JPH0238983A - 接近目標探知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、音波を発しながら移動する目標物が所定の
範囲内に接近したことを探知する装置に関するものであ
る。

［従来技術］ 従来、この種の装置は無指向性受波器１個を用い、その
出力レベルの時間に対する増加量から接近する目標物を
探知していた。

第２図は従来の接近目標探知装置の一構成例を示すブロ
ック図で、受波器（２１）、増幅器（２２）、バンドパ
スフィルタ（２３）、対数変換回路（２４）及び微分回
路（２５）から構成されている。ここで、目標物（２６
）は移動方向（２７）に進行しながら、音波（２８）を
発信しているものとする。

このような目標物（２６）からの音波（２８）は、受波
器（２１）で受信されて電気信号に変換され、増幅器（
２２）で増幅された後、バンドパスフィルタ（２３）に
より、特定の周波数成分のみが取り出される。バンドパ
スフィルタ（２３）の出力は対数変換回路（２４）によ
り処理されて対数出力となる。この対数出力は、目標物
（２６）が近づいて来るに従って時間と共に増加して、
最接近点で最大となり、目標が遠ざかるに従って時間と
共に減少していく。従って、この対数出力を微分回路（
５）により微分して信号レベルの時間変化率を求めるこ
とにより、目標物（２６）がある範囲に近づいたことを
判定する。

［発明が解決しようとする課題］ 第３図は第２図の装置の使用例を示す説明図であり、図
において（３１）は水底、（３２）は受波器（２１）に
対する水面（３３）上の直上点、（３４）は所望の探知
範囲で、目標物が船舶（３５）の場合の例である。

従来の装置においては、第３図に示すように、例えばあ
る水深の水底（３１）に受波器（２１）を設置し、その
直上点（３２）に近づいて来る船舶（３５）が直上点（
３２）から距離Ｘの点を領域とする探知範囲（３４）に
達したことを探知しようとする場合、船舶（３５）が直
上点（３２）に向って進んで来る場合と、横ずれｙがあ
る場合とでは、微分回路（２５）から出力が得られたと
きの実際の探知距離Ｘが異なったものになり（ｙが大き
いほどＸも大きくなる）、進路に無関係に探知路ＭＸを
ある一定の値に保つことができないという問題点があっ
た。

第４図は船舶の進行方向（横ずれ）に対する探知距離の
特性図で、例えば水底（３１）から直上点（３２）まで
の距離をＤとし、横ずれをｙとすると、第２図の装置よ
り出力が得られたときの探知距離Ｘは次式で表される。

ｘ−（２ｙ　　＋Ｄ２）”’ 従って、Ｄ　＝　７０ｔｉ　、Ｙ　＝　’信のときには
（直上点に向った場合）ｘ＝７ｆ１ｇとなるが、ｙ−３
０ｍのときにはｘ＝８２ｍ＋となり、所望の探知路ｆｉ
　（３４）が得られない。

また、受信器（２１）には無指向性受波器を使用してい
るために、探知しようとする目標の付近に大きな音を発
する別の目標（妨害目標）が存在すると、両方の音を同
じ受波感度で受信するため妨害目標の音に探知しようと
する目標の音がマスクされてしまい、探知不能となると
いう問題点もあった。

この発明は、上述の目標物の進路による探知範囲の変化
と妨害目標による探知能力の劣化という問題点を解決し
、目標の進路に無関係に探知範囲を限定でき、かつ、付
近に妨害目標があってもそれに影響されないで、目標物
を探知できる接近目標探知装置を提供することを目的と
する。

［課題を解決するための手段］ この発明に係る接近目標探知装置は、探知する方向に向
けて設置された狭指向性受波器と、探知する方向に向け
て設置された広指向性又は無指向性の受波器とを有する
。

更に、この発明に係る接近目標探知装置は、狭指向性受
波器及び広指向性受波器からの出力信号をそれぞれ増幅
する１対の増幅器と、この１対の増幅器の出力信号から
特定の周波数成分をそれぞれ取り出す１対のバンドパス
フィルタと、この１対のバンドパスフィルタの出力信号
をそれぞれ検波する１対の検波回路と、この１対の検波
回路の出力信号の比を求める除算回路と、この除算回路
の出力信号を所定の基準値と比較し、その出力信号が基
準値と同じになったとき信号を出力する判定回路とを有
する。

〔作用］ この発明においては、探知する方向（第２図の使用例で
は、直上方向）に向けて設置する同一周波数に対して狭
い指向幅を有する狭指向性受波器の出力及び広い指向幅
を有する広指向性受波器の出力とをそれぞれ増幅して所
定の周波数成分のみ取り出し、検波した後、両横波出力
の比を求めて、その比が所定の基準値と一致したら、所
定の探知距離に目標物が接近したとして出力信号を送出
する。

〔実施例〕

第１図はこの発明の一実施例に係る接近目標探知装置の
構成を示すブロック図である。この接近目標探知装置に
おいては、狭指向性受波器（１）の出力は増幅器Ａ（２
）に接続され、増幅器Ａ（２）の出力はバンドパスフィ
ルタＡ（３）に接続され、更に、バンドパスフィルタＡ
（３）の出力は検波回路Ａ（４）に接続される。同様に
して、広指向性受波器（５）の出力は増幅器Ｂ（６）に
接続され、増幅器Ｂ（６）の出力はバンドパスフィルタ
Ｂ　（７）に接続され、更に、バンドパスフィルタＢ（
７）の出力は検波回路Ｂ（８）に接続される。検波回路
Ａ（４）の出力と検波回路Ｂの出力は除算回路（９）に
接続され、除算回路（９）の出力は判定回路（１０）に
接続される。

上記のように構成された接近目標探知装置においては、
狭指向性受波器（１〉にある入射角で音響信号が入ると
そこで電気信号に変換され、増幅器Ａ（２）で増幅され
た後、バンドパスフィルタＡ（３）により濾波されて特
定の周波数成分のみが取り出される。その成分は検波回
路Ａ（４）で検波される。

同時に、同じ入射角で広指向性受波器（５）に入った音
響信号も電気信号に変換され、増幅器Ｂ（６）で増幅さ
れた後、バンドパスフィルタＢ（７）により濾波されて
特定の周波数成分のみが取り出される。この場合バンド
パスフィルタＡ（３）とバンドパスフィルタＢ（７）と
を同一の特性のものにすることにより、バンドパスフィ
ルタＢ（７）により、バンドパスフィルタＡ（３）によ
るのと同じ周波数成分の信号のみが取り出される。その
成分は検波回路Ｂ（８）で検波される。ここで、検波回
路Ａ（４）の出力をＥ　　また検波回路Ｂ（８）の出力
１ゝ をＥ２とする。

第５図は特定周波数における狭指向性受波器（１）及び
広指向性受波器（５）の指向特性を示す特性図である。

図においてＡは狭指向性受波器（１）の指向特性、Ｂは
広指向性受波器（５）の指向特性をｔ示し、Ｃは音波の
到来方向を示している。

第６図は検波回路Ａ（４）の出力Ｅ１及び検波回路Ｂ（
８）の出力Ｅ２の特性図である。狭指向性受波器（１）
の指向特性Ａ及び広指向性受波器（５）の指向特性Ｂは
第５図に示す特性を有するので、Ｅ　及びＥ２は音波入
射角θの関数となり、また、■ 到来する音波の音圧レベル、すなわち目標物の発する音
の大小によっても変化する。

検波回路Ａ（４）の出力Ｅ１及び検波回路Ｂ（８）の出
力Ｅ２は除算回路（９）に加えられ、Ｅ　／Ｅ２が求め
られ、その値は判定回路（１０）に■ 加えられて基準値と比較判定され、基準値と同じになっ
たとき、探知信号が出力される。到来音波の音圧レベル
が増減した場合には、Ｅ■とＥ２は同じ割合で増減する
ので、このＥ１／Ｅ２の値はもはや到来音波の音圧レベ
ルの大小には無関係となり、単に音波入射角θによって
のみ定まる。

したがって、判定回路（１０）の基準値を音波入射角θ
の関数として定めてやれば、接近する目標がある範囲に
入ったことを探知することができる。

例えば、第３図の使用例の場合には、受渡器の敷設水深
及び音波入射角θを定めてやれば、船舶の航走音の大小
および進路に無関係に直上点から一定の距離に探知距離
Ｘが定まる。

このため、第４図に示すように、例えばＤ−７０謂とす
ると、ｙ−０１でも、ｙ−３０ｇでもその探知距離は７
０＋ｇであり、横ずれがあってもその探知距離は変化し
ない。

また、付近（大きな音波入射角θの位置）に妨害となる
別の高音目標が存在した場合には、広指向性受波器（５
）はその妨害目標の音も比較的高感度で受信するが、狭
指向性受波器（１）についてはその指向性のために妨害
目標の音は低感度で受信されるため、Ｅ　／Ｅ２の比は
極端に小さくなり、■ 結果として、付近の妨害目標の影響をあまり受けないで
、本来の目標物を探知できる。

なお、広指向性受波器（５）はその機能からこの発明で
は無指向性受波器でも差しつかえないことはいうまでも
ない。

［発明の効果］ 以上のようにこの発明によれば、狭指向性受波器と広指
向性（無指向性）受波器を用い、それらの出力の比をと
るようにしたので、目標物の発する音の大小及び目標の
進路に関係なく探知範囲を一定に定める事ができる。ま
た、狭指向性受波器を用いているので、探知しようとす
る目標のほかに高音を発する別の目標が付近に存在した
場合にはそれらの音波の影響を大幅に低減し、本来の目
標物を確実に探知する効果が期待できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に係る接近目標探知装置の
構成を示すブロック図、第２図は従来の接近目標探知装
置の構成を示すブロック図、第３図は第２図の接近目標
探知装置の使用例を示す説明図、第４図は船舶の進行方
向に対する探知距離の特性図、第５図は特定周波数にお
ける受渡器の特性図、第６図は検波回路の出力特性図で
ある。 図において、（１）は狭指向性受波器、（２）は増幅器
Ａ、（３）はバンドパスフィルタＡ、（４）は検波回路
Ａ、（５）は広指向性受波器、（６）は増幅器Ｂ、（７
）はバンドパスフィルタＢ、（８）は検波回路Ｂ、（９
）は除算回路、（１０）は判定回路である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 音波を発信しながら接近して来る目標物を探知する装置
   において、 探知したい方向に向けて設置された狭指向性受波器と、
   探知したい方向に向けて設置された広指向性又は無指向
   性の受波器（以下これらを広指向性受波器と総称する）
   と、狭指向性受波器及び広指向性受波器からの出力信号
   をそれぞれ増幅する１対の増幅器と、この１対の増幅器
   の出力信号から特定の周波数成分をそれぞれ取り出す１
   対のバンドパスフィルタと、この１対のバンドパスフィ
   ルタの出力信号をそれぞれ検波する１対の検波回路と、
   この１対の検波回路の出力信号の比を求める除算回路と
   、この除算回路の出力信号を所定の基準値と比較し、そ
   の出力信号が基準値と同じになったとき信号を出力する
   判定回路と を備えたことを特徴とする接近目標探知装置。