JPH0119551B2 - - Google Patents

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JPH0119551B2
JPH0119551B2 JP57167828A JP16782882A JPH0119551B2 JP H0119551 B2 JPH0119551 B2 JP H0119551B2 JP 57167828 A JP57167828 A JP 57167828A JP 16782882 A JP16782882 A JP 16782882A JP H0119551 B2 JPH0119551 B2 JP H0119551B2
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JP
Japan
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target
sonar
homing
frequency
sound wave
Prior art date
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Application number
JP57167828A
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Japanese (ja)
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JPS5957181A (en
Inventor
Kyohiko Iwasaki
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NEC Corp
Original Assignee
Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0119551B2 publication Critical patent/JPH0119551B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/52Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00
    • G01S7/52004Means for monitoring or calibrating

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は水中音響静止標的、特にアクチブソー
ナーを搭載した水中航走体によるホーミング性能
を実際のソーナー目標を運用することなく模擬的
に試験するため、水中航走体のアクチブソーナー
の放射する送信音波を受けてこれを予め設定する
ソーナー目標の反射特性に反応した音波に変換し
ても恰も実際のソーナー目標による反射エコーの
如く放射せしめる水中音響静止標的に関する。
Detailed Description of the Invention The present invention aims to simulate the homing performance of an underwater vehicle equipped with an underwater acoustic stationary target, especially an active sonar, without operating an actual sonar target. This invention relates to an underwater acoustic stationary target that receives a transmitted sound wave emitted by an active sonar and converts it into a sound wave that responds to the reflection characteristics of a preset sonar target, thereby emitting it just like a reflected echo from an actual sonar target.

アクチブソーナーを水中航走体に搭載し、海
上、海底を含む海中に存在するソーナー目標を追
尾する装置はホーミング航走体としてよく知られ
ている。
A device that mounts an active sonar on an underwater vehicle and tracks sonar targets in the ocean, including the sea and the ocean floor, is well known as a homing vehicle.

このホーミング航走体は、搭載するアクチブソ
ーナーから送信する送信パルス音波がソーナー目
標を捕捉し、これが反射エコーとしてふたたびア
クチブソーナーによつて受信されると、この受信
信号の存する距離および方位情報にもとずいて絶
えずソーナー目標に正対するように操舵系を駆動
しこれを追尾するホーミング機能を有することも
またよく知られている。
In this homing vehicle, when the transmitted pulse sound wave transmitted from the on-board active sonar captures the sonar target and is received by the active sonar again as a reflected echo, the distance and direction information of this received signal is also acquired. It is also well known to have a homing function in which the steering system is driven so as to constantly face the sonar target and track the sonar target.

このようなホーミング航走体は訓練、機能の確
認その他種種の目的によりしばしばホーミング航
走を実施するが、このためには実際のソーナー目
標、たとえば水上鑑船、潜水鑑等を行動させ、こ
れを対象としてホーミング動作の訓練、機能の確
認等を実施することが望ましいことは明らかであ
る。
Such homing vehicles often carry out homing navigation for training, function confirmation, and other various purposes. It is clear that it is desirable to train homing operations, confirm functions, etc.

しかしながら、かかる目的処理の都度ソーナー
目標を実動せしめることは所要人員、コストその
他多くの関連理由によつて極めて強く制約を受け
易く、従つて、実際のソーナー目標を模擬するも
のとして、ホーミング航走体の送信する送信パル
ス音波を受けてこれをできるだけ実際のエコーに
近い特性のものとして送り返す水中音響標的が多
用されている。
However, operating a sonar target each time such objective processing is subject to extremely strong constraints due to manpower requirements, costs, and many other related reasons, and therefore homing navigation is not recommended as a simulation of an actual sonar target. Underwater acoustic targets are often used, which receive pulsed sound waves transmitted by the body and return them with characteristics as close as possible to actual echoes.

このような水中音響標的には、自走式、えい航
式および固定式があつてそれぞれソーナー、ある
いはホーミング航走体の訓練、機能確認等におけ
る運用目的に応じて選択利用されている。水中音
響静止標的は上述した固定式の水中音響標的であ
り、主としてホーミング航走体の標的として用い
られ、ホーミング航走体のアクチブソーナから発
する送波パルス音波を受信してこれを所望の擬似
エコーパルスとして送出するための送、受波器お
よび電源を含む電子回路等をそれぞれ所定の位置
に装備した水密構造の円筒形状のもので、海底か
ら係留もしくは自由浮遊状態でいずれの場合も自
己浮力を利用してほぼ直立した姿勢で海上または
海中に設置される。
Such underwater acoustic targets include self-propelled, towed, and fixed types, and are selectively used depending on the operational purpose such as sonar or homing vehicle training and function confirmation. The underwater acoustic stationary target is the above-mentioned fixed underwater acoustic target, and is mainly used as a target for homing vehicles. It is a watertight cylindrical structure equipped with electronic circuits including transmitters, receivers, and power sources for transmitting radio waves at predetermined positions, and utilizes self-buoyancy in either case, moored from the seabed or free-floating. It is installed at sea or underwater in an almost upright position.

このようにして設置される水中音響静止標的の
位置は、自由浮遊状態にあつても陸上からの方位
測定等により常に所定の精度で確認される。
The position of the underwater acoustic stationary target installed in this way is always confirmed with a predetermined accuracy by measuring the direction from land, even when it is in a free-floating state.

第1図は従来のこの種の水中音響静止標的の一
般的な構成を示すブロツク図である。
FIG. 1 is a block diagram showing the general configuration of a conventional underwater acoustic static target of this type.

ホーミング航走体の放射する送信パルス音波
は、周波数fi、音圧レベルPiの受信パルス音波1
01として受波器1に入力しこれによつて電気信
号に変換され、これは受信信号102として増幅
器2に送出される。増幅器2は入力増幅回路であ
りこれを所定の電圧レベルまで入力増幅して増幅
器出力201として周波数変換器3に送出する。
The transmitted pulse sound wave emitted by the homing vehicle is a received pulse sound wave 1 with frequency fi and sound pressure level Pi.
01 to the receiver 1, where it is converted into an electrical signal, which is sent to the amplifier 2 as a received signal 102. Amplifier 2 is an input amplification circuit which amplifies the input to a predetermined voltage level and sends it to frequency converter 3 as amplifier output 201.

増幅器出力201は周波数変換器3に送出され
てホーミング航走体とソーナー目標との相対速度
差に対応するドプラ周波数fDを加算される周波数
変換を受ける。このドプラ周波数fDは、通常予め
設定された固定値の周波数を利用している。
The amplifier output 201 is sent to the frequency converter 3 and undergoes frequency conversion in which a Doppler frequency f D corresponding to the relative velocity difference between the homing vehicle and the sonar target is added. This Doppler frequency f D usually uses a frequency with a fixed value set in advance.

ホーミング航走体から放射した送信パルス音波
の周波数fiはソーナー目標によつて反射しこれが
受信音波としてふたたびホーミング航走体に戻る
とき、ホーミング航走体とソーナー目標との速度
差に対応するドプラ周波数fDだけシフトされる。
このドプラ周波数はホーミング航走体とソーナー
目標が近接する場合と離隔していく場合とでは異
り、近接する場合には周波数fiが増加するような
ドプラ周波数、すなわち+fDとなつて影響し、離
隔する場合には逆にfiが減少する−fDとして影響
する。従つてソーナー目標とホーミング航走体の
速度を予め設定すれば受信音波101に与えるべ
き周波数、fi±fDを設定することができる。
The frequency f i of the transmitted pulse sound wave emitted from the homing vehicle is reflected by the sonar target, and when it returns to the homing vehicle as a received sound wave, a Doppler wave corresponding to the speed difference between the homing vehicle and the sonar target is reflected. It is shifted by the frequency f D.
This Doppler frequency differs depending on whether the homing vehicle and the sonar target are approaching or moving away from each other; when the homing vehicle and the sonar target are approaching, the Doppler frequency increases as the frequency f i increases, that is, +f D. , when they are separated, the effect is conversely as f i decreases as −f D . Therefore, by setting the sonar target and the speed of the homing vehicle in advance, it is possible to set the frequency f i ±f D to be given to the received sound wave 101.

周波数変換回路3は、周波数シフト回路等を備
え増幅器出力201の周波数fiに対し、予め設定
したソーナー目標速度V1とホーミング航走体速
度V2との相対速度差に対応するドプラ周波数±fD
を加えたものに変換する。ただしこの場合、ソー
ナー目標速度V1は通常予め設定する最低速度域
値V0以上であるとしてドプラ周波数を設定する
が、これはホーミング航走体によつて捕捉するソ
ーナー目標は、その目的上静止物体を除外して考
慮することが必要であるため、ソーナー目標の速
度にもある最低速度域値V0を設定することによ
る。
The frequency conversion circuit 3 includes a frequency shift circuit, etc., and converts the frequency f i of the amplifier output 201 into a Doppler frequency ±f corresponding to a relative speed difference between a preset sonar target speed V 1 and a homing vehicle speed V 2 . D
Convert to . However, in this case, the Doppler frequency is set assuming that the sonar target speed V 1 is higher than the minimum speed range value V 0 that is normally set in advance, but this means that the sonar target to be acquired by the homing vehicle is stationary for the purpose. Since it is necessary to exclude objects from consideration, a minimum speed range value V 0 is set, which is also the speed of the sonar target.

このようにして周波数fi±fDに変換された受信
信号は周波数変換回路3から周波数変換器出力3
01として電力増幅器4に送出される。
The received signal converted into the frequency f i ±f D in this way is sent from the frequency converter circuit 3 to the frequency converter output 3.
01 to the power amplifier 4.

電力増幅器4は、これを所定のレベルまで電力
増幅し電力増幅回路出力401として送波器5に
送出、これによつて周波数fi±fD、音圧レベルPi
+Tsのレスポンス送信音波501を発生しこれ
を海中に放射する。上述したTsはソーナー目標
の構造、材質等の条件によつて異り、ソーナータ
ーゲツトとして反射レベルの大きさを決定する係
数、いわゆるターゲツトストレングスを示すもの
である。
The power amplifier 4 amplifies the power of this to a predetermined level and sends it to the transmitter 5 as a power amplification circuit output 401, thereby increasing the frequency f i ±f D and the sound pressure level P i
A response transmission sound wave 501 of +T s is generated and radiated into the sea. The above-mentioned T s varies depending on conditions such as the structure and material of the sonar target, and represents a coefficient that determines the magnitude of the reflection level of the sonar target, so-called target strength.

ターゲツトストレングス(Target Strength)
はよく知られるように、ある反射体に入射する音
圧レベルと反射するエコーレベルとの単位距離に
おける比に対応するもので押圧レベルPiと同様な
dB(デシベル)単位で示される量であり通常のソ
ーナー目標では正の値をもつ。音波の入射角によ
つて異り、また入射角が同じで目標の大きさ、従
つて入射する音波によつて照射される面積、およ
びその形状、ならびに材質等によつてもそれぞれ
異る値を有するが、ホーミング航走体の対象とす
るソーナー目標のTsについては、上述したTs
定の基本的条件に加えてホーミング航走体による
実際のソーナー目標に対する既知のホーミング動
作から得られる情報等を利用してこれを設定して
おり、またこの設定値は予め特定する範囲かつ特
定する切替ステツプで任意に切替設定できるよう
にしてある。このことは実際には設定すべきTs
値を有するように電力増幅器4の利得を所望のレ
ベルに切替設定することによつて行われる。
Target Strength
As is well known, it corresponds to the ratio of the sound pressure level incident on a certain reflector to the reflected echo level at a unit distance, and is similar to the pressure level P i .
It is a quantity expressed in dB (decibels) and has a positive value for normal sonar targets. The value varies depending on the incident angle of the sound wave, and also varies depending on the size of the target with the same incident angle, the area irradiated by the incident sound wave, its shape, material, etc. However, regarding the T s of the sonar target targeted by the homing vehicle, in addition to the basic conditions for determining T s described above, information obtained from the known homing movement of the homing vehicle toward the actual sonar target, etc. This is set using the following, and this setting value can be arbitrarily switched within a prespecified range and with a specified switching step. This actually means that you should set T s
This is done by switching and setting the gain of the power amplifier 4 to a desired level so as to have the desired value.

このようにして受信パルス音波101を受信す
るごとにこれに対応したレスポンス送信パルス音
波501を送出して恰も実際のソーナー目標によ
る反射エコーの如くレスポンスすることができ
る。
In this way, each time a received pulsed sound wave 101 is received, a response transmitted pulsed sound wave 501 corresponding to the received pulsed sound wave 101 is sent out, thereby making it possible to respond as if it were an echo reflected by an actual sonar target.

しかしながら従来のこの種の水中音響静止標的
にあつては、次に述べるように、ホーミング航走
体の発する送信パルス音波を受けてこれを増幅、
周波数変換してふたたび送り返す送信音波の波形
は、ソーナー標的のターゲツトストレングス、周
波数およびドプラ周波数を加味しているものの、
実際のソーナー標的の寸法による送信パルス音波
のパルス幅の伸張や、構造の特徴による波形歪は
考慮しておらず、さらにドプラ周波数についても
予め設定したソーナー標的およびホーミング航走
体の速度に対応して得られる固定的な値を利用す
るためこれらの速度の時間的変化率、すなわちソ
ーナー標的とホーミング航走体との接近率は考慮
しないものであるため、ホーミング航走体のホー
ミング能力を正しく評価することができないとい
う欠点がある。
However, in the case of conventional underwater acoustic static targets of this type, as described below, it receives the transmitted pulsed sound waves emitted by the homing vehicle and amplifies them.
The waveform of the transmitted sound wave that is frequency-converted and sent back takes into account the target strength, frequency, and Doppler frequency of the sonar target.
The expansion of the pulse width of the transmitted pulsed sound wave due to the dimensions of the actual sonar target and waveform distortion due to structural characteristics are not considered, and the Doppler frequency also corresponds to the preset speed of the sonar target and homing vehicle. Since the fixed values obtained from the homing vehicle are used, the rate of change over time of these speeds, that is, the rate of approach between the sonar target and the homing vehicle, is not taken into account, so the homing ability of the homing vehicle cannot be correctly evaluated. The disadvantage is that it cannot be done.

本発明の目的は上述した欠点を除去し、ホーミ
ング航走体のホーミング性能を模擬的に試験する
水中音響静止標的において、実際のソーナー目標
による反射エコーの特性を等価的に具備した模擬
反射エコーを発生する手段を備えることによりホ
ーミング航走体のホーミング評価能力を大幅に改
善した水中音響静止標的を提供することにある。
The purpose of the present invention is to eliminate the above-mentioned drawbacks and to provide a simulated reflected echo that has characteristics equivalent to the reflected echo from an actual sonar target in an underwater acoustic stationary target for simulating the homing performance of a homing vehicle. An object of the present invention is to provide an underwater acoustic stationary target that greatly improves the homing evaluation ability of a homing vehicle by being equipped with a generating means.

本発明の標的は、アクチブソーナーを搭載し海
中にあるソーナー目標をホーミングする水中航走
体から放射される送信音波を受けこれを前記ソー
ナー目標による反射エコーを模擬する予め設定し
た特性の音波に変換した模擬反射エコーとしてふ
たたび海中に送出せしめることにより実際のソー
ナー目標を使用することなく前記水中航走体のホ
ーミング性能を模擬的に試験しうる水中音響静止
標的において、受信音波に予め設定したソーナー
目標の運動速度によるドプラ周波数の付与とター
ゲツトストレングスの加算による等価反射エネル
ギーの付与とを行なつたうえさらに実際のソーナ
ー目標による反射エコーにもとづく波形を付与し
た模擬反射エコーを発生しこれをソーナー目標と
水中航走体間の設定相対速度に対応する時間遅延
後に出力する模擬反射エコー発生手段を備えて構
成される。
The target of the present invention receives transmitted sound waves emitted from an underwater vehicle equipped with an active sonar and is homing to a sonar target in the sea, and converts the transmitted sound waves into sound waves with preset characteristics that simulate echoes reflected by the sonar target. The sonar target set in advance for the received sound wave is an underwater acoustic static target that can be sent back into the sea as a simulated reflected echo to test the homing performance of the underwater vehicle without using an actual sonar target. A Doppler frequency is given by the motion speed of the target, and an equivalent reflected energy is given by adding the target strength. Furthermore, a simulated reflected echo is generated with a waveform based on the reflected echo from the actual sonar target, and this is used as a sonar target. It is configured to include simulated reflected echo generating means that outputs after a time delay corresponding to the set relative speed between the underwater vehicles.

次に図面を参照して本発明を詳細に説明する。 Next, the present invention will be explained in detail with reference to the drawings.

第2図において、受波器1、増幅器2、電力増
幅器4および送波器5は第1図における同記号の
ものと同一内容であり、これに関する詳細な説明
は省略する。
In FIG. 2, a receiver 1, an amplifier 2, a power amplifier 4, and a transmitter 5 have the same contents as those with the same symbols in FIG. 1, and a detailed explanation thereof will be omitted.

ホーミング航走体から受ける受信パルス音波1
01を受波器1により電気信号に変換した受信信
号102を増幅器2により所定のレベルに入力増
幅し増幅器出力201として模擬反射エコー発生
器6に送出する。
Received pulsed sound wave 1 received from the homing vehicle
A received signal 102 obtained by converting 01 into an electrical signal by a receiver 1 is input and amplified to a predetermined level by an amplifier 2 and sent to a simulated reflected echo generator 6 as an amplifier output 201.

模擬反射エコー発生器6は、レベル検出器6
1、周波数検出器62、模擬波形発生器63、可
変周波数発信器64およびAM変調器65を備え
て構成される。
The simulated reflection echo generator 6 is a level detector 6
1, a frequency detector 62, a simulated waveform generator 63, a variable frequency oscillator 64, and an AM modulator 65.

増幅器出力201はレベル検出器61および周
波数検出器62に送出され、それぞれ入力音圧レ
ベルPiおよび入力周波数fiを検出しこれらを入力
音圧レベル信号611および入力周波数信号62
1として模擬波形発生器63および可変周波数発
振器64に送出する。
The amplifier output 201 is sent to a level detector 61 and a frequency detector 62, which detect an input sound pressure level P i and an input frequency f i and convert them into an input sound pressure level signal 611 and an input frequency signal 62, respectively.
1 to the simulated waveform generator 63 and variable frequency oscillator 64.

レベル検出器61はホーミング航走体に搭載す
るアクチブソーナーの出力レベル、ホーミング航
走体と水中音響静止標的との距離、ホーミング航
走体の運用海域における海中雑音等を勘案して予
め設定した最小受信入力押圧レベルを比較基準電
圧としてこれと増幅器出力201とをレベル比較
回路で比較し入力押圧レベルが上述した比較基準
電圧レベルを越えるときのみこれを入力音圧レベ
ルと判定し、そのあとピーク値電圧計測回路でそ
のレベル値を計測してからこれをA/Dコンバー
タによつて予め特定するビツト数の入力レベルに
対応する2値の論理値系列による入力押圧レベル
信号611として出力する。
The level detector 61 has a preset minimum level that takes into account the output level of the active sonar mounted on the homing vehicle, the distance between the homing vehicle and the underwater acoustic stationary target, the underwater noise in the operating area of the homing vehicle, etc. Using the received input pressure level as a comparison reference voltage, this and the amplifier output 201 are compared in a level comparison circuit, and only when the input pressure level exceeds the comparison reference voltage level mentioned above, this is determined to be the input sound pressure level, and then the peak value is determined. After the level value is measured by the voltage measuring circuit, it is outputted by the A/D converter as an input pressure level signal 611 based on a binary logical value series corresponding to the input level of a predetermined number of bits.

周波数検出器62は、増幅器出力201を受
け、周波数弁別回路を利用する周波数検出回路に
よりその周波数に対応するレベルの直流電圧を出
力しこれを入力周波数信号621として可変周波
数発信器64に送出する。入力周波数信号621
は、受信パルス音波101の周波数fiに対応し、
この周波数fiはホーミング航走体の水中音響静止
標的方向の速度成分に対応するドプラ周波数シフ
トを受け、ホーミング航走体の速度に対応して変
化する値を有するものである。
Frequency detector 62 receives amplifier output 201, outputs a DC voltage at a level corresponding to the frequency by a frequency detection circuit using a frequency discrimination circuit, and sends this as input frequency signal 621 to variable frequency oscillator 64. Input frequency signal 621
corresponds to the frequency f i of the received pulsed sound wave 101,
This frequency f i is subjected to a Doppler frequency shift corresponding to the speed component of the homing vehicle in the direction of the underwater acoustic stationary target, and has a value that changes in accordance with the speed of the homing vehicle.

さて、受信パルス音波101を受けてこれを実
際のソーナー標的による反射エコーを模擬するも
のとして構成せしめるためには、従来行われてい
る第1図の場合の如く、受信パルス音波101
に、予め設定したソーナー目標の運動速度による
ドプラ周波数の付与、および前述したターゲツト
ストレングスTsの加算による等価反射エネルギ
ーの付与のみでは不十分である。
Now, in order to receive the received pulsed sound wave 101 and configure it to simulate a reflected echo from an actual sonar target, as in the conventional case shown in FIG.
However, it is not sufficient to simply apply the Doppler frequency based on the preset motion speed of the sonar target and apply the equivalent reflected energy by adding the target strength T s described above.

実際のソーナー目標による反射エコーを再現す
るためには、ソーナー目標の寸法によるパルス幅
の等価的な伸張、ソーナー目標の反射点の相違に
よる反射係数の相違にもとずく反射エコーの歪な
らびにホーミング航走体とソーナー目標とを結ぶ
対向方向における両者の速度成分の相対差に対応
したレスポンス送信パルス音波501の遅延時間
の付与が必要となり、これらの条件を従来の条件
に含めてはじめて実際のソーナー目標による反射
エコーの条件を具備したものとなつて、正しいホ
ーミング航走体のホーミング動作の試験、従つて
評価が可能となる。
In order to reproduce the reflected echo from an actual sonar target, it is necessary to equivalently stretch the pulse width depending on the dimensions of the sonar target, distort the reflected echo due to the difference in the reflection coefficient due to the difference in the reflection point of the sonar target, and adjust the homing direction. It is necessary to add a delay time to the response transmission pulse sound wave 501 that corresponds to the relative difference in velocity components between the moving object and the sonar target in the opposing directions. By satisfying the conditions for reflected echoes, it becomes possible to test and therefore evaluate the correct homing operation of the homing vehicle.

模擬波形発生器63は実際のソーナー目標によ
る反射エコー、すなわちソーナー目標の物理的形
状、寸法等に対応した送信パルス波形を発生する
とともに、さらにこの波形にホーミング航走体と
ソーナー目標間の相対速度差に対応する入力時延
時間を与える動作を行うものである。
The simulated waveform generator 63 generates a transmission pulse waveform corresponding to the reflected echo from the actual sonar target, that is, the physical shape, dimensions, etc. of the sonar target. The operation is to provide an input delay time corresponding to the difference.

ホーミング航走体から放射する送信パルス音波
は予め特定する送波指向性に対応した立体角を有
する送波ビームとしてソーナー目標にあたると、
上述した立体角とソーナー目標までの距離によつ
て決定されるソーナー目標の全体もしくは1部で
反射されて反射エコーとなるが、通常の送波指向
性、パルス幅およびソーナー目標とホーミング航
走体のホーミング中の距離においてはソーナー目
標各部からの反射エコーが送信パルス音波のパル
ス幅を越える長さとなつて受信され、またこの反
射エコーはソーナー目標の各部から反射される反
射波の合成によるものであるためソーナー目標の
各部ごとに異る反射係数によつて異るレベルを有
し、従つて波形にはこれに対応した振幅歪を有し
ている。
When the transmitted pulsed sound wave emitted from the homing vehicle hits the sonar target as a transmitted wave beam having a solid angle corresponding to the transmitted wave directivity specified in advance,
It is reflected by all or part of the sonar target, which is determined by the solid angle and distance to the sonar target mentioned above, and becomes a reflected echo. During homing, reflected echoes from various parts of the sonar target are received with a length that exceeds the pulse width of the transmitted pulsed sound wave, and these reflected echoes are the result of a combination of reflected waves reflected from various parts of the sonar target. Therefore, each part of the sonar target has a different level depending on the different reflection coefficient, and therefore the waveform has a corresponding amplitude distortion.

また、ソーナー目標とホーミング航走体との間
には通常相対速度差があり、この相対速度差が反
射エコーに対するドプラ周波数を決定し、また反
射エコーにはこの相対速度差に対応する時間遅延
を与えることとなる。
Additionally, there is usually a relative velocity difference between the sonar target and the homing vehicle, and this relative velocity difference determines the Doppler frequency for the reflected echo, which also has a time delay corresponding to this relative velocity difference. It will be given.

本実施例においてはホーミング航走体の放射す
る送信パルス音波がソーナー目標によつて受ける
パルス幅の等価的伸張、および振幅歪は、予めソ
ーナー航走体をソーナー目標にホーミング航走せ
しめて反射エコー収録装置等により取得した実際
の反射エコーの情報を利用してこれに擬似した信
号を発生し、また、これを次の(1)式で示す接近率
δに対する時間遅延を施して模擬波形発生器63
から出力せしめている。
In this embodiment, the equivalent expansion of the pulse width and the amplitude distortion that the transmitted pulse sound wave emitted by the homing vehicle is subjected to by the sonar target are determined by homing the sonar vehicle to the sonar target in advance and emitting reflected echoes. A simulated signal is generated using the information of the actual reflected echo obtained by a recording device, etc., and a time delay is applied to this signal according to the approach rate δ shown by the following equation (1) to generate a simulated waveform generator. 63
It is output from

δ=(R1−R2)/T ……(1) (1)式においてR1はホーミング航走体とソーナ
ー目標とを結ぶ直線方向でホーミング航走体が単
位時間にソーナー目標に近づく距離、R2はソー
ナー目標がホーミング航走体から単位時間に離隔
もしくは近接する距離を示し、それぞれホーミン
グ航走体とソーナー目標の速度に対応するもので
ある。また、Tはホーミング航走体の放射する送
信パルス音波の送信周期を示し、従つてδはソー
ナー目標に対するホーミング航走体のホーミング
時における距離接近率を示す係数と考えることが
でき、またδは明らかにホーミング航走体とソー
ナー目標との相対速度差、従つてドプラ周波数に
対応する値を有し、ドプラ周波数が決定すれば容
易に設定することができる。送信パルス音波によ
るソーナーの目標エコーはこのδの値に比例する
時間遅延を受けるので入力する受信パルス音波の
ドプラ周波数に対応して決定しうるこのδに対応
した時間遅れを与えてやることにより実際のホー
ミング航走体とソーナー目標との相対速度差によ
る反射波エコーの遅延時間を設定してやることが
できる。
δ=(R 1 − R 2 )/T...(1) In equation (1), R 1 is the distance at which the homing vehicle approaches the sonar target in unit time in the straight line direction connecting the homing vehicle and the sonar target. , R2 indicates the distance at which the sonar target moves away from or approaches the homing vehicle per unit time, and corresponds to the speeds of the homing vehicle and the sonar target, respectively. Further, T indicates the transmission period of the transmitted pulse sound wave emitted by the homing vehicle, and therefore δ can be considered as a coefficient indicating the distance approach rate of the homing vehicle when homing to the sonar target, and δ is Obviously, it has a value corresponding to the relative speed difference between the homing vehicle and the sonar target, and therefore the Doppler frequency, and can be easily set once the Doppler frequency is determined. The target echo of the sonar caused by the transmitted pulsed sound wave is subject to a time delay proportional to the value of δ, so by giving a time delay corresponding to this δ, which can be determined in accordance with the Doppler frequency of the inputted received pulsed sound wave, the actual It is possible to set the delay time of the reflected wave echo due to the relative speed difference between the homing vehicle and the sonar target.

さて、第2図において、模擬波形発生器63
は、実際のホーミング航走体とソーナー目標とを
利用して予め収録した代表的反射エコー情報を予
め特定するサンプリング周期でサンプリングした
サンプル値をストアしかつ予め制御プログラムを
内蔵するROM、入力する入力押圧レベル信号6
11を上述したROMのプログラムの制御のもと
に次次に読込むRAM、任意関数発生回路、D/
Aコンバータ等を備え、RAMに入力音圧レベル
信号611を読込むとともにROMにストアして
ある反射エコー情報をサンプル順に読出してこれ
を任意を関数発生回路に送出し、これらにRAM
から読出した入力レベル信号611の大きさに対
応する重み付けを行なつて任意関数としての模擬
信号波形を発生する。
Now, in FIG. 2, the simulated waveform generator 63
is a ROM that stores sample values sampled at a sampling period that specifies representative reflected echo information that has been recorded in advance using an actual homing vehicle and sonar target, and also has a control program built in, and an input that is inputted. Pressure level signal 6
11 is a RAM that is read one after another under the control of the ROM program described above, an arbitrary function generation circuit, and a D/
It is equipped with an A converter, etc., reads the input sound pressure level signal 611 into the RAM, reads out the reflected echo information stored in the ROM in sample order, sends it arbitrarily to the function generation circuit, and inputs the input sound pressure level signal 611 into the RAM.
A simulated signal waveform as an arbitrary function is generated by performing weighting corresponding to the magnitude of the input level signal 611 read from the input level signal 611 .

模擬信号発生器63はさらに、予め設定するソ
ーナー目標とホーミング航走体の速度差に対応す
るドプラ周波数fDに対応する(1)式のδをROMの
プログラムに設定しておき、上述した模擬信号波
形をこのδと送信周期によつて決定される時間、
遅延回路によつて遅延させ、これを模擬波形信号
631としてAM変調回路65に送出する。
The simulated signal generator 63 further sets in the ROM program δ of equation (1), which corresponds to the Doppler frequency f D corresponding to the speed difference between the preset sonar target and the homing vehicle, and performs the simulation described above. The signal waveform is determined by this δ and the transmission period,
It is delayed by a delay circuit and sent to the AM modulation circuit 65 as a simulated waveform signal 631.

一方、入力周波数信号621は可変周波数発信
器64に送出される。可変周波数発信器64は電
圧制御発振器を備え、入力周波数信号621を入
力し、そのレベル、すなわち受波パルス音波10
1の周波数fiに比例する周波数の信号を発生し、
さらに周波数シフト回路を介してこれに前述した
ドプラ周波数fDを加えた周波数、fi+fDの周波数
を発生、これを内蔵する増幅回路で所定のレベル
とし、可変周波数信号641としてAM変調器6
5に送出する。
Meanwhile, input frequency signal 621 is sent to variable frequency oscillator 64. The variable frequency oscillator 64 includes a voltage controlled oscillator, receives the input frequency signal 621, and adjusts its level, that is, the received pulsed sound wave 10.
generate a signal with a frequency proportional to the frequency f i of 1,
Furthermore, a frequency obtained by adding the above-mentioned Doppler frequency f D to this frequency, f i +f D , is generated via a frequency shift circuit, and this is set to a predetermined level by a built-in amplifier circuit, and is sent to the AM modulator 6 as a variable frequency signal 641.
Send on 5th.

AM変調器はAM変調回路によつて可変周波数
信号641を模擬波形信号631によつてAM変
調し、所望の周波数、波形ならびに遅延時間を有
する模擬反射エコー出力信号651として出力、
これを電力増幅器4に送出する。
The AM modulator performs AM modulation on the variable frequency signal 641 using the simulated waveform signal 631 using the AM modulation circuit, and outputs it as a simulated reflected echo output signal 651 having a desired frequency, waveform, and delay time.
This is sent to the power amplifier 4.

電力増幅器4は入力する模擬反射エコー出力信
号651を所定のレベルまで増幅し、この電力増
幅器出力401を送波器5を介して受波パルス音
波101の入力音圧レベルPiにターゲツトストレ
ングスレベルTsを加えた出力音圧レベルPi+Ts
とし、これをレスポンス送信パルス音波501と
して送波する。
The power amplifier 4 amplifies the input simulated reflected echo output signal 651 to a predetermined level, and transmits this power amplifier output 401 via the transmitter 5 to the input sound pressure level P i of the received pulsed sound wave 101 to a target strength level T. Output sound pressure level P i + T s
This is transmitted as a response transmission pulse sound wave 501.

このようにして得られるレスポンス送信パルス
音波501は、実際のソーナー標的による反射エ
コーとほぼ同じ波形を有し、また実際のソーナー
目標のターゲツトストレングス、従つて反射係数
に対応したレベルと、ソーナー目標とホーミング
航走体との速度差すなわちドプラ周波数に対応し
かつ接近率を考慮した遅延時間を受けた内容でホ
ーミング航走体に送出され、実際のソーナー目標
による反射エコーをほぼ完全に擬似し得た擬似反
射エコーとして利用することができ、ホーミング
航走体のホーミング性能の評価精度を大幅に改善
することができる。
The response transmitted pulse sound wave 501 obtained in this way has a waveform that is almost the same as the echo reflected by the actual sonar target, and has a level that corresponds to the target strength and therefore the reflection coefficient of the actual sonar target. The content was sent to the homing vehicle with a delay time that corresponded to the speed difference with the homing vehicle, that is, the Doppler frequency, and took into account the approach rate, and it was able to almost completely simulate the echo reflected by the actual sonar target. It can be used as a pseudo reflected echo, and the accuracy of evaluating the homing performance of a homing vehicle can be greatly improved.

本発明は、ホーミング航走体のホーミング性能
の評価、確認等を行うため実際のソーナー目標の
代りに擬似反射エコーを発生することを目的とす
る水中音響静止標的において、実際の反射エコー
の特徴を具備した擬似反射エコーを発生してこれ
を送出する点に基本的な特徴を有するものであ
り、第2図に示す本発明の実施例の変形も種々考
えられる。
The present invention is an underwater acoustic stationary target whose purpose is to generate a pseudo reflected echo instead of an actual sonar target in order to evaluate and confirm the homing performance of a homing vehicle. The basic feature is that a pseudo reflected echo is generated and transmitted, and various modifications of the embodiment of the present invention shown in FIG. 2 can be considered.

たとえば、第2図の実施例によつて得られるレ
スポンス送信パルス音波501は、ソーナー目標
とホーミング航走体との接近率に対応した遅延時
間、ソーナー目標による送信パルス音波のパルス
幅伸長および波形の振幅歪いずれも考慮し、これ
を従来の水中音響静止標的におけるドプラ周波数
およびターゲツトストレングスの条件に加味して
いるが、これは接近率だけ、またはパルス幅伸長
および波形の振幅歪だけのいずれかの条件のみを
それぞれ単独もしくは複合で利用するか、あるい
は上述した従来の条件と単独もしくは複合の形式
で組合せて利用しても差支えなく、これは模擬波
形発生器63のROMの内蔵する制御プログラム
の変更によつて容易に実施できることは明らかで
ある。
For example, the response transmitted pulse sound wave 501 obtained by the embodiment of FIG. We consider both amplitude distortion and add this to the Doppler frequency and target strength conditions for conventional hydroacoustic stationary targets, but this does not apply to either approach rate alone or pulse width stretching and waveform amplitude distortion alone. There is no problem in using the conditions alone or in combination, or in combination with the above-mentioned conventional conditions alone or in combination, and this is done by changing the control program built in the ROM of the simulated waveform generator 63. It is clear that it can be easily implemented by

また、第2図における受波器1および送波器5
はこれとほぼ等価な特性を有する送受兼用の送受
波器と置換えてもよく、またレベル検出器61か
ら出力する入力音圧レベル信号611はこれを入
力レベルに対応したデジタル量の信号としている
が、これはアナログ信号として送出し、模擬波形
発生器においてA/Dコンバータ等を介してデジ
タル量とするか、もしくは模擬波形発生回路の任
意関数発生回路をアナログ回路構成としてこの入
力音圧レベル信号611による重み付けを行うこ
とも容易に実施できることは明らかである。
In addition, the receiver 1 and the transmitter 5 in FIG.
may be replaced with a transmitting/receiving transducer having substantially equivalent characteristics, and the input sound pressure level signal 611 output from the level detector 61 is a digital signal corresponding to the input level. This input sound pressure level signal 611 can be sent as an analog signal and converted into a digital quantity via an A/D converter or the like in the simulated waveform generator, or the arbitrary function generating circuit of the simulated waveform generating circuit can be configured as an analog circuit. It is clear that weighting can also be carried out easily.

さらに、可変周波数発信器64は本実施例にお
ける電圧制御発振器の代りに周波数合成回路によ
る可変周波数発生形式としても容易に実施できる
ことは明らかであり、以上はすべて本発明の主旨
を損うことなく容易に実施できるものである。
Furthermore, it is clear that the variable frequency oscillator 64 can be easily implemented as a variable frequency generation type using a frequency synthesis circuit instead of the voltage controlled oscillator in this embodiment, and all of the above can be easily implemented without detracting from the gist of the present invention. It can be implemented in

以上説明した如く本発明によれば、ホーミング
航走体のホーミング性能の評価、確認等を行うた
め実際のソーナー目標の代りに模擬反射エコーを
発生することを目的とする水中音響静止標的にお
いて、実際のソーナー目標による反射エコーを利
用し、実際の反射エコーの特徴を具備した擬似反
射エコーを発生してこれを送出する模擬反射エコ
ー発生手段を備えて擬似反射エコーを実際の反射
エコーにほぼ完全に近似させることを図ることに
より、ホーミング航走体のホーミング性能の評価
および確認の精度を大幅に改善し、従つて評価お
よび確認に要する時間も著しく減少できる水中音
響静止標的が実現できるという効果がある。
As explained above, according to the present invention, an underwater acoustic static target whose purpose is to generate a simulated reflected echo instead of an actual sonar target in order to evaluate and confirm the homing performance of a homing vehicle, etc. By using the reflected echo from the sonar target of By making the approximation possible, the accuracy of evaluating and confirming the homing performance of a homing vehicle can be greatly improved, and the time required for evaluation and confirmation can be significantly reduced. This has the effect of realizing an underwater acoustic stationary target. .

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

第1図および第2図は従来および本発明による
水中音響静止標的のブロツク図である。 1……受波器、2……増幅器、3……周波数変
換器、4……電力増幅器、5……送波器、6……
模擬反射エコー発生回路、61……レベル検出
器、62……周波数検出器、63……模擬波形発
生器、64……可変周波発信器、65……AM変
調器。
1 and 2 are block diagrams of underwater acoustic static targets according to the prior art and the present invention. 1... Receiver, 2... Amplifier, 3... Frequency converter, 4... Power amplifier, 5... Transmitter, 6...
Simulated reflected echo generation circuit, 61... Level detector, 62... Frequency detector, 63... Simulated waveform generator, 64... Variable frequency oscillator, 65... AM modulator.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 アクチブソーナーを搭載し海中にあるソーナ
ー目標をホーミングする水中航走体から放射され
る送信音波を受けてこれを前記ソーナー目標によ
る反射音を模擬する予め設定した特性の音波に変
換した模擬反射エコーとしてふたたび海中に送出
せしめることにより実際のソーナー目標を使用す
ることなく前記水中航走体のホーミング性能を模
擬的に試験しうる水中音響静止標的において、受
信音波に予め設定したソーナー目標の運動速度に
よるドプラ周波数の付与とターゲツトストレング
スの加算による等価反射エネルギーの付与とを行
なつたうえさらに実際のソーナー目標による反射
エコーにもとづく波形を付与した模擬反射エコー
を発生しこれをソーナー目標と水中航走体間の設
定相対速度に対応する時間遅延後に出力する模擬
反射エコー発生手段を備えて前記水中航走体の送
信音波に対する前記模擬反射エコーを送出するこ
とを特徴とする水中音響静止標的。
1 A simulated reflected echo that receives a transmitted sound wave emitted from an underwater vehicle equipped with an active sonar and is homing to a sonar target in the sea, and converts it into a sound wave with preset characteristics that simulates the sound reflected by the sonar target. In an underwater acoustic stationary target, it is possible to simulate the homing performance of the underwater vehicle without using an actual sonar target by sending it into the sea again as a sonar target. In addition to adding a Doppler frequency and adding target strength to give equivalent reflected energy, a simulated reflected echo is generated with a waveform based on the echo reflected by the actual sonar target, and this is used to identify the sonar target and the underwater vehicle. An underwater acoustic stationary target characterized in that the underwater acoustic stationary target is equipped with a simulated reflected echo generating means that outputs the simulated reflected echo after a time delay corresponding to a set relative velocity between the underwater vehicle and the simulated reflected echo in response to the transmitted sound wave of the underwater vehicle.
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JPS4946702U (en) * 1972-07-25 1974-04-24
JPS5451559A (en) * 1977-09-29 1979-04-23 Nec Corp Mimic target

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