JPH02228580A - ソーナー送信回路 - 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〕 本発明はンーナー送信回路に関し、特に水中に音波を発
射して目標物体からの反響音を受信し、これを映像表示
して目標の捜索、探知を行うアクティブソーナー装置に
おいて、回転ビーム送信（Ｒｏｔａｔｉｎｇ　Ｄｉｒｅ
ｃｔｉｏｎａｌ　Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ、以下ＲＤ
Ｔと略称する）を行うソーナー送信回路に関する。

〔従来の技術〕

アクティプソーナー装置にンいて、高い目標捜索能力を
得るためには１％定方向にのみ送信エネルギーを集中的
に放射し、これを送信パルスごとに順次回転し全方位範
囲または特定角度範囲に送信を行うことが必要である。

第４図は凡ＤＴを行なう従来のソーナー送信回路の構成
図である。

第４図に示すソーナー送信回路は、ｉステーブ。

ｊスタックの送受波器素子から成る円周配列型の送受波
器１と、送信パルスごとに利用するｍステーブの送受波
器素子を切シ替える送信切替回路２ａ、ＲＤＴによる送
波ビーム形成に必要なｍステープ、第４図の場合は１０
ステープの送受波器素子に対して送信電力を印加する１
０チヤンネルの電力増幅器１０−１〜１０−１０．電力
増幅器１０−１〜１０−１０に供給する送信信号の整相
を行なう送信整相回路９−１〜９−５、送信信号として
のＰＣＷ波を形成するパルス変調回路６、送信周波数を
発振する発信回路７のほか、ＲＤＴ送信のタイミングお
よびパルス幅制御を行なうＲＤＴ制御回路８ａを備えて
成る。

回転ビーム送信、すなわちＲＤＴ送信を行なうには、送
受波器１をビームの指向特性等を勘案して決定する連続
し九ｍステープずつ送信ごとに円周方同右もしくは左ご
とに通常拡１ステープずつシフトしながら切シ出し、各
ステーブに対応した電力増幅器の入力信号を円周方向に
対称なステーブごとに遅延し、送受波器素子の円周配列
位置による相互間の行程差を無くすことによって、音響
的には恰もｍステープの等価矩形板配列による送波ビー
ムを得て、との送波ビームを円周方向にステーブごとの
ステップで次次に形成していくものである。

第４図の場合は１０ステープの送受波器素子を右回夛に
１ステーブずつシフトしながらビーム回転を行なう几Ｄ
Ｔの場合で、１０ステープのうち両端の２ステープを基
準とし中央の２ステーブに到るまでの対称２ステ一プ分
ずつに次次に基準ステーブと同一位相となるように遅延
を与える整相を行なって等価矩形板配列を形成している
。

送信整相回路９−１〜９−５は、１０ステープの両端ス
テーブに対応する電力増幅器１０−１と１０−１０に基
準位相ψ□を付与し、中央の隣接２ステープに対応する
電力増幅器１０−５．１０−６に対する位相量ψ、まで
の各位相９１〜９５間には前述した目的の移相を施し、
従って１０ステープは見掛上行程差のない状態で駆動さ
れる。

このような送波ビームによる１個の送信パルスが送出さ
れるごとに送信切替回路２ａによって電力増幅器１０−
１〜１０−１０と送受波器１のステーブ対応を右もしく
は左方向に１ステーブずクシフトし、ステーブ間の配列
角度差αだけシフトした方向に送波ビームを形成して次
の送信を行表い、これを所要の角度範囲にわたって順次
繰返す。

第５図は従来のＲＤＴ送信における送信ビーム方位の特
性図である。ＲＤＴにおける送信ビーム方位は、音響基
準方位を＃□とした場合、１送信ごとにステーブ配列角
度差αのステップで変化し、ＰＣＷ波による送信パルス
がθ□、θ□＋α、θ。＋２α・・・とαごとに送信間
隔δで送出される状態を示している。

こうして次次く形成される送信ビームの指向性は、通常
、隣接ビームとほぼ３ａ波減衰で交差するように調整さ
れる。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した従来のンーナー送信回路によるＲＤＴ送波ビー
ムは、隣接ビーム間で互いにほぼ３ｄＢ減衰点で交差す
るように設定されているため、放射エネルギーは送受波
器の全周にわたってほぼ均一となるものの、各送波ビー
ムの中間方位では正常な送信パルスのほかに送信パルス
幅分時間のずれた送信パルスも放射されることとなシ、
同一目標からの反響音が２つ発生し、距離測定に大きな
誤差を生ずるとともに、奥行のある目標の場合には２つ
の反響音が重畳し波形による目標類別を著しく阻害する
という欠点がある。

本発明の目的は上述した欠点を除去し、送波ビームの中
間方位でも距離誤差と目標類別機能の低下を著しく抑圧
しうるソーナー送信回路を提供することＫある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の回路は１円筒状に配列した送受波器素子から成
る送受波器の一部分ずつを送信パルスで駆動しかつ送信
パルスごとに円周方向に所定のステップでシフトしつつ
切シ替えて水中に音波を放射する回転ビーム送信を行な
うソーナー送信回路において、送信パルスごとに駆動す
る送受波器素子群を重複を許容して円周方向に２分割し
た右および左の送受波器素子群でそれぞれ同一方位を指
向した左右一対のビームから成るスプリットビームを形
成するスプリットビー、ム形成手段と、前記スプリット
ビームの回転におけるステップ間シフトを連続的に実行
させるように前記スプリットビームを形成する左右ビー
ム間に連続的に位相差を付与する位相差付与手段とを備
えて構成される。

〔実施例〕

次に図面を参照して本発明を説明する。第１図は本発明
のンーナー送信回路の一実施例の構成図である。

第１図に示す実施例は、送受波器１、送信切替回路２、
スプリットビームを形成する右ビームに対する送信電力
を供給するに個の電力増幅器３−ＩＢ、３−２Ｂ、３−
３Ｒ・・・３−に几、左ビームに対する送信電力を供給
するに個の電力増幅器３−ＩＬ。

３−２Ｌ、３−３Ｌ・・・３−ｋＬ、電力増幅器３−Ｉ
Ｒ〜３−ｋＲに対応し右ビーム形成に必要な整相のため
の位相量ψＩＲｔψ５ｉｔｅψ３１Ｌ・−・ψｋｍを与
えるに個の送信整相回路４−ＩＲ〜４−ｋＪ左ビーム形
成に必要な整相のための位相量ψ□１．ψ２Ｌｔψ３Ｌ
・・・ψｋＬを与えるに個の送信整相回路４−ＩＬ〜４
−ｋＬ。

ステーブ間の送波ビーム回転を連続的に変化させるため
の連続的可変位相を付与するための右ビーム用の可変移
相回路５ａ、左ビーム用の可変移相回路５　ｂ　、ｐｃ
ｗの送信パルスを発生するパルス変調回路６１発信回転
７　、ＲＤＴ制御回路８を備えて構成される。

次に、第１図の実施例の動作について説明する。

各部動作に先立ち、スプリットビームについて説明する
。スプリットビームは、左右同数のステーブの送受波器
素子によって同一指向方向に形成した右、左ビームから
成る一対の送波ビームを言い、第１図の例で言えはステ
ーブ１〜５で右ビームを、ステープ１Ｎｉ−４で左ビー
ムを形成し、このスプリットビームは空間的に合成され
た合成ビームとして送受信され、２つのビームの空間的
交差領域で目標を高い識別性で探知する目的で運用され
る。

第１図において、発信回路７で発生した連続ＳＩＮ波の
送信信号は、パルス変調回路６に供給され、ＲＤＴ制御
回路８で指定されたパルス幅のパルス変調波とされる。

パルス変調回路６の出力信号は、左右のスプリットビー
ムに対応する可変移相回路５ａ、５ｂに与えられ、ψい
φＲだけ移相される。

可変移相回路５ａ、５ｂによってスプリットビームの右
ビームに与える移相量ψＲ１左ビームに与える移相量ψ
８は、第２図（ａ）に示す如く、送信パルスの始端時に
は左右ビームの音響的中心方向θ。

がステープの配列角度差αの１／２だけ左にシフトした
方位に対して直角に交る音響的位置になってスプリット
ビームの合成ビームがθ□−α／２を指向するように互
いの移相差（ψ、−ψＲ）を制御され、送信ビームの中
央では第２図（ｂ）の如く合成ビームが左右ビームの音
響的中心方向θｍと一致し、さらに送信パルス終端時に
は、第２図（Ｃ）に示す如く始端時とは逆に、左右ビー
ムの音響的中心方向がステープの配列角度差αの１／２
だけ右にシフトした方位に対して直角に交わる音響的位
置になるように制御してスプリットビームの合成ビーム
がθ□＋α／２を指向するように制御し、かつθ□−α
／２からθ。＋α／２ｔで連続的に変化させる。

すなわち、送信パルスの送出から終了まで、スプリット
ビームによる合成ビームはθ□を中心とし−α／２から
＋α／２までステーブの配列角度差αにわたって連続的
に方位変化させながら合成ビームを振ることとなシ、こ
の状態をステーブ歩進ごとに繰返す。

送信整相回路４−ＩＲ〜４−ｋＲのそれぞれに付与する
位相ψ１Ｒ〜ψｋｉｎおよび送信整相回路４−１Ｌ〜４
−ｋＬのそれぞれに付与する位相ψ１Ｌ〜ψｋＬはスプ
リットビームの右および左ビーム形成に必要な整相のた
めの移相量を与えるように設定され、各移相量は、前述
した如く、１個の送信指向性ビームを形成するために必
要な連続したステイープ群の各ステイープの・配列位置
、すなわち配列角度と配列半径によって決まる固定量で
、音響的に等価な矩形平面板に置換するためのものであ
る。通常、ψＩＲ・ψ２Ｒ・ψ３Ｒ”’ψｋＲとψＩＬ
・ψ２Ｌ・ψ３Ｌ・・・ψれは、左右対応で同一量が設
定される。

送信整相回路４−ＩＲ〜４−ｋｎ、　、　４−Ｉ　Ｌ〜
４−ｋＬの出力はそれぞれ電力増幅器３−ＩＲ〜３−ｋ
Ｒ，３−ＩＬ〜３ｋＬに供給されて電力増幅を行ない、
送信切替回路２を介して送受波器１に供給する。

送受波器１は、提供された信号を電気青畳変換し、同一
方向を指向したスプリットビームを形成し、さらに、そ
の合成として合成ビームを形成する。

次に、１個の送信パルスが終了すると、ＲＤＴ制御回路
８の制御で送信切替回路２が、電力増幅器３−ＩＲ〜３
−ｋＲ，３−ＩＬ〜３−ｋＬと送受波器ステイープとの
対応を円周方向に１個ずつシフトし。

同様の動作が行われる。これを順次繰り返すことによっ
て、所要の送信角度だけ連続した回転ビーム送信が得ら
れる。

第３図は第１図の実施例の送信ビーム方位の特性図であ
る。本実施例における送信ビーム方位は、青畳基準方位
θ□を中心として−ａ／２から＋α／２まで連続的に変
化し、かつこの変化パターンが＋α、＋２α・・・＋ｎ
αと全放射角範囲にわたって連続的に回転していく状態
を示している。

こうして、ビーム回転におけるスタック間のステップシ
フトを連続的に実施することができる。

なお上述した実施例でのビームの回転速度は、目標に放
射されるエネルギーを確保するために、通常、送信パル
ス幅期間で３ｄＢ送信ビ一ム幅に相当する角度になるよ
うに設定している。

また、上述した実施例ではステーブを左右等分割したス
プリットビーム形成としているが、この代りに１部のス
テーブを重複利用する方法でも同様に実施しうることは
明らかである。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、一対のスプリット送信ビ
ームを形成し左右ビームの位相差を連続的に制御すると
とくよって、全周または所要の角度範囲に連続回転のビ
ーム送信を行うことができ、ステップ制御のビーム送信
よシも著しく高い類別能力と大幅に誤差を抑圧した距離
測定ができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のソーナー送信回路の一実施例の構成図
、第２図は第１図の実施例のステープ間ビーム回転時に
おけるスプリットビーム移相内容を示す説明図、第３図
は第１図の実施例における送信ビーム方位の特性図、第
４図はＲＤＴを行なう従来のソーナー送信回路の構成図
、第５図は従来のＲ，ＤＴ送信における送信ビームの特
性図である。 １・・・送受波器、２，２ａ・・・送信切替回路、３−
ＩＲ〜３−ｋＲ，３−ＩＬ〜３−ｋＬ、１０−１〜１０
−１０・・・電力増幅器、４−ＩＲ〜４−ｋＲ，４−Ｉ
Ｌ〜４−ｋＬ。 ９−１〜９−５・・・送信整相回路、ｓａ、ｓｂ・・・
可変移相回路、６・・・パルス変調回路、７・・・発信
回路、８゜８ａ・・・ＲＤＴ制御回路。 代理人　弁理士　　内　原　　　晋 ・４１区３ベトヘ 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 円筒状に配列した送受波器素子から成る送受波器の一部
   分ずつを送信パルスで駆動しかつ送信パルスごとに円周
   方向に所定のステップでシフトしつつ切り替えて水中に
   音波を放射する回転ビーム送信を行なうソーナー送信回
   路において、 送信パルスごとに駆動する送受波器素子群を重複を許容
   して円周方向に２分割した右および左の送受波器素子群
   でそれぞれ同一方位を指向した左右一対のビームから成
   るスプリットビームを形成するスプリットビーム形成手
   段と、 前記スプリットビームの回転におけるステップ間シフト
   を連続的に実行させるように前記スプリッドビームを形
   成する左右ビーム間に連続的に位相差を付与する位相差
   付与手段と、 を備えて成ることを特徴とするソーナー送信回路。