JP3489626B2

JP3489626B2 - パッシブソーナー装置

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Publication number: JP3489626B2
Application number: JP2001067478A
Authority: JP
Inventors: 光二後藤
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2001-03-09
Filing date: 2001-03-09
Publication date: 2004-01-26
Anticipated expiration: 2021-03-09
Also published as: JP2002267730A

Description

【発明の詳細な説明】

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【０００８】 √（ｃｏｓθｃｏｓθ＋ｓｉｎθｓｉｎθ）＝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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【図面の簡単な説明】

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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

───────────────────────────────────────────────────── 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

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【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。
【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。
【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。
【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。