飛翔体に対する能動的防御方法
【課題】接近してくる飛翔体を検知して、前記飛翔体の爆発力を軽減するか、前記飛翔体のセンサ機能を低下させるか、あるいは前記飛翔体の進路を誤らせることを可能とした飛翔体に対する能動的防御方法を提供する。
【解決手段】無指向性のアンテナ５７を通してミリ波受信機５８で第三者の送信するミリ波のレーダ波を受信しその情報をコンピュータ２０に加える。また、受光方向の異なる複数の受光器４６の出力をスイッチ５６を通してコンピュータ２０に加えている。コンピュータ２０ではミリ波を受信すると、飛翔体が接近して来ると判断するが、ミリ波の受信方向が分からないのでとりあえずペルチェ素子ユニット２９を順に選択し消費電力の集中を抑える。そして、特定の受光器４６で受光方向が判定されればその方向のペルチェ素子ユニット２９のみを選択する。
【解決手段】無指向性のアンテナ５７を通してミリ波受信機５８で第三者の送信するミリ波のレーダ波を受信しその情報をコンピュータ２０に加える。また、受光方向の異なる複数の受光器４６の出力をスイッチ５６を通してコンピュータ２０に加えている。コンピュータ２０ではミリ波を受信すると、飛翔体が接近して来ると判断するが、ミリ波の受信方向が分からないのでとりあえずペルチェ素子ユニット２９を順に選択し消費電力の集中を抑える。そして、特定の受光器４６で受光方向が判定されればその方向のペルチェ素子ユニット２９のみを選択する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接近してくる火薬を具備した飛翔体を検知し、飛翔体の爆発力によって防御側移動装置（例えば自動車等）が損傷しないように飛翔体の爆発力を軽減させる、又は飛翔体のセンサが目標点を見失うようにする、或いは誤った目標点を示すことにより飛翔体の経路を修正させることにより防御側移動装置の損傷を免れることができるようにする、飛翔体に対する能動的防御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の防御方法として、防御すべき移動装置（例えば自動車等）に火薬を充填した箱を装備しておき、飛翔体の衝突時に前記箱を発火させて飛翔体の爆発力を軽減させる方法があった。しかし、火薬を飛翔体の前後に２段具備した飛翔体が、防御すべき移動装置に衝突した時に、前部の火薬の爆発力が移動装置に具備された火薬の入った箱を破壊し、飛翔体の後部の火薬の爆発力が移動装置を損傷させるため、移動装置に装備された火薬の箱の防御力が弱かった。
【０００３】
また、防御すべき移動装置としての自動車の車体の熱を目標にして飛来する飛翔体を欺瞞する方法として、煙幕を車体周囲に張る方法があるが、自動車が移動中の場合はその効果が弱く、或いは複数の熱源体を車体に具備させ赤外線の面模様を変化させる方法があるが、飛翔体は温度の高い熱源の急激な位置変化に惑わされないようになってきているため自動車である移動装置に衝突する確率が高かった。
【０００４】
そして、防御すべき移動装置に照射されたレーザ光を検知すると、その欺瞞レーザ光を遠隔に投光し飛翔体のレーザセンサを誤認させる方法では、周囲の外来光をレーザ光として誤検知したり、外来光により受光感度の設定が誤ったりしていた。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
自動車の車体例えばボンネットやドアの表面に設置した、火薬の層を挟み込んだ金属層から成る複数の火薬の箱を具備した自動車である移動装置にあっては、特に無誘導の飛翔体の接近を検知する手段がないので、飛来してくる飛翔体の前後に火薬を２段具備した飛翔体が自動車側の火薬の箱に接触し、前部の火薬の爆発力により自動車側の火薬の箱が無力化され、飛翔体の後部の火薬の爆発力により自動車は大きな損傷を受けていた。
【０００６】
また、移動中の例えば時速４０ｋｍの速度で走行している自動車にあっては、飛翔体の赤外線センサを欺くための手段を具備していないため、飛翔体の飛翔経路を自動車方向以外にさせることができず、飛翔体が自動車である移動装置に衝突し自動車は大きな損傷を受けていた。
【０００７】
そして、飛来してくる飛翔体を誘導するための自動車に照射されたパルス又は連続波のレーザ光を検知するとその欺瞞用レーザ光を遠隔に照射する防御方法にあっては、受光器の使用波長域が可視光のため外来光を誤検知し、誤って欺瞞光を投光したり、自動車周辺に照らされたレーザの波長域又はレーザ波長域を含む可視光線域における不用の光、例えば夜間における街灯の光等を誤検知し、閾値が高くなってしまい、散乱した弱いレーザ光が受光できず、正確なパルスコードの欺瞞用レーザ光を照射（投光）できず、飛翔体はその欺瞞用レーザ光に惑わされることなく飛翔体が自動車に衝突し自動車は大きな損傷を受けていた。
【０００８】
本発明は、上記の点に鑑み、接近してくる飛翔体を検知して、前記飛翔体の爆発力を軽減するか、前記飛翔体のセンサ機能を低下させるか、あるいは前記飛翔体の進路を誤らせることを可能とした飛翔体に対する能動的防御方法を提供することにある。
【０００９】
本発明のその他の目的や新規な特徴は後述の実施の形態において明らかにする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る飛翔体に対する能動的防御方法は、レーザ光の受光器及び電波の受信機を防御側移動装置に設けておき、前記防御側移動装置の周囲の紫外線量から可視光線量を算出し、算出された可視光線量に対応した閾値を超えるレーザの反射光を受光する、又は予め設定した周波数帯の電波を受信する、或いはそれら両方の場合に、前記防御側移動装置の表面に設置された複数のペルチェ素子のいずれかを選択して作動させ、前記地面や地表物体の背景温度と同等の温度に変化させ、赤外線センサを搭載した前記飛翔体のセンサ機能を低下させ前記防御側移動装置を検知できないようにすることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の飛翔体に対する能動的防御方法を使用することにより、高速で接近してくる飛翔体の爆発力による自動車等の防御側移動装置に対する損傷を低減できる、或いは免れることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る飛翔体に対する能動的防御方法の実施の形態１であって、レーダと火薬ユニットを組み合わせたときの回路構成を示すブロック図である。
【図２】実施の形態１において、自動車に火薬ユニット及びレーダのアンテナ群を設置した外観図である。
【図３】前記レーダにおけるアンテナ群と飛翔体との関係を示す平面図である。
【図４】実施の形態１の回路構成における伝搬時間検出器に入力されるパルスの時系列の説明図である。
【図５】本発明に係る飛翔体に対する能動的防御方法の実施の形態２であって、実施の形態１に防御側移動装置としての自動車の動作を検知する手段を追加して機能を向上させた回路構成を示すブロック図である。
【図６】本発明に係る飛翔体に対する能動的防御方法の実施の形態３であって、レーダとペルチェ素子ユニットを組み合わせたときの回路構成を示すブロック図である。
【図７】実施の形態３において、自動車にペルチェ素子ユニット及びレーダのアンテナ群を設置した外観図である。
【図８】本発明に係る飛翔体に対する能動的防御方法の実施の形態４であって、レーダにおけるアンテナ群と飛翔体との関係を示す平面図である。
【図９】本発明に係る飛翔体に対する能動的防御方法の実施の形態５であって、レーダにおけるアンテナ群と飛翔体との関係を示す立体図である。
【図１０】本発明に係る飛翔体に対する能動的防御方法の実施の形態６であって、レーダにおけるアンテナ群と飛翔体との関係を示す立体図である。
【図１１】本発明に係る飛翔体に対する能動的防御方法の実施の形態７及び８であって、飛翔体を誘導するレーザ光の受光及び直接変調方式の欺瞞用レーザ光を投光するときの回路構成を示すブロック図である。
【図１２】自動車に対して照射されたレーザ及びその拡散反射光の広がり、また自動車に設置された受光投光ユニットの受光領域の概略を示した説明図である。
【図１３】自動車に対しレーザ光を投光し、その拡散反射光を基に飛翔体が飛来する原理を示した説明図である。
【図１４】受光投光ユニットから欺瞞用レーザが投光された場合の飛翔体の予測飛翔経路を示した説明図である。
【図１５】太陽光の波長と利用エネルギーの関係を示したグラフである。
【図１６】本発明に係る飛翔体に対する能動的防御方法の実施の形態９であって、飛翔体を誘導するレーザ光の受光及び外部変調方式の欺瞞用レーザ光を投光するときの回路構成を示すブロック図である。
【図１７】本発明に係る飛翔体に対する能動的防御方法の実施の形態１０であって、ミリ波受信機とレーザ光の受光器とペルチェ素子ユニットとを組み合わせたときの回路構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための最良の形態として、飛翔体に対する能動的防御方法の実施の形態を図面に従って説明する。
図１乃至図４で本発明に係る飛翔体に対する能動的防御方法の実施の形態１を説明する。図１は実施の形態１の回路構成のブロック図、図２は３つのアンテナを防御側移動装置としての自動車の上部（屋根）に設置するとともに、複数の火薬箱を自動車の左側面に設置した時の概要図、図３は検知すべき飛翔体と３つのアンテナとの関係及び飛翔体の位置を導く連立方程式を表した平面図である。
【００１４】
図１は防御側移動装置である自動車に設けられた、飛翔体を検知するレーダ及び飛翔体が自動車に衝突する場合の推定位置に対応した火薬箱を発火させる手段を含む全体構成のブロック図である。飛翔体を検知する無指向性レーダは、１基の送受信アンテナ６と２基の受信アンテナ１６とを用い、１基の送受信アンテナ６から符号変調された連続波の送信波７を送信するための送信手段と、その送受信アンテナ６及び２基の受信アンテナ１６に対応して設けられていて、前記送信手段で送信された送信電波が飛翔体８で反射された反射電波（受信波９）を受信する受信手段とを備えるものである。送受信アンテナ６には受信ユニットＡ１０が対応し、２基の受信アンテナ１６には受信ユニットＢ１７及び受信ユニットＣ１８がそれぞれ対応している。
【００１５】
図２は前記アンテナ群を自動車３５に設置した時の概要図であり、１基の送受信アンテナ６及び２基の受信アンテナ１６は、例えば、無指向性のホイップアンテナであり、車体屋根上にそれぞれ設置されている。なお、各アンテナは無指向性に近い特性を示せばバッチアンテナでも何でも良い。
【００１６】
また、図２の自動車３５には、火薬箱を有する火薬ユニット２１が、例えば自動車車体の左右側面（ドア）や前面（ボンネット）等の複数箇所に装備されている。火薬箱は火薬を充填した箱で、具体的には火薬の層を挟み込んだ金属層を有する箱であり、自動車表面から空間に向かう側に火力を放出するように設定され、発火により金属層を飛ばし、飛翔体に損傷を与え飛翔体の爆発力を軽減する機能を有する。
【００１７】
図３は送信アンテナ及び受信アンテナを平面上に配置し、上から眺めた移動体としての飛翔体とアンテナ群の位置関係を示したものである。この図におけるアンテナ群の各アンテナは正三角形の各頂点に配置され、１基のアンテナは送受信兼用となっている。つまり、図３のＸ軸及びこれに直交するＹ軸のなすＸＹ平面（具体的には水平面）上のＸＹ直交座標で示す正三角形の頂点Ａ（ｄ，０）には送受信アンテナ６が、頂点Ｂ（０，３１／２・ｄ），Ｃ（−ｄ，０）には受信アンテナ１６がそれぞれ配置されている。なお、この図３におけるアンテナの配置点は給電点を表しており、例えばアンテナがホイップアンテナの場合、その長さは考慮していない。飛翔体８の位置は座標（ｘ，ｙ）で示される。送受信アンテナ６から送信された送信波７（後述するように符号変調された連続波）が飛翔体８で反射された反射電波は受信波９として３点のアンテナ６，１６で受信される。
【００１８】
ＸＹ平面上を移動してくる飛翔体８の座標（ｘ，ｙ）は図３に記載されている２元２次連立方程式(1)を解くことにより算出される。なお、この式(1)はアンテナを図３のように配置した場合の式であり、図８のように配置が異なると方程式も変わってくる（図８については後述する）。
【００１９】
ここで、飛翔体がＸＹ平面上にない空間上を飛翔してくる場合は式(1)中の電波時間ｔＡに誤差が生ずるので、飛翔体８の座標（ｘ，ｙ）に誤差が生じてくる。この場合は図９のアンテナ配置（図９については後述する）を適用したほうが賢明である。そして、図２の自動車車体の凹凸や設置可能な場所に制約がある場合など物理的にＸＹ平面を保てない場合は、アンテナがＸＹ平面近傍のＸＹ平面から垂直方向にずれた多平面上（つまり、ＸＹ平面に近い領域）に配置される場合もある。この場合もｔＡに誤差が生ずるので、飛翔体の座標（ｘ，ｙ）に誤差が生じてくる。
【００２０】
図１に示されたレーダにおいて、１基の送受信アンテナ６から符号変調された連続波の送信波７を送信するための送信手段は、高周波発振器１、変調器２、符号発生器３及び電力増幅器４を有する。また、Ａ点の送受信アンテナ６に対応する受信手段は受信ユニットＡ１０を、Ｂ点の受信アンテナ１６に対応する受信手段は受信ユニットＢ１７を、Ｃ点の受信アンテナ１６に対応する受信手段は受信ユニットＣ１８をそれぞれ有する。各受信ユニットは混合器１１、増幅器１２、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１３、波形成形器１４及び相関器１５を有する。また、符号発生器３とサーキュレータ５とは送信手段と受信手段と共用され、伝搬時間検出器１９及びコンピュータ２０は各受信ユニットに共用されている。
【００２１】
図２の自動車３５が具備する火薬ユニット２１は、図１に示すように、短絡スイッチ２２、雷管２３及び自動車表面から空間に向かう側に火力を放出する火薬箱２４が組になっていて、コンピュータ２０によって選択的に発火されるものである。
【００２２】
コンピュータ２０は飛翔体位置算出、飛翔体将来位置算出、飛翔体速度算出、発火箱選択（発火させる火薬箱の選択）、発火指令の各機能を有する。
【００２３】
なお、短絡スイッチ２１はコンピュータ２０からの指令がこない時は、雷管２３に電気が行かないように短絡状態にし火薬箱２４が誤発火しないようにしている。
【００２４】
以上の実施の形態１の構成による全体的動作説明を行う。
【００２５】
図１に含まれるレーダの送信手段の高周波発振器１から出力された搬送波は、符号発生器３で作成されたＭ系列符号やＧＯＬＤ系列符号等の符号で変調器２において変調され、電力増幅器４で電力増幅されて、サーキュレータ５を経由して送受信アンテナ６から送信電波として送信される。送信波７の周波数をｆとすると、接近してくる飛翔体８から反射された反射電波である受信波９の周波数はｆ＋ｆｄとなりドップラ周波数ｆｄが加算されている。
【００２６】
レーダの受信手段においては、受信波９はＡ点の送受信アンテナ６、サーキュレータ５を通り受信ユニットＡ１０の混合器１１にて、高周波発振器１の出力の搬送波と混合され周波数ｆｄを主としたビデオ信号が抽出され、増幅器１２で増幅され、希望の周波数帯のみを通すＢＰＦ１３を通り波形成形器１４に入力される。波形成形器１４ではハイ（high）、ロー（Low）のデジタル信号に変換され相関器１５に入力される。
【００２７】
波形成形器１４の出力符号と符号発生器３の符号の逆符号を相関器１５（例えば、ＳＡＷコンボルバ）に入力し、相関がとれた時に相関パルス信号を出力する。ここで、逆符号とは、送信時の変調に用いた符号の１周期が［１０１１．．．１０１０］であれば、逆符号は１周期の最後から先頭に向かう０，１数字の配列で［０１０１．．．１１０１］となる。
【００２８】
伝搬時間検出器１９では、符号発生器３からの符号の１周期の開始を知らせる符号発生トリガと受信ユニットＡ１０における相関器１５の相関ピーク出力との間の時間、つまりＡ点で送信した電波が飛翔体８で反射し、Ａ点で受信したときの伝搬時間ｔＡを出力する。
【００２９】
一方、Ｂ点、Ｃ点の受信アンテナ１６を通って受信された受信電波９は受信ユニットＢ１７及び受信ユニットＣ１８に入力され、受信ユニットＡ１０と同様に作動し、各々の相関ピーク出力が伝搬時間検出器１９に入力され、Ａ点で送信した電波が飛翔体で反射し、Ｂ点で受信したときの伝搬時間ｔＢを得るとともに、Ａ点で送信した電波が飛翔体で反射し、Ｃ点で受信したときの伝搬時間ｔＣを得る。アンテナ配置は既知であるから、それらの伝搬時間ｔＡ，ｔＢ，ｔＣを基に位置算出手段としてのコンピュータ２０において、図３で示された連立方程式(1)の解を算出し、飛翔体８の位置座標（ｘ，ｙ）を時々刻々と算出し、また、位置座標（ｘ，ｙ）の変化から速度、さらには将来位置も算出するようにしている。なお、将来位置の予測はコンピュータ２０において飛翔体の位置を高速に直線回帰演算することにより算出している。
【００３０】
ところでブロック図には書かれていないが飛翔体８の速度については、高周波発振器１出力の搬送波の周波数ｆ及びドップラ周波数ｆｄから算出することができ、飛翔体に対する視線速度を得るようにしても良い。但しこの場合の視線速度は、飛翔体が送受信アンテナ６に追突するように接近してきた場合は正しい速度を示すが、送受信アンテナ６をかすめる様に接近してきた場合は速度に誤差を生ずる。
【００３１】
図４は伝搬時間検出器１９に入力される符号発生器３の符号発生トリガと各相関ピークの関係を表したもので、アンテナ群と飛翔体が図３の配置にある場合のものである。
【００３２】
図４では符号発生トリガと各相関ピークの組が時間の経過とともに繰り返し描かれているが、この符号発生トリガの間隔は符号の１周期のビット数と符号のクロック周波数により決定される。
【００３３】
以上のようにして、前記レーダにより飛翔体８の位置を検知し、かつ飛翔体８の将来位置をコンピュータ２０で予測した結果、飛翔体８が防御すべき自動車に衝突し爆発し自動車に損傷を与えると想定される場合に、推定された衝突位置に対応する火薬ユニット２１を選択し、飛翔体８が自動車に衝突する前に火薬箱２４を発火させ、火薬を具備した飛翔体８又は火薬を飛翔体の前後に２段具備した飛翔体８の爆発力を軽減し自動車の損傷を小さくするようにしている。
【００３４】
この実施の形態１によれば、次の通りの効果を得ることができる。
【００３５】
(1) 防御側移動装置としての図２の自動車３５は、これに装備されているレーダによって、接近してくる飛翔体８を高速に検知及び追尾できる。具体的には、無指向性の送受信アンテナ１基及び無指向性の受信アンテナ２基を同一平面（あるいは同一平面近傍の多平面を含む）上の任意点に配置し、送受信アンテナ６から送信され飛翔体８から反射してきた符号変調の連続波を受信点（１基の送受信アンテナ６及び２基の受信アンテナ１６が配置された点）で受信し、各々の反射波の伝搬時間を基に平面上において接近してくる飛翔体８を高速に検知及び追尾し、自動車３５のどの箇所に衝突するかを推定できる。
【００３６】
(2) そして、飛翔体８が自動車３５の車体に装備された火薬箱２４に接触する手前で、複数ある火薬箱２４の中から推定衝突位置に対応するものとしてコンピュータ２０が選択した火薬箱２４を発火させ、その火薬箱２４の金属層を飛ばし、飛翔体８に損傷を与え飛翔体８の爆発力を軽減することを可能としている。
【００３７】
(3) 前記レーダは、モータでアンテナを駆動する回転式のアンテナではなく、３点の無指向性アンテナの組み合わせを用いており、高速で移動する（接近する）飛翔体８の位置情報、速度情報を瞬時に得ることができ、このため、飛翔体８の接近に対する対処をとるための時間の確保に余裕ができ、この結果、飛翔体８が自動車３５側の火薬箱２４に接触する手前で火薬箱２４を発火させて、飛翔体８の爆発力軽減が実現できる。
【００３８】
(4) 送信波７を符号変調波としたことで、レーダの相互干渉及び他の送信局からの電波干渉が軽減され、また自ら送信した送信波が自らの受信ユニットに与える電波干渉を抑圧することができる。
【００３９】
図５は本発明の実施の形態２のブロック図を示す。この場合、防御側移動装置としての自動車は、ＧＰＳ受信機２５、自動車の走行速度を検知するための車速パルス（速度パルス）発生器２６及び３軸加速度センサ２７のうちのいずれか或いは全てを具備し、それらの出力をコンピュータ２０に加えて自動車の動作状況を詳細に得るように図１の実施の形態１に新たな機能を追加している。なお、その他の構成は前述した実施の形態１と同様であり、同一又は相当部分に同一符号を付して説明を省略する。
【００４０】
ＧＰＳ受信機２５では前記自動車の車速及び進行方向の概略が分かり、車速の詳細は車速パルス発生器２６の出力である速度とパルス数が比例した車速パルスにより得ることができ、進行方向及び発進、停止は３軸加速度センサ２７の加速度より得ることができる。この結果、コンピュータ２０は飛翔体位置算出、飛翔体将来位置算出、飛翔体速度算出、発火箱選択（発火させる火薬箱の選択）、発火指令に加えて、自動車動作に関する車速算出及び車の進路方向算出機能を備えることになり、飛翔体８の衝突位置の予測精度を向上させることができる。
【００４１】
図６は本発明の実施の形態３のブロック図を示し、図７は、図２の火薬ユニット２１の代わりにペルチェ素子３３を防御側移動装置としての自動車３５に装備した構成を示す。図６の例では、車の左側面に配置された複数のペルチェ素子３３を有するペルチェ素子ユニット２９と、車の右側面に配置された複数のペルチェ素子３３を有するペルチェ素子ユニット２９とが少なくとも設けられており、各ペルチェ素子ユニット２９は、ペルチェ素子３３に加えて、スイッチ３０、極性方向スイッチ３１、電流制御器３２及び温度センサ３４を有している。スイッチ３０はペルチェ素子ユニット２９がコンピュータ２０から選択されると、極性方向スイッチ３１、電流制御器３２を介してペルチェ素子３３に電力を供給する。極性方向スイッチ３１ではペルチェ素子３３の表側（自動車表面から空間に向かう側）を熱くするのか冷やすのかを切り替える。温度センサ３４はペルチェ素子３３の表面温度を監視し、背景模擬用の温度になるように電流制御器３２で電流を制御する。
【００４２】
また、地面や地表物体（例えば、木々等）の温度を検知する赤外線センサ２８が自動車に搭載され、その温度検知出力がコンピュータ２０に加えられている。この結果、コンピュータ２０は飛翔体位置算出、飛翔体将来位置算出、飛翔体速度算出、車速算出及び車の進路方向算出機能に加えて、背景温度算出、ペルチェ素子ユニット選択、ペルチェ素子温度設定機能を有する。なお、その他の構成は前述した実施の形態２と同様であり、同一又は相当部分に同一符号を付して説明を省略する。
【００４３】
この場合、レーダで飛翔体８の接近を検知し、コンピュータ２０において飛翔体８が衝突すると予測される位置付近のペルチェ素子ユニット２９を選択し、例えば自動車の左側面に設置された複数個のペルチェ素子３３をすばやく特定温度に変化させるようにしている。なお、その特定温度は、赤外線センサ２８から得られた地面や地表物体の背景温度、或いはその背景温度及び自動車に設置されたペルチェ素子３３の密度を基にコンピュータ２０で算出した背景模擬用の温度としている。例えば、ペルチェ素子３３の設置していない車体部分がある場合には、ペルチェ素子３３とペルチェ素子の無い車体部分の面積とを合わせた平均温度が背景温度に近づくように背景模擬用の温度を設定することができる。
【００４４】
このように、飛翔体８が衝突すると予測される位置付近のペルチェ素子３３を選択して作動させ、前記地面や地表物体の背景温度と同等の温度に変化させる。ペルチェ素子３３の表面温度が背景温度に近づくことにより、背景温度と自動車３５の車体の温度差を基に目標として捕捉し飛来してくる飛翔体８の赤外線センサ（温度センサ）に対して背景であると欺瞞することができ、捕捉を外させ飛翔体８の新たな飛翔経路を更新させない、即ち現在の進行方向を維持させ自動車３５の速度に伴う自動車位置の移動に追随させないようにすることができる。
【００４５】
また、遠隔の飛翔体８の赤外線センサに対しては、目標が消えたように見せかけて欺瞞し、自動車３５が移動中であろうが静止していようが、飛翔体８が捜索した新たな他の熱源に向かうことにより自動車に衝突しないようにできる。
【００４６】
図８は本発明の実施の形態４であって、防御側移動装置としての自動車が備えるレーダのアンテナ配置の他の例を示す。この図８は送信アンテナ及び受信アンテナを平面上に配置し、上から眺めた飛翔体とアンテナ群の位置関係及び飛翔体の位置を導く連立方程式を示したものである。この図におけるアンテナ群、つまり、図８のＸＹ平面（具体的には水平面）上の直角三角形の頂点Ａ（２ｄ，０）には送受信アンテナ６が、頂点Ｂ（０，ｄ），Ｃ（０，０）には受信アンテナ１６がそれぞれ配置されている。なお、この図８におけるアンテナの配置点は給電点を表している。
【００４７】
レーダの送信手段及び受信手段は図１のブロック図の通りであり、実施の形態１，２，３と同様に既知のアンテナ配置と伝搬時間ｔＡ，ｔＢ，ｔＣを基にコンピュータ２０において、図８で示された連立方程式(2)の解を算出し、飛翔体８の位置座標（ｘ，ｙ）を算出することができる。そして、この飛翔体位置座標から飛翔体の将来位置を算出して、実施の形態１，２と同様に自動車が備える火薬箱のいずれかを選択して発火させることにより飛翔体８の爆発力を減衰させることができる。あるいは、実施の形態３のようにペルチェ素子３３を有するペルチェ素子ユニット２９を自動車が具備する場合には、複数のペルチェ素子ユニット２９のいずれかを選択して作動させ、選択されたペルチェ素子３３を地面や地表物体の背景温度と同等の温度に変化させ、赤外線センサを搭載した飛翔体８のセンサ機能を低下させて自動車を検知不能とすることができる。
【００４８】
図９は本発明の実施の形態５であって、防御側移動装置としての自動車が備えるレーダのアンテナ配置の他の例を示す。この図９は、ＸＹ平面に垂直なＸＺ平面或いはＹＺ平面上に受信アンテナ１６を追加したアンテナ群と空間上にいる飛翔体８の位置関係及び飛翔体の位置を導く連立方程式を示したものである。この図におけるアンテナ群の各アンテナはＡＢＣＤを頂点とする三角錐の各頂点に配置され、１基のアンテナは送受信兼用となっている。つまり、図９のＸＹ平面（具体的には水平面）上のＸＹＺ直交座標で示す正三角形の頂点Ａ（ｄ，０，０）には送受信アンテナ６が、頂点Ｂ（０，３１／２・ｄ，０），Ｃ（−ｄ，０，０）には受信アンテナ１６が図３と同様に配置され、さらにＸＹ平面からＺ軸方向にずれた頂点Ｄ（０，０，３１／２・ｄ）に受信アンテナ１６が配置されている。なお、図３と同様にこの図９の場合もアンテナの配置点は給電点を表している。
【００４９】
ＸＹＺ空間上を移動してくる飛翔体８の座標（ｘ，ｙ，ｚ）は図９に記載されている３元２次連立方程式(3)を解くことにより算出される。なお、この式(3)はアンテナを図９のように配置した場合の式であり、配置が異なると方程式も変わってくる。
【００５０】
前記式(3)中の伝搬時間ｔＡ，ｔＢ，ｔＣ，ｔｄは図１と同様の構成（但し、Ｄ点の受信アンテナ１６に対応した受信ユニットＤ（図示せず）を追加する）で得ることができる。
【００５１】
この実施の形態５によれば、飛翔体８がＸＹ平面から離れた空間を移動している場合でも、Ｚ軸方向の高さを考慮することで、より精度の高い飛翔体８の位置算出が可能である。そして、この飛翔体位置座標から飛翔体の将来位置を算出して、実施の形態１，２と同様に自動車が備える火薬箱のいずれかを選択して発火させることにより飛翔体８の爆発力を減衰させることができる。あるいは、実施の形態３のようにペルチェ素子３３を有するペルチェ素子ユニット２９を自動車が具備する場合には、複数のペルチェ素子ユニット２９のいずれかを選択して作動させ、選択されたペルチェ素子３３を地面や地表物体の背景温度と同等の温度に変化させ、赤外線センサを搭載した飛翔体８のセンサ機能を低下させて自動車を検知不能とすることができる。
【００５２】
図１０は本発明の実施の形態６であって、防御側移動装置としての自動車が備えるレーダのアンテナ配置の他の例を示す。この図１０は、送受信アンテナ６をＺ軸上に配置し、Ｘ軸上だけでなくＹ軸上にも受信アンテナ１６を２基配置し、それらのアンテナ群と空間上にいる飛翔体８の位置関係及び飛翔体の位置を導く連立方程式を示したものである。図１０のＸＹ平面上のＸＹＺ直交座標で示す正三角形の頂点Ａ（ｄ，０，０）、頂点Ｂ（０，３１／２・ｄ，０）、頂点Ｃ（−ｄ，０，０）に受信アンテナ１６が配置されるとともに、Ｘ軸に関して頂点Ｂと対称な点Ｄ（０，−３１／２・ｄ，０）にも受信アンテナ１６が配置され、さらにＸＹ平面からＺ軸方向にずれた頂点Ｅ（０，０，３１／２・ｄ）に送受信アンテナ６が配置されている。なお、図３と同様にこの図１０の場合もアンテナの配置点は給電点を表している。
【００５３】
この実施の形態６の場合、送信手段及び受信手段は図１と同様の構成（但し、受信アンテナ数に対応した受信ユニットを追加する）であればよい。
【００５４】
図１０のアンテナ群の場合、Ｙ軸上に２基の受信アンテナが配置されているので空間ダイバシティを構成し、Ｙ軸上の一方の受信アンテナの電波９が弱いときは他方の受信アンテナの強い受信波９を使った図１の波形成形器１４の出力を基にその相関ピークを優先して使用するようにしている。従ってマルチパスによるフェージングを防止（受信波の変動を防止）することができ、ひいては位置データの歯抜けを防止でき、飛翔体８の正確な位置座標（ｘ，ｙ，ｚ）が得られる。そして、この飛翔体位置座標から飛翔体の将来位置を算出して、実施の形態１，２と同様に自動車が備える火薬箱のいずれかを選択して発火させることにより飛翔体８の爆発力を減衰させることができる。あるいは、実施の形態３のようにペルチェ素子を有するペルチェ素子ユニットを自動車が具備する場合には、複数のペルチェ素子ユニットのいずれかを選択して作動させ、選択されたペルチェ素子を地面や地表物体の背景温度と同等の温度に変化させ、赤外線センサを搭載した飛翔体８のセンサ機能を低下させて自動車を検知不能とすることができる。
【００５５】
なお、Ｙ軸上に２基の受信アンテナを設ける代わりに、Ｚ軸上に２基の受信アンテナを配置して空間ダイバシティを構成してもよい。
【００５６】
このように、受信アンテナを最低限の必要数よりも多く配置することにより、空間ダイバシティを構成して、レーダの捕捉追尾性能の向上を図ることができる。
【００５７】
なお、実施の形態１〜６において、３基のアンテナをＸＹ平面に上に配置したが、各アンテナのＸＹ平面上での位置は任意であり、また、当該ＸＹ平面に近い領域の任意の３点にそれぞれ配置したアンテナを用いることもできる。
【００５８】
また、実施の形態５，６において、４基以上のアンテナを用いる場合、ＸＹ平面上若しくは当該ＸＹ平面に近い領域の任意の３点以上にそれぞれ配置したアンテナと、前記ＸＹ平面若しくは前記第ＸＹ平面に近い領域に垂直なＸＺ若しくはＹＺ平面上若しくは当該平面に近い領域の任意の１点に配置したアンテナとを用いることができる。
【００５９】
なお、一般的にはＸＹ平面を水平面、Ｚ軸を鉛直方向に設定するが、ＸＹ平面が水平面に対して所定の角度をなした面でＺ軸がそれに垂直であるとしても本発明は適用できる。
【００６０】
図１１乃至図１５で本発明の実施の形態７及び８を説明する。ここで、図１１にブロック図を示す実施の形態７は、レーザ光で照射された位置を目標として飛来してくる飛翔体を防御する場合にパルスレーザ光が照射されてきたときの防御方法であり、同じブロック図に示される実施の形態８は連続波（モノパルス）レーザに対応する（連続波レーザ光が照射されてきたときの）防御方法である。
【００６１】
まず、図１２乃至図１４においてレーザ光で飛翔体の目標となる自動車が照射されたときの拡散反射光の様子及びレーザ光で照射された位置を目標として飛来してくる飛翔体の飛翔原理等について説明する。
【００６２】
図１２はレーザ光で照射された位置を目標として飛来してくる飛翔体に関する側面図であり、防御側移動装置である自動車３５の左側面にレーザ光３８が照射又は投光されると、拡散反射光が広がり、弱い拡散反射光を含む角度範囲３９が生じる。この時の受光器及び投光器を具備した受光投光ユニット３６（自動車３５に装備されている）におけるレーザの受光領域３７が図１２に示される。
【００６３】
図１３は飛翔体の飛翔原理を示す平面図であり、第３者が投光器４１からレーザ光３８を自動車３５に投光した場合、弱い拡散反射光を含む角度範囲３９と共に強い拡散反射光を含む角度範囲４０が生じ、飛翔体８は強い拡散反射光を含む角度範囲４０を基に飛翔経路４２を描きながら自動車３５に向かっていく。
【００６４】
図１４はレーザ光で照射された位置を目標として飛来してくる飛翔体８の飛翔経路が欺瞞により修正を強いられたときの飛翔経路を示す平面図であり、一方の受光投光ユニット３６でレーザ光３８の弱い拡散反射光を受光すると、受光投光ユニット３６から欺瞞用レーザ光４３を自動車３５から離れた位置に投光する。この時欺瞞用レーザ光４３を投光された位置には欺瞞光による強い拡散反射光を含む角度範囲４４が生じ、飛翔体８は新たな飛翔経路４５上を飛翔していくことになる。
【００６５】
図１１のブロック図の構成を用いた実施の形態７（パルスレーザ光が照射されてきたときの防御方法）では、まずパルス（デジタル０１００１０１１等の信号）のレーザ光３８（図１２、図１３参照）を受光器４６で受光し電気信号としてゲート４９とゲート５１に加える。ゲート４９では閾値設定器４８の閾値出力を越えた場合に受光器４６の出力電圧が、カウンタ又は積分器５０に加えられる。カウンタでは単位時間当たりのパルス数を数え予め設定した数に達した場合にゲート５１を一定時間開く、或いは受光器４６の出力される電圧のパルスをオペアンプによる積分器により積分し予め設定した電圧に達した場合にゲート５１を一定時間開くようにしている。
【００６６】
図１５は太陽光の波長と利用エネルギーの関係を示したもので、閾値設定器４８の閾値設定用の紫外線センサ４７が利用する紫外線の利用エネルギーと可視光線の利用エネルギーの強弱関係が分かる。この関係により任意の日時の天候による自動車の周囲の紫外線の強さから可視光線の強さを閾値設定器４８で算出することができる。つまり、閾値設定器４８において、紫外線センサ４７で検知した紫外線量からそのときの可視光線量を算出し、算出された可視光線量に対応した閾値に設定することができる。
【００６７】
閾値設定器４８で出力される閾値は次のように決定される。図１５の太陽光スペクトラムのうちＵＶＡ（長波長域紫外線）帯域を検知する紫外線センサ４７で自動車３５の周囲の紫外線量を求め、この時の利用エネルギー量の平均が５０％だとし（図１５の縦軸から読み取る）、受光器４６の検知波長が５００ｎｍとした場合の太陽光に基づく可視光線量を図１５から利用エネルギー量９０％程度と判断する。そして閾値は９０％程度を超える利用エネルギー量に応じた電圧としている。
【００６８】
この図１５の波長対利用エネルギーの関係が閾値設定器４８に記録されており、紫外線量に応じて、即ち任意の天候に応じて閾値を逐次設定し、可視光線域又はレーザ波長域の光を出す不用な電灯等の光が、閾値に影響することがないようにし、一般の電灯光によって閾値が高くなり、弱いレーザ散乱光が受光できなくなることを防いでいる。
【００６９】
そしてカウンタ又は積分器５０により設定したパルス数がこないとゲート５１が開かないようになっているのでいっそう誤検知確率を小さくしている。特に、カウンタの場合、連続レーザ光、連続可視光をカットできるから、パルスレーザ光の検知に有効である。
【００７０】
ゲート５１が開くと波形成形器５２で主として歪んだパルス列を生成し直すのであるが、波形成形器５２にも閾値設定器４８の閾値出力が加えられており、閾値以上の電圧の信号のみから前記照射されたパルスレーザ光に対応するパルス列を生成するようにしている。この理由は、レーザ波長と同じ波長の光がノイズとして入っている場合に、パルス列生成時において前記ノイズによる符号誤りを防ぐためである。波形成形器５２で生成された前記パルス列をレーザダイオード５３に加えることによって、レーザダイオード５３で欺瞞用レーザ光４３を直接変調して発生し、光増幅器５４で増幅し、図１４のように自動車３５に装備された受光投光ユニット３６の投光器から欺瞞用レーザ光４３を自動車３５から離れた位置に投光する。この結果、飛翔体８に対して誤った進路を示すことができ、飛翔体８の進路を修正させるようにして自動車に衝突しないようにしている。この場合、レーザダイオード５３を直接オン、オフして変調するため、オン時にレーザダイオード５３で発生するレーザ光の波長が揺れるため、スペクトラムは若干拡がる。
【００７１】
なお、波形成形器５２では、受光器４６からの出力信号が一定時間来なくなった場合は、波形成形器５２内のメモリに逐次記録された途切れる前までの波形を一定時間出力するようにし断続的な途切れを防いでいる。
【００７２】
図１１のブロック図の構成を用いた実施の形態８（連続波レーザ光が照射されてきたときの防御方法）では、まず連続波のレーザ光３８（図１２、図１３参照）を受光器４６で受光し電気信号としてゲート４９とゲート５１に加える。ゲート４９では閾値設定器４８の閾値出力を越えた場合に受光器４６の出力電圧が、積分器５０に加えられる。そして、積分器５０による積分値が予め設定した電圧に達した場合にゲート５１を一定時間開くようにしている。以後の動作は実施の形態７（パルスレーザ光が照射されてきたときの防御方法）と同様である。
【００７３】
図１１の実施の形態７及び８の場合、第３者が飛翔体の誘導目的のために自動車に向けて照射したパルス又は連続波のレーザ光を検知するセンサを用いているが、閾値の設定に際して、レーザ光と周囲光の合成光を検知することのないように、レーザ光と同じ可視光線のセンサを使わずに紫外線センサ４７を使用して可視光をカットし、閾値設定器４８にて紫外線量から自動車周囲のレーザ波長帯の可視光線量を算出し、その算出値に対応した閾値としている。そして、前記閾値を超えた強さのレーザ光を検知することで、誤検知確率を下げ、照射されたレーザ光と同等なパルスか連続波の欺瞞用レーザ光を自動車の離れた位置に投光することにより、飛翔体に対して誤った進路を示すことができ、飛翔体の進路を修正させるようにし自動車に衝突しないようにすることができる。
【００７４】
図１６は本発明の実施の形態９であり、図１４の欺瞞用レーザ光４３を作り出す過程において、変調器５５によって波形成形器５２の出力でレーザダイオード５３の出力を変調している。その他の構成は前述した実施の形態７，８と同様であり、同一又は相当部分に同一符号を付して説明を省略する。
【００７５】
図１６のように、変調器５５による外部変調を使用すると欺瞞用レーザ光４３のスペクトラムが広がらなくなり単一波長の光として強く投光されることになる。
【００７６】
図１７は本発明の実施の形態１０のブロック図を示す。この場合、防御側移動装置としての自動車は、レーザ光を検知するために、受光方向の異なる複数の受光器４６、受光方向の切り換えのために受光器４６に選択的に接続する方位切換用のスイッチ５６、紫外線センサ４７、閾値設定器４８及びゲート４９を有するとともに、ミリ波帯の電波を受信するために、無指向性のアンテナ５７及びミリ波受信機５８を具備している。また、ゲート４９の出力及びミリ波受信機５８の出力を受けるコンピュータ２０、赤外線センサ２８及び複数のペルチェ素子３３を有するペルチェ素子ユニット２９を有している。
【００７７】
紫外線センサ４７、閾値設定器４８及びゲート４９の機能は図１１の実施の形態７と同様であり、可視光線域又はレーザ波長域の光を出す不用な電灯等の光が、閾値に影響することがないようにし、一般の電灯光によって閾値が高くなり、弱いレーザ散乱光が受光できなくなることを防いでいる。
【００７８】
コンピュータ２０、赤外線センサ２８及び複数のペルチェ素子ユニット２９を含む構成は、図６の実施の形態３の場合と同様の機能を果たすものである。コンピュータ２０は、レーザ照射面算出、背景温度算出、ペルチェ素子ユニット選択、ペルチェ素子温度設定機能を有している。コンピュータ２０はペルチェ素子３３の温度を制御してペルチェ素子３３の表面温度を背景温度に近づけ、背景温度と自動車の車体の温度差を基に目標として捕捉し飛来してくる飛翔体の赤外線センサ（温度センサ）に対して背景であると欺瞞する。
【００７９】
この場合の動作は、まず、無指向性のアンテナ５７を通してミリ波受信機５８で第三者（例えば飛翔体）の送信するミリ波のレーダ波を受信しその情報をコンピュータ２０に加える。また、受光方向の異なる複数の受光器４６の出力をスイッチ５６を通してコンピュータ２０に加えている。コンピュータ２０ではミリ波を受信すると、飛翔体が接近して来ると判断するが、ミリ波の受信方向が分からないのでとりあえずペルチェ素子ユニット２９を順に選択し消費電力の集中を抑える。そして、特定の受光器４６で受光方向が判定されればその方向のペルチェ素子ユニット２９のみを選択する。なお設定温度算出及びペルチェ素子ユニット作動方法は図６と同様である。
【００８０】
この実施の形態１０は目標の追尾に電波の照射を併用する飛翔体に対する防御に有効である。
【００８１】
なお、図６の実施の形態３や図１７の実施の形態１０において、複数のペルチェ素子を有するペルチェ素子ユニットは、車の左側面と右側面に設けた例を示したが、車のボンネットや屋根に配置してもよい。
【００８２】
以上本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明はこれに限定されることなく請求項の記載の範囲内において各種の変形、変更が可能なことは当業者には自明であろう。
【符号の説明】
【００８３】
１ 高周波発振器
２ 変調器
３ 符号発生器
４ 電力増幅器
５ サーキュレータ
６ 送受信アンテナ
７ 電波（送信波）
８ 飛翔体
９ 電波（受信波、飛翔体から反射されてきた送信波）
１０，１７，１８ 受信ユニット
ｌｌ 混合器
１２ 増幅器
１３ ＢＰＦ（バンドパスフィルタ）
１４ 波形成形器
１５ 相関器
１６ 受信アンテナ
１９ 伝搬時間検出器
２０ コンピュータ
２１ 火薬ユニット
２２ 短絡スイッチ
２３ 雷管
２４ 火薬箱
２５ ＧＰＳ受信機
２６ 車速パルス発生器
２７ ３軸加速度センサ
２８ 赤外線センサ
２９ ペルチェ素子ユニット
３０ スイッチ
３１ 極性方向スイッチ
３２ 電流制御器
３３ ペルチェ素子
３４ 温度センサ
３５ 自動車
３６ 受光投光ユニット
３７ 受光投光ユニットの受光領域
３８ レーザ光
３９ 弱い拡散反射光を含む角度範囲
４０ 強い拡散反射光を含む角度範囲
４１ 投光器
４２ 飛翔経路
４３ 欺瞞用レーザ光
４４ 欺瞞光による強い拡散反射光を含む角度範囲
４５ 新たな飛翔経路
４６ 受光器
４７ 紫外線センサ
４８ 閾値設定器
４９，５１ ゲート
５０ カウンタ又は積分器
５２ 波形成形器
５３ レーザダイオード
５４ 光増幅器
５５ 変調器
５６ スイッチ
５７ アンテナ
５８ ミリ波受信機
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接近してくる火薬を具備した飛翔体を検知し、飛翔体の爆発力によって防御側移動装置（例えば自動車等）が損傷しないように飛翔体の爆発力を軽減させる、又は飛翔体のセンサが目標点を見失うようにする、或いは誤った目標点を示すことにより飛翔体の経路を修正させることにより防御側移動装置の損傷を免れることができるようにする、飛翔体に対する能動的防御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の防御方法として、防御すべき移動装置（例えば自動車等）に火薬を充填した箱を装備しておき、飛翔体の衝突時に前記箱を発火させて飛翔体の爆発力を軽減させる方法があった。しかし、火薬を飛翔体の前後に２段具備した飛翔体が、防御すべき移動装置に衝突した時に、前部の火薬の爆発力が移動装置に具備された火薬の入った箱を破壊し、飛翔体の後部の火薬の爆発力が移動装置を損傷させるため、移動装置に装備された火薬の箱の防御力が弱かった。
【０００３】
また、防御すべき移動装置としての自動車の車体の熱を目標にして飛来する飛翔体を欺瞞する方法として、煙幕を車体周囲に張る方法があるが、自動車が移動中の場合はその効果が弱く、或いは複数の熱源体を車体に具備させ赤外線の面模様を変化させる方法があるが、飛翔体は温度の高い熱源の急激な位置変化に惑わされないようになってきているため自動車である移動装置に衝突する確率が高かった。
【０００４】
そして、防御すべき移動装置に照射されたレーザ光を検知すると、その欺瞞レーザ光を遠隔に投光し飛翔体のレーザセンサを誤認させる方法では、周囲の外来光をレーザ光として誤検知したり、外来光により受光感度の設定が誤ったりしていた。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
自動車の車体例えばボンネットやドアの表面に設置した、火薬の層を挟み込んだ金属層から成る複数の火薬の箱を具備した自動車である移動装置にあっては、特に無誘導の飛翔体の接近を検知する手段がないので、飛来してくる飛翔体の前後に火薬を２段具備した飛翔体が自動車側の火薬の箱に接触し、前部の火薬の爆発力により自動車側の火薬の箱が無力化され、飛翔体の後部の火薬の爆発力により自動車は大きな損傷を受けていた。
【０００６】
また、移動中の例えば時速４０ｋｍの速度で走行している自動車にあっては、飛翔体の赤外線センサを欺くための手段を具備していないため、飛翔体の飛翔経路を自動車方向以外にさせることができず、飛翔体が自動車である移動装置に衝突し自動車は大きな損傷を受けていた。
【０００７】
そして、飛来してくる飛翔体を誘導するための自動車に照射されたパルス又は連続波のレーザ光を検知するとその欺瞞用レーザ光を遠隔に照射する防御方法にあっては、受光器の使用波長域が可視光のため外来光を誤検知し、誤って欺瞞光を投光したり、自動車周辺に照らされたレーザの波長域又はレーザ波長域を含む可視光線域における不用の光、例えば夜間における街灯の光等を誤検知し、閾値が高くなってしまい、散乱した弱いレーザ光が受光できず、正確なパルスコードの欺瞞用レーザ光を照射（投光）できず、飛翔体はその欺瞞用レーザ光に惑わされることなく飛翔体が自動車に衝突し自動車は大きな損傷を受けていた。
【０００８】
本発明は、上記の点に鑑み、接近してくる飛翔体を検知して、前記飛翔体の爆発力を軽減するか、前記飛翔体のセンサ機能を低下させるか、あるいは前記飛翔体の進路を誤らせることを可能とした飛翔体に対する能動的防御方法を提供することにある。
【０００９】
本発明のその他の目的や新規な特徴は後述の実施の形態において明らかにする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る飛翔体に対する能動的防御方法は、レーザ光の受光器及び電波の受信機を防御側移動装置に設けておき、前記防御側移動装置の周囲の紫外線量から可視光線量を算出し、算出された可視光線量に対応した閾値を超えるレーザの反射光を受光する、又は予め設定した周波数帯の電波を受信する、或いはそれら両方の場合に、前記防御側移動装置の表面に設置された複数のペルチェ素子のいずれかを選択して作動させ、前記地面や地表物体の背景温度と同等の温度に変化させ、赤外線センサを搭載した前記飛翔体のセンサ機能を低下させ前記防御側移動装置を検知できないようにすることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の飛翔体に対する能動的防御方法を使用することにより、高速で接近してくる飛翔体の爆発力による自動車等の防御側移動装置に対する損傷を低減できる、或いは免れることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る飛翔体に対する能動的防御方法の実施の形態１であって、レーダと火薬ユニットを組み合わせたときの回路構成を示すブロック図である。
【図２】実施の形態１において、自動車に火薬ユニット及びレーダのアンテナ群を設置した外観図である。
【図３】前記レーダにおけるアンテナ群と飛翔体との関係を示す平面図である。
【図４】実施の形態１の回路構成における伝搬時間検出器に入力されるパルスの時系列の説明図である。
【図５】本発明に係る飛翔体に対する能動的防御方法の実施の形態２であって、実施の形態１に防御側移動装置としての自動車の動作を検知する手段を追加して機能を向上させた回路構成を示すブロック図である。
【図６】本発明に係る飛翔体に対する能動的防御方法の実施の形態３であって、レーダとペルチェ素子ユニットを組み合わせたときの回路構成を示すブロック図である。
【図７】実施の形態３において、自動車にペルチェ素子ユニット及びレーダのアンテナ群を設置した外観図である。
【図８】本発明に係る飛翔体に対する能動的防御方法の実施の形態４であって、レーダにおけるアンテナ群と飛翔体との関係を示す平面図である。
【図９】本発明に係る飛翔体に対する能動的防御方法の実施の形態５であって、レーダにおけるアンテナ群と飛翔体との関係を示す立体図である。
【図１０】本発明に係る飛翔体に対する能動的防御方法の実施の形態６であって、レーダにおけるアンテナ群と飛翔体との関係を示す立体図である。
【図１１】本発明に係る飛翔体に対する能動的防御方法の実施の形態７及び８であって、飛翔体を誘導するレーザ光の受光及び直接変調方式の欺瞞用レーザ光を投光するときの回路構成を示すブロック図である。
【図１２】自動車に対して照射されたレーザ及びその拡散反射光の広がり、また自動車に設置された受光投光ユニットの受光領域の概略を示した説明図である。
【図１３】自動車に対しレーザ光を投光し、その拡散反射光を基に飛翔体が飛来する原理を示した説明図である。
【図１４】受光投光ユニットから欺瞞用レーザが投光された場合の飛翔体の予測飛翔経路を示した説明図である。
【図１５】太陽光の波長と利用エネルギーの関係を示したグラフである。
【図１６】本発明に係る飛翔体に対する能動的防御方法の実施の形態９であって、飛翔体を誘導するレーザ光の受光及び外部変調方式の欺瞞用レーザ光を投光するときの回路構成を示すブロック図である。
【図１７】本発明に係る飛翔体に対する能動的防御方法の実施の形態１０であって、ミリ波受信機とレーザ光の受光器とペルチェ素子ユニットとを組み合わせたときの回路構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための最良の形態として、飛翔体に対する能動的防御方法の実施の形態を図面に従って説明する。
図１乃至図４で本発明に係る飛翔体に対する能動的防御方法の実施の形態１を説明する。図１は実施の形態１の回路構成のブロック図、図２は３つのアンテナを防御側移動装置としての自動車の上部（屋根）に設置するとともに、複数の火薬箱を自動車の左側面に設置した時の概要図、図３は検知すべき飛翔体と３つのアンテナとの関係及び飛翔体の位置を導く連立方程式を表した平面図である。
【００１４】
図１は防御側移動装置である自動車に設けられた、飛翔体を検知するレーダ及び飛翔体が自動車に衝突する場合の推定位置に対応した火薬箱を発火させる手段を含む全体構成のブロック図である。飛翔体を検知する無指向性レーダは、１基の送受信アンテナ６と２基の受信アンテナ１６とを用い、１基の送受信アンテナ６から符号変調された連続波の送信波７を送信するための送信手段と、その送受信アンテナ６及び２基の受信アンテナ１６に対応して設けられていて、前記送信手段で送信された送信電波が飛翔体８で反射された反射電波（受信波９）を受信する受信手段とを備えるものである。送受信アンテナ６には受信ユニットＡ１０が対応し、２基の受信アンテナ１６には受信ユニットＢ１７及び受信ユニットＣ１８がそれぞれ対応している。
【００１５】
図２は前記アンテナ群を自動車３５に設置した時の概要図であり、１基の送受信アンテナ６及び２基の受信アンテナ１６は、例えば、無指向性のホイップアンテナであり、車体屋根上にそれぞれ設置されている。なお、各アンテナは無指向性に近い特性を示せばバッチアンテナでも何でも良い。
【００１６】
また、図２の自動車３５には、火薬箱を有する火薬ユニット２１が、例えば自動車車体の左右側面（ドア）や前面（ボンネット）等の複数箇所に装備されている。火薬箱は火薬を充填した箱で、具体的には火薬の層を挟み込んだ金属層を有する箱であり、自動車表面から空間に向かう側に火力を放出するように設定され、発火により金属層を飛ばし、飛翔体に損傷を与え飛翔体の爆発力を軽減する機能を有する。
【００１７】
図３は送信アンテナ及び受信アンテナを平面上に配置し、上から眺めた移動体としての飛翔体とアンテナ群の位置関係を示したものである。この図におけるアンテナ群の各アンテナは正三角形の各頂点に配置され、１基のアンテナは送受信兼用となっている。つまり、図３のＸ軸及びこれに直交するＹ軸のなすＸＹ平面（具体的には水平面）上のＸＹ直交座標で示す正三角形の頂点Ａ（ｄ，０）には送受信アンテナ６が、頂点Ｂ（０，３１／２・ｄ），Ｃ（−ｄ，０）には受信アンテナ１６がそれぞれ配置されている。なお、この図３におけるアンテナの配置点は給電点を表しており、例えばアンテナがホイップアンテナの場合、その長さは考慮していない。飛翔体８の位置は座標（ｘ，ｙ）で示される。送受信アンテナ６から送信された送信波７（後述するように符号変調された連続波）が飛翔体８で反射された反射電波は受信波９として３点のアンテナ６，１６で受信される。
【００１８】
ＸＹ平面上を移動してくる飛翔体８の座標（ｘ，ｙ）は図３に記載されている２元２次連立方程式(1)を解くことにより算出される。なお、この式(1)はアンテナを図３のように配置した場合の式であり、図８のように配置が異なると方程式も変わってくる（図８については後述する）。
【００１９】
ここで、飛翔体がＸＹ平面上にない空間上を飛翔してくる場合は式(1)中の電波時間ｔＡに誤差が生ずるので、飛翔体８の座標（ｘ，ｙ）に誤差が生じてくる。この場合は図９のアンテナ配置（図９については後述する）を適用したほうが賢明である。そして、図２の自動車車体の凹凸や設置可能な場所に制約がある場合など物理的にＸＹ平面を保てない場合は、アンテナがＸＹ平面近傍のＸＹ平面から垂直方向にずれた多平面上（つまり、ＸＹ平面に近い領域）に配置される場合もある。この場合もｔＡに誤差が生ずるので、飛翔体の座標（ｘ，ｙ）に誤差が生じてくる。
【００２０】
図１に示されたレーダにおいて、１基の送受信アンテナ６から符号変調された連続波の送信波７を送信するための送信手段は、高周波発振器１、変調器２、符号発生器３及び電力増幅器４を有する。また、Ａ点の送受信アンテナ６に対応する受信手段は受信ユニットＡ１０を、Ｂ点の受信アンテナ１６に対応する受信手段は受信ユニットＢ１７を、Ｃ点の受信アンテナ１６に対応する受信手段は受信ユニットＣ１８をそれぞれ有する。各受信ユニットは混合器１１、増幅器１２、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１３、波形成形器１４及び相関器１５を有する。また、符号発生器３とサーキュレータ５とは送信手段と受信手段と共用され、伝搬時間検出器１９及びコンピュータ２０は各受信ユニットに共用されている。
【００２１】
図２の自動車３５が具備する火薬ユニット２１は、図１に示すように、短絡スイッチ２２、雷管２３及び自動車表面から空間に向かう側に火力を放出する火薬箱２４が組になっていて、コンピュータ２０によって選択的に発火されるものである。
【００２２】
コンピュータ２０は飛翔体位置算出、飛翔体将来位置算出、飛翔体速度算出、発火箱選択（発火させる火薬箱の選択）、発火指令の各機能を有する。
【００２３】
なお、短絡スイッチ２１はコンピュータ２０からの指令がこない時は、雷管２３に電気が行かないように短絡状態にし火薬箱２４が誤発火しないようにしている。
【００２４】
以上の実施の形態１の構成による全体的動作説明を行う。
【００２５】
図１に含まれるレーダの送信手段の高周波発振器１から出力された搬送波は、符号発生器３で作成されたＭ系列符号やＧＯＬＤ系列符号等の符号で変調器２において変調され、電力増幅器４で電力増幅されて、サーキュレータ５を経由して送受信アンテナ６から送信電波として送信される。送信波７の周波数をｆとすると、接近してくる飛翔体８から反射された反射電波である受信波９の周波数はｆ＋ｆｄとなりドップラ周波数ｆｄが加算されている。
【００２６】
レーダの受信手段においては、受信波９はＡ点の送受信アンテナ６、サーキュレータ５を通り受信ユニットＡ１０の混合器１１にて、高周波発振器１の出力の搬送波と混合され周波数ｆｄを主としたビデオ信号が抽出され、増幅器１２で増幅され、希望の周波数帯のみを通すＢＰＦ１３を通り波形成形器１４に入力される。波形成形器１４ではハイ（high）、ロー（Low）のデジタル信号に変換され相関器１５に入力される。
【００２７】
波形成形器１４の出力符号と符号発生器３の符号の逆符号を相関器１５（例えば、ＳＡＷコンボルバ）に入力し、相関がとれた時に相関パルス信号を出力する。ここで、逆符号とは、送信時の変調に用いた符号の１周期が［１０１１．．．１０１０］であれば、逆符号は１周期の最後から先頭に向かう０，１数字の配列で［０１０１．．．１１０１］となる。
【００２８】
伝搬時間検出器１９では、符号発生器３からの符号の１周期の開始を知らせる符号発生トリガと受信ユニットＡ１０における相関器１５の相関ピーク出力との間の時間、つまりＡ点で送信した電波が飛翔体８で反射し、Ａ点で受信したときの伝搬時間ｔＡを出力する。
【００２９】
一方、Ｂ点、Ｃ点の受信アンテナ１６を通って受信された受信電波９は受信ユニットＢ１７及び受信ユニットＣ１８に入力され、受信ユニットＡ１０と同様に作動し、各々の相関ピーク出力が伝搬時間検出器１９に入力され、Ａ点で送信した電波が飛翔体で反射し、Ｂ点で受信したときの伝搬時間ｔＢを得るとともに、Ａ点で送信した電波が飛翔体で反射し、Ｃ点で受信したときの伝搬時間ｔＣを得る。アンテナ配置は既知であるから、それらの伝搬時間ｔＡ，ｔＢ，ｔＣを基に位置算出手段としてのコンピュータ２０において、図３で示された連立方程式(1)の解を算出し、飛翔体８の位置座標（ｘ，ｙ）を時々刻々と算出し、また、位置座標（ｘ，ｙ）の変化から速度、さらには将来位置も算出するようにしている。なお、将来位置の予測はコンピュータ２０において飛翔体の位置を高速に直線回帰演算することにより算出している。
【００３０】
ところでブロック図には書かれていないが飛翔体８の速度については、高周波発振器１出力の搬送波の周波数ｆ及びドップラ周波数ｆｄから算出することができ、飛翔体に対する視線速度を得るようにしても良い。但しこの場合の視線速度は、飛翔体が送受信アンテナ６に追突するように接近してきた場合は正しい速度を示すが、送受信アンテナ６をかすめる様に接近してきた場合は速度に誤差を生ずる。
【００３１】
図４は伝搬時間検出器１９に入力される符号発生器３の符号発生トリガと各相関ピークの関係を表したもので、アンテナ群と飛翔体が図３の配置にある場合のものである。
【００３２】
図４では符号発生トリガと各相関ピークの組が時間の経過とともに繰り返し描かれているが、この符号発生トリガの間隔は符号の１周期のビット数と符号のクロック周波数により決定される。
【００３３】
以上のようにして、前記レーダにより飛翔体８の位置を検知し、かつ飛翔体８の将来位置をコンピュータ２０で予測した結果、飛翔体８が防御すべき自動車に衝突し爆発し自動車に損傷を与えると想定される場合に、推定された衝突位置に対応する火薬ユニット２１を選択し、飛翔体８が自動車に衝突する前に火薬箱２４を発火させ、火薬を具備した飛翔体８又は火薬を飛翔体の前後に２段具備した飛翔体８の爆発力を軽減し自動車の損傷を小さくするようにしている。
【００３４】
この実施の形態１によれば、次の通りの効果を得ることができる。
【００３５】
(1) 防御側移動装置としての図２の自動車３５は、これに装備されているレーダによって、接近してくる飛翔体８を高速に検知及び追尾できる。具体的には、無指向性の送受信アンテナ１基及び無指向性の受信アンテナ２基を同一平面（あるいは同一平面近傍の多平面を含む）上の任意点に配置し、送受信アンテナ６から送信され飛翔体８から反射してきた符号変調の連続波を受信点（１基の送受信アンテナ６及び２基の受信アンテナ１６が配置された点）で受信し、各々の反射波の伝搬時間を基に平面上において接近してくる飛翔体８を高速に検知及び追尾し、自動車３５のどの箇所に衝突するかを推定できる。
【００３６】
(2) そして、飛翔体８が自動車３５の車体に装備された火薬箱２４に接触する手前で、複数ある火薬箱２４の中から推定衝突位置に対応するものとしてコンピュータ２０が選択した火薬箱２４を発火させ、その火薬箱２４の金属層を飛ばし、飛翔体８に損傷を与え飛翔体８の爆発力を軽減することを可能としている。
【００３７】
(3) 前記レーダは、モータでアンテナを駆動する回転式のアンテナではなく、３点の無指向性アンテナの組み合わせを用いており、高速で移動する（接近する）飛翔体８の位置情報、速度情報を瞬時に得ることができ、このため、飛翔体８の接近に対する対処をとるための時間の確保に余裕ができ、この結果、飛翔体８が自動車３５側の火薬箱２４に接触する手前で火薬箱２４を発火させて、飛翔体８の爆発力軽減が実現できる。
【００３８】
(4) 送信波７を符号変調波としたことで、レーダの相互干渉及び他の送信局からの電波干渉が軽減され、また自ら送信した送信波が自らの受信ユニットに与える電波干渉を抑圧することができる。
【００３９】
図５は本発明の実施の形態２のブロック図を示す。この場合、防御側移動装置としての自動車は、ＧＰＳ受信機２５、自動車の走行速度を検知するための車速パルス（速度パルス）発生器２６及び３軸加速度センサ２７のうちのいずれか或いは全てを具備し、それらの出力をコンピュータ２０に加えて自動車の動作状況を詳細に得るように図１の実施の形態１に新たな機能を追加している。なお、その他の構成は前述した実施の形態１と同様であり、同一又は相当部分に同一符号を付して説明を省略する。
【００４０】
ＧＰＳ受信機２５では前記自動車の車速及び進行方向の概略が分かり、車速の詳細は車速パルス発生器２６の出力である速度とパルス数が比例した車速パルスにより得ることができ、進行方向及び発進、停止は３軸加速度センサ２７の加速度より得ることができる。この結果、コンピュータ２０は飛翔体位置算出、飛翔体将来位置算出、飛翔体速度算出、発火箱選択（発火させる火薬箱の選択）、発火指令に加えて、自動車動作に関する車速算出及び車の進路方向算出機能を備えることになり、飛翔体８の衝突位置の予測精度を向上させることができる。
【００４１】
図６は本発明の実施の形態３のブロック図を示し、図７は、図２の火薬ユニット２１の代わりにペルチェ素子３３を防御側移動装置としての自動車３５に装備した構成を示す。図６の例では、車の左側面に配置された複数のペルチェ素子３３を有するペルチェ素子ユニット２９と、車の右側面に配置された複数のペルチェ素子３３を有するペルチェ素子ユニット２９とが少なくとも設けられており、各ペルチェ素子ユニット２９は、ペルチェ素子３３に加えて、スイッチ３０、極性方向スイッチ３１、電流制御器３２及び温度センサ３４を有している。スイッチ３０はペルチェ素子ユニット２９がコンピュータ２０から選択されると、極性方向スイッチ３１、電流制御器３２を介してペルチェ素子３３に電力を供給する。極性方向スイッチ３１ではペルチェ素子３３の表側（自動車表面から空間に向かう側）を熱くするのか冷やすのかを切り替える。温度センサ３４はペルチェ素子３３の表面温度を監視し、背景模擬用の温度になるように電流制御器３２で電流を制御する。
【００４２】
また、地面や地表物体（例えば、木々等）の温度を検知する赤外線センサ２８が自動車に搭載され、その温度検知出力がコンピュータ２０に加えられている。この結果、コンピュータ２０は飛翔体位置算出、飛翔体将来位置算出、飛翔体速度算出、車速算出及び車の進路方向算出機能に加えて、背景温度算出、ペルチェ素子ユニット選択、ペルチェ素子温度設定機能を有する。なお、その他の構成は前述した実施の形態２と同様であり、同一又は相当部分に同一符号を付して説明を省略する。
【００４３】
この場合、レーダで飛翔体８の接近を検知し、コンピュータ２０において飛翔体８が衝突すると予測される位置付近のペルチェ素子ユニット２９を選択し、例えば自動車の左側面に設置された複数個のペルチェ素子３３をすばやく特定温度に変化させるようにしている。なお、その特定温度は、赤外線センサ２８から得られた地面や地表物体の背景温度、或いはその背景温度及び自動車に設置されたペルチェ素子３３の密度を基にコンピュータ２０で算出した背景模擬用の温度としている。例えば、ペルチェ素子３３の設置していない車体部分がある場合には、ペルチェ素子３３とペルチェ素子の無い車体部分の面積とを合わせた平均温度が背景温度に近づくように背景模擬用の温度を設定することができる。
【００４４】
このように、飛翔体８が衝突すると予測される位置付近のペルチェ素子３３を選択して作動させ、前記地面や地表物体の背景温度と同等の温度に変化させる。ペルチェ素子３３の表面温度が背景温度に近づくことにより、背景温度と自動車３５の車体の温度差を基に目標として捕捉し飛来してくる飛翔体８の赤外線センサ（温度センサ）に対して背景であると欺瞞することができ、捕捉を外させ飛翔体８の新たな飛翔経路を更新させない、即ち現在の進行方向を維持させ自動車３５の速度に伴う自動車位置の移動に追随させないようにすることができる。
【００４５】
また、遠隔の飛翔体８の赤外線センサに対しては、目標が消えたように見せかけて欺瞞し、自動車３５が移動中であろうが静止していようが、飛翔体８が捜索した新たな他の熱源に向かうことにより自動車に衝突しないようにできる。
【００４６】
図８は本発明の実施の形態４であって、防御側移動装置としての自動車が備えるレーダのアンテナ配置の他の例を示す。この図８は送信アンテナ及び受信アンテナを平面上に配置し、上から眺めた飛翔体とアンテナ群の位置関係及び飛翔体の位置を導く連立方程式を示したものである。この図におけるアンテナ群、つまり、図８のＸＹ平面（具体的には水平面）上の直角三角形の頂点Ａ（２ｄ，０）には送受信アンテナ６が、頂点Ｂ（０，ｄ），Ｃ（０，０）には受信アンテナ１６がそれぞれ配置されている。なお、この図８におけるアンテナの配置点は給電点を表している。
【００４７】
レーダの送信手段及び受信手段は図１のブロック図の通りであり、実施の形態１，２，３と同様に既知のアンテナ配置と伝搬時間ｔＡ，ｔＢ，ｔＣを基にコンピュータ２０において、図８で示された連立方程式(2)の解を算出し、飛翔体８の位置座標（ｘ，ｙ）を算出することができる。そして、この飛翔体位置座標から飛翔体の将来位置を算出して、実施の形態１，２と同様に自動車が備える火薬箱のいずれかを選択して発火させることにより飛翔体８の爆発力を減衰させることができる。あるいは、実施の形態３のようにペルチェ素子３３を有するペルチェ素子ユニット２９を自動車が具備する場合には、複数のペルチェ素子ユニット２９のいずれかを選択して作動させ、選択されたペルチェ素子３３を地面や地表物体の背景温度と同等の温度に変化させ、赤外線センサを搭載した飛翔体８のセンサ機能を低下させて自動車を検知不能とすることができる。
【００４８】
図９は本発明の実施の形態５であって、防御側移動装置としての自動車が備えるレーダのアンテナ配置の他の例を示す。この図９は、ＸＹ平面に垂直なＸＺ平面或いはＹＺ平面上に受信アンテナ１６を追加したアンテナ群と空間上にいる飛翔体８の位置関係及び飛翔体の位置を導く連立方程式を示したものである。この図におけるアンテナ群の各アンテナはＡＢＣＤを頂点とする三角錐の各頂点に配置され、１基のアンテナは送受信兼用となっている。つまり、図９のＸＹ平面（具体的には水平面）上のＸＹＺ直交座標で示す正三角形の頂点Ａ（ｄ，０，０）には送受信アンテナ６が、頂点Ｂ（０，３１／２・ｄ，０），Ｃ（−ｄ，０，０）には受信アンテナ１６が図３と同様に配置され、さらにＸＹ平面からＺ軸方向にずれた頂点Ｄ（０，０，３１／２・ｄ）に受信アンテナ１６が配置されている。なお、図３と同様にこの図９の場合もアンテナの配置点は給電点を表している。
【００４９】
ＸＹＺ空間上を移動してくる飛翔体８の座標（ｘ，ｙ，ｚ）は図９に記載されている３元２次連立方程式(3)を解くことにより算出される。なお、この式(3)はアンテナを図９のように配置した場合の式であり、配置が異なると方程式も変わってくる。
【００５０】
前記式(3)中の伝搬時間ｔＡ，ｔＢ，ｔＣ，ｔｄは図１と同様の構成（但し、Ｄ点の受信アンテナ１６に対応した受信ユニットＤ（図示せず）を追加する）で得ることができる。
【００５１】
この実施の形態５によれば、飛翔体８がＸＹ平面から離れた空間を移動している場合でも、Ｚ軸方向の高さを考慮することで、より精度の高い飛翔体８の位置算出が可能である。そして、この飛翔体位置座標から飛翔体の将来位置を算出して、実施の形態１，２と同様に自動車が備える火薬箱のいずれかを選択して発火させることにより飛翔体８の爆発力を減衰させることができる。あるいは、実施の形態３のようにペルチェ素子３３を有するペルチェ素子ユニット２９を自動車が具備する場合には、複数のペルチェ素子ユニット２９のいずれかを選択して作動させ、選択されたペルチェ素子３３を地面や地表物体の背景温度と同等の温度に変化させ、赤外線センサを搭載した飛翔体８のセンサ機能を低下させて自動車を検知不能とすることができる。
【００５２】
図１０は本発明の実施の形態６であって、防御側移動装置としての自動車が備えるレーダのアンテナ配置の他の例を示す。この図１０は、送受信アンテナ６をＺ軸上に配置し、Ｘ軸上だけでなくＹ軸上にも受信アンテナ１６を２基配置し、それらのアンテナ群と空間上にいる飛翔体８の位置関係及び飛翔体の位置を導く連立方程式を示したものである。図１０のＸＹ平面上のＸＹＺ直交座標で示す正三角形の頂点Ａ（ｄ，０，０）、頂点Ｂ（０，３１／２・ｄ，０）、頂点Ｃ（−ｄ，０，０）に受信アンテナ１６が配置されるとともに、Ｘ軸に関して頂点Ｂと対称な点Ｄ（０，−３１／２・ｄ，０）にも受信アンテナ１６が配置され、さらにＸＹ平面からＺ軸方向にずれた頂点Ｅ（０，０，３１／２・ｄ）に送受信アンテナ６が配置されている。なお、図３と同様にこの図１０の場合もアンテナの配置点は給電点を表している。
【００５３】
この実施の形態６の場合、送信手段及び受信手段は図１と同様の構成（但し、受信アンテナ数に対応した受信ユニットを追加する）であればよい。
【００５４】
図１０のアンテナ群の場合、Ｙ軸上に２基の受信アンテナが配置されているので空間ダイバシティを構成し、Ｙ軸上の一方の受信アンテナの電波９が弱いときは他方の受信アンテナの強い受信波９を使った図１の波形成形器１４の出力を基にその相関ピークを優先して使用するようにしている。従ってマルチパスによるフェージングを防止（受信波の変動を防止）することができ、ひいては位置データの歯抜けを防止でき、飛翔体８の正確な位置座標（ｘ，ｙ，ｚ）が得られる。そして、この飛翔体位置座標から飛翔体の将来位置を算出して、実施の形態１，２と同様に自動車が備える火薬箱のいずれかを選択して発火させることにより飛翔体８の爆発力を減衰させることができる。あるいは、実施の形態３のようにペルチェ素子を有するペルチェ素子ユニットを自動車が具備する場合には、複数のペルチェ素子ユニットのいずれかを選択して作動させ、選択されたペルチェ素子を地面や地表物体の背景温度と同等の温度に変化させ、赤外線センサを搭載した飛翔体８のセンサ機能を低下させて自動車を検知不能とすることができる。
【００５５】
なお、Ｙ軸上に２基の受信アンテナを設ける代わりに、Ｚ軸上に２基の受信アンテナを配置して空間ダイバシティを構成してもよい。
【００５６】
このように、受信アンテナを最低限の必要数よりも多く配置することにより、空間ダイバシティを構成して、レーダの捕捉追尾性能の向上を図ることができる。
【００５７】
なお、実施の形態１〜６において、３基のアンテナをＸＹ平面に上に配置したが、各アンテナのＸＹ平面上での位置は任意であり、また、当該ＸＹ平面に近い領域の任意の３点にそれぞれ配置したアンテナを用いることもできる。
【００５８】
また、実施の形態５，６において、４基以上のアンテナを用いる場合、ＸＹ平面上若しくは当該ＸＹ平面に近い領域の任意の３点以上にそれぞれ配置したアンテナと、前記ＸＹ平面若しくは前記第ＸＹ平面に近い領域に垂直なＸＺ若しくはＹＺ平面上若しくは当該平面に近い領域の任意の１点に配置したアンテナとを用いることができる。
【００５９】
なお、一般的にはＸＹ平面を水平面、Ｚ軸を鉛直方向に設定するが、ＸＹ平面が水平面に対して所定の角度をなした面でＺ軸がそれに垂直であるとしても本発明は適用できる。
【００６０】
図１１乃至図１５で本発明の実施の形態７及び８を説明する。ここで、図１１にブロック図を示す実施の形態７は、レーザ光で照射された位置を目標として飛来してくる飛翔体を防御する場合にパルスレーザ光が照射されてきたときの防御方法であり、同じブロック図に示される実施の形態８は連続波（モノパルス）レーザに対応する（連続波レーザ光が照射されてきたときの）防御方法である。
【００６１】
まず、図１２乃至図１４においてレーザ光で飛翔体の目標となる自動車が照射されたときの拡散反射光の様子及びレーザ光で照射された位置を目標として飛来してくる飛翔体の飛翔原理等について説明する。
【００６２】
図１２はレーザ光で照射された位置を目標として飛来してくる飛翔体に関する側面図であり、防御側移動装置である自動車３５の左側面にレーザ光３８が照射又は投光されると、拡散反射光が広がり、弱い拡散反射光を含む角度範囲３９が生じる。この時の受光器及び投光器を具備した受光投光ユニット３６（自動車３５に装備されている）におけるレーザの受光領域３７が図１２に示される。
【００６３】
図１３は飛翔体の飛翔原理を示す平面図であり、第３者が投光器４１からレーザ光３８を自動車３５に投光した場合、弱い拡散反射光を含む角度範囲３９と共に強い拡散反射光を含む角度範囲４０が生じ、飛翔体８は強い拡散反射光を含む角度範囲４０を基に飛翔経路４２を描きながら自動車３５に向かっていく。
【００６４】
図１４はレーザ光で照射された位置を目標として飛来してくる飛翔体８の飛翔経路が欺瞞により修正を強いられたときの飛翔経路を示す平面図であり、一方の受光投光ユニット３６でレーザ光３８の弱い拡散反射光を受光すると、受光投光ユニット３６から欺瞞用レーザ光４３を自動車３５から離れた位置に投光する。この時欺瞞用レーザ光４３を投光された位置には欺瞞光による強い拡散反射光を含む角度範囲４４が生じ、飛翔体８は新たな飛翔経路４５上を飛翔していくことになる。
【００６５】
図１１のブロック図の構成を用いた実施の形態７（パルスレーザ光が照射されてきたときの防御方法）では、まずパルス（デジタル０１００１０１１等の信号）のレーザ光３８（図１２、図１３参照）を受光器４６で受光し電気信号としてゲート４９とゲート５１に加える。ゲート４９では閾値設定器４８の閾値出力を越えた場合に受光器４６の出力電圧が、カウンタ又は積分器５０に加えられる。カウンタでは単位時間当たりのパルス数を数え予め設定した数に達した場合にゲート５１を一定時間開く、或いは受光器４６の出力される電圧のパルスをオペアンプによる積分器により積分し予め設定した電圧に達した場合にゲート５１を一定時間開くようにしている。
【００６６】
図１５は太陽光の波長と利用エネルギーの関係を示したもので、閾値設定器４８の閾値設定用の紫外線センサ４７が利用する紫外線の利用エネルギーと可視光線の利用エネルギーの強弱関係が分かる。この関係により任意の日時の天候による自動車の周囲の紫外線の強さから可視光線の強さを閾値設定器４８で算出することができる。つまり、閾値設定器４８において、紫外線センサ４７で検知した紫外線量からそのときの可視光線量を算出し、算出された可視光線量に対応した閾値に設定することができる。
【００６７】
閾値設定器４８で出力される閾値は次のように決定される。図１５の太陽光スペクトラムのうちＵＶＡ（長波長域紫外線）帯域を検知する紫外線センサ４７で自動車３５の周囲の紫外線量を求め、この時の利用エネルギー量の平均が５０％だとし（図１５の縦軸から読み取る）、受光器４６の検知波長が５００ｎｍとした場合の太陽光に基づく可視光線量を図１５から利用エネルギー量９０％程度と判断する。そして閾値は９０％程度を超える利用エネルギー量に応じた電圧としている。
【００６８】
この図１５の波長対利用エネルギーの関係が閾値設定器４８に記録されており、紫外線量に応じて、即ち任意の天候に応じて閾値を逐次設定し、可視光線域又はレーザ波長域の光を出す不用な電灯等の光が、閾値に影響することがないようにし、一般の電灯光によって閾値が高くなり、弱いレーザ散乱光が受光できなくなることを防いでいる。
【００６９】
そしてカウンタ又は積分器５０により設定したパルス数がこないとゲート５１が開かないようになっているのでいっそう誤検知確率を小さくしている。特に、カウンタの場合、連続レーザ光、連続可視光をカットできるから、パルスレーザ光の検知に有効である。
【００７０】
ゲート５１が開くと波形成形器５２で主として歪んだパルス列を生成し直すのであるが、波形成形器５２にも閾値設定器４８の閾値出力が加えられており、閾値以上の電圧の信号のみから前記照射されたパルスレーザ光に対応するパルス列を生成するようにしている。この理由は、レーザ波長と同じ波長の光がノイズとして入っている場合に、パルス列生成時において前記ノイズによる符号誤りを防ぐためである。波形成形器５２で生成された前記パルス列をレーザダイオード５３に加えることによって、レーザダイオード５３で欺瞞用レーザ光４３を直接変調して発生し、光増幅器５４で増幅し、図１４のように自動車３５に装備された受光投光ユニット３６の投光器から欺瞞用レーザ光４３を自動車３５から離れた位置に投光する。この結果、飛翔体８に対して誤った進路を示すことができ、飛翔体８の進路を修正させるようにして自動車に衝突しないようにしている。この場合、レーザダイオード５３を直接オン、オフして変調するため、オン時にレーザダイオード５３で発生するレーザ光の波長が揺れるため、スペクトラムは若干拡がる。
【００７１】
なお、波形成形器５２では、受光器４６からの出力信号が一定時間来なくなった場合は、波形成形器５２内のメモリに逐次記録された途切れる前までの波形を一定時間出力するようにし断続的な途切れを防いでいる。
【００７２】
図１１のブロック図の構成を用いた実施の形態８（連続波レーザ光が照射されてきたときの防御方法）では、まず連続波のレーザ光３８（図１２、図１３参照）を受光器４６で受光し電気信号としてゲート４９とゲート５１に加える。ゲート４９では閾値設定器４８の閾値出力を越えた場合に受光器４６の出力電圧が、積分器５０に加えられる。そして、積分器５０による積分値が予め設定した電圧に達した場合にゲート５１を一定時間開くようにしている。以後の動作は実施の形態７（パルスレーザ光が照射されてきたときの防御方法）と同様である。
【００７３】
図１１の実施の形態７及び８の場合、第３者が飛翔体の誘導目的のために自動車に向けて照射したパルス又は連続波のレーザ光を検知するセンサを用いているが、閾値の設定に際して、レーザ光と周囲光の合成光を検知することのないように、レーザ光と同じ可視光線のセンサを使わずに紫外線センサ４７を使用して可視光をカットし、閾値設定器４８にて紫外線量から自動車周囲のレーザ波長帯の可視光線量を算出し、その算出値に対応した閾値としている。そして、前記閾値を超えた強さのレーザ光を検知することで、誤検知確率を下げ、照射されたレーザ光と同等なパルスか連続波の欺瞞用レーザ光を自動車の離れた位置に投光することにより、飛翔体に対して誤った進路を示すことができ、飛翔体の進路を修正させるようにし自動車に衝突しないようにすることができる。
【００７４】
図１６は本発明の実施の形態９であり、図１４の欺瞞用レーザ光４３を作り出す過程において、変調器５５によって波形成形器５２の出力でレーザダイオード５３の出力を変調している。その他の構成は前述した実施の形態７，８と同様であり、同一又は相当部分に同一符号を付して説明を省略する。
【００７５】
図１６のように、変調器５５による外部変調を使用すると欺瞞用レーザ光４３のスペクトラムが広がらなくなり単一波長の光として強く投光されることになる。
【００７６】
図１７は本発明の実施の形態１０のブロック図を示す。この場合、防御側移動装置としての自動車は、レーザ光を検知するために、受光方向の異なる複数の受光器４６、受光方向の切り換えのために受光器４６に選択的に接続する方位切換用のスイッチ５６、紫外線センサ４７、閾値設定器４８及びゲート４９を有するとともに、ミリ波帯の電波を受信するために、無指向性のアンテナ５７及びミリ波受信機５８を具備している。また、ゲート４９の出力及びミリ波受信機５８の出力を受けるコンピュータ２０、赤外線センサ２８及び複数のペルチェ素子３３を有するペルチェ素子ユニット２９を有している。
【００７７】
紫外線センサ４７、閾値設定器４８及びゲート４９の機能は図１１の実施の形態７と同様であり、可視光線域又はレーザ波長域の光を出す不用な電灯等の光が、閾値に影響することがないようにし、一般の電灯光によって閾値が高くなり、弱いレーザ散乱光が受光できなくなることを防いでいる。
【００７８】
コンピュータ２０、赤外線センサ２８及び複数のペルチェ素子ユニット２９を含む構成は、図６の実施の形態３の場合と同様の機能を果たすものである。コンピュータ２０は、レーザ照射面算出、背景温度算出、ペルチェ素子ユニット選択、ペルチェ素子温度設定機能を有している。コンピュータ２０はペルチェ素子３３の温度を制御してペルチェ素子３３の表面温度を背景温度に近づけ、背景温度と自動車の車体の温度差を基に目標として捕捉し飛来してくる飛翔体の赤外線センサ（温度センサ）に対して背景であると欺瞞する。
【００７９】
この場合の動作は、まず、無指向性のアンテナ５７を通してミリ波受信機５８で第三者（例えば飛翔体）の送信するミリ波のレーダ波を受信しその情報をコンピュータ２０に加える。また、受光方向の異なる複数の受光器４６の出力をスイッチ５６を通してコンピュータ２０に加えている。コンピュータ２０ではミリ波を受信すると、飛翔体が接近して来ると判断するが、ミリ波の受信方向が分からないのでとりあえずペルチェ素子ユニット２９を順に選択し消費電力の集中を抑える。そして、特定の受光器４６で受光方向が判定されればその方向のペルチェ素子ユニット２９のみを選択する。なお設定温度算出及びペルチェ素子ユニット作動方法は図６と同様である。
【００８０】
この実施の形態１０は目標の追尾に電波の照射を併用する飛翔体に対する防御に有効である。
【００８１】
なお、図６の実施の形態３や図１７の実施の形態１０において、複数のペルチェ素子を有するペルチェ素子ユニットは、車の左側面と右側面に設けた例を示したが、車のボンネットや屋根に配置してもよい。
【００８２】
以上本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明はこれに限定されることなく請求項の記載の範囲内において各種の変形、変更が可能なことは当業者には自明であろう。
【符号の説明】
【００８３】
１ 高周波発振器
２ 変調器
３ 符号発生器
４ 電力増幅器
５ サーキュレータ
６ 送受信アンテナ
７ 電波（送信波）
８ 飛翔体
９ 電波（受信波、飛翔体から反射されてきた送信波）
１０，１７，１８ 受信ユニット
ｌｌ 混合器
１２ 増幅器
１３ ＢＰＦ（バンドパスフィルタ）
１４ 波形成形器
１５ 相関器
１６ 受信アンテナ
１９ 伝搬時間検出器
２０ コンピュータ
２１ 火薬ユニット
２２ 短絡スイッチ
２３ 雷管
２４ 火薬箱
２５ ＧＰＳ受信機
２６ 車速パルス発生器
２７ ３軸加速度センサ
２８ 赤外線センサ
２９ ペルチェ素子ユニット
３０ スイッチ
３１ 極性方向スイッチ
３２ 電流制御器
３３ ペルチェ素子
３４ 温度センサ
３５ 自動車
３６ 受光投光ユニット
３７ 受光投光ユニットの受光領域
３８ レーザ光
３９ 弱い拡散反射光を含む角度範囲
４０ 強い拡散反射光を含む角度範囲
４１ 投光器
４２ 飛翔経路
４３ 欺瞞用レーザ光
４４ 欺瞞光による強い拡散反射光を含む角度範囲
４５ 新たな飛翔経路
４６ 受光器
４７ 紫外線センサ
４８ 閾値設定器
４９，５１ ゲート
５０ カウンタ又は積分器
５２ 波形成形器
５３ レーザダイオード
５４ 光増幅器
５５ 変調器
５６ スイッチ
５７ アンテナ
５８ ミリ波受信機
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光の受光器及び電波の受信機を防御側移動装置に設けておき、前記防御側移動装置の周囲の紫外線量から可視光線量を算出し、算出された可視光線量に対応した閾値を超えるレーザの反射光を受光する、又は予め設定した周波数帯の電波を受信する、或いはそれら両方の場合に、前記防御側移動装置の表面に設置された複数のペルチェ素子のいずれかを選択して作動させ、前記地面や地表物体の背景温度と同等の温度に変化させ、赤外線センサを搭載した前記飛翔体のセンサ機能を低下させ前記防御側移動装置を検知できないようにすることを特徴とする飛翔体に対する能動的防御方法。
【請求項１】
レーザ光の受光器及び電波の受信機を防御側移動装置に設けておき、前記防御側移動装置の周囲の紫外線量から可視光線量を算出し、算出された可視光線量に対応した閾値を超えるレーザの反射光を受光する、又は予め設定した周波数帯の電波を受信する、或いはそれら両方の場合に、前記防御側移動装置の表面に設置された複数のペルチェ素子のいずれかを選択して作動させ、前記地面や地表物体の背景温度と同等の温度に変化させ、赤外線センサを搭載した前記飛翔体のセンサ機能を低下させ前記防御側移動装置を検知できないようにすることを特徴とする飛翔体に対する能動的防御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２００９−１９８１７５（Ｐ２００９−１９８１７５Ａ）
【公開日】平成２１年９月３日（２００９．９．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１３７２５５（Ｐ２００９−１３７２５５）
【出願日】平成２１年６月８日（２００９．６．８）
【分割の表示】特願２００６−１５６３８６（Ｐ２００６−１５６３８６）の分割
【原出願日】平成１８年６月５日（２００６．６．５）
【出願人】（３９００１４３０６）防衛省技術研究本部長 (169)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年９月３日（２００９．９．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年６月８日（２００９．６．８）
【分割の表示】特願２００６−１５６３８６（Ｐ２００６−１５６３８６）の分割
【原出願日】平成１８年６月５日（２００６．６．５）
【出願人】（３９００１４３０６）防衛省技術研究本部長 (169)
【Ｆターム（参考）】
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