JPH0259692A - レーザレーダ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はレーザレーダに関し、特に航空機に搭載し、運
行の妨げとなる進路上の障害物の探知に利用するレーザ
レーダに関する。

〔従来の技術〕

従来、この種のレーザレーダは、航空機の速度にかかわ
らず、監視すべき領域の最大探知距離と監視視野角がそ
れぞれ独立的に設定されていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した従来のこの種のレーザレーダは、一般に、航空
機の進路を変更しようとするとき、慣性により機体の速
度Ｖが大きい程、一定時間Δを後い進路変更可能最大角
度ψは小さくなる。

第３図は機体速度と進路変更可能な最大角度との関係を
示す説明図、第４図は機体速度と飛行可能領域との関係
を示す説明図である。

第３図において、Δｔはパイロットが障害物を視認して
から安全に機体を退避させるためにとる操縦動作までの
時間である。

航空機の一定時間Δを内の飛行可能な領域は機体の速度
に依存し、第４図に示すごとくなる。したがって、第４
図の点線で示す従来方式による監視領域１０３の外にあ
るＸ印で示す障害物１０４は検知できないという欠点が
あった。

また、これら障害物１０４を検知するためには、第３図
の一点破線で示す領域を監視する必要があり、このこと
はより高い出力のレーザ送信部を必要とし、レーザレー
ダがより大型化するという欠点があった。

更に、点線で示す従来方式による監視領域１０３内の障
害物１０４ａを検知しても、この障害物に対しては、第
３図に示す機体速度如何によっては、これら障害物が飛
行可能領域の外側に存在することになって、これら障害
物が航空機の妨げとなることはなく、無駄な監視をして
いることになるという欠点がある。

これらの欠点はいずれも、監視すべき領域が航空機の飛
行可能な領域、即ち機体の速度に無関係に定めているこ
とに起因している。

本発明の目的は上述した欠点を除去し、″監視すべき領
域を航空機の飛行可能と合致させるレーザレーダを提供
することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明のレーザレーダは、航空機に搭載し進路上の障害
物を探知するレーザレーダにおいて、レーザビームの拡
がり角と監視視野角を航空機の速度に反比例して制御し
監視視野角を航空機の速度に反比例して制御し監視領域
を航空機の飛行可能領域と合致せしめる手段を備えて構
成される。

〔実施例〕

次に、本発明について図面を参照して説明する。

第１図は本発明の一実施例の構成図であり、本実施例の
レーザレーダは、レーザ送信部１、受光信号処理部２、
ビームエキスパンダ３、走査光学部４および光学系制御
部５、ミラー６、ハーフミラ−７を備えて構成され、他
に速度計８を併記して示す。

レーザ光はレーザ送信部１からハーフミラ−７を介して
ビームエキスパンダ３に提供され、所定のビーム拡がり
角を付与されて走査光学系４に受光される。走査光学系
４は、この受光を立体角φの監視視野角で走査し、入力
受光は送光とは逆方向に進行してハーフミラ−７、ミラ
ー６を介して受光処理部２に提供され信号処理される。

光学系制御部５は速度計から機体速度データを受信し、
監視すべき最大の探知距離を計算した後必要なビーム拡
がり角と監視視野角を計算し、ビームエキスパンダ３と
走査光学系をこの計算値に設定制御する。

次に、本実施例における光学系制御部５のビーム拡がり
角θと監視視野角Φの設定方法に関し、−例をあげて説
明する。

先に、第４図で説明しように、航空機の飛行可能な領域
は機体速度によって異なる。今、監視すべき領域をこの
飛行可能な領域と一致させ、これよりビーム拡がり角θ
と監視視野角Φを求めてみる。

第２図は第１図の実施例における監視視野角とビーム拡
がり角の関係を示す説明図である。

先ず、機体の進路変更可能最大角度ψは、速度Ｖに反比
例するので、監視視野角Φは次の（１）式で定まる。

Φ＝２ψｏｃ”ｌ　／　ｖ　−（１） 一方、最大探知距離ρは、機体速度Ｖに比例するから、
監視すべき面積Ｓ１は次の（２）で示すとおり機体の速
度Ｖにがかわらデ一定となる。

Ｓ　、　　ｃｘ＝（，２・　Φ　）　２　ζ：ｘ：　　
（ｖ　　・　　１　／　■　）　２　−一定・・・（２
） ビーム拡がり角をθとすると、最大探知圧ｉ４ρにおけ
るレーザビーム断面積Ｓ２は次の（３）式で計算できる
。

Ｓ２　−　ｙｒ　　（ｆｆｚ　θ／２）”　　・　　（
３）レーザ送信部１の繰り返し周波数ｆは（３）式を（
２）式で除いて（４）式のように定まる。

ｆ　”＝Ｓ＋、　／　Ｓ２　＝Ｓｔ　／π（ρθ／２）
２・・・（４） ここで、レーザ送信部１の繰り返し周波数ｆは一定、ま
た（３）式から８１も一定であるので、（４）式からｉ
θが一定となる。

故に、ビーム拡がり角θは次のく５〉式のように求まる θα１／ｆｌ医１　／　ｖ・・・（５）したがって監視
視野角Φとビーム拡がり角θは（１）式および（５）式
に示すように機体の速度に反比例させれば良く、光学系
制御部５によってこのような光学系制御を実行する。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は機体速度に応じて、監視す
べぎ領域、即ちビーム拡がり角に対応する最大距離探知
と監視視野角と制御するりことにより、監視すべき領域
を航空機の飛行可能な領域に一致させることがき、その
結果、機体速度が速いときはより遠方まで監視でき、ま
た機体速度が遅いときはより広い視野を監視できるとい
う効果がある。

また本発明に上り、レーザレーダをより小さい平均出力
のレーザ送信部で構成できるため、レーザレーダを軽量
簡素化できるという効果がある。

係を示す説明図である。

１・・・レーザ送信部、２・・・受光信号処理部、３・
・・ビームエキスパンダ、４・・・走査光学系、５・・
・光学系制御１部、６・・・速度計。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 航空機に搭載し進路上の障害物を探知するレーザレーダ
   において、 レーザビームの拡がり角と監視視野角を航空機の速度に
   反比例して制御し監視視野角を航空機の速度に反比例し
   て制御し監視領域を航空機の飛行可能領域と合致せしめ
   る手段を備えて成ることを特徴とするレーザレーダ。