JP2621207B2 - 対電波放射源誘導装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は，電波放射源に対し追尾誘導を必要とする
例えば対電波放射源ミサイルなどの対電波放射源誘導装
置に関するものである。

〔従来の技術〕

第５図は従来の対放射源誘導装置の構成図である。図
において，（１）はパルスを発生する複数の電波放射源
からの電波を受信し、一部が重なり合った２個のアンテ
ナビームを構成することのできるアンテナ，（２）は外
部からの制御信号により特定の周波数帯域のみを処理
し，アンテナ（１）の２つのビームの和信号と差信号を
発生する受信機，（３）はアンテナ（１）の角度制御を
行うアンテナサーボ，（４）は受信機（２）からのアナ
ログビデオ信号をデジタルに交換するA/D変換器，
（５）は,A/D変換器（４）からの信号に対し，特定のパ
ルス繰り返し数（パルス繰り返し周波数とも呼ばれ、単
位時間のパルス数を示す。）を持つ信号のみを追尾する
追尾ゲート，（６）は追尾ゲート（５）のゲートを発生
するゲート発生器，（７）は追尾ゲート（５）を通過し
た和信号及び差信号から上記アンテナ（１）に対する電
波放射源の方向の差を示す角度誤差を計算する角度誤差
検出器，（８）は追尾ゲート（５）を通過した和信号に
対し信号の振幅が一定値以上かどうかを検出したターゲ
ットの信号に追尾ゲート（５）がロックオンしているか
どうかを判定するロックオン判定器，（９）はロックオ
ン判定器（８）からのロックオン情報と角度誤差検出器
（７）からの角度誤差情報から，アンテナサーボ（３）
の角度制御，受信機（２）の周波数制御及びゲート発生
器（６）のゲート位置制御を行い，誘導装置全体の追尾
制御を行うと同時に母機に誘導制御情報を伝送する追尾
誘導制御器，（10）は追尾ターゲットの送信周波数，送
信パルス繰り返し数，初期位置等を記憶しておく追尾デ
ータメモリである。

第６図は従来の対放射源誘導装置の受信機（２）の動
作原理を説明する図であり，（ａ）が電波放射源の送信
波のスペクトラム，（ｂ）が受信機（２）出力の周波数
スペクトラムである。同図（ａ）のＸで示すようにター
ゲット１がバンドf4の周波数で送信していて，同図Ｙで
示すようにターゲット２がバンドf7で送信している時，
受信機（２）にバンドf4の周波数を選択するように制御
信号に出すと出力は同図（ｂ）のＺのようになる。上記
の原理を利用して，従来の対放射源誘導装置は追尾誘導
制御部（９）が追尾したいターゲットの周波数バンドを
受信機（２）に指定し周波数追尾をする構成をとってい
る。

第７図は従来の対放射源誘導装置の追尾ゲート（５）
及びゲート発生器（６）及びロックオン判定器（８）の
動作原理を説明する図である。同図において例えば
（ａ）に示すような入力があり，ゲート発生器（６）が
同図（ｂ）に示すようなゲートタイミングを発生してい
る場合に，追尾ゲート（５）出力は同図（ｃ）で示すよ
うに３つのパルスのうち１つしか出力がないため，ロッ
クオン判定器（８）はロックオン判定を下さない。また
同図（ｄ）のようなゲートタイミングでは３つのパルス
のうち３つとも出力があり，ロックオン判定器（８）は
ロックオン判定を下す。上記のように，従来の対放射源
誘導装置では，追尾誘導制御器（９）が追尾したいター
ゲットのパルス繰り返し相当する追尾ゲート信号を発生
するようにゲート発生器（６）に指示し，追尾ゲート
（５）出力が受信パルスに一致していればロックオン判
定器（８）はロックオン判定を下すようになっている。

第８図は，上記受信機（２），追尾ゲート（５），ゲ
ート発生器（６），ロックオン判定器（８）の動作原理
をふまえ，従来の対放射源誘導装置全体の動作を説明す
る動作フローチャートである。追尾誘導制御器（９）は
ステップ（21）で追尾データメモリ（10）から追尾した
いターゲットの送信周波数バンド，パルス繰り返し数，
概略方向を選択し，ステップ（22）でまず受信機（２）
に追尾する周波数バンド，ステップ（23）でゲート発生
器（６）に追尾するパルス繰り返し数，ステップ（24）
でアンテナサーボ（３）に追尾するターゲットの概略方
向データを設定する。電波放射源からの受信周波数，パ
ルス繰り返し数が，追尾誘導制御器（９）の設定したデ
ータと一致しロックオン判定器（８）がステップ（25）
でロックオン判定を出すと，ステップ（26）でそのデー
タに対し角度誤差検出器（７）において，角度誤差検出
を行い，追尾誘導制御器（９）はステップ（27）でター
ゲットロックオン判定を下し，角度誤差検出データを用
いて角度追尾に入ると同時に，母機を正確に電波放射に
誘導する誘導制御信号を母機に出す。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記の対電波放射源誘導装置では，例えば，電波放射
源が複数の送信周波数を切り換えて送信してきた場合，
ロックオン判定器（８）のロックオンは，電波放射源の
送信周波数が切り換わる毎に外れてしまうため，追尾誘
導制御器（９）はもう一度最初から追尾動作をやり直す
ため，目標とする電波放射源を追尾している時間が減少
し，安定した電波放射源の追尾及び安定した母機の誘導
が困難であるという問題点があった。

また例えば，電波放射源が複数の送信パルス繰り返し
数を切り換えて送信してきた場合も上記と同様の理由で
追尾誘導性能が劣化するという問題点があった。

また例えば，複数の電波放射源がある場合には従来の
装置では，一つの電波放射源のみを角度追尾するような
構成をとっているため，単一の目標しか識別できないと
いう問題点があった。

また例えば，電波放射源が，送信周波数，送信パルス
繰り返し数以外の電波諸元，例えば送信パルス幅等を切
り換えながら送信してきたような場合，従来の装置では
追尾ゲート（５）のゲート幅は固定したまま追尾してい
るため，単一のパルス幅を持つ送信波に対してしか対処
できないという問題点があった。

この発明は，上記のような問題点を解決するためにな
されたものであり，ターゲットメモリに電波放射源のパ
ルス繰り返し時間（以下パルス到来時間と呼ぶことにす
る。）及びパルス振幅を周波数、パルス幅、電波放射源
のアンテナに対する角度により連続して書き込むことに
より，複数の電波放射源及び複数の送信周波数，多数の
送信パルス繰り返し数，複数のパルス幅を放出する電波
放射源に対しても，連続して追尾を行い，母機を安定か
つ正確に電波放射源に誘導することを目的とする。

また，ターゲットメモリに対し,FFT処理を行うことに
より，電波放射源のパルス繰り返し周波数を正確に識別
することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る対電波放射源誘導装置は，アンテナサ
ーボによって角度制御されるアンテナを持ち，アンテナ
からの受信信号を入力し、その受信信号の和信号、差信
号を出力する受信機を持ち，アンテナで受信された受信
波の周波数を弁別する周波数弁別器を持ち,A/D変換機の
後段に振幅検出器，パルス到来時間検出器，パルス幅検
出器，角度誤差検出器を持ち，周波数制御データとパル
ス幅データと，角度制御データと角度誤差データとから
メモリ書き込みアドレスを発生するアドレス発生器を持
ち，上記アドレス発生器の発生するアドレスをもとに振
幅データとパルス到来時間を書き込むターゲットメモリ
を持ち，ターゲットメモリデータに対し,FFT処理を行
い，電波放射源のパルス繰り返し数を識別するパルス分
析器を持ち，追尾したい電波放射源のパルス繰り返し数
等のデータを記憶する追尾データメモリを持ち，パルス
分析器からのパルス繰り返し数データと，ターゲットメ
モリに書かれた角度誤差データ，パルス幅データ等の送
信波データと，周波数弁別器からの周波数データと，ア
ンテナサーボからのアンテナ角度データとにより，電波
放射源に安定して母機を誘導する追尾誘導制御器を持
つ。

〔作用〕

この発明においては，追尾誘導制御器が周波数弁別器
からの周波数を受け取り，即座に受信機の受信周波数バ
ンド制御とターゲットメモリのアドレスコントロールを
できるような構成になっているため，電波放射源が複数
の送信周波数を切り換えて送信してきた場合でも，即座
に受信機制御及びターゲットメモリのアドレスコントロ
ールを行うことにより，電波放射源からの送信波の振幅
及びパルス到来時間の大部分を連続してターゲットメモ
リに書き込むことができ，ターゲットメモリの送信波デ
ータを連続的に処理することにより，安定した電波放射
源の追尾及び母機の誘導が可能となる。また，ターゲッ
トメモリに長時間のパルス到来時間を記録することによ
り，電波放射源が複数のパルス繰返し数を切り換えて送
信してきた場合も連続してパルス到来時間を記録できる
ため，安定した電波放射源の追尾及び母機の誘導が可能
となる。

また，アドレス発生器は，パルス幅検出器のデータ及
び角度誤差検出器のデータ及びアンテナの角度制御デー
タにより，電波放射源のパルス幅及び角度を分類した状
態で電波放射源のパルス到来時間及びパルス幅データを
ターゲットメモリに書き込むことができるため，例えば
複数の電波放射源がアンテナのビーム内に存在しても同
時に多数の電波放射源からの送信波データを角度ごとに
区分された状態で記憶できる。また例えば，送信波が複
数のパルス幅を切り換えながら送信してきても，送信波
データをパルス幅で分類された状態で記憶できる。上記
の理由により，複数の電波放射源に対する追尾，及び複
数のパルス幅を切り換えながら発生する電波放射源に対
する連続した追尾及び母機の誘導が可能となる。

またパルス分析器は，ターゲットメモリに記録されて
いるパルス到来時間データを，電波放射源のパルス繰り
返し数より十分高い周波数でサンプルした後,FFT処理を
施すことにより，電波放射源のパルス繰り返し数を正確
に識別することができる。

〔実施例〕

第１図はこの発明の一実施例を示す構成図であり，
（１）〜（４），（７），（10）は上記従来装置と全く
同一のものである。（11）はアンテナ（１）に入った受
信信号の周波数を弁別する周波数弁別器であり，弁別し
た周波数情報をデジタル信号で出力する。（12）はA/D
変換器（４）の和信号出力の振幅を検出する振幅検出
器，（13）は上記和信号データに対しパルス到来時間を
検出するパルス到来時間検出器，（14）は上記和信号デ
ータに対しパルス幅を検出するパルス幅検出器，（16）
は上記振幅検出器（12），パルス到来時間検出器（13）
のデータを記憶するターゲットメモリであり，電波放射
源の送信波データを収録するのに十分な容量を持つもの
とする。（15）はターゲットメモリ（16）にデータを書
き込む際には角度誤差，周波数，パルス幅等で書き込み
位置を分類できるような書き込みアドレスを発生し，読
み出しをする際には，上記の分類されたデータの中から
必要なデータのみを自由に読み出すことのできるアドレ
スを発生するアドレス発生器である。

（17）はターゲットメモリ（16）に書かれているパル
ス到来時間データによりパルス繰り返し数等の情報を分
析するパルス分析器，（９）はターゲットメモリ（16）
に書かれている振幅データ，周波数データ，角度データ
と，周波数弁別器（11）からの周波数データと，アンテ
ナサーボ（３）からのアンテナ角度データと，パルス分
析器（17）からのパルス繰り返し数データとにより，目
標とする電波放射源の追尾を行い，母機を誘導する追尾
誘導制御器であり，本装置全体の追尾制御コントロール
を行う。

第２図はパルス分析器（17）の内部構成を示した図で
あり，（18）はターゲットメモリ（16）に記録されてい
るパルス到来時間に対し電波放射源のパルス繰り返し数
より十分に高い周波数でサンプリングを行い,FFT演算を
行うFFT演算回路であり，例えば16KHzのサンプリング周
波数で16点FFTを行い周波数ビン＃１〜＃４までを出力
する。（19）は,FFT演算回路の出力に対してパターン比
較を行うコンパレータであり，例えば比較値に対し±20
％以内の値が入力されたら１出力する。（20）はコンパ
レータ（19）の出力に対して論理積演算を行う論理積作
成回路である。

上記のように構成さた対放射源誘導装置においては，
アンテナ（１）で受信している受信波の周波数を周波数
弁別器（11）が弁別し，追尾誘導制御器（９）は，上記
の弁別された周波数で受信機（２）が受信するように受
信周波数制御を行うことにより，常に電波放射源からの
送信波データを受信し続けることが可能となる。

また受信機（２）からの和信号及び差信号はA/D変換
器（４）で各々デジタルデータに変換され，振幅，パル
ス到来時間，パルス幅，角度誤差が検出される。

上記データの中で振幅データとパルス到来時間データ
は，十分な容量を持つターゲットメモリ（16）に書き込
まれてから追尾，誘導用の情報として活用されるように
なっているため，受信波のパルス繰り返し数が不規則に
変化しても，そのパルス繰り返し数に相当する不規則な
パルス到来時間としてターゲットメモリ（16）に書かれ
てゆき，受信したパルス情報をすべて収録することがで
きる。

さらにターゲットメモリ（16）のアドレス発生器（1
5），追尾誘導制御器（９）から受信機（２）に指示す
る受信周波数データ及びアンテナサーボ（３）に指示す
る角度制御データ及び角度誤差検出器（７）からの角度
誤差データ及びパルス幅検出器（14）からのパルス幅デ
ータをターゲットメモリ（16）のアドレスとして使用す
るため，複数の電波データを効率よく分類された形で書
き込むことができる。第３図は，上記ターゲットメモリ
（16）に２つの電波放射源が分離された形で書き込まれ
ている様子を説明した図であり,2つの電波放射源が，メ
モリ空間上のX,Yに書き込まれ，異なる角度D1,D2,異な
る送信周波数f1,f2,及び異なるパルス幅W1,W2で送信し
てきても時間的に各々のパルスが同時に入力されていな
ければ、メモリ空間上で明確に識別できることを示して
いる。

また，アドレス発生器（15）はターゲットメモリ（1
6）に時系列のデータを連続して書き込めるようになっ
ているため，複数の電波放射源が，複数の送信周波数及
び複数のパルス幅の送信を混在させて送信してきても，
ターゲットメモリ（16）内には電波データが整理された
形で連続して記憶されてゆくことになり、電波放射源の
電波データを追尾してゆくためのオーバーヘッドタイム
がない。

また，パルス分析器（17）では，まずFFT演算回路（1
8）がターゲットメモリ（16）のパルス到来時間データ
を電波放射源のパルス繰り返し数よりも十分高い周波
数，例えば電波放射源のパルス繰り返し数が2KHz程度で
あれは、16KHz程度でサンプリングした後にFFT演算，例
えば16点FFT演算を行う。FFT演算器（18）の各周波数ビ
ン出力には，電波放射源のパルス繰り返し数の整数倍に
当たる周波数ビンにのみ振幅データが出力されるため，
後段にあるコンパレータ（19）で，各周波数ビンの比較
データと比較を行うことにより，電波放射源の送信パル
スパターンを周波数軸上でパターンマッチング処理でき
ることになる。コンパレータ（19）の比較値は比較パタ
ーン発生器（21）が追尾誘導制御器（９）の指示を受け
出力するようになっており，比較パターンと,FFT演算器
（18）の出力パターンが一致していれば，論理積作成回
路（20）の１を出力し，追尾誘導制御器（９）にパルス
繰り返し数が識別できたことを知らせる。

第４図は上記のパルス分析器（17）の動作を説明する
図であり，パルス幅１μsec,パルス繰り返し数2KHzのパ
ルス到来時間データで16KHzのサンプリングし,16点FFT
処理をした時の各周波数ビンの出力振幅の例を示してい
る。第２図で示したパルス分析器（17）でFFT演算回路
（18）が例えば周波数ビン＃１〜＃４を出力していると
すると，比較パターン発生器（21）は＃１〜＃４の出力
が入るコンパレータ（19）の比較値に，例えば＃１〜＃
４の順に0,0.95,0,0.9を入れておけば，コンパレータ
（19）が例えば比較値の±20％の範囲であれば出力値１
を出すものとすれば，すべてのコンパレータ（19）は１
を出力し，論理積作成回路（20）出力は１となり，パル
スの識別ができたことを追尾誘導制御器（９）に伝え
る。

ところで，上記説明では，アンテナ角度データの処理
は２個のアンテナビームにより，例えば上下のみ一方向
だけに限定しているが，複数個のビーム例えば，上下左
右の合計４個のアンテナビームにより，上下方向，左右
方向の角度の処理を行っても，同様の追尾誘導制御が行
えることはいうまでもない。

また上記説明ではパルス分析器（17）にスタガ等のな
いパルス繰り返し数のデータの例を用いたが，スタガ，
ジッタ等の特殊なパルス繰り返し数の送信パターンにつ
いても周波数軸上でのパターンマッチング処理を行うこ
とにより，識別が可能となることは言うまでもない。

〔発明の効果〕

この発明は，以上説明したとおり，主として，受信機
における受信周波数制御及び効率良く収録されたデータ
を分類することのできるターゲットメモリの使用によ
り，電波放射源が送信周波数等を不連続に変化させてき
た場合にも，連続したデータ収録を行うことができ，安
定した誘導追尾が行え，かつ，複数電波放射源の複数デ
ータにも対応することができるという効果がある。

さらにこの発明では，ターゲットメモリに対し,FFT信
号処理を行った後に周波数軸上でのパターンマッチング
処理を行うことにより，スタガやジッタ等のパルス繰り
返し数パターンについても正確な識別ができるパルス分
析器を持つため，正確で安定した追尾ができるという効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す構成図，第２図は，
この発明の一実施例を示す図でパルス分析器の詳細ブロ
ック図，第３図は，この発明の一実施例の動作を説明す
る図で，ターゲットメモリの説明図，第４図は，この発
明の一実施例を説明する図で，パルス分析器の動作を説
明する図，第５図は従来の対電波放射源誘導装置を示す
図，第６図，第７図，第８図は，従来の対電波放射源誘
導装置の動作を説明する図である。 図において，（１）はアンテナ，（２）は受信機，
（３）はアンテナサーボ，（４）はA/D変換器，（５）
は追尾ゲート，（６）はゲート発生器，（７）は角度誤
差検出器，（８）はロックオン判定器，（９）は追尾誘
導制御器，（10）は追尾データメモリ，（11）は周波数
弁別器，（12）は振幅検出器，（13）はパルス到来時間
検出器，（14）はパルス幅検出器，（15）はアドレス発
生器，（16）ターゲットメモリ，（17）はパルス分析
器，（18）はFFT演算回路，（19）はコンパレータ，（2
0）は論理積作成回路，（21）は比較パターン発生器で
ある。 なお，図中同一あるいは相当部分には同一符号を付して
示してある。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】２個のアンテナビームを構成して複数の電
   波放射源からの電波を受信するアンテナと、上記アンテ
   ナのビームの向きを調節するアンテナサーボと、上記ア
   ンテナからの受信信号を受信し、２つのビームの和信号
   及び差信号を出力する、受信周波数バンドが切り換え可
   能な受信機と、上記アンテナで受信された受信信号の周
   波数を弁別する周波数弁別器と、上記受信機からの和信
   号及び差信号をデジタル信号に変換するA/D変換器と、
   デジタル化された和信号と差信号により上記アンテナに
   対する電波放射源の方向の差を示す角度誤差を算出する
   角度誤差検出器と、デジタル化された和信号から和信号
   の振幅、パルス繰り返し時間、パルス幅をそれぞれ検出
   する振幅検出器、パルス繰り返し時間検出器及びパルス
   幅検出器と、上記振幅検出器出力とパルス繰り返し時間
   検出器出力とを、上記周波数弁別器、パルス幅検出器、
   角度誤差検出器で検出した周波数、パルス幅及び角度誤
   差毎に記憶場所を分類して記憶するターゲットメモリ
   と、上記ターゲットメモリにデータを書き込み、読み出
   すためのアドレスを発生するアドレス発生器と、追尾す
   べき電波放射源の各周波数ビンに対応する振幅データが
   記憶された追尾データメモリと、上記ターゲットメモリ
   のパルス繰り返し時間データを電波放射源のパルス繰り
   返し数より高い周波数でサンプリングした後にFFT演算
   することにより各周波数ビンの振幅データを作成し、そ
   の振幅データを上記追尾データメモリに記憶された各周
   波数ビンの振幅データと比較することにより複数の電波
   放射源の中から上記振幅データが一致する特定のパルス
   繰り返し数を持つ電波放射源を識別するパルス分析器
   と、上記周波数弁別器で弁別された周波数を受けてその
   周波数で上記受信機が受信するように上記受信機の受信
   周波数バンドを指示する受信周波数データを出力し、か
   つ上記アンテナサーボに指示するアンテナ角度制御デー
   タを出力する手段を有し、上記受信周波数データ及びア
   ンテナ角度制御データを上記アドレス発生器のアドレス
   とする追尾誘導制御器とを備え、さらに上記追尾誘導制
   御器は、上記パルス分析器により識別された電波放射源
   に対するアンテナの角度誤差を上記ターゲットメモリか
   ら読み出して母機誘導のため誘導制御の信号を発生する
   手段を有することを特徴とする対電波放射源誘導装置。