JPH0136152Y2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0136152Y2 JPH0136152Y2 JP1983064380U JP6438083U JPH0136152Y2 JP H0136152 Y2 JPH0136152 Y2 JP H0136152Y2 JP 1983064380 U JP1983064380 U JP 1983064380U JP 6438083 U JP6438083 U JP 6438083U JP H0136152 Y2 JPH0136152 Y2 JP H0136152Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- azimuth angle
- phased array
- azimuth
- correction amount
- sonar
- 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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Landscapes
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
本考案は、超音波映像装置等に適用する方位角
適応型フエーズド・アレイ・ソーナーに関するも
のである。
適応型フエーズド・アレイ・ソーナーに関するも
のである。
従来より、複数個の振動子（以下エレメントと
いう）を配列してなるアレイ探触子を使用し、こ
れを位相駆動することによつて送受波超音波ビー
ムを扇状に振らせる（第１図）ようにしたセクタ
走査型のフエーズド・アレイ・ソーナーはよく知
られている。
いう）を配列してなるアレイ探触子を使用し、こ
れを位相駆動することによつて送受波超音波ビー
ムを扇状に振らせる（第１図）ようにしたセクタ
走査型のフエーズド・アレイ・ソーナーはよく知
られている。
しかしながら、従来のこの種のフエーズド・ア
レイ・ソーナーでは、超音波ビームの振れ角θす
なわち方位角が0゜（正面方向）より外れるに従つ
てリニヤアレイ探触子の開口が斜めに見えてくる
ため実効寸法がとれず感度が下がるという単純な
ことのみならず、種々の問題を生ずる。
レイ・ソーナーでは、超音波ビームの振れ角θす
なわち方位角が0゜（正面方向）より外れるに従つ
てリニヤアレイ探触子の開口が斜めに見えてくる
ため実効寸法がとれず感度が下がるという単純な
ことのみならず、種々の問題を生ずる。
まず、エコー信号を増幅するときのゲインを偏
向角θの偶関数で補正しなければシエーデイング
が目立つて実用に耐えない。
向角θの偶関数で補正しなければシエーデイング
が目立つて実用に耐えない。
ゲインの補正は、基本的には開口が斜めに見え
る（実効開口APSは狭くなる）という現象を補償
すればよいのであるから、エコー信号を対数圧縮
ののち検波したビデオ信号にその逆の成分すなわ
ち2log10cosθ相当の成分を加算すればよいことに
なる。しかし、現象はこればかりではなく、個々
のエレメントの方位角に対する感度低下という成
分もある。典形的には、方位角45゜において送受
の往復で６〜9dB程度下がり、これを無視するわ
けにはゆかない。
る（実効開口APSは狭くなる）という現象を補償
すればよいのであるから、エコー信号を対数圧縮
ののち検波したビデオ信号にその逆の成分すなわ
ち2log10cosθ相当の成分を加算すればよいことに
なる。しかし、現象はこればかりではなく、個々
のエレメントの方位角に対する感度低下という成
分もある。典形的には、方位角45゜において送受
の往復で６〜9dB程度下がり、これを無視するわ
けにはゆかない。
本考案の目的は、このような点に着目し、方位
角により起る本質的なイメージング能力の低下を
補償して、肉眼に異和感のない、方位角θによら
ず均質で良好なイメージの得られる方位角適応型
フエーズド・アレイ・ソーナーを実現しようとす
るものである。
角により起る本質的なイメージング能力の低下を
補償して、肉眼に異和感のない、方位角θによら
ず均質で良好なイメージの得られる方位角適応型
フエーズド・アレイ・ソーナーを実現しようとす
るものである。
以下図面を用いて本考案を詳細に説明する。第
２図は本考案の実施例図で、補正関数発生器２０
の部分を除いては通常の従来のフエーズド・アレ
イ・ソーナーの構成と同一である。
２図は本考案の実施例図で、補正関数発生器２０
の部分を除いては通常の従来のフエーズド・アレ
イ・ソーナーの構成と同一である。
まず、従来のソーナー部分に匹敵する部分の構
成について説明する。コントローラ７の制御によ
り所定のタイミングでトリガー発生器１よりトリ
ガーパルスが発生する。このトリガーは、アレイ
トランスデユーサ４を位相駆動するに必要な時間
遅延分布を与える送信用デイレーマツプ２a（複
数個のデイレーラインで構成されている）を介し
て所定時間遅延されて出力され、トランスデユー
サ４の各エレメントを個別に付勢するように構成
された複数個のパルサー３1〜３oでなるパルサー
群３を付勢する。これによりトランスデユーサ４
から超音波ビームが投射され、その後の対象物か
らの反射波はトランスデユーサ４に受波され電気
信号に変換され、増幅器５を介して適宜増幅され
た後受波用デイレーマツプ２bに導かれる。デイ
レーマツプ２bは送信用デイレーマツプ２aと同様
の構成による同様の遅延時間分布を呈し、ここで
各エコー信号の同時性が補正されて１本のエコー
信号に合成される。合成出力はバンドパスフイル
タ（可変もある）を介して所望の周波数帯域のエ
コー信号のみ抽出し、対数圧縮・検波回路８にて
適宜に対数圧縮しかつ検波し、次いでローパスフ
イルタ９の入力段において後述する補正関数発生
器２０の出力と加算した後高周波成分を除去し、
ビデオアンプ１０を経由してビデオ信号として送
出される。
成について説明する。コントローラ７の制御によ
り所定のタイミングでトリガー発生器１よりトリ
ガーパルスが発生する。このトリガーは、アレイ
トランスデユーサ４を位相駆動するに必要な時間
遅延分布を与える送信用デイレーマツプ２a（複
数個のデイレーラインで構成されている）を介し
て所定時間遅延されて出力され、トランスデユー
サ４の各エレメントを個別に付勢するように構成
された複数個のパルサー３1〜３oでなるパルサー
群３を付勢する。これによりトランスデユーサ４
から超音波ビームが投射され、その後の対象物か
らの反射波はトランスデユーサ４に受波され電気
信号に変換され、増幅器５を介して適宜増幅され
た後受波用デイレーマツプ２bに導かれる。デイ
レーマツプ２bは送信用デイレーマツプ２aと同様
の構成による同様の遅延時間分布を呈し、ここで
各エコー信号の同時性が補正されて１本のエコー
信号に合成される。合成出力はバンドパスフイル
タ（可変もある）を介して所望の周波数帯域のエ
コー信号のみ抽出し、対数圧縮・検波回路８にて
適宜に対数圧縮しかつ検波し、次いでローパスフ
イルタ９の入力段において後述する補正関数発生
器２０の出力と加算した後高周波成分を除去し、
ビデオアンプ１０を経由してビデオ信号として送
出される。
補正関数発生器２０において、２１はRAMバ
ツフアメモリで、中央処理装置（CPU）３０に
より予め使用探触子に応じて補正関数を演算しな
い補正データテーブルを索引してこのRAMバツ
フアメモリに書き込み、以後走査中はコントロー
ラ７より与えられる方位角θに応じて所定の番地
（トリガー発生器１のタイミングに関連して作動
するスキヤンアドレス発生器２２の出力で指定さ
れる）のデータが読み出されるようになつてい
る。読み出されたデータ（補正関数値）はDA変
換器２３によりアナログ信号に変換され、続いて
ローパスフイルタ２４で高周波成分を除去した後
受信系のローパスフイルタ９に入力される。
ツフアメモリで、中央処理装置（CPU）３０に
より予め使用探触子に応じて補正関数を演算しな
い補正データテーブルを索引してこのRAMバツ
フアメモリに書き込み、以後走査中はコントロー
ラ７より与えられる方位角θに応じて所定の番地
（トリガー発生器１のタイミングに関連して作動
するスキヤンアドレス発生器２２の出力で指定さ
れる）のデータが読み出されるようになつてい
る。読み出されたデータ（補正関数値）はDA変
換器２３によりアナログ信号に変換され、続いて
ローパスフイルタ２４で高周波成分を除去した後
受信系のローパスフイルタ９に入力される。
RAMバツフアメモリ２１に書き込まれる補正
関数は、前述したように方位角θによつて実効開
口の低下を補償する2log10cosθと、個々のエレメ
ントの方位角に対する感度低下の補償分とを合わ
せた補正量がθの関数として示されるものであ
る。
関数は、前述したように方位角θによつて実効開
口の低下を補償する2log10cosθと、個々のエレメ
ントの方位角に対する感度低下の補償分とを合わ
せた補正量がθの関数として示されるものであ
る。
なお、この補正量は、実施例のようにローパス
フイルタ９の入力段で対数圧縮・検波回路の出力
に加算する場合に限らず、ビデオアンプ１０にお
いて受信エコー信号に加算するようにしてもよ
い。
フイルタ９の入力段で対数圧縮・検波回路の出力
に加算する場合に限らず、ビデオアンプ１０にお
いて受信エコー信号に加算するようにしてもよ
い。
このような構成によれば、各受波期間ごとに、
補正関数発生器２０が作動し、各方位角ごとにそ
の受信エコー信号に前記補正量がリアルタイムで
加算されてゆく。これにより、上述したような方
位角に依存する感度低下分の補償されたビデオ信
号を得ることができる。
補正関数発生器２０が作動し、各方位角ごとにそ
の受信エコー信号に前記補正量がリアルタイムで
加算されてゆく。これにより、上述したような方
位角に依存する感度低下分の補償されたビデオ信
号を得ることができる。
なお、上述の補正量には上限を設け、それ以上
大きな補正量は出力されないようにしておく必要
がある。すなわち、補正（バイアス分）が過ぎる
とエコーのないとき、あるいはノイズのみのとき
にイメージの他の部分が灰色化することになり、
返つて見づらい画面となるからであり、このよう
なバイアスにはリミツトを設ける（いわゆるフア
ー・ゲイン（far gain）を設定する）必要があ
る。
大きな補正量は出力されないようにしておく必要
がある。すなわち、補正（バイアス分）が過ぎる
とエコーのないとき、あるいはノイズのみのとき
にイメージの他の部分が灰色化することになり、
返つて見づらい画面となるからであり、このよう
なバイアスにはリミツトを設ける（いわゆるフア
ー・ゲイン（far gain）を設定する）必要があ
る。
このようなリミツトはCPU３０からメモリ２
１に与えるデータの段階で施されていてよい。
１に与えるデータの段階で施されていてよい。
第３図は、本考案の他の実施例を示す要部構成
図である。第２図の場合はゲインの補正であつた
のに対し第３図の場合には送波パワーの増強によ
り感度低下を補償しようとするものである。この
ため、パルサー３のパワーとなる電源電圧を方位
角θに対応して制御し、θが増大するにつれて電
源電圧も増大するように構成している。その増強
の程度はリニヤに効くため、送受往復後に補正さ
れた形となるためには１／cos2θ倍とすればよい。
従つて、CPU３０は走査実行の都度方位角θに
応じて１／cos2θの関数値を発生し、DA変換器３
１を経てアナログ信号に変換し、この電圧で高圧
レギユレーター３２の出力電圧を１／cos2θに比
例せしめる。第４図に方位角θ（＋45゜〜−45゜）
に対する関数１／cos2θの変化を示す。
図である。第２図の場合はゲインの補正であつた
のに対し第３図の場合には送波パワーの増強によ
り感度低下を補償しようとするものである。この
ため、パルサー３のパワーとなる電源電圧を方位
角θに対応して制御し、θが増大するにつれて電
源電圧も増大するように構成している。その増強
の程度はリニヤに効くため、送受往復後に補正さ
れた形となるためには１／cos2θ倍とすればよい。
従つて、CPU３０は走査実行の都度方位角θに
応じて１／cos2θの関数値を発生し、DA変換器３
１を経てアナログ信号に変換し、この電圧で高圧
レギユレーター３２の出力電圧を１／cos2θに比
例せしめる。第４図に方位角θ（＋45゜〜−45゜）
に対する関数１／cos2θの変化を示す。
また、本考案の他の実施例としては、開口を可
変とし、方位角に応じて１／cosθ倍の開口となる
ように制御してもよい。
変とし、方位角に応じて１／cosθ倍の開口となる
ように制御してもよい。
以上説明したように、本考案によれば、方位角
により起るイメージング能力の低下を自動的に補
償して、肉眼に異和感のない、方位角θによらず
均質で良好なイメージの得られるフエーズド・ア
レイ・ソーナーを実現することができる。
により起るイメージング能力の低下を自動的に補
償して、肉眼に異和感のない、方位角θによらず
均質で良好なイメージの得られるフエーズド・ア
レイ・ソーナーを実現することができる。
第１図は方位角と実効開口の様子を示す図、第
２図は本考案に係る方位角適応型フエーズド・ア
レー・ソーナーの一実施例を示す要部構成図、第
３図は本考案の他の実施例図である。 １……トリガー発生器、２a，２b……デイレー
マツプ、３……パルサー、４……アレイトランス
デユーサ、６……可変バンドパスフイルタ、７…
…コントローラ、８……対数圧縮・検波回路、９
……ローパスフイルタ、１０……ビデオアンプ、
２０……補正関数発生器、２１……RAMバツフ
アメモリ、３０……中央処理装置、３１……DA
変換器、３２……高圧レギユレータ。
２図は本考案に係る方位角適応型フエーズド・ア
レー・ソーナーの一実施例を示す要部構成図、第
３図は本考案の他の実施例図である。 １……トリガー発生器、２a，２b……デイレー
マツプ、３……パルサー、４……アレイトランス
デユーサ、６……可変バンドパスフイルタ、７…
…コントローラ、８……対数圧縮・検波回路、９
……ローパスフイルタ、１０……ビデオアンプ、
２０……補正関数発生器、２１……RAMバツフ
アメモリ、３０……中央処理装置、３１……DA
変換器、３２……高圧レギユレータ。
Claims (1)
- 【実用新案登録請求の範囲】 (1) フエーズド・アレイ探触子より得られるエコ
ー信号を適宜に対数圧縮及び検波してビデオ信
号を得るように構成されたフエーズド・アレ
イ・ソーナーにおいて、セクタ走査時の方位角
θに応じて変わる実効開口面積及び該方位角θ
に応じて低下する実効感度それぞれの補正量
を、使用する探触子に応じて求める手段と、セ
クタ走査のタイミング及び方位角θに応じて前
記手段から得られる補正量に基づいて受信エコ
ー信号の処理系のゲイン又は送波パワー系を制
御する手段を具備し、方位角依存性のシエーデ
イングを抑えたことを特徴とする方位角適応型
フエーズド・アレイ・ソーナー。 (2) 前記補正量を求める手段は、2log10cosθによ
る実効開口面積の補償量及び個々のエレメント
の方位角θに対する感度低下の補償量を、方位
角に対応して出力するように構成され、前記制
御手段は出力された補正量を前記対数圧縮及び
検波した後のビデオ信号に加算するように構成
されることを特徴とする実用新案登録請求の範
囲第１項記載の方位角適応型フエーズド・アレ
イ・ソーナー。 (3) 前記補正量を求める手段は、方位角θに対応
して１／cos2θで変化する信号を出力するよう
に構成され、前記制御手段は該信号に基づいて
前記フエーズド・アレイ探触子を付勢するパル
サーのパワーを制御するように構成されること
を特徴とする実用新案登録請求の範囲第１項記
載の方位角適応型フエーズド・アレイ・ソーナ
ー。 (4) 前記補正量を求める手段は、方位角θに対応
してフエーズド・アレイ探触子の開口の幅を
１／cosθに比例して変化させる信号を出力する
ように構成されることを特徴とする実用新案登
録請求の範囲第１項記載の方位角適応型フエー
ズド・アレイ・ソーナー。 (5) 前記補正量を求める手段は、補正量にフア
ー・ゲインのリミツトが施されるように構成さ
れることを特徴とする実用新案登録請求の範囲
第２項記載の方位角適応型フエーズド・アレ
イ・ソーナー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6438083U JPS59170283U (ja) | 1983-04-28 | 1983-04-28 | 方位角適応型フエ−ズド・アレイ・ソ−ナ− |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6438083U JPS59170283U (ja) | 1983-04-28 | 1983-04-28 | 方位角適応型フエ−ズド・アレイ・ソ−ナ− |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59170283U JPS59170283U (ja) | 1984-11-14 |
| JPH0136152Y2 true JPH0136152Y2 (ja) | 1989-11-02 |
Family
ID=30194556
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6438083U Granted JPS59170283U (ja) | 1983-04-28 | 1983-04-28 | 方位角適応型フエ−ズド・アレイ・ソ−ナ− |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59170283U (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6676603B2 (en) * | 2001-11-09 | 2004-01-13 | Kretztechnik Ag | Method and apparatus for beam compounding |
| JP4518828B2 (ja) * | 2004-04-07 | 2010-08-04 | 古野電気株式会社 | 計量用魚群探知機および計量用魚群探知方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56118684A (en) * | 1980-02-22 | 1981-09-17 | Marine Instr Co Ltd | Receiving system of scanning sonar |
| JPS56164974A (en) * | 1980-05-23 | 1981-12-18 | Touitsu Kogyo Kk | Electronic scanning type ultrasonic video device |
| JPS57101776A (en) * | 1980-12-17 | 1982-06-24 | Toshiba Corp | Ultrasonic video signal device |
-
1983
- 1983-04-28 JP JP6438083U patent/JPS59170283U/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59170283U (ja) | 1984-11-14 |
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