比率設定器９は、後述する狭帯域用受信機１１に受信帯域可変信号Ｓ２を出力する。
【００３４】
実施形態１におけるビーム生成器（３，４，５，６）は、広帯域用のビーム生成器（３，５）が移相器３１，３２，３３，３４，３５と合成器５とにより構成され、狭帯域用のビーム生成器（４，６）が移相器４１，４２，４３，４４，４５と合成器６とにより構成されている。
【００３５】
前記移相器３１，３２，３３，３４，３５は、前記分配器２１，２２，２３，２４，２５で帯域幅比の下で分配された広帯域の信号を入力し、前記広帯域信号に基づいてメインビーム１５を生成し、後述する制御器（７，８）からの指令に基づいて、ターゲット１４からの信号の最大受信レベル方向にメインビーム１５を指向させる。また、前記前記移相器３１，３２，３３，３４，３５は、前記移相調整を行った信号を合成器５に出力する。
【００３６】
前記移相器３１，３２，３３，３４，３５は、前記分配器２１，２２，２３，２４，２５に対応させて設けられており、図２及び図４の場合、前記移相器３１，３２，３３，３４，３５の個数は、前記分配器２１，２２，２３，２４，２５に対応して５×５個に設定されている。なお、前記移相器３１，３２，３３，３４，３５の個数は５×５個に限られるものではなく、要は、前記移相器３１，３２，３３，３４，３５の個数は、前記分配器２１，２２，２３，２４，２５に対応した個数に設定されていればよいものである。
【００３７】
前記移相器４１，４２，４３，４４，４５は、前記分配器２１，２２，２３，２４，２５で帯域幅比の下で分配された狭帯域の信号を入力し、前記狭帯域信号に基づいてサブビーム１６を生成し、後述する制御器（７，８）からの指令に基づいてサブビーム１６をターゲット１４の探索範囲内に見せかけ上振らせる。また、前記前記移相器４１，４２，４３，４４，４５は、前記移相調整を行った信号を合成器６に出力する。
【００３８】
前記移相器４１，４２，４３，４４，４５は、前記分配器２１，２２，２３，２４，２５に対応させて設けられており、図２及び図４の場合、前記移相器４１，４２，４３，４４，４５の個数は、前記分配器２１，２２，２３，２４，２５に対応して５×５個に設定されている。なお、前記移相器４１，４２，４３，４４，４５の個数は５×５個に限られるものではなく、要は、前記移相器４１，４２，４３，４４，４５の個数は、前記分配器２１，２２，２３，２４，２５に対応した個数に設定されていればよいものである。
【００３９】
前記合成器５は、移相器３１，３２，３３，３４，３５からの信号を合成し、その合成した信号を広帯域用の受信機１０に出力する。また、前記合成器６は、移相器４１，４２，４３，４４，４５からの信号を合成し、その合成した信号を狭帯域用の受信機１１に出力する。
【００４０】
前記広帯域用受信機１０は、前記メインビーム１５による前記ターゲット１４からの信号、すなわち合成器５からの広帯域の信号を受信し、受信信号Ｓ３を出力するともに、前記受信した広帯域信号の受信レベルＳ４の値を制御器（７，８）に出力する。前記狭帯域用受信機１１は、前記サブビーム１６による前記ターゲット１４からの信号、すなわち合成器６からの狭帯域の信号を受信し、前記受信した狭帯域信号の受信レベルＳ５の値を制御器（７，８）に出力する。
【００４１】
具体的に説明すると、前記広帯域用受信機１０及び前記狭帯域用受信機１１は図３に示すように、ターゲット１４からの信号を受信した際の受信レベルＲを閾値（最大受信レベル）として記憶しており、受信した広帯域用信号及び狭帯域用信号の受信レベルと前記閾値とを比較し、その受信レベルＳ３，Ｓ５の値を出力する。
【００４２】
実施形態１における制御器（７，８）は、レベル比較器８と、移相制御器７とにより構成されている。
【００４３】
前記レベル比較器８は、広帯域用受信機１０から出力される受信レベルＳ４の値と、狭帯域用受信機１１から出力される受信レベルＳ５の値とを比較し、その比較結果Ｓ６を移相制御器７に出力する。なお、前記受信機１０，１１から出力される受信レベルＳ４，Ｓ５の波形には歪みなどがふくまれる場合があるため、前記レベル比較器８は、前記受信レベルＳ４，Ｓ５の波形に含まれる歪みなどを補正するための補正回路を含んでいる。
【００４４】
前記移相制御器７は、前記レベル比較器８から出力される比較結果Ｓ６に基づいて、分配器２１，２２，２３，２４，２５から出力される広帯域信号に対する移相調整を行うメインビーム切替信号Ｓ７を移相器３１，３２，３３，３４，３５に出力すると共に、分配器２１，２２，２３，２４，２５から出力される狭帯域信号に対する移相調整を行うサブビーム制御信号Ｓ８を移相器４１，４２，４３，４４，４５に出力する。
【００４５】
なお、帯域幅比に基づいて信号を分配する分配器２１，２２，２３，２４，２５、信号の移相調整を行う移相器３１，３２，３３，３４，３５、４１，４２，４３，４４，４５、移相調整された信号を合成する合成器５，６は、それぞれ汎用の構成のものを用いており、その構成自体に本発明の実施形態に関する特徴がないため、その詳細については省略している。
【００４６】
本発明の実施形態１に係るターゲット探査装置１２は上述したと同様に、図２に示すように、航空機１３の燃料タンクなどに組み込まれ、自装置から信号をターゲット１４に向けて発射することなく、ターゲット１４を探査するものである。具体的に説明する。本発明の実施形態１では、自装置からターゲット１４に向けて信号、例えば電波を発射するものではないため、２以上のアンテナ１１，１２，１３・・・１ｎを用いて、ターゲット１４が発射する信号、例えば電波を受信し、アンテナ１１，１２，１３・・・１ｎで受信した受信信号を分配器２１，２２，２３・・・２ｎに出力する。
【００４７】
前記分配器２１，２２，２３・・・２ｎは前記アンテナ１１，１２，１３・・・１ｎに対応して１：１の関係で配置されており、各分配器２１，２２，２３・・・２ｎは対応するアンテナ１１，１２，１３・・・１ｎからの受信信号を個別に広帯域と狭帯域との帯域幅比で分配し、広帯域の信号を広帯域用の移相器３１，３２，３３，３４，３５に出力すると共に、狭帯域の信号を狭帯域用の移相器４１，４２，４３，４４，４５に出力する。
【００４８】
前記広帯域用の移相器３１，３２，３３，３４，３５は、前記分配器２１，２２，２３・・・２ｎで分配した広帯域の信号の移相を移相制御器７から出力されるメインビーム切替信号Ｓ７に基づいて調整して１本のメインビーム１５を生成して、このメインビーム１５を前記メインビーム切替信号Ｓ７に基づいて制御する。
【００４９】
前記狭帯域用の移相器４１，４２，４３，４４，４５は、前記分配器２１，２２，２３・・・２ｎで分配した狭帯域の信号の移相を移相制御器７から出力されるサブビーム制御信号Ｓ８に基づいて調整して１本のサブビーム１６を生成して、このサブビーム１６を前記サブビーム制御信号Ｓ８に基づいて制御する、すなわちサブビーム１６をターゲット１４の探索範囲内に見かけ上振らせる。
【００５０】
具体的に説明すると、図２及び図４に示すように、ターゲット１４の探索範囲を、見かけ上振らされる際に隣接するサブビーム１６が重合した状態で水平方向に５個、垂直方向に５個がマトリクス状に並ぶ５×５個（２５個）のパターン範囲に設定した場合について説明する。
【００５１】
前記狭帯域用の移相器４１，４２，４３，４４，４５は、サブビーム制御信号Ｓ８に基づいて、前記分配器２１，２２，２３・・・２ｎで分配した狭帯域の信号の移相を調整してサブビーム１６を生成し、かつ図４（Ａ）及び（Ｂ）に示すようにサブビーム１６をターゲット１４の探索範囲の最初の位置１６１に振らせ。この状態において、アンテナ２１，２２，２３，２４，２５は、ターゲット１４からの信号を受信する。
【００５２】
前記狭帯域用の移相器４１，４２，４３，４４，４５は、位置１６１にサブビーム１６を振らせた後、図４（Ｂ）に示すように、位置１６２から位置１６５までサブビーム１６をターゲット１４の探索範囲内を水平方向に見かけ上振らせ、次にサブビームを位置１６５から位置１６６に垂直方向に見かけ上振らせる。同様に、前記狭帯域用の移相器４１，４２，４３，４４，４５は、サブビーム１６を位置１６１０，１６１１，１６１５，１６１６，１６１９，１６２０を経て最後の位置１６２４まで水平方向と垂直方向とにターゲット１４の探索範囲内を見かけ上振らせ、最後の位置１６２４まで見かけ上振らせた後、最初の位置１６１に戻す。なお、図４（Ｂ）に示すサブビーム１６を見かけ上振らせる方法は一例を示すものであって、この方法に限られるものではなく、サブビーム１６をターゲット１４の探索範囲に見かけ上振らせる方法は種々の方法を採用することができる。
【００５３】
前記狭帯域用の移相器４１，４２，４３，４４，４５がターゲット１４の探索範囲を見かけ上振らせる毎（位置１６１〜１６２４）に、アンテナ１１，１２，１３，１４，１５は、ターゲット１４からの信号を受信し、その受信信号を分配器２１，２２，２３，２４，２５に出力する。
【００５４】
前記分配器２１，２２，２３，２４，２５は、アンテナ１１，１２，１３，１４，１５からの受信信号を受け取ると、その受信信号を帯域幅比に基づいて広帯域信号と狭帯域信号とに分配し、広帯域信号を広帯域用移相器３１〜３５に出力するとともに、狭帯域信号を狭帯域移相器４１〜４５に出力する。
【００５５】
前記広帯域用移相器３１〜３５は、入力した広帯域信号の移相調整を行い、その移相調整した広帯域信号を合成器５に出力する。前記狭帯域用移相器４１〜４５は、入力した狭帯域信号の移相調整を行い、その移相調整した狭帯域信号を合成器６に出力する。前記合成器５は、前記広帯域用移相器３１〜３５からの広帯域信号を合成し、その合成した信号を広帯域用受信機１０に出力する。前記合成器６は、前記狭帯域用移相器４１〜４５からの狭帯域信号を合成し、その合成した信号を狭帯域用受信機１１に出力する。
【００５６】
前記受信機１０，１１は、前記サブビーム１６と前記メインビーム１５とによる前記ターゲット１４からの信号、すなわち合成器５，６からの合成信号を帯域毎に個別に受信し、その信号の受信レベルＳ４，Ｓ５の値を出力する。具体的には、受信機１０は、前記メインビーム１５によるターゲット１４からの広帯域信号を受信し、その信号の受信レベルＳ４の値を出力する。受信機１１は、前記サブビーム１６によるターゲット１４からの狭帯域信号を受信し、その信号の受信レベルＳ５の値を出力する。ここで、受信機１１は、受信する信号の帯域が制約されているが、エネルギー比で見ると信号が圧縮された状態と同等になるため、実質的に受信感度が、広帯域信号を受信する受信機１０の受信感度に匹敵するまでに改善されることとなる。したがって、受信機１０が広帯域信号を受信する受信レベルと受信機が狭帯域信号を受信する受信レベルとが拮抗することとなる（図３参照）。また、受信機１１は、分配比率設定器９から受信帯域幅可変信号Ｓ２を受け取ると、例えばフィルターなどを用いて受信する帯域幅を可変して合成器６からの狭帯域信号を受信して、その受信レベルＳ５の値を出力する。
【００５７】
受信機１０，１１が受信する信号の受信レベルの変化の一例を図３に示す。図３において、サブビームの受信レベルの変化は、受信機１１が受信した信号の受信レベルを時系列において示すものであり、受信レベルがＨ１の場合、ターゲット１４からの信号を最大受信レベル（閾値）で受信したことを示している。図３において、メインビームの受信レベルの変化は、受信機１０が受信した信号の受信レベルを時系列において示すものであり、受信レベルがＨ２の場合、ターゲット１４からの信号を最大受信レベル（閾値）で受信したことを示している。
【００５８】
前記レベル比較器８は、２台の受信機１０，１１から出力される受信レベルＳ４，Ｓ５の値を入力し、それらの受信レベルＳ４，Ｓ５の値を閾値（最大受信レベルＨ１，Ｈ２）と比較し、その比較結果Ｓ６を移相制御器７に出力する。前記移相制御器７は、前記受信機１１による受信レベルを前記閾値と比較して、受信機１１の受信レベルが閾値以下である場合にサブビーム制御信号Ｓ８を狭帯域用移相器４１〜４５に出力する。
【００５９】
前記狭帯域用移相器４１〜４５は、前記移相制御器７からサブビーム制御信号Ｓ８を受け取ると、図４を用いて説明したようにサブビーム１６をターゲット１４の探索範囲内に見かけ上振らせる。
【００６０】
前記狭帯域用移相器４１〜４５がサブビーム１６を見かけ上振らせると、受信機１０，１１の時系列における受信レベルが図３のように変化する。そして、前記狭帯域用移相器４１〜４５がサブビーム１６を見かけ上振らせている過程において、サブビーム１６がターゲット１４からの信号を捕捉すると、受信機１１の受信レベルが前記閾値（最大受信レベル）に達する。
【００６１】
前記移相制御器７は、受信機１１の受信レベルが前記閾値に達した時点で、メインビーム１５をターゲット１４からの信号の最大受信レベル方向に指向させるためのビーム切替信号Ｓ７を広帯域用移相器３１〜３５に出力する。
【００６２】
前記広帯域用移相器３１〜３５は、前記移相制御器７からメインビーム切替信号Ｓ７を受け取ると、メインビーム１５を前記最大受信レベル方向に指向させる。メインビーム１５が前記最大受信レベル方向に指向されると、ターゲット１４からの信号がメインビーム１５により捕捉され、図３に示すように受信機１０の受信レベルが前記閾値に達する。したがって、受信機１０の受信レベルを監視することにより、ターゲット１４の位置情報が得られる。
【００６３】
さらに図５及び図６を用いて、メインビーム１５の制御によりターゲット１４を捕捉する場合を説明する。なお、図６において、点線で示す円はサブビーム１６でターゲット１４の探索範囲内に見かけ上振らせている状態をイメージとして示している。
【００６４】
図６（Ａ）に示すように、メインビーム１５がターゲット１４を完全に捕捉している状態を示しており、広帯域用受信機１０が広帯域信号を受信した受信レベルＳ４の値は図５のＡの範囲に示すように、ほど閾値、すなわち最大受信レベルＨ１を示している。しかし、ターゲット１４がメインビーム１５による捕捉範囲から徐々に逸脱すると、図６のＢの範囲に示すように、時系列において示すように広帯域用受信機１０による受信レベルがレベルダウンする。
【００６５】
レベル比較器８は、広帯域用受信機１０による受信レベルＳ４に図６のＢ範囲で示すレベルダウンを検出すると、その比較結果Ｓ６を移相制御器７に出力する。前記移相制御器７は、前記比較結果Ｓ６を前記レベル比較器８から受け取ると、メインビーム切替信号Ｓ７を移相器３１〜３５に出力する。前記移相器３１〜３５は、前記メインビーム切替信号Ｓ７を受け取ると、メインビーム１５を前記最大受信レベル方向に指向させる。
【００６６】
前記移相器３１〜３５がメインビーム１５を切り替えると、図６のＣ範囲で示すようにメインビーム１５の切替による受信機１０の受信レベルが変化し、メインビーム１５の切替によって受信機１０の受信レベルが最大受信レベルまで改善される。
【００６７】
したがって、前記移相器３１〜３５は、図６に示すようにメインビーム１５をターゲット１４を完全に捕捉する方向に振ることにより、受信機１１による受信レベルの値を最大受信レベルの値に維持することにより、ターゲット１４を追尾する。
【００６８】
以上説明したように本発明の実施形態１によれば、上述した本発明の実施形態による効果を得ることができるばかりでなく、装置を構成する部品が汎用のものであって、占有帯域幅への変更や送信機側の機能追加を不要とした簡素化システムとして構築することができ、例えば航空機などの飛翔体に搭載して飛翔状態でターゲットを探索することができる。
【００６９】
さらに、本発明の実施形態１によれば、ターゲットが発射する信号を受信し、その受信信号を分配器で広帯域と狭帯域との帯域幅比で分配し、その分配した信号に基づいてサブビームとメインビームとを生成して、サブビームをターゲットの探索範囲内に見かけ上振ることにより、ターゲットからの信号の最大受信レベルを示す方向に捕捉し、その方向にメインビームを振ることによりターゲットを捕捉するため、テレメータ方式においてもオートトラックによる追尾を容易に行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明は、テレメータ方式においてもターゲットをオートトラックによる追尾を行うことができ、テレメータ方式の応用分野を拡大することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の実施形態に係るターゲット探査装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態において、ターゲットを探査している状態をイメージした図である。
【図３】本発明の実施形態において、受信機が出力する受信レベルの変化を時系列で示す特性図である。
【図４】本発明の実施形態において、サブビームをターゲット探索範囲内に見かけ上振らせる状態をイメージした説明図である。
【図５】本発明の実施形態において、受信機が出力する受信レベルの変化を時系列で示す特性図である。
【図６】本発明の実施形態において、サブビームをターゲット探索範囲内に見かけ上振らせる状態をイメージした説明図である。
【符号の説明】
【００７２】
１１〜１ｎ  アンテナ
２１〜２ｎ  分配器
３１〜３ｎ，４１〜４ｎ  移相器
５，６  合成器
７  移相制御器
８  レベル比較器
９  分配比率設定器
１０，１１  受信機
【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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