JPS5829874B2 - ソ−ナ−信号表示方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はソーナー装置において、多数個のハイドロホ
ンを配夕１ル、整相したのち、信号処理し、各方位又は
各周波数ごとの出力を濃淡、輝度、振幅及び色相で、記
録器、ブラウン管等のディスプレイ装置に表示し、視覚
で目標信号の方位又は周波数を検知するとき、背景雑音
に埋もれた微弱な信号を失うことなく、かつ信号の振幅
情報を保持し、方位又は周波数の分解能の向上を計るソ
ーナー信号表示方法に関するものである。

ソーナー出力信号をディスプレイ装置上に振幅表示した
例は第１図（横軸は方位）に示すとおり、方位によって
、受信点附近の航行船舶航走音のレベルの大きさが８１
〜Ｓ８のように大小さまざまで、レベル差が大きく、こ
のダイナミックレンジの範囲は非常に広いのが普通であ
る。

第１図について説明をさらに加えると、ソーナー出力信
号をスレッショルドレベルＴｈを設定して、第２図（横
軸は方位、たて軸は時間）の表示例のごとく同一記録器
に従来の方法で濃淡表示すると第１図の信号Ｓ４，８５
は濃く表示され、スレッショルドレベルと同等のレベル
の信号Ｓ１．Ｓ８は薄く記録され、さらに、信号、Ｓ２
．Ｓ６のようなスレッショルドレベル以下のものは表示
されなくなる。

一方、第１図で、スレッショルドレベルを零附近に設け
ると信号８２．８６は記録され、方位弁別もできるが、
信号Ｓ４．Ｓ５は幅広く、濃く表示されるので、方位弁
別ができなくなる。

これは、ダイナミックレンジの広いソーナー出力と記録
器の特性とが適合できないために、スレッショルドレベ
ルの設定の仕方いかんによって、小さな信号を失うか、
又は方位弁別の能力を低下させることになる。

このように、従来の方法ではソーナー出力を直接濃淡記
録表示していたので、スレッショルドレベルの設定が、
目標信号の判別に大きな影響をおよぼす欠点がある。

従って本発明は従来の技術の上記欠点を改善するもので
、その目的はソーナー出力の目標信号レベルの大小に関
係なく、スレッショルドレベルを一定値に設定するだけ
で、多目標信号の場合でも信号の振幅情報を保持し、微
弱な信号を失うことなく、目標の方位、周波数の判別能
力が向上する記録表示が可能となるソーナー信号表示方
法を提供することにある。

以下図面により本発明の詳細な説明する。

先ず、この発明の原理から述べると、ソーナー出力のｉ
番目の方位又は周波数の信号のレベルをｘｉとすると、
次の（１）式を用いて、ｙｉに変換する。

この（１）式によって得られたＹｉを濃淡、輝度、振幅
及び色相に変えてディスプレイ装置に行うことも目標の
信号を判別するのに有効であるが、（１）式のみの処理
だけでは信号の振幅情報を失うことがしばしば起き、信
号の強弱、目標の遠近の判別が出来なくなることがある
ので、更に、（２）式によって’／ｉを処理し、振幅情
報を附加する。

Ｚｉ−ＸＩ・（ｘｏ−β恋下二Ｔ−（２）ｂ ｔ−
１＋＋ｔ この（２）式の処理結果を濃淡、振幅、輝度及び色相に
変換して、ディスプレイ装置に記録表示する。

（１）式の係数α、βはソーナー装置で信号処理する方
法によって決まるものである。

第３図はソーナー表示、記録方式の一実施例を示すブロ
ックダイヤグラムであって、ｎ個の方位数で、（２）式
の係数をα−１，β−２とした場合の処理装置をしめす
。

第３図において、符号１はソーナー出力の原信号を蓄積
するメモリで、２は乗算器で、処理する方位の両端の信
号を乗算し、３の平方根演算器で平方根演算を行い、４
の減算器で処理する方位の信号から、３で処理した信号
を減算する。

この結果をメモリ５に蓄積する。以上の処理をｉを１か
ら順次ｎまで変えて行ったのち、信号線６，７でそれぞ
れのメモリ内容を取り出して、８の乗算器でｉを順次変
えて、処理し、結果を９のメモリに蓄積し、１０のチャ
ンネルセレクターで、最終結果を取り出しディスプレイ
装置に送出する。

この第３図において、符号２の乗算器の出力は、ｘｌ
・Ｘ３で、符号３の出力はＸ、−丁石が得られ、４の
出力は Ｘ２ Ｊマ「］７で、これがｙ２である。

符号８の出力はｙ２ ・Ｘ２で、したがって、９のメ
モリ内容はＺ２ （−Ｘ２ ・（ｘ２−ｖ’て７二コこ
−））が演算されたものとなる。

以下、同様にして、ｉを変えることにより、 このような、第３図の処理装置を用いて、第１図のソー
ナー出力を処理した中間の結果（信号線７の出力）とし
て第４図（横軸は方位）が得られる。

この第４図のままの形で表示、記録することで方位分解
能が向上し、第２図で検知できなかった信号、Ｓ２．Ｓ
６も判別でき、このままで表示、記録することも有効で
あるが、振幅情報が失われていることが判る。

第３図の処理結果として、第１図を用いた場合、第５図
（横軸は方位）が得られ、第４図の結果で失われた振幅
情報は、ここで与えることができる。

第６図は第５図の本発明における処理結果をスレッショ
ルドレベルを零にして濃淡表示で記録器に出力したもの
であるが、多目標のソーナー出力の場合でもＳ２ 、Ｓ
６の信号も判別が可能となり、各目標信号の振幅情報も
保持されて、信号の強弱による濃淡が表示され、方位等
の分解能の向上が期待できる。

したがって、以上の実施例で示したように、本発明の方
式を用いることにより、目標信号のレベルの大小を表示
し、方位又は周波数分解能を向上させて、ディスプレイ
装置に記録、表示できるので、ソーナー装置に用いるこ
とが極めて有効である。

ここで、実際のソーナーにおいて、実施した例を第７図
について以下説明する。

第７図は、実海面の航行船舶航走音をとらえ、方位（横
軸）と時刻（たて軸）との関係で濃淡表示したものであ
る。

第７図のａは従来の方法で表示したもの、第７図すは本
発明の（１）式を用い、第７図のａの信号を処理したも
のである。

さらに、第１図のＣはソーナー出力を従来の方法で表示
したもの、第７図ｄは本発明の中で示した（２）式を用
いて、第７図のＣの信号を同時に処理し、表示したもの
である。

第７図のａ、ｃの表示例は小さなレベルの信号をも検出
しようとして表示したものであるが、９００又は−９０
°の方向での信号Ｓ１０及びＳ１４のように方位が判別
できなくなる。

ここで、本発明によって処理し、表示した結果である第
７図のす。

ｄについて原波形と比較してみると、第７図のａの８１
０に対して第７図のｂのＳ１２は９００方向においても
はっきりと方位が弁別でき、かつ小さなレベルであるＳ
１１はＳ１３のように失なわれずに表示されている。

また、第７図のＣとｄとの比較において、第７図のＣに
おける信号８１４は第７図のｄの８１８のように一９０
°方位附近の方位分解能が向上していることがはっきり
と示され、さらに、第７図のＣの信号Ｓ１７もＳ２１の
ように方位分解能が改善されている。

この第７図のｄにおいても、第１図のＣで見られた小さ
なレベルの信号Ｓ１５．Ｓ１６はＳ１９，８２０のよう
に失われず表示されている。

したがって、ここで示した第７図のす、ｄのように本発
明の実施例で示されるように、本発明のソーナー装置へ
の適用は極めて有効である。

以上のごとく信号を（１）式又は（２）式により変換す
ることにより、目標の識別能力が大きく向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図はソーナー出力信号の原波形を示し、第２図はソ
ーナー出力信号の原波形を濃淡記録したもの、第３図は
本発明のソーナー信号表示方法の実施例を示すブロック
ダイヤグラム、第４図は本発明のソーナー信号表示方法
によって第１図のソーナー出力信号の原波形を処理し、
ディスプレイ装置に振幅表示した時の例、第５図は本発
明の方法の中で、第４図の処理結果と第１図の原波形と
を用い、更に処理を加えたときの結果で振幅表示したも
の、第６図は第５図の結果を記録器上に濃淡記録した表
示例を示す図、第７図は実際のソーナーにおいて、実海
面の航行船舶航走音を用い、記録器上に表示した例と、
同時に本発明の方法を用いた表示例である。 １；蓄積メモリ、２；乗算器、３；平方根演算器、４：
減算器、５；メモリ、６，７；信号線、８；乗算器、９
；メモリ、１０；チャンネルセレククー。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ソーナー装置におけるｉ番目の目標の方位又は周波
   数の信号のレベルをＸｉとして ｙｉ＝Ａ（ｘ？−βｘ−”ｘ’ ） ｉ−ｔｔ＋ｉ α＝１．β−２．Ａは定数 なる変換を施して表示装置に目標信号を表示することを
   特徴とするソーナー信号表示方法。 ２、特許請求の範囲第１項においてＡ＝１であるソーナ
   ー信号表示方法。 ３ ソーナー装置におけるｉ番目の目標の方位又は周波
   数の信号のレベルをＸ・とじて Ｚｉ＝ｘｉ（ｘシーβ 、。 １ ・−・°・ｉ＋・） α＝１．β−２ なる変換を施して表示装置に目標信号を表示することを
   特徴とするソーナー信号表示方法。