JPS6013150B2 - 水中波動受信装置 - Google Patents

水中波動受信装置

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JPS6013150B2
JPS6013150B2 JP50123372A JP12337275A JPS6013150B2 JP S6013150 B2 JPS6013150 B2 JP S6013150B2 JP 50123372 A JP50123372 A JP 50123372A JP 12337275 A JP12337275 A JP 12337275A JP S6013150 B2 JPS6013150 B2 JP S6013150B2
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JP
Japan
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wave
circuit
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pulse
signal
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JP50123372A
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JPS5247761A (en
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鉄雄 西村
正典 津川
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NEC Corp
Original Assignee
Nippon Electric Co Ltd
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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
    • G01S7/00Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/52Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00
    • G01S7/534Details of non-pulse systems

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Manipulation Of Pulses (AREA)
  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は水中を伝搬する波動(音波または超音波)を受
ける水中伝搬波動受信装置、特に水中指令応答機、ピン
ガー受信機に用いられるこの種の受信装置に関する。
指令応答機は、海底などに設置され、船舶の底部の送波
器からの波動信号に応答して別の波動信号(応答信号)
を送出するように構成されている。
船舶に備えた受波器はこの応答信号を受信し、指令応答
機と船舶との間の距離の測定や指令応答機に対する船舶
の方位の測定に用いる。
一方「ピンガー受信機は船舶に設けられ、海底と海面と
の中間に設置されたピンガー装置から一定時間間隔で自
動的に送出される信号を受信し「ピンガー装置と海底ま
での距離測定などに用いる。従来の指令応答機やピンガ
−装置に用いられている水中波動受信装置はt波動信号
として単一周波数のパルス変調波を用いる場合、受波器
からの受信信号を増幅検波し、そのレベルが一定レベル
を超えるものはすべて指令信号等として認識する。
またその波動信号がFS信号の場合、受信信号をリミッ
タ増幅器で増幅した後」ディスクリミネータを通しその
後FSのコードを検出する。
海中を伝搬する波動信号には船舶等の送波器から指令応
答機やピンガー装涜の受波器へ直接向かう直接伝搬波の
ほかに海底や海面で反射されて受波器へ到達する反射伝
搬波がある。一般に、指令応答機は直接伝搬波だけに応
答させることを目的とする。
しかし、上記従来の水中波動受信装置では直接伝搬波と
反射伝搬波とを識別できない。そのために、この従来型
波動受信装置を用いた指令応答機は反射伝搬波にも応答
してしまい、その結果二点間の距離測定が全く不可能と
なることがしばしばあった。また、ピンガー受信機は〜
水中に吊り下げられたピンガー装置からの直接伝搬波と
−旦海底で反射した反射伝搬波とを分離抽出しなければ
、その目的であるピンガー装置と海底までの距離測定は
できない。
そこで、本発明の目的は、直接伝搬波と反射伝搬波とを
分離抽出し得る水中波動受信装置を提供するにある。
本発明によれ;ま、川水中伝搬パルス波動信号を受けて
電気信号に変換する受波器ともこの電気信号を受け前記
波動信号の送信源から前記受波器へ直接伝搬した波動に
対応する直接波電気信号と前記波動信号送信源から途中
少なくとも一回反射を受け前記受波器へ伝搬した反射伝
搬波動に対応する反射波電気信号とを識別し前記直接波
電気信号と前記反射波電気信号とのうち少なくとも一方
を抽出する受信波動検出回路とを有する水中波動受信装
置において、前記受波器の出力から所定帯城の信号を抽
出し増幅する帯城増幅器と、この帯城増幅器の出力を検
波整形する検波整形回路と、この検波整形回路の出力の
うちパルスの継続時間に比例する振幅情報を出力する積
分回路と、この積分回路の出力が予め定めた第1のスラ
イスレベルを越えたときにパルスを出力する第1のスラ
イス回路と、前記積分回路の出力が前記第1のスライス
レベルよりも高い第2のスライスレベルを越えたときに
パルスを出力する第2のスライス回路と、前記第1のス
ライス回路の出力を所定時間遅延させる遅延回路と、前
記第2のスライス回路の出力の立上りで継続が開始し、
前記遅延回路の出力の立下りで終了する禁止パルスを発
生する禁止パルス発生回路と、前記禁止パルスの存在期
間のみ前記遅延回路の出力を通過せしめるゲート回路と
を含むことを特徴とする水中波動受信装置とし■水中伝
搬パルス波動信号を受けて電気信号に変換する受波器と
「 この電気信号を受け前記波動信号の送信緩から前記
受波器へ直接伝搬した波動に対応する直接波電気信号と
前記波動信号送信源から途中少なくとも一回反射を受け
前記受波器へ伝搬した反射伝搬波動に対応する反射波電
気信号とを識別し前記直接波電気信号と前記反射波電気
信号とのうち少なくとも一方を抽出する受信波動検出回
路とを有する水中波動受信装置において「前記受波器の
出力から所定帯城の信号を抽出し増幅する帯城増幅器と
、この帯城増幅器の出力を検波整形する検波整形回路と
、この検波整形回路の出力のうちパルスの継続時間に比
例する振幅情報を出力する積分回路と、この積分回路の
出力が予め定めた第1のスライスレベルを越えたときに
パルスを出力する第1のスライス回路と「前記積分回路
の出力が前記第1のスライスレベルよりも高い第2のス
ライスレベルを越えたと対こパルスを出力する第2のス
ライス回路とt前記第1のスライス回路の出力パルスの
立下りで動作する第1の単安定マルチパイプレータと、
前記第2のスライス回路の出力パルスの立下りで動作し
て禁止パルスを出力する第2の単安定マルチパイプレー
タと、前記禁止パルスの存在期間中は前記第1の単安定
マルチパイプレータの出力を阻止せしめるゲート回路と
を含むことを特徴とする水中波動受信装置が得られる。
このような水中波動受信装置は、上述のように直接伝搬
波信号と反射伝搬波信号とを分離抽出できるので「指令
応答機やピンガー装置を用いた距離測定を正確に行なう
ことができる。さらに、雑音の持続時間は一般に直接伝
搬波のパルス幅より短かし、から、この波動受信装置は
雑音に対しては出力信号を生じない。従って、本発明に
よる波動受信装置は雑音抑圧度も高い。以下、図面を参
照して本発明を詳述する。
第1図は、本発明による水中波動受信装置の第一の実施
例を示す電気系統図であり、第2図はその各部波形図で
あったその波形符号は第1図に示す波形符号と対応する
いま、海底に設置された指令応答機に対し、船舶の送波
器から第2図Aに示すパルス幅Tの波動信号が送信され
たとする。これに対する受信波動を受信器1で電気信号
に変換した波形を一例として同図Bに示す。この図から
明らかなように受信波動には直接伝搬波aの他に反射伝
搬波bや雑音dが含まれている。この信号を受信波動検
出回路2で信号処理する。まず帯域増幅器21で増幅し
検波整形器22に加え、第2図Cのような一定レベルの
パルス波形を得る。この信号を常に一定積分係数の積分
器23に加え第2図Dの積分波形を得る。
この積分波形は同図Cに示すパルスの幅に比例したレベ
ルまで上昇し、入力パルスがなくなると直ちに零しベル
に戻る。この積分器23としては周知の各種積分器例え
ばブートストラップ回路が用いられる。この積分器23
の出力は第1のスライス回路24において定めた第1の
スライスレベルV,と比較‐される。この第1のスライ
スレベルは積分波形(第2図D)の立上りからT−上,
時間経過時における電圧値に等しく選ばれる。ここで、
T−t,は予め定めた一定時間であって0.5T〜0.
8Tに選ばれる。したがって、この第1のスライス回路
24からの出力は各信号の受信開始からT−t,時間後
に立ち上り、その信号の受信が終了する時点に立ち下が
るパルス波形(第2図E)となる。同図から明らかなよ
うに一般に短時間しか持続しない雑音信号dに対しては
第1のスライス回路24は出力を生じない。また、積分
器23の出力は第2のスライス回路25において第2の
スライスレベルV2と比較される。この第2のスライス
レベルは第2図Dの積分波形の立上りからT十t2時間
(t2は予め定めた一定時間)経過時における電圧値に
等しく選ばれる。従って、第2のスライス回路25出力
は第2図Fに示す如く時間幅T+t2以上の受信信号に
対するもののみとなる。一般に、海底や海面は完全な平
面でなく、また受波器1の指向特性は相当広いことから
、途中反射を受けた受信波動パルス幅は送信パルス幅T
より相当広い。これに対し、直接伝搬波のパルス幅は送
信パルス幅Tにほぼ等しい。そこで、前記の時間T+t
2を直接伝搬波パルス幅より長く反射伝搬波パルス幅よ
り短く(1.5T〜lm)程度に設定することにより、
第2のスライス回路25の出力は、反射伝搬波成分だけ
を分離抽出されたものとすることができる。反射伝搬波
成分を表わす第2のスライス回路25の出力パルス汎ま
反射伝搬波bの受信からT十t2だけ遅延している。つ
ついて、直接伝搬波の抽出について述べる。前述の第1
のスライス回路24の出力パルスは遅延回路26へ加え
られ、時間t3だけ遅延される。この遅延回路26はパ
ルスの立上りを正確にらだけ遅延すれば十分である。そ
してそのパルス幅いま送信パルス幅より狭い方が望まし
いが、元のパルス幅であることを要しない。そこで、本
実施例では単安定マルチパイプレータで遅延回路26を
構成し、第2図Gに示すように幅しなる遅延パルス信号
を得る。ここで、遅延時間ら‘ま少なくとも反射伝搬波
の推定最大パルス幅から送信パルス幅Tを差し引いた時
間であることを要し、一般には余裕を取ってこれより長
い時間に選定する。また、遅延回路26の出力パルス幅
t4は100マイクロ秒から1ミリ秒程度に設定される
。さて、フリツプフロツプ27は、第2のスライス回路
25の出力パルス前緑でセットされ、遅延回路26の出
力パルス後縁でリセットされ、その結果第2図Jに示す
パルスを生ずる。最後に、このフリップフロップ27出
力Jと遅延回路26出力Gとをアンド回路28に加え第
2図Kに示す信号を得る。
この出力Kのパルスをは直接伝搬波aの受信からT−t
,十t3なる一定の時間遅延を受けた信号であり、かく
して直接伝搬波信号のみが出力端子3から則ち〜フリツ
プフロツプ27は反射伝搬波bに起因するパルス信号b
′を除去するためのJに示す如く禁止信号を出力せしめ
る。またアンド回路28は信号Gの中から禁止信号Jが
存在する期間の信号を除去して直接伝搬波aのみを抽出
する。この直接伝搬波信号出力端子3からの信号は指令
応答機では信号発生器へ供給される。
またtピンガ−受信機の場合には直接伝播波端子3と反
射伝搬波端子4の両方を記録装置に接続し直接伝搬経路
と反射伝搬経路の距離差からピンガー装置と海底との距
離測定が行なわれる。第3図はこの発明による受信波動
検出回路の第二の実施例を示す電気系統図、第4図は第
3図に示す回路を説明するための各部信号波形図である
受波器1で受波された波動信号から直接伝搬信号と反射
伝搬信号が共に含まれた第4図Eのパルスを得る第1の
スライス回路24、および反射伝搬信号の検出パルスで
ある第4図Fのパルスを得る第2のスライス回路25ま
では第1図に示した第一の実施例と同一である。
この第2の実施例では、その後直接伝搬信号を選び出す
手段を第一の実施例と異なる方式としたものである。即
ち、第1のスライス回路24の出力パルスはその後縁で
騒動される第1の単安定マルチパイプレィ夕29を駆動
し、第4図L‘こ示すパルスを得る。このパルス幅は1
00マイクロ秒から1ミリ秒程度の予め定めた値とする
。また第2のスライス回路2Sの出力パルスはその後縁
で駆動される第2の単安定マルチパイプレー夕38を駆
動し「第傘図Mに示すパルスを得る。このパルス幅は第
1の単安定マルチパイプレー夕29のパルス幅よりio
%程広いものとする。単安定マルチパイプレータままそ
の出力端子の選択によって定常状態が“0桝レベルのも
のと“1”レベルのものの2種の出力が得られる。ここ
では図に示すように「第1の単安定マルチパイプレータ
29の出力としては定常状態“0”レベルの側から、第
2の単安定マルチノゞィフレータ38の出力としては定
常状態“1”レベルの側から取り出す。これら2つの出
力をアンド回路28へ加える。通常アンド回路は一致検
出回路として動作するが、ここでは入力の2つのパルス
の極性が逆であるから、第1の単安定マルチパイプレー
夕29の出力パルスの中から、第2の単安定マルチパイ
プレータ3Q‘こ出力パルスのある時のパルスを消去す
る否定回路として働く。したがって、第1の実施例にお
けると同様にこのアンド回路28の出力は直接伝搬波検
出信号となる。なお反射伝搬波検出信号は第2のスライ
ス回路25の出力、または第2の単安定マルチパイプレ
ータ3Qの出力として得られる。この実施例では第2の
単安定マルチパイプレータ30の出力を出力端子4から
取出す例を示した。上述2つの実施例の違いは、第1図
では遅延回路26,フリツプフロップ回路27,アント
回路28であるのに対して第3図では単安定マルチパイ
プレータ29,3Q,アンド回路28である点であるが
「これらは要するに、信号B又はCのパルス幅を比較し
、予め定めた第1と第2の時間幅らとt2以上のパルス
であるときに生ずる出力を比較し、信号Eとしてのみパ
ルスが存在するときに直接波電気信号が存在するときに
直接波電気信号が存在すると判断するための回路である
このとき、上記実施例では、出力パルスEとFのパルス
幅が異なることによる弊害を除去するため(例えば信号
Eの2番目のパルスの前半部分については両パルスEと
Fは重なり合わないため出力を生ずるので「 これを除
去するため)上記構成を採用している。しかして、この
ことは上記パルス幅t,,ら以上のパルスを検出したと
き‘こパルスを検出したときにパルス出力(パルス幅は
同一でも良い)が生ずるようにし、時系列的に受信され
た受信パルス波動信号の各層号毎に両出力を比較し、信
号Eに相当する出力パルスのみ存在するとき「直接波電
気信号の存在を示す信号を出力することと等価であるこ
とは明白である。図面の簡単な説明第亀図はこの発明の
第一の実施例を示す電気系統図「第2図は第竃図の動作
を示す波形図、第3図はこの発明の第二の実施例を示す
電気系統図「第亀図は第3図の動作を示す波形図である
各図において「 1;受波器「 2:受信波動検出回路
、3,亀;出力端子、23:帯域増幅器、2蜜ミ検波整
形器「 23:積分器「 24三第1のスライス回路、
25:第2のスライス回路、26:遅延回路、27:フ
リツプフロツプ、28:アンド回路〜 29:第一の単
安定マルチパイプレー夕、30:第2の単安定マルチパ
イプレータである。うトュー図 矛2図 キS図 三モム隆図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 水中伝搬パルス波動信号を受けて電気信号に変換す
    る受波器と、この電気信号を受け前記波動信号の送信源
    から前記受波器へ直接伝搬した波動に対応する直接波電
    気信号と前記波動信号送信源から途中少なくとも一回反
    射を受け前記受波器へ伝搬した反射伝搬波動に対応する
    反射波電気信号とを識別し前記直接波電気信号と前記反
    射波電気信号とのうち少なくとも一方を抽出する受信波
    動検出回路とを有する水中波動受信装置において、前記
    受波器の出力から所定帯域の信号を抽出し増幅する帯域
    増幅器と、この帯域増幅器の出力を検波整形する検波整
    形回路と、この検波整形回路の出力のうちパルスの継続
    時間に比例する振幅情報を出力する積分回路と、この積
    分回路の出力が予め定めた第1のスライスレベルを越え
    たときにパルスを出力する第1のスライス回路と、前記
    積分回路の出力が前記第1のスライスレベルよりも高い
    第2のスライスレベルを越えたときにパルスを出力する
    第2のスライス回路と、前記第1のスライス回路の出力
    を所定時間遅延させる遅延回路と、前記第2のスライス
    回路の出力の立上りで継続が開始し、前記遅延回路の出
    力の立下りで終了する禁止パルスを発生する禁止パルス
    発生回路と、前記禁止パルスの存在期間のみ前記遅延回
    路の出力を通過せしめるゲート回路とを含むことを特徴
    とする水中波動受信装置。 2 水中伝搬パルス波動信号を受けて電気信号に変換す
    る受波器と、この電気信号を受け前記波動信号の送信源
    から前記受波器へ直接伝搬した波動に対応する直接波電
    気信号と前記波動信号送信線から途中少なくとも一回反
    射を受け前記受波器へ伝搬した反射伝搬波動に対応する
    反射波電気信号とを識別し前記直接波電気信号と前記反
    射波電気信号とのうち少なくとも一方を抽出する受信波
    動検出回路とを有する水中波動受信装置において、前記
    受波器の出力から所定帯域の信号を抽出し増幅する帯域
    増幅器と、この帯域増幅器の出力を検波整形する検波整
    形回路と、この検波整形回路の出力のうちパルスの継続
    時間に比例する振幅情報を出力する積分回路と、この積
    分回路の出力が予め定めた第1のスライスレベルを越え
    たときにパルスを出力する第1のスライス回路と、前記
    積分回路の出力が前記第1のスライスレベルよりも高い
    第2のスライスレベルを越えたときにパルスを出力する
    第2のスライス回路と、前記第1のスライス回路の出力
    パルスの立下りで動作する第1の単安定マルチバイブレ
    ータと、前記第2のスライス回路の出力パルスの立下り
    で動作して禁止パルスを出力する第2の単安定マルチバ
    イブレータと、前記禁止パルスの存在期間中は前記第1
    の単安定マルチバイブレータの出力を阻止せしめるゲー
    ト回路とを含むことを特徴とする水中波動受信装置。
JP50123372A 1975-10-13 1975-10-13 水中波動受信装置 Expired JPS6013150B2 (ja)

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JPS5247761A JPS5247761A (en) 1977-04-15
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