JPH0125031B2 - - Google Patents
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- JPH0125031B2 JPH0125031B2 JP58176369A JP17636983A JPH0125031B2 JP H0125031 B2 JPH0125031 B2 JP H0125031B2 JP 58176369 A JP58176369 A JP 58176369A JP 17636983 A JP17636983 A JP 17636983A JP H0125031 B2 JPH0125031 B2 JP H0125031B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- receiver
- array
- receiver array
- receivers
- output
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S3/00—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received
- G01S3/80—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
- G01S3/802—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction
- G01S3/808—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction using transducers spaced apart and measuring phase or time difference between signals therefrom, i.e. path-difference systems
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔技術分野〕
本発明は水中において使用される水平直線形受
波器アレーに関するものである。
波器アレーに関するものである。
複数の受波器を水中で水平に展長して直線配列
構成とする従来の水平直線形受波器アレーでは、
デイレーライン等で整相してマルチビームを造
り、各ビーム出力に信号検出器を接続して聴音す
るので、測定目標である音源が存在する方位のビ
ーム出力ではＳ／Ｎ比を向上して聴音することが
できる。このときのビーム出力の指向性パターン
は、アレー軸に対称な円錘形を形成する。
構成とする従来の水平直線形受波器アレーでは、
デイレーライン等で整相してマルチビームを造
り、各ビーム出力に信号検出器を接続して聴音す
るので、測定目標である音源が存在する方位のビ
ーム出力ではＳ／Ｎ比を向上して聴音することが
できる。このときのビーム出力の指向性パターン
は、アレー軸に対称な円錘形を形成する。
このような水平直線形受波器アレーを第６図に
示す。
示す。
この図に示したように受波器アレー２８を直線
状に水平に展長させ、ビームを例えば60゜方向に
向けた場合、その指向性は中心の受波器ａを頂点
とする円錘形（ホーン状）となり、この円錘の底
面の円周上の方向にある音源をすべて探知する。
状に水平に展長させ、ビームを例えば60゜方向に
向けた場合、その指向性は中心の受波器ａを頂点
とする円錘形（ホーン状）となり、この円錘の底
面の円周上の方向にある音源をすべて探知する。
例えば、Ａ点に音源がある場合、これを探知す
る。
る。
しかしながら、このＡ点を探知しても、これに
対する虚音源としてＢ点が存在するため、Ａ点と
Ｂ点のどちらが真の音源か判定することはできな
い。
対する虚音源としてＢ点が存在するため、Ａ点と
Ｂ点のどちらが真の音源か判定することはできな
い。
そこで、前記受波器アレー２８を船舶で曳航し
ている場合は、この船舶の進路を変えることで、
音の音源方位を求めることが必要となる。
ている場合は、この船舶の進路を変えることで、
音の音源方位を求めることが必要となる。
第７図は船舶の進路変更により音源方位を求め
る場合の説明図である。
る場合の説明図である。
この図において、船舶２９がイの位置で受波器
アレー２８により音源ＡとＢを探知し、次に船舶
２９の進路を例えば直角方向に変更して受波器ア
レー２８の展長方向を変え、ロの位置で音源Ａと
Ｃを探知すれば、この２回の探知に現れた方位の
音源Ａが真の音源であると判定することができ
る。
アレー２８により音源ＡとＢを探知し、次に船舶
２９の進路を例えば直角方向に変更して受波器ア
レー２８の展長方向を変え、ロの位置で音源Ａと
Ｃを探知すれば、この２回の探知に現れた方位の
音源Ａが真の音源であると判定することができ
る。
しかしながら従来の受波器アレー２８では、上
述したように船舶で曳船する場合は、真の音源の
方位を測定できるものの、水上に係留したブイか
ら吊下し、海流を利用して展長させるという使用
方法においては、受波器アレー２８の展長方向を
変えることができず、そのため真の音源の方位を
測定することができないという欠点を有してい
る。
述したように船舶で曳船する場合は、真の音源の
方位を測定できるものの、水上に係留したブイか
ら吊下し、海流を利用して展長させるという使用
方法においては、受波器アレー２８の展長方向を
変えることができず、そのため真の音源の方位を
測定することができないという欠点を有してい
る。
本発明は上述した従来技術の欠点を解決するた
めになされたもので、水上に係留したブイから吊
下して、海流により展長させた場合でも正確に真
の音源の方位を測定することができると共に、精
度のよい測定値が得られる水平直線形受波器アレ
ーを実現することを目的とするものである。
めになされたもので、水上に係留したブイから吊
下して、海流により展長させた場合でも正確に真
の音源の方位を測定することができると共に、精
度のよい測定値が得られる水平直線形受波器アレ
ーを実現することを目的とするものである。
上述した目的を達成するため、本発明は無指向
性受波器による受波器アレーの音響中心位置にコ
サイン及びサインパターンを持つ指向性受波器を
アレー軸に対して直角と並行にそれぞれ配置した
ものである。
性受波器による受波器アレーの音響中心位置にコ
サイン及びサインパターンを持つ指向性受波器を
アレー軸に対して直角と並行にそれぞれ配置した
ものである。
第１図は本発明による水平直線形受波器アレー
の一実施例を示す側面図で、図において１〜１７
は無指向性受波器、１８は受波器信号を送る多芯
ケーブルである。１９は該多芯ケーブル１８の末
尾に設けられたドローグで、前記無指向性受波器
１〜１７とこれを取り付けた多芯ケーブル１８か
ら成る受波器アレーを海流によつて水平にかつ直
線状に展長させる抵抗体である。
の一実施例を示す側面図で、図において１〜１７
は無指向性受波器、１８は受波器信号を送る多芯
ケーブルである。１９は該多芯ケーブル１８の末
尾に設けられたドローグで、前記無指向性受波器
１〜１７とこれを取り付けた多芯ケーブル１８か
ら成る受波器アレーを海流によつて水平にかつ直
線状に展長させる抵抗体である。
２０は受波器アレーの終端を構成する電子回
路、２１は受波器アレーを水面下数100ｍに吊下
すると共に受波器アレー信号を水面上まで伝送す
るケーブル、２２は受波器アレーのアレー軸に対
して直角に設置されたダイポール指向性受波器、
２３はアレー軸に対して並行に設置されたダイポ
ール指向性受波器、２４はコンパスである。
路、２１は受波器アレーを水面下数100ｍに吊下
すると共に受波器アレー信号を水面上まで伝送す
るケーブル、２２は受波器アレーのアレー軸に対
して直角に設置されたダイポール指向性受波器、
２３はアレー軸に対して並行に設置されたダイポ
ール指向性受波器、２４はコンパスである。
この構成において１〜２１までは従来の水平直
線形受波器アレーと同じであるが、本発明は受波
器アレーの音響中心位置すなわち無指向性受波器
９の位置に、コサインパターンを持つダイポール
指向性受波器２２と、サインパターンを持つダイ
ポール指向性受波器２３及びコンパス２４を設置
して、方位測定を行うようにしたものである。
線形受波器アレーと同じであるが、本発明は受波
器アレーの音響中心位置すなわち無指向性受波器
９の位置に、コサインパターンを持つダイポール
指向性受波器２２と、サインパターンを持つダイ
ポール指向性受波器２３及びコンパス２４を設置
して、方位測定を行うようにしたものである。
すなわち、無指向性受波器１〜１７及びダイポ
ール指向性受波器２２，２３の音響信号及びコン
パス２４の信号は、終端回路２０に集められて多
重化され、ケーブル２１を通して送出される。観
測局では、この多重化信号を分離復調し、無指向
性受波器１〜１７の受波信号を整相してビームを
造つて聴音し、最もＳ／Ｎ比よく聴音できるビー
ム出力とダイポール指向性受波器２２，２３の信
号を用いて方位計算を行う。この場合、多重化伝
送及びビーム形成等に伴つて生じる位相シフト
は、補正されるべきものとする。また、コンパス
２４の信号はアレー軸に沿つた方位角を、絶対的
方位角に変換するために使われる。
ール指向性受波器２２，２３の音響信号及びコン
パス２４の信号は、終端回路２０に集められて多
重化され、ケーブル２１を通して送出される。観
測局では、この多重化信号を分離復調し、無指向
性受波器１〜１７の受波信号を整相してビームを
造つて聴音し、最もＳ／Ｎ比よく聴音できるビー
ム出力とダイポール指向性受波器２２，２３の信
号を用いて方位計算を行う。この場合、多重化伝
送及びビーム形成等に伴つて生じる位相シフト
は、補正されるべきものとする。また、コンパス
２４の信号はアレー軸に沿つた方位角を、絶対的
方位角に変換するために使われる。
第２図は受波器アレーを上方から眺めたときの
指向性を表す図で、方位はアレー軸に直角な方向
を0゜とし、ビーム出力は＋60゜方向が最大Ｓ／Ｎ
比と想定した。
指向性を表す図で、方位はアレー軸に直角な方向
を0゜とし、ビーム出力は＋60゜方向が最大Ｓ／Ｎ
比と想定した。
第３図は受波器アレーの音響中心位置における
受波器構造を示す斜視図で、多芯ケーブル１８は
容器２５に接続され、この容器２５内に無指向性
受波器９とコンパス２４が設置されている。そし
て、この容器２５から３本のゴム２６を介して容
器２７が吊下されており、この容器２７内に２個
の振動数がコサイン、サイン用のダイポール指向
性受波器２２，２３としてアレー軸に対して直角
及び並行に置かれた状態で収容されている。
受波器構造を示す斜視図で、多芯ケーブル１８は
容器２５に接続され、この容器２５内に無指向性
受波器９とコンパス２４が設置されている。そし
て、この容器２５から３本のゴム２６を介して容
器２７が吊下されており、この容器２７内に２個
の振動数がコサイン、サイン用のダイポール指向
性受波器２２，２３としてアレー軸に対して直角
及び並行に置かれた状態で収容されている。
この構成は、水中において容器２７に加わる音
圧差によつて該容器２７が振動し、その振動がダ
イポール指向性受波器２２，２３によりピツクア
ツプされる。
圧差によつて該容器２７が振動し、その振動がダ
イポール指向性受波器２２，２３によりピツクア
ツプされる。
ダイポール指向性受波器２２，２３はその軸方
向にのみ感度があり、第２図に示すコサイン、サ
インの８の字パターンの指向性を有している。
向にのみ感度があり、第２図に示すコサイン、サ
インの８の字パターンの指向性を有している。
第４図は前記ダイポール指向性受波器２２，２
３の構造を示す断面図である。
３の構造を示す断面図である。
図において、３０は両端を閉止した円筒状の筐
体、３１及び３２は円板状の振動板、３３及び３
４はセラミツク等による円板状の圧電子、３５は
鉛等による円柱状の内部材、３６は油等の粘性液
体を示している。
体、３１及び３２は円板状の振動板、３３及び３
４はセラミツク等による円板状の圧電子、３５は
鉛等による円柱状の内部材、３６は油等の粘性液
体を示している。
ここで、前記内部材３５はその両端がそれぞれ
圧電子３３，３４を貼着した振動板３１，３２に
支持され、筐体３０内の中央部に配置されてい
る。そして、前記振動板３１，３２の周縁部は筐
体３０の内壁に接着剤等により固定され、この振
動板３１，３２間に前記粘性液体３６が充填され
ている。
圧電子３３，３４を貼着した振動板３１，３２に
支持され、筐体３０内の中央部に配置されてい
る。そして、前記振動板３１，３２の周縁部は筐
体３０の内壁に接着剤等により固定され、この振
動板３１，３２間に前記粘性液体３６が充填され
ている。
このように構成されたダイポール指向性受波器
２２，２３は、筐体３０が前述した容器２７と同
一に振動し、その振動が振動板３１，３２を介し
て内部材３５に伝えられ、筐体３０と内部材３５
の動きの差が圧電子１１，１２を屈曲させて出力
電圧を生じさせる。
２２，２３は、筐体３０が前述した容器２７と同
一に振動し、その振動が振動板３１，３２を介し
て内部材３５に伝えられ、筐体３０と内部材３５
の動きの差が圧電子１１，１２を屈曲させて出力
電圧を生じさせる。
次に、上述した構成による本実施例の水平直線
形受波器アレーの方位測定について説明する。
形受波器アレーの方位測定について説明する。
前述したように受波器アレーの音響中心位置に
第２図に示すコサイン、サインの指向性を有する
ダイポール指向性受波器２２，２３を配置する。
このダイポール指向性受波器２２，２３によるコ
サイン、サインの指向性出力はビーム出力の位相
を基準として、実線方向のときは同位相、点線方
向のときは反位相（180゜反転）となる特性に設定
されている。
第２図に示すコサイン、サインの指向性を有する
ダイポール指向性受波器２２，２３を配置する。
このダイポール指向性受波器２２，２３によるコ
サイン、サインの指向性出力はビーム出力の位相
を基準として、実線方向のときは同位相、点線方
向のときは反位相（180゜反転）となる特性に設定
されている。
各々の出力は次のように示される。
ビーム出力＝Kei〓t
コサイン出力＝Ａ・Kcosθ・ei〓t
サイン出力＝Ａ・Ksinθ・ei〓t
ここで1/4象限内の方位は、
θ＝tan-1サイン出力／コサイン出力
で求めることができる。
更に、象限を決定するには第５図に示すよう
に、ビーム出力、コサイン出力、サイン出力を比
較すればよい。
に、ビーム出力、コサイン出力、サイン出力を比
較すればよい。
例えば、第２図に示したように60゜方向に音源
があつたとき、ビーム出力により60゜と120゜の２
方向が求められるので、更にコサイン出力とサイ
ン出力から上記の方法により60゜が真の音源方位
として求めることができる。そして、この後コン
パス２４の出力でアレー軸を補正すれば、真の音
源の絶対方位を求めることができる。
があつたとき、ビーム出力により60゜と120゜の２
方向が求められるので、更にコサイン出力とサイ
ン出力から上記の方法により60゜が真の音源方位
として求めることができる。そして、この後コン
パス２４の出力でアレー軸を補正すれば、真の音
源の絶対方位を求めることができる。
尚、第１図では無指向性受波器を17個配列した
例を示して説明したが、17個に限定されるもので
はなく、一般的にはこれより多数の無指向性受波
器が用いられる。また、第１図において無指向性
受波器を音響中心に近づく程間隔を小さくして配
列しているのは、広い音響周波数帯をカバーする
ためである。
例を示して説明したが、17個に限定されるもので
はなく、一般的にはこれより多数の無指向性受波
器が用いられる。また、第１図において無指向性
受波器を音響中心に近づく程間隔を小さくして配
列しているのは、広い音響周波数帯をカバーする
ためである。
以上説明したように、本発明は受波器アレーの
音響中心位置にコサイン及びサインパターンを持
つ指向性受波器をアレー軸に対して直角及び平行
に設置することにより、方位測定のための基準信
号として無指向性出力ではなく、水平アレーのビ
ーム出力を用いるようにしているので、音源から
の水中音のＳ／Ｎ比が低い場合でも精度のよい測
定値が得られるという効果がある。
音響中心位置にコサイン及びサインパターンを持
つ指向性受波器をアレー軸に対して直角及び平行
に設置することにより、方位測定のための基準信
号として無指向性出力ではなく、水平アレーのビ
ーム出力を用いるようにしているので、音源から
の水中音のＳ／Ｎ比が低い場合でも精度のよい測
定値が得られるという効果がある。
また、上述したように一対の指向性受波器を設
けることにより、受波器アレーの展長方向を変え
ることなく正確に真の音源の方位を測定すること
ができるので、ブイから吊下して海流により水平
に展長することができる。
けることにより、受波器アレーの展長方向を変え
ることなく正確に真の音源の方位を測定すること
ができるので、ブイから吊下して海流により水平
に展長することができる。
第１図は本発明による水平直線形受波器アレー
の一実施例を示す側面図、第２図は本発明で用い
る指向性パターンの説明図、第３図は受波器アレ
ーの音響中心位置における受波器構造を示す斜視
図、第４図はダイポール指向性受波器の構造を示
す断面図、第５図は方位測定時の象限を決定する
ための各出力の位相例を示す図、第６図は従来の
水平直線形受波器アレーを示す平面図、第７図は
従来の方位測定例を示す説明図である。 １〜１７……無指向性受波器、１８……多芯ケ
ーブル、１９……ドローグ、２０……終端回路、
２１……伝送ケーブル、２２，２３……ダイポー
ル指向性受波器、２４……コンパス、２５……容
器、２６……ゴム、２７……容器、３０……筐
体、３１，３２……振動板、３３，３４……圧電
子、３５……内部材、３６……粘性液体。
の一実施例を示す側面図、第２図は本発明で用い
る指向性パターンの説明図、第３図は受波器アレ
ーの音響中心位置における受波器構造を示す斜視
図、第４図はダイポール指向性受波器の構造を示
す断面図、第５図は方位測定時の象限を決定する
ための各出力の位相例を示す図、第６図は従来の
水平直線形受波器アレーを示す平面図、第７図は
従来の方位測定例を示す説明図である。 １〜１７……無指向性受波器、１８……多芯ケ
ーブル、１９……ドローグ、２０……終端回路、
２１……伝送ケーブル、２２，２３……ダイポー
ル指向性受波器、２４……コンパス、２５……容
器、２６……ゴム、２７……容器、３０……筐
体、３１，３２……振動板、３３，３４……圧電
子、３５……内部材、３６……粘性液体。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 水中において水平にかつ直線状に展長する複
数の無指向性受波器から成る受波器アレーの音響
中心位置に、コサイン及びサインパターンを持つ
指向性受波器をアレー軸に対して直角及び並行に
設置したことを特徴とする水平直線形受波器アレ
ー。 ２ 指向性受波器と同位置にコンパスを併設した
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の水
平直線形受波器アレー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58176369A JPS6069576A (ja) | 1983-09-26 | 1983-09-26 | 水平直線形受波器アレ− |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58176369A JPS6069576A (ja) | 1983-09-26 | 1983-09-26 | 水平直線形受波器アレ− |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6069576A JPS6069576A (ja) | 1985-04-20 |
| JPH0125031B2 true JPH0125031B2 (ja) | 1989-05-16 |
Family
ID=16012411
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58176369A Granted JPS6069576A (ja) | 1983-09-26 | 1983-09-26 | 水平直線形受波器アレ− |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6069576A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0524218U (ja) * | 1991-08-06 | 1993-03-30 | 三菱マテリアル株式会社 | 穴明け工具 |
-
1983
- 1983-09-26 JP JP58176369A patent/JPS6069576A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6069576A (ja) | 1985-04-20 |
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