JPH01244387A - パルスエコーシステム送受信装置 - Google Patents

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】 （産業上の利用分野） 本発明は、分散圧縮方式の送受信を行うパルスエコーシ
ステム送受信装置に関する。

（従来の技術） 高周波信号を送信して送信時と受信時の時間差を測定す
ることによって反射体の送信貞からの距離又はその分布
を測定する装置は例えばレーダー。

ンナー、超音波診断装置等数多くあるが、その方式に分
散圧縮方式という送受信の方式がある。この分散圧縮方
式というのは第３図に示すように、狭幅の＾振幅パルス
を送波波形として用いる代りに、これを分散化して、長
幅の低振幅パルスに変換して送信し、受信時にはその逆
の処理を行う（圧縮する）方式である。低圧信号２は例
えば図に示すように２ａ、２ｂ、２ｃ、・・・、２１で
構成され、各成分２８〜２１はそれぞれ予定された波形
及び位相を有している。従来、この信号処理は第４図に
示す回路によって行われている。第４図において、トリ
ガパルス発生器３で発生したトリがパルスはコンボルバ
としての相関器であるチャーブエンコーダ４によって分
散波形とされ、送受信スイッチ５を経て送受波器６から
目的領域７へ送波される。目的領域７の反射体から反射
された分散波形信号は送受信スイッチ５を経てコンボル
バとしての相関器であるチャーブデコーダ８で圧縮波形
であるパルス波形に復元され、受信増幅器って増幅され
る。

（発明が解決しようとする課題） ところで、例えば第３図の分散波形信号２において２８
が先頭で送信されると反射体から反射された分散波形信
号２は２ａが先頭で帰ってくる。

従って、空間の任意の一点で見ると、その波形の向きが
送信波形と受信波形とで空間的に逆になっている。（の
ため、圧縮波形を分散波形にエンコードするエンコーダ
４と分散波形から圧縮波形にデコードするデコーダ８と
は空間的位置関係で言ってカーネル（系数列）を逆向き
に配置する必要がある。従って、同じ系数列を持ったコ
ンボルバ相関器をそのまま共用することはできないで、
往路用のエンコーダ４と要路用のデコーダ８とは系数列
の向きが逆向きの相関器を別々に用いていた。

上記チャーブエンコーダ４とチャーブデコーダ８は同じ
系数列の相関器を用いるのにも拘わらず逆向きに配置し
なければならないという理由で２個の相関器を別々に用
いる必要があるため高価なものとなっていた。又、これ
らの送受コンボルバの特性は正逆方向ともぴったりと合
っていなくてはならないため、その特性の管理が重要で
旦っ厄介な問題であった。

本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、その目的は
、トランスバーサル信号処理系による相関器１個を空間
的に配置換えしないで送受信に共用できる分散圧縮送受
信方式のパルスエコーシステム送受信装置を実現するこ
とにある。

他の目的は、送受コンボルバ同士のミスマツチ又は送波
波形発生器と受波圧縮コンボルバとのミスマツチの問題
のないパルスエコーシステム送受信装置を実現すること
にある。

（課題を解決するための手段） 前記の課題を解決する本発明は、分散圧縮送受信方式を
採用するパルスエコーシステム送受信装置において、圧
縮波形を扱う送受信回路と分散波形を１及う送受信回路
とを３ポート形式の正逆共用のコンボルバを介して接続
し、該コンボルバにより圧縮波形と分散波形との変換を
行うことを特徴とするものである。

〈作用） 送波圧縮波形をコンボルバに入力し、分散波形として送
信し、受信分散波をコンボルバ上を前記送信用圧縮波と
同一方向に通過させて圧縮波形に変換する。ミスマツチ
があればアポダイゼーションフィルタにより処理してミ
スマツチの問題を解決する。

（実施例） 以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。

第１図は本発明の一実施例のブロック図である。

図において、１１は送受シーケンスのタイミングを決定
するクロックを発振する送波クロック発振器、１２は送
波クロック発振器１１の出力のクロックにより送信信号
のチャーブパルスの長さに相当する時間幅のパルスを発
振するモノステーブルマルチバイブレータ（以下ＭＶと
いう）である。

１３は送波クロック発振器１１の出力パルスによって発
振し３ポートコンボルバ（以下コンボルバという）１４
への入力信号の圧縮波形信号を作るバイポーラパルス発
振器（以下ＢＰＰＧという）である。この信号はコンボ
ルバ１４のポートｂへ入力されて分散波形とされ、ポー
トＣがら出力される。コンボルバ１４の一例の模式図を
第２図に示す。２１はコンボルバ１４の両端にあって超
音波を吸収するための吸音材である。このコンボルバ１
４は音響表面波フィルタ（以下ＳＡＷフィルタという）
を用いており、ポートａ−ｂ間はインパルス入力に対し
てダウンチャーブ信号を出すエンコーダで、アップチャ
ープ信号入力に対しては圧縮器としてのデコーダとして
働く。これはポートｂの電極対のパターンがポートａ側
で密になり、ポートＣ側で疎になっているからである。

ポートｂ−ｃ間は上記の逆の働きをする。

１５はコンボルバ１４で分散された送信信号を電力増幅
する送信パワーアンプで、ＭＶ１２で作られるチャーブ
パルスの時間幅のパルスＴＧによってその間だけ動作す
るように制Ｗされている。

１７は受信信号が送信側に入らないように阻止している
アイソレータである。１８は信号を送信し、反射波を受
信するトランスデユーサ、１９はトランスデユーサ１８
で受信した分散波形のチャーブ信号を受信する受信アン
プで、ＭＶ１２の出力パルスＲＧにより動作を停止し、
送信波形のループによる発振を防止するようになってい
る。２０はプロセスアンプ、２１はコンボルバ１４の作
りが杜撰でタイムサイドローブの多い圧縮結果を呈する
時に出力波形を丸めて救済する目的で挿入されているア
ポダイゼーション帯域濾波器（以下△ＢＰＦという）で
ある。この出力は受信増幅器２２で増幅される。以降の
回路は通常の受信機回路と同様なので省略する。

次に上記のように構成された実施例の動作を説明する。

送波り０ツク発振器１１が発振したクロック信号はＢＰ
ＰＧ１３をトリガして送信用パルス信号を発生させる。

この出力はコンボルバ１４のポートｂに入力されポート
Ｃへ進んで分散波形のダウンチャープ信号とされる。送
波パワーアンプ１５は送波り０ツク発振器１１のクロッ
クに基づいて前記の送信時期に発振するＭＶ１２の出力
パルスＴＧによりイネーブルとされて、チャープ信号の
時間幅だけコンボルバ１４の出力を増幅する。その出力
信号はアイソレータ１７を経てトランスデユーサ１８か
ら送信される。反射体から反射されたアップチャーブ信
号は再びトランスデユーサ１８に受信され受波アンプ１
９で増幅される。

受波アンプ１９は送信時点での発振を防ぐため、ＭＶ１
２の出力の負パルスＲＧによってディスエーブルされて
いる。受波アンプ１９の出力はコンボルバ１４のポート
ａに入力され、送信時と同じ方向に進んで圧縮波形とさ
れてポートｂからプロセスアンプ２０で増幅され、ＡＢ
ＰＦ２１を経て受信増幅器２２で増幅されて受信機へ入
力される。

このようにしてコンボルバ１４は３ポートであるため、
ポートｂに入った圧縮波形はポートＣで分散波形となり
、同一チャープ波形でポートａに入力された受信信号は
ポートｂて圧縮波形となる。

結局、１個のコンボルバで送信時における圧縮波形→分
散波形の変換、受信時における分散波形→圧縮波形の変
換を行うことができるようになる。

尚、本発明は上記実施例に限定されるものではない。第
５図は本発明の他の実施例のブロック図である。図にお
いて、第１図と同じ部分には同一の符号を付しである。

この＊施例では第１図の実施例とは送信時におけるコン
ボルバ１４への入力ポートをポートｂに代えてポートＣ
とし、出力ポートをポートＣに代えてポートｂとしてア
ップチャーブ信号として送信し、受信時には入力ポート
をポートａに代えてポートｂとし、出力ポートをポート
ｂに代えてポートａに代えた点で異なっているが、送受
信号が同一方向に進む点は同じである。図中、２３はコ
ンボルバ１４と送波パワーアンプ１５との間に挿入され
たデッドゾーン回路でアイソレータ１７と相俟ってラウ
ンドトリップ発振を抑えている。

何れの実施例においても、圧電サブストレートの上を進
行する表面波が、送り（エンコード）の場合と受け（デ
コード）の場合で共に同じ向きとなることが特徴で、こ
の場合、信号処理の内容はデコード、エンコードとも真
中のポートｂになっている電極パターンのみで決まるの
で、送受相互にミスマツチをおこすという問題は木質的
に存在しない。

本実施例ではコンボルバとしてＳＡＷフィルタを用いた
が、バルク超音波の形をしたトランスバ−サルフィルタ
でも、又、ＬＣデイレイラインでも差支えない。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように、最も簡単な手法で分散圧縮
方式の超音波パルスエコーシステムが得られ、コストの
増加もコンボルバに３ポート形式のものを用いた程度で
すみ、小型簡単な装置で感度限界やＳ／Ｎ比検出能率等
を向上させることができ、実用上の効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のブロック図、第２図はコン
ボルバの説明図、第３図は圧縮波形信号と分散波形信号
の説明図、第４図は従来の分散圧縮送受信方式の送受信
装置の要部ブロック図、第５図は他の実施例のブロック
図である。 １・・・圧縮波形信号　　　２・・・分散波形信号１１
・・・送波クロック発振器 １２・ＭＶ　　　　　　　１３・ＢＰＰＧ１４・・・コ
ンボルバ　　　６・・・送波パワーアンプ１８・・・ト
ランスデユーサ １９・・・受波アンプ ２１・・・ＡＢＰＦ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）分散圧縮送受信方式を採用するパルスエコーシス
   テム送受信装置において、圧縮波形を扱う送受信回路と
   分散波形を扱う送受信回路とを３ポート形式の正逆共用
   のコンボルバを介して接続し、該コンボルバにより圧縮
   波形と分散波形との変換を行うことを特徴とするパルス
   エコーシステム送受信装置。 （２）前記３ポート形式のコンボルバの中間ポートに圧
   縮波形を扱う送受信回路を接続し、分散波形を扱う送信
   回路を該コンボルバの一端に、分散波形を扱う受信回路
   を他端に接続することを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載のパルスエコーシステム送受信装置。（３）前記
   ３ポート形式のコンボルバの一端のポートに圧縮波形を
   扱う送信回路を接続し、他端のポートに圧縮波形を扱う
   受信回路を接続し、中間のポートに分散波形を扱う送受
   信回路を接続することを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載のパルスエコーシステム送受信装置。 （４）受波圧縮出力信号を周波数軸上でアポダイゼーシ
   ヨンフィルタにより処理することを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載のパルスエコーシステム送受信装置。