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JPH06207800A - 磁気近接信管 - Google Patents

磁気近接信管

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Publication number
JPH06207800A
JPH06207800A JP5294711A JP29471193A JPH06207800A JP H06207800 A JPH06207800 A JP H06207800A JP 5294711 A JP5294711 A JP 5294711A JP 29471193 A JP29471193 A JP 29471193A JP H06207800 A JPH06207800 A JP H06207800A
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JP
Japan
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magnetic field
proximity
sensor
earth
magnetic
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Application number
JP5294711A
Other languages
English (en)
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JP3373016B2 (ja
Inventor
Elizabeth Pettersson
エリザベス・ペテルソン
Ragnar Forshufvud
ラグナル・フォルスフヴッド
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Saab Bofors AB
Original Assignee
Bofors AB
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42AMMUNITION; BLASTING
    • F42CAMMUNITION FUZES; ARMING OR SAFETY MEANS THEREFOR
    • F42C13/00Proximity fuzes; Fuzes for remote detonation
    • F42C13/08Proximity fuzes; Fuzes for remote detonation operated by variations in magnetic field

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Measuring Magnetic Variables (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
  • Aiming, Guidance, Guns With A Light Source, Armor, Camouflage, And Targets (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 例えば誘導ミサイル、弾丸、擲弾類あるいは
これらの類の如き炸薬キャリヤ(1)の炸薬を、炸薬キ
ャリヤ(1)が強磁性物体から或る距離の所を通過する
と、作動させるための受動的磁気近接信管を提供するこ
と。 【構成】 この近接信管は地磁場の偏りを感知するため
の一つ又はそれ以上のセンサー(4)と炸薬キャリヤ自
身の動きを感知するための一つ又はそれ以上の位置感知
素子(ジャイロ又は加速度計)(6)とを備え、かつ前
記地磁場の偏りに関連して有効出力信号(iOUT )を強
磁性物体(3)に起因する地磁場の偏り時のみに出す信
号処理装置(5)を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】本発明は誘導ミサイル、弾丸、擲弾類ある
いはこれらの類の如き移動炸薬キャリヤの炸薬を、この
移動炸薬キャリヤが強磁性物体から或る距離の所を通過
するときに、作動させるための磁気近接信管に関する。
【0002】磁気近接信管には能動型と受動型の二つの
タイプが知られている。これまでに最もよく使われたの
は能動型磁気近接信管である。このような近接信管の一
例はスエーデン特許明細書77.06158−8に記述
されている。この近接信管はゼネレータコイル(genera
tor coil )を有した発信器を備え、公知の方法に従っ
て空間に分布される電磁場を発生させている。又この近
接信管は前記ゼネレータコイルから離れた場所に置かれ
たセンサーコイルの形をした受信器を備えている。この
センサーコイルが電磁場により影響を受けると、このコ
イル中に起電力が誘導される。前記発信器ユニットから
の電磁場内に配置された金属物体が在ると、その表面に
渦電流が誘導される。これらの渦電流は二次的な磁場を
発生する。この磁場は前記受信器ユニットにより検出さ
れる。このことが近接信管の近傍に金属物体が配置され
ているかどうかを判定できるようにしているのである。
その範囲は発信器ユニットの出力と受信器ユニットの感
度とにより決まる。典型的な範囲は0.5〜1.5mで
ある。このような能動型磁気近接信管はr-3からr-6
単調的に増大する距離依存関係を有している(rは近接
信管と標的との間の距離)。
【0003】受動型磁気近接信管は、地磁場が強磁性物
体、例えば鉄の大きな物体、例えば戦車や鉄鉱石の塊、
のまわりで歪まされるということを利用している。この
近接信管は磁束密度用センサーの形をした感知システム
と、その信号を評価するための信号処理部とを備えてい
る。これは、地磁場にある戦車等に起因する変化を炸薬
キャリヤにおいて得られる信号と比較できるという事実
のためである。その上、距離依存関係はr-3で増大する
のみであるので、より長い範囲が得られる。戦車の寸法
である鉄製物体からの3mの距離で、効果は5%の大き
さのオーダであり、これは検知に対して十分である。
【0004】これに加えて、自分自身を開示させないシ
ステムおよび妨害に対して増大された抵抗であること等
の要求が受動型システムを支援している。自己開示は能
動型システムに組み込まれているし、このようなシステ
ムは良導体物体のすべて、例えばアルミニウム箔のおと
り、をも検知する。受動型システムは自身を開示しない
し、一つの信号を出すには大きな強磁性物体を要求す
る。
【0005】本発明の目的は能動部のない磁気近接信
管、すなわち受動型磁気近接信管を提供することを目的
とし、以前知られていた能動型近接信管よりも大きな範
囲を有するものを提供する。
【0006】既に述べた通り、受動型磁気近接信管は地
磁場の非常に小さな変化を感知しなければならない。更
に、地磁場中での炸薬キャリヤ自身の動きが信号に影響
を与えるのである。本発明によれば、この問題は次のよ
うにして解決された。
【0007】コイルの形をしたセンサー又はフラックス
ゲート・センサーが一つまたはそれ以上設けられて、こ
れらが地磁場の磁束密度の偏りを感知する。更に、ジャ
イロ又は加速度計の如き位置感知素子が炸薬キャリヤに
設けられてその動きを感知する。前記センサー信号と位
置信号がそれぞれ信号処理装置へ入れられる。この信号
処理装置は地磁場の偏りに関連して有効出力信号を出
す。この信号は炸薬キャリヤ自身が地磁場中を動くこと
に対して補償されたものである。それで前記有効出力信
号は地磁場の偏りが強磁性物体に起因するときのみ生ぜ
しめられる。
【0008】この型の近接信管を用いると、能動型の近
接信管で得られるよりも大きな範囲が得られ、また、妨
害に対する抵抗も改善されている。
【0009】
【実施例】本発明の有利な実施例を、例示として、示す
添付の図面を参照して本発明を更に詳細に以下に説明す
る。
【0010】図1は地磁場B中を移動しているミサイル
1の形をした移動炸薬キャリヤを概略的に示している。
このミサイルの頭部には近接信管2が設けられている。
近接信管2はこのミサイルの近傍に強磁性物体、例えば
戦車3、が位置しているか否かを感知してミサイルの有
効部をトリガーする出力信号を出力する。この近接信管
2は地磁場Bのセンサーを備えた受動型磁気近接信管か
らなる。
【0011】以下に続く記述を容易にするために、図に
示すようにXYZ軸線のミサイル固定直交座標系を導入
する。すなわち、X軸線はミサイルの縦軸線と一致し、
Y軸線は側方へ直角であり、Z軸線は下方へ直角であ
る。ミサイルの位置と動きは横ゆれ角Φ、縦ゆれ角θお
よび偏ゆれ角Ψを用いて記述される。Φ,θ,およびΨ
の定義は次に通りである。
【0012】横ゆれ角ΦはX軸線のまわりの旋回を規定
する。この角はY−Z旋回、すなわちミサイルの背後か
ら見て時計方向を正とする。
【0013】縦ゆれ角θはY軸線のまわりの旋回を規定
する。この角はX−Z旋回、すなわちミサイルのノーズ
・アップ(nose up)を正とする。
【0014】偏ゆれ角ΨはZ軸線のまわりの旋回を規定
する。この角はX−Y旋回、すなわち右への偏ゆれ角を
正とする。
【0015】簡潔にするために、センサーは三つの直交
のセンサー、すなわちX,YおよびZ方向に指向された
センサーから出来ているとする。これらの三つのセンサ
ーは磁束密度BX ,BY およびBZ を感知する。これら
の磁束密度は次の方程式に従ってミサイルの動きにつれ
て変化する。 dBX =−dθBZ +dΨBY dBY = dΦBZ −dΨBX dBZ =−dΦBY +dθBX
【0016】或るセンサー、例えばフラックスゲート・
センサーは、BX ,BY およびBZを直接与える。コイ
ルタイプのセンサーはB磁場の時間導函数(time deri
vative)を与え、次いで前記方程式を解くことにより計
算されなければならない。
【0017】先の導入部で述べた通り、強磁性物体は地
磁場に偏りを生ぜしめる。原理的に、標的による地磁場
の乱れは磁気双極子により表わされる。双極子の配向は
地磁場の方向に依存する。もし地磁場が水平ならば、双
極子の軸線は水平になる。もし地磁場が垂直ならば、双
極子の軸線は垂直になり、そしてもし、地磁場が水平で
あるならば双極子の軸線は水平になる。双極子の範囲
(距離として規定されその距離において双極子が場の或
る強度を与える)は赤道面におけるよりも軸線の方向に
おける方が長い。しかしその差はわずか 3√2=1.2
6の係数に等しい。
【0018】先の導入部で述べた通り、地磁場中でのミ
サイル自身の回転運動はセンサー信号を生ぜしめる。本
発明によれば、近接信管は信号処理装置5を備えてい
て、信号処理装置5は地磁場中のミサイル自身の運動を
補償して、強磁性物体(標的)に起因する地磁場の偏り
に依存した有効出力信号のみを出すようになっている。
それ故、ミサイルの運動を感知する位置感知素子6、例
えばジャイロ、をこのミサイルは備えており、出力信
号、つまりジャイロ信号、が評価のために信号処理装置
へ供給される(図2参照)。
【0019】図2は近接信管の主要部の構成図である。
三つのセンサー4が磁束密度BX ,BY およびBZ を測
定する。これらのセンサー信号は増幅器7およびA/D
変換器8を経て評価のためにマイクロプロセッサ9の形
をした信号処理装置へ供給される。このマイクロプロセ
ッサにはミサイル自身の運動を感知するジャイロ6から
のジャイロ信号も入力される。
【0020】かかる近接信号は次のように動作するよう
になされている。発射時に、地磁場Bの三成分が測定さ
れる。これらの値から、地磁場の大きさと方向が計算さ
れる。
【0021】ミサイルの連続した飛行時の間、磁場B
X ,BY およびBZ の大きさが連続して測定されかつ当
初の値と比較される。もし偏りが発生すると、すなわ
ち、ミサイルの運動によっては説明できない磁場の変化
が生じると、強磁性の物体が近傍に在るということが判
る。すなわち標的に遭遇したということが判る。それで
近接信管はミサイルの有効部へと出力信号を出力する。
【0022】機能的な原理は図3においてフローチャー
トの形で示されている。
【図面の簡単な説明】
【図1】地磁場中を移動している炸薬キャリヤ(誘導ミ
サイル)を概略的に示す図である。
【図2】近接信管の主要部の構成図である。
【図3】信号評価のフローチャートを示す図である。
【符号の説明】
1 ミサイル 2 近接信管 3 戦車 4 センサー 5 信号処理装置 6 位置感知素子 7 増幅器 8 A/D変換器 9 マイクロプロセッサ

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 誘導ミサイル、弾丸、擲弾類およびこれ
    らの類の如き移動炸薬キャリヤの炸薬発動を、この移動
    炸薬キャリヤが強磁性物体から或る距離の所を通過する
    ときに、開始させるための磁気近接信管において、 地磁場(BX ,BY ,BZ )の磁束密度の偏りを感知す
    るための一つ又はそれ以上のセンサー(4)、 移動炸薬キャリヤ自身の動きを感知するための一つ又は
    それ以上の位置感知素子(6)、および地磁場の偏りに
    関連して有効出力信号(iout )を生ぜしめるべくかつ
    同時に地磁場中での炸薬キャリヤ自身の動きを補償して
    前記有効出力信号が強磁性物体(3)に起因する地磁場
    の偏りに依存してのみ生じるようにする信号処理装置
    (5)を具備したことを特徴とする磁気近接信管。
  2. 【請求項2】 前記センサーは磁束密度を感知するため
    のフラックスゲート・センサーからなることを特徴とす
    る請求項1の近接信管。
  3. 【請求項3】 前記センサーは磁束密度の時間導函数を
    感知するコイルからなることを特徴とする請求項1の近
    接信管。
  4. 【請求項4】 前記センサーは磁束密度を感知するホー
    ル素子からなることを特徴とする請求項1の近接信管。
  5. 【請求項5】 前記位置感知素子はミサイルの横ゆれ運
    動および偏ゆれ運動を測定するジャイロ(6)からなる
    ことを特徴とする請求項1の近接信管。
  6. 【請求項6】 前記位置感知素子はミサイルの横ゆれ運
    動および偏ゆれ運動を測定する加速度計からなることを
    特徴とする請求項1の近接信管。
  7. 【請求項7】 前記信号処理装置(5)は炸薬キャリヤ
    がその軌道に沿って移動している間のセンサー信号を発
    射時に測定された初期値と、センサー信号の大きさにお
    ける或る変化と比較しつづけて、この変化が自身の運動
    によるのか否かをチェックし、自身の運動によらないな
    らば、移動炸薬キャリヤの有効部に出力信号を出すよう
    にしたことを特徴とする請求項1の近接信管。
  8. 【請求項8】 前記信号処理装置(5)は信号処理のた
    めにマイクロプロセッサ(9)を含んでいることを特徴
    とする請求項7の近接信管。
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