JPH0126031B2

JPH0126031B2 -

Info

Publication number: JPH0126031B2
Application number: JP57143427A
Authority: JP
Inventors: Kyoshi Koyano; Kiichiro Arata
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1982-08-20
Filing date: 1982-08-20
Publication date: 1989-05-22
Also published as: JPS5934178A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、ターゲツトストレングスが大きい場
合であつてもハウリングが生じないように構成さ
れたソーナー用擬似標的装置に関するものであ
る。

ソーナーの探知訓練やソーナー機器の性能評価
を行なう場合音響ターゲツトとして擬似標的装置
が必要となつているが、従来のものにあつてはタ
ーゲツトストレングス（音波の反響強さ）が固定
的であるか、またはそれが可変である場合にはハ
ウリングが生じるという不具合をもつている。

即ち、水中に置かれる擬似標的の極めて簡単な
ものとしてはトリプレンが挙げられる。これは板
が交叉するようにしてなる反射板形式のものであ
るが、その形状によつてターゲツトストレングス
が一義的に定まるものとなつている。ところで、
ソーナーの探知訓練やソーナー機器の性能評価を
行なう場合ターゲツトストレングスは可変である
ことが望ましいが、可変制御し得るものとしては
レスポンダーが挙げられる。これは、受波器で受
信された音響信号を増幅して受話器とは異なるト
ランスデユーサであるところの送波器より水中に
折り返し送信するものであるが、これによる場合
は新たな問題が生じるようになつている。という
のは、ターゲツトストレングスが＋10dB程度に
なると、送受信信号間にハウリングが生じるよう
になり使用不可能となるからである。このため特
公昭42−7508号公報に開示しているように、受信
信号ルートに移相回路を挿入し、送信から受信へ
の漏洩音響フイードバツクとして積極的に利用す
ることによつて、ハウリング限界を＋40dBのタ
ーゲツトストレングスまで改善したものも知られ
ている。しかし、このようなレスポンダーでも依
然としてハウリング限界が存するばかりか、周波
数が変更される度に移相量を再設定しなければな
らず実用上不便なものとなつているのが実情であ
る。また、レスポンダー般においては電池が動作
電源として用いられるが、従来のレスポンダーに
あつては常時動作状態におかれるようになつてい
ることから、電池の消耗が激しく頻繁に電池を交
換しなければならないものとなつている。更にタ
ーゲツトストレングスが可変設定可であつてもそ
の設定は手動によつて行なわれ遠隔より容易に設
定し得ないという不具合がある。

よつて本発明の目的は、ターゲツトストレング
スを大きく設定した場合でもハウリングが生じな
く、しかも周波数の変更にも容易に対処し得るソ
ーナー用擬似標的装置を供するにある。また、本
発明の他の目的は、遠隔からの電源のオン・オフ
制御およびターゲツトストレングスの設定制御が
可能とされたソーナー用擬似標的装置を供するに
ある。

この目的のため本発明は、送信時導通状態にお
かれる送受自動切替回路が単巻トランスにおける
共通巻線部分、前置増幅器入力段、電力増幅器出
力段にそれぞれ配されるとして、受波器によつて
送信された音響信号対応の受信信号は整合トラン
ス、前置増幅器、バンドパスフイルタ、検波器、
遅延回路、波形整形回路をそれぞれ介されること
によつて、その信号のパルス幅分遅延され、且つ
波形整形された変調信号あるいはゲート制御信号
として得られ、バンドパスフイルタ出力の周波数
解析結果に応じ発振周波数が制御される同期発信
器からの発振出力は、その変調信号あるいはゲー
ト制御信号によつてゲート回路で変調、あるいは
ゲート制御されたうえターゲツトストレングス設
定用レベル可変器、電力増幅器、整合トランスを
介し受波器に印加されるようになしたものであ
る。

以上の構成に加え更に遠隔からの制御指令を受
信・解読する無線受信機が追加されることで、制
御指令の受信・解読結果によつて電源のオン・オ
フといつた電源供給制御や、ターゲツトストレン
グスの設定制御が行われるべくなしたものであ
る。

以下、本発明を第１図から第３図により説明す
る。

先ず第１図ａ，ｂにより本発明による装置の使
用態様について説明する。第１図ａに示すように
海面１下の必要水深位置に擬似標的装置本体５を
置くべくブイ３に必要長さの吊下ケーブル４を介
し擬似標的装置本体５を吊り下げるようにして使
用するものである。本例でのものは遠隔制御が可
能となつていることからブイ３には無線アンテナ
６が取付され、ブイ３内部にはまた無線受信機が
収容されるようになつている。この無線受信機は
専用の電池を動作電源として常時無線送信系から
の制御指令電波を受信可能となつており、制御指
令を受信した場合には擬似標的装置本体５内部に
おいて装置本体用動作電源をオン・オフしたり、
ターゲツトストレングスを所望に設定するように
なつているわけである。装置本体用動作電源がオ
ン状態にあつて、しかもターゲツトストレングス
が所望に設定されている状態で音響信号が擬似標
的装置本体５で受信されれば、擬似標的装置本体
５はこれの応答としてその音響信号受信後に所望
ターゲツトストレングスの音響信号を送受兼用の
トランデユーサより水中に送信するようになつて
いるものである。第１図ｂは擬似標的装置本体５
に更に吊下紐７を介して重錘８を取付し、重錘８
を海底２に着底させることによつて擬似標的装置
本体５が海流によつて流されないようにしたもの
であるが、これを除けば事情は第１図ａに示すも
のに同様である。

さて、第２図、第３図により本発明を具体的に
説明する。第２図は本発明による装置の電気的な
構成を、また、第３図はその要部における入出力
信号波形を定性的に示したものである。

これによると送信側から送信された規定パルス
幅の受信音響信号Ａは受波器１５によつて受信さ
れ電気的な受信信号Ｃに変換されるようになつて
いる。この受信信号Ｃは通常数ｍＶの大きさであ
ることから、整合トランス（単巻トランス）を構
成する巻線１６ａ，１６ｂ間に挿入接続されてい
る逆並列接続のツエナーダイオード（ツエナー電
圧は数Ｖのもの、以下のツエナーダイオードにつ
いても同様）１７，１８は何れも導通しなく不導
通状態にある。また、前置増幅器２３の入力側に
設けられている逆並列接続のツエナーダイオード
２１，２２および電力増幅器３５との間に設けら
れている逆並列接続のツエナーダイオード３６，
３７，３８，３９も何れも不導通状態にある。し
かして、音響信号Ａが受信された場合には音響信
号Ａ対応の受信信号Ｃは殆ど損失することなく抵
抗１９，２０を介し前置増幅器２３で増幅される
ところとなるものである。前置増幅器２３によつ
て増幅された受信信号Ｃは次にバンドパスフイル
タ２４によつて雑音が除去された後検波器２５に
よつて検波される一方、周波数分析器３１によつ
てはその周波数が分析されるようになつている。
このうち検波器２５出力信号Ｄはそのレベルがパ
ルスレベル検出器２６によつて検出され、検出さ
れたレベルはパルスレベル遅延回路２７によつて
パルス幅相当分更に延長された状態として出力さ
れる。また、検波器２５出力信号Ｄはパルス幅遅
延回路２８によつてパルス幅相当分遅延された後
パルス整形回路２９によつて波形整形されるが、
パルスレベル比較回路３０ではパルスレベル遅延
回路２７およびパルス整形回路２９からの出力に
もとづき検波器２５出力信号Ｄをパルス幅相当分
遅延され、且つ波形整形された変調信号あるいは
ゲート制御信号として得るようになつている。

一方、バンドパスフイルタ２４の出力は周波数
分析器３１によつてその周波数が分析されるが、
同期発振器３２はその分析結果によつて発振周波
数が制御されるようになつている。その周波数と
同一の周波数が同期発振器３２より得られるもの
であるが、その振幅レベルは一定とされる。同期
発振器３２の出力は変調機能を有するゲート回路
３３でパルスレベル比較回路３０からの変調信号
あるいはゲート制御信号によつて振幅変調、ある
いはゲート制御されるが、これによりバンドパス
フイルタ２４の出力と同一の周波数をもつ信号が
パルス幅相当分遅延されたものとしてゲート回路
３３より得られるものである。即ち、受信音響信
号Ａの周波数が変更される場合であつても、結果
的にバンドパスフイルタ２４の出力側に存する回
路はパルス幅分の遅延を与えるためのアナログ遅
延回路４０として機能する。ゲート回路３３の出
力はレベル可変器３４を介し電力増幅器３５で所
望のターゲツトストレングスとなるべく増幅され
るが、ターゲツトストレングスの設定はレベル可
変器３４によつている。レベル可変器３４を制御
することによつて所望のターゲツトストレングス
が得られるわけであるが、レベル可変器３４に対
する制御は手動によつている。これはまた、後述
するように遠隔制御により行なうことも可能であ
る。何れにしてもレベル可変器３４を適当に制御
する場合は所望のターゲツトストレングスが得ら
れるものである。

さて、電力増幅器３５の出力は音響信号に変換
されたうえ水中に送信されるところとなるが、そ
の送信には受波器１５を用い得る。これは、送信
は受信の終了を待つて行なわれるからであり、し
たがつて、受波用としてのトランスデユーサを送
信時には送波用として用い得るものである。通常
電力増幅器３５出力としての送信信号Ｊは数十〜
数百Ｖにもなることから、逆並列接続のツエナー
ダイオード１７，１８，３６，３７，３８，３９
は導通することになり、しかしてその送信信号Ｊ
は整合トランスにて昇圧されたうえ受波器１５よ
り送信音響信号Ｂとして水中に送信され得るもの
である。ただ、ここで注意すべきはハウジングを
防止すべく送信信号Ｊが受信側に漏洩してはなら
ないということである。前置増幅器２３の入力側
に設けられている逆並列接続のツエナーダイオー
ド２１，２２はそのためのものであり、送信時に
は増幅器入力端子を短絡すべく動作するようにな
つている。これによりハウリングは有効に防止さ
れるものである。

因みに、ここで単巻トランス（特殊変圧器の一
種）について簡単に説明すれば、第４図はその一
般的な等価回路を示したものである。図示のよう
に巻線Ｌの両端からは高圧側の端子T₁，T′₁が引
き出されており、また、その両端の何れかと巻線
Ｌの途中とからは低圧側の端子T₂，T′₂が引き出
されたものとなつている。巻線Ｌは直列巻線
（ａ，ｂ間）と共通巻線（共用巻線、あるいは分
路巻線ともいう）（ｂ，ｃ間）とから構成される
が、ここでａ，ｃ間の巻線数をN₁、ｂ，ｃ間の
それをN₂とすれば、これらとE₁，E₂との間には
E₁／E₂＝N₁／N₂なる関係が成立するものとなつ
ている。即ち、端子T₁，T′₂間に電圧E₁が印加さ
れた場合には端子T₂，T′₂間に電圧E₂（E₁＞E₂）
が発生され、逆に端子T₂，T′₂間に電圧E₂が印加
された場合には端子T₁，T′₁間に電圧E₁が発生さ
れるようになつているものである。本例では端子
T′₁，T′₂、は共通端子として形成されるが、端子
T′₂、は必ずしも巻線Ｌの一端から引出される必
要はなく、場合によつては巻線Ｌの途中より引き
出されてもよいものとなつている。特に巻線Ｌの
両端側に同一巻線数の直列巻線が設けられたもの
は平衡型のものとされるが、第２図に示すものは
その平衡型のものとして構成されたものとなつて
いる。その共通巻線あるいは分路巻線の中央部に
は送受自動切替回路が直列状態に設けられている
わけであるが、一般的には何れの形式の単巻トラ
ンスでも使用可能となつている。その共通巻線、
あるいは分路巻線の任意部分に送受自動切替回路
が直列に挿入されていればよいものである。

このように本発明では、受信信号をそのパルス
幅相当分遅延したものを送信信号としていること
から、受波用のトランスデユーサを送波用として
も用い得、しかもツエナーダイオードによる送受
自動切替回路によつてハウリングは有効に防止さ
れることから、実用上ターゲツトストレングスの
範囲は実に＋60dBまでにも高め得るものとなつ
ている。これによつて一応の目的は達し得たわけ
であるが、他の本発明においては更に動作用電源
のオン・オフ制御やレベル可変器に対する制御が
遠隔からの無線によつて行ない得るようになつて
いる。

第２図にはその遠隔制御を行なうための回路部
分も併せて示されているが、当然のことながら既
述の無線アンテナ６および無線受信機９が必要と
なつている。遠隔制御が行なわれない場合には動
作電源としての電池１２は、必要とされる全ての
回路部分に電源を常時供給しているが、遠隔制御
の場合には必要な場合のみ供給されるようになつ
ているものである。第２図により具体的に説明す
れば、無線受信機９および電源制御回路１０には
専用の電源としての電池（図示せず）が用意され
ており、これらは常時動作状態におかれるように
なつている。しかして、このような状態で無線受
信機９によつて制御指令が受信・解読されると、
その制御指令が電源に関するものであれば、その
指令如何によつて電源制御回路１０を介してリレ
ーコイル１１が励磁されたり、消勢されることに
なり、そのリレー接点１３によつて電源の供給が
制御されるものである。これにより電池１２の消
耗は極力抑えられるものである。リレー接点１３
の閉成によつてはターゲツトストレングス制御器
１４にも電源が供給されるが、このような状態で
ターゲツトストレングスの設定に関する制御指令
が受信されれば、その指令通りにターゲツトスト
レングス制御器１４がレベル可変器３４を制御す
るところとなるものである。先の本発明において
はレベル可変器３４は手動によつて制御されるよ
うになつており、ターゲツトストレングの変更が
生じる度に擬似標的装置本体５を海中より引揚げ
る必要があつたが、本発明においてはこれが不要
とされるものである。因みに、以上のような無線
による遠隔制御は、いわゆる“ラジコン”の分野
においてはよく知られたものとなつており、その
遠隔制御技術を利用することによつて容易に実施
可能となつている（例えば実公昭52−10350号に
は無線呼出が示されている）。

なお、ターゲツトストレングスTsはTs＝
20log₁₀（Ｂ／Ａ）として表わされるように、これ
を考慮して系全体のレベルダイヤグラムを設計す
る必要がある。

以上説明したように本発明による場合は、受信
信号をそのパルス幅分遅延させたものを送信信号
とし、しかも送信信号の受信系への漏れは送信信
号によつて自動的に防止されていることから、周
波数の変更に対して容易に対処し得るばかりか、
ハウリングを生じさせることなくターゲツトスト
レングスを＋60dBまでにも高め得るという効果
がある。また、他の本発明によれば、遠隔より無
線にて動作電源およびターゲツトストレングスが
制御可とされていることから、ターゲツトストレ
ングス変更に伴う引揚は不要とされ、電池交換に
伴う引揚も回数少なくして済まされるという効果
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ，ｂは、本発明による装置の使用態様
についての説明図、第２図は、本発明による装置
の一例での電気的な構成を示す図、第３図は、そ
の要部における入出力信号波形を定性的に示す
図、第４図は、単巻トランスの一般的な等価回路
を示す図である。６……無線アンテナ、９……無線受信機、１０
……電源制御回路、１１……リレーコイル、１２
……電池（動作電源）、１３……リレー接点１３、
１４……ターゲツトストレングス制御器、１５…
…（送波兼用）受波器、１６ａ，１６ｂ……（単
巻トランス構成用）巻線、１７，１８，２１，２
２，３６〜３９……（送受自動切替用）ツエナー
ダイオード、２３……前置増幅器、２４……バン
ドパスフイルタ、３１……周波数分析器、３２…
…同期発信器、３３……ゲート回路、３４……レ
ベル可変器、３５……電力増幅器、４０……アナ
ログ遅延回路。

Claims

【特許請求の範囲】１共通巻線部分に送波時のみ導通状態におかれ
る第１の送受自動切替回路が直列に挿入されてな
る単巻トランスとしての整合トランスの高圧巻線
側に送受兼用の受波器が、低圧巻線側には第２の
送受自動切替回路を送波時のみ入力を無効とすべ
く入力段に有する前置増幅器と、送波時のみ導通
状態におかれる第３、第４の送受自動切替回路を
出力段に直列に有する電力増幅器とが並列的に接
続されるようにしてなり、上記受波器によつて受
信された音響信号対応の受信信号は上記整合トラ
ンス、前置増幅器、更にはバンドパスフイルタ、
検波器、遅延回路、波形整形回路をそれぞれ介さ
れることによつて、該信号のパルス幅分遅延さ
れ、且つ波形整形された変調信号あるいはゲート
制御信号として得られ、上記バンドパスフイルタ
出力から分岐された受信信号の、周波数分析器に
よる分析結果に応じ発振周波数が制御される同期
発信器の出力は、上記変調信号あるいはゲート制
御信号によつてゲート回路で変調、あるいはゲー
ト制御されたうえ送信信号としてターゲツトスト
レングス設定用レベル可変器、上記電力増幅器、
整合トランスを介し上記受波器に印加されるべく
なした構成を特徴とするソーナー用擬似標的装
置。２第１〜第４の送受自動切替回路各々は、同一
特性のツエナーダイオードが逆並列接続されたも
のとされる特許請求の範囲第１項記載のソーナー
用擬似標的装置。３共通巻線部分に送波時のみ導通状態におかれ
る第１の送受自動切替回路が直列に挿入されてな
る単巻トランスとしての整合トランスの高圧巻線
側に送受兼用の受波器が低圧巻線側には第２の送
受自動切替回路を送波時のみ入力を無効とすべく
入力段に有する前置増幅器と、送波時のみ導通状
態におかれる第３、第４の送受自動切替回路を出
力段に直列に有する電力増幅器とが並列的に接続
されるようにしてなり、上記受波器によつて受信
された音響信号対応の受信信号は上記整合トラン
ス、前置増幅器、更にはバンドパスフイルタ、検
波器、遅延回路、波形整形回路をそれぞれ介され
ることによつて、該信号のパルス幅分遅延され、
且つ波形整形された変調信号あるいはゲート制御
信号として得られ、上記バンドパスフイルタ出力
から分岐された。受信信号の周波数分析器による分析結果に応じ
発振周波数が制御される同期発信器の出力は、上
記変調信号あるいはゲート制御信号によつてゲー
ト回路で変調、あるいはゲート制御されたうえ送
信信号としてターゲツトストレングス設定用レベ
ル可変器、上記電力増幅器、整合トランスを介し
上記受波器に印加される一方、動作電源としての
電池から上記各回路部分への電源供給および上記
ターゲツトストレングス設定用レベル可変器への
レベル設定は、遠隔からの無線による制御指令電
波を常時受信可とされた無線受信機による制御指
令解読結果によつて制御されるべくなした構成を
特徴とするソーナー用擬似標的装置。４第１〜第４の送受自動切替回路各々は、同一
特性のツエナーダイオードが逆並列接続されたも
のとされる特許請求の範囲第３項記載のソーナー
用擬似標的装置。