JPS6027976Y2 - 自己ドプラ消去装置 - Google Patents
自己ドプラ消去装置Info
- Publication number
- JPS6027976Y2 JPS6027976Y2 JP11275077U JP11275077U JPS6027976Y2 JP S6027976 Y2 JPS6027976 Y2 JP S6027976Y2 JP 11275077 U JP11275077 U JP 11275077U JP 11275077 U JP11275077 U JP 11275077U JP S6027976 Y2 JPS6027976 Y2 JP S6027976Y2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ship
- target
- frequency
- doppler
- speed
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
本考案は水中目標を捜索するソーナー装置における各受
信ビーム方位の自己ドプラ消去装置に関するものである
。
信ビーム方位の自己ドプラ消去装置に関するものである
。
ソーナー装置においては、一般に第１図に示すように０
本の送信ビームと待受受信方式と呼ばれる０本の受信ビ
ームによって反響信号の到来を待ち受けている。
本の送信ビームと待受受信方式と呼ばれる０本の受信ビ
ームによって反響信号の到来を待ち受けている。
つまり、第２図に示すように送信と受信のためにビーム
形成は時間的に分離されおり、送信時には送信ビームＢ
、、 Ｂ２．・・・・・・、 Ｂｉ、・・・・・・Ｂｎ
を順次（同時でもよい）各方位方向に形成する。
形成は時間的に分離されおり、送信時には送信ビームＢ
、、 Ｂ２．・・・・・・、 Ｂｉ、・・・・・・Ｂｎ
を順次（同時でもよい）各方位方向に形成する。
その後は待受受信状態に入り、このときには受信ビーム
Ｂ、％ Ｂｎは常時形成されており、全方位から到来す
る目標からの反響音響信号を待ち受けている。
Ｂ、％ Ｂｎは常時形成されており、全方位から到来す
る目標からの反響音響信号を待ち受けている。
通常、送信時間は数百ミリ秒、受信時間は２〜８０秒程
度である。
度である。
第３図はドプラ効果による周波数変化を説明するための
自己と目標との対勢を示したもので、自己の送信ビーム
Ｂ２の送信波を目標が受ける対勢と目標からの反響波を
自己の受信ビームＢｉで受信する対勢を示すものである
。
自己と目標との対勢を示したもので、自己の送信ビーム
Ｂ２の送信波を目標が受ける対勢と目標からの反響波を
自己の受信ビームＢｉで受信する対勢を示すものである
。
いま同図において送信波の周波数をｆｏとしたとき、受
信波の周波数ｆＲは、 ｆａ＝■０た竺九ｆ・・・・・・・・・・・・・（１）
Ｖｓ−ＶＩＣｏｓ□。
信波の周波数ｆＲは、 ｆａ＝■０た竺九ｆ・・・・・・・・・・・・・（１）
Ｖｓ−ＶＩＣｏｓ□。
となる。
ただし目標は停止しているものとする（Ｖｔ＝０）。
但し、■Ｓ：水中音速、Ｖ□：送信時の自船速力、θＴ
：送信送信日標方位、Ｖ２：受信時の自船速力、θＲ：
受信時の目標方位、 上記（１）式のｆＲとｆｏの差をΔｆとおくとΔｆ＝ｆ
ＲｆＯ・・・・・・・・・・・・・・・（２）これが自
己の運動によって生じた周波数変化であり、ドプラ効果
によって生じたものである。
：送信送信日標方位、Ｖ２：受信時の自船速力、θＲ：
受信時の目標方位、 上記（１）式のｆＲとｆｏの差をΔｆとおくとΔｆ＝ｆ
ＲｆＯ・・・・・・・・・・・・・・・（２）これが自
己の運動によって生じた周波数変化であり、ドプラ効果
によって生じたものである。
目標が運動している場合も（１）式と同様で、その受信
周波数ｆＲ′は、 ｖｓｔ Ｖ２ＣＯ３（）Ｒ＋ ＶｔＣｏ５Ｃｔ 、 １
ｏ、、、、、、（３）ｆＲＶｓ−Ｖ、Ｃｏ５０Ｔ−Ｖｔ
ＣｏｓＣｔとなる。
周波数ｆＲ′は、 ｖｓｔ Ｖ２ＣＯ３（）Ｒ＋ ＶｔＣｏ５Ｃｔ 、 １
ｏ、、、、、、（３）ｆＲＶｓ−Ｖ、Ｃｏ５０Ｔ−Ｖｔ
ＣｏｓＣｔとなる。
但し、ｖｔ：目標速力、Ｃ１：目標針路、ｖｓｔ Ｖｎ
θＴ？ Ｖ２９０Ｒ：（１１式と同一。
θＴ？ Ｖ２９０Ｒ：（１１式と同一。
このｆＲ′とｆＲの差を△汀とおくと
ΔｆＴ＝ｆＲ−ｆＲ・・・・・・・・・・・・（４）Δ
ｆ丁が目標の運動によって生じた周波数変化である。
ｆ丁が目標の運動によって生じた周波数変化である。
ソーナーにおいて送信波と受信波の周波数差を測定して
目標の速力を得るためには（４）式のｆＲを正確に演算
腰受信周波数ｆＲ′から引けば良い。
目標の速力を得るためには（４）式のｆＲを正確に演算
腰受信周波数ｆＲ′から引けば良い。
そのためには、自己の運動による自己ドプラを消去しな
ければならない。
ければならない。
従来は、送信と受信の時間が短かいことからＶ１ＣＯ８
ＯＴ＝Ｖ２ＣＯ３ＯＲとし、更にＶＳ＞ＶＩＣＯ８Ｏア
、ＶＳ〉Ｖ２Ｃ０３ＯＲであることから（１）式は、テ
ーラ−展開して第１次の項までをとって、 と近似していた。
ＯＴ＝Ｖ２ＣＯ３ＯＲとし、更にＶＳ＞ＶＩＣＯ８Ｏア
、ＶＳ〉Ｖ２Ｃ０３ＯＲであることから（１）式は、テ
ーラ−展開して第１次の項までをとって、 と近似していた。
しかしながら目標の探知距離が長くなるにつれ、送信と
受信の時間間隔は、数十秒以上になり（５）式による近
似式では誤差が多くなり自己ドプラを完全に消去できな
くなってきた。
受信の時間間隔は、数十秒以上になり（５）式による近
似式では誤差が多くなり自己ドプラを完全に消去できな
くなってきた。
この誤差は自船速力および目標方位によるが、自船速力
３ＱＫｔで運動していて減速および針路変更をした場合
、（５）式は（１）式に対して１％停度の誤差になる。
３ＱＫｔで運動していて減速および針路変更をした場合
、（５）式は（１）式に対して１％停度の誤差になる。
この誤差は目標速力に換算すると十数Ｋｔになり、（４
）式に示す方法で目標速力を正確に得ることは出来ない
。
）式に示す方法で目標速力を正確に得ることは出来ない
。
本考案の目的は自己ドプラを完全に消去できる簡単な構
成から成る自己ドプラ消去装置を提供することになる。
成から成る自己ドプラ消去装置を提供することになる。
本考案によれば、船舶に搭載され、音波を水中に送出し
、目標からの反響音を受波する送受波器と、受波した目
標信号の周波数ｆＲ′を抽出、出力する受信器と、前記
送受波器から音波を送出したときの自船針路と自船速力
を記憶するメモリと、このメモリから読み出した自船針
路と自船速力、および受波時の自船針路と自船速力とか
ら目標が停止していると仮定したときの受信波の周波数
ｆＲを出力する演算回路と、前記周波数ｆＲ′から前記
周波数ｆＲを減算するドプラ消去回路とを備えて成るこ
とを特徴とする自己ドプラ消去装置が得られる。
、目標からの反響音を受波する送受波器と、受波した目
標信号の周波数ｆＲ′を抽出、出力する受信器と、前記
送受波器から音波を送出したときの自船針路と自船速力
を記憶するメモリと、このメモリから読み出した自船針
路と自船速力、および受波時の自船針路と自船速力とか
ら目標が停止していると仮定したときの受信波の周波数
ｆＲを出力する演算回路と、前記周波数ｆＲ′から前記
周波数ｆＲを減算するドプラ消去回路とを備えて成るこ
とを特徴とする自己ドプラ消去装置が得られる。
以下、図面を参照して本考案の一実施例を説明する。
第３図を参照して本考案の自己ドプラ消去の原理を説明
する。
する。
自船は時刻ちに自船速力Ｖ１で自船針路Ｃ１で運動して
おり全方位にわたって（目標に向けた特定方位でも良い
）送信ビームＢ、〜Ｂｎを送出し、時刻ｔ２において方
位角ＯＲの受信ビームＢｉで目標からの反響音を受信し
ている例を示す。
おり全方位にわたって（目標に向けた特定方位でも良い
）送信ビームＢ、〜Ｂｎを送出し、時刻ｔ２において方
位角ＯＲの受信ビームＢｉで目標からの反響音を受信し
ている例を示す。
つまり、０本の送信ビームのうち目標に向かう送信ビー
ムに対する反響音を受信ビームＢｉで受信している。
ムに対する反響音を受信ビームＢｉで受信している。
ここで前述したとおり送信ビームを送出する送信時間は
通常数百ミリ秒と短かいため、送信時の自船の針路およ
び自船速力は一定と考えて差し支えない。
通常数百ミリ秒と短かいため、送信時の自船の針路およ
び自船速力は一定と考えて差し支えない。
受信時の自船は、自船速力Ｖ２、自船針路Ｃ２である。
Ｃ，、Ｃ２は真方位針路（真北から測った自船針路）で
ある。
ある。
図から明らかなヨウニＯＴ−〇□−（Ｃ２Ｃ２）である
から、この場合における自船の送信時と受信時の上記パ
ラメータＶＳ、Ｖ１．Ｖ２および上記関係式を（１）式
に代入すると となる。
から、この場合における自船の送信時と受信時の上記パ
ラメータＶＳ、Ｖ１．Ｖ２および上記関係式を（１）式
に代入すると となる。
（６）式により自船の自己ドプラを正確に消去すること
ができる。
ができる。
上記（６）式は、目標からの反響音を受けた受信ビーム
Ｂｉの受信方位ＯＲについての自己ドプラ消去であるが
、受信ビーム方位Ｂ１からＢｎまで同様の処理を行なえ
ば、目標からの反響音が到来する受信ビームの方位につ
いては全て自己ドプラ消去処理が為されて全方位にわた
ーって目標のドツプラ周波数を正確に検知できる。
Ｂｉの受信方位ＯＲについての自己ドプラ消去であるが
、受信ビーム方位Ｂ１からＢｎまで同様の処理を行なえ
ば、目標からの反響音が到来する受信ビームの方位につ
いては全て自己ドプラ消去処理が為されて全方位にわた
ーって目標のドツプラ周波数を正確に検知できる。
次に本考案の一実施例を具体的にブロック図で示した第
４図および第５図に従って説明する。
４図および第５図に従って説明する。
第４図は、ソーナー装置のブロック図であり、１は音波
を水中に送波して目標からの反響音を受波する送受波器
であり音波と電気信号の変装をするものであり、２は送
受転換器で制御回路４からの送受切替信号４１で送信器
３からの送信と受信を切替えており、受信器５は０本の
受信ビームを形成するものである。
を水中に送波して目標からの反響音を受波する送受波器
であり音波と電気信号の変装をするものであり、２は送
受転換器で制御回路４からの送受切替信号４１で送信器
３からの送信と受信を切替えており、受信器５は０本の
受信ビームを形成するものである。
演算制御回路６は、送信制御パルス４２を受けるとラッ
チ回路８にラッチパルス６１を出力して送信時の自船針
路Ｃ１と自船速力Ｖ１をラッチ（一時記憶）した後、（
前述したとおり、送信時間は数百ミリ秒と短かいためＣ
□とＶｌは一定と考えられる）、送受切替信号４１が受
信状態になると一定時刻こと（例えばｌＱＱｍｓｅｃご
と）にサンプリングパルス６２を出力して、ラッチ回路
９にサンプリング時刻ごとの自船針路Ｃ２と速力Ｖ２を
ラッチする。
チ回路８にラッチパルス６１を出力して送信時の自船針
路Ｃ１と自船速力Ｖ１をラッチ（一時記憶）した後、（
前述したとおり、送信時間は数百ミリ秒と短かいためＣ
□とＶｌは一定と考えられる）、送受切替信号４１が受
信状態になると一定時刻こと（例えばｌＱＱｍｓｅｃご
と）にサンプリングパルス６２を出力して、ラッチ回路
９にサンプリング時刻ごとの自船針路Ｃ２と速力Ｖ２を
ラッチする。
演算回路７は、サンプリングパルス６２が入力されるご
とにＣ１，Ｖエデータ８１とＣ２，■２データ９１およ
び受信ビームの方位角ＯＲを入力して（６）式の演算を
ビームＢ１からビームＢｎまて行ない、各ビームの周波
数データ７０．７１．７２としてドプラ消去回路１０゜
１１．１２に出力する。
とにＣ１，Ｖエデータ８１とＣ２，■２データ９１およ
び受信ビームの方位角ＯＲを入力して（６）式の演算を
ビームＢ１からビームＢｎまて行ない、各ビームの周波
数データ７０．７１．７２としてドプラ消去回路１０゜
１１．１２に出力する。
第５図は第４図のドプラ消去回路１１を更に詳しくした
ブロック図であり、変調回路１３へのビームＢｉの受信
信号は、発振回路１５からの局部発振周波数７３によっ
て周波数変換され、フィルタ１４によって両側帯波の片
側を取り出している。
ブロック図であり、変調回路１３へのビームＢｉの受信
信号は、発振回路１５からの局部発振周波数７３によっ
て周波数変換され、フィルタ１４によって両側帯波の片
側を取り出している。
いま、ドプラ消去回路１１の発振周波数が自己ドプラ周
波数ｆＲと同一になる場合で説明すると、発振回路７で
演算されたディジタル数値（（ｆＲ〕）である周波数デ
ータ７１が与えられるとこのディジタル数値に対応する
発振周波数ｆｐが出力され、変調回路１３の入力である
受信周波数ｆＲ′＝ｆＲ＋Δｆｔを周波数変換する。
波数ｆＲと同一になる場合で説明すると、発振回路７で
演算されたディジタル数値（（ｆＲ〕）である周波数デ
ータ７１が与えられるとこのディジタル数値に対応する
発振周波数ｆｐが出力され、変調回路１３の入力である
受信周波数ｆＲ′＝ｆＲ＋Δｆｔを周波数変換する。
フィルタ１４の入力周波数はｆＲ′±ｆＲとなるので、
このフィルタで下側帯波（一符号側）を取り出すと、自
船ドプラ消去された受信周波数△ｆ１を得ることが出来
る。
このフィルタで下側帯波（一符号側）を取り出すと、自
船ドプラ消去された受信周波数△ｆ１を得ることが出来
る。
またドプラ消去回路１１の発振周波数はｆＲ以外の任意
の同周波数ｆＫてもよいことから、ｆＫの選択によって
１１の出力周波数は（ｆＫ−ｆＯ）十Δｆ、とすること
も可能である。
の同周波数ｆＫてもよいことから、ｆＫの選択によって
１１の出力周波数は（ｆＫ−ｆＯ）十Δｆ、とすること
も可能である。
第５図における受信ビームＢｉの説明は、他の受信ビー
ムについても同様であり、このドプラ消去回路で全ビー
ムの受信信号の自船ドプラ周波数消去が行なえる。
ムについても同様であり、このドプラ消去回路で全ビー
ムの受信信号の自船ドプラ周波数消去が行なえる。
各受信ビームの自船ドプラ周波数の演算は、サンプリン
グパルスごとにビームＢ１からビームＢｎまで順次行な
われ出力されるものであり、この演算は、ディジタル演
算を行なうことにより演算積度を向上できるので、演算
による誤差をほとんど無視することができる。
グパルスごとにビームＢ１からビームＢｎまで順次行な
われ出力されるものであり、この演算は、ディジタル演
算を行なうことにより演算積度を向上できるので、演算
による誤差をほとんど無視することができる。
上述したように本考案によれば自己ドプラ消去演算に自
船針路データを入力して演算することによって、自船の
針路および速力が送信時と受信時で如何に変化した場合
でも、正確に自船ドプラ周波数の消去をすることが出来
るため、目標のドプラ周波数から目標速力を正確に得る
ことが可能である。
船針路データを入力して演算することによって、自船の
針路および速力が送信時と受信時で如何に変化した場合
でも、正確に自船ドプラ周波数の消去をすることが出来
るため、目標のドプラ周波数から目標速力を正確に得る
ことが可能である。
第１図はソーナー装置における送受信ビームの配置図、
第２図は送受信タイミングと送信ビーム形成タイミング
を示す図、第３図はドプラ効果を説明するための自船と
目標の関係と自船の運動による目標方位を示す関係図、
第４図は本考案による自船ドプラ消去装置のブロック図
、第５図は第４図におけるドプラ消去回路のブロック図
である。 １・・・・・・送受波器、２・・・・・・送受転換器、
３・・・・・・送信器、４・・・・・・制御回路、５・
・・・・・受信器、６・・・・・・演算制御回路、７・
・・・・・演算回路、８，９・・・・・・ラッチ回路、
１０〜１２・・・・・・ドプラ消去回路、１３・・・・
・・変調回路、１４・・・・・・フィルタ、１５・・・
・・・発振回路。
第２図は送受信タイミングと送信ビーム形成タイミング
を示す図、第３図はドプラ効果を説明するための自船と
目標の関係と自船の運動による目標方位を示す関係図、
第４図は本考案による自船ドプラ消去装置のブロック図
、第５図は第４図におけるドプラ消去回路のブロック図
である。 １・・・・・・送受波器、２・・・・・・送受転換器、
３・・・・・・送信器、４・・・・・・制御回路、５・
・・・・・受信器、６・・・・・・演算制御回路、７・
・・・・・演算回路、８，９・・・・・・ラッチ回路、
１０〜１２・・・・・・ドプラ消去回路、１３・・・・
・・変調回路、１４・・・・・・フィルタ、１５・・・
・・・発振回路。
Claims (1)
- 船舶に搭載され、音波を水中に送出し、目標からの反響
音を受波する送受波器と、受波した目標からの反響音信
号の周波数ｆＲ′を抽出、出力する受信器と、前記送受
波器から音波を送出したときの自船針路と自船速力を記
憶するメモリと、このメモリから読み出した自船針路と
自船速力、および受波時の自船針路と自船速力および前
記目標からの反響音の受波時の前記目標の方位とから目
標が停止していると仮定したときの受信波の前記目標か
らの反響音信号の周波数ｆＲを演算する演算回路と、前
記周波数ｆＲ’から前記周波数ｆＲを減算するドプラ消
去回路とを備えて成ることを特徴とする自己ドプラ消去
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11275077U JPS6027976Y2 (ja) | 1977-08-22 | 1977-08-22 | 自己ドプラ消去装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11275077U JPS6027976Y2 (ja) | 1977-08-22 | 1977-08-22 | 自己ドプラ消去装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5439068U JPS5439068U (ja) | 1979-03-14 |
| JPS6027976Y2 true JPS6027976Y2 (ja) | 1985-08-23 |
Family
ID=29061886
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11275077U Expired JPS6027976Y2 (ja) | 1977-08-22 | 1977-08-22 | 自己ドプラ消去装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6027976Y2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1993016399A1 (en) * | 1992-02-06 | 1993-08-19 | Furuno Electric Company, Limited | Underwater detector |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS597652U (ja) * | 1982-07-01 | 1984-01-18 | 株式会社野亜 | 家具用ベ−スアジヤスタ− |
| JPS5945584U (ja) * | 1982-09-16 | 1984-03-26 | 古野電気株式会社 | 船速表示装置 |
-
1977
- 1977-08-22 JP JP11275077U patent/JPS6027976Y2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1993016399A1 (en) * | 1992-02-06 | 1993-08-19 | Furuno Electric Company, Limited | Underwater detector |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5439068U (ja) | 1979-03-14 |
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