JP2727949B2 - 方向探知用ソーナー装置 - Google Patents
方向探知用ソーナー装置Info
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- JP2727949B2 JP2727949B2 JP34317293A JP34317293A JP2727949B2 JP 2727949 B2 JP2727949 B2 JP 2727949B2 JP 34317293 A JP34317293 A JP 34317293A JP 34317293 A JP34317293 A JP 34317293A JP 2727949 B2 JP2727949 B2 JP 2727949B2
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- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、音源方位を探知するた
めの、パッシブのビーム待ち受け型の、方向探知用ソー
ナー装置に関する。
めの、パッシブのビーム待ち受け型の、方向探知用ソー
ナー装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のパッシブ方向探知用ソーナー装置
は、方位を僅かにずらして形成される左右略同一の狭指
向性を有する１対の受波ビームのペア即ちスプリットビ
ームを、所定の探知覆域方位、例えば受波部が円筒状ト
ランスジューサとして構成される場合には全方位３６０
°に渡って一定の角度間隔で多数（例えば５°間隔で７
２本のスプリットビーム、６°間隔であれば６０本のス
プリットビーム）設け音波を捉えたスプリットビームの
ペアの間の位相差から音源方位を求めている。
は、方位を僅かにずらして形成される左右略同一の狭指
向性を有する１対の受波ビームのペア即ちスプリットビ
ームを、所定の探知覆域方位、例えば受波部が円筒状ト
ランスジューサとして構成される場合には全方位３６０
°に渡って一定の角度間隔で多数（例えば５°間隔で７
２本のスプリットビーム、６°間隔であれば６０本のス
プリットビーム）設け音波を捉えたスプリットビームの
ペアの間の位相差から音源方位を求めている。
【０００３】図３は、従来のパッシブ方向探知用ソーナ
ー装置の構成を示すブロック図である。１は受波素子で
あり、これが円形状に多段かつ多数配列されて受波部２
を形成し、配列間隔は通常λ／２（λは受波帯域の上限
周波数に対応する波長）以下に設定されている。今、１
本のスプリットビームが隣接し合うｎ個の受波素子から
の受波信号によって形成される場合、このｎ個の受波信
号は１つのＳＢ整相部（スプリットビーム整相部）１０
−ｋへ送られる。図３において、受波部２から各ＳＢ整
相部へ接続されている１本の線は隣接するｎ個の受波素
子からのｎ個の受波信号を意味している。ＳＢ整相部で
は、それぞれの受波信号の振幅および位相が定められた
整相係数により制御されて左右略同一の狭指向性の受波
ビームのペアであるスプリットビームが形成され目標検
出部１１へ送られる。
ー装置の構成を示すブロック図である。１は受波素子で
あり、これが円形状に多段かつ多数配列されて受波部２
を形成し、配列間隔は通常λ／２（λは受波帯域の上限
周波数に対応する波長）以下に設定されている。今、１
本のスプリットビームが隣接し合うｎ個の受波素子から
の受波信号によって形成される場合、このｎ個の受波信
号は１つのＳＢ整相部（スプリットビーム整相部）１０
−ｋへ送られる。図３において、受波部２から各ＳＢ整
相部へ接続されている１本の線は隣接するｎ個の受波素
子からのｎ個の受波信号を意味している。ＳＢ整相部で
は、それぞれの受波信号の振幅および位相が定められた
整相係数により制御されて左右略同一の狭指向性の受波
ビームのペアであるスプリットビームが形成され目標検
出部１１へ送られる。
【０００４】従って、全方位に渡ってｍ本のスプリット
ビームを設ける場合には、ｍ個のＳＢ整相部が必要とな
る。この場合スプリットビームの角度間隔は３６０°／
ｍとなる。そして受波素子が全周でＮ個としたとき、１
本のスプリットビームを形成する受波素子の数ｎがＮ／
ｍよりも大きいときは、１つのスプリットビームを形成
する受波素子と隣接するスプリットビームを形成する受
波素子は一部重なることになる。即ち重なる部分の受波
素子は両方のＳＢ整相部へ受波信号を送ることになる。
ビームを設ける場合には、ｍ個のＳＢ整相部が必要とな
る。この場合スプリットビームの角度間隔は３６０°／
ｍとなる。そして受波素子が全周でＮ個としたとき、１
本のスプリットビームを形成する受波素子の数ｎがＮ／
ｍよりも大きいときは、１つのスプリットビームを形成
する受波素子と隣接するスプリットビームを形成する受
波素子は一部重なることになる。即ち重なる部分の受波
素子は両方のＳＢ整相部へ受波信号を送ることになる。
【０００５】例えば、全方位でｍ＝７２本のスプリット
ビームを設ける場合で、全周の受波素子数Ｎが３６０
で、１本のスプリットビームがｎ＝８個の隣接する受波
素子で形成される場合には、ｎ＝８が（３６０／７２）
＝５より大きいから３個の受波素子は隣接する２つのス
プリットビームの形成に寄与することになり、２つのＳ
Ｂ整相部へ受波信号を送ることになる。
ビームを設ける場合で、全周の受波素子数Ｎが３６０
で、１本のスプリットビームがｎ＝８個の隣接する受波
素子で形成される場合には、ｎ＝８が（３６０／７２）
＝５より大きいから３個の受波素子は隣接する２つのス
プリットビームの形成に寄与することになり、２つのＳ
Ｂ整相部へ受波信号を送ることになる。
【０００６】このようにして、ｍ個のＳＢ整相部１０−
１〜１０−ｍで形成されたスプリットビーム出力は目標
検出部１１へ送られる。ここでは、ｍ個のスプリットビ
ームのうち音波を捉えたスプリットビームを検出しその
出力を方位検出部１２送出する。
１〜１０−ｍで形成されたスプリットビーム出力は目標
検出部１１へ送られる。ここでは、ｍ個のスプリットビ
ームのうち音波を捉えたスプリットビームを検出しその
出力を方位検出部１２送出する。
【０００７】方位検出部１２では、スプリットビームの
ペア間での位相差又は振幅差により、或いはその両者を
用いてペアビームの間のどの方位が音源方位であるか正
確に求める。
ペア間での位相差又は振幅差により、或いはその両者を
用いてペアビームの間のどの方位が音源方位であるか正
確に求める。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の方向探知用ソーナー装置では音源方向探知のため
に、全探知覆域、図３の場合では全方位（３６０°）に
渡って予め待ち受けのスプリットビームを作る必要があ
り、方位精度を良好に保つためには多数の鋭いビームを
作らなければならず、又、目標検出部も全てのビームの
出力に対して検出処理を行うため、処理負荷が非常に大
きいという問題点があった。
来の方向探知用ソーナー装置では音源方向探知のため
に、全探知覆域、図３の場合では全方位（３６０°）に
渡って予め待ち受けのスプリットビームを作る必要があ
り、方位精度を良好に保つためには多数の鋭いビームを
作らなければならず、又、目標検出部も全てのビームの
出力に対して検出処理を行うため、処理負荷が非常に大
きいという問題点があった。
【０００９】更に、音源の周波数は広い範囲に渡るた
め、ビーム形成のために設定された周波数から離れた周
波数では、ビームの周波数特性によりビーム幅が広がっ
たり、サイドローブが強くなったりして所望のビーム特
性が得られず、方位精度が悪くなるという問題があっ
た。
め、ビーム形成のために設定された周波数から離れた周
波数では、ビームの周波数特性によりビーム幅が広がっ
たり、サイドローブが強くなったりして所望のビーム特
性が得られず、方位精度が悪くなるという問題があっ
た。
【００１０】本発明の目的は、上記従来技術の問題点に
鑑みて、各方位区分ごとに設定する２個１対のペアの受
波素子で形成される広指向性の放射ビームで目標の粗な
る音源位置を認識したのち、狭指向性のスプリットビー
ムで目標の精なる音源位置を把握することにより、音源
の周波数に適合したビーム幅の鋭いビームを作ることに
よって詳細な方位分解能を保ちつつ、かつシステムの処
理負荷が従来装置よりも軽い方向探知用ソーナー装置を
提供することにある。
鑑みて、各方位区分ごとに設定する２個１対のペアの受
波素子で形成される広指向性の放射ビームで目標の粗な
る音源位置を認識したのち、狭指向性のスプリットビー
ムで目標の精なる音源位置を把握することにより、音源
の周波数に適合したビーム幅の鋭いビームを作ることに
よって詳細な方位分解能を保ちつつ、かつシステムの処
理負荷が従来装置よりも軽い方向探知用ソーナー装置を
提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するために次の如き手段構成を有する。即ち、本発
明の方向探知用ソーナー装置は、音波を電気信号に変換
する多数の受波素子の配列からなる受波部と； 該多数
の受波素子の配列において、前記受波部によって形成す
る探知覆域を、受波帯域の上限周波数の２分の１波長以
下の間隔で対をなすように配置した左右１対の２個の前
記受波素子によって形成される受波指向性以内の範囲と
なるように区分設定してなる方位区分毎にあらかじめ指
定する前記２個の受波素子のそれぞれに対応して設けら
れ、各受波素子で形成される広指向性の受波ビームで捕
捉した受波信号を解析して受波音波の周波数と位相を検
出する周波数検出部と； 前記対を成す受波素子に対応
する２つの周波数検出部で検出された周波数と位相と前
記受波素子の間隔とから目標に関する粗なる音源方位を
算出する粗方位検出部と； 粗方位検出部で算出された
方位に左右略同一な狭指向性を有する１対の受波ビーム
としてのスプリットビームを形成するよう、信号処理に
供すべき受波素子を定め、受波周波数に応じて各受波素
子の出力振幅および位相を制御する整相係数を設定し前
記スプリットビームの形成に必要な整相係数信号を出力
する整相制御部と； 前記周波数検出部、粗方位検出部
および整相制御部で要する処理時間に相当する時間だけ
各受波素子の出力信号を遅延させる遅延器と； 遅延器
を経た各受波素子の出力信号を受け、整相制御部で定め
られた受波素子の出力信号の振幅および位相を前記整相
係数信号により制御しスプリットビームを形成するスプ
リットビーム整相部と； スプリットビーム整相部から
のスプリットビームで捕捉した出力のうち前記周波数検
出部で検出された周波数成分のみを抽出する周波数選択
部と； 選択抽出された周波数成分のスプリットビーム
出力の振幅および位相の両者からか或いはいずれか一方
から目標に関する精なる音源方位を検出する精方位検出
部と； を具備することを特徴とする方向探知用ソーナ
ー装置である。
達成するために次の如き手段構成を有する。即ち、本発
明の方向探知用ソーナー装置は、音波を電気信号に変換
する多数の受波素子の配列からなる受波部と； 該多数
の受波素子の配列において、前記受波部によって形成す
る探知覆域を、受波帯域の上限周波数の２分の１波長以
下の間隔で対をなすように配置した左右１対の２個の前
記受波素子によって形成される受波指向性以内の範囲と
なるように区分設定してなる方位区分毎にあらかじめ指
定する前記２個の受波素子のそれぞれに対応して設けら
れ、各受波素子で形成される広指向性の受波ビームで捕
捉した受波信号を解析して受波音波の周波数と位相を検
出する周波数検出部と； 前記対を成す受波素子に対応
する２つの周波数検出部で検出された周波数と位相と前
記受波素子の間隔とから目標に関する粗なる音源方位を
算出する粗方位検出部と； 粗方位検出部で算出された
方位に左右略同一な狭指向性を有する１対の受波ビーム
としてのスプリットビームを形成するよう、信号処理に
供すべき受波素子を定め、受波周波数に応じて各受波素
子の出力振幅および位相を制御する整相係数を設定し前
記スプリットビームの形成に必要な整相係数信号を出力
する整相制御部と； 前記周波数検出部、粗方位検出部
および整相制御部で要する処理時間に相当する時間だけ
各受波素子の出力信号を遅延させる遅延器と； 遅延器
を経た各受波素子の出力信号を受け、整相制御部で定め
られた受波素子の出力信号の振幅および位相を前記整相
係数信号により制御しスプリットビームを形成するスプ
リットビーム整相部と； スプリットビーム整相部から
のスプリットビームで捕捉した出力のうち前記周波数検
出部で検出された周波数成分のみを抽出する周波数選択
部と； 選択抽出された周波数成分のスプリットビーム
出力の振幅および位相の両者からか或いはいずれか一方
から目標に関する精なる音源方位を検出する精方位検出
部と； を具備することを特徴とする方向探知用ソーナ
ー装置である。
【００１２】
【作用】以下、上記手段構成を有する本発明装置の作用
について説明する。本発明の基本原理は、全探知方位
（通常３６０°の場合が多いがそれに限定されるもので
はない）を、λ／２以下の配列間隔を有する２個の受波
素子の対で形成される指向性を超えない角度範囲内で区
分する予め幾つかの方位範囲区分に分け、その区分範囲
に対応して、受波素子列中半波長以下の間隔の２個１対
の受波素子を定め、その２つの受波素子で形成される広
指向性の受波パターンで受波した受波信号の位相差か
ら、音波が到来した方向をまず大まかに捕捉する粗方位
検出を行う。 受波素子列から選択する２個１対の受波素
子は、上述した各方位範囲区分の、たとえばそれぞれの
中心位置を占位するものとして決定される。
について説明する。本発明の基本原理は、全探知方位
（通常３６０°の場合が多いがそれに限定されるもので
はない）を、λ／２以下の配列間隔を有する２個の受波
素子の対で形成される指向性を超えない角度範囲内で区
分する予め幾つかの方位範囲区分に分け、その区分範囲
に対応して、受波素子列中半波長以下の間隔の２個１対
の受波素子を定め、その２つの受波素子で形成される広
指向性の受波パターンで受波した受波信号の位相差か
ら、音波が到来した方向をまず大まかに捕捉する粗方位
検出を行う。 受波素子列から選択する２個１対の受波素
子は、上述した各方位範囲区分の、たとえばそれぞれの
中心位置を占位するものとして決定される。
【００１３】その原理は次の通りである。図２に示すよ
うに間隔ｄをおいて設けられた２つの受波素子ＡとＢに
対し、角度θの方向から周波数ｆ（波長λ）の音波が到
来した場合、２つの受波素子の出力間における位相差φ
は数式１で表される。
うに間隔ｄをおいて設けられた２つの受波素子ＡとＢに
対し、角度θの方向から周波数ｆ（波長λ）の音波が到
来した場合、２つの受波素子の出力間における位相差φ
は数式１で表される。
【００１４】
【数１】
【００１５】従って、数式１から音波到来方向θは数式
２で表される。
２で表される。
【００１６】
【数２】
【００１７】即ち、対をなす２つの受波素子の受波信号
間の位相差と、受波素子間の距離と、音波の周波数が分
かれば音波の到来方向が分かることになる。なお、受波
素子間の距離ｄは、位相差φが音波到来方向θが０°〜
１８０°に対して−１８０°〈φ〈＋１８０°であれば
φとθの関係が一義的関係になってしまい、中心方位左
右の区別ができなくなるので２分の１波長以下に設定さ
れる。この場合、受波指向性パターンは、λ／２以下に
離隔した１対の受波素子によって形成される広い指向性
となり、検出精度は鈍いものの初期探知そのものは極め
て容易となる。
間の位相差と、受波素子間の距離と、音波の周波数が分
かれば音波の到来方向が分かることになる。なお、受波
素子間の距離ｄは、位相差φが音波到来方向θが０°〜
１８０°に対して−１８０°〈φ〈＋１８０°であれば
φとθの関係が一義的関係になってしまい、中心方位左
右の区別ができなくなるので２分の１波長以下に設定さ
れる。この場合、受波指向性パターンは、λ／２以下に
離隔した１対の受波素子によって形成される広い指向性
となり、検出精度は鈍いものの初期探知そのものは極め
て容易となる。
【００１８】以上の原理により、対を形成している２つ
の受波素子の出力はそれぞれ対応する周波数検出部へ送
られ、ここで周波数と位相が検出される。こうして得ら
れた周波数と位相は粗方位検出部へ送られ、ここで位相
差を求めそれと周波数と既知の受波素子間の距離とから
音源の大まかな方位を算出する。
の受波素子の出力はそれぞれ対応する周波数検出部へ送
られ、ここで周波数と位相が検出される。こうして得ら
れた周波数と位相は粗方位検出部へ送られ、ここで位相
差を求めそれと周波数と既知の受波素子間の距離とから
音源の大まかな方位を算出する。
【００１９】こうして得られた方位情報と周波数情報は
整相制御部へ送られる。整相制御部では、方位情報に基
づいてその方位に向けてスプリットビームを形成するた
めの受波素子を受波素子列の中から定められた数だけ選
択指定する。更に、選択された受波素子によってスプリ
ットビームを形成するための各受波素子出力信号の振幅
や位相を制御する整相係数信号を、受波信号の周波数に
適合させて生成する。
整相制御部へ送られる。整相制御部では、方位情報に基
づいてその方位に向けてスプリットビームを形成するた
めの受波素子を受波素子列の中から定められた数だけ選
択指定する。更に、選択された受波素子によってスプリ
ットビームを形成するための各受波素子出力信号の振幅
や位相を制御する整相係数信号を、受波信号の周波数に
適合させて生成する。
【００２０】こうして得られた受波素子選択指定信号と
整相係数信号はＳＢ整相部へ送られる。ＳＢ整相部は従
来装置と異なり１個である。一方ＳＢ整相部へは、受波
部の全受波素子からの受波信号が遅延器を経由して入力
されている。そして、受波素子選択指定信号によって指
定された受波素子からの受波信号に対してのみ整相係数
信号が作用しその後合成されてスプリットビームが形成
される。遅延器は、各受波信号を、周波数検出部、粗方
位検出部および整相制御部での処理時間に合わせて遅延
させるためのものである。
整相係数信号はＳＢ整相部へ送られる。ＳＢ整相部は従
来装置と異なり１個である。一方ＳＢ整相部へは、受波
部の全受波素子からの受波信号が遅延器を経由して入力
されている。そして、受波素子選択指定信号によって指
定された受波素子からの受波信号に対してのみ整相係数
信号が作用しその後合成されてスプリットビームが形成
される。遅延器は、各受波信号を、周波数検出部、粗方
位検出部および整相制御部での処理時間に合わせて遅延
させるためのものである。
【００２１】従来装置が全方位に渡って多数のスプリッ
トビームを常時形成していたのに対して、本発明装置で
は、粗方位検出部によって大まかに検出された方位に対
してのみスプリットビームを形成するものである。
トビームを常時形成していたのに対して、本発明装置で
は、粗方位検出部によって大まかに検出された方位に対
してのみスプリットビームを形成するものである。
【００２２】ＳＢ整相部からはスプリットビームによる
受波信号のほか他の受波素子からのさまざまな不要受波
信号が出力されるので、周波数検出部によって検出され
た周波数の信号即ちスプリットビームによって検出され
た受波信号のみを抽出すべく、ＳＢ整相部の出力は周波
数選択部へ送られる。
受波信号のほか他の受波素子からのさまざまな不要受波
信号が出力されるので、周波数検出部によって検出され
た周波数の信号即ちスプリットビームによって検出され
た受波信号のみを抽出すべく、ＳＢ整相部の出力は周波
数選択部へ送られる。
【００２３】こうして得られたスプリットビームによる
受波信号が精方位検出部へ送られる。精方位検出部その
ものは従来装置における方位検出部１２と同一機能のも
のであり、スプリットビームのペア間での位相差又は振
幅差により、或いはその両者を用いて、音源方位がペア
ビーム間のどの方位であるかを正確に求める。
受波信号が精方位検出部へ送られる。精方位検出部その
ものは従来装置における方位検出部１２と同一機能のも
のであり、スプリットビームのペア間での位相差又は振
幅差により、或いはその両者を用いて、音源方位がペア
ビーム間のどの方位であるかを正確に求める。
【００２４】
【実施例】以下、本発明装置の実施例を図面を参照して
説明する。図１は本発明装置の実施例の構成を示すブロ
ック図である。本実施例にあっては円筒形トランスジュ
ーサで受波部を構成する場合を例とし、Ｎ個の受波素子
が円形にλ／２の間隔で配列され、全方位を９０°ずつ
４つの方位範囲区分に分け、各区分に対応して、それぞ
れの区分の中心位置に対をなす１対の受波素子１−１，
１−２，１−３および１−４が選択される。
説明する。図１は本発明装置の実施例の構成を示すブロ
ック図である。本実施例にあっては円筒形トランスジュ
ーサで受波部を構成する場合を例とし、Ｎ個の受波素子
が円形にλ／２の間隔で配列され、全方位を９０°ずつ
４つの方位範囲区分に分け、各区分に対応して、それぞ
れの区分の中心位置に対をなす１対の受波素子１−１，
１−２，１−３および１−４が選択される。
【００２５】受波素子１−１の受波信号は周波数検出部
３−１へ入力され、受波素子１−２の受波信号は周波数
検出部３−２へ入力され、それぞれ受波信号の周波数と
位相が検出される。以下、受波素子１−３および１−４
についても周波数検出部３−３および３−４で周波数と
位相が検出される。
３−１へ入力され、受波素子１−２の受波信号は周波数
検出部３−２へ入力され、それぞれ受波信号の周波数と
位相が検出される。以下、受波素子１−３および１−４
についても周波数検出部３−３および３−４で周波数と
位相が検出される。
【００２６】次いで、周波数検出部３−１および３−２
で検出される周波数および位相は粗方位検出部４−１へ
送出され、周波数検出部３−２および３−３で検出され
る周波数および位相は粗方位検出部４−２へ送出され、
周波数検出部３−３および３−４で検出される周波数お
よび位相は粗方位検出部４−３へ送出され、周波数検出
部３−４および３−１で検出される周波数および位相は
粗方位検出部４−４へ送出される。
で検出される周波数および位相は粗方位検出部４−１へ
送出され、周波数検出部３−２および３−３で検出され
る周波数および位相は粗方位検出部４−２へ送出され、
周波数検出部３−３および３−４で検出される周波数お
よび位相は粗方位検出部４−３へ送出され、周波数検出
部３−４および３−１で検出される周波数および位相は
粗方位検出部４−４へ送出される。
【００２７】各粗方位検出部は入力された２つの位相信
号の差および周波数と対をなす受波素子間の距離とか
ら、対をなす受波素子によって区分される方位範囲内に
おける音源方位を算出する。こうして得られる音源方位
が、４つの方位区分毎に設定した４組の対をなす受波素
子の広指向性によって検出される、目標に関する粗なる
音源方位である。
号の差および周波数と対をなす受波素子間の距離とか
ら、対をなす受波素子によって区分される方位範囲内に
おける音源方位を算出する。こうして得られる音源方位
が、４つの方位区分毎に設定した４組の対をなす受波素
子の広指向性によって検出される、目標に関する粗なる
音源方位である。
【００２８】こうして得られた方位情報と、既に得られ
ている周波数情報は各粗方位検出部に対応する整相制御
部へ送られる。各整相制御部では入力された方位情報に
基づいてその方位にスプリットビームを形成するための
複数の受波素子を選択指定する信号を生成するととも
に、それらの受波素子によってスプリットビームを形成
するための各受波素子信号の振幅や位相を制御する整相
係数信号を受波信号の周波数に適合させて生成する。
ている周波数情報は各粗方位検出部に対応する整相制御
部へ送られる。各整相制御部では入力された方位情報に
基づいてその方位にスプリットビームを形成するための
複数の受波素子を選択指定する信号を生成するととも
に、それらの受波素子によってスプリットビームを形成
するための各受波素子信号の振幅や位相を制御する整相
係数信号を受波信号の周波数に適合させて生成する。
【００２９】こうして、各整相制御部で生成された受波
素子選択指定信号と整相係数信号はすべてＳＢ整相部７
へ送られる。一方、ＳＢ整相部７へは受波部２の全受波
素子からの受波信号が遅延器６−１〜６−Ｎを経て入力
されている。そして、受波素子選択指定信号によって指
定された受波素子からの受波信号に対してのみ整相係数
信号が作用し、それらの受波素子信号が合成されて音波
を探知した方位区分範囲内の音源方位に向けてスプリッ
トビームが形成されることになる。
素子選択指定信号と整相係数信号はすべてＳＢ整相部７
へ送られる。一方、ＳＢ整相部７へは受波部２の全受波
素子からの受波信号が遅延器６−１〜６−Ｎを経て入力
されている。そして、受波素子選択指定信号によって指
定された受波素子からの受波信号に対してのみ整相係数
信号が作用し、それらの受波素子信号が合成されて音波
を探知した方位区分範囲内の音源方位に向けてスプリッ
トビームが形成されることになる。
【００３０】ＳＢ整相部７の出力中にはスプリットビー
ムによって受波された受波信号の他、スプリットビーム
を形成している受波素子以外の受波素子からの様々な受
波信号も混在しているので、周波数選択部８で、周波数
検出部によって検出された周波数の信号即ちスプリット
ビームによる受波信号のみ抽出して精方位検出部９へ送
る。精方位検出部９はスプリットビームを形成している
２つのビーム間での位相差又は振幅差により、或いはそ
の両者を用いて音源方位を正確に求める。
ムによって受波された受波信号の他、スプリットビーム
を形成している受波素子以外の受波素子からの様々な受
波信号も混在しているので、周波数選択部８で、周波数
検出部によって検出された周波数の信号即ちスプリット
ビームによる受波信号のみ抽出して精方位検出部９へ送
る。精方位検出部９はスプリットビームを形成している
２つのビーム間での位相差又は振幅差により、或いはそ
の両者を用いて音源方位を正確に求める。
【００３１】このように本発明装置では、第１段階では
広い方位範囲をカバーする対をなす２個の受波素子によ
って音源方位を大まかに把握し、第２段階でその方位へ
向けてスプリットビームを形成することにより正確に音
源方位を検出する。
広い方位範囲をカバーする対をなす２個の受波素子によ
って音源方位を大まかに把握し、第２段階でその方位へ
向けてスプリットビームを形成することにより正確に音
源方位を検出する。
【００３２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の方向探知
用ソーナー装置は、従来装置のようにＳＢ整相部を多数
設けスプリットビームを全方位に渡って多数設けるもの
ではなく、受波素子列中の一部の対をなす受波素子の受
波信号から音源の粗い方位を求めその方向にスプリット
ビームを形成するようにしたので、ＳＢ整相部は１個で
よく、規模を小さくできるとともに、多数のスプリット
ビームの受波信号の中から音源を検出する処理も不要と
なり処理負荷が軽減されるという利点がある。
用ソーナー装置は、従来装置のようにＳＢ整相部を多数
設けスプリットビームを全方位に渡って多数設けるもの
ではなく、受波素子列中の一部の対をなす受波素子の受
波信号から音源の粗い方位を求めその方向にスプリット
ビームを形成するようにしたので、ＳＢ整相部は１個で
よく、規模を小さくできるとともに、多数のスプリット
ビームの受波信号の中から音源を検出する処理も不要と
なり処理負荷が軽減されるという利点がある。
【００３３】また、スプリットビームを形成するに当た
り、整相係数は受波信号の周波数に適合させて生成して
いるので、従来装置のように整相係数が固定されている
場合に比べて、音源周波数に適合したサイドローブの少
ない鋭いスプリットビームを形成でき従来より正確な音
源方位が検出できるという利点がある。
り、整相係数は受波信号の周波数に適合させて生成して
いるので、従来装置のように整相係数が固定されている
場合に比べて、音源周波数に適合したサイドローブの少
ない鋭いスプリットビームを形成でき従来より正確な音
源方位が検出できるという利点がある。
【図１】本発明の方向探知用ソーナー装置の実施例の構
成を示すブロック図である。
成を示すブロック図である。
【図２】対を成す受波素子の受波信号の位相差から音源
方位が求められることを説明する図である。
方位が求められることを説明する図である。
【図３】従来の方向探知用ソーナー装置の構成例を示す
ブロック図である。
ブロック図である。
１ 受波素子 ２ 受波部 ３−１〜３−４ 周波数検出部 ４−１〜４−４ 粗方位検出部 ５−１〜５−４ 整相制御部 ６−１〜６−Ｎ 遅延器 ７ ＳＢ整相部 ８ 周波数選択部 ９ 精方位検出部 １０−１〜１０−ｍ ＳＢ整相部 １１ 目標検出部 １２ 方位検出部
Claims (3)
- 【請求項１】 音波を電気信号に変換する多数の受波素
子の配列からなる受波部と； 該多数の受波素子の配列
において、前記受波部によって形成する探知覆域を、受
波帯域の上限周波数の２分の１波長以下の間隔で対をな
すように配置した左右１対の２個の前記受波素子によっ
て形成される受波指向性以内の範囲となるように区分設
定してなる方位区分毎にあらかじめ指定する前記２個の
受波素子のそれぞれに対応して設けられ、各受波素子で
形成される広指向性の受波ビームで捕捉した受波信号を
解析して受波音波の周波数と位相を検出する周波数検出
部と； 前記対を成す受波素子に対応する２つの周波数
検出部で検出された周波数と位相と前記受波素子の間隔
とから目標に関する粗なる音源方位を算出する粗方位検
出部と； 粗方位検出部で算出された方位に左右略同一
な狭指向性を有する１対の受波ビームとしてのスプリッ
トビームを形成するよう、信号処理に供すべき受波素子
を定め、受波周波数に応じて各受波素子の出力振幅およ
び位相を制御する整相係数を設定し前記スプリットビー
ムの形成に必要な整相係数信号を出力する整相制御部
と； 前記周波数検出部、粗方位検出部および整相制御
部で要する処理時間に相当する時間だけ各受波素子の出
力信号を遅延させる遅延器と； 遅延器を経た各受波素
子の出力信号を受け、整相制御部で定められた受波素子
の出力信号の振幅および位相を前記整相係数信号により
制御しスプリットビームを形成するスプリットビーム整
相部と； スプリットビーム整相部からのスプリットビ
ームで捕捉した出力のうち前記周波数検出部で検出され
た周波数成分のみを抽出する周波数選択部と； 選択抽
出された周波数成分のスプリットビーム出力の振幅およ
び位相から目標に関する精なる音源方位を検出する精方
位検出部と；を具備することを特徴とする方向探知用ソ
ーナー装置。 - 【請求項２】 精方位検出部が、選択抽出された周波数
成分のスプリットビーム出力の振幅から音源方位を検出
するものである請求項１に記載の方向探知用ソーナー装
置。 - 【請求項３】 精方位検出部が、選択抽出された周波数
成分のスプリットビーム出力の位相から音源方位を検出
するものである請求項１に記載の方向探知用ソーナー装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34317293A JP2727949B2 (ja) | 1993-12-15 | 1993-12-15 | 方向探知用ソーナー装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34317293A JP2727949B2 (ja) | 1993-12-15 | 1993-12-15 | 方向探知用ソーナー装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07167935A JPH07167935A (ja) | 1995-07-04 |
| JP2727949B2 true JP2727949B2 (ja) | 1998-03-18 |
Family
ID=18359474
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34317293A Expired - Lifetime JP2727949B2 (ja) | 1993-12-15 | 1993-12-15 | 方向探知用ソーナー装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2727949B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11467242B2 (en) | 2019-05-29 | 2022-10-11 | Nec Corporation | Direction-of-arrival estimation apparatus, method, and non-transitory medium |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007017309A (ja) * | 2005-07-08 | 2007-01-25 | Hitachi Ltd | 目標検出装置 |
| JP2011179896A (ja) * | 2010-02-26 | 2011-09-15 | Nec Corp | ビーム合成装置、ビーム合成方法及び円筒アレイ受信システム |
-
1993
- 1993-12-15 JP JP34317293A patent/JP2727949B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11467242B2 (en) | 2019-05-29 | 2022-10-11 | Nec Corporation | Direction-of-arrival estimation apparatus, method, and non-transitory medium |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07167935A (ja) | 1995-07-04 |
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