JPS61209385A

JPS61209385A - 側部ソナ−から供給される像の再現状態の改善法および該法を実施するための装置

Info

Publication number: JPS61209385A
Application number: JP60299793A
Authority: JP
Inventors: アラン　ブルジヨワ; デイデイエ　ジヤン
Original assignee: IFP Energies Nouvelles IFPEN
Current assignee: IFP Energies Nouvelles IFPEN
Priority date: 1984-12-28
Filing date: 1985-12-28
Publication date: 1986-09-17
Also published as: SE465293B; AU5168185A; DK605285A; DE3571508D1; NO166150C; NO855257L; DK605285D0; SE8506145L; NO166150B; FR2575555A1; FR2575555B1; EP0188974B1; EP0188974A1; CA1260602A; AU585563B2; SE8506145D0; US4675853A

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。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、側部照準ソナー（特に、数量化ラインを含む
側部ソナー）から供給される像の再現状態を改善する方
法に関する。

側部照準ソナーは、よく知られているように。

船体または船によって水中に牽引される紡錘体に固定さ
れた音響受発信アンテナを備え友ソナーのであシ、その
主受発信軸線は、船の航路を垂直な横方向面内に傾斜し
ている。

アンテナは、一般に、複数の変換器を含み。

これらの変換器は、その指向性ダイアグラムが。

横方向垂直面の両側では小さい開き角を有し。

上記面内によシ大きい開き角を有するより、船または紡
錘体の縦軸線に平行に配列しである。

変換放射器は、規則的に励起され、水底へ向って傾斜し
た方向へ音響パルスを送る。上記パルスは、進行方向に
対して垂直に延びる細い帯に沿って船または紡錘体の１
つの側または両側の底面を照射（”　１ｎｓｏｎｉｆｉ
ｅｒ“）シ９表面へ反射される。

１つ′！！友は複数の受信アンテナは、その指向性ダイ
アグラムにもとづき、照射帯から来るエコーを優先的に
捕捉する。

放射パルスのエコーとして変換器で受信した信号は、伝
播軌道の傾斜に帰因する振幅変化を修正するため、好ま
しくは９時間とともに増加する増幅度で増幅し９次いで
、受信信号のエンベロープを表わす低周波信号を得るた
め復調する。

復調せる信号を記録し、底面の線形表現のため、船の下
の水深を考慮し念傾斜修正を記録に対して行う。

底面から得られる像は、一般に、音響軌道の僅かな傾斜
に対応するゾーンに関して満足できない。これは、以下
に詳細に説明する如く、特に、同一の時間インターバル
の間に受信されたエコーを反射した表面位置の横方向寸
法が、各受信段階の開始時、遥かに犬きく、即ち、垂直
線に近い方向および垂直線に対してよシ傾斜し次方向に
ついて、従って、近いゾーンについてソープの横方向解
像力が小さいことに帰因する。

数量化ラインを含むソナーの場合、上記の時間インター
バルは２例えば、復調せる信号をサンプリングする周期
（またはピッチ）である。

本発明に係る方法によれば、上述の欠点を避けることが
できる。

本方法は、進行するソナーの下方の表面へ傾斜した方向
および側方への音響パルスの放射と。

表面で反射された音響信号の受信と、上記信号のサンプ
リングと、得られたサンプルの数量化とがら成る連続の
放射・受信サイクル中に得られる像の改善に適用する。

本方法は、音響信号からサンプルを選択し。

任意に選択せる２つの連続のサンプルの間の時間インタ
ーバルを受信段階中に増加することを特徴とする。

サンプリング周期は２選択せる信号サンプルに対応する
表面要素の空間分布が、像によって再現される全反射面
にわ九って均一であるよう。

例えば、水深および伝播期間に依存して決定する。

実施例を示す添付の図面を参照して以下に本発明の詳細
な説明する。

船１（第１図）の航路の少くとも１つの側の底面の像は
、垂直面に対して傾斜した横方向平面内に軸線がある少
くとも１つの超音波送信・受信用指向性アンテナ３を側
面に備え之紡錘体２を浸漬することによって得られる。

上記アンテナの指向性ダイアグラムは、横方向平面の両
側に、上記平面内でほぼ開い友極めて細い主葉状体を含
む。

それぞれ縦方向平面および横方向面における放射主ビー
ムおよび受信主ビームの頂点の角度は４例えば、１〜５
°、３０〜６０°である。何故ならば、各音響パルスに
よって照射（１ｎｓｏｎｉｆｉｅビ′）される底面は、
細い横方向帝王であるからである。

音響パルスは２周期的に放射される。音波は。

底面で反射され、アンテナ３で捕捉される。僅かに傾斜
し次方向から来たエコーが最初に到着する。次いで、傾
斜がより大きい方向から来るエコーが順次に到着する。

本発明に係る方法を実施する装置に関する以下の説明か
ら明らかな如く、受信せるエコーを表わ丁信号は、適切
に増幅され、そのエンベロープの検知後、記録される。

記録は、公知の如く、検知せるエンベロープからサンプ
ルを採取し、数量化し、数量化機構において得られ几デ
ィジタル語を配列することによって行う。サンプルは、
一定のサンプリング周波数ｆＨで行う。

第１図から明らかな如く、同一の時間インターバルＵの
間に受信され几エコーは９期間Ｔの受信アバーチＰにお
ける上記インターバルの位置に応じて、異なる表面部分
から反射される。

傾斜の小さい方向に対応する表面部分Ｓ、の面積Ａ１．
Ｂ４．Ｃ４，Ｄ、は９例えば、犬きく傾斜し友軌道に対
応する表面部分Ｓ２の面積Ａ２．　Ｂ２゜Ｃ２，Ｂ２よ
りも大きい。従って、任意の２つの連続のサンプルに対
応する表面の２つの線（Ｌｌ。

”、）−（Ｌ２．Ｌｌ２）の相互間隔は９反射面内の線
の位置に応じて異なる。

従って、ソナーの解像力は、大きな範囲に変化する。最
も近い反射面のゾーンについては。

解像力は比較的小さい。

本発明に係る方法では、サンプリング周期τ（Ｔ　＝　
１／ｆＨ）を変更することにより、受信アパーチＰＴ内
のサンプリング時点および水深Ｈとは関係なく９選択せ
るサンプルに対応する地表線の間のインターバルを実質
的に等しく保持できる。

垂直面に対する反射面の１点の横方向距離Ｙは、（１）
式にもとづき、水深Ｈ１音波の伝播期間および伝播速度
■と関係づけられる。

Ｈ２＋　Ｙ２＝　（Ｈ＋　Ｖｔ　）２（１）伝播期間は
、サンプリングインターバルの数ｋに等しく、横方向距
離ｙは、数値ｄの間隔の数ｋに等しいので、（１）式は
、更に、（２）式の形に書ける。

Ｈ２＋に２ｄ２＝ｖ２に２ｔ２（２）一定の間隔ｄを得るには、（５）式にもとづき。

採取サンプルの番号ｋに依存してサンプリング周期を変
更しなければならないと云うことが。

（３）式に正確に従うようサンプリングの時間インター
バルを時間に依存して変化させることにより本方法を実
施することができる。更に、（３）式にほぼ従うよう時
間インターバルを漸次的に調節することより本方法を実
施することもできる。この場合、調節ピッチは、像再現
の所要精度に依存する。

本方法を実施する装置は、増幅器４を含むソナー信号受
信ラインに接続しである（第３図）。

この場合、伝播期間に依存する音波の減衰を考慮してエ
コーの受信アパーチャを増加する。増幅器４は、受信信
号の主周波数に中心を有する低域フィルタ５の入力に接
続しである。

フィルタ５の出力は、受信エコーのエンベロープを表わ
す信号を供給するための復調ユニット６に接続しである
。

サンプリング素子７は、復調ユニット６の出力に接続し
である。次いで、形成せる信号サンプルをＡ／Ｄ変換器
８において数量化し、記憶素子９に送る。

サンプリング素子７は、同期ユニット１０から供給され
るクロック信号によって作動される。

第１実施例（第４図）の場合、クロック信号は２　コン
ピュータ１２から供給される電圧によって制御されるＶ
ＣＯ発振器１１によって作られる。補助のエコー測深機
（図示してない）は。

実質的罠一定の間隔ｄを得るために発振器１１に印加す
る電圧を決定するコンピュータ１２に水深Ｈの数値を供
給する。

第２実施例（第５図）にもとづき、同期ユニット１０は
、平均サンプリング周波数ｆＨの多数倍の周波数Ｆを有
する基準信号を発生するクロック１５を含む。クロック
信号は９分周比可変の分局素子１４に印加される。適切
な数値の選択は、伝播期間および水深Ｈに依存してコン
ピュータ１５によって行われる。

第３実施例（第３図）にもとづき、同期ユニットは、解
像力が十分な記録を得るために必要なサンプリング周波
数よりも遥かに大きい周波数Ｆを有する基準信号を発生
する発振器１０を含む。クロック信号Ｆは、サンプル・
アンド・ホールドユニット１６に直接に印加される。周
波数Ｆで採取せるサンプルは、　Ａ、／Ｄ変換器１７で
数量化して記録機構１日（例えば、メモリ（ＲＡＭ　）
　）に記憶する。

同期ユニットは、更に、メモリ１８に結合され之プログ
ラミング可能なコンピュータ１９を含む。記憶されたサ
ンプルから像再現に使用するサンプルを選択する操作は
、伝播期間および水深Ｈに依存してコンピュータ１９に
よって行う。有効サンプルの間の時間インターバルは。

基準信号の周期の倍数である。

別の実施例にもとづき、コンピュータ１９は。

像再現に役立つサンプルユニットを選択し、　Ａ／Ｄ変
換器１７に対する上記ユニットの印加を制御する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、側部照準ソナー、その放射ビームおよび受信
ビームを示す略図、第２図は、連続のサンプリング時点
と採取サンプルに対応する底面要素との間の幾何学的関
係を示す図面、第５図は、側部照準ソナーの受信ライン
の方式構成図、第４図は９本発明に係る方法を実施する
装置の第１実施例の方式構成図、第５図は、第２実施例
の方式構成図、第３図は、第３実施例の方式構成図であ
る。１・・・船、２・・・紡錘体、６・・・送受信アンテナ
。４・・・増幅器、５・・・低域フィルタ、６・・・復調
ユニット、７・・・サンプリング素子、８・・・Ａ／Ｄ
変換器。９・・・記憶素子、１０・・・同期ユニット。特許出願代理人　弁理士　関　根　秀　太ＦＩＧ、３ＦＩＧ、４　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　ＦＩＧ、５ＦＩＧ、６

Claims

【特許請求の範囲】１）側部照準ソナーから供給される像、即ち、進行する
ソナーの下方の表面へ傾斜した方向および側方への音響
パルスの放射と、上記表面から反射された音響信号の受
信と、上記信号のサンプリングと、得られたサンプルの
数量化とから成る連結の放射・受信サイクル中に得られ
る像の再現状態を改善する方法において、音響信号から
サンプルを選択し、任意に選択せる２つの隣接のサンプ
ルの間の時間インターバルを受信段階中に増加すること
を特徴とする方法。２）選択せる信号サンプルに対応する表面要素の空間分
布が、音響信号を反射・像によって再現される全表面に
わたって均一であるよう、上記サンプリング周期を水深
および伝播期間に依存して決定することを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載の方法。３）側部照準ソナーによって作られる像の再現状態を改
善する装置であって、音響パルス放射手段と、通過する
ソナーの下方にある表面で反射された音響信号の受信手
段（４、５、６）と、サンプリング手段（７）と、得ら
れたサンプルの数量化手段（８）と、記録手段とを含む
形式のものにおいて、サンプリング手段を操作するため
のクロック信号を発生し、サンプリング手段によって採
取せるサンプルの少くとも一部を選択する同期ユニット
を含んでおり、この場合、選択されるサンプルの間の時
間インターバルを増加することを特徴とする装置。４）上記同期ユニットが、周波数が経時的に減少するク
ロック信号（ｆ＿Ｈ）を発生する素子を含み、サンプリ
ング手段から得られたすべての信号サンプルが、数量化
され、記録されることを特徴とする特許請求の範囲第３
項記載の装置。５）上記同期ユニットが、発振周波数が制御電圧に依存
する周波数可変発振器（１１）と、時間およびソナーの
下の水深に依存して発振器（１１）の発振周波数を増加せしめる制御電圧を発生す
る手段（１２）とを含むことを特徴とする特許請求の範
囲第５項記載の装置。６）上記同期ユニットが、周波数一定の発振器（１３）
と、上記発振器（１３）の信号周波数の約数に等しい周
波数を有する複数の信号を発生する分周素子（１４）と
、分周素子によって発生された信号のうち、受信段階中
に周波数が漸減する信号を選択する素子（１５）とを含
むことを特徴とする特許請求の範囲第４項記載の装置。７）特許請求の範囲第３項記載の装置であって、同期ユ
ニットが、クロック信号によって定められた周波数を有
するサンプルを信号から採取するサンプル・アンド・ホ
ールドユニット（１６）を含む形式のものにおいて、上
記同期ユニットが、周波数一定のクロック信号を発生す
る発振器（１０）と、各受信段階中にサンプル・アンド
・ホールドユニット（１６）から供給されるすべての信
号サンプルのうち、伝播時間およびソナーの下の水深に
依存して決まる漸増時間インターバルを有するサンプル
ユニットを採取する手段（１９）とを含むことを特徴と
する装置。