JPH0772242A - アクティブソナー装置 - Google Patents

アクティブソナー装置

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JPH0772242A
JPH0772242A JP23908593A JP23908593A JPH0772242A JP H0772242 A JPH0772242 A JP H0772242A JP 23908593 A JP23908593 A JP 23908593A JP 23908593 A JP23908593 A JP 23908593A JP H0772242 A JPH0772242 A JP H0772242A
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JP
Japan
Prior art keywords
signal
tvg
reverberation
average
level
Prior art date
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Pending
Application number
JP23908593A
Other languages
English (en)
Inventor
Koji Kimura
幸治 木村
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
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Publication of JPH0772242A publication Critical patent/JPH0772242A/ja
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  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 海域の条件に影響されることなく、目標物を
探知することができるアクティブソナー装置を提供す
る。 【構成】 音響信号Aを送波するための送波器1と、音
響信号Aの反射信号Bを受波するための受波器2と、受
波信号S1の中に含まれる残響信号S1−2のレベル平
均に対応した増幅度を示す平均残響レベル信号S5を出
力するためのTVG制御器10、及び平均残響レベル信
号S5が示す増幅度で残響信号S1−2を増幅するため
のTVG増幅器20を有したTVG回路3とを備えてい
る。具体的には、TVG回路3のTVG制御器10を、
受波信号S1から残響信号S1−2を検波するための検
波器11と、検波された複数の残響信号S1−2のレベ
ル平均を求めるための平均回路14と、残響信号S1−
2のレベル平均に対応した増幅度を示す平均残響レベル
信号S5をTVG増幅器20に出力するための残響/T
VG制御信号変換器15とで形成している。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、TVG(Time V
ariable Gain)回路を備えたアクティブソ
ナー装置に関する。
【0002】
【従来の技術】アクティブソナー装置は、音響信号を海
中に送波し、目標物から反射してきた音響信号を受波す
ることにより、目標物を探知する装置である。反射して
きた音響信号には、目標物を示すエコー信号の他に残響
信号も含まれており、受信される音響信号は時間と共に
減衰する。このため、例えば、特開昭60−18167
3号公報記載のアクティブソナー装置のように、受信さ
れる音響信号の利得を受信時間に対応させて変化させる
TVG回路を備えているのが一般的である。
【0003】TVG回路を備えたアクティブソナー装置
は、従来、図3に示すような構造になっている。符号3
1は、音響信号Aを目標物に送波する送波器であり、反
射してきた音響信号Bが受波器32によって受波される
ようになっている。受波された音響信号Bは、TVG回
路33で利得制御された後、目標検出器34に出力さ
れ、この目標検出器34によって、目標物の検出が行わ
れる。
【0004】具体的には、音響信号Bが受波器32で受
波されると、電気信号S1´に変換されて、TVG回路
33のTVG増幅器41に出力される。そして、エコー
信号S1−1´と残響信号S1−2´とを含んだ電気信
号S1´がTVG増幅器41に入力されると、予め選定
された固定の増幅度制御信号EがTVG制御器40から
TVG増幅器41に出力される。すると、TVG増幅器
41において、増幅度制御信号Eに基いて、電気信号S
1´が増幅される。すなわち、電気信号S1´の残響信
号S1−2´がしきい値L以下に均一化され、エコー信
号S1−1´がしきい値Lから突出するように増幅され
た出力信号S2´が目標検出器34に出力され、目標検
出器34でエコー信号S1−1´が検出されて、目標物
が探知されるようになっている。
【0005】なお、TVG制御器40で予め選定される
TVG増幅器41の増幅度は、次の2通りの方法で決定
される。第一の方法は、送波諸元をもとに下記の(1)式
で示される体積残響式から、入力される残響信号S1−
2´の残響レベルを算出し、その算出された残響レベル
に応じて、増幅度を制御するものである。 RLS=SL−40・logr+10・log(cτ/2)ψr2・・・(1) ただし、SLは音響信号Aの送波レベル、rは反射点の
距離、cは音速、τは送信パルス幅、ψは等価ビーム幅
である。また、第二の方法は、予め特定の海域で実測し
た残響レベルに応じて増幅度を制御する方法である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
のアクティブソナー装置では、図4の(a)に示すよう
に、装置が使用される海域条件によって、実際に入力さ
れる残響信号S1−2´の残響レベル変化が残響推定カ
ーブSと異なることが多いので、このような場合、TV
G回路33のTVG増幅器41において、受信信号S1
´が図4の(b)に示すような波形に増幅されてしまう
こととなる。すなわち、残響信号S1−2´が均一化さ
れず、しきい値Lの上方に突出し、エコー信号S1−1
´がしきい値Lの下側に埋もれてしまうので、エコー信
号S1−1´を正確に検出できないという問題がある。
【0007】本発明は上記問題点にかんがみてなされた
もので、海域の条件に影響されることなく、目標物を探
知することができるアクティブソナー装置の提供を目的
とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のアクティブソナー装置は、音響信号を送波
するための送波器と、この送波器から送波された上記音
響信号の反射信号を受波するための受波器と、この受波
器で受波された受波信号の中に含まれる残響信号のレベ
ル平均を求めこのレベル平均に対応した増幅度を示す平
均残響レベル信号を出力するためのTVG制御器,及び
上記平均残響レベル信号が示す増幅度で上記残響信号を
増幅するためのTVG増幅器を有したTVG回路とを備
えた構成としてある。
【0009】また、請求項2に記載のアクティブソナー
装置においては、請求項1において、上記TVG回路の
TVG制御器を、上記受波信号から残響信号を検波する
ための検波器と、この検波器で検波された複数の残響信
号のレベル平均を求めるための平均回路と、この平均回
路によって求められた残響信号のレベル平均に対応した
増幅度を示す上記平均残響レベル信号を上記TVG増幅
器に出力するための残響/TVG制御信号変換器とで形
成した構成としてある。
【0010】
【作用】上記アクティブソナー装置によれば、送波器か
ら音響信号が送波されると、受波器によって、音響信号
の反射信号が受波される。そして、TVG回路のTVG
制御器によって、受波信号の中に含まれる残響信号のレ
ベル平均が求められ、このレベル平均に対応した増幅度
を示す平均残響レベル信号が、TVG制御器からTVG
増幅器に出力される。これにより、TVG増幅器におい
て、上記残響信号が平均残響レベル信号が示す増幅度で
を増幅される。
【0011】また、請求項2に記載のアクティブソナー
装置によれば、TVG回路のTVG制御器において、受
波信号から残響信号が検波器で検波され、この検波器で
検波された複数の残響信号のレベル平均が平均回路によ
って求められる。そして、この平均回路によって求めら
れた残響信号のレベル平均に対応した増幅度を示す平均
残響レベル信号が残響/TVG制御信号変換器からTV
G増幅器に出力される。
【0012】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図1は、本発明の一実施例に係るアクティ
ブソナー装置を示すブロック図である。本実施例のアク
ティブソナー装置は、送波器1と、受波器2と、TVG
回路3と、目標検出器4とを備えている。
【0013】送波器1は、所定の電気信号を音響信号A
に変換して送波するものである。受波器2は、送波器1
から送波された音響信号Aの反射信号である音響信号B
を受波し、この音響信号Bを電気信号S1に変換するも
のである。この受波器2で受波された受波信号S1に
は、図2の(a)に示すように、目標物からの反射エコ
ー信号S1−1以外に、海面,海底,水中微生物からの
妨害音としての残響信号S1−2が含まれている。この
ような残響信号S1−2のレベル(残響レベル)は、音
響信号Aの送波レベル,パルス幅,アクティブソナー装
置の姿勢,送波器1のビーム幅などで決定される。した
がって、その体積残響レベルは、図2の(a)に示すよ
うに、時間と共に変化することとなる。
【0014】TVG回路3は、TVG制御器10と、T
VG増幅器20とで構成されている。TVG制御器10
は、検波器11と、AD変換器12と、メモリ13と、
平均回路14と、残響/TVG制御信号変換器15とを
有している。検波器11は、受波器2で受波された受波
信号S1の中から残響信号S1−2のカーブを検出し、
そのアナログ信号S2を出力するものである。
【0015】A/D変換器12は、検波器11からのア
ナログ信号S2としての残響信号S1−2をデジタル信
号S3に変換し、メモリ13に出力するものである。メ
モリ13は、送波毎、A/D変換器12から出力される
デジタル信号S3を常時記憶する機能を有している。
【0016】平均回路14は、メモリ13内に記憶され
ている、送波毎に得られた複数の残響データのレベルの
平均値を求め、そのレベル平均を示す平均残響レベル信
号S5を出力するものである。なお、この際サンプルデ
ータ数は、図に示すように、外部から指示するようにな
っている。すなわち、N個のサンプル数が外部より平均
回路14に入力されるようになっている。
【0017】残響/TVG制御信号変換器15は、平均
回路14からの平均残響レベル信号S5をTVG制御信
号Cに変換してTVG増幅器20に出力するものであ
る。この残響/TVG制御信号変換器15で出力される
TVG制御信号Cは、TVG増幅器20の増幅度を制御
するための信号であり、平均残響レベル信号S5が示す
残響レベルの平均値に応じた増幅度を示している。
【0018】TVG増幅器20は、受波器2で受波され
た受波信号S1の中の残響信号S1−2を、残響/TV
G制御信号変換器15からのTVG制御信号Cによって
増幅するものである。具体的には、アクティブソナー装
置が使用される海域条件に応じて、増幅度を制御する。
すなわち、図2の(b)に示すように、上記増幅度に応
じて、残響信号S1−2の残響レベルを、図2の(b)
に示すように、均一化し、その残響信号レベルS1−2
とエコー信号S1−1とを示す出力信号S6を目標検出
器4に出力する。この際、残響信号S1−2の残響レベ
ルは、図2の(b)に示すように、エコー信号とS1−
1と区別するため、しきい値Lよりも下のレベルになる
ように制御される。
【0019】目標検出器4は、TVG増幅器20からの
上記出力信号S6に基づいて、目標を検出するものであ
る。すなわち、出力信号S6の中の残響信号S1−2は
しきい値Lよりも下のレベルに均一化されているので、
しきい値Lよりも上に突出したエコー信号S1−1だけ
を検出する。
【0020】次に、本実施例のアクティブソナー装置の
動作について説明する。音響信号Aが送波器1から送波
されると、その反射信号である音響信号Bが受波器2で
受波されて、TGV回路3に入力される。受波器2で受
波された受波信号S1は、TGV回路3のTGV制御器
10とTGV増幅器20とに出力され、TGV制御器1
0の検波器11によって、受波信号S1の中の残響信号
S1−2が検波される。
【0021】検波器11で検波された残響信号S1−2
を示すアナログ信号S2は、A/D変換器12に入力さ
れ、残響信号S1−2を示すデジタル信号S3に変換さ
れる。このような変換は送波器1の送波毎に行われ、そ
の都度デジタル信号S3がA/D変換器12から出力さ
れメモリ13に記憶されることとなる。メモリ13に格
納されたデジタル信号S3は、平均回路14によって、
読み込まれ、これら複数のデジタル信号S3が示す残響
データのレベルの平均値が求められる。そして、平均回
路14からそのレベル平均を示す平均残響信号S5が残
響/TVG制御信号変換器15に出力される。
【0022】平均残響レベル信号S5が残響/TVG制
御信号変換器15に入力されると、平均残響信号レベル
S5が示す残響レベルの平均値に応じた増幅度を示すT
VG制御信号CがTVG増幅器20に出力される。すな
わち、図2の(a)に示すような残響信号S1−2を、
図2の(b)に示すようなしきい値Lよりも下のレベル
に抑え込むような増幅度を示すTVG制御信号CがTV
G増幅器20に出力される。
【0023】TVG増幅器20にTVG制御信号Cが入
力されると、受波器2からの受波信号が、アクティブソ
ナー装置が使用される海域条件に応じて、増幅され、こ
れにより、図2の(b)に示すように、残響信号S1−
2の残響レベルが均一化され、この残響信号がしきい値
Lよりも下側に抑え込まれ、エコー信号S1−1がしき
い値Lよりも突出した状態の出力信号S6が目標検出器
に出力される。出力信号S6を目標検出器4が入力する
と、しきい値Lよりも上方に突出したエコー信号S1−
1が明確に検出され、しきい値Lよりも下の残響信号S
1−2が除去される。
【0024】このように、本実施例のアクティブソナー
装置によれば、残響信号S1−2がしきい値Lよりも下
側に均一化された状態で抑え込まれるので、この残響信
号S1−2によって、アクティブソナー装置が誤動作す
ることはない。すなわち、本実施例のアクティブソナー
装置は、海域の条件に影響されることなく目標物のエコ
ー信号S1−1を正確に探知することができる。
【0025】
【発明の効果】以上のように本発明のアクティブソナー
装置によれば、TVG回路のTVG制御器によって、残
響信号のレベル平均が求められて、このレベル平均に対
応した増幅度を示す平均残響レベル信号がTVG制御器
からTVG増幅器に出力され、TVG増幅器において、
残響信号が平均残響レベル信号が示す増幅度でを増幅さ
れるので、残響信号レベルを海域条件に対応して増幅す
ることができる。この結果、本装置は残響によって誤動
作されることなく、目標物のエコー信号を探知すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係るアクティブソナー装置
を示すブロック図である。
【図2】本実施例の受信波形図であり、図2の(a)は
TVG回路による処理前の受信波形を示し、図2の
(b)はTVG回路による処理後の受信波形を示す。
【図3】従来例に係るアクティブソナー装置を示すブロ
ック図である。
【図4】従来例に係るアクティブソナー装置の受信波形
図であり、図3の(a)はTVG回路による処理前の受
信波形を示し、図3の(b)はTVG回路による処理後
の受信波形を示す。
【符号の説明】
1 送波器 2 受波器 3 TVG回路 10 TVG制御器 11 検波器 14 平均回路 15 残響/TVG制御信号変換器 20 TVG増幅器 A 音響信号 B 反射音響信号 S1 受波信号 S1−2 残響信号 S5 平均残響レベル信号

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 音響信号を送波するための送波器と、 この送波器から送波された上記音響信号の反射信号を受
    波するための受波器と、 この受波器で受波された受波信号の中に含まれる残響信
    号のレベル平均を求めこのレベル平均に対応した増幅度
    を示す平均残響レベル信号を出力するためのTVG制御
    器、及び上記平均残響レベル信号が示す増幅度で上記残
    響信号を増幅するためのTVG増幅器を有したTVG回
    路とを備えることを特徴としたアクティブソナー装置。
  2. 【請求項2】 上記TVG回路のTVG制御器を、上記
    受波信号から残響信号を検波するための検波器と、この
    検波器で検波された複数の残響信号のレベル平均を求め
    るための平均回路と、この平均回路によって求められた
    残響信号のレベル平均に対応した増幅度を示す上記平均
    残響レベル信号を上記TVG増幅器に出力するための残
    響/TVG制御信号変換器とで形成した請求項1記載の
    アクティブソナー装置。
JP23908593A 1993-08-31 1993-08-31 アクティブソナー装置 Pending JPH0772242A (ja)

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JP2014130041A (ja) * 2012-12-28 2014-07-10 Furuno Electric Co Ltd 信号処理装置、水中探知装置、信号処理方法、及びプログラム
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