JPH042913B2

JPH042913B2 -

Info

Publication number: JPH042913B2
Application number: JP18765584A
Authority: JP
Priority date: 1984-09-07
Filing date: 1984-09-07
Publication date: 1992-01-21
Also published as: JPS6166176A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、FM信号を用いたアクテイブ型のソ
ーナー装置に関する。

（従来の技術）この種のソーナー装置は、所定の周波数偏移幅
で周波数掃引したパルス状の音波（FM信号）を
水中に送波し、水中の物体で反射した前記音波を
受け受信信号を生ずる。FM信号を送信し、目標
の反射音を検出するソーナー装置は、検波パルス
圧縮法と言われる信号対雑音比の改善方法を従来
から用いていた。従来方式について第２図〜第４
図を参照して説明する。この方式は、送信パルス
幅をＮ等分し、その各々の幅△Ｔの時間帯に第２
図に示すようなステツプ状に△ずつ異なる周波
数（₁，₁＋△，₁＋２△……）を割り当
て、送信パルスをステツプ状に周波数変調して第
３図のようなパルス波形を放射する（第２図から
第４図は、分割チヤンネル数Ｎが８、送信パルス
幅が８△Ｔ、周波数偏移幅が７△の例を示す）。
この従来方式では、受信信号は第４図の回路で処
理する。受信信号１０１は分波器２（フイルタ２
１〜２８からなる）により分波され、各分波信号
は検波器３（ダイオード３１〜３８からなる）に
より包路線検波信号となり、遅延器４（遅延回路
４１〜４７からなる）を通過すると遅延器４の出
力には時間的に全く同時に、パルス幅が△Ｔに等
しく、周波数がそれぞれ₁，₁＋△……，₁＋
７△なる信号を検波した信号が現われる。遅延
器４の出力信号を加算器５にて加算することによ
つて入力信号１０１をパルス圧縮した出力信号１
０５が得られる。この従来方式のソーナー装置で
は、信号成分はＮ個加算されるから信号に対する
利得GSは、GS＝20logNとなる。また、雑音に
対する利得GNは、 GN＝10log1／Ｎ＋20logN＝10logNとなる。

そこで、信号処理利得PGは、 PG＝GS−GN＝10logNとなることは良く知ら
れている。

（発明が解決しようとする問題点）しかし、ソーナー装置の目標は一般に移動して
いる場合が多く、この様な場合ドツプラ効果によ
る目標エコー周波数偏移のために前述の信号処理
利得PGが大幅に劣化することになる。

一例として、送信周波数50KHz、送信周波数偏
移±400Hz（ステツプ周波数△＝100Hz）、Ｎ＝
８について、第５図を参照して説明する。第５図
は受信周波数帯域を示す図であり、Baは静止目
標の受信信号の帯域を示し、B_b1及びB_b2は15ノ
ツト及び23ノツトの移動目標の受信信号の帯域を
それぞれ示す。本図は、第２図〜第４図と同じ
く、受信可能な帯域は₁〜₁＋７△ｆである。そ
こで、Baは全帯域が、B_b1は半分の帯域が受信可
能帯域に入り、B_b2は受信可能帯域に全く入らな
い（本図で、受信可能帯域に入る部分のBa，B_b1
は斜線を付して示す）。そこで、静止目標に対す
る信号処理利得PGは、PG＝10iog8＝9dBである
が、速度15ノツトの目標ついては PG＝0dBであり、速度23ノツトの目標について
は受信不能である。

このように従来方式のソーナー装置では、信号
処理利得が目標との相対速度により、大幅に変動
すると共に、一定速度以上の高速の移動目標エコ
ーが受信できないと言う欠点が有つた。

そこで、本発明の目的は、移動目標の受信信号
についても高い信号処理利得が得られるソーナー
装置の提供にある。

（問題点を解決するための手段）本発明によるソーナー装置は、所定の周波数偏
移幅で周波数掃引したパルス状の音波を水中に送
波する手段と、前記水中の物体で反射した前記音
波を受け受信信号を生ずる手段と、前記受信信号
を複数の周波数成分に分ける分波器と、前記周波
数成分をそれぞれ検波し検波信号を生ずる検波器
と、複数の前記検波信号をそれぞれ遅延し加算す
る複数の遅延加算器と、これら遅延加算器の出力
のうち最大のものを選択する選択器とからなり、
前記分波器の全帯域幅は前記周波数偏移幅より広
く、前記遅延加算器が遅延し加算する複数の前記
検波信号は所定帯域内の複数の前記周波数成分を
検波した信号であり、前記所定帯域は対応する前
記遅延加算器ごとにそれぞれ異なることを特徴と
する。

（作用）本発明では、目標の移動により生ずる受信信号
のドツプラ周波数偏移を考慮して、分波器の全帯
域幅が送波音波の周波数偏移幅より広くしてあ
る。そして、遅延加算器が複数個ある。これら遅
延加算器が受ける検波信号は、所定帯域内の複数
の周波数成分を検波した信号である。また、その
所定帯域は、この所定帯域内の周波数成分が検波
されて導かれる遅延加算器ごとに互いに異なつて
いる。そこで、遅延加算器ごとに加算する受信信
号の周波数帯域が互いに異なり、目標が移動して
いて受信信号がドツプラ周波数偏移を受けてもい
ずれかの遅延加算器が十分なレベルのパルス圧縮
信号を出力できる。そして、選択器が遅延加算器
の出力（パルス圧縮信号）のうち最大のものを選
択する。従つて、この選択器の出力信号を用いる
ことにより、移動目標の受信信号についても静止
目標と同じ大きさの信号処理利得が得られる。

（実施例）次に本発明の実施例について、図面を参照して
説明する。

第１図は本発明の一実施例の受信系統図であ
る。本実施例において、受信信号１０１は分波器
２１に加えられるが、この分波器２１は、目標の
移動によるドツプラ偏移分_Dを含めて第５図B_d
に示す周波数帯域をカバーするだけのチヤンネル
数を有している。この例では説明の都合で24チヤ
ンネルであり、分波器２１の全帯域幅は23△で
あつて送波音波の周波数偏移幅７△よりずつと
広い。24チヤンネルの各出力は検波器３１により
包絡線検波信号３０１〜３２４となる。これら包
絡線検波信号３０１〜３２４は、第４図の遅延器
４と同一遅延時間構成の遅延器４０１〜４１７に
８信号ずつ加える。遅延器４０１〜４１７の出力
は、それぞれの遅延器毎に設けてある加算器５０
１〜５１７に送られ各帯域幅毎にパルス圧縮が行
なわれる。かくして、全受信帯域にわたつて同時
にパルス圧縮信号５０１ａ〜５１７ａが得られ
る。選択器６は、最大レベルのパルス圧縮信号
（５０１ａ〜５１７ａのうちの１つ）を出力する
加算器を選択し、そのパルス圧縮信号を出力信号
１０６とする。その出力信号１０６が信号処理利
得劣化のないパルス圧縮信号で有り、かつ選択し
た加算器がドツプラ偏移に対応しているため、目
標のドツプラ周波数が検出できる。

以上の如く、本実施例では、全受信帯域に亘つ
て分波フイルタを配置し、８個ずつ遅延加算する
加算器を周波数△毎に配置することにより、目
標の受信信号のドツプラ偏移による信号処理利得
の劣化を大幅に改善すると共に、目標のドツプラ
成分から目標速度を推定する機能をもたせること
ができる。

（発明の効果）本発明によれば、以上に詳しく説明したよう
に、移動目標の受信信号についても高い信号処理
利得が得られるソーナー装置が提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の受信系統図、第２
図はFM送信パルスにおける時間と周波数との関
係を示す図、第３図はそのFM送信パルスの周波
数構成を示す図、第４図はFM信号を用いた従来
のソーナー装置における受信系統図、第５図は受
信信号の周波数帯のドツプラ偏移による影響を示
す説明図である。２……分波器、３……検波器、４……遅延器、
５……加算器、６……選択器、２１……分波器、
３１……検波器、４０１〜４１７……遅延器、５
０１〜５１７……加算器。

Claims

【特許請求の範囲】

１所定の周波数偏移幅で周波数掃引したパルス
状の音波を水中に送波する手段と、前記水中の物
体で反射した前記音波を受け受信信号を生ずる手
段と、前記受信信号を複数の周波数成分に分ける
分波器と、前記周波数成分をそれぞれ検波し検波
信号を生ずる検波器と、複数の前記検波信号をそ
れぞれ遅延し加算する複数の遅延加算器と、これ
ら遅延加算器の出力のうち最大のものを選択する
選択器とからなり、前記分波器の全周波数帯域幅
は前記所定の周波数偏移幅より広く、前記遅延加
算器１個が遅延し加算する複数の検波信号の周波
数帯域幅は前記所定の周波数偏移幅に相等し、前
記複数の遅延加算器が遅延し加算する検波信号の
周波数帯域は分波器１個分の帯域づつ互いにずれ
ていて、前記複数の遅延加算器を設けることで、
前記全周波数帯域幅の遅延加算を実現することを
特徴とするソーナー装置。