JP2556665B2 - Underwater vehicle guidance device - Google Patents

Underwater vehicle guidance device

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JP2556665B2
JP2556665B2 JP6106397A JP10639794A JP2556665B2 JP 2556665 B2 JP2556665 B2 JP 2556665B2 JP 6106397 A JP6106397 A JP 6106397A JP 10639794 A JP10639794 A JP 10639794A JP 2556665 B2 JP2556665 B2 JP 2556665B2
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circuit
signal
output
wave
detection
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和宏 竹山
康義 石井
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BOEICHO GIJUTSU KENKYU HONBUCHO
NEC Corp
Original Assignee
BOEICHO GIJUTSU KENKYU HONBUCHO
Nippon Electric Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本特許は、水中航走体において目
標が発生する水中の気泡を音波によって検出することに
より目標を追尾する水中航走体誘導装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention This patent relates to an underwater vehicle guidance device for tracking a target by detecting air bubbles in the water generated by the target in the underwater vehicle by sound waves.

【0002】[0002]

【従来の技術】図5は、従来の水中航走体誘導装置の構
成図である。
2. Description of the Related Art FIG. 5 is a block diagram of a conventional underwater vehicle guidance system.

【0003】従来の水中航走体誘導装置(以下誘導装置
と略す)は、図5に示すように目標が水中に発生する気
泡を検出するために、水中に音波を送出する。送波器
(A)1と送波器(A)1に周波数F1のパルス変調信
号を出力する送信回路(A)2と、水中に放射された音
波が気泡により反射,散乱されて戻って来た反射音波を
受波する受波器(A)3と受波信号を入力する増幅回路
4とその出力を入力する帯域フイルタ(A)5と帯域フ
イルタ(A)5の出力をレベルに変換するレベル検出回
路6とレベル検出回路6の出力を入力するブランキング
回路7とブランキング回路7の出力中、設定されたしき
い値を越えたかどうか判定するしきい値検出回路8とレ
ベル検出回路6の出力により、しきい値を設定するしき
い値設定回路9と、送信回路(A)2とブランキング回
路7の検出部21におけるタイミングを出力するタイミ
ング回路14と、タイミング回路14に深度情報等も含
めた全体のタイミングを制御するとともにしきい値の設
定も制御する制御回路19と検出部21の検出信号を受
けて走舵制御信号を出力する判定回路(B)22を有し
ている。
A conventional underwater vehicle guidance device (hereinafter abbreviated as a guidance device) sends a sound wave into the water in order to detect air bubbles generated by the target in the water as shown in FIG. The wave transmitter (A) 1 and the wave transmitter (A) 2 which outputs a pulse-modulated signal of frequency F1 to the wave transmitter (A) 1 and the sound waves radiated in the water are reflected and scattered by the air bubbles and come back. The wave receiver (A) 3 for receiving the reflected sound wave, the amplifier circuit 4 for inputting the received signal, the band filter (A) 5 for inputting the output thereof, and the output of the band filter (A) 5 are converted into levels. A level detection circuit 6 and a blanking circuit 7 to which the output of the level detection circuit 6 is inputted, and a threshold detection circuit 8 and a level detection circuit 6 for judging whether or not a set threshold value is exceeded during the output of the blanking circuit 7. The threshold value setting circuit 9 for setting the threshold value, the timing circuit 14 for outputting the timing in the detecting section 21 of the transmitting circuit (A) 2 and the blanking circuit 7, the depth information, etc. to the timing circuit 14. Including the whole It controls the timing has a decision circuit (B) 22 to set the threshold to receive a detection signal of the control circuit 19 and the detection unit 21 that controls outputting a Hashikaji control signal.

【0004】次の動作について説明する。The following operation will be described.

【0005】図6は、従来の1周波数による誘導の説明
図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram of conventional induction by one frequency.

【0006】誘導装置の原理は図6の発生に示すように
水上艦等が航走した時、後方に発生する気泡の有無を水
中に放射した音波の反射,散乱により検出し、常に気泡
が存在する方向へ進むことにより目標を追尾するもので
ある。
The principle of the guiding device is that, as shown in the generation of FIG. 6, when a surface ship or the like is traveling, the presence or absence of bubbles generated behind is detected by the reflection and scattering of sound waves radiated in the water, and the bubbles are always present. The target is tracked by proceeding in the direction of.

【0007】図5において送信回路(A)2は周波数F
1のパルス変調信号を送波器(A)1に出力する。送波
器(A)1はこの送信信号を電気信号から音響信号に変
換して水中に放射する。受波器(A)3は気泡からの反
射波を受波し、音響信号を電気信号に変換して出力す
る。増幅回路4は受波器(A)3の出力を増幅し帯域フ
イルタ(A)5に出力する。帯域フイルタ(A)5は気
泡からの反射波の周波数成分を通過帯域とする帯域制限
フイルタである。レベル検出回路6は帯域フイルタ
(A)5の出力の信号レベルを検出しブランキング回路
7としきい値設定回路9に出力する。
In FIG. 5, the transmission circuit (A) 2 has a frequency F
The pulse modulated signal of No. 1 is output to the wave transmitter (A) 1. The wave transmitter (A) 1 converts this transmission signal from an electric signal into an acoustic signal and radiates it into water. The wave receiver (A) 3 receives the reflected wave from the bubble, converts the acoustic signal into an electric signal, and outputs the electric signal. The amplifier circuit 4 amplifies the output of the wave receiver (A) 3 and outputs it to the band filter (A) 5. The band filter (A) 5 is a band limiting filter that uses a frequency component of a reflected wave from a bubble as a pass band. The level detection circuit 6 detects the signal level of the output of the band filter (A) 5 and outputs it to the blanking circuit 7 and the threshold value setting circuit 9.

【0008】図7は、従来のブランキングの動作概要図
である。
FIG. 7 is a schematic diagram of a conventional blanking operation.

【0009】ブランキング回路7はレベル検出回路の出
力を図7のように送波している時とその直後の一定期間
しきい値検出回路に出力することを禁止し送波時とその
直後の受波レベルが非常に大きく気泡の有無が判定出来
ない期間しきい値検出回路6の出力にブランキングをか
けしきい値検出回路8の誤作動を防止するものである。
しきい値設定回路9は水中航走体の発射直後、気泡と出
合う以前に、水中からの反射波のレベルにより気泡検出
のためのしきい値を設定する回路であり、制御回路19
からの制御信号によっても変更できる。しきい値検出回
路8は、ブランキング回路7を通って来たレベル信号が
しきい値設定回路9で設定されたしきい値を越えたかど
うかを判定し、その検出信号を判定回路(B)22に出
力する。判定回路(B)22は検出信号の状態や制御回
路19からの情報等により気泡の有無を判定し判定結果
をもとに操舵制御信号を出力する。制御回路19は深度
情報等と判定回路(D)22からの情報をもとにタイミ
ング回路14としきい値設定回路9に制御信号を出力す
る。
The blanking circuit 7 prohibits the output of the level detection circuit from being output to the threshold value detection circuit for a certain period of time immediately after the transmission as shown in FIG. The output of the threshold detection circuit 6 is blanked during the period when the reception level is very high and the presence / absence of bubbles cannot be determined to prevent malfunction of the threshold detection circuit 8.
The threshold value setting circuit 9 is a circuit for setting a threshold value for bubble detection according to the level of the reflected wave from the water immediately after the underwater vehicle is launched and before encountering the bubble.
It can also be changed by a control signal from. The threshold detection circuit 8 determines whether or not the level signal coming through the blanking circuit 7 exceeds the threshold set by the threshold setting circuit 9, and the detection signal is used as the determination circuit (B). 22 is output. The determination circuit (B) 22 determines the presence or absence of bubbles based on the state of the detection signal, information from the control circuit 19 and the like, and outputs a steering control signal based on the determination result. The control circuit 19 outputs a control signal to the timing circuit 14 and the threshold value setting circuit 9 based on the depth information and the information from the determination circuit (D) 22.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】この従来の水中航走体
誘導装置では単一周波数を使用し単一の送波器,受波器
により目標の発生する気泡を検出していたため、一旦気
泡の航跡中にはいってしまうと図6の誘導に示すように
目標に向かって航走しているのかどうかは、気泡の航跡
から外れ、検出出来なくなるまでわからなかった。よっ
て気泡を失探してから、操舵して気泡の航跡にもどる形
となり、連続的に気泡を探知しながら操舵して追尾する
ことが出来なかった。また、単一の送波器,受波器しか
なく、水中航走体の1方向しか見ていないため、検出範
囲が狭く気泡の水中での分布が偏っている場合、図6の
検出不能のように水中航走体の深度や位置によっては、
気泡を検出出来ず、気泡の存在する方向へ誘導すること
もできないなどの課題があった。
This conventional underwater vehicle guidance system uses a single frequency to detect bubbles generated by a target by a single transmitter and receiver. When entering the track, whether or not the vehicle is traveling toward the target as shown in the guidance of FIG. 6 was unknown until it was not detected and could not be detected from the bubble track. Therefore, after searching for the bubbles, the steering would return to the track of the bubbles, and it was impossible to steer and follow the bubbles while continuously detecting the bubbles. Moreover, since there is only a single transmitter and receiver and only one direction of the underwater vehicle is seen, if the detection range is narrow and the distribution of bubbles in water is biased, the undetectable state in FIG. Depending on the depth and position of the underwater vehicle,
There was a problem that the bubble could not be detected and it could not be guided in the direction of the bubble.

【0011】本発明の上述の課題に鑑みてなされたもの
であり、広い範囲の気泡を検出できるようにしてより正
確な追尾を行うことができる水中航走体誘導装置を得る
ことを目的としている。
The present invention has been made in view of the above problems of the present invention, and an object thereof is to obtain an underwater vehicle guidance system capable of detecting bubbles in a wide range and performing more accurate tracking. .

【0012】本発明の水中航走体誘導装置は、2つ以上
の周波数の送信受信に対応するためにパルス変調された
送信信号を出力する2つ以上の送信回路と、前記送信回
路で発生した送信信号を音響信号に変換して水中に発射
する2つ以上の送波器と、送信した各周波数に対応して
前記送波器から放射された音響信号の水中からの反射波
を受波して電気信号に変換する各送波器に対応した2つ
以上の受波器と、前記各受波器の出力を増幅する各増幅
回路と、前記増幅回路の出力に各周波数に対応して帯域
制限をかける各帯域フイルタと、前記各帯域フイルタの
出力レベルを検出する各レベル検出回路と、その各レベ
ル出力にブランキングをかける各ブランキング回路と、
前記各ブランキング回路の出力が設定されたしきい値を
越えたかどうかを検出する各しきい値検出回路と、前記
各レベル検出回路の出力および制御回路の制御信号から
前記各しきい値検出回路のしきい値を設定するそれぞれ
に対応したしきい値設定回路と、前記各送信回路および
各ブランキング回路のタイミングを制御回路からの制御
信号により制御するタイミング回路とを有する2つ以上
の方向に対応するための複数の検出部と、前記各検出部
のタイミング回路としきい値検出回路に深度情報等を外
部から受けてその情報を基に制御信号を出力する制御回
路と、前記各検出部からの各周波数に対応したすべての
しきい値検出回路の出力を受けてその状態や制御回路か
らの情報により操舵制御信号を外部にまた判定情報を制
御回路に出力する判定回路を備える。
The underwater vehicle guidance system according to the present invention includes two or more transmission circuits that output pulse-modulated transmission signals for transmission and reception of two or more frequencies, and the transmission circuits. Two or more wave transmitters that convert a transmission signal into an acoustic signal and launch it into the water, and receive a reflected wave from the water of the acoustic signal emitted from the wave transmitter corresponding to each transmitted frequency. Two or more wave receivers corresponding to the respective wave transmitters for converting into electric signals, respective amplification circuits for amplifying the outputs of the respective wave receivers, and a band corresponding to each frequency for the output of the amplification circuit. Each band filter to be limited, each level detection circuit to detect the output level of each band filter, and each blanking circuit to blank each level output,
Each threshold detection circuit that detects whether the output of each blanking circuit exceeds a set threshold value, and each threshold detection circuit based on the output of each level detection circuit and the control signal of the control circuit In two or more directions, each of which has a threshold value setting circuit corresponding to each of the threshold values, and a timing circuit for controlling the timing of each of the transmission circuits and each of the blanking circuits by a control signal from the control circuit. A plurality of detection units for responding, a control circuit that receives depth information and the like from the outside in the timing circuit and threshold detection circuit of each detection unit and outputs a control signal based on the information, and from each detection unit Receives the output of all threshold detection circuits corresponding to each frequency of and outputs the steering control signal to the outside and the judgment information to the control circuit according to the state and information from the control circuit. Provided with a constant circuit.

【0013】[0013]

【作用】上記の構成によれば、2つ以上の周波数を送波
器によって音響信号に変換して水中に放射し、送波器に
対応して水中からの反射波を受波する2つ以上の受波器
から変換された電気信号を、設定したしきい値と比較し
て検出信号として出力する検出部を上下左右の方向から
と云うように2つ以上の方向からの反射波を検出するよ
うに複数設け、各方向の検出部の検出信号から正御回路
の制御により判定回路が判定して操舵制御信号を出力す
るので、広範囲で精細な反射波の検出が可能となり目標
を正確に追尾することができる。
According to the above construction, two or more frequencies are converted into acoustic signals by the wave transmitter and are radiated into the water, and the reflected waves from the water are received corresponding to the wave transmitter. The electric wave signal converted from the wave receiver is compared with the set threshold value and is output as a detection signal. The detection section detects the reflected waves from two or more directions such as up, down, left and right. As shown in the figure, the judgment circuit makes a judgment by controlling the control circuit from the detection signal of the detection unit in each direction and outputs the steering control signal, so it is possible to detect the reflected wave in a wide range and accurately track the target. can do.

【0014】[0014]

【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。
Next, the present invention will be described with reference to the drawings.

【0015】図1は、本発明の一実施例による水中航走
体誘導装置の構成図である。
FIG. 1 is a block diagram of an underwater vehicle guidance system according to an embodiment of the present invention.

【0016】図2は、本発明の水中航走体誘導装置にお
ける送波器・受波器の配置列の図である。
FIG. 2 is a diagram showing an array of transmitters / receivers in the underwater vehicle guidance system of the present invention.

【0017】図1に示す検出部は図2に示すように舵2
4と推進器25で進む航走体23の周上に上,下,左,
右4つの方向に配置された各送波器,受波器に対応して
検出部(左)15、検出部(右)16、検出部(上)、
検出部(下)18の4つから成り、各検出部の内容は同
一である(なお従来例と同一構成には同一符号を付
す)。各検出部からは、使用している2つの周波数F
1,F2に対応したしきい値検出回路8の検出信号が判
定回路20に出力される。判定回路20は検出信号の状
態や、制御回路19からの情報等により気泡の有無を判
定し、判定結果をもとに操舵制御信号を出力する。また
制御回路19は、深度情報と判定回路20からの情報を
もとにタイミング回路14としきい値設定回路9に制御
信号を出力する。次に、検出部の内容を検出部(左)1
5を使って説明する。検出部はF1とF2 2つの周波
数を使用し、それぞれの周波数で気泡の検出を行なって
いる。F1とF2は周波数が異なるが処理は同様なので
F1について説明する。まず送信回路(A)2は、周波
数F1のパルス変調信号(送信信号)を発生し、送波器
(A)1に出力する。送波器(A)1は送信信号を音響
信号に変換して水中に放射する。受波器(A)3は、気
泡から反射,散乱されて戻って来た反射波を受波し、電
気信号に変換し受信信号として増幅回路4に出力する。
増幅回路4は受信信号を増幅し帯域フイルタ(A)5に
出力する。帯域フイルタ(A)5は増幅回路4の出力を
周波数F1の付近で帯域制限を行ない、目的帯域の信号
をレベル検出回路6に出力する。レベル検出回路6は帯
域フイルタ(A)5の出力をレベルに変換し、ブランキ
ング回路7としきい値設定回路9に出力する。ブランキ
ング回路7はタイミング回路14の制御を受けレベル検
出回路6の出力に先に説明した図7の上波ブランキング
処理を行ないしきい値検出回路8に出力する。しきい値
検出回路8はブランキング回路7の出力がしきい値を越
えたかどうか検出し、検出信号を判定回路20に出力す
る。判定回路20には各検出部からの合計8個の検出デ
ータが入力される。またしきい値設定回路9は、レベル
検出回路6のレベル出力と制御回路19の制御信号によ
りしきい値を設定する。更にタイミング回路14は制御
回路19の制御信号を受けて送信回路(A)2とブラン
キング回路7のタイミング信号を出力する。
The detector shown in FIG. 1 has a rudder 2 as shown in FIG.
4 and the propulsion device 25 on the circumference of the spacecraft 23, up, down, left,
A detection unit (left) 15, a detection unit (right) 16, a detection unit (upper) corresponding to each of the transmitters and receivers arranged in the right four directions.
It is composed of four detection units (lower) 18, and the content of each detection unit is the same (note that the same components as those in the conventional example are denoted by the same reference numerals). From each detector, the two frequencies F being used
Detection signals of the threshold detection circuit 8 corresponding to 1 and F2 are output to the determination circuit 20. The determination circuit 20 determines the presence / absence of bubbles based on the state of the detection signal, information from the control circuit 19, and the like, and outputs a steering control signal based on the determination result. The control circuit 19 also outputs a control signal to the timing circuit 14 and the threshold value setting circuit 9 based on the depth information and the information from the determination circuit 20. Next, the content of the detection unit is detected (left) 1
Use 5 to explain. The detection section uses two frequencies, F1 and F2, and detects bubbles at each frequency. Although the frequencies of F1 and F2 are different, the processing is the same, so F1 will be described. First, the transmission circuit (A) 2 generates a pulse modulation signal (transmission signal) of frequency F1 and outputs it to the wave transmitter (A) 1. The wave transmitter (A) 1 converts a transmission signal into an acoustic signal and radiates it into water. The wave receiver (A) 3 receives the reflected wave reflected and scattered from the bubbles and returned, converts the reflected wave into an electric signal, and outputs the electric signal to the amplifier circuit 4 as a received signal.
The amplifier circuit 4 amplifies the received signal and outputs it to the band filter (A) 5. The band filter (A) 5 band-limits the output of the amplifier circuit 4 near the frequency F1 and outputs a signal in the target band to the level detection circuit 6. The level detection circuit 6 converts the output of the band filter (A) 5 into a level and outputs it to the blanking circuit 7 and the threshold value setting circuit 9. The blanking circuit 7, under the control of the timing circuit 14, performs the above-described upper-wave blanking process of FIG. 7 on the output of the level detection circuit 6 and outputs it to the threshold value detection circuit 8. The threshold detection circuit 8 detects whether the output of the blanking circuit 7 exceeds the threshold value and outputs a detection signal to the determination circuit 20. A total of eight pieces of detection data from each detection unit are input to the determination circuit 20. The threshold value setting circuit 9 sets a threshold value according to the level output of the level detection circuit 6 and the control signal of the control circuit 19. Further, the timing circuit 14 receives the control signal of the control circuit 19 and outputs the timing signal of the transmission circuit (A) 2 and the blanking circuit 7.

【0018】周波数がF2の場合も同様であり、送信回
路(B)11は送信回路(A)2に、また送波器(B)
10と受波器(B)12及び帯域フイルタ(B)13は
それぞれ送波器(A)1,受波器(A)3,帯域フイル
タ(A)5に対応している。
The same applies to the case where the frequency is F2. The transmission circuit (B) 11 is connected to the transmission circuit (A) 2 and the wave transmitter (B) is used.
Reference numeral 10 and the wave receiver (B) 12 and the band filter (B) 13 correspond to the wave transmitter (A) 1, the wave receiver (A) 3, and the band filter (A) 5, respectively.

【0019】次に本実施例の動作を図1を使用して説明
する。
Next, the operation of this embodiment will be described with reference to FIG.

【0020】検出部(左)15、検出部(右)16、検
出部(上)17、検出部(下)18の4つはまったく同
一の内容であり、それぞれ独立に周波数F1と周波数F
2を使用して水中の気泡を検出し検出信号を判定回路2
0に出力する。判定回路20はこれらの検出信号の状態
や制御回路19からの情報により気泡の有無を判定し判
定結果をもとに操舵制御信号を出力する。
The four components of the detection unit (left) 15, the detection unit (right) 16, the detection unit (upper) 17, and the detection unit (lower) 18 have exactly the same contents, and the frequencies F1 and F are independent of each other.
2 is used to detect bubbles in the water and the detection signal is judged circuit 2
Output to 0. The determination circuit 20 determines the presence / absence of bubbles based on the state of these detection signals and information from the control circuit 19 and outputs a steering control signal based on the determination result.

【0021】検出部15,16,17,18について検
出部(左)15を使って説明する。周波数F1は寿命の
長い気泡の検出用でありF2は寿命の比較的短い気泡用
で、F1〈F2(例えばF1:数+kHz,F2:百数
+kHz)の関係にある。送信回路(A)2は、周波数
F1のパルス変調信号(送信信号)を発生し、送波器
(A)1に出力する。送波器(A)1は、送信信号を音
響信号に変換して水中に放射する。受波器(A)3は、
共振周波数がF1である寿命の長い気泡(F1〈F2で
あり共振周波数が高い、気泡半径が小さい気泡の方が寿
命が短い。)から反射,散乱されて戻って来た音を受波
し、電気信号に変換し、受信信号として増幅回路4へ出
力する。増幅回路4は信号レベルの低い受信信号を増幅
し帯域フイルタ(A)5に出力する。帯域フイルタ
(A)5は周波数F1の時の反射波の周波数帯域を考慮
した通過帯域を持つ帯域制限フイルタでありこのフイル
タにより、不要な雑音成分とF2の信号成分を除去す
る。レベル検出回路6は、帯域フイルタ(A)5の出力
を信号レベルに変換し、ブランキング回路7としきい値
設定回路9に出力する。ブランキング回路7は、タイミ
ング回路14の制御を受けレベル検出回路6の出力に図
7のようなブランキングをかけて、しきい値検出回路8
に出力するこのブランキングは、送信信号及び送信直後
の受信レベルが非常に大きい時のF2のもれ込みも含め
た誤動作防止の目的と反射波を検出するのち適当なタイ
ミングの所までブランキングを行ないレベル信号をマス
クしておきそれ以後のレベルでしきい値検出を行なう目
的とを兼ねている。しきい値検出回路8は、ブランキン
グ処理がなされたブランキング回路7の出力がしきい値
を越えたかどうか検出し、越えればON、越えなければ
OFFの検出信号を判定回路20に出力する。またしき
い値設定回路9はレベル検出回路6のレベル出力と制御
回路19の制御信号により、水中航走体が航走を開始
し、気泡の航跡に達する前に水中からの反射波のレベル
により最適なしきい値を設定する。またタイミング回路
14は制御回路19の制御信号を受けて送信回路(A)
2とブランキング回路7のタイミング信号を出力する。
The detectors 15, 16, 17, 18 will be described using the detector (left) 15. The frequency F1 is for detecting bubbles having a long life, F2 is for bubbles having a relatively short life, and has a relationship of F1 <F2 (for example, F1: several + kHz, F2: hundred + kHz). The transmission circuit (A) 2 generates a pulse modulation signal (transmission signal) of frequency F1 and outputs it to the wave transmitter (A) 1. The wave transmitter (A) 1 converts a transmission signal into an acoustic signal and radiates it into water. The wave receiver (A) 3 is
Receives the sound that is reflected and scattered from the long-lived bubbles whose resonance frequency is F1 (F1 <F2, whose resonance frequency is high, and whose bubbles have a small radius have a shorter lifespan). It is converted into an electric signal and output to the amplifier circuit 4 as a received signal. The amplifier circuit 4 amplifies the received signal having a low signal level and outputs it to the band filter (A) 5. The band filter (A) 5 is a band limiting filter having a pass band in consideration of the frequency band of the reflected wave at the frequency F1, and unnecessary noise components and signal components of F2 are removed by this filter. The level detection circuit 6 converts the output of the band filter (A) 5 into a signal level and outputs it to the blanking circuit 7 and the threshold value setting circuit 9. The blanking circuit 7 receives the control of the timing circuit 14 and blanks the output of the level detection circuit 6 as shown in FIG.
This blanking to be output to is to prevent the malfunction including the leakage of F2 when the transmission signal and the reception level immediately after the transmission are very large, and after detecting the reflected wave, perform the blanking to the appropriate timing. It also serves the purpose of masking the operation level signal and detecting the threshold value at a subsequent level. The threshold value detection circuit 8 detects whether or not the output of the blanking circuit 7 which has been subjected to the blanking process exceeds the threshold value, and outputs a detection signal of ON when it exceeds the threshold value and OFF when it does not exceed it to the determination circuit 20. In addition, the threshold value setting circuit 9 uses the level output of the level detection circuit 6 and the control signal of the control circuit 19 to determine the level of the reflected wave from the water before the underwater vehicle starts traveling and reaches the track of the bubbles. Set the optimal threshold. Further, the timing circuit 14 receives the control signal of the control circuit 19 and transmits the signal to the transmission circuit (A).
2 and the timing signal of the blanking circuit 7 are output.

【0022】周波数F2用の回路はF1と同様であり、
送信回路(B)11は、周波数F2のパルス変調信号
(送信信号)を発生し、送波器(B)10に出力する。
送波器(B)10は、送信信号を音響信号に変換して水
中に放射する。受波器(B)12は、共振周波数がF2
である寿命の短い気泡から反射,散乱されて戻って来た
音を受波し、電気信号に変換し、受信信号として増幅回
路4へ出力する。増幅回路4は、信号レベルの低い受信
信号を増幅し、帯域フイルタ(B)13に出力する。帯
域フイルタ(B)13は、周波数F2の時の反射波の周
波数帯域を考慮した通過帯域を持つ帯域制限フイルタで
ありこのフイルタにより不要な雑音成分とF1の信号成
分を除去する。帯域フイルタ(B)13以後のレベル検
出回路6、ブランキング回路7、しきい値検出回路8、
しきい値設定回路9の動作は前述の周波数がF1の場合
と同じである。
The circuit for frequency F2 is similar to F1,
The transmission circuit (B) 11 generates a pulse modulation signal (transmission signal) of frequency F2 and outputs it to the wave transmitter (B) 10.
The wave transmitter (B) 10 converts a transmission signal into an acoustic signal and radiates it into water. The resonance frequency of the wave receiver (B) 12 is F2.
The sound reflected and scattered from the short-lived bubbles is received, converted into an electrical signal, and output to the amplifier circuit 4 as a received signal. The amplifier circuit 4 amplifies the received signal having a low signal level and outputs it to the band filter (B) 13. The band filter (B) 13 is a band limiting filter having a pass band in consideration of the frequency band of the reflected wave at the frequency F2, and the filter removes unnecessary noise components and F1 signal components. A level detection circuit 6, a blanking circuit 7, a threshold value detection circuit 8 after the band filter (B) 13,
The operation of the threshold setting circuit 9 is the same as that when the frequency is F1.

【0023】以上説明したように各検出部には、F1と
F2の検出回路が1組になっておりこの検出部15,1
6,17,18の4個が図2に示すように水中航走体の
円周上に上,下,左,右と配置されており、これら4つ
の検出部(左)15、検出部(右)16、検出部(上)
17、検出部(下)18の各F1とF2の検出信号が判
定回路20に入力される。判定回路20はこれら検出信
号の状態や、制御回路19からの深度情報などにより判
定を行ない操舵制御信号を出力する。
As described above, each detection unit has a pair of detection circuits F1 and F2, and the detection units 15 and 1 are provided.
As shown in FIG. 2, four units 6, 17, and 18 are arranged on the circumference of the underwater vehicle as upper, lower, left, and right. These four detection units (left) 15 and detection units ( Right) 16, detector (top)
The detection signals of F1 and F2 of the detector 17 (lower) 18 are input to the determination circuit 20. The determination circuit 20 makes a determination based on the state of these detection signals and the depth information from the control circuit 19 and outputs a steering control signal.

【0024】図3は、本発明の水中航走体誘導装置にお
ける2周波数誘導の説明図である。
FIG. 3 is an explanatory view of dual frequency guidance in the underwater vehicle guidance system of the present invention.

【0025】以下、図3を参照して判定の概要を説明す
る。図3の認識は気泡の航跡を横切る形で水中航走体2
3が航跡と出合う場合である。航跡と出合うまではどの
検出部の出力もF1:OFF,F2:OFFであり、航
跡の中に突入するとF1:ON,F2:ONの状態とな
るこの時判定回路はあらかじめ設定された角度に旋回し
て追尾を行なう。
The outline of the determination will be described below with reference to FIG. The recognition of FIG. 3 is that the underwater vehicle 2 crosses the wake of bubbles.
3 is when encountering a wake. The output of any detector is F1: OFF, F2: OFF until it meets the track, and when it enters the track, it becomes F1: ON, F2: ON. At this time, the judgment circuit turns to a preset angle. And perform tracking.

【0026】左へ旋回して追尾を開始すれば連続してF
1:ON,F2:ONとなり継続して追尾を行なうが、
右へ旋回した場合はしばらく航走した後、航跡の川下で
寿命の比較的短い気泡は存在しなくなるのでどの検出部
の出力もF1:ON,F2:OFFの状態となるこの場
合判定回路は航跡から外れかかっていると判定して反転
して航跡の川上へ向かって追尾を再開する。この場合、
F1:ONのままであり航跡から外れていないことが検
知できる。
When turning to the left and starting tracking, F
1: ON, F2: ON and tracking continues, but
When turning to the right, after traveling for a while, bubbles with a relatively short life do not exist in the downstream of the track, so the output of any detector becomes F1: ON, F2: OFF. It is judged that it is about to come off, and it reverses and restarts tracking toward the upstream of the wake. in this case,
F1: It remains ON and it can be detected that it is not out of the track.

【0027】また図3の外側修正は気泡の航跡の外側を
航走し、検出部(右)16が航跡の外縁部の寿命の長い
F1の気泡を検出し、F1:ON,F2:OFFとな
る。この時左側の検出部(左)15は目標の航跡の反対
側でありF1:OFF,F2:OFFであり、判定回路
は右側に気泡の航跡が存在すると判断しコースを右へ修
正する。
The outer correction shown in FIG. 3 travels outside the track of bubbles, and the detection unit (right) 16 detects bubbles of F1 having a long life at the outer edge of the track, and F1: ON, F2: OFF. Become. At this time, the detection unit (left) 15 on the left side is on the opposite side of the target track, that is, F1: OFF and F2: OFF, and the determination circuit determines that there is a bubble track on the right side and corrects the course to the right.

【0028】あるいは、図3の内側修正の場合のよう
に、気泡の航跡の内側で航跡の外縁部に水中航走体23
が位置した場合は寿命の長いF1に対応する気泡は存在
するが寿命の比較的短いF2に対応する気泡は存在せ
ず、F2反射は検出されない。従って図3の内側修正の
ように右の検出部16は気泡の航跡の中心方向を向いて
おり、F1,F2もF1:ON,F2:ONとして検出
できるが、反対側左の検出部15では寿命の長いF1に
対応した気泡は検出できるものの寿命の比較的短いF2
に対応した気泡は検出できない(F1:ON,F2:O
FF)、よってこの場合はコースを右に修正してF1で
気泡の航跡を探知したまま航跡を外れないように誘導で
きる。また逆の方向を追跡して気泡の航跡の右側に誘導
装置23が位置してる場合は左、右の検出部15,16
のF1,F2のON,OFF検出が逆になり、逆の制御
を行う。
Alternatively, as in the case of the inside correction in FIG. 3, the underwater vehicle 23 is located inside the track of bubbles and at the outer edge of the track.
When is located, there is a bubble corresponding to F1 having a long life, but no bubble corresponding to F2 having a relatively short life, and no F2 reflection is detected. Therefore, as in the case of the inner correction in FIG. 3, the detection unit 16 on the right is directed toward the center of the track of the bubbles, and F1 and F2 can be detected as F1: ON and F2: ON, but the detection unit 15 on the opposite side is Bubbles corresponding to F1 with a long life can be detected, but F2 with a relatively short life is detected.
Bubble corresponding to is not detected (F1: ON, F2: O
FF), therefore, in this case, the course can be corrected to the right and guidance can be made so as not to deviate from the track while detecting the track of bubbles in F1. If the guiding device 23 is located on the right side of the track of the bubbles by tracing the opposite direction, the left and right detecting units 15 and 16 are detected.
The ON and OFF detections of F1 and F2 are reversed, and the opposite control is performed.

【0029】以上の様にあらかじめ、検出部の検出信号
の状態に対する論理を判定回路に組込むことによりF
1,F2ONの検出数の多い方向へ追尾するように複雑
な誘導制御を可能としている。
As described above, by incorporating the logic for the state of the detection signal of the detection unit in the determination circuit in advance, F
It is possible to perform complicated guidance control so as to follow the direction in which the number of detected F1 and F2ON is large.

【0030】次に本発明の第2の実施例について図4を
参照しながら説明する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【0031】図4は、本発明の他の実施例による水中航
走体誘導装置の構成図である。第2の実施例と図1の第
1の実施例との違いは、図1の送波器(A)1と受波器
(A)3が第2の実施例では送受波器(A)26に、ま
た図1の送波器(B)10と受波器(B)12が第2の
実施例では送受波器(B)27になっている。これ以外
は、第1の実施例と第2の実施例はまったく同じてあ
る。よって第2の実施例は、この相違点についてのみ説
明する。送受波器(A)26は、送信回路(A)2の出
力を音響信号に変換して水中へ放射する。(この時、送
信回路(A)2の出力は増幅回路4には、漏れ込まない
ように切り放されている)水中への送信が終了すると送
受波器(A)26は、反射,散乱されて戻って来た音を
受波し電気信号に変換し、受信信号として増幅回路4へ
出力する。以上の様に送受波器(A)26は送信時、図
1の送波器(A)1として動作し、受信時は、受波器
(A)3として動作するものである。同様に、送受波器
(B)27も送信回路(B)11の出力を音響信号に変
換して水中へ放射する。(この時やはり、送信回路
(B)11の出力は増幅回路4には漏れ込まないように
切り放されている。)水中への送信が終了すると送受波
器(B)27も戻って来た音を受波し、電気信号に変換
し、受信信号として増幅回路4へ出力する。よって送受
波器(B)27も図1の送波器(B)10及び受波器
(B)12として動作する。
FIG. 4 is a block diagram of an underwater vehicle guidance system according to another embodiment of the present invention. The difference between the second embodiment and the first embodiment of FIG. 1 is that the wave transmitter (A) 1 and the wave receiver (A) 3 of FIG. 1 are the same as the wave transmitter / receiver (A) of the second embodiment. 26, and the wave transmitter (B) 10 and the wave receiver (B) 12 of FIG. 1 become a wave receiver / transmitter (B) 27 in the second embodiment. Other than this, the first and second embodiments are exactly the same. Therefore, the second embodiment will explain only this difference. The transducer (A) 26 converts the output of the transmission circuit (A) 2 into an acoustic signal and radiates it into water. (At this time, the output of the transmission circuit (A) 2 is cut off so as not to leak into the amplification circuit 4.) When the transmission into water is completed, the transducer (A) 26 is reflected and scattered. The received sound is received, converted into an electrical signal, and output to the amplifier circuit 4 as a received signal. As described above, the wave transmitter / receiver (A) 26 operates as the wave transmitter (A) 1 of FIG. 1 during transmission, and operates as the wave receiver (A) 3 during reception. Similarly, the transducer (B) 27 also converts the output of the transmission circuit (B) 11 into an acoustic signal and radiates it into water. (At this time, again, the output of the transmission circuit (B) 11 is cut off so as not to leak into the amplification circuit 4.) When the transmission into water is completed, the transducer (B) 27 also returns. The sound is received, converted into an electric signal, and output to the amplifier circuit 4 as a received signal. Therefore, the wave transmitter / receiver (B) 27 also operates as the wave transmitter (B) 10 and the wave receiver (B) 12 of FIG.

【0032】なお、更に精細な検出データが必要な場合
は検出部および周波数を検出部15,16,17,18
…n、周波数をF1,F2,…Fnと増設する。
When finer detection data is required, the detection unit and frequency are detected by the detection units 15, 16, 17, and 18.
... n and frequency are expanded to F1, F2, ... Fn.

【0033】[0033]

【発明の効果】以上説明したように本発明は、2つ以上
の周波数を用いることにより寿命の異なる気泡を別々に
検出することを可能とした検出部を、水中航走体の2つ
以上の方向の気泡が検出できるように複数個使用し、そ
の各検出信号を受けて判定回路から水中航走体の航走方
向を制御するようにしたので、2つ以上の方向の広い範
囲の気泡が検出できるようになるとともに、気泡の航跡
の探知を維持しながら追尾を行なったり、気泡の存在す
る方向へ水中航走体を誘導できるようにするという効果
を有する。
As described above, according to the present invention, by using two or more frequencies, it is possible to detect the air bubbles having different lifespans separately from each other by using the detection unit of two or more of the underwater vehicles. Since a plurality of bubbles are used so that they can be detected in each direction and the detection circuit receives the detection signals to control the traveling direction of the underwater vehicle, bubbles in a wide range of two or more directions can be detected. In addition to being able to detect, it has the effect of enabling tracking while maintaining the detection of the track of the bubble, and enabling the underwater vehicle to be guided in the direction in which the bubble exists.

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

【図1】本発明の一実施例による水中航走体誘導装置の
構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of an underwater vehicle guidance device according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の水中航走体誘導装置における送波器,
受波器の配置列を示す図である。
FIG. 2 is a wave transmitter in the underwater vehicle guidance device of the present invention,
It is a figure which shows the arrangement row of a wave receiver.

【図3】本発明の水中航走体誘導装置における2周波数
誘導の説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram of dual frequency guidance in the underwater vehicle guidance device of the present invention.

【図4】本発明の他の実施例による水中航走体誘導装置
の構成図である。
FIG. 4 is a configuration diagram of an underwater vehicle guidance device according to another embodiment of the present invention.

【図5】従来の水中航走体誘導装置の構成図である。FIG. 5 is a configuration diagram of a conventional underwater vehicle guidance device.

【図6】従来の1周波数誘導の説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram of conventional one-frequency induction.

【図7】従来のブランキングの動作概要図である。FIG. 7 is a schematic diagram of a conventional blanking operation.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 送波器(A) 2 送信回路(A) 3 受波器(A) 4 増幅回路 5 帯域フイルタ(A) 6 レベル検出回路 7 ブランキング回路 8 しきい値検出回路 9 しきい値設定回路 10 送波器(B) 11 送信回路(B) 12 受波器(B) 13 帯域フイルタ 14 タイミング回路 15 検出部(左) 16 検出部(右) 17 検出部(上) 18 検出部(下) 19 制御回路 20 判定回路 21 検出部 23 水中航走体 24 舵 25 推進器 26 送受波器(A) 27 送受波器(B) DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 wave transmitter (A) 2 transmitter circuit (A) 3 wave receiver (A) 4 amplifier circuit 5 band filter (A) 6 level detection circuit 7 blanking circuit 8 threshold value detection circuit 9 threshold value setting circuit 10 Wave transmitter (B) 11 Transmission circuit (B) 12 Wave receiver (B) 13 Band filter 14 Timing circuit 15 Detector (left) 16 Detector (right) 17 Detector (top) 18 Detector (bottom) 19 Control circuit 20 Judgment circuit 21 Detection unit 23 Underwater vehicle 24 Rudder 25 Propulsion device 26 Transducer (A) 27 Transducer (B)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 2つ以上の周波数の送信、受信に対応す
るためにパルス変調された送信信号を出力する2つ以上
の送信回路と、前記送信回路で発生した送信信号を音響
信号に変換して水中に放射する2つ以上の送波器と、送
信した各周波数に対応して前記走波器から放射された音
響信号の水中からの反射波を受波して電気信号に変換す
る各走波器に対応した2つ以上の受波器と、前記各受波
器の出力を増幅する各増幅回路と、前記増幅回路の出力
に各周波数に対応して帯域制限をかける各帯域フイルタ
と、前記各帯域フイルタの出力レベルを検出する各レベ
ル検出回路と、その各レベル出力にブランキングをかけ
る各ブランキング回路と、前記各ブランキング回路の出
力が設定されたしきい値を越えたかどうか検出する各し
きい値検出回路と、前記各レベル検出回路の出力および
制御回路の制御信号から前記各しきい値検出回路のしき
い値を設定するそれぞれに対応したしきい値設定回路
と、前記各送信回路および各ブランキング回路のタイミ
ングを制御回路からの制御信号により制御するタイミン
グ回路とを有する2つ以上の方向に対応するための複数
の検出部と、前記各検出部のタイミング回路としきい値
検出回路に深度情報等を外部から受けてその情報を基に
制御信号を出力する制御回路と、前記各検出部からの各
周波数に対応したすべてのしきい値検出回路の出力を受
けてその状態や制御回路からの情報により操舵制御信号
を外部にまた判定情報を制御回路に出力する判定回路を
備えることを特徴とする水中航走体誘導装置。
1. Two or more transmission circuits that output a pulse-modulated transmission signal to support transmission and reception of two or more frequencies, and a transmission signal generated by the transmission circuit is converted into an acoustic signal. And two or more wave transmitters that radiate into the water, and each wave that receives the reflected wave from the water of the acoustic signal radiated from the wave wave generator corresponding to each transmitted frequency and converts it into an electric signal Two or more wave receivers corresponding to wave filters, amplifier circuits for amplifying the outputs of the wave receivers, and band filters for band-limiting the output of the amplifier circuits corresponding to the frequencies. Each level detection circuit that detects the output level of each band filter, each blanking circuit that blanks each level output, and whether the output of each blanking circuit exceeds a set threshold value Each threshold value detection circuit, Threshold setting circuits corresponding to the thresholds of the threshold detection circuits set from the outputs of the level detection circuits and the control signals of the control circuits, and the timings of the transmission circuits and the blanking circuits A plurality of detectors for responding to two or more directions, and a timing circuit for controlling each of the detectors by a control signal from a control circuit; Steering control by receiving the output of a control circuit that receives and outputs a control signal based on that information and the output of all the threshold value detection circuits corresponding to each frequency from each of the detection units and the state and information from the control circuit An underwater vehicle guidance device comprising a determination circuit that outputs a signal to the outside and determination information to a control circuit.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2972630B2 (en) 1997-03-24 1999-11-08 防衛庁技術研究本部長 Wake detector

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