JP2610315B2 - Passive sonar device - Google Patents

Passive sonar device

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JP2610315B2
JP2610315B2 JP63216790A JP21679088A JP2610315B2 JP 2610315 B2 JP2610315 B2 JP 2610315B2 JP 63216790 A JP63216790 A JP 63216790A JP 21679088 A JP21679088 A JP 21679088A JP 2610315 B2 JP2610315 B2 JP 2610315B2
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target
frequency
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sensor
display
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久喜 石松
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NEC Corp
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、パッシブソーナー装置に関し、特に目標の
放射雑音を周波数分析し、目標の特徴ある周波数スペク
トルを見つけ出して探知する無指向性受波器の分散配置
方式のパッシブソーナー装置に関する。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a passive sonar device, and more particularly to an omnidirectional receiver for analyzing the frequency of a target radiated noise to find and detect a characteristic frequency spectrum of a target. And to a passive sonar device of a distributed arrangement type.

[従来の技術] 従来、この種のパッシブソーナー装置の位置局限の方
式として、センサーが探知時、目標周波数スペクトルの
最近接点(closest point of approach;CPA)時のド
ップラーシフトに着目して、目標のCPA時における位置
線を表示するようにしていた。
[Prior art] Conventionally, as a method of limiting the position of a passive sonar device of this type, a target is focused on a Doppler shift at the time of a closest point of approach (CPA) of a target frequency spectrum when a sensor detects the target. The position line at the time of CPA was displayed.

[発明が解決しようとする課題] 上述した従来のパッシブソーナー装置は、センサーが
探知時目標周波数スペクトルのCPA時のドップラーシフ
トに着目して、目標のCPA時における位置線を表示する
こととしていたため、目標を探知していても、CPA時の
みの目標の位置線しか描くことができず、リアルタイム
な位置線の表示ができないという欠点があった。
[Problems to be Solved by the Invention] In the conventional passive sonar device described above, the sensor focuses on the Doppler shift of the target frequency spectrum at the time of CPA at the time of detection and displays the position line at the time of the target CPA. However, even when a target is detected, there is a drawback that only the position line of the target can be drawn only during CPA, and the position line cannot be displayed in real time.

[課題を解決するための手段] 本発明は、上記課題を解決するためになしたもので、
その解決手段として本発明は、無指向性の分散配置され
た受波器と、該受波器の受波周波数を分析する周波数分
析回路と、該分析回路での分析結果を表示する表示器
と、目標探知中の目標周波数スペクトルを追尾する周波
数追尾回路と、目標周波数スペクトルのドップラーシフ
ト量から目標の位置線及び目標位置をリアルタイムに計
算する演算回路と、目標の位置線及び目標位置を表示す
る表示器とを備える構成としている。
[Means for Solving the Problems] The present invention has been made to solve the above problems.
As a solution, the present invention is directed to a non-directionally distributed receiver, a frequency analysis circuit for analyzing a reception frequency of the receiver, and a display for displaying an analysis result in the analysis circuit. A frequency tracking circuit for tracking a target frequency spectrum during target detection, an arithmetic circuit for calculating a target position line and a target position in real time from the Doppler shift amount of the target frequency spectrum, and displaying the target position line and the target position. And a display.

[実施例] 次に、本発明実施例について図面を参照して説明す
る。
Example Next, an example of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は本発明の一実施例を示すブロック図である。
第1図において概略を説明する。
FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of the present invention.
The outline will be described with reference to FIG.

サンセー1は無指向性受波器が適当な位置に分散設置
されており、センサー出力は周波数分析回路2へ接続さ
れる。
The omnidirectional receiver is distributed and installed at an appropriate position in the sansay 1, and the sensor output is connected to the frequency analysis circuit 2.

周波数分析回路2は各センサー出力を周波数分析し、
分析結果を表示器3へ送る。
The frequency analysis circuit 2 analyzes the frequency of each sensor output,
The analysis result is sent to the display 3.

表示器3では周波数分析結果がF−T表示(横軸 周
波数 縦軸 時間)される。オペレータはF−T表示か
ら目標の周波数スペクトルを見つけ出し、表示器3の入
力機能を使って目標の追尾周波数の指定を行う。
The display 3 displays the frequency analysis result in FT (horizontal axis, frequency, vertical axis, time). The operator finds the target frequency spectrum from the FT display, and specifies the target tracking frequency using the input function of the display 3.

周波数追尾回路4では、前記で指定された目標の周波
数スペクトルを追尾し、ドップラーのかかったリアルタ
イムの周波数情報を演算回路5に出力する。
The frequency tracking circuit 4 tracks the target frequency spectrum specified above and outputs real-time Doppler frequency information to the arithmetic circuit 5.

演算回路5では、目標周波数スペクトルのドップラー
シフト量から目標の位置線及び目標位置をリアルタイム
に計算する。
The arithmetic circuit 5 calculates a target position line and a target position in real time from the Doppler shift amount of the target frequency spectrum.

すなわち、以下説明する方法により、複数のセンサー
1,1のうちの1つのみが目標を探知した場合には、目標
の位置を含む直線を特定でき、2つのセンサー1,1が探
知した場合には、目標の位置を含む円弧を特定でき、3
つのセンサー1,1が探知した場合には、目標の位置その
ものを特定できる。
That is, a plurality of sensors can be
If only one of the sensors detects a target, a straight line containing the target position can be specified. If two sensors 1,1 detect the target, an arc containing the target position can be specified. , 3
When the two sensors 1 and 1 detect the target, the position of the target itself can be specified.

まず1つのセンサー1のみが目標を探知した場合につ
いて説明する。
First, a case where only one sensor 1 detects a target will be described.

目標がCAPを通過する前の位置に存在する場合におい
て、センサー1に探知された目標の周波数をf1とすれ
ば、この周波数は、 と表されることにより、 と表され、 としてこの位置におけるθを算出できる。
Assuming that the frequency of the target detected by the sensor 1 is f 1 when the target exists at a position before passing through the CAP, this frequency becomes By being expressed, Is expressed as As it can be calculated theta 1 at this position.

ここで、図2に示すように、θは目標の針路に対す
るセンサー1への角度、Cは音速、Vは目標の速力、f0
はドップラーのかかっていない時の目標の周波数であ
り、f0とVには一度目標がCPAを通過した時に得られた
値を用いる。
Here, as shown in FIG. 2, θ 1 is the angle of the sensor 1 with respect to the target course, C is the sound speed, V is the target speed, and f 0.
Is the frequency of the target when it is not hazy Doppler, the f 0 and V used once value target is obtained when passing through the CPA.

また目標がCPAを通過する直前の位置に存在する場合
において、センサー1に探知された目標の周波数をf2
し、目標の針路に対するセンサー1への角度をθとす
れば、上記したのと同様に と表され、また目標がCPAに存在する場合において、セ
ンサー1に探知された目標の周波数をfCPAとし、目標の
針路に対するセンサー1への角度をθCPAとすれば、 と表される。
If the target is located immediately before passing through the CPA, and the frequency of the target detected by the sensor 1 is f 2 and the angle of the target 1 to the sensor 1 with respect to the course is θ 2 , Likewise If the target is present in the CPA, and the frequency of the target detected by the sensor 1 is f CPA and the angle of the sensor 1 with respect to the target course is θ CPA , It is expressed as

なお、f0は一度目標がCPAを通過した時に得られた値
であるため、 fCPA=f0 であるから、上式は、 と表わされる。
Since f 0 is a value obtained once the target has passed the CPA , f CPA = f 0 . It is expressed as

このように、リアルタイムに観測される目標の周波数
f(f1、f2…fCPA…)から目標の針路に対する角度θ
(θ、θ…θCPA…)を計算できることにより、セ
ンサー1に対して角度θ(θ、θ…θCPA…)をな
す直線として目標の位置を含む直線をリアルタイムに特
定できる。
Thus, the angle θ with respect to the target course from the target frequency f (f 1 , f 2 ... F CPA .
(Θ 1, θ 2 ... θ CPA ...) The ability to calculate the angle θ (θ 1, θ 2 ... θ CPA ...) with respect to the sensor 1 a straight line including the position of the target as a straight line which forms an identifiable in real time.

次に、2つのセンサー1,1が目標を探知した場合につ
いて説明する。
Next, a case where the two sensors 1, 1 detect a target will be described.

いま図3に示すように、センサーA及びセンサーBが
目標を同時探知した場合、目標の進路に対するセンサー
Aの角度をθ、同じくセンサーBへの角度をθとす
ると、これら各々の角度は、上記したのと同様に、 より、 と表され、 より、 と表される。
As shown in FIG. 3, when the sensor A and the sensor B simultaneously detect the target, assuming that the angle of the sensor A with respect to the path of the target is θ A and the angle to the sensor B is θ B , each of these angles is , As mentioned above, Than, Is expressed as Than, It is expressed as

ここで、目標の針路に対するセンサーAへの角度θ
とセンサーBへの角度θとが常に上式を満たす範囲
は、図3(a)に示すように、センサーAとセンサーB
からの方位線の挟む角θ−θが一定となる円弧とし
て表されるため、この円弧を形成する円の中心と半径と
を算出することにより目標の位置を含む円弧をリアルタ
イムに特定できる。
Here, the angle θ A to the sensor A with respect to the target course is
The angle theta B and the range in which always satisfies the above equation to the sensor B, as shown in FIG. 3 (a), sensors A and B
Since the angle θ A −θ B sandwiching the azimuth line from is represented as an arc, the arc including the target position can be identified in real time by calculating the center and radius of the circle forming the arc. .

次に3つのセンサー1,1が目標を探知した場合につい
て説明する。
Next, a case where three sensors 1, 1 detect a target will be described.

この場合には、第3図(b)に示すように、目標の進
路に対するセンサーAへの角度をθ、同じくセンサー
Bへの角度をθ、同じくセンサーCへの角度をθ
すると、これら各々の角度は上記したのと同様の方法で
算出され、目標の位置を含む3つの円弧を形成する円の
中心と半径とを算出することにより目標の位置を含む円
弧をリアルタイムに特定できる。
In this case, as shown in FIG. 3 (b), when the angle to the sensor A with respect to the target course is θ A , the angle to the sensor B is θ B , and the angle to the sensor C is θ C. Each of these angles is calculated in the same manner as described above, and the arc including the target position can be specified in real time by calculating the center and radius of a circle forming three arcs including the target position. .

そしてこのようにして演算回路5で得られた直線や円
の中心の座標及び半径を使って表示器6では直線や円弧
を位置線として表示する。特に3個以上のセンサー1,1
で同時探知した場合、表示された円弧が一点で交わるた
め目標の位置、針路が特定できる。
Using the coordinates and radius of the center of the straight line or circle obtained by the arithmetic circuit 5 in this way, the display 6 displays the straight line or circular arc as a position line. Especially three or more sensors 1,1
, The displayed arcs intersect at one point, so that the target position and course can be specified.

さらに時々刻々演算回路5から送られる円弧データを
もとに表示器6では目標の動きをリアルタイムに表示で
きる。
Further, the display 6 can display the movement of the target in real time based on the arc data sent from the arithmetic circuit 5 every moment.

[発明の効果] 以上説明したように本発明のパッシブソーナー装置
は、無指向性の分散配置された受波器と、該受波器の受
波周波数を分析する周波数分析回路と、該分析回路での
分析結果を表示する表示器と、目標探知中の目標周波数
スペクトルを追尾する周波数追尾回路と、目標周波数ス
ペクトルのドップラーシフト量から目標の位置線及び目
標位置をリアルタイムに計算する演算回路と、目標の位
置線及び目標位置を表示する表示器とを備えるものとし
たため、複数のセンサーで同一目標を探知中、目標の周
波数スペクトルを追尾することにより、目標の位置線あ
るいは位置及び針路をリアルタイムに表示でき、目標の
位置を局限できる効果がある。
[Effects of the Invention] As described above, the passive sonar device of the present invention includes a non-directionally distributed receiver, a frequency analysis circuit for analyzing a reception frequency of the receiver, and the analysis circuit. A display for displaying the analysis result in, a frequency tracking circuit for tracking a target frequency spectrum during target detection, and an arithmetic circuit for calculating a target position line and a target position in real time from the Doppler shift amount of the target frequency spectrum, The target position line and the position and the course are tracked in real time by tracking the frequency spectrum of the target while multiple sensors are detecting the same target. It can be displayed and has the effect of limiting the position of the target.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明の一実施例に係るパッシブソーナー装置
を示すブロック図、第2図は目標の針路とセンサーの位
置関係から目標周波数スペクトルのドップラーシフトの
様子を示した図、第3図(a)、第3図(b)は複数セ
ンサー同時探知において求められる位置線及び目標位置
を示した図である。 1:センサー、2:周波数分析回路 3:表示器、4:周波数追尾回路 5:演算回路、6:表示器
FIG. 1 is a block diagram showing a passive sonar device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing a state of a Doppler shift of a target frequency spectrum from a positional relationship between a target course and a sensor, and FIG. a) and FIG. 3 (b) are diagrams showing position lines and target positions determined in simultaneous detection of a plurality of sensors. 1: Sensor, 2: Frequency analysis circuit 3: Display, 4: Frequency tracking circuit 5: Operation circuit, 6: Display

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】無指向性の分散配置された複数の受波器
と、前記複数の受波器の受波周波数をそれぞれ分析する
周波数分析回路と、前記周波数分析回路での分析結果を
表示する表示器と、前記周波数分析回路の出力を受け目
標探知中の目標周波数スペクトルを追尾する周波数追尾
回路と、前記周波数追尾回路の出力を受けドップラーの
かかっていない時の目標周波数スペクトルと目標の速力
と及び前記複数の受波器における目標周波数スペクトル
のドップラーシフト量から目標の位置線及び目標位置を
リアルタイムに計算する演算回路と、前記演算回路の出
力を受け目標の位置線及び目標位置をを表示する表示器
とを備えることを特徴とするパッシブソーナー装置。
1. A plurality of omnidirectionally distributed receivers, a frequency analysis circuit for analyzing reception frequencies of the plurality of receivers, and an analysis result by the frequency analysis circuit are displayed. A display, a frequency tracking circuit that receives the output of the frequency analysis circuit and tracks a target frequency spectrum during target detection, and receives the output of the frequency tracking circuit and outputs a target frequency spectrum and a target speed when Doppler is not applied. An arithmetic circuit for calculating a target position line and a target position in real time from a Doppler shift amount of a target frequency spectrum in the plurality of receivers; and receiving the output of the arithmetic circuit to display the target position line and the target position. A passive sonar device comprising a display.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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