JPH0484786A

JPH0484786A - えい航式パッシブソーナー装置

Info

Publication number: JPH0484786A
Application number: JP19953490A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Kimura; 聡木村
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1990-07-27
Filing date: 1990-07-27
Publication date: 1992-03-18

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〕本発明はえい航式パッシブソーナー装置に関し、特に艦
船に搭載・えい航し、潜水艦等の目標音源の捜索１位置
局限を行なうえい航式パッシブソーナー装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、この種の艦船搭載用えい航式パッシブソーナー装
置は、１台のえい航受波部を有しえい航受波部に等間隔
で線配列した各受波器の受波信号を整相加算し、所望の
方向に受波ビームを形成して目標音源を捕捉する方法が
とられていた。

ここでいう整相加算とは、目標の音波到来方向に対する
各受波器の音波到達行程差を零とするようにして加算出
力し受波ビーム形成を行なう公知の手段である。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した従来の艦船搭載用のえい航式パッシブソーナー
装置は、えい航受波部−を構成する各受波器の単体指向
性がほぼ球状であることから、各受波器の受信信号を整
相加算して受波ビームを形成した場合、ビームが円錐形
（コニカルビーム）となり、目標音を受信した場合受信
方位が２方位（実方位、虚方位）生じる。真の目標音源
方位を判別しようとした場合、船を変針させ、受信方位
を変化させることにより幾何学的に求める方法がとられ
ている。

その場合、船の変針により、えい航受波部のわん曲によ
る整相のみたれおよび船の放射雑音の増加が生じ、目標
音を見失うことが起るという欠点がある。

本発明の目的は、目標音を受信した後船を変針すること
なく真の目標音源方位を判別できると共に、目標の位置
を求めることかできるえい航式パッシブソーナー装置を
提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の装置は、複数の受波器を線形配列して成るえい
航受波部をえい航ケーブルで艦船からえい航して音響情
報を取得するえい航式パッシブソーナー装置において、
同じ配設間隔で配列した複数の受波器を有する少なくと
も２つのえい航受波部を互いに異る長さのえい航ケーブ
ルで互いに平行かつそれぞれの受波器がえい航方向と直
角な方向に並存するようにえい航し、前記少なくとも２
つのえい航受波部のビーム形成方向の交点の位置に目標
を捕捉したのち、前記少なくとも２つのえい航受波部に
よって形成されるビーム出力を合成し前記少なくとも２
つのえい航受波部の全長を有する１つのえい航受波部と
して運用して前記目標の捕捉を継続する構成を有する。

また本発明の装置は、前記少なくとも２つのえい航受波
部によって形成されるビーム出力の合成が、えい航方向
と直角方向に並存する受波器間の受信音波の位相差を無
くして整相加算することによって行なうものである構成
を有する。

〔実施例〕

次に１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の構成図である。

第１図に示す実施例は、少なくとも２つのえい航受波部
として２つのえい航受波部を利用する場合を例とし、複
数の受波器から構成され音響信号を受信するえい航受波
部（１）１．えい航受波部（２）２、受信した信号の増
幅、雑音除去、えい航受波部（１）１とえい航受波部（
２）２の入力切替および整相加算を行う受信処理部３．
整相加算された信号の周波数分析、積分処理およびデー
タ記憶を行う分析処理部４．信号処理されたデータの表
示。

記録および操作モードの設定を行う制御表示部５を備え
て構成される。

次に、第１図の実施例の動作について説明する。えい航
受波部（１）１．えい航受波部（２）２より入力された
受信信号は、受信処理部３により増幅、雑音除去をされ
た後、整相切替により各えい航受波部ごとに各ビーム方
位に整相加算して各ビーム方位の交点に目標を捕捉した
のちこれら２つのえい航受波部のビーム出力を合成し、
恰も１つのえい航受波部として動作させる整相加算の切
替が行なわれ、整相ビーム信号を出力する。分析処理部
４では、入力された各ビーム方位の整相ビーム信号に対
して周波数分析、積分処理およびデータ記憶の処理を行
い、処理結果を制御表示部５に出力する。制御表示部５
は、入力されたデータを設定された操作モードに基づき
表示、記録を行う。

第２図は、実際の艦船での運用状態を示す説明図である
。２台のえい航受波部（１）１．えい航受波部（２）２
は、艦船６からえい航ケーブル７により異ったえい航索
長でえい航される。

第３図は、えい航受波部（１）１．えい航受波部（２）
２による整相の内容を示す説明図である。

ビームの整相方位をθとした場合、えい航受波部（１）
１．えい航受波部（２）２のそれぞれの受波器８に対す
る整相加算は次の（１）　、　（２）式で表わされる。

ｂｘ（θ）　　＝　Ｅ　　Ｒ（ｋ）ｃｏｓ　（ωｔ　＋
　（ｋ　−ｘ）ｕ）・・・（１）・・・（２）式はえい航受波部り１）１に対するものであり。

（２）２式はえい航受波部（２〉２に対するものである
。

λ ｄ：受波器間隔 λ：波長 ω＝２πｆ、ｆ：周波数Ｒ（ｋ＞、Ｒ′　（ｋ）：受波器素子電圧レスポンスｘ、ｘ′　・整相中心の受波器番号第３図において、えい航受波部（１）１　の受波器８の
（）と（ｍ＞間で矢印に示す方位θの入射音波に対する
整相を行なったと仮定すると２πｄ、（ｍ−）／λ・ｓ
ｉｎθ（ｒａｄ＞が入射音波の行程差、すなわち位相差
となり、これを零とするようにすることが整相処理であ
る。実際には、形成すべきビームの特性に応してその都
度利用する全受波器間でこのような整相が行なわれ　こ
の整相によって同一位相状態とされた複数の受波器によ
って所望のビームが形成される。

また、えい航受波部（１）１．えい航受波部（２）２の
各受波器を合わせた形での整相加算は、えい航受波部（
１）１を基準にして整相するものとして次の（３）式で
表わされる。

Ｂ（θ）　−Ｅ　　Ｒ（ｋ）ｃｏｓ　（ωｔ　＋　（ｋ
　−ｘ）ｕ）ｋ＝１＋　’Ｅ、　　Ｒ′　（ｋ）ｃｏｓ　（ωｔ　＋　ｖｃ
ｏｓθに−１＋（ｋ−ｘ＋　　−１）ｕ）　　　　・・・（３）λ 第３図において、えい航受波部（１）１の受波器８の〈
　）と、えい航受波部（２）２の受波器８の（１）とは
間隔Ｘを保ってえい航される２つのえい航受波部のえい
航方向に直角な方向に並存する受波器であり、入射音波
に対する位相差は２πＸ／λ・ｃｏｓθ（ｒａｄ）とし
て示される。本実施例ではえい航受波部（１）１を基準
とし、受波器８の（）の受信音波の位相を受波器８の（
１）の受信音波の位相よりも早める処理を施し両受波器
の出力を加算し、他の並存受波器についても同様に整相
加算する。ただし、えい航受波部（１）１とえい航受波
部（２）２の受波器並存区間以外の受波器については単
独整相加算となり、この計算式が上述した第（３）式で
ある。

第４図は整相切替を示す説明図である。えい航受波部の
各受波器からの受信信号はえい航受波部ごとに別別に処
理される場合は、（１）式、（２）式で示される整相加
算が受信処理部３の整相処理部３１ａで行なわれる。ま
た２台のえい航受波部の出力を合成した形式で処理され
る場合は（３）式で示される整相加算が整相処理部３１
ｂで行なわれる。

第５図は目標音の受信を示す説明図である。

目標音源９に対し、えい航受波部（１）１．えい航受波
部（２）２を合わせた仮想えい航受波部１０において、
整相加算を仮想えい航受波部１０の中心を整相中心とし
て行なった場合、目標音源方位はα、α′の２方位生じ
る。同様にえい航受波部（１）１．えい航受波部（２）
２をそれぞれ別別に整相加算した場合の目標音源方位は
、えい航受波部（１）１に対してはβ、β′、えい航受
波部（２）２に対してはγ、γ　となる。

たとえば、単独のえい航受波部（１）１における整相加
算で決定される目標音源方位はβとβ′の２つがある。

第３図との対比からも明らかな如く、この方位角のうち
βか実目標方位て、β′は虚目標方位となる。従来はこ
のβとβ′とを弁別するために前述したようなえい航受
波部の確認運用を追加して行なっていた。本実施例では
、えい航受波部（２）２の単独出力によって決定される
目標音源方位γ、γ′とβ、β′との交点を求め。

交点が求まるβ、γの方位交差点に目標音源９が存在す
ると判定し、以後は２つのえい航受波部を１つの仮想え
い航受波部１０として運用して得られる目標音源方位α
で目標音源９の捕捉を継続する。

こうして、えい航艦船を変針することなく、音源目標方
位と位置を継続捕捉することができる。

なお、上述した実施例では、２つのえい航受波部をえい
航する場合を例としたが、２つ以上の場合でも、たとえ
ば３つの場合を例とすると、単独運用して得られるそれ
ぞれ２つの３組の目標方位の交点として先ず目標の位置
、方位を決定したあと、３つのえい航受波部の出力を整
相合成する１つの仮想えい航受波部により捕捉継続を行
なうようにして容易に実施しうろことは明らかである。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、目標音を受信した後、え
い航艦船を変針することなく真の目標音源方位と位置を
求めることかでき、継続して目標音を受信、探知するこ
とか可能とな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パッシブソーナー装置の一実
施例の構成図、第２図は第１図の実施例の運用状態を示
す説明図、第３図は第１図の実施例における各えい航受
波部の整相内容を示す説明図、第４図は第１図の実施例
における整相切替を示す説明図、第５図は第１図の実施
例における目標音の決定を示す説明図である。１・・・えい航受波部（１）　、　２・・・えい航受波
部（２）３・・・受信処理部、４・・・分析処理部、５
・・・制御表示部、６・・・艦船、７・・・えい航ケー
ブル、８・・・受波器。９・・・目標音源、１０・・・仮想えい航受波部、３１
ａ。３１ｂ・・・整相処理部。

Claims

【特許請求の範囲】１、複数の受波器を線形配列して成るえい航受波部をえ
い航ケーブルで艦船からえい航して音響情報を取得する
えい航式パッシブソーナー装置において、同じ配設間隔
で配列した複数の受波器を有する少なくとも２つのえい
航受波部を互いに異る長さのえい航ケーブルで互いに平
行かつそれぞれの受波器がえい航方向と直角な方向に並
存するようにえい航し、前記少なくとも２つのえい航受
波部のビーム形成方向の交点の位置に目標を捕捉したの
ち、前記少なくとも２つのえい航受波部によって形成さ
れるビーム出力を合成し前記少なくとも２つのえい航受
波部の全長を有する１つのえい航受波部として運用して
前記目標の捕捉を継続することを特徴とするえい航式パ
ッシブソーナー装置。２、前記少なくとも２つのえい航受波部によって形成さ
れるビーム出力の合成が、えい航方向と直角方向に並存
する受波器間の受信音波の位相差を無くして整相加算す
ることによって行なうものであることを特徴とする請求
項１記載のえい航式パッシブソーナー装置。