誘導装置

【課題】ドップラレーダを使用して目標を観測する誘導装置は、目標信号のドップラ周波数とメインローブクラッタのドップラ周波数が重なる領域では、メインローブクラッタ信号を誤検出する可能性がある。このため目標信号がメインローブクラッタ周波数範囲外に出てくる待ち受け処理をするが、待ち受け処理中は、目標又は誘導装置を搭載した飛しょう体が機動をしてビーム領域外とならない限り目標信号を検出できない。
【解決手段】誘導装置のアンテナパターン及びクラッタ実測値を使用してメインローブクラッタ電力を算出し、別途算出した目標信号の電力と比較して、真に目標が検出困難なメインローブクラッタの角度範囲を算出する。これにより目標接近による目標信号電力の上昇及び実際のクラッタ状況に応じてメインローブクラッタ周波数範囲を狭くするものとした。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は飛しょう体に搭載する誘導装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ドップラレーダを使用して目標を観測する誘導装置は、目標反射波（以下、目標信号と称す）のドップラ周波数と、飛しょう体の搭載する誘導装置の備えるアンテナのメインローブ方向の地面又は海面反射波（以下、メインローブクラッタと称す）のドップラ周波数とが重なる領域（以下、ビーム領域と称す）においては、目標反射波信号がメインローブクラッタ信号に埋もれるため、目標信号の検出が困難となりメインローブクラッタ信号を誤検出する可能性がある。
【０００３】
この対応としてビーム領域においては、ドップラ追尾ゲートをメインローブクラッタ周波数範囲外に設定し、目標信号がメインローブクラッタ周波数範囲外に出てくるのを待ち受ける処理とした目標追尾方法が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
目標信号がメインローブクラッタ周波数範囲外に出てくるのを待ち受ける処理とした場合、目標又は誘導装置を搭載した飛しょう体が目標信号のドップラ周波数がメインローブクラッタ周波数範囲外となるような機動をしない限り目標信号を検出できない。この対策として、誘導装置を搭載した飛しょう体側が機動することにより目標信号のドップラ周波数がメインローブクラッタ周波数範囲外となるようにするという技術が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１６８９５１号公報（第１８頁、第１３図）
【特許文献２】特開２００１−１６５５９８号公報（第５頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図１５は、従来の誘導装置における、目標１８の速度方向１９と飛しょう体２０から見た目標１８の目視線のなす角度２１（以下、アスペクト角と称す）と目標信号２２及びメインローブクラッタ信号２３の関係を示した図である。
図１５（ａ）は、アスペクト角が９０°近傍より大きな場合の目標信号及びメインローブクラッタ信号の関係を示した図である。
図１５（ｂ）は、アスペクト角が９０°近傍の場合の目標信号及びメインローブクラッタ信号の関係を示した図である。
図１５（ｃ）は、アスペクト角が９０°近傍より小さな場合の目標信号及びメインローブクラッタ信号の関係を示した図である。
【０００７】
図１５（ｂ）に示すようにアスペクト角が９０°近傍となった場合、目標信号２２とメインローブクラッタ信号２３のドップラ周波数が同一となり、この２つの反射波の信号が周波数軸上で重なることとなる。メインローブクラッタの電力は、誘導装置と地面又は海面間の距離及び地面又は海面の状況等によって変動するため、メインローブクラッタ電力が目標反射波電力と同等以上となる状況が発生し、目標反射波の検出が困難となりメインローブクラッタを目標反射波と過って検出する課題があった。
【０００８】
図１６は、従来の誘導装置におけるドップラ追尾ゲートの設定方法を説明する図である。
前述の誤検出を防止するため、従来、ビーム領域においてメインローブクラッタ周波数範囲内の目標信号は検出しようとせず、ドップラ追尾ゲート２４をメインローブクラッタ周波数範囲２５外に設定し、目標信号２２がメインローブクラッタ周波数範囲２５外に出てくるのを待ち受ける処理をしていた。しかしながら、目標又は誘導装置を搭載した飛しょう体が機動をしてビーム領域外とならない限り、誘導装置は目標信号を検出できないという課題があった。
【０００９】
図１７は、従来の誘導装置におけるメインローブの角度範囲とメインローブクラッタ周波数範囲の関係を説明する図である。
従来の誘導装置では、前述待ち受け処理に使用するメインローブクラッタ周波数範囲は、アンテナメインローブの角度範囲２６を一定として、目標目視線方向２７を中心とし、メインローブの角度範囲２６における地面又は海面の相対速度からドップラ周波数の範囲を算出し、メインローブクラッタ周波数範囲２５としている。例えば、図１７において、相対速度Ａ２８はメインローブクラッタ周波数範囲２５の上限、相対速度Ｂ２９はメインローブクラッタ周波数範囲２５の下限としている。
このため、図１７（ｂ）のように、メインローブクラッタ信号２３の電力が小さい状況、又は、目標信号２２の電力が大きい状況で目標信号２２を検出できる状態であっても、メインローブクラッタ周波数範囲２５は、メインローブクラッタ信号２３の電力が小さい状況、又は、目標信号２２の電力が大きい状況で目標信号２２を検出できる状態に応じた適当な設定範囲とならず、待ち受け処理により目標信号２２のドップラ周波数にドップラ追尾ゲート２４を設定できずに目標信号２２を検出できないという課題がある。
この対策として常に実際のメインローブクラッタ信号の電力を観測しようとした場合、誘導装置の信号処理負荷が多大なものとなるといった課題があった。
【００１０】
この発明は係る課題を解決するためになされたものであり、誘導装置において上記待ち受け処理により目標信号を検出できない領域を低減し、目標をより確実に検知することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明における誘導装置は、ドップラレーダを使用して目標を観測し、前記目標に対して誘導する誘導装置であって、
前記ドップラレーダに用いるアンテナのアンテナ面基準からの角度と前記アンテナの利得との関係をテーブル化したアンテナ利得パターンテーブルと、
前記アンテナ利得パターンテーブルのデータと、前記ドップラレーダにより得られる前記目標との相対距離や相対角度及び相対角度等の目標相対情報と、慣性装置から得られる姿勢角や高度等の慣性情報とを用いて、地面等からの反射信号であるクラッタ信号の電力分布を前記アンテナ面基準からの角度毎に算出するメインローブクラッタ信号電力分布算出部と、
前記目標相対情報を用いて前記目標からの反射信号である目標信号の電力を算出する目標信号電力算出部と、
前記クラッタ信号の電力分布の算出値と前記目標信号の電力の算出値とを比較して、前記目標が検出できなくなる角度範囲をメインローブ角度範囲として算出するメインローブ角度範囲設定部と、
前記メインローブ角度範囲を用いてドップラ周波数の上限値及び下限値を求めて、クラッタ周波数範囲を算出するメインローブクラッタ周波数範囲設定部と、
前記クラッタ周波数範囲に基づいて、受信機のドップラ追尾ゲートを設定すると共に、
送信機の送信タイミング制御及び送信波変調制御を行う送受信制御部と、
前記受信機が受信した受信信号において前記追尾ゲートの範囲内の受信信号を処理して目標を検出する受信信号処理部とを備え、
メインローブクラッタ信号電力分布算出部は、クラッタ信号の電力分布の算出値と前記受信信号処理部が出力するクラッタ信号の電力分布の観測値とを、前記アンテナ面基準からの角度毎に比較することで前記クラッタ信号の電力分布の算出値を補正して、補正後のクラッタ信号の電力分布の値を前記メインローブ角度範囲設定部に出力するようにした。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、待ち受け処理により目標信号を検出できない領域を低減することができ、目標をより確実に検知することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
実施の形態１．
図１３、１４を用いて、従来の誘導装置１が目標を検出する検出方法を説明する。
図１３は従来の誘導装置１を示したブロック図である。図１４は、従来の誘導装置１の処理フローを示した図である。図５に記載する誘導装置１には、各種の構成品が設けられているが、ここではこの発明の要旨とする部分のみを説明する。
【００１４】
従来の誘導装置１は、信号処理器２とアンテナ１０と送信機８と受信機９とを備える。
送信機８はアンテナ１０を介して目標（図示せず）に向けて送信信号１１５を送信する。受信機９はアンテナ１０を介して目標からの反射波である目標反射波を受信して所要のレベルに増幅した後、目標からの受信信号１１６を受信信号処理部４に出力する。
【００１５】
受信信号処理部４は、受信信号１１６を信号処理した結果である目標観測情報１００を目標相対関係算出部３に出力する。
【００１６】
目標相対関係算出部３は、目標観測情報１００を用いて、誘導装置１と目標との相対関係を表す情報である目標相対関係情報１１０を算出し、目標相対関係情報１１０を誘導計算部５とメインローブクラッタ周波数範囲算出部６と送受信制御部７とに出力する。ここで、目標相対関係情報１１０とは、誘導装置１と目標との相対距離、相対角度、相対速度のことを言う。
【００１７】
誘導計算部５は、目標相対関係情報１１０に基づき、目標に誘導するための加速度指令１１１を算出する。
【００１８】
メインローブクラッタ周波数範囲算出部６は、目標相対関係情報１１０に基づき、目標目視線方向を中心として一定設定としたメインローブ角度範囲における地面又は海面の相対速度からメインローブクラッタ周波数範囲１１２を算出する。
【００１９】
送受信制御部７は、入力した目標相対関係情報１１０及びメインローブクラッタ周波数範囲算出部６から出力されたメインローブクラッタ周波数範囲１１２をもとにドップラ追尾ゲートを設定し、送信波の送信タイミング制御、送信波の送信指向方向制御及び送信波変調制御を行う送信機制御信号１１３を生成し、送信機８に対して出力する。
また、送受信制御部７は、受信機９に対して目標反射波の受信タイミング制御及びドップラ追尾ゲートの制御を行う受信機制御信号１１４を生成し出力する。
【００２０】
送信機８は、送信機制御信号１１３の情報を送信信号１１５として、アンテナ１０に送信する。
【００２１】
アンテナ１０は目標方向に指向し、送信機８から出力される送信信号１１５を目標へ向けて照射するとともに、目標からの反射波を受信し、受信信号１１６を受信機９へ出力する。
【００２２】
このように、従来の誘導装置１では、メインローブクラッタ周波数範囲算出部６がメインローブクラッタ周波数範囲１１２を設定し（図１４に示すステップＳ５０１）、送受信制御部７がメインローブクラッタ周波数範囲１１２に基づきドップラ追尾ゲートを設定して（Ｓ５０２）、受信信号から目標信号の検出処理を行っていた。
【００２３】
次に、図１から図３を用いてこの発明の実施の形態１にかかる誘導装置２００ａを説明する。
図１は、この発明に係る実施の形態１の誘導装置のブロック図である。図２は、実施の形態１の誘導装置の要旨となるメインローブクラッタ周波数範囲の算出方法を示した図である。図３は、実施の形態１の誘導装置の処理フローを示した図である。
【００２４】
実施の形態１の誘導飛しょう体２００ａは、目標検索開始前にメインローブクラッタ信号電力を算出し、算出した計算値と実測値とを比較し、計算値の補正処理を行った後に目標検索を行う。
【００２５】
図１において、実施の形態１の誘導装置２００ａは、アンテナ利得パターンテーブル１１ａ、メインローブクラッタ信号電力分布算出部１２、目標信号電力算出部１３、メインローブ角度範囲設定部１４を備える。
図５で示した従来の誘導装置１と同様の機能をもつ構成については同一番号を付し、その説明を省略する。
【００２６】
アンテナ利得パターンテーブル１１ａは、誘導装置２００ａのアンテナ面基準からの角度θとアンテナ利得Ｇ＿θの関係を数値的に示したデータテーブルであり、角度θ毎にアンテナ利得の絶対値が登録されている（図２のアンテナ利得パターンテーブル１１ａ参照）。
【００２７】
メインローブクラッタ信号電力分布算出部１２は、アンテナ利得パターンテーブル１１ａのデータを用いて、アンテナ面基準の角度におけるメインローブクラッタ信号電力分布を算出する。
【００２８】
目標信号電力算出部１３は、目標相対関係算出部３から出力される目標相対関係情報１１０（目標相対距離）等を用いて、目標からの反射信号である目標信号の電力を算出する。算出した算出目標信号電力１２１をメインローブ角度範囲設定部１４へ出力する。
【００２９】
メインローブ角度範囲設定部１４は、メインローブクラッタ信号電力の電力レベルが目標信号の電力レベルよりも上回り目標が検出できなくなる角度範囲を算出する。算出した角度範囲をメインローブ角度範囲１２２として、メインローブクラッタ周波数範囲算出部６へ出力する。
【００３０】
送受信制御部７は、誘導装置２００ａが目標捜索前又は目標捜索中の間、定期的に、メインローブクラッタの電力分布を観測するよう送受信制御を行う。
送受信制御部７は、入力した目標相対関係情報１１０及びメインローブクラッタ周波数範囲算出部６から出力されたメインローブクラッタ周波数範囲１１２をもとにドップラ追尾ゲートを設定し、送信波の送信タイミング制御、送信波の送信指向方向制御及び送信波変調制御を行う送信機制御信号１１３を生成し、送信機８に対して出力する。
また、送受信制御部７は、受信機９に対して目標反射波の受信タイミング制御及びドップラ追尾ゲートの制御を行う受信機制御信号１１４を生成し出力する。
【００３１】
実施の形態１の受信信号処理部４は、受信信号１１６を処理して得たメインローブクラッタの電力分布の観測結果であるメインローブクラッタの電力分布観測結果１２５を、メインローブクラッタ信号電力分布算出部１２へ出力する。
【００３２】
次に、図２、３を用いて、誘導装置２００ａの動作を説明する。
まず、メインローブクラッタ信号電力分布算出部１２は、目標検索開始の前に、アンテナ利得パターンテーブル１１ａを用いて、補正値算出処理を行う（Ｓ１０１〜Ｓ１０３）。
【００３３】
メインローブクラッタ信号電力分布算出部１２は、アンテナ利得パターンテーブル１１ａのデータと、目標相対関係算出部３から入力した目標相対関係情報１１０と、外部の慣性装置（図示せず）から入力される飛しょう体の慣性情報（飛しょう体姿勢角、高度、位置など）と、記憶部４０に記憶された、海面の反射係数やその他誘導装置固有の値（送信電力、デューティー比、波長、アンテナ利得等）をもとに、式１により、アンテナ面基準の角度におけるメインローブクラッタ信号電力分布の算出値Ｐｒｃ＿θを算出する（Ｓ１０１）。ここで、式１はＰｒｃ＿θを算出する式の一例である。
【００３４】
【数１】

【００３５】
海面の反射係数やその他誘導装置固有の値は、メインローブクラッタ信号電力分布算出部１２内の記憶部４０に記憶された数値を用いる。
【００３６】
メインローブクラッタ信号電力分布算出部１２は、受信信号処理部４が出力するメインローブクラッタ電力分布観測結果１２５（Ｐｒｃｃ＿θ）を入力する（Ｓ１０２）。
【００３７】
メインローブクラッタ信号電力分布算出部１２は、メインローブクラッタ信号電力分布の算出値Ｐｒｃ＿θとメインローブクラッタ電力分布観測結果１２５（Ｐｒｃｃ＿θ）とを、アンテナ１０のアンテナ面基準の角度毎に比較し、式２のように、その差分をメインローブクラッタ信号電力分布の補正値α＿θとして算出する（Ｓ１０３）。メインローブクラッタ信号電力分布算出部１２は、算出した補正値α＿θを記憶部４０に記憶する。
【００３８】
【数２】

【００３９】
このように、メインローブクラッタ信号電力分布算出部１２は定期的にメインローブクラッタ信号電力分布を算出し、定期的に補正値α＿θを得て、更新した補正値α＿θを記憶部４０に記憶する。
【００４０】
次に、目標検索時の動作（Ｓ１０４〜Ｓ１１１）について説明する。
目標検索時において、メインローブクラッタ信号電力分布算出部１２は、式１に従い、所定の周期で、メインローブクラッタ信号電力分布Ｐｒｃ＿θを算出する（Ｓ１０４）。
【００４１】
メインローブクラッタ信号電力分布算出部１２は、記憶部４０に記憶した補正値α＿θを用いて、式３により、メインローブクラッタ信号電力分布の算出値Ｐｒｃ＿θの補正処理を行う。そして、補正後のメインローブクラッタ信号電力分布１２０（Ｐｒｃｈ＿θ）をメインローブ角度範囲設定部１４へ出力する（Ｓ１０５）。
【００４２】
【数３】

【００４３】
一方、目標信号電力算出部１３は、目標相対関係算出部３から出力される目標相対関係情報１１０、記憶部（図示しない）に記憶された目標ＲＣＳ（ＲａｄａｒＣｒｏｓｓＳｅｃｔｉｏｎ、目標物体のレーダ反射面積）やその他誘導装置固有の値（送信電力、デューティー比、波長、アンテナ利得等）の情報にもとづき、式４により、目標信号の算出電力である算出目標信号電力１２１（Ｐｒｔ）を算出する（Ｓ１０６）。算出した算出目標信号電力１２１をメインローブ角度範囲設定部１４へ出力する。式４は、算出目標信号電力を求める算出式の一例である。
【００４４】
【数４】

【００４５】
ここで、算出目標信号電力１２１（Ｐｒｔ）は、飛しょう体が誘導飛しょうし目標との相対距離が減少するに従い増加するもので、飛しょう体と目標との相対関係（位置関係など）に従い刻々と変化するものである。
【００４６】
次に、メインローブ角度範囲設定部１４は、補正後のメインローブクラッタ信号電力分布１２０と算出目標信号電力１２１との電力レベルを比較する。
メインローブ角度範囲設定部１４は、補正後のメインローブクラッタ信号電力分布１２０が算出目標信号電力１２１よりも電力レベルが高く、目標が検出できなくなる角度範囲をメインローブ角度範囲１２２として算出する（Ｓ１０７）。
算出したメインローブ角度範囲１２２をメインローブクラッタ周波数範囲算出部６に出力する。
【００４７】
このメインローブ角度範囲１２２は、飛しょう体が誘導飛しょうし、目標との相対距離が減少して目標信号電力が増加していくにつれ狭くなるもので、飛しょう体と目標との相対関係（位置関係など）に従い刻々と変化するものである。
【００４８】
このように、実施の形態１の誘導装置２００ａは、メインローブクラッタ信号電力分布算出部１２において、メインローブクラッタ信号電力分布の補正処理を行うようにしたことにより、精度の高いメインローブ角度範囲１２２を得ることができる。
【００４９】
メインローブクラッタ周波数範囲算出部６は、メインローブ角度範囲１２２を用いて、この角度範囲におけるドップラ周波数の上限及び下限値を算出する（Ｓ１０８）。
算出したドップラ周波数の上限及び下限値をメインローブクラッタ周波数範囲１２３として送受信制御部７へ出力する。
【００５０】
メインローブクラッタ周波数範囲１２３は、飛しょう体が誘導飛しょうし、目標との相対距離が減少してメインローブ角度範囲が狭くなるに従い狭くなるもので、飛しょう体と目標との相対関係（位置関係など）に従い刻々と変化するものである。
【００５１】
送受信制御部７は、メインローブクラッタ周波数範囲１２３に基づき、受信機制御信号１１４により受信機８のドップラ追尾ゲートを制御して、メインローブクラッタ周波数範囲１２３の外に、ドップラ追尾ゲート１２４を設定する（Ｓ１０９）。
【００５２】
ドップラ追尾ゲート１２４を設定後、目標検出の判定を行い（Ｓ１１０）、目標が検出されれば目標追尾開始処理を開始する。一方、目標が検出されない場合はＳ１１１のステップに移行し、目標の検索処理を継続する。
【００５３】
このように、実施の形態１の誘導装置２００ａは、アンテナ利得パターンテーブル１１ａと、メインローブクラッタ信号電力分布算出部１２と、目標信号電力算出部１３と、メインローブ角度範囲設定部１４とを備え、メインローブクラッタ電力分布を算出するようにし、算出したメインローブクラッタ電力分布をメインローブクラッタ電力分布の実測結果を用いて、補正するようにした。
そして、補正後のメインローブクラッタ電力分布の算出値と、目標信号電力の算出値とを比較し、目標が検出困難なメインローブクラッタ角度範囲を設定し、メインローブクラッタ角度範囲に基づきメインローブクラッタ周波数範囲を設定するようにした。
【００５４】
これにより、誘導装置２００ａは、飛しょう体が誘導飛しょうし目標との相対距離が減少している状況やメインローブクラッタ信号の電力が実際は計算値より小さいなど、飛しょう体と目標との相対関係に応じて、適切なメインローブクラッタ周波数範囲を計算により設定できるようになる。
よって、誘導装置２００ａは、待ち受け処理により目標信号が検出できない領域を減少させることができ、結果として、目標信号をより確実に検知することができる。
【００５５】
実施の形態２．
実施の形態１の誘導装置２００ａは、アンテナ１０の角度毎に、計算結果と実測結果の差分をとり、メインローブクラッタ電力分布の算出値を補正するようにした。実施の形態２の誘導装置２００ｂは、メインローブクラッタ信号の電力ピークを算出し、算出した電力ピークを用いて、メインローブクラッタ電力分布を補正する。
【００５６】
図４は、この発明に係る実施の形態２の誘導装置のブロック図である。実施の形態２の誘導装置２００ｂは、メインローブクラッタ信号電力ピーク算出部１５を備える。図５は、実施の形態２の誘導装置の要旨となるメインローブクラッタ周波数範囲の算出方法を示した図である。図６は、この発明における誘導装置の処理フローを示した図である。実施の形態１と同じものについては同一番号を付し説明を省略する。
【００５７】
ここでは、実施の形態１と異なる点を主に説明する。
【００５８】
実施の形態２のアンテナ利得パターンテーブル１１ｂは、角度θ毎に、θ＝０°を基準としたアンテナ利得Ｇ＿θの相対値が登録されている（図５のアンテナ利得パターンテーブル１１参照）。
【００５９】
メインローブクラッタ信号電力ピーク算出部１５は、目標相対関係算出部３から出力される目標相対関係情報１１０、外部の慣性装置（図示せず）から入力される慣性情報（飛しょう体姿勢角、高度）と、図示しない記憶部に記憶された海面の反射係数やその他誘導装置固有の値（送信電力、デューティー比、波長、アンテナ利得等）をもとに、式５により、メインローブクラッタ信号の電力ピークＰｒｃ＿Ｐ（１３０）を算出し、メインローブクラッタ電力分布算出部１２へ出力する。
【００６０】
【数５】

【００６１】
メインローブクラッタ信号電力分布算出部１２にて、メインローブクラッタ信号の電力ピーク値と、アンテナ利得パターンテーブルのアンテナ面基準の角度と利得の関係から、式６により、アンテナ面基準の角度におけるメインローブクラッタ信号電力分布Ｐｒｃ＿θを算出する。
【００６２】
【数６】

【００６３】
この算出した電力分布Ｐｒｃ＿θと受信信号処理部４から出力されたメインローブクラッタ電力分布の観測結果Ｐｒｃｃ＿θを比較し、その差分を式７により求める。
【００６４】
【数７】

【００６５】
このように、メインローブクラッタ信号電力分布算出部１２は定期的にメインローブクラッタ信号電力分布を算出し、定期的に補正値α＿θを得て、更新した補正値α＿θを記憶部４０に記憶させる。
【００６６】
メインローブクラッタ信号電力分布算出部１２は、記憶部４０に記憶した補正値α＿θを用いて、式８により、メインローブクラッタ信号電力分布の補正処理を実施する。そして、補正後のメインローブクラッタ信号電力分布Ｐｒｃｈ＿θ１２０をメインローブ角度範囲設定部１４へ出力する。
【００６７】
【数８】

【００６８】
以降の目標信号電力算出部１３とメインローブ角度範囲設定部１４とメインローブクラッタ周波数範囲算出部６と送受信制御部７の動作は、実施の形態１で説明した動作と同様である。
【００６９】
このように、実施の形態２の誘導装置２００ｂは、角度θ毎にθ＝０°を基準としたアンテナ利得Ｇ＿θの相対値が登録されたアンテナ利得パターンテーブル１１ｂと、メインローブクラッタ信号の電力ピークを算出するメインローブクラッタ信号電力ピーク算出部を備え、算出した電力ピーク値と実測した電力ピーク値とを比較して補正値を算出し、算出したメインローブクラッタ電力分布を補正するようにした。
【００７０】
これにより、実施の形態２の誘導装置はピーク値のみでメインローブクラッタ電力分布の補正を行うため、実施の形態１の誘導装置に比べ、算出したメインローブクラッタ電力分布の補正処理が簡易に行えるようになる。
【００７１】
実施の形態３．
実施の形態２の誘導装置２００ｂは、メインローブクラッタ信号の電力ピークを算出し、算出した電力ピークを用いてメインローブクラッタ電力分布を補正するようにしたが、実施の形態３の誘導装置２００ｃは、目標捜索前又は目標捜索中の間定期的に、メインローブクラッタの電力ピークを観測し、算出した電力ピークを用いてメインローブクラッタ電力分布を補正する。
【００７２】
図７はこの発明に係る実施の形態３の誘導装置のブロック図である。図８は実施の形態３の誘導装置の要旨となるメインローブクラッタ周波数範囲の算出方法を示した図である。図９は実施の形態３の誘導装置の処理フローを示した図である。実施の形態と同じものについては同一番号を付し説明を省略する。
【００７３】
実施の形態３のアンテナ利得パターンテーブル１１ｃは、角度θ毎に、θ＝０°を基準としたアンテナ利得Ｇ＿θの相対値が登録されている（図８のアンテナ利得パターンテーブル１１参照）。
【００７４】
受信信号処理部４は、メインローブクラッタの受信信号を処理して、メインローブクラッタの電力分布観測結果１２５をメインローブクラッタ信号電力ピーク算出部１５へ出力する。
【００７５】
メインローブクラッタ信号電力ピーク算出部１５は、目標相対関係算出部３から出力される目標相対関係情報１１０（目標目視線方向）、外部の慣性装置から入力する慣性情報（飛しょう体姿勢角、高度）、海面の反射係数、その他誘導装置固有の値（送信電力、デューティー比、波長、アンテナ利得等）の情報にもとづき、メインローブクラッタ信号の電力ピークを算出する。
この算出した電力ピーク値と受信信号処理部４から出力されたメインローブクラッタ電力ピークの観測結果を比較し、その差分を以後のメインローブクラッタ電力ピーク算出における補正値として使用する。この補正値を使用したメインローブクラッタ信号電力ピーク算出結果をメインローブクラッタ信号電力分布算出部１２へ出力する。
【００７６】
メインローブクラッタ信号電力分布算出部１２は、メインローブクラッタ信号の電力ピーク値と、アンテナ利得パターンテーブルのアンテナ面基準の角度と利得の関係から、アンテナ面基準の角度におけるメインローブクラッタ信号電力分布を算出する。このメインローブクラッタ信号電力分布算出結果をメインローブ角度範囲設定部１４へ出力する。
【００７７】
目標信号電力算出部１３、メインローブ角度範囲設定部１４、メインローブクラッタ周波数範囲算出部６、送受信制御部７の動作は、図１に示した実施の形態１と同様である。
【００７８】
これにより、実施の形態３の誘導装置はピーク値のみでメインローブクラッタ電力分布の補正を行うため、実施の形態１の誘導装置に比べ、算出したメインローブクラッタ電力分布の補正処理が簡易に行えるようになる。
【００７９】
実施の形態４．
図１０はこの発明に係る実施の形態４の誘導装置のブロック図である。図１１は実施の形態４の誘導装置の要旨となるメインローブクラッタ周波数範囲の算出方法を示した図である。図１２は実施の形態４の誘導装置の処理フローを示した図である。実施の形態１〜３と同じ機能のものについては同一番号を付し説明を省略する。
【００８０】
図４の送受信制御部７は、誘導装置が目標捜索前又は目標捜索中の間定期的に、任意のアンテナ面基準の角度におけるメインローブクラッタ信号の電力を観測するよう送受信制御を行う。
【００８１】
受信信号処理部４は、メインローブクラッタの受信信号を処理して、任意のアンテナ面基準の角度におけるメインローブクラッタ信号の電力観測結果をメインローブクラッタ信号電力算出部１６へ出力する。
【００８２】
メインローブクラッタ信号電力算出部１６は、目標相対関係算出部３から出力される目標相対情報（目標目視線方向）、他の構成品から出力される慣性情報（飛しょう体姿勢角、高度）、海面又は地面の反射係数、その他誘導装置固有の値（送信電力、デューティー比、波長、アンテナ利得等）の情報にもとづき、任意のアンテナ面基準の角度におけるメインローブクラッタ信号の電力を算出する。
この算出した電力値と受信信号処理部４から出力されたメインローブクラッタの電力の観測結果を比較し、その差分を以後のメインローブクラッタ電力算出における補正値として使用する。この補正値を使用したメインローブクラッタ信号電力算出結果をＳ／Ｃ算出部１７へ出力する。
【００８３】
目標信号電力算出部１３は、目標相対関係算出部３から出力される目標相対情報（目標相対距離）、目標ＲＣＳ、その他誘導装置固有の値（送信電力、デューティー比、波長、アンテナ利得等）の情報にもとづき、目標信号の電力を算出し、Ｓ／Ｃ算出部１７へ出力する。この目標信号の電力算出値は、飛しょう体が誘導飛しょうし、目標との相対距離が減少していくにつれ、増加していくこととなる。
【００８４】
Ｓ／Ｃ算出部１７は、目標信号電力算出部１３より出力される目標信号電力とメインローブクラッタ信号電力算出部１６より出力されるメインローブクラッタ信号電力とを比較し、その電力比（以下これをＳ／Ｃ比と称す）を算出し、メインローブクラッタ角度範囲設定部１４へ出力する。
【００８５】
アンテナ利得パターンテーブル１１ｄは、誘導装置２００ｄのアンテナ面基準からの角度θとアンテナ利得Ｇ＿θの関係を数値的に示したデータテーブルであり、角度θ毎にアンテナ利得の絶対値が登録されている（図１１のアンテナ利得パターンテーブル１１ａ参照）。
【００８６】
メインローブ角度範囲設定部１４は、Ｓ／Ｃ算出部１７から出力される、任意のアンテナ面基準の角度におけるＳ／Ｃ比とアンテナ利得パターンテーブル１１のデータからメインローブクラッタ信号電力の方が目標信号電力を上回り、目標が検出できない角度範囲を算出し、これをメインローブ角度範囲としてメインローブクラッタ周波数範囲算出部６へ出力する。このメインローブ角度範囲は、飛しょう体が誘導飛しょうし、目標との相対距離が減少して目標信号電力が増加していくにつれ狭くなることとなる。また、メインローブクラッタ信号電力算出部１６におけるメインローブクラッタ信号電力算出において、メインローブクラッタの実測結果を反映することにより、メインローブクラッタ信号の電力の実際が想定より小さい状況においては、メインローブ角度範囲は狭く設定されることとなる。
【００８７】
メインローブクラッタ周波数範囲算出部６、送受信制御部７の動作は、図１に示した実施の形態１と同様である。
【００８８】
これにより、実施の形態４の誘導装置は任意のアンテナ面基準の角度におけるメインローブクラッタ信号の電力値のみでメインローブクラッタ電力分布の補正を行うため、実施の形態１の誘導装置に比べ、算出したメインローブクラッタ電力分布の補正処理が簡易に行えるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】この発明に係る実施の形態１の誘導装置のブロック図である。
【図２】この発明に係る実施の形態１の誘導装置の要旨となるメインローブクラッタ周波数範囲の算出方法を示した図である。
【図３】この発明に係る実施の形態１の誘導装置の処理フローを示した図である。
【図４】この発明に係る実施の形態２の誘導装置のブロック図である。
【図５】この発明に係る実施の形態２の誘導装置の要旨となるメインローブクラッタ周波数範囲の算出方法を示した図である。
【図６】この発明に係る実施の形態２の誘導装置の処理フローを示した図である。
【図７】この発明に係る実施の形態３の誘導装置のブロック図である。
【図８】この発明に係る実施の形態３の誘導装置の要旨となるメインローブクラッタ周波数範囲の算出方法を示した図である。
【図９】この発明に係る実施の形態３の誘導装置の処理フローを示した図である。
【図１０】この発明に係る実施の形態４の誘導装置のブロック図である。
【図１１】この発明に係る実施の形態４の誘導装置の要旨となるメインローブクラッタ周波数範囲の算出方法を示した図である。
【図１２】この発明に係る実施の形態４の誘導装置の処理フローを示した図である。
【図１３】従来の誘導装置１を示したブロック図である。
【図１４】従来の誘導装置１の処理フローを示した図である。
【図１５】従来の誘導装置における目標の速度方向と飛しょう体から見た目標の目視線のなす角度と目標信号及びメインローブクラッタ信号の関係を示した図である。
【図１６】従来の誘導装置におけるドップラ追尾ゲートの設定方法を説明する図である。
【図１７】従来の誘導装置におけるメインローブの角度範囲とメインローブクラッタ周波数範囲の関係を説明する図である。
【符号の説明】
【００９０】
１従来の誘導装置、２信号処理器、３目標相対関係算出部、４受信信号処理部、５誘導計算部、６メインローブクラッタ周波数範囲算出部、７送受信制御部、８送信機、９受信機、１０アンテナ、１１アンテナ利得パターンテーブル、１２メインローブクラッタ信号電力分布算出部、１３目標信号電力算出部、１４メインローブ角度範囲設定部、１５メインローブクラッタ信号電力ピーク算出部、１６メインローブクラッタ信号電力算出部、１７Ｓ／Ｃ算出部、１８目標、１９目標速度方向、２０飛しょう体、２１アスペクト角、２２目標信号、２３メインローブクラッタ信号、２４ドップラ追尾ゲート、２５メインローブクラッタ周波数範囲、２６メインローブの角度範囲、２７目標目視線方向、２８相対速度Ａ、２９相対速度Ｂ、４０記憶部、１００目標観測情報、１１０目標相対関係情報、１１１加速度指令、１１２メインローブクラッタ周波数範囲、１１３送信機制御信号、１１４受信機制御信号、１１５送信信号、１１６受信信号、１２０補正後のメインローブクラッタ信号電力分布、１２１算出目標信号電力、１２２メインローブ角度範囲、１２３メインローブクラッタ周波数範囲、１２４ドップラ追尾ゲート、１２５メインローブクラッタの電力分布観測結果、１３０メインローブクラッタ信号の電力ピーク、２００誘導装置。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドップラレーダを使用して目標を観測し、飛しょう体を前記目標に対して誘導する誘導装置であって、
前記ドップラレーダのアンテナ利得パターンを用いて算出した地面等からの反射信号の電力であるメインローブクラッタ電力と、前記ドップラレーダにより得られる前記目標との相対距離や相対角度及び相対角度等の目標相対情報と前記目標のレーダ反射面積である目標ＲＣＳ（ＲａｄａｒＣｒｏｓｓＳｅｃｔｉｏｎ）とを用いて算出した目標からの反射信号の電力である目標信号電力とを比較して、前記目標が検出困難なメインローブクラッタの角度範囲を算出し、前記メインローブクラッタの角度範囲に基づいて、前記目標の検索範囲を指定するドップラ追尾ゲートを設定して前記目標を検索する信号処理器を備えたことを特徴とする誘導装置。
【請求項２】
飛しょう体に搭載され、ドップラレーダを使用して目標を観測して飛しょう体を前記目標に対して誘導する誘導装置であって、
前記ドップラレーダに用いるアンテナのアンテナ面基準からの角度と前記アンテナの利得との関係をテーブル化したアンテナ利得パターンテーブルと、
前記アンテナ利得パターンテーブルのデータと、慣性装置から得られる前記飛しょう体の姿勢角、高度、位置等の慣性情報と、海面等の反射係数とを用いて、海面等からの反射信号であるメインローブクラッタクラッタ信号の電力分布の算出値を前記アンテナ面基準からの角度毎に算出するメインローブクラッタ信号電力分布算出部と、
前記ドップラレーダにより得られる前記目標との相対距離や相対角度及び相対角度等の目標相対情報と、目標のレーダ反射面積である目標ＲＣＳ（ＲａｄａｒＣｒｏｓｓＳｅｃｔｉｏｎ）とを用いて、前記目標からの反射信号である目標信号の電力の算出値を算出する目標信号電力算出部と、
前記メインローブクラッタ信号の電力分布の算出値と前記目標信号の電力の算出値とを比較して、前記目標が検出できなくなる角度範囲をメインローブ角度範囲として算出するメインローブ角度範囲設定部と、
前記メインローブ角度範囲を用いてドップラ周波数の上限値及び下限値を求めて、クラッタ周波数範囲を算出するメインローブクラッタ周波数範囲設定部と、
前記クラッタ周波数範囲に基づいて、前記目標の検索範囲を指定するドップラ追尾ゲートを設定すると共に、誘導装置に搭載された送信機の送信タイミング制御及び送信波変調制御を行う送受信制御部と、
誘導装置に搭載された受信機が受信した前記目標からの信号を処理して前記メインローブクラッタ信号の電力分布の観測値を取得し前記メインローブクラッタ信号電力分布算出部に出力すると共に、前記追尾ゲートで設定された範囲で前記目標からの信号を処理して目標を検出する受信信号処理部とを備え、
前記メインローブクラッタ信号電力分布算出部は、前記メインローブクラッタ信号の電力分布の算出値と前記メインローブクラッタ信号の電力分布の観測値とを、前記アンテナ面基準からの角度毎に比較して前記メインローブクラッタ信号の電力分布の算出値を補正して、補正後の算出値を、前記メインローブクラッタ信号の電力分布の算出値として前記メインローブ角度範囲設定部に出力することを特徴とする誘導装置。
【請求項３】
飛しょう体に搭載され、ドップラレーダを使用して目標を観測して飛しょう体を前記目標に対して誘導する誘導装置であって、
前記ドップラレーダに用いるアンテナのアンテナ面基準からの角度と前記アンテナの利得との関係をテーブル化したアンテナ利得パターンテーブルと、
前記アンテナ利得パターンテーブルのデータと、慣性装置から得られる前記飛しょう体の姿勢角、高度、位置等の慣性情報と、海面等の反射係数とを用いて、海面等からの反射信号であるメインローブクラッタクラッタ信号の電力分布の算出値を前記アンテナ面基準からの角度毎に算出するメインローブクラッタ信号電力分布算出部と、
前記ドップラレーダにより得られる前記目標との相対距離や相対角度及び相対角度等の目標相対情報と、目標のレーダ反射面積である目標ＲＣＳ（ＲａｄａｒＣｒｏｓｓＳｅｃｔｉｏｎ）とを用いて、前記目標からの反射信号である目標信号の電力の算出値を算出する目標信号電力算出部と、
前記メインローブクラッタ信号の電力分布の算出値と前記目標信号の電力の算出値とを比較して、前記目標が検出できなくなる角度範囲をメインローブ角度範囲として算出するメインローブ角度範囲設定部と、
前記メインローブ角度範囲を用いてドップラ周波数の上限値及び下限値を求めて、クラッタ周波数範囲を算出するメインローブクラッタ周波数範囲設定部と、
前記クラッタ周波数範囲に基づいて、前記目標の検索範囲を指定するドップラ追尾ゲートを設定すると共に、誘導装置に搭載された送信機の送信タイミング制御及び送信波変調制御を行う送受信制御部と、
誘導装置に搭載された受信機が受信した前記目標からの信号を処理して前記メインローブクラッタ信号の電力分布の観測値を取得し前記メインローブクラッタ信号電力分布算出部１２に出力すると共に、前記追尾ゲートで設定された範囲で前記目標からの信号を処理して目標を検出する受信信号処理部とを備え、
前記メインローブクラッタ信号電力分布算出部は、前記メインローブクラッタ信号の電力分布の算出値のピーク値と前記メインローブクラッタ信号の電力分布の観測値のピーク値とを比較して、ピーク値の比較結果に基づき、前記メインローブクラッタ信号の電力分布の算出値を補正して、補正後の算出値を、前記メインローブクラッタ信号の電力分布の算出値として前記メインローブ角度範囲設定部に出力することを特徴とする誘導装置。

【図１】