JP5982953B2 - 音響標的、送信信号生成方法およびプログラム - Google Patents
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Description
例えば、特許文献1に示されるような、複数の受波器と送波器が直線状に配置されたえい航アレイを用いる音響標的が知られている。この音響標的では、受波アレイにおいて受信した信号を複数の送波器より目標検出角度に応じた遅延をつけながら送信する。
これにより、えい航アレイと目標が存在する平面内における目標での音波の反射を模擬し、水平面方向と奥行き方向の情報を得ることが出来る2次元ソーナーに対する音響標的として機能する。
記憶した前記受信信号を、模擬対象のエコーの形状に応じたパターンに従って合成して前記送波チャンネルへの送信信号を生成させるためのプログラムである。
図1は、本発明の一実施形態における音響標的の構成を示す概略構成図である。同図において、音響標的100は、受波ラインアレイ1と、送波ラインアレイ2と、水中航走体3と、送受信器4とを具備する。本実施形態の音響標的100は、水中自走式の音響標的として構成されている。
また、受波ラインアレイ1を鉛直にし、送波ラインアレイ2水平にした状態で牽引する水中航走体3の内部に送受信器4が配置されている。
同図では、図1に示した各部のうち受波ラインアレイ1と、送波ラインアレイ2と、送受信器4とが示されている。受波ラインアレイ1は、受波チャンネルR1〜Rmを具備し、送波ラインアレイ2は、送波チャンネルT1〜Tnを具備する。送受信器4は、受波チャンネル毎に設けられた受信回路5およびアナログ/デジタルコンバータ(以下、「A/Dコンバーター」または「ADC」と表記する)6と、送波チャンネル毎に設けられた送信信号生成回路9および送信回路10と、受波チャンネルの各々と送波チャンネルの各々とを接続して配置された記憶装置7および送受信制御回路8とを具備する。同図において、図1の各部と同一の部分には同一の符号(1、2、4、R1〜Rm、T1〜Tn)を付している。
受信回路5は、受波チャンネルR1〜Rmの各々からの受信信号の増幅とフィルタ処理を行い、得られた電気信号をA/Dコンバーター6に出力する。
A/Dコンバーター6は、受信回路5からのアナログの電気信号をデジタルデータ(デジタルの電気信号)に変換する。A/Dコンバーター6は、デジタルデータに変換した各チャンネルの信号を、記憶装置7と送受信制御回路8とに出力する。
送信信号生成回路9は、送受信制御回路8の制御に従って、記憶装置7の記憶している情報に基づいて送信信号を生成し、得られた送信信号を送信回路10に出力する。
送信回路10は、送信信号生成回路9からの送信信号に対して高出力増幅器及びインピーダンス整合を行い、得られた送信信号を送波器11へ出力する。
送波チャンネルT1〜Tnの各々は、送信回路10からの送信信号(電気信号)を音波に変換して送波する。
送受信制御回路8は、位相検出回路12が検出した位相差情報から受信信号の音源方位を算出する。
同図に示す受信信号SigR1〜SigRmは、記憶装置7が一時的に保存している受信信号である。記憶装置7は、受波チャンネルR1〜Rmの各々が出力した受信信号を、受信回路5およびA/Dコンバーター6を介して取得して、受信信号毎に記憶する。
加算器15は、セレクタ14からの受信信号を加算して送信信号SigTX(Xは、1≦X≦nの正整数)を生成する。送信信号生成回路9は、送信信号SigT1〜SigTnの各々について(すなわち、送波チャンネルT1〜Tnの各々について)、図4に示す送信信号生成処理を行う。
同図に示す格子状の領域の行が受信信号SigR1〜SigRmを示し、列がSigT1〜SigTnを示している。
図中のハッチングされていない箇所は、セレクタ14が透過させない信号(従って、加算器15(図4)が加算処理を実施しない信号)を示す。一方、ハッチングされている箇所(領域A11に含まれる箇所)は、セレクタ14が透過させる信号(従って、加算器15が加算処理を実施する信号)を示す。
模擬するエコーの形状は、図5を参照して説明したセレクタ14の信号選択パターンとして、予め送受信器内4が記憶しておく。
これにより、水平方向および奥行き方向に限らず鉛直方向に応じた音波を送波することができる。
これにより、音響標的100は、ソーナーの位置に応じて、奥行き方向をより正確に表現し得る。
これにより、上述したように、送信信号生成回路9は、模擬対象のエコーの形状に応じたパターンに従って受信信号を選択し(選択的に透過させ)、選択した信号を加算する(重ね合わせる)という簡単な処理で送信信号を生成することができる。
受波ラインアレイ17は、受波ラインアレイ1(図1)と同様、鉛直方向(重力の方向)に展開され、R1〜Rmのmチャンネルの受波チャンネルを有する。送波ラインアレイ18は、送波ラインアレイ2(図1)と同様、水平方向に展開され、T1〜Tn(nは正整数)のnチャンネルの送波チャンネルを有する。受波ラインアレイ17と送波ラインアレイ18とは90度で交わるように配置されており、受波ラインアレイ17と送波ラインアレイ18とで、送受波アレイを構成している。
また、浮標20が、受波ラインアレイ17を鉛直にし、送波ラインアレイ18水平にした状態で、受波ラインアレイ17および送波ラインアレイ18を吊り下げて保持しており、浮標20は、さらに、送受信器19も吊り下げて保持している。
図7は、音響標的100における本発明の最小構成を示す構成図である。
同図を参照すると、図1に示す各部のうち、受波ラインアレイ1と、送波ラインアレイ2と、送受信器4とが示されている。かかる構成において、図1の場合と同様、受波ラインアレイ1と送波ラインアレイ2とが直交して設けられ、いずれか片方のラインアレイは鉛直方向に展開される。そして、送受信器4は、受波ラインアレイ1の各受波チャンネル、及び、送波ラインアレイ2の送波チャンネルと接続され、受波チャンネルからの受信信号に基づいて送波チャンネルへの送信信号の生成を行う。
これにより、水平方向および奥行き方向に限らず鉛直方向に応じた音波を送波することができる。
また、「コンピュータシステム」は、WWWシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境(あるいは表示環境)も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
2、18 送波ラインアレイ
3 水中航走体
4、19 送受信器
5 受信回路
6 ADコンバーター
7 記憶装置
8 送受信制御回路
9 送信信号生成回路
10 送信回路
12 位相検出回路
14 セレクタ
15 加算器
20 浮標
100、200 音響標的
Claims (4)
- 目標の送信音を受信する複数の受波チャンネルを備える直線状の受波ラインアレイと、
目標へ応答音を送信する複数の送波チャンネルを備える直線状の送波ラインアレイと、
各受波チャンネル及び送波チャンネルと接続され、受波チャンネルからの受信信号に基づいて送波チャンネルへの送信信号の生成を行う送受信器と、
を具備し、
前記受波ラインアレイと送波ラインアレイとは直交して設けられ、いずれか片方のラインアレイは鉛直方向に展開され、
前記送受信器は、
前記受波チャンネルからの受信信号の各々を記憶する記憶装置と、
前記記憶装置が記憶した前記受信信号を、模擬対象のエコーの形状に応じたパターンに従って合成して前記送信信号を生成する送信信号生成回路と、
を具備することを特徴とする音響標的。 - 前記受波チャンネルのうち少なくとも1チャンネルにおいてラインアレイに対して直交する平面内での受信信号の位相差を検出する位相検出回路を具備し、
前記送受信器は、前記位相検出回路が検出した位相差に基づいて前記送信信号の遅延量を決定することを特徴とする請求項1に記載の音響標的。 - 目標の送信音を受信する複数の受波チャンネルを備える直線状の受波ラインアレイと、目標へ応答音を送信する複数の送波チャンネルを備える直線状の送波ラインアレイと、を具備し、前記受波ラインアレイと送波ラインアレイとは直交して設けられ、いずれか片方のラインアレイは鉛直方向に展開される音響標的の送信信号生成方法であって、
前記受波チャンネルからの受信信号の各々を記憶し、
記憶した前記受信信号を、模擬対象のエコーの形状に応じたパターンに従って合成して前記送波チャンネルへの送信信号を生成する
ことを特徴とする送信信号生成方法。 - 目標の送信音を受信する複数の受波チャンネルを備える直線状の受波ラインアレイと、目標へ応答音を送信する複数の送波チャンネルを備える直線状の送波ラインアレイと、を具備し、前記受波ラインアレイと送波ラインアレイとは直交して設けられ、いずれか片方のラインアレイは鉛直方向に展開される音響標的を制御するコンピュータに、
前記受波チャンネルからの受信信号の各々を記憶させ、
記憶した前記受信信号を、模擬対象のエコーの形状に応じたパターンに従って合成して前記送波チャンネルへの送信信号を生成させるためのプログラム。
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