JP3001407B2 - アクティブソーナ装置 - Google Patents
アクティブソーナ装置Info
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- JP3001407B2 JP3001407B2 JP7316998A JP31699895A JP3001407B2 JP 3001407 B2 JP3001407 B2 JP 3001407B2 JP 7316998 A JP7316998 A JP 7316998A JP 31699895 A JP31699895 A JP 31699895A JP 3001407 B2 JP3001407 B2 JP 3001407B2
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- signal
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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ーナ装
置に関し、特に複数周波数による送受信と掃引表示とを
行うアクティブソーナ装置に関するものである。
置に関し、特に複数周波数による送受信と掃引表示とを
行うアクティブソーナ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】アクティブソーナ装置は音波源を有し、
この音波を送信器から水中に発射してそれが目標物によ
り反射されて受信器に到達するまでの往復の時間を計測
することにより、目標物までの距離の測定を行うもので
ある。
この音波を送信器から水中に発射してそれが目標物によ
り反射されて受信器に到達するまでの往復の時間を計測
することにより、目標物までの距離の測定を行うもので
ある。
【０００３】この様なアクティブソーナ装置では、目標
物に対する単位時間当りの捜索回数を増加することによ
って、目標探知までの時間を短縮することが要求されて
いる。
物に対する単位時間当りの捜索回数を増加することによ
って、目標探知までの時間を短縮することが要求されて
いる。
【０００４】特開平５−８７９２６号公報には、上記要
求に対するアクティブソーナ装置が開示されており、図
５にそのブロック図が、図６にその各部動作波形図が夫
々示されている。
求に対するアクティブソーナ装置が開示されており、図
５にそのブロック図が、図６にその各部動作波形図が夫
々示されている。
【０００５】図５，６を参照すると、１周期カウンタ１
０１で設定される１送受信周期Ｔの中で、ｆ１，ｆ２，
ｆ３という異なる周波数のパルス（１１３〜１１５）の
送信と、反射波の受信及びその受信信号の掃引（１１７
〜１１９）を各周波数毎に行い、表示部１０７に表示す
るものである。この時、掃引途中で生じる各周波数毎の
送信区間である各送信区間信号１１３〜１１５のパルス
（ローアクティブ）の期間は、掃引を行わず前の表示を
残すようになっている。
０１で設定される１送受信周期Ｔの中で、ｆ１，ｆ２，
ｆ３という異なる周波数のパルス（１１３〜１１５）の
送信と、反射波の受信及びその受信信号の掃引（１１７
〜１１９）を各周波数毎に行い、表示部１０７に表示す
るものである。この時、掃引途中で生じる各周波数毎の
送信区間である各送信区間信号１１３〜１１５のパルス
（ローアクティブ）の期間は、掃引を行わず前の表示を
残すようになっている。
【０００６】次に、構成に沿って説明する。１周期カウ
ンタ１０１によって送受信周期Ｔ毎に発生したトリガパ
ルスを受信して、送信タイミング発生部１０２でｆ１送
信区間信号１１３を発生する。ｆ２送信区間信号１１
４，ｆ３送信区間信号１１５は１周期カウンタ１０１で
発生するトリガパルスを遅延回路１０１〜１０２で夫々
ｔ１２，ｔ１２＋ｔ１３だけ遅延させ、ｆ１送信区間信
号１１３と同様に発生させる。
ンタ１０１によって送受信周期Ｔ毎に発生したトリガパ
ルスを受信して、送信タイミング発生部１０２でｆ１送
信区間信号１１３を発生する。ｆ２送信区間信号１１
４，ｆ３送信区間信号１１５は１周期カウンタ１０１で
発生するトリガパルスを遅延回路１０１〜１０２で夫々
ｔ１２，ｔ１２＋ｔ１３だけ遅延させ、ｆ１送信区間信
号１１３と同様に発生させる。
【０００７】掃引カウンタ３はｆ１送信区間信号１１３
の立下りを検出することによって、０から計数を開始
し、基準タイミング発生部１０４で表示距離１２３と音
速から計算、発生される掃引の基準となる掃引基準パル
ス１２５に応じて、表示距離１２３まで掃引制御信号を
発生する。
の立下りを検出することによって、０から計数を開始
し、基準タイミング発生部１０４で表示距離１２３と音
速から計算、発生される掃引の基準となる掃引基準パル
ス１２５に応じて、表示距離１２３まで掃引制御信号を
発生する。
【０００８】掃引途中で生じる送信区間では、表示の更
新を行わず前の表示を残すために、掃引制御信号を０と
する。これは、ｆ１，ｆ２，ｆ３の夫々の送信区間の論
理和をとったゼロ出力制御信号１１６によって、ゼロ出
力切替器１０５を掃引カウンタ１０３の出力からゼロ出
力部１０６に切替えることによって行うことができる。
この様にして、ｆ１掃引制御信号１１７が出力される。
同様にして、ｆ２掃引制御信号１１８，ｆ３掃引制御信
号１１９も夫々出力される。
新を行わず前の表示を残すために、掃引制御信号を０と
する。これは、ｆ１，ｆ２，ｆ３の夫々の送信区間の論
理和をとったゼロ出力制御信号１１６によって、ゼロ出
力切替器１０５を掃引カウンタ１０３の出力からゼロ出
力部１０６に切替えることによって行うことができる。
この様にして、ｆ１掃引制御信号１１７が出力される。
同様にして、ｆ２掃引制御信号１１８，ｆ３掃引制御信
号１１９も夫々出力される。
【０００９】表示部１０７はｆ１〜ｆ３掃引制御信号１
１７〜１１９を同時に入力して、ｆ１〜ｆ３受信信号を
夫々同時に表示する。
１７〜１１９を同時に入力して、ｆ１〜ｆ３受信信号を
夫々同時に表示する。
【００１０】尚、遅延回路１１１，１１２により遅延手
段５００が構成され、３個の送信タイミング発生部１０
２により掃引タイミング発生手段６００が構成され、３
個の掃引制御部１０８，１０９，１１０により掃引制御
手段が構成されている。また、表示部１０７上の１２
０，１２１，１２２はｆ１，ｆ２，ｆ３の各受信信号の
最新（現在）掃引距離を夫々示している。
段５００が構成され、３個の送信タイミング発生部１０
２により掃引タイミング発生手段６００が構成され、３
個の掃引制御部１０８，１０９，１１０により掃引制御
手段が構成されている。また、表示部１０７上の１２
０，１２１，１２２はｆ１，ｆ２，ｆ３の各受信信号の
最新（現在）掃引距離を夫々示している。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】この様な従来のアクテ
ィブソーナ装置では、各送信区間での受信ができないた
めに、これ等送信区間に相当する捜索エリアの単位時間
当りの捜索回数が減少するという欠点がある。
ィブソーナ装置では、各送信区間での受信ができないた
めに、これ等送信区間に相当する捜索エリアの単位時間
当りの捜索回数が減少するという欠点がある。
【００１２】本発明の目的は、送信区間のために表示更
新が行われない捜索エリアの単位時間当りの捜索回数を
増加可能としたアクティブソーナ装置を提供することで
ある。
新が行われない捜索エリアの単位時間当りの捜索回数を
増加可能としたアクティブソーナ装置を提供することで
ある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、一送受
信周期内に異なるｎ個（ｎは２以上の整数）の周波数の
直接伝搬パルスの送信とその反射波の受信とを行うと共
に各周波数の受信信号に対する掃引を同時に行って表示
するアクティブソーナ装置であって、前記ｎ個の周波数
の直接伝搬パルスの各送信区間を定める送信区間信号を
生成する送信タイミング発生手段と、捜索海域の音速プ
ロファイル、水深、表示距離及び送信周波数の数ｎの各
情報に基づき海底反射波を送受信するためのｎ−１個の
俯角と、前記ｎ−１個の各俯角による送信から受信まで
の伝搬時間と、更には平均音速を夫々算出する俯角演算
手段と、前記伝搬時間から各送信区間に相当する捜索エ
リアの掃引区間タイミング信号をｎ−１個発生する海底
反射波掃引タイミング発生手段と、前記海底反射波掃引
の元になる掃引基準パルスを前記平均音速により生成す
る基準タイミング発生部及び掃引区間タイミング信号の
期間次第に増加する海底反射波掃引制御信号を発生する
掃引カウンタをｎ−１個有する海底反射波掃引制御手段
と、前記各送信区間に１個の直接伝搬パルス送信とｎ−
１個の俯角送信とを行う送信制御手段と、前記送信区間
信号の発生から次第に増加する掃引制御信号を表示距離
により定まる掃引基準パルスの期間発生する掃引カウン
タをｎ個有する直接伝搬掃引制御手段と、前記ｎ−１個
の俯角送信による海底反射波を受信して表示するための
信号処理を行う海底反射波受信信号処理手段と、前記ｎ
個の周波数の直接伝搬パルス送信による直接伝搬パルス
を受信して表示するための信号処理を行う直接伝搬パル
ス受信信号処理手段とを有することを特徴とするアクテ
ィブソーナ装置が得られる。
信周期内に異なるｎ個（ｎは２以上の整数）の周波数の
直接伝搬パルスの送信とその反射波の受信とを行うと共
に各周波数の受信信号に対する掃引を同時に行って表示
するアクティブソーナ装置であって、前記ｎ個の周波数
の直接伝搬パルスの各送信区間を定める送信区間信号を
生成する送信タイミング発生手段と、捜索海域の音速プ
ロファイル、水深、表示距離及び送信周波数の数ｎの各
情報に基づき海底反射波を送受信するためのｎ−１個の
俯角と、前記ｎ−１個の各俯角による送信から受信まで
の伝搬時間と、更には平均音速を夫々算出する俯角演算
手段と、前記伝搬時間から各送信区間に相当する捜索エ
リアの掃引区間タイミング信号をｎ−１個発生する海底
反射波掃引タイミング発生手段と、前記海底反射波掃引
の元になる掃引基準パルスを前記平均音速により生成す
る基準タイミング発生部及び掃引区間タイミング信号の
期間次第に増加する海底反射波掃引制御信号を発生する
掃引カウンタをｎ−１個有する海底反射波掃引制御手段
と、前記各送信区間に１個の直接伝搬パルス送信とｎ−
１個の俯角送信とを行う送信制御手段と、前記送信区間
信号の発生から次第に増加する掃引制御信号を表示距離
により定まる掃引基準パルスの期間発生する掃引カウン
タをｎ個有する直接伝搬掃引制御手段と、前記ｎ−１個
の俯角送信による海底反射波を受信して表示するための
信号処理を行う海底反射波受信信号処理手段と、前記ｎ
個の周波数の直接伝搬パルス送信による直接伝搬パルス
を受信して表示するための信号処理を行う直接伝搬パル
ス受信信号処理手段とを有することを特徴とするアクテ
ィブソーナ装置が得られる。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明の作用について述べる。
尚、実施例はｎ＝３の場合を示しているのでｎ＝３で説
明を行う。
尚、実施例はｎ＝３の場合を示しているのでｎ＝３で説
明を行う。
【００１５】各周波数間の送信間隔は等間隔（１送受信
周期の１／３）で行う。この場合、掃引途中の送信区間
において、表示更新されないエリアは、表示距離の１／
３と２／３の距離から送信区間に相当する距離間隔分で
ある。この部分を海底反射伝搬で表示するために、俯角
演算手段（図１の４）にて、表示距離の１／３部分を表
示するための俯角１と、２／３部分を表示するための俯
角２を計算する。送信制御手段（図１の２０）により１
回の送信区間内で、通常の送信パルスに加え、同一周波
数の俯角１送信パルス，俯角２送信パルスを時系列に続
けて送信する。
周期の１／３）で行う。この場合、掃引途中の送信区間
において、表示更新されないエリアは、表示距離の１／
３と２／３の距離から送信区間に相当する距離間隔分で
ある。この部分を海底反射伝搬で表示するために、俯角
演算手段（図１の４）にて、表示距離の１／３部分を表
示するための俯角１と、２／３部分を表示するための俯
角２を計算する。送信制御手段（図１の２０）により１
回の送信区間内で、通常の送信パルスに加え、同一周波
数の俯角１送信パルス，俯角２送信パルスを時系列に続
けて送信する。
【００１６】海底反射時間＞直接伝搬時間であるため、
表示距離の１／３部分及び２／３部分の反射波の受信
（ＢＢ（Ｂｏｔｔｏｍ Ｂｏｕｎｃｅ）受信信号処理手
段（図１の５００）で行う）を、夫々の送信区間をはず
したＢＢ掃引タイミング発生手段（図１の２００）で発
生する掃引区間に行い、ＢＢ掃引制御手段（図１の３０
０）により表示を行うため、送信区間を含めた任意の距
離の目標に対する単位時間当りの捜索回数が増加し、目
標探知までの時間を短縮することができる。
表示距離の１／３部分及び２／３部分の反射波の受信
（ＢＢ（Ｂｏｔｔｏｍ Ｂｏｕｎｃｅ）受信信号処理手
段（図１の５００）で行う）を、夫々の送信区間をはず
したＢＢ掃引タイミング発生手段（図１の２００）で発
生する掃引区間に行い、ＢＢ掃引制御手段（図１の３０
０）により表示を行うため、送信区間を含めた任意の距
離の目標に対する単位時間当りの捜索回数が増加し、目
標探知までの時間を短縮することができる。
【００１７】次に、本発明の実施例について図面を参照
して詳細に説明する。
して詳細に説明する。
【００１８】図１は本発明の第１の実施例におけるアク
ティブソーナ装置の構成図である。俯角演算手段４は、
捜索海域の音速プロファイル，水深，表示距離ＲD から
掃引途中の送信区間に当る１／３ＲD 部分と２／３ＲD
部分とを、海底反射伝搬で表示するための俯角１，２と
１／３ＲD ，２／３ＲD までの伝搬時間ｔs1，ｔs2，及
びＢＢ掃引の基準となる海底反射伝搬での平均音速ＣBB
1 ，ＣBB2 を計算し、俯角１，２は送信制御手段２０と
ＢＢ受信処理部２７，２８に、伝搬時間ｔs1，ｔs2はＢ
Ｂ掃引タイミング発生手段２００に、そして平均音速Ｃ
BB1 ，ＣBB2 はＢＢ基準タイミング発生部６に夫々出力
する。
ティブソーナ装置の構成図である。俯角演算手段４は、
捜索海域の音速プロファイル，水深，表示距離ＲD から
掃引途中の送信区間に当る１／３ＲD 部分と２／３ＲD
部分とを、海底反射伝搬で表示するための俯角１，２と
１／３ＲD ，２／３ＲD までの伝搬時間ｔs1，ｔs2，及
びＢＢ掃引の基準となる海底反射伝搬での平均音速ＣBB
1 ，ＣBB2 を計算し、俯角１，２は送信制御手段２０と
ＢＢ受信処理部２７，２８に、伝搬時間ｔs1，ｔs2はＢ
Ｂ掃引タイミング発生手段２００に、そして平均音速Ｃ
BB1 ，ＣBB2 はＢＢ基準タイミング発生部６に夫々出力
する。
【００１９】１／３周期カウンタ１は１送受信周期Ｔの
１／３の時間毎に送受信の基準となるトリガパルスＴ／
３を発生する。
１／３の時間毎に送受信の基準となるトリガパルスＴ／
３を発生する。
【００２０】ＢＢ掃引タイミング発生手段２００はトリ
ガパルスＴ／３の立下りから、俯角１に対してはｔs1−
Ｔ／３−ＴX （ＴX ＝送信パルス区間）後から送信区間
ＴXの間、俯角２に対してはｔs2−Ｔ／３−２ＴX 後か
らＴX の間、ＢＢ掃引区間信号５２，５３を夫々発生す
る。
ガパルスＴ／３の立下りから、俯角１に対してはｔs1−
Ｔ／３−ＴX （ＴX ＝送信パルス区間）後から送信区間
ＴXの間、俯角２に対してはｔs2−Ｔ／３−２ＴX 後か
らＴX の間、ＢＢ掃引区間信号５２，５３を夫々発生す
る。
【００２１】ＢＢ掃引制御手段３００は、ＢＢ掃引区間
信号５２，５３がオン（ローレベル）の間だけ、掃引制
御信号５５，５６を表示部１９に出力して表示を行う。
掃引制御信号５５，５６は、ＢＢ基準タイミング発生部
６で発生するＢＢ掃引基準パルス５４毎にＢＢ掃引カウ
ンタ５で俯角１の場合、距離１／３ＲD から順に増加
し、俯角２の場合、距離２／３ＲD から順に増加する。
ＢＢ掃引カウンタ５の値は、ＢＢ掃引区間信号５２，５
３がオフになったら、俯角１，２夫々１／３ＲD，２／
３ＲD にプリセットする。
信号５２，５３がオン（ローレベル）の間だけ、掃引制
御信号５５，５６を表示部１９に出力して表示を行う。
掃引制御信号５５，５６は、ＢＢ基準タイミング発生部
６で発生するＢＢ掃引基準パルス５４毎にＢＢ掃引カウ
ンタ５で俯角１の場合、距離１／３ＲD から順に増加
し、俯角２の場合、距離２／３ＲD から順に増加する。
ＢＢ掃引カウンタ５の値は、ＢＢ掃引区間信号５２，５
３がオフになったら、俯角１，２夫々１／３ＲD，２／
３ＲD にプリセットする。
【００２２】送信タイミング発生手段１１はトリガパル
スＴ／３の立下りを検出するごとに送信区間信号をｆ１
→ｆ２→ｆ３とシーケンシャルに発生させ、ＳＤ（Ｓｕ
ｒｆａｃｅ Ｄｕｃｔ）掃引制御手段４００のｆ１〜ｆ
３ＳＤ掃引制御部１６〜１８に出力する。また、ｆ１〜
ｆ３全周波数の送信区間を表すゼロ出力制御信号６４を
ＳＤ掃引制御手段４００，送信制御手段２０及びＢＢ掃
引信号処理部２９，３０に夫々出力する。
スＴ／３の立下りを検出するごとに送信区間信号をｆ１
→ｆ２→ｆ３とシーケンシャルに発生させ、ＳＤ（Ｓｕ
ｒｆａｃｅ Ｄｕｃｔ）掃引制御手段４００のｆ１〜ｆ
３ＳＤ掃引制御部１６〜１８に出力する。また、ｆ１〜
ｆ３全周波数の送信区間を表すゼロ出力制御信号６４を
ＳＤ掃引制御手段４００，送信制御手段２０及びＢＢ掃
引信号処理部２９，３０に夫々出力する。
【００２３】送信制御手段２０は、ゼロ出力制御信号６
４を受信するごとにｆ１→ｆ２→ｆ３とシーケンシャル
に、各周波数毎に、ＳＤ送信パルス，俯角１送信パル
ス，俯角２送信パルスを送信パルス間隔Ｔ／３毎に発生
する。
４を受信するごとにｆ１→ｆ２→ｆ３とシーケンシャル
に、各周波数毎に、ＳＤ送信パルス，俯角１送信パル
ス，俯角２送信パルスを送信パルス間隔Ｔ／３毎に発生
する。
【００２４】ＢＢ受信処理部２７は俯角１の垂直整相１
を、ＢＢ受信処理部２８は俯角２の垂直整相を行う。Ｂ
Ｂ信号処理部２９はゼロ出力制御信号６４を受信する毎
にｆ３→ｆ１→ｆ２とシーケンシャルに処理帯域を切替
えて表示を行うための信号処理を行う。ＢＢ信号処理部
３０は、ゼロ出力制御信号６４を受信する毎にｆ２→ｆ
３→ｆ１とシーケンシャルに処理帯域を切替えて表示を
行うための信号処理を行う。
を、ＢＢ受信処理部２８は俯角２の垂直整相を行う。Ｂ
Ｂ信号処理部２９はゼロ出力制御信号６４を受信する毎
にｆ３→ｆ１→ｆ２とシーケンシャルに処理帯域を切替
えて表示を行うための信号処理を行う。ＢＢ信号処理部
３０は、ゼロ出力制御信号６４を受信する毎にｆ２→ｆ
３→ｆ１とシーケンシャルに処理帯域を切替えて表示を
行うための信号処理を行う。
【００２５】ＳＤ掃引制御手段４００は、従来の技術で
説明した掃引制御手段（図５の７００）と同じ構成，動
作である。
説明した掃引制御手段（図５の７００）と同じ構成，動
作である。
【００２６】表示部１９は、ＳＤ掃引制御信号６６〜６
８及びＢＢ掃引制御信号５５〜５６を受け、夫々同時独
立に掃引を行うことにより、受信信号を表示する。
８及びＢＢ掃引制御信号５５〜５６を受け、夫々同時独
立に掃引を行うことにより、受信信号を表示する。
【００２７】次に、本発明の実施例の動作について図２
及び図３を参照して詳細に説明する。
及び図３を参照して詳細に説明する。
【００２８】図２（ａ）は音速プロファイルの一例を、
図２（ｂ）は本発明の実施例における海底反射伝搬の一
例を示す。俯角演算手段（図１の４）には、図２（ａ）
に示す様な音速勾配を、ｇ1 ９３とｇ2 ９４とにより直
線近似した音速プロファイルを入力する。音速勾配は１
つの音速プロファイルで最大２種とする。
図２（ｂ）は本発明の実施例における海底反射伝搬の一
例を示す。俯角演算手段（図１の４）には、図２（ａ）
に示す様な音速勾配を、ｇ1 ９３とｇ2 ９４とにより直
線近似した音速プロファイルを入力する。音速勾配は１
つの音速プロファイルで最大２種とする。
【００２９】図２（ａ）より、送受波器深度の音速Ｃ0
９０，送受波器深度Ｚ0 ８９，層深ＺLD９１，層深内音
速勾配ｇ1 ９３，海底深度ＺBM９２，層深下の音速勾配
ｇ2９４が得られる。得られたデータから、海底反射伝
搬のための俯角１，２をスネルの法則を変形した次式
（１）〜（５）により算出する。
９０，送受波器深度Ｚ0 ８９，層深ＺLD９１，層深内音
速勾配ｇ1 ９３，海底深度ＺBM９２，層深下の音速勾配
ｇ2９４が得られる。得られたデータから、海底反射伝
搬のための俯角１，２をスネルの法則を変形した次式
（１）〜（５）により算出する。
【００３０】 Ｒi ＝（Ｃ0 ／ｇ1){sin（俯角ｉ）−ｓｉｎθ1 ｝／ｃｏｓ（俯角ｉ） ＋［｛Ｃ0 ＋ｇ1 （ＺLD−Ｚ0 ）｝／ｇ2 ］・ ［（ｓｉｎθ1 −ｓｉｎθ2 ）／ｃｏｓθ1 ］ …（１） θ1 ＝ｃｏｓ-1［｛（ｇ1 ／Ｃ0 ）（ＺLD−Ｚ0 ）＋１｝ｃｏｓ（俯角１） …（２） θ２＝ｃｏｓ-1［｛（ｇ1 ／Ｃ0 ）（ＺBM−ＺLD）＋１｝ｃｏｓθ1 …（３） Ｒ１＝（１／２）（ＲD ／３＋ＲTX／２） …（４） Ｒ２＝（１／２）（２ＲD ／３＋ＲTX／２） …（５） 尚、ｉ＝１，２とする。また、ＲTXは、図２の８１，８
２で示される如く、送信パルス（ｆ１〜ｆ３）の各送信
区間ＴX （ローアクティブ期間）に相当する距離であ
る。
２で示される如く、送信パルス（ｆ１〜ｆ３）の各送信
区間ＴX （ローアクティブ期間）に相当する距離であ
る。
【００３１】また、海底反射伝搬で受信される反射波の
表示開始の基準となる１／３ＲD ，２／３ＲD までの伝
搬時間ｔs1，ｔs2を次式（６）〜（８）により算出す
る。
表示開始の基準となる１／３ＲD ，２／３ＲD までの伝
搬時間ｔs1，ｔs2を次式（６）〜（８）により算出す
る。
【００３２】 ｔsi＝−１／ｇ1 ｛ｌｎ（１＋ｓｉｎθ1 ）／ｃｏｓθ1 −ｌｎ（１ ＋ｓｉｎθsi）／ｃｏｓθsi｝−１／ｇ2 ｛ｌｎ（１＋ｓｉｎθ2 ） ／ｃｏｓθ2 −ｌｎ（１＋ｓｉｎθ1 ／ｃｏｓθ1 ｝…（６） θ1 ＝ｃｏｓ-1［｛（ｇ1 ／Ｃ0 ）（ＺLD−Ｚ0 ）＋１｝ｃｏｓθsi］ …（７） θ2 ＝ｃｏｓ-1［｛（ｇ2 ／Ｃ0 ）（ＺBM−ＺLD）＋１｝ｃｏｓθ1 ］ …（８） 尚、θs1は（１）式のＲi ＝１／６ＲD ，θs2は同じく
Ｒi ＝２／６ＲD として算出する。
Ｒi ＝２／６ＲD として算出する。
【００３３】最後に、ＢＢ基準タイミング発生部（図１
の６）でＢＢ掃引基準パルス（図１の５４）を発生する
基になる平均音速ＣBB1 ，ＣBB2 を算出する。この時、
海底反射伝搬での掃引終了時間ｔei（i ＝１，２）を、 ｔei＝（−１／ｇ1 ）｛ｌｎ（１＋ｓｉｎθ1 ）／ｃｏｓθ1 −ｌｎ（１ ＋ｓｉｎθei）／ｃｏｓθei｝ …（９） を用いる。
の６）でＢＢ掃引基準パルス（図１の５４）を発生する
基になる平均音速ＣBB1 ，ＣBB2 を算出する。この時、
海底反射伝搬での掃引終了時間ｔei（i ＝１，２）を、 ｔei＝（−１／ｇ1 ）｛ｌｎ（１＋ｓｉｎθ1 ）／ｃｏｓθ1 −ｌｎ（１ ＋ｓｉｎθei）／ｃｏｓθei｝ …（９） を用いる。
【００３４】ここで、θe1は（１）式のＲi ＝（１／
２）（１／３ＲD ＋ＲTX），θe2は（１）式のＲi ＝
（１／２）（２／３ＲD ＋ＲTX）として算出する。
２）（１／３ＲD ＋ＲTX），θe2は（１）式のＲi ＝
（１／２）（２／３ＲD ＋ＲTX）として算出する。
【００３５】そして、 ＣBB1 ＝ＲTX／（ｔe1−ｔs1） …（１０） ＣBB2 ＝ＲTX／（ｔe2−ｔs2） …（１１） により、平均音速ＣBB1 ，ＣBB2 が求められる。尚、ｔ
siは海底反射伝搬の掃引開始時間である。
siは海底反射伝搬の掃引開始時間である。
【００３６】図３は本発明の動作を示す主要部分のタイ
ミングチャートである。１送受信周期内で３周波の送信
と反射波の受信及び各周波数の受信信号を同時に掃引
し、表示するために１／３周期カウンタ１が出力する送
受信周期の１／３の時間のＴ／３トリガ信号５０を送信
タイミング発生手段１１が受信し、受信するごとにｆ１
→ｆ２→ｆ３とシーケンシャルにｆ１〜ｆ３送信区間信
号６１〜６３を発生し、ｆ１〜ｆ３ＳＤ掃引制御部１６
〜１８に出力する。
ミングチャートである。１送受信周期内で３周波の送信
と反射波の受信及び各周波数の受信信号を同時に掃引
し、表示するために１／３周期カウンタ１が出力する送
受信周期の１／３の時間のＴ／３トリガ信号５０を送信
タイミング発生手段１１が受信し、受信するごとにｆ１
→ｆ２→ｆ３とシーケンシャルにｆ１〜ｆ３送信区間信
号６１〜６３を発生し、ｆ１〜ｆ３ＳＤ掃引制御部１６
〜１８に出力する。
【００３７】ｆ１ＳＤ掃引制御部１６では、ｆ１送信区
間信号６１の立下りを検出し、ＳＤ掃引カウンタ１２が
ＳＤ基準タイミング発生部１３が発生するＳＤ掃引基準
パルス６５毎に掃引カウンタ値を増加させ、ｆ１ＳＤ掃
引制御信号６６を出力し、直接伝搬によって入力された
受信信号を表示する。
間信号６１の立下りを検出し、ＳＤ掃引カウンタ１２が
ＳＤ基準タイミング発生部１３が発生するＳＤ掃引基準
パルス６５毎に掃引カウンタ値を増加させ、ｆ１ＳＤ掃
引制御信号６６を出力し、直接伝搬によって入力された
受信信号を表示する。
【００３８】掃引途中で発生する送信区間では、直接伝
搬による表示更新を行わないため、ｆ１〜ｆ３送信区間
信号６１〜６３の論理和によって得られるゼロ出力制御
信号６４を入力し、ゼロ出力制御信号６４がオンの間、
ゼロ出力切替え器１４をゼロ出力部１５に切替えて、ｆ
１ＳＤ掃引制御信号６６をゼロに固定する。ｆ２〜ｆ３
ＳＤ掃引制御信号６７〜６８も同様にして得られる。
搬による表示更新を行わないため、ｆ１〜ｆ３送信区間
信号６１〜６３の論理和によって得られるゼロ出力制御
信号６４を入力し、ゼロ出力制御信号６４がオンの間、
ゼロ出力切替え器１４をゼロ出力部１５に切替えて、ｆ
１ＳＤ掃引制御信号６６をゼロに固定する。ｆ２〜ｆ３
ＳＤ掃引制御信号６７〜６８も同様にして得られる。
【００３９】次に海底反射伝搬による受信信号の表示に
ついて説明する。ＢＢ掃引タイミング発生部２は、Ｔ／
３トリガ信号５０の立下りを検出し、立下りから（ｔs1
−Ｔ／３−ＴX ）時間後にＢＢ掃引区間信号５２をオン
とし、送信区間ＴX 後オフとする。ＢＢ掃引制御部７
は、ＢＢ掃引区間１信号５２がオンの間だけ、ＢＢ掃引
制御信号５５を表示部１９に出力し、俯角１の海底反射
伝搬による受信信号を表示する。
ついて説明する。ＢＢ掃引タイミング発生部２は、Ｔ／
３トリガ信号５０の立下りを検出し、立下りから（ｔs1
−Ｔ／３−ＴX ）時間後にＢＢ掃引区間信号５２をオン
とし、送信区間ＴX 後オフとする。ＢＢ掃引制御部７
は、ＢＢ掃引区間１信号５２がオンの間だけ、ＢＢ掃引
制御信号５５を表示部１９に出力し、俯角１の海底反射
伝搬による受信信号を表示する。
【００４０】同様に、ＢＢ掃引タイミング発生部３はＴ
／３トリガ信号５０の立下りを検出し、立下りから（ｔ
s2−Ｔ／３−２ＴX ）時間後にＢＢ掃引区間信号５３を
オンとし送信区間ＴX 時間後オフとする。ＢＢ掃引制御
部８は、ＢＢ掃引区間信号５３がオンの間だけ、ＢＢ掃
引制御信号５６を表示部１９に出力し、俯角２の海底反
射伝搬による受信信号を表示する。
／３トリガ信号５０の立下りを検出し、立下りから（ｔ
s2−Ｔ／３−２ＴX ）時間後にＢＢ掃引区間信号５３を
オンとし送信区間ＴX 時間後オフとする。ＢＢ掃引制御
部８は、ＢＢ掃引区間信号５３がオンの間だけ、ＢＢ掃
引制御信号５６を表示部１９に出力し、俯角２の海底反
射伝搬による受信信号を表示する。
【００４１】次に、本発明の第２の実施例について図４
を参照して説明する。図４は、本発明の第２の実施例の
送受信部分の構成である。表示制御部に関しては、第１
の実施例と同等である。
を参照して説明する。図４は、本発明の第２の実施例の
送受信部分の構成である。表示制御部に関しては、第１
の実施例と同等である。
【００４２】第１の実施例との差異は海底反射伝搬の送
信を行う俯角送信制御手段４２と、送受信を行う送受波
器４３とを物理的に分離して独立させたことである。こ
れにより、直接伝搬の送信と俯角送信が独立に行えるた
めに送信区間の短縮が図れる。
信を行う俯角送信制御手段４２と、送受信を行う送受波
器４３とを物理的に分離して独立させたことである。こ
れにより、直接伝搬の送信と俯角送信が独立に行えるた
めに送信区間の短縮が図れる。
【００４３】尚、上記実施例では、ｎ＝３としてｆ１〜
ｆ３の３つの周波数の直接伝搬パルスの送信を行う場合
について説明し、ｎ−１＝２個の俯角パルスの送信を行
う様にしているが、ｎは４以上であっても良いが、ｎが
多くなると表示が見にくくなり実用性に欠ける。
ｆ３の３つの周波数の直接伝搬パルスの送信を行う場合
について説明し、ｎ−１＝２個の俯角パルスの送信を行
う様にしているが、ｎは４以上であっても良いが、ｎが
多くなると表示が見にくくなり実用性に欠ける。
【００４４】また、俯角送信パルスの周波数としては、
上記実施例で述べた如く、ｆ１，ｆ２，ｆ３の各周波数
をサイクリックに順番に用いることができるが、一般に
は、直接伝搬パルスの周波数ｆ１〜ｆ３とは別のｆ４，
ｆ５の周波数を交互に用いても良い。更に、ｎ＝３の場
合、ｆ１〜ｆ３のうちのｆ１，ｆ２を交互に俯角送信パ
ルス周波数とすることもできる。
上記実施例で述べた如く、ｆ１，ｆ２，ｆ３の各周波数
をサイクリックに順番に用いることができるが、一般に
は、直接伝搬パルスの周波数ｆ１〜ｆ３とは別のｆ４，
ｆ５の周波数を交互に用いても良い。更に、ｎ＝３の場
合、ｆ１〜ｆ３のうちのｆ１，ｆ２を交互に俯角送信パ
ルス周波数とすることもできる。
【００４５】
【発明の効果】本発明によれば、掃引途中の送信区間に
相当する表示更新が行えない捜索エリアの反射波を、伝
搬時間の異なる海底反射伝搬を用いて送信区間をはずし
て受信するようにすることにより、送信区間に相当する
表示エリアの単位時間当りの捜索回数が増加でき、目標
探知までの時間を短縮できるという効果がある。
相当する表示更新が行えない捜索エリアの反射波を、伝
搬時間の異なる海底反射伝搬を用いて送信区間をはずし
て受信するようにすることにより、送信区間に相当する
表示エリアの単位時間当りの捜索回数が増加でき、目標
探知までの時間を短縮できるという効果がある。
【図１】本発明のアクティブソーナ装置の一実施例を示
す構成図である。
す構成図である。
【図２】（ａ）は音速プロファイルの一例である。
（ｂ）は本発明の実施例における海底反射伝搬の一例で
ある。
（ｂ）は本発明の実施例における海底反射伝搬の一例で
ある。
【図３】本発明の動作を示す主要部分のタイミングチャ
ートである。
ートである。
【図４】本発明の他の実施例のアクティブソーナ装置の
送受信部の構成図である。
送受信部の構成図である。
【図５】従来のアクティブソーナ装置の表示制御部の構
成図である。
成図である。
【図６】従来のアクティブソーナ装置の動作タイミング
チャートである。
チャートである。
１ １／３周期カウンタ ２，３ ＢＢ掃引タイミング発生部 ４ 俯角演算手段 ５ ＢＢ掃引カウンタ ６ ＢＢ基準タイミング発生部 ７，８ ＢＢ掃引制御部 １１ 送信タイミング発生手段 １２ ＳＤ掃引カウンタ １３ ＳＤ基準タイミング発生部 １４ 切替え部 １５ ゼロ出力部 １６〜１８ ＳＤ掃引制御部 １９ 表示部 ２０ 送信制御手段 ２１ 送受波器 ２２ 送受切替え器 ２３ ＳＤ受信処理部 ２４〜２６ ｆ１〜ｆ３信号処理部 ２７，２８ ＢＢ受信処理部 ２９，３０ ＢＢ信号処理部
Claims (3)
- 【請求項１】 一送受信周期内に異なるｎ個（ｎは２以
上の整数）の周波数の直接伝搬パルスの送信とその反射
波の受信とを行うと共に各周波数の受信信号に対する掃
引を同時に行って表示するアクティブソーナ装置であっ
て、前記ｎ個の周波数の直接伝搬パルスの各送信区間を
定める送信区間信号を生成する送信タイミング発生手段
と、捜索海域の音速プロファイル、水深、表示距離及び
送信周波数の数ｎの各情報に基づき海底反射波を送受信
するためのｎ−１個の俯角と、前記ｎ−１個の各俯角に
よる送信から受信までの伝搬時間と、更には平均音速を
夫々算出する俯角演算手段と、前記伝搬時間から各送信
区間に相当する捜索エリアの掃引区間タイミング信号を
ｎ−１個発生する海底反射波掃引タイミング発生手段
と、前記海底反射波掃引の元になる掃引基準パルスを前
記平均音速により生成する基準タイミング発生部及び掃
引区間タイミング信号の期間次第に増加する海底反射波
掃引制御信号を発生する掃引カウンタをｎ−１個有する
海底反射波掃引制御手段と、前記各送信区間に１個の直
接伝搬パルス送信とｎ−１個の俯角送信とを行う送信制
御手段と、前記送信区間信号の発生から次第に増加する
掃引制御信号を表示距離により定まる掃引基準パルスの
期間発生する掃引カウンタをｎ個有する直接伝搬掃引制
御手段と、前記ｎ−１個の俯角送信による海底反射波を
受信して表示するための信号処理を行う海底反射波受信
信号処理手段と、前記ｎ個の周波数の直接伝搬パルス送
信による直接伝搬パルスを受信して表示するための信号
処理を行う直接伝搬パルス受信信号処理手段とを有する
ことを特徴とするアクティブソーナ装置。 - 【請求項２】 前記送信制御手段を、前記俯角送信と前
記直接伝搬パルス送信のための制御部を物理的に分離
し、前記俯角送信及び受信のための送受波器と前記直接
伝搬パルス送信及び受信のための送受波器とを前記制御
部対応に設けたことを特徴とする請求項１記載のアクテ
ィブソーナ装置。 - 【請求項３】 前記ｎ個の周波数の直接伝搬パルスの送
信は前記一送受信周期において等間隔に送信されること
を特徴とする請求項１，２記載のアクティブソーナ装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7316998A JP3001407B2 (ja) | 1995-12-06 | 1995-12-06 | アクティブソーナ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7316998A JP3001407B2 (ja) | 1995-12-06 | 1995-12-06 | アクティブソーナ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09159761A JPH09159761A (ja) | 1997-06-20 |
| JP3001407B2 true JP3001407B2 (ja) | 2000-01-24 |
Family
ID=18083283
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7316998A Expired - Lifetime JP3001407B2 (ja) | 1995-12-06 | 1995-12-06 | アクティブソーナ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3001407B2 (ja) |
-
1995
- 1995-12-06 JP JP7316998A patent/JP3001407B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09159761A (ja) | 1997-06-20 |
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