JPH06102345A - System for acoustic simulation of target used for active sonar - Google Patents

System for acoustic simulation of target used for active sonar

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JPH06102345A
JPH06102345A JP27676292A JP27676292A JPH06102345A JP H06102345 A JPH06102345 A JP H06102345A JP 27676292 A JP27676292 A JP 27676292A JP 27676292 A JP27676292 A JP 27676292A JP H06102345 A JPH06102345 A JP H06102345A
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JP
Japan
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target
pulse
sound
acoustic
simulated
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Application number
JP27676292A
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Japanese (ja)
Inventor
Shigeharu Kawai
滋晴 河合
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Mitsubishi Precision Co Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Precision Co Ltd
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Filing date
Publication date
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  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

PURPOSE:To simulate the acoustic signature of a target used for an active sonar, which is inexpensive, small in scale and accurate. CONSTITUTION:A computer means calculates out the target strength of an underwater travelling body and the like linked with only an aspect plane according to the incoming direction of a pulse detected by an azimuth sensor 11, and at the same time calculates the extension of a target echo in accordance with the incoming direction of a pulse and the width of a pulse detected by a pulse sensor 12 and at the same time calculates out a doppler. An acoustic converter means provides a simulated acoustic output in accordance with the target strength, the target echo and the doppler. In that case, when a data base 14 with simulated acoustic data built in according to the incoming direction of a pulse and the width of a pulse is provided, the computer means retrieves a data base in accordance with the incoming direction of a pulse and the width of a pulse to send out the output of simulated sound.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、アクティブ・ソーナ
ー用目標音響シグネチャの模擬に関するものである。
FIELD OF THE INVENTION This invention relates to simulating target acoustic signatures for active sonar.

【0002】[0002]

【従来の技術】アクティブ・ソーナーの水中目標及び水
上目標(以下「水中目標等」という場合がある。)の音
響シグネチャは、ターゲット・ストレングス、目標エコ
ーの伸び、ドプラー、反射音質等からなるが、これら実
物の音響シグネチャを使って、試験や訓練をするのは、
コスト面、安全性、融通性等に制約があるため、従来か
ら音響を模擬した代替システムが使われてきた。
2. Description of the Related Art An acoustic signature of an active sonar for underwater and overwater targets (hereinafter sometimes referred to as "underwater target, etc.") consists of target strength, target echo extension, Doppler, reflected sound quality, etc. Testing and training with these real acoustic signatures
Due to cost, safety, and flexibility constraints, alternative systems that simulate acoustics have been used.

【0003】図2は、従来の静止型標的として使用され
ているアクティブ・ソーナー用目標音響模擬システムを
説明するための図である。この図2において、21はア
クティブホーミング方式の水中航走体(以下「水中航走
体」ということがある。)であって、海中を航走する。
22は水上の船舶等である。水中航走体21、水上の船
舶等22はアクティブソーナーを備える。23はハイド
ロフォンであって、水中航走体21又は水上の船舶等2
2のアクティブソーナーから輻射された超音波パルス信
号を受信して、それに応じて模擬音響シグネチャを出力
し、あたかも水中目標等が反響音を発しているかのよう
に模擬する。24は海面である。25はリード線であっ
て、リード線25の一端にはハイドロフォン23が接続
されている。26はフロートであって、海面24に浮上
している。なお、フロート26の筐体内には電源と水中
航走体21又は水上の船舶等22から到来する弱い発信
パルスを増幅し、リピートし水中目標等模擬音響シグネ
チャを発生するための信号処理装置や電源を内蔵してい
る。
FIG. 2 is a diagram for explaining a target acoustic simulation system for an active sonar used as a conventional stationary target. In FIG. 2, reference numeral 21 denotes an underwater vehicle of the active homing system (hereinafter sometimes referred to as "underwater vehicle"), which travels in the sea.
22 is a watercraft or the like. The underwater vehicle 21, the watercraft 22 and the like are equipped with an active sonar. A hydrophone 23 is an underwater vehicle 21 or a watercraft, etc. 2
The ultrasonic pulse signal radiated from the active sonar 2 is received, and the simulated acoustic signature is output according to the received ultrasonic pulse signal to simulate as if an underwater target emits a reverberant sound. 24 is the sea level. Reference numeral 25 is a lead wire, and the hydrophone 23 is connected to one end of the lead wire 25. 26 is a float, which floats above the sea surface 24. In the housing of the float 26, a power supply and a signal processing device and a power supply for amplifying weak transmission pulses coming from the underwater vehicle 21 or the watercraft 22 to repeat and generate a simulated acoustic signature such as an underwater target. Built in.

【0004】次に、上述したように構成されたシステム
において、従来の静止型標的として使われているアクテ
ィブ・ソーナー用目標音響模擬システム(以下「水中標
的等」ということがある。)のオペレーション及び動作
について説明する。図2において、海中に射入された水
中航走体21は海中を航走しながら先端部ソーナーか
ら、水上の船舶等22は水上において船底部ソーナーか
ら、それぞれ超音波パルス信号を輻射しながら水中標的
等を捜索する。
Next, in the system configured as described above, the operation of the target acoustic simulation system for active sonar (hereinafter sometimes referred to as "underwater target etc.") used as a conventional stationary type target and The operation will be described. In FIG. 2, an underwater vehicle 21 injected into the sea radiates ultrasonic pulse signals from the tip sonar while traveling underwater, and a ship 22 on the water from the bottom sonar while radiating ultrasonic pulse signals. Search for targets, etc.

【0005】水中標的等のハイドロフォン23は、この
アクティブ・ソーナーの超音波パルス信号を受信して、
あたかも水中目標等が反響音を発しているかのような模
擬音響シグネチャを出力する。その出力までの過程をも
う少し詳細に述べると、水中航走体21又は水上の船舶
等22から到来する弱い発信パルスは、ハイドロフォン
23で音響エネルギーから電気エネルギーに変換され、
リード線25を経てフロート26内で信号処理された
後、再びハイドロフォン23を介して水中目標等のレベ
ルに上げられた模擬音響シグネチャを発振する。模擬音
響シグネチャは、ターゲット・ストレングス、ドプラ
ー、エコーの伸び(一定)からなり水中標的等を水中に
投入する前に予めプログラム(設定)された値を出力す
る。
The hydrophone 23 such as an underwater target receives the ultrasonic pulse signal of the active sonar,
It outputs a simulated acoustic signature as if the underwater target emits a reverberant sound. To describe the process up to the output in a little more detail, a weak transmission pulse arriving from the underwater vehicle 21 or a ship 22 on the water is converted from acoustic energy to electric energy by the hydrophone 23,
After the signal is processed in the float 26 via the lead wire 25, the simulated acoustic signature raised to the level of the underwater target or the like is oscillated again via the hydrophone 23. The simulated acoustic signature is composed of target strength, Doppler, and echo expansion (constant), and outputs a pre-programmed (set) value before the underwater target is put into water.

【0006】ここで上述した模擬音響シグネスチャのタ
ーゲット・ストレングスについて説明する。
Here, the target strength of the above-described simulated sound signature will be described.

【0007】アクティブ・ソーナーでは、パラメータで
あるターゲット・ストレングスは水中の目標から帰って
くる反響音に関係する。そして目標の音響中心から1ヤ
ード(約0.9144m)の距離に、その目標から反射
する音の強さと遠くの音源から入射する音の強さとの比
の、10を底とする対数の10倍として定義する。すな
わち、ターゲット・ストレングスTSは、
In active sonar, the parameter target strength is related to the reverberant sound returning from an underwater target. Then, at a distance of 1 yard (about 0.9144 m) from the acoustic center of the target, the ratio of the intensity of the sound reflected from the target to the intensity of the sound incident from a distant sound source is 10 times the logarithm whose base is 10. Define as. That is, the target strength TS is

【0008】 TS=(10log(Ir/Ii))r=1 (1)TS = (10 log (Ir / Ii)) r = 1 (1)

【0009】ここに、Ir=1ヤードの所での反射波の
強さ Ii=入射波の強さ
Here, the intensity of the reflected wave at Ir = 1 yard, Ii = the intensity of the incident wave

【0010】ここで、図3において完全な剛球に強さI
iの平面波が入射すると考える、球の半径がaであるな
らば、入射波が球によって遮られるパワーは、πa2
iとなり、球がこのパワーをあらゆる方向に一様に反射
するとすれば、球から距離rヤードにおける反射波の強
さは半径rの球の表面積に対するパワーの比となる。す
なわち、
Here, in FIG.
Consider a plane wave of i is incident, if the radius of the sphere is a, power incident wave is blocked by the sphere,? pa 2 I
i, and if the sphere reflects this power uniformly in all directions, the intensity of the reflected wave at a distance r yard from the sphere is the ratio of the power to the surface area of the sphere of radius r. That is,

【0011】 Ir=πa2Ii/4πr2 =Ii・a2/4r2 (2)Ir = πa 2 Ii / 4πr 2 = Ii · a 2 / 4r 2 (2)

【0012】となる。ここにIrは距離rにおける反射
の強さである。1ヤードの基準距離では、入射波の強さ
と反射波の強さIrの比は (Ir/Ii)r=1=a2/4 (3)
[0012] Here, Ir is the intensity of reflection at the distance r. The reference distance of one yard ratio of intensity Ir strength of the incident wave and the reflected wave (Ir / Ii) r = 1 = a 2/4 (3)

【0013】であり、球のターゲット・ストレングスはAnd the target strength of the sphere is

【0014】 TS=(10log(Ir/Ii))r=1 = 10log(a2/4) (4)[0014] TS = (10log (Ir / Ii )) r = 1 = 10log (a 2/4) (4)

【0015】となる。ゆえに、半径2ヤード(a=2)
の理想球は0dBのターゲット・ストレングスを持つこ
とは明らかである。
[0015] Therefore, the radius is 2 yards (a = 2)
It is clear that the ideal sphere has a target strength of 0 dB.

【0016】[0016]

【発明が解決しようとする課題】上記のように説明した
ターゲット・ストレングスについて、無指向性送受波器
(全方位性)では、それを一定の値(dB)に設定すれ
ば、トランスデューサの特性により多少の歪みはある
が、水中標的等のどの方向を計測しても同一値(歪の無
い場合は円形)で、実際の水中目標等のターゲット・ス
トレングスと異なるパターンを示す結果となる。また、
目標エコーは、アスペクト角及びパルス幅によって音響
学的に異なる伸びを示すが、この伸びは一定に設定され
ていた。又は、この伸びを設定しないものもあった。ま
た、ドプラーは、アスペクト角及び速力により変化する
が、静止型の場合、設定値に応じた同一のドプラーがど
のアスペクト角からもリピートされるため、実際の水中
目標等のドプラーと異なる現象となる。しかし、移動型
水中標的等の場合、この問題は発生しない。また、上記
システムにおいて目標音質等も考慮されない場合が多
い。
Regarding the target strength described above, in the omnidirectional transducer (omnidirectional), if it is set to a constant value (dB), the characteristics of the transducer Although there is some distortion, the same value (circle if there is no distortion) is obtained regardless of the direction of the underwater target, etc., and the pattern shows a pattern different from the actual target strength of the underwater target. Also,
The target echo shows acoustically different elongation depending on the aspect angle and the pulse width, but the elongation was set to be constant. Alternatively, there were some that did not set this growth. In addition, the Doppler changes depending on the aspect angle and speed, but in the case of the static type, the same Doppler according to the set value is repeated from any aspect angle, so it is a phenomenon different from the actual underwater target Doppler etc. . However, in the case of a mobile underwater target or the like, this problem does not occur. Further, in many cases, the target sound quality and the like are not taken into consideration in the above system.

【0017】このような水中目標等目標音響模擬システ
ムを使って、水中標的等として高度な目標類別(探知し
た目標が本物の水中目標等であるか否かを判定するこ
と)機能やターゲット・ストレングスのみならずドプラ
ーや目標エコーの伸び等を複合評価したホーミングシス
テムを有する水中航走体21で訓練する場合あるいは水
中目標等を使用して、ソーナーの信号処理能力限界等を
試験する際に、従来のシステムでは、期待される十分な
成果が得られない問題が生じる。
Using such a target acoustic simulation system for an underwater target, etc., a high-level target categorization (determining whether or not the detected target is a real underwater target etc.) as an underwater target, etc., and target strength Not only when training with an underwater vehicle 21 having a homing system that also evaluates Doppler and target echo elongation, etc., or when testing the sonar signal processing capacity limit etc. using an underwater target etc. This system has a problem that the expected results cannot be obtained.

【0018】この発明が解決しようとする課題は、安価
で小規模なシステムで正確な水中目標等のアクティブ・
ソーナー目標音響シグネチャすなわち、ターゲット・ス
トレングス、目標エコーの伸び、ドプラー、反射音質等
をシステム的に生成、模擬することができ、実際の水中
目標に近い高度な訓練評価及び試験精度が得られるアク
ティブ・ソーナー用目標音響模擬システムを提供するこ
とにある。
The problem to be solved by the present invention is that an inexpensive and small-scale system can accurately perform active
Sonar target acoustic signature, that is, target strength, target echo extension, Doppler, reflected sound quality, etc. can be systematically generated and simulated, and active training that can obtain advanced training evaluation and test accuracy close to an actual underwater target. To provide a target sound simulation system for sonar.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明に係るアクティブ・ソーナー用目標音響模擬シス
テムは、水中を伝搬するパルスの到来する方向を検出す
る方位センサーと、方位センサーの検出方向に応じて模
擬すべきターゲット・ストレングスを計算する計算手段
と、前記計算手段により計算されたターゲット・ストレ
ングスに応じた模擬音響を出力する音響変換手段とを備
える。
In order to solve the above problems, a target acoustic simulation system for an active sonar according to the present invention is provided with an azimuth sensor for detecting the arrival direction of a pulse propagating in water, and a detection direction of the azimuth sensor. And a sound converting means for outputting a simulated sound corresponding to the target strength calculated by the calculating means.

【0020】上記構成に加えて、さらに、到来したパル
ス幅を検出するパルスセンサーを備え、計算手段はパル
スの到来方向とパルス幅とに応じた目標エコーの伸びを
計算し、音響変換手段は目標エコーの伸びに応じた模擬
音響を出力する。
In addition to the above configuration, a pulse sensor for detecting the arrival pulse width is further provided, the calculation means calculates the elongation of the target echo according to the arrival direction of the pulse and the pulse width, and the acoustic conversion means is the target. Outputs a simulated sound according to the extension of the echo.

【0021】さらに、上記構成に加えて、計算手段はあ
らかじめ設定された速力に対するパルスの到来する方向
に応じたドプラーを計算し、音響変換手段は、ドプラー
に応じた模擬音響を出力する。
Further, in addition to the above configuration, the calculation means calculates the Doppler corresponding to the arrival direction of the pulse with respect to the preset speed, and the acoustic conversion means outputs the simulated sound corresponding to the Doppler.

【0022】また、自己の姿勢角を検出する角度検出手
段を備え、計算手段は方位センサーの検出方向について
前記角度検出手段が検出した変化角分の補正をして、タ
ーゲット・ストレングス、目標エコーの伸び及びドプラ
ーを計算する。
Further, it is provided with an angle detecting means for detecting its own posture angle, and the calculating means corrects the change angle detected by the angle detecting means with respect to the detection direction of the azimuth sensor to obtain the target strength and the target echo. Calculate elongation and Doppler.

【0023】さらに、パルスの到来方向、パルス幅に応
じた模擬音響データを内蔵したデータ・ベースを備え、
計算手段は上記計算に代えて、パルスの到来方向、パル
ス幅に応じて前記データ・ベースを検索するようにして
もよい。
Furthermore, a data base having simulated acoustic data according to the arrival direction of the pulse and the pulse width is provided,
Instead of the above calculation, the calculation means may search the database according to the arrival direction of the pulse and the pulse width.

【0024】上記の構成で、計算手段で計算され音響変
換手段から発せられる模擬音響の音質は、金属音反射音
質もしくは金属船体面を遮音タイルで装備された反射音
質となるようにする。
With the above structure, the sound quality of the simulated sound calculated by the calculation means and emitted from the sound conversion means is such that the sound quality reflects metal sound or the sound quality reflected by installing the sound insulation tile on the metal hull surface.

【0025】また、計算手段は、音響変換手段の方向特
性が全方向に一様になるようにアスペクトに対する送波
レベルの値を補正するようにする。
Further, the calculation means corrects the value of the transmission level with respect to the aspect so that the direction characteristic of the acoustic conversion means becomes uniform in all directions.

【0026】また、外部記憶手段を備え、方位センサー
の検出方向、パルスセンサーのパルス幅及び角度検出手
段の自己の姿勢角データ並びに、計算手段で計算した出
力データ又は検索した検索データを記憶するようにして
もよい。
Further, an external storage means is provided to store the detection direction of the azimuth sensor, the pulse width of the pulse sensor, the attitude angle data of the angle detection means, and the output data calculated by the calculation means or the retrieved search data. You may

【0027】システムを移動型とし、少なくとも方位セ
ンサー及び複数の音響変換手段が、移動型の筐体に曳航
されるアレイに搭載されるようにしてもよい。
The system may be mobile and at least the orientation sensor and the plurality of acoustic transducers may be mounted in an array towed by the mobile enclosure.

【0028】[0028]

【作用】上記構成において次のように作用する。方向セ
ンサーは水中を伝搬してくるパルスを検知し模擬システ
ムすなわち模擬している水中目標に対してパルスの到来
する方向を検出する。パルスセンサーは、到来するパル
ス幅を検出する。
The above-described structure operates as follows. The direction sensor detects a pulse propagating in water and detects the direction of arrival of the pulse with respect to a simulated system, that is, a simulated underwater target. The pulse sensor detects the incoming pulse width.

【0029】計算手段は、方向センサーが検出したパル
スの到来方向に応じてアスペクト面のみにリンクした水
中航走体等のターゲット・ストレングスを計算すると共
に、前記パルスの到来方向及びパルスセンサーが検出し
たパルス幅に応じた目標エコーの伸びを計算する。この
とき、計算手段は、予め設定され、このとき模擬してい
る水中目標の速力に対するパルスの到来する方向に応じ
たドプラーを計算している。
The calculating means calculates the target strength of the underwater vehicle linked only to the aspect plane according to the arrival direction of the pulse detected by the direction sensor, and detects the arrival direction of the pulse and the pulse sensor. The elongation of the target echo according to the pulse width is calculated. At this time, the calculation means calculates the Doppler corresponding to the direction in which the pulse arrives with respect to the speed of the underwater target simulated at this time.

【0030】音響変換手段は、計算手段により計算され
たターゲット・ストレングス、目標エコーの伸び、ドプ
ラーに応じた模擬音響を出力する。このとき、パルスの
到来方向、パルス幅に応じた水中航走体等の音響計測デ
ータを主とした模擬音響データを内蔵したデータ・ベー
スが備えられているときは、計算手段は上記計算に代え
て、パルスの到来方向、パルス幅に応じて前記データ・
ベースを検索して模擬音響を出力する。
The sound converting means outputs a simulated sound corresponding to the target strength calculated by the calculating means, the extension of the target echo, and the Doppler. At this time, when a data base containing simulated acoustic data mainly including acoustic measurement data of underwater vehicle according to the arrival direction of the pulse and the pulse width is provided, the calculation means replaces the above calculation. , The data according to the pulse arrival direction and pulse width.
The base is searched and a simulated sound is output.

【0031】これらの模擬音響は、計算手段により金属
音反射音質もしくは金属船体面を遮音タイルで装備した
反射音質となるように信号処理されると共に、音響変換
手段の方向特性が一様でないときは、アスペクトに対す
る送波レベルの値が全方向一様になるように計算手段に
より補正される。
These simulated sounds are subjected to signal processing by the calculation means so as to have a metal sound reflection sound quality or a reflection sound quality in which the metal hull surface is equipped with sound insulation tiles, and when the directional characteristics of the sound conversion means are not uniform. , Is corrected by the calculating means so that the value of the transmission level with respect to the aspect becomes uniform in all directions.

【0032】システムが静止型の場合では、計算手段
は、角度検出手段により検出した自己の姿勢角の変化分
により、方位センサーの検出方向について補正をして、
ターゲット・ストレングス、目標エコーの伸び及びドプ
ラーを計算する。
When the system is a stationary type, the calculation means corrects the detection direction of the azimuth sensor according to the change amount of the posture angle of the self detected by the angle detection means,
Calculate the target strength, target echo stretch and Doppler.

【0033】外部記憶手段を備えているから、方位セン
サーの検出方向、パルスセンサーのパルス幅及び角度検
出手段の自己の姿勢角データ並びに、計算手段で計算し
た出力データ又は検索した検索データを必要により記憶
して、後の検討資料とする。
Since the external storage means is provided, the detection direction of the azimuth sensor, the pulse width of the pulse sensor, the attitude angle data of the angle detection means, and the output data calculated by the calculation means or the retrieved search data are necessary. Memorize it and use it for later examination.

【0034】システムを移動型とし、少なくとも方位セ
ンサー及び複数の音響変換手段が、移動型の筐体に曳航
されるアレイに搭載されるようにする場合は、複数の音
響変換手段の幾何学位置及び特性によって、より現実的
な模擬システムを実現する。
If the system is mobile and at least the orientation sensor and the plurality of acoustic transducing means are mounted in an array towed by a mobile housing, the geometric positions of the plurality of acoustic transducing means and A more realistic simulation system is realized by the characteristics.

【0035】[0035]

【実施例】以下この発明の実施例について説明する。図
1は、この発明のアクティブ・ソーナー用目標音響模擬
システムの構成図である。11は方位センサーであり、
図2に示す水中航走体21及び水上の船舶22の持つア
クティブ・ソーナーの到来エコー(パルス)の方位を計
測する。12はパルスセンサーであり、到来エコーのパ
ルス幅を計測する。13はジャイロであって、潮流等で
このシステムがハード的に回転しても初期方位角に対し
ソフト的な絶対角度を計出し、到来エコーの方位に応じ
た一定の模擬音響パターンを保つためのものである。1
4はディスク・ユニットを構成するデータ・ベースであ
り、音響シグネチャ生成に必要な音響計測データを内蔵
する。15はデジタル計算機であり、方位センサー11
から得られたアスペクト角データ、パルスセンサー12
から得られたパルス幅データ、ジャイロ13から得られ
た姿勢角データをもとに、それに対応した水中目標等の
音響模擬計算もしくはデータ・ベース14上の音響計測
データを検索する。16は汎用トランスデューサとして
の無指向性(全方位性)ハイドロフォンである。17は
送受波切換器である。18は音響信号処理装置であっ
て、図2に示す水中航走体21及び水上の船舶等22か
らのアクティブ・ソーナーの到来エコー(パルス)をハ
イドロフォンで受け、音響エネルギーから電気エネルギ
ーに変換し送受波器切換器17を経て、この音響信号処
理装置18内でデジタル計算機15の命令により水中目
標等目標音響シグネチャを生成する。この電気的な音響
シグネチャは再び送受波器切換器17を経て、ハイドロ
フォン16から音響信号として海水に発振されるもので
ある。また、19は外部記憶装置であり、必要により入
力検出データ(方位センサー11、パルスセンサー1
2、ジャイロ13からのデータ)、模擬出力データ(デ
ジタル計算機15の計算又は検索データ)を記録する。
Embodiments of the present invention will be described below. FIG. 1 is a configuration diagram of a target acoustic simulation system for active sonar of the present invention. 11 is a direction sensor,
The directions of incoming echoes (pulses) of the active sonar of the underwater vehicle 21 and the watercraft 22 shown in FIG. 2 are measured. A pulse sensor 12 measures the pulse width of the incoming echo. Numeral 13 is a gyro, which measures a soft absolute angle with respect to the initial azimuth angle even if this system rotates hard due to a tidal current or the like, and maintains a constant simulated acoustic pattern according to the azimuth of the incoming echo. It is a thing. 1
Reference numeral 4 is a data base that constitutes a disk unit, and incorporates acoustic measurement data required for acoustic signature generation. Reference numeral 15 is a digital computer, and the orientation sensor 11
Aspect angle data obtained from the pulse sensor 12
Based on the pulse width data obtained from the gyro 13 and the attitude angle data obtained from the gyro 13, acoustic simulation calculation corresponding to the underwater target or acoustic measurement data on the data base 14 is searched. Reference numeral 16 is an omnidirectional (omnidirectional) hydrophone as a general-purpose transducer. Reference numeral 17 is a wave transmission / reception switch. Reference numeral 18 denotes an acoustic signal processing device, which receives incoming echoes (pulses) of an active sonar from an underwater vehicle 21 and a watercraft 22 shown in FIG. 2 with a hydrophone, and converts acoustic energy into electric energy. A target acoustic signature such as an underwater target is generated by the command of the digital computer 15 in the acoustic signal processing device 18 via the transducer switching device 17. This electrical acoustic signature is again oscillated into seawater as an acoustic signal from the hydrophone 16 after passing through the transducer switching unit 17. Reference numeral 19 is an external storage device, and if necessary, input detection data (direction sensor 11, pulse sensor 1
2, data from the gyro 13) and simulated output data (calculation or search data of the digital computer 15) are recorded.

【0036】ここで、水中目標(例えば潜水艦)のター
ゲット・ストレングスとアスペクト(音束線方向に対す
る水中目標等の向き)に対する特性を大きくまとめると
図4のようなバタフライ・パターンになると考えられ
る。このバタフライ・パターンは次の特徴を持ってい
る。
Here, when the characteristics of the underwater target (for example, a submarine) with respect to the target strength and the aspect (direction of the underwater target or the like with respect to the sound flux line direction) are roughly summarized, it is considered that a butterfly pattern as shown in FIG. 4 is obtained. This butterfly pattern has the following features.

【0037】ア 正横アスペクトのウイングは約25d
Bにまで達し、これは鏡面反射によって生ずる。
A sideways wing is about 25d
B is reached, which is caused by specular reflection.

【0038】イ 船首尾アスペクトのおちこみは船体の
影やウエーキによって生じる。
(A) A stern aspect aspect is caused by the shadow and wake of the hull.

【0039】ウ 船首尾からおよそ20度のところの副
極はパターンの普通のレベルより1〜2dB大きい。こ
れは多分水中目標のタンク構造内の内部反射に起因する
ものと考えられる。
(C) The sub-pole approximately 20 degrees from the bow is 1-2 dB larger than the normal level of the pattern. This is probably due to internal reflection in the underwater target tank structure.

【0040】エ 上記以外のアスペクトの円形は水中目
標及びそれに付属する複雑な構造から散乱してもどる波
の多様性による。
D. Circular shapes other than the above are due to the diversity of waves returning from the underwater target and the complex structures attached to it.

【0041】なお、これらは理想化したパターンの特徴
である。
Note that these are the features of the idealized pattern.

【0042】図5は無指向性(全方位性)ハイドロフォ
ン16のビームパターン(垂直面)の一例であり、全方
向について一様でない場合である。
FIG. 5 shows an example of the beam pattern (vertical plane) of the omnidirectional (omnidirectional) hydrophone 16, which is not uniform in all directions.

【0043】図6(a)はアスペクト艦首のターゲット
・ストレングス、図6(b)はアスペクト正横のターゲ
ット・ストレングス、図6(c)はアスペクト225度
付近のターゲット・ストレングスである。
FIG. 6A shows the target strength of the aspect bow, FIG. 6B shows the target strength of the aspect aspect ratio, and FIG. 6C shows the target strength of the aspect around 225 degrees.

【0044】水中目標等のターゲット・ストレングスを
模擬する場合、ハイドロフォン16で図4に一例として
あげた水中目標のターゲット・ストレングスを模擬する
ことは、一般に不可能である。そこで、この発明は、こ
れを一度に模擬せずアスペクト角に応じた変化の関数と
して出力する。例えば、船首からのレスポンスは、図1
に示した音響模擬システムに内蔵する方位センサー11
によりアスペクト角を検出し、それに対応したターゲッ
ト・ストレングスをデジタル計算機15により計算もし
くはデータ・ベース14からの検索結果として、図6
(a)のアスペクト船首611のターゲット・ストレン
グス613を出力する。図6(a)における特徴点は、
アスペクト面のみが同一レベルでリンクされ、斜線部分
の水中目標のターゲット・ストレングスのアスペクトに
対する特性612と、円形で示した模擬目標のターゲッ
ト・ストレングスのアスペクトに対する模擬特性613
が異なる点である。また、図6(b)に示すようにアス
ペクト正横621付近のターゲット・ストレングスも同
様のロジックで出力されており、斜線部分の水中目標の
ターゲット・ストレングスのアスペクトに対する模擬特
性623も最大の円形をしている。また、図6(c)に
示すようなアスペクト225度付近のターゲット・スト
レングスは、同様に225度付近631のアスペクト面
のみが同一レベルでリンクされている。このようにして
全周にわたって、この円形の模擬ターゲット・ストレン
グスをプロットした場合、曲線は全体として、図4に示
すような精巧な水中目標ターゲット・ストレングスの特
性を示すことになる。図4に示すこの水中目標のターゲ
ット・ストレングスは平面であるが、実際には立体であ
る。なお、ターゲット・ストレングスは水中目標の形状
及び構造、船体材質、周波数、深度、距離、パルス幅等
によって変化し、必ずしも水中目標のターゲット・スト
レングスが図4のようなバタフライ・パターンになると
は限らない。従って、図4は一つのサンプルであり、そ
の特性に合わせたバタフライ・パターンをデジタル計算
機15により計算もしくはデータベース14から検索
し、模擬する必要がある。
In the case of simulating the target strength of an underwater target or the like, it is generally impossible to simulate the target strength of the underwater target exemplified by FIG. 4 with the hydrophone 16. Therefore, the present invention outputs this as a function of change according to the aspect angle without simulating it all at once. For example, the response from the bow is shown in Figure 1.
Direction sensor 11 built into the acoustic simulation system shown in
6 to detect the aspect angle, and calculate the corresponding target strength by the digital computer 15 or as a search result from the data base 14 as shown in FIG.
The target strength 613 of the aspect bow 611 in (a) is output. The feature points in FIG. 6A are
Only the aspect planes are linked at the same level, and the characteristic 612 for the target strength aspect of the underwater target in the shaded area and the simulated characteristic 613 for the target strength aspect of the simulated target shown by a circle 613.
Is the difference. Further, as shown in FIG. 6B, the target strength in the vicinity of the aspect normal width 621 is also output by the same logic, and the simulated characteristic 623 for the aspect of the target strength of the underwater target in the shaded area is also the maximum circle. is doing. Further, in the target strength near the aspect of 225 degrees as shown in FIG. 6C, similarly, only the aspect surfaces near the aspect 225 of 631 are linked at the same level. When the circular simulated target strength is plotted over the entire circumference in this manner, the curve as a whole exhibits the characteristics of the delicate underwater target target strength as shown in FIG. The target strength of this underwater target shown in FIG. 4 is a plane, but is actually a solid. The target strength varies depending on the shape and structure of the underwater target, the hull material, the frequency, the depth, the distance, the pulse width, etc., and the target strength of the underwater target does not always have the butterfly pattern shown in FIG. . Therefore, FIG. 4 shows one sample, and it is necessary to calculate a butterfly pattern suitable for the characteristic by the digital computer 15 or retrieve it from the database 14 to simulate it.

【0045】なお、ハイドロフォン16のビーム・パタ
ーンが各アスペクト面に対し歪を持てば、その特性デー
タを予め入力したデジタル計算機15により補正する。
このことは、例えば図1において、デジタル計算機15
でターゲット・ストレングスの出力を10dBに設定し
た場合でも、ハイドロフォン16そのものに歪があれ
ば、あるアスペクト角では9.5dBの出力しかない場
合があるかもしれない、そのような場合アスペクト面を
同一にリンクさせるためにはその角度では、10.5d
Bに出力を補正する。
If the beam pattern of the hydrophone 16 has distortion with respect to each aspect plane, the characteristic data thereof is corrected by the digital computer 15 which is input in advance.
This means that, for example, in FIG.
Even if the output of the target strength is set to 10 dB, if the hydrophone 16 itself is distorted, there may be a case where the output is only 9.5 dB at a certain aspect angle. In such a case, the aspect surface is the same. At that angle to link to 10.5d
Correct the output to B.

【0046】次に、パルスとアスペクトに関する目標エ
コーの伸びについて実施例を示す図7により説明する。
図7(a)は斜め方向を向いている水中目標とそれに当
たる音響パルスとの関係を示す図、図7(b)は反響音
の波形を示す図、図7(c)は目標の凸凹部と反射エコ
ーの関係を説明する図である。図7(a),(b),
(c)におけるAA′、BB′、CC′、DD′は、パ
ルスの各船体部分の伸びを説明するための符号である。
ここで、一例として、斜め方向を向いている水中目標7
1に当たる音響パルス72について考えると、パルス7
2は船首から目標に近づいている。パルス72の先端が
A点に到達した時、エネルギーの反射が始まる。パルス
の終端がA点を通過した時、戻ってくるエネルギーは減
少する(その時先端はA′点にある)。パルスに対して
新しい壁面が存在するB点において反響音のエネルギー
・レベルは再び増加する。パルスの終端がB点通過後、
エネルギー・レベルは減少する。その時、パルスの先端
はB′点にある。エネルギー・レベルはパルスの終端が
C点を通過するまでは、このレベルを維持する。そして
パルスの先端がD点に達した時、反響音のエネルギーが
低下し周囲雑音以下に下がる。従って、戻ってくる反響
音の全部の長さは目標の長さ(目標の対勢角度の関数
(モノスタティックソーナーの場合、2Lcosθ/c、
ここでL=水中目標の長さ、θ=入射角、c=音速)と
して)とパルス幅の和である。
Next, the elongation of the target echo relating to the pulse and the aspect will be described with reference to FIG. 7 showing an embodiment.
FIG. 7 (a) is a diagram showing a relationship between an underwater target facing obliquely and an acoustic pulse corresponding to it, FIG. 7 (b) is a diagram showing a waveform of a reverberant sound, and FIG. 7 (c) is a convex / concave portion of the target. It is a figure explaining the relationship between and a reflection echo. 7 (a), (b),
AA ', BB', CC ', and DD' in (c) are symbols for explaining the extension of each hull portion of the pulse.
Here, as an example, the underwater target 7 facing diagonally
Considering the acoustic pulse 72, which corresponds to 1, pulse 7
2 is approaching the target from the bow. When the tip of the pulse 72 reaches point A, energy reflection begins. When the end of the pulse passes point A, the returning energy decreases (at which point the tip is at point A '). At point B, where there is a new wall for the pulse, the reverberant energy level increases again. After the end of the pulse passes point B,
Energy levels decrease. At that time, the tip of the pulse is at point B '. The energy level remains at this level until the end of the pulse passes point C. Then, when the tip of the pulse reaches point D, the energy of the reverberant sound drops and falls below ambient noise. Therefore, the total length of the returned echoes is the target length (a function of the target angle of attack (in the case of monostatic sonar, 2Lcosθ / c,
Where L = length of underwater target, θ = incident angle, c = sound velocity)) and pulse width.

【0047】このようにして、図1に示す方位センサー
11とパルスセンサ12により、上述したようなパルス
幅とアスペクトによって変るエコーの伸びをデジタル計
算機15によって演算するか、又はデータベース14か
らの検索結果として、図7(b)に示す反響音の波形を
出力する。ここで波形の振幅はターゲット・ストレング
スの関数である。波形の長さは目標の奥行きに(見かけ
の方位の関数として)パルス幅を加えたものになる。図
7(b)に示す反響音の波形のA点とB点は、図7
(a)において斜め方向を向いている水中目標のA点と
B点から反射されたものである。反響音の波形(図7
(b))においてAからDまでは目標の奥行きを示して
いる。エネルギーはパルスの先端がD点に当たった時か
ら、パルスの終点がD点を通過するまで反射されるから
DからD′までの区域はパルス長により決まる。図7
(b)における反響音にあるAとA′、BとB′間の波
形の大振幅の部分は、斜め方向を向いている水中目標の
A点とB点(図7(a))におけるパルスに対する壁面
反射によるものである。
In this way, the azimuth sensor 11 and the pulse sensor 12 shown in FIG. 1 calculate the elongation of the echo which changes according to the pulse width and the aspect as described above by the digital computer 15 or the retrieval result from the database 14. As a result, the reverberant sound waveform shown in FIG. Here the amplitude of the waveform is a function of the target strength. The length of the waveform will be the target depth plus the pulse width (as a function of apparent orientation). The points A and B of the reverberation sound waveform shown in FIG.
In (a), it is reflected from the points A and B of the underwater target facing diagonally. Reverberation waveform (Fig. 7
In (b), A to D indicate target depths. The energy is reflected from the time the tip of the pulse hits point D until the end of the pulse passes point D, so the area from D to D'is determined by the pulse length. Figure 7
The large amplitude portions of the waveforms between A and A ', B and B'in the reverberant sound in (b) are the pulses at points A and B (Fig. 7 (a)) of the underwater target facing diagonally. Is due to the reflection on the wall.

【0048】また、分解能と関係する目標の構造はパル
ス幅の関数として分析することができる。パルスが短け
れば短い程、分解できる目標の(反射強度を変化させ
る)凸凹部間の距離は短くなる。目標の凸凹を分解する
ためには、パルスの先端が一つの凸凹部から次の凸凹部
に伝搬するのに必要な時間よりも、パルス時間を短くし
なければならない。凸凹部はパルスを変化させる壁面が
存在する点として示される。もしパルス幅が図7(c)
のA点からB点まであるならば、パルスの先端がB点に
到達した時、パルスの終点の反射はまだ続いている。従
って、この二つの点は重なってしまってB点は識別(分
解)できない。凸凹部を分解することができ、図7
(c)に示されているような目標識別させることができ
る最大パルス幅は、次のように決定される。図7(c)
においてA点と最初の重要な凸凹部B点間の距離は10
0ft(約30.48m)である。音速を5000ft
/secと仮定すれば、この距離は時間で表わされる。
The target structure, which is related to resolution, can also be analyzed as a function of pulse width. The shorter the pulse, the shorter the distance between the target bumps (which changes the reflection intensity) that can be resolved. In order to resolve the target bumps, the pulse time must be shorter than the time required for the pulse tip to propagate from one bump to the next. The bumps and dips are shown as points where there are walls that change the pulse. If the pulse width is as shown in Fig. 7 (c)
If there is a point A to a point B, the reflection at the end point of the pulse is still continuing when the tip of the pulse reaches point B. Therefore, these two points overlap and point B cannot be identified (decomposed). The ruggedness can be disassembled, and FIG.
The maximum pulse width that can identify the target as shown in (c) is determined as follows. Figure 7 (c)
In, the distance between point A and the first important convex / concave point B is 10
It is 0 ft (about 30.48 m). Sound velocity is 5000ft
Assuming / sec, this distance is expressed in time.

【0049】 t=d/c (5)T = d / c (5)

【0050】ここで、 c:音速(ft/sec),
d:時間tの間に伝搬する距離(ft),t:音が距離
d間を伝搬するに必要な時間(second)
Where c: sound velocity (ft / sec),
d: distance propagated during time t (ft), t: time required for sound to propagate during distance d (second)

【0051】A点、B点間の距離に対してはFor the distance between points A and B,

【0052】 t=d/c=100/(5×103)=20msT = d / c = 100 / (5 × 10 3 ) = 20 ms

【0053】20ms以上長いパルス幅ではB点におけ
る凸凹部を分解することはできない。
If the pulse width is longer than 20 ms, it is not possible to resolve the unevenness at the point B.

【0054】このようなアルゴリズム計算は、図1にお
ける方位センサー11から得られたアスペクト角デー
タ、パルスセンサー12から得られたパルス幅データ、
ジャイロ13から得られた姿勢角データをもとにデジタ
ル計算機15において行なっている。
Such algorithm calculation is performed by the aspect angle data obtained from the azimuth sensor 11 in FIG. 1, the pulse width data obtained from the pulse sensor 12,
It is performed in the digital computer 15 based on the attitude angle data obtained from the gyro 13.

【0055】図8は、ドプラーにおける実施例を説明す
る図であり、アスペクトとドプラーの関係を示した図で
ある。図8において、81はアスペクト船尾でドプラー
は低い。82はアスペクト正横で水中目標は左に移動し
ているがドプラーはない。83は同様にアスペクト正横
で右に移動しているがドプラーはない。84はアスペク
ト艦首で高いドプラーを有する。このようなドプラー
は、方位センサー11から得られたアスペクトデータと
模擬する水中目標に予め設定された仮定の速力又は実際
の速度に応じてデジタル計算機15において計算され
る。ODN(自己ドプラー消去器)を有するソーナー
(図2において水中航走体21、水上の船舶等22が搭
載する。)においては水中目標等のドプラーの検出は、
相手の水中目標等のドプラーとアスペクトが関係する。
FIG. 8 is a diagram for explaining the embodiment of the Doppler, showing the relationship between the aspect and the Doppler. In FIG. 8, 81 is an aspect stern and the Doppler is low. Reference numeral 82 indicates an aspect horizontal direction, and the underwater target is moving to the left, but there is no Doppler. Similarly, the 83 is moving to the right with the aspect ratio horizontal, but there is no Doppler. The 84 is the aspect bow and has a high Doppler. Such Doppler is calculated in the digital computer 15 according to the aspect data obtained from the azimuth sensor 11 and the assumed speed or actual speed preset for the underwater target to be simulated. In a sonar having an ODN (self-doppler eliminator) (in FIG. 2, the underwater vehicle 21, the ship 22 on the water is mounted), detection of a Doppler such as an underwater target is performed.
The aspect is related to the opponent's underwater target Doppler.

【0056】また、このように運動している水中目標等
からのエコーはいわゆるドプラー効果によって周波数が
推移する。その量は次式で与えられる。
The frequency of the echo from the moving underwater object or the like changes due to the so-called Doppler effect. The amount is given by the following equation.

【0057】Δf=2(v/c)・fΔf = 2 (v / c) · f

【0058】ここに、Δf=ドプラー周波数(Hz) v=変距率:見通し線上における音源と水中目標等との
間における相対速度(kt) c=音速(4800ft/sec=2900kt) f=ソーナーの発振周波数(Hz)
Where Δf = Doppler frequency (Hz) v = variation rate: Relative velocity (kt) between the sound source on the line of sight and the underwater target, etc. c = Sonic velocity (4800 ft / sec = 2900 kt) f = Sonar's Oscillation frequency (Hz)

【0059】したがって、上式は次のようになる。Therefore, the above equation is as follows.

【0060】Δf=2f・v/2900Δf = 2f · v / 2900

【0061】故に、Therefore,

【0062】Δf=0.69・10-3・f・vΔf = 0.69 · 10 −3 · f · v

【0063】となり、fをkHzで表わせばさらに簡単
となり、
If f is expressed in kHz, it becomes even simpler.

【0064】Δf=±0.69f・vΔf = ± 0.69f · v

【0065】となる。ここで相対速度10knに近づい
ている水中目標等のエコーの発振周波数を10kHzと
すると、69Hz高い周波数にシフトする。±の記号
は、近づいてくる水中目標等からのエコーの場合+、遠
ざかる場合−となる。
It becomes Here, when the oscillation frequency of the echo of the underwater target or the like approaching the relative speed of 10 kn is 10 kHz, the frequency shifts to a frequency higher by 69 Hz. The ± sign is + when an echo is coming from an approaching underwater target, and − when it is moving away.

【0066】以上、簡単な計算例を示したが、このよう
なアルゴリズムによってドプラーは計算される。
Although a simple calculation example has been shown above, the Doppler is calculated by such an algorithm.

【0067】上記説明した実施例では、ハイドロフォン
16を1個用いたシステムについてのものであったが、
2個以上の移動型のアレイ曳航式音響模擬システムでも
よい。
In the above-described embodiment, the system using one hydrophone 16 is used.
Two or more mobile array towed sound simulation systems may be used.

【0068】図9は移動型のアレイ曳航式音響模擬シス
テムを示す図である。図9において、91は曳航体であ
って、この中に燃料とエンジン(電気推進の場合はバッ
テリーとモータ等)、オートパイロット、センサー(図
1における方位センサー11、パルスセンサー12等)
及びコンピュータ(図1におけるデジタル計算機1
5)、低周波数用トランスデューサ(図1におけるハイ
ドロフォン16に相当し低周波数用のもの)及び信号処
理装置(図1における音響信号処理装置18、送受波器
切換器17等を含む。)等を搭載する。92は曳航索で
あり、信号ケーブルを備える。63は複数の曳航アレイ
の水中航走体用レスポンダーであり、図1におけるハイ
ドロフォン16に相当する。
FIG. 9 is a diagram showing a mobile array towed acoustic simulation system. In FIG. 9, reference numeral 91 is a towed vehicle, in which fuel and engine (battery and motor in the case of electric propulsion), autopilot, sensor (direction sensor 11, pulse sensor 12 in FIG. 1, etc.)
And a computer (digital computer 1 in FIG. 1
5), a low frequency transducer (corresponding to the hydrophone 16 in FIG. 1 for low frequency), a signal processing device (including an acoustic signal processing device 18, a transducer switching device 17 in FIG. 1), and the like. Mount. A towline 92 includes a signal cable. Reference numeral 63 is a responder for underwater vehicle of a plurality of towed arrays, and corresponds to the hydrophone 16 in FIG.

【0069】このように複数のレスポンダーを曳航する
ことによって、ターゲットストレングスと物理的な水中
目標等の長さ、ドプラーと航走距離の幾何学的現実性を
可能にし、あるいは水中物体等の全部及び後部からの反
射音から任意の位置に水中航走体を命中させる技術や目
標識別技術に対応させることができる、また、周波数の
特性に合わせた複数のトランスデューサを使用すること
ができ、非常に高度なソーナーの目標音響模擬システム
を実現できる。
By towing a plurality of responders in this manner, the target strength and the length of the physical underwater target, the geometrical reality of the Doppler and the cruising distance are enabled, or all of the underwater objects and the like are realized. It is possible to correspond to the technology of hitting the underwater vehicle at an arbitrary position from the sound reflected from the rear and the target identification technology.Moreover, it is possible to use multiple transducers that match the characteristics of the frequency. The target acoustic simulation system of a simple sonar can be realized.

【0070】[0070]

【発明の効果】以上詳細に説明した通り、この発明によ
れば、簡単なシステムでアスペクト角で、パルス幅に応
じた出力をコンピュータの演算機能により精巧な模擬を
することができる。従って、このシステムは、水中航走
体及びソーナー等の目標、水中航走体及びソーナー等の
試験システムとして実用的で高度な利用が可能である。
As described in detail above, according to the present invention, the output corresponding to the pulse width can be finely simulated by the computer's arithmetic function with the aspect angle with a simple system. Therefore, this system can be used practically and highly as a target system for underwater vehicles and sonars, and as a test system for underwater vehicles and sonars.

【0071】水中目標等に対する水中航走体のホーミン
グシステムは、アクティブソーナー用目標音響模擬シス
テムから発生する、例えば、アスペクト船首尾線の強い
ドプラーや船幅アスペクトの強いターゲットストレング
ス、目標エコーの伸びを検出し遠距離からのゲート(探
知)を可能にする。このことは一方において、水中目標
等に向かってくる水中航走体から自己を守るシステムと
して利用できる。また、ターゲット・ストレングスは単
なる目標の存在を示すだけでなくターゲット・ストレン
グスのパターン認識によって目標識別に結びつく。従っ
て、ターゲット・ストレングスを識別するシステムが存
在すればそれがどの程度のものか試験や対応策を可能と
する。このシステムは難しいレイパスや周囲環境雑音を
考慮する必要がない。
A homing system for an underwater vehicle for an underwater target or the like generates a target acoustic simulation system for active sonar, for example, a Doppler with a strong aspect bow and a strong target strength with a wide ship aspect, and a target echo extension. It enables detection and gate (detection) from a long distance. On the one hand, this can be used as a system to protect oneself from underwater vehicles approaching underwater targets and the like. Further, the target strength not only indicates the existence of the target but also leads to the target identification by the pattern recognition of the target strength. Therefore, if there is a system for identifying the target strength, it is possible to test and take measures to what extent it is. The system does not have to consider difficult ray paths and ambient noise.

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

【図1】この発明のアクティブ・ソーナー用目標音響模
擬システムの構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of a target acoustic simulation system for active sonar of the present invention.

【図2】従来の静止型標的として使用されているアクテ
ィブ・ソーナー用目標音響模擬システムを説明するため
の図である。
FIG. 2 is a diagram for explaining a target acoustic simulation system for an active sonar used as a conventional stationary target.

【図3】模擬音響シグネスチャのターゲット・ストレン
グスを説明する図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating a target strength of a simulated sound signature.

【図4】水中目標のターゲット・ストレングスとアスペ
クトに対する特性を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing characteristics of an underwater target with respect to target strength and aspect.

【図5】ハイドロフォンのビームパターン(垂直面)の
一例を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing an example of a beam pattern (vertical plane) of a hydrophone.

【図6】本発明の実施例のターゲット・ストレングスを
説明する図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating target strength according to the embodiment of this invention.

【図7】目標エコーの伸びを説明する図である。FIG. 7 is a diagram for explaining expansion of a target echo.

【図8】ドプラーにおける実施例を説明する図である。FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a Doppler.

【図9】移動型のアレイ曳航式音響模擬システムを示す
図である。
FIG. 9 is a diagram showing a mobile array towed acoustic simulation system.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 方位センサー 12 パルスセンサー 13 ジャイロ 14 データ・ベース 15 デジタル計算機 16 ハイドロフォン 17 送受波器切換器 18 音響信号処理装置 19 外部記憶装置 11 Direction Sensor 12 Pulse Sensor 13 Gyro 14 Data Base 15 Digital Computer 16 Hydrophone 17 Transducer Switch 18 Acoustic Signal Processing Device 19 External Storage Device

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 水中を伝搬するパルスの到来する方向を
検出する方位センサーと、方位センサーの検出方向に応
じて模擬すべきターゲット・ストレングスを計算する計
算手段と、前記計算手段により計算されたターゲット・
ストレングスに応じた模擬音響を出力する音響変換手段
とを備えたことを特徴とするアクティブ・ソーナー用目
標音響模擬システム。
1. An azimuth sensor for detecting the direction of arrival of a pulse propagating in water, a calculation means for calculating a target strength to be simulated according to the detection direction of the azimuth sensor, and a target calculated by the calculation means.・
A target sound simulation system for an active sonar, comprising: a sound conversion unit that outputs a simulation sound according to strength.
【請求項2】 水中を伝搬するパルスの到来する方向を
検出する方位センサーと、到来したパルス幅を検出する
パルスセンサーと、方位センサーの検出方向に応じて模
擬すべきターゲット・ストレングスを計算すると共に、
パルスの到来方向とパルス幅とに応じた目標エコーの伸
びを計算する計算手段と、前記計算手段により計算され
たターゲット・ストレングス及び目標エコーの伸びに応
じた模擬音響を出力する音響変換手段とを備えたことを
特徴とするアクティブ・ソーナー用目標音響模擬システ
ム。
2. An azimuth sensor for detecting the arrival direction of a pulse propagating in water, a pulse sensor for detecting the arrival pulse width, and a target strength to be simulated according to the detection direction of the azimuth sensor. ,
A calculating means for calculating the elongation of the target echo according to the arrival direction of the pulse and the pulse width, and an acoustic converting means for outputting a simulated sound according to the elongation of the target strength and the target echo calculated by the calculating means. A target acoustic simulation system for active sonar, which is equipped with.
【請求項3】 水中を伝搬するパルスの到来する方向を
検出する方位センサーと、到来したパルス幅を検出する
パルスセンサーと、方位センサーの検出方向に応じて模
擬すべきターゲット・ストレングス及び、パルスの到来
方向とパルス幅とに応じた目標エコーの伸びを計算する
と共に、あらかじめ設定された速力と方位センサーの検
出方向に応じたドプラーを計算する計算手段と、前記計
算手段により計算されたターゲット・ストレングス及び
目標エコーの伸びと共にドプラーに応じた模擬音響を出
力する音響変換手段とを備えたことを特徴とするアクテ
ィブ・ソーナー用目標音響模擬システム。
3. An azimuth sensor for detecting an arrival direction of a pulse propagating in water, a pulse sensor for detecting an arrival pulse width, a target strength to be simulated according to the detection direction of the azimuth sensor, and a pulse Calculating the elongation of the target echo according to the direction of arrival and the pulse width, and calculating means for calculating the Doppler according to the preset speed and the detection direction of the direction sensor, and the target strength calculated by the calculating means. And a target sound simulation system for an active sonar, comprising: a sound conversion unit that outputs a simulation sound corresponding to Doppler along with the expansion of the target echo.
【請求項4】 自己の姿勢角を検出する角度検出手段を
備え、計算手段は方位センサーの検出方向について前記
角度検出手段が検出した変化角分の補正をして、ターゲ
ット・ストレングス、目標エコーの伸び及びドプラーを
計算することを特徴とする請求項1ないし3のいずれか
記載のアクティブ・ソーナー用目標音響模擬システム。
4. An angle detecting means for detecting the attitude angle of the self is provided, and the calculating means corrects the change angle detected by the angle detecting means with respect to the detection direction of the azimuth sensor to obtain the target strength and the target echo. The target acoustic simulation system for an active sonar according to any one of claims 1 to 3, wherein elongation and Doppler are calculated.
【請求項5】 パルスの到来方向、パルス幅に応じた模
擬音響データを内蔵したデータ・ベースを備え、計算手
段がパルスの到来方向、パルス幅に応じて前記データ・
ベースを検索することを特徴とする請求項1ないし4の
いずれか記載のアクティブ・ソーナー用目標音響模擬シ
ステム。
5. A data base having simulated acoustic data according to the arrival direction of the pulse and the pulse width is provided, and the calculation means calculates the data according to the arrival direction and the pulse width of the pulse.
The target acoustic simulation system for active sonar according to any one of claims 1 to 4, wherein a base is searched.
【請求項6】 計算手段で計算される模擬音響の音質が
金属音反射音質もしくは金属船体面を遮音タイルで装備
された反射音質であることを特徴とする請求項1ないし
5のいずれか記載のアクティブ・ソーナー用目標音響模
擬システム。
6. The sound quality of the simulated sound calculated by the calculation means is a metal sound reflection sound quality or a reflection sound quality in which a metal hull surface is equipped with sound insulation tiles. Target sound simulation system for active sonar.
【請求項7】 音響変換手段の方向特性が無指向性ハイ
ドロフォンにおいて、出力に歪があっても全方向に一様
になるようにアスペクトに対する送波レベルの値を計算
手段において補正することを特徴とする請求項1ないし
5のいずれか記載のアクティブ・ソーナー用目標音響模
擬システム。
7. The value of the transmission level with respect to the aspect is corrected by the calculation means so that the direction characteristic of the acoustic conversion means is omnidirectional in the hydrophone so that even if the output is distorted, it becomes uniform in all directions. The target sound simulation system for an active sonar according to any one of claims 1 to 5.
【請求項8】 方位センサーの検出方向、パルスセンサ
のパルス幅及び角度検出手段の自己の姿勢角データ並び
に、計算手段で計算した出力データ又は検索した検索デ
ータを記憶する外部記憶手段を備えたことを特徴とする
請求項1ないし7記載のアクティブ・ソーナー用目標音
響模擬システム。
8. An external storage means for storing the detection direction of the azimuth sensor, the pulse width of the pulse sensor, the attitude angle data of the angle detection means, and the output data calculated by the calculation means or the searched search data. The target sound simulation system for an active sonar according to any one of claims 1 to 7.
【請求項9】 複数の音響変換手段が、移動型の筐体に
曳航されるアレイに搭載されたことを特徴とする請求項
1ないし8のいずれか記載のアクティブ・ソーナー用目
標音響模擬システム。
9. The target acoustic simulation system for an active sonar according to claim 1, wherein the plurality of acoustic conversion means are mounted on an array towed by a movable casing.
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