JPH0524229Y2 - - Google Patents
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- JPH0524229Y2 JPH0524229Y2 JP1987188688U JP18868887U JPH0524229Y2 JP H0524229 Y2 JPH0524229 Y2 JP H0524229Y2 JP 1987188688 U JP1987188688 U JP 1987188688U JP 18868887 U JP18868887 U JP 18868887U JP H0524229 Y2 JPH0524229 Y2 JP H0524229Y2
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- JP
- Japan
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- transmission
- wave
- directivity angle
- transducer
- angle
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- Expired - Lifetime
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- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 42
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 25
- 241000251468 Actinopterygii Species 0.000 description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 11
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005279 excitation period Effects 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 230000009182 swimming Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本考案は、超音波探知装置に係り、特に探知範
囲の拡大技術に関する。
囲の拡大技術に関する。
（従来の技術）
周知のように、超音波探知装置として、例えば
スキヤンニングソナー等の魚群探知機では、第７
図に示すように、超音波送受波器８１の直線配列
部分における各振動子を励振して所定指向角の送
波ビームBoを形成するとともに、その振動子の
受波位相を制御して送波ビームBoとほぼ同一指
向角の受波ビームBo（即ち、Boは送受波ビームで
ある）を形成し、送波ビームBoを海面下に一定
の俯角でパルス状に送波し、魚群F1で反射して
来た音波を受波ビームBoで受波するようにし、
魚群F1、同F2の探知は俯角を変えて行うように
なつている。なお、探知距離を拡大するために送
受波ビームBoは指向角の狭い鋭いビームが用い
られる。
スキヤンニングソナー等の魚群探知機では、第７
図に示すように、超音波送受波器８１の直線配列
部分における各振動子を励振して所定指向角の送
波ビームBoを形成するとともに、その振動子の
受波位相を制御して送波ビームBoとほぼ同一指
向角の受波ビームBo（即ち、Boは送受波ビームで
ある）を形成し、送波ビームBoを海面下に一定
の俯角でパルス状に送波し、魚群F1で反射して
来た音波を受波ビームBoで受波するようにし、
魚群F1、同F2の探知は俯角を変えて行うように
なつている。なお、探知距離を拡大するために送
受波ビームBoは指向角の狭い鋭いビームが用い
られる。
（考案が解決しようとする問題点）
しかし、従来の魚群探知機では、送波ビームと
受波ビームはほぼ同一指向角の鋭いビームを用い
ているので、俯角を変えて魚群F1、同F2を探知
する場合、魚群F1、同F2が遊泳速度の遅い魚種
の場合には問題は少ないが、例えば鮪などの遊泳
速度の速い魚種の場合には魚群F1が送受波ビー
ムの範囲から外れてしまい捕捉し損ねることがあ
り、問題となつている。
受波ビームはほぼ同一指向角の鋭いビームを用い
ているので、俯角を変えて魚群F1、同F2を探知
する場合、魚群F1、同F2が遊泳速度の遅い魚種
の場合には問題は少ないが、例えば鮪などの遊泳
速度の速い魚種の場合には魚群F1が送受波ビー
ムの範囲から外れてしまい捕捉し損ねることがあ
り、問題となつている。
そこで、その対策として、第７図に示すよう
に、指向角の広い送受波ビームBwを用いること
が考えられる。しかし、送波ビームの指向角を広
くすると指向角の狭い鋭いビームに比べて送波音
圧レベルが低下するので、魚群からの反射レベル
が低下し、Ｓ／Ｎが悪化し、探知距離が短くなる
という問題点がある。
に、指向角の広い送受波ビームBwを用いること
が考えられる。しかし、送波ビームの指向角を広
くすると指向角の狭い鋭いビームに比べて送波音
圧レベルが低下するので、魚群からの反射レベル
が低下し、Ｓ／Ｎが悪化し、探知距離が短くなる
という問題点がある。
本考案は、このような従来の問題点に鑑みなさ
れたもので、その目的は、送波音圧レベルを低下
させることなく探知範囲の拡大を図り得る超音波
探知装置を提供することにある。
れたもので、その目的は、送波音圧レベルを低下
させることなく探知範囲の拡大を図り得る超音波
探知装置を提供することにある。
（問題点を解決するための手段）
前記目的を達成するために、本考案の超音波探
知装置は次の如き構成を有する。
知装置は次の如き構成を有する。
即ち、本考案の超音波探知装置は、振動子を複
数個配列してなる超音波送受波器と；繰り返し送
波の各周期毎の送波時間を複数に区分した各時間
において、前記超音波送受波器の直線配列部分の
各振動子を励振して指向角が狭い送波ビームから
なるパルス状音波を形成するとともに、前記各時
間に対応させてそのパルス状音波の送波方向を順
次切り替える送波制御手段と；前記送波ビームよ
りも広い指向角の受波ビームを形成する受波制御
手段と；を備えたことを特徴とする超音波探知装
置である。
数個配列してなる超音波送受波器と；繰り返し送
波の各周期毎の送波時間を複数に区分した各時間
において、前記超音波送受波器の直線配列部分の
各振動子を励振して指向角が狭い送波ビームから
なるパルス状音波を形成するとともに、前記各時
間に対応させてそのパルス状音波の送波方向を順
次切り替える送波制御手段と；前記送波ビームよ
りも広い指向角の受波ビームを形成する受波制御
手段と；を備えたことを特徴とする超音波探知装
置である。
（作用）
次に、前記構成を有する本考案の超音波探知装
置の作用を説明する。
置の作用を説明する。
本考案の超音波探知装置は、繰り返し送波の各
周期毎の送波時間を複数に区分した各時間に対応
させて異なつた方向へパルス状音波を送波するも
のであるが、その際に、パルス状音波は超音波送
受波器の直線配列部分の各振動子を励振して形成
した指向角が狭い送波ビームからなり、その送波
方向は順次切り替えられるようにしてある（送波
制御手段の動作）。即ち、送波音圧レベルを所望
の状態に維持するとともに、探知範囲が狭くなら
ないようにするのである。
周期毎の送波時間を複数に区分した各時間に対応
させて異なつた方向へパルス状音波を送波するも
のであるが、その際に、パルス状音波は超音波送
受波器の直線配列部分の各振動子を励振して形成
した指向角が狭い送波ビームからなり、その送波
方向は順次切り替えられるようにしてある（送波
制御手段の動作）。即ち、送波音圧レベルを所望
の状態に維持するとともに、探知範囲が狭くなら
ないようにするのである。
そして、目的物で反射して来た音波を受波する
受波ビームは、前記送波ビームよりも指向角の広
いものからなる（受波制御手段の動作）。即ち、
送波ビームが各種方向に切り替えて送波されるの
で、これに対応して受波ビームは各種方向からの
反射音波を受波できるようにするのである。
受波ビームは、前記送波ビームよりも指向角の広
いものからなる（受波制御手段の動作）。即ち、
送波ビームが各種方向に切り替えて送波されるの
で、これに対応して受波ビームは各種方向からの
反射音波を受波できるようにするのである。
以上のように、本考案の超音波探知装置によれ
ば、指向角の狭い送波ビームからなるパルス状音
波を送波時間内において送波方向を切り替えて送
波し、目的物で反射して来た音波の受信処理は指
向角の広い受波ビームを用いて行うようにしたの
で、探知範囲を拡大できる。
ば、指向角の狭い送波ビームからなるパルス状音
波を送波時間内において送波方向を切り替えて送
波し、目的物で反射して来た音波の受信処理は指
向角の広い受波ビームを用いて行うようにしたの
で、探知範囲を拡大できる。
また、送波ビームは指向角が狭い鋭いビームで
あるから、送波音圧レベルを高く維持でき、送波
ビームの切り替え方向における探知範囲を拡大で
きる。従つて、例えば動きの速い魚群を探索する
場合、従来の如く見失い捕捉し損ねるということ
が少なくなるという利点がある。
あるから、送波音圧レベルを高く維持でき、送波
ビームの切り替え方向における探知範囲を拡大で
きる。従つて、例えば動きの速い魚群を探索する
場合、従来の如く見失い捕捉し損ねるということ
が少なくなるという利点がある。
（実施例）
以下、本考案の実施例を図面を参照して説明す
る。
る。
第１図は本考案の一実施例に係る超音波探知装
置を示し、同図ａは送波制御系統図、同図ｂは受
波制御系統図である。
置を示し、同図ａは送波制御系統図、同図ｂは受
波制御系統図である。
第１図ａにおいて、送波制御系は、制御部１
と、送信アンプ２と、超音波送受波器３とで構成
される。
と、送信アンプ２と、超音波送受波器３とで構成
される。
超音波送受波器３は、振動子の複数個を例えば
円筒状に配列したもので、この円筒状の超音波送
受波器３の直線配列部分における各振動子が送信
アンプ２を介した制御部１によつて適宜に励振さ
れる。
円筒状に配列したもので、この円筒状の超音波送
受波器３の直線配列部分における各振動子が送信
アンプ２を介した制御部１によつて適宜に励振さ
れる。
即ち、制御部１は、超音波送受波器３の励振周
期、つまり送波タイミングの時間管理と、本考案
に係る送波制御手段の動作とを主として行う。
期、つまり送波タイミングの時間管理と、本考案
に係る送波制御手段の動作とを主として行う。
送波タイミングは、例えば第２図に示すよう
に、送波の繰り返し周期Ｔ１の各周期毎の送波時
間Ｔ２を３つの時間区間（t1〜t2）に区分したも
のである。
に、送波の繰り返し周期Ｔ１の各周期毎の送波時
間Ｔ２を３つの時間区間（t1〜t2）に区分したも
のである。
そして、本考案に係る送波制御手段は、前記３
つの時間区分（t1〜t2）の各々において、超音波
送受波器３の直線配列部分の振動子を励振して指
向角の狭い送波ビームを形成するとともに、その
送波ビームの形成方向を前記３つの時間区分（t1
〜t3）に対応させて異なる方向へ順次切り替える
ことを行う。
つの時間区分（t1〜t2）の各々において、超音波
送受波器３の直線配列部分の振動子を励振して指
向角の狭い送波ビームを形成するとともに、その
送波ビームの形成方向を前記３つの時間区分（t1
〜t3）に対応させて異なる方向へ順次切り替える
ことを行う。
この送波ビームの形成方向制御は、第３図に示
すようにして行う。第３図において、N1〜Noは
超音波送受波器３における直線配列部分の振動子
である。今、振動子N1を起点として振動子配列
方向から角度θ傾いた方向へ送波ビームを形成す
る場合、各振動子の励振位相は、振動子N2がφ1、
振動子N3がφ2，……、振動子Noがφo-1となる
が、この励振位相は次の式(1)で与えられる。
すようにして行う。第３図において、N1〜Noは
超音波送受波器３における直線配列部分の振動子
である。今、振動子N1を起点として振動子配列
方向から角度θ傾いた方向へ送波ビームを形成す
る場合、各振動子の励振位相は、振動子N2がφ1、
振動子N3がφ2，……、振動子Noがφo-1となる
が、この励振位相は次の式(1)で与えられる。
φo-1＝2πιo-1／λ×sinθ ……(1)
ここに、λは送信信号の波長である。
その結果、送波時間Ｔ２の３つの時間区分にお
いて、例えば第４図に示すように、ｎ個の振動子
（N1〜No）の直線配列方向に直交する方向を角
度θ2とすると、時間t1では送波ビームＳ１が角度
θ2から図示例では上向きの角度θ1傾いた方向へ、
時間t2では送波ビームＳ２が角度θ2の方向へ、ま
た時間t3では送波ビームＳ３が角度θ2から図示例
では下向きの角度θ3傾いた方向へそれぞれ切り替
えて形成され、パルス状音波がそれぞれの方向へ
送波される。
いて、例えば第４図に示すように、ｎ個の振動子
（N1〜No）の直線配列方向に直交する方向を角
度θ2とすると、時間t1では送波ビームＳ１が角度
θ2から図示例では上向きの角度θ1傾いた方向へ、
時間t2では送波ビームＳ２が角度θ2の方向へ、ま
た時間t3では送波ビームＳ３が角度θ2から図示例
では下向きの角度θ3傾いた方向へそれぞれ切り替
えて形成され、パルス状音波がそれぞれの方向へ
送波される。
斯くして、ｎ個の振動子の直線配列部分の前方
には、ある広がり（角度θt）をもつた探知領域が
形成されることとなる。
には、ある広がり（角度θt）をもつた探知領域が
形成されることとなる。
次いで、第１図ｂにおいて、受波制御系は、前
記超音波送受波器３と、プリアンプ４、重み付け
回路５と、加算回路６とで構成される。
記超音波送受波器３と、プリアンプ４、重み付け
回路５と、加算回路６とで構成される。
この受波制御系では、受波制御手段として、超
音波送受波器３に入力する目標物からの反射音波
を受信処理するために、第５図に示すような広い
指向角θrの受波ビームを形成する。
音波送受波器３に入力する目標物からの反射音波
を受信処理するために、第５図に示すような広い
指向角θrの受波ビームを形成する。
即ち、超音波送受波器３の受波信号はプリアン
プ４を介した重み付け回路５において重み付け処
理（シエーデイング）に付され、それらを加算回
路６で加算するのである。周知のように、シエー
デイングは一般にサイドローブ抑圧に使用される
手法であつて、シエーデイングをしない場合（即
ち、重み付け係数が全て“１”の場合で、これを
ノーシエーデイングという）に比してメインビー
ムが広くなる。そこで、本考案においては、受波
信号についてシエーデイングを行い、以て受波ビ
ームの指向角は送波ビームのそれよりも広くなる
ようにした。なお、送波信号は、送波レベルを下
げないようにするため、通常ノーシエーデイング
で行うが、シエーデイングをした場合でも送波信
号よりも強い重み付け係数を使用すれば良い。
プ４を介した重み付け回路５において重み付け処
理（シエーデイング）に付され、それらを加算回
路６で加算するのである。周知のように、シエー
デイングは一般にサイドローブ抑圧に使用される
手法であつて、シエーデイングをしない場合（即
ち、重み付け係数が全て“１”の場合で、これを
ノーシエーデイングという）に比してメインビー
ムが広くなる。そこで、本考案においては、受波
信号についてシエーデイングを行い、以て受波ビ
ームの指向角は送波ビームのそれよりも広くなる
ようにした。なお、送波信号は、送波レベルを下
げないようにするため、通常ノーシエーデイング
で行うが、シエーデイングをした場合でも送波信
号よりも強い重み付け係数を使用すれば良い。
以上要するに、本考案の超音波探知装置では、
第６図に示すように、指向角が広い受波ビームＢ
でカバーできる範囲を複数に区分する形で指向角
が狭い送波ビームBo1、同Bo2、同Bo3がその送波
方向を順次切り替えて送波される。従つて、魚群
F1、同F2が遊泳速度の速いものであつても捕捉
し損ねることが少なくなる。また、送波ビームは
指向角の狭いものであるから、送波音圧レベルを
高く維持でき、探知距離を拡大できる。
第６図に示すように、指向角が広い受波ビームＢ
でカバーできる範囲を複数に区分する形で指向角
が狭い送波ビームBo1、同Bo2、同Bo3がその送波
方向を順次切り替えて送波される。従つて、魚群
F1、同F2が遊泳速度の速いものであつても捕捉
し損ねることが少なくなる。また、送波ビームは
指向角の狭いものであるから、送波音圧レベルを
高く維持でき、探知距離を拡大できる。
（考案の効果）
以上のように、本考案の超音波探知装置によれ
ば、指向角の狭い送波ビームからなるパルス状音
波を送波時間内において送波方向を切り替えて送
波し、目的物で反射して来た音波の受信処理は指
向角の広い受波ビームを用いて行うようにしたの
で、送波ビームの切り替え方向における探知範囲
を拡大できる。また、送波ビームは指向角が狭い
鋭いビームであるから、送波音圧レベルを高く維
持でき、送波ビームの切り替え方向における探知
範囲を拡大できる。
ば、指向角の狭い送波ビームからなるパルス状音
波を送波時間内において送波方向を切り替えて送
波し、目的物で反射して来た音波の受信処理は指
向角の広い受波ビームを用いて行うようにしたの
で、送波ビームの切り替え方向における探知範囲
を拡大できる。また、送波ビームは指向角が狭い
鋭いビームであるから、送波音圧レベルを高く維
持でき、送波ビームの切り替え方向における探知
範囲を拡大できる。
従つて、例えば動きの速い魚群を探索する場
合、従来の如く見失い捕捉し損ねるということが
少なくなるという利点がある。
合、従来の如く見失い捕捉し損ねるということが
少なくなるという利点がある。
第１図は本考案の一実施例に係る超音波探知装
置を示し、同図ａは送波制御系統の構成ブロツク
図、同図ｂは受波制御系統の構成ブロツク図、第
２図は送波タイミングを示す図、第３図は送波ビ
ームの形成方向の制御方法の説明図、第４図は送
波ビームとその形成方向を示す概念図、第５図は
受波ビームの概念図、第６図は送波ビームと受波
ビームの関係図、第７図は従来の送受波ビームの
概念図である。 １……制御部、２……送信アンプ、３……超音
波送受波器、４……プリアンプ、５……重み付け
回路、６……加算回路。
置を示し、同図ａは送波制御系統の構成ブロツク
図、同図ｂは受波制御系統の構成ブロツク図、第
２図は送波タイミングを示す図、第３図は送波ビ
ームの形成方向の制御方法の説明図、第４図は送
波ビームとその形成方向を示す概念図、第５図は
受波ビームの概念図、第６図は送波ビームと受波
ビームの関係図、第７図は従来の送受波ビームの
概念図である。 １……制御部、２……送信アンプ、３……超音
波送受波器、４……プリアンプ、５……重み付け
回路、６……加算回路。
Claims (1)
- 振動子を複数個配列してなる超音波送受波器
と；繰り返し送波の各周期毎の送波時間を複数に
区分した各時間において前記超音波送受波器の直
線配列部分の各振動子を励振して指向角が狭い送
波ビームからなるパルス状音波を形成するととも
に、前記各時間に対応させてそのパルス状音波の
送波方向を順次切り替える送波制御手段と；前記
送波ビームよりも広い指向角の受波ビームを形成
する受波制御手段と；を備えたことを特徴とする
超音波探知装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1987188688U JPH0524229Y2 (ja) | 1987-12-11 | 1987-12-11 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1987188688U JPH0524229Y2 (ja) | 1987-12-11 | 1987-12-11 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0193580U JPH0193580U (ja) | 1989-06-20 |
| JPH0524229Y2 true JPH0524229Y2 (ja) | 1993-06-21 |
Family
ID=31479763
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1987188688U Expired - Lifetime JPH0524229Y2 (ja) | 1987-12-11 | 1987-12-11 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0524229Y2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7030319B2 (ja) * | 2017-09-28 | 2022-03-07 | 本多電子株式会社 | 超音波ソナー装置 |
| JP7246251B2 (ja) | 2019-05-21 | 2023-03-27 | 古野電気株式会社 | 水中探知装置、および、水中探知方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60242383A (ja) * | 1984-05-16 | 1985-12-02 | Furuno Electric Co Ltd | ３次元水中探知装置に用いる超音波送受波装置 |
| JPS6215478A (ja) * | 1985-07-12 | 1987-01-23 | Furuno Electric Co Ltd | 水中探知装置における超音波信号の送信装置 |
-
1987
- 1987-12-11 JP JP1987188688U patent/JPH0524229Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60242383A (ja) * | 1984-05-16 | 1985-12-02 | Furuno Electric Co Ltd | ３次元水中探知装置に用いる超音波送受波装置 |
| JPS6215478A (ja) * | 1985-07-12 | 1987-01-23 | Furuno Electric Co Ltd | 水中探知装置における超音波信号の送信装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0193580U (ja) | 1989-06-20 |
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