JP3489626B2 - Passive sonar device - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、パッシブソーナー
技術に係わり、特にソノブイを用いた水中音響による目
標探知の際に、無指向性受波器、指向性受波器の信号を
入力し、指向性受波器を用いて合成された信号を周波数
分析し、表示するパッシブソーナー装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to passive sonar technology, and in particular, at the time of target detection by underwater acoustics using a sonobuoy, signals of an omnidirectional receiver and a directional receiver are input to direct The present invention relates to a passive sonar device that frequency-analyzes and displays a signal synthesized by using a sex wave receiver.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来、無指向性（ＯＭＮＩと呼ばれる）
の受波器、互いに直角方向の８の字特性を有する指向性
（ＮＳ、ＥＷ）の受波器を有し、前記指向性（ＮＳ、Ｅ
Ｗ）の受波器を用いて、その信号を合成して得られる無
指向性（ＳＹＮＴＨＥＴＩＣＯＭＮＩ：シンセティック
ＯＭＮＩと呼ばれる）の信号を周波数分析し、表示を行
うパッシブソーナー装置が提案されている。2. Description of the Related Art Conventionally, it is omnidirectional (referred to as OMNI).
, A directivity (NS, EW) receiver having a figure-eight characteristic perpendicular to each other, and the directivity (NS, E)
There has been proposed a passive sonar device which performs frequency analysis of a non-directional (SYNTHETIC COMNI: called synthetic OMNI) signal obtained by combining the signals using a receiver of W).

【０００３】図５は、従来のパッシブソーナー装置の一
例を示す図であり、（ａ）はそのブロック図、（ｂ）は
周波数分析の概念図、（ｃ）は表示部の表示内容の一例
を示す図である。また、図６は、ＯＭＮＩ、シンセティ
ックＯＭＮＩの特性を示す図であり、（ａ）、（ｂ）は
各受波器の信号レベルの関係及び従来技術の問題点を示
す受波器と目標の位置関係と表示内容を示す図である。
また、図７は、各受波器の指向性パターン及び指向性合
成後のシンセティックＯＭＮＩの指向性パターンを示す
図である。FIG. 5 is a diagram showing an example of a conventional passive sonar device, (a) is a block diagram thereof, (b) is a conceptual diagram of frequency analysis, and (c) is an example of display contents of a display section. FIG. Further, FIG. 6 is a diagram showing the characteristics of OMNI and synthetic OMNI, and (a) and (b) show the relationship between the signal levels of the respective receivers and the positions of the receiver and the target indicating the problems of the prior art. It is a figure which shows a relationship and a display content.
FIG. 7 is a diagram showing the directivity pattern of each receiver and the directivity pattern of the synthetic OMNI after directivity combination.

【０００４】図５（ａ）に示すパッシブソーナー装置に
おいて、受波部１０は、３種の受波器１０１、１０２及
び１０３からなり、水中の音波を受波して、電気信号で
ある音響信号を指向性合成部２０へ出力する。指向性合
成部２０は、受波器１０２及び１０３からの音響信号を
用い指向性合成を行い周波数分析部３０へ出力する。周
波数分析部３０は、入力された音響信号について周波数
分析を行い周波数分析結果を表示部５０へ出力する。表
示部５０は、入力された周波数分析結果の表示処理を行
い、グラムデータ（縦軸を時間、横軸を周波数とし、レ
ベルを濃淡として表す表示形式のデータ）として表示す
る。In the passive sonar apparatus shown in FIG. 5 (a), the wave receiving section 10 is composed of three types of wave receivers 101, 102 and 103, receives a sound wave in water, and outputs an acoustic signal which is an electric signal. Is output to the directivity synthesis unit 20. The directivity synthesis unit 20 performs directivity synthesis using the acoustic signals from the wave receivers 102 and 103, and outputs the result to the frequency analysis unit 30. The frequency analysis unit 30 performs frequency analysis on the input acoustic signal and outputs the frequency analysis result to the display unit 50. The display unit 50 displays the input frequency analysis result and displays it as gram data (display format data in which the vertical axis represents time, the horizontal axis represents frequency, and the level represents light and shade).

【０００５】次に、この従来のパッシブソーナー装置の
動作について説明する。受波部１０では、受波器１０
１、１０２及び１０３のそれぞれにおいて受波した水中
の音波を圧電素子（圧力変化を電気信号に変換する素
子）を用いて電気信号である音響信号に変換し、指向性
合成部２０に供給する。Next, the operation of this conventional passive sonar device will be described. In the wave receiving unit 10, the wave receiver 10
The acoustic waves in the water received at each of Nos. 1, 102 and 103 are converted into acoustic signals which are electric signals using a piezoelectric element (element which converts pressure change into electric signals), and are supplied to the directivity synthesis unit 20.

【０００６】３種の受波器１０１、１０２及び１０３の
うち、受波器１０１は図７（ａ）に示すような無指向性
の指向性（ＯＭＮＩ）を有し、受波器１０２は図７
（ｂ）上面図に示すように方位（角）θに対する受波レ
ベルがｃｏｓθで表される指向性（方位角θの指向性特
性がｃｏｓθとなるために、ＮＳ：北南と呼ばれる）を
有し、受波器１０３は図７（ｃ）上面図に示すように同
様にｓｉｎθで表される指向性（方位角θの指向性特性
がｓｉｎθとなるために、ＥＷ：東西と呼ばれる）を有
する。Of the three types of wave receivers 101, 102 and 103, the wave receiver 101 has an omnidirectional directivity (OMNI) as shown in FIG. 7
(B) As shown in the top view, there is a directivity in which the received wave level with respect to the azimuth (angle) θ is expressed by cos θ (since the directivity characteristic of the azimuth θ is cos θ, it is called NS). However, the wave receiver 103 also has a directivity represented by sin θ as shown in the top view of FIG. 7C (because the directivity characteristic of the azimuth θ is sin θ, EW is called east-west). .

【０００７】指向性合成部２０では、受波器１０２及び
１０３の信号をそれぞれ二乗した後、加算し、その平方
根を求め周波数分析部３０へ出力する。このときの水平
指向性は下記（１）式のように表され、指向性パターン
は図７（ｄ）前面図に示すように、水平指向性が無指向
性となるシンセティックＯＭＮＩの指向性パターンとな
る。また、同図の側面図、前面図に示すように垂直指向
性の側面指向性及び前面指向性は、それぞれ受波器１０
２及び１０３と変りなく、８の字の形の特性を有してい
る。In the directivity synthesizing section 20, the signals of the wave receivers 102 and 103 are each squared and then added, and the square root thereof is obtained and output to the frequency analyzing section 30. The horizontal directivity at this time is expressed by the following equation (1), and the directivity pattern is a directivity pattern of the synthetic OMNI in which the horizontal directivity is omnidirectional as shown in the front view of FIG. Become. Further, as shown in the side view and the front view of FIG.
It has the same characteristics as the figure 8 like 2 and 103.

【０００８】 √（ｃｏｓθｃｏｓθ＋ｓｉｎθｓｉｎθ）＝ １ （１）[0008]   √ (cos θ cos θ + sin θ sin θ) = 1 (1)

【０００９】指向性合成部２０で合成された指向性によ
り得られた音響信号は、周波数分析部３０に供給され、
周波数分析部３０では、図５（ｂ）に示すようにフーリ
エ変換により、時間領域のデータが周波数領域のデー
タ、即ちある時間における周波数に対する信号レベルの
データ（各周波数と対応する信号レベルのデータ：レベ
ルデータ、周波数毎のレベルデータともいう）に変換さ
れる。The acoustic signal obtained by the directivity synthesized by the directivity synthesis unit 20 is supplied to the frequency analysis unit 30,
In the frequency analysis unit 30, as shown in FIG. 5B, the data in the time domain is the data in the frequency domain by Fourier transform, that is, the data of the signal level with respect to the frequency at a certain time (the data of the signal level corresponding to each frequency: Level data, also referred to as level data for each frequency).

【００１０】周波数分析部３０で変換されたレベルデー
タは周波数分析の結果として表示部５０に供給され、表
示部５０では、例えば図５（ｃ）に示すように、縦軸が
時間、横軸が周波数でレベルを濃淡で表す表示形式デー
タに変換して表示される。The level data converted by the frequency analysis unit 30 is supplied to the display unit 50 as a result of the frequency analysis. In the display unit 50, for example, as shown in FIG. It is displayed after being converted into display format data in which the level is expressed in shades of frequency.

【００１１】このように、従来装置では、指向性合成処
理により、水平方向に対する指向性利得を持たせ、水平
方向に存在する目標の信号のＳＮ比を高め、目標探知の
改善を行っている。As described above, in the conventional device, the directivity combining process is performed to provide the directivity gain in the horizontal direction, the SN ratio of the target signal existing in the horizontal direction is increased, and the target detection is improved.

【００１２】[0012]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術のパッシブソーナー装置においては、以下のような問
題点があった。However, the passive sonar apparatus of the prior art has the following problems.

【００１３】シンセティックＯＭＮＩの指向性で得られ
る信号を分析・表示する従来のパッシブソーナー装置で
は、目標の遠距離探知を目的とし、水平方向について指
向性利得を改善した結果、垂直方向の受波感度が低下す
るという問題点があった。具体的な事象により説明する
と、目標が水平方向に存在する時には目標探知が可能で
あっても、目標が受波部の下方または上方に移動した場
合には、目標が発する信号の受信レベルが低下し、目標
探知ができなくなるということである。In a conventional passive sonar apparatus for analyzing and displaying a signal obtained by the directivity of synthetic OMNI, the directivity gain is improved in the horizontal direction for the purpose of detecting a long-distance target, and as a result, the receiving sensitivity in the vertical direction is obtained. However, there was a problem that Explaining by a specific phenomenon, even if the target can be detected when the target exists in the horizontal direction, when the target moves below or above the wave receiving unit, the reception level of the signal emitted by the target decreases. However, it is impossible to detect the target.

【００１４】つまり、目標の多くは水平方向に存在する
こと、また、目標の遠距離探知を目的としていることか
ら、従来のパッシブソーナー装置においては、指向性を
持つ受波器を用い、垂直指向性が８の字の特性を有し、
水平指向性が無指向性となるシンセティックＯＭＮＩの
指向性を形成して水平方向の指向性利得を得ている。そ
の結果、図６（ａ）に示すように、俯角約３５度以下で
は、シンセティックＯＭＮＩによる信号（以下、「シン
セティックＯＭＮＩ信号」ともいう）がＯＭＮＩによる
信号（以下、「ＯＭＮＩ信号」ともいう）のレベルより
高く、俯角約３５度以上では、シンセティックＯＭＮＩ
信号がＯＭＮＩ信号のレベルより低くなる事象が生じ
る。That is, since many of the targets exist in the horizontal direction and the purpose is to detect the target at a long distance, in the conventional passive sonar apparatus, a directional wave receiver is used and a vertical direction is used. Has the characteristic of figure eight,
The directivity of the synthetic OMNI in which the horizontal directivity is omnidirectional is formed to obtain the directivity gain in the horizontal direction. As a result, as shown in FIG. 6A, at a depression angle of about 35 degrees or less, a signal due to synthetic OMNI (hereinafter, also referred to as “synthetic OMNI signal”) is a signal due to OMNI (hereinafter, also referred to as “OMNI signal”). Above the level and above a depression angle of about 35 degrees, the synthetic OMNI
An event occurs where the signal goes below the level of the OMNI signal.

【００１５】例えば、図６（ｂ）に示すようにｔ０時刻
の位置で探知できる目標が、ｔ０時刻の位置からｔ３時
刻の位置に移動した場合、ｔ０からｔ１時刻まではシン
セティックＯＭＮＩ信号の方がＯＭＮＩ信号よりレベル
が高いため、シンセティックＯＭＮＩはＯＭＮＩより目
標探知が安定し、ｔ１からｔ２時刻まではシンセティッ
クＯＭＮＩ信号の方がＯＭＮＩ信号よりレベルが少し低
く、シンセティックＯＭＮＩはＯＭＮＩより目標探知が
不安定となる。また、ｔ２からｔ３時刻まではシンセテ
ィックＯＭＮＩ信号の方がＯＭＮＩ信号よりレベルが極
めて低くなり、シンセティックＯＭＮＩでは目標探知が
できない状況が発生する。図６（ｂ）はこのような状況
における表示部での表示例を示す図である。ｔ０からｔ
２時刻のように目標表示が次第に薄くなり、ｔ３時刻で
は表示が消滅している。For example, as shown in FIG. 6B, when the target which can be detected at the position of time t0 moves from the position of time t0 to the position of time t3, the synthetic OMNI signal is more preferable from time t0 to time t1. Since the level is higher than that of the OMNI signal, the target detection of the synthetic OMNI is more stable than that of the OMNI, the level of the synthetic OMNI signal is slightly lower than that of the OMNI signal from time t1 to t2, and the target detection of the synthetic OMNI is more unstable than that of the OMNI. Become. Further, the level of the synthetic OMNI signal becomes much lower than that of the OMNI signal from the time t2 to the time t3, and a situation occurs in which the synthetic OMNI cannot detect the target. FIG. 6B is a diagram showing a display example on the display unit in such a situation. t0 to t
The target display gradually diminishes as at time 2 and the display disappears at time t3.

【００１６】（発明の目的）本発明は斯かる問題点を鑑
みてなされたものであり、その目的とするところは、シ
ンセティックＯＭＮＩの水平方向の指向性利得を損なう
ことなく、目標の存在位置に関係しない、好適な表示に
より目標探知を行うパッシブソーナー装置を提供する点
にある。(Object of the Invention) The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a target existence position without impairing the horizontal directional gain of the synthetic OMNI. The point is to provide a passive sonar device that performs target detection with a suitable display that is not related.

【００１７】本発明の他の目的は、表示データの選択
等、オペレータ操作を必要としないパッシブソーナー装
置を提供する点にある。Another object of the present invention is to provide a passive sonar device which does not require operator operation such as selection of display data.

【００１８】本発明の他の目的は、目標移動による目標
表示の欠落が発生しない、表示性能の高いパッシブソー
ナー装置を提供する点にある。Another object of the present invention is to provide a passive sonar device having a high display performance in which the target display is not lost due to the target movement.

【００１９】[0019]

【課題を解決するための手段】本発明のパッシブソーナ
ー装置は、上記課題を解決すべく、以下に掲げる構成を
有する。つまり、本発明のパッシブソーナー装置は、無
指向性受波器の出力信号及び互いに直角方向に８の字特
性の指向性を有する第１及び第２の指向性受波器の出力
信号を用いて、周波数分析を行って分析結果を表示する
パッシブソーナー装置であって、前記第１及び第２の指
向性受波器の出力信号を入力し、水平指向性が無指向性
であり垂直指向性が８の字特性の指向性（シンセティッ
クＯＭＮＩ）を合成する指向性合成手段（例えば図１の
２）と、前記無指向性受波器の出力信号（ＯＭＮＩ信
号）の周波数分析を行って出力する第１の周波数分析手
段（例えば図１の３１）と、前記指向性合成手段の出力
信号（シンセティックＯＭＮＩ信号）の周波数分析を行
って出力する第２の周波数分析手段（例えば図１の３
２）と、前記第１及び第２の周波数分析手段の出力信号
を入力し、周波数別の信号レベルに基づき前記出力信号
を選択的に表示信号として合成する表示合成手段（例え
ば図１の４）と、前記表示信号を表示する表示手段（例
えば図１の４）と、を有することを特徴とする。The passive sonar device of the present invention has the following constitution in order to solve the above problems. That is, the passive sonar device of the present invention uses the output signals of the omnidirectional receiver and the output signals of the first and second directional receivers having the directivity of the figure 8 characteristic in the directions orthogonal to each other. A passive sonar device for performing a frequency analysis and displaying an analysis result, wherein the output signals of the first and second directional receivers are input, and horizontal directivity is omnidirectional and vertical directivity is A directivity synthesizing means (for example, 2 in FIG. 1) for synthesizing the directivity (synthetic OMNI) having an 8-shaped characteristic, and frequency-analyzing the output signal (OMNI signal) of the omnidirectional receiver 1 frequency analysis means (for example, 31 in FIG. 1) and second frequency analysis means (for example, 3 in FIG. 1) for performing frequency analysis of the output signal (synthetic OMNI signal) of the directivity synthesis means.
2) and the output signals of the first and second frequency analysis means, and display synthesis means for selectively synthesizing the output signal as a display signal based on the signal level for each frequency (for example, 4 in FIG. 1). And display means for displaying the display signal (for example, 4 in FIG. 1).

【００２０】また、前記表示合成手段は、前記第１の周
波数分析手段の出力信号の時間的な変動を抑えるための
積分処理を行う第１の積分処理手段（例えば図１の４
１）と、前記第２の周波数分析手段の出力信号の時間的
な変動を抑えるための積分処理を行う第２の積分処理手
段（例えば図１の４２）と、前記第１の積分処理手段の
出力信号をその雑音平均値により正規化する第１の雑音
平均処理手段（例えば図１の４３）と、前記第２の積分
処理手段の出力信号をその雑音平均値により正規化する
第２の雑音平均処理手段（例えば図１の４４）と、前記
第１及び第２の雑音平均処理手段の各出力信号を周波数
毎に比較し、信号レベルが大きい方を選択的に表示信号
として出力する信号選択処理手段（例えば図１の４５）
と、を有することを特徴とする。Further, the display synthesizing means performs first integration processing means (for example, 4 in FIG. 1) for performing integration processing for suppressing temporal fluctuation of the output signal of the first frequency analysis means.
1), second integration processing means (for example, 42 in FIG. 1) for performing integration processing for suppressing temporal fluctuation of the output signal of the second frequency analysis means, and the first integration processing means. First noise average processing means (for example, 43 in FIG. 1) for normalizing the output signal by the noise average value, and second noise for normalizing the output signal of the second integration processing means by the noise average value. A signal selection for comparing the output signals of the averaging means (for example, 44 in FIG. 1) and the first and second noise averaging means for each frequency, and selectively outputting the one having a higher signal level as a display signal. Processing means (for example, 45 in FIG. 1)
And are included.

【００２１】また、前記表示合成手段は、前記第１の周
波数分析手段の出力信号をその雑音平均値により正規化
する第１の雑音平均処理手段（例えば図１の４６）と、
前記第２の周波数分析手段の出力信号をその雑音平均値
により正規化する第２の雑音平均処理手段（例えば図１
の４７）と、前記第１の雑音平均処理手段の出力信号か
ら所定の閾値を越える信号を検出信号として出力する信
号検出処理手段（例えば図１の４８）と、前記信号検出
処理手段の検出信号と前記第２の雑音平均処理手段の出
力信号との信号レベルとを前記検出信号の周波数毎に比
較し、前記信号検出処理手段の検出信号の信号レベルが
大きい場合にのみ前記第２の雑音平均処理手段の出力信
号に代えて当該検出信号を出力する信号入替処理手段
（例えば図１の４９）と、を有することを特徴とし、更
に、前記第１の雑音平均処理手段の前段に、前記第１の
周波数分析手段の出力信号の時間的な変動を抑えるため
の積分処理を行う第１の積分処理手段と、前記第２の雑
音平均処理手段の前段に、前記第２の周波数分析手段の
出力信号の時間的な変動を抑えるための積分処理を行う
第１の積分処理手段と、を有することを特徴とする。The display synthesizing means further includes first noise average processing means (for example, 46 in FIG. 1) for normalizing the output signal of the first frequency analyzing means by its noise average value.
Second noise average processing means for normalizing the output signal of the second frequency analysis means by its noise average value (for example, FIG. 1).
47), signal detection processing means for outputting a signal exceeding a predetermined threshold value from the output signal of the first noise average processing means as a detection signal (for example, 48 in FIG. 1), and the detection signal of the signal detection processing means. And the signal level of the output signal of the second noise average processing means are compared for each frequency of the detection signal, and the second noise average is obtained only when the signal level of the detection signal of the signal detection processing means is high. Signal replacement processing means (for example, 49 in FIG. 1) that outputs the detection signal instead of the output signal of the processing means. Further, the first noise averaging processing means is provided with the first noise averaging processing means. The output of the second frequency analysis means is provided before the first integration processing means for performing integration processing for suppressing the temporal fluctuation of the output signal of the first frequency analysis means and the second noise average processing means. Signal temporal A first integrating unit which performs integration processing for suppressing the movement, and having a.

【００２２】本発明のパッシブソーナー装置の他の構成
手段としては、無指向性受波器の信号及び２つの指向性
受波器の信号（「ＮＳ信号」、「ＥＷ信号」ともいう）
を入力し、周波数分析を行った結果の表示を行うパッシ
ブソーナー装置であって、前記指向性受波器の信号（Ｎ
Ｓ信号、ＥＷ信号）を用いシンセティックＯＭＮＩと呼
ばれる指向性を合成する指向性合成手段と、前記無指向
性受波器の信号（ＯＭＮＩ信号）と前記合成されたシン
セティックＯＭＮＩの信号（シンセティックＯＭＮＩ信
号）とをそれぞれ周波数分析を実施する周波数分析手段
と、前記周波数分析された結果のレベルデータの関係に
より表示合成を行う表示合成手段と、前記表示合成され
た結果を表示する表示手段を有することを特徴とする。As another constituent means of the passive sonar device of the present invention, a signal of an omnidirectional receiver and a signal of two directional receivers (also referred to as "NS signal" or "EW signal").
Is a passive sonar device for displaying a result of frequency analysis by inputting the signal of the directional receiver (N
A directivity synthesizing means for synthesizing directivity called synthetic OMNI using S signal and EW signal), and a signal of the omnidirectional receiver (OMNI signal) and the synthesized synthetic OMNI signal (synthetic OMNI signal) And a frequency analyzing means for performing frequency analysis, a display synthesizing means for performing display synthesizing according to the relationship of the level data of the frequency analyzed result, and a display means for displaying the display synthesized result. And

【００２３】また、前記表示合成手段は、前記周波数分
析された結果の時間的な変動を抑える積分処理手段と、
前記積分処理された結果について雑音の平均値を計算し
雑音平均値にて正規化を行う雑音平均処理手段と、前記
雑音平均されたＯＭＮＩ信号及びシンセティックＯＭＮ
Ｉ信号の結果を比較し、レベルが大きい方を出力する信
号選択処理手段とを設けたことを特徴とする。Further, the display synthesizing means includes an integration processing means for suppressing a temporal variation of the frequency-analyzed result,
Noise average processing means for calculating an average value of noise for the result of the integration processing and normalizing the average value of the noise, and the noise-averaged OMNI signal and synthetic OMN.
A signal selection processing means for comparing the results of the I signals and outputting the one with the higher level is provided.

【００２４】また、前記表示合成手段は、前記周波数分
析された結果について雑音の平均値を計算し雑音平均値
にて正規化を行う雑音平均処理手段と、前記雑音平均さ
れたＯＭＮＩ信号について閾値を越えるデータを出力す
る信号検出処理手段と前記検出された結果と前記雑音平
均されたシンセティックＯＭＮＩ信号についてレベルを
比較し、ＯＭＮＩ信号のレベルが大きい場合にシンセテ
ィックＯＭＮＩ信号のデータと入替を行う信号入替処理
手段とを設けたことを特徴とする。Also, the display synthesizing means calculates a noise average value for the frequency-analyzed result and normalizes the noise average value, and a threshold value for the noise averaged OMNI signal. Signal detection processing means for outputting data that exceeds the level and signal replacement processing for comparing the detected result and the noise-averaged synthetic OMNI signal level and performing replacement with the synthetic OMNI signal data when the OMNI signal level is high. And means are provided.

【００２５】（作用）目標が受波器に対し水平方向に存
在する場合には指向性合成手段により形成した水平指向
性が無指向性であり垂直指向性が８の字特性の指向性に
基づく信号について、目標が受波器に対し下方又は上方
に存在する場合には、無指向性受波器の指向性に基づく
信号について、それぞれの周波数分析結果が自動的にグ
ラムデータ等として表示されるように表示合成の信号処
理を行う。(Operation) When the target exists in the horizontal direction with respect to the wave receiver, the horizontal directivity formed by the directivity combining means is omnidirectional and the vertical directivity is based on the directivity of the figure 8 characteristic. For signals, if the target is below or above the receiver, each frequency analysis result of the signal based on the directivity of the omnidirectional receiver is automatically displayed as gram data, etc. Thus, the signal processing for display synthesis is performed.

【００２６】前記表示合成では、各特性の指向性に基づ
く信号をそれぞれ積分処理により時間的な変動を抑えた
後、雑音平均値により正規化した信号とし、互いに周波
数毎に比較し、信号レベルが大きい方を選択的に表示信
号として出力する信号選択処理を行う。In the above display synthesis, the signals based on the directivity of each characteristic are subjected to integration processing to suppress temporal fluctuations, and then normalized as the noise average value. A signal selection process of selectively outputting the larger one as a display signal is performed.

【００２７】又は、各特性の指向性に基づく信号を雑音
平均値により正規化した信号とし、指向性合成手段側の
正規化した信号に対し、無指向性受波器の指向性に基づ
く信号側の検出レベルを越える信号の信号レベルが大き
い場合に当該周波数の信号のみを前記指向性合成手段側
の信号に入れ替えて挿入し、表示信号として出力する信
号選択処理を行う。Alternatively, the signal based on the directivity of each characteristic is set as a signal normalized by the noise average value, and the signal side based on the directivity of the omnidirectional receiver with respect to the normalized signal on the side of the directivity combining means. When the signal level of the signal exceeding the detection level is large, only the signal of the frequency is replaced with the signal on the side of the directivity synthesizing means and inserted, and a signal selection process for outputting as a display signal is performed.

【００２８】つまり、本発明では、無指向性受波器の出
力であるＯＭＮＩ信号についても周波数分析を行い、シ
ンセティックＯＭＮＩ信号の周波数分析された結果との
レベルの比較により、表示合成を行っている。このた
め、通常、目標が受波部に対し水平方向に存在する場合
には、シンセティックＯＭＮＩ信号のレベルが高くな
り、シンセティックＯＭＮＩ信号が表示される。また、
目標が受波器に対し下方又は上方に存在する場合には、
シンセティックＯＭＮＩ信号は受波感度が低下し、ＯＭ
ＮＩ信号のレベルが高くなり、ＯＭＮＩ信号が表示され
る。That is, in the present invention, frequency analysis is also performed on the OMNI signal which is the output of the omnidirectional receiver, and display synthesis is performed by comparing the level with the result of frequency analysis of the synthetic OMNI signal. . Therefore, normally, when the target exists in the horizontal direction with respect to the wave receiving portion, the level of the synthetic OMNI signal becomes high and the synthetic OMNI signal is displayed. Also,
If the target is below or above the receiver,
The receiving sensitivity of the synthetic OMNI signal decreases,
The NI signal level rises and the OMNI signal is displayed.

【００２９】また、本発明では、前記のような表示合成
処理を行い、１つの表示として行っているから、周波数
分析処理としてはＯＭＮＩ信号とシンセティックＯＭＮ
Ｉ信号の２種について実施することになるものの、オペ
レータが表示する信号を選択する必要もなく、目標の存
在位置を意識する必要もない。Further, in the present invention, since the display combining processing as described above is performed as one display, the frequency analysis processing is performed by the OMNI signal and the synthetic OMN.
Although it will be carried out for two types of I signal, it is not necessary for the operator to select the signal to be displayed and it is not necessary to be aware of the position where the target is present.

【００３０】[0030]

【発明の実施の形態】（構成の説明）以下、本発明の実
施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図１
は、本発明に係るパッシブソーナー装置の第１の実施の
形態の全体構成を示すブロック図である。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION (Description of Configuration) Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Figure 1
FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of a first embodiment of a passive sonar device according to the present invention.

【００３１】本実施の形態は、受波部１、指向性合成部
２、周波数分析部３、表示合成部４及び表示部５から構
成される。受波部１は無指向性（ＯＭＮＩ）の受波器１
１と、方位（角）θに対し指向性がｃｏｓθの特性（Ｎ
Ｓ）を有する受波器１２と、同様に指向性がｓｉｎθの
特性（ＥＷ）を有する受波器１３からなり、それぞれ水
中の音波を受波し、それを電気信号である音響信号に変
換して、指向性（ＮＳ、ＥＷ）を有する受波器１２、１
３については指向性合成部２へＮＳ信号及びＥＷ信号を
出力し、無指向性（ＯＭＮＩ）の受波器１１については
周波数分析部３へＯＭＮＩ信号を出力する。The present embodiment comprises a wave receiving unit 1, a directivity synthesizing unit 2, a frequency analyzing unit 3, a display synthesizing unit 4 and a display unit 5. The wave receiver 1 is an omnidirectional (OMNI) wave receiver 1.
1 and the characteristic of directivity cos θ with respect to azimuth (angle) θ (N
S) and a receiver 13 having a characteristic (EW) of directivity sin θ, respectively, which receives sound waves in water and converts them into acoustic signals which are electric signals. And receivers 12 and 1 having directivity (NS, EW)
For No. 3, the NS signal and the EW signal are output to the directivity synthesis unit 2, and for the omnidirectional (OMNI) receiver 11, the OMNI signal is output to the frequency analysis unit 3.

【００３２】なお、本実施の形態では受波器１はソノブ
イとして海中に設置されており、得られた音響信号は無
線伝送され、指向性合成部２、周波数分析部３、表示合
成部４及び表示部５をそれぞれ搭載した例えば航空機が
これを受信して信号処理を行うシステムとして構成する
ことができる。In the present embodiment, the wave receiver 1 is installed in the sea as a sonobuoy, the obtained acoustic signal is wirelessly transmitted, and the directivity synthesizing unit 2, the frequency analyzing unit 3, the display synthesizing unit 4 and It can be configured as a system in which, for example, an aircraft equipped with each of the display units 5 receives it and performs signal processing.

【００３３】指向性合成部２は、受波器１２及び１３の
信号を入力し、それぞれを二乗し、加算した後、その平
方根を求めることにより、図７（ｄ）に示すような水平
指向性が無指向性、垂直指向性が側面及び前面ともに８
の字特性の指向性パターンでなるシンセティック（ＳＹ
ＮＴＨＥＴＩＣ）ＯＭＮＩの指向性合成を行い、シンセ
ティックＯＭＮＩ信号を周波数分析部３へ出力する。The directivity synthesizing unit 2 inputs the signals of the wave receivers 12 and 13, squares each of them, adds them, and then calculates a square root thereof to obtain a horizontal directivity as shown in FIG. 7 (d). Is omnidirectional and vertical directivity is 8 on both sides and front
Synthetic (SY
NTHETIC) OMNI directivity synthesis is performed, and a synthetic OMNI signal is output to the frequency analysis unit 3.

【００３４】周波数分析部３は、周波数分析回路３１、
３２を有し、無指向性の受波器１１から入力したＯＭＮ
Ｉ信号及び指向性合成部２から入力したシンセティック
ＯＭＮＩ信号の音響信号についてそれぞれ周波数分析を
行う。表示合成部４は、周波数分析されたＯＭＮＩ信号
及びシンセティックＯＭＮＩ信号について、周波数毎に
各データ間のレベルの関係に基づいて表示合成を行い表
示データを合成し、合成した結果を表示部５へ出力す
る。表示部５は、入力された周波数分析結果を表示処理
し、縦軸を時間、横軸を周波数とし、レベルを濃淡とし
て表す表示形式のグラムデータとして表示する。The frequency analysis unit 3 includes a frequency analysis circuit 31,
OMN having 32 and input from the omnidirectional receiver 11
Frequency analysis is performed on each of the I signal and the acoustic signal of the synthetic OMNI signal input from the directivity synthesis unit 2. The display synthesis unit 4 performs display synthesis on the frequency-analyzed OMNI signal and the synthetic OMNI signal based on the level relationship between each data for each frequency, synthesizes display data, and outputs the synthesized result to the display unit 5. To do. The display unit 5 displays the input frequency analysis result and displays it as gram data in a display format in which the vertical axis represents time, the horizontal axis represents frequency, and the level is represented by shading.

【００３５】（動作の説明）次に、本発明に係るパッシ
ブソーナー装置の第１の実施の形態の動作について図
２、図３及び図４を併せ参照して説明する。図２は、本
実施の形態の一構成である表示合成部に関する図であ
り、（ａ）は表示合成部の詳細処理ブロック図、（ｂ）
は表示合成部の合成処理の概念図である。また、図３
は、本実施の形態による表示内容を示す図である。(Description of Operation) Next, the operation of the first embodiment of the passive sonar apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS. 2, 3 and 4. 2A and 2B are diagrams related to a display combining unit which is one configuration of the present embodiment, FIG. 2A is a detailed processing block diagram of the display combining unit, and FIG.
FIG. 9 is a conceptual diagram of a combining process of a display combining unit. Also, FIG.
FIG. 6 is a diagram showing display contents according to the present embodiment.

【００３６】目標が発した音波の信号は、水中を伝搬し
て受波部１内の受波器１１、１２及び１３のそれぞれに
到達し、それぞれにおいて水中の音波が圧電素子（圧力
変化を電気信号に変換する素子）により電気信号の音響
信号であるそれぞれＯＭＮＩ信号、ＮＳ信号及びＥＷ信
号に変換される。受波器１１、１２及び１３から取り出
された音響信号は、有指向性の受波器１２、１３からの
ＮＳ信号及びＥＷ信号については指向性合成部２に供給
され、無指向性の受波器１１からのＯＭＮＩ信号につい
ては周波数分析部３に供給される。The signal of the sound wave emitted by the target propagates in the water and reaches each of the wave receivers 11, 12 and 13 in the wave receiving section 1, and the sound wave in the water causes the piezoelectric element (the pressure change to generate an electrical change). (Elements for converting into signals) are converted into OMNI signals, NS signals and EW signals which are acoustic signals of electric signals, respectively. The acoustic signals extracted from the wave receivers 11, 12 and 13 are supplied to the directional synthesizer 2 for the NS signal and the EW signal from the directional wave receivers 12 and 13, and the omnidirectional wave reception is performed. The OMNI signal from the device 11 is supplied to the frequency analysis unit 3.

【００３７】指向性合成部２では、受波器１２及び１３
からのＮＳ信号及びＥＷ信号を２つの乗算器でそれぞれ
二乗し、二乗結果を加算器で加算し、加算された解の平
方根を合成の音響信号として求める。求められた合成の
音響信号はシンセティックＯＭＮＩ信号として周波数分
析部３に供給される。In the directivity synthesis unit 2, the wave receivers 12 and 13 are
The NS signal and the EW signal from 1 are squared by two multipliers, the squared results are added by an adder, and the square root of the added solution is obtained as a synthetic acoustic signal. The obtained synthetic acoustic signal is supplied to the frequency analysis unit 3 as a synthetic OMNI signal.

【００３８】周波数分析部３では、入力した前記ＯＭＮ
Ｉ信号及び前記シンセティックＯＭＮＩ信号についてそ
れぞれフーリエ変換等により周波数分析を行う。つま
り、周波数分析回路３１では受波器１１から入力した前
記ＯＭＮＩ信号について、周波数分析回路３２では指向
性合成部２から入力したシンセティックＯＭＮＩ信号に
ついて、それぞれ時間領域のデータから周波数領域のデ
ータ、即ちある時間における周波数に対する信号レベル
でなるレベルデータ（各周波数と対応する信号レベル）
に変換する。In the frequency analysis unit 3, the input OMN is input.
Frequency analysis is performed on each of the I signal and the synthetic OMNI signal by Fourier transform or the like. That is, in the frequency analysis circuit 31, for the OMNI signal input from the wave receiver 11, and in the frequency analysis circuit 32 for the synthetic OMNI signal input from the directivity synthesizing unit 2, data in the time domain to data in the frequency domain, that is, Level data consisting of signal level for frequency in time (signal level corresponding to each frequency)
Convert to.

【００３９】周波数分析されたレベルデータ（周波数分
析結果）は、それぞれ表示合成部４に供給される。表示
合成部４では、図２（ａ）に示すようにＯＭＮＩ信号の
周波数分析結果とシンセティックＯＭＮＩ信号の周波数
分析結果はそれぞれ積分処理回路４１、４２に入力され
る。積分処理回路４１、４２では、入力されたそれぞれ
の信号に対し、時間的な変動を小さくするため、区間平
均法や移動平均法を用いた積分処理を行う。前記積分処
理を行うことにより、前記周波数分析結果であるデータ
の各周波数毎の時間的な変化を小さくすることができ
る。また、海中雑音は一般的には白色雑音とされ周波数
特性はフラットであるから、時間的な変動が抑制される
とともに周波数毎の変動も抑制される。The frequency-analyzed level data (frequency analysis result) is supplied to the display synthesizer 4. In the display synthesis unit 4, as shown in FIG. 2A, the frequency analysis result of the OMNI signal and the frequency analysis result of the synthetic OMNI signal are input to the integration processing circuits 41 and 42, respectively. The integration processing circuits 41 and 42 perform integration processing on the respective input signals using the interval averaging method or the moving average method in order to reduce temporal fluctuations. By performing the integration process, it is possible to reduce the temporal change of the frequency analysis result data for each frequency. In addition, since the underwater noise is generally white noise and the frequency characteristic is flat, temporal fluctuation is suppressed and fluctuation for each frequency is also suppressed.

【００４０】積分処理を行った結果はそれぞれ雑音平均
処理回路４３、４４に出力される。雑音平均処理回路４
３、４４では、積分処理後の周波数毎のレベルデータか
ら雑音平均値を求め、前記周波数毎のレベルデータを該
雑音平均値にて割り算し、その結果は信号選択処理回路
４５に出力される。ここで、雑音平均処理回路４３、４
４での処理により雑音平均値が１となるように正規化さ
れる。雑音平均値を１とすることで、後段の信号選択処
理回路４５で行われるレベル比較が適正に行われる。つ
まり、シンセティックＯＭＮＩ信号は、上方及び下方か
らの雑音の影響を受けないために、通常、ＯＭＮＩ信号
よりシンセティックＯＭＮＩ信号のほうが雑音レベルが
低い。雑音平均処理により雑音平均値を１とし、ＯＭＮ
Ｉ信号とシンセティックＯＭＮＩ信号の雑音平均値が同
一になった場合にレベル比較が可能となる。The results of the integration processing are output to the noise average processing circuits 43 and 44, respectively. Noise average processing circuit 4
In 3 and 44, a noise average value is obtained from the level data for each frequency after the integration processing, the level data for each frequency is divided by the noise average value, and the result is output to the signal selection processing circuit 45. Here, the noise average processing circuits 43, 4
By the processing in 4, the noise average value is normalized so that it becomes 1. By setting the noise average value to 1, the level comparison performed by the signal selection processing circuit 45 in the subsequent stage is properly performed. That is, since the synthetic OMNI signal is not affected by noise from above and below, the noise level of the synthetic OMNI signal is usually lower than that of the OMNI signal. The noise average value is set to 1 by the noise average process, and the OMN is set.
The level comparison becomes possible when the noise average values of the I signal and the synthetic OMNI signal become the same.

【００４１】信号選択処理回路４５では、ＯＭＮＩ信号
の雑音平均処理結果とシンセティックＯＭＮＩ信号の雑
音平均処理結果について、同一の周波数成分毎の信号レ
ベルを比較し、信号レベルの高い方を表示部５へ出力す
る。In the signal selection processing circuit 45, the noise averaging result of the OMNI signal and the noise averaging result of the synthetic OMNI signal are compared in signal level for each identical frequency component, and the higher signal level is displayed on the display unit 5. Output.

【００４２】図２（ｂ）は表示合成部の合成処理の概念
図であり、同図に示す例では、ＯＭＮＩ信号の周波数分
析結果に２つの強いレベルの信号が存在し、また、シン
セティックＯＭＮＩ信号の周波数分析結果に１つの強い
レベルの信号が存在しており、表示合成後の結果には、
各周波数成分のところに３つの強い信号が表れている。FIG. 2B is a conceptual diagram of the synthesizing process of the display synthesizing unit. In the example shown in FIG. 2, there are two strong level signals in the frequency analysis result of the OMNI signal, and the synthetic OMNI signal is also present. There is one strong level signal in the frequency analysis result of, and the result after display synthesis is
Three strong signals appear at each frequency component.

【００４３】表示部５では、縦軸を時間、横軸を周波数
とし信号レベルを濃淡で表す表示形式のデータに変換し
て表示する。表示部５における表示例を図３により説明
する。In the display unit 5, the vertical axis represents time and the horizontal axis represents frequency, and the signal level is converted into display data in shades and displayed. A display example on the display unit 5 will be described with reference to FIG.

【００４４】図３（ａ）は、シンセティックＯＭＮＩ信
号のみの場合の表示例を示しており、水平方向に目標が
存在する場合は信号が表示され、下方に近づくにつれ信
号の表示が弱くなりやがて目標の探知ができなくなる。
また、図３（ｂ）は、ＯＭＮＩ信号のみの場合の表示例
を示しており、目標が下方に近づくにつれ、目標が近距
離となり伝搬損失が小さくなるために信号の表示が強く
なり目標の探知が可能となる。FIG. 3A shows a display example in the case of only the synthetic OMNI signal. When the target exists in the horizontal direction, the signal is displayed, and the signal display becomes weaker as it approaches downward, and eventually the target is displayed. Cannot be detected.
Further, FIG. 3B shows a display example in the case of only the OMNI signal, and as the target approaches the lower side, the target becomes closer and the propagation loss becomes smaller, so that the signal display becomes stronger and the detection of the target is detected. Is possible.

【００４５】本実施の形態では、シンセティックＯＭＮ
Ｉ信号及びＯＭＮＩ信号を前述のように処理して用いる
ことにより、図３（ｃ）に示すように表示合成され、目
標の存在位置に関係なく目標の信号を継続的に表示する
ことが可能であり、目標を見失うことなく探知の継続を
実現することが可能である。In the present embodiment, the synthetic OMN
By processing and using the I signal and the OMNI signal as described above, they are displayed and combined as shown in FIG. 3C, and the target signal can be continuously displayed regardless of the position where the target exists. Yes, it is possible to continue detection without losing sight of the goal.

【００４６】（他の実施の形態）次に、本発明に係るパ
ッシブソーナー装置の第２の実施の形態について、図面
を参照して説明する。図４は、第２の実施の形態の一構
成である表示合成部に関する図であり、（ａ）は表示合
成部の詳細処理ブロック図、（ｂ）は表示合成部の合成
処理の概念図である。他の構成は第１の実施の形態と同
様であり説明を省略する。(Other Embodiments) Next, a second embodiment of the passive sonar device according to the present invention will be described with reference to the drawings. 4A and 4B are diagrams related to a display combining unit which is one configuration of the second embodiment, FIG. 4A is a detailed processing block diagram of the display combining unit, and FIG. 4B is a conceptual diagram of the combining process of the display combining unit. is there. Other configurations are similar to those of the first embodiment, and description thereof will be omitted.

【００４７】本実施の形態においては、図４（ａ）に示
すように表示合成部４は、ＯＭＮＩ信号の周波数分析結
果とシンセティックＯＭＮＩ信号の周波数分析結果がそ
れぞれ雑音平均処理回路４６、４７に入力される。雑音
平均処理回路４６、４７では、周波数毎のレベルデータ
から雑音平均値を求め、各周波数のレベルデータを雑音
平均値にて割り算し、ＯＭＮＩ信号については、信号検
出処理回路４８に出力し、シンセティックＯＭＮＩ信号
については、信号入替処理回路４９に出力する。In the present embodiment, as shown in FIG. 4A, the display synthesis unit 4 inputs the frequency analysis result of the OMNI signal and the frequency analysis result of the synthetic OMNI signal to the noise averaging processing circuits 46 and 47, respectively. To be done. In the noise average processing circuits 46 and 47, the noise average value is obtained from the level data for each frequency, the level data of each frequency is divided by the noise average value, and the OMNI signal is output to the signal detection processing circuit 48 to be synthesized. The OMNI signal is output to the signal exchange processing circuit 49.

【００４８】信号検出処理回路４８では、雑音と目標信
号とを区別するための閾値を予め設定し、設定された閾
値を越えるレベルデータを目標の信号として検出し、信
号として検出されたレベルデータを信号入替処理回路４
９に出力する。In the signal detection processing circuit 48, a threshold value for distinguishing noise from a target signal is preset, level data exceeding the set threshold value is detected as a target signal, and the level data detected as a signal is detected. Signal replacement processing circuit 4
Output to 9.

【００４９】信号入替処理回路４９では、ＯＭＮＩ信号
から目標の信号として検出されたレベルデータと、シン
セティックＯＭＮＩ信号の雑音平均処理結果の周波数毎
のレベルデータについて、ＯＭＮＩ信号から検出された
前記レベルデータとその同一周波数のシンセティックＯ
ＭＮＩ信号のレベルデータとを比較し、ＯＭＮＩ信号の
レベルデータが高いときのみ当該レベルデータをシンセ
ティックＯＭＮＩ信号のレベルデータに代えて表示部５
に出力する。つまり、通常はシンセティックＯＭＮＩ信
号の雑音平均処理結果の周波数毎のレベルデータを出力
し、閾値を用いてＯＭＮＩ信号側から目標の信号として
検出されたレベルデータが、シンセティックＯＭＮＩ信
号の雑音平均処理結果のレベルデータより高い場合にの
み、この高いレベルデータを入れ替えて表示部５へ出力
する。In the signal exchange processing circuit 49, the level data detected as the target signal from the OMNI signal and the level data for each frequency of the noise average processing result of the synthetic OMNI signal are detected as the level data detected from the OMNI signal. Synthetic O of the same frequency
The display unit 5 compares the level data of the MNI signal with the level data of the synthetic OMNI signal only when the level data of the OMNI signal is high.
Output to. That is, normally, the level data for each frequency of the noise average processing result of the synthetic OMNI signal is output, and the level data detected as the target signal from the OMNI signal side using the threshold is the noise average processing result of the synthetic OMNI signal. Only when it is higher than the level data, the higher level data is replaced and output to the display unit 5.

【００５０】図４（ｂ）は、表示合成部の合成処理の概
念図であり、同図に示す例では、ＯＭＮＩ信号側の雑音
平均処理結果には閾値を越えた３つの強いレベルの信号
が存在し、シンセティックＯＭＮＩ信号と入れ替えた結
果、当該周波数成分のところに３つの強い信号が表れて
いる。FIG. 4B is a conceptual diagram of the combining process of the display combining unit. In the example shown in FIG. 4, the noise averaging process result on the OMNI signal side includes three strong level signals exceeding the threshold value. As a result of being present and replaced with the synthetic OMNI signal, three strong signals appear at the relevant frequency component.

【００５１】第２の実施の形態においても、図３（ｃ）
に示すものと同様のシンセティックＯＭＮＩ信号及びＯ
ＭＮＩ信号に基づき表示合成した表示を行うことによ
り、目標の存在位置に関係なく表示が可能であり、目標
を見失うことなく探知の継続が可能となる。Also in the second embodiment, FIG.
And a synthetic OMNI signal similar to that shown in FIG.
By performing the display combined display based on the MNI signal, the display can be performed regardless of the position of the target, and the detection can be continued without losing the target.

【００５２】本実施の形態では、図２（ａ）に示す第１
の実施の形態における積分処理回路４１、４２を設けて
いないが、更に他の実施の形態として、第１の実施の形
態と同様に雑音平均処理回路４６、４７の前段に積分処
理回路４１、４２をそれぞれ挿入して、周波数分析結果
であるデータの各周波数毎の時間的な変化を抑制するよ
うに構成すると好適である。In the present embodiment, the first shown in FIG.
Although the integration processing circuits 41 and 42 in the embodiment are not provided, as still another embodiment, the integration processing circuits 41 and 42 are provided in the preceding stages of the noise averaging processing circuits 46 and 47 as in the first embodiment. Is preferably inserted to suppress the temporal change of the frequency analysis result data for each frequency.

【００５３】[0053]

【発明の効果】本発明によれば、無指向性受波器の出力
信号に加え、互いに直角方向に８の字特性の指向性を有
する第１及び第２の指向性受波器の出力信号を指向性合
成手段により水平指向性が無指向性であり垂直指向性が
８の字特性の指向性を合成し、周波数分析を行って周波
数別に信号レベルに基づき前記出力信号を選択的に表示
信号として合成して表示するようにしたことにより、水
平方向の指向性利得を損なうことなく、対象となる目標
が受波器の下方又は上方に存在する場合にも、継続する
目標探知が可能である。According to the present invention, in addition to the output signals of the omnidirectional receiver, the output signals of the first and second directional receivers having the directivity of a figure 8 characteristic in the direction orthogonal to each other. The horizontal directivity is omnidirectional and the vertical directivity is shaped by a figure 8 characteristic by the directivity synthesizing means, frequency analysis is performed, and the output signal is selectively displayed based on the signal level for each frequency. By synthesizing and displaying as, it is possible to continuously detect the target even if the target target exists below or above the receiver without impairing the horizontal directivity gain. .

【００５４】つまり、ＯＭＮＩ信号による周波数分析結
果をシンセティックＯＭＮＩ信号の周波数分析結果に対
し、ＯＭＮＩ信号のレベルがシンセティックＯＭＮＩ信
号より大きいとき、またはＯＭＮＩ信号のレベルが一定
の閾値を越えシンセティックＯＭＮＩ信号のレベルを超
える時のみデータの入替を実施し合成するようにして、
シンセティックＯＭＮＩの指向性の有効な範囲を超えた
場合、ＯＭＮＩ信号に置きかえられるから、シンセティ
ックＯＭＮＩの指向性利得を損なうことなく、対象とな
る目標が受波器の下方又は上方に存在する場合にも、継
続する目標探知が可能である。That is, the frequency analysis result based on the OMNI signal is compared with the frequency analysis result of the synthetic OMNI signal when the level of the OMNI signal is higher than the synthetic OMNI signal or when the level of the OMNI signal exceeds a certain threshold value. Only when it exceeds the limit, replace the data and synthesize it,
When the effective range of the directivity of the synthetic OMNI is exceeded, it is replaced by the OMNI signal, so that even if the target of interest exists below or above the receiver without impairing the directional gain of the synthetic OMNI. It is possible to detect the target continuously.

【００５５】また本発明によれば、ＯＭＮＩ信号とシン
セティックＯＭＮＩ信号の周波数分析結果を表示合成処
理手段により１つにしたため、オペレータ操作による表
示データの選択を行うという操作が必要でない。つま
り、オペレータは目標の存在位置を気にすることなく、
目標探知等の運用を継続することが可能である。Further, according to the present invention, since the frequency analysis results of the OMNI signal and the synthetic OMNI signal are unified by the display synthesizing processing means, the operation of selecting the display data by the operator's operation is not necessary. In other words, the operator does not have to worry about where the target is,
It is possible to continue operations such as target detection.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】 本発明パッシブソーナー装置の第１の実施の
形態の構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a first embodiment of a passive sonar device of the present invention.

【図２】 第１の実施の形態の表示合成部の構成、動作
を示す図であり、（ａ）は表示合成部の構成を示すブロ
ック図、（ｂ）は表示合成部の合成処理の概念図であ
る。2A and 2B are diagrams showing a configuration and an operation of a display combining unit according to the first embodiment, FIG. 2A is a block diagram showing a configuration of a display combining unit, and FIG. 2B is a concept of a combining process of the display combining unit. It is a figure.

【図３】 表示部における本実施の形態の表示例を示す
図である。FIG. 3 is a diagram showing a display example of the present embodiment on a display unit.

【図４】 第２の実施の形態の表示合成部の構成、動作
を示す図であり、（ａ）は表示合成部の構成を示すブロ
ック図、（ｂ）は表示合成部の合成処理の概念図であ
る。4A and 4B are diagrams showing a configuration and an operation of a display combining unit according to the second embodiment, FIG. 4A is a block diagram showing a configuration of a display combining unit, and FIG. 4B is a concept of a combining process of the display combining unit. It is a figure.

【図５】 従来のパッシブソーナー装置の一例を示す図
であり、（ａ）はブロック図、（ｂ）は周波数分析の概
念図、（ｃ）は表示部の表示内容の一例を示す図であ
る。FIG. 5 is a diagram showing an example of a conventional passive sonar device, (a) is a block diagram, (b) is a conceptual diagram of frequency analysis, and (c) is a diagram showing an example of display contents of a display unit. .

【図６】 ＯＭＮＩ、シンセティックＯＭＮＩの特性を
示す図であり、（ａ）はＯＭＮＩ、シンセティックＯＭ
ＮＩからの信号の信号レベルの関係を示す図、（ｂ）は
受波器と目標との関係と表示内容を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing the characteristics of OMNI and synthetic OMNI, in which (a) is OMNI and synthetic OM.
FIG. 5 is a diagram showing a signal level relationship of signals from the NI, and FIG. 7 (b) is a diagram showing a relationship between a wave receiver and a target and display contents.

【図７】 各受波器の指向性パターン及び指向性合成結
果の指向性パターンを示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a directivity pattern of each wave receiver and a directivity pattern of a directivity synthesis result.

【符号の説明】 １、１０ 受波部 ２、２０ 指向性合成部 ３、３０ 周波数分析部 ４ 表示合成部 ５、５０ 表示部 １１、１２、１３、１０１、１０２、１０３ 受波器 ３１、３２、３０１ 周波数分析回路 ４１、４２ 積分処理回路 ４３、４４、４６、４７ 雑音平均処理回路 ４５ 信号選択処理回路 ４８ 信号検出処理回路 ４９ 信号入替処理回路[Explanation of symbols] 1, 10 Wave receiver 2, 20 Directional synthesis section 3, 30 Frequency analysis section 4 Display composition section 5, 50 Display 11, 12, 13, 101, 102, 103 Wave receiver 31, 32, 301 Frequency analysis circuit 41, 42 Integral processing circuit 43, 44, 46, 47 Noise average processing circuit 45 Signal selection processing circuit 48 signal detection processing circuit 49 Signal replacement processing circuit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01S 3/80 - 3/86 G01S 5/18 - 5/30 G01S 7/52 - 7/64 G01S 15/00 - 15/95 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. ⁷ , DB name) G01S 3/80-3/86 G01S 5/18-5/30 G01S 7/52-7/64 G01S 15 / 00-15/95

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】無指向性受波器の出力信号及び互いに直角
方向に８の字特性の指向性を有する第１及び第２の指向
性受波器の出力信号を用い、周波数分析を行って分析結
果を表示するパッシブソーナー装置であって、前記第１
及び第２の指向性受波器の出力信号を入力し、水平指向
性が無指向性であり垂直指向性が８の字特性の指向性を
合成する指向性合成手段と、前記無指向性受波器の出力
信号の周波数分析を行って出力する第１の周波数分析手
段と、前記指向性合成手段の出力信号の周波数分析を行
って出力する第２の周波数分析手段と、前記第１及び第
２の周波数分析手段の出力信号を入力し、周波数別に信
号レベルに基づき前記出力信号を選択的に表示信号とし
て合成する表示合成手段と、前記表示信号を表示する表
示手段と、を有することを特徴とするパッシブソーナー
装置。1. A frequency analysis is performed using the output signal of an omnidirectional receiver and the output signals of first and second directional receivers having a directivity of a figure 8 shape in a direction orthogonal to each other. A passive sonar device for displaying an analysis result, comprising:
And a directivity synthesizing means for inputting the output signal of the second directional receiver and synthesizing the directivity having the horizontal directivity and the vertical directivity of the figure 8 characteristic, and the omnidirectional receiver. First frequency analyzing means for performing frequency analysis of the output signal of the wave filter and outputting, second frequency analyzing means for performing frequency analysis of the output signal of the directivity synthesizing means, and outputting the first and first 2 is provided with a display synthesizing unit for inputting the output signal of the frequency analyzing unit, selectively synthesizing the output signal as a display signal based on the signal level for each frequency, and a display unit for displaying the display signal. And passive sonar device. 【請求項２】前記表示合成手段は、前記第１の周波数分
析手段の出力信号の時間的な変動を抑えるための積分処
理を行う第１の積分処理手段と、前記第２の周波数分析
手段の出力信号の時間的な変動を抑えるための積分処理
を行う第２の積分処理手段と、前記第１の積分処理手段
の出力信号をその雑音平均値により正規化する第１の雑
音平均処理手段と、前記第２の積分処理手段の出力信号
をその雑音平均値により正規化する第２の雑音平均処理
手段と、前記第１及び第２の雑音平均処理手段の各出力
信号を周波数毎に比較し、信号レベルが大きい方を選択
的に表示信号として出力する信号選択処理手段と、を有
することを特徴とする請求項１記載のパッシブソーナー
装置。2. The display synthesizing means includes a first integration processing means for performing integration processing for suppressing temporal fluctuation of an output signal of the first frequency analysis means, and a second frequency analysis means. Second integration processing means for performing integration processing for suppressing temporal fluctuation of the output signal, and first noise average processing means for normalizing the output signal of the first integration processing means by its noise average value. , A second noise average processing means for normalizing the output signal of the second integration processing means by its noise average value, and output signals of the first and second noise average processing means are compared for each frequency. 2. The passive sonar device according to claim 1, further comprising: a signal selection processing unit that selectively outputs a signal having a higher signal level as a display signal. 【請求項３】前記表示合成手段は、前記第１の周波数分
析手段の出力信号をその雑音平均値により正規化する第
１の雑音平均処理手段と、前記第２の周波数分析手段の
出力信号をその雑音平均値により正規化する第２の雑音
平均処理手段と、前記第１の雑音平均処理手段の出力信
号から所定の閾値を越える信号を検出信号として出力す
る信号検出処理手段と、前記信号検出処理手段の検出信
号と前記第２の雑音平均処理手段の出力信号との信号レ
ベルとを前記検出信号の周波数毎に比較し、前記信号検
出処理手段の検出信号の信号レベルが大きい場合にのみ
前記第２の雑音平均処理手段の出力信号に代えて当該検
出信号を出力する信号入替処理手段と、を有することを
特徴とする請求項１記載のパッシブソーナー装置。3. The display synthesizing means outputs a first noise average processing means for normalizing an output signal of the first frequency analyzing means by its noise average value, and an output signal of the second frequency analyzing means. Second noise average processing means for normalizing by the noise average value, signal detection processing means for outputting a signal exceeding a predetermined threshold value from the output signal of the first noise average processing means as a detection signal, and the signal detection The signal level of the detection signal of the processing means and the signal level of the output signal of the second noise average processing means are compared for each frequency of the detection signal, and only when the signal level of the detection signal of the signal detection processing means is high. 2. The passive sonar apparatus according to claim 1, further comprising signal replacement processing means for outputting the detection signal instead of the output signal of the second noise average processing means. 【請求項４】前記第１の雑音平均処理手段の前段に、前
記第１の周波数分析手段の出力信号の時間的な変動を抑
えるための積分処理を行う第１の積分処理手段と、前記
第２の雑音平均処理手段の前段に、前記第２の周波数分
析手段の出力信号の時間的な変動を抑えるための積分処
理を行う第１の積分処理手段と、を有することを特徴と
する請求項３記載のパッシブソーナー装置。4. A first integration processing means for performing integration processing for suppressing temporal fluctuation of an output signal of the first frequency analysis means, before the first noise average processing means, and the first integration processing means. 2. A first integration processing means for performing integration processing for suppressing temporal fluctuation of the output signal of the second frequency analysis means, before the noise averaging processing means of No. 2. The passive sonar device according to item 3.