JPS5972073A - ソ−ナ−目標表示装置 - 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】 本発明はンーナー目標表示装置、特にスプリットビーム
により受信したソーナーエコーを処理しビデオ信号とし
てＣＲＴ等に表示するソーナー目標表示装置に関する。

ソーナー目標信号を受信する場合、複数個の電気音響変
換素子、すなわち受波器の出力を整相して任意の方位に
対し左右それぞれ等しい２つの受信ビームを有するスプ
リットビームを複数個形成して受信するスプリットビー
ム受信方式は近時よく知られている。

第１図はスプリットビーム受信方式の動作の原理を示す
動作原理図である。

第１図では動作原理の説明のため、左右２つの受信ビー
ムより成る１組のスプリットビームを例として取り上げ
ているが、このスプリットビームの数は、配列された受
波器群に対して、所望により任意の数、かつ任意方向に
設定することが出来る。

第１図において、ＴＩ、Ｔ２．Ｔ３．Ｔ４およびＴ１；
Ｔ２’、　Ｔ３：　　Ｔ４’　　は等円配列、かつ等間
隔に設置した受波器群を示し、受波器群の基準方向Ｙ’
−Ｙ”軸に対称に、たとえば左右４個づつ配列されてい
るものとする。ｘ’−ｘ“軸はＹ’　−Ｙ”軸をこ直交
する方向を示しこの交点０は上述の受波器群の配列中心
点である。

これらの受波器群は、円配列もしくは直線配列、その他
任意の配列状態であっても原理的には何等差支えなく、
また個数も任意に設定出来る。Ｙ−Ｙ“軸を中心とした
右半分の受波器群、すなわちＴＩ、Ｔ２．Ｔ３．Ｔ４と
左半分の受波器群、すなわちＴ　１’、　Ｔ　２’、　
Ｔ　３’、　Ｔ　４’はそれぞれ同じ特性を有するもの
とし、たとえば受波器ＴＩ、　Ｔ２．　Ｔ３．　Ｔ４の
出力に対してｘ’　−ｘ“軸との距離差、すなわち入力
受信時の位相差に対応して遅延回路による時間遅延差、
または重み関数による重みを加ること等により出力の整
相を行う。この整相により受波器群ＴＩ、Ｔ２．Ｔ３．
Ｔ４の合成受波指向性は人の如くになり、全く同様にし
て受波器群ＴＩ、Ｔ２゜Ｔ３’、Ｔ４’によって得られ
る合成受波指向性はＢの如く、Ｘ′−で軸上においてｄ
の距離を有する。’、　ｏ”をそれぞれの受信中心点と
する受渡指向特性を示す。

明らかに、この２つの受波指向性による受信ビームは共
通するビーム範囲を有し、入力するエコーはこの共通部
分によって受信されたものが後述するように相互相関処
理を受ける。

この場合、この２つのスプリットビーム形成の為に２つ
の受波器群ＴＩ、Ｔ２．Ｔ３．Ｔ４とＴＩ。

Ｔ２．Ｔ３．Ｔ４　　とはａの如く左右独立的に利用し
たが、これをたとえばｂの如く１個もしくは複数個の受
波器が重複し合うような利用し方をしても勿論差支えな
い。間隔ｄは後述するよう匿ソーナー目標に対する方位
精度に関係するもので、整相の内容が同じであれば受波
器群の利用の仕方、個数等をとよって決定される。なお
、前述したようにこのようなスプリットビームは所望の
全方向に関し任意の複数個を形成させることが出来る。

このようなスプリットビーム１こよる受信は、通常ソー
ナー受信で利用される１つの受信ビームによる受信に較
べると次のような特徴をもっている。

すなわち、目標の振幅情報以外に、目標に向けた２つの
受信ビームの共通範囲による受信信号の相互相関演算に
より位相差情報が得られ、かつこの情報の算出精度は処
理回路の処理精度だけに依存するものとすることが出来
て、ソーナー目標の検知精度を向上させることが容易で
ある。

さらに、このスプリットビームで得られる位相差情報に
は、ソーナー目標の動き、ソーナー目標からの反射エコ
ーの多重径路すなわちマルチパス５− による影響、ソーナーを装備したプラットフォームの動
き、およびソーナー目標エコーの信号Ｓ対ノイズＮのＳ
／Ｎ比等に対応して発生する変動が加はるが、これらは
ソーナー目標の位相差値の場合は小さく、残響およびノ
イズの位相差値の場合は前者に比して通常はるかに大き
いという特徴をもっており、これらの特徴を利用して通
常の１ビ一ム受信方式よりもすぐれた探知機能を有する
受信装置を構成することが出来る。

しかしながら、従来のこの種のスプリットビーム受信装
置においては、振幅情報はスプリットビームの左右の受
信ビームによる振幅情報を加算したものを用い、方位情
報には左右の受信ビームの位相差情報を検出したものを
用いて画面に表示するという方法のみで処理しているた
め、入力するソーナー目標のエコーとともに残響やノイ
ズ入力も同じ処理内容で出力してしまい、これらが多数
の擬似エコーとなって表示面にあらはれ、表示面におけ
る信号の識別程度、いわゆる認識デファレンシャルを劣
化させ目標の検知を極めて困難なも６− のとすることが多いという欠点がある。

本発明の目的は上述した欠点を除去し、スプリットビー
ム受信方式によって得られる位相差情報を、ソーナーの
運用条件等から予め任意に特定出来る時間区間で順次サ
ンプリングし、これら特定時間区間ごとの位相差情報の
区間誤差分散を求め、この値からソーナー目標のエコー
人力の有無を判定してエコー人力時のみこれを表示する
という簡単な手段を備えることにより、残響およびノイ
ズζこよる擬似エコーの表示を避け、認識ディファレン
シャルを大幅に改善してソーナー目標の検知を極めて容
易なものとしたソーナー目標表示装置を提供することに
ある。

本発明の装置は、ソーナー目標信号を受信しこれを表示
するソーナー目標表示装置において、複数個の電気音響
変換素子の出力を整相して任意の方位に対してそれぞれ
等しい受波指向性を有する左右２つの受信ビーム（スプ
リットビーム）を複数個形成するスプリットビーム形成
手段と、このスプリットビーム形成手段によって得られ
る左右２つの受信ビーム出力を相関演算する相関演算手
段と、この相関演算手段によって得られる出力からソー
ナー目標信号の位相差を求める位相差検出手段と、この
位相差検出手段によって得られる位相差からソーナー目
標の方位ならびに振幅を出力する出力検波手段と、前記
位相差検出手段によって得られる位相差の時間軸上の誤
差分散をソーナー運用条件等から予め任意に特定出来る
時間区間で順次サンプリングしつつ演算出力する区間誤
差分散演算手段と、この区間誤差分散演算手段の出力す
る区間誤差分散をソーナー運用条件等から予めｌ出来る
域値（スレシホールドレベル）と比較して前記区間誤差
分散がこのスレシホールドレベル以下となるソーチー目
標信号入力時のみ前記出力検波手段の出力を表示せしめ
る域値設定手段とを備えて構成される。

次に図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第２図は本発明の一実施例を示すブロック図である。

送波および受波兼用の送受波器１はＮ個の電気音響変換
素子が等円かつ等間隔に配列されており、受波の場合に
はスプリットビーム形成のため、これらＮ個の電気音響
変換素子の出力が特定の方位ごとｌこスプリットビーム
の右および左の受信ビームに対応してそれぞれ同数のＭ
個づつ出力するように接続されている。このスプリット
ビームを形成する特定の方位および右、左の受信ビーム
に対応する電気音響変換素子の出力数Ｍは、形成するス
プリットビームの特性、電気音響変換素子の配列条件等
に対応して任意に決定することが出来る。

これらの電気音響変換素子が受波器として動作して出力
する出力電気信号は、送受波器１の内蔵する入力増幅回
路で必要なレベルまで増幅された後、スプリットビーム
の右受信ビーム形成用の、それぞれＭ個の受波器出力を
含む８個の受波器出力群１０１−１０１−Ｉ、１０１〜
２Ｍ（５）、１０１−１０ｌ−３，・・・１０１−１０
ｌ−８および左受信ビーム形成用の、それぞれＭ個の受
波器出力を含む８個の受波器出力群１０１−１０１−Ｉ
、１０１−１０ｌ−２，１０１−１０ｌ−３，・・・１
０１−１０ｌ−８等としてスプリットビーム形成回路２
に送９− 出される。この場合、たとえば受波器出力１０１０１−
ｌ口）と１０１−１０１−Ｉとは、それぞれ第１図に示
すように、送受波器１の基準方向に形成するスプリット
ビームの右および左ビームを形成するＭ個ずつの受波器
の出力より成り、本実施例ではこのようなＭ個ずつの受
波器出力の組合せを送受波器１の全方位に互って実施し
、全方位がスプリットビームでカバーされるようにして
いる。

このようにして決定した右および左Ｍ個ずつの受波器を
組合せて形成される１つのスプリットビームの右および
左受信ビームの重なり合った角度で送受波器１の全周３
６０度を除した数Ｓが、右および左の１対の受信ビーム
よりなるスプリットビームの全数に対応する。従って送
受波器１の出力８１０１−８Ｍ但およびｓｌｏｌ−８Ｍ
（Ｌ）はＳ番目のスプリットビーム形成用の出力となる
。

スプリットビーム形成回路２は、これらアナログ入力信
号をデジタルに変換するＡ−Ｄコンバータ、ならびにス
プリットビーム形成のための整相回路、帯域フィルタ等
を有し、Ａ−Ｄコンバーター１０− によりデジタル化された受信信号は整相回路において形
成される、等しい特性をもつ左右２つの受信ビームに対
応した出力として使用帯域幅を通過域とする帯域フィル
タによってろ波され、たとえば入力１０１−１０１−Ｉ
および入力１０１−１０１−Ｉはそれぞれ右（ロ）受信
ビーム出力２０１−ＩＡ、左受信ビーム出力２０１−Ｉ
Ｂとして相関演算回路３に送出される。スプリットビー
ム形成回路２の他の入力、１０１−２Ｍ閲、１０１０ｌ
−２至）、１０１０ｌ−３口）、１０１−　ａ　Ｍ（Ｌ
）＋・・・１０１−１０ｌ−８，１０１−１０ｌ−８等
についても全く同様にして、それぞれ右（ト）および左
（ト）の受信ビーム出力２０１−２Ａ、２０１−２Ｂ、
２０１−３Ａ。

２０１−３Ｂ、・・・２０１−８Ａ、２０１−８Ｂ等の
８個のスプリットビーム出力対として相関演算回路３に
送出される。このスプリットビーム形成回路２はスプリ
ットビーム形成用の整相回路を有するが、この整相回路
は各入力信号を構成する各受波器群の出力に対し、入力
エコーに対する各受波器群の配列上の条件等によって決
る位相差に対応した遅延量を与える遅延回路、および形
成するスプリットビームの特性を決定するための重みを
与える重み関数乗算回路等を内蔵し、これらの回路によ
り上述した遅延量や重み関数値等を設定することにより
所望の特性をもつスプリットビームを任意に形成するこ
とが出来る。

このスプリットビーム形成回路２の右および左の受信ビ
ーム出力対、たとえば２０１−ＩＡおよび２０１−ＩＢ
はそれぞれ複素関数ＥＲおよびＥＬとして表すことが出
来て、次の（１）および（２）式で示される。このこと
は、他の受信ビーム出力２０１−２Ａ。

２０１−２Ｂ、２０１−３Ａ、２０１−３Ｂ、・・・２
０１−８Ａ。

２０１−８Ｂ等についても全く同様である。

Ｅｎ＝ＸＲ＋ｊＹｒｔ　　　　　　　・・・・・・（１
）Ｅｘ、＝Ｘｔ、＋ｊＹｒ、　　　　　　　・・・・・
・（２）（１）および（２）式においてＸＲ，ＸＬは実
数部、ｊＹＲ。

ｊＹＬ　は虚数部を示す。

相関演算回路３は、この（１）および（２）式で示され
る右、および左受信ビーム出力の相互相関演算を行うが
、このことは第１図に示したスプリットビームの共通範
囲に対応した乗算を行うこと屹相当する。またこのよう
な相互相関演算は、（１）および（２）式で示される複
素関数の１つに対し他方の複素関数の複素共役関数でも
って乗算を行うことによって処理すればよく、本実施例
では相関演算回路３はＦＳＬの複素共役関数発生回路と
乗算回路、および積分回路等を有し、これらによりＥＲ
とＥＬの複素共役関数とを乗算し右および左受信ビーム
出力の相互相関を行っている。

Ｒｈの複素共役関数ＥＬ　は次の（３）式で示すことが
出来る。

￥ ＢＬ　　工ＸＬ−ｊＹｔ、　　　　　　　・・・・・・
（３）従って右および左受信ビーム出力２０１−ＩＡお
よび２０１−ＩＢ等の相互相関出力ｔＲＬは次の（４）
式で示される。

モＸｉｔ、−１−ｊＹｕｔ、　　　　　　　　……（４
）（４）式においてＸＲＬおよびＹＲＩ、は、それぞれ
（ＸＲＸＬ＋ＹＲＹ１．　）および（ＹＲＸＬ−ＸＲＹ
Ｌ）を示す。

１３− この（４）式からｔｎＬの位相角ψＲＬは、次の（５）
式で示すことが出来る。

（４）および（５）式において記号−は時間平均を示す
ものである。相関演算回路３の出力は上式（４）に示さ
れ、たとえば入力２０１−ＩＡおよび２０１−ＩＢに対
する相関出力信号として３０１−１が得られ、他の入力
信号に対応する相関出力信号３０１−２゜３０１−３．
・・・３０１−８も全く同様にして出力し位相差検出回
路４に送出される。

この位相差検出回路４の有する除算回路によって、たと
えば相関出力信号３０１−１は（４）式のｔＲＬの実数
部と虚数部の数値を用いて（５）式の除算を行ない、こ
れにより−ψＲＬを得て、さらに関数演算回路によりこ
の値のａｒｃｔａｎを算出しこれを位相差信号４０１−
ＩＢとして出力検波回路５および区間誤差分散演算回路
６１こ送出する。入力信号３０１−２．３０１−３．・
・・３０１−８　　によって得られる位相差信号４０１
−２Ｂ、４０１−３Ｂ、・・・４０１−８Ｂに１４− ついても全く同様である。

このψＲＬと、右および左受信ビーム出力の位相との関
係を調べる為に（１）、および（２）式で示される右お
よび左の受信ビームの出力ＥＲおよびＥｒ。

の位相をそれぞれφ、およびφ、とすると、この位相差
φ８−φ１は（１）および（２）式の実数部および虚数
部を用いて次の（６）式のように示すことが出来る。

明らかに（５）式と（６）式とは同じ値を有し、従って
次の（７）式および（８）式が得られる。

−ψＢ　Ｌ　−ｔａｎ　（φ８−φ、）　　　　・・・
・・・（７）ψＲＬ−φ８−φ、　　　　　　　・・・
・・・（８）つまり位相差検出回路４から出力する位相
差信号４０１−ＩＢ等の位相差ψＲＬはスプリットビー
ムの右および左受信ビーム出力の位相差に等しい。

第３図はスプリットビームを形成する右および左受信ビ
ームによる受信信号の電気的位相差と、受信信号の入射
角との関係を示すスプリットビーム位相差対受信信号入
射角関係図である。

点０′および０“は間隔ｄを有する右および左ビームの
受信中心点、点０は点Ｏ′およびＯ“の中点、線分ｘ’
−ｘ“およびＹ’−Ｙ”は点０と直交するＹ軸およびＹ
軸を示す。

点色　Ｏおよび０“等から充分遠距離にある方位角θの
ソーナー目標Ｐから入射する音波は平面波となり、従っ
て第３図の如く等しい入射角θでＤに相当する時間遅れ
て到達するが、このＯ’Ｄに相当する時間遅れは（８）
式に示す電気的位相差φ８−φ、に等しく、またＯ’Ｄ
は／°０′０″Ｄがθであるので、２π・ｄ−ｄｎθ／
λ（λは受信音波の波長）として表すことが出来て、こ
れらの関係から次の（９）式が得られる。

φＲ−φＬ−２ｙｒ−ｄ−８Ｉｎ９／λ・−・（９）こ
の（９）式より音波の入射角、すなわち目標の方位角θ
は次の０１式で示すことが出来る。

０２８石　　　（λ　・　（φ、−φｔ、）　／　２　
　Ｋ　ｄ　　）　　　・”・（１１０１式においてλお
よびｄは予め既知の値であり、従ってスプリットビーム
を形成する右および左の受信ビームで受信したソーナー
目標のエコーの電気的位相差φ、−φ１を知ることによ
り、目標の方位角θも知ることが出来る。

出力検波回路５は、バッファメモリ、関数演算回路、お
よび乗算回路等を有し、内蔵するプログラムの制御のも
とに位相差検出回路４から（８）式で示される８個の位
相差信号４０１−ＩＢ、４０１−２Ｂ。

４０１−３Ｂ、・・・４０１−８Ｂ、すなわち各方位ご
とのψＲＬと、これに対応した（４）式で示される振幅
情報信号４０１−ＩＡ、４０１−２Ａ、４０１−３Ａ、
・・・４０１−８Ａとを次次に入力し、一旦バッファメ
モＩＪ　ＩＣストアしたうえこれを読出し、次の卸式に
より各方位ごとに入力した信号の絶対値振幅Ｅ、を演算
する。

Ｂ　６　＝　Ｘ　ｎ　Ｌ　／　ｃｏｓψＲＬ　　　　　
　　　　−Ｑｌ）この場合、関数演算回路番こよって位
相差ψＲＬを因ψＲＬ＋さらに１／房ψＲＬとし、その
後乗算回１７− 路によってＸＲＬとの乗算を行なってＢｏを演算する。

出力検波回路５は、このようにして得られた上述のＥ、
に加え、位相差信号４０１−ＩＢ、４０１−２Ｂ、４０
１−３Ｂ、・・・４０１−８Ｂ等の有する各方位ごとの
ψＲＬ＋すなわちφ、−φ１を利用しくＩｎ式に示す各
方位ごとの方位角θを関数演算回路、乗算回路等によっ
て演算し、各方位ごとのこれらＥｏとθとを含む出力を
ビデオ出力信号５０１−１．　５０１−２．５０１−３
．・・・５０１−８として出力する。

しかしながら、これらのビデオ出力信号５ｏ１−１、５
０１−２．５０１−３．・・・５０１−８等をそのまま
表示すると、必要とする信号とともに残響およびノイズ
も同時に表示されてしまい、目標の検知を極めて困難に
することが多い。

そこで本実施例では、所望の信号を出力するときだけ出
力検波回路５の出力をＣＲＴ９に送出させるゲート回路
８を設け、また、このゲート回路８のゲートをエコー人
力時のみオンとする為に区間誤差分散演算回路６および
域値設定回路７を備え１８− て上述した問題を除去している。

第４図はスプリットビーム受信における受信信号の位相
差ψＲＬと、絶対値振幅Ｅ、の一般的特徴を示す受信信
号特性図である。

第４図（５）は位相差ψＲＬの一般的な特性図、第４図
但）は絶対値振幅Ｅ（１の一般的特性図を示す。

第４図（５）の図中に示す各点は位相差ψＲＬのサンプ
ル値を示す。

前述した如く、ソーチーエコー受信時にあっては所望の
エコーのほか、残等、ノイズ等の非希望信号が同時に入
力し、このうち所望の入力エコーと同じ周波数帯域をも
つものはそのままエコーとともに処理され出力し擬似エ
コーとなって表示される。

この場合、特定の時間間隔で次次にサンプリングされて
入力する入力データの位相のばらつき、すなわち分散は
、当然のことながらエコーが一番分散が小さく、次いで
入力エコーとコヒーレンス性をもっている残響、そうし
てノイズの頴に分散が大きくなる。従って分散の大小を
知ることばエコーか非エコーかの区別を知ることになる
。

第４図（５）において、位相差ψＲＬの分散は時間ｔ０
でエコーを受信している時が、その前後の時間ｔ□およ
びｔ２の場合よりもはるかに小さい。

第４図四の場合、時間ｔｏにおける位相差情報のサンプ
ルデータは明に連続性を示し、かつこれらのデータがつ
くる直線の傾きはスプリットビーム方向と目標の体勢に
よって変化する。

また第４図（Ｂ）は絶対値レベルの時間変化を示すもの
で、エコー人力時の時間ｔｏでは振幅値Ｅ。

が最大値を示すが、エコーが入力しない時間ｔ□でも残
響およびノイズ等により大きな振幅値を有するものが現
れ、これらは擬似エコーとして表示されてしまうことと
なる。

これらのことから、サンプリングされた入力データの分
散を知り、時間１ｏの間だけ出力表示すればよく、また
この分散は位相差ψＲＬの分散を知ることにより得られ
るこきがわかる。

第２図の区間誤差分散演算回路６は上述した位相差ψＲ
Ｌの分散を演算する回路で、サンプリング回路、分散演
算回路、および相関係数演算回路等を有し、これらによ
り位相差ψＲＬの分散を演算出力する。

この場合、位相差検出回路４から送出される各方位ごと
の位相差ψＲＬを次次に入力し、これをソーナーの送信
パルス幅等の運用条件から任意に特定出来る時間区間で
サンプリングしつつ時間区間ごとの区間誤差分散を演算
する。

この区間誤差分散■は次の１２式で示される。

■＝α、２（１−ρ工、′）　　　　　　・・・・・・
α邊後述する０３および０４式に示す如くα環式におい
てα、２は位相差の区間分散、ρｘｙは時間区間内の時
間サンプル特性と位相差特性相互間の相関係数を示す。

このρ８．の値は第４図（５）の時間ｔ。匿おける如く
、位相差ψＲＬが時間ともに直線的に変化する場合と、
時間ｔ１およびｔ２等における如くランダムに変化する
場合とでは大きく異なり、直線的に変化する時間ｔ０の
場合にはこのρ工。

の値が最大すなわち１となり、αり式の■の値が前後の
ｔｌおよびｔ２の時間領域の値にくらべて著２１− しく小さくなる。従って予め■の値に目的によって特定
出来る域値（スレシホールドレベル）ヲ設定しておくこ
とにより、第４図（５）の時間ｔｏにおける如く、位相
差ψＲＬの分散が、目標の方位、体勢等匿よって決る傾
きをもった直線であることを判定することが出来て、こ
の時間出力検波回路５の出力をオンにゲートすることに
よりエコーのみを対象とした出力表示が可能となる。

（ｌ温式における”７”ｌ　ρＸＹはそれぞれ次の０漕
式、およびαく式で表される。

ａ３および０４式においてｎは任意に特定できる一定の
時間区間のサンプル数を示し、ｙ、は各時間区間に含ま
れる位相情報、ｙはその算術平均値である。

またａ４式において、先工は上述した時間区間内の経過
時間あるいは次次に入力する情報の順番に２２− 対応するサンプル番号の数の標準偏差、ヘアは各時間区
間において得られる位相情報の標準偏差、Ｘｉはｙ；に
対応する時間あるいは次次に入力する情報の順番に対応
するサンプル番号、ｉはその算術平均値を示す。

区間誤差分散演算回路６は、入力した位相差信号ψＲＬ
をその時間系列に対応して次次にサンプリング回路で所
定の時間区間、かつ所望の時間づつ遅らせながら重畳し
てサンプリングし、これらのサンプル値から分散演算回
路等による演算によりα１式で示す分散へ、′、また相
関係数演算回路等による演算によりａａ式による相関係
数ρｘｙを得て、これらからさらに０２式による区間誤
差分散■を演算出力する。

この区間誤差分散■は各方位ごとに、予め特定した時間
区間で次次に区間誤差分散信号６０１−１゜６０１−２
，６０１−３．・・・６０１−８等として域値設定回路
７をこ入力される。

域値設定回路７は予め設定した域値と、入力する区間誤
差分散とを比較回路によって比較し、この大小判定によ
り域値以下屹なった場合のみこの入力をモノステーブル
マルチバイブレータ回路を介して必要なレベル、および
パルス幅に変換し、これを各方位ごとのスプリットビー
ム方位に対応した域値設定信号７０１−１，７０１−２
，７０１−３゜・・・７０１−８等としてゲート回路８
に送出する。

ゲート回路８はこの入力を受け、論理ゲート回路により
入力エコーがあったときだけ、出力検波回路５の出力回
路と接続されたこのゲート回路をオンとし、ビデオ出力
信号５０１−１，５０１−２゜５０１−３．・・・５０
１−８　等を次次にＣＲＴ　９に送出せしめエコーの表
示を行わせる。

このようにしてエコー人力時に対応する時間区間のみエ
コーの方位角と絶対振幅情報とを表示することにより残
響およびノイズ等による擬似エコーの影響を大幅に低減
した表示を行わせるこ吉が出来る。

本発明はスプリットビーム受信方式で得られる目標の位
相情報を、ソーナーの運用条件等から予め任意に設定出
来る時間区間で順次サンプリングし、これらの特定時間
区間ごとの位相情報の区間誤差分散を求め、この分散に
よりエコー人力の有無を判定してエコー人力時のみ出力
として表示する点薯こ基本的特徴を有するものであり、
本実施例の変形は種種考えられる。

たとえば、本実施例においてはスプリットビーを右、右
独立的に利用しているが、これは所望により任意個数を
オーバラップして利用してもよく、また送受波器１に内
蔵する入力増幅回路や、スプリットビーム形成回路２の
含むＡ−Ｄコンバータ等は、それぞれ単独もしくは一体
化して独立の構成とすることなども容易に実施出来る。

また、本実施例では出力検波回路５によって求めるエコ
ーの絶対値振幅計算は１式により行っているが、これは
（４）式のＸＲＩ、とＹＲＩＬとを用い、それぞれ自乗
を加算したものを開平する方法によって実施しても同じ
結果が得られることは明らかである。

２５− さらに域値設定回路７も、本実施例ではこれを１つの域
値によってエコー判定レベルの設定を行うものとしてい
るが、たとえばこの域値を高、中、低の３段階に設定し
、区間誤差分散をソーナー信号の表示目的に対応させて
利用することなども容易に実施出来ることは明らかであ
る。

なお、出力検波回路５の出力として、ビデオ出力信号５
０１−１，５０１−２，５０１−３．・・・５０１−８
の含むα０式で示すＥ。のみを用いてこれらを電子的に
切り替えて表示する方法、あるいはこれらＥ。

の出力間に補間操作を加えて表示する方法なども容易に
実施することが可能であり、さらに区間誤差分散演算回
路６において最小自乗法により区間内の位相の平均値を
求めこの値からのずれの分散を求める方法もまた容易に
実施出来ることは明らかで、以上はすべて本発明の主旨
を損うことなくいずれも容易に実施出来るものである。

以上説明したように本発明によれば、スプリットビーム
受信方式によって得られる目標の位相情報を、ソーナー
の運用条件等から予め任意に設定２６一 出来る時間区間で順次サンプリングし、これら特定時間
区間ごとの位相差情報の区間誤差分散を求め、この値か
らソーナー目標のエコー人力の有無を判定してエコー人
力時のみこれを表示するという簡単な方法を備えること
により、残響、ノイズ等による擬似エコーの表示を避け
、認識デファレンシャルを大幅に改善してソーナー目標
の検知を極めて容易なものとしたソーナー目標表示装置
が実現出来るという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はスプリットビーム受信方式の動作の原理を示す
動作原理図、第２図は本発明の一実施例を示すブロック
図、第３図は第２図の実施例におけるスプリットビーム
の右および左受信ビーム間の電気的位相差対受信信号入
射角関係図、第４図は第２図の実施例におけるスプリッ
トビーム受信による受信信号の位相差と絶対値振幅の一
般的特徴を示す受信信号特性図である。 第２図において、１・・・・・・送受波器、２・・・・
・・スプリットビーム形成回路、３・・・・・・相関演
算回路、４・・・・・・位相差検出回路、５・・・・・
・出力検波回路、６・・・・・・区間誤差分散演算回路
、７・・・・・・域値設定回路、８・・・・・・ゲート
回路、９・・・・・・ＣＲＴ０第１閏 Ｙ′ 第３　図 Ｙ′ 第４　図 θ　　　　　　　　　　　　　　　　　　ｔ（的１ｖ手
続補正書（自発） ５Ｑ、ｉ、ｌ’／ 昭和　　年　　月　　日 １、事件の表示　　　昭和５７年特　許　願第１８２６
２７壮２、発明の名称　　　ソーナー目標表示装置３、
補正をする者 事件との関係　　　　　　　出　願　人東京都港区芝五
丁目３３番１号 （グー−１） ４、代理人 ＼、 ソ （連絡先　日本電気株式会社特許部） ５、補正の対象 明細書の「発明の詳細な説明」の欄 ６、補正の内容 （１）第１１頁、第２行目に「形成される、等しい」と
あるのを「形成される等しい」に■」正する。 （２）第２０頁、第１９〜２０行目に「回路６は北述し
た位相差ψ肛の分散を演算する回路で、サンプリン」と
あるのを「回路６は、サンプリン」に訂正する。 （３）第２１頁、第２行目に「分散全」とあるのを「誤
差分散を」に訂正する。 （４）第２３頁、第２０行目に「分散とを」とあるのを
「分散Ｖとを」に訂正する。 （５）第２４頁、第１〜４行目に「場合のみこの入力を
モノステープルマルチパイプレータ回路を介して必要な
レベルおよびパルス幅に変換し、これを各方位」とある
のを「場合のみこの時間区間のゲート信号全形成し、こ
れを各方位」に訂正する。 ２− （６）第２４頁、第１４行目に「エコーの方位角と絶対
振幅情報とを表示」とあるのを「エコーの絶対振幅情報
を表示」に訂正する。 （７）第２５頁、第９行目に「右、右」とめるのを「左
、右」に訂正する。 （８）第２５頁、第１２行目に「回路２の含む」とある
のを「回路２に含む」に訂正する。 ３−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ソーナー目標信号を受信しこれを表示するソーナー目標
   表示装置において、複数個の電気音響変換素子の出力を
   整相して任意の方位に対してそれぞれ等しい受波指向性
   を有する左右２つの受信ビーム（スプリットビーム）を
   複数個形成するスプリットビーム形成手段と、このスプ
   リットビーム形成手段によって得られる左右２つの受信
   ビーム出力を相関演算する相関演算手段と、この相関演
   算手段によって得られる出力からソーナー目標信号の位
   相差を求める位相差検出手段と、この位相差検出手段に
   よって得られる位相差からソーナー目標の方位ならび−
   こ振幅を出力する出力検波手段と、前記位相差検出手段
   によって得られる位相差の時間軸上の誤差分散をソーナ
   ー運用条件等から予め任意に特定出来る時間区間で順次
   サンプリングしつつ演算出力する区間誤差分散演算手段
   と、この区間誤差分散演算手段の出力する区間誤差分散
   をソーナー運用条件等から予め特定出来る域値（スレシ
   ホールドレベル）と比較して前記区間誤差分散がこのス
   レシホールドレベル以下となるソーチー目標信号入力時
   のみ前記出力検波手段の出力を表示せしめる域値設定手
   段とを備えて成ることを特徴とするソーナー目標表示装
   置。