JP2668152B2 - Underwater detector - Google Patents

Underwater detector

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JP2668152B2
JP2668152B2 JP2139090A JP13909090A JP2668152B2 JP 2668152 B2 JP2668152 B2 JP 2668152B2 JP 2139090 A JP2139090 A JP 2139090A JP 13909090 A JP13909090 A JP 13909090A JP 2668152 B2 JP2668152 B2 JP 2668152B2
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Japan
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tilt angle
frequency
ultrasonic
matched filter
time characteristic
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靖 西森
長野  寛
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古野電気 株式会社
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  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> 本発明は、広範囲方向に超音波を送受波するスキャン
ニングソナーなどの水中探知装置に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to an underwater detection device such as a scanning sonar that transmits and receives ultrasonic waves in a wide range direction.

<従来の技術> 広範囲方向に超音波を送受波する水中探知装置、たと
えば全周旋回型のスキャンニングソナーでは、超音波振
動子を機械的あるいは電気的に旋回走査することにより
全周方向から到来する超音波エコーを受波する。この場
合、水平面に沿った二次元情報だけでは、魚群の三次元
分布を十分に探知することができない。そのため、従来
技術では、超音波を送受波するためのティルト角を変化
させることにより、深さ方向の情報も得られるようにし
ている。
<Conventional technology> In an underwater detection device that transmits and receives ultrasonic waves in a wide range direction, for example, a full-circle type scanning sonar, an ultrasonic vibrator mechanically or electrically performs a rotary scan to arrive from all directions. To receive an ultrasonic echo. In this case, it is not possible to sufficiently detect the three-dimensional distribution of the school of fish only with the two-dimensional information along the horizontal plane. Therefore, in the related art, information in the depth direction can be obtained by changing the tilt angle for transmitting and receiving ultrasonic waves.

一方、従来技術では、円環状に配列された超音波振動
子を個別的に連続して切り換えることにより、仮想的に
一つの超音波振動子が等速で連続回転するようにして、
この仮想的な超音波振動子で超音波エコーを受波する。
この受波の際に、第1図に示すように、ドップラー効果
により周波数が偏移する受信信号(リニアFM信号)が得
られるので(同図(a))、この受信信号をこれとは逆
の周波数変調度のインパルス応答を有するマッチドフィ
ルタ(同図(b))を通すことによりパルス圧縮し(同
図(c))、これによって、指向特性を高めた一つの受
波ビームを形成する装置が提供されている(たとえば特
公昭63−7350号参照)。
On the other hand, in the prior art, by individually and continuously switching the ultrasonic transducers arranged in an annular shape, virtually one ultrasonic transducer is continuously rotated at a constant speed,
An ultrasonic echo is received by this virtual ultrasonic transducer.
At the time of this reception, as shown in FIG. 1, a received signal (linear FM signal) whose frequency shifts due to the Doppler effect is obtained (FIG. 1 (a)). A pulse filter is compressed (FIG. (C)) by passing through a matched filter (FIG. (B)) having an impulse response of a frequency modulation degree, thereby forming one received beam with enhanced directional characteristics. (For example, see Japanese Patent Publication No. 63-7350).

<発明が解決しようとする課題> ところで、従来のマッチドフィルタは、アナログ方式
であり、たとえば受信信号を遅延する多段タップ付きの
遅延回路と、この遅延回路の各出力を重み付けする抵抗
素子と、各抵抗素子の出力を加算合成する差動増幅器と
を組み合わせて構成される。したがって、従来は、ティ
ルト角が変化した場合におけるマッチドフィルタでのパ
ルス圧縮の影響については全く考慮されておらず、ティ
ルト角が変化してもマッチドフィルタのインパルス応答
を決めるマスクパターンは固定されたままであった。す
なわち、従来はティルト角が0度の場合におけるインパ
ルス応答のマスクパターンを設定し、これによって畳み
込み演算を行っていた。
<Problems to be Solved by the Invention> Meanwhile, a conventional matched filter is of an analog type. For example, a multi-tap delay circuit for delaying a received signal, a resistance element for weighting each output of the delay circuit, and It is configured by combining with a differential amplifier that adds and combines the outputs of the resistance elements. Therefore, conventionally, no consideration has been given to the effect of pulse compression in the matched filter when the tilt angle changes, and the mask pattern that determines the impulse response of the matched filter remains fixed even when the tilt angle changes. there were. That is, in the related art, a mask pattern of an impulse response when the tilt angle is 0 degrees is set, and convolution operation is performed based on the mask pattern.

そのため、超音波の送受を行なう際のティルト角が大
きくなると、受信感度が低下する、パルス圧縮が不十分
となり十分な指向特性が得られない、サイドローブの発
生が顕著になる等の不具合を生じていた。
For this reason, when the tilt angle when transmitting and receiving ultrasonic waves is large, problems such as a decrease in reception sensitivity, insufficient pulse compression to obtain sufficient directional characteristics, and significant occurrence of side lobes are caused. I was

<課題を解決するための手段> 本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであ
って、ティルト角の変化に適応したパルス圧縮が行える
ようにして、従来の上述した不具合を解消するものであ
る。
<Means for Solving the Problems> The present invention has been made in view of such circumstances, and solves the above-described conventional problems by enabling pulse compression adapted to a change in tilt angle. Things.

本発明では、超音波を全周囲方向に向けて同時に発射
するとともに、異なるティルト角において超音波振動子
を旋回走査することにより広範囲方向から到来する超音
波エコーを受波し、かつ、ドップラー効果により周波数
が偏移する受信信号を出力する超音波受波器と、この超
音波受波器から出力された受信信号をパルス圧縮するマ
ッチドフィルターとを備える水中探知装置において、上
記超音波受波器が所定のティルト角方向から到来する超
音波エコーを受信するように制御するティルト角制御手
段と、上記ティルト角に対応して前記マッチドフィルタ
ーの周波数−時間特性を設定する周波数−時間特性設定
手段と、を備えてなる構成とした。
In the present invention, while simultaneously emitting ultrasonic waves in all circumferential directions, receiving ultrasonic echoes coming from a wide range of directions by rotating and scanning the ultrasonic transducer at different tilt angles, and by the Doppler effect In an underwater detection device including an ultrasonic receiver that outputs a reception signal whose frequency shifts and a matched filter that pulse-compresses the reception signal output from the ultrasonic receiver, the ultrasonic receiver is Tilt angle control means for controlling to receive an ultrasonic echo arriving from a predetermined tilt angle direction, and frequency-time characteristic setting means for setting a frequency-time characteristic of the matched filter corresponding to the tilt angle, .

また、ティルト角を設定するティルト角設定手段と、
上記受波手段が該ティルト角設定手段により設定される
ティルト角方向から到来する超音波エコーを受信するよ
うに制御するティルト角制御手段と、上記ティルト角に
対応して前記マッチドフィルターの周波数−時間特性を
設定する周波数−時間特性設定手段と、を備えてなる構
成とした。
A tilt angle setting means for setting a tilt angle;
Tilt angle control means for controlling the wave receiving means to receive an ultrasonic echo arriving from the tilt angle direction set by the tilt angle setting means, and frequency-time of the matched filter corresponding to the tilt angle Frequency-time characteristic setting means for setting characteristics.

さらに、上記それぞれの発明において、前記周波数−
時間特性設定手段は、 前記複数のティルト角それぞれに対応する前記マッチ
ドフィルターの周波数−時間特性パターンそれぞれが記
憶されたメモリと、前記一つのティルト角に対応して前
記メモリから読み出された一つの周波数−時間特性パタ
ーンのデータをラッチするラッチ回路とからなり、前記
マッチドフィルターは、前記受信信号を格納するシフト
レジスタと前記ラッチ回路でラッチされた周波数−時間
特性パターンのデータとを各ビットごとに個別に掛け算
する各乗算器と、各乗算器の出力を加算する加算器とか
ら構成されるようにした。
Further, in each of the above inventions, the frequency-
The time characteristic setting means includes: a memory in which each of the frequency-time characteristic patterns of the matched filter corresponding to each of the plurality of tilt angles is stored; and one memory read out from the memory corresponding to the one tilt angle. A latch circuit for latching data of a frequency-time characteristic pattern, wherein the matched filter stores, for each bit, a shift register for storing the received signal and data of the frequency-time characteristic pattern latched by the latch circuit. Each of the multipliers individually multiplies and an adder for adding the output of each multiplier is provided.

<作用> 上記構成によれば、異なるティルト角それぞれに対応
して、受信信号におけるティルト角に基づく周波数偏移
の影響を相殺するインパルス応答により受信信号のパル
ス圧縮が行われる。すなわち、受信時のドップラー効果
の影響を排除するためのパルス圧縮を行う際に、その際
のティルト角の影響を同時に排除する。
<Operation> According to the above configuration, the pulse compression of the received signal is performed by the impulse response that cancels out the influence of the frequency shift based on the tilt angle in the received signal corresponding to each of the different tilt angles. That is, when performing pulse compression for eliminating the influence of the Doppler effect at the time of reception, the influence of the tilt angle at that time is also eliminated.

<実施例> 本発明の実現のための原理について説明する。<Example> A principle for realizing the present invention will be described.

第2図に示すように、一つの超音波振動子Tが水平面
Uの円周上を一定の角速度ωs(周速V)で回転すると
ともに、所定のティルト角αでもって超音波の送受波が
行われるものとする。その際、目標物から到来する超音
波エコー(中心周波数f0)を超音波振動子Tで受波して
得られる受信信号は、ドップラー効果のために周波数f
が時間偏移するリニアFM信号となる。
As shown in FIG. 2, while one ultrasonic transducer T rotates on the circumference of the horizontal plane U at a constant angular velocity ωs (peripheral velocity V), transmission and reception of ultrasonic waves at a predetermined tilt angle α are performed. Shall be performed. At this time, a received signal obtained by receiving an ultrasonic echo (center frequency f 0 ) arriving from the target by the ultrasonic transducer T has a frequency f due to the Doppler effect.
Is a time-shifted linear FM signal.

ここで、超音波振動子Tが円周上を回転する水平面U
の円周中心Oを交点として上記の水平面U上に位置する
x軸、y軸の直交座標系を設定し、y軸を超音波エコー
の到来方向の水平方向ベクトル成分に一致させる。そし
て、周速Vのy軸方向のベクトル成分をVy、ティルト角
αの方向のベクトル成分をVαとすると、ドップラー効
果を受けたことによる受信信号の周波数fは、次式で与
えられる。
Here, the horizontal plane U on which the ultrasonic transducer T rotates on the circumference
Then, an orthogonal coordinate system of the x-axis and the y-axis located on the horizontal plane U is set with the circumferential center O as an intersection, and the y-axis is made to coincide with the horizontal vector component of the arrival direction of the ultrasonic echo. If the vector component in the y-axis direction of the peripheral speed V is Vy and the vector component in the direction of the tilt angle α is Vα, the frequency f of the received signal due to the Doppler effect is given by the following equation.

f=f0−(Vα/c)・f0 (1) ここに、cは音速である。f = f 0 − (Vα / c) · f 0 (1) where c is the speed of sound.

一方、前記のベクトル成分Vαは仮想直方体のB点か
ら直線AEに対して垂線を降ろしたときの交点位置Pと超
音波振動子Tの現在位置Aとを結ぶスカラー量をもち、
かつ、P点とD点とを結ぶ直線▲▼は直線▲▼
に直交する。したがって、 Vα=Vy・cosα (2) よって、(1)、(2)式から、 f=f0−(Vy・cosα/c)・f0 (3) となる。
On the other hand, the vector component Vα has a scalar amount connecting the intersection position P when the perpendicular line is dropped from the point B of the virtual cuboid to the straight line AE and the current position A of the ultrasonic transducer T,
And the straight line connecting the points P and D is a straight line.
Orthogonal to. Therefore, Vα = Vy · cosα (2) Therefore, from the equations (1) and (2), f = f 0 − (Vy · cos α / c) · f 0 (3).

また、y軸と超音波振動子Tの現在位置との間のなす
角度をθtとすると、 θt=ωs・t V=r・ωs であるから、前記のベクトル成分Vyは、 Vy=V・sinθt=r・ωs・sin(ωs・t) ≒r・ωs(ωs・t)=rωs2t (4) なお、ここでのrは、交点となる円周中心Oから円周
に至る半径である。そこで、 周波数偏移量をΔfとすれば、(3)、(4)式か
ら、 Δf=f−f0 =−rωs2tf0cosα/c (5) となるから、位相は、 ∫2πΔfdt=−πrωs2t2f0cosα/c+ψ (6) ここに、ψは定数である。
If the angle between the y-axis and the current position of the ultrasonic transducer T is θt, then θt = ωs · t V = r · ωs, so the vector component Vy is Vy = V · sinθt = R · ωs · sin (ωs · t) ≒ r · ωs (ωs · t) = rωs 2 t (4) where r is the radius from the center O of the circumference, which is the intersection, to the circumference. . Then, if the amount of frequency shift is Δf, then from equations (3) and (4), Δf = f−f 0 = −rωs 2 tf 0 cosα / c (5), so that the phase is ∫2πΔfdt = −πrωs 2 t 2 f 0 cos α / c + ψ (6) where ψ is a constant.

よって、回転する超音波振動子により得られる受信信
号S(t)は、 S(t)=A・cos{2πf0t−πrωs2t2f0cosα/c+ψ} (7) ここに、Aは超音波振動子の指向特性により決まる振
幅項である。
Thus, the received signal S obtained by the ultrasonic vibrator to rotate (t) is, S (t) = A · cos {2πf 0 t-πrωs 2 t 2 f 0 cosα / c + ψ} (7) Here, A is This is an amplitude term determined by the directional characteristics of the ultrasonic transducer.

(7)式により、受信信号S(t)の周波数変調度が
ティルト角αによって変化することが分かる。
From the equation (7), it is understood that the frequency modulation degree of the received signal S (t) changes depending on the tilt angle α.

ティルト角αは予め別個に設定されるものであって既
知であるから、マッチドフィルタにおいて畳み込み演算
により受信信号をパルス圧縮する際に、ティルト角αに
応じてマッチドフィルタの有するインパルス応答特性を
変化させれば、適正な受波ビームを形成することができ
る。すなわち、マッチドフィルタのインパルス応答は、
上記(7)式に基づく受信信号S(t)を時間軸反転さ
せたさせたものであればよく、予め設定されたティルト
角に対応したうえでマッチドフィルタのインパルス応答
を決めるマスクパターンを予めメモリに記憶させておけ
ばよい。
Since the tilt angle α is set separately and is known in advance, when the received signal is pulse-compressed by the convolution operation in the matched filter, the impulse response characteristic of the matched filter is changed according to the tilt angle α. Then, an appropriate receiving beam can be formed. That is, the impulse response of the matched filter is
A signal obtained by inverting the received signal S (t) based on the above equation (7) on the time axis may be used, and a mask pattern for determining the impulse response of the matched filter while corresponding to a preset tilt angle is stored in advance in a memory. May be stored in the memory.

第3図は本発明の実施例に係る水中探知装置のブロッ
ク図である。同図において、符号1は水中探知装置の全
体を示し、2は超音波送受波器であって、たとえば、円
環状に配列された多数の超音波振動子と、この超音波振
動子を個別的に連続して切り換える切換回路(いずれも
図示省略)とを含み、所定のティルト角に従って超音波
振動子を旋回走査することにより広範囲方向から到来す
る超音波エコーを受波してドップラー効果により周波数
が偏移する受信信号が出力される。
FIG. 3 is a block diagram of the underwater detection device according to the embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 1 denotes the entire underwater detection device, and 2 denotes an ultrasonic transducer, for example, a number of ultrasonic transducers arranged in a ring and individual ultrasonic transducers. And a switching circuit (both not shown) for continuously switching the ultrasonic waves according to a predetermined tilt angle. A shifted received signal is output.

4は超音波送受波器2からの受信信号をデジタル化す
るA/D変換器、6はデジタル化された受信信号をパルス
圧縮するマッチドフィルタである。このマッチドフィル
タ6は、本例では、デジタル化された所定時間幅の受信
信号のデータを格納する直列入力並列出力形のラッチ付
きのシフトレジスタ8と、このシフトレジスタ8から並
列出力される各データと後述のラッチ回路20でラッチさ
れたマスクパターンのデータとを各ビットごとに個別に
掛け算する各乗算器10a〜10nと、各乗算器10a〜10nの出
力を加算する加算器12とから構成されている。
Reference numeral 4 denotes an A / D converter for digitizing a reception signal from the ultrasonic transducer 2, and reference numeral 6 denotes a matched filter for pulse-compressing the digitized reception signal. In this example, the matched filter 6 includes a serial-input / parallel-output type latch-equipped shift register 8 for storing digitized reception signal data having a predetermined time width, and each data output from the shift register 8 in parallel. Each of the multipliers 10a to 10n individually multiplies the data of the mask pattern latched by the latch circuit 20 described later with each bit, and an adder 12 for adding the outputs of the multipliers 10a to 10n. ing.

14は超音波を送受波するティルト角を設定するティル
ト角設定手段、16は設定されたティルト角に対応してマ
ッチドフィルタ6のインパルス応答を決めるマスクパタ
ーンを選定する周波数変調度可変手段である。この周波
数変調度可変手段16は、設定されるべきティルト角のそ
れぞれに対応したマスクパターン、すなわち、マッチド
フィルタのインパルス応答を前記の(7)式に基づく受
信信号S(t)を時間軸反転させるためのマスクパター
ンが予め記憶されたメモリ18と、このメモリ18から読み
出された一つのマスクパターンのデータをラッチするラ
ッチ回路20とからなる。
Numeral 14 denotes tilt angle setting means for setting a tilt angle for transmitting and receiving ultrasonic waves, and 16 denotes frequency modulation degree changing means for selecting a mask pattern for determining an impulse response of the matched filter 6 corresponding to the set tilt angle. The frequency modulation degree varying means 16 inverts the mask pattern corresponding to each tilt angle to be set, that is, the time axis of the received signal S (t) based on the above equation (7) with the impulse response of the matched filter. And a latch circuit 20 for latching data of one mask pattern read from the memory 18.

次に、上記構成の水中探知装置において、受信信号を
ティルト角に応じてパルス圧縮する場合の動作について
説明する。
Next, the operation of the underwater detection device having the above-described configuration when the received signal is pulse-compressed according to the tilt angle will be described.

この水中探知装置1では、 ティルト角設定手段14でティルト角αが設定される
と、(7)式に基づく受信信号S(t)を時間軸反転さ
せたマッチドフィルタのインパルス応答をティルト角に
対応させるためのマスクパターンがメモリ18から読み出
されることになり、このマスクパターンのデータがラッ
チ回路20でラッチされる。
In the underwater detector 1, when the tilt angle α is set by the tilt angle setting means 14, the impulse response of the matched filter obtained by inverting the received signal S (t) based on the equation (7) with respect to the time axis corresponds to the tilt angle. The mask pattern to be read is read from the memory 18, and the data of the mask pattern is latched by the latch circuit 20.

一方、超音波送受波器2を構成する超音波振動子を切
換回路によって個別的に連続して切り換えることによ
り、仮想的に一つの超音波振動子が等速で連続回転され
る。その際、所定のティルト角αでもって超音波の送受
波が行われるので、これにより、超音波エコーを受波す
る際には、ドップラー効果により周波数が前記の(3)
式に従って偏移する受信信号(リニアFM信号)が得られ
る。そして、この受信信号がA/D変換器4でデジタル化
された後、マッチドフィルタ6に送出され、所定時間幅
の受信信号のデータがシフトレジスタ8に格納される。
そして、シフトレジスタ8からは受信信号のデータが各
ビットごとに並列的に読み出されて各乗算器10a〜10nに
与えられる。
On the other hand, by switching the ultrasonic transducers constituting the ultrasonic transducer 2 individually and continuously by the switching circuit, one ultrasonic transducer is virtually continuously rotated at a constant speed. At this time, the transmission and reception of the ultrasonic wave are performed at a predetermined tilt angle α. Therefore, when receiving the ultrasonic echo, the frequency is increased by the above-mentioned (3) due to the Doppler effect.
A received signal (linear FM signal) shifted according to the equation is obtained. Then, after the received signal is digitized by the A / D converter 4, it is sent to the matched filter 6, and the data of the received signal having a predetermined time width is stored in the shift register 8.
Then, the data of the received signal is read out in parallel from the shift register 8 for each bit and supplied to each of the multipliers 10a to 10n.

各乗算器10a〜10nは、シフトレジスタ8からの出力デ
ータとラッチ回路20でラッチされたマスクパターンのデ
ータとを各ビットごとに個別に掛け算する。そして、各
乗算器10a〜10nの出力が加算器12で加算される。これに
より、ティルト角αを考慮した畳み込み演算が行われて
パルス圧縮が実行される。しかも、デジタル処理である
から、アナログフィルタの場合に比べて高精度の結果が
得られる。
Each of the multipliers 10a to 10n individually multiplies the output data from the shift register 8 and the data of the mask pattern latched by the latch circuit 20 for each bit. Then, the outputs of the multipliers 10a to 10n are added by the adder 12. As a result, a convolution operation taking into account the tilt angle α is performed, and pulse compression is performed. Moreover, since the processing is digital processing, a result with higher accuracy can be obtained as compared with the case of the analog filter.

なお、上記の実施例では、ティルト角に応じてメモリ
18から適応する一つのマスクパターンを読み出すように
しているが、従来のアナログ式のマッチドフィルタを並
列に複数設け、各マッチドフィルタにはティルト角に応
じたマスクパターンを個別に設定しておき、ティルト角
の設定に応じて各マッチドフィルタを切り換えて使用す
るようにすることも可能である。
In the above embodiment, the memory is set according to the tilt angle.
Although one adaptive mask pattern is read out from 18, a plurality of conventional analog matched filters are provided in parallel, and a mask pattern corresponding to the tilt angle is individually set for each matched filter. It is also possible to switch and use each matched filter according to the angle setting.

<発明の効果> 本発明によれば、ティルト角の変化に適応したパルス
圧縮を行うことが可能となる。その結果、ティルト角が
大きくなっても良好な受信感度を維持することができ、
また、十分な指向特性が得られ、さらに、サイドローブ
の発生も抑えられる等の優れた効果が発揮される。
<Effects of the Invention> According to the present invention, it is possible to perform pulse compression adapted to a change in tilt angle. As a result, good reception sensitivity can be maintained even when the tilt angle increases,
In addition, excellent effects such as sufficient directional characteristics can be obtained and generation of side lobes can be suppressed.

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

第1図はマッチドフィルタによるパルス圧縮の作用説明
図、第2図は本発明の原理説明図、第3図は本発明の実
施例に係る水中探知装置のブロック図である。 1……水中探知装置、2……超音波送受波器、6……マ
ッチドフィルタ、8……シフトレジスタ、10a〜10n……
乗算器、12……加算器、16……周波数変調度可変手段、
18……メモリ、20……ラッチ回路。
FIG. 1 is an explanatory view of the operation of pulse compression by a matched filter, FIG. 2 is an explanatory view of the principle of the present invention, and FIG. 3 is a block diagram of an underwater detecting device according to an embodiment of the present invention. 1 ... underwater detection device, 2 ... ultrasonic transducer, 6 ... matched filter, 8 ... shift register, 10a to 10n ...
Multiplier, 12 Adder, 16 Frequency modulation degree varying means,
18 …… Memory, 20 …… Latch circuit.

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】超音波を全周囲方向に向けて同時に発射す
るとともに、異なるティルト角において超音波振動子を
旋回走査することにより広範囲方向から到来する超音波
エコーを受波し、かつ、ドップラー効果により周波数が
偏移する受信信号を出力する超音波受波器と、 この超音波受波器から出力された受信信号をパルス圧縮
するマッチドフィルターとを備える水中探知装置におい
て、 上記超音波受波器が所定のティルト角方向から到来する
超音波エコーを受信するように制御するティルト角制御
手段と、 上記ティルト角に対応して前記マッチドフィルターの周
波数−時間特性を設定する周波数−時間特性設定手段
と、 を備えてなることを特徴とする水中探知装置。
An ultrasonic wave is simultaneously emitted in all directions, and at the same time, an ultrasonic wave oscillating at a different tilt angle is scanned to receive an ultrasonic echo arriving from a wide range of directions. An underwater detection device comprising: an ultrasonic receiver that outputs a reception signal whose frequency is shifted by; and a matched filter that pulse-compresses the reception signal output from the ultrasonic receiver. A tilt angle control means for controlling to receive an ultrasonic echo arriving from a predetermined tilt angle direction, and a frequency-time characteristic setting means for setting a frequency-time characteristic of the matched filter corresponding to the tilt angle. An underwater detection device, comprising:
【請求項2】超音波を全周囲方向に向けて同時に発射す
るとともに、異なるティルト角において超音波振動子を
旋回走査することにより広範囲方向から到来する超音波
エコーを受波し、かつ、ドップラー効果により周波数が
偏移する受信信号を出力する超音波受波器と、 この超音波受波器から出力された受信信号をパルス圧縮
するマッチドフィルターとを備える水中探知装置におい
て、 ティルト角を設定するティルト角設定手段と、 上記超音波受波器が該ティルト角設定手段により設定さ
れるティルト角方向から到来する超音波エコーを受信す
るように制御するティルト角制御手段と、 上記ティルト角に対応して前記マッチドフィルターの周
波数−時間特性を設定する周波数−時間特性設定手段
と、 を備えてなることを特徴とする水中探知装置。
2. The apparatus according to claim 2, wherein ultrasonic waves are simultaneously emitted in all directions, and ultrasonic waves arriving from a wide range of directions are received by rotating and scanning an ultrasonic vibrator at different tilt angles, and the Doppler effect is obtained. In an underwater detection device including an ultrasonic receiver that outputs a reception signal whose frequency shifts according to a matched filter that pulse-compresses a reception signal output from the ultrasonic receiver, a tilt for setting a tilt angle Angle setting means, tilt angle control means for controlling the ultrasonic wave receiver to receive an ultrasonic echo coming from the tilt angle direction set by the tilt angle setting means, and corresponding to the tilt angle Frequency-time characteristic setting means for setting the frequency-time characteristic of the matched filter. Apparatus.
【請求項3】前記周波数−時間特性設定手段は、 前記複数のティルト角それぞれに対応する前記マッチド
フィルターの周波数−時間特性パターンそれぞれが記憶
されたメモリと、 前記一つのティルト角に対応して前記メモリから読み出
された一つの周波数−時間特性パターンのデータをラッ
チするラッチ回路とからなり、 前記マッチドフィルターは、 前記受信信号を格納するシフトレジスタと前記ラッチ回
路でラッチされた周波数−時間特性パターンのデータと
を各ビットごとに個別に掛け算する各乗算器と、 各乗算器の出力を加算する加算器と、 から構成されていることを特徴とする請求項第1項また
は第2項記載の水中探知装置。
3. The frequency-time characteristic setting means includes: a memory storing frequency-time characteristic patterns of the matched filter corresponding to each of the plurality of tilt angles; and a memory corresponding to the one tilt angle. A latch circuit for latching data of one frequency-time characteristic pattern read from the memory, wherein the matched filter includes a shift register for storing the received signal and a frequency-time characteristic pattern latched by the latch circuit. The multiplier according to claim 1 or 2, further comprising: a multiplier for multiplying the data of each of the bits individually for each bit; and an adder for adding an output of each of the multipliers. Underwater detector.
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