JP3141965B2 - 計量用魚群探知機 - Google Patents
計量用魚群探知機Info
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- JP3141965B2 JP3141965B2 JP04327575A JP32757592A JP3141965B2 JP 3141965 B2 JP3141965 B2 JP 3141965B2 JP 04327575 A JP04327575 A JP 04327575A JP 32757592 A JP32757592 A JP 32757592A JP 3141965 B2 JP3141965 B2 JP 3141965B2
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- Japan
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- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、デュアルビーム(dual-
beam) 方式の計量用魚群探知機に関するものである。
beam) 方式の計量用魚群探知機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】魚体長や魚群量を推定する計量用魚群探
知機は、水産資源の調査や効率的な漁撈に不可欠な機器
となっている。この計量用魚群探知機では、魚に放射さ
れた入射音圧レベルと魚からの反射音圧レベルとの比、
いわゆる魚のターゲットストレングス(target strengt
h) が魚の断面積に、すなわち体長の２乗に比例すると
いう性質を利用して計量を行う。然しながら、このよう
な計量においては、送受波器の放射音圧および受波の際
の感度は、送受波器の主指向性方向に位置するターゲッ
トが最も大きい。一般的には主指向性方向、すなわち指
向特性の最大方向は送受波器の正面方向（指向性主軸方
向）となる。従って、図４に示すように、送受波器１の
指向性主軸ｚに対し、魚３がθの方向に位置する場合、
このθが大きくなるにつれて受信レベルが減少して計測
誤差が生じてくる。この計測誤差をなくすためには、魚
３からの反射波が指向性主軸（ｚ）に対し、いかなる角
度（θ）で到来したものかを測定し、その到来角度θと
送受波器１の指向特性から受信レベルを補正してやる必
要がある。この到来角度θを測定する手段としては、デ
ュアルビーム方式とスプリットビーム方式とが実用化さ
れているが、ここでは本発明に関連するデュアルビーム
方式についてのみ説明する。
知機は、水産資源の調査や効率的な漁撈に不可欠な機器
となっている。この計量用魚群探知機では、魚に放射さ
れた入射音圧レベルと魚からの反射音圧レベルとの比、
いわゆる魚のターゲットストレングス(target strengt
h) が魚の断面積に、すなわち体長の２乗に比例すると
いう性質を利用して計量を行う。然しながら、このよう
な計量においては、送受波器の放射音圧および受波の際
の感度は、送受波器の主指向性方向に位置するターゲッ
トが最も大きい。一般的には主指向性方向、すなわち指
向特性の最大方向は送受波器の正面方向（指向性主軸方
向）となる。従って、図４に示すように、送受波器１の
指向性主軸ｚに対し、魚３がθの方向に位置する場合、
このθが大きくなるにつれて受信レベルが減少して計測
誤差が生じてくる。この計測誤差をなくすためには、魚
３からの反射波が指向性主軸（ｚ）に対し、いかなる角
度（θ）で到来したものかを測定し、その到来角度θと
送受波器１の指向特性から受信レベルを補正してやる必
要がある。この到来角度θを測定する手段としては、デ
ュアルビーム方式とスプリットビーム方式とが実用化さ
れているが、ここでは本発明に関連するデュアルビーム
方式についてのみ説明する。
【０００３】図５は、従来のデュアルビーム方式を説明
するための図であり、この方式は通常、送受波器に狭指
向性を有する受波器と広指向性を有する受波器とを備
え、狭指向性の送受波器で送波し、広，狭の両指向性出
力をそれぞれ受波する。なお、指向性主軸方向（ｚ）に
おいて、狭指向性による受信レベルと広指向性による受
信レベルとを同一レベルにするために、広指向性出力の
受波信号の電気回路部の増幅利得は狭指向性出力の増幅
利得より大きく設定される。
するための図であり、この方式は通常、送受波器に狭指
向性を有する受波器と広指向性を有する受波器とを備
え、狭指向性の送受波器で送波し、広，狭の両指向性出
力をそれぞれ受波する。なお、指向性主軸方向（ｚ）に
おいて、狭指向性による受信レベルと広指向性による受
信レベルとを同一レベルにするために、広指向性出力の
受波信号の電気回路部の増幅利得は狭指向性出力の増幅
利得より大きく設定される。
【０００４】以上のような構成において、魚３が指向性
主軸（ｚ）から外れていれば、これら両指向性で受信さ
れた反射エコーレベルは、指向性感度差に見合うレベル
の差を生じるので、このレベル差から直接、到来角度θ
を測定し、魚のターゲットストレングスの推定に用いる
狭指向性出力のθによる感度低下量を補正し、その誤差
を補正している。図６は、到来角度θと両指向性出力の
感度レベルの低下量を比較した図であり、１７は狭指向
性出力、１８は広指向性出力、１９は狭指向性出力１７
を広指向性出力１８で割った値を示す。
主軸（ｚ）から外れていれば、これら両指向性で受信さ
れた反射エコーレベルは、指向性感度差に見合うレベル
の差を生じるので、このレベル差から直接、到来角度θ
を測定し、魚のターゲットストレングスの推定に用いる
狭指向性出力のθによる感度低下量を補正し、その誤差
を補正している。図６は、到来角度θと両指向性出力の
感度レベルの低下量を比較した図であり、１７は狭指向
性出力、１８は広指向性出力、１９は狭指向性出力１７
を広指向性出力１８で割った値を示す。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来のデ
ュアルビーム方式の計量用魚群探知機は、以上のように
構成され、広，狭２つの指向性出力の感度差を大きくし
ておく必要性から、広指向性用の受波ビーム幅を相当広
く選定しておく必要があり、そのため広指向性をもって
受波する受波信号はその利得が小さくなり、雑音の影響
を受け易くＳ／Ｎ比が悪くなり、θの測定精度が低下
し、ひいては計量精度が低下する等の問題点があった。
ュアルビーム方式の計量用魚群探知機は、以上のように
構成され、広，狭２つの指向性出力の感度差を大きくし
ておく必要性から、広指向性用の受波ビーム幅を相当広
く選定しておく必要があり、そのため広指向性をもって
受波する受波信号はその利得が小さくなり、雑音の影響
を受け易くＳ／Ｎ比が悪くなり、θの測定精度が低下
し、ひいては計量精度が低下する等の問題点があった。
【０００６】本発明はかかる問題点を解決するためにな
されたものであり、受波信号利得を低下させることな
く、到来角度θの測定精度を高く維持し高性能な計量精
度が得られる計量用魚群探知機を提供することを目的と
している。
されたものであり、受波信号利得を低下させることな
く、到来角度θの測定精度を高く維持し高性能な計量精
度が得られる計量用魚群探知機を提供することを目的と
している。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明に係わる計量用魚
群探知機は、受信用に使用する異なった２種類の指向性
を、その電極面積が互いに等しくなるよう同心円状に内
外２分割して形成された２個の電極を有する円板形送受
波器により提供し、各電極から得られたそれぞれの受波
信号を、そのまま加算した和指向性出力と、１つの受波
信号を反転して加算したヌル指向性出力との受波レベル
の比により反射波の到来角度θを測定する。
群探知機は、受信用に使用する異なった２種類の指向性
を、その電極面積が互いに等しくなるよう同心円状に内
外２分割して形成された２個の電極を有する円板形送受
波器により提供し、各電極から得られたそれぞれの受波
信号を、そのまま加算した和指向性出力と、１つの受波
信号を反転して加算したヌル指向性出力との受波レベル
の比により反射波の到来角度θを測定する。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。図１は本発明の一実施例を示すブロック図であり、
図において、１は円板形送受波器、２−１はその外側電
極、２−２はその内側電極、３は計量対象物（魚）、４
はスイッチ、５は増幅器、６−１，６−２はそれぞれ増
幅器５−１，５−２からの出力、７はインバーター、８
−１，８−２は加算器、９は増幅器、１０は補正回路、
１１は送信部である。円板形送受波器１は同心円状に外
側電極２−１と内側電極２−２とが同面積になるように
２分割されている。すなわち、円板形送受波器１の半径
をａ０とした場合、内側電極２−２の半径ａ１は、ａ１
＝ａ０／√２ とする。
る。図１は本発明の一実施例を示すブロック図であり、
図において、１は円板形送受波器、２−１はその外側電
極、２−２はその内側電極、３は計量対象物（魚）、４
はスイッチ、５は増幅器、６−１，６−２はそれぞれ増
幅器５−１，５−２からの出力、７はインバーター、８
−１，８−２は加算器、９は増幅器、１０は補正回路、
１１は送信部である。円板形送受波器１は同心円状に外
側電極２−１と内側電極２−２とが同面積になるように
２分割されている。すなわち、円板形送受波器１の半径
をａ０とした場合、内側電極２−２の半径ａ１は、ａ１
＝ａ０／√２ とする。
【０００９】次に動作について説明する。円板形送受波
器１から送波された音波は、魚３で反射され、電極２−
１，２−２で受波されて受波信号がスイッチ４−１，４
−２を介し増幅器５−１，５−２に入力され、適当なレ
ベルに増幅される。そして、増幅器５−１，５−２から
の出力信号６−１，６−２のうち、一方の信号（ここで
は６−２）がインバーター７に入力され、その位相が１
８０°反転される。すなわち、加算器８−１は出力信号
６−１，６−２を同相のまま加算し、補正回路１０へ出
力する（この出力を和指向性出力と言うこととする）。
一方、加算器８−２は信号６−１と信号６−２を反転し
た信号とを加算し（従って送受波器１の指向性主軸方向
（ｚ）で感度がゼロとなる）、この出力を増幅器９で最
大感度点のレベルが和指向性出力１２と一致するように
増幅し、補正回路１０へ出力する（この出力をヌル指向
性出力と言うこととする）。図２は、和指向性出力１２
とヌル指向性出力１３との指向特性の相違を示す図であ
る。また、図３は到来角度θと各指向性出力の感度レベ
ルを比較した図であり、１４は和指向性出力とヌル指向
性出力との比（大きい方で小さい方を割った値）を示
す。補正回路１０では、和指向性出力１２による受信レ
ベルとヌル指向性出力１３による受信レベルとのレベル
比較より、すなわち、図３の一点鎖線１４に従って、魚
３からの反射エコーの到来角度θを測定し、和指向性出
力１２のθによる感度低下分の補正を行う。
器１から送波された音波は、魚３で反射され、電極２−
１，２−２で受波されて受波信号がスイッチ４−１，４
−２を介し増幅器５−１，５−２に入力され、適当なレ
ベルに増幅される。そして、増幅器５−１，５−２から
の出力信号６−１，６−２のうち、一方の信号（ここで
は６−２）がインバーター７に入力され、その位相が１
８０°反転される。すなわち、加算器８−１は出力信号
６−１，６−２を同相のまま加算し、補正回路１０へ出
力する（この出力を和指向性出力と言うこととする）。
一方、加算器８−２は信号６−１と信号６−２を反転し
た信号とを加算し（従って送受波器１の指向性主軸方向
（ｚ）で感度がゼロとなる）、この出力を増幅器９で最
大感度点のレベルが和指向性出力１２と一致するように
増幅し、補正回路１０へ出力する（この出力をヌル指向
性出力と言うこととする）。図２は、和指向性出力１２
とヌル指向性出力１３との指向特性の相違を示す図であ
る。また、図３は到来角度θと各指向性出力の感度レベ
ルを比較した図であり、１４は和指向性出力とヌル指向
性出力との比（大きい方で小さい方を割った値）を示
す。補正回路１０では、和指向性出力１２による受信レ
ベルとヌル指向性出力１３による受信レベルとのレベル
比較より、すなわち、図３の一点鎖線１４に従って、魚
３からの反射エコーの到来角度θを測定し、和指向性出
力１２のθによる感度低下分の補正を行う。
【００１０】ここで、図２に示す本発明の実施例の和指
向性出力１２と図５に示す従来の装置における狭指向性
出力１７とを同一の指向特性に設定したとする。すなわ
ち、使用周波数２００ｋＨｚで、円板形送受波器１の半
径ａ0 ＝２５ｍｍ（約３．３λ，λ：伝搬波長）の円形
ピストン振動送受波器の指向特性としたとする。そし
て、ヌル指向性出力１３は、ａ1 ＝１７．７ｍｍ（２．
３６λ）として、一方を逆相として加算したものとし、
指向性利得を数値積分により算出した場合、１６．８ｄ
Ｂとなる。一方、広指向性出力１８は、円板半径４．７
ｍｍ（０．６１λ）としたときのもので、その指向性利
得は、１０ｌｏｇ（πＤ／λ）2 （Ｄ：円板直径）か
ら、１１．７ｄＢとなる。従って、ヌル指向性出力１３
の方が、約５ｄＢ利得が高くなり、それだけＳ／Ｎの高
い受信信号が得られることになる。また、和指向性出力
１２の指向性利得は十分に高く（ａ＝３．３λでは２
６．４ｄＢ）、且つ、レベル差比較演算の誤差は主にヌ
ル指向性出力１３のＳ／Ｎで決まると考えらるため、本
発明の装置は、到来角度θの測定が高精度で行えること
になる。また、図３に示す和指向性出力１２とヌル指向
性出力１３の比の一点鎖線１４と、図６に示す狭指向性
出力１７と広指向性出力１８の比の一点鎖線１９とを比
較すると、線１４の方が大きな変化量を示し（線の傾き
が大きい）、従ってヌル指向性出力１３の雑音レベルと
広指向性出力１８の雑音レベルが、仮に同一であったと
しても、本発明の装置の方が到来角度θの測定に対する
雑音の影響が少なくて済み、より精度の高い計測が可能
となる。
向性出力１２と図５に示す従来の装置における狭指向性
出力１７とを同一の指向特性に設定したとする。すなわ
ち、使用周波数２００ｋＨｚで、円板形送受波器１の半
径ａ0 ＝２５ｍｍ（約３．３λ，λ：伝搬波長）の円形
ピストン振動送受波器の指向特性としたとする。そし
て、ヌル指向性出力１３は、ａ1 ＝１７．７ｍｍ（２．
３６λ）として、一方を逆相として加算したものとし、
指向性利得を数値積分により算出した場合、１６．８ｄ
Ｂとなる。一方、広指向性出力１８は、円板半径４．７
ｍｍ（０．６１λ）としたときのもので、その指向性利
得は、１０ｌｏｇ（πＤ／λ）2 （Ｄ：円板直径）か
ら、１１．７ｄＢとなる。従って、ヌル指向性出力１３
の方が、約５ｄＢ利得が高くなり、それだけＳ／Ｎの高
い受信信号が得られることになる。また、和指向性出力
１２の指向性利得は十分に高く（ａ＝３．３λでは２
６．４ｄＢ）、且つ、レベル差比較演算の誤差は主にヌ
ル指向性出力１３のＳ／Ｎで決まると考えらるため、本
発明の装置は、到来角度θの測定が高精度で行えること
になる。また、図３に示す和指向性出力１２とヌル指向
性出力１３の比の一点鎖線１４と、図６に示す狭指向性
出力１７と広指向性出力１８の比の一点鎖線１９とを比
較すると、線１４の方が大きな変化量を示し（線の傾き
が大きい）、従ってヌル指向性出力１３の雑音レベルと
広指向性出力１８の雑音レベルが、仮に同一であったと
しても、本発明の装置の方が到来角度θの測定に対する
雑音の影響が少なくて済み、より精度の高い計測が可能
となる。
【００１１】
【発明の効果】以上説明したように本発明の計量用魚群
探知機は、和指向性出力とヌル指向性出力との比を用い
ることで、受波信号利得を低下させることなく、到来角
度θの測定精度を高く維持し高性能な計量精度が得られ
るという効果がある。
探知機は、和指向性出力とヌル指向性出力との比を用い
ることで、受波信号利得を低下させることなく、到来角
度θの測定精度を高く維持し高性能な計量精度が得られ
るという効果がある。
【図１】本発明の一実施例を示すブロック図である。
【図２】和指向性とヌル指向性との指向特性の相違を示
す図である。
す図である。
【図３】到来角度と各指向性出力との感度レベルの比較
を示す図である。
を示す図である。
【図４】到来角度による受信レベルの補正を説明するた
めの図である。
めの図である。
【図５】従来のデュアルビーム方式を説明するための図
である。
である。
【図６】従来のデュアルビーム方式を説明するための図
である。
である。
１ 円板形送受波器 ２−１ 外側電極 ２−２ 内側電極 ３ 計量対象物（魚） ７ インバーター ８−１，８−２ 加算器 ９ 増幅器 １０ 補正回路 １２ 和指向性 １３ ヌル指向性 １４ 和指向性とヌル指向性の比
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01S 3/80 - 3/86 G01S 5/18 - 5/30 G01S 7/52 - 7/64 G01S 15/00 - 15/96
Claims (1)
- 【請求項１】 計量対象物からの反射波の受波感度を反
射波の到来角度θで補正するため、異なった２種類の指
向性で受信し、受信レベルの差により上記到来角度θを
算出するデュアルビーム(dual-beam) 方式の計量用魚群
探知機において、上記異なった２種類の指向性を、その電極面積が互いに
等しくなるよう同心円状に内外２分割して形成された２
個の電極を有する円板形送受波器により提供し、 各電極 から得られたそれぞれの受波信号を、そのまま加
算した和指向性出力と、２つの受波信号のうち１つの受
波信号を反転してから加算したヌル指向性出力を用い、
これらの出力の受信レベルの差により上記到来角度θを
算出する手段、 を備えたことを特徴とする計量用魚群探知機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04327575A JP3141965B2 (ja) | 1992-11-13 | 1992-11-13 | 計量用魚群探知機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04327575A JP3141965B2 (ja) | 1992-11-13 | 1992-11-13 | 計量用魚群探知機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06148315A JPH06148315A (ja) | 1994-05-27 |
| JP3141965B2 true JP3141965B2 (ja) | 2001-03-07 |
Family
ID=18200594
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04327575A Expired - Fee Related JP3141965B2 (ja) | 1992-11-13 | 1992-11-13 | 計量用魚群探知機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3141965B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5334342B1 (ja) * | 2012-08-15 | 2013-11-06 | 株式会社ソニック | 計量魚群探知機 |
-
1992
- 1992-11-13 JP JP04327575A patent/JP3141965B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06148315A (ja) | 1994-05-27 |
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