JP2770814B2 - アクティブソーナー装置 - Google Patents
アクティブソーナー装置Info
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- JP2770814B2 JP2770814B2 JP8109997A JP10999796A JP2770814B2 JP 2770814 B2 JP2770814 B2 JP 2770814B2 JP 8109997 A JP8109997 A JP 8109997A JP 10999796 A JP10999796 A JP 10999796A JP 2770814 B2 JP2770814 B2 JP 2770814B2
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- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はアクティブソ−ナー
装置に関し、特に海上や海底、及び海中の移動目標や静
止目標を検出するアクティブソーナー装置に関する。
装置に関し、特に海上や海底、及び海中の移動目標や静
止目標を検出するアクティブソーナー装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】アクティブソーナー装置は海上や海底、
及び海中に存在するソーナー目標を検出する装置として
よく知られている。アクティブソーナー装置から送信す
る送信パルス音波がソーナー目標を捕捉すると、ソーナ
ー目標で反射されて反射エコーとしてアクティブソーナ
ー装置によって受信される。
及び海中に存在するソーナー目標を検出する装置として
よく知られている。アクティブソーナー装置から送信す
る送信パルス音波がソーナー目標を捕捉すると、ソーナ
ー目標で反射されて反射エコーとしてアクティブソーナ
ー装置によって受信される。
【０００３】アクティブソーナー装置が受信した信号は
多くの残響成分を含んでおり、そのままではソーナー目
標の存在位置や速度等の情報を含むソーナー目標からの
反射エコーを検出することができない。
多くの残響成分を含んでおり、そのままではソーナー目
標の存在位置や速度等の情報を含むソーナー目標からの
反射エコーを検出することができない。
【０００４】海中を移動する目標の場合には反射エコー
周波数がドップラーシフトしていることを利用し、残響
周波数成分をノッチフィルタ［Ｎｏｔｃｈ Ｆｉｌｔｅ
ｒ：帯域阻止フィルタ］によって遮断する。
周波数がドップラーシフトしていることを利用し、残響
周波数成分をノッチフィルタ［Ｎｏｔｃｈ Ｆｉｌｔｅ
ｒ：帯域阻止フィルタ］によって遮断する。
【０００５】これによって、反射エコーから残響成分が
取除かれるので、目標からのエコーを検出することが可
能となる。ここで、残響成分の周波数の広がりを抑える
ために、あるいは分解能向上のために、送信パルス幅を
長くすることもよく知られている。
取除かれるので、目標からのエコーを検出することが可
能となる。ここで、残響成分の周波数の広がりを抑える
ために、あるいは分解能向上のために、送信パルス幅を
長くすることもよく知られている。
【０００６】一方、海中に静止する目標を検出する場合
には目標からの反射エコーのドップラーシフトがないた
め、残響の周波数成分と目標からの反射エコーの周波数
成分とが等しくなり、目標からの反射エコーがノッチフ
ィルタに埋もれてしまうので、その目標を検出すること
ができない。
には目標からの反射エコーのドップラーシフトがないた
め、残響の周波数成分と目標からの反射エコーの周波数
成分とが等しくなり、目標からの反射エコーがノッチフ
ィルタに埋もれてしまうので、その目標を検出すること
ができない。
【０００７】この静止目標を検出する方法としては短パ
ルス送信による処理方法がある。この処理方法におい
て、残響レベルは送信パルス幅が短いほど低いことが知
られており、目標の反射エコーが送信パルス幅には関係
ないことから、目標からの反射エコーが残響レベルより
も大きくなることを利用して検出する方法である。
ルス送信による処理方法がある。この処理方法におい
て、残響レベルは送信パルス幅が短いほど低いことが知
られており、目標の反射エコーが送信パルス幅には関係
ないことから、目標からの反射エコーが残響レベルより
も大きくなることを利用して検出する方法である。
【０００８】但し、これら２種類の処理を同時にかつ同
一周波数で実施する場合には、長パルス送信による残響
のため、静止目標を検出することができない。そこで、
移動目標と静止目標とを同時に検出する従来のアクティ
ブソーナー装置では、長パルス波及び短パルス波の２種
類の検出処理を２つの周波数で実施している。
一周波数で実施する場合には、長パルス送信による残響
のため、静止目標を検出することができない。そこで、
移動目標と静止目標とを同時に検出する従来のアクティ
ブソーナー装置では、長パルス波及び短パルス波の２種
類の検出処理を２つの周波数で実施している。
【０００９】図６は従来のアクティブソーナー装置の一
例を示すブロック図である。図において、このアクティ
ブソーナー装置では長パルス送信と短パルス送信とを別
々の周波数帯域で行っているので、信号処理系統が２つ
に別れている。
例を示すブロック図である。図において、このアクティ
ブソーナー装置では長パルス送信と短パルス送信とを別
々の周波数帯域で行っているので、信号処理系統が２つ
に別れている。
【００１０】長パルス送信によって移動目標を検出する
場合、帯域フィルタ２１によって受信帯域に制限された
受信信号はＦＦＴ（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａ
ｎｓｆｏｒｍ：高速フーリエ変換）回路２２によってＦ
ＦＴ処理され、その受信信号に対して周波数分析が行わ
れる。
場合、帯域フィルタ２１によって受信帯域に制限された
受信信号はＦＦＴ（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａ
ｎｓｆｏｒｍ：高速フーリエ変換）回路２２によってＦ
ＦＴ処理され、その受信信号に対して周波数分析が行わ
れる。
【００１１】ＦＦＴ回路２２によって周波数ビン毎の信
号成分に分離された受信信号は残響成分の周波数ビンの
信号レベルをゼロとするノッチフィルタ２３によって残
響成分が遮断される。ここで、周波数ビンとは個々の周
波数を識別するために予め周波数毎に付与された識別情
報（例えば、番号等）を示している。
号成分に分離された受信信号は残響成分の周波数ビンの
信号レベルをゼロとするノッチフィルタ２３によって残
響成分が遮断される。ここで、周波数ビンとは個々の周
波数を識別するために予め周波数毎に付与された識別情
報（例えば、番号等）を示している。
【００１２】続いて、２乗検波器２４によって周波数ビ
ン毎に信号のレベルを計算し、その計算結果を域値比較
器２５で予め設定された域値と比較する。そのレベルが
域値を超えている場合にはその周波数成分をドップラー
シフト量とする移動目標からのエコーであると判断する
［図６（ａ）参照］。
ン毎に信号のレベルを計算し、その計算結果を域値比較
器２５で予め設定された域値と比較する。そのレベルが
域値を超えている場合にはその周波数成分をドップラー
シフト量とする移動目標からのエコーであると判断する
［図６（ａ）参照］。
【００１３】これに対し、短パルス送信によって静止目
標を検出する場合、帯域フィルタ２６によって受信帯域
のみに制限された受信信号は２乗検波器２７によって受
信帯域内の全レベルが計算される。
標を検出する場合、帯域フィルタ２６によって受信帯域
のみに制限された受信信号は２乗検波器２７によって受
信帯域内の全レベルが計算される。
【００１４】２乗検波器２７によって計算された全レベ
ルは域値比較器２８によって予め設定された域値と比較
される。全レベルが域値を超えている場合には静止目標
からのエコーであると判断する［図６（ｂ）参照］。
ルは域値比較器２８によって予め設定された域値と比較
される。全レベルが域値を超えている場合には静止目標
からのエコーであると判断する［図６（ｂ）参照］。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のアクテ
ィブソーナー装置では、長パルス波及び短パルス波の２
種類の検出処理を２つの周波数でおこなうことにより移
動目標と静止目標とを同時に検出しているので、受信帯
域が２系統必要となり、システムの規模が増大してしま
う。
ィブソーナー装置では、長パルス波及び短パルス波の２
種類の検出処理を２つの周波数でおこなうことにより移
動目標と静止目標とを同時に検出しているので、受信帯
域が２系統必要となり、システムの規模が増大してしま
う。
【００１６】また、上記のアクティブソーナー装置では
２種類の周波数で送信及び受信を実施しているので、送
受波器の送波及び受波の周波数特性が十分広いことが要
求され、送受波器が複雑となってしまう。
２種類の周波数で送信及び受信を実施しているので、送
受波器の送波及び受波の周波数特性が十分広いことが要
求され、送受波器が複雑となってしまう。
【００１７】そこで、本発明の目的は上記の問題点を解
消し、システムの小型化及び軽量化を図ることができ、
送受波器の構造を簡易化することができるアクティブソ
ーナー装置を提供することにある。
消し、システムの小型化及び軽量化を図ることができ、
送受波器の構造を簡易化することができるアクティブソ
ーナー装置を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】本発明によるアクティブ
ソーナー装置は、パルス幅が長い長パルス波及び前記長
パルス波と同一周波数でかつ前記パルス幅が短い短パル
ス波を送信する送信手段と、前記長パルス波及び短パル
ス波の送信によって生ずる反射信号に対して周波数分析
を行う周波数分析手段と、前記周波数分析手段の分析結
果から残響周波数成分を取除く除去手段と、前記除去手
段で前記残響周波数成分が取除かれた信号に対して個々
の周波数を識別するために予め付与された周波数ビン毎
の信号レベルを検出する検出手段と、前記検出手段で検
出された信号レベルと予め設定された所定値とを前記周
波数ビン毎に比較して移動目標を検出する第１の比較手
段と、前記検出手段で検出された信号レベルを予め設定
された受信帯域にわたって加算する加算手段と、前記加
算手段の加算結果を予め設定された一定値と比較して静
止目標を検出する第２の比較手段とを備えている。
ソーナー装置は、パルス幅が長い長パルス波及び前記長
パルス波と同一周波数でかつ前記パルス幅が短い短パル
ス波を送信する送信手段と、前記長パルス波及び短パル
ス波の送信によって生ずる反射信号に対して周波数分析
を行う周波数分析手段と、前記周波数分析手段の分析結
果から残響周波数成分を取除く除去手段と、前記除去手
段で前記残響周波数成分が取除かれた信号に対して個々
の周波数を識別するために予め付与された周波数ビン毎
の信号レベルを検出する検出手段と、前記検出手段で検
出された信号レベルと予め設定された所定値とを前記周
波数ビン毎に比較して移動目標を検出する第１の比較手
段と、前記検出手段で検出された信号レベルを予め設定
された受信帯域にわたって加算する加算手段と、前記加
算手段の加算結果を予め設定された一定値と比較して静
止目標を検出する第２の比較手段とを備えている。
【００１９】本発明による他のアクティブソーナー装置
は、上記の構成において、前記送信手段が、前記長パル
ス波を発生する第１の発生手段と、前記短パルスを発生
する第２の発生手段と、前記第１の発生手段で発生した
長パルス波と前記第２の発生手段で発生した短パルス波
とを所定時間毎に切換える切換え手段とを具備し、前記
長パルス波と前記短パルス波とを組として送信するよう
構成している。
は、上記の構成において、前記送信手段が、前記長パル
ス波を発生する第１の発生手段と、前記短パルスを発生
する第２の発生手段と、前記第１の発生手段で発生した
長パルス波と前記第２の発生手段で発生した短パルス波
とを所定時間毎に切換える切換え手段とを具備し、前記
長パルス波と前記短パルス波とを組として送信するよう
構成している。
【００２０】本発明による別のアクティブソーナー装置
は、上記の構成において、前記周波数分析手段が、前記
周波数分析を高速フーリエ変換を用いて行うよう構成し
ている。
は、上記の構成において、前記周波数分析手段が、前記
周波数分析を高速フーリエ変換を用いて行うよう構成し
ている。
【００２１】
【発明の実施の形態】まず、本発明の作用について以下
に述べる。
に述べる。
【００２２】本発明のアクティブソーナー装置では長パ
ルス送信と、この長パルス送信と同一周波数の短パルス
送信とを実施し、検出処理で長パルス送信による残響の
周波数成分を除去した後に移動目標及び静止目標を夫々
検出する。
ルス送信と、この長パルス送信と同一周波数の短パルス
送信とを実施し、検出処理で長パルス送信による残響の
周波数成分を除去した後に移動目標及び静止目標を夫々
検出する。
【００２３】より具体的には、長パルス幅及び短パルス
幅をもつ同一周波数の送信を行い、帯域フィルタで受信
帯域内に制限された受信信号をＦＦＴで周波数分析し、
周波数軸上で特定の周波数ビンのレベルをゼロとするノ
ッチフィルタで残響成分を遮断する。ここで、周波数ビ
ンとは個々の周波数を識別するために予め周波数毎に付
与された識別情報（例えば、番号等）を示している。
幅をもつ同一周波数の送信を行い、帯域フィルタで受信
帯域内に制限された受信信号をＦＦＴで周波数分析し、
周波数軸上で特定の周波数ビンのレベルをゼロとするノ
ッチフィルタで残響成分を遮断する。ここで、周波数ビ
ンとは個々の周波数を識別するために予め周波数毎に付
与された識別情報（例えば、番号等）を示している。
【００２４】その後、周波数ビン毎に２乗検波処理を実
施することで周波数ビン毎のレベルを算出し、これを予
め設定された域値と比較することで移動目標を検出す
る。また、２乗検波処理によって周波数ビン毎に求めら
れた信号レベルを受信帯域内で加算し、この加算結果を
予め設定された域値と比較することで静止目標を検出す
る。
施することで周波数ビン毎のレベルを算出し、これを予
め設定された域値と比較することで移動目標を検出す
る。また、２乗検波処理によって周波数ビン毎に求めら
れた信号レベルを受信帯域内で加算し、この加算結果を
予め設定された域値と比較することで静止目標を検出す
る。
【００２５】これによって、長パルス送信及び短パルス
送信を同一周波数で行うことで、受信帯域を２種類用意
する必要がなくなるので、システムの小型化及び軽量化
を図ることができ、送受波器の構造を簡易化することが
できる。
送信を同一周波数で行うことで、受信帯域を２種類用意
する必要がなくなるので、システムの小型化及び軽量化
を図ることができ、送受波器の構造を簡易化することが
できる。
【００２６】次に、本発明の一実施例について図面を参
照して説明する。図１は本発明の一実施例の送信部の構
成を示すブロック図である。図において、本発明の一実
施例によるアクティブソーナー装置の送信部は短パルス
波励振信号発生器１と、長パルス波励振信号発生器２
と、スイッチ３と、電力増幅回路４と、送受波器５とか
ら構成されている。
照して説明する。図１は本発明の一実施例の送信部の構
成を示すブロック図である。図において、本発明の一実
施例によるアクティブソーナー装置の送信部は短パルス
波励振信号発生器１と、長パルス波励振信号発生器２
と、スイッチ３と、電力増幅回路４と、送受波器５とか
ら構成されている。
【００２７】短パルス波励振信号発生器１は短パルス波
励振信号を発生してスイッチ３に出力し、長パルス波励
振信号発生器２は長パルス波励振信号を発生してスイッ
チ３に出力する。
励振信号を発生してスイッチ３に出力し、長パルス波励
振信号発生器２は長パルス波励振信号を発生してスイッ
チ３に出力する。
【００２８】スイッチ３は短パルス波励振信号発生器１
からの短パルス波励振信号と長パルス波励振信号発生器
２からの長パルス波励振信号とを予め定められた時間で
切換える。スイッチ３で切換えられた信号は電力増幅回
路４で増幅され、送受波器５から送信される。
からの短パルス波励振信号と長パルス波励振信号発生器
２からの長パルス波励振信号とを予め定められた時間で
切換える。スイッチ３で切換えられた信号は電力増幅回
路４で増幅され、送受波器５から送信される。
【００２９】図２は本発明の一実施例によるアクティブ
ソーナー装置の送信パルスの一例を示す波形図である。
図において、本発明の一実施例によるアクティブソーナ
ー装置では短パルス波励振信号発生器１で発生された短
パルス波励振信号と長パルス波励振信号発生器２で発生
された長パルス波励振信号とをスイッチ３で切換えるこ
とで、長パルスＡの送信と短パルスＢの送信とを組とし
て行っている。
ソーナー装置の送信パルスの一例を示す波形図である。
図において、本発明の一実施例によるアクティブソーナ
ー装置では短パルス波励振信号発生器１で発生された短
パルス波励振信号と長パルス波励振信号発生器２で発生
された長パルス波励振信号とをスイッチ３で切換えるこ
とで、長パルスＡの送信と短パルスＢの送信とを組とし
て行っている。
【００３０】図３は本発明の一実施例の受信部の構成を
示すブロック図である。図において、本発明の一実施例
によるアクティブソーナー装置の受信部は帯域フィルタ
６と、ＦＦＴ回路７と、ノッチフィルタ８と、２乗検波
器９と、域値比較器１０と、帯域加算器１１と、域値比
較器１２とから構成されている。
示すブロック図である。図において、本発明の一実施例
によるアクティブソーナー装置の受信部は帯域フィルタ
６と、ＦＦＴ回路７と、ノッチフィルタ８と、２乗検波
器９と、域値比較器１０と、帯域加算器１１と、域値比
較器１２とから構成されている。
【００３１】帯域フィルタ６は受信信号における受信帯
域の成分のみを通過させ、ＦＦＴ回路７に出力する。Ｆ
ＦＴ回路７は帯域フィルタ６からの受信帯域の成分にＦ
ＦＴ処理を行い、周波数ビン毎の信号成分に分離する。
域の成分のみを通過させ、ＦＦＴ回路７に出力する。Ｆ
ＦＴ回路７は帯域フィルタ６からの受信帯域の成分にＦ
ＦＴ処理を行い、周波数ビン毎の信号成分に分離する。
【００３２】ノッチフィルタ８はＦＦＴ回路７で周波数
ビン毎の信号成分に分離された受信信号のうち、残響成
分の周波数ビンの信号レベルをゼロとする。２乗検波器
９はノッチフィルタ８で残響成分の周波数ビンの信号レ
ベルがゼロとされた受信信号の周波数ビン毎のレベルを
計算する。域値比較器１０は２乗検波器９で計算された
周波数ビン毎のレベルを予め設定された域値と比較し、
移動目標を検出する。
ビン毎の信号成分に分離された受信信号のうち、残響成
分の周波数ビンの信号レベルをゼロとする。２乗検波器
９はノッチフィルタ８で残響成分の周波数ビンの信号レ
ベルがゼロとされた受信信号の周波数ビン毎のレベルを
計算する。域値比較器１０は２乗検波器９で計算された
周波数ビン毎のレベルを予め設定された域値と比較し、
移動目標を検出する。
【００３３】帯域加算器１１は２乗検波器９で計算され
た周波数ビン毎のレベルを受信帯域内で全て加算する。
域値比較器１２は帯域加算器１１で全て加算されたレベ
ルを予め設定された域値と比較し、静止目標を検出す
る。
た周波数ビン毎のレベルを受信帯域内で全て加算する。
域値比較器１２は帯域加算器１１で全て加算されたレベ
ルを予め設定された域値と比較し、静止目標を検出す
る。
【００３４】図４は本発明の一実施例によるアクティブ
ソーナー装置の各部における高速目標が存在する場合の
処理結果を示すスペクトル波形図である。図４（ａ）は
図３の帯域フィルタ６の出力を示し、図４（ｂ）はＦＦ
Ｔ回路７の出力のスペクトル波形を示し、図４（ｃ）は
ノッチフィルタ８の周波数特性を示し、図４（ｄ）はノ
ッチフィルタ８の出力のスペクトル波形を示し、図４
（ｅ）は域値比較器１０の処理を示している。
ソーナー装置の各部における高速目標が存在する場合の
処理結果を示すスペクトル波形図である。図４（ａ）は
図３の帯域フィルタ６の出力を示し、図４（ｂ）はＦＦ
Ｔ回路７の出力のスペクトル波形を示し、図４（ｃ）は
ノッチフィルタ８の周波数特性を示し、図４（ｄ）はノ
ッチフィルタ８の出力のスペクトル波形を示し、図４
（ｅ）は域値比較器１０の処理を示している。
【００３５】図５は本発明の一実施例によるアクティブ
ソーナー装置の各部における静止目標が存在する場合の
処理結果を示すスペクトル波形図である。図５（ａ）は
図３の帯域フィルタ６の周波数特性を示し、図５（ｂ）
はＦＦＴ回路７の出力のスペクトル波形を示し、図５
（ｃ）はノッチフィルタ８の周波数特性を示し、図５
（ｄ）はノッチフィルタ８の出力のスペクトル波形を示
し、図５（ｅ）は帯域加算器１１の処理を示し、図５
（ｆ）は域値比較器１２の処理を示している。
ソーナー装置の各部における静止目標が存在する場合の
処理結果を示すスペクトル波形図である。図５（ａ）は
図３の帯域フィルタ６の周波数特性を示し、図５（ｂ）
はＦＦＴ回路７の出力のスペクトル波形を示し、図５
（ｃ）はノッチフィルタ８の周波数特性を示し、図５
（ｄ）はノッチフィルタ８の出力のスペクトル波形を示
し、図５（ｅ）は帯域加算器１１の処理を示し、図５
（ｆ）は域値比較器１２の処理を示している。
【００３６】これら図１〜図５を用いて本発明の一実施
例によるアクティブソーナー装置の動作について説明す
る。本発明の一実施例によるアクティブソーナー装置は
図１に示す送信部から図２に示す同一周波数の長パルス
Ａ及び短パルスＢを送信すると、目標からの反射エコー
を図３に示す受信部によって信号処理する。
例によるアクティブソーナー装置の動作について説明す
る。本発明の一実施例によるアクティブソーナー装置は
図１に示す送信部から図２に示す同一周波数の長パルス
Ａ及び短パルスＢを送信すると、目標からの反射エコー
を図３に示す受信部によって信号処理する。
【００３７】海中に移動目標が存在する場合、目標から
の反射エコーを含む受信信号には残響周波数成分ａと反
射エコーｂとが含まれている［図４（ａ）参照］。ここ
で、長パルス送信による残響周波数成分は十分狭いとい
う特徴がある。
の反射エコーを含む受信信号には残響周波数成分ａと反
射エコーｂとが含まれている［図４（ａ）参照］。ここ
で、長パルス送信による残響周波数成分は十分狭いとい
う特徴がある。
【００３８】帯域フィルタ６を通過した受信帯域内の受
信信号はＦＦＴ回路７によって周波数ビン毎の信号成分
に分離される。ＦＦＴ回路７の出力は周波数軸上の周波
数ビンに夫々対応して、周波数ビン毎のレベルで表され
る［図４（ｂ）参照］。
信信号はＦＦＴ回路７によって周波数ビン毎の信号成分
に分離される。ＦＦＴ回路７の出力は周波数軸上の周波
数ビンに夫々対応して、周波数ビン毎のレベルで表され
る［図４（ｂ）参照］。
【００３９】ここで、残響の影響を除去するために、Ｆ
ＦＴ回路７の出力に残響成分の周波数ビンの信号レベル
をゼロとするような特性をもつノッチフィルタ８を掛け
合わせることで残響周波数成分が取除かれる［図４
（ｃ），（ｄ）参照］。
ＦＴ回路７の出力に残響成分の周波数ビンの信号レベル
をゼロとするような特性をもつノッチフィルタ８を掛け
合わせることで残響周波数成分が取除かれる［図４
（ｃ），（ｄ）参照］。
【００４０】このノッチフィルタ８の出力信号に対して
２乗検波器９により周波数ビン毎にレベル計算された信
号は域値比較器１０で周波数ビン毎に予め設定された域
値ｃと比較され、移動目標からの反射エコーが存在して
いるか否かが判別される［図４（ｅ）参照］。この場
合、域値ｃを超えている周波数ビンがあれば、その周波
数をドップラーシフト量とする移動目標と判断する。
２乗検波器９により周波数ビン毎にレベル計算された信
号は域値比較器１０で周波数ビン毎に予め設定された域
値ｃと比較され、移動目標からの反射エコーが存在して
いるか否かが判別される［図４（ｅ）参照］。この場
合、域値ｃを超えている周波数ビンがあれば、その周波
数をドップラーシフト量とする移動目標と判断する。
【００４１】一方、海中に静止目標が存在する場合、目
標からの反射エコーを含む受信信号は送信のパルス幅が
短いため、残響周波数成分及び反射エコーの周波数成分
ｄが受信帯域上で大きな広がりをもつという特徴がある
［図５（ａ）参照］。このとき、短パルス送信による静
止目標からの反射エコーはドップラーシフトがないた
め、残響と周波数成分とが等しい。
標からの反射エコーを含む受信信号は送信のパルス幅が
短いため、残響周波数成分及び反射エコーの周波数成分
ｄが受信帯域上で大きな広がりをもつという特徴がある
［図５（ａ）参照］。このとき、短パルス送信による静
止目標からの反射エコーはドップラーシフトがないた
め、残響と周波数成分とが等しい。
【００４２】帯域フィルタ６を通過した受信帯域内の受
信信号はＦＦＴ回路７によって周波数ビン毎の信号成分
に分離される。ＦＦＴ回路７の出力は周波数軸上の周波
数ビンに夫々対応して、周波数ビン毎のレベルで表され
る［図５（ｂ）参照］。
信信号はＦＦＴ回路７によって周波数ビン毎の信号成分
に分離される。ＦＦＴ回路７の出力は周波数軸上の周波
数ビンに夫々対応して、周波数ビン毎のレベルで表され
る［図５（ｂ）参照］。
【００４３】ここで、残響の影響を除去するために、Ｆ
ＦＴ回路７の出力に残響成分の周波数ビンの信号レベル
をゼロとするような特性をもつノッチフィルタ８を掛け
合わせることで、長パルス送信による残響周波数成分が
取除かれる［図５（ｃ），（ｄ）参照］。これに対し、
短パルス送信による残響及び目標のエコーは一部が取除
かれるだけで十分保存される。
ＦＴ回路７の出力に残響成分の周波数ビンの信号レベル
をゼロとするような特性をもつノッチフィルタ８を掛け
合わせることで、長パルス送信による残響周波数成分が
取除かれる［図５（ｃ），（ｄ）参照］。これに対し、
短パルス送信による残響及び目標のエコーは一部が取除
かれるだけで十分保存される。
【００４４】このノッチフィルタ８の出力信号に対して
２乗検波器９により周波数ビン毎にレベル計算された信
号は帯域加算器１１で受信帯域全域にわたって周波数ビ
ン毎のレベルが加算される［図５（ｅ）参照］。
２乗検波器９により周波数ビン毎にレベル計算された信
号は帯域加算器１１で受信帯域全域にわたって周波数ビ
ン毎のレベルが加算される［図５（ｅ）参照］。
【００４５】帯域加算器１１で受信帯域全域にわたって
加算されたレベルは域値比較器１２で予め設定された域
値ｅと比較され、静止目標からの反射エコーが存在して
いるか否かが判別される［図５（ｆ）参照］。この場
合、域値ｅを超えていれば、静止目標が存在すると判断
する。
加算されたレベルは域値比較器１２で予め設定された域
値ｅと比較され、静止目標からの反射エコーが存在して
いるか否かが判別される［図５（ｆ）参照］。この場
合、域値ｅを超えていれば、静止目標が存在すると判断
する。
【００４６】このように、同一周波数の長パルスＡ及び
短パルスＢを組として使用し、長パルス送信によって移
動目標を検出し、短パルス送信によって静止目標を検出
することによって、２つの送信の周波数が同一であるの
で、一つの帯域フィルタ６で受信帯域内の受信信号を取
り出すことができるとともに、１周波分のみの送受波器
５でよいため、システムの小型化及び軽量化が可能とな
る。また、送信を１周波数のみ行うことで、送受波器５
の構造も簡易化することができる。
短パルスＢを組として使用し、長パルス送信によって移
動目標を検出し、短パルス送信によって静止目標を検出
することによって、２つの送信の周波数が同一であるの
で、一つの帯域フィルタ６で受信帯域内の受信信号を取
り出すことができるとともに、１周波分のみの送受波器
５でよいため、システムの小型化及び軽量化が可能とな
る。また、送信を１周波数のみ行うことで、送受波器５
の構造も簡易化することができる。
【００４７】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、パ
ルス幅が長い長パルス波及び長パルス波と同一周波数で
かつパルス幅が短い短パルス波を組として送信し、長パ
ルス波及び短パルス波の送信によって生ずる反射信号に
対して周波数分析を行い、その周波数分析結果から残響
周波数成分を取除いてから周波数ビン毎の信号レベルを
検出して予め設定された所定値と比較することで移動目
標を検出するとともに、検出された周波数ビン毎の信号
レベルを予め設定された受信帯域にわたって加算した値
を予め設定された一定値と比較することで静止目標を検
出することによって、システムの小型化及び軽量化を図
ることができ、送受波器の構造を簡易化することができ
るという効果がある。
ルス幅が長い長パルス波及び長パルス波と同一周波数で
かつパルス幅が短い短パルス波を組として送信し、長パ
ルス波及び短パルス波の送信によって生ずる反射信号に
対して周波数分析を行い、その周波数分析結果から残響
周波数成分を取除いてから周波数ビン毎の信号レベルを
検出して予め設定された所定値と比較することで移動目
標を検出するとともに、検出された周波数ビン毎の信号
レベルを予め設定された受信帯域にわたって加算した値
を予め設定された一定値と比較することで静止目標を検
出することによって、システムの小型化及び軽量化を図
ることができ、送受波器の構造を簡易化することができ
るという効果がある。
【図１】本発明の一実施例の送信部の構成を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
【図２】本発明の一実施例によるアクティブソーナー装
置の送信パルスの一例を示す波形図である。
置の送信パルスの一例を示す波形図である。
【図３】本発明の一実施例の受信部の構成を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
【図４】（ａ）は高速目標が存在する場合の図３の帯域
フィルタの出力を示す図、（ｂ）は高速目標が存在する
場合の図３のＦＦＴ回路の出力のスペクトル波形を示す
図、（ｃ）は高速目標が存在する場合の図３のノッチフ
ィルタの周波数特性を示す図、（ｄ）は高速目標が存在
する場合の図３のノッチフィルタの出力のスペクトル波
形を示す図、（ｅ）は高速目標が存在する場合の図３の
域値比較器の処理を示す図である。
フィルタの出力を示す図、（ｂ）は高速目標が存在する
場合の図３のＦＦＴ回路の出力のスペクトル波形を示す
図、（ｃ）は高速目標が存在する場合の図３のノッチフ
ィルタの周波数特性を示す図、（ｄ）は高速目標が存在
する場合の図３のノッチフィルタの出力のスペクトル波
形を示す図、（ｅ）は高速目標が存在する場合の図３の
域値比較器の処理を示す図である。
【図５】（ａ）は静止目標が存在する場合の図３の帯域
フィルタの周波数特性を示す図、（ｂ）は静止目標が存
在する場合の図３のＦＦＴ回路の出力のスペクトル波形
を示す図、（ｃ）は静止目標が存在する場合の図３のノ
ッチフィルタの周波数特性を示す図、（ｄ）は静止目標
が存在する場合の図３のノッチフィルタの出力のスペク
トル波形を示す図、（ｅ）は静止目標が存在する場合の
図３の帯域加算器の処理を示す図、（ｆ）は静止目標が
存在する場合の図３の域値比較器の処理を示す図であ
る。
フィルタの周波数特性を示す図、（ｂ）は静止目標が存
在する場合の図３のＦＦＴ回路の出力のスペクトル波形
を示す図、（ｃ）は静止目標が存在する場合の図３のノ
ッチフィルタの周波数特性を示す図、（ｄ）は静止目標
が存在する場合の図３のノッチフィルタの出力のスペク
トル波形を示す図、（ｅ）は静止目標が存在する場合の
図３の帯域加算器の処理を示す図、（ｆ）は静止目標が
存在する場合の図３の域値比較器の処理を示す図であ
る。
【図６】従来例の受信部の構成を示すブロック図であ
る。
る。
１ 短パルス波励振信号発生器 ２ 長パルス波励振信号発生器 ３ スイッチ ４ 電力増幅回路 ５ 送受波器 ６ 帯域フィルタ ７ ＦＦＴ回路 ８ ノッチフィルタ ９ ２乗検波器 １０，１２ 域値比較器 １１ 帯域加算器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01S 7/52 G01S 15/10 G01S 15/52
Claims (3)
- 【請求項１】 パルス幅が長い長パルス波及び前記長パ
ルス波と同一周波数でかつ前記パルス幅が短い短パルス
波を送信する送信手段と、前記長パルス波及び短パルス
波の送信によって生ずる反射信号に対して周波数分析を
行う周波数分析手段と、前記周波数分析手段の分析結果
から残響周波数成分を取除く除去手段と、前記除去手段
で前記残響周波数成分が取除かれた信号に対して個々の
周波数を識別するために予め付与された周波数ビン毎の
信号レベルを検出する検出手段と、前記検出手段で検出
された信号レベルと予め設定された所定値とを前記周波
数ビン毎に比較して移動目標を検出する第１の比較手段
と、前記検出手段で検出された信号レベルを予め設定さ
れた受信帯域にわたって加算する加算手段と、前記加算
手段の加算結果を予め設定された一定値と比較して静止
目標を検出する第２の比較手段とを有することを特徴と
するアクティブソーナー装置。 - 【請求項２】 前記送信手段は、前記長パルス波を発生
する第１の発生手段と、前記短パルスを発生する第２の
発生手段と、前記第１の発生手段で発生した長パルス波
と前記第２の発生手段で発生した短パルス波とを所定時
間毎に切換える切換え手段とを含み、前記長パルス波と
前記短パルス波とを組として送信するよう構成したこと
を特徴とする請求項１記載のアクティブソーナー装置。 - 【請求項３】 前記周波数分析手段は、前記周波数分析
を高速フーリエ変換を用いて行うよう構成したことを特
徴とする請求項１または請求項２記載のアクティブソー
ナー装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8109997A JP2770814B2 (ja) | 1996-05-01 | 1996-05-01 | アクティブソーナー装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8109997A JP2770814B2 (ja) | 1996-05-01 | 1996-05-01 | アクティブソーナー装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09297172A JPH09297172A (ja) | 1997-11-18 |
| JP2770814B2 true JP2770814B2 (ja) | 1998-07-02 |
Family
ID=14524487
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8109997A Expired - Fee Related JP2770814B2 (ja) | 1996-05-01 | 1996-05-01 | アクティブソーナー装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2770814B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001221848A (ja) * | 2000-02-04 | 2001-08-17 | Nippon Soken Inc | 超音波ソナー及び超音波ソナーの超音波送信方法 |
| RU2487367C2 (ru) * | 2009-06-15 | 2013-07-10 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия имени Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" | Способ и устройство быстрого вычисления функции неопределенности сигнала с учетом реверберационной помехи |
| KR100923685B1 (ko) * | 2009-07-08 | 2009-10-28 | 삼성탈레스 주식회사 | 근사 고속 퓨리에 변환을 기반한 능동 소나 탐지기에서 표적 위치를 탐지하는 장치 및 방법 |
| JP7259729B2 (ja) * | 2019-12-20 | 2023-04-18 | 株式会社Soken | 物体検知装置、物体検知方法、および物体検知プログラム |
-
1996
- 1996-05-01 JP JP8109997A patent/JP2770814B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09297172A (ja) | 1997-11-18 |
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