JPH06207978A - ソナー・システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 改善したソナー信号プロセッサ及びディスプ
レイを提供すること。 【構成】 従来の整合フィルタに加えて、クロスレンジ
・エネルギ・フィルタ２８とダウンレンジ・エネルギ・
フィルタ３２とを備えたインコヒーレント信号プロセッ
サ５６を用いる。クロスレンジ・エネルギ・フィルタ２
８は、狭い方位応答によって特徴付けられる目標を検出
し、ダウンレンジ・エネルギ・フィルタ２８は、狭い距
離範囲応答によって特徴付けられる目標を検出する。イ
ンコヒーレント信号プロセッサから得られる検出事象は
主たる表示事象を混乱させないように抑制した色で表示
され、ソナーのオペレータが、自然の境界のコンテキス
トにおいて事象を見ることができるようにすることで誤
認アラーム率を減少させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、広くはソナー・システ
ムに関し、更に詳しくは、誤認アラーム率が低く、従来
検出され表示されていた目標より多くの目標に対応する
情報を表示する改善された信号プロセッサ及びディスプ
レイを備えたソナー・システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】当該技術で知られているように、ソナー
・システムは、海を航行する船に備えられ、周囲の水域
中の目標の存在を検出するのに用いられる。たとえば、
船舶や潜水艦などの他の船や、暗礁などの自然の障害物
の存在を検出することが必要な場合がある。また、船を
自然の障害物と区別することが望まれることも多い。一
般的には、ソナー・システムは、送信機と、受信機と、
信号プロセッサと、ディスプレイとを含む。送信機は、
音響エネルギすなわち信号を送信するのに用いられ、一
般には、プロジェクタと称される。送信信号は、周囲の
水中の目標によって反射されて、エコーすなわち反射信
号を受信機に与える。受信機は、一般的には、ハイドロ
フォン・アレイとして提供されるような複数の受信素子
から成る。複数のハイドロフォンのそれぞれが受信する
信号は、信号プロセッサによって、表示とソナー・シス
テムのオペレータによる解釈のために処理される。

【０００３】当該技術で知られているように、従来のソ
ナー信号プロセッサは、複数の出力信号、すなわち、複
数の方向を「見ている」ハイドロフォン・アレイに対応
するビームを提供するビームフォーマを含んでいる。ビ
ームは、受信信号を位相シフト又は時間遅延ネットワー
クに印加することによって形成される。

【０００４】従来型のソナー信号プロセッサのあるもの
は、エネルギ検出原理によって動作する。すなわち、ビ
ームフォーマからの出力信号は、その信号の２乗の値を
積分することによってエネルギ検出され、与えられたビ
ームに伴うエネルギのレベルを表す対応する複数の信号
を提供する。このタイプの信号処理は、所望の検出すべ
き目標と他の「クラッタ」検出との区別には不適切であ
る場合がある。換言すれば、表示されるエネルギ検出器
の出力信号は、目標の存在（すなわち受信エコー）を表
すだけであって、いかなる意味でも、ソナー・システム
のオペレータがそのエコーを与えている目標のタイプを
判断するのに役立たないからである。

【０００５】整合（ｍａｔｃｈｅｄ）フィルタ又はコヒ
ーレント・プロセッサの原理によって動作する他のタイ
プのソナー・システム・プロセッサもある。この構成の
場合には、ビームフォーマからの出力信号は、送信信号
と比較されて、その受信信号が送信信号のレプリカであ
るかどうか判断する。よって、このタイプのプロセッサ
は、一般的には、レプリカ相関器と呼ばれる。エコーが
送信信号のレプリカである場合には、反射した目標は、
暗礁又は他のクラッタなどの自然の障害物ではなくて、
何らかの船である蓋然性が高いことがわかる。別の言い
方をすれば、船からのエコーは、点状の反射物をより正
確に近似するのに対して、たとえば暗礁は、他と比較し
てサイズが大きいためにエコーを拡散させる傾向を有す
る。このような、暗礁で反射したような、時間的に拡散
したエコーは、エネルギ検出の方式によって検出される
のにより適しており、それに対して、船から反射される
点状のエコーは、整合フィルタによる検出により適して
いる。しかし、整合フィルタの信号プロセッサを使用し
たとしても、（以下では誤認アラーム率と呼ばれる）船
の存在を誤って示すような検出の比率が、受け入れがた
いほど高い。これは、他の障害物も、送信信号に類似す
るエコーを与えるからである。

【０００６】当該技術分野で知られている誤認アラーム
率を減少させる方法の１つは、１９８９年５月１６日発
行され、本発明の被譲渡人に譲渡されており、発明者を
Ｊｏｈｎ Ｔ．ＫｒｏｅｎｅｒｔとＲｏｂｅｒｔ Ｂ．
Ｄｅｌｉｓｉｅとする、”Ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓ
Ｃｏｈｅｒｅｎｔ ａｎｄ ＩｎｃｏｈｅｒｅｎｔＰｒ
ｏｃｅｓｓｏｒ ｆｏｒ Ｓｏｎａｒ Ｓｙｓｔｅｍ
ｓ”と称する米国特許第４８３１６０３号に記載されて
いるように、コヒーレント及びインコヒーレント両方の
信号プロセッサを用いることである。この特許は、極性
一致（ｐｏｌａｒｉｔｙ ｃｏｉｎｃｉｄｅｎｃｅ）相
関器と称されるインコヒーレント・プロセッサによる検
出もある場合に、上述のようなコヒーレント・プロセッ
サによって検出された目標だけを表示する方法を記載し
ている。このようにして、誤認アラームの発生が減少す
る。しかし、表示される情報は、プロセッサに関して最
も感度が悪いのと同じくらいの感度しか有していない。
換言すれば、インコヒーレント・プロセッサの情報が用
いられて、コヒーレント・プロセッサで検出された目標
を、表示のためのものとして有効にし、それによって、
全体的な表示感度が減少されてしまう。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述のことを念頭にお
くと、本発明の目的は、誤認アラーム率の低いソナー・
システムを提供することである。

【０００８】本発明の更なる目的は、検出が、環境の境
界のコンテキストにおいて評価されることによって誤認
アラーム率を低下させることを可能にするソナー・シス
テムを提供することである。

【０００９】本発明の更なる目的は、検出の感度を低下
させることなく、そのようなシステムを提供することで
ある。

【００１０】更に別の目的は、これまで表示されてきた
ことよりも更に情報を提供し、周囲の境界に関する情報
を提供するディスプレイを備えたソナー・システムを提
供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明のこれらの目的及
び別の目的は、一般的には、送信されたソナー信号に応
答した目標からの反射信号を受信し該受信信号を処理し
て、各事象が前記目標の距離範囲と方位とに関連し対応
する距離範囲と方位とを有している、前記目標に対応す
る事象を与えるソナー・システムを提供することによっ
て達成される。このシステムは、それぞれが前記反射信
号の対応する１つが送信されたソナー信号の折り返す程
度を示している第１の複数の信号を与える整合フィルタ
を含む。また、それぞれが対応する１つの前記反射信号
の、異なった方位と同じ距離範囲を有する別の前記反射
信号に対する大きさを表している第２の複数の信号を与
えるクロスレンジ・エネルギ・フィルタも提供される。
ダウンレンジ・エネルギ・フィルタが、それぞれが対応
する１つの前記反射信号の、別の時刻に受信され同じ方
位を有する反射信号に対する強さを表している第３の複
数の信号を与える。事象を表示するディスプレイには、
最終的には、前記第１第２第３の複数の信号が印加され
る。

【００１２】この構成によって、より低い誤認アラーム
率を有する改善されたソナー・システムが提供される。
整合フィルタは、整合フィルタが反射信号を処理して、
所望のように他の船に一般的に対応する事象を提供する
が、しかし、また、自然の境界のようなクラッタに応答
した事象も提供する可能性がある。クロスレンジ・エネ
ルギ・フィルタは、比較的高いクロスレンジ・エネルギ
容量を有する目標に応答して事象を検出する（すなわ
ち、クロスレンジ・エネルギ・フィルタは、広い時間応
答と鋭く又は狭い方位応答とによって特徴付けられ
る）。これに対して、ダウンレンジ・エネルギ・フィル
タは、比較的高いダウンレンジ・エネルギ容量を有する
目標に応答して事象を検出する（すなわち、ダウンレン
ジ・エネルギ・フィルタは、広い方位応答と鋭く又は狭
い時間応答とによって特徴付けられる）。よって、この
構成によれば、送信されたソナー信号を折り返す反射信
号を与えるもの以外の目標が、検出され表示されるのは
明らかである。この構成によって、このシステムは、表
示されない暗礁や海岸線等の障害物を、ソナー・システ
ムのオペレータに警告するのに役立つ付加的な情報を表
示する。更に、このシステムは、システムのオペレータ
が暗礁や海岸線のような自然の境界のコンテキストにお
いて表示された事象を解釈することを可能にするので、
オペレータが、潜水艦のような特定の関心事である目標
と暗礁や海岸線のような他の目標とを区別するのに必要
な情報を与える。

【００１３】

【実施例】図１には、ソナー・システム１０が示されて
おり、このソナー・システム１０は、送信されたソナー
信号に応答して目標から反射された信号を受信し、その
受信信号を処理して、目標に対応しその対応する目標の
距離範囲及び方位に対応した距離範囲及び方位を有する
事象及びピング音（ｐｉｎｇ）を表示のために与える。
ソナー・システム１０は、反射した信号を受信するソナ
ー・トランスデューサ・アレイ１２を含む。トランスデ
ューサ・アレイ１２は、信号線１３を介してビームフォ
ーマ１４に結合されている。ビームフォーマ１４は、複
数の出力信号を出力し、この信号のそれぞれが、従来の
ように、所定の間隔の距離範囲と所与の方位によって特
徴付けられるビーム又はローブに対応している。このシ
ステムは、また、信号線２０を介して第１の複数の信号
を提供する波形整合フィルタ１８を含み、この信号のそ
れぞれが、反射した信号の対応する１つが送信されたソ
ナー信号の折り返す程度を示す。クロスレンジ・エネル
ギ・フィルタ２８は、信号線３０を介して第２の複数の
信号を提供し、この信号のそれぞれが、同じ距離範囲を
有する反射信号の他のものに関する対応する１つの反射
信号の相対的な大きさを表している。ダウンレンジ・エ
ネルギ・フィルタ３２は、信号線３４を介して第３の複
数の信号を提供し、この信号のそれぞれが、同じ方位か
らのしかし別の時刻におけるアレイ１２によって受信さ
れた反射信号に関する対応する１つの反射信号の相対的
な強さを表している。ディスプレイ３６は、事象を表示
するために備えられており、最終的には、図示されるよ
うに、信号線３８、３９、４０、４１、４２を介して、
第１第２第３の複数の信号を与えられる。

【００１４】ソナー・トランスデューサ・アレイ１２
は、任意の従来型のソナー受信機又はハイドロフォン・
アレイでよい。そのようなアレイ１２は、それぞれが反
射信号を受信する複数の受信ハイドロフォン素子を備え
ている。ここでは、従来のように、３６の受信素子が、
受け取ったエネルギに比例する振幅を有する３６の対応
した出力信号を提供する。ソナー信号の送信と反射信号
の受信との間の遅延は、トランスデューサ・アレイ１２
と反射目標との距離を決定するのに用いられる。更に詳
しくは、複数のハイドロフォンによって受信された反射
信号は、図示のように、信号線１３によってビームフォ
ーマ１４に結合される。ビームフォーマ１４は、これら
の信号を分解して、対応する複数の出力信号を提供し、
これらは信号線４８によって運ばれ、それぞれが別のビ
ームに対応している。各ビームは、所定の間隔の距離範
囲と特定の方位によって特徴付けられる。線４８のビー
ムフォーマされた信号は、従来のように、アレイ１２に
よって受信された信号を位相シフト（又は時間遅延）ネ
ットワークに印加することによって与えられる。

【００１５】ソナー・システム１０は、２つの同時信号
処理チャンネル４４、４６を含んでいる。第１のチャン
ネル４４は、コヒーレント処理チャンネルであり、信号
が別の信号の折り返す程度を検出するのに用いられる。
更に詳しくは、第１の処理信号４４は、それに結合され
たビームフォーマの出力信号が送信されたソナー信号の
折り返す程度を示す波形整合フィルタ１８を含む。この
波形整合フィルタ１８は、代替的に、セグメンテド・レ
プリカ・コレレータとも呼ばれる。波形整合フィルタ１
８の出力信号は、ここでは３６の信号があるが、以下で
説明されるように、しきい値ディテクタ５２によってし
きい値と比較されインターポレータ５４によって内挿さ
れる前に、ノーマライザ５０によって正規化される。

【００１６】第２の信号処理チャンネル４６は、インコ
ヒーレント処理チャンネルであり、ビームフォーマの出
力信号が印加されるエネルギ・ディテクタ５６を含む。
エネルギ・ディテクタ５６は、信号線５８上に複数の出
力又はエネルギ信号を提供し、そのエネルギ信号のそれ
ぞれは、ビームフォーマの出力信号の対応する１つのエ
ネルギの内容を表す。エネルギ信号は、第１の信号処理
チャンネル４４のノーマライザ５０に結合され、また、
クロスレンジ・エネルギ・フィルタ及びノーマライザ２
８と、ダウンレンジ・エネルギ・フィルタ及びノーマラ
イザ３２とに、図示のように結合されている。クロスレ
ンジ・エネルギ・フィルタ２８（すなわち第２の複数の
信号）の出力信号は、それぞれが信号線４０、４１によ
ってディスプレイ３６に結合される前に、インターポレ
ータ回路６４としきい値ディテクタ６２とに結合され
る。ダウンレンジ・エネルギ・フィルタ及びノーマライ
ザ３２の出力信号は、信号線４２によってディスプレイ
３６に結合される前に、しきい値ディテクタ６６によっ
てしきい値と比較される。

【００１７】上述のように、波形整合フィルタ１８は、
それへの入力信号が送信されたソナー信号に整合する距
離範囲を決定する。すなわち、このフィルタ１８は、対
応する入力信号が送信されたソナー信号の折り返す程度
に比例する振幅を有する複数の出力信号を提供する。更
に詳しくは、送信されたソナー信号が整合フィルタ１８
に印加され、それへの入力信号のそれぞれと比較され
て、信号線２０上に対応する複数の出力信号（すなわち
第１の複数の信号）を提供する。整合フィルタ１８は、
送信及び受信される信号の海洋の媒体によって、低いマ
ルチパス及び目標歪みと低い拡散がある場合には、目標
を検出するのに適している。すなわち、そのような条件
下で、反射され受信された信号が、送信されたソナー信
号を折り返す可能性が最も高いのである。更に、船は、
エコーを拡散する傾向にある暗礁のようなサイズの大き
な目標よりも点状の反射体（レフレクタ）により近似し
ているので、送信信号を折り返すエコーを提供する可能
性がより高い。

【００１８】整合フィルタ１８の出力信号は、ノーマラ
イザ５０によって正規化される。更に詳しくは、線５８
によって運ばれるエネルギ信号から成るエネルギの平均
値が計算される。この平均値が、ノーマライザ５０によ
って第１の複数の信号のそれぞれから引かれて、対応す
る複数の正規化された信号を、しきい値ディテクタ５２
と方位インターポレータ５４とに信号線５１を介して提
供する。しきい値ディテクタ５２は、この正規化された
信号を、所定の振幅を有するしきい値信号と比較して、
対応する複数のしきい値検出された信号を信号線３９を
介してディスプレイ３６に与える。更に詳しくは、ディ
テクタ５２は、複数の正規化された信号をしきい値信号
と比較して、その対応する複数の出力に、しきい値信号
に合致又は超える正規化された信号だけを送る。ここで
は、しきい値信号は、しきい値ディテクタにシステムの
マイクロプロセッサ（図示せず）から、所望の誤認アラ
ーム率に従って与えられる。すなわち、誤認アラーム率
は、しきい値信号を調節することによって制御され得
る。しかし、誤認アラーム率が低いほど、整合フィルタ
の検出の感度は高まる。たとえば、比較的低い誤認アラ
ーム率が求められそれに従ってしきい値信号が上昇させ
られる場合には、検出され得ない目標が存在する可能が
生じる。これは、比較的弱い反射信号を与える目標は、
しきい値信号に合致または超えない対応する正規化信号
を有する可能性があり、従って、潜在的な事象として削
除される可能性があるからである。

【００１９】信号線５１によって運ばれる複数の正規化
信号は、図示のように、左隣接ビーム信号と右隣接ビー
ム信号と共に、方位インターポレータ５４に印加され
る。左右の隣接ビーム信号は、しきい値検出信号の中の
現在処理されている１つのビームに隣接するビームに対
応する２つの信号である。方位インターポレータ５４
は、入力信号を、その信号を隣接するビームに対応する
信号と比較することによって、それに内挿する。このよ
うにして、複数の方位を内挿された信号（すなわちノー
マライザ５０から直接に提供されたものよりも小さい量
子化を有する信号）が、信号線３８上をディスプレイ３
６に与えられる。

【００２０】ディスプレイ３６においては、（信号線３
８、３９、４０、４１、４２からの）信号が用いられ
て、図２と図３に示されるような地理的に正確な経度緯
度ディスプレイ３６上に、（すなわち、事象とも呼ばれ
る）しるしを与える。しかし、信号線３９、４１、４２
によって与えられるしきい値信号が、表示されるしるし
の明るさと強さとを決定する。他方、方位内挿された信
号３８、４０は、整合フィルタ１８とクロスレンジ・エ
ネルギ・フィルタ２８とによってそれぞれ検出されるデ
ィスプレイ上のしるしの正確な位置を決定する。ソナー
・システム１０による信号処理動作全体は、１秒間に複
数回反復される。すなわち、受信された反射信号のサン
プルが、ソナートランスデューサ・アレイ１２からディ
スプレイ３６にサンプルの間隔で処理されて、各間隔は
数百ないし数千のサンプルからなっている。

【００２１】次に、第２の信号処理チャンネル４６を考
察すると、エネルギ・ディテクタ５６が、信号線４８を
介してビームフォーマの出力信号を受信する。３６のビ
ームフォーマ出力信号のそれぞれが、２乗され積分され
て、このビームフォーマの出力信号のエネルギ容量を表
す（信号線５８で運ばれる）対応する信号を提供する。
したがって、このディテクタ５６は、目標のタイプによ
って区別をしないことは明らかである。すなわち、反射
信号が受信される場合には、その反射信号のエネルギを
表す信号が、ディテクタ５６の出力において、信号が反
射された目標がたとえば潜水艦であるか海岸線であるか
に関係なく、目標が位置しているビームに対応して、提
供される。

【００２２】クロスレンジ・エネルギ・フィルタ２８に
は、図に示すように、（上の記述で第２の複数の信号と
呼ばれた）複数のエネルギ信号が印加され、各信号が、
反射信号の対応する１つの、同じ距離範囲における反射
信号の他のものに対する大きさを表している。別言する
と、このクロスレンジ・エネルギ・フィルタ２８は、入
力される入力信号のそれぞれを、他の入力信号のそれぞ
れと比較する、換言すれば、所与の方位におけるエネル
ギを他の方位からのエネルギと比較する。特に、現に処
理されているビームにおけるエネルギは、同じ距離範囲
におけるすべてのビームの平均のエネルギによって割ら
れる。よって、フィルタ２８の出力信号は、対応する入
力信号の相対的なすなわち、他のそのような入力信号に
対する、エネルギの表現を与える。クロスレンジ・フィ
ルタ２８は、鋭い又は狭い方位応答を有する反射を検出
することが明らかである。クロスレンジ・エネルギ・フ
ィルタ２８は、更に、ノーマライザ５０との関係で上述
したような正規化動作を与える。

【００２３】クロスレンジ・エネルギ・フィルタ２８の
出力信号は、ディテクタ６２によりディテクタ５２に関
して上述したのと同じ態様でしきい値検出され、方位イ
ンターポレータ６４によって内挿される。すなわち、所
望の誤認アラーム率に関係した値を有するしきい値信号
がディテクタ６２に印加されて、信号線３０によってデ
ィテクタ６２に結合される。そのような信号の中でしき
い値を超えるものは、信号線４１によって、ディスプレ
イ３６に送られる。

【００２４】方位インターポレータ５４のように、イン
ターポレータ６４は、入力信号の値を、その信号を他の
入力信号特に隣接する信号と比較することによって内挿
する。より詳しくは、与えられた入力信号は、左右の隣
接するビームを表す２つの入力信号と比較される。この
ようにして、複数の方位内挿された信号が信号線４０上
をディスプレイ３６に提供される。

【００２５】次に、ダウンレンジ・エネルギ・フィルタ
及びノーマライザ３２を考えると、ダウンレンジ・エネ
ルギ・フィルタ及びノーマライザ３２に生かされた信号
は、別の時刻にソナー・システム１０に受信され予めメ
モリ（図示せず）に記憶されている同様の入力信号と比
較される。つまり、ダウンレンジ・エネルギ・フィルタ
３２によって既に処理された信号が、後で、後に受信す
る信号と比較されるためにメモリに記憶される。別言す
れば、ダウンレンジ・エネルギ・フィルタ３２は、（所
与の時刻において受信されることに対応する）所与の距
離範囲のエネルギを、他の距離範囲のエネルギと比較す
る。更に詳しくは、現在処理されているビームのエネル
ギが、前の時間間隔において受信された同じビームに対
応するすべての信号の平均エネルギによって割られる。
このように見ると、ダウンレンジ・エネルギ・フィルタ
３２が鋭い又は狭い（つまり時間）応答を有する反射を
検出することが明らかだろう。ダウンレンジ・エネルギ
・フィルタ３２は、更に、ノーマライザ５０に関して上
述したような正規化動作も行う。

【００２６】複数の出力信号（すなわち第３の複数の信
号）が、同様のしきい値ディテクタ５２、６２に関して
上述したように、ディテクタ６６によってしきい値検出
される。このようにして、第１第２第３の複数の信号
が、最終的に、信号線３８、３９、４０、４１、４２を
介して、以上のように検出した事象の表示のために、デ
ィスプレイ３６に提供される。ここで、異なって処理さ
れた信号のそれぞれが、異なる色で表示される。すなわ
ち、整合フィルタ１８で処理された信号又は事象（第１
の信号処理チャンネル４４によって検出された事象）
は、第１の比較的明るい色、この場合は緑で表示され
る。この事象を際立つように表示する理由は、この事象
が、潜水艦や船舶等の特別に関心事である目標に一致す
る可能性が高いからである。しかし、上述したように、
他の目標が検出される場合もある。第２の信号処理チャ
ンネル４６によって処理された事象は、第２のより抑制
された色ここでは青で表示される。また、クロスレンジ
・エネルギ・フィルタで処理された事象を抑制した色
で、ダウンレンジ・エネルギ・フィルタで処理した事象
を別の色で表示することも望まれることが以下のディス
プレイ３６に関する説明からわかるであろう。

【００２７】次に図２において、船からの例示のシーン
の図解的な表現が、地理的に正確な緯度経度ディスプレ
イ７０上に重ねられて示されている。ソナー・システム
１０を備えている見ている側の船７２が、ディスプレイ
７０の中央に示されている。また、船跡７６を形成して
いる船舶７４、潜水艦７８、海岸線８０も示されてい
る。ディスプレイ７０に関して、方位は、目標と見てい
る側の船７２との間の角度に対応し、距離範囲は、その
目標と船７２との間の距離に対応することに注意すべき
である。

【００２８】次に図３において、実際に地理的に正確な
ディスプレイ３６が、目標７４、７６、７８、８０によ
って反射された信号の、図１のソナー・システムによっ
て達成される処理の結果として示されている。異なった
色を用いずに（整合フィルタで処理された事象、クロス
レンジ・エネルギ・フィルタで処理された事象、ダウン
レンジ・エネルギ・フィルタで処理された事象等の）異
なったタイプの事象を表現するために、ここでは、異な
った形のしるしが示されている。整合フィルタで処理さ
れた事象はＸで表示され、クロスレンジ・エネルギ・フ
ィルタで処理された事象は三角形で表示され、ダウンレ
ンジ・エネルギ・フィルタで処理された事象は四角形で
表示されている。見ている側の船には参照番号７２が付
せられており、実際のディスプレイ上では円として示さ
れている。最初に事象８４について考察すると、この事
象は、整合フィルタ１８とダウンレンジ・エネルギ・フ
ィルタ３２とクロスレンジ・エネルギ・フィルタ２８と
のすべてによって検出されており、潜水艦７８（図２）
に対応することがわかる。既に明らかなように、整合フ
ィルタ１８は、潜水艦７８から反射される信号が送信さ
れたソナー信号を折り返していることからこの事象８４
を検出した。更に、クロスレンジ・エネルギ・フィルタ
２８とダウンレンジ・エネルギ・フィルタ３２とは、そ
の事象を、それが比較的鋭い方位応答と鋭い距離範囲
（すなわち時間）応答にそれぞれ特徴つけられるので、
検出した。

【００２９】海岸線８０と船跡７６を伴う船舶７４に関
しては、実際のディスプレイ３６上に示された対応する
事象８６〜９０が、コヒーレント信号処理チャンネル４
４とインコヒーレント信号処理チャンネル４６との両方
によって検出される構成要素を含む。更に詳しくは、ダ
ウンレンジ・エネルギが高い部分は四角形で示され、ク
ロスレンジ・エネルギが高い部分は三角形で示されてい
る。更に事象９２が、高いダウンレンジ・エネルギ容量
を有するように示されている。ここでは、この事象９２
は、特定の距離範囲で全方位の大洋底からの反射に対応
する。

【００３０】ディスプレイ３６と信号処理チャンネル４
４、４６の以上の説明から、ソナー・システム１０がこ
れまでに達成されたものよりも低い誤認アラーム率を有
することは明らかであろう。更に、この利点は、検出感
度を犠牲にすることなく実現される。実際、システム１
０は、感度を向上させるのである。これまでに検出され
表示された以上の付加的な事象が、インコヒーレント信
号処理チャンネル４６によって検出され、ディスプレイ
３６によって表示される。特に、クロスレンジ・エネル
ギ・フィルタ２８は、狭い方位応答によって特徴付けら
れる反射目標を検出する。この構成によって、そして特
に付加的に表示される事象によって、ソナー１０のオペ
レータは、周囲の境界のコンテキストにおいて、事象を
解釈できる。整合フィルタで処理された事象だけを見て
いる代わりに、オペレータは、目標をより良く区別でき
る。たとえば、従来技術におけるソナー・システムでは
（従来技術のソナーではコヒーレント信号プロセッサだ
けしか用いていないので）事象８８、８４だけが表示さ
れるであろうが、ソナー１０のオペレータは、事象８４
を潜水艦として、事象８８を船跡９０が従っていること
から船舶として、区別することができる。このようにし
て、ソナー１０の誤認アラーム率は減少し、同時に感度
は向上する。

【００３１】以上で、本発明の好適実施例を説明してき
たが、当業者にとっては、これらの好適実施例の概念を
組み込んだこれ以外の実施例が可能であることは明らか
であろう。従って、実施例は開示された実施例に限定さ
れず、冒頭の特許請求の範囲によってのみ画定される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るソナー・システムの簡略化された
ブロック図である。

【図２】地理的に正しい緯度・経度表示上に重ねられた
船からの例示のシーンの簡略化した図である。

【図３】図２の例示のシーンと更に本発明とに従った地
理的に正しい緯度・経度ソナー表示である。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 送信されたソナー信号に応答して目標か
   らの反射信号を受信し、該受信信号を処理して、各事象
   が前記目標の距離範囲と方位とに関連し対応する距離範
   囲と方位とを有している、前記目標に対応する事象を提
   供するソナー・システムであって、 前記反射信号を印加され、それぞれが前記反射信号の対
   応する１つが前記送信されたソナー信号の折り返す程度
   を示している第１の複数の信号を与える手段と、 それぞれが対応する１つの前記反射信号の、異なった方
   位で同じ距離範囲を有する別の前記反射信号に対する大
   きさを表している第２の複数の信号を与えるクロスレン
   ジ・エネルギ・フィルタと、 それぞれが対応する１つの前記反射信号の、別の時刻に
   受信され同じ方位を有する反射信号に対する強さを表し
   ている第３の複数の信号を与えるダウンレンジ・エネル
   ギ・フィルタと、 前記第１第２第３の複数の信号を印加され、目標に対応
   する事象を表示する手段と、 を備えたソナー・システム。
2. 【請求項２】 請求項１記載のソナー・システムであっ
   て、前記反射信号を受信するソナー・トランスデューサ
   ・アレイと、前記ソナー・トランスデューサ・アレイに
   結合されそれぞれが１つのビームに対応し該ビームが所
   定の方位とそれに関連する距離範囲とを有している複数
   の出力信号を与えるビームフォーマと、を備えたソナー
   ・システム。
3. 【請求項３】 請求項２記載のソナー・システムであっ
   て、前記ビームフォーマの出力信号を印加されて複数の
   エネルギ信号を出力し、このエネルギ信号のそれぞれが
   対応するビームにおいて受信されたエネルギを表し、前
   記クロスレンジ・エネルギ・フィルタに前記エネルギ信
   号が印加されるソナー・システム。
4. 【請求項４】 送信されたソナー信号に応答して目標か
   らの反射信号を受信し、該受信信号を処理して、各事象
   が前記目標の距離範囲と方位とに関連し対応する距離範
   囲と方位とを有している、前記目標に対応する事象を提
   供するソナー・システムであって、 前記反射信号を印加され、それぞれが前記反射信号の対
   応する１つが前記送信されたソナー信号の折り返す程度
   を示している第１の複数の信号を与える手段と、 それぞれが前記反射信号の対応する１つのエネルギ容量
   に関係する第２の複数の信号を与える手段と、 前記第１及び第２の複数の信号を印加され、前記第１及
   び第２の複数の信号の中で所定のしきい値を超えるもの
   に応答して事象を表示する手段と、 を備えるソナー・システム。
5. 【請求項５】 請求項４記載のソナー・システムであっ
   て、第２の複数の信号を与える前記手段が、クロスレン
   ジ・エネルギ・フィルタとダウンレンジ・エネルギ・フ
   ィルタとを備えるソナー・システム。
6. 【請求項６】 請求項４記載のソナー・システムであっ
   て、第２の複数の信号を与える前記手段が、整合フィル
   タを備えるソナー・システム。
7. 【請求項７】 請求項４記載のソナー・システムであっ
   て、前記反射信号を受信するソナー・トランスデューサ
   ・アレイと、前記ソナー・トランスデューサ・アレイに
   結合されそれぞれが１つのビームに対応し該ビームが所
   定の方位とそれに関連する距離範囲とを有している複数
   の出力信号を与えるビームフォーマと、を備えたソナー
   ・システム。