JPH03257390A - エコー信号処理装置及び該装置を含む水中探知装置 - Google Patents
エコー信号処理装置及び該装置を含む水中探知装置Info
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- JPH03257390A JPH03257390A JP5626190A JP5626190A JPH03257390A JP H03257390 A JPH03257390 A JP H03257390A JP 5626190 A JP5626190 A JP 5626190A JP 5626190 A JP5626190 A JP 5626190A JP H03257390 A JPH03257390 A JP H03257390A
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- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
この発明は、水中状況を探知する水中探知装置に関し、
特にこの発明では、海底地形等の調査に用いるマルチナ
ロービーム方式の１ｉｌｌ 深装置を対象にして説明す
る。
特にこの発明では、海底地形等の調査に用いるマルチナ
ロービーム方式の１ｉｌｌ 深装置を対象にして説明す
る。
第４図は、マルチナロービーム方式に用いられる送受波
ビームを示している。 送波ビームとしては、両舷側（左右）方向に扇状に拡が
るビーム（扇形角９０’、航行方向の拡がり１６°）を
送波し、このエコーを捕えるへく、送波ビームと直交す
る扇状のビーム（扇形角２０°、左右方向の拡がり２°
）を形成するとともに、その受波ビームを例えば図中の
矢印で示したごとく、ナローにして分解能を上げる必要
がある。 しかるに、超音波ビームの分解能が２°の場合であって
も、超音波が１２ＫＨｚのとき超音波振動子の全長が理
論上４ｍにもなり、このように大型化すると通常のビー
ム合成によるナロービーム化が困難となるため、これ以
上に超音波ビームのナロー化を図って分解能を上げるこ
とは困難であった。 この発明は、上述した問題点をなくすためになされたも
のであり、高分解能の測深装置を提供することを目的と
する。
ビームを示している。 送波ビームとしては、両舷側（左右）方向に扇状に拡が
るビーム（扇形角９０’、航行方向の拡がり１６°）を
送波し、このエコーを捕えるへく、送波ビームと直交す
る扇状のビーム（扇形角２０°、左右方向の拡がり２°
）を形成するとともに、その受波ビームを例えば図中の
矢印で示したごとく、ナローにして分解能を上げる必要
がある。 しかるに、超音波ビームの分解能が２°の場合であって
も、超音波が１２ＫＨｚのとき超音波振動子の全長が理
論上４ｍにもなり、このように大型化すると通常のビー
ム合成によるナロービーム化が困難となるため、これ以
上に超音波ビームのナロー化を図って分解能を上げるこ
とは困難であった。 この発明は、上述した問題点をなくすためになされたも
のであり、高分解能の測深装置を提供することを目的と
する。
第１の発明になるエコー信号処理装置は、超音波送波器
により、一方向に広く、該方向と直交する方向に狭くな
るように送波ビームを形成し、超音波受波器により、前
記送波ビームと直交する受波ビームを上記一方向にスキ
ャンさせることにより、両ビームの交差領域から帰来す
るエコーを備えたことを特徴とする水中探知装置に、付
加されるエコー信号処理装置であって、 上記エコー信号を所定の周期にてサンプリングするサン
プリング手段を備え、前記サンプリング手段で得られた
信号に基づき被探知物体に関する情報を表示することを
特徴とする。 第２の発明になるエコー信号処理装置は、超音波送波器
により、一方向に広く、該方向に直交する方向に狭くな
るような送波ビームを形成し、複数の超音波振動子で構
成される超音波受波器により、前記送波ビームと直交す
る受波ビームを上記一方向にスキャンさせることにより
、両ビームの交差領域から帰来するエコー信号を備えた
ことを特徴とする水中探知装置に、付加されるエコー信
号処理装置であって、 上記超音波受波器の複数の超音波振動子で捕捉された上
記エコー信号を所定量移相させることにより、上記一方
向に広い受波ビームを形成する受波ビーム形成手段と、 前記受波ビーム形成手段で形成された受波ビームに対す
るエコー信号を所定の周期にてサンプリングするサンプ
リング手段とを備え、 ？ の測深装置にサイトルソキングソナーの機能を兼ね備え
ることにより、深海においても高分解能を期待できる測
深装置を提供するものであり、第１の発明では、受波ビ
ームのスキャンにより時系列的に得られるナロービーム
のエコーを高速テサンプリングしており、又、第２の発
明では、マルチナロービーム方式の測深装置に用いられ
る受波器にて第５図に示したようなブロードに拡がる受
波ビームを形成し、その受渡ビームに対するエコーを高
速でサンプリングするものであり、具体的な構成につい
ては以下の実施例にて示す。
により、一方向に広く、該方向と直交する方向に狭くな
るように送波ビームを形成し、超音波受波器により、前
記送波ビームと直交する受波ビームを上記一方向にスキ
ャンさせることにより、両ビームの交差領域から帰来す
るエコーを備えたことを特徴とする水中探知装置に、付
加されるエコー信号処理装置であって、 上記エコー信号を所定の周期にてサンプリングするサン
プリング手段を備え、前記サンプリング手段で得られた
信号に基づき被探知物体に関する情報を表示することを
特徴とする。 第２の発明になるエコー信号処理装置は、超音波送波器
により、一方向に広く、該方向に直交する方向に狭くな
るような送波ビームを形成し、複数の超音波振動子で構
成される超音波受波器により、前記送波ビームと直交す
る受波ビームを上記一方向にスキャンさせることにより
、両ビームの交差領域から帰来するエコー信号を備えた
ことを特徴とする水中探知装置に、付加されるエコー信
号処理装置であって、 上記超音波受波器の複数の超音波振動子で捕捉された上
記エコー信号を所定量移相させることにより、上記一方
向に広い受波ビームを形成する受波ビーム形成手段と、 前記受波ビーム形成手段で形成された受波ビームに対す
るエコー信号を所定の周期にてサンプリングするサンプ
リング手段とを備え、 ？ の測深装置にサイトルソキングソナーの機能を兼ね備え
ることにより、深海においても高分解能を期待できる測
深装置を提供するものであり、第１の発明では、受波ビ
ームのスキャンにより時系列的に得られるナロービーム
のエコーを高速テサンプリングしており、又、第２の発
明では、マルチナロービーム方式の測深装置に用いられ
る受波器にて第５図に示したようなブロードに拡がる受
波ビームを形成し、その受渡ビームに対するエコーを高
速でサンプリングするものであり、具体的な構成につい
ては以下の実施例にて示す。
第１図は、第１の発明になるエコー信号処理装置の一実
施例を適用した測深装置の制御ブロック図である。 １Ａは、船舶ｌＯＯの船首方向に６４素子の超音波振動
子が配列された送波器であり、ＩＢは、これと直交する
向きに６４素子の超音波振動子が配列された受波器であ
る。２は、送波器ＩＡにて、第４図に示したごとく、船
舶１００の左右両舷側前記サンプリング手段で得られた
信号に基づき被探知物体に関する情報を得ることを特徴
とする。
施例を適用した測深装置の制御ブロック図である。 １Ａは、船舶ｌＯＯの船首方向に６４素子の超音波振動
子が配列された送波器であり、ＩＢは、これと直交する
向きに６４素子の超音波振動子が配列された受波器であ
る。２は、送波器ＩＡにて、第４図に示したごとく、船
舶１００の左右両舷側前記サンプリング手段で得られた
信号に基づき被探知物体に関する情報を得ることを特徴
とする。
超音波を用いて自船の側方を観測するサイトルソキング
ソナーと呼ばれる測深装置がある。これは、自船の両舷
にそれぞれ装備された送受波器から、第５図に示すごと
く、左舷側方向及び右舷側方向に扇状に拡がるビーム（
扇形角４５°、航行方向の拡がり１．６°）の超音波を
発射し、そのエコーを同送受波器にて検出することによ
り、海底の起伏や底質等を８色の階調にて表示するもの
である。 このサイトルソキングソナーにおいては、海底面までの
距離の違いから時系列的に得られるエコーを順次スキャ
ンして取り込むものであるから、海底面の分解能は、次
式に示すごとく、深度には関係せず、前記発射ビームの
パルス及び受信時のスキャン時間とに関係する。 方向に拡がる扇状の送波ビーム１０１を形成すべく、所
定の超音波信号を出力するための送信部である。 ３は、受波器ＩＢよりの受波信号を処理する受信部であ
り、前置増幅器３Ａと、前置増幅器３Ａの出力信号を処
理する電子スキャン回路３Ｂと、電子スキャン回路３Ｂ
で得られた信号をパルス信号として検出する検波回路３
Ｃとからなる。電子スキャン回路３Ｂにおいては、受波
信号を所定量移相させることにより、送波ビーム１０１
と直交する向きの受波ビーム１０２が形成されるととも
に、その受波ビームは両舷側方向にスキャンされ、その
結果、両ビームが交差する領域１０３からのエコー信号
が捕捉されるようになっている。 ４は、受信部３で得られた検波信号から深度及び信号強
度を検出する深度検出回路である。５は、画像信号作成
回路であり、船の位置、方位及び速度の情報に基づき、
・深度検出回路４よりの出力信号を表示器６で表示する
画像信号に処理する。以上の構成がマルチナロービーム
方式の測深装置であり、次に本発明のエコー信号処理装
置について述べる。 ７は、前記受信部３から時系列的に出力される信号を減
衰させることなく通過させるハイインピーダンス入力回
路であり、８は、予め設定入力される海底検出タイミン
グからゲートパルスを発生するゲートパルス発生器であ
る。９は、ゲート回路であり、ケートパルス発生器８よ
りのゲートパルスに従って、前記ハイインピーダンス回
路７から出力される信号をゲートオンする。１０は、前
記電子スキャン回路３Ｂでのスキャン動作から所定のタ
イミング信号（第２図（Ｃ）、（Ｄ）に示す信号ＲとＬ
）を作成するタイミング信号発生器である。 １１及び１２は、タイミング発生器１０よりのタイミン
グ信号Ｒ，Ｌに基づき、前記ゲート回路９よりの信号を
サンプリングする右舷側サンプリング回路及び左舷側サ
ンプリング回路である。１３及び１４は、それぞれサン
プリング回路１１，１２でサンプリングされた各信号毎
にピーク値を検出するピーク検出部であり、こられのピ
ーク検出して深度検出回路４にて、前記パルス信号から
深度及び信号強度が検出され、画像作成回路５に人力さ
れる。ここて、航法装置等から入力される船の位置、方
位及び速度の情報に従って処理されることにより、深度
及び反射強度が表示器６にて例えば色別表示される。 ところで、深度検出回路４においては、２°×１６°の
交差領域１０３に対するパルス信号の平均値から深度及
び信号強度を求めている。従って、その交差領域の大き
さが分解能に一致し、それ故、深度か大きい場合には分
解能か低下したのである。 しかるに、第１図の装置では、各交差領域毎に順に得ら
れるエコーを高速でサンプリングすることにより、一つ
の交差領域内に対してもきめ細かく検出している。即ち
、受信部３よりの出力信号は、ハイインピーダンス回路
７を介してゲート回路９に送給され、このゲート回路９
では、ゲートパルス発生器８より送給されるゲートパル
スにより、所要のエコーのみがゲートオンされて右舷側
サンプリング回路１１及び左舷側サンプリング回部て検
出されたピーク値は、前記の画像信号作成回路５に送出
される。 次に上記構成の装置の動作を説明する。 通常のマルチナロービーム法による測深と同様に、送波
器ＩＡより左右両舷側方向に拡がる扇状の送波ビーム１
０ ’１ （扇形角９０’、航行方向の拡がり１６°）
を送波し、そのエコーは、受波器ＩＢで検出され、前置
増幅器３Ａで増幅された後に電子スキャン回路３Ｂに入
力される。この電子スキャン回路３Ｂでは、入力信号を
処理することにより、前記送波ビーム１０１と直交する
受波ビーム１０２（扇形角２０’、左右方向の拡かり２
°）を形成するとともに、その受波ビーム１０２を、例
えば右舷側方向から左舷側方向にスキャンさせる。 従って、この電子スキャン回路３Ｂからは、受波ビーム
１．０２のスキャン動作毎に両ビーム１０１１０２の交
差領域１０３（２°×１．６°）の交差領域からのエコ
ー信号が順に得られる。 次の検波回路３Ｃでは、前記の交差領域に対する各エコ
ー信号がパルス信号として検出され、そ路１２に入力さ
れる。 第２図（Ａ）は、船底より送波したビームの伝播状態を
示しており、送波ビームの先端がＱｌのラインに到達し
たとき、このときのビームに対するエコーを、右舷側方
向から左舷側方向にスキャンされる受波ビームにて、時
系列的に検出した信号を第２図（Ｂ１）に示している。 又、送波ビームの先端がラインＱ２、Ｑ３に到達したと
きのエコーをそれぞれ第２図（Ｂ１）、第２図（Ｂ２）
に示している。 この実施例では、０．６６ｍ秒毎に受波ビームをスキャ
ンさせることにより、エコーを時系列的に検出している
。 これらの検出されたエコーにおいて前半は、船舶１００
の直下より右舷側のエコーであり、又、後半は、鉛直下
より左舷側のエコーであることがわかる。そこで、第２
図（Ｃ）に示すような、検出タイミング内の前半でオン
となる信号Ｒと、第２図（Ｄ）に示すような、検出タイ
ミング内の後半でオンとなる信号（Ｌ）をケート信号と
して、それぞれ右舷側サンプリング回路１０及び左舷側
サンプリング回路１１に送給し、それぞれの回路１０゜
１１にてエコー信号をサンプリングさせることにより、
ゲート回路９よりの出力信号が鉛直下を境として左右の
信号に分割される。これらのサンプリング回路１０．１
１が上記の分割手段及びサンプリング手段に相当するも
のであるが、この分割及びサンプリングの処理を別の回
路で処理してもよい。 サンプリングされた左右の各信号は、それぞれピーク値
検出部１３．１４にてピーク値が検出され、そのピーク
値がホールドされ、そのホールド値が上記の画像信号作
成回路５に供給されることにより、表示器６に深度情報
及びエコー強度のデータが表示される。 例えば音速を１５００ｍ／秒、送波パルスの幅を１．３
３ｍ秒、受波ビームのスキャン時間を０゜６６ｍ秒とし
たときの分解能は、 １５００（１，３３／１０００＋ ０．６８／１０００
）／ ２＝ １ 、５ ｍとなり、水深５０００ｍで４
５°方向のときのマルチナロービーム方式の分解能４８
９ｍと比較して大に対応する受波信号に対して所定量の
遅延を付与することにより、第５図に示したような、そ
れぞれ右舷ビーム及び左舷ビームを形成するビーム形成
回路である。ビームの形状は、両側舷方向における垂直
面での拡がりが４５°で、航行方向の拡がりが１．６°
である。これらのビーム形成回路２１．２２よりの出力
信号は、それぞれ検波回路２３．２４に入力され、それ
らの検波信号は、第１図と同じ右舷側サンプリング回路
１１及び左舷側サンプリング回路１２にそれぞれ入力さ
れる。 次に上記構成の装置の動作説明する。 尚、マルチナロービーム方式の測深装置としての動作は
第１図で述べたのと同じなので、この発明に係わる動作
についてのみ説明する。 送波ビームは、マルチナロービーム方式のときと同じビ
ームが形成されるが、受波ビームとしては、右舷ビーム
形成回路２１及び左舷ビーム形成回路２２にて受波器Ｉ
Ｂよりの信号に対し、左右で２分したものをそれぞれ処
理することにより、右舷ビームと左舷ビームが形成され
る。この後の幅に向上する。 尚、上記の測深装置においては、送波器ＩＡにより、両
舷側方向に広がる送波ビームを形成したが、片舷側に拡
がる送波ビームであってもよく、あるいは、船首方向と
所望の角度をなす方向に拡がる送波ビームであってもよ
い。又、サンプリング手段として右舷側及び左舷側サン
プリング回路１１．１２を用いたが、一つのサンプリン
グ回路で済ませることもできる。 上記のエコー信号処理装置は、マルチナロービーム方式
の測深装置で作成された受波ビームを用いたが、サイド
ルッ牛ングソナーで形成された受波ビームの信号を用い
ることもできる。 第３図は、第２の発明になるエコー信号処理装置の一実
施例を適用した測深装置の制御ブロック図であり、第１
図と共通する部分には共通の符号を付している。 ２１及び２２は、受信部３の前置増幅器３Ａより出力さ
れる６４系統の各受波信号の内、受波器ＩＢの右半分と
左半分のそれぞれ３２個の振動子動作は、一般のサイド
ルッキングソナーにおける制御と同じであり、これらの
各ビームに対するエコーが検波回路２３及び２４にてそ
れぞれ検波された後、それぞれ右舷側サンプリング回路
１１及び左舷側サンプリング回路１２にてサンプリング
されることにより、前記の各ビームにおけるエコーが時
系列的にサンプリングされ、ピーク値検出部１３及び１
４にて前記サンプリング信号からピーク値が検出され、
ホールドされる。このホールド信号が画像信号作成回路
５に人力されることにより、表示器６に、分解能が深度
に依存しない深度情報及びエコー強度のデータが表示さ
れる。 尚、上記の測深装置においても、送波ビームは両舷側方
向に拡がるものに限定されず、又、サンプリング回路は
一つであってもよい。
ソナーと呼ばれる測深装置がある。これは、自船の両舷
にそれぞれ装備された送受波器から、第５図に示すごと
く、左舷側方向及び右舷側方向に扇状に拡がるビーム（
扇形角４５°、航行方向の拡がり１．６°）の超音波を
発射し、そのエコーを同送受波器にて検出することによ
り、海底の起伏や底質等を８色の階調にて表示するもの
である。 このサイトルソキングソナーにおいては、海底面までの
距離の違いから時系列的に得られるエコーを順次スキャ
ンして取り込むものであるから、海底面の分解能は、次
式に示すごとく、深度には関係せず、前記発射ビームの
パルス及び受信時のスキャン時間とに関係する。 方向に拡がる扇状の送波ビーム１０１を形成すべく、所
定の超音波信号を出力するための送信部である。 ３は、受波器ＩＢよりの受波信号を処理する受信部であ
り、前置増幅器３Ａと、前置増幅器３Ａの出力信号を処
理する電子スキャン回路３Ｂと、電子スキャン回路３Ｂ
で得られた信号をパルス信号として検出する検波回路３
Ｃとからなる。電子スキャン回路３Ｂにおいては、受波
信号を所定量移相させることにより、送波ビーム１０１
と直交する向きの受波ビーム１０２が形成されるととも
に、その受波ビームは両舷側方向にスキャンされ、その
結果、両ビームが交差する領域１０３からのエコー信号
が捕捉されるようになっている。 ４は、受信部３で得られた検波信号から深度及び信号強
度を検出する深度検出回路である。５は、画像信号作成
回路であり、船の位置、方位及び速度の情報に基づき、
・深度検出回路４よりの出力信号を表示器６で表示する
画像信号に処理する。以上の構成がマルチナロービーム
方式の測深装置であり、次に本発明のエコー信号処理装
置について述べる。 ７は、前記受信部３から時系列的に出力される信号を減
衰させることなく通過させるハイインピーダンス入力回
路であり、８は、予め設定入力される海底検出タイミン
グからゲートパルスを発生するゲートパルス発生器であ
る。９は、ゲート回路であり、ケートパルス発生器８よ
りのゲートパルスに従って、前記ハイインピーダンス回
路７から出力される信号をゲートオンする。１０は、前
記電子スキャン回路３Ｂでのスキャン動作から所定のタ
イミング信号（第２図（Ｃ）、（Ｄ）に示す信号ＲとＬ
）を作成するタイミング信号発生器である。 １１及び１２は、タイミング発生器１０よりのタイミン
グ信号Ｒ，Ｌに基づき、前記ゲート回路９よりの信号を
サンプリングする右舷側サンプリング回路及び左舷側サ
ンプリング回路である。１３及び１４は、それぞれサン
プリング回路１１，１２でサンプリングされた各信号毎
にピーク値を検出するピーク検出部であり、こられのピ
ーク検出して深度検出回路４にて、前記パルス信号から
深度及び信号強度が検出され、画像作成回路５に人力さ
れる。ここて、航法装置等から入力される船の位置、方
位及び速度の情報に従って処理されることにより、深度
及び反射強度が表示器６にて例えば色別表示される。 ところで、深度検出回路４においては、２°×１６°の
交差領域１０３に対するパルス信号の平均値から深度及
び信号強度を求めている。従って、その交差領域の大き
さが分解能に一致し、それ故、深度か大きい場合には分
解能か低下したのである。 しかるに、第１図の装置では、各交差領域毎に順に得ら
れるエコーを高速でサンプリングすることにより、一つ
の交差領域内に対してもきめ細かく検出している。即ち
、受信部３よりの出力信号は、ハイインピーダンス回路
７を介してゲート回路９に送給され、このゲート回路９
では、ゲートパルス発生器８より送給されるゲートパル
スにより、所要のエコーのみがゲートオンされて右舷側
サンプリング回路１１及び左舷側サンプリング回部て検
出されたピーク値は、前記の画像信号作成回路５に送出
される。 次に上記構成の装置の動作を説明する。 通常のマルチナロービーム法による測深と同様に、送波
器ＩＡより左右両舷側方向に拡がる扇状の送波ビーム１
０ ’１ （扇形角９０’、航行方向の拡がり１６°）
を送波し、そのエコーは、受波器ＩＢで検出され、前置
増幅器３Ａで増幅された後に電子スキャン回路３Ｂに入
力される。この電子スキャン回路３Ｂでは、入力信号を
処理することにより、前記送波ビーム１０１と直交する
受波ビーム１０２（扇形角２０’、左右方向の拡かり２
°）を形成するとともに、その受波ビーム１０２を、例
えば右舷側方向から左舷側方向にスキャンさせる。 従って、この電子スキャン回路３Ｂからは、受波ビーム
１．０２のスキャン動作毎に両ビーム１０１１０２の交
差領域１０３（２°×１．６°）の交差領域からのエコ
ー信号が順に得られる。 次の検波回路３Ｃでは、前記の交差領域に対する各エコ
ー信号がパルス信号として検出され、そ路１２に入力さ
れる。 第２図（Ａ）は、船底より送波したビームの伝播状態を
示しており、送波ビームの先端がＱｌのラインに到達し
たとき、このときのビームに対するエコーを、右舷側方
向から左舷側方向にスキャンされる受波ビームにて、時
系列的に検出した信号を第２図（Ｂ１）に示している。 又、送波ビームの先端がラインＱ２、Ｑ３に到達したと
きのエコーをそれぞれ第２図（Ｂ１）、第２図（Ｂ２）
に示している。 この実施例では、０．６６ｍ秒毎に受波ビームをスキャ
ンさせることにより、エコーを時系列的に検出している
。 これらの検出されたエコーにおいて前半は、船舶１００
の直下より右舷側のエコーであり、又、後半は、鉛直下
より左舷側のエコーであることがわかる。そこで、第２
図（Ｃ）に示すような、検出タイミング内の前半でオン
となる信号Ｒと、第２図（Ｄ）に示すような、検出タイ
ミング内の後半でオンとなる信号（Ｌ）をケート信号と
して、それぞれ右舷側サンプリング回路１０及び左舷側
サンプリング回路１１に送給し、それぞれの回路１０゜
１１にてエコー信号をサンプリングさせることにより、
ゲート回路９よりの出力信号が鉛直下を境として左右の
信号に分割される。これらのサンプリング回路１０．１
１が上記の分割手段及びサンプリング手段に相当するも
のであるが、この分割及びサンプリングの処理を別の回
路で処理してもよい。 サンプリングされた左右の各信号は、それぞれピーク値
検出部１３．１４にてピーク値が検出され、そのピーク
値がホールドされ、そのホールド値が上記の画像信号作
成回路５に供給されることにより、表示器６に深度情報
及びエコー強度のデータが表示される。 例えば音速を１５００ｍ／秒、送波パルスの幅を１．３
３ｍ秒、受波ビームのスキャン時間を０゜６６ｍ秒とし
たときの分解能は、 １５００（１，３３／１０００＋ ０．６８／１０００
）／ ２＝ １ 、５ ｍとなり、水深５０００ｍで４
５°方向のときのマルチナロービーム方式の分解能４８
９ｍと比較して大に対応する受波信号に対して所定量の
遅延を付与することにより、第５図に示したような、そ
れぞれ右舷ビーム及び左舷ビームを形成するビーム形成
回路である。ビームの形状は、両側舷方向における垂直
面での拡がりが４５°で、航行方向の拡がりが１．６°
である。これらのビーム形成回路２１．２２よりの出力
信号は、それぞれ検波回路２３．２４に入力され、それ
らの検波信号は、第１図と同じ右舷側サンプリング回路
１１及び左舷側サンプリング回路１２にそれぞれ入力さ
れる。 次に上記構成の装置の動作説明する。 尚、マルチナロービーム方式の測深装置としての動作は
第１図で述べたのと同じなので、この発明に係わる動作
についてのみ説明する。 送波ビームは、マルチナロービーム方式のときと同じビ
ームが形成されるが、受波ビームとしては、右舷ビーム
形成回路２１及び左舷ビーム形成回路２２にて受波器Ｉ
Ｂよりの信号に対し、左右で２分したものをそれぞれ処
理することにより、右舷ビームと左舷ビームが形成され
る。この後の幅に向上する。 尚、上記の測深装置においては、送波器ＩＡにより、両
舷側方向に広がる送波ビームを形成したが、片舷側に拡
がる送波ビームであってもよく、あるいは、船首方向と
所望の角度をなす方向に拡がる送波ビームであってもよ
い。又、サンプリング手段として右舷側及び左舷側サン
プリング回路１１．１２を用いたが、一つのサンプリン
グ回路で済ませることもできる。 上記のエコー信号処理装置は、マルチナロービーム方式
の測深装置で作成された受波ビームを用いたが、サイド
ルッ牛ングソナーで形成された受波ビームの信号を用い
ることもできる。 第３図は、第２の発明になるエコー信号処理装置の一実
施例を適用した測深装置の制御ブロック図であり、第１
図と共通する部分には共通の符号を付している。 ２１及び２２は、受信部３の前置増幅器３Ａより出力さ
れる６４系統の各受波信号の内、受波器ＩＢの右半分と
左半分のそれぞれ３２個の振動子動作は、一般のサイド
ルッキングソナーにおける制御と同じであり、これらの
各ビームに対するエコーが検波回路２３及び２４にてそ
れぞれ検波された後、それぞれ右舷側サンプリング回路
１１及び左舷側サンプリング回路１２にてサンプリング
されることにより、前記の各ビームにおけるエコーが時
系列的にサンプリングされ、ピーク値検出部１３及び１
４にて前記サンプリング信号からピーク値が検出され、
ホールドされる。このホールド信号が画像信号作成回路
５に人力されることにより、表示器６に、分解能が深度
に依存しない深度情報及びエコー強度のデータが表示さ
れる。 尚、上記の測深装置においても、送波ビームは両舷側方
向に拡がるものに限定されず、又、サンプリング回路は
一つであってもよい。
以上説明したように、第１の発明では、マルチナロービ
ーム方式にて順次検出されるナロービームに対するエコ
ーをエコー毎に平均処理するのではなく、次々に検出さ
れるエコーを高速でサンブリングするようにしたので、
一つのナロービームに対しても、物標までの距離差から
時系列的に得られるエコーがきめ細かく検出されるよう
になり、深度に依存しない高分解能の深度情報やエコー
強度のデータが得られる。 又、第２の発明では、マルチナロービーム方式の測深装
置にて受波器よりの信号を処理することにより、受波ビ
ームを、サイドルッキングソナーのごとく、両舷側方向
に拡がるビームを形成するようにし、これらの受波ビー
ムに対するエコーを高速でサンプリングするようにした
ので、第１の発明と同様、深度に依存しない高分解能の
深度情報やエコー強度のデータが得られる。 こられの第１及び第２の発明のエコー信号処理装置を、
従来のマルチナロービーム方式の測深装置に付加する場
合は、送受波器等は共用できるためにわずかなハードウ
ェアの追加で済み、又、その場合、 ■このマルチナロービーム方式の測深装置で得られる海
底地形図と併記することにより、地形を受波ビームを示
す図、 第６図は、直下方向における角度分解能と距離分解能の
関係を示す図、 第７図は、斜め下方向における角度分解能と距離分解能
の関係を示す図である。 １Ａ・送波器、１Ｂ・・・受波器、 ２・・・送信部、３・・・受信部、 ４・・・深度検出回路、５・・・画像信号作成回路、６
・・表示器、７・・ハイインピータンス、８ ・ケート
パルス発生器、９・・・ゲート回路、１０・・タイミン
グ信号発生器、 １１・・・右舷側サンプリング回路、 １２・・・左舷側サンプリング回路、 １３．１４ ・ピーク値検出部、 ２１ ・右舷ビーム形成回路、 ２２・・・左舷ビーム形成回路。
ーム方式にて順次検出されるナロービームに対するエコ
ーをエコー毎に平均処理するのではなく、次々に検出さ
れるエコーを高速でサンブリングするようにしたので、
一つのナロービームに対しても、物標までの距離差から
時系列的に得られるエコーがきめ細かく検出されるよう
になり、深度に依存しない高分解能の深度情報やエコー
強度のデータが得られる。 又、第２の発明では、マルチナロービーム方式の測深装
置にて受波器よりの信号を処理することにより、受波ビ
ームを、サイドルッキングソナーのごとく、両舷側方向
に拡がるビームを形成するようにし、これらの受波ビー
ムに対するエコーを高速でサンプリングするようにした
ので、第１の発明と同様、深度に依存しない高分解能の
深度情報やエコー強度のデータが得られる。 こられの第１及び第２の発明のエコー信号処理装置を、
従来のマルチナロービーム方式の測深装置に付加する場
合は、送受波器等は共用できるためにわずかなハードウ
ェアの追加で済み、又、その場合、 ■このマルチナロービーム方式の測深装置で得られる海
底地形図と併記することにより、地形を受波ビームを示
す図、 第６図は、直下方向における角度分解能と距離分解能の
関係を示す図、 第７図は、斜め下方向における角度分解能と距離分解能
の関係を示す図である。 １Ａ・送波器、１Ｂ・・・受波器、 ２・・・送信部、３・・・受信部、 ４・・・深度検出回路、５・・・画像信号作成回路、６
・・表示器、７・・ハイインピータンス、８ ・ケート
パルス発生器、９・・・ゲート回路、１０・・タイミン
グ信号発生器、 １１・・・右舷側サンプリング回路、 １２・・・左舷側サンプリング回路、 １３．１４ ・ピーク値検出部、 ２１ ・右舷ビーム形成回路、 ２２・・・左舷ビーム形成回路。
Claims (7)
- （１）超音波送波器により、一方向に広く、該方向と直
交する方向に狭くなるように送波ビームを形成し、超音
波受波器により、前記送波ビームと直交する受波ビーム
を上記一方向にスキャンさせることにより、両ビームの
交差領域から帰来するエコーを捕捉し表示する水中探知
装置に、付加されるエコー信号処理装置であって、 上記エコー信号を所定の周期にてサンプリングするサン
プリング手段を備え、前記サンプリング手段で得られた
信号に基づき被探知物体に関する情報を表示することを
特徴とするエコー信号処理装置。 - （２）上記超音波送波器が、両舷左右向に広く、該方向
と直交する方向に狭くなるように送波ビームを形成する
請求項１記載のエコー信号処理装置。 - （３）前記サンプリング手段にて、もしくは該サンプリ
ング手段の前段もしくは後段にて、上記の受波ビームの
スキャンにより検出されるエコーを、右舷側方向のエコ
ーと左舷側方向のエコーとに分割する分割手段を更に備
えた請求項１もしくは２記載のエコー信号処理装置。 - （４）超音波送波器により、一方向に広く、該方向と直
交する方向に狭くなるように送波ビームを形成し、超音
波受波器により、前記送波ビームと直交する受波ビーム
を上記一方向にスキャンさせることにより、両ビームの
交差領域から帰来するエコーを捕捉し表示する水中探知
装置において、請求項１ないし３のいずれかに記載のエ
コー信号処理装置を備えたことを特徴とする水中探知装
置。 - （５）超音波送波器により、一方向に広く、該方向に直
交する方向に狭くなるような送波ビームを形成し、複数
の超音波振動子で構成される超音波受波器により、前記
送波ビームと直交する受波ビームを上記一方向にスキャ
ンさせることにより、両ビームの交差領域から帰来する
エコー信号を捕捉し表示する水中探知装置に、付加され
るエコー信号処理装置であって、 上記超音波受波器の複数の超音波振動子で捕捉された上
記エコー信号を所定量移相させることにより、上記一方
向に広い受波ビームを形成する受波ビーム形成手段と、 前記受波ビーム形成手段で形成された受波ビームに対す
るエコー信号を所定の周期にてサンプリングするサンプ
リング手段とを備え、 前記サンプリング手段で得られた信号に基づき被探知物
体に関する情報を得ることを特徴とするエコー信号処理
装置。 - （６）上記超音波送波器が、両舷左右向に広く、該方向
と直交する方向に狭くなるように送波ビームを形成する
請求項５記載のエコー信号処理装置。 - （７）超音波送波器により、一方向に広く、該方向に直
交する方向に狭くなるような送波ビームを形成し、複数
の超音波振動子で構成される超音波受波器により、前記
送波ビームと直交する受波ビームを上記一方向にスキャ
ンさせることにより、両ビームの交差領域から帰来する
エコー信号を捕捉し表示する水中探知装置において、 請求項５もしくは６記載のエコー信号処理装置を備えた
ことを特徴とする水中探知装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5626190A JP2859916B2 (ja) | 1990-03-07 | 1990-03-07 | エコー信号処理装置及び該装置を含む水中探知装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5626190A JP2859916B2 (ja) | 1990-03-07 | 1990-03-07 | エコー信号処理装置及び該装置を含む水中探知装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03257390A true JPH03257390A (ja) | 1991-11-15 |
| JP2859916B2 JP2859916B2 (ja) | 1999-02-24 |
Family
ID=13022139
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5626190A Expired - Lifetime JP2859916B2 (ja) | 1990-03-07 | 1990-03-07 | エコー信号処理装置及び該装置を含む水中探知装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2859916B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20210096245A1 (en) * | 2018-03-02 | 2021-04-01 | Furuno Electric Co., Ltd. | Underwater detection apparatus and underwater detection method |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20170031023A1 (en) * | 2015-07-29 | 2017-02-02 | Olexandr Ivanov | Forward Scanning Sonar System and Method with Angled Fan Beams |
-
1990
- 1990-03-07 JP JP5626190A patent/JP2859916B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20210096245A1 (en) * | 2018-03-02 | 2021-04-01 | Furuno Electric Co., Ltd. | Underwater detection apparatus and underwater detection method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2859916B2 (ja) | 1999-02-24 |
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