特許 7247033 誘導システム、誘導装置及び方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-03-17

(45)【発行日】2023-03-28

(54)【発明の名称】誘導システム、誘導装置及び方法

(51)【国際特許分類】

   F41G 7/22 20060101AFI20230320BHJP

   F42B 15/01 20060101ALI20230320BHJP

   G01S 13/44 20060101ALI20230320BHJP

   G01S 13/88 20060101ALI20230320BHJP

【ＦＩ】

F41G7/22

F42B15/01

G01S13/44

G01S13/88 210

【請求項の数】 13

(21)【出願番号】P 2019120350

(22)【出願日】2019-06-27

(65)【公開番号】P2021004723

(43)【公開日】2021-01-14

【審査請求日】2022-01-25

(73)【特許権者】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(73)【特許権者】

【識別番号】598076591

【氏名又は名称】東芝インフラシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003708

【氏名又は名称】弁理士法人鈴榮特許綜合事務所

(72)【発明者】

【氏名】蜂須 裕之

【審査官】長谷井 雅昭

(56)【参考文献】

【文献】特開２００２－２６７７４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１０８１０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－１８１０７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０８－１７８５９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－１８３０９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－１０８５９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０４１４２６９５（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ４１Ｇ ７／２２

Ｆ４２Ｂ １５／０１

Ｇ０１Ｓ １３／４４

Ｇ０１Ｓ １３／８８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電波を使用して目標を追跡する飛翔体と、
前記飛翔体を前記目標に誘導するための第１の照射電波を送出する誘導装置と
を具備する誘導システムであって、
前記誘導装置は、
前記第１の照射電波に対する前記目標からの第１の反射電波及び前記飛翔体からの第２の反射電波を受信する手段と、
前記第１及び第２の反射電波に基づいて、前記飛翔体及び前記目標を観測する手段と、 前記飛翔体及び前記目標に対する観測結果に基づいて、前記飛翔体に対して前記目標に誘導するための指令情報を含む第２の照射電波を送出する手段と
を含み、
前記誘導装置は、
前記飛翔体と複数の目標のいずれかとの観測処理を断続的に実行し、
前記観測処理の観測結果に基づいて、前記飛翔体に対して誘導する目標を切り換え、
前記複数の目標は、第１の目標と第２の目標とを含み、
前記誘導装置は、
前記飛翔体と前記第２の目標との観測処理を断続的に実行し、
前記観測処理の観測結果に基づいて、前記第２の目標の優先度が前記第１の目標の優先度よりも高く、前記飛翔体が前記第２の目標へのホーミングが必要と判定した場合には、前記第１の目標への誘導形態で使用されていたキャリア周波数で、前記第１の目標への照射から、前記第２の目標への照射へと切り換える、
誘導システム。

【請求項2】

前記誘導装置は、
前記飛翔体に対して前記目標に対する処理を指示するための指令情報を含む前記第２の照射電波を送出する、請求項１に記載の誘導システム。

【請求項3】

前記飛翔体は、
前記誘導装置から送出される前記第１の照射電波に基づいて、前記目標からの前記第１の反射電波を受信して、
前記第１の照射電波を使用して前記第１の反射電波を検波し、
前記第１の反射電波に基づいて前記目標を検出して誘導動作を実行する、
請求項１に記載の誘導システム。

【請求項4】

前記誘導装置は、前記飛翔体及び前記目標を観測する観測処理のときに、前記第１の照射電波として連続送信波を送出し、
前記飛翔体は、前記第１の反射電波に基づいて前記目標を検出して誘導動作を実行するときに、前記目標から前記連続送信波に基づいた連続受信波を前記第１の反射電波として受信する、請求項１又は３に記載の誘導システム。

【請求項5】

前記誘導装置は、
前記飛翔体が前記目標に向けて飛翔している状態で、誘導開始する地点に到達している場合には、誘導開始指令を含む前記第２の照射電波を前記飛翔体に送出する、請求項１から４のいずれか１項に記載の誘導システム。

【請求項6】

前記飛翔体は、
前記誘導装置から前記第２の照射電波を受信し、
前記第２の照射電波から前記誘導開始指令を復調すると、前記目標に向けて誘導動作に移行する、請求項５に記載の誘導システム。

【請求項7】

前記誘導装置は、
誘導開始指令を含む前記第２の照射電波を前記飛翔体に送出した後に、前記第１の照射電波の照射を継続し、
前記飛翔体の誘導動作の継続と並行して、前記飛翔体及び前記目標を観測する観測処理を継続する、請求項５又は６に記載の誘導システム。

【請求項8】

前記誘導装置は、
前記飛翔体の前記目標に対する誘導動作中に、前記飛翔体の最接近距離が規定距離以上の場合には、近接起爆指令を含む前記第２の照射電波を前記飛翔体に送出する、請求項２から７のいずれか１項に記載の誘導システム。

【請求項9】

前記飛翔体は、
前記誘導装置からの前記近接起爆指令の受信に基づいて所定の処理を実行する、請求項８に記載の誘導システム。

【請求項10】

前記誘導装置は、
前記飛翔体の前記目標に対する誘導動作中に、前記飛翔体の最接近距離が規定未満の場合には、前記飛翔体の誘導動作を継続させる、請求項２から８のいずれか１項に記載の誘導システム。

【請求項11】

前記誘導装置は、
前記飛翔体と複数の目標群の観測処理を実行し、
前記飛翔体が前記目標群に接近した場合に、近接起爆指令を含む前記第２の照射電波を前記飛翔体に送出する、請求項１に記載の誘導システム。

【請求項12】

電波を使用して、飛翔体を目標に誘導する誘導システムに適用する誘導装置であって、 前記飛翔体を前記目標に誘導するための第１の照射電波を送出する手段と、
前記第１の照射電波に対する前記目標からの第１の反射電波及び前記飛翔体からの第２の反射電波を受信する手段と、
前記第１及び第２の反射電波に基づいて、前記飛翔体及び前記目標を観測する手段と、 前記飛翔体及び前記目標に対する観測結果に基づいて、前記飛翔体に対して前記目標に誘導するための指令情報を含む第２の照射電波を送出する手段と、
前記観測結果に基づいて、前記飛翔体に対して誘導する目標を切り換える手段と
を含み、
前記目標は、第１の目標と第２の目標とを含み、
前記観測する手段は、前記飛翔体と前記第２の目標との観測処理を断続的に実行し、
前記切り換える手段は、前記飛翔体と前記第２の目標との観測処理の観測結果に基づいて、前記第２の目標の優先度が前記第１の目標の優先度よりも高く、前記飛翔体が前記第２の目標へのホーミングが必要と判定した場合には、前記第１の目標への誘導形態で使用されていたキャリア周波数で、前記第１の目標への照射から、前記第２の目標への照射へと切り換える、
誘導装置。

【請求項13】

電波を使用して、飛翔体を目標に誘導する誘導システムに適用する方法であって、
前記飛翔体を前記目標に誘導するための第１の照射電波を送出する処理と、
前記第１の照射電波に対する前記目標からの第１の反射電波及び前記飛翔体からの第２の反射電波を受信する処理と、
前記第１及び第２の反射電波に基づいて、前記飛翔体及び前記目標を観測する処理と、 前記飛翔体及び前記目標に対する観測結果に基づいて、前記飛翔体に対して前記目標に誘導するための指令情報を含む第２の照射電波を送出する処理と、
前記観測結果に基づいて、前記飛翔体に対して誘導する目標を切り換える処理と
を含み、
前記目標は、第１の目標と第２の目標とを含み、
前記観測する処理では、前記飛翔体と前記第２の目標との観測処理を断続的に実行し、
前記切り換える処理では、前記飛翔体と前記第２の目標との観測処理の観測結果に基づいて、前記第２の目標の優先度が前記第１の目標の優先度よりも高く、前記飛翔体が前記第２の目標へのホーミングが必要と判定した場合には、前記第１の目標への誘導形態で使用されていたキャリア周波数で、前記第１の目標への照射から、前記第２の目標への照射へと切り換える、
方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、飛翔体の誘導システム、誘導装置及び方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、電波を使用して目標を検出、追跡する飛翔体を誘導する誘導システムには、各種の方式が開発されている。誘導システムは、誘導装置を搭載する飛翔体と、地上等に設置されている誘導装置（イルミネータ：illuminator）とが連携して飛翔体を誘導する。

【0003】

アクティブ方式（active radar homing）の誘導システムは、飛翔体がレーダを搭載しており、このレーダから電波を送信（照射）して、目標からの反射電波に基づいて目標を検出する。このアクティブ方式は、飛翔体側の主導による誘導が可能であるが、対処目標の多様化や発射後の状況変化に適応するためには、飛翔体の高機能化が要求される。具体的には、飛翔体は、小型でかつ高性能のレーダ等の搭載により、高機能化による価格上昇が不可避である。近年では、特に近距離範囲において、主要な対処目標が低価格の無人機等の場合には、費用対効果が著しく悪化する可能性がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特許第３７０７９２３号公報

【文献】特開平８－３３８６９８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

アクティブ方式の状況の解決策として、セミアクティブ方式（semi-active radar homing）の誘導システムの採用が挙げられる。セミアクティブ方式は、レーダからの電波送信（電波照射）を誘導装置（イルミネータ）が担うことで、飛翔体から電波送信の機能を削減できるため、高性能レーダの搭載を不要にして、飛翔体の低価格化を実現できる。しかし、単にセミアクティブ方式を採用するだけでは、多様化する目標への高い適応能力を有する誘導システムを実現できない。

【0006】

そこで、目的は、飛翔体の低価格化と共に、誘導装置の高機能化を実現することで、多様化する目標への高い適応能力を有する誘導システムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本実施形態の誘導システムは、電波を使用して目標を追跡する飛翔体と、前記飛翔体を前記目標に誘導するための照射電波を送出する誘導装置とを備えた構成である。前記誘導装置は、前記照射電波に対する前記目標からの第１の反射電波及び前記飛翔体からの第２の反射電波を受信する手段と、前記第１及び第２の反射電波に基づいて、前記飛翔体及び前記目標を観測する手段と、前記飛翔体及び前記目標に対する観測結果に基づいて、前記飛翔体に対して前記目標に誘導するための指令情報を含む照射電波を送出する手段とを含む。前記誘導装置は、前記飛翔体と複数の目標のいずれかとの観測処理を断続的に実行し、前記観測処理の観測結果に基づいて、前記飛翔体に対して誘導する目標を切り換える。前記複数の目標は、第１の目標と第２の目標とを含む。前記誘導装置は、前記飛翔体と前記第２の目標との観測処理を断続的に実行し、前記観測処理の観測結果に基づいて、前記第２の目標の優先度が前記第１の目標の優先度よりも高く、前記飛翔体が前記第２の目標へのホーミングが必要と判定した場合には、前記第１の目標への誘導形態で使用されていたキャリア周波数で、前記第１の目標への照射から、前記第２の目標への照射へと切り換える。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】実施形態に関する誘導システムの構成を示すブロック図。

【図2】実施形態に関する誘導装置及び飛翔体の誘導制御装置の構成を示すブロック図。

【図3】実施形態に関する誘導装置及び飛翔体の処理を説明するためのブロック図。

【図4】実施形態に関する誘導システムの観測形態に対応する照射電波及び反射電波の状態を示す図。

【図5】実施形態に関する誘導システムの誘導形態に対応する照射電波及び反射電波の状態を示す図。

【図6】実施形態に関する誘導システムの指令形態に対応する照射電波及び反射電波の状態を示す図。

【図7】実施形態に関する誘導システムの照射電波の一例及び反射電波の受信処理の一例を示す図。

【図8】実施形態に関する飛翔体の信号処理部の処理を説明するためのフローチャート。

【図9】実施形態に関する誘導システムの時系列動作を示す図。

【図10】実施形態に関する誘導装置の時系列動作を示す図。

【図11】実施形態の第１の変形例を説明するための図。

【図12】実施形態の第２の変形例を説明するための図。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下図面を参照して、実施形態を説明する。
［誘導システムの構成］
図１は、本実施形態の誘導システムの構成を示すブロック図である。図１に示すように、誘導システムは、空間内を目標７に向けて飛行する飛翔体１と、例えば地上に設置された誘導装置６から構成される。誘導装置６は、セミアクティブ方式の誘導システムにおけるイルミネータに相当する。

【0010】

飛翔体１は、誘導制御装置２、弾頭３、推進装置４、及び操舵装置５を搭載している。誘導制御装置２は、後述するように、誘導装置６と連携して飛翔体１を目標７に誘導し、及び弾頭３を起爆する各種制御を実行する。推進装置４は、飛翔体１を飛行させるための推進機構である。操舵装置５は、誘導制御装置２により算出される、目標７に誘導（ホーミング:homing）するための操舵信号に応じて飛翔体１の飛行を制御する。

【0011】

誘導装置６は、レーダを搭載し、当該レーダから照射電波１０を、飛行中の飛翔体１及び目標７に向けて照射する。飛翔体１は、目標７から反射される反射電波１２を受信すると共に、誘導装置６からの照射電波１０も直接受信する。飛翔体１は、誘導装置６からの照射電波１０を使用して、目標７からの反射電波１２の検波処理等を実行する。

【0012】

飛翔体１と並行して、誘導装置６は、目標７から反射する反射電波１３を受信すると共に、飛翔体１から反射する反射電波１４を受信する。誘導装置６は、受信した反射電波１３、１４を処理して、飛翔体１と目標７の相対位置や相対速度等を観測する。また、誘導装置６は、飛翔体１に対する指令情報（後述する）を重畳した照射電波１１を、飛翔体１に向けて照射する。このとき、飛翔体１は、誘導装置６から受信した電波が、当該指令情報を含む照射電波１１であるか否かを、当該指令情報に含まれる特定符号等に基づいて常に判定している。飛翔体１の誘導制御装置２は、誘導装置６から受信した電波が照射電波１１である場合に、重畳されている指令情報を復調して当該指令情報に対応する各種の処理を実行する。

【0013】

図２は、誘導装置６、及び飛翔体１の誘導制御装置２の構成を示すブロック図である。図２に示すように、誘導装置６は大別して、電波送受信系２０と信号処理系２７を含む。電波送受信系２０は、情報変調器２１、拡散変調器２２、特定変調器２３、照射切換器２４、送信周波数変換器２５、受信周波数変換器２６、送信アンテナ２９Ａおよび受信アンテナ２９Ｂを含む。

【0014】

誘導装置６では、動作形態が例えば「指令形態」の場合、即ち、指令情報を含ませた照射電波１１を送出して飛翔体１に指令を出すときは、信号処理系２７の信号処理器２８は指令情報及び切換指示を出力する。

【0015】

電波送受信系２０では、照射切換器２４は、信号処理器２８からの切換指示に応じて、（指令）側への切換を実行する。一方、情報変調器２１は、信号処理器２８から出力される指令情報を、例えばＦＳＫ（frequency shift keying：周波数シフトキーイング）等のデジタル変調を実行し、拡散変調器２２に出力する。拡散変調器２２は、拡散コードによる変調を実行する。さらに、電波送受信系２０は、照射切換器２４を経て、送信周波数変換器２５でキャリア周波数を所定の周波数に変換し、送信アンテナ２９Ａから指令情報が重畳された照射電波１１を空間に放射する。

【0016】

一方、飛翔体１の誘導制御装置２は、後方アンテナ３０、前方アンテナ３１、高周波処理部３２、モノパルス合成器３３、及び信号処理部３４を含む。飛翔体１では、後方アンテナ３０において、誘導装置６から照射される照射電波１１を常に受信し、高周波処理部３２により処理される。高周波処理部３２は、周波数変換器３５、拡散復調器３６、及び情報復調器３７を含み、受信した照射電波１１から受信情報を復調する。情報復調器３７は、拡散復調器３６により指令判定が有ると復調された場合に、指令情報を復調して信号処理部３４に出力する。

【0017】

飛翔体１の誘導制御装置２は、前方アンテナ３１を経由して、誘導装置６から照射される照射電波１０及び目標７からの反射電波１２を受信する。モノパルス合成器３３は、照射電波１０及び反射電波１２に基づいて、目標７を検出するため測角処理（方位角と高低角の算出）に必要なΣ系（合成）受信信号とΔ系（誤差）受信信号を生成する。高周波処理部３２は、同期検波器（Σ系）３８及び同期検波器（Δ系）３９を含み、照射電波１０を用いて同期検波を実行し、Σ検出信号及びΔ検出信号として信号処理部３４に出力する。信号処理部３４は、Σ検出信号とΔ検出信号を使用して、飛翔体１を目標７へホーミング（誘導）するための操舵信号を算出して操舵装置５に出力する。

【0018】

一方、誘導装置６では、動作形態が例えば「観測形態」または「誘導形態」の場合、即ち、照射電波１０を送出する時には、信号処理系２７の信号処理器２８は、切換指示を照射切換器２４に出力する。電波送受信系２０では、照射切換器２４は、信号処理器２８からの切換指示に応じて、（観測又は誘導）側への切換を実行する。この場合、特定変調器２３は、例えばステップドＦＭ（stepped frequency modulation）波形と呼ばれる連続送信波を生成する。電波送受信系２０は、当該連続送信波を照射電波１０として、照射切換器２４、送信周波数変換器２５及び送信アンテナ２９Ａを経由して空間に放射する。

【0019】

誘導装置６は、動作形態が「観測形態」の場合には、送信アンテナ２９Ａから飛翔体１と目標７に向けて照射電波１０を送出して、それぞれから反射電波１３と反射電波１４を受信アンテナ２９Ｂで受信する。信号処理器２８は、受信した反射電波１３と反射電波１４を、受信周波数変換器２６を経由して入力し、飛翔体１と目標７の位置、速度等を観測する観測処理を実行する。また、誘導装置６は、動作形態が「誘導形態」の場合には、送信アンテナ２９Ａから飛翔体１と目標７に向けて照射電波１０を送出し、後述するような誘導処理を実行する。
［誘導システムの動作］
以下、図３から図１０を参照して、本実施形態の誘導システムの動作及び効果を説明する。図３は、誘導装置６及び飛翔体１が実行する処理を説明するためのブロック図である。図４から図６は、誘導システムの動作形態に対応する照射電波及び反射電波の状態を示す図である。図７は、誘導システムの照射電波の一例及び反射電波の受信処理の一例を示す図である。

【0020】

まず、図３、図４及び図７を参照して、誘導システムの動作形態が「観測形態」の場合について説明する。図３に示すように、「観測形態」では、誘導装置６は、信号処理系２７が観測照射指示を実行し、飛翔体１と目標７に向けて照射電波１０を送出する（３００、図４を参照）。具体的には、信号処理器２８は、切換指示を照射切換器２４に出力する。電波送受信系２０では、照射切換器２４は、信号処理器２８からの切換指示に応じて、観測側への切換を実行する（２００）。図４に示すように、誘導装置６は、目標７と飛翔体１から反射電波１３と反射電波１４を受信する。

【0021】

図３に示すように、具体的には、電波送受信系２０は、受信アンテナ２９Ｂを経由して目標７からの反射電波１３を受信する（２０１）。信号処理器２８は、受信した反射電波１３を入力し、目標７の位置、速度等を観測する観測処理を実行する（３０１）。さらに、信号処理器２８は、観測処理結果に基づいて、所定の発射諸元計算を実行し、当該計算結果を飛翔体１に送出する。飛翔体１は当該計算結果を入力し（１００）、信号処理器２８から送送出される発射指示に応じて発射・飛翔することになる（１０１）。

【0022】

誘導装置６は、発射された飛翔体１と目標７に向けて照射電波１０を送出する（３０４、２０２）。電波送受信系２０は、受信アンテナ２９Ｂを経由して目標７と飛翔体１のそれぞれから反射電波１３、１４を受信する（２０３）。信号処理器２８は、受信した反射電波１３、１４を入力し、飛翔体１と目標７の位置、速度等を観測する観測処理を実行する（３０５）。

【0023】

ここで、図７に示すように、誘導装置６は、動作形態が「観測形態」と「誘導形態」の場合には、電波送受信系２０の特定変調器２３により、前述のステップドＦＭ波形と呼ばれる連続送信波を生成する。電波送受信系２０は、当該連続送信波を照射電波１０として、送信アンテナ２９Ａを経由して空間に放射する。これにより、誘導装置６における観測処理及び飛翔体１における目標７へのホーミング処理において、高い距離分解能を有する目標検出処理を実現することが可能となる。

【0024】

図７（Ａ）に示すように、誘導装置６は、照射電波１０として当該連続送信波を送信する。図７（Ｂ）に示すように、誘導装置６は、目標７からの反射電波１３として連続受信波を受信して、信号処理器２８により目標７の位置、速度等を観測する観測処理を実行する。一方、図７（Ｃ）に示すように、飛翔体１は、誘導装置６から照射される照射電波（連続送信波）１０及び目標７からの反射電波（連続受信波）１２を受信する。飛翔体１は、当該照射電波１０及び反射電波１２に基づいて、目標７を検出するため測角処理（方位角と高低角の算出）に必要なΣ系（合成）受信信号とΔ系（誤差）受信信号を生成する。さらに、飛翔体１は、照射電波１０を用いて同期検波を実行し、データサンプルであるΣ系受信信号とΔ系受信信号に対して、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform）処理（目標の速度検出）及び逆ＦＦＴ（帯域合成）処理を実行して、Σ検出信号及びΔ検出信号を算出する。信号処理部３４は、Σ検出信号とΔ検出信号を使用して、飛翔体１を目標７へホーミング（誘導）するためのレンジプロファイル（点で示す目標までの距離）に基づいた操舵信号を算出して操舵装置５に出力する。

【0025】

図３及び図４に示すように、「観測形態」では、誘導装置６は、飛翔体１と目標７に向けて照射電波１０を送出し、受信した反射電波１３、１４を入力し、飛翔体１と目標７の相対位置や相対速度等を観測する観測処理を実行する（３０５）。この場合、飛翔体１は、拡散復調器３６において指令判定「なし」を出力し、特に制御動作を実行しない。

【0026】

図３に示すように、誘導装置６では、信号処理器２８は、飛翔体１と目標７の相対位置や相対速度等の観測結果に基づいて、各種の判定処理を実行する（３０６）。判定処理は、会合経路判定処理、誘導開始判定処理及び接近判定処理を含む。

【0027】

会合経路判定処理は、現観測結果（３０５）に基づいて飛翔体１と目標７の予想会合点を算出し、発射時の予想会合点との比較を行う。信号処理器２８は、当該比較結果が規定条件（距離、角度）以上に乖離している場合には、飛翔体１の経路変更が必要と判定して、経路変更の指令（操舵変更指令）を送出する（３０７）。電波送受信系２０は、当該操舵変更指令を含む照射電波１１を送信アンテナ２９Ａから飛翔体１に送信する（２０４）。飛翔体１は、当該操舵変更指令を受信すると（１０２）、操舵パターンを変更する（１０３）。

【0028】

誘導開始判定処理は、飛翔体１が誘導開始する地点に到達しているか否かを判定する（３０８）。信号処理器２８は、飛翔体１が誘導開始する地点に到達していると判定した場合には、誘導開始指令を送出する（３０９）。電波送受信系２０は、当該誘導開始指令を含む照射電波１１を送信アンテナ２９Ａから飛翔体１に送信する（２０５）。飛翔体１は、当該誘導開始指令を受信すると（１０４）、動作形態が「誘導形態」と判定する。

【0029】

図３及び図５に示すように、「誘導形態」では、誘導装置６は、飛翔体１と目標７に向けて照射電波１０を送出する（３１０、２０６）。電波送受信系２０は、受信アンテナ２９Ｂを経由して目標７と飛翔体１から反射電波１３と反射電波１４を受信する（２０７）。信号処理器２８は、受信した反射電波１３、１４を入力し、飛翔体１と目標７の位置、速度等を観測する観測処理を実行する（３１１）。

【0030】

ここで、誘導装置６から誘導開始指令が送出されたとき（３１０）、飛翔体１は、誘導形態」と判定し（１０４）、目標７からの反射電波１２及び誘導装置６からの照射電波１０を受信する処理に移行する（１０５、１０６）。具体的には、飛翔体１は、照射電波１０及び反射電波１２に基づいて、同期検波処理（Σ検出信号及びΔ検出信号の生成）及び目標検出処理（目標７の測角処理）を実行し、目標７へホーミング（誘導）するための操舵信号を算出して操舵装置５に出力する（１０７）。

【0031】

接近判定処理は、現観測結果（３１１）に基づいて、飛翔体１と目標７の相対位置と相対速度から最接近距離を算出し、最接近距離が規定距離以上（目標７を直撃しない距離）であるか否かを判定する（３１２）。信号処理器２８は、飛翔体１の最接近距離が規定距離以上であると判定した場合には、飛翔体１における起爆タイマ時間を算出して、近接起爆指令を送出する（３１３）。電波送受信系２０は、当該近接起爆指令を含む照射電波１１を送信アンテナ２９Ａから飛翔体１に送信する（２０８）。

【0032】

飛翔体１は、当該近接起爆指令を受信すると（１０８）、それまでの動作を中止し、動作形態が「指令形態」と判定する。即ち、飛翔体１は、近接起爆指令による受信情報（起爆タイマ作動時間）を弾頭３へ設定し、弾頭起爆（１０９）までそのままの飛翔状態を維持する（図２の信号処理部３４の出力を参照）。

【0033】

図６に示すように、「指令形態」では、誘導装置６は、飛翔体１に向けて指令情報を重畳した照射電波１１を送出する。飛翔体１は、後方アンテナ３０において、誘導装置６から照射される照射電波１１を常に受信し、受信した照射電波１１から受信情報を復調する。飛翔体１は、指令判定が有ると復調された場合に、指令情報を復調して、当該指令情報に対応する処理を実行する。

【0034】

図８は、飛翔体１の信号処理部３４の処理を示すフローチャートである。図８に示すように、飛翔体１の信号処理部３４は、誘導装置６からの照射電波１１に含まれる指令情報により弾頭３の起爆フラグがＯＮであるか否かを判定する（Ｓ１）。信号処理部３４は、起爆フラグがＯＮである場合には（Ｓ１のＹＥＳ）、起爆タイマの作動信号を弾頭３に出力する（Ｓ１９）。

【0035】

一方、信号処理部３４は、起爆フラグがＯＦＦである場合には（Ｓ１のＮＯ）、指令判定を入力する（Ｓ２）。信号処理部３４は、指令判定が無く、指令情報を受信していない場合には（Ｓ３のＮＯ）、誘導フラグがＯＮであるか否かを判定する（Ｓ１２）。ここで、飛翔体１は、指令情報を受信して（Ｓ３のＹＥＳ）、当該指令情報が誘導開始指令であると判別された場合（Ｓ５）、動作形態が「誘導形態」と判定する。信号処理部３４は、この判定に基づいて、誘導フラグをＯＮにセットする（Ｓ８）。

【0036】

信号処理部３４は、誘導フラグがＯＮであれば（Ｓ１２のＹＥＳ）、前述したように、Σ検出信号及びΔ検出信号を入力し（Ｓ１５）、目標７の測角処理を含む誘導信号を算出する計算処理を実行する（Ｓ１６）。さらに、信号処理部３４は、誘導信号に基づいて目標７へホーミング（誘導）するための操舵信号を算出する操舵指令計算を実行して（Ｓ１７）、操舵信号を操舵装置５に出力する（Ｓ１８）。

【0037】

また、飛翔体１は、指令情報を受信して（Ｓ３のＹＥＳ）、当該指令情報が経路変更指令であると判別された場合（Ｓ５）、操舵情報として操舵パターンを取得する（Ｓ９）。信号処理部３４は、誘導装置６からの経路変更指令に基づいて操舵パターンを変更し（Ｓ１０）、誘導フラグをＯＦＦにセットする（Ｓ１１）。これにより、信号処理部３４は、誘導フラグがＯＦＦであれば（Ｓ１２のＮＯ）、前述したように、誘導装置６からの操舵変更指令に基づいて変更される操舵パターンを使用して操舵指令計算を実行し（Ｓ１３）、操舵信号を操舵装置５に出力する（Ｓ１４）。

【0038】

信号処理部３４は、当該指令情報として近接起爆指令を受信すると（Ｓ５）、それまでの動作を中止し、起爆情報として起爆時間を取得する（Ｓ６）。信号処理部３４は、起爆フラグをＯＮにセットする。前述したように、信号処理部３４は、起爆フラグがＯＮである場合には（Ｓ１のＹＥＳ）、起爆タイマの作動信号（起爆タイマ作動時間）を弾頭３に出力する（Ｓ１９）。飛翔体１は、弾頭起爆までそのままの飛翔状態を維持する（図９を参照）。

【0039】

図９及び図１０はそれぞれ、誘導システム及び誘導装置６の動作を時系列的に示す図である。図９に示すように、誘導装置６は、飛翔体１を発射した後のホーミング前（誘導動作前）の期間において、「観測形態」の電波照射を実行する。即ち、誘導装置６は、照射電波１０を送出して、飛翔体１と目標７の相対速度や相対距離を観測する観測処理を実行する。この観測処理は、連続的又は間欠的のいずれでもよい。

【0040】

誘導装置６は、観測結果に基づいて会合経路判定を実行し、会合点が大きく変化すると判定した場合には「指令形態」の電波照射を実行する。即ち、誘導装置６は、飛翔体１に向けて経路変更のための操舵変更指令（操舵パターン情報を含む）を重畳した照射電波１１を送出する。飛翔体１は、誘導装置６からの照射電波１１を受信すると、「指令有」として、操舵変更指令（操舵パターン情報）を復調する。飛翔体１は、操舵変更指令に応じて、更新される操舵パターン情報に基づいて新たな会合点方向へ飛翔する。

【0041】

次に、誘導装置６は、誘導開始判定を実行し、飛翔体１が誘導開始する地点に到達しているか否かを判定する。即ち、誘導装置６は、到達したと予想される時刻になると、「指令形態」の電波照射、誘導開始指令を重畳した照射電波１１を送出する。飛翔体１は、当該誘導開始指令を受信すると、動作形態が「誘導形態」と判定し、ホーミングに移行する。

【0042】

誘導装置６は、誘導開始指令の送出後、「誘導形態」の照射電波１０の照射を継続する。一方、飛翔体１は、誘導開始指令の受信を確認した以降、目標７からの反射電波１２と誘導装置６からの照射電波１０との同期検波による反射波検出処理を開始し、新たな指令を受信するまで当該処理を継続する。これにより、飛翔体１の目標７へのホーミングを実現する（ホーミング期間）。このホーミング期間中、誘導装置６は、照射電波１０の照射に対する飛翔体１からの反射電波１４及び目標７からの反射電波１３の受信を継続して、「観測形態」として並行に観測処理を実行する。

【0043】

以上のように、ホーミング期間中、誘導装置６は、飛翔体１の目標７へのホーミングを実現しつつ、目標７と飛翔体１の観測処理も継続する。従って、飛翔体１は、目標７に対する誘導飛翔（ホーミング）を継続する。誘導装置６は、接近判定処理を実行し、飛翔体１の最接近距離が規定距離以上であると判定した場合には、目標７に対する直撃が困難として、近接起爆指令を送出する。即ち、誘導装置６は、起爆タイマ時間を含む近接起爆指令を重畳した照射電波１１を送出する。

【0044】

一方、飛翔体１は、誘導装置６から近接起爆指令を受信すると、起爆タイマ作動時間を弾頭３に設定し、当該タイミングで弾頭を起爆させる。これにより、飛翔体１と目標７が最も接近すると予想された地点において、弾頭３の起爆を実現できる。

【0045】

図１０に示すように、誘導装置６は、接近判定処理を実行し、飛翔体１の最接近距離が規定距離未満であると判定した場合には、近接起爆指令は送出せずに、直撃（命中）までの期間、観測処理を伴う「誘導形態」を継続する（４００）。

【0046】

以上のように本実施形態の誘導システムであれば、レーダからの電波照射を誘導装置（イルミネータ）が担うセミアクティブ方式を適用し、当該誘導装置の高機能化を実現することができる。これにより、飛翔体の低価格化と共に、多様化する目標への高い適応能力を有する誘導システムを実現できる。

【0047】

具体的には、飛翔体から電波照射の機能を削減できるため、高性能レーダの搭載を不要にして、飛翔体の低価格化を実現できる。さらに、飛翔体の誘導制御装置から自律判定機能、目標変換判定機能（オーバーキル回避機能等）及び直撃判定機能を削除できる。また、誘導装置の高機能化により、近接起爆指令を送出する指令形態を実現できるため、飛翔体から近接検知装置を削減できる。また、飛翔体から専用の通信装置を削減できる。

【0048】

なお、本実施形態の誘導装置は、地上に設置される地上装置でもよいし、また、船舶等に搭載される搭載装置でもよい。
［第１の変形例］
図１１（Ａ）、（Ｂ）は、本実施形態の第１の変形例に関する図である。なお、本変形例においても、本実施形態の誘導システムにおける基本的構成及び動作は同様であるため、説明は省略する。

【0049】

図１１（Ａ）に示すように、本変形例では、当初の目標＃１（７＃１）の「誘導形態」の動作（ホーミング＃１）中に、誘導装置６は、断続的に別の目標＃２（７＃２）に対する観測処理５０１が可能である。ここで、誘導装置６は、別の目標＃２を観測するときにはキャリア周波数等が異なるため、飛翔体１は目標＃１からの反射電波を観測できず、規定フレーム以下の期間に観測結果（５００）を得られないため、現時点の飛翔方向を継続することになる。即ち、飛翔体１は、目標＃１へのホーミング＃１を継続する。

【0050】

一方、誘導装置６は、当該目標＃２への観測結果に基づいて、例えば目標＃２の優先度が高く、飛翔体１が目標＃２へのホーミング＃２が必要と判定した場合には、目標＃１への誘導形態で使用されていたキャリア周波数で目標＃１への照射から目標＃２への照射へと切換える（照射方向の変更）。これにより、飛翔体１は動作中断することなく、目標＃１へのホーミング＃１から目標＃２へのホーミング＃２へと移行が可能となる。このような、ホーミング対象の目標への変換は、目標＃１が他の飛翔体により撃破されたときなどに効果があり、オーバーキルの回避が可能となる。

【0051】

ここで、図１１（Ｂ）に示すように、誘導装置６は、地上装置ではなく、例えば車両に搭載されている搭載装置であり、移動可能であってもよい。誘導装置６は、当初の目標７＃１からの反射電波＃１に基づいたホーミング＃１中に、別の目標７＃２からの反射電波＃２に基づいたホーミング＃２に移行した場合である。
［第２の変形例］
図１２（Ａ）、（Ｂ）は、本実施形態の第２の変形例に関する図である。なお、本変形例においても、本実施形態の誘導システムにおける基本的構成及び動作は同様であるため、説明は省略する。

【0052】

図１２（Ａ）に示すように、本変形例では、誘導装置６は、特定の目標方向へ飛翔体１を発射後に、「誘導形態」の電波照射を実行せずに、断続的に目標群７＃１～７＃３の観測処理を継続する。誘導装置６は、所定の操舵情報を送出して、飛翔体１を飛翔させる。さらに、誘導装置６は、目標密集度が高いと観測されたときには、特定の目標への「誘導形態」は実行せずに、目標群への飛翔経路を取るように操舵変更指令を照射電波１１に含ませて送出する。この後、誘導装置６は、飛翔体１が目標群（高密集の中央付近）への接近判定に基づいて、近接起爆指令を含む照射電波１１を送出する。

【0053】

即ち、図１２（Ｂ）に示すように、飛翔体１は、誘導装置６から近接起爆指令を含む照射電波１１を受信すると、目標群７＃１～７＃３の高密集の中央付近６００において、弾頭３の起爆を実行する。本変形例によれば、高密集度の複数目標７＃１～７＃３への弾頭起爆による対処も実現可能である。

【0054】

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0055】

１…飛翔体、２…誘導制御装置、３…弾頭、４…推進装置、５…操舵装置、
６…誘導装置、７…目標、２０…電波送受信系、２１…情報変調器、
２２…拡散変調器、２３…特定変調器、２４…照射切換器、
２５…送信周波数変換器、２６…受信周波数変換器、２７…信号処理系、
２９Ａ…送信アンテナ、２９Ｂ…受信アンテナ、３０…後方アンテナ３０、
３１…前方アンテナ、３２…高周波処理部、３３…モノパルス合成器、
３４…信号処理部、３５…周波数変換器、３６…拡散復調器、３７…情報復調器、
３８…同期検波器（Σ系）、３９…同期検波器（Δ系）。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】