JPS6411151B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6411151B2 JPS6411151B2 JP15775482A JP15775482A JPS6411151B2 JP S6411151 B2 JPS6411151 B2 JP S6411151B2 JP 15775482 A JP15775482 A JP 15775482A JP 15775482 A JP15775482 A JP 15775482A JP S6411151 B2 JPS6411151 B2 JP S6411151B2
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- Japan
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- circuit
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Links
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- NCGICGYLBXGBGN-UHFFFAOYSA-N 3-morpholin-4-yl-1-oxa-3-azonia-2-azanidacyclopent-3-en-5-imine;hydrochloride Chemical compound Cl.[N-]1OC(=N)C=[N+]1N1CCOCC1 NCGICGYLBXGBGN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 2
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- RDYMFSUJUZBWLH-UHFFFAOYSA-N endosulfan Chemical compound C12COS(=O)OCC2C2(Cl)C(Cl)=C(Cl)C1(Cl)C2(Cl)Cl RDYMFSUJUZBWLH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/52—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00
- G01S7/56—Display arrangements
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はソーナー目標表示装置に関し、特に目
標に向けた２つの受信ビーム出力の相互相関回路
出力の位相特性から求めた、目標各点の中心方位
からのずれ角を１次式で近似し、この１次式によ
つてずれ角を再計算し、そのずれ角により目標の
方位方向の広がりを求め、更にこれに相互相関回
路出力の振幅を重畳して表示することにより、目
標の形及び観測点から見た目標の向き（対勢）を
明確に判別することを可能としたソーナー目標表
示装置に関する。
標に向けた２つの受信ビーム出力の相互相関回路
出力の位相特性から求めた、目標各点の中心方位
からのずれ角を１次式で近似し、この１次式によ
つてずれ角を再計算し、そのずれ角により目標の
方位方向の広がりを求め、更にこれに相互相関回
路出力の振幅を重畳して表示することにより、目
標の形及び観測点から見た目標の向き（対勢）を
明確に判別することを可能としたソーナー目標表
示装置に関する。
従来、この種の目標表示装置では、目標に向け
た２つの受信ビーム出力の相互相関演算を行い、
その位相値から直接目標の方位方向の広がりを求
め表示を行つていた。しかし、上記相互相関位相
値は雑音、残響、伝搬路の差異等の影響及び受信
回路、演算回路の誤差等による乱れを有してい
る。
た２つの受信ビーム出力の相互相関演算を行い、
その位相値から直接目標の方位方向の広がりを求
め表示を行つていた。しかし、上記相互相関位相
値は雑音、残響、伝搬路の差異等の影響及び受信
回路、演算回路の誤差等による乱れを有してい
る。
この為に、その出力表示結果は第１図に示すよ
うに、目標は散乱し明確な形を判別できず、また
このような画面上での目標の対勢を知る為に最小
自乗法で１次直線を引いてみても正確な傾きは得
られないという欠点を有していた。
うに、目標は散乱し明確な形を判別できず、また
このような画面上での目標の対勢を知る為に最小
自乗法で１次直線を引いてみても正確な傾きは得
られないという欠点を有していた。
本発明は前記相互相関回路出力の位相特性から
求めた目標各点の中心方位からのずれ角を１次式
で近似する位相フイツテイング回路、近似したず
れ角で方位方向の広がりを演算する広がり計算回
路及び方位方向の広がりに相互相関回路出力の振
幅を重畳して表示する振幅重畳回路を設けること
により、演算結果の目標の散乱をふせいで前記欠
点を解決したものである。
求めた目標各点の中心方位からのずれ角を１次式
で近似する位相フイツテイング回路、近似したず
れ角で方位方向の広がりを演算する広がり計算回
路及び方位方向の広がりに相互相関回路出力の振
幅を重畳して表示する振幅重畳回路を設けること
により、演算結果の目標の散乱をふせいで前記欠
点を解決したものである。
次に図面により、本発明の一実施例について説
明する。
明する。
第２図は本発明実施例のブロツク図である。第
２図において、目標からの音波は音響−電気変換
部１により電気信号に変換され、前置増幅回路及
びアナログ−デジタル（Ａ／Ｄ）変換回路２に送
られデジタル信号に変換される。デジタル化され
た受信信号は整相回路３において１方位に対して
それぞれ等しい特性を持つ、左右２つづつの受信
ビームを形成し、フイルタ回路４を経て相互相関
演算回路５に送られる。
２図において、目標からの音波は音響−電気変換
部１により電気信号に変換され、前置増幅回路及
びアナログ−デジタル（Ａ／Ｄ）変換回路２に送
られデジタル信号に変換される。デジタル化され
た受信信号は整相回路３において１方位に対して
それぞれ等しい特性を持つ、左右２つづつの受信
ビームを形成し、フイルタ回路４を経て相互相関
演算回路５に送られる。
今、左右のビーム出力lL、lRを
lL＝xL＋jzL ……(1)
lR＝xR＋jzR ……(2)
を表わすものとする、但しｊは（ｊ）2＝−１であ
る。左右ビームの相互相関出力lRLは次式から求
められる lLR＝L・R *＝１／２（L＋L）（R
−R）＝１／２（L・R＋L・R） ＋ｊ１／２（R・L−L・R）＝xLR＋j
zLR……(3) 但し、lR *はlRの複素共役を表わし、記号 -は時
間平均を示す。
る。左右ビームの相互相関出力lRLは次式から求
められる lLR＝L・R *＝１／２（L＋L）（R
−R）＝１／２（L・R＋L・R） ＋ｊ１／２（R・L−L・R）＝xLR＋j
zLR……(3) 但し、lR *はlRの複素共役を表わし、記号 -は時
間平均を示す。
左右ビーム出力の位相を各々φL、φRとすると
tanφL＝zL／xL ……(4)
tanφR＝zR／xR ……(5)
また相関出力の位相φLRは
で表わされる。
左右ビーム出力の位相差φL−φRを考えると
tan（φL−φR）＝tanφL−tanφR／１＋tanφ
LtanφR＝ZL／XL−ZR／XR／１＋ZL／XL・ZR／XR＝xR・z
L−xL・zR／xL・xR＋zL・zR……(7) (7)式を平均して(6)式と比べれば （L−R）＝tanφLR ……(8) となり、相互相関回路５の出力として、左右ビー
ムの相関の振幅及び左右ビーム出力の位相差を得
ることができる。
LtanφR＝ZL／XL−ZR／XR／１＋ZL／XL・ZR／XR＝xR・z
L−xL・zR／xL・xR＋zL・zR……(7) (7)式を平均して(6)式と比べれば （L−R）＝tanφLR ……(8) となり、相互相関回路５の出力として、左右ビー
ムの相関の振幅及び左右ビーム出力の位相差を得
ることができる。
次に、左右ビーム出力の位相差が目標の対勢を
表わすことを第３図により説明する。
表わすことを第３図により説明する。
第３図において点Ｌ，Ｒは各々左右ビームの受
信点とし、ABは目標とする。但し目標ABはＬ，
Ｒに対して、AB上のどの点からの反射音波も点
Ｌ，Ｒでは平面波と考えられる程度に十分遠距離
にあるものとする。
信点とし、ABは目標とする。但し目標ABはＬ，
Ｒに対して、AB上のどの点からの反射音波も点
Ｌ，Ｒでは平面波と考えられる程度に十分遠距離
にあるものとする。
今、目標ABの１端Ａからの反射音波が点Ｌ，
Ｒに入射する場合を考えると反射音波は平面波と
考えるので面LRに対してθのずれ角を持つて入
射し、点Ｌの入射波は点Ｒの入射波より（φL−
φR）だけ位相がおくれている。この位相差（φL
−φR）は前述のように左右ビーム出力の相互相
関出力より求めることが出来る。
Ｒに入射する場合を考えると反射音波は平面波と
考えるので面LRに対してθのずれ角を持つて入
射し、点Ｌの入射波は点Ｒの入射波より（φL−
φR）だけ位相がおくれている。この位相差（φL
−φR）は前述のように左右ビーム出力の相互相
関出力より求めることが出来る。
（φL−φR）が求まれば
（φL−φR）＝2πdsinθ／λ ……(9)
であるから、中心方位からのずれ角θは
θ＝sin-1｛λ（φL−φR）／2πd｝ ……(10)
として、求めることができる。但し、λは信号の
波長である。これより目標のＡ点の方位方向の広
がりLXは音波の伝搬時間より求められるＡ点の
距離LYから次式により求められる。ここで距離
LYは第３図に示すように観測点（点Ｌ，Ｒの中
央）とＡ点との間の距離である。
波長である。これより目標のＡ点の方位方向の広
がりLXは音波の伝搬時間より求められるＡ点の
距離LYから次式により求められる。ここで距離
LYは第３図に示すように観測点（点Ｌ，Ｒの中
央）とＡ点との間の距離である。
LX＝LYsinθ ……(11)
このようにして、時系列的に入射する目標AB
の各点からの反射音波の信号から(11)式により方位
方向の広がりを求めれば目標ABの対勢を知るこ
とができ、また目標の各点の振幅を同時に表示す
れば目標の形も知ることができる。
の各点からの反射音波の信号から(11)式により方位
方向の広がりを求めれば目標ABの対勢を知るこ
とができ、また目標の各点の振幅を同時に表示す
れば目標の形も知ることができる。
しかし、(6)式より求められる位相差は雑音、残
響、伝搬路の差異あるいは受信機の回路及び演算
の誤差等による乱れを含んでおり、このまま用い
たのでは第１図に示すように目標の明確な形や正
しい対勢を示さないことが多い。そこで本発明で
は、第２図にもどつて５の相互相関演算回路の出
力である相関出力の振幅と左右ビーム出力の位相
差をいつたん記憶回路６に蓄えた後、位相フイツ
テイング回路７に送る。
響、伝搬路の差異あるいは受信機の回路及び演算
の誤差等による乱れを含んでおり、このまま用い
たのでは第１図に示すように目標の明確な形や正
しい対勢を示さないことが多い。そこで本発明で
は、第２図にもどつて５の相互相関演算回路の出
力である相関出力の振幅と左右ビーム出力の位相
差をいつたん記憶回路６に蓄えた後、位相フイツ
テイング回路７に送る。
位相フイツテイング回路７では相互相関の位相
から目標のずれ角を１次式で近似する。すなわ
ち、一般的にソーナーの対象とする目標は第３図
の例のように直線的形状を持つと考えられるので
目標各点の反射波の左右ビーム位相差から求める
ずれ角も直線的に変化し１次式で近似できると考
える。
から目標のずれ角を１次式で近似する。すなわ
ち、一般的にソーナーの対象とする目標は第３図
の例のように直線的形状を持つと考えられるので
目標各点の反射波の左右ビーム位相差から求める
ずれ角も直線的に変化し１次式で近似できると考
える。
位相フイツテイング回路７では記憶回路６に蓄
えた相互相関の振幅及び位相を用いて下記演算を
行い、(10)式のθを最小自乗法により１次式で近似
する。
えた相互相関の振幅及び位相を用いて下記演算を
行い、(10)式のθを最小自乗法により１次式で近似
する。
θ(i)＝sin-1｛λφLR(i)／2πd｝ ……(12)
ここで添字ｉはデジタル化された信号のｉ番目
のサンプリングを表わす。
のサンプリングを表わす。
今、１次式近似に用いるサンプリング数をＮと
すれば θ′＝aLY＋ｂ ……（13） とおくと、ａ、ｂはａ＝ρσO′／σLY、ｂ＝−aμLY＋ μO′で求められ、ρは相関係数、σO′、σLYはそれ
ぞれO′、LYの分散であり、μO′、μLYはそれぞれ
O′、LYの平均値である。従つて、ａ、ｂは次の
（14）、（15）式として求められる。尚、これらの
点については、培風館発行の「ランダムデータの
統計的処理」J.S.ベンダツト．A.G.ピアソル共著
（得丸英勝他訳）、の127〜128頁に示されている。
すれば θ′＝aLY＋ｂ ……（13） とおくと、ａ、ｂはａ＝ρσO′／σLY、ｂ＝−aμLY＋ μO′で求められ、ρは相関係数、σO′、σLYはそれ
ぞれO′、LYの分散であり、μO′、μLYはそれぞれ
O′、LYの平均値である。従つて、ａ、ｂは次の
（14）、（15）式として求められる。尚、これらの
点については、培風館発行の「ランダムデータの
統計的処理」J.S.ベンダツト．A.G.ピアソル共著
（得丸英勝他訳）、の127〜128頁に示されている。
ｂ＝−ａ・（１／Ｎh+N-1
〓i=h
LY(i)）
＋（１／Ｎh+N-1
〓i=h
θ(i)） ……（15）
（13）式によつて計算し直したθ′(i)及び相関出
力の振幅は広がり計算回路８に送られる。
力の振幅は広がり計算回路８に送られる。
広がり計算回路８ではθ′(i)を用いて次式により
目標各点の方位方向の広がりを演算する。
目標各点の方位方向の広がりを演算する。
LX(i)＝LY(i)・sin（θ(i)′） ……（16）
これを振幅重畳回路９に送り、（16）式で求ま
つた目標各点（各サンプリング毎のデータ）の方
位方向の広がりに画面の縦方向の長さで表わした
相互相関回路出力の振幅を重畳し、表示器１０に
送つて表示する。その結果は第４図に示す表示の
一例のように目標の形を明確に表わし、また目標
の対勢もより正確に表わすよう改善される。
つた目標各点（各サンプリング毎のデータ）の方
位方向の広がりに画面の縦方向の長さで表わした
相互相関回路出力の振幅を重畳し、表示器１０に
送つて表示する。その結果は第４図に示す表示の
一例のように目標の形を明確に表わし、また目標
の対勢もより正確に表わすよう改善される。
本発明は以上説明したように、目標に向けた２
つのビームの相互相関出力により、目標の形、対
勢を表示するソーナー表示装置において、相互相
関回路出力の位相特性から求めた目標ずれ角を１
次式で近似する位相フイツテイング回路、この近
似値より方位方向の広がりを演算する広がり計算
回路及び方位方向の広がりに相互相関回路出力の
振幅を重畳して表示する振幅重畳回路を付加する
ことによつて目標の形を明確に表示すると共に目
標の対勢を正確に表示する効果がある。
つのビームの相互相関出力により、目標の形、対
勢を表示するソーナー表示装置において、相互相
関回路出力の位相特性から求めた目標ずれ角を１
次式で近似する位相フイツテイング回路、この近
似値より方位方向の広がりを演算する広がり計算
回路及び方位方向の広がりに相互相関回路出力の
振幅を重畳して表示する振幅重畳回路を付加する
ことによつて目標の形を明確に表示すると共に目
標の対勢を正確に表示する効果がある。
第１図は従来の表示装置による表示の一例を示
す図で、Ｘ軸、Ｙ軸は共に距離であり、縦線の長
さは振幅の大きさを表わす。第２図は本発明の実
施例のブロツク図、第３図は２つの受信ビームの
位相差より目標の方位方向の広がりを求める方法
の説明図、第４図は本発明を用いたときの一表示
例を示す図である。 １……音響−電気変換部、２……前置増幅回路
及びＡ／Ｄ変換回路、３……整相回路、４……フ
イルタ回路、５……相互相関演算回路、６……記
憶回路、７……位相フイツテイング回路、８……
広がり計算回路、９……振幅重畳回路、１０……
表示器。
す図で、Ｘ軸、Ｙ軸は共に距離であり、縦線の長
さは振幅の大きさを表わす。第２図は本発明の実
施例のブロツク図、第３図は２つの受信ビームの
位相差より目標の方位方向の広がりを求める方法
の説明図、第４図は本発明を用いたときの一表示
例を示す図である。 １……音響−電気変換部、２……前置増幅回路
及びＡ／Ｄ変換回路、３……整相回路、４……フ
イルタ回路、５……相互相関演算回路、６……記
憶回路、７……位相フイツテイング回路、８……
広がり計算回路、９……振幅重畳回路、１０……
表示器。
Claims (1)
- １ 目標に向けた２つの受信ビーム出力の相互相
関により、目標の位置及び向きを判別し、これを
表示するソーナー目標表示装置において、前記２
ビーム相互相関回路出力の位相特性から求められ
る目標各点の中心方位からのずれ角を１次式で近
似する位相フイツテイング回路と、この近似した
ずれ角から目標の方位方向の広がりを求める広が
り計算回路及びこれに相互相関回路出力の振幅を
重畳して表示する振幅重畳回路とを備えることに
よつて目標の形、向きを明確に判別できるように
構成したことを特徴とするソーナー目標表示装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15775482A JPS5946872A (ja) | 1982-09-10 | 1982-09-10 | ソ−ナ−目標表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15775482A JPS5946872A (ja) | 1982-09-10 | 1982-09-10 | ソ−ナ−目標表示装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5946872A JPS5946872A (ja) | 1984-03-16 |
| JPS6411151B2 true JPS6411151B2 (ja) | 1989-02-23 |
Family
ID=15656607
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15775482A Granted JPS5946872A (ja) | 1982-09-10 | 1982-09-10 | ソ−ナ−目標表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5946872A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4643475B2 (ja) * | 2006-03-10 | 2011-03-02 | 株式会社東芝 | レーダ装置 |
| JP5625771B2 (ja) * | 2010-11-08 | 2014-11-19 | 日本電気株式会社 | 水中目標物検出装置、該検出装置に用いられる目標物検出方法及び目標物検出プログラム |
-
1982
- 1982-09-10 JP JP15775482A patent/JPS5946872A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5946872A (ja) | 1984-03-16 |
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