JPH03152398A - えい航式水中音響標的 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、えい航式水中音響標的に関し、特にアクティ
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、実際のソーナー目標による反射エコーを模
擬した模擬反射エコーを放射するえい航式水中音養標的
に関する。

〔従来の技術〕

アクティプ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。

このホーミング航走体は、搭載するアクティブソーナー
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ティブソーナーに
よって受信されると、この受信信号の有する距離および
方位情報にもとす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。

このようなホーミング航走体は、訓練９機能の確認その
他抛種の目的によシ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椋、たとえば水上艦
船、潜水艦等を行動させ、これを対象としてホーミンク
動作の訓練９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。

しかしながら、かかる目的処理の都度ソーナー目標を駆
動せしめることは所要人員、コストその他多くの関連理
由によって極めて強く制約を受け易く、従って、実際Ｏ
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シ返す水中音響標
的が多用されている。

このような水中音響標的には、自走式、えい航式および
固定式があってそれぞれソーナー、あるいはホーミング
航走体の訓練９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。えい航式水中音替標的は上述したえ
い航式の水中音響標的であり、主としてホーミング航走
体Ｏ標的として用いられ、ホーミング航走体のアクティ
ブソーナー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丸めの送。

受波器及び電子装置をそれぞれ所定の位置に送備したも
ので水上艦船等からえい航して利用される。

第４図は、従来この種のえい航式水中音譬標的の一般的
な構成を示すブロック図である。

ホーミング航走体の放射する送信パルス音波は、音圧レ
ベルＰｉｃＤ受信パルス音波１０１として受波器１に入
力し、これによって電気信号に変換され、受信信号１０
２として電力増幅器３７に送出される。電力増幅器３７
は、これを所定のレベルまで増幅し、電力増幅器出力３
７１としてケーブル４を介して送波器２に送出、これＫ
よって音圧レベルＰｉ＋Ｔｓのレスポンス送信音波２０
１　を発生して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、材質等の条件によって異夛、ソー
ナーターゲットとして反射レベルの大きさを決定する係
数、いわゆるターゲットストレングスを示すものである
。

ターゲットストレングス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音圧レベルＰｉと
同様なｄＢ（デシベル）単位で示される量であシ通常の
ソーナー目標では正の値をもつ、第５図はターゲットス
トレングスの一例の方位特性図である。ソーナー目標の
Ｔａは、音波の入射角によって異り、また入射角が同じ
でも目標の大きさ、従って入射する音波によって照射さ
れる面積、およびその形状、ならびに材質等によっても
それぞれ異る値を有する。ホーき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決定の
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シ、ま九この設定値は
予め特定する範囲かつ特定する切替ステップで任意に切
替設定できるようにしてるる、このこと祉実際には設定
すべＩＴＳ値を有するように電力増幅器３７の利得を所
望のレベルに切替設定するととくよって行われる。

このようにして受信パルス音波１０１を受信するごとに
、これに対応し九レスポンス送信パルス音波２０１を送
出して恰も実際のソーナー目標によル反射エコーの如く
レスポンスすることができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した従来のえい航式水中音畳標的は、ホーミンク航
走体の発する送信パルス音波を受けて、ふたたび送シ返
す送信音波は、ソーナー標的のターゲットストレングス
を加味してはいるものの、実際のソーナー標的の寸法に
よる放射点の移動がないため点音源と見なされてしまう
欠点がある。

又、実際のソーナー標的の方向によるターゲットストレ
ングスは第５図の如く変化するが、これを考慮していな
いという欠点がある。

更に、実際のノーナー標的は、その音響信号反射点であ
る艦首、中央艦尾等によっておのおのターゲットストレ
ングスが異るために反射エコーは反射点ごとに異ったレ
ベルに振幅変調された形、いわゆるハイライトを有して
いるが、これを考慮していないことによシ、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。

〔課題を解決するための手段〕

本発明のえい航式水中音畳標的は、アクティブソーナー
を搭載し海中のソーナー目標をホーミングする水中航走
体の放射する送信音波を受け前記ソーナー目標による反
射エコーを模擬する模擬反射エコーとしてふたたび海中
に送出せしめ前記水中航走体Ｏホーミング性能を模蒙的
に試験する、えい航式水中音智標的において、えい航ケ
ーブルによってえい航されえい航方向に配置した複数の
受波器によって前記水中航走体から放射される送信音波
のえい航方位に対する到来方向を計測する手段と、えい
航方向に直線的に配列した複数の送波器のそれぞれから
前記到来方向に対応して変化する前記水中航走体から放
射される送信音波の到来時間差とレベル差を付与した応
答用の音波を次次に送出して前記模擬反射エコーを形成
する手段と、前記到来方向に対応して前記模擬反射エコ
ーのレベルをソーナー目標モデルのターゲットストレン
グスの方位特性に合わせて変化させる手段とを備えて構
成される。

〔実施例〕

次に本発明について図面を参照して説明する。

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
、本発明の運用状態を示す説明図、第３図は本発明の作
動タイミングを示す説明図である。

初めに１第１図を参照して構成及び作動を説明する。第
１図において、受波器ｌＡ、ＩＢならびに１ｔ、’、Ｉ
Ｄと、送波器２Ａ、２Ｈ〜２Ｎはそれぞれ直線的に配列
されておシ、第２図に示すとお多水中でえい航されてい
る。又、えい航されている方向を前方、反対方向を後方
といい、受波器ＩＡ、ＩＢは前方受波器、受波器ＩＣ，
ＩＤは後方受波器を構成する。

電子回路３は水上艦船６に搭載され、えい航ケーブル４
を介して上述した送、受波器群と結合される。

第１図のスイッチ３３Ａ及び３３Ｂの位置は、後方判定
器３２が作動していない、即ち、水中航走体５が前方に
存在している場合を示す。

ホーミング航走体から受ける受信パルス音波１０１Ａ、
ｌ０ＩＢは、受波器ＩＡ、ＩＢにより電気信号に変換さ
れて、受信信号１０２Ａ及び１０２Ｂとして方位角検出
器３１Ａに入力される。方位角検出器３１Ａは、受信信
号１０２Ａ及び１０２Ｂの時間差又は位相差を検出して
、えい銃軸に対する到来方向を検出し角度信号３１１Ａ
を出力する。

又、受信信号１０２Ｂは、スイッチ３３Ａを通して増幅
器３４に送られ、角度信号３１１Ａに対応してターゲッ
トストレングスを制御するＴ８制御信号３８１で利得が
制御される増幅器３４を経て遅延回路３６Ａに送られる
。角度信号３１１Ａ対ターゲツトストレングスは、たと
えば第５図の如く、到来方向がψであればＰ点の特性に
対応して利得が制御される。遅延回路３６Ａの出力３６
１Ａは、次の遅延回路３６Ｂで更に遅延した信号３６１
Ｂを出力し、次次と遅延させながら最後の遅延回路３６
Ｎまで送られて、信号３６１Ｎを出力する。

この各遅延回路の遅延時間は、前述の方位角検出器３１
Ａの角度信号３１１Ａによりて次式の通り制御される。

遅延回路３６Ａの遅延時間ｔ□は、第２図からも明らか
な如く次の（１）式で示される。

ここでＣ＝音速　（１５００ｍ／　ｓｅｃ　）！！１＝
受波器ＩＢから送波器２人までの距醸（ｍ） θ＝到来音波のえい銃軸に対する角度■遅延回路３６Ｂ
〜３６Ｎの各遅延時間ｔ２ここで／！２＝送波器相互の
間隔　（ｍ）遅延回路群の各出力３６１Ａ〜３６１Ｎは
、スイッチ３３Ｂを通して電力増幅器３７Ａ〜３７Ｎに
入力され、ハイライト制御回路３９の利得制御信号３９
１八〜３９１Ｎで各々所定のレベルまで増幅されて送信
信号３７１Ａ〜３７１Ｎとなって送波器２Ａ〜２Ｎに供
給され、送信パルス音波２０１Ａ〜２０１Ｎを水中に放
射する。

上述した作動タイミングを第３図を参照して説明する。

水中航走体からの受信パルス音波１０１Ｂは、方位角信
号３１１Ａに対応した遅延時間ｔ１だけ遅れて送波器２
人から所定のレベルで送信パルス音波２０１人として放
射され、送波器２Ｂは更に時間ｔ２だけ遅れて送信パル
ス音波２０１Ｂとして放射される。こうして、隣接する
送波器も次次にｔ２ずつ遅れて送波され、最後の送信パ
ルス音波２０１Ｎで終了する。

かくして、送波器群から逐次送波された信号は、送信点
が連続的に移動し、海中で空間合成された合成パルス音
波として実際のソーナー目標と等価なハイライトを加味
した擬似反射エコーが得られる。

次に水中航走体５が後方に存在する場合について説明す
る。この場合、水中航走体５から受ける受信パルス音波
１０１Ｃは、受信パルス音波１０１Ｂより先に到来する
ため、受信信号１０２Ｃが受信信号１０２Ｂよシ先行し
、これによって後方検出器３２が作動してスイッチ３３
Ａ及び３３Ｂを切替させる。この切替によって、受信信
号１０２Ｃが増幅器３４に送られ又、方位角検出器３１
Ｂの出力する角度信号３１１Ｂが遅延計算回路３５及び
ＴＳ計算回路３８に送られる。

各電力増幅器３７Ａ〜３７Ｎの入力信号は、スイッチ３
３Ｂによシ前方時と社逆の順番に接続され、送波２０１
Ｎから先に放射され、最後に送波２０１Ａが放射される
。

次に運用状態について第２図を参照して説明する。第２
図において、海面７を航行する艦船６に搭載された電子
装置３は、艦上に配置され、えい航ケーブル４により受
波器ＩＡ〜ＩＤ及び送波器２Ａ〜２Ｎと接続される。こ
れら送波器、受波器は水中でほぼ水平かつ所定の深度で
直線的にえい航される。

送波器２人から２Ｎまでの長さｌは、実際のソーナー目
標とほぼ同一に設定される。又、受波器と送波器の距離
１１はそれぞれの指向特性と使用最大ターゲットストレ
ングスの値によシ決定する。

又、送波器相互の間隔１２は、次の条件で選択する。

／２Ｋ　ｏ。　・・・・・・・・・・・・・・・（３）
ここで、’Ｏ＝ホーミング航走体の最短送波ノ（ルス幅
である。

第２図では水上艦船からえい航する例を示したが、これ
を水中航走体からえい航することとして容易に実施でき
ることは明らかである。

〔発明の効果〕

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
ー目標の代シに擬似反射エコーを発生することを目的と
する水中青畳標的において、水中航走体から放射される
送信波の到来方向を計測して到来方向に対応したターゲ
ットストレングスに設定し、直線的に配列された、複数
個の送波器から逐次時間差を設けて模擬反射エコーを送
出することによシ、実際と同じ寸法からの反射エコーに
近似させることができ、水中航走体のホーミング性能の
評価及び確関の精度を著しく改善し、かつ評価及び確認
に要する時間を大幅に減少できるえい航式水中音響標的
が実現できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のえい航式水中音令標的の一実施例の構
成を示すブロック図、第２図は第１図の実施例のえい航
式水中音響標的の運用状態を示す説明図、第３図は第１
図の実施例の送受信パルス音波の作動タイミングの説明
図、第４図は従来のえい航式水中音醤標的の構成を示す
ブロック図、第５図はターケノトストレングスの一例を
示す方位特性図である。 ＩＡ、　ｌＥＩ、ＩＣ，ＩＤ・・・受波器、２Ａ、２Ｂ
〜２Ｎ・・・送波器、３・・・電子回路、４・・・えい
航ケーブル、５・・・水中航走体、６・・・水上艦船、
７・・・海面。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. アクティブソーナーを搭載し海中のソーナー目標をホー
   ミングする水中航走体の放射する送信音波を受け前記ソ
   ーナー目標による反射エコーを模擬する模擬反射エコー
   としてふたたび海中に送出せしめ前記水中航走体のホー
   ミング性能を模擬的に試験する、えい航式水中音響標的
   において、えい航ケーブルによってえい航されえい航方
   向に配置した複数の受波器によって前記水中航走体から
   放射される送信音波のえい航方位に対する到来方向を計
   測する手段と、えい航方向に直線的に配列した複数の送
   波器のそれぞれから前記到来方向に対応して変化する前
   記水中航走体から放射される送信音波の到来時間差とレ
   ベル差を付与した応答用の音波を次次に送出して前記模
   擬反射エコーを形成する手段と、前記到来方向に対応し
   て前記模擬反射エコーのレベルをソーナー目標モデルの
   ターゲットストレングス（ＴａｒｇｅｔＳｔｒｅｎｇｔ
   ｈ）の方位特性に合わせて変化させる手段とを備えて成
   ることを特徴とするえい航式水中音響標的。