NL1009047C2 - - Google Patents

Description

Doeldiscriminator.

Deze uitvinding heeft betrekking op een doeldiscriminator voor het verschaffen van een frequentieschat-ting, een sterkteschatting en een richtingschatting van een signaal geassocieerd met een doel als een functie van 5 tijd.

Tegenwoordig is het mogelijk om een doeldiscriminator te construeren om frequentie- en richtingsinforma-tie te verschaffen geassocieerd met een doel als een functie van tijd onder gebruikmaking van een richtingsen-10 sor zoals een geluidsboei.

Wanneer een richtingsensor dichtbij machines geplaatst wordt, bijvoorbeeld een schip passerende een geluidsboei op zee, is het waargenomen frequentiespectrum gevuld met tonen. De tonen worden opgewekt door alle delen 15 van het voortstuwingssysteem gebruikt om het schip aan te drijven. Wanneer het schip de geluidsboei passeert variëren de waargenomen frequentie van de tonen als gevolg van het Doppler-effeet.

Het is voor een richtingsensor bekend om gerang-20 schikt te worden om een volledig azimut-gezichtsveld waar te nemen en om gebruikt te worden om een schatting te geven van de frequentie en de richting van de tonen geassocieerd met het doel door het verwerken van deze informatie om een afzonderlijk displaysegment te verschaffen voor 25 elk van een groot aantal azimutsectoren zodat hoekdiscri-minatie gebruikt kan worden om de informatie te sorteren. Een nadeel van dit type doeldiscriminator is dat het aantal displaysegmenten correspondeert met het aantal azimutsectoren. Een verder nadeel van dit bekende type 30 doeldiscriminator is duidelijk indien een groot aantal doelen gelijktijdig waargenomen wordt door de richtingsensor, daar de displaysegmenten vollopen en differentiatie van doelen moeilijk is, waarbij de moeilijkheid toeneemt 1009047 I met het aantal doelen.

B Dientengevolge, is het bekend om een doeldiscri- B minator te verschaffen, bevattende: een richtingssensor werkzaam om een frequentie- B 5 spectrum van energie waar te nemen afkomstig van tenminste B één doel en om signalen te produceren overeenkomstig elk B van een groot aantal discrete frequenties in het frequen- B tiespectrum, B een zender werkzaam verbonden met de richtings- B 10 sensor en werkzaam om elk signaal te verzenden naar een op B afstand gelegen ontvanger, B een processor werkzaam verbonden met de ontvan- B ger en werkzaam om de richting en sterkte van elk signaal B te bepalen, en B 15 een tweedimensionaal display werkzaam verbonden B met de processor en werkzaam om elk signaal af te beelden B bij zijn frequentie met zijn sterkte als een functie van B tijd.

Het is tevens bekend om te voorzien in een werk- B 20 wijze voor doeldiscriminatie omvattende: I het waarnemen van een frequentiespectrum van energie afkomstig van tenminste één doel en het produceren van signalen corresponderende met elk van een groot aantal I discrete frequenties in het frequentiespectrum, 25 het verzenden van elk signaal en het ontvangen I van elk signaal bij een op afstand gelegen ontvanger, het bepalen van de richting en de sterkte van elk signaal, en het weergeven van elk signaal bij zijn frequen- 30 tie met zijn sterkte als een functie van tijd op een tweedimensionaal display.

Het is een doel van de onderhavige uitvinding om de nadelen geassocieerd met de stand der techniek op te lossen of te verminderen.

35 Volgens een eerste aspect van de onderhavige uitvinding is de processor werkzaam om een identifica- tiekleur toe te wijzen aan elk signaal om een benadering 3 van de richting voor elk signaal aan te geven, en is het display werkzaam om elk signaal af te beelden in zijn respectieve kleur.

Op deze manier kan het display gerangschikt 5 worden om signaalsterkte, signaalfrequentie en signaal-richting weer te geven als een functie van tijd in een gereduceerd displaygebied.

Bij voorkeur bevat de processor middelen om elk signaal te kwantiseren tot één van een groot aantal fre-10 quentiecellen die gebruikt kunnen worden om een eerste as van het display te vormen. De processor kan middelen bevatten om de sterkte van elk signaal te kwantiseren tot één van een groot aantal intensiteitswaarden die belichting kunnen verschaffen van de respectieve frequentiecel. 15 De processor kan middelen bevatten om elke richting te kwantiseren tot één van een groot aantal azimutsectoren, waarbij elke azimutsector één identificatiekleur heeft voor toewijzing aan elk signaal gekwantiseerd tot die azimutsector.

20 Bij voorkeur kunnen de azimutsectoren correspon deren met een 360° gezichtsveld van de richtingsensor of alternatief kunnen de azimutsectoren corresponderen met een deel van een 360° gezichtsveld van de richtingsensor.

De processor kan tevens middelen bevatten om het 25 display bij te werken als een functie van tijd, en tijd kan een tweede as van het display vormen door het stapelen van opeenvolgende displaybijwerkingen in tijdsvolgorde.

Bij voorkeur kan de processor verder een frequentie cel-voor-cel OF-combineerder bevatten om een 30 frequentiecel te selecteren met de grootste intensiteits-waarde in vergelijking met de intensiteitswaarden van corresponderende frequentiecellen in andere azimutsectoren .

Bij voorkeur kan de richtingsensor een geluids- 35 boei zijn.

Volgens een ander aspect van de onderhavige uitvinding, omvat de werkwijze het toewijzen van een I U i.; H \ · y / I identificatiekleur aan elk signaal om een benadering van richting voor elk signaal aan te geven, en het weergeven I van elk signaal in zijn respectieve kleur op het display.

I Dit maakt gelijktijdige display mogelijk van de I 5 sterkte van uitgezonden energie bij elke frequentie als I een functie van tijd terwijl gelijktijdig de richtingsbe- nadering van de energiebron bij elke frequentie weergege- ven wordt.

Bij voorkeur kan de werkwijze het kwantiseren 10 bevatten van elk signaal tot één van een groot aantal I frequentiecellen en het gebruiken van de frequentiecellen I om een eerste as van het display te vormen. De werkwijze I kan het kwantiseren bevatten van de sterkte van elk sig- I naai tot één van een groot aantal intensiteitswaarden en I 15 het gebruiken van de intensiteitswaarden voor het belich- ten van de frequentiecel. De werkwijze kan het kwantiseren bevatten van elke richting tot één van een groot aantal azimutsectoren, waarbij elke azimutsector één identifica- tiekleur heeft voor toewijzing aan elk signaal gekwanti- 20 seerd tot die azimutsector. De werkwijze kan het doen toenemen van de azimutoplossing bevatten door het slechts selecteren van die signalen corresponderende met een beperkt deel van azimuthoeken, het verdelen van het be- perkte deel in een groot aantal azimutsectoren, en het 25 toewijzen van één identificatiekleur aan elke azimutsec- tor.

De werkwijze kan het bijwerken bevatten van het display als een functie van tijd en het vormen van een tweede as van het display door het stapelen van opeen- H 30 volgende displaybijwerkingen in volgorde.

De werkwijze kan verder het selecteren bevatten van een frequentiecel met de grootste intensiteitswaarde in vergelijking met intensiteitswaarden van corresponde- rende frequentiecellen in andere azimutsectoren en het 35 gebruiken van de grootste intensiteitswaarde voor het belichten van die frequentiecel op het display.

De uitvinding zal verder uitsluitend bij wijze 5 van voorbeeld beschreven worden onder verwijzing naar de bijgaande tekeningen, waarin: figuur 1 een systeemdiagram is met twee doelen op verschillende richtingen ten opzichte van een geluids-5 boei; figuur 2 verdeling van het azimutgebied omgevende een geluidsboei toont; figuur 3 een display toont volgens de stand der techniek; 10 figuur 4 een display toont volgens de onderhavi ge uitvinding; figuur 5 een verdere uitvoering toont met een alternatieve verdeling van azimutgebied omgevende een geluidsboei.

15 Een directionele sensor die geplaatst is in het bereik van een doel zal het frequentiespectrum van energie afkomstig van het doel waarnemen. In figuur 1 is de rich-tingsensor een geluidsboei 10 die het frequentiespectrum van uitgezonden energie waarneemt die opgewekt wordt door 20 alle delen van een voortstuwingssysteem, van de motor tot de propellers, van een doel dat een schip 11 of een duikboot 12 kan zijn.

De geluidsboei 10 produceert en verzendt een signaal S corresponderende met uitgezonden energie van de 25 doelen 11 en 12 naar een op afstand gelegen ontvanger 13 die werkzaam verbonden is met een processor 14 die werkzaam verbonden is met een tweedimensionaal display. De processor 14 leidt parameters af uit het signaal S en stuurt het display 15 aan.

30 De parameters bevatten de frequenties waarop de uitgezonden energie waargenomen is, de sterkte van uitgezonden energie ontvangen bij elke frequentie, de richting van elke frequentie ten opzichte van de geluidsboei 10 en de tijd waarop elke frequentie waargenomen is.

35 In figuur 2 is het 360° gezichtsveld van het gebied rond de geluidsboei 10 verdeeld in een groot aantal azimutsectoren 16. Het aantal azimutsectoren 16 is afhan- 1 0 0 J' - - - I kelijk van de vereiste oplossing van de richting. Door het I verdelen van de 360°C in acht azimutsectoren 16a tot 16h I kan de oplossing van elke azimutsector 16 45° zijn 2oals weergegeven, of een andere hoek indien vereist.

Η 5 In figuur 3 geeft een conventioneel tweedimensi- I onaal display 17 de frequentie van uitgezonden energie weer door het belichten van geschikte frequentiecellen 18, I en de ontvangen sterkte van de uitgezonden energie bij I elke frequentie wordt aangeduid door de intensiteit van I 10 belichting van de respectieve frequentiecel 18. Het dis- play 17 is verdeeld in een groot aantal afzonderlijke I horizontale banden 17a, 17b, 17d, 17d, enzovoort, elk I corresponderende met één van de azimutsectoren getoond in figuur 2. Op deze manier zal elk van de afzonderlijke I 15 horizontale banden 17a, 17b, 17c, 17d enzovoort slechts de sterkte en frequentie weergeven van de energie afkomstig van die geassocieerde azimutsectoren. In de praktijk I verschafte dit bekende systeem geen bestand van de ge- schiedenis van veranderingen in uitgezonden energie.

20 Met. de onderhavige uitvinding, zoals getoond in figuur 4 wordt het geluidsboeisignaal S verwerkt door de processor 14 om elke frequentie te kwantiseren en de I geschikte van een groot aantal frequentiecellen 19 die gerangschikt zijn langs een frequentie-as f van het dis- I 25 play 15 te belichten. Elke frequentiecel 19 is een onder- I verdeling van het frequentiespectrum waargenomen door de I geluidsboei 10.

I De sterkte van de ontvangen uitgezonden energie bij elke frequentie wordt bepaald door de processor 14 en 30 gekwantiseerd tot één van een groot aantal intensiteits- waarden 20. De gekwantiseerde intensiteitswaarde 20 be- licht de respectieve frequentiecel 19 om de sterkte van de ontvangen uitgezonden energie bij die frequentie aan te geven. Het zal duidelijk zijn dat in figuur 4 verschillen- I 35 de arcering van de belichte frequentiecellen 19 de sterkte van de ontvangen uitgezonden energie bij die frequentie weergeeft. Bijvoorbeeld is 20a gearceerd met een onderbro- 7 ken lijn om lage belichting aan te geven en dientengevolge een lage sterkte bij die frequentie, terwijl 20b gearceerd is met een doorgetrokken lijn om hoge belichting aan te geven en dientengevolge een hoge sterkte bij die frequen-5 tie.

De richting van elke frequentie wordt tevens bepaald door. de processor 14 om elke richting te kwantise-ren tot één van een groot aantal azimutsectoren 16 op dezelfde manier als reeds beschreven onder verwijzing naar 10 figuur 2. Echter wordt met de onderhavige uitvinding aan elke azimutsector 16 een identificatiekleur toegewezen die geassocieerd is met alle richtingen gekwantiseerd in die azimutsector 16. De toegewezen identificatiekleuren verschaffen de geschikte kleur voor elk van de belichte 15 frequentiecellen 19 op het display 15. Hoewel figuur 4 in zwart en wit is, zal het duidelijk zijn dat in werkelijkheid de belichte frequentiecellen 19, aangevende frequenties afkomstig van verschillende azimutsectoren 16a tot 16h, verschillende identificatiekleuren zullen hebben 20 zodat een operator de azimutsector van elke frequentie van energie afkomstig van de verschillende doelen 11 en 12 kan onderscheiden. Bijvoorbeeld zal aan azimutsector 16a een verschillende identificatiekleur toegewezen worden als aan azimutsector 16. Op deze manier zal ontvangen uitgezonden 25 energie in azimutsector 16a een eerste identificatiekleur hebben die zijn geassocieerde frequentiecellen 21 oplicht, en ontvangen uitgezonden energie in azimutsector 16b zal een tweede identificatiekleur hebben die zijn geassocieerde frequentiecellen 22 belicht, daardoor uitgezonden 30 energie met verschillende richtingen ten opzichte van de geluidsboei onderscheidend.

Indien dezelfde frequentie van verschillende azimutsectoren 16 op in hoofdzaak dezelfde tijd ontvangen wordt door de geluidsboei 10, dan wordt een OF-combineer-35 der in de processor 14 gebruikt om de azimutsector te bepalen waarvan de grootste intensiteit van de frequentie uitgezonden wordt, en de frequentiecel 19 wordt belicht in 10 5 3 v - .·' H de kleur corresponderende met die azimutsector waarin de I grootste intensiteit ontvangen wordt door de geluidsboei.

I De tijd waarbij uitgezonden energie verwerkt wordt door de processor 14 wordt gebruikt om een bijwer- I 5 king te verschaffen voor het display 15 als een functie van de tijd. Door het stapelen van opeenvolgende display- bijwerkingen, in tijdsvolgorde, t=0, t=l, t=2 enzovoort, kan de variatie van de frequentiecellen 19 met de tijd I waargenomen worden langs de tijdsas t.

I 10 Dientengevolge, geeft het tweedimensionale I display 15 opgewekt door de processor 14 frequentie, sterkte en richting weer als een functie van tijd, onder gebruikmaking van twee assen, lichtintensiteit en kleur.

Dit bevordert de differentiatie van potentiële doelen en 15 verschaft een geschiedenisbestand van de daardoor uitge- zonden energie.

Figuur 5 toont dat de azimutsectoren 16a tot en met 16h niet op hoeven te tellen tot 360° gezichtsveld I rond de geluidsboei, maar deze kunnen in plaats daarvan I 20 optellen tot een beperkt gezichtsveld, bijvoorbeeld 180° of 90°. Op deze manier, kan de oplossing van de azimuthoek onder gebruikmaking van een eindig bereik kleuren vergroot worden. Aldus wordt door het verdelen van het 180° ge- zichtsveld in acht azimutsectoren 16a tot en met 16h de 25 azimutoplossing verdubbeld om een 22,5° sector te ver- schaffen in plaats van de 45° sector weergegeven in figuur 2. Hoewel het gebruikelijk wenselijk zou zijn om te begin- nen met een 360° gezichtsveld, wordt de processor 14 bij voorkeur gerangschikt om het gezichtsveld te beperken 30 wanneer eenmaal een potentieel doel geïdentificeerd is, daardoor geleidelijk de azimutoplossing verbeterend.

Als alternatief, zou'de sterkte van de uitgezon- den energie gekwantiseerd kunnen worden tot één van een groot aantal amplitudewaardes en zou elke amplitudewaarde 35 gebruikt kunnen worden om de sterkte van een frequentiecel aan te geven door de hoogte van de f requentiecel, die correspondeert met de amplitudewaarde.

9

Het zal duidelijk zijn dat de geluidsboei en de processor é,én eenheid kunnen zijn of dat zij gescheiden kunnen zijn met een zender en ontvangersysteem die deze twee verbindt.

5 Het is gebleken dat zwart de beste kleur is om als achtergrond te gebruiken zodat deze correspondeert met de minimale intensiteitswaarde van een frequentiecel. Bij voorkeur wordt wit niet gebruikt als een van de weergeef-kleuren.

1 π π o n a 7

Claims (15)

1. 2. Doeldiscriminator volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de processor (14) middelen bevat om elk 25 signaal (S) te kwantiseren tot één van een groot aantal frequentiecellen (19) die een eerste as (F) van het dis- play (17) vormen.
2. 3. Doeldiscriminator volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de processor (14) middelen bevat om de 30 sterkte van elk signaal (S) te kwantiseren tot één van een groot aantal intensiteitswaarden (20) die belichting verschaffen voor de respectieve frequentiecel (19).
3. 4. Doeldiscriminator volgens conclusie 2 of 3, met het kenmerk, dat de processor (14) middelen bevat om elke richting te kwantiseren tot één van een groot aantal 5 azimutsectoren (16) , waarbij elke azimutsector (16) één identificatiekleur heeft voor toewijzing aan elk signaal gekwantiseerd tot die azimutsector (16).
4. 5. Doeldiscriminator volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat de azimutsectoren (16) overeenkomen met 10 360° gezichtsveld van de richtingsensor.
5. 6. Doeldiscriminator volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat de azimutsectoren (16) corresponderen met een deel van 360° gezichtsveld van de richtingsensor.
6. 7. Doeldiscriminator volgens een der voorgaande 15 conclusies, met het kenmerk, dat de processor (14) middelen bevat om het display (17) bij te werken als een functie van tijd, en tijd een tweede as (t) vormt van het display door het stapelen van opeenvolgende displaybijwer-kingen in tijdvolgorde (t=0, t=l, t=2).
7. 8. Doeldiscriminator volgens een der conclusies 4 tot en met 7, met het kenmerk, dat de processor (14) verder voorzien is van een frequentie cel-voor-cel OF- combineerder om een frequentiecel (19) te selecteren met de grootste intensiteitwaarde (20) in vergelijking met de 25 intensiteitswaarden (20) van corresponderende frequentie-cellen (19) in andere azimutsectoren (16).
8. 9. Doeldiscriminator volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de richtingsensor (10) een geluidsboei is.
9. 10. Werkwijze voor doeldiscriminatie omvattende: het waarnemen van een frequentiespectrum van energie afkomstig van tenminste één doel (11, 12) en het produceren van signalen (S) corresponderende met elk van een groot aantal discrete frequenties in het frequentie-35 spectrum, het verzenden van elk signaal (S) en het ontvangen van elk signaal (S) bij een op afstand gelegen 1009047 H ontvanger (13), H het bepalen van de richting en de sterkte van elk signaal (S), het weergeven van elk signaal bij zijn frequen- H 5 tie met zijn sterkte als een functie van tijd op een I tweedimensionaal display, gekenmerkt door het toewijzen van een identificatiekleur aan elk I signaal (S) om een benadering van richting voor elk sig- I 10 naai (S) aan te geven, en het weergeven van elk signaal (S) in zijn res- pectieve kleur op het display (17).
10. 11. Werkwijze voor doeldiscriminatie volgens I conclusie 10, gekenmerkt door het kwantiseren van elk H 15 signaal (S) tot één van een groot aantal van frequentie- cellen (19) en het gebruiken van de frequentiecellen (19) om een eerste as (f) op het display (17) te vormen.
11. 12. Werkwijze voor doeldiscriminatie volgens conclusie 11, gekenmerkt door het kwantiseren van de 2. sterkte van elk signaal (S) tot één van een groot aantal I intensiteitswaarden (20) en het gebruiken van de intensi- teitswaarden (20) voor het belichten van de respectieve frequentiecel (19).
12. 13. Werkwijze voor doeldiscriminatie volgens 25 conclusie 11 of 12, gekenmerkt door het kwantiseren van elke richting tot één van een groot aantal azimutsectoren (16), waarbij elke azimutsector één identificatiekleur heeft voor het toewijzen aan elk signaal (S) gekwantiseerd tot die azimutsector (16).
13. 14. Werkwijze voor doeldiscriminatie volgens conclusie 13, gekenmerkt door het doen toenemen van azi- mutoplossing door slechts de signalen (S) te selecteren corresponderende met een beperkt deel van azimuthoeken, het verdelen van het beperkte deel in een groot aantal H 35 azimutsectoren (16) en het toewijzen van één van de iden- tificatiekleuren aan elke azimutsector (16).
14. 15. Werkwijze voor doeldiscriminatie volgens een der conclusies 10 tot en met 14, gekenmerkt door het bijwerken van het display (17) als een functie van tijd en het vormen van een tweede as (t) van het display (17) door het stapelen van opeenvolgende displaybijwerkingen in 5 volgorde (t = 0, t = l, t = 2) .
15. 16. Werkwijze voor doeldiscriminatie volgens een der conclusies 12 tot en met 15, gekenmerkt door het selecteren van de frequentiecel (19) met de grootste intensiteitswaarde (20) in vergelijking met intensiteits-10 waarden (20) van corresponderende frequentiecellen (19) in andere azimutsectoren (16), en het gebruiken van de grootste intensiteitswaarde (20) voor het belichten van die frequentiecel (19) . -o-o-o-o-o-o-o-o- 1 0 0 9 0 4 7