JP2845851B2 - ウェーキ検出装置 - Google Patents
ウェーキ検出装置Info
- Publication number
- JP2845851B2 JP2845851B2 JP8349639A JP34963996A JP2845851B2 JP 2845851 B2 JP2845851 B2 JP 2845851B2 JP 8349639 A JP8349639 A JP 8349639A JP 34963996 A JP34963996 A JP 34963996A JP 2845851 B2 JP2845851 B2 JP 2845851B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wake
- sea surface
- circuit
- signal
- timing
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- Expired - Lifetime
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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、ウェーキ検出装置
に属し、特に、水中航走体に搭載し、アクティブソーナ
ーを用いたウェーキ検出装置に属する。
に属し、特に、水中航走体に搭載し、アクティブソーナ
ーを用いたウェーキ検出装置に属する。
【０００２】
【従来の技術】従来の水中を航走する水中航走体に搭載
されているウェーキ検出装置（アクティブソーナー）を
図３及び図４を用いて説明する。
されているウェーキ検出装置（アクティブソーナー）を
図３及び図４を用いて説明する。
【０００３】水中航走体１は、深度Ｄを航走しており、
送信器５３の信号を、上方に取り付けられている送波器
５１から送信音２３として海面２に向かって送出する。
送信音２３は、海面２及び船舶４のウェーキ３で反射
し、反射音２１、２２として受波器５０で受信されて電
気信号となる。
送信器５３の信号を、上方に取り付けられている送波器
５１から送信音２３として海面２に向かって送出する。
送信音２３は、海面２及び船舶４のウェーキ３で反射
し、反射音２１、２２として受波器５０で受信されて電
気信号となる。
【０００４】さらに受波器５０で受信された電気信号
は、受信回路５２で増幅及び帯域制限され、検波回路５
６から検波出力５６２として出力される。検波出力５６
２は、図５に示すように、ウェーキ３の反射波３０１の
検波信号５７３のレベルＶ3 をサンプルタイミングＴｗ
でサンプルし、サンプル判定回路５８でウェーキ検出信
号５８１を出力している。
は、受信回路５２で増幅及び帯域制限され、検波回路５
６から検波出力５６２として出力される。検波出力５６
２は、図５に示すように、ウェーキ３の反射波３０１の
検波信号５７３のレベルＶ3 をサンプルタイミングＴｗ
でサンプルし、サンプル判定回路５８でウェーキ検出信
号５８１を出力している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ウェー
キ３の有無を判定するための検波信号のサンプルタイミ
ングＴｗは、定まっていないことがある。即ち、図３に
示した、ウェーキ３の厚み（Ｄ−Ｄ´）はウェーキ３を
発生させた船舶４からの距離によって刻々と変化してい
るため厚みＤ´が変動し、ウェーキ３からの反射音２２
の返ってくるサンプルタイミングＴｗが定まらないとい
う問題がある。
キ３の有無を判定するための検波信号のサンプルタイミ
ングＴｗは、定まっていないことがある。即ち、図３に
示した、ウェーキ３の厚み（Ｄ−Ｄ´）はウェーキ３を
発生させた船舶４からの距離によって刻々と変化してい
るため厚みＤ´が変動し、ウェーキ３からの反射音２２
の返ってくるサンプルタイミングＴｗが定まらないとい
う問題がある。
【０００６】また、次式で示される反射音２２のレベル
から判定しにくいことにある。
から判定しにくいことにある。
【０００７】反射音レベル＝ＳＬ−２ＴＬ＋ＴＳ ただ
し、ＳＬ：送波音圧、 ＴＬ：（送搬損失）＝２０×Ｌ
ＯＧ（Ｄ´）， ＴＳ：ターゲットストレングス その理由は、上式において、ターゲットストレングスＴ
Ｓがウェーキ３の気泡密度の変動によって変化しやすく
厚みＤ´によって送搬損失ＴＬが変化しやすいためであ
る。
し、ＳＬ：送波音圧、 ＴＬ：（送搬損失）＝２０×Ｌ
ＯＧ（Ｄ´）， ＴＳ：ターゲットストレングス その理由は、上式において、ターゲットストレングスＴ
Ｓがウェーキ３の気泡密度の変動によって変化しやすく
厚みＤ´によって送搬損失ＴＬが変化しやすいためであ
る。
【０００８】以上のように従来の方式は適切なレベルサ
ンプルタイミングや、いき値が設定できず誤検出が発生
しやすいという問題がある。
ンプルタイミングや、いき値が設定できず誤検出が発生
しやすいという問題がある。
【０００９】それ故に、本発明の課題は、簡単にかつ精
度が高く正確にウェーキを検出するウェーキ検出装置を
提供することにある。
度が高く正確にウェーキを検出するウェーキ検出装置を
提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、送信器
と、該送信器の信号を送信音として海面に向かって送出
するよう取り付けられている送波器と、受波器で受信さ
れた信号を増幅及び帯域制限する受信回路と、該受信回
路からの信号出力を受信する検波回路と、該検波回路の
検波出力を判定するサンプル判定回路とを含む水中航走
体に搭載するウェーキ検出装置において、ウェーキの散
乱、吸収、反射による前記海面の反射波のレベル減衰を
検出するために前記水中航走体の深度情報から前記海面
の反射音を受信するタイミングを算出するレンジゲート
回路と、前記海面の反射音のタイミングで受信しウェー
キ検出のいき値を算出するいき値判別回路とを有してい
ることを特徴とするウェーキ検出装置が得られる。
と、該送信器の信号を送信音として海面に向かって送出
するよう取り付けられている送波器と、受波器で受信さ
れた信号を増幅及び帯域制限する受信回路と、該受信回
路からの信号出力を受信する検波回路と、該検波回路の
検波出力を判定するサンプル判定回路とを含む水中航走
体に搭載するウェーキ検出装置において、ウェーキの散
乱、吸収、反射による前記海面の反射波のレベル減衰を
検出するために前記水中航走体の深度情報から前記海面
の反射音を受信するタイミングを算出するレンジゲート
回路と、前記海面の反射音のタイミングで受信しウェー
キ検出のいき値を算出するいき値判別回路とを有してい
ることを特徴とするウェーキ検出装置が得られる。
【００１１】また、本発明によれば、前記深度情報から
算出した前記海面の反射波の受信タイミングで前記海面
の反射波のレベルをサンプルし、ウェーキの散乱、吸
収、反射による前記海面の反射波のレベル減衰を検出す
ることによって、前記ウェーキを検出することを特徴と
するウェーキ検出装置が得られる。
算出した前記海面の反射波の受信タイミングで前記海面
の反射波のレベルをサンプルし、ウェーキの散乱、吸
収、反射による前記海面の反射波のレベル減衰を検出す
ることによって、前記ウェーキを検出することを特徴と
するウェーキ検出装置が得られる。
【００１２】また、本発明によれば、前記深度情報から
算出した前記海面の反射波の受信タイミングで前記海面
の反射波のレベルをサンプルするレベルサンプル回路を
有していることを特徴とするウェーキ検出装置が得られ
る。
算出した前記海面の反射波の受信タイミングで前記海面
の反射波のレベルをサンプルするレベルサンプル回路を
有していることを特徴とするウェーキ検出装置が得られ
る。
【００１３】また、本発明によれば、前記レンジゲート
回路は、前記深度情報から前記海面の反射音を受信する
タイミングを算出し、該タイミング信号と送信信号とに
よって受信信号のゲートの開閉を行うことを特徴とする
ウェーキ検出装置が得られる。
回路は、前記深度情報から前記海面の反射音を受信する
タイミングを算出し、該タイミング信号と送信信号とに
よって受信信号のゲートの開閉を行うことを特徴とする
ウェーキ検出装置が得られる。
【００１４】さらに、本発明によれば、前記海面の反射
音を前記レンジゲート回路のタイミングで受信し、前記
ウェーキがない状態の前記海面の反射波のレベルを測定
し、誤警報を避ける変動分を引き、該変動分をウェーキ
検出のいき値とすることを特徴とするウェーキ検出装置
が得られる。
音を前記レンジゲート回路のタイミングで受信し、前記
ウェーキがない状態の前記海面の反射波のレベルを測定
し、誤警報を避ける変動分を引き、該変動分をウェーキ
検出のいき値とすることを特徴とするウェーキ検出装置
が得られる。
【００１５】
【作用】本発明のウェーキ検出装置では、ウェーキによ
る散乱、吸収、反射によって海面の反射波のレベルが減
少することを検出することによってウェーキの有無を検
出する。このため、ウェーキから反射音そのものを検出
する方式にようにウェーキの厚みや密度変化によるウェ
ーキからの反射音のレベル変化、タイミング変化に影響
されない。
る散乱、吸収、反射によって海面の反射波のレベルが減
少することを検出することによってウェーキの有無を検
出する。このため、ウェーキから反射音そのものを検出
する方式にようにウェーキの厚みや密度変化によるウェ
ーキからの反射音のレベル変化、タイミング変化に影響
されない。
【００１６】
【発明の実施の形態】図１は、本発明のウェーキ検出装
置の一実施の形態例を示している。なお、本発明の実施
の形態例の説明において、図３及び図４と同じ部分に
は、同じ符号を付して説明する。この実施の形態例にお
いては、図３をも用いて説明する。
置の一実施の形態例を示している。なお、本発明の実施
の形態例の説明において、図３及び図４と同じ部分に
は、同じ符号を付して説明する。この実施の形態例にお
いては、図３をも用いて説明する。
【００１７】図１及び図３を参照して、深度Ｄを航走し
ている水中航走体１に搭載するウェーキ検出装置は、送
信器５３と、この送信器５３の信号を送信音２３として
海面２に向かって送出するよう上方に取り付けられてい
る送波器５１と、受波回路をもつ受波器５０と、この受
波器５０で受信された信号を増幅及び帯域制限する受信
回路５２と、受信回路５２から信号出力を受信する検波
回路５６と、検波回路５６の出力信号を受信し、検波回
路５６の検波出力５６２を判定するサンプル判定回路５
８とを有している。
ている水中航走体１に搭載するウェーキ検出装置は、送
信器５３と、この送信器５３の信号を送信音２３として
海面２に向かって送出するよう上方に取り付けられてい
る送波器５１と、受波回路をもつ受波器５０と、この受
波器５０で受信された信号を増幅及び帯域制限する受信
回路５２と、受信回路５２から信号出力を受信する検波
回路５６と、検波回路５６の出力信号を受信し、検波回
路５６の検波出力５６２を判定するサンプル判定回路５
８とを有している。
【００１８】さらに、ウェーキ検出装置は、ウェーキ３
の散乱、吸収、反射による海面２の反射波のレベル減衰
を検出するための深度器５４と、レベルサンプル回路５
７と、レンジゲート回路５５と、いき値判別回路５９と
を有している。
の散乱、吸収、反射による海面２の反射波のレベル減衰
を検出するための深度器５４と、レベルサンプル回路５
７と、レンジゲート回路５５と、いき値判別回路５９と
を有している。
【００１９】検波回路５６から出力される検波出力５６
１、５６２は、図２に示すように、ウェーキ３の反射波
３０１の検波信号５７２のレベルＶ2 をサンプルタイミ
ングＴでサンプルし、サンプル判定回路５８で、いき値
より小さい場合、ウェーキ検出信号５８１を出力する。
１、５６２は、図２に示すように、ウェーキ３の反射波
３０１の検波信号５７２のレベルＶ2 をサンプルタイミ
ングＴでサンプルし、サンプル判定回路５８で、いき値
より小さい場合、ウェーキ検出信号５８１を出力する。
【００２０】また、送信音２３は、海面２及び船舶４の
ウェーキ３で反射し、反射音２１、２２として受波器５
０で受信されて電気信号となる。電気信号は、受信回路
５２で増幅及び帯域制限され、検波回路５６から検波信
号５６１，５６２として出力される。
ウェーキ３で反射し、反射音２１、２２として受波器５
０で受信されて電気信号となる。電気信号は、受信回路
５２で増幅及び帯域制限され、検波回路５６から検波信
号５６１，５６２として出力される。
【００２１】深度器５４から算出した海面２の反射波
は、その受信タイミングで海面２の反射波のレベルをサ
ンプルし、ウェーキ３の散乱、吸収、反射による海面２
の反射波のレベル減衰を検出することによって、ウェー
キ３からの変動の大きい反射波を検出せずに、ウェーキ
３を検出する。
は、その受信タイミングで海面２の反射波のレベルをサ
ンプルし、ウェーキ３の散乱、吸収、反射による海面２
の反射波のレベル減衰を検出することによって、ウェー
キ３からの変動の大きい反射波を検出せずに、ウェーキ
３を検出する。
【００２２】レンジゲート回路５５は、水中航走体１の
深度情報から海面２の反射音を受信するタイミングを算
出し、そのタイミング信号と送信信号とによって受信信
号のゲートの開閉を行う。また、レンジゲート回路５５
は、海面２の反射音のタイミングで受信し、ウェーキ３
がない状態の海面２の反射レベルを測定し、誤警報を避
ける変動分を引き、これをウェーキ検出のいき値として
いる。
深度情報から海面２の反射音を受信するタイミングを算
出し、そのタイミング信号と送信信号とによって受信信
号のゲートの開閉を行う。また、レンジゲート回路５５
は、海面２の反射音のタイミングで受信し、ウェーキ３
がない状態の海面２の反射レベルを測定し、誤警報を避
ける変動分を引き、これをウェーキ検出のいき値として
いる。
【００２３】次に、ウェーキ検出装置の動作について図
１乃至図３により説明する。
１乃至図３により説明する。
【００２４】水中航走体１は、深度Ｄを航走しており、
送信器５３の信号を、送波器５１から送信音２３として
海面２に向かって送出する。送信音２３は、海面２及び
ウェーキ３で反射し、反射音２１、２２として受信回路
５２で受信され、電気信号となり、受信回路５２で増幅
及び帯域制限され、検波回路５６から検波出力５６１、
５６２として出力される。
送信器５３の信号を、送波器５１から送信音２３として
海面２に向かって送出する。送信音２３は、海面２及び
ウェーキ３で反射し、反射音２１、２２として受信回路
５２で受信され、電気信号となり、受信回路５２で増幅
及び帯域制限され、検波回路５６から検波出力５６１、
５６２として出力される。
【００２５】このウェーキ検出装置は、ウェーキ３の検
出を始める前に、いき値の設定を行う。深度器５４は、
深度Ｄをレンジゲート回路５５へ出力する。レンジゲー
ト回路５５では、次式によりレベルをサンプルするタイ
ミングＴを計算する。Ｔ＝２×Ｄ／Ｃ（Ｃ：音速）そし
て、図２に示したように、送信機５３からの送信タイミ
ング５３１を受信してからＴ秒後にレンジゲート回路５
５からサンプル信号５５１（レンジゲート出力）をレベ
ルサンプル回路５７へ出力する。レベルサンプル回路５
７は、海面２の反射波２０１をサンプルし、検波信号５
７１のレベルＶ1 を得る。サンプル判定回路５８は、い
き値判別回路５９に検波信号５７１のレベルＶ1 を送
る。いき値判別回路５９は、検波信号５７１のレベルＶ
1 を数回測定し、誤警報を避けるために、いき値ＧＬを
以下のように算出する。
出を始める前に、いき値の設定を行う。深度器５４は、
深度Ｄをレンジゲート回路５５へ出力する。レンジゲー
ト回路５５では、次式によりレベルをサンプルするタイ
ミングＴを計算する。Ｔ＝２×Ｄ／Ｃ（Ｃ：音速）そし
て、図２に示したように、送信機５３からの送信タイミ
ング５３１を受信してからＴ秒後にレンジゲート回路５
５からサンプル信号５５１（レンジゲート出力）をレベ
ルサンプル回路５７へ出力する。レベルサンプル回路５
７は、海面２の反射波２０１をサンプルし、検波信号５
７１のレベルＶ1 を得る。サンプル判定回路５８は、い
き値判別回路５９に検波信号５７１のレベルＶ1 を送
る。いき値判別回路５９は、検波信号５７１のレベルＶ
1 を数回測定し、誤警報を避けるために、いき値ＧＬを
以下のように算出する。
【００２６】ＧＬ＝Ｖ1 −Ｍ （Ｖ1 ：検波信号５７１
のレベルＶ1 の平均値） （Ｍ： 検波信号５７１のレベルＶ1 の変動量） ＧＬの計算後、これを、いき値５９１としてサンプル判
定回路５８に出力する。いき値５９１設定後は、サンプ
ル判定回路５８は、検波信号５７１のレベルＶ1 を、い
き値判別回路５９に出力しない。
のレベルＶ1 の平均値） （Ｍ： 検波信号５７１のレベルＶ1 の変動量） ＧＬの計算後、これを、いき値５９１としてサンプル判
定回路５８に出力する。いき値５９１設定後は、サンプ
ル判定回路５８は、検波信号５７１のレベルＶ1 を、い
き値判別回路５９に出力しない。
【００２７】いき値５９１設定後のウェーキ検出方式に
ついて以下に述べる。レンジゲート回路５５のサンプル
信号５５１ごとにレベルサンプル回路５７は、海面１の
反射波２０１の検波信号５７１のレベルＶ1 をサンプル
し、判定回路５８に送る。図２の検波出力５６１はウェ
ーキが検出されていない場合であり、Ｖ1 ≧ＧＬであ
る。図２の検波出力５６２は、ウェーキ３の反射波３０
１の吸収、散乱によて海面１の反射波２０２の検波信号
５７２のレベルＶ2 が減少しており、Ｖ2 ≦ＧＬとなっ
ている。この時、サンプル判定回路５８はウェーキ検出
信号５８１を出力する。
ついて以下に述べる。レンジゲート回路５５のサンプル
信号５５１ごとにレベルサンプル回路５７は、海面１の
反射波２０１の検波信号５７１のレベルＶ1 をサンプル
し、判定回路５８に送る。図２の検波出力５６１はウェ
ーキが検出されていない場合であり、Ｖ1 ≧ＧＬであ
る。図２の検波出力５６２は、ウェーキ３の反射波３０
１の吸収、散乱によて海面１の反射波２０２の検波信号
５７２のレベルＶ2 が減少しており、Ｖ2 ≦ＧＬとなっ
ている。この時、サンプル判定回路５８はウェーキ検出
信号５８１を出力する。
【００２８】
【発明の効果】本発明のウェーキ検出装置によれば、ウ
ェーキによる散乱、吸収、反射によって海面２反射波の
レベルが減少することを検出することによって、ウェー
キの有無を検出するため、ウェーキから反射音そのもの
を検出する方式にようにウェーキの厚みや密度変化によ
るウェーキからの反射音のレベル変化、タイミング変化
に影響されない。
ェーキによる散乱、吸収、反射によって海面２反射波の
レベルが減少することを検出することによって、ウェー
キの有無を検出するため、ウェーキから反射音そのもの
を検出する方式にようにウェーキの厚みや密度変化によ
るウェーキからの反射音のレベル変化、タイミング変化
に影響されない。
【００２９】したがって、水中航走体の深度情報から海
面反射音のサンプルタイミングを定めることができ、海
面反射音のレベルをあらかじめ、いき値として設定でき
ることから海面反射音にレベル減少でウェーキの有無を
判定できる。
面反射音のサンプルタイミングを定めることができ、海
面反射音のレベルをあらかじめ、いき値として設定でき
ることから海面反射音にレベル減少でウェーキの有無を
判定できる。
【図１】本発明のウェーキ検出装置に一実施の形態例を
示すブロック図である。
示すブロック図である。
【図２】図１に示したウェーキ検出装置における検波出
力及びレンジゲート出力の波形を示す波形図である。
力及びレンジゲート出力の波形を示す波形図である。
【図３】従来及び本発明のウェーキ検出装置を備える水
中航走体を説明するための配置図である。
中航走体を説明するための配置図である。
【図４】従来のウェーキ検出装置の例を示すブロック図
である。
である。
【図５】図４に示したウェーキ検出装置における検波出
力の波形を示す波形図である。
力の波形を示す波形図である。
１ 水中航走体 ２ 海面 ３ ウェーキ ４ 船舶 ２１，２２ 反射音 ２３ 送信音 ５０ 受波器 ５２ 受信回路 ５３ 送信器 ５４ 深度器 ５５ レンジゲート回路 ５６ 検波回路 ５７ レベルサンプル回路 ５８ サンプル判定回路 ５９ いき値判別回路 ５６１，５６２ 検波出力 ５７１，５７２ 検波信号 ５９１ いき値
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−311267（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−315079（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01S 7/52 - 7/64 G01S 15/00 - 15/96
Claims (5)
- 【請求項１】 送信器と、該送信器の信号を送信音とし
て海面に向かって送出するよう取り付けられている送波
器と、受波器と、該受波器で受信された信号を増幅及び
帯域制限する受信回路と、該受信回路からの信号出力を
受信する検波回路と、該検波回路の検波出力を判定する
サンプル判定回路とを含む水中航走体に搭載するウェー
キ検出装置において、 ウェーキの散乱、吸収、反射による前記海面の反射波の
レベル減衰を検出するために前記水中航走体の深度情報
から前記海面の反射音を受信するタイミングを算出する
レンジゲート回路と、前記海面の反射音のタイミングで
受信しウェーキ検出のいき値を算出するいき値判別回路
とを有していることを特徴とするウェーキ検出装置。 - 【請求項２】 請求項１記載のウェーキ検出装置におい
て、前記深度情報から算出した前記海面の反射波の受信
タイミングで前記海面の反射波のレベルをサンプルし、
前記ウェーキの散乱、吸収、反射による前記海面の反射
波のレベル減衰を検出することによって、前記ウェーキ
を検出することを特徴とするウェーキ検出装置。 - 【請求項３】 請求項１記載のウェーキ検出装置におい
て、前記深度情報から算出した前記海面の反射波の受信
タイミングで前記海面の反射波のレベルをサンプルする
レベルサンプル回路を有していることを特徴とするウェ
ーキ検出装置。 - 【請求項４】 請求項１記載のウェーキ検出装置におい
て、前記レンジゲート回路は、前記深度情報から前記海
面の反射音を受信するタイミングを算出し、該タイミン
グ信号と送信信号とによって受信信号のゲートの開閉を
行うことを特徴とするウェーキ検出装置。 - 【請求項５】 請求項１記載のウェーキ検出装置におい
て、前記海面の反射音を前記レンジゲート回路のタイミ
ングで受信し、前記ウェーキがない状態の前記海面の反
射波のレベルを測定し、誤警報を避ける変動分を引き該
変動分をウェーキ検出のいき値とすることを特徴とする
ウェーキ検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8349639A JP2845851B2 (ja) | 1996-12-27 | 1996-12-27 | ウェーキ検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8349639A JP2845851B2 (ja) | 1996-12-27 | 1996-12-27 | ウェーキ検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10186028A JPH10186028A (ja) | 1998-07-14 |
| JP2845851B2 true JP2845851B2 (ja) | 1999-01-13 |
Family
ID=18405101
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8349639A Expired - Lifetime JP2845851B2 (ja) | 1996-12-27 | 1996-12-27 | ウェーキ検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2845851B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2972630B2 (ja) | 1997-03-24 | 1999-11-08 | 防衛庁技術研究本部長 | ウェーキ検出装置 |
-
1996
- 1996-12-27 JP JP8349639A patent/JP2845851B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2972630B2 (ja) | 1997-03-24 | 1999-11-08 | 防衛庁技術研究本部長 | ウェーキ検出装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10186028A (ja) | 1998-07-14 |
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