誘導装置
【課題】 従来は、目標に向け電波を送信し、目標から直接反射信号を受信して目標信号を検出し追尾しており、目標からの反射波が海面や地表面等のクラッタ信号の受信時、目標方向と異なる方向に目標がいると認識しマルチパスを追尾し、誤ロックしていた。
【解決手段】 従来、単一偏波での送受信を行っていたが、本方式は、水平偏波による送受信（ＨＨ信号）と垂直偏波による送受信（ＶＶ信号）の２種類の偏波方式での送受信方式とした。目標からの直接反射波と、海面や地表面を経由するクラッタ反射波（マルチパス）では、ＨＨ信号とＶＶ信号で位相差が１８０度ずれる。この位相差を用いて信号処理することにより、目標からの直接反射信号とクラッタ反射波（マルチパス）を分離し、クラッタ反射波（マルチパス）の影響を受けずに目標に追尾し、ロックオンを保持することが可能になる。
【解決手段】 従来、単一偏波での送受信を行っていたが、本方式は、水平偏波による送受信（ＨＨ信号）と垂直偏波による送受信（ＶＶ信号）の２種類の偏波方式での送受信方式とした。目標からの直接反射波と、海面や地表面を経由するクラッタ反射波（マルチパス）では、ＨＨ信号とＶＶ信号で位相差が１８０度ずれる。この位相差を用いて信号処理することにより、目標からの直接反射信号とクラッタ反射波（マルチパス）を分離し、クラッタ反射波（マルチパス）の影響を受けずに目標に追尾し、ロックオンを保持することが可能になる。
【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ものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の誘導装置は、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、この受信信号に目標検出処理を行ない、目標信号を検出し、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している（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平８−７５８４７号公報（第４頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の誘導装置は、目標に向けて電波を送信して、目標から直接反射してきた信号を受信することにより目標信号を検出して追尾するが、目標からの反射波が海面または地表面等のクラッタを経由した信号を受信した場合には、目標方向と異なる方向に目標がいると認識し、目標ではなくマルチパスを追尾し、誤ロック、あるいは目標や外部装置からのジャミングにより目標信号が見えなくなり、ロックオフする課題があった。
【０００５】
この発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、誘導装置が目標信号を検出する際に、目標からの反射信号とマルチパス及びジャミングを分離することができ、正確に目標を追尾することが可能な誘導装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明による誘導装置は、送信周波数信号とローカル信号を出力する発振部と、この発振部から入力した送信周波数信号を増幅し、送信信号を出力する送信部と、この送信信号と受信信号を切り換える送受切換部と、水平偏波、垂直偏波の２種の偏波方式を備え、上記送信信号を空間へ送信し、目標からの反射信号を受信する偏波共用アンテナと、この目標からの反射信号をローカル信号で周波数変換し、増幅してビデオ信号を出力する受信部と、このビデオ信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部と、このＡ／Ｄ変換されたディジタル信号の垂直偏波信号と水平偏波信号を合成処理する偏波信号処理部と、この偏波信号処理された結果から目標信号とマルチパスとを分離して追尾する目標信号を検出する目標検出部と、この検出した目標信号から距離、速度、角度等の目標情報を計算し、目標に向けて誘導装置を誘導する誘導信号を出力する追尾処理部とを備えたものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、誘導装置が目標を追尾する際に、クラッタ反射波（マルチパス）の影響を受けず、目標の正確な角度で追尾することができ、誘導性能が向上する。さらに、ジャミングによる妨害波の影響を除去して目標信号のみを検出することが可能となり、耐妨害性能、目標識別性能、及び誘導性能が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
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について説明する。
図１は、この発明の実施の形態１を示す構成図である。１は目標に向けて飛しょうする誘導装置、２は誘導装置１が補足・追尾する目標、３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発振部、４は送信周波数信号を増幅した送信信号を出力する送信部、５は送信信号と受信信号を切り換える送受切換部、６は水平偏波、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、目標からの反射信号を受信する偏波共用アンテナ、７は目標２からの反射信号をエキサイタ部から出力されるローカル信号で周波数変換し、増幅してビデオ信号を出力する受信部、８は受信部からのビデオ信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部、９はディジタル信号を垂直偏波と水平偏波で合成処理する偏波信号処理部、１０はこの偏波信号処理された結果から目標信号とマルチパスを分離して追尾する目標信号を検出する目標検出部、１１は検出した目標信号から距離、速度、角度等の目標情報を計算し、誘導装置１を目標に向けて誘導するための誘導信号を出力する追尾処理部である。
【０００９】
この動作を図２、図３に基づき説明する。
図２（ａ）は、誘導装置の運用状況、図２（ｂ）は、誘導装置１が目標２を追尾する角度、図３は、誘導装置１で受信される反射波の振幅と位相を示す図である。
誘導装置１は、空間に向けて送信波を放射して、目標２からの反射波及び海面または地表面１２からのクラッタ反射波を受信する。この時、目標反射波の入射角はＡ（ｄｅｇ）、クラッタ反射波の入射角はＢ（ｄｅｇ）となる。誘導装置１は受信波の中から目標２からの反射波のみを検出して、入射角Ａ（ｄｅｇ）方向にいる目標２に向かって飛しょうする。
【００１０】
誘導装置１は偏波共用アンテナ６により、垂直偏波による送受信、水平偏波による送受信を行う。これにより、目標２からの反射信号は、ＨＨ信号（水平偏波による送受信信号）とＶＶ信号（垂直偏波による送受信信号）の２種類が受信されることになる。受信信号は、受信部７で周波数変換、増幅、位相検波し、Ａ/Ｄ変換部８でディジタル信号に変換し、偏波信号処理部９で合成処理を行ない、目標検出部１０で偏波信号処理結果から目標信号を検出して、追尾処理部１１で目標の距離、速度、角度情報を計算し誘導装置を目標に向けて誘導するための誘導信号を出力する。
【００１１】
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からの直接反射波は、図３（ａ）に示すように、ＨＨ信号（水平偏波による送受信信号）とＶＶ信号（垂直偏波による送受信信号）との間で位相差が無いが、目標２からの反射波が海面または地表面１２を経由して到来したクラッタ反射波（マルチパス）は、２度の反射が起こっており、図３（ｂ）に示すように、ＨＨ信号とＶＶ信号との間で位相差は１８０度のずれが生じる。
【００１２】
偏波信号処理部９にてＨＨ信号とＶＶ信号の和（合成）を算出すると、目標２からの直接反射波は、図３（ａ）に示すように位相が同じであるため、振幅が増幅されるが、海面や地表面１２を経由してきたクラッタ反射波は、図３（ｂ）に示すように打ち消しあうこととなり、振幅を得られなくなり消滅する。このように偏波信号処理を行うことにより、目標２からの直接反射信号のみを抽出することができる。
【００１３】
この実施の形態１によれば、誘導装置１が目標２を追尾する際に、クラッタ反射波（マルチパス）の影響を受けず、図２（ｂ）に示すように目標の正確な角度で追尾することができ、誘導性能が向上する。
【００１４】
実施の形態２．
図４は、この発明の実施の形態２を示す構成図であり、１２は偏波信号比較部であり、１〜１１は、実施の形態１で記載したものと同じものであるので説明は省略する。
偏波信号比較部１２は、ＨＨ信号とＶＶ信号の振幅を比較して、ジャミングの影響の有無を判断し、その情報を元に目標検出部１０にて追尾する目標信号のみを検出する。
【００１５】
この動作を図５、図６に基づき説明する。
図５は、誘導装置１の運用を示す図である。１４は敵機であり、それ以外は実施の形態１で説明したものと同じである。敵機１４が誘導装置１に向けてジャミング信号を放射している。また、図６は、誘導装置１の受信波の受信電力を示す図であり、図６（ａ）と図６（ｂ）はＨＨ信号（水平偏波による送受信信号）とＶＶ信号（垂直偏波による送受信信号）のいずれかの受信電力を示すものである。敵機１４の放射するジャミングと同じ偏波面での受信信号は、図６（ｂ）のように目標信号とクラッタ（マルチパス）以外にジャミングが存在する。図６（ａ）は、ジャミングと異なる偏波面での受信信号であり、目標信号とクラッタ（マルチパス）のみが存在する。
【００１６】
偏波信号処理部９にて、図６（ａ）と図６（ｂ）の和を算出した結果が図６（ｃ）である。実施の形態１と同様に、目標反射波はＨＨ信号とＶＶ信号で位相差が無いため信号は増幅され、クラッタ反射波（マルチパス）は、ＨＨ信号とＶＶ信号で位相差が１８０度ずれる為、信号の和を算出すると振幅が得られなくなり消滅する。また、ジャミング信号は図６（ｂ）にのみ存在するため、和を算出後も同じレベルの振幅が存在することになる。偏波信号比較部１２では、図６（ａ）、図６（ｂ）、図６（ｃ）のそれぞれで検出した信号の位置を比較する。図６（ａ）ではＢ点とＣ点、図６（ｂ）では、Ａ点、Ｂ点、Ｃ点、図６（ｃ）ではＡ点、Ｂ点で信号を検出しており、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の全てに存在したＢ点を目標信号と判断し、目標検出部１０にて、図６（ｄ）に示すようにＢ点を目標信号として検出する。
【００１７】
この実施の形態２によれば、誘導装置が目標を追尾する際に、クラッタ反射波（マルチパス）の影響を受けず、かつ、ジャミングによる妨害波の影響を除去して目標信号のみを検出することが可能となり、耐妨害性能、目標識別性能、及び誘導性能が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】この発明による誘導装置の実施の形態１を示す図である。
【図２】この発明による誘導装置の実施の形態１の運用を示す図である。
【図３】この発明による誘導装置の実施の形態１による受信信号を示す図である。
【図４】この発明による誘導装置の実施の形態２を示す図である。
【図５】この発明による誘導装置の実施の形態２の運用を示す図である。
【図６】この発明による誘導装置の実施の形態２による受信信号を示す図である。
【符号の説明】
【００１９】
１ 誘導装置、２ 目標、３ 発振部、４ 送信部、５ 送受信切換部、６ 偏波共用アンテナ、７ 受信部、８ Ａ／Ｄ変換部、９ 偏波信号処理部、１０ 目標検出部、１１ 追尾処理部、１２ 海面または地表面、１３ 偏波信号比較部、１４ 敵機。
【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ものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の誘導装置は、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、この受信信号に目標検出処理を行ない、目標信号を検出し、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している（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平８−７５８４７号公報（第４頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の誘導装置は、目標に向けて電波を送信して、目標から直接反射してきた信号を受信することにより目標信号を検出して追尾するが、目標からの反射波が海面または地表面等のクラッタを経由した信号を受信した場合には、目標方向と異なる方向に目標がいると認識し、目標ではなくマルチパスを追尾し、誤ロック、あるいは目標や外部装置からのジャミングにより目標信号が見えなくなり、ロックオフする課題があった。
【０００５】
この発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、誘導装置が目標信号を検出する際に、目標からの反射信号とマルチパス及びジャミングを分離することができ、正確に目標を追尾することが可能な誘導装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明による誘導装置は、送信周波数信号とローカル信号を出力する発振部と、この発振部から入力した送信周波数信号を増幅し、送信信号を出力する送信部と、この送信信号と受信信号を切り換える送受切換部と、水平偏波、垂直偏波の２種の偏波方式を備え、上記送信信号を空間へ送信し、目標からの反射信号を受信する偏波共用アンテナと、この目標からの反射信号をローカル信号で周波数変換し、増幅してビデオ信号を出力する受信部と、このビデオ信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部と、このＡ／Ｄ変換されたディジタル信号の垂直偏波信号と水平偏波信号を合成処理する偏波信号処理部と、この偏波信号処理された結果から目標信号とマルチパスとを分離して追尾する目標信号を検出する目標検出部と、この検出した目標信号から距離、速度、角度等の目標情報を計算し、目標に向けて誘導装置を誘導する誘導信号を出力する追尾処理部とを備えたものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、誘導装置が目標を追尾する際に、クラッタ反射波（マルチパス）の影響を受けず、目標の正確な角度で追尾することができ、誘導性能が向上する。さらに、ジャミングによる妨害波の影響を除去して目標信号のみを検出することが可能となり、耐妨害性能、目標識別性能、及び誘導性能が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
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について説明する。
図１は、この発明の実施の形態１を示す構成図である。１は目標に向けて飛しょうする誘導装置、２は誘導装置１が補足・追尾する目標、３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発振部、４は送信周波数信号を増幅した送信信号を出力する送信部、５は送信信号と受信信号を切り換える送受切換部、６は水平偏波、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、目標からの反射信号を受信する偏波共用アンテナ、７は目標２からの反射信号をエキサイタ部から出力されるローカル信号で周波数変換し、増幅してビデオ信号を出力する受信部、８は受信部からのビデオ信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部、９はディジタル信号を垂直偏波と水平偏波で合成処理する偏波信号処理部、１０はこの偏波信号処理された結果から目標信号とマルチパスを分離して追尾する目標信号を検出する目標検出部、１１は検出した目標信号から距離、速度、角度等の目標情報を計算し、誘導装置１を目標に向けて誘導するための誘導信号を出力する追尾処理部である。
【０００９】
この動作を図２、図３に基づき説明する。
図２（ａ）は、誘導装置の運用状況、図２（ｂ）は、誘導装置１が目標２を追尾する角度、図３は、誘導装置１で受信される反射波の振幅と位相を示す図である。
誘導装置１は、空間に向けて送信波を放射して、目標２からの反射波及び海面または地表面１２からのクラッタ反射波を受信する。この時、目標反射波の入射角はＡ（ｄｅｇ）、クラッタ反射波の入射角はＢ（ｄｅｇ）となる。誘導装置１は受信波の中から目標２からの反射波のみを検出して、入射角Ａ（ｄｅｇ）方向にいる目標２に向かって飛しょうする。
【００１０】
誘導装置１は偏波共用アンテナ６により、垂直偏波による送受信、水平偏波による送受信を行う。これにより、目標２からの反射信号は、ＨＨ信号（水平偏波による送受信信号）とＶＶ信号（垂直偏波による送受信信号）の２種類が受信されることになる。受信信号は、受信部７で周波数変換、増幅、位相検波し、Ａ/Ｄ変換部８でディジタル信号に変換し、偏波信号処理部９で合成処理を行ない、目標検出部１０で偏波信号処理結果から目標信号を検出して、追尾処理部１１で目標の距離、速度、角度情報を計算し誘導装置を目標に向けて誘導するための誘導信号を出力する。
【００１１】
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からの直接反射波は、図３（ａ）に示すように、ＨＨ信号（水平偏波による送受信信号）とＶＶ信号（垂直偏波による送受信信号）との間で位相差が無いが、目標２からの反射波が海面または地表面１２を経由して到来したクラッタ反射波（マルチパス）は、２度の反射が起こっており、図３（ｂ）に示すように、ＨＨ信号とＶＶ信号との間で位相差は１８０度のずれが生じる。
【００１２】
偏波信号処理部９にてＨＨ信号とＶＶ信号の和（合成）を算出すると、目標２からの直接反射波は、図３（ａ）に示すように位相が同じであるため、振幅が増幅されるが、海面や地表面１２を経由してきたクラッタ反射波は、図３（ｂ）に示すように打ち消しあうこととなり、振幅を得られなくなり消滅する。このように偏波信号処理を行うことにより、目標２からの直接反射信号のみを抽出することができる。
【００１３】
この実施の形態１によれば、誘導装置１が目標２を追尾する際に、クラッタ反射波（マルチパス）の影響を受けず、図２（ｂ）に示すように目標の正確な角度で追尾することができ、誘導性能が向上する。
【００１４】
実施の形態２．
図４は、この発明の実施の形態２を示す構成図であり、１２は偏波信号比較部であり、１〜１１は、実施の形態１で記載したものと同じものであるので説明は省略する。
偏波信号比較部１２は、ＨＨ信号とＶＶ信号の振幅を比較して、ジャミングの影響の有無を判断し、その情報を元に目標検出部１０にて追尾する目標信号のみを検出する。
【００１５】
この動作を図５、図６に基づき説明する。
図５は、誘導装置１の運用を示す図である。１４は敵機であり、それ以外は実施の形態１で説明したものと同じである。敵機１４が誘導装置１に向けてジャミング信号を放射している。また、図６は、誘導装置１の受信波の受信電力を示す図であり、図６（ａ）と図６（ｂ）はＨＨ信号（水平偏波による送受信信号）とＶＶ信号（垂直偏波による送受信信号）のいずれかの受信電力を示すものである。敵機１４の放射するジャミングと同じ偏波面での受信信号は、図６（ｂ）のように目標信号とクラッタ（マルチパス）以外にジャミングが存在する。図６（ａ）は、ジャミングと異なる偏波面での受信信号であり、目標信号とクラッタ（マルチパス）のみが存在する。
【００１６】
偏波信号処理部９にて、図６（ａ）と図６（ｂ）の和を算出した結果が図６（ｃ）である。実施の形態１と同様に、目標反射波はＨＨ信号とＶＶ信号で位相差が無いため信号は増幅され、クラッタ反射波（マルチパス）は、ＨＨ信号とＶＶ信号で位相差が１８０度ずれる為、信号の和を算出すると振幅が得られなくなり消滅する。また、ジャミング信号は図６（ｂ）にのみ存在するため、和を算出後も同じレベルの振幅が存在することになる。偏波信号比較部１２では、図６（ａ）、図６（ｂ）、図６（ｃ）のそれぞれで検出した信号の位置を比較する。図６（ａ）ではＢ点とＣ点、図６（ｂ）では、Ａ点、Ｂ点、Ｃ点、図６（ｃ）ではＡ点、Ｂ点で信号を検出しており、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の全てに存在したＢ点を目標信号と判断し、目標検出部１０にて、図６（ｄ）に示すようにＢ点を目標信号として検出する。
【００１７】
この実施の形態２によれば、誘導装置が目標を追尾する際に、クラッタ反射波（マルチパス）の影響を受けず、かつ、ジャミングによる妨害波の影響を除去して目標信号のみを検出することが可能となり、耐妨害性能、目標識別性能、及び誘導性能が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】この発明による誘導装置の実施の形態１を示す図である。
【図２】この発明による誘導装置の実施の形態１の運用を示す図である。
【図３】この発明による誘導装置の実施の形態１による受信信号を示す図である。
【図４】この発明による誘導装置の実施の形態２を示す図である。
【図５】この発明による誘導装置の実施の形態２の運用を示す図である。
【図６】この発明による誘導装置の実施の形態２による受信信号を示す図である。
【符号の説明】
【００１９】
１ 誘導装置、２ 目標、３ 発振部、４ 送信部、５ 送受信切換部、６ 偏波共用アンテナ、７ 受信部、８ Ａ／Ｄ変換部、９ 偏波信号処理部、１０ 目標検出部、１１ 追尾処理部、１２ 海面または地表面、１３ 偏波信号比較部、１４ 敵機。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信周波数信号とローカル信号を出力する発振部と、
この発振部から入力した送信周波数信号を増幅し、送信信号を出力する送信部と、
この送信信号と受信信号を切り換える送受切換部と、
水平偏波、垂直偏波の２種の偏波方式を備え、上記送信信号を空間へ送信し、目標からの反射信号を受信する偏波共用アンテナと、
この目標からの反射信号をローカル信号で周波数変換し、増幅してビデオ信号を出力する受信部と、
このビデオ信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部と、
このＡ／Ｄ変換されたディジタル信号の垂直偏波信号と水平偏波信号を合成処理する偏波信号処理部と、
この偏波信号処理された結果から目標信号とマルチパスとを分離して追尾する目標信号を検出する目標検出部と、
この検出した目標信号から距離、速度、角度等の目標情報を計算し、目標に向けて誘導装置を誘導する誘導信号を出力する追尾処理部と、
を備えたことを特徴とした誘導装置。
【請求項２】
上記偏波信号処理部は、水平偏波による送受信信号と垂直偏波による送受信信号を比較し、ジャミング等の影響の有無を判断して追尾する目標信号を検出する様にしたものである、請求項１記載の誘導装置。
【請求項１】
送信周波数信号とローカル信号を出力する発振部と、
この発振部から入力した送信周波数信号を増幅し、送信信号を出力する送信部と、
この送信信号と受信信号を切り換える送受切換部と、
水平偏波、垂直偏波の２種の偏波方式を備え、上記送信信号を空間へ送信し、目標からの反射信号を受信する偏波共用アンテナと、
この目標からの反射信号をローカル信号で周波数変換し、増幅してビデオ信号を出力する受信部と、
このビデオ信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部と、
このＡ／Ｄ変換されたディジタル信号の垂直偏波信号と水平偏波信号を合成処理する偏波信号処理部と、
この偏波信号処理された結果から目標信号とマルチパスとを分離して追尾する目標信号を検出する目標検出部と、
この検出した目標信号から距離、速度、角度等の目標情報を計算し、目標に向けて誘導装置を誘導する誘導信号を出力する追尾処理部と、
を備えたことを特徴とした誘導装置。
【請求項２】
上記偏波信号処理部は、水平偏波による送受信信号と垂直偏波による送受信信号を比較し、ジャミング等の影響の有無を判断して追尾する目標信号を検出する様にしたものである、請求項１記載の誘導装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００６−２４２４６８（Ｐ２００６−２４２４６８Ａ）
【公開日】平成１８年９月１４日（２００６．９．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−５８５９７（Ｐ２００５−５８５９７）
【出願日】平成１７年３月３日（２００５．３．３）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年９月１４日（２００６．９．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年３月３日（２００５．３．３）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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