JPS58139084A - パツシブソ−ナ−信号処理方式 - Google Patents

パツシブソ−ナ−信号処理方式

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JPS58139084A
JPS58139084A JP2189482A JP2189482A JPS58139084A JP S58139084 A JPS58139084 A JP S58139084A JP 2189482 A JP2189482 A JP 2189482A JP 2189482 A JP2189482 A JP 2189482A JP S58139084 A JPS58139084 A JP S58139084A
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JP
Japan
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signal
bearing
display
peak
target
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JP2189482A
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JPH0231830B2 (ja
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Shunichi Kohama
小浜 俊一
Toshio Chiba
千葉 敏夫
Hisazumi Fukuoka
福岡 久純
Susumu Matsuzaki
進 松崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Oki Electric Industry Co Ltd
Technical Research and Development Institute of Japan Defence Agency
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
Technical Research and Development Institute of Japan Defence Agency
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO 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
    • G01S3/00Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received
    • G01S3/80Direction-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
    • G01S3/86Direction-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 with means for eliminating undesired waves, e.g. disturbing noises

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  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
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  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は船舶の航走音より周波数成分上の特徴を抽出し
特定の船舶の航走音會他と区別して検出、追尾し得るノ
ぞツシブソーナー信号処理方式に関するものである。
従来のノξツシブソ=ナー装置の概略構成を第1図に示
す。図中、lは受波器群、2は整相器、3は自乗検波器
、4はピーク検出器、5は表示器である。受波器群1は
N個の無指向性の音響−電気変換器(受波器)t−水中
に空間的に配置してなり、各受波器は受信信号X1(す
1X2(’)・・・Xn(lk出力する。整相器2は上
記受波器群1の各受信信号xi(t)に遅延線などによ
り空間的位置関係に応じた遅延時間を与え、その後全受
信信号を加算して指向性ビームを形成し、方位ごとの到
来信号Yθ(t) k出力する如くなっている。自乗検
波器3は上記到来信号Yθ(1)に対して下記(1)式
に示す自乗検波を行ない、得ら扛た短時間の電力Pθ(
111に方位θの時刻tにおける信号強度として出力す
る如くなっている。
Pθ<t>= 、/;’ y’θ(t)d t   =
 (1)−丁 (ここで、Tは自乗検波器3の時定数である。)ピーク
検出器4は方位ごとの信号強度Pθ(1)から信号強度
のピーク(極太)の方位θp(lk検出し、表示器N!
!に表示する。
上記の如き構成において、時刻Lxで方位θXを航行す
る船舶が水中に放射する航走音は受液器群lにて受信さ
れ、整相器2で整相処理されて方位Oxの到来信号Y/
/x(lx見なり、こnにより自乗検波器3がら出力さ
nる方位θXの信号強度Pθx(lx)が大きくなり、
ピーク検出器4にて方位θXが検出さ扛、表示器5に表
示さnる。オペレータは表示器5に表示されたピーク方
位θXに船舶の存在を検知することができるとともに該
ピーク方位を時間的に追尾することによって上記船舶の
動きを監視することができる。
しかしながら、上記の如き装置では整相器2工り出力さ
nる方位ごとの到来信号に含ま扛る全周波数成分の総和
の信号強度でピークを検出しているため、近接した、あ
るいは同一方向に複数の船舶が存在する場合、遠方を航
行する船舶の小さい信号強度は近くを航行する船舶の大
きい信号強度にマスキングされて、そのピーク、1:、
′ 方位が検知できなくなるという欠点があった。
第2図及び第3図は上記のようすを示したもので、第2
図はぎ−ク検出器4で検出さ扛たピーク方位の表示例、
第3図(a) 、(b) + (c) + (d)はそ
扛ぞn第2図の時点’l + ’2 + ’3 + 1
4ニ&ける自乗@追善3の出力の信号強度を示している
。第2図において、信号強度の大きいBという目標(船
舶)が約−22°方位からプラス方向に、また信号強度
の小さいAという目標が約+lO°方位からマイナス方
向に航行している。こnらの2つの目標は11時点では
第3図(a)に示すように独立にピークが検出さnてい
る。しかも12時点な信号強度Bの影響でピークが検出
できなくなる。その後目標Aのピークは13時点で目標
Bと交叉し、第3図(c)に示す14時点になるまで検
出できない。その後14時点から目標Bの影響が少なく
なり15時点で再び第3図(d)に示すように目標Aの
ピークは独立して検出さnるようになる。
従って第2図に・′お□いて12時点から14時点まで
目標Aのピーク方位はまったく検出さ扛ない。
本発明は上記従来の欠点を除去するため、各船舶の航走
音がそ扛ぞれ個有の周波数スペクトル構造を持っている
点に着目して、船舶の航走音を複数の受波器で受信し、
各受波器出力を整相処理して方位ごとの到来信号に変換
し、更に該到来信号を複数の周波数スペクトル成分に分
析し、1つまたは2つ以上の周波数スペクトル成分全選
択し加算処理して信号強度のピーク方位音決定する工う
にしたもので、その目的とするところは特定の船舶の航
走音のみを検出、追尾し得るパッシブソーナー信号処理
方式を提供することにある。以下、図面について詳細に
説明する。
第4図は本発明方式の一実施例を示すパツ7ブソーナー
装置の概略構成図で、図中第1図と同一構成部分は同一
符号をもって表わす。すなわちlは受波器群、2は整相
器、4はピーク検出器、5は表示器、6は狭帯域分析器
、7はスペクトル撰択加算器、8は表示選択スイッチで
ある。
狭帯域分析器6は高速フーリエ変換法などケ利用して、
方位ごとの到来信号Yθ(1)から更に複数の周波数ご
との短時間のノミワースベクトル密度Pθ(f、t) 
k計算し、方位θの時刻tK″おけ↓ る周波数ごとの信号強度とし出力する如くなっている。
スペクトル選択加算器7は方位・周波数ごとに分解さ扛
た信号強度Pθ(flt)から、追尾・監視しようと意
図する目標Aに特徴的な周波数成分のみをオペレータの
指示により選択し、下記(2)式に示すように方位ごと
に集計してその結果k l”(tjとして出力する。
P −(t) =ΣP0(r+t)     ・・・(
2)fA (ここで、fAは目標Aに特徴的な周波数の集合である
。)。
ピーク検出器4は上記目標AK関する方位ごとの信号強
度Pθ(1)からピークの方位θp(t) k検出し表
示器5に表示する如くなっている。表示選択スイッチ8
はオペレータの指示による表示選択信号に従って表示器
5に表示する情報を。
ピーク検出器4の出力(1側)どするか、狭帯域分析器
6の出力(■側)とするかを選択するものである。
次に従来例と同一の目標の航行状況下における上記装置
の使用方法及び動作を説明する。第5図はピーク検出器
4で検出されたピーク方位の表示例、第6図(a)(b
) (c)はそ扛ぞれ第5図の時点tl 、 t2 、
 t3 におけるスペクトル選択加算器7の出力の信号
強度、第7図(a)(b)はそれ七扛時点t1における
方位θA、θBの狭帯域分析器6の出力を示している。
な5、ここで狭帯域分析器6の周波数分解能は全信号帯
域の1/15とし各帯域の中心周波数’(rfl+f2
・・・ft5と仮定する。
まず初期状態においてスペクトル選択加算器7の選択周
波数fAとしてすべての周波数、すなわち(ft 、 
f、・・・ft5)tr指定し、表示選択スイッチ8’
kl側とすると、スペクトル選択加算器7は方位ごとの
全周波数帯域信号の総和音出力することになる。この状
態を1時点toからtl まで保つとピーク検出器4は
目標A及びBの両方ケ従来例と同様に検出し、第5図に
示す如く表示器5に表示する。
オペレータは上記表示器5の表示内容よジ付近に2つの
目標A、Hの存在を知る。そこで時点t 、 VCおい
て、表示選択スイッチ8で、■側紮選択するように表示
選択信号を送出し、目標Aの方位θ□の周波数スペクト
ル及び目標Bの万位りの周波数スペクトル、すなわち第
7図の(a)及び(bl ’に表示器5に表示する。
方位θ□とθB は、スペクトル選択加算器7の時刻1
=における出力を示す第6図のT、)から、互いの信号
のも扛がない程度に方位上で離牡てj5−#)、また目
標A及びB以下に付近航行目標が認めら扛ないことから
、第7図(a)及び(b)は、そ扛ぞn目標AとBの放
射している航走音のスペクトルと考えらnる。
時点t1以後、目標Ai追尾・監視したいと意図した場
合、目標Bは、そr以後、目標AQ追尾・監視するため
の妨害となる。したがって。
オペし・−夕は目標Bになく目標Aにのみ特徴的なスペ
クトルとしてWJ7図(a)と(b)から、f2と17
を選択し、時点t1以後、選択周波数fA として(f
2.f7)t”指示し、同時に再び表示選択スイッチ8
に1側を選択するよう指示する。
スペクトル選択加算器7では以後、方位ごとの信号強度
のうち周波数f2 r ’7のスペクトルのみ葡ピーク
検出器4に出力する。従って時点t2゜t3では第6図
(b) 、 (c)に示すように目標Aの信号のみが現
わ扛、目標Aのピーク方位のみが検出さ扛、第5図に示
す如く表示器5には目標Aの方位軌跡が表示さnる。ま
た、この目標Aの方位軌跡は、目標Bの影響が周波数軸
上で分離さ扛ているため、目IgBの方位軌跡と交叉す
る時刻i3(第2図参照)においても消滅しない。
このように上記実施例に工扛ば、方位だけでなく狭帯域
分析器6及びスペクトル選択加算器7による周波数上で
の信号分離能力を有しているため、全周波数帯域で信号
強度の大きい目標Bのような妨害目標が付近に多数存在
する場合でも追尾しようとする目標が、他の妨害目標に
ない個有のスペクトルを有していれば、こflk連続的
に追尾・監視できる。
以上説明したように本発明によ扛ば、船舶の航走音會複
数の受波器で受信し、各受波器出力音整相処理して方位
ごとの到来信号に変換し、更に該到来信号を複数の周波
数スペクトル成分に分析し、1つまたは2つ以上の周波
数スペクトル成分を選択し加算処理して信号強度のピー
ク方位全決定するようにしたので、特定の目標(船舶)
の発する航走音のみ會他の航走音に妨害さnることなく
検出でき、その方位音連続的に検出9表示できる等の利
点がめる。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の説明に供するもので、第1図は従来のパ
ツンブソーナー装置の概略構成図、第2図は第1図の装
置の表示出力の説明図、第3図(a) (b) (c)
 (d)は第1図の装置の自乗検波器の出力の説明図、
第4図乃至第7図は本発明方式の一実施例を示すもので
、第4図は本発明方式によるノξツシブソーナー装置の
概略構成図、第5図は第4図の装置のピーク検出器表示
出力の説明図、M6図(a) (b) (C)は第4図
の装置のスペクトル選択加′算器の出力の説明図、第7
図は第4図の装置の狭帯域分析器の出力の説明図である
。 l・・・受波器群、2・・・整相器、4・・・ピーク検
出器、5・・・表示器、6・・・狭帯域分析器、7・・
・スペクトル選択加算器、8・・・表示選択スイッチ。 特許出願人 防衛庁技術研究本部長 太森幸衛 (他1名) 代理人 弁理士  吉 1)梢 孝 (、!、I’lll )    第2図j13¥IJ 第5図 第65I

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 船舶の航走音を複数の受波器で受信し、各受波器出力を
    整相処理して方位ごとの到来信号に変換し、更に該到来
    信号勿複数の周波数スペクトル成分に分析し、1つまた
    は2つ以上の周波数スペクトル成分を選択し加算処理し
    て信号強度のピーク方位を決定するようにしたことを特
    徴とするパッシブソーナー信号処理方式。
JP2189482A 1982-02-13 1982-02-13 パツシブソ−ナ−信号処理方式 Granted JPS58139084A (ja)

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JPS58139084A true JPS58139084A (ja) 1983-08-18
JPH0231830B2 JPH0231830B2 (ja) 1990-07-17

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ID=12067809

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