JPH0311751Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （技術分野） 本考案はソナー装置などにおける目標の方位検
出を行う水中目標方位測定回路に関する。

（従来技術） 従来、水中において鑑船などの目標の方位を検
出する簡単な方法としては、第１図に示すよう
に、目標の発する音を利用して２個の受波器H₁，
H₂の間に入る音波の位相差を測定し、音波の到
来方向を知る方法が知られている。

第１図において、間隔ｄで配置した２個の受波
器H₁，H₂を用いて、目標からの音を受信すると
その出力信号の間には次式に示すような位相差φ
を生じる。

φ＝2π・ｄ・sinθ／λ ……(1) ここで、θはH₁，H₂に垂直な軸からの目標方
位、λは音波の水中での波長（Ｃ／）、Ｃは水
中の音速、は周波数とする。

この電気位相角φを読み取るために位相差測定
回路が電気回路として使われるが、位相差φの測
定可能な範囲は±180゜までそれを越えると位相差
φは２値以上となつて決定できなくなる。このた
め目標方位φを±90゜の範囲で測定しようとする
場合、受波器間隔ｄを最大λ／２として±90゜又
は±180゜まで電気位相角を測定する回路が使われ
る。第２図はｄ＝λ／４およびｄ＝λ／２の場合の位相 差φと方位角θとの関係を示す特性図である。

一方、実際の海中においては波、風、水中生物
等によつて引き起こされる雑音（海中雑音と呼ば
れる）のため、目標からの音波は、信号対雑音比
（Ｓ／Ｎ比）がある有限の値となるため、位相測
定回路は無視できない大きさの誤差を生ずること
が多く、それに伴つて音波の方向θの測定値も相
当の誤差を持つという欠点があつた。

（考案の目的） 本考案の目的は、このような欠点を除き、誤差
をともなう位相差測定回路の測定誤差を小さくし
た水中目標方位測定回路を提供することにある。

（考案の構成） 本考案の水中目標方位測定回路は、水中目標か
らの音波をそれぞれ受信し所定間隔で配置された
一対の受波器と、これら受波器の各出力信号から
第１の周波数をそれぞれ選択する第１の一対の帯
域波器と、これら第１の帯域波器の各出力か
ら前記第１の周波数の位相差を検出する第１の位
相差測定回路と、前記各受波器の各出力信号から
前記第１の周波数より高い第２の周波数をそれぞ
れ選択する第２の一対の帯域波器と、これら第
２の帯域波器の各出力から前記第２の周波数の
位相差を検出する第２の位相差測定回路と、前記
第２の位相差測定回路の位相差信号のうち前記第
１の位相差測定回路の位相差信号から得られる方
位角情報を含む位相角範囲にある前記第２の位相
差測定回路の位相差信号を選択してこの位相差信
号に対応する高精度方位角情報を得る角度合成回
路とを含み構成される。

（実施例） 次に本考案を図面により詳細に説明する。

第３図は本考案の実施例のブロツク図である。
図中、１１，１２，２１，２２は帯域波器、
３，４は位相差測定回路、５は合成回路、６は出
力端子である。図のように、目標からの到来音波
は間隔ｄで配置された２個の受波器H₁，H₂で受
信され音圧信号から電気信号に変換される。この
電気信号出力から２組の中心周波数の異なる帯域
波器１１，１２及び２１，２２により２組の周
波数の異なる信号が選択される。一般に、船鑑な
どは各種の音（雑音）を発生しているのでこれら
の音波の中から所定の関係にある二波を抽出する
ことは可能である。一方の波器１１，１２の中
心周波数は第２図の特性図に示すようにｄ＝λ/4
又はｄ＝λ/2を満足するような音波が選択され
る。

これら帯域波器１１，１２の出力は、位相差
測定回路３に供給されて２つの信号間の位相差が
測定される。この中心周波数をｄ＝λ/2（＝C/2
）を満足するように選択した場合、位相差測定
回路３は第４図の特性図に示すように、位相差φ
に比例した出力電圧Ｖを出力する入出力特性を持
つよな回路とする。この位相差測定回路３により
測定した電気位相差φが±5゜の誤差を持つとする
と方位角θはほぼ±2゜の誤差になる。

また、受波器H₁，H₂の出力は、同時に帯域
波器１１，１２とは異なる中心周波数を持つ帯域
波器２１，２２に供給される。この出力は更に
位相差測定回路４に供給され、２つの信号間の位
相差が測定される。この位相差測定回路４は位相
差測定回路３と全く同一の入出力特性を持つもの
とする。これら帯域波器２１，２２の中心周波
数をｄ＝2.5λ（＝2.5C／）を満足するように選
んだとすると、電気位相角φと方位角θとの間に
は、第５図の特性図に示すような関係となり、方
位角θの大きさにより、位相角φは900゜まで変化
し、位相差測定回路４の出力はφ＝0゜（θ＝0゜）
を中心として±180゜、φ＝360゜（θ＝23.58゜）を中
心として±180゜及びφ＝720゜（θ＝53.13゜）を中心
として±180゜のいずれかを出力する。この位相差
測定回路４の出力は位相差測定回路３の出力と共
に合成回路５に供給される。この合成回路５は、
位相差測定回路３の出力をもとに、位相差測定回
路４の出力がφが0゜、360゜、720゜のどれを中心に
したものであるかを判別し、角θを0゜、23.58゜、
53.13゜のいずれかを中心に位相差測定回路４の出
力値から方位角θの細かい値を読み取るようにし
たものである。

第５図の位相差φと方位角θの特性図から明ら
かなように、角θが約60゜位までは位相差検出回
路の誤差を±5゜とすれば位相差測定回路４を用い
ることによりθの誤差を±0.5゜に押えることが可
能となる。

（考案の効果） 以上説明したように、本考案は、１つの位相差
検出回路の場合よりも、更に対象周波数を高くし
た位相差検出回路を付加することにより、方位の
検出誤差を小さくする効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の目標方位検出方式を示す模式
図、第２図は第１図における位相差φと方位角θ
との関係を示す特性図、第３図は本考案の一実施
例を示すブロツク図、第４図は第３図の位相差測
定回路の入出力特性図、第５図は第３図の位相差
φを方位角θとの関係を示す特性図である。図に
おいて、H₁，H₂……受波器、１１，１２，２
１，２２……帯域波器、３，４……位相差測定
回路、５……位相合成回路、である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 水中目標からの音波をそれぞれ受信し所定間隔
   で配置された一対の受波器と、これら受波器の各
   出力信号から第１の周波数をそれぞれ選択する第
   １の一対の帯域濾波器と、これら第１の帯域濾波
   器の各出力から前記第１の周波数の位相差を検出
   する第１の位相差測定回路と、前記各受波器の各
   出力信号から前記第１の周波数より高い第２の周
   波数をそれぞれ選択する第２の一対の帯域濾波器
   と、これら第２の帯域濾波器の各出力から前記第
   ２の周波数の位相差を検出する第２の位相差測定
   回路と、前記第２の位相差測定回路の位相差信号
   のうち前記第１の位相差測定回路の位相差信号か
   ら得られる方位角情報を含む位相角範囲にある前
   記第２の位相差測定回路の位相差信号を選択して
   この位相差信号に対応する高精度方位角情報を得
   る角度合成回路とを含む水中方位測定回路。