JPH01257288A - 魚群探知機 - 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］ 本発明は超音波を送受信して海中における魚群等の存在
を判別探知する魚群探知機に関し、−層詳細には、送受
波器内に配設された超音波振動子から超音波パルスを繰
り返して送信する際、当該超音波パルスを擬似雑音信号
で変調して送信し、水中物体から反射して送受波器に帰
来する受信信号と前記擬似雑音信号との相関をとり水中
物体に係る映像を表示器上に表示するように構成した魚
群探知機に関する。

［発明の背景］ 従来から、水中に存在する物体を確認するために水中音
響機器が広汎に用いられている。その好適な一例として
魚群探知機を掲げることが出来よう。当該魚群探知機は
単一の振動素子または適当な形状に配列した複数の振動
素子からなる送受波器から音波、特に超音波パルスを繰
り返して所定範囲の水中に発射し、水中物体から反射し
て帰来するエコー信号を受波して、例えば、ＣＲＴ　（
ブラウン管）上に表示する装置である。すなわち、魚群
等の水中物体からの反射エコーの強度が魚群等の大小お
よび密度等に比例することに着目し、当該反射エコーに
係る信号波の振幅レベルに応じてＣＲＴ等の表示器上に
カラー表示し、あるいは記録紙上に濃淡表示して魚群等
の存在を判別乃至確認している。

ところで、このような魚群探知機においては、魚群の探
知距離能力、表示分解能および混信回避能力は夫々高い
ことが望まれている。すなわち、探知距離が長いと魚群
を遠方から且つ広範囲に探知することが出来るので、魚
群を看過する確率あるいは魚群を見失う確率が極めて減
少し、また、表示分解能が高いと遠方からまたは水深が
深い所の魚種が特定出来る可能性が高くなり、それが所
望の魚種であれば投網時機を早めに開始することが出来
、さらに、混信回避能力が大きいと自己の魚群探知機に
係る魚群位置を正確に捕捉出来、結局、いずれの能力も
漁獲高を向上することに寄与することが期待される。

そこで、これらの要請に応えるべく、探知距離を延ばす
ために送信超音波パルスの尖頭送信電力値を大きくし、
一方、距離分解能を高めるために送信超音波パルスのパ
ルス幅を狭くし、さらに、混信回避能力を高めるために
送信超音波パルスの周波数を可変出来るように努力がな
されている。

然しなから、尖頭送信電力値を大きくするためには送信
回路を高電圧化し且つ沿面距離等も十分に確保する必要
があることから部品材料費等の増加に伴う製造コストの
増大と装置の大型化を招くという不都合がある。また、
送信パルス幅と尖頭送信電力値は二律背反の関係にある
ので送信パルス幅を狭くしようとすると水中に発せられ
る電力値が低下するという不都合が生じる。さらに、周
波数を可変とするためには種々の構成部品が必要とされ
、これらを同時に満足して性能を向上させること、すな
わち、コストの上昇を制限し且つ装置の大型化を制限し
て性能を向上させることが極めて困難な問題として露呈
している。

［発明の目的］ 本発明は前記の不都合を克服するためになされたもので
あって、魚群探知機を構成する送受波器から超音波パル
スを水中に送信する際、当該超音波パルスを擬似雑音信
号（ＰｓｅｎｄｏｎｏｉｓｅＣｏｄｅｓ以下、ＰＮコー
ドという）で変調してパルス幅を増大し、このようにＰ
Ｎコード変調された超音波パルスを繰り返して送信し水
中物体から反射して送受波器に帰来する受信信号と前記
ＰＮコードとの相関をとることにより水中物体に係る映
像を表示器上に表示するように構成し、これによって超
音波パルスの尖頭送信電力値を増加させることなしに等
価的に受信電力を増大すること等を可能とする魚群探知
機を提供することを目的とする。

［目的を達成するための手段］ 前記の目的を達成するために、本発明は送受波器から送
信波としての超音波パルスを繰り返して送信し、当該送
信波が水中物体から反射して前記送受波器に帰来する受
信波を表示器に表示する魚群探知機において、擬似雑音
信号発生器に接続される変調器並びに相関処理器を配設
し、送信波を前記擬似雑音信号発生器から発生する擬似
雑音信号により変調した信号とすると共に受信波を前記
擬似雑音信号と相関をとりその出力信号を表示器に表示
するように構成することを特徴とする。

［実施態様］ 次に、本発明に係る魚群探知機について好適な実施態様
を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する
。

第１図は本実施態様に係る魚群探知機の概略構成ブロッ
ク図であり、当該魚群探知機は超音波発振器１０を含む
。当該超音波発振器１０から出力される基準パルスＰ、
Ｉは２値位相変調器１２の一方の入力端子に導入される
。２値位相変調器１２の他方の入力端子にはＰＮコード
発生器１４からのＰＮコードが導入される。前記２値位
相変調器１２では前記基準パルスＰ、ＩをＰＮコードで
変調してＰＮコード変調した超音波送信パルスＰＵＮ（
以下、ＰＮ変調超音波送信パルスという）を電力増幅器
１６に導入する。電力増幅器１６はＰＮ変調超音波送信
パルスＰいを増幅し、送受切換器１８を介して送受波器
２０に導入する。そして、送受波器２０を構成する多数
の振動子（図示せず）に前記増幅されたＰＮ変調超音波
送信パルスＰＩＩＮが印加されると、当該送受波器２０
から予め定められた所定の範囲（俯角、旋回角）に超音
波送信パルスが放射される。

そして、魚群等の水中物体（図示せず）から反射して帰
来する受信信号は送受波器２０を構成する前記超音波振
動子により受波された後、送受切換器１８を介して受信
増幅器２２に導入される。

受信増幅器２２に導入された受信信号は増幅されて相関
器２４の一方の入力端子に導入される。この場合、相関
器２４の他方の入力端子には前記ＰＮコード発生器１４
からＰＮコードが導入されているので、当該相関器２４
ではその相関作用により前記受信信号から送信波のＰＮ
コードと一致した受信信号を検出し水中物体に係る信号
のみを信号処理器２６に導入する。信号処理器２６では
当該信号処理器２６を構成するフレームメモリ（図示せ
ず）内に水中物体に係る画像情報を記録した後、ＣＲＴ
等の表示器２８に映像信号を送出する。

本発明に係る魚群探知機は基本的には以上のように構成
されるものであり、次にその作用並びに効果について説
明する。

コルピッツ型、ハートレー型あるいは水晶振動子等を用
いた超音波発振器１０はゲーテッドオシレータ構成であ
り、その出力信号である基準パルスＰＲは、第２図ａに
示すように、超音波パルスｐｕが送信パルス幅Ｐ。Ａで
ゲートされた波形であり、その繰り返し周期はＴとなっ
ている。このような基準パルスＰ、は２値位相変調器１
２の一方の入力端子に導入される。一方、２値位相変調
器１２の他方の入力端子にはＰＮコード発生器１４から
デジタル信号であるＰＮコードが導入されている。従っ
て、２値位相変調器１２は前記基準パルスＰＲをＰＮコ
ードに従い２値化処理する、所謂、ＰＮコード変調を行
う。ＰＮコード変調された基準パルスは、例えば、プッ
シュプル型の電力増幅器１６によりＫＷオーダのＰＮ変
調超音波送信パルスＰＬＡＨに増幅される。

ここで、ＰＮ変調超音波送信パルスＰいを第２図すに示
す。この場合、第２図すの横軸は時間であり、縦軸は尖
頭送信電力レベルを示している。すなわち、本実施態様
においてＰＮ変調超音波送信パルスＰＵＮの送信パルス
幅Ｐ□は基準パルスＰ、Ｉのパルス幅Ｐ。Ａに比較して
６倍に伸長されているので、恰も６種類の送信パルスが
一度に放射された場合と等価な状態となり、しかも、電
力増幅器１６の電力増幅率は従来技術と同一の増幅率で
よいので、結局、送信パルスの尖頭送信電力値は等価的
に６倍に増加されたと謂えよう。つまり、探知距離能力
が６倍に拡大されたことになる。

一方、第２図すにおける参照符号３２は前記ＰＮ変調超
音波送信パルスＰＩＩＮと尖頭送信電力値の等価な従来
技術に係る超音波送信パルスを示している。この場合、
前記したように、パルス幅を狭めて且つ送信電力レベル
を増加させることは技術的に困難であるので、送信電力
レベルの増加に伴いパルス幅が基準パルスＰ、Ｉの送信
パルス幅ＰｗＡに比較して略２倍に伸長してしまい、板
金、探知距離は２倍に拡大されるにしても分解能は１／
２に低下する不都合が露呈している。その上、電力増幅
器１６の消費電力が増加することにより装置の内部温度
が上昇すると共に、高電圧を使用することに起因して回
路の沿面距離も十分に確保する必要があり、結局のとこ
ろ、従来技術において尖頭送信電力値を増加させようと
すると装置の信鯨性の低下、大型化、さらには大幅なコ
ストの上昇等のデメリットが露呈してくる。なお、ＰＮ
コード変調を利用した場合、分解能の変更はＰＮコード
のビット幅のみを変更すればよい。

そこで、前述のように電力増幅器１６で電力増幅された
ＰＮ変調超音波送信パルスＰｔ１Ｎは送受切換器１８を
介して送受波器２０を構成する超音波振動子（図示せず
）に導入される。そして、超音波振動子から予め定めら
れた所定の方向にＰＮ変調超音波送信パルスＰいが放射
される。次に、当該ＰＮ変調超音波送信パルスＰＵＮが
魚群等の水中物体に衝突すると、その魚群等から反射す
る帰来信号が受信信号として送受波器２０の前記超音波
振動子に導入される。送受波器２０に導入された受信信
号は送受切換器１８を介して受信増幅器２２に導入され
、所定倍増幅されて受信器内のＡ／Ｄ変換器（図示せず
）でＡ／Ｄ変換変換量相関器２４入される。ここで、前
記受信信号はＰＮコード変調された受信信号であるため
、相関器２４においてＰＮコードに係るスペクトルの逆
拡散復調がなされる。すなわち、受信信号との相関がと
られて魚群等の反射信号のみが信号処理器２６に導入さ
れる。この場合、信号処理器２６に導入される相関器２
４の出力信号３４の例を第２図Ｃに示す。第２図Ｃから
諒解されるように、受信処理は第１回送信時ｔ０と第２
回送信時ｔ、の間の時間Ｔ８間に処理を行えばよい。

次に、信号処理器２６内の図示しないフレームメモリに
記憶され、Ｄ／Ａ変換器（図示せず）を介して表示器２
８上に前記反射信号に係る出力信号が表示される。なお
、次のＰＮ変調超音波送信パルスＰＬＩＮは時刻ｔ２で
発生し、次の受信処理が実行され、このように次々と繰
り返して超音波の送信、反射信号の受信、受信信号の表
示器２８上への表示が遂行される。

［発明の効果］ 以上のように、本発明によれば、魚群探知機にＰＮコー
ド変調器を配設し、超音波パルスをＰＮコード変調して
水中に送信し魚群等から反射した受信信号を受信し相関
検出して表示器上に表示している。このため、送信電力
の尖頭値を増大することなしに送信パルス幅を簡単に増
大することが出来、等価的に受信電力を増大出来る。そ
の結果、探知距離が向上する。また、尖頭電力値を増加
させていないので探知距離能力を向上させても装置は時
間−サイズで構成出来る。さらにまた、従来と同様の探
知能力が許容されるのであれば装置は小型化、低コスト
化が可能である。

さらにまた、ＰＮコードのコードはデジタル回路で容易
に変更可能であり、板金、同一周波数の魚群探知機を使
用中の他船が近づいてきてもコードを変更することによ
りその妨害を容易に回避出来る。

しかも、分解能を向上するためにはＰＮ信号のビット幅
を小さくするのみでよいのでパルス幅を小さくする必要
がなく、送信電力を調整して送信電力を減少しなければ
ならないという煩雑さが解消される。その上、魚群の検
出感度を向上させるために従来から送信パルス期間中の
搬送波にＦＭをかける技術が知られているが、本発明も
これと類似の効果が得られる。

以上、本発明について好適な実施態様を挙げて説明した
が、本発明はこの実施態様に限定されるものではなく、
本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良並び
に設計の変更が可能なことは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る魚群探知機の概略構成図、 第２図ａは第１図に示す魚群探知機の中、超音波発振器
の出力信号の説明図、 第２図すは第１図に示す魚群探知機から送信されるＰＮ
コード変調された超音波パルスと従来技術に係る超音波
パルスの模式説明図、第２図Ｃは第１図に示す魚群探知
機における受信信号の処理期間の説明図である。 １０・・・超音波発振器　　　　１２・・・２値位相変
調器１４・・・ＰＮコード発生器　　１６・・・電力増
幅器１８・・・送受切換器　　　　　２０・・・送受波
器２２・・・受信増幅器　　　　　２４・・・相関器２
６・・・信号処理器　　　　　２８・・・表示器手続補
正書く方式） １４事件の表示　昭和６２年特許願第２９７０８７号２
、発明の名称　魚群探知機 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 ４、代理人 ７、補正の内容 明細書第１３頁第２０行目乃至第１４頁第６行目の「第
２図ａは・・・説明図である。」とあるを、「第２図は
第１図に示す魚群探知機における超音波発振器の出力信
号と、前記魚群探知器から送信されるＰＮコード変調さ
れた超音波パルスと従来技術に係る超音波パルスと、前
記魚群探知器における受信信号の処理期間の説明図であ
る。」と補正します。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）送受波器から送信波としての超音波パルスを繰り
   返して送信し、当該送信波が水中物体から反射して前記
   送受波器に帰来する受信波を表示器に表示する魚群探知
   機において、擬似雑音信号発生器に接続される変調器並
   びに相関処理器を配設し、送信波を前記擬似雑音信号発
   生器から発生する擬似雑音信号により変調した信号とす
   ると共に受信波を前記擬似雑音信号と相関をとりその出
   力信号を表示器に表示するように構成することを特徴と
   する魚群探知機。