飛しょう体の誘導方法

【課題】従来のセミアクティブ方式、あるいはアクティブ方式の飛しょう体誘導システムでは、地上局からのコマンド誘導で目標近傍まで移動は可能なものの、地上レーダからの送信波が見通し外となり目標からの反射波が得られなくなると、終末誘導ができないという課題があった。本発明では、目標が見通し外エリアに入る場合であっても目標の捕捉、追尾を可能にして、目標への誘導精度を高める誘導方法を提供する。
【解決手段】送信機を搭載した第１の飛しょう体９を発射して高出力かつ太ビーム幅の送信波１１０で見通し外を捜索し、送信機飛しょう体９が見通し外の目標５を捕捉できた場合に、コマンド誘導用の送受信機能を持つ第２の飛しょう体２の発射を許可する。第２の飛しょう体２は第１の飛しょう体９が取得する目標情報に基づき、見通し外の目標５に向けて誘導される。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は飛しょう体の誘導方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
代表的な飛しょう体の誘導方式として（１）アクティブ誘導方式、（２）セミアクティブ誘導方式、（３）コマンド誘導方式が知られている。目標付近までの誘導は（１）〜（３）のいずれの場合も同じであり、地上に設置されレーダを備えた基地局との通信により目標に向けて誘導される。目標に十分接近してからの終末誘導では（１）アクティブ誘導方式は飛しょう体自身の送信波を目標に照射し、その反射波により目標を追尾する、（２）セミアクティブ誘導方式は基地局等の送信波が目標に反射した反射波を用いて目標を追尾する、（３）コマンド誘導方式は基地局等の通信により指定位置に誘導される、という違いがある。
従来、誘導精度を高める方法として、複数の飛しょう体を空間に向けて放射し、放射した飛しょう体間の通信を用いることで誘導精度を高める方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平４−２０８４００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
地上から空間に向けて放射される飛しょう体（以下では、単に、飛しょう体という）の場合は、終末誘導にセミアクティブ方式、あるいはアクティブ方式を用いるものが一般的である。
セミアクティブ方式、あるいはアクティブ方式の誘導方式では基地局が地上にあるため、山等が障害物となって目標への送信波や地上局から飛しょう体への通信を遮ることで目標の探知等ができないエリア、いわゆる見通し外エリアが存在する。この見通し外エリアに目標が入ったときには、飛しょう体から目標への送信波や、基地局と飛しょう体との間の通信が行えなくなり、結果として目標への誘導が行えない、あるいは目標への誘導精度が劣化するという課題があった。
【０００５】
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、目標が見通し外エリアに入る場合であっても目標の捕捉、追尾を可能にして、目標への誘導精度を高める誘導方法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】
この発明に係る飛しょう体の誘導方法は、目標を捕捉、追尾する地上の基地局から送信される電波が届きにくい見通し外エリアを飛しょうする目標を捕捉、追尾可能な第１の飛しょう体が取得する前記目標の位置情報に基づき、第２の飛しょう体を前記目標に向けて誘導する。
【発明の効果】
【０００７】
この発明の飛しょう体の誘導方法によれば、見通し外エリアの目標の捕捉、追尾を可能として、見通し外エリアの目標へ誘導可能な誘導方法を提供する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１に係るセミアクティブ飛しょう体システムの構成図である。
【図２】実施の形態１に係る送信機飛しょう体の構成図である。
【図３】実施の形態１に係るアクティブ飛しょう体システムの動作フローを説明する図である。
【図４】実施の形態１に係るアクティブ飛しょう体システムの動作フローを説明する図である。
【図５】実施の形態１に係るアクティブ飛しょう体システムの動作フローを説明する図である。
【図６】実施の形態１に係るアクティブ飛しょう体システムの動作フローを説明する図である。
【図７】従来のセミアクティブ誘導方式のシステム構成の一例である。
【図８】従来のアクティブ飛しょう体システムでの見通し外の目標への誘導を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下では、まず図７、図８を用いて従来のセミアクティブ誘導方式、アクティブ誘導方式について説明し、次に、本発明に係る飛しょう体の誘導方式について説明する。
図７は従来のセミアクティブ誘導方式のシステム構成の一例である。図７において、従来のセミアクティブ誘導方式の誘導システムは、基地局４とコマンド誘導が可能な電波を用いるセミアクティブ飛しょう体２とからなる。
基地局４はセミアクティブ飛しょう体発射機１とレーダ３からなる。
レーダ３は、空間に電波を放射し、目標５およびクラッタからの反射波を受信する機能と、セミアクティブ飛しょう体２をコマンド誘導する機能と、セミアクティブ飛しょう体２に基準信号を供給する機能を有する。
図７の例では、セミアクティブ飛しょう体２は基地局４からのコマンド誘導１０２で目標５近傍まで移動可能なものの、目標５が山などの電波を遮る障害物６の後方のいわゆる見通し外エリアに移動すると、基地局４からの送信波１２０が目標５に届かなくなった時点で目標５の反射波が得られなくなり、終末誘導が不可能となる。
【００１０】
図８は、従来のアクティブ飛しょう体システムでの見通し外の目標への誘導を説明する図である。図８はアクティブ飛しょう体発射機７からアクティブ飛しょう体８が放射される例であり、図７と同一の構成には同一番号を付している。
図８の例では、アクティブ飛しょう体８は基地局４からのコマンド誘導１０２により目標近傍まで移動するが、目標５が見通し外エリアに移動することで基地局４からのコマンド誘導が不可能になると、自ら目標５に向けて電波１２２の送信を開始する。
この場合、目標５の予想現在位置に向けて電波１２２を送信することで目標を捕捉し、追尾できる可能性はある。しかしながらアクティブ飛しょう体８の送信波は、もともと基地局からのコマンド誘導によってビーム内にいる目標５を精度良く追尾するためのものであり、電力密度を上げるために狭ビーム幅となっているため、ビーム内に目標を捕捉できる可能性は低い。アクティブ飛しょう体８自身での目標の捕捉に失敗した場合には、見通し外エリアのため基地局からのコマンド誘導もできず目標５への誘導ができないことになる。
【００１１】
実施の形態１．
以下、実施の形態１に係る飛しょう体の誘導方法について、図を用いて説明する。
図１は、実施の形態１に係るセミアクティブ飛しょう体システムの構成図である。
図２は、セミアクティブ飛しょう体システムの一構成である送信機飛しょう体の構成ブロック図である。
図３〜図６は、実施の形態１に係る飛しょう体の誘導方法の動作フローを時系列に分割し、順に示したものである。
なお、図２の送信機飛しょう体のブロック図では、送受信切替部やフロントエンドは太ビームアンテナ部１３に含まれるものとし、レドーム等の一般に飛しょう体に要求されるその他構成品については省略している。
【００１２】
図１、図２において、送信機飛しょう体９は、レーダ３からの基準信号１０１を受信、増幅して太ビーム３０の電波（送信波）１１０を放射し、目標５からの反射波１１１を受信する機能と、レーダ３からのコマンド誘導１０２に従い飛しょうする機能と、レーダ３とセミアクティブ飛しょう体２の間の基準信号やコマンド誘導を中継する機能を備えた送信機飛しょう体である。
基地局４は、送信機飛しょう体発射機１０と、セミアクティブ飛しょう体発射機１と、レーダ３と、判定器１１からなる。
送信機飛しょう体９は自らが目標５に誘導されるものではなく、レーダ３からのコマンド誘導１０２に従って目標５付近を飛しょうするものである。このため信管などは搭載せず、その余剰スペースと余剰質量を用いて送信機や電源部を高出力化している。これにより目標５の捜索に適した太ビームで高電力密度の電波送信が可能となっている。
【００１３】
送信機飛しょう体発射機１０は、送信機飛しょう体９の発射機である。
判定器１１は、レーダ３が目標５を捕捉し、あるいは送信機飛しょう体９が目標５を捕捉しレーダ３から目標捕捉フラグ１３０を受け取った場合に、セミアクティブ飛しょう体発射機１対してセミアクティブ飛しょう体２の発射許可１３１を与える判定器である。
誘導装置１２は、送信機飛しょう体９に搭載される誘導装置である。
太ビームアンテナ部１３は、太ビームの電波（太ビーム３０）を放射し、目標５からの反射波を受信する太ビームアンテナ部である。
高出力送信機１４は、基準信号を増幅して太ビームアンテナ部１３に対して送信波を供給する高出力送信機である。
高出力電源部１５は、高出力送信機１４に送信用電力を供給する機能及び送信機飛しょう体９の構成品に電力を供給する機能を備えた高出力電源部である。
受信機１６は、太ビームアンテナ部１３より供給される目標５の反射波を基準信号を用いてビデオ信号にダウンコンバートする受信機である。
信号処理器１７は受信機１６から供給されるビデオ信号を処理し、目標５の追尾に必要な目標情報を制御装置１９に供給する機能及び誘導装置１２を制御する機能を備えた信号処理機である。
基準信号送受信装置１８は、レーダ３から基準信号を受信し、高出力送信機１４と受信機１６と信号処理器１７に供給すると共に、セミアクティブ飛しょう体２に基準信号を送信する基準信号送受信装置である。
制御装置１９は、送信機飛しょう体９を制御し、制御コマンドに従い飛しょうさせ、電波の送受信を行う制御装置である。
コマンド送受信装置２０は、レーダ３からのコマンド誘導を受信し制御装置１９に供給する機能と、レーダ３に自機情報等を送信する機能と、レーダ３からの誘導コマンドをセミアクティブ飛しょう体２に中継する機能を備えたコマンド送受信装置である。
推進装置２１は制御装置１９の制御に従って送信機飛しょう体９を加速する推進装置である。
【００１４】
次に、実施の形態１に係る飛しょう体の誘導方法の動作について、図３〜図６を用いて説明する。
図３は、飛しょう体を誘導する動作フローを説明する図である。
まず、レーダ３が目標５を捜索し捕捉する。捕捉した際、目標５に誘導可能な状況であればレーダ３は判定器１１に対して目標捕捉フラグ１０５を送信し、判定器１１はセミアクティブ飛しょう体２に対して発射許可１３１を与える。セミアクティブ飛しょう体２は、従来通り、基地局４からのコマンド誘導１０２に従い、目標５に誘導される。
【００１５】
次に、レーダ３が目標５をレーダ３で捜索し捕捉したものの、近々に目標５が障害物６の陰に入る等して見通し外エリアに移動する場合、あるいは目標５が既に見通し外エリアに入ってしまった場合、送信機飛しょう体発射機１０は送信機飛しょう体９を発射する。
送信機飛しょう体９は、レーダ３のコマンド誘導１０２により目標の現在位置に向け飛しょうする。目標５が既に見通し外エリアに入っている場合には、送信機飛しょう体９は予測現在位置に向けて、見通し外にならない航路で飛しょうする。
【００１６】
送信機飛しょう体９のレーダレンジに目標の現在位置、あるいは予測現在位置が入った時点で、レーダ３は送信機飛しょう体９に基準信号１０１を送信開始する。送信機飛しょう体９は基準信号送受信装置１８で基準信号１０１を受信し、基準信号送受信装置１８は得られた基準信号を高出力送信機１４と受信機１６と信号処理器１７に供給する。
高出力送信機１４は、高出力電源部１５から電力供給を受け、送信波を太ビームアンテナ部１３に供給する。
太ビームアンテナ部１３は、目標５の目標の現在位置あるいは予測現在位置に向かって太ビームの電波１１０を送信する。
なお、送信開始のトリガーとしては基準信号の受信開始や、レーダ３からのコマンド誘導の信号、またはその他基地局からの信号が挙げられる。
【００１７】
送信機飛しょう体９が送信開始し、電波送信の持続時間中に見通し外の目標を捕捉できなかった場合には、送信機飛しょう体９を安全な場所にコマンド誘導して落下させる。
【００１８】
送信機飛しょう体９が目標５を捕捉できた場合には、目標５の位置情報をコマンド送受信装置２０を通じてレーダ３に送信する。レーダ３は判定器１１に目標捕捉フラグ１０５を送信する。判定器１１は発射許可の信号をセミアクティブ飛しょう体発射機１に送信する。
【００１９】
次に、図４を用いて飛しょう体誘導の動作フローを説明する。
判定器１１から発射許可の信号を受信したセミアクティブ飛しょう体発射機１はセミアクティブ飛しょう体２を発射する。セミアクティブ飛しょう体２はレーダ３のコマンド誘導１０９に従い、送信機飛しょう体９の捕捉している目標５の位置に向かってレーダ３の見通し外に進入するまで飛しょうする。
飛しょう中のセミアクティブ飛しょう体２はレーダ３からの基準信号１０８の供給を受け、目標５の反射波があれば受信できる状態とする。
なお、セミアクティブ飛しょう体２は送信機飛しょう体９と比較して十分高速とし、レーダ３の見通し外エリアに進入するまでに送信機飛しょう体９を追い越す形にする。その際、要すれば送信機飛しょう体９は推進装置２１の推力を制限し、上記位置関係になるよう推力を制限する。
【００２０】
次に、図５を用いて動作フローを説明する。
セミアクティブ飛しょう体２がレーダ３の見通し外エリアに進入し、セミアクティブ飛しょう体２とレーダ３の直接通信ができなくなる時点で、セミアクティブ飛しょう体２はコマンド誘導と基準信号を送信機飛しょう体９のコマンド送受信装置２０、基準信号送受信装置１８経由に切り替える。
切替えのトリガーとしてはセミアクティブ飛しょう体２とレーダ３の直接通信の途絶やレーダ３からのコマンド誘導の信号、またはその他基地局からの信号が挙げられる。
【００２１】
次に、図６を用いて動作フローを説明する。
セミアクティブ飛しょう体２は送信機飛しょう体９に中継されたコマンド誘導１０７に従い目標５に飛しょうを続け、送信機飛しょう体９が照射する送信波１１０による目標５の反射波を受信した時点でセミアクティブ方式による終末誘導を開始し、目標５を追尾し誘導される。
なお、セミアクティブ方式による終末誘導は、目標５の反射波を受信できていれば、図４や図５で説明したタイミングで開始しても良い。
ただし、図４で説明したタイミングで終末誘導を開始する場合には、途中で追尾が途切れないように、見通し外エリアに進入する前からコマンド誘導と基準信号を送信機飛しょう体９経由に切り替えておく必要がある。
その場合、セミアクティブ飛しょう体２による目標５の反射波の受信が切替えのトリガーとなる。
【００２２】
実施の形態１に係るアクティブ飛しょう体システムは以上のように構成されているので、見通し外エリアの目標５に到達するまでセミアクティブ飛しょう体２との通信を持続して、セミアクティブ飛しょう体２を目標５に誘導することができる。
判定器１１を設けず、送信機飛しょう体９とセミアクティブ飛しょう体２を同時発射した場合と比較すると、目標５を捕捉できずに送信機飛しょう体９やセミアクティブ飛しょう体２が共に制御が不能となることがない。また、送信機飛しょう体９には信管等がないため省コストである。
なお、コマンド誘導により送信機飛しょう体９とセミアクティブ飛しょう体２が離間する航路で飛しょうさせた場合にはバイスタティックレーダとして機能するため、ステルス目標の捕捉も期待できる。また目標５に誘導される飛しょう体に、送信機や電源部の送信用部分を省くことができるセミアクティブ飛しょう体を用いることで、マスレシオの向上等による機動性の向上が見込まれ、より高速な目標への対応も期待できる。
【００２３】
このように、従来の飛しょう体システムでは不可能であった見通し外エリアでの目標の捕捉や追尾が可能になる。また、目標の捕捉や追尾についても従来のアクティブ飛しょう体を発射した場合よりも高い確率で目標の捕捉、追尾が可能となる。
【符号の説明】
【００２４】
１セミアクティブ飛しょう体発射機、２セミアクティブ飛しょう体、３レーダ、４基地局、５目標、６障害物(山等）、７アクティブ飛しょう体発射機、８アクティブ飛しょう体、９送信機飛しょう体、１０送信機飛しょう体発射機、１１判定器、１２誘導装置、１３太ビームアンテナ部、１４高出力送信機、１５高出力電源部、１６受信機、１７信号処理器、１８基準信号送受信装置、１９制御装置、２０コマンド送受信装置、２１推進装置、３０太ビーム、１０１基準信号、１０２コマンド誘導、１０３目標の位置情報、１０４基準信号（中継）、１０５目標捕捉フラグ、１０６目標の位置情報、１０７コマンド誘導（中継）、１０８基準信号、１０９コマンド誘導、１１０送信波、１１１反射波、１２０基地局の送信波、１２１基地局の受信波、１２２飛しょう体の送信波、１３０目標捕捉フラグ、１３１発射許可。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
目標を捕捉、追尾する地上の基地局から送信される電波が届きにくい見通し外エリアを飛しょうする目標を捕捉、追尾可能な第１の飛しょう体が取得する前記目標の位置情報に基づき、第２の飛しょう体を前記目標に向けて誘導することを特徴とする飛しょう体の誘導方法。
【請求項２】
前記第１の飛しょう体は、前記基地局から供給される基準信号を増幅した太ビームの電波を前記見通し外エリアの目標に向けて照射し、前記目標からの反射波により取得した前記目標の位置情報を前記基地局に対して送信し、
前記基地局は前記第１の飛しょう体から前記位置情報を取得すると、前記第２の飛しょう体を発射する発射指令を出力することを特徴とする請求項１記載の飛しょう体の誘導方法。
【請求項３】
前記基地局は前記目標の位置情報に基づき前記第２の飛しょう体を前記目標に誘導するコマンドを生成し、前記コマンドを前記第１の飛しょう体を経由して前記第２の飛しょう体に送信することを特徴とする請求項２記載の飛しょう体の誘導方法。

【図１】