JPS58111769A - ホ−ミング装置 - Google Patents
ホ−ミング装置Info
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- JPS58111769A JPS58111769A JP56215285A JP21528581A JPS58111769A JP S58111769 A JPS58111769 A JP S58111769A JP 56215285 A JP56215285 A JP 56215285A JP 21528581 A JP21528581 A JP 21528581A JP S58111769 A JPS58111769 A JP S58111769A
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- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 6
- 238000009434 installation Methods 0.000 abstract description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
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- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S3/00—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received
- G01S3/80—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は主として水中を航走し標的を追跡する超音波ホ
ーミング装置に関する。
ーミング装置に関する。
本発明は水中航走体のほか飛翔体にも同一の原理で応用
できるが以下、水中航走体を例に説明する。
できるが以下、水中航走体を例に説明する。
この種のホーミング装置にはアクテイプソーナー装置と
パッシブソーナー装置がある。従来、アクテイブソーナ
ー装置は水中航走体に送波器と受波器あるいは送波、受
被兼用の送受波器を装備し、送波器からパルス音を送波
した後、標的から反射されてくるエコーを、挟角のビー
ムを有する受波器を送波した角度範囲を走査して受波す
るか、挟角ビームを各方向に多数個予め備えておく方法
で標的の方位を検出して、操舵する方向を決める。
パッシブソーナー装置がある。従来、アクテイブソーナ
ー装置は水中航走体に送波器と受波器あるいは送波、受
被兼用の送受波器を装備し、送波器からパルス音を送波
した後、標的から反射されてくるエコーを、挟角のビー
ムを有する受波器を送波した角度範囲を走査して受波す
るか、挟角ビームを各方向に多数個予め備えておく方法
で標的の方位を検出して、操舵する方向を決める。
あるいは２個の受波器を一定間隔をおいて装着し、それ
ぞれの振動子の出力波形を比較して位相差を求めて操舵
する方向を決めるものであった。
ぞれの振動子の出力波形を比較して位相差を求めて操舵
する方向を決めるものであった。
パッシブソーナー装置は、標的が発する音波を受波して
目標の方位を判断するが、その方位検出の方法はアクテ
イブソーナー装置と基本的に同一の原理によるものであ
った。
目標の方位を判断するが、その方位検出の方法はアクテ
イブソーナー装置と基本的に同一の原理によるものであ
った。
従って、方位検出の精度を高めるには、挟角ビーム走査
法ではビームをより尖鋭にする必要があ漫、波長に対し
充分大きな放射面が必要であった。
法ではビームをより尖鋭にする必要があ漫、波長に対し
充分大きな放射面が必要であった。
しかし、ホーミング装置には寸法的な制限があり、波長
の長い低周波ではビームが広角と々って極端に方位検出
精度が低下するのを避けられなかった。
の長い低周波ではビームが広角と々って極端に方位検出
精度が低下するのを避けられなかった。
一方、位相差検出法では２個の受波器間の距離を波長に
対し大きくとる必要がある。しかし、１波長以上の間隔
をとると、前方１８０度の範囲内に２方向以上で同位相
となる現象が生じ真の方向を判断することが困難となる
問題があシ、精度の向上は原理的に限度があった。装置
の形状、寸法の１・ 制限から百波長よシ狭い間隔しかとれない場合は浩然な
がら精度の向上は望めない問題があった。
対し大きくとる必要がある。しかし、１波長以上の間隔
をとると、前方１８０度の範囲内に２方向以上で同位相
となる現象が生じ真の方向を判断することが困難となる
問題があシ、精度の向上は原理的に限度があった。装置
の形状、寸法の１・ 制限から百波長よシ狭い間隔しかとれない場合は浩然な
がら精度の向上は望めない問題があった。
本発明は航走中に受波する波数を計測することによって
、輻射面が大きく非常に尖鋭な受波器を装備しているこ
とと等価な効果をもたせ、低周波においても適確に効率
よく目標を追跡することができるようにしたホーミング
装置を提供するものである。
、輻射面が大きく非常に尖鋭な受波器を装備しているこ
とと等価な効果をもたせ、低周波においても適確に効率
よく目標を追跡することができるようにしたホーミング
装置を提供するものである。
即ち、本発明は１組の舵に対し、少くとも２個の受波器
を、舵に垂直で軸に平行な平面内に配置して、各受波器
の出力信号の波数を計測し、波数の差が零とガる方向へ
操舵することによ多目標を追跡するホーミング装置であ
る。
を、舵に垂直で軸に平行な平面内に配置して、各受波器
の出力信号の波数を計測し、波数の差が零とガる方向へ
操舵することによ多目標を追跡するホーミング装置であ
る。
次に本発明の実施例について図面を参照して説明する。
本発明を実施した航走体の第１の実施椀の平面図と簡略
化したＡ、 −Ａ／ 断面図を示す第１図（ａ）、（
ｂ）を参照すると、航走体１と、この胴体に取付けた４
個の受波器２−１．２−２． ２−３．２−４と、各受
波器からの出力信号の波数を計測、比較し垂直水平舵４
−１．４−２．４−３．４−４に操舵信号を送信する波
数計測比較回路３とを含む。
化したＡ、 −Ａ／ 断面図を示す第１図（ａ）、（
ｂ）を参照すると、航走体１と、この胴体に取付けた４
個の受波器２−１．２−２． ２−３．２−４と、各受
波器からの出力信号の波数を計測、比較し垂直水平舵４
−１．４−２．４−３．４−４に操舵信号を送信する波
数計測比較回路３とを含む。
次に本発明の原理を第２図によシ説明する。第２図００
は標的を示し、Ｘ４４１＋Ｙ軸の原点によるものとする
。ｐはある周波数の標的０から発する音波又は標的から
反射した音波の音圧を示す。航走布を示す。
は標的を示し、Ｘ４４１＋Ｙ軸の原点によるものとする
。ｐはある周波数の標的０から発する音波又は標的から
反射した音波の音圧を示す。航走布を示す。
いま、時刻ｔ０における航走体ｌの位置をＰ工（ｔｏ）
とし、矢印５の方向に進行する場合を考える。時刻ｔ２
において航走体Ｐ２（ｔ２）に達したとする。
とし、矢印５の方向に進行する場合を考える。時刻ｔ２
において航走体Ｐ２（ｔ２）に達したとする。
音波は１２−１０の時間である距離を伝搬するからｐの
分布も変化するが、原理の説明を簡単化するために暫く
ｔ□における分布で固定して考えると、この図面上で受
波器２−１（Ｐ工）はこの間に＠′、■、［相］′、０
、＠′、＠を横切ったと七が分る。−力受波器２−ａ（
ｐｌ）は［相］、■′、■、０′、［相］を横切ったこ
とが分る。従って、音圧の最大値と最小値に対する受波
出力を波数計測比較回路３によって読みとると、受波器
２−１の出力は６個となシ、受波器２−３の出力は５個
となる。そこで両受波器間の波数に１個の差が生じたこ
とを検出して舵４−２，４−４に操舵信号を送って航走
体１を右側（Ｏの方向）へ回転させる。次に時刻ｔ３に
Ｐ３（ｔ３）の位置にあったとしてｔ３から１４までの
間を同様に考えると、２−１の出力は６個で、２−３の
出力は５個であるからＰ４（ｔ４）５− においては航走体をまだ右側へ（ロ）転させることが分
る。このようにして、時計方向に回りながら標的Ｏに漸
近する。
分布も変化するが、原理の説明を簡単化するために暫く
ｔ□における分布で固定して考えると、この図面上で受
波器２−１（Ｐ工）はこの間に＠′、■、［相］′、０
、＠′、＠を横切ったと七が分る。−力受波器２−ａ（
ｐｌ）は［相］、■′、■、０′、［相］を横切ったこ
とが分る。従って、音圧の最大値と最小値に対する受波
出力を波数計測比較回路３によって読みとると、受波器
２−１の出力は６個となシ、受波器２−３の出力は５個
となる。そこで両受波器間の波数に１個の差が生じたこ
とを検出して舵４−２，４−４に操舵信号を送って航走
体１を右側（Ｏの方向）へ回転させる。次に時刻ｔ３に
Ｐ３（ｔ３）の位置にあったとしてｔ３から１４までの
間を同様に考えると、２−１の出力は６個で、２−３の
出力は５個であるからＰ４（ｔ４）５− においては航走体をまだ右側へ（ロ）転させることが分
る。このようにして、時計方向に回りながら標的Ｏに漸
近する。
以上は音波の伝搬がないものとしくっまシ時刻ｔ０で固
定）、かつ標的も固定して考えたが、音波の伝搬と標的
の昼勤があった場合も、ドプラー効果で受波する音波の
周波数が変るだけで上記の作動原理に影響しないことが
分る。また、目標が航走体の右側にある場合であったが
、左側におる場合は出力の数値の大小も右と左が逆転す
るから操舵も逆となり反時計回シで漸近する。従って無
駄の少ない追跡を行うことが分る。
定）、かつ標的も固定して考えたが、音波の伝搬と標的
の昼勤があった場合も、ドプラー効果で受波する音波の
周波数が変るだけで上記の作動原理に影響しないことが
分る。また、目標が航走体の右側にある場合であったが
、左側におる場合は出力の数値の大小も右と左が逆転す
るから操舵も逆となり反時計回シで漸近する。従って無
駄の少ない追跡を行うことが分る。
第２図はＸＹ平面で説明したが、とれに直角なＺ軸を考
えて受波器を３個以上設置して、比較する受波器の組合
せを適当に選べばＸＺ平面等でも同様の原理で成〃立っ
。即ち受波器２−２と２−４を用いて同様の作動を並行
して行わせることによシ、空間的に無駄のない追跡を行
うことができる１、 同様の目的の応用例として、第３の実施例を第４６− 図に示す。第４図の（ａ）は航走体の側面図、（ｂ）は
Ｃ−Ｃ′断面図である。３個の受波器６−１．６−２．
６−３の出力信号を用いて垂直舵４−１．４−３及び水
平舵４−２．４−１を操作して第２の実施例同様空間的
々追跡を行うホーミング装置である。ここで、７−１．
７−２．７−３は各受波器の出力端子である。
えて受波器を３個以上設置して、比較する受波器の組合
せを適当に選べばＸＺ平面等でも同様の原理で成〃立っ
。即ち受波器２−２と２−４を用いて同様の作動を並行
して行わせることによシ、空間的に無駄のない追跡を行
うことができる１、 同様の目的の応用例として、第３の実施例を第４６− 図に示す。第４図の（ａ）は航走体の側面図、（ｂ）は
Ｃ−Ｃ′断面図である。３個の受波器６−１．６−２．
６−３の出力信号を用いて垂直舵４−１．４−３及び水
平舵４−２．４−１を操作して第２の実施例同様空間的
々追跡を行うホーミング装置である。ここで、７−１．
７−２．７−３は各受波器の出力端子である。
次にその原理を説明する。受波器６−１と６−２を結ぶ
線は垂直舵４−１と４−３を含む平面に垂直で軸に平行
な平面内にあるよう配置する。受波器６−２と６−３を
結ぶ線は水平舵４−２と４−４を含む平面に垂直で軸に
平行な平面内にあるよう配置する。このように受波器を
配置することによって、７−１と７−２の出力の周波数
差を検知して垂直舵４−１．４−３を操作し、７−２と
７−３の出力の周波数差を検知して水平舵を操作するこ
とで前記同様の目的を達成できる３゜ちなみに、第２の
実施例と第３の実施例の長所短所を比較すると、前者は
受波器同志の間隔が広いからその分波数の差を読み取る
ための航走距離が短かく、感度がよいことに々る。稜渚
は受波器同志の間隔がやや狭く力るからその分、感度が
悪くガるが受波器が１佃１少くてすむ。
線は垂直舵４−１と４−３を含む平面に垂直で軸に平行
な平面内にあるよう配置する。受波器６−２と６−３を
結ぶ線は水平舵４−２と４−４を含む平面に垂直で軸に
平行な平面内にあるよう配置する。このように受波器を
配置することによって、７−１と７−２の出力の周波数
差を検知して垂直舵４−１．４−３を操作し、７−２と
７−３の出力の周波数差を検知して水平舵を操作するこ
とで前記同様の目的を達成できる３゜ちなみに、第２の
実施例と第３の実施例の長所短所を比較すると、前者は
受波器同志の間隔が広いからその分波数の差を読み取る
ための航走距離が短かく、感度がよいことに々る。稜渚
は受波器同志の間隔がやや狭く力るからその分、感度が
悪くガるが受波器が１佃１少くてすむ。
以ｌｉｄ： ９０ 層間隔に取付けた垂直舵、水平舵の
場合で説明したが、ｖｌに発展させた応用例として舵の
取付は角を４５度あるいは３０度層間隔に多数の舵を取
付けた航走体を作シ、各舵に垂直で軸に平行な平匍内に
２個以上の受波器を配置して同様のホーミングを行うこ
とにより最知距離で標的を追跡するホーミング装置が考
えられる。
場合で説明したが、ｖｌに発展させた応用例として舵の
取付は角を４５度あるいは３０度層間隔に多数の舵を取
付けた航走体を作シ、各舵に垂直で軸に平行な平匍内に
２個以上の受波器を配置して同様のホーミングを行うこ
とにより最知距離で標的を追跡するホーミング装置が考
えられる。
なお、波数に差を生ずる壕での航走時間が長くかかる場
合、航走体の運動は長い折線のつ々がシとなって追跡時
間に無駄がでる恐れがある。このようなときは検数イβ
１０波数計測比較回路を用い、計測のスタート時点を少
しづつ遅らせて並列に作動させ、それぞれの出力に同期
して操舵信号回路を切換え接続することによって短い折
線のつながりで運動させると実ができる。
合、航走体の運動は長い折線のつ々がシとなって追跡時
間に無駄がでる恐れがある。このようなときは検数イβ
１０波数計測比較回路を用い、計測のスタート時点を少
しづつ遅らせて並列に作動させ、それぞれの出力に同期
して操舵信号回路を切換え接続することによって短い折
線のつながりで運動させると実ができる。
波数のｖｒ、取シは１／２波長ごとに行う場合で説明し
たが、１波長ごとでもよい。但し、この場合は差を検出
する時間がやや長くなる。
たが、１波長ごとでもよい。但し、この場合は差を検出
する時間がやや長くなる。
このように、本発明によれば航走体の方向が音波の伝搬
方向と一致し、その向きが標的の方向に向いたときは波
数に差を生じないから標的に向って直進する。但し、も
し完全に逆向きから航走を始めたとしたら方向転換する
ことなしに遠ざかる方に直進することに々って不都合で
あゐ。このようなチャンスは槓く稀れであシ実用上の問
題はほとんどないが、できるだけ操舵信号を早く得るた
めにも航走体の初動外は僅か回転させるように舵をセッ
トしておけばよい。
方向と一致し、その向きが標的の方向に向いたときは波
数に差を生じないから標的に向って直進する。但し、も
し完全に逆向きから航走を始めたとしたら方向転換する
ことなしに遠ざかる方に直進することに々って不都合で
あゐ。このようなチャンスは槓く稀れであシ実用上の問
題はほとんどないが、できるだけ操舵信号を早く得るた
めにも航走体の初動外は僅か回転させるように舵をセッ
トしておけばよい。
また、上記の各受波器はそれぞれ１個の場合で説明した
が、第３図（ａ）と（ｂ）にその側面図と簡略化した断
面図を示す第二の実施例のように４個尋の受波器２−１
−１．２−１−２．２−１−３．２−１−４．２−２−
１．２−２−２．２−２−３ 。
が、第３図（ａ）と（ｂ）にその側面図と簡略化した断
面図を示す第二の実施例のように４個尋の受波器２−１
−１．２−１−２．２−１−３．２−１−４．２−２−
１．２−２−２．２−２−３ 。
２−２−４・・・・・・・・・を設置し、これを電気的
に１組のブロックに結線すれば同じ原理が成、り立つ。
に１組のブロックに結線すれば同じ原理が成、り立つ。
但し、この場合各船の受波器の位置は放射面の幾何的な
中心位置で考えればよい。
中心位置で考えればよい。
本発明は以上説明し、たよりに、波数を計測して標的の
方向を判断し７て操舵することによ郵、低周波数の音波
に対してもほとんど舵行力しに漸近的に追跡することが
でき、かつ構造的にも、受波器を胴体に取付けることが
できるので航走体のスペースを充分に活用することがで
き高性能のホーミング装置が得られる効果がある。
方向を判断し７て操舵することによ郵、低周波数の音波
に対してもほとんど舵行力しに漸近的に追跡することが
でき、かつ構造的にも、受波器を胴体に取付けることが
できるので航走体のスペースを充分に活用することがで
き高性能のホーミング装置が得られる効果がある。
第１図１ａ）とｆｂ）は本発明の第１の実施例の側面図
とＡ−Ａ’断面図、第２図は本発明原理説明図、第３図
（ａｌと（ｂ）は本発明の第２の実施例を示す１１１１
面図とＢ−Ｂ’断面図、鉋、４図（ａ）と（ｂｌは本発
明の第３の実施例を示す側面図とＣ−Ｃ’断面図である
。 １・・・・・・航走体、２−１．２−２．２−３．２−
４．２−１−１．２−１−２．２−１−３．２−１−４
．２−２−１．２−２−２．２−２−３ 。 ２−２−４．６−１．６−２．６−３・・・・・・受波
器、３・・・・・・波数計測比較回路、４−１．４−２
．４−３．４−４・・・・・・舵。 ｂ 卒４０ （ｃｔ） ３８６− （ｂ） （Ｉ）ノ
とＡ−Ａ’断面図、第２図は本発明原理説明図、第３図
（ａｌと（ｂ）は本発明の第２の実施例を示す１１１１
面図とＢ−Ｂ’断面図、鉋、４図（ａ）と（ｂｌは本発
明の第３の実施例を示す側面図とＣ−Ｃ’断面図である
。 １・・・・・・航走体、２−１．２−２．２−３．２−
４．２−１−１．２−１−２．２−１−３．２−１−４
．２−２−１．２−２−２．２−２−３ 。 ２−２−４．６−１．６−２．６−３・・・・・・受波
器、３・・・・・・波数計測比較回路、４−１．４−２
．４−３．４−４・・・・・・舵。 ｂ 卒４０ （ｃｔ） ３８６− （ｂ） （Ｉ）ノ
Claims (1)
- 航走体あるいは飛翔体に設けられた１組の舵に対してこ
の舵に垂直で軸に平行な平面内に配置された、少なくと
も２個の受波器と、との各受波器で得られた受信信号の
波数を計測する波数計測手段と、予め定めた２個の前記
受波器に対応する波数計測手段で得られた波数を比較す
る比較手段と、この比較手段の出力によシ前記舵をその
比較差が零となる方向へ操舵する操舵手段とを備えて成
ることを特徴とするホーミング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56215285A JPS58111769A (ja) | 1981-12-25 | 1981-12-25 | ホ−ミング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56215285A JPS58111769A (ja) | 1981-12-25 | 1981-12-25 | ホ−ミング装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58111769A true JPS58111769A (ja) | 1983-07-02 |
| JPS644634B2 JPS644634B2 (ja) | 1989-01-26 |
Family
ID=16669778
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56215285A Granted JPS58111769A (ja) | 1981-12-25 | 1981-12-25 | ホ−ミング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58111769A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107587666A (zh) * | 2017-09-30 | 2018-01-16 | 温州大学瓯江学院 | 一种抗风屋顶装置 |
| CN115410465A (zh) * | 2022-11-01 | 2022-11-29 | 世纪亿康（天津）医疗科技发展有限公司 | 一种用于模拟凝血过程的血液模拟液 |
-
1981
- 1981-12-25 JP JP56215285A patent/JPS58111769A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107587666A (zh) * | 2017-09-30 | 2018-01-16 | 温州大学瓯江学院 | 一种抗风屋顶装置 |
| CN115410465A (zh) * | 2022-11-01 | 2022-11-29 | 世纪亿康（天津）医疗科技发展有限公司 | 一种用于模拟凝血过程的血液模拟液 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS644634B2 (ja) | 1989-01-26 |
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