【コラム】

軍事とIT

192 アンテナいろいろ(8)電子戦機器のアンテナ

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敵軍が使用しているレーダーや通信機器を妨害すれば、敵の探知能力やコミュニケーション能力を阻害できる。すると、相対的な自軍の優位につなげることができる。ということで、妨害を実現する電子戦は現代戦において死活的に重要である。

電子情報収集用のアンテナ

ところが、妨害しようと思っても簡単な話ではなくて、相手がどんな種類の電波を出しているかを知る必要がある。だから、電子戦の第一歩は電子情報の収集、いわゆるELINT(Electronic Intelligence)であり、これは平時でも毎日のように行われている作業だ。

航空自衛隊の戦闘機がスクランブルに上がる対象は、戦闘機や爆撃機だけとは限らない。むしろ、情報収集機の方が嫌な存在だ。こちらがスクランブルに上がってレーダーや無線機を使うと、その情報を盗られる可能性があるからだ。というと正しくない。むしろ、ELINTの収集を目的として、わざと日本の領空に飛行機を接近させるというほうが正しい。

米陸軍のRC-12電子情報収集機。機体のあちこちからアンテナが突き出ていたり、翼端にアンテナ・フェアリングが付いていたりして、見るからに怪しい

さて。電子情報を収集するには受信機とアンテナが必要である。ところが、最初から用途が決まっているレーダーや通信機器と異なり、ELINT用の受信機はさまざまな種類の電波を対象にしている。周波数の違いだけでなく、変調方式の違いも関わってくる。

特にアンテナの場合、カバーすべき周波数の範囲が広いことが話を難しくしている。通信傍受だけなら、VHF(30~300MHz)やUHF(300MHz~1GHz※)を使用することが多いから、それに合わせればいい。ところがレーダーは話が違う。

一般的には、レーダーは通信機よりも高いLバンド以上、つまり1GHzを超える周波数を使用することが多い。ところが、レーダーによってはVHFやUHFを使用しているものもある。先日、岩国基地に飛来したE-2Dアドバンスト・ホークアイが典型例で、あの機体は先代のE-2Cともども、UHFレーダーを積んでいる。ロシアや中国では、VHFを使用する対空捜索レーダーをいろいろ作っている。

こういう事例もあり、レーダーといっても周波数帯の範囲は意外と広い。だから、「通信傍受用」と「レーダー傍受用」で別々の受信機やアンテナを設置するにしても、カバーすべき周波数の範囲が広くなる問題は、同様について回ることになる。

また、物理的なカバー範囲、つまり指向性の問題もある。傍受すべき電波がどこから飛んでくるか分からないから、指向性が強いアンテナでは取り逃がす可能性が高くなる。

しかし、どちらから飛んできた電波なのかがわからないと、それも困る。例えば、敵のレーダーサイトの位置を突き止めようとした場合、挑発行動を仕掛けて電波を出させて、そこにELINT機を飛ばして発信源の位置を突き止めるのが理想的なシナリオ。しかし、出させた電波がどちらから飛んでくるか分からなければ、レーダーサイトの位置がわからない。

解決策としては、複数のアンテナを用意して、受信の際に発生する位相差を使って発信源の方位を割り出す方法が挙げられる。航空機なら胴体の四隅や左右の主翼、水上艦ならマストの周囲、といった具合に複数のアンテナを取り付ける場所を確保できるが、問題は潜水艦だ。

潜水艦のマストはできるだけ細くまとめないと、水上に突き出した時にたちまち見つかってしまう。しかし、細くまとめたマストに複数のアンテナを付けられるのか、付けたとしても有意な位相差を生じるほどの離隔を確保できるのか、という問題がある。ただ、位置を突き止められなくても、周波数やパルス繰り返し数など、電波そのものに関する情報は手に入る。

※ 本来、UHFの上限は3GHzだが、電子戦の世界では1GHzで区切っているのでこうなる。

レーダー警報受信機のアンテナ

同じ受信機でも、レーダー警報受信機(RWR : Radar Warning Receiver)の方が、話はいくらかシンプルになる。一般的なELINTでは前述したように、電気掃除機のように広範な電磁波の情報をかき集めなければならないが、RWRは戦闘機や爆撃機にとっての直接的な脅威、つまりミサイルや砲の射撃管制レーダーを主な対象にしているからだ。

射撃管制レーダーは高い分解能が求められることから、高めの周波数を使用するものと相場が決まっている。だから、RWRがカバーすべき周波数の範囲は、ELINT収集用の機材と比べると狭い。したがって、それに最適化した設計のアンテナを用意しやすい。

戦闘機を例に取ると、RWRのアンテナは機体の全周をカバーできるように複数を設置している。よくある設置場所は、左右の主翼の端に前向きで、それと胴体や垂直尾翼の後端に後ろ向きで、といったもの。突起のようなアンテナ・フェアリング(要するにカバー)が突き出ているのでわかりやすい。

そのフェアリングの中に、コーン型のアンテナが入っている。円錐形の物体の表面にアンテナ線を巻き付けた形がポピュラーなようだ。例えば、F-15イーグルの場合、ランドトロン・アンテナ・システムズ Randtron Antenna Systemsという会社のRS-2アンテナを、主翼と垂直尾翼の先端に取り付けている。

こうして複数のアンテナを用意しておき、受信の際に発生する位相差を使って発信源の方位を割り出す。その情報をコックピットのディスプレイに表示して、脅威の向きを示すとともに警報を鳴らすわけだ。

妨害装置のアンテナ

では、敵のレーダーや通信を妨害する場合にはどうするか、本稿の主題はアンテナだから、どういう電波を出して妨害するかという話は措いておく。

妨害するからには、すでに妨害する対象が存在するとわかっているはずだ。そして、相手が出している電波を妨害できるだけのエネルギーが必要になるので、位置が判明した妨害対象に向けて、指向性が強いアンテナから集中的に妨害電波を叩き付けるのが、最もわかりやすい展開。

実際、米海軍のEA-6BプラウラーやEA-18Gグラウラーといった電子戦機で使用しているAN/ALQ-99電子戦ポッドは、指向性が強そうなホーン型アンテナを内蔵しているようである。電子戦機は僚機のために妨害を仕掛けるのが仕事だから、自ら脅威に向かいつつ、妨害電波を浴びせる形になるのだろうか。

ただ、戦闘機が自衛用に装備する妨害装置のアンテナは、そこまで凝っていない。下に写真を出したF-15Eの場合、尾端の左右にそれぞれ異なる種類のアンテナを取り付けているが、サイズや形状からいってコーン型アンテナかもしれない。

F-15Eストライクイーグル。エンジン排気口の左右・尾端に、AN/ALQ-135電波妨害装置のアンテナ・フェアリングが付いている。RWRのアンテナは垂直尾翼の先端部に付いている

ただ、脅威が「一点集中」とは限らないし、過度に強い指向性を持たせないで、広い範囲に妨害電波を発信する選択肢もあり得そうだ。例えば、艦艇の電子戦装置は対艦ミサイルを妨害する自衛用であり、脅威はどちらから飛来するか分からないから一点集中では困る。

だから、艦載電子戦装置のアンテナは全周をカバーする必要がある。よくあるのは、左右に1基ずつを設置して半分ずつ受け持つ形態。

米海軍の水上戦闘艦で広く使われている、AN/SLQ-32電子戦装置。表面に突き出た四角いフェアリングの中にアンテナが入っている(はず)

実のところ、電子戦関連の機材は秘匿度が高いので、ことにアンテナの実物を部外者が拝める機会はまず存在しないといって良い。だから本稿の記述も、どうしても隔靴掻痒の感がついて回るのだが、そこのところは御勘弁いただきたい。

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インデックス

連載目次
第193回 アンテナ(9)艦艇用のアンテナは難しい
第192回 アンテナいろいろ(8)電子戦機器のアンテナ
第191回 アンテナいろいろ(7)潜水艦の通信
第190回 弾道ミサイル発射の探知手段いろいろ(2)
第188回 弾道ミサイル発射の探知手段いろいろ(1)
第187回 アンテナ(6)衛星のアンテナ
第186回 アンテナいろいろ(5)通信機器のアンテナ
第185回 アンテナいろいろ(4)レーダーのアンテナ・その3
第184回 アンテナいろいろ(3)レーダーのアンテナ・その2
第183回 アンテナいろいろ(2)レーダーのアンテナ・その1
第182回 アンテナいろいろ(1)アンテナの重要性
第181回 マン・マシン・インタフェース(6)カラー表示とモノクロ表示
第180回 マン・マシン・インタフェース(5)ポインティングとスマホ化
第179回 マン・マシン・インタフェース(4)どう操作するか
第178回 マン・マシン・インターフェイス(3)情報の見せ方・その2
第177回 マン・マシン・インタフェース(2)情報の見せ方(その1)
第176回 マン・マシン・インタフェース(1)インタフェースの良し悪しは重要
第175回 人工衛星(9)データ中継衛星と衛星間通信
第174回 人工衛星(8)データの受信・解析・配信
第173回 人工衛星(7)衛星管制網と衛星管制システム
第172回 人工衛星(6)UAVと衛星の関係
第171回 延命改修(7)形態管理
第170回 延命改修(6)ミサイルの場合
第169回 延命改修(5)艦艇の場合
第168回 延命改修(4)輸送機の場合
第167回 延命改修(3)AWACS機の場合 - E-3Cセントリーの機内を紹介
第166回 延命改修(2)F-15の場合
第165回 延命改修(1)総論
第164回 特集F-35(6)短距離離陸・垂直着陸を容易に実現
第163回 特集F-35(5)ソフトウェアの開発と飛行諸元の制限
第162回 特集F-35(4)不思議の国のALIS
第161回 特集F-35(3)CNIとデータリンク
第160回 特集F-35(2)EO-DASとHMD
第159回 特集F-35(1)精緻な組み立て工程
第158回 平成29年度概算要求における情報通信系の話題
第157回 装甲戦闘車両とIT(12)車両の無人化と自動走行
第156回 装甲戦闘車両とIT(11)IEDジャマー
第155回 装甲戦闘車両とIT(10)周辺監視用カメラなど
第154回 装甲戦闘車両とIT(9)アクティブ自衛システム
第153回 装甲戦闘車両とIT(8)砲弾と信管
第152回 装甲戦闘車両とIT(7)ネットワーク化とユーザー・インタフェース
第151回 装甲戦闘車両とIT(6)FBCB2とBFTとBMS
第150回 装甲戦闘車両とIT(5)指揮車という名のAFV
第149回 装甲戦闘車両(AFV)とIT(4)IED対応のアクティブ座席
第148回 装甲戦闘車両(AFV)とIT(3)砲兵の射撃統制装置
第146回 装甲戦闘車両(AFV)とIT(2)戦車の射撃統制装置
第145回 装甲戦闘車両(AFV)とIT(1)行進間射撃
第144回 X-2と将来戦闘機(10)運用構想と技術の関係
第143回 X-2と将来戦闘機(9)機内空間設計と3D CAD
第142回 X-2と将来戦闘機(8)FBWか、FBLか
第141回 X-2と将来戦闘機(7)データリンク
第140回 X-2と将来戦闘機(6)モデリングとシミュレーション
第139回 X-2と将来戦闘機(5)カウンター・ステルス
第138回 X-2と将来戦闘機(4)クラウド・シューティング
第137回 実はハイテクな救難ヘリコプター
第136回 X-2と将来戦闘機(3)スマート・スキン
第135回 X-2と将来戦闘機(2)推力・飛行統合制御[2]
第133回 X-2と将来戦闘機(1)推力・飛行統合制御[1]
第132回 軍事作戦と通信(5)通信とコンピュータの関わり
第130回 軍事作戦と通信(4)国立暗号博物館訪問記
第129回 軍事作戦と暗号(3)暗号の機械化
第128回 軍事作戦と通信(2)コードとサイファー
第127回 軍事作戦と通信(1)通信手段いろいろ
第126回 人工衛星(5)早期警戒衛星
第125回 人工衛星(4)測位衛星(航法衛星)
第124回 人工衛星(3)偵察衛星
第123回 人工衛星(2)通信衛星
第122回 人工衛星(1)軍事衛星の種類いろいろ
第121回 防空とIT(7)エネルギー兵器の場合
第120回 防空とIT(6)IAMD(防空とミサイル防衛の統合)
第119回 防空とIT(5)艦隊防空[その2]
第118回 防空とIT(4)艦隊防空[その1]
第117回 防空とIT(3)野戦防空
第116回 防空とIT(2)防空システムのコンピュータ化
第115回 防空とIT(1)第二次世界大戦における防空システム
第114回 米海軍イージス艦を見る(4)戦闘システムの形態管理
第113回 米海軍イージス艦を見る(3)艦橋の更新
第112回 米海軍イージス艦を見る(2)戦闘システムの更新
第111回 米海軍イージス艦を見る(1)「変わるもの」と「変えてはいけないもの」
第110回 電子戦とIT(10)蔵出し写真館・艦艇編
第109回 電子戦とIT(9)蔵出し写真館・飛行機編
第108回 電子戦とIT(8)電子戦装置の自動化
第107回 電子戦とIT(7)艦艇の電子戦装備
第106回 電子戦とIT(6)その他の電子戦
第105回 電子戦とIT(5)自衛用電子戦装備
第104回 電子戦とIT(4)ECCM
第103回 電子戦とIT(3)ECMとCOMJAM
第102回 電子戦とIT(2)脅威ライブラリ
第101回 電子戦とIT(1)電子戦とはなんぞや
第100回 水中戦とIT(9)ソノブイ・オペレーション
第99回 水中戦とIT(8) 潜水艦の目標運動解析(2)
第98回 水中戦とIT(7) 潜水艦の目標運動解析(1)
第97回 水中戦とIT(6)港湾警備・ダイバー探知
第96回 水中戦とIT(5)嫌らしい機雷
第95回 水中戦とIT(4)機雷戦その2
第94回 水中戦とIT(3)機雷戦その1
第93回 水中戦とIT(2)魚雷避けに関するいろいろ
第92回 水中戦とIT(1)水中戦とは?
第91回 艦艇のシステム化(6)タンクと電子制御
第90回 艦艇のシステム化(5)フネの中における通信手段
第89回 艦艇のシステム化(4)ズムウォルト級とTSCE-I
第88回 艦艇のシステム化(3)省人化とダメコン
第87回 艦艇のシステム化(2)指揮管制装置とは
第86回 艦艇のシステム化(1)システム艦とは
第85回 射撃管制(6)対地・対艦ミサイル
第84回 射撃管制(5)対空ミサイル
第83回 射撃管制(4)砲兵に特有の事情
第82回 射撃管制(3)機関銃・機関砲・火砲その3
第81回 射撃管制(2)機関銃・機関砲・火砲その2
第80回 射撃管制(1)機関銃・機関砲・火砲その1
第79回 相互運用性(5)相互運用性実現の足を引っ張るのは?
第78回 相互運用性(4)物資補給の相互運用性
第77回 相互運用性(3)情報システムの相互運用性
第76回 相互運用性(2)通信分野の相互運用性
第75回 相互運用性(1)相互運用性とは
第74回 不正規戦とIT(8)NATOが演習にソーシャル・メディアを取り込む
第73回 不正規戦とIT(7)国境線の侵入監視や港湾警備
第72回 不正規戦とIT(6)不正規戦と電子戦
第71回 不正規戦とIT(5)コミュニケーションに翻訳ツール
第70回 不正規戦とIT(4)民心掌握とIT
第69回 不正規戦とIT(3)通信を利用した追跡・捕捉
第68回 不正規戦とIT(2)コミュニケーション手段としてのIT
第67回 不正規戦とIT(1)宣伝戦とインターネット
第66回 衛星携帯電話も使いよう
第65回 個人用装備のIT化(5)無線機をめぐる話・いろいろ!?
第64回 個人用装備のIT化(4)個人用武器の精密誘導化
第63回 個人用装備のIT化(3)個人用情報端末機器のあれこれ
第62回 個人用装備のIT化(2) 個人レベルの通信網はどうするか
第61回 個人用装備のIT化(1) 個人レベルの情報武装
第60回 サイバー防衛(8) ソーシャル・エンジニアリング
第59回 サイバー防衛(7) サプライチェーンという戦場
第58回 サイバー防衛(6) オープンな場も戦場になる
第57回 サイバー防衛(5) 弱者の最強兵器
第56回 サイバー防衛(4) アクティブ・ディフェンス
第55回 サイバー防衛(3) 攻撃手段いろいろ
第54回 サイバー防衛(2) サイバー攻撃の動機・手段・内容
第53回 サイバー防衛(1) サイバー攻撃・サイバー防衛とは
第52回 軍事におけるシミュレーションの利用(6) 負傷者治療の巻
第51回 軍事におけるシミュレーションの利用(5) 計測とデブリの巻
第50回 軍事におけるシミュレーションの利用(4) 海の巻
第49回 軍事におけるシミュレーションの利用(3) 陸の巻
第48回 軍事におけるシミュレーションの利用(2) 空の巻
第47回 軍事におけるシミュレーションの利用(1) RDT&Eの巻
第46回 情報活動とIT(6) 情報戦とサイバー戦
第45回 情報活動とIT(5) 情報資料の配信と利用
第44回 情報活動とIT(4) 情報を管理するためのシステムに求められる課題
第43回 情報活動とIT(3) ELINT・COMINT・SIGINT
第42回 情報活動とIT(2) 画像情報のデジタル化
第41回 情報活動とIT(1) なぜ情報活動が必要か
第40回 軍艦・海戦とIT (6) 艦艇の設計・建造とIT
第39回 軍艦・海戦とIT (5) ダメージコントロール
第38回 軍艦・海戦とIT (4) ウェポンシステムとオープンアーキテクチャ
第37回 軍艦・海戦とIT (3) データリンクによるネットワーク化
第36回 軍艦・海戦とIT (2) 艦内ネットワークの整理統合
第35回 軍艦・海戦とIT (1) システム艦ってなに?
第34回 警戒監視体制の構築とIT(6) IT化と人手の使い分け
第33回 警戒監視体制の構築とIT(5) 宇宙空間とサイバー空間
第32回 警戒監視体制の構築とIT(4) 陸の警戒監視
第31回 警戒監視体制の構築とIT(3) 海の警戒監視
第30回 警戒監視体制の構築とIT(2) 空の警戒監視
第29回 警戒監視体制の構築とIT(1) 警戒監視とITの関わり
第28回 指揮統制・指揮管制とIT(4) : 関連する要素技術とまとめ
第27回 指揮統制・指揮管制とIT(3) 軍艦の戦闘指揮所
第26回 指揮統制・指揮管制とIT(2) 特定任務分野の指揮管制
第25回 指揮統制・指揮管制とIT(1) 戦略・作戦レベルの指揮統制
第24回 陸戦とIT(6) 兵站業務とIT活用
第23回 陸戦とIT(5) 地雷やIEDの探知もハイテク化
第22回 陸戦とIT(4) IT化と電源の問題
第21回 陸戦とIT(3) 陸戦と通信網
第20回 陸戦とIT(2) 陸戦兵器の精密誘導化
第19回 陸戦とIT(1) 陸戦における状況認識
第18回 UAVとモジュラー設計
第17回 UAVによる映像情報の収集とデータ処理
第16回 無人戦闘機は実現可能か?
第15回 UAVと有人機の空域共有問題
第14回 武装UAVのオペレーション
第13回 無人偵察機(UAV)に関する基本と武装化の経緯
第12回 Build a Little, Test a Little and Learn a Lot
第11回 イージス・アショアとモジュール化と相互運用性
第10回 ミサイル防衛に必要な通信網とネットワーク化交戦
第9回 イージス艦のベースラインと能力向上
第8回 イージス艦とはそもそも何か
第7回 弾道ミサイル防衛とC2BMC
第6回 F-35ライトニングIIの操縦システム
第5回 F-35ライトニングIIの兵站支援
第4回 F-35ライトニングIIのソフトウェア
第3回 F-35ライトニングIIとネットワーク中心戦
第2回 F-35ライトニングIIの"眼"
第1回 F-35ライトニングIIは何が違う?

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