JPS5944593B2 - ソ−ナ− - Google Patents
ソ−ナ−Info
- Publication number
- JPS5944593B2 JPS5944593B2 JP12993177A JP12993177A JPS5944593B2 JP S5944593 B2 JPS5944593 B2 JP S5944593B2 JP 12993177 A JP12993177 A JP 12993177A JP 12993177 A JP12993177 A JP 12993177A JP S5944593 B2 JPS5944593 B2 JP S5944593B2
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- JP
- Japan
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- frequency
- target object
- distance
- sonar
- calculating
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- Expired
Links
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 9
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 230000002123 temporal effect Effects 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
- G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
- G01S15/02—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems using reflection of acoustic waves
- G01S15/06—Systems determining the position data of a target
- G01S15/08—Systems for measuring distance only
- G01S15/32—Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated
- G01S15/34—Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated using transmission of continuous, frequency-modulated waves while heterodyning the received signal, or a signal derived therefrom, with a locally-generated signal related to the contemporaneously transmitted signal
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は音波による水中の目標物体の距離測定に関し、
特に連続する周波数直線変調した音波を発射し、目標物
体からの反響音の受信周波数と送信周波数の差から目標
物体の距離を測定する形式のソーナー（ＣＴＦＭソーナ
ーという）において、目標物体の移動による受信信号周
波数のドプラ偏位によって生じる距離測定誤差を受信信
号周波数の変化率を用いて修正するようにしたソーナー
に関する。
特に連続する周波数直線変調した音波を発射し、目標物
体からの反響音の受信周波数と送信周波数の差から目標
物体の距離を測定する形式のソーナー（ＣＴＦＭソーナ
ーという）において、目標物体の移動による受信信号周
波数のドプラ偏位によって生じる距離測定誤差を受信信
号周波数の変化率を用いて修正するようにしたソーナー
に関する。
従来、船に塔載したＣＴＦＭソーナーの場合、音波を発
射する音源（船）の移動によって生じるドプラ偏位に対
しては距離測定誤差を修正していたが、目標物体の移動
によるドプラ偏位については何等距離測定誤差の修正は
行われていなかった。
射する音源（船）の移動によって生じるドプラ偏位に対
しては距離測定誤差を修正していたが、目標物体の移動
によるドプラ偏位については何等距離測定誤差の修正は
行われていなかった。
そのため、ＣＴＦＭソーナーでは受信信号と送信信号の
周波数差から距離を測定するので、目標物体の移動によ
る受信信号周波数のドプラ偏位は直接距離測定の誤差に
なるという欠点があった。
周波数差から距離を測定するので、目標物体の移動によ
る受信信号周波数のドプラ偏位は直接距離測定の誤差に
なるという欠点があった。
本発明は受信信号周波数の変化率から目標物体の速度を
関数とする信号を求め、これと受信信号周波数を関数と
する信号を演算することにより、目標物体の移動による
ドプラ偏位を関数とする信号を求め、その信号により、
従来の受信信号周波数と送信信号周波数の差を関数とす
る距離信号を補正することによって、前記の欠点を解決
したものである。
関数とする信号を求め、これと受信信号周波数を関数と
する信号を演算することにより、目標物体の移動による
ドプラ偏位を関数とする信号を求め、その信号により、
従来の受信信号周波数と送信信号周波数の差を関数とす
る距離信号を補正することによって、前記の欠点を解決
したものである。
本発明によれば、連続する周波数直線変調した音波を発
射し、目標物体からの受信周波数と送信周波数の差から
目標物体までの距離を測定するソーナーにおいて、前記
受信周波数を電圧に変換する変換手段と、この変換手段
の出力を周波数変化率を算出するため微分する微分手段
と、この微分手段により得られた周波数変化率から前記
目標物体の速度を算出する第１の演算手段と、この第１
の演算手段により得られた速度と前記受信周波数から前
記目標物体の移動により生じるドプラ偏位を算出する第
２の演算手段と、この第２の演算手段により得られた前
記ドプラ偏位により生ずる距離測定誤差を修正する距離
補正手段とを具備せしめたことを特徴とするソーナーが
得られる。
射し、目標物体からの受信周波数と送信周波数の差から
目標物体までの距離を測定するソーナーにおいて、前記
受信周波数を電圧に変換する変換手段と、この変換手段
の出力を周波数変化率を算出するため微分する微分手段
と、この微分手段により得られた周波数変化率から前記
目標物体の速度を算出する第１の演算手段と、この第１
の演算手段により得られた速度と前記受信周波数から前
記目標物体の移動により生じるドプラ偏位を算出する第
２の演算手段と、この第２の演算手段により得られた前
記ドプラ偏位により生ずる距離測定誤差を修正する距離
補正手段とを具備せしめたことを特徴とするソーナーが
得られる。
次に図面を参照して本発明の一実施例について説明する
。
。
第１図は本発明の一実施例の全体のブロック図を示す。
第１図のＩの部分は従来のＣＴＦＭソーナーの構成例で
あり、■の部分が本発明により加えられた目標物体の移
動によるドプラ偏位検出部の一例である。
あり、■の部分が本発明により加えられた目標物体の移
動によるドプラ偏位検出部の一例である。
第１図の１部において信号発生器３は第２図の２１で示
すように周波数直線変調した信号を作り出し、電力増幅
器２と送波器１をとおして水中へ音波を送波する。
すように周波数直線変調した信号を作り出し、電力増幅
器２と送波器１をとおして水中へ音波を送波する。
１つの送信周期内で考えると、この送信信号の周波数ｆ
Ｔは時間ｔにおいて次式で表わされる。
Ｔは時間ｔにおいて次式で表わされる。
ｆＴ−ｆｏ−ｋｔ ・・・・・・・・・・
・・（１）−ここでｆ。
・・（１）−ここでｆ。
は時間ｔ。における送信周波数であり、ｋは周波数変化
の傾きである。
の傾きである。
一方、移動しない目標物体があったとすると時間ｔにお
いて受波器５に受信される受信信号の周波数ｆＲは次式
で表わされる。
いて受波器５に受信される受信信号の周波数ｆＲは次式
で表わされる。
ただし、ｔ≧ｔ１
ここでＣは水中の音波伝搬速度、Ｒは目標物体ままでの
距離、ｔｌは時間ｔ。
距離、ｔｌは時間ｔ。
で送信された信号が目標物体で反射して音源へもどって
来る時間である。
来る時間である。
この受信信号は前置増幅器６とビーム形成及び方位走査
器７をとおって混合器８で送信信号と混合され低域沖波
器をとおって送信信号と受信信号の周波数の差周波数Δ
ｆを作る。
器７をとおって混合器８で送信信号と混合され低域沖波
器をとおって送信信号と受信信号の周波数の差周波数Δ
ｆを作る。
Δｆは次式で示され、目標物体の距離に比例する。
このΔｆを分波器９で分波すると目標物体の距離が求め
られ距離走査器１０と表示器１１により、表示器上に目
標物体の位置を表示できる。
られ距離走査器１０と表示器１１により、表示器上に目
標物体の位置を表示できる。
次に、目標物体が移動している場合は（２式の受信信号
周波数において目標距離は時間の関数となり、さらにド
プラ偏位ｆｄが加わり次式の形となる。
周波数において目標距離は時間の関数となり、さらにド
プラ偏位ｆｄが加わり次式の形となる。
ここで、ドプラ偏位の符号は目標物体の移動方向が音源
に近づく方向の場合をプラスする。
に近づく方向の場合をプラスする。
１つの送信周期内において、目標物体の速度Ｖを一定と
するとＲ（ｔ）及びｆｃｔ（ｔ）は次式で表わされる。
するとＲ（ｔ）及びｆｃｔ（ｔ）は次式で表わされる。
ここでＲ８は時間ｔ。
で送信された送信信号が目標物体に到着した時の距離ま
たは複合は上側が目標物体が音源に近づく方向とする。
たは複合は上側が目標物体が音源に近づく方向とする。
（５）及び（６式から（４式は次のようになる。
第１図■部において、受信信号は周波数−電圧変換器１
２において周波数変化を電圧変化に変換し微分器１３へ
送る。
２において周波数変化を電圧変化に変換し微分器１３へ
送る。
電圧変換された受信信号周波数をｆＲ（■）、変換係数
をｇとすると微分器の出力は次式で表わされる。
をｇとすると微分器の出力は次式で表わされる。
へ第１図の演算器１［１４においてＡと制御器４
からのｋによってＸを作り、演算器ｌ１１５へ送る。
からのｋによってＸを作り、演算器ｌ１１５へ送る。
尚、復号はｋとＡの大きさを比較してきめる。
第１図演算器Ｉ［１５ではドプラ偏差を求める。
受信信号の周波数ｆＲは送信された周波数ｆＴ／とドプ
ラ偏位ｆｄの和で次式のように表わされる。
ラ偏位ｆｄの和で次式のように表わされる。
ｆ Ｒ＝ ｆ Ｔ’±ｆｄ ・・・・・・
・・・・・（１１）と、 よって （１３拭より目標物体のドプラ偏位が求まるので距離補
正器１６により距離走査器１０の走査位置を補正すれば
表示器１１上において目標物体の移動によるドプラ偏位
によって生じた距離誤差を修正できる。
・・・・・（１１）と、 よって （１３拭より目標物体のドプラ偏位が求まるので距離補
正器１６により距離走査器１０の走査位置を補正すれば
表示器１１上において目標物体の移動によるドプラ偏位
によって生じた距離誤差を修正できる。
尚、（１３）式の復号は（１０式と同様にして決定する
。
。
又、第２図における２２は受信信号の周波数の時間変化
を示す。
を示す。
本発明は以上説明したように、受信信号周波数を電圧に
変換して微分し、これと送信信号周波数の傾きを用いて
演算することにより、目標物体の速度の関数を作り、こ
れと受信信号周波数の関数を演算して目標物体の移動に
よるドプラ偏位を求めて目標物体の距離を補正すること
により、目標物体の移動によるドプラ偏位によって生じ
る距離測定誤差を修正する効果がある。
変換して微分し、これと送信信号周波数の傾きを用いて
演算することにより、目標物体の速度の関数を作り、こ
れと受信信号周波数の関数を演算して目標物体の移動に
よるドプラ偏位を求めて目標物体の距離を補正すること
により、目標物体の移動によるドプラ偏位によって生じ
る距離測定誤差を修正する効果がある。
第１図は本発明の実施例を示すブロック図、第２図は送
信及び受信信号の周波数の時間変化を示す図である。 １・・・・・・送波器、２・・・・・・電力増幅器、３
・・・・・・信号発生器、４・・・・・・制御器、５・
・・・・・受波器、６・・・・・・前置増幅器、７・・
・・・・ビーム形式及び方位走査器、８・・・・・・混
合器及び低域沖波器、９・・・・・・分波器、１０・・
・・・・距離走査器、１１・・・・・・表示器、１２・
・・・・・周波数−電圧変換器、１３・・・・・・微分
器、１４・・・・・・演算器■、１５・・・・・・演算
器■、１６・・・・・・距離補正器。
信及び受信信号の周波数の時間変化を示す図である。 １・・・・・・送波器、２・・・・・・電力増幅器、３
・・・・・・信号発生器、４・・・・・・制御器、５・
・・・・・受波器、６・・・・・・前置増幅器、７・・
・・・・ビーム形式及び方位走査器、８・・・・・・混
合器及び低域沖波器、９・・・・・・分波器、１０・・
・・・・距離走査器、１１・・・・・・表示器、１２・
・・・・・周波数−電圧変換器、１３・・・・・・微分
器、１４・・・・・・演算器■、１５・・・・・・演算
器■、１６・・・・・・距離補正器。
Claims (1)
- １ 連続する周波数直線変調した音波を発射し、目標物
体からの反響音の受信周波数と送信周波数の差から目標
物体までの距離を測定するソーナーにおいて、前記受信
周波数を電圧に変換する変換手段と、この変換手段の出
力を周波数変化率を算出するため微分する微分手段と、
この微分手段により得られた周波数変化率から前記目標
物体の速度を算出する第１の演算手段と、この第１の演
算手段により得られた速度と前記受信周波数から前記目
標物体の移動により生じるドプラ偏位を算出する第２の
演算手段と、この第２の演算手段により得られた前記ド
プラ偏位により生ずる距離測定誤差を修正する距離補正
手段とを具備せしめたことを特徴とするソーナー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12993177A JPS5944593B2 (ja) | 1977-10-28 | 1977-10-28 | ソ−ナ− |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12993177A JPS5944593B2 (ja) | 1977-10-28 | 1977-10-28 | ソ−ナ− |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5462857A JPS5462857A (en) | 1979-05-21 |
| JPS5944593B2 true JPS5944593B2 (ja) | 1984-10-30 |
Family
ID=15021953
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12993177A Expired JPS5944593B2 (ja) | 1977-10-28 | 1977-10-28 | ソ−ナ− |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5944593B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10746863B2 (en) | 2014-03-11 | 2020-08-18 | Nec Corporation | Target extraction system, target extraction method, information processing apparatus, and control method and control program of information processing apparatus |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4271412A (en) * | 1979-10-15 | 1981-06-02 | Raytheon Company | Range tracker utilizing spectral analysis |
-
1977
- 1977-10-28 JP JP12993177A patent/JPS5944593B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10746863B2 (en) | 2014-03-11 | 2020-08-18 | Nec Corporation | Target extraction system, target extraction method, information processing apparatus, and control method and control program of information processing apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5462857A (en) | 1979-05-21 |
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