JPH0226193B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0226193B2 JPH0226193B2 JP53105421A JP10542178A JPH0226193B2 JP H0226193 B2 JPH0226193 B2 JP H0226193B2 JP 53105421 A JP53105421 A JP 53105421A JP 10542178 A JP10542178 A JP 10542178A JP H0226193 B2 JPH0226193 B2 JP H0226193B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pulse
- amplitude
- pulses
- harmonic
- spectral
- 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 - Lifetime
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
- G01V1/00—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
- G01V1/003—Seismic data acquisition in general, e.g. survey design
- G01V1/005—Seismic data acquisition in general, e.g. survey design with exploration systems emitting special signals, e.g. frequency swept signals, pulse sequences or slip sweep arrangements
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
- G01V1/00—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
- G01V1/02—Generating seismic energy
- G01V1/04—Details
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Geophysics (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Communication Control (AREA)
Description
本発明は、分解能の高いエコー探索やその他の
信号伝送に有用な広い周波数帯域に亘る比較的な
めらかなパワースペクトルを示す様、所定のシー
ケンスで信号を発生しそして送信する方法に係
る。 本発明は地球物理学的な探査システムに用いる
地震信号の発生に特に利用され且つ特に適してお
り、特に本発明は海上や陸上での衝撃現象によつ
て発生されるパルスの形態でかかる信号を送信す
ることに係り、然して該信号の繰返し周波数が送
信インターバル中に或る周波数レンジに亘つてス
イープされるような送信に係る。 衝撃現象により生じそして繰返し周波数で変調
されたパルス列の形態で、地震信号を発生し、送
信する方法及び装置が本発明と同じ譲受人に譲渡
されたJohn V.Bouyoucos氏の1976年10月７日付
の米国特許出願第7300752号（米国特許第4147288
号）に開示されている。 繰返し周波数で変調されたパルス列を送信する
時は、これらのパルスは高調波を伴つており、然
してこの高調波はパルス自身の繰返し周波数がス
イープされるレンジに高調波的に関係された周波
数レンジに亘つている。例えば10乃至20Hzの繰返
し周波数レンジに亘つてパルスをスイープする時
は、第２高調波の場合20乃至40Hz、第３高調波の
場合30乃至60Hz、第４高調波の場合40乃至80Hz
等々というように延びる帯域に亘つてこれらパル
スの高調波がスイープする。これらの高調波は基
本波と合成されて信号のパワースペクトルを形成
する。高調波がパワースペクトルの特定周波数に
２回以上作用する時は、スペクトルに振動
（undulation）が現われる。これらの振動は見掛
け上しばしば“草”のようである。又、スペクト
ルに生じるこれらの振動は、同じ周波数の高調波
成分を時間的にずらして互いに強力に相関させる
べき場合には偽の目標指示を与えることもある
し、送信信号と受信信号との互いの相関作用に於
いて側部ローブとして現われることもある。又、
振するスペクトルは震動図にノイズとして現われ
るような連続的な高い側部ロープレベルを発する
こともある。これは出来上つた震動図に於ける地
質学的な反射面の分解能レベル及信号対雑音比を
低下するように影響する。 本発明の特徴は、信号を用いたエコー探索シス
テム又はその他のシステムに有用な周波数レンジ
内の各々の周波数帯域にスペクトルエネルギを含
むような信号を発生し、送信する方法を提供する
ことであり、然して上記周波数レンジは地震探査
システムの場合には分解能の高い地震エネルギを
地球の奥深くに貫通するのに必要にして且つ貫通
するのに所望される周波数レンジである。然し乍
らこのスペクトルエネルギは、そのスペクトル成
分が送信インターバル中に１回しか現われないよ
うに発生される。 本発明の目的は、エコーによる距離測定及び探
査システムに使用される周波数レンジに亘り、質
低下となる振動をスペクトルに生じることなく高
いスペクトルレベルでスペクトルエネルギを発生
し、然もスペクトルエネルギを等化して一定の即
ち実質的に平担なスペクトルを与えるように上記
周波数レンジ内の各々の周波数増分のエネルギを
増強するための方法を提供することである。 信号の自己相関関数がそのパワースペクトルの
フーリエ変換体であり、そして一定の即ち平担な
パワースペクトルのフーリエ変換体が狭いパルス
であり即ちわずかな側部ローブエネルギにより囲
まれた主ローブであるということが知られてい
る。本発明によつて与えられる平担なパワースペ
クトルはパルス圧縮エコー探索システムに特に適
しており、そして出来上つた震動図において地質
学的反射面の分解能が高く且つ偽の反射指示がわ
ずかであるという点で地震探査システムに対して
非常に望ましいものである。 地震探査システムに用いられる信号の自己相関
機能を改善するため種々のパルスシーケンス即ち
コードを用いることがこれまでに提案されている
例えば1974年のGeophysical Prospecting 第22
巻、153乃至175頁に記載されたBarbier and
Viallixの“Pulse Coding in Seismic
Prospecting−Sosie and Seiscode”並びに特許
第3264606号、第3483514号、第3811111号、第
3866175号、及び第3956730号を参照されたい。こ
れらのパルスシーケンス即ちコードはランダムな
性質をしており、そして地球物理学的な探査シス
テムに用いることのできる実際のパルス源と両立
できない。これらのシーケンス即ちコードの性質
がランダムであるために、所与の送信インターバ
ルに亘つて送信することのできるパワーレベルに
は制約がある。John V.Bouyoucos氏の前記米国
特許出願には、問題とする周波数レンジに亘つて
平均スペクトルレベルが実質的に均一に延びるよ
うにして大きなパワーのスペクトルエネルギを送
出するのに用いることのできる地震信号の効果的
なシーケンスが開示されている。 本発明は、スペクトルに現われる振即ち“草”
を減少しつつも信号を用いた探索システムの周波
数レンジ全体に亘つてスペクトルレベルを一定に
保持し、然もパルスの数、即ち所与の時間インタ
ーバルに伝送できるパワー、を最大に、これによ
り前記したこれまでのパルスコード方法で得るこ
とのできなかつた成果を果したという点で、パル
ス信号の発生及び送信に実質的な改善を与える。 John V.Bouyoucos氏の前記特許出願には、問
題とする周波数レンジに亘つて平均スペクトルレ
ベルを一定にする方法及び装置が開示されている
が、色々なパルス源からの信号をインコヒレント
に加算することによつて増強を行なつているとい
う点で尚もスペクトルに振動が生じ勝ちである。
本発明はスペクトルに振動を生じることなく必要
な増強がコヒレントに得られるような方法を提供
することである。 そこで本発明の目的は、地震探査やその他の信
号伝送に於けるようなエコー探索のための信号を
発生し且つ送信する改良された方法を提供するこ
とである。 本発明の別の目的は、パルス圧縮エコー探索お
よよびその他の信号伝送システムに使用するため
の信号を発生しそして送信する改良された方法を
提供することであり、特にこれら信号の繰返し周
波数が変わる（即ちこれら信号が繰返し周波数で
変調される）ような方法を提供することである。 本発明の更に別の目的は、個々のパルス又は他
の信号のスペクトル成分が周波数レンジ全体に亘
つて延びるような広い帯域巾を個々に持つた個々
のパルス又は他の信号を使用することにより、或
る周波数レンジに亘つて実質的に一定のスペクト
ルレベルを有した一連の信号を発生する方法を提
供することである。 本発明の更に別の目的は、地震信号や、エコー
探索等の用途に有用なその他の信号を送信する改
良された方法を提供することであり、然してこれ
ら信号は基準時間に狭いパルス即ち主ローブを有
しそして著しい側部ローブがないことを特徴とす
る自己相関関数を有している。 本発明の更に別の目的は、多数のパルス源を用
いて信号を発生する方法によつて、一連の信号を
作ることであり、然してこれら信号は短い時間イ
ンターバルに亘り高いエネルギで送信することが
でき、然も所望の周波数レンジに亘つて実質的に
平担なスペクトルを得ることができる。 本発明の更に別の目的は、パルスをスイープす
る繰返し周波数のレンジよりも非常に大きな周波
数スペクトルを個々にカバーするようなパルスを
用いることにより地震信号を発生する改良された
方法を提供することである。 本発明の更に別の目的は、エコーによる距離測
定や探索システムに用いるための地震信号やその
他の信号を発生する改良された方法を提供するこ
とであり、これら信号の繰返し周波数のレンジの
或る倍数に等しい周波数レンジに亘つて一定レベ
ルのスペクトルエネルギが得られるような方法を
提供することである。 本発明の更に別の目的は、地震探査システムに
用いられる地震信号を送信する改良された方法を
提供することであり、相関技術によつて操作さ
れ、そして送信媒体（即ち地球）にも、信号の源
にも、又は該源と送信媒体との結合にもリニア性
がないことにより偽の応答を減少するような方法
を提供することである。 本発明の更に別の目的は、ランダムシーケンス
の信号に比べてゆつくりと変化する擬似繰返しシ
ーケンスであるような改良されたシーケンスの信
号を発生する改良された方法を提供することであ
り、このゆつくりと変化する信号は電気液圧源、
空気圧源及び電気機械的な源のような実際の源に
よつて送信することができる。 本発明のなお別の目的は、所与の時間インター
バルに亘りランダムシーケンスよりも大きな電力
及び大きな送信エネルギを生じるようなゆつくり
と変化する擬似繰返しシーケンスを発生する改良
された方法を提供することである。 簡単に言えば、本発明によつて信号を送信する
方法は多数のパルス源を用いている。これらのパ
ルス源はJohn V.Bouyoucos氏の前記米国特許出
願に開示されたような衝撃現象の地震信号発生装
置である。各々のパルス源は多数のパルスを列と
して与える。パルス列のパルスは擬似繰返し性が
あり、即ちこれらパルスは決して同じ周期では繰
返えされず、パルス列が時間的に進むにつれてパ
ルスとパルスとの周期が連続的に変化する。各々
のパルス列の繰返し周波数は１オクターブ範囲の
周波数帯域に亘つてスイープする。各パルス列の
スタート時間は若干異なり、以下に述べるように
調整される。このようにして複数個のパルス列か
らのパルスは同時に発生せず、繰返し周波数の周
期を多数の部分に細分化し、その比例関係は送信
時間に亘つて一定に保たれる。これら部分の数は
一般にパルス列の数に等しい。 繰返し周波数の周期のこの比例関係は繰返し周
波数の高調波の振巾を調整せしめ、基本波からオ
クターブ段階にある高調波即ち基本波の繰返し周
波数の２倍、４倍、８倍……というような繰返し
周波数の高調波は増強され、一方、オクターブ段
階にない高調波、即ち基本波の繰返し周波数の３
倍、５倍……というような高調波は実質的に排除
される。オクターブ段階にないこれらの高調波
（非オクターブ高適波）は、オクターブ段階にあ
る高調波（オクターブ高調波）により生じたもの
と同じ周波数であるがそれとは異なつた時間に周
波数成分を発生し、これがスペクトルに振動を生
じさせる。オクターブ段階にない高調波のパルス
繰返し数は本発明によつて除去される。 送信中各々のオクターブを経てオクターブ高調
波がスイープする時は、高次のオクターブの方が
低次のオクターブよりも帯域巾が広いために、高
次の高調波程スイープ速度が大きい。スイープ時
間は全て同一であり、即ち送信時間であるから、
オクターブ高調波の振巾が同一であれば、高次の
オクターブに於いてスペクトルレベルの低下が生
じる。以下で述べるタイミングの比例関係は、ス
イープ速度が異なることにより生じるスペクトル
レベルの低下を打ち消すようにオクターブ高調波
の振巾を増強せしめる。このようにして、各々の
逐次のオクターブはその手前のものと同一のスペ
クトルレベルを有するようにされる。 １つのオクターブ内でスペクトルが一定即ち平
担であるかどうかを決定するために送信全体に亘
る周波数スイープ速度とパルスの振巾とが合成さ
れる。必要とされる平担さを得るための多数の手
段が1976年10月７日出願のJohn V.Bouyoucos氏
の前記米国特許出願第730752号に開示されてい
る。例えば、その１つの技術は、パルスの振巾を
送信時間全体に亘つて一定にしそして“リニア周
期変調”として知られた周波数スイープを用いる
ことである。本発明によれば、このリニア周期変
調は基本繰返し周波数の周期が送信の時間巾に亘
つて２：１の係数で変化し、送信時間にリニアに
関係付けされるように単調にスイープされるよう
にして用いられる。 上記した次々の段階を用いてパルスシーケンス
を発生した時は、レベルが等しく、平担であり、
振動がなく、そしてオクターブ帯域が隣接したよ
うなスペクトルが生じ、信号伝送システムの全周
波数レンジに亘つて所望の一定の連続スペクトル
が作られる。 本発明の別の実施例（上記した実施例よりも現
在のところはあまり好ましいものでない）に於い
ては、各パルス列の繰返し周波数が別々の周波数
帯域に亘つてスイープする。然して各周波数帯域
の範囲は１オクターブを越えるものではない。こ
れらのパルス列のうちの第１パルス列の繰返し周
波数がスイープされるところの周波数レンジのオ
クターブは、周波数レンジの下の部分をカバーす
る。第１のパルス源は例えば10乃至20Hzのレンジ
に亘つて作動し、これは基本波の繰返し周波数レ
ンジである。その他のパルス源は第１パルス列の
繰返し周波数の高調波、即ち第１パルス列の繰返
し周波数の２倍、３倍、４倍、５倍……の操返し
周波数で作動する。次々の各パルス例は、そのパ
ルス列の基本スペクトル成分の位相が、オクター
ブ高調波の場合は0゜そして非オクターブ高調波の
場合は180゜だけ、第１即ち基本パルス列の対応高
調波スペクトル成分の位相に対して位相ずれされ
るように、時間的に調整される。更に、オクター
ブ高調波は増強しそして非オクターブ高調波は除
去され上記好ましい実施例で述べたものと同じス
ペクトル構造を与えるようにパルス例の振巾が調
整される。 本発明は、一般にエコーによる探索やその他の
信号伝送システムに使用する一連の信号を伝送す
る方法を提供するものである。これらの信号の
各々の１オクターブより大きい周波数レンジに亘
るスペクトルを有しており、パルスである。即
ち、パルスは広い帯域に亘つてスペクトルを有す
る信号を意味する。これらのパルスの連続したも
のが繰り返し発生され、パルス群を構成する。こ
れらのパルス群は複数の発生器から発生されたパ
ルス、即ち基本周波数のパルス、基本波の２倍、
３倍、４倍…の周波数を有するパルスから成つて
おり、各々のパルス群の時間巾は基本波の周期を
有している。そして一連の信号は幾つかのパルス
群から成つている。複数の発生器に代えて一つの
発生器によつて、これらのパルス群を発生させる
ことも可能である。 各パルス群の時間巾がパルスによつて分割され
るところの割合は同一に保たれる。各パルス群の
時間巾は２：１を越えない割合で送信インターバ
ル中にゆつくりと且つ単調に変えられる。ここで
「ゆつくり」とはパルス群の時間巾の変化がパル
ス群の時間巾に比較して相当に小さいことを意味
する。送信された一連のパルスのスペクトルは、
パルスの周波数レンジの大部分に亘る実質的に一
定のエネルギを有している。 本発明の前記特徴及び他の特徴、目的並びに効
果、そして又その操作モード及びその好ましい実
施例は添付図面を参照とした以下の詳細な説明よ
り明らかとなろう。 さて特に第１図を参照すれば、第１８図に関し
て以下に述べるようなパルス源により発生された
パルス列に存在する１対の次々のパルスが示され
ている。これらのパルスは、パルス源のハンマー
乃至はラムでアンビル乃至はプレートを衝撃する
ように駆動した時に生じるような衝撃現象によつ
て発生される。このアンビル乃至プレートは、力
パルス整形バネを経て、地面に接したプレート
に、又は海上の場合には水に接したプレートに結
合されてもよい。パルスを発生するのにその他の
地震パルス源を用いてもよい。これらは海水頭に
よつて作動されるピストンを含んでいる（例え
ば、1966年、10月４日付のJohn V.Bouyoucos氏
の特許第3277437号を参照されたい）。然し乍ら、
これらのパルス源は、所望周波数伝送の少なくと
も低い方のレンジを含む周波数レンジに亘つて繰
返し周波数を変えることのできる即ちスイープす
ることのできるような多数のパルスを発生できる
ことが必要である。従つて、第１８図に関して以
下で説明し且つ前記したJohn V.Bouyoucos氏の
米国特許出願第730752号にも開示されたような液
圧制御式のパルス源が代表的に用いられる。 地震信号を発生するためには、整形されたパル
スを用いることが好ましい。パルスの整形は、地
震信号の場合に地球物理学的な解析に用いられる
ような所望の送信帯域巾に対応するスペクトル帯
域巾を与えるように整形されるのが望ましい。エ
コーによるその他の距離測定及び探索システムに
ついては、受信装置の帯域巾内に入るように送信
帯域巾を限定するのが望ましい。これは、解析帯
域に入らないパルススペクトルに含まれたエネル
ギが失なわれて、プロセスを非効率的なものにし
てしまうからである。 送信スペクトルを限定するためには、バネや、
パルス発生現象により発生された力を制御するそ
の他のパルス整形回路網を用いることによつて、
パルスを整形することが望ましい。衝撃バネの設
計が前記したJohn V.Bouyoucos氏の米国特許出
願に開示されている。適当なパルス整形バネの設
計についての更に別の資料として、米国特許第
3382932号及び第3570609号も参照されたい。かか
るバネを使用することにより、第１図に示された
ように正弦波の半部分（半正弦波）に類似した形
状の力パルスが得られる。第１図に示されたよう
に各々のパルスは同じパルス巾Tpを有している。
これらパルスの基本周期はTRで示される。スペ
クトルエネルギレベルＥ(f)が低周波数（低周波数
漸近線）に於けるレベルの約3dB（即ち1/2）に減
少されるところの半正弦波力パルスの周波数f0は
ほぼf0＝0.6１／Tpである。この周波数f0は解析帯域 の上限周波数に対しても同様に考えることができ
る。従つて力パルスは衝撃現象の大部分のエネル
ギを解析帯域の上限周波数より下に位置させる様
に調整される。各パルス現象のエネルギは力の時
間巾、及び振巾の平方（即ちパルスの力のピーク
値の平方）に比例する。力の時間巾はバネの整形
作用によつて制御されそしてパルスごとに同じで
あるから、エネルギは振巾の平方に比例する。力
パルスが繰返される時は、繰返しパルス列のスペ
クトルが各々の個々のパルスのスペクトルに限定
される。然し乍ら、絶対スペクトルレベルは繰返
し周波数の関数である。 第２図は一定の繰返し周波数fRを有するパルス
から生じたスペクトルを示している。この時の力
パルス間の周期即ち時間インターバルTR（第１
図）は全力パルス列に等しい。カツトオフ周波数
f0まで延びる連続スペクトルではなくて、このス
ペクトルはスペクトル線と称する一連の線成分に
分解され、これらのスペクトル線は距離fR（即ち
繰返し周波数の高調波）だけ離間されそして個々
のパルスのスペクトルの包絡線に限定される。ス
ペクトル成分の振巾は繰返し周波数に比例する。
第２図の実線で示した包絡線は、基本繰返し周波
数fR1が、点線の包絡線で示した繰返し周波数fR2
の半分である場合を示している。繰返し周波数が
fR2である場合の包絡線内には半分のスペクトル
線しかなく、且つ単位時間当たりのインパルス数
が２倍であるので、fR2パルス列に対する個々の
スペクトル線振巾はfR1パルス列の振巾よりも２
倍大きい。スペクトルエネルギレベルＥ(f)はこれ
ら振巾の平方に比例する。従つてfR2パルス列の
スペクトルレベルは6dBであり、即ちfR1パルス列
のスペクトルレベルの４倍である。 パルス源の特性、並びにパルス源と伝送媒体と
の間の結合は一般的にパルス列の各パルスに対し
て同一であるから、媒体へと伝送される高調波成
分及びそれらの対応スペクトル線の振巾は各パル
スごとに同一である。海上システムの様な多数の
システムに於いてはパルス源の特性並びにパルス
源と媒体との結合特性が著しくは変化しない。従
つてスペクトル成分及び高調波の振巾はスペクト
ルに亘つて同一である。システムの受信側にデコ
ンボリユーシヨンフイルタ及びその他のデコンボ
リユーシヨン技術を用いることにより、スペクト
ル間のレベル変動を補償することができる。従つ
て本発明の説明は全スペクトルに亘つて（即ち全
周波数レンジに亘つて）同じ振巾である高調波及
びスペクトル成分について述べる。 各個々のパルスの巾Tpが、問題とする低い高
調波周波数の周期に比べて短い限り、これら全て
の高調波の位相はパルスの大体の衝撃時間に対し
て実質的に零である。換言すれば、全ての高調波
の位相の中心とパルスの衝撃時間の中心が同じで
あると考えられる。高次の高調波に於いては若干
の偏差があり、使用されるパルス列を構成する時
にはこれを考慮に入れる必要がある。本発明の説
明に於いては、同じパルス源によつて発生されそ
して同じ繰返し周波数を有する信号の全ての高調
波は同じ位相中心を有するものと考えることにす
る。 然し乍ら、高い繰返し周波数のパルスが低い繰
返し周波数のパルスに対して或る程度時間的にず
れた状態に時間固定された場合には、高い繰返し
周波数のパルス列の高調波の位相が、低い繰返し
周波数のパルス列の対応高調波の位相から、これ
らパルス列の繰返し周波数の比に等しい割合だけ
位相ずれされるという事に注意されたい。従つ
て、例えば、高い繰返し周波数のパルス列の繰返
し周波数が低い繰返し周波数のパルス列の周波数
の２倍であれば（fR2＝2fR1）、fR1パルス列の第２
高調波の位相が、fR2パルス列の基本波から、初
めのパルス列の基本成分と２番目のパルス列の基
本周波数の半分の不存在成分との間の位相ずれの
２倍だけ、位相ずれされよう。例えば、基本成分
との間の80゜の位相ずれは、fR1パルス列の第２高
調波成分とfR2パルス列の基本成分との間に160゜の
位相ずれを生じる。これは循環パルス列のフーリ
エ解析から生じたものであり、本発明の説明を進
めていく上で覚えておかねばならないことであ
る。 エコーによる多数の探索システムやエコーによ
る多数の距離測定システムに於いては、問題とす
る周波数スペクトルが１オクターブ以上に亘つて
延びる。地震探査システムでは、問題とする周波
数レンジが約100Hz又はそれ以上である。約20Hz
のレンジの下端の周波数については、これが２或
いはそれ以上のオクターブに対応する。
“Vibroseis”システムの様な地震探査システムに
於いては、高調波を含まない様にできるだけ純粋
な正弦波形である正弦波信号を発生しそして問題
とする全周波数レンジに亘つてかかる信号をスイ
ープすることが行なわれている。もちろんこれは
オクターブ（２：１）周波数レンジよりも大き
い。この様な純粋な正弦波を、特に大振巾で発生
することは非常に困難である。更に、パルス源と
媒体との間の結合の変動が高調波の発生を不可避
なものにする。これらの高調波は正弦波信号と相
関し、そして偽の目標値を生じ、これが地質学的
反射面の解析を困難なものにする。 本発明は、前記で説明しそして以下に詳細に述
べる擬似繰返しパルス源の様な高調波の多いパル
ス源でも使用することができる。高調波の干渉に
より生じる偽の目標値や側部のローブノイズを除
去することにより、本発明は送信インターバル中
に多数のインパルスを発生して送信する多数のパ
ルス源を用いて大エネルギの信号を伝送できる様
にする。本発明は、著しい側部ローブがなくそし
て狭い主ローブの所望の自己相関関数を有するス
ペクトルを構成する様なパルスのフオーマツト即
ちシーケンスを提供する。又、本発明は、パルス
源の設計を簡単化する様に、繰返し周波数がオク
ターブスイープに限定されたパルス源を用いてい
る。 繰返し周波数がオクターブ帯域に亘つてスイー
プされる様なパルス、又は高調波の多いその他の
信号、の単１シーケンスの伝送は、所望の多オク
ターブ周波数レンジに亘つて振動のない一定の平
担なスペクトルレベルを与えることはない。換言
すれば、第２図に示した様に繰返し周波数を単に
繰返し周波数１から繰返し周波数２へとスイープ
することはできず、且つこれらインパルスの高調
波があるために問題とする周波数レンジ（即ちfp
まで）に亘つて平担なスペクトルレベルを与える
ことはできない。 スペクトルレベルＥ(f)に於ける20Hzの繰返し周
波数から40Hzの繰返し周波数（即ち周波数レンジ
の下端の１オクターブ）までのスイープの結果が
第３図に示されている。基本波が20Hzから40Hzま
でスイープする時にその第２高調波は２倍の速度
で40Hzから80Hzまでスイープするということを第
２図の説明から想起されたい。スイープレンジ内
のいかなる所与の周波数区画即ちパネルに於いて
も、第２の高調波は、基本波が第２高調波の半分
の速度で移動するのに寄与し、エネルギの半分に
しか寄与しない。それ故、第２高調波パネルのス
ペクトルレベルは基本波の区画レベル半分である
（即ち3dB小さい）。同様に、第３高調波は基本波
のスイープ速度の３倍で60Hzから120Hzまでスイ
ープする。従つて第３高調波パネルのスペクトル
レベルは基本波パネルレベルの1/3である（即ち
5dB小さい）。従つて第ｎ番目の高調波パネルの
スペクトルレベルEoは基本波パネルレベルの
１／ｎである。種々のパネル即ち区画（ビン）の
作用を合成した時には、第４図に示した様な結果
が得られる。基本波作用と第２高調波の作用の開
始との間には3dBの段階がある。次いで第３高調
波と第２高調波が一致した時はスペクトルレベル
が振動する傾向がある。これらの振動が重畳され
るところの平均スペクトルレベルが点線で示され
ている。これらのスペクトルの不連続部即ち境い
目は原点に接近した（主ローブに接近した）リン
ギング（ringing）として表わされた様に自己相
関関数を悪くせしめ、そして振動即ち“草”は、
平均スペクトルレベルを滑らかにすることによつ
て実際上減少されるが、それでも尚、受信した信
号を相関処理する際に側部ローブや偽の目標指示
を生じる様に影響を及ぼす。 第４図に示したものの様なスペクトルから生じ
る自己相関関数が第５図に簡単化された形態で示
されている。主ローブTMLの巾は周波数レンジ即
ち信号の帯域巾に反比例する。100Hzという様な
大きな帯域巾は主ローブを生じる。然し乍ら、境
い目即ち不連続部がリンギングを生じ、そして振
動が側部ローブを生じる。 第６図はスペクトルレベルに生じる振動の原因
及び自己相関関数に生じる側部ローブの原因を示
している。第６図に示された様に、オクターブ高
調波が存在する（即ち基本波及びその高調波相互
のオクターブである周波数帯域に亘つてスイープ
する高調波が存在する）。これらは基本波の繰返
し周波数の２倍、４倍、８倍、16倍…の周波数に
あるオクターブである。第６図に示された４つの
帯域のうち、基本波、第２高調波、及び第４高調
波H1、H2及びH4がオクターブ高調波である。
その他の高調波はオクターブ高調波でない。これ
らは基本波の３倍、５倍、６倍、７倍、９倍…と
いう高調波にある。第６図にt3-4と示されたスイ
ープ開始後の時間に第３高調波H3が80Hzの高調
波に達し、これは第４高調波H4のスイープ開始
と同じ周波数である。別の時間t2-3には第２高調
波が60Hzの周波数に達し、これは第３高調波がス
イープの開始に達する周波数である。これらの周
波数は時間t3-4及びt2-3に互いに相関し、そして
これらの時間に自己相関関数に側部ローブを発生
する。スペクトルに於いては高調波が互いに干渉
し、そして第４図に示された振動を生じさせる。 偽の目標指示や、スペクトルの振動や、送信の
自己相関関数に生じる側部ローブは所与の周波数
が送信中に２回以上現われるために生じるという
ことが本発明によつて分つた。２回以上現われる
パワースペクトルの周波数成分の振巾を減少する
ことにより、振動を減らすことができそして実質
的に排除することができ、それにより著しい側部
ローブエネルギのない自己相関関数が与えられ
る。これは本発明によれば、複数個のパルス源に
より生じるパルスを同調（整相）しそして或る場
合にはこれらパルスの振巾を変えることによつて
オクターブでない周波数の振巾を減少することに
より達成される。更に、この整相は、互いに干渉
して振動を生じる周波数の振巾を減少するのに用
いられるだけでなく、オクターブ高調波を調整乃
至は増強して該高調波により生じるスペクトルレ
ベルを基本波オクターブ（第３図）の振巾の1/2、
1/4…から増加させ且つ周波数レンジに亘つてス
ペクトルレベルを平担に一定にする様にも用いら
れる。 第７図及び第８図は、複数個のパルス源、特に
７個のパルス源S1乃至S7を用いて、約３オクター
ブの問題とする周波数レンジに亘つて平担なスペ
クトルを得ることができる様にする本発明による
方法及び手段を示している。１から２までの正規
化された周波数fpの基本波オクターブをスイープ
することによつて作動する第１のパルス源は第７
Ａ図に示された様な振巾を持つスペクトル線を発
生する。図示明瞭化のため、各スイープの始めに
一連のパルスによつて作られるスペクトル線のみ
が示されている。 繰返される各々のパルス群の時間巾が変えられ
る（この例ではアツプスイープについて考慮して
いるので時間巾が減少される）。 パルス源からのパルスの繰返し周波数は、それ
らの周期がオクターブに亘つてリニアに変化する
様にスイープされるのが好ましく、即ち繰返し周
波数のリニア周期変調（LPM）が用いられる。
LPMはオクターブのスイープに亘つて一定のス
ペクトルレベルを与える。LPMは次式によつて
左右される。 fr（ｔ）＝fp／１−ｔ／2T ｏ＜ｔ＜Ｔ 但し、frは繰返し周波数であり、fpはスイープ
の始めの周波数であり、そしてＴは送信の時間巾
である。LPM及び繰返し周波数を変えるその他
の形式が前記したJohn V.Bouyoucos氏の米国特
許出願第730752号に開示されている。 基本波のスイープは送信インターバル中に１か
ら２までの正規化された周波数でスイープし、そ
してこのスイープは第１のパルス源即ち基本波の
源S1によつて生じるという事は明らかである。第
２のパルス源S2は２から４までの第２高調波に亘
つてスイープし、第３のパルス源S3は３から６ま
での第３高調波に亘つてスイープし、第４のパル
ス源S4は４から８までの第４高調波に亘つてスイ
ープし、…という様になつている。又パルス群は
基本波のパルス源S1からのパルスの周期に等しい
巾を有しており、そして他の高調波のパルス源か
らのパルスは繰返される各パルス群の時間巾を、
全パルスで作られる一連のパルスが生じる送信イ
ンターバルに亘つて、同じ割合で分割する（例え
ば、第２高調波は基本波の周期を２分割し、第４
高調波は第２高調波を２分割（基本波を４分割）
する。送信インターバルは４乃至15秒であるのが
適当である。 第１のパルス源により生じたスペクトル線の振
巾は、第２図に関して上記した様に、本発明の説
明では全て同一である。振動のない平担なスペク
トルを作るために、正規化された周波数３、５、
６、７で始まるオクターブでない高調波が除去さ
れる。オクターブ高調波はスペクトルを平担にす
るために増強される。第２高調波パネルのスペク
トルレベルが第１パネルのスペクトルレベルの半
分であるという事を想起されたい。従つて、第１
パネルと第２パネルとの間の不連続性をなくし且
つスペクトルを等しくするためには（第３図比
較）、第２高調波のパルス源によるスペクトル線
の振巾が第１高調波成分の振巾の√２倍でなけれ
ばならない。スペクトルの振動をなくすために
は、オクターブでない他のパネルと同様に、第３
高調波パネルを除去しなければならない。第４高
調波パネルのスペクトルレベルは第１パネルのス
ペクトルレベルの1/4であるに過ぎない。従つて、
第４高調波パネルをカバーするスペクトル線の振
巾は第１高調波パネルの振巾の２倍でなければな
らない。一般に、オクターブ高調波は、高調波の
番号をｎとすれば基本波成分即ち第１高調波スペ
クトル成分の振巾の√倍に等しい振巾を有する
様に調整しなければならない。 高調波のない平担なスペクトルを生じるスペク
トル成分の所望の関係が第７Ｂ図に示されてい
る。第７Ｂ図に示されたスペクトル線振巾を得る
ためには、第７Ａ図に示されたスペクトル線が第
７Ｃ図に示された振巾を持つスペクトル線と合成
される。次いで、パルス源からのスペクトル線の
和により生じた第２高調波スペクトル線が増強さ
れ、1.414即ち√２に等しくされる。第３高調波
のパルス源S3に対するスペクトル線は、基本波の
源S1により生じた第３高調波スペクトル線と逆の
極性（180゜の移相ずれ）でありそして同じ振巾
（即ち1.0）を有している。これは第３高調波パネ
ルの除去を生じる。第４高調波スペクトル成分は
その振巾に対する作用を第２高調波の源S2並びに
第１即ち基本波の源S1から受ける。2.0のスペク
トルレベルを与えるためには、第４高調波の源S4
が0.586の振巾を有することを必要とするに過ぎ
ない。第５及び第７パネルを除去するパルス源S5
及びS7の振巾は1.0である。というのは、第５及
び第７高調波スペクトル成分を完全に除去するこ
とが必要だからである。低次のパルス源から第６
高調波にする作用もある。従つてこれらの作用は
第６高調波のスペクトル線振巾を与える際に考慮
に入れられる。以下に示す表１には、第７Ｃ図に
示されたスペクトル成分が得られる様な高い高調
波の源の振巾がリストされている。高調波成分が
全て互いにコヒレントであつて、コヒレントに合
成される様にこれらの源は全ての基本波の源に対
して位相固定される。それ故、信号のスペクトル
から振動が除去される。第７Ｃ図に示された、パ
ルス源に対するスペクトルレベルは、パルス源の
高調波番号に等しい割合で表１に示された振巾と
異なるという点に注意されたい。これは、各パル
スの振巾が、所望のスペクトル振巾を高調波の番
号で除算したものであることしか必要としない様
に、各基本波周期のパルス数が高調波の番号に等
しいからである。例えば、表１に示された様に第
２高調波の源S2及び第４高調波の源S4からのパル
スの振巾をいかに得るかということについて考え
ることにしよう。基本波の源からのスペクトル成
分の振巾は１である。第２高調波の源は基本波の
源の各基本波周期の２倍のパルスを有している。
0.207107の振巾を用いることにより、スペクトル
成分は２倍の振巾即ち0.41414を有し、これは必
要とされる付加的な第２高調波振巾である。第１
及び第２高調波の作用により生じる第４高調波の
スペクトル成分は1.414である。必要とされるス
ペクトル振巾は2.0である。従つて２のスペクト
ル振巾を達するためには0.585785のスペクトル振
巾が必要とされるに過ぎない。第４高調波で作動
する源S4は基本波周期に４つのパルスを発生す
る。それ故、第４高調波の源からの各パルスは必
要とされる。0.585785振巾の1/4を形成するに必
要な振巾を持つことしか必要とされない。従つて
第４高調波の源は0.146447の振巾を持つことしか
必要とされず、これが表１に示された振巾であ
る。
信号伝送に有用な広い周波数帯域に亘る比較的な
めらかなパワースペクトルを示す様、所定のシー
ケンスで信号を発生しそして送信する方法に係
る。 本発明は地球物理学的な探査システムに用いる
地震信号の発生に特に利用され且つ特に適してお
り、特に本発明は海上や陸上での衝撃現象によつ
て発生されるパルスの形態でかかる信号を送信す
ることに係り、然して該信号の繰返し周波数が送
信インターバル中に或る周波数レンジに亘つてス
イープされるような送信に係る。 衝撃現象により生じそして繰返し周波数で変調
されたパルス列の形態で、地震信号を発生し、送
信する方法及び装置が本発明と同じ譲受人に譲渡
されたJohn V.Bouyoucos氏の1976年10月７日付
の米国特許出願第7300752号（米国特許第4147288
号）に開示されている。 繰返し周波数で変調されたパルス列を送信する
時は、これらのパルスは高調波を伴つており、然
してこの高調波はパルス自身の繰返し周波数がス
イープされるレンジに高調波的に関係された周波
数レンジに亘つている。例えば10乃至20Hzの繰返
し周波数レンジに亘つてパルスをスイープする時
は、第２高調波の場合20乃至40Hz、第３高調波の
場合30乃至60Hz、第４高調波の場合40乃至80Hz
等々というように延びる帯域に亘つてこれらパル
スの高調波がスイープする。これらの高調波は基
本波と合成されて信号のパワースペクトルを形成
する。高調波がパワースペクトルの特定周波数に
２回以上作用する時は、スペクトルに振動
（undulation）が現われる。これらの振動は見掛
け上しばしば“草”のようである。又、スペクト
ルに生じるこれらの振動は、同じ周波数の高調波
成分を時間的にずらして互いに強力に相関させる
べき場合には偽の目標指示を与えることもある
し、送信信号と受信信号との互いの相関作用に於
いて側部ローブとして現われることもある。又、
振するスペクトルは震動図にノイズとして現われ
るような連続的な高い側部ロープレベルを発する
こともある。これは出来上つた震動図に於ける地
質学的な反射面の分解能レベル及信号対雑音比を
低下するように影響する。 本発明の特徴は、信号を用いたエコー探索シス
テム又はその他のシステムに有用な周波数レンジ
内の各々の周波数帯域にスペクトルエネルギを含
むような信号を発生し、送信する方法を提供する
ことであり、然して上記周波数レンジは地震探査
システムの場合には分解能の高い地震エネルギを
地球の奥深くに貫通するのに必要にして且つ貫通
するのに所望される周波数レンジである。然し乍
らこのスペクトルエネルギは、そのスペクトル成
分が送信インターバル中に１回しか現われないよ
うに発生される。 本発明の目的は、エコーによる距離測定及び探
査システムに使用される周波数レンジに亘り、質
低下となる振動をスペクトルに生じることなく高
いスペクトルレベルでスペクトルエネルギを発生
し、然もスペクトルエネルギを等化して一定の即
ち実質的に平担なスペクトルを与えるように上記
周波数レンジ内の各々の周波数増分のエネルギを
増強するための方法を提供することである。 信号の自己相関関数がそのパワースペクトルの
フーリエ変換体であり、そして一定の即ち平担な
パワースペクトルのフーリエ変換体が狭いパルス
であり即ちわずかな側部ローブエネルギにより囲
まれた主ローブであるということが知られてい
る。本発明によつて与えられる平担なパワースペ
クトルはパルス圧縮エコー探索システムに特に適
しており、そして出来上つた震動図において地質
学的反射面の分解能が高く且つ偽の反射指示がわ
ずかであるという点で地震探査システムに対して
非常に望ましいものである。 地震探査システムに用いられる信号の自己相関
機能を改善するため種々のパルスシーケンス即ち
コードを用いることがこれまでに提案されている
例えば1974年のGeophysical Prospecting 第22
巻、153乃至175頁に記載されたBarbier and
Viallixの“Pulse Coding in Seismic
Prospecting−Sosie and Seiscode”並びに特許
第3264606号、第3483514号、第3811111号、第
3866175号、及び第3956730号を参照されたい。こ
れらのパルスシーケンス即ちコードはランダムな
性質をしており、そして地球物理学的な探査シス
テムに用いることのできる実際のパルス源と両立
できない。これらのシーケンス即ちコードの性質
がランダムであるために、所与の送信インターバ
ルに亘つて送信することのできるパワーレベルに
は制約がある。John V.Bouyoucos氏の前記米国
特許出願には、問題とする周波数レンジに亘つて
平均スペクトルレベルが実質的に均一に延びるよ
うにして大きなパワーのスペクトルエネルギを送
出するのに用いることのできる地震信号の効果的
なシーケンスが開示されている。 本発明は、スペクトルに現われる振即ち“草”
を減少しつつも信号を用いた探索システムの周波
数レンジ全体に亘つてスペクトルレベルを一定に
保持し、然もパルスの数、即ち所与の時間インタ
ーバルに伝送できるパワー、を最大に、これによ
り前記したこれまでのパルスコード方法で得るこ
とのできなかつた成果を果したという点で、パル
ス信号の発生及び送信に実質的な改善を与える。 John V.Bouyoucos氏の前記特許出願には、問
題とする周波数レンジに亘つて平均スペクトルレ
ベルを一定にする方法及び装置が開示されている
が、色々なパルス源からの信号をインコヒレント
に加算することによつて増強を行なつているとい
う点で尚もスペクトルに振動が生じ勝ちである。
本発明はスペクトルに振動を生じることなく必要
な増強がコヒレントに得られるような方法を提供
することである。 そこで本発明の目的は、地震探査やその他の信
号伝送に於けるようなエコー探索のための信号を
発生し且つ送信する改良された方法を提供するこ
とである。 本発明の別の目的は、パルス圧縮エコー探索お
よよびその他の信号伝送システムに使用するため
の信号を発生しそして送信する改良された方法を
提供することであり、特にこれら信号の繰返し周
波数が変わる（即ちこれら信号が繰返し周波数で
変調される）ような方法を提供することである。 本発明の更に別の目的は、個々のパルス又は他
の信号のスペクトル成分が周波数レンジ全体に亘
つて延びるような広い帯域巾を個々に持つた個々
のパルス又は他の信号を使用することにより、或
る周波数レンジに亘つて実質的に一定のスペクト
ルレベルを有した一連の信号を発生する方法を提
供することである。 本発明の更に別の目的は、地震信号や、エコー
探索等の用途に有用なその他の信号を送信する改
良された方法を提供することであり、然してこれ
ら信号は基準時間に狭いパルス即ち主ローブを有
しそして著しい側部ローブがないことを特徴とす
る自己相関関数を有している。 本発明の更に別の目的は、多数のパルス源を用
いて信号を発生する方法によつて、一連の信号を
作ることであり、然してこれら信号は短い時間イ
ンターバルに亘り高いエネルギで送信することが
でき、然も所望の周波数レンジに亘つて実質的に
平担なスペクトルを得ることができる。 本発明の更に別の目的は、パルスをスイープす
る繰返し周波数のレンジよりも非常に大きな周波
数スペクトルを個々にカバーするようなパルスを
用いることにより地震信号を発生する改良された
方法を提供することである。 本発明の更に別の目的は、エコーによる距離測
定や探索システムに用いるための地震信号やその
他の信号を発生する改良された方法を提供するこ
とであり、これら信号の繰返し周波数のレンジの
或る倍数に等しい周波数レンジに亘つて一定レベ
ルのスペクトルエネルギが得られるような方法を
提供することである。 本発明の更に別の目的は、地震探査システムに
用いられる地震信号を送信する改良された方法を
提供することであり、相関技術によつて操作さ
れ、そして送信媒体（即ち地球）にも、信号の源
にも、又は該源と送信媒体との結合にもリニア性
がないことにより偽の応答を減少するような方法
を提供することである。 本発明の更に別の目的は、ランダムシーケンス
の信号に比べてゆつくりと変化する擬似繰返しシ
ーケンスであるような改良されたシーケンスの信
号を発生する改良された方法を提供することであ
り、このゆつくりと変化する信号は電気液圧源、
空気圧源及び電気機械的な源のような実際の源に
よつて送信することができる。 本発明のなお別の目的は、所与の時間インター
バルに亘りランダムシーケンスよりも大きな電力
及び大きな送信エネルギを生じるようなゆつくり
と変化する擬似繰返しシーケンスを発生する改良
された方法を提供することである。 簡単に言えば、本発明によつて信号を送信する
方法は多数のパルス源を用いている。これらのパ
ルス源はJohn V.Bouyoucos氏の前記米国特許出
願に開示されたような衝撃現象の地震信号発生装
置である。各々のパルス源は多数のパルスを列と
して与える。パルス列のパルスは擬似繰返し性が
あり、即ちこれらパルスは決して同じ周期では繰
返えされず、パルス列が時間的に進むにつれてパ
ルスとパルスとの周期が連続的に変化する。各々
のパルス列の繰返し周波数は１オクターブ範囲の
周波数帯域に亘つてスイープする。各パルス列の
スタート時間は若干異なり、以下に述べるように
調整される。このようにして複数個のパルス列か
らのパルスは同時に発生せず、繰返し周波数の周
期を多数の部分に細分化し、その比例関係は送信
時間に亘つて一定に保たれる。これら部分の数は
一般にパルス列の数に等しい。 繰返し周波数の周期のこの比例関係は繰返し周
波数の高調波の振巾を調整せしめ、基本波からオ
クターブ段階にある高調波即ち基本波の繰返し周
波数の２倍、４倍、８倍……というような繰返し
周波数の高調波は増強され、一方、オクターブ段
階にない高調波、即ち基本波の繰返し周波数の３
倍、５倍……というような高調波は実質的に排除
される。オクターブ段階にないこれらの高調波
（非オクターブ高適波）は、オクターブ段階にあ
る高調波（オクターブ高調波）により生じたもの
と同じ周波数であるがそれとは異なつた時間に周
波数成分を発生し、これがスペクトルに振動を生
じさせる。オクターブ段階にない高調波のパルス
繰返し数は本発明によつて除去される。 送信中各々のオクターブを経てオクターブ高調
波がスイープする時は、高次のオクターブの方が
低次のオクターブよりも帯域巾が広いために、高
次の高調波程スイープ速度が大きい。スイープ時
間は全て同一であり、即ち送信時間であるから、
オクターブ高調波の振巾が同一であれば、高次の
オクターブに於いてスペクトルレベルの低下が生
じる。以下で述べるタイミングの比例関係は、ス
イープ速度が異なることにより生じるスペクトル
レベルの低下を打ち消すようにオクターブ高調波
の振巾を増強せしめる。このようにして、各々の
逐次のオクターブはその手前のものと同一のスペ
クトルレベルを有するようにされる。 １つのオクターブ内でスペクトルが一定即ち平
担であるかどうかを決定するために送信全体に亘
る周波数スイープ速度とパルスの振巾とが合成さ
れる。必要とされる平担さを得るための多数の手
段が1976年10月７日出願のJohn V.Bouyoucos氏
の前記米国特許出願第730752号に開示されてい
る。例えば、その１つの技術は、パルスの振巾を
送信時間全体に亘つて一定にしそして“リニア周
期変調”として知られた周波数スイープを用いる
ことである。本発明によれば、このリニア周期変
調は基本繰返し周波数の周期が送信の時間巾に亘
つて２：１の係数で変化し、送信時間にリニアに
関係付けされるように単調にスイープされるよう
にして用いられる。 上記した次々の段階を用いてパルスシーケンス
を発生した時は、レベルが等しく、平担であり、
振動がなく、そしてオクターブ帯域が隣接したよ
うなスペクトルが生じ、信号伝送システムの全周
波数レンジに亘つて所望の一定の連続スペクトル
が作られる。 本発明の別の実施例（上記した実施例よりも現
在のところはあまり好ましいものでない）に於い
ては、各パルス列の繰返し周波数が別々の周波数
帯域に亘つてスイープする。然して各周波数帯域
の範囲は１オクターブを越えるものではない。こ
れらのパルス列のうちの第１パルス列の繰返し周
波数がスイープされるところの周波数レンジのオ
クターブは、周波数レンジの下の部分をカバーす
る。第１のパルス源は例えば10乃至20Hzのレンジ
に亘つて作動し、これは基本波の繰返し周波数レ
ンジである。その他のパルス源は第１パルス列の
繰返し周波数の高調波、即ち第１パルス列の繰返
し周波数の２倍、３倍、４倍、５倍……の操返し
周波数で作動する。次々の各パルス例は、そのパ
ルス列の基本スペクトル成分の位相が、オクター
ブ高調波の場合は0゜そして非オクターブ高調波の
場合は180゜だけ、第１即ち基本パルス列の対応高
調波スペクトル成分の位相に対して位相ずれされ
るように、時間的に調整される。更に、オクター
ブ高調波は増強しそして非オクターブ高調波は除
去され上記好ましい実施例で述べたものと同じス
ペクトル構造を与えるようにパルス例の振巾が調
整される。 本発明は、一般にエコーによる探索やその他の
信号伝送システムに使用する一連の信号を伝送す
る方法を提供するものである。これらの信号の
各々の１オクターブより大きい周波数レンジに亘
るスペクトルを有しており、パルスである。即
ち、パルスは広い帯域に亘つてスペクトルを有す
る信号を意味する。これらのパルスの連続したも
のが繰り返し発生され、パルス群を構成する。こ
れらのパルス群は複数の発生器から発生されたパ
ルス、即ち基本周波数のパルス、基本波の２倍、
３倍、４倍…の周波数を有するパルスから成つて
おり、各々のパルス群の時間巾は基本波の周期を
有している。そして一連の信号は幾つかのパルス
群から成つている。複数の発生器に代えて一つの
発生器によつて、これらのパルス群を発生させる
ことも可能である。 各パルス群の時間巾がパルスによつて分割され
るところの割合は同一に保たれる。各パルス群の
時間巾は２：１を越えない割合で送信インターバ
ル中にゆつくりと且つ単調に変えられる。ここで
「ゆつくり」とはパルス群の時間巾の変化がパル
ス群の時間巾に比較して相当に小さいことを意味
する。送信された一連のパルスのスペクトルは、
パルスの周波数レンジの大部分に亘る実質的に一
定のエネルギを有している。 本発明の前記特徴及び他の特徴、目的並びに効
果、そして又その操作モード及びその好ましい実
施例は添付図面を参照とした以下の詳細な説明よ
り明らかとなろう。 さて特に第１図を参照すれば、第１８図に関し
て以下に述べるようなパルス源により発生された
パルス列に存在する１対の次々のパルスが示され
ている。これらのパルスは、パルス源のハンマー
乃至はラムでアンビル乃至はプレートを衝撃する
ように駆動した時に生じるような衝撃現象によつ
て発生される。このアンビル乃至プレートは、力
パルス整形バネを経て、地面に接したプレート
に、又は海上の場合には水に接したプレートに結
合されてもよい。パルスを発生するのにその他の
地震パルス源を用いてもよい。これらは海水頭に
よつて作動されるピストンを含んでいる（例え
ば、1966年、10月４日付のJohn V.Bouyoucos氏
の特許第3277437号を参照されたい）。然し乍ら、
これらのパルス源は、所望周波数伝送の少なくと
も低い方のレンジを含む周波数レンジに亘つて繰
返し周波数を変えることのできる即ちスイープす
ることのできるような多数のパルスを発生できる
ことが必要である。従つて、第１８図に関して以
下で説明し且つ前記したJohn V.Bouyoucos氏の
米国特許出願第730752号にも開示されたような液
圧制御式のパルス源が代表的に用いられる。 地震信号を発生するためには、整形されたパル
スを用いることが好ましい。パルスの整形は、地
震信号の場合に地球物理学的な解析に用いられる
ような所望の送信帯域巾に対応するスペクトル帯
域巾を与えるように整形されるのが望ましい。エ
コーによるその他の距離測定及び探索システムに
ついては、受信装置の帯域巾内に入るように送信
帯域巾を限定するのが望ましい。これは、解析帯
域に入らないパルススペクトルに含まれたエネル
ギが失なわれて、プロセスを非効率的なものにし
てしまうからである。 送信スペクトルを限定するためには、バネや、
パルス発生現象により発生された力を制御するそ
の他のパルス整形回路網を用いることによつて、
パルスを整形することが望ましい。衝撃バネの設
計が前記したJohn V.Bouyoucos氏の米国特許出
願に開示されている。適当なパルス整形バネの設
計についての更に別の資料として、米国特許第
3382932号及び第3570609号も参照されたい。かか
るバネを使用することにより、第１図に示された
ように正弦波の半部分（半正弦波）に類似した形
状の力パルスが得られる。第１図に示されたよう
に各々のパルスは同じパルス巾Tpを有している。
これらパルスの基本周期はTRで示される。スペ
クトルエネルギレベルＥ(f)が低周波数（低周波数
漸近線）に於けるレベルの約3dB（即ち1/2）に減
少されるところの半正弦波力パルスの周波数f0は
ほぼf0＝0.6１／Tpである。この周波数f0は解析帯域 の上限周波数に対しても同様に考えることができ
る。従つて力パルスは衝撃現象の大部分のエネル
ギを解析帯域の上限周波数より下に位置させる様
に調整される。各パルス現象のエネルギは力の時
間巾、及び振巾の平方（即ちパルスの力のピーク
値の平方）に比例する。力の時間巾はバネの整形
作用によつて制御されそしてパルスごとに同じで
あるから、エネルギは振巾の平方に比例する。力
パルスが繰返される時は、繰返しパルス列のスペ
クトルが各々の個々のパルスのスペクトルに限定
される。然し乍ら、絶対スペクトルレベルは繰返
し周波数の関数である。 第２図は一定の繰返し周波数fRを有するパルス
から生じたスペクトルを示している。この時の力
パルス間の周期即ち時間インターバルTR（第１
図）は全力パルス列に等しい。カツトオフ周波数
f0まで延びる連続スペクトルではなくて、このス
ペクトルはスペクトル線と称する一連の線成分に
分解され、これらのスペクトル線は距離fR（即ち
繰返し周波数の高調波）だけ離間されそして個々
のパルスのスペクトルの包絡線に限定される。ス
ペクトル成分の振巾は繰返し周波数に比例する。
第２図の実線で示した包絡線は、基本繰返し周波
数fR1が、点線の包絡線で示した繰返し周波数fR2
の半分である場合を示している。繰返し周波数が
fR2である場合の包絡線内には半分のスペクトル
線しかなく、且つ単位時間当たりのインパルス数
が２倍であるので、fR2パルス列に対する個々の
スペクトル線振巾はfR1パルス列の振巾よりも２
倍大きい。スペクトルエネルギレベルＥ(f)はこれ
ら振巾の平方に比例する。従つてfR2パルス列の
スペクトルレベルは6dBであり、即ちfR1パルス列
のスペクトルレベルの４倍である。 パルス源の特性、並びにパルス源と伝送媒体と
の間の結合は一般的にパルス列の各パルスに対し
て同一であるから、媒体へと伝送される高調波成
分及びそれらの対応スペクトル線の振巾は各パル
スごとに同一である。海上システムの様な多数の
システムに於いてはパルス源の特性並びにパルス
源と媒体との結合特性が著しくは変化しない。従
つてスペクトル成分及び高調波の振巾はスペクト
ルに亘つて同一である。システムの受信側にデコ
ンボリユーシヨンフイルタ及びその他のデコンボ
リユーシヨン技術を用いることにより、スペクト
ル間のレベル変動を補償することができる。従つ
て本発明の説明は全スペクトルに亘つて（即ち全
周波数レンジに亘つて）同じ振巾である高調波及
びスペクトル成分について述べる。 各個々のパルスの巾Tpが、問題とする低い高
調波周波数の周期に比べて短い限り、これら全て
の高調波の位相はパルスの大体の衝撃時間に対し
て実質的に零である。換言すれば、全ての高調波
の位相の中心とパルスの衝撃時間の中心が同じで
あると考えられる。高次の高調波に於いては若干
の偏差があり、使用されるパルス列を構成する時
にはこれを考慮に入れる必要がある。本発明の説
明に於いては、同じパルス源によつて発生されそ
して同じ繰返し周波数を有する信号の全ての高調
波は同じ位相中心を有するものと考えることにす
る。 然し乍ら、高い繰返し周波数のパルスが低い繰
返し周波数のパルスに対して或る程度時間的にず
れた状態に時間固定された場合には、高い繰返し
周波数のパルス列の高調波の位相が、低い繰返し
周波数のパルス列の対応高調波の位相から、これ
らパルス列の繰返し周波数の比に等しい割合だけ
位相ずれされるという事に注意されたい。従つ
て、例えば、高い繰返し周波数のパルス列の繰返
し周波数が低い繰返し周波数のパルス列の周波数
の２倍であれば（fR2＝2fR1）、fR1パルス列の第２
高調波の位相が、fR2パルス列の基本波から、初
めのパルス列の基本成分と２番目のパルス列の基
本周波数の半分の不存在成分との間の位相ずれの
２倍だけ、位相ずれされよう。例えば、基本成分
との間の80゜の位相ずれは、fR1パルス列の第２高
調波成分とfR2パルス列の基本成分との間に160゜の
位相ずれを生じる。これは循環パルス列のフーリ
エ解析から生じたものであり、本発明の説明を進
めていく上で覚えておかねばならないことであ
る。 エコーによる多数の探索システムやエコーによ
る多数の距離測定システムに於いては、問題とす
る周波数スペクトルが１オクターブ以上に亘つて
延びる。地震探査システムでは、問題とする周波
数レンジが約100Hz又はそれ以上である。約20Hz
のレンジの下端の周波数については、これが２或
いはそれ以上のオクターブに対応する。
“Vibroseis”システムの様な地震探査システムに
於いては、高調波を含まない様にできるだけ純粋
な正弦波形である正弦波信号を発生しそして問題
とする全周波数レンジに亘つてかかる信号をスイ
ープすることが行なわれている。もちろんこれは
オクターブ（２：１）周波数レンジよりも大き
い。この様な純粋な正弦波を、特に大振巾で発生
することは非常に困難である。更に、パルス源と
媒体との間の結合の変動が高調波の発生を不可避
なものにする。これらの高調波は正弦波信号と相
関し、そして偽の目標値を生じ、これが地質学的
反射面の解析を困難なものにする。 本発明は、前記で説明しそして以下に詳細に述
べる擬似繰返しパルス源の様な高調波の多いパル
ス源でも使用することができる。高調波の干渉に
より生じる偽の目標値や側部のローブノイズを除
去することにより、本発明は送信インターバル中
に多数のインパルスを発生して送信する多数のパ
ルス源を用いて大エネルギの信号を伝送できる様
にする。本発明は、著しい側部ローブがなくそし
て狭い主ローブの所望の自己相関関数を有するス
ペクトルを構成する様なパルスのフオーマツト即
ちシーケンスを提供する。又、本発明は、パルス
源の設計を簡単化する様に、繰返し周波数がオク
ターブスイープに限定されたパルス源を用いてい
る。 繰返し周波数がオクターブ帯域に亘つてスイー
プされる様なパルス、又は高調波の多いその他の
信号、の単１シーケンスの伝送は、所望の多オク
ターブ周波数レンジに亘つて振動のない一定の平
担なスペクトルレベルを与えることはない。換言
すれば、第２図に示した様に繰返し周波数を単に
繰返し周波数１から繰返し周波数２へとスイープ
することはできず、且つこれらインパルスの高調
波があるために問題とする周波数レンジ（即ちfp
まで）に亘つて平担なスペクトルレベルを与える
ことはできない。 スペクトルレベルＥ(f)に於ける20Hzの繰返し周
波数から40Hzの繰返し周波数（即ち周波数レンジ
の下端の１オクターブ）までのスイープの結果が
第３図に示されている。基本波が20Hzから40Hzま
でスイープする時にその第２高調波は２倍の速度
で40Hzから80Hzまでスイープするということを第
２図の説明から想起されたい。スイープレンジ内
のいかなる所与の周波数区画即ちパネルに於いて
も、第２の高調波は、基本波が第２高調波の半分
の速度で移動するのに寄与し、エネルギの半分に
しか寄与しない。それ故、第２高調波パネルのス
ペクトルレベルは基本波の区画レベル半分である
（即ち3dB小さい）。同様に、第３高調波は基本波
のスイープ速度の３倍で60Hzから120Hzまでスイ
ープする。従つて第３高調波パネルのスペクトル
レベルは基本波パネルレベルの1/3である（即ち
5dB小さい）。従つて第ｎ番目の高調波パネルの
スペクトルレベルEoは基本波パネルレベルの
１／ｎである。種々のパネル即ち区画（ビン）の
作用を合成した時には、第４図に示した様な結果
が得られる。基本波作用と第２高調波の作用の開
始との間には3dBの段階がある。次いで第３高調
波と第２高調波が一致した時はスペクトルレベル
が振動する傾向がある。これらの振動が重畳され
るところの平均スペクトルレベルが点線で示され
ている。これらのスペクトルの不連続部即ち境い
目は原点に接近した（主ローブに接近した）リン
ギング（ringing）として表わされた様に自己相
関関数を悪くせしめ、そして振動即ち“草”は、
平均スペクトルレベルを滑らかにすることによつ
て実際上減少されるが、それでも尚、受信した信
号を相関処理する際に側部ローブや偽の目標指示
を生じる様に影響を及ぼす。 第４図に示したものの様なスペクトルから生じ
る自己相関関数が第５図に簡単化された形態で示
されている。主ローブTMLの巾は周波数レンジ即
ち信号の帯域巾に反比例する。100Hzという様な
大きな帯域巾は主ローブを生じる。然し乍ら、境
い目即ち不連続部がリンギングを生じ、そして振
動が側部ローブを生じる。 第６図はスペクトルレベルに生じる振動の原因
及び自己相関関数に生じる側部ローブの原因を示
している。第６図に示された様に、オクターブ高
調波が存在する（即ち基本波及びその高調波相互
のオクターブである周波数帯域に亘つてスイープ
する高調波が存在する）。これらは基本波の繰返
し周波数の２倍、４倍、８倍、16倍…の周波数に
あるオクターブである。第６図に示された４つの
帯域のうち、基本波、第２高調波、及び第４高調
波H1、H2及びH4がオクターブ高調波である。
その他の高調波はオクターブ高調波でない。これ
らは基本波の３倍、５倍、６倍、７倍、９倍…と
いう高調波にある。第６図にt3-4と示されたスイ
ープ開始後の時間に第３高調波H3が80Hzの高調
波に達し、これは第４高調波H4のスイープ開始
と同じ周波数である。別の時間t2-3には第２高調
波が60Hzの周波数に達し、これは第３高調波がス
イープの開始に達する周波数である。これらの周
波数は時間t3-4及びt2-3に互いに相関し、そして
これらの時間に自己相関関数に側部ローブを発生
する。スペクトルに於いては高調波が互いに干渉
し、そして第４図に示された振動を生じさせる。 偽の目標指示や、スペクトルの振動や、送信の
自己相関関数に生じる側部ローブは所与の周波数
が送信中に２回以上現われるために生じるという
ことが本発明によつて分つた。２回以上現われる
パワースペクトルの周波数成分の振巾を減少する
ことにより、振動を減らすことができそして実質
的に排除することができ、それにより著しい側部
ローブエネルギのない自己相関関数が与えられ
る。これは本発明によれば、複数個のパルス源に
より生じるパルスを同調（整相）しそして或る場
合にはこれらパルスの振巾を変えることによつて
オクターブでない周波数の振巾を減少することに
より達成される。更に、この整相は、互いに干渉
して振動を生じる周波数の振巾を減少するのに用
いられるだけでなく、オクターブ高調波を調整乃
至は増強して該高調波により生じるスペクトルレ
ベルを基本波オクターブ（第３図）の振巾の1/2、
1/4…から増加させ且つ周波数レンジに亘つてス
ペクトルレベルを平担に一定にする様にも用いら
れる。 第７図及び第８図は、複数個のパルス源、特に
７個のパルス源S1乃至S7を用いて、約３オクター
ブの問題とする周波数レンジに亘つて平担なスペ
クトルを得ることができる様にする本発明による
方法及び手段を示している。１から２までの正規
化された周波数fpの基本波オクターブをスイープ
することによつて作動する第１のパルス源は第７
Ａ図に示された様な振巾を持つスペクトル線を発
生する。図示明瞭化のため、各スイープの始めに
一連のパルスによつて作られるスペクトル線のみ
が示されている。 繰返される各々のパルス群の時間巾が変えられ
る（この例ではアツプスイープについて考慮して
いるので時間巾が減少される）。 パルス源からのパルスの繰返し周波数は、それ
らの周期がオクターブに亘つてリニアに変化する
様にスイープされるのが好ましく、即ち繰返し周
波数のリニア周期変調（LPM）が用いられる。
LPMはオクターブのスイープに亘つて一定のス
ペクトルレベルを与える。LPMは次式によつて
左右される。 fr（ｔ）＝fp／１−ｔ／2T ｏ＜ｔ＜Ｔ 但し、frは繰返し周波数であり、fpはスイープ
の始めの周波数であり、そしてＴは送信の時間巾
である。LPM及び繰返し周波数を変えるその他
の形式が前記したJohn V.Bouyoucos氏の米国特
許出願第730752号に開示されている。 基本波のスイープは送信インターバル中に１か
ら２までの正規化された周波数でスイープし、そ
してこのスイープは第１のパルス源即ち基本波の
源S1によつて生じるという事は明らかである。第
２のパルス源S2は２から４までの第２高調波に亘
つてスイープし、第３のパルス源S3は３から６ま
での第３高調波に亘つてスイープし、第４のパル
ス源S4は４から８までの第４高調波に亘つてスイ
ープし、…という様になつている。又パルス群は
基本波のパルス源S1からのパルスの周期に等しい
巾を有しており、そして他の高調波のパルス源か
らのパルスは繰返される各パルス群の時間巾を、
全パルスで作られる一連のパルスが生じる送信イ
ンターバルに亘つて、同じ割合で分割する（例え
ば、第２高調波は基本波の周期を２分割し、第４
高調波は第２高調波を２分割（基本波を４分割）
する。送信インターバルは４乃至15秒であるのが
適当である。 第１のパルス源により生じたスペクトル線の振
巾は、第２図に関して上記した様に、本発明の説
明では全て同一である。振動のない平担なスペク
トルを作るために、正規化された周波数３、５、
６、７で始まるオクターブでない高調波が除去さ
れる。オクターブ高調波はスペクトルを平担にす
るために増強される。第２高調波パネルのスペク
トルレベルが第１パネルのスペクトルレベルの半
分であるという事を想起されたい。従つて、第１
パネルと第２パネルとの間の不連続性をなくし且
つスペクトルを等しくするためには（第３図比
較）、第２高調波のパルス源によるスペクトル線
の振巾が第１高調波成分の振巾の√２倍でなけれ
ばならない。スペクトルの振動をなくすために
は、オクターブでない他のパネルと同様に、第３
高調波パネルを除去しなければならない。第４高
調波パネルのスペクトルレベルは第１パネルのス
ペクトルレベルの1/4であるに過ぎない。従つて、
第４高調波パネルをカバーするスペクトル線の振
巾は第１高調波パネルの振巾の２倍でなければな
らない。一般に、オクターブ高調波は、高調波の
番号をｎとすれば基本波成分即ち第１高調波スペ
クトル成分の振巾の√倍に等しい振巾を有する
様に調整しなければならない。 高調波のない平担なスペクトルを生じるスペク
トル成分の所望の関係が第７Ｂ図に示されてい
る。第７Ｂ図に示されたスペクトル線振巾を得る
ためには、第７Ａ図に示されたスペクトル線が第
７Ｃ図に示された振巾を持つスペクトル線と合成
される。次いで、パルス源からのスペクトル線の
和により生じた第２高調波スペクトル線が増強さ
れ、1.414即ち√２に等しくされる。第３高調波
のパルス源S3に対するスペクトル線は、基本波の
源S1により生じた第３高調波スペクトル線と逆の
極性（180゜の移相ずれ）でありそして同じ振巾
（即ち1.0）を有している。これは第３高調波パネ
ルの除去を生じる。第４高調波スペクトル成分は
その振巾に対する作用を第２高調波の源S2並びに
第１即ち基本波の源S1から受ける。2.0のスペク
トルレベルを与えるためには、第４高調波の源S4
が0.586の振巾を有することを必要とするに過ぎ
ない。第５及び第７パネルを除去するパルス源S5
及びS7の振巾は1.0である。というのは、第５及
び第７高調波スペクトル成分を完全に除去するこ
とが必要だからである。低次のパルス源から第６
高調波にする作用もある。従つてこれらの作用は
第６高調波のスペクトル線振巾を与える際に考慮
に入れられる。以下に示す表１には、第７Ｃ図に
示されたスペクトル成分が得られる様な高い高調
波の源の振巾がリストされている。高調波成分が
全て互いにコヒレントであつて、コヒレントに合
成される様にこれらの源は全ての基本波の源に対
して位相固定される。それ故、信号のスペクトル
から振動が除去される。第７Ｃ図に示された、パ
ルス源に対するスペクトルレベルは、パルス源の
高調波番号に等しい割合で表１に示された振巾と
異なるという点に注意されたい。これは、各パル
スの振巾が、所望のスペクトル振巾を高調波の番
号で除算したものであることしか必要としない様
に、各基本波周期のパルス数が高調波の番号に等
しいからである。例えば、表１に示された様に第
２高調波の源S2及び第４高調波の源S4からのパル
スの振巾をいかに得るかということについて考え
ることにしよう。基本波の源からのスペクトル成
分の振巾は１である。第２高調波の源は基本波の
源の各基本波周期の２倍のパルスを有している。
0.207107の振巾を用いることにより、スペクトル
成分は２倍の振巾即ち0.41414を有し、これは必
要とされる付加的な第２高調波振巾である。第１
及び第２高調波の作用により生じる第４高調波の
スペクトル成分は1.414である。必要とされるス
ペクトル振巾は2.0である。従つて２のスペクト
ル振巾を達するためには0.585785のスペクトル振
巾が必要とされるに過ぎない。第４高調波で作動
する源S4は基本波周期に４つのパルスを発生す
る。それ故、第４高調波の源からの各パルスは必
要とされる。0.585785振巾の1/4を形成するに必
要な振巾を持つことしか必要とされない。従つて
第４高調波の源は0.146447の振巾を持つことしか
必要とされず、これが表１に示された振巾であ
る。
【表】
７個の源全部からのスペクトル成分を合成した
時は、オクターブ高調波の源S1、S2及びS4の加算
によつてスペクトルレベルＥ(f)が生じる。これら
のパルス源は全て位相固定されているのでこれら
の加算はコヒレントである。従つてその包絡線は
平担であり、第２図に示した様な単１のインパル
スの包絡線に一致する。 基本波の源に加えて別々の高調波の源を用いる
代りに、基本波の源を高調波の周波数で然も別々
の振巾のインパルスを持つ様に作動させてもよ
い。例えば、第２高調波周波数で作動するこの複
合パルス源は振巾1.207107及び0.207107の次々の
パルスを有する。 位相固定されたパルス源を多数用いることによ
り理論的には無限の周波数レンジに亘つて振動を
生じることなく平担なスペクトルを作ることがで
きるが、同じオクターブに亘つて繰返し周波数が
変化する様なパルス源を用いて操作することが望
ましい。例えば、基本波周期の1/2だけ時間にず
らされた時（これは説明の便宜上180゜の位相ずれ
と称する）第２高調波オクターブに亘つてスイー
プする様な繰返し周波数を作るためには、この様
なパルス源が２つ用いられる。或いは又、繰返し
周波数の２倍で作動する同じパルス源を用いるこ
とによつて第２高調波の源を設けてもよい。 高い高調波オクターブ周波数が問題とするスペ
クトルレンジを越えて延びる場合にはこれら周波
数の使用が効率的でなくなる。基本波のオクター
ブレンジ又は第２高調波のオクターブレンジに亘
つてスイープする様に作動しそして適正なタイミ
ング（即ち適正な位相関係）で結合されたパルス
源を用いることによつて高調波オクターブの増強
及び非高調波オクターブの振巾の減少も達成され
る。この様な基本波及び／又は第２高調波の源を
用いる方法及び装置の原理は第９図乃至第１６図
から明らであろう。 先ず、同じオクターブに亘つてスイープする様
に作動する２つのパルス源S1及びS2を使用するこ
とによつて、第３高調波パネル及びそのスペクト
ル線の振巾を減少することについて考えることに
しよう。これらの源により発生されるパルスは等
振巾である。第１の源S1及び第２の源S2により生
じる第３高調波スペクトル線成分の振巾が位相ず
れφS1-S2の関数としていかに変化するかが第９図
に示されている。パルス源S1とS2との第３高調波
の振巾の比は０から２までの正規化されたレンジ
に亘つて変化する。第２のパルス源S2からのイン
パルスが第１のパルス源S1からのインパルスに対
して60゜ずらされている時は第３高調波が打ち消
されて除去される。これらパルスの位相関係が
180゜である場合にも第３高調波は除去されるが、
この位相関係は基本波成分の打ち消しを生じ、従
つてこれは有用でない。然し乍ら、２つのパルス
源を作用することは、これらのパルス源が適正な
位相関係にされた時に、高調波成分及び周波数パ
ネルを打ち消しできる様にする。２つの源S1及び
S2からのパルスを60゜に位相定めとすることによ
り、最も高い振巾の側部ローブを生じる第３高調
波成分を除去することができる。これは自己相関
関数から甚しい側部ローブを除去し、そして多数
の地震探走システムに於いて更に振巾調整せずに
役立つところまで、スペクトルの振動のない帯域
巾を延ばす。 然し乍ら、スペクトルレベルが本質的に平担で
ある様に第２及び第４高調波成分のレベルを調整
することが所望される。かゝる調整は第１０図に
示された様に適正な振巾を持つた１つの更に別の
パルス源によつて達成される。第１０図は第３高
調波の振巾を減少する第２のパルス源を用いない
場合を説明するための図である。２つのパルス源
が示されている。第１のベクトルS1は振巾１、位
相０の基本波の源を示している。第２高調波で作
動しそして第２高調波オクターブに亘つてスイー
プする更に別の源S2が用いられる。正規化された
範囲に於けるこのパルス源S2からのパルスのスペ
クトル線レベルは1.86である。添付図面にS2と示
されたこの第２パルス源の第１パルスと、第１パ
ルス源からのパルスとの位相ずれは65.8゜である。
第２図に関して上記で説明した様に、第２高調波
の位相に変換すると、第２高調波のベクトルはパ
ルス間隔の２倍即ち131.6゜である。第１の源S1か
らの第２高調波成分S1H2と第２の源S2からの第１
高調波成分S2H1とに対する和のベクトル（S1H2＋
S2H1）は√２に等しい半径の円に存在する。これ
は第２高調波スペクトル成分に対する所所望の振
巾である。 第４高調波スペクトル成分も２の所望振巾で与
えられる。第２のパルス源の第２高調波S2H2は第
１高調波成分と同じ振巾1.86を有するが、位相ず
れは２倍即ち263.2゜である。和のベクトル（S1H4
＋S2H2）は長さが２であり、そして半径２の円の
上に存在する。従つて、基本波のパルス源に対し
て所定の位相ずれ状態に位相定めされた１つのパ
ルス源を基本波のパルス源の他に使用することに
より、第２及び第４の両高調波スペクトル成分が
等化される。 前記の説明では、２つのパルス源を用いて第３
高調波スペクトル成分をいかに除去することがで
きるかという事について初めに述べ、そして更に
別の第２高調波のパルス源を用いて第２及第４高
調波の振巾をいかに調整できるかという事につい
て次に述べた。２つのパルス源が基本波オクター
ブに亘つてスイープする様に作動しそして第３の
パルス源が第２高調波オクターブに亘つてスイー
プする様に作動する様な３つのパルス源を用いる
か、或いは又４つのパルス源全部が基本波オクタ
ーブに亘つてスイープしそして所定の位相関係を
有する様に時間的に制御される（即ち、本発明に
より与えられるコードに基いて）様な４つのパル
ス源を用いることにより、2.5オクターブに亘つ
てスペクトルレベルを平らにすることができ且つ
そこに生じる振動を除去することができる。３つ
又は４つのパルス源を組合せて用いるコードに於
いては、第２のパルス源S2が基本波オクターブに
亘つてスイープする様に設けられ、然も第３高周
波パネルの振巾を減少する様に基本波のパルス源
S1に対して60゜に位相定めされる。その他のパル
ス源は、或る場合には初めの２つの源S1及びS2か
らのパルスの振巾と異なつた振巾を有し、そして
第２の場合には全ての源からの全てのパルスが同
じ振巾を有する。 第３パルス源、又は第３及び第４パルス源が第
２高調波オクターブに亘つてスイープする様に作
動しそして初めの２つのパルス源の振巾と異なつ
た振巾を有する場合について初めに考えることに
する。第１１図は、第２高調波の源をなす１対の
パルスのうち初めのパルスと基本波の源からのパ
ルスとの間の位相ずれ即ちパルス間隔が変わる時
の、第４高調波の所望振巾AH4（これはもちろん
２である）からのエラーを示したグラフである。
基本波の源からの第２高調波スペクトル成分と第
２高調波の源からの基本波スペクトル成分との間
の位相ずれの1/2がこのパルス間隔に等しい。第
３パルス源又は第３及び第４パルス源からのパル
スの振巾は全てのパルス源からのパルスの和の第
２高調波成分の振巾が√２の関連値を有する様に
調整される。約85.5゜の位相ずれに於いてエラー
が実質的に零である。 第２高調波を与える第２高調波源のパルス振巾
が基本波の源からのパルスの振巾に等い場合に対
して同様の曲線を示した第１２図について考えよ
う。所望の第２高調波振巾AH2＝√２及び第４高
調波振巾AH4＝２のエラーが共に零に減少される
様な位相ずれの値はない。それは最も近い妥協点
は80.5゜であり、この場合エラーはほゞ1.4dBであ
る。70゜に於ける第２高調波の振巾AH2はほゞ√２
でありそしてエラーは無視できる。然し乍ら、第
４高調波のエラーはほとんど2dBである。パルス
源の設計を簡単化するという点では、同じ繰返し
周波数レンジに亘つてスイープし且つ同じパルス
振巾を有する様なパルス源の使用が好ましい。然
し乍ら、それにより生じるスペクトルは完全に平
担ではない。平担なスペクトルは、第２高調波の
源をなすパルスの振巾（即ちAS3及びAS4）が基
本波の源からのパルスの振巾AS1のほゞ1.31倍で
ある場合に生じる。 第１３図は、４つのパルス源を結合する前記コ
ードによつて発生されそして送信されたパルスの
パルス間隔を示している。基本パルスの周期中に
発生された一連のパルスが示されている。この周
期の巾及びこの一連のパルスの巾はパルスの繰返
し周波数が送信インターバル中にスイープされる
時の各々の繰返しの変化しそして送信インターバ
ル中２乃至１のオクターブレンジに亘つて変化す
るという事が明らかである。基本波の第１パルス
源がS1として示されている。S2で示された第２パ
ルス源は第１パルス源S1に対して60゜位相ずれさ
れ、そして第３高調波パネルを除去する様に働
く。第３及び第４パルス源S3及びS4は互いに180゜
位相ずれされ、そして第２高調波で作動して基本
波オクターブの第２高調波をカバーする１つのパ
ルス源と取り替えてもよい。又、第１３図は、第
１パルス源S1の振巾に等しくなくそれよりも1.31
倍大きい振巾を有した別のパルス源S3′及びS4′も
示している。これは完全に平担なスペクトルを与
える。 第１５図に示されたベクトル図は、第１３図に
示した位相ずれ状態を有するパルス源の基本波、
第２及び第３高調波スペクトル成分の合成を示し
ている。第１５図に示された場合は、第１パルス
S3が基本波の源のパルスS1に対して85.5゜位相ず
れされている様なパルス源S3′及びS4′にする場合
である。基本波のパルス源S1に対しては全ての高
調波のスペクトル成分が等振巾であり且つ位相固
定されている。第２のパルス源S2は基本波のパル
ス源S1に対して60゜位相ずれされる。第２高調波
の位相ずれは基本波の位相ずれの２倍即ち120゜で
ある。第３高調波の位相ずれは180゜である。従つ
て第３高調波のスペクトル成分は打ち消される。
第２のパルス源S2により生じる第４高調波のスペ
クトル成分は基本波周波数に於けるこれらパルス
源S1及びS2の位相ずれの４倍即ち240゜である。初
めの２つのパルス源S1及びS2の基本波、第２及び
第４高調波のスペクトル成分は３番目の組のベク
トルに示された様に合成される。和のベクトルS1
＋S2は３の振巾を有し、そして基本波の位相に対
して30゜の位相を有している。和のベクトルに対
しては第２高調波が単位振巾に保持されそして
60゜の角度に保持される。第４高調波も単位振巾
に保持されるが、300゜回転される。パルス源の対
S3′及びS4′から生じる第２高調波ベクトルはそれ
らの個々の振巾の和即ち2.62である。この和のベ
クトルが第２高調波に現われる角度はパルス源S1
にするパルス源S3′のパルス間隔の２倍即ち171゜
である。この和ベクトルS3′＋S4′の第４高調波は
この角度の２倍即ち342゜である。全てのベクトル
を加算した時は、基本波ベクトルが√３の振巾に
保たれる。第２高調波に於ける和のベクトルS1＋
S2＋S3′＋S4′は2.45の振巾である。第４高調波に
於ける和のベクトルは3.432の振巾である。基本
波、第２高調波、第３高調波及び第４高調波の比
率は１：√２：０：２である。 全てのパルス源のS1、S2、S3及S4が振巾のパル
スを発生する時は、パルス源S3及S4からのパルス
の位相ずれが80.5゜であるか又は260.5゜であり、こ
れは第１２図に示された曲線を用いることによつ
て選択される。これらパルス源の基本波乃至第４
高調波の和を表わす最終ベクトルの比率は厳密に
１：√２：０：２でない。然し乍ら、スペクトル
は実質的に平担であり、そして地球物理学的な探
査のために信号を用いた時には著しい改良を与え
る。 信号スペクトルが実質的に平担であるので、
５：１のスペクトルレンジ（例えば20乃至100Hz）
に亘つて側部ローブの振巾が主ローブよりも非常
に小さい様な自己相関関数が得られる。 同様に、広いスペクトルレンジをカバーする等
振巾のパルスを発生するパルス源を用いてコード
シーケンスを与えることができる。各々のパルス
源が最大振巾までのパルスを発生できる限り、付
加的なパルス源を使用すれば送信信号のスペクト
ルエネルギを増加することができる。 ６：１のスペクトルレンジを得るためには、第
１４図に示されたコードに基いて各一連のパルス
中に或る位相関係を有する様な一連のパルスを発
生する様に８つのパルス源S1乃至S8が用いられ
る。このコードの基本波周期中の各一連のパルス
の巾、即ち基本波の源S1に対するパルス源S2乃至
S8の相対的な間隔は次の通りである：S2、30゜；
S3、300゜；S4、330゜；S5、30゜；S6、30゜；S7、
210゜；及びS8、210゜。パルス源S5乃至S8からのパ
ルスは、他の源S1乃至S4により発生されたパルス
の３倍の振巾及び２倍の周波数のパルス源を生じ
る様な単１のパルス源と取り替えることができ、
それによつてパルス源の数を５つに減らすことが
できる。 第１６図に示されたベクトル図は、５つの高調
波（2.5オクターブ周波数レンジ）に亘る高調波
成分を発生するためにパルス源S1乃至S8をいかに
合成するかを示している。簡単化のため、第５パ
ルス源乃至第８パルス源はS1乃至S4パルス源の２
倍の振巾を有するパルスとして示されている。５
つの高調波に対するベクトル図の最後の組は、基
本波、第２高調波、第３高調波、第４高調波及び
第５高調波の比が１：1.303：０：1.494：0.268で
あることを示している。このスペクトルレベル
は、完全に平担なものではなく然もリンキングが
全く存在しないものでもないが、実質的に改善さ
れそして相互相関処理を用いた地球物理学的探査
システムとしての許容範囲内にある。 第１３図及び第１５図に関して上記したコード
に基いてパルスが変位されるところの４つのパル
ス源を用いた例示的なシステムが第１７図に示さ
れている。パルス源S1乃至S4は配列体として装着
される。海上での使用目的に於いてはこれらのパ
ルス源が被索引本体に一緒に装着される。この本
体は探査船によつて或るコースに沿つて牽引され
る。これらのパルス源と共に被牽引本体に、又は
これらパルス源の近くに装着されるのはトランス
ジユーサT1、T2、T3及びT4である。これらのト
ランスジユーサは、パルス源により発生されたイ
ンパルスを取り上げそしてパルスのシーケンス及
び拡巾を修正又は制御するのに用いられる電気信
号を発生するという点で、制御トランスジユーサ
として働く。陸上での使用目的に於いては、探査
用走行体の移動に対して垂直な線に沿つてこれら
パルス源が配列体として配備される。これらパル
ス源は別々の探査走行体に個々に装着されてもよ
いし、又は１つの走行体により支持された構造体
に装着されてもよい。パルス源自身は前記した様
に衝撃パルス源である。適当なパルス源について
は第１７図を参照して以下に詳細に述べる。 パルス源制御回路３００は各パルス源に作動信
号を与える。これらのパルス源制御回路は発生さ
るべきパルスのタイミング及び振巾に対応する信
号に応答する制御信号発生器であり、パルス源ご
とに１つづつ設けられる。これらパルス源が液圧
作動式の衝撃装置である場合には、これら制御信
号が該装置の制御弁を作動して、上記コードによ
り指定されたシーケンス及び振巾で衝撃現象を生
じさせる様に用いられる。これらパルス源が同じ
振巾のパルスを発生する様に設計される場合に
は、振巾制御器が削除される。 コード発生器３０２はコードシーケンスを発生
しそしてそれを各パルス源のパルス源制御回路に
分配する。このコード発生器は現在市場で入手で
きる形式のマイクロプロセツサ集積回路部品によ
つて実施することができ、この様なマイクロプロ
セツサ部品の使用が現在では好ましい。然し乍
ら、コード発生器は、コードシーケンス並びに該
シーケンスを形成するパルスの振巾を表わす信号
がデイスクやテープやドラム記憶ユニツトの如き
磁気記録媒体に記憶される様な記録技術を使用す
ることによつて実施されてもよい。これらの記憶
ユニツトはコードによつて指定されたタイミング
を有する信号や、コードによつて指定された振巾
を有するその他の信号を再現する様に同期して作
動される。或いは又、コードに基く信号のシーケ
ンスを逐次に記録し、そしてデマルチプレクサや
その他の分配回路によつて個々のパルス源の制御
回路に分配してもよい。 コードは送信媒体又はパルス源自身の乱れに応
じて修正される。例えば、海上での使用目的に於
いては、被牽引本体の深度の変動が生じることが
あり、これはパルスの振巾及びタイミングに変動
を生じさせる。エラー修正回路３０４は、パルス
源によつて送信されてトランスジユーサT1乃至
T4によつて検出された信号に応答し、そしてエ
ラーを補償する様にコードを修正する。例示的な
コード発生器及びエラー修正回路については第２
１図を参照して以下に説明する。 パルス源を設けるのに用いられる適当な衝撃装
置並びにその弁や制御回路については、参考とし
てここに引用したJohn V.Bouyoucos氏の前記米
国特許出願第730352号に詳細に開示されている。
上記特許出願の第３０図及び３１図に示された形
式の衝撃装置が第１８図に示されている。 第１８図は１つのパルス源として用いるのに適
した力パルス発生器１６並びにその制御信号発生
器１１２を示しており、これはパルス源制御回路
３００（第１７図）に含まれた４つの発生器のう
ちの１つである。円筒筐体５６は段付きの穴５８
を有しており、この中でハンマー６０が筐体５６
の軸方向に振動することができる。ハンマー６０
は質量MHを有し、これはハンマーの各振動サイ
クル中に衝撃現象を生じる様に駆動される。この
衝撃現象により力パルスが発生される。 ハンマー６０はピストン部分６２を有してい
る。又、ハンマー６０はベアリング部分６８及び
７０にスライドされる端部６４及び６６も有して
いる。これらのベアリング部分６８及び７０は段
付き穴５８により形成された空胴７２の両側にあ
る。この空胴はピストン６２によつてピストン６
２の両側の２つの部分７４及び７６に分割され
る。 ポート７８及び８０を経て接続された制御弁を
介して空胴７４及び７６に加圧された液圧流体が
供給される。空胴７４及び７６の圧力はハンマー
６０の繰返し移動即ち振動を行なわせるため制御
弁５０によつて供給と戻りとの間で切換えられ
る。このハンマー移動及びそれにより生じる力パ
ルスを制御する電気信号に対するハンマー６０の
移動の時間経過が第１９図に示されている。本発
明によるシーケンスの所定振巾を持つた力パルス
のコードシーケンスを与えるためにハンマー移動
の繰返し振動数及び振巾が制御される。第１９図
に示された様にハンマー６０の変位XHは衝撃現
象に対応する速度の急激な変化を受ける。力パル
スが開始されるのは、この急激な速度変化が生じ
る時である。 これらの力パルスはハンマー６０の下端が衝撃
バネ６００に当たつた時に発生される。このバネ
は取け取りピストン６１２によつて設けられる。
発生器６００は受け取りピストン６１２に当たる
ハンマー６１０を有し、該ピストン６１２は液圧
流体（液圧オイルであるのが適当である）の容積
６１４へと可動である。この容積６１４及びピス
トン６１２はラジエータ（衝撃発射器）６１６と
一体的であり、該ラジエータ６１６は信号を投射
すべき水と相互作用する。ラジエータ６１６のベ
ースは円筒面であり、これはパルス源１６の筐体
５６の穴６２０に沿つてスライドする。“ｏ”リ
ング６２４として例示的に示された適当なシール
がパルス源１６の内部をそのまわりの水から隔離
する。筐体５６内の内圧は周囲圧力（表面の大気
圧）である。内圧を表面に設定できる様に加圧状
態がライン６２６によつて維持される。この内圧
はもちろん水中の圧力よりも非常に小さい。 ハンマー６０を上記受け取りピストン６１２に
当てると、ピストン６１２が液体容積６１４の中
に入ることによつて衝撃バネ６００の容積６１４
に生じる高圧力によりラジエータ６１６が外方向
に駆動される。ラジエータが外方向に水中へと加
速する時に正圧力のパルスが発生される。ラジエ
ータ６１６の軸に沿つたパルスの大きさは次式に
よつて近似的に与えられる。 Ｐ（γ）＝ρa2／4γＡ (1) 但し、ａはラジエータ６１６の半径であり、Ａは
ラジエータの加速度であり、そしてγはラジエー
タの軸に沿つて観察点まで至る距離である。ρは
発生器６００のまわりの水の密度である。圧力パ
ルスの時間巾Tpはラジエータ６１６の外方向の
加速時間によつて制御され、これは次いでピスト
ンの質量MH、ラジエータ６１６の質量によつて
制御される。ラジエータの質量には受け取りピス
トン６１２、液体容積６１４並びにラジエータ６
１６と共に可動なその他の部分も含まれる。この
質量がMRである。水荷重の慣性力MI並びに液体
バネの堅固さKIも又パルス巾を決定する。海水
頭による圧力差が各パルスの後に再び筐体５６に
ラジエータ６１６を安住させる。ラジエータには
フランジ６２８が形成され、このフランジは筐体
の前方端に取り付けられたクツシヨン物質６３０
のリングに係合する。このリング６３０は上記再
安住の衝撃に対してクツシヨン作用を与える様に
働く。 制御弁５０は液圧動力源からの供給及び戻りラ
イン１０４及び１０６によつて供給される。供給
及び戻りアキユムレータ（図示せず）が各々供給
及び戻りライン１０４及び１０６に密接に連結さ
れる。制御弁５０はeVとして示された電気入力信
号を制御信号発生器１１２から受け取る。この信
号eVはバルブの作動を制御し、次いでこのバルブ
作動は衝撃現象及びそれにより生じる力パルスの
繰返し周波数及び振巾（エネルギ）を予め決定で
きる様にハンマー６０の振動サイクルを制御す
る。繰返し周波数及びエネルギは発生器１１２に
印加される外部入力信号eR及びeBによつて指令さ
れる。信号eRは衝撃現象の発生、従つて力パルス
の繰返し周波数を調時するパルス信号である。信
号eBは力パルスの振巾（エネルギ）をセツトする
レベルである。従つてeRパルスの繰返し周波数を
変えることにより即ちスイープすることにより、
力パルスの繰返し周波数を変え、然して同時にeB
レベルの制御によつて力パルスの振巾を変えたり
一定に保持したりすることができる。力パルスの
繰返し周波数及び振巾の変化は本発明により与え
られるコードに基いて行なわれる。 第２０図より明らかな様に、発生器１１２はパ
ラメータ発生器１６６も備えており、これはパル
ス源１６のハンマー６０の振動サイクルに影響を
及ぼす種々のパラメータに関する情報を受け取
る。これらのパラメータはハンマーの変位XH、
供給及び戻り圧力PS及びPRである。これらの圧
力は供給及び戻りライン１０４及び１０６に取り
付けられた圧力センサトランスジユーサ１１４及
び１１６から得られる。変位センサ１１８はハン
マー６０の上端６４の上で穴５８に装着される。
この変位センサ１１８はコイル及び磁石より成る
差動変成器であるのが適当である。制御信号発生
器１１２のパラメータ発生器に入力されるセンサ
１１８の信号がハンマー６０の変位に比例する様
に磁石がピストン６０の上端６４に取り付けられ
る。 ハンマー６０の運動の時間経過が第１９図に示
されている。第１９図ａはピストン６２に与えら
れる液圧力FDの時間経過を示し、第１９図ｂは
それにより生じるハンマーの運動を示し、そして
第１９図ｃは衝撃現象の相体的なタイミングを示
している。ピストンハンマーの変位の１サイクル
を示した第１９ｂ図を初めに参照すれば、零の縦
座標はハンマー６０が受け取りピストン６１２と
初めに接触した時に対応している。負のＸ方向に
於ける変位はハンマー６０が受け取りピストン６
１２と初めに接触した状態に対応している。この
負のＸ方向の変位は第１８図に示した様に受け取
りピストン６１２を液体容積６１４へと駆動した
状態に対応し且つ筐体５６から離れるラジエータ
６１６の変位に応している。ハンマー６０に働く
力FDが第１９図ａに示されている。第１９図ｂ
に示された正のＸ方向に於けるハンマー６０の変
位は衝撃位置から離れるハンマー６０の運動に対
応している。 ハンマー６０と受け取りピストン６１２との衝
撃は時間Tpに生じる。これらが初めの接触した
後、ハンマー６０は受け取りピストン６１２に続
いて負の方向に変位し、そして衝撃バネに蓄積さ
れたポテンシヤルエネルギが部分的にハンマー６
０に戻される時にハンマー６０ははね返る。従つ
てこのはね返り中にハンマー６０は零の縦座標線
に向つて戻る。ハンマーが零速度に達しそしてそ
の運動エネルギを衝撃バネ負荷系に伝達してしま
つた後の時間TS0に、ハンマーの液圧力（第１９
図ａ参照）の方向が切換わり、ハンマーを衝撃位
置から離す様に加速する。衝撃作用により伝達さ
れるパルスエネルギの低下をなくすためには、は
ね返りのみの作用でピストンが変位することによ
つて自然に零軸と交差するところの付近にこの切
換時間TS0位置されるのが望ましい。 はね返り速度と上方向力との結合によつて、ハ
ンマー６０を増大する速度で衝撃点から離れる様
に移動できるハンマー６０が規定の速度に達した
時に（これは変位センサ１１８によつて感知され
る）、ハンマー６０に働く液圧力FDが逆方向に切
換えられ（第１９図ａ参照）、それによりピスト
ン運動の減速を開始する。この切換時間が第１９
面ｂにTS1で示されている。従つてハンマー６０
は減速しそして最終的には時間TS2に零速度とな
り、これはXSとして示された高さで且つ零の力
が付与される状態で任意の時間続く。その次の切
換時間TS3には正の液圧力が再び付与され、そし
てハンマーは負荷に向つて加速し、時間Tp′に受
け取りピストン６１２に衝撃する。保持時間及び
切換時間は第２０図及び第２１図に関して以下に
述べる装置により制御信号eR及びeBに基いて予め
決定される。 衝撃の際のハンマー６０の運動エネルギはハン
マー６０が位置XSに於いて保持するポテンシヤ
ルエネルギに等しい。従つて FDXS＝１／２MHV2 I (2) 但し、FDは下方向にハンマー６０に働く液圧力
であり（ハンマーの下降行程に亘つて一定である
とする）、そしてVIは衝撃速度である。 ハンマー６０の運動エネルギの１部は負荷に伝
達され、そして別の部分ははね返り速度VRとし
て現われ、これはハンマーの時間経過曲線（第１
９図ｂ）の、時間TS0に於ける傾斜として示され
る。 前記した様に、時間TS0又はその付近で、ハン
マー６０を上方に駆動するため液圧力FDの符号
が変化する。ハンマー６０を位置XSに到達させ
そして同時に零速度にすることができる様に力
FDの符号を再び変えるところの切換時間TS1は、
次の様に表わすことができる。 ハンマー６０がXSに達するに要する時間は次
の様に表わされる。 TS2−TS1＝TS1＋MH／FD VR (4) 切換時間TS3、時間Tp′に生じる次の衝撃現象
との間の時間遅延は次の様に表わされる。 TS2とTS3との間に遅れがない場合の合計時間
TRは次の様に表わされる。 VRが零であれば、最大繰返し周波数は次の様
に表わされる。 従つて所与のハンマー押出エネルギに対して、
繰返し周波数を、式(7)により与えられたもの
（VR＝Ｏ）と零との間のいかなる値からでも、遅
延時間TS3−TS2の関数として変えることができ
る。 制御信号発生器１１２が第２０図に示されてい
る。この装置への入力は入力パルスeRと、信号eB
とであり、入力パルスeRは力パルスを生じるハン
マー押出の所望シーケンスを表わしており、そし
て信号eBはアナログ信号レベルである。 制御信号発生器１１２はパラメータ発生器１６
６及びタイミング発生器１６８より成る。パラメ
ータ発生器は変位センサ１１８からの変位信号
XHに応答し、そしてハンマーの速度VHを表わす
出力信号を与える。圧力センサ１１４及び１１６
の出力は、パラメータ発生器１６６に於いて、ピ
ストン６２に働く力に対応する出力を発生する様
に用いられ、然してこの出力は供給圧力と戻り圧
力との差に比例しそしてＫ△Ｐとして示される。
前記した様に、△ＰはFDに比例し、そしてFDは
ハンマー６０のピストン６２に付与された時にハ
ンマー６０に作用する力である。 変位信号XH、ハンマー速度信号VH、及び信号
Ｋ△Ｐは全てタイミング発生器１６８に入力され
る。タイミング発生器は時間TS1、TS2、TS3に信
号を与え、これらは繰返し周波数fR及び力パルス
の振巾を決定する（第１９図参照）。“震動”信号
TDT1及びTDT2もタイミング発生器１６８によつて
与えられる。これらの震動信号は所望の力パルス
振巾及びエネルギにふさわしい行程をを行なわせ
る様にハンマーを増分的に変位するために使用さ
れる。TS1、TS2、TS3、TDT1及びTDT2に於けるこ
れらの信号は３つのレベル、即ち正のレベル＋
eV、負のレベル−eV、又は零レベルを持つたデジ
タル信号である。これらは弁駆動増巾器１７０で
増巾されそしてサーボ弁１７２へ印加される。弁
制御信号eVにより指令される弁１７２は３つの状
態を有している。即ち、弁ポートがハンマー６０
に上方の力を供給する第１状態と、弁ポートが閉
ざされる第２状態と、ハンマーに下方の力を供給
する様に弁ポートが第１状態から反転された第３
状態とである。サーボ弁１７２は電気液圧弁であ
り、これは弁５０（第１図）の１部である。米国
ニユーヨークのイーストオーロラにあるMOOG、
INCにより供給される型式30の様々な市販の弁が
適当である。 タイミング発生器１６８は、液圧流体が弁１７
２を経て流れる様にハンマーが著しい速度を有し
ている時には、弁ポートの閉成に対応する信号即
ちeV＝Ｏを生じない様に作動する。弁が閉じる時
に生じる様な瞬間的な高い圧力（これは弁部品や
パルス発生器のその他の部分に故障を生じさせる
ことがある）を与えない様にするためには、ハン
マーが著しい速度を有する時に弁をその閉じた状
態に入れないという条件が断定される。 ４つのタイミングの瞬間Ts0、Ts1、Ts2、Ts3、
が第１９図ｂに示されており、これについては第
１９図及び上記式(1)乃至(5)に関連して上記で説明
した。これら信号を導出するために制御信号発生
器１１２（即ちパラメータ発生器１６６及びタイ
ミング発生器１６８をいかに実施するかというこ
とが第２０図に示されている。 制御信号発生器１１２を形成する構成部品は一
般のデジタル又はアナログコンピユータ型の構成
部品であり、これらは既知の技術に基いて集積回
路形態で得ることもできるし、別々の部品から設
計することもできるということに注意されたい。 ハンマーの変位信号XHはハンマー速度信号VH
を作り出すためパラメータ発生器１６６の微分回
路１７４に印加される。ハンマーサイクルは時間
Ts0にハンマーが持ち上げられた状態で開始さ
れ、然して時間Ts0は第１９図ｂに示された様に
ハンマー変位信号XHが零変位レベルと正方向に
交差することにより決定される。この瞬間は、
XH信号が零変位レベルに交差する時（即ちハン
マーの持ち上げが生じる時）に負の状態から正の
の状態に切換わる比較器１７６によつて決定され
る。これは比較器１７６からの出力の正の遷移と
同じである。というのは、その差動入力の１方が
XHでありそして他方が接地されている（零信号
レベル）からである。信号XHは零変位が零信号
レベルによつて示される様に調製される。 ハンマーのはね返り速度VRはTs1の計算に入れ
られる。このVRはサンプル・ホールド回路１７
８によつて測定される。サンプリング事象は比較
器１７６から得られたタイミングの瞬間Ts0であ
る。次いで回路１７８はハンマーのはね返り速度
である速度VHをサンプル・ホールドする。はね
返り速度VRが時間Ts0におけるハンマー変位曲線
の傾斜であるという事を前記で述べた。 時間Ts0を示す比較器からの信号と、サンプ
ル・ホールド回路からのはね返り速度信号VRと、
差圧力信号△Ｐと制御信号eBとを用いて瞬間Ts1
が決定される。制御信号eBは公称のハンマー押出
エネルギ（即ち力パルス振巾）をセツトする様に
ポテンシヨメータ１８０によつて変えられる。Ｋ
△Ｐ信号はパラメータ発生器１６６の差動増巾器
１８２から得られる。瞬間Ts1は上記式(3)を用い
そしてエネルギ制御信号eBと差圧信号△Ｐとに関
して次の様に表わすこともできる。 Ts1＝−K1VR／△Ｐ＋V2／△Ｐ√B＋S 2 R (8) この(8)式はタイミング発生器１６８の副装置１
８４によつて計算される。この副装置１８４にお
いては、はね返り速度信号VRが反転演算増巾器
１８６で反転されて−VRを与える。又、信号VR
は方形化回路１８８にも印加されてV2 Rを与える。
このV2 R信号は加算回路１９２でeB制御信号に加
算される。この加算回路１９２の出力の平方根が
平方根回路１９４で得られる。平方根回路１９４
の出力は加算回路２００で−VRと加算される。
加算回路２００の出力は除算回路１９８で△Ｐ信
号によつて除去される。この除算回路１９８は
Ts0とTs1との時間差に比例する出力を与える。
上記式(8)に示された定数は個々の計算モジユール
で利得調整を行なうことによつて考慮に入れられ
る。 Ts1を定めるためには、ワンシヨツトマルチバ
イブレータ２０２が用いられる。このワンシヨツ
トマルチバイブレータの遅延時間は除算回路１９
８から得られた副装置１８４の出力によつてセツ
トされ、この出力はワンシヨツトマルチバイブレ
ータ２０２の制御入力Ｃに印加される。このワン
シヨツトマルチバイブレータの遅延はこのトリガ
入力Ｔに印加されるTs0信号によつて開始され
る。従つてワンシヨツトマルチバイブレータ２０
２は瞬間Ts0に論理“０”−論理“１”レベルの
遷移として出力パルスをそのＱ出力に与え、その
後副装置１８４により決定された遅延時間が経過
した時に論理“１”−論理“０”の遷移を与える。 タイミングの瞬間Ts2は速度信HVHの零の値に
よつて決定される。弁１７２をその中央位置即ち
オフ位置に戻すことのできるのはこの瞬間であ
る。Ts2は速度信号VHを零（接地）に対して比較
する比較器２０４を用いて得られる。比較器２０
４はVHが“０”を通る時に、“１”−“０”の遷移
を持つレベルに与える。このタイミングの瞬間
Ts2には反転増巾器２０６が“０”−“１”の正の
論理遷移を与える。 第１９図ｂにおいて明らかな様に、タイミング
の瞬間Ts3は、次の力パルスを発生するためにハ
ンマーが下方に加速される瞬間である。次の制御
パルスeRが生じる時にTs3を与えるのではなく、
eRパルスが発生した後に遅延時間Tdが経過して
からTs3が与えられる。これは制御装置を安定化
し、そしてハンマーの下降行程Xs（これはハンマ
ー押出エネルギ信号eR及び加速力信号Ｋ△Ｐによ
つて変化する）を調整するに充分な時間の余裕を
与えるために行なわれる。 この遅延時間Tdは、Ps、PR及びXsの感知され
た値に対して修正されたeB信号ごとにハンマーの
下降時間Tfを推定し、そして制御パルスeRが発生
した後の一定インターバルである一定の遅延時間
Ｔとこの下降時間との差を求めることによつて得
られる。力パルスは制御パルスよりも一定の遅延
時間だけ後に生じるので、その結果、力パルスは
コード発生器３０２（第１７図）から生じた制御
パルスよりも遅延時間Ｔだけ後に送信されること
になるに過ぎない。 従つてこの一定の遅延時間は２つの部分、即ち
遅延時間Tdとハンマーの下降時間Tfより成る。
かくて、遅延時間Tdは次式で表わされる。 Td＝Ｔ−Tf (9) ハンマーの下降時間Tfはエネルギの関係式
（上記(2)式及び(5)式）から導出され、そして次の
様な比例関係で与えられる。 従つて所望の遅延時間Tdは次式で与えられる。 この(11)式に表わされた関係は平方根回路２０
８、降算回路２１０、反転増巾器２１２及び加算
回路２１４より成るアナログ回路によつて演算さ
れる。ハンマー押出レベルeBに対するエネルギの
平方根は平方根回路２０８によつて導出され、そ
して除算回路２１０において圧力差Ｋ△Ｐで除算
される。除算回路２１０の出力は反転増巾器２１
２でその符号が変えられ、そして加算回路２１４
に印加され、そこで一定の遅延時間Ｔに対応する
レベルｅに加算される。 加算回路からの出力はTdに比例し、そしてワ
ンシヨツトマルチバイブレータ２１６の遅延時間
をセツトする。このマルチバイブレータは各々の
eRパルスによつてトリガされ、そして“０”−
“１”レベル遷移としてTs3タイミングの瞬間を
ワンシヨツトマルチバイブレータ２１６の出力に
発生する。 ハンマーを上方又は下方にゆつくりと移動せし
める様な一連の弁の開成及び反転を生じさせる
TDT1及びTDT1の“震動”信号は、ハンマーの行程
Xsを決定するためにＫ△Ｐで示された加速力レ
ベルとハンマー押出レベルeBに対するエネルギと
を用いて導出される。Xsは次の様な比例関係に
よつて決定される。 Xs∝eB／Ｐ (12) ハンマー高さの“震動”に対して必要とされる調
整は、Xsをハンマー変位信号XHと比較しそして
弁の所望の増分開成時間Tpに特しい巾の震動信
号を発生することによつて達成される。これらの
震動信号の方向、即ち論諭“１”であるか又は論
理“０”であるかによつて、制御弁が順方向に閉
けられて（第１の状態）ハンマーに上方の加速を
与えるか、又は制御弁が反転されてハンマーに下
方の加速を与えるかが決定される。 所望の行程Xsはハンマー押出信号eB当たりの
エネルギを除算回路２１８において信号Ｋ△Ｐで
除去することによつて得られる。この所望の行程
Xsは加算回路２２０及びび反転増巾器２２２を
使用することによつて実際のハンマー変位XHか
ら減算される。所望の行程に達した時には、加算
回路２２０からの差信号が“０”に等しくなる。
デジタル信号であるTDT1及びTDT2の増分震動信号
は震動信号発生器２２４によつて得られる。この
発生器２２４の入力には１対の比較器２２６及び
２２８がある。正及び負の基準電圧＋ED及び−
EDが2EDに等しいデツドバンドを確立する。加算
回路２２０からの入力信号がデツドバンドより大
きな正又は負の振巾である時には、比較器226又
は228が出力を発生する。デツドバンド電力EDは
震動の増分段階より大きい様に選択される。従つ
てハンチング（ハンマーの交互の上昇及び下降で
あつてこれは出力の浪費となり且つ不必要な摩耗
を生じさせる）が実質的に排除される。 震動信号発生器２２４には、震動ステツプの所
望周期t0の半分に等しい周期を持つたクロツク信
号が与えられる。これらのクロツク信号は次のク
ロツクパルス（震動シーケンス中の第１クロツク
パルス）によつてセツトされるフリツプ−フロツ
プ２３０のクロツク入力に印加される。フリツプ
−フロツプ２３０のＱ出力はオアゲート２４０、
可能化されたアンドゲート２４４及びオアゲート
２４２を経て駆動増巾器１７０の入力に印加さ
れ、該増巾器は上昇即ち＋eVコマンドをサーボ弁
１７２に生じる。アンドゲート２４４はフリツプ
−フロツプラツチ２４６によつてタイミングの瞬
間Ts2とTs3との間に可能化される。従つてオア
ゲート２４０からの出力が上昇制御震動信号TDT1
を与える。 フリツプ−フロツプ２３０がセツトされると、
アンドゲート２３８が禁止される。そして別のア
ンドゲート２４８が可能化される。ノアゲート２
５０も論理“１”レベルを受け取り、これは別の
アンドゲート２５２を禁止する。従つて、下降制
御比較器２２８からの下降出力が下降コマンドを
生じない様にされ、それにより、矛盾する弁制御
信号が発生されない様にする。この作用は震動シ
ーケンス中に弁の制御が偶発的に逆転されない様
にする予防処置である。 次のクロツクパルス（震動シーケンス中の第２
クロツクパルスがフリツプ−フロツプ２３２をセ
ツトする。従つて、下降コマンドがオアゲート２
５４及びアンドゲート２５６並びに別のオアゲー
ト２５８によつて駆動増巾器１７０の負入力に印
加され、然してアンドゲート２５６はTs2とTs3
との間にラツチ２４６によつて可能化されてい
る。この第２のクロツクパルス周期中に、ノアゲ
ート２５０はフリツプ−フロツプ２３２のＱ出力
から論理“１”入力を受け取り、それにより比較
器２２８からの出力はアンドゲート２５２によつ
て禁止され続ける。又、第２クロツクパルスはフ
リツプ−フロツプ２３０をリセツトしそして上昇
コマンドを打ち消しさせる。 震動シーケンスの第３クロツクパルスの際には
フリツプ−フロツプ２３２がリセツトされる。従
つて、第１クロツクパルス周期中にはサーボ弁１
７２に上昇コマンド（＋eV）が与えられそして第
２クロツクパルス周期中には下降コマンドが与え
られ、然してこれらは両方共に等しい時間増分t0
２中に与えられるということが観察される。従
つてハンマーは上方向に加速されそして弁を安全
に閉じることができる様に下方向に零速度とな
る。かくて、ハンマーが上方向に増分的に移動さ
れる様にして１つの震動シーケンスを完了する。
シーケンスの終りにはフリツプ−フロツプ２３０
及び２３２がそれらのリセツト状態に戻される。
比較器２２６からの上昇コマンドがまだ存在する
場合にはもう１つの上昇震動シーケンスが開始さ
れ、そしてハンマーは次のクロツクパルス周期中
に上昇加速コマンド＋eVが発生された時に上方に
移動され、次いでその次のクロツクパルス周期中
には弁１７２を再び閉じることができる様に零速
度まで再び減速される。それ故、クロツクパルス
周期の２倍が震動時間増分に等しいことが明らか
である。従つてハンマー６０は、所望高さの行程
Xsに達するまで、制御された速度の段々に駆動
する一連の震動増分で、移動せしめられる。 Xsに達した時は両比較器２２６及び２２８か
らの出力が論理零レベルである。 ハンマーを増分的に下方に移動せしめる（即ち
ハンマーを下降させる）震動シーケンスは、フリ
ツプ−フロツプ２３４及び２３６、アンドゲート
２５２、別のオアゲート２５８並びに別のノアゲ
ート２６０を用いて達成される。瞬間TDTT2及び
TDT1（下降震動シーケンスの場合はTDT2の後に
TDT1が生じる）における震動信号のシーケンスは
上昇震動シーケンスについて上記したのと同様に
発生される。 サーボ弁１７２を作動することによるハンマー
６０の制御はワンシヨツトマルチバイブレータ２
０２の出力をオアゲート２６６及び２５８を経て
駆動増巾器１７０へ印加することによつて達成さ
れる。ワンシヨツトマルチバイブレータ２０２の
出力はTs0及びTs1に各々先縁及び後縁を有する
様なパルスである。このパルスは１対のアンドゲ
ート２６４及び２６６によつてゲートされる。ハ
ンマーを上方に駆動する力を生じる様な圧力差を
ハンマー６０のピストン駆動領域に対して与える
ために制御弁１７２が順方向に開けられた時に制
御弁１７２の制御がTs0とTs1との間に開始され
るという事が第１９図ｂから明らかであろう。
Ts1とTs2との間ではハンマーをほぼ零の速度に
減速する力をハンマーに与えるため弁１７２が逆
転される。Ts2とs3との間では震動信号が発生さ
れる。Ts3からTp′に於ける衝撃の時間までは、
ハンマーを衝撃位置へと下方に駆動するために弁
１７３が再び順方向に開けられる。TOとTs0との
間では、負荷に最大エネルギを付与するため下降
の力が接続される。 フリツプ−フロツプ２４６はそのＱ出力レベル
がアンドゲート２６３及び２６６を可能化する様
にTs3に於いてセツトされる。次いでワンシヨツ
トマルチバイブレータ２０２のＱ出力からの正の
論理“１”レベルがTs0に於いてアンドゲート２
６４及びオアゲート２４２を経て印加されて＋eV
制御信号を発生し、該信号はサーボ弁１７２を順
方向に開けて、ハンマー６０を上方に駆動する力
を生じさせる。Ts1に於いては、ワンシヨツトマ
ルチバイブレータ２０２の出力が論諭“１”レ
ベルとなり、そしてこれは可能化されたアンドゲ
ート２６６及びオアゲート２５８を経て増巾器１
７０の負入力へと送られる。次いで−eV制御信号
が発生されて、サーボ弁１７２を逆転するために
印加される。Ts2に於いてはフリツプ−フロツプ
２４６がリセツトされ、ゲート２６４及び２６６
が両方共に禁止される。このリセツトはハンマー
が零速度に達した時に生じ、そして零速度に達し
た事は比較器２０４からの負の遷移レベルによつ
て決定される。反転増巾器２０６はフリツプ−フ
ロツプ２４６をリセツトする正の信号をTs2に与
える。次いでTDT1及びTDT2に於ける震動信号がハ
ンマーの位置を高さにXsに調整するために印加
され、これが次の衝撃の際にeBにより指示された
所要のハンマー押出エネルギを付与する。 Ts3に於いてフリツプ−フロツプ２４６がリセ
ツトされそしてアンドゲート２６４及び２６６が
再び可能化される。この時ワンシヨツトマルチバ
イブレータ２０２の出力は論理“１”であるか
ら、この出力は可能化されたアンドゲート２６６
及びオアゲート２５８を経て送られて−eV信号を
発生させ、この信号はTOからTs0までの衝撃時間
中に衝撃を生じさせるためハンマーを下方に駆動
せしめる。Ts0に於いてはシーケンスの次の力パ
ルスが発生される。 さて第２１図を参照すれば、コード制御装置２
９９はリードオンリメモリの様な情報固定メモリ
１００１に送信のためのコードを記憶している。
各インパルスの時間はコードに基いて逐次のデジ
タル数として記憶され、そして各々のインパルス
の振巾も又別のデジタル数としてメモリ１００１
に記憶される。多くの場合にはこの後者の数字が
全て同じ値である。 送信の始めに、リードオンリメモリ（ROM）
１００１の内容が１対１のベースで主読取−書込
メモリ１００２へ転送される。メモリ１００２は
コアメモリでもよいし、半導体メモリでもよい。
このメモリ１００２は“修正”コードに基いてイ
ンパルスの時間及び振巾に対するデジタル数を含
み、これらデジタル数はパルス源Ｓ１乃至Ｓ４を
して所望コード（ROM１００１に記憶された）
の最良の再現体を伝送せしめる様な値をとる。メ
モリ１００２はエラー修正回路３０４から入力を
受け取り、修正コードが得られる。送信を始める
前に、修正された最良のコードが所望コード自身
として得られる。動作が進むにつれて、エラー修
正回路３０４は所望コードと、測定された送信コ
ードとの間のエラーを得、そして修正されたコー
ドに対して修正がなされ、最終的には最適な送信
となる。 時間fr1に於いて送信が開始される。マスター
クロツク源１００８により駆動されるクロツクカ
ウンタ１００９、コードパルスカウンタ１００
３、及びパルス源のアドレスを出力する２段アド
レスカウンタ１０１１は、fr1に生じるリセツト
信号によつて零にリセツトされる。このリセツト
信号の先縁が送信を開始しそしてROM１００１
から主メモリ１００２への情報転送を可能にす
る。時間零を持つ第１パルスのコードアドレスが
次いでメモリ１００２に入力される。メモリ１０
０２の読取ライン９９９からの零及びクロツクカ
ウンタからの零はデジタル比較器１０１０の形態
の一致検出器を満足せしめ、それによりこの比較
器１０１０は送信パルスを発生する。クロツクカ
ウンタ１００９はマスタークロツク１００８より
セツトされた速度でインデツクス動作を開始しそ
して１クロツクカウントの後に上記一致が失なわ
れる。手短かに説明すれば２つの遅延の後であつ
て、パルス源Ｓ２からの次のインパルスの所望時
間より前に、コードパルスカウンタ１００３から
のメモリアドレスが“１”にインデツクスされ、
読取ライン９９９に第２パルス時間を与える。ク
ロツクカウンタがこの時間に達すると、第２の一
致が得られ、第２パルスの送信を生じさせる。こ
のシーケンスは残りのコードに対して続けられ
る。 各々の送信コマンドに於いて２段カウンタ１０
１１が１カウントをインデツクスする。カウンタ
からのパルス源アドレスと、インパルスの送信コ
マンドと、それに対応する振巾データとがパルス
源制御回路３００に印加される。従つて第１パル
スの際にはパルス源アドレス“00”が制御回路３
００のデマルチプレクサ１０４７及び１０４８を
して送信コマンドをパルス源Ｓ１に向けさせ、そ
して第２パルスの際にはカウンタアドレス“01”
がパルス源Ｓ２を選択せしめ……という様にして
パルス源Ｓ４まで選択せしめ、そしてこの時には
第５パルス際にアドレス“00”が再び現われて、
パルス源Ｓ１が再び選択される。 コードが発生されそしてそれによつて送信動作
が進められる。コードの修正はエラー修正回路３
０４によつて与えられる。 コード修正プロセスはパルス源Ｓ１乃至Ｓ４か
ら実際の送信信号を受けることによつて開始され
る。アナログ信号として示されたトランスジユー
サＴ−１乃至Ｔ−４の出力は各々のパルス源付近
に置かれた液圧ホーンから受け取られ（第１７図
参照）、そして２種類の修正に用いられる信号を
与える。第１の使用法はコード自身の修正であ
り、そして第２の使用法は零化された第３高調波
信号を生じる様にパルス電流を“一致した対”と
して作動せしめることである。 コードの修正をなすためには、現在パルスを送
信しているパルス源からの信号を処理のために選
択する様に、アナログ信号が先ずアナログマルチ
プレクサ１０３５でマルチプレクスされる。そし
てこの信号は微分回路１０３６で微分され、送信
の瞬間に生じる、音圧信号の急激な傾斜の反転の
指示を与える。この導関数信号は送信の瞬間が近
ずいた時には大きな正の値にあり、そして送信が
行なわれた後には同程度に大きな負の値まで下が
る。この導関数が零の値を示す点は圧力パルスの
ピークの時間を表わしており、これは比較器１０
３７によつて感知される。 マルチプレクサ１０３５からの圧力信号は調整
可能な利得増巾器１０４０によつて増巾され、該
増巾器は適正に作動するパルス源からの信号がこ
の増巾器１０４０の出力に一定の値を生じる様に
セツトされる。この利得の調整は各パルス源によ
つて所望される“基準”振巾を変動する（乱す）。
上記信号はピーク振巾でサンプルされ、そしてサ
ンプル・ホールド回路（Ｓ＆Ｈ）１０３９によつ
て保持され、アナログ−デジタルコンバータ
（ADC）１０４３でデジタル形態に変換される。
ADC１０４３からのデジタル信号epcは各パルス
源により送信されたピーク振巾の、パルスごとの
デジタル表示である。 デジタル信号epcにより表わされた振巾、及び
ROM１００１からのコード振巾デジタル信号は
減算演算論理回路１００６で互いに減算される。
その差が所望コードパルス振巾と実際のパルス源
出力との間のエラーである。このエラーは除算論
理回路１０４５に於いて適当な定数代表的には約
８で除算され、そして加算器１０４１に於いて主
メモリ１００２の修正コードの読取により指令さ
れたパルス振巾に加算される。除算定数はサーボ
系のループ利得を表わし、そして不安定性をなく
す。 加算器１０４１からの修正コードに対するこの
新たな値は、“書込”コマンドを主メモリ１００
２に与えて修正されたパルス振巾を主メモリ１０
０２に書込ませる様な遅延パルスが遅延回路例え
ばワンシヨツト回路から生じた時に、主メモリ１
００２に書き込まれる。従つてインパルス振巾に
対する修正されたコードが得られそして主メモリ
１００２に記憶される。 コードに応じる様に送信時間を修正するために
は、各メモリアドレスが生じる時に所望のコード
送信時間がROM１００１から読取られ、そして
比較器１０１５によつてクロツクカウンタ１００
９からの時間と比較される。これらが一致した時
には、パルス源のピストンの降下時間だけ所望の
送信時間より先行するパルスが得られる。降下時
間は、これに一致する様にセツトされる調整可能
な遅延回路１０１２によつて与えられる。この降
下時間はパルス源の設計の関数である。この遅延
パルスの瞬間には、適正に作動するパルス源がそ
のピーク振巾にあり、そして微分回路１０３６か
らの微分された信号が零を通過する。サンプル・
ホールド回路１０３８は微分された信号をこの瞬
間に測定し、それにより所望のパルス源衝撃時間
と実際のパルス源衝撃時間との間の差を表わすエ
ラー信号を発生する。このエラー信号はADC１
０４４に於いてデジタル形態（PCpc）に変換さ
れ、ループの安定性を得るために除算器１０４６
に於いて８で除算され、そして加算器１００７に
於いてパルスコマンド時間に加算される。然して
このパルスコマンド時間は主メモリ１００２によ
り読取ライン９９９を経て与えられる。コマンド
時間に対するこの新たな値は、振巾の場合の書き
込みと同じ書込時間（遅延回路１００５からの書
込コマンドの）主メモリ１００２へと書き込まれ
る。 充分な作動時間の後には、修正されたコードが
変動を受けそしてあらゆる系統的なシステムエラ
ーに対して補償される様に、ROM１００１の所
望コードが主メモリ１００２の修正コードに変換
される。 側部ローブレベルの低いコードを作り出すため
に、パルス源からの第３高調波成分が打ち消し合
いそして上記した様に送信信号の第３高調波を実
質的に零振巾まで減少する。ここに示すコード制
御装置２９９の構成によれば、第３高調波を互い
に実質的に打ち消し合うところの２つの対でもつ
て４つのパルス源が識別される。ベクトルの和が
零になる様に正確に位相角を制御した同一の第３
高調波成分を４つ全部のパルス源で発生できる
が、制御装置２９９の実施例を簡単化するために
は、これらパルス源を対で制御すれば充分であろ
う。 特に、互いの高調波を打ち消すために対にされ
るパルス源は、互いに60゜位相ずれして作動する
対であり且つ第２高調波の増強を与える対であ
る。第２高調波の対をなすパルス源は互いに180゜
位相ずれしたものであると考えることができる。
自然のままのパルスシーケンスでは、これら対が
Ｓ１−Ｓ２及びＳ３−Ｓ４として識別される。 このパルス源修正プロセスの目的は、対にされ
た２つのパルス源の１方の振巾及び位相を調整し
てこの対の第３高調波成分の和を零にすることで
ある。この場合の振巾及び位相調整はパルス源制
御回路３００の可変利得増巾器（VGA）１０５
４及び１０５５並びに可変時間遅延回路（VTD）
１０５６及び１０５７に於いて行なわれる。 エラー信号を導出する場合の第１条件は各パル
ス源からの第３高調波の振巾及び位相を測定する
ことである。これは各々のパルス源のトランスジ
ユーサから信号を、第３高調波に中心定めされた
可変帯域フイルタ（BPF）１０１９乃至１０２
２に通すことによつて行なわれる。フイルタ周波
数の制御はカウンタにより実施される４：１除算
器１０１３と、ワンシヨツト及び平均化回路で実
施される周波数−電圧コンバータ１０１４とによ
つて得られ、これらは送信されている基本周波数
に比例した電圧を発生する。 或いは又、帯域フイルタ及び制御電圧発生器
（除算器１０１３及びコンバータ１０１４）の代
りに、トラツキングフイルタを４個用いてもよ
い。これらのトラツキングフイルタは第３高調波
に固定され、そしてその各々のフイルタ自身がエ
ラーを生じない様にするため同じ周波数、位相、
及び制御特性を有している。ここに示した好まし
い実施例では、制御装置のエラーが４つ全部のパ
ルス源に共通であり、従つて周波数制御のいかな
るエラーも制御装置で打ち消される。 パルス源Ｓ１及びＳ２の第３高調波成分は差動
増巾器１０２３で減算され、そして同様にパルス
源Ｓ３及びＳ４の第３高調波成分は差動増巾器１
０２４で減算される。正しく整合されたパルス源
に対しては差信号が零にされそしてそうでないパ
ルス源に対してはエラー信号が与えられる。乗算
器１０２５及び１０２６は同相のエラー信号をパ
ルス源対の１つの出力と相関させる。90゜移相器
１０２７及び１０２８は基準パルス源出力の直角
移相成分を得る。乗算器１０２９及び１０３０は
これらの直角移相成分をエラー信号に相関させ
る。同相のエラー信号ec1-2及びec3-4は対にされ
たパルス源間の不正確な振巾整合によつて生じ、
一方直角移相エラー信号Pc1-2及びPc3-4は位相エ
ラーを示している。これら乗算器の出力は、対に
されたパルス源の１方の振巾又は位相をその他方
に対して修正してエラー信号を実質的に除去する
様に用いることのできるエラー信号をなす。 平均化回路１０３１乃至１０３４はこれらのエ
ラー信号から高周波の振動を除去し、そしてなめ
らかに変化する信号を与える。これらの信号はパ
ルス源間の所望の修正を与えるためVGA１０５
４及び１０５５並びにVTD１０５６及び１０５
７に印加される。 作動中、上記した様な第３高調波測定を用いた
動的なエラー修正回路３０４の部分はパルス源を
整合しそしてパルス源間の動的エラーを減少す
る。その他のエラーは、長時間に亘つてエラーを
なくす様に修正コードを徐々に変えるエラー修正
回路３０４の別の部分によつて感知される。パル
ス源間の動的な修正は、コード送信ごとに繰返さ
れないが若干の基本周波数周期の時間フレーム内
にランダムに生じる様な動作上の変動の如き要因
によつて生じるエラーを減少する。 前記説明より、エコー探索のための信号、特に
地球物理学的な探査のための地震信号を発生しそ
して送信する改良された方法及び装置が説明され
たということが明らかであろう。本発明を示すた
めにこれら方法及び装置の好ましい実施例につい
て述べたが、本発明の範囲内で色々な変型及び修
正が当業者にとつて明らかであろうから、前記説
明は解説のためのものであつて本発明を限定する
ためのものではないということに注意されたい。
時は、オクターブ高調波の源S1、S2及びS4の加算
によつてスペクトルレベルＥ(f)が生じる。これら
のパルス源は全て位相固定されているのでこれら
の加算はコヒレントである。従つてその包絡線は
平担であり、第２図に示した様な単１のインパル
スの包絡線に一致する。 基本波の源に加えて別々の高調波の源を用いる
代りに、基本波の源を高調波の周波数で然も別々
の振巾のインパルスを持つ様に作動させてもよ
い。例えば、第２高調波周波数で作動するこの複
合パルス源は振巾1.207107及び0.207107の次々の
パルスを有する。 位相固定されたパルス源を多数用いることによ
り理論的には無限の周波数レンジに亘つて振動を
生じることなく平担なスペクトルを作ることがで
きるが、同じオクターブに亘つて繰返し周波数が
変化する様なパルス源を用いて操作することが望
ましい。例えば、基本波周期の1/2だけ時間にず
らされた時（これは説明の便宜上180゜の位相ずれ
と称する）第２高調波オクターブに亘つてスイー
プする様な繰返し周波数を作るためには、この様
なパルス源が２つ用いられる。或いは又、繰返し
周波数の２倍で作動する同じパルス源を用いるこ
とによつて第２高調波の源を設けてもよい。 高い高調波オクターブ周波数が問題とするスペ
クトルレンジを越えて延びる場合にはこれら周波
数の使用が効率的でなくなる。基本波のオクター
ブレンジ又は第２高調波のオクターブレンジに亘
つてスイープする様に作動しそして適正なタイミ
ング（即ち適正な位相関係）で結合されたパルス
源を用いることによつて高調波オクターブの増強
及び非高調波オクターブの振巾の減少も達成され
る。この様な基本波及び／又は第２高調波の源を
用いる方法及び装置の原理は第９図乃至第１６図
から明らであろう。 先ず、同じオクターブに亘つてスイープする様
に作動する２つのパルス源S1及びS2を使用するこ
とによつて、第３高調波パネル及びそのスペクト
ル線の振巾を減少することについて考えることに
しよう。これらの源により発生されるパルスは等
振巾である。第１の源S1及び第２の源S2により生
じる第３高調波スペクトル線成分の振巾が位相ず
れφS1-S2の関数としていかに変化するかが第９図
に示されている。パルス源S1とS2との第３高調波
の振巾の比は０から２までの正規化されたレンジ
に亘つて変化する。第２のパルス源S2からのイン
パルスが第１のパルス源S1からのインパルスに対
して60゜ずらされている時は第３高調波が打ち消
されて除去される。これらパルスの位相関係が
180゜である場合にも第３高調波は除去されるが、
この位相関係は基本波成分の打ち消しを生じ、従
つてこれは有用でない。然し乍ら、２つのパルス
源を作用することは、これらのパルス源が適正な
位相関係にされた時に、高調波成分及び周波数パ
ネルを打ち消しできる様にする。２つの源S1及び
S2からのパルスを60゜に位相定めとすることによ
り、最も高い振巾の側部ローブを生じる第３高調
波成分を除去することができる。これは自己相関
関数から甚しい側部ローブを除去し、そして多数
の地震探走システムに於いて更に振巾調整せずに
役立つところまで、スペクトルの振動のない帯域
巾を延ばす。 然し乍ら、スペクトルレベルが本質的に平担で
ある様に第２及び第４高調波成分のレベルを調整
することが所望される。かゝる調整は第１０図に
示された様に適正な振巾を持つた１つの更に別の
パルス源によつて達成される。第１０図は第３高
調波の振巾を減少する第２のパルス源を用いない
場合を説明するための図である。２つのパルス源
が示されている。第１のベクトルS1は振巾１、位
相０の基本波の源を示している。第２高調波で作
動しそして第２高調波オクターブに亘つてスイー
プする更に別の源S2が用いられる。正規化された
範囲に於けるこのパルス源S2からのパルスのスペ
クトル線レベルは1.86である。添付図面にS2と示
されたこの第２パルス源の第１パルスと、第１パ
ルス源からのパルスとの位相ずれは65.8゜である。
第２図に関して上記で説明した様に、第２高調波
の位相に変換すると、第２高調波のベクトルはパ
ルス間隔の２倍即ち131.6゜である。第１の源S1か
らの第２高調波成分S1H2と第２の源S2からの第１
高調波成分S2H1とに対する和のベクトル（S1H2＋
S2H1）は√２に等しい半径の円に存在する。これ
は第２高調波スペクトル成分に対する所所望の振
巾である。 第４高調波スペクトル成分も２の所望振巾で与
えられる。第２のパルス源の第２高調波S2H2は第
１高調波成分と同じ振巾1.86を有するが、位相ず
れは２倍即ち263.2゜である。和のベクトル（S1H4
＋S2H2）は長さが２であり、そして半径２の円の
上に存在する。従つて、基本波のパルス源に対し
て所定の位相ずれ状態に位相定めされた１つのパ
ルス源を基本波のパルス源の他に使用することに
より、第２及び第４の両高調波スペクトル成分が
等化される。 前記の説明では、２つのパルス源を用いて第３
高調波スペクトル成分をいかに除去することがで
きるかという事について初めに述べ、そして更に
別の第２高調波のパルス源を用いて第２及第４高
調波の振巾をいかに調整できるかという事につい
て次に述べた。２つのパルス源が基本波オクター
ブに亘つてスイープする様に作動しそして第３の
パルス源が第２高調波オクターブに亘つてスイー
プする様に作動する様な３つのパルス源を用いる
か、或いは又４つのパルス源全部が基本波オクタ
ーブに亘つてスイープしそして所定の位相関係を
有する様に時間的に制御される（即ち、本発明に
より与えられるコードに基いて）様な４つのパル
ス源を用いることにより、2.5オクターブに亘つ
てスペクトルレベルを平らにすることができ且つ
そこに生じる振動を除去することができる。３つ
又は４つのパルス源を組合せて用いるコードに於
いては、第２のパルス源S2が基本波オクターブに
亘つてスイープする様に設けられ、然も第３高周
波パネルの振巾を減少する様に基本波のパルス源
S1に対して60゜に位相定めされる。その他のパル
ス源は、或る場合には初めの２つの源S1及びS2か
らのパルスの振巾と異なつた振巾を有し、そして
第２の場合には全ての源からの全てのパルスが同
じ振巾を有する。 第３パルス源、又は第３及び第４パルス源が第
２高調波オクターブに亘つてスイープする様に作
動しそして初めの２つのパルス源の振巾と異なつ
た振巾を有する場合について初めに考えることに
する。第１１図は、第２高調波の源をなす１対の
パルスのうち初めのパルスと基本波の源からのパ
ルスとの間の位相ずれ即ちパルス間隔が変わる時
の、第４高調波の所望振巾AH4（これはもちろん
２である）からのエラーを示したグラフである。
基本波の源からの第２高調波スペクトル成分と第
２高調波の源からの基本波スペクトル成分との間
の位相ずれの1/2がこのパルス間隔に等しい。第
３パルス源又は第３及び第４パルス源からのパル
スの振巾は全てのパルス源からのパルスの和の第
２高調波成分の振巾が√２の関連値を有する様に
調整される。約85.5゜の位相ずれに於いてエラー
が実質的に零である。 第２高調波を与える第２高調波源のパルス振巾
が基本波の源からのパルスの振巾に等い場合に対
して同様の曲線を示した第１２図について考えよ
う。所望の第２高調波振巾AH2＝√２及び第４高
調波振巾AH4＝２のエラーが共に零に減少される
様な位相ずれの値はない。それは最も近い妥協点
は80.5゜であり、この場合エラーはほゞ1.4dBであ
る。70゜に於ける第２高調波の振巾AH2はほゞ√２
でありそしてエラーは無視できる。然し乍ら、第
４高調波のエラーはほとんど2dBである。パルス
源の設計を簡単化するという点では、同じ繰返し
周波数レンジに亘つてスイープし且つ同じパルス
振巾を有する様なパルス源の使用が好ましい。然
し乍ら、それにより生じるスペクトルは完全に平
担ではない。平担なスペクトルは、第２高調波の
源をなすパルスの振巾（即ちAS3及びAS4）が基
本波の源からのパルスの振巾AS1のほゞ1.31倍で
ある場合に生じる。 第１３図は、４つのパルス源を結合する前記コ
ードによつて発生されそして送信されたパルスの
パルス間隔を示している。基本パルスの周期中に
発生された一連のパルスが示されている。この周
期の巾及びこの一連のパルスの巾はパルスの繰返
し周波数が送信インターバル中にスイープされる
時の各々の繰返しの変化しそして送信インターバ
ル中２乃至１のオクターブレンジに亘つて変化す
るという事が明らかである。基本波の第１パルス
源がS1として示されている。S2で示された第２パ
ルス源は第１パルス源S1に対して60゜位相ずれさ
れ、そして第３高調波パネルを除去する様に働
く。第３及び第４パルス源S3及びS4は互いに180゜
位相ずれされ、そして第２高調波で作動して基本
波オクターブの第２高調波をカバーする１つのパ
ルス源と取り替えてもよい。又、第１３図は、第
１パルス源S1の振巾に等しくなくそれよりも1.31
倍大きい振巾を有した別のパルス源S3′及びS4′も
示している。これは完全に平担なスペクトルを与
える。 第１５図に示されたベクトル図は、第１３図に
示した位相ずれ状態を有するパルス源の基本波、
第２及び第３高調波スペクトル成分の合成を示し
ている。第１５図に示された場合は、第１パルス
S3が基本波の源のパルスS1に対して85.5゜位相ず
れされている様なパルス源S3′及びS4′にする場合
である。基本波のパルス源S1に対しては全ての高
調波のスペクトル成分が等振巾であり且つ位相固
定されている。第２のパルス源S2は基本波のパル
ス源S1に対して60゜位相ずれされる。第２高調波
の位相ずれは基本波の位相ずれの２倍即ち120゜で
ある。第３高調波の位相ずれは180゜である。従つ
て第３高調波のスペクトル成分は打ち消される。
第２のパルス源S2により生じる第４高調波のスペ
クトル成分は基本波周波数に於けるこれらパルス
源S1及びS2の位相ずれの４倍即ち240゜である。初
めの２つのパルス源S1及びS2の基本波、第２及び
第４高調波のスペクトル成分は３番目の組のベク
トルに示された様に合成される。和のベクトルS1
＋S2は３の振巾を有し、そして基本波の位相に対
して30゜の位相を有している。和のベクトルに対
しては第２高調波が単位振巾に保持されそして
60゜の角度に保持される。第４高調波も単位振巾
に保持されるが、300゜回転される。パルス源の対
S3′及びS4′から生じる第２高調波ベクトルはそれ
らの個々の振巾の和即ち2.62である。この和のベ
クトルが第２高調波に現われる角度はパルス源S1
にするパルス源S3′のパルス間隔の２倍即ち171゜
である。この和ベクトルS3′＋S4′の第４高調波は
この角度の２倍即ち342゜である。全てのベクトル
を加算した時は、基本波ベクトルが√３の振巾に
保たれる。第２高調波に於ける和のベクトルS1＋
S2＋S3′＋S4′は2.45の振巾である。第４高調波に
於ける和のベクトルは3.432の振巾である。基本
波、第２高調波、第３高調波及び第４高調波の比
率は１：√２：０：２である。 全てのパルス源のS1、S2、S3及S4が振巾のパル
スを発生する時は、パルス源S3及S4からのパルス
の位相ずれが80.5゜であるか又は260.5゜であり、こ
れは第１２図に示された曲線を用いることによつ
て選択される。これらパルス源の基本波乃至第４
高調波の和を表わす最終ベクトルの比率は厳密に
１：√２：０：２でない。然し乍ら、スペクトル
は実質的に平担であり、そして地球物理学的な探
査のために信号を用いた時には著しい改良を与え
る。 信号スペクトルが実質的に平担であるので、
５：１のスペクトルレンジ（例えば20乃至100Hz）
に亘つて側部ローブの振巾が主ローブよりも非常
に小さい様な自己相関関数が得られる。 同様に、広いスペクトルレンジをカバーする等
振巾のパルスを発生するパルス源を用いてコード
シーケンスを与えることができる。各々のパルス
源が最大振巾までのパルスを発生できる限り、付
加的なパルス源を使用すれば送信信号のスペクト
ルエネルギを増加することができる。 ６：１のスペクトルレンジを得るためには、第
１４図に示されたコードに基いて各一連のパルス
中に或る位相関係を有する様な一連のパルスを発
生する様に８つのパルス源S1乃至S8が用いられ
る。このコードの基本波周期中の各一連のパルス
の巾、即ち基本波の源S1に対するパルス源S2乃至
S8の相対的な間隔は次の通りである：S2、30゜；
S3、300゜；S4、330゜；S5、30゜；S6、30゜；S7、
210゜；及びS8、210゜。パルス源S5乃至S8からのパ
ルスは、他の源S1乃至S4により発生されたパルス
の３倍の振巾及び２倍の周波数のパルス源を生じ
る様な単１のパルス源と取り替えることができ、
それによつてパルス源の数を５つに減らすことが
できる。 第１６図に示されたベクトル図は、５つの高調
波（2.5オクターブ周波数レンジ）に亘る高調波
成分を発生するためにパルス源S1乃至S8をいかに
合成するかを示している。簡単化のため、第５パ
ルス源乃至第８パルス源はS1乃至S4パルス源の２
倍の振巾を有するパルスとして示されている。５
つの高調波に対するベクトル図の最後の組は、基
本波、第２高調波、第３高調波、第４高調波及び
第５高調波の比が１：1.303：０：1.494：0.268で
あることを示している。このスペクトルレベル
は、完全に平担なものではなく然もリンキングが
全く存在しないものでもないが、実質的に改善さ
れそして相互相関処理を用いた地球物理学的探査
システムとしての許容範囲内にある。 第１３図及び第１５図に関して上記したコード
に基いてパルスが変位されるところの４つのパル
ス源を用いた例示的なシステムが第１７図に示さ
れている。パルス源S1乃至S4は配列体として装着
される。海上での使用目的に於いてはこれらのパ
ルス源が被索引本体に一緒に装着される。この本
体は探査船によつて或るコースに沿つて牽引され
る。これらのパルス源と共に被牽引本体に、又は
これらパルス源の近くに装着されるのはトランス
ジユーサT1、T2、T3及びT4である。これらのト
ランスジユーサは、パルス源により発生されたイ
ンパルスを取り上げそしてパルスのシーケンス及
び拡巾を修正又は制御するのに用いられる電気信
号を発生するという点で、制御トランスジユーサ
として働く。陸上での使用目的に於いては、探査
用走行体の移動に対して垂直な線に沿つてこれら
パルス源が配列体として配備される。これらパル
ス源は別々の探査走行体に個々に装着されてもよ
いし、又は１つの走行体により支持された構造体
に装着されてもよい。パルス源自身は前記した様
に衝撃パルス源である。適当なパルス源について
は第１７図を参照して以下に詳細に述べる。 パルス源制御回路３００は各パルス源に作動信
号を与える。これらのパルス源制御回路は発生さ
るべきパルスのタイミング及び振巾に対応する信
号に応答する制御信号発生器であり、パルス源ご
とに１つづつ設けられる。これらパルス源が液圧
作動式の衝撃装置である場合には、これら制御信
号が該装置の制御弁を作動して、上記コードによ
り指定されたシーケンス及び振巾で衝撃現象を生
じさせる様に用いられる。これらパルス源が同じ
振巾のパルスを発生する様に設計される場合に
は、振巾制御器が削除される。 コード発生器３０２はコードシーケンスを発生
しそしてそれを各パルス源のパルス源制御回路に
分配する。このコード発生器は現在市場で入手で
きる形式のマイクロプロセツサ集積回路部品によ
つて実施することができ、この様なマイクロプロ
セツサ部品の使用が現在では好ましい。然し乍
ら、コード発生器は、コードシーケンス並びに該
シーケンスを形成するパルスの振巾を表わす信号
がデイスクやテープやドラム記憶ユニツトの如き
磁気記録媒体に記憶される様な記録技術を使用す
ることによつて実施されてもよい。これらの記憶
ユニツトはコードによつて指定されたタイミング
を有する信号や、コードによつて指定された振巾
を有するその他の信号を再現する様に同期して作
動される。或いは又、コードに基く信号のシーケ
ンスを逐次に記録し、そしてデマルチプレクサや
その他の分配回路によつて個々のパルス源の制御
回路に分配してもよい。 コードは送信媒体又はパルス源自身の乱れに応
じて修正される。例えば、海上での使用目的に於
いては、被牽引本体の深度の変動が生じることが
あり、これはパルスの振巾及びタイミングに変動
を生じさせる。エラー修正回路３０４は、パルス
源によつて送信されてトランスジユーサT1乃至
T4によつて検出された信号に応答し、そしてエ
ラーを補償する様にコードを修正する。例示的な
コード発生器及びエラー修正回路については第２
１図を参照して以下に説明する。 パルス源を設けるのに用いられる適当な衝撃装
置並びにその弁や制御回路については、参考とし
てここに引用したJohn V.Bouyoucos氏の前記米
国特許出願第730352号に詳細に開示されている。
上記特許出願の第３０図及び３１図に示された形
式の衝撃装置が第１８図に示されている。 第１８図は１つのパルス源として用いるのに適
した力パルス発生器１６並びにその制御信号発生
器１１２を示しており、これはパルス源制御回路
３００（第１７図）に含まれた４つの発生器のう
ちの１つである。円筒筐体５６は段付きの穴５８
を有しており、この中でハンマー６０が筐体５６
の軸方向に振動することができる。ハンマー６０
は質量MHを有し、これはハンマーの各振動サイ
クル中に衝撃現象を生じる様に駆動される。この
衝撃現象により力パルスが発生される。 ハンマー６０はピストン部分６２を有してい
る。又、ハンマー６０はベアリング部分６８及び
７０にスライドされる端部６４及び６６も有して
いる。これらのベアリング部分６８及び７０は段
付き穴５８により形成された空胴７２の両側にあ
る。この空胴はピストン６２によつてピストン６
２の両側の２つの部分７４及び７６に分割され
る。 ポート７８及び８０を経て接続された制御弁を
介して空胴７４及び７６に加圧された液圧流体が
供給される。空胴７４及び７６の圧力はハンマー
６０の繰返し移動即ち振動を行なわせるため制御
弁５０によつて供給と戻りとの間で切換えられ
る。このハンマー移動及びそれにより生じる力パ
ルスを制御する電気信号に対するハンマー６０の
移動の時間経過が第１９図に示されている。本発
明によるシーケンスの所定振巾を持つた力パルス
のコードシーケンスを与えるためにハンマー移動
の繰返し振動数及び振巾が制御される。第１９図
に示された様にハンマー６０の変位XHは衝撃現
象に対応する速度の急激な変化を受ける。力パル
スが開始されるのは、この急激な速度変化が生じ
る時である。 これらの力パルスはハンマー６０の下端が衝撃
バネ６００に当たつた時に発生される。このバネ
は取け取りピストン６１２によつて設けられる。
発生器６００は受け取りピストン６１２に当たる
ハンマー６１０を有し、該ピストン６１２は液圧
流体（液圧オイルであるのが適当である）の容積
６１４へと可動である。この容積６１４及びピス
トン６１２はラジエータ（衝撃発射器）６１６と
一体的であり、該ラジエータ６１６は信号を投射
すべき水と相互作用する。ラジエータ６１６のベ
ースは円筒面であり、これはパルス源１６の筐体
５６の穴６２０に沿つてスライドする。“ｏ”リ
ング６２４として例示的に示された適当なシール
がパルス源１６の内部をそのまわりの水から隔離
する。筐体５６内の内圧は周囲圧力（表面の大気
圧）である。内圧を表面に設定できる様に加圧状
態がライン６２６によつて維持される。この内圧
はもちろん水中の圧力よりも非常に小さい。 ハンマー６０を上記受け取りピストン６１２に
当てると、ピストン６１２が液体容積６１４の中
に入ることによつて衝撃バネ６００の容積６１４
に生じる高圧力によりラジエータ６１６が外方向
に駆動される。ラジエータが外方向に水中へと加
速する時に正圧力のパルスが発生される。ラジエ
ータ６１６の軸に沿つたパルスの大きさは次式に
よつて近似的に与えられる。 Ｐ（γ）＝ρa2／4γＡ (1) 但し、ａはラジエータ６１６の半径であり、Ａは
ラジエータの加速度であり、そしてγはラジエー
タの軸に沿つて観察点まで至る距離である。ρは
発生器６００のまわりの水の密度である。圧力パ
ルスの時間巾Tpはラジエータ６１６の外方向の
加速時間によつて制御され、これは次いでピスト
ンの質量MH、ラジエータ６１６の質量によつて
制御される。ラジエータの質量には受け取りピス
トン６１２、液体容積６１４並びにラジエータ６
１６と共に可動なその他の部分も含まれる。この
質量がMRである。水荷重の慣性力MI並びに液体
バネの堅固さKIも又パルス巾を決定する。海水
頭による圧力差が各パルスの後に再び筐体５６に
ラジエータ６１６を安住させる。ラジエータには
フランジ６２８が形成され、このフランジは筐体
の前方端に取り付けられたクツシヨン物質６３０
のリングに係合する。このリング６３０は上記再
安住の衝撃に対してクツシヨン作用を与える様に
働く。 制御弁５０は液圧動力源からの供給及び戻りラ
イン１０４及び１０６によつて供給される。供給
及び戻りアキユムレータ（図示せず）が各々供給
及び戻りライン１０４及び１０６に密接に連結さ
れる。制御弁５０はeVとして示された電気入力信
号を制御信号発生器１１２から受け取る。この信
号eVはバルブの作動を制御し、次いでこのバルブ
作動は衝撃現象及びそれにより生じる力パルスの
繰返し周波数及び振巾（エネルギ）を予め決定で
きる様にハンマー６０の振動サイクルを制御す
る。繰返し周波数及びエネルギは発生器１１２に
印加される外部入力信号eR及びeBによつて指令さ
れる。信号eRは衝撃現象の発生、従つて力パルス
の繰返し周波数を調時するパルス信号である。信
号eBは力パルスの振巾（エネルギ）をセツトする
レベルである。従つてeRパルスの繰返し周波数を
変えることにより即ちスイープすることにより、
力パルスの繰返し周波数を変え、然して同時にeB
レベルの制御によつて力パルスの振巾を変えたり
一定に保持したりすることができる。力パルスの
繰返し周波数及び振巾の変化は本発明により与え
られるコードに基いて行なわれる。 第２０図より明らかな様に、発生器１１２はパ
ラメータ発生器１６６も備えており、これはパル
ス源１６のハンマー６０の振動サイクルに影響を
及ぼす種々のパラメータに関する情報を受け取
る。これらのパラメータはハンマーの変位XH、
供給及び戻り圧力PS及びPRである。これらの圧
力は供給及び戻りライン１０４及び１０６に取り
付けられた圧力センサトランスジユーサ１１４及
び１１６から得られる。変位センサ１１８はハン
マー６０の上端６４の上で穴５８に装着される。
この変位センサ１１８はコイル及び磁石より成る
差動変成器であるのが適当である。制御信号発生
器１１２のパラメータ発生器に入力されるセンサ
１１８の信号がハンマー６０の変位に比例する様
に磁石がピストン６０の上端６４に取り付けられ
る。 ハンマー６０の運動の時間経過が第１９図に示
されている。第１９図ａはピストン６２に与えら
れる液圧力FDの時間経過を示し、第１９図ｂは
それにより生じるハンマーの運動を示し、そして
第１９図ｃは衝撃現象の相体的なタイミングを示
している。ピストンハンマーの変位の１サイクル
を示した第１９ｂ図を初めに参照すれば、零の縦
座標はハンマー６０が受け取りピストン６１２と
初めに接触した時に対応している。負のＸ方向に
於ける変位はハンマー６０が受け取りピストン６
１２と初めに接触した状態に対応している。この
負のＸ方向の変位は第１８図に示した様に受け取
りピストン６１２を液体容積６１４へと駆動した
状態に対応し且つ筐体５６から離れるラジエータ
６１６の変位に応している。ハンマー６０に働く
力FDが第１９図ａに示されている。第１９図ｂ
に示された正のＸ方向に於けるハンマー６０の変
位は衝撃位置から離れるハンマー６０の運動に対
応している。 ハンマー６０と受け取りピストン６１２との衝
撃は時間Tpに生じる。これらが初めの接触した
後、ハンマー６０は受け取りピストン６１２に続
いて負の方向に変位し、そして衝撃バネに蓄積さ
れたポテンシヤルエネルギが部分的にハンマー６
０に戻される時にハンマー６０ははね返る。従つ
てこのはね返り中にハンマー６０は零の縦座標線
に向つて戻る。ハンマーが零速度に達しそしてそ
の運動エネルギを衝撃バネ負荷系に伝達してしま
つた後の時間TS0に、ハンマーの液圧力（第１９
図ａ参照）の方向が切換わり、ハンマーを衝撃位
置から離す様に加速する。衝撃作用により伝達さ
れるパルスエネルギの低下をなくすためには、は
ね返りのみの作用でピストンが変位することによ
つて自然に零軸と交差するところの付近にこの切
換時間TS0位置されるのが望ましい。 はね返り速度と上方向力との結合によつて、ハ
ンマー６０を増大する速度で衝撃点から離れる様
に移動できるハンマー６０が規定の速度に達した
時に（これは変位センサ１１８によつて感知され
る）、ハンマー６０に働く液圧力FDが逆方向に切
換えられ（第１９図ａ参照）、それによりピスト
ン運動の減速を開始する。この切換時間が第１９
面ｂにTS1で示されている。従つてハンマー６０
は減速しそして最終的には時間TS2に零速度とな
り、これはXSとして示された高さで且つ零の力
が付与される状態で任意の時間続く。その次の切
換時間TS3には正の液圧力が再び付与され、そし
てハンマーは負荷に向つて加速し、時間Tp′に受
け取りピストン６１２に衝撃する。保持時間及び
切換時間は第２０図及び第２１図に関して以下に
述べる装置により制御信号eR及びeBに基いて予め
決定される。 衝撃の際のハンマー６０の運動エネルギはハン
マー６０が位置XSに於いて保持するポテンシヤ
ルエネルギに等しい。従つて FDXS＝１／２MHV2 I (2) 但し、FDは下方向にハンマー６０に働く液圧力
であり（ハンマーの下降行程に亘つて一定である
とする）、そしてVIは衝撃速度である。 ハンマー６０の運動エネルギの１部は負荷に伝
達され、そして別の部分ははね返り速度VRとし
て現われ、これはハンマーの時間経過曲線（第１
９図ｂ）の、時間TS0に於ける傾斜として示され
る。 前記した様に、時間TS0又はその付近で、ハン
マー６０を上方に駆動するため液圧力FDの符号
が変化する。ハンマー６０を位置XSに到達させ
そして同時に零速度にすることができる様に力
FDの符号を再び変えるところの切換時間TS1は、
次の様に表わすことができる。 ハンマー６０がXSに達するに要する時間は次
の様に表わされる。 TS2−TS1＝TS1＋MH／FD VR (4) 切換時間TS3、時間Tp′に生じる次の衝撃現象
との間の時間遅延は次の様に表わされる。 TS2とTS3との間に遅れがない場合の合計時間
TRは次の様に表わされる。 VRが零であれば、最大繰返し周波数は次の様
に表わされる。 従つて所与のハンマー押出エネルギに対して、
繰返し周波数を、式(7)により与えられたもの
（VR＝Ｏ）と零との間のいかなる値からでも、遅
延時間TS3−TS2の関数として変えることができ
る。 制御信号発生器１１２が第２０図に示されてい
る。この装置への入力は入力パルスeRと、信号eB
とであり、入力パルスeRは力パルスを生じるハン
マー押出の所望シーケンスを表わしており、そし
て信号eBはアナログ信号レベルである。 制御信号発生器１１２はパラメータ発生器１６
６及びタイミング発生器１６８より成る。パラメ
ータ発生器は変位センサ１１８からの変位信号
XHに応答し、そしてハンマーの速度VHを表わす
出力信号を与える。圧力センサ１１４及び１１６
の出力は、パラメータ発生器１６６に於いて、ピ
ストン６２に働く力に対応する出力を発生する様
に用いられ、然してこの出力は供給圧力と戻り圧
力との差に比例しそしてＫ△Ｐとして示される。
前記した様に、△ＰはFDに比例し、そしてFDは
ハンマー６０のピストン６２に付与された時にハ
ンマー６０に作用する力である。 変位信号XH、ハンマー速度信号VH、及び信号
Ｋ△Ｐは全てタイミング発生器１６８に入力され
る。タイミング発生器は時間TS1、TS2、TS3に信
号を与え、これらは繰返し周波数fR及び力パルス
の振巾を決定する（第１９図参照）。“震動”信号
TDT1及びTDT2もタイミング発生器１６８によつて
与えられる。これらの震動信号は所望の力パルス
振巾及びエネルギにふさわしい行程をを行なわせ
る様にハンマーを増分的に変位するために使用さ
れる。TS1、TS2、TS3、TDT1及びTDT2に於けるこ
れらの信号は３つのレベル、即ち正のレベル＋
eV、負のレベル−eV、又は零レベルを持つたデジ
タル信号である。これらは弁駆動増巾器１７０で
増巾されそしてサーボ弁１７２へ印加される。弁
制御信号eVにより指令される弁１７２は３つの状
態を有している。即ち、弁ポートがハンマー６０
に上方の力を供給する第１状態と、弁ポートが閉
ざされる第２状態と、ハンマーに下方の力を供給
する様に弁ポートが第１状態から反転された第３
状態とである。サーボ弁１７２は電気液圧弁であ
り、これは弁５０（第１図）の１部である。米国
ニユーヨークのイーストオーロラにあるMOOG、
INCにより供給される型式30の様々な市販の弁が
適当である。 タイミング発生器１６８は、液圧流体が弁１７
２を経て流れる様にハンマーが著しい速度を有し
ている時には、弁ポートの閉成に対応する信号即
ちeV＝Ｏを生じない様に作動する。弁が閉じる時
に生じる様な瞬間的な高い圧力（これは弁部品や
パルス発生器のその他の部分に故障を生じさせる
ことがある）を与えない様にするためには、ハン
マーが著しい速度を有する時に弁をその閉じた状
態に入れないという条件が断定される。 ４つのタイミングの瞬間Ts0、Ts1、Ts2、Ts3、
が第１９図ｂに示されており、これについては第
１９図及び上記式(1)乃至(5)に関連して上記で説明
した。これら信号を導出するために制御信号発生
器１１２（即ちパラメータ発生器１６６及びタイ
ミング発生器１６８をいかに実施するかというこ
とが第２０図に示されている。 制御信号発生器１１２を形成する構成部品は一
般のデジタル又はアナログコンピユータ型の構成
部品であり、これらは既知の技術に基いて集積回
路形態で得ることもできるし、別々の部品から設
計することもできるということに注意されたい。 ハンマーの変位信号XHはハンマー速度信号VH
を作り出すためパラメータ発生器１６６の微分回
路１７４に印加される。ハンマーサイクルは時間
Ts0にハンマーが持ち上げられた状態で開始さ
れ、然して時間Ts0は第１９図ｂに示された様に
ハンマー変位信号XHが零変位レベルと正方向に
交差することにより決定される。この瞬間は、
XH信号が零変位レベルに交差する時（即ちハン
マーの持ち上げが生じる時）に負の状態から正の
の状態に切換わる比較器１７６によつて決定され
る。これは比較器１７６からの出力の正の遷移と
同じである。というのは、その差動入力の１方が
XHでありそして他方が接地されている（零信号
レベル）からである。信号XHは零変位が零信号
レベルによつて示される様に調製される。 ハンマーのはね返り速度VRはTs1の計算に入れ
られる。このVRはサンプル・ホールド回路１７
８によつて測定される。サンプリング事象は比較
器１７６から得られたタイミングの瞬間Ts0であ
る。次いで回路１７８はハンマーのはね返り速度
である速度VHをサンプル・ホールドする。はね
返り速度VRが時間Ts0におけるハンマー変位曲線
の傾斜であるという事を前記で述べた。 時間Ts0を示す比較器からの信号と、サンプ
ル・ホールド回路からのはね返り速度信号VRと、
差圧力信号△Ｐと制御信号eBとを用いて瞬間Ts1
が決定される。制御信号eBは公称のハンマー押出
エネルギ（即ち力パルス振巾）をセツトする様に
ポテンシヨメータ１８０によつて変えられる。Ｋ
△Ｐ信号はパラメータ発生器１６６の差動増巾器
１８２から得られる。瞬間Ts1は上記式(3)を用い
そしてエネルギ制御信号eBと差圧信号△Ｐとに関
して次の様に表わすこともできる。 Ts1＝−K1VR／△Ｐ＋V2／△Ｐ√B＋S 2 R (8) この(8)式はタイミング発生器１６８の副装置１
８４によつて計算される。この副装置１８４にお
いては、はね返り速度信号VRが反転演算増巾器
１８６で反転されて−VRを与える。又、信号VR
は方形化回路１８８にも印加されてV2 Rを与える。
このV2 R信号は加算回路１９２でeB制御信号に加
算される。この加算回路１９２の出力の平方根が
平方根回路１９４で得られる。平方根回路１９４
の出力は加算回路２００で−VRと加算される。
加算回路２００の出力は除算回路１９８で△Ｐ信
号によつて除去される。この除算回路１９８は
Ts0とTs1との時間差に比例する出力を与える。
上記式(8)に示された定数は個々の計算モジユール
で利得調整を行なうことによつて考慮に入れられ
る。 Ts1を定めるためには、ワンシヨツトマルチバ
イブレータ２０２が用いられる。このワンシヨツ
トマルチバイブレータの遅延時間は除算回路１９
８から得られた副装置１８４の出力によつてセツ
トされ、この出力はワンシヨツトマルチバイブレ
ータ２０２の制御入力Ｃに印加される。このワン
シヨツトマルチバイブレータの遅延はこのトリガ
入力Ｔに印加されるTs0信号によつて開始され
る。従つてワンシヨツトマルチバイブレータ２０
２は瞬間Ts0に論理“０”−論理“１”レベルの
遷移として出力パルスをそのＱ出力に与え、その
後副装置１８４により決定された遅延時間が経過
した時に論理“１”−論理“０”の遷移を与える。 タイミングの瞬間Ts2は速度信HVHの零の値に
よつて決定される。弁１７２をその中央位置即ち
オフ位置に戻すことのできるのはこの瞬間であ
る。Ts2は速度信号VHを零（接地）に対して比較
する比較器２０４を用いて得られる。比較器２０
４はVHが“０”を通る時に、“１”−“０”の遷移
を持つレベルに与える。このタイミングの瞬間
Ts2には反転増巾器２０６が“０”−“１”の正の
論理遷移を与える。 第１９図ｂにおいて明らかな様に、タイミング
の瞬間Ts3は、次の力パルスを発生するためにハ
ンマーが下方に加速される瞬間である。次の制御
パルスeRが生じる時にTs3を与えるのではなく、
eRパルスが発生した後に遅延時間Tdが経過して
からTs3が与えられる。これは制御装置を安定化
し、そしてハンマーの下降行程Xs（これはハンマ
ー押出エネルギ信号eR及び加速力信号Ｋ△Ｐによ
つて変化する）を調整するに充分な時間の余裕を
与えるために行なわれる。 この遅延時間Tdは、Ps、PR及びXsの感知され
た値に対して修正されたeB信号ごとにハンマーの
下降時間Tfを推定し、そして制御パルスeRが発生
した後の一定インターバルである一定の遅延時間
Ｔとこの下降時間との差を求めることによつて得
られる。力パルスは制御パルスよりも一定の遅延
時間だけ後に生じるので、その結果、力パルスは
コード発生器３０２（第１７図）から生じた制御
パルスよりも遅延時間Ｔだけ後に送信されること
になるに過ぎない。 従つてこの一定の遅延時間は２つの部分、即ち
遅延時間Tdとハンマーの下降時間Tfより成る。
かくて、遅延時間Tdは次式で表わされる。 Td＝Ｔ−Tf (9) ハンマーの下降時間Tfはエネルギの関係式
（上記(2)式及び(5)式）から導出され、そして次の
様な比例関係で与えられる。 従つて所望の遅延時間Tdは次式で与えられる。 この(11)式に表わされた関係は平方根回路２０
８、降算回路２１０、反転増巾器２１２及び加算
回路２１４より成るアナログ回路によつて演算さ
れる。ハンマー押出レベルeBに対するエネルギの
平方根は平方根回路２０８によつて導出され、そ
して除算回路２１０において圧力差Ｋ△Ｐで除算
される。除算回路２１０の出力は反転増巾器２１
２でその符号が変えられ、そして加算回路２１４
に印加され、そこで一定の遅延時間Ｔに対応する
レベルｅに加算される。 加算回路からの出力はTdに比例し、そしてワ
ンシヨツトマルチバイブレータ２１６の遅延時間
をセツトする。このマルチバイブレータは各々の
eRパルスによつてトリガされ、そして“０”−
“１”レベル遷移としてTs3タイミングの瞬間を
ワンシヨツトマルチバイブレータ２１６の出力に
発生する。 ハンマーを上方又は下方にゆつくりと移動せし
める様な一連の弁の開成及び反転を生じさせる
TDT1及びTDT1の“震動”信号は、ハンマーの行程
Xsを決定するためにＫ△Ｐで示された加速力レ
ベルとハンマー押出レベルeBに対するエネルギと
を用いて導出される。Xsは次の様な比例関係に
よつて決定される。 Xs∝eB／Ｐ (12) ハンマー高さの“震動”に対して必要とされる調
整は、Xsをハンマー変位信号XHと比較しそして
弁の所望の増分開成時間Tpに特しい巾の震動信
号を発生することによつて達成される。これらの
震動信号の方向、即ち論諭“１”であるか又は論
理“０”であるかによつて、制御弁が順方向に閉
けられて（第１の状態）ハンマーに上方の加速を
与えるか、又は制御弁が反転されてハンマーに下
方の加速を与えるかが決定される。 所望の行程Xsはハンマー押出信号eB当たりの
エネルギを除算回路２１８において信号Ｋ△Ｐで
除去することによつて得られる。この所望の行程
Xsは加算回路２２０及びび反転増巾器２２２を
使用することによつて実際のハンマー変位XHか
ら減算される。所望の行程に達した時には、加算
回路２２０からの差信号が“０”に等しくなる。
デジタル信号であるTDT1及びTDT2の増分震動信号
は震動信号発生器２２４によつて得られる。この
発生器２２４の入力には１対の比較器２２６及び
２２８がある。正及び負の基準電圧＋ED及び−
EDが2EDに等しいデツドバンドを確立する。加算
回路２２０からの入力信号がデツドバンドより大
きな正又は負の振巾である時には、比較器226又
は228が出力を発生する。デツドバンド電力EDは
震動の増分段階より大きい様に選択される。従つ
てハンチング（ハンマーの交互の上昇及び下降で
あつてこれは出力の浪費となり且つ不必要な摩耗
を生じさせる）が実質的に排除される。 震動信号発生器２２４には、震動ステツプの所
望周期t0の半分に等しい周期を持つたクロツク信
号が与えられる。これらのクロツク信号は次のク
ロツクパルス（震動シーケンス中の第１クロツク
パルス）によつてセツトされるフリツプ−フロツ
プ２３０のクロツク入力に印加される。フリツプ
−フロツプ２３０のＱ出力はオアゲート２４０、
可能化されたアンドゲート２４４及びオアゲート
２４２を経て駆動増巾器１７０の入力に印加さ
れ、該増巾器は上昇即ち＋eVコマンドをサーボ弁
１７２に生じる。アンドゲート２４４はフリツプ
−フロツプラツチ２４６によつてタイミングの瞬
間Ts2とTs3との間に可能化される。従つてオア
ゲート２４０からの出力が上昇制御震動信号TDT1
を与える。 フリツプ−フロツプ２３０がセツトされると、
アンドゲート２３８が禁止される。そして別のア
ンドゲート２４８が可能化される。ノアゲート２
５０も論理“１”レベルを受け取り、これは別の
アンドゲート２５２を禁止する。従つて、下降制
御比較器２２８からの下降出力が下降コマンドを
生じない様にされ、それにより、矛盾する弁制御
信号が発生されない様にする。この作用は震動シ
ーケンス中に弁の制御が偶発的に逆転されない様
にする予防処置である。 次のクロツクパルス（震動シーケンス中の第２
クロツクパルスがフリツプ−フロツプ２３２をセ
ツトする。従つて、下降コマンドがオアゲート２
５４及びアンドゲート２５６並びに別のオアゲー
ト２５８によつて駆動増巾器１７０の負入力に印
加され、然してアンドゲート２５６はTs2とTs3
との間にラツチ２４６によつて可能化されてい
る。この第２のクロツクパルス周期中に、ノアゲ
ート２５０はフリツプ−フロツプ２３２のＱ出力
から論理“１”入力を受け取り、それにより比較
器２２８からの出力はアンドゲート２５２によつ
て禁止され続ける。又、第２クロツクパルスはフ
リツプ−フロツプ２３０をリセツトしそして上昇
コマンドを打ち消しさせる。 震動シーケンスの第３クロツクパルスの際には
フリツプ−フロツプ２３２がリセツトされる。従
つて、第１クロツクパルス周期中にはサーボ弁１
７２に上昇コマンド（＋eV）が与えられそして第
２クロツクパルス周期中には下降コマンドが与え
られ、然してこれらは両方共に等しい時間増分t0
２中に与えられるということが観察される。従
つてハンマーは上方向に加速されそして弁を安全
に閉じることができる様に下方向に零速度とな
る。かくて、ハンマーが上方向に増分的に移動さ
れる様にして１つの震動シーケンスを完了する。
シーケンスの終りにはフリツプ−フロツプ２３０
及び２３２がそれらのリセツト状態に戻される。
比較器２２６からの上昇コマンドがまだ存在する
場合にはもう１つの上昇震動シーケンスが開始さ
れ、そしてハンマーは次のクロツクパルス周期中
に上昇加速コマンド＋eVが発生された時に上方に
移動され、次いでその次のクロツクパルス周期中
には弁１７２を再び閉じることができる様に零速
度まで再び減速される。それ故、クロツクパルス
周期の２倍が震動時間増分に等しいことが明らか
である。従つてハンマー６０は、所望高さの行程
Xsに達するまで、制御された速度の段々に駆動
する一連の震動増分で、移動せしめられる。 Xsに達した時は両比較器２２６及び２２８か
らの出力が論理零レベルである。 ハンマーを増分的に下方に移動せしめる（即ち
ハンマーを下降させる）震動シーケンスは、フリ
ツプ−フロツプ２３４及び２３６、アンドゲート
２５２、別のオアゲート２５８並びに別のノアゲ
ート２６０を用いて達成される。瞬間TDTT2及び
TDT1（下降震動シーケンスの場合はTDT2の後に
TDT1が生じる）における震動信号のシーケンスは
上昇震動シーケンスについて上記したのと同様に
発生される。 サーボ弁１７２を作動することによるハンマー
６０の制御はワンシヨツトマルチバイブレータ２
０２の出力をオアゲート２６６及び２５８を経て
駆動増巾器１７０へ印加することによつて達成さ
れる。ワンシヨツトマルチバイブレータ２０２の
出力はTs0及びTs1に各々先縁及び後縁を有する
様なパルスである。このパルスは１対のアンドゲ
ート２６４及び２６６によつてゲートされる。ハ
ンマーを上方に駆動する力を生じる様な圧力差を
ハンマー６０のピストン駆動領域に対して与える
ために制御弁１７２が順方向に開けられた時に制
御弁１７２の制御がTs0とTs1との間に開始され
るという事が第１９図ｂから明らかであろう。
Ts1とTs2との間ではハンマーをほぼ零の速度に
減速する力をハンマーに与えるため弁１７２が逆
転される。Ts2とs3との間では震動信号が発生さ
れる。Ts3からTp′に於ける衝撃の時間までは、
ハンマーを衝撃位置へと下方に駆動するために弁
１７３が再び順方向に開けられる。TOとTs0との
間では、負荷に最大エネルギを付与するため下降
の力が接続される。 フリツプ−フロツプ２４６はそのＱ出力レベル
がアンドゲート２６３及び２６６を可能化する様
にTs3に於いてセツトされる。次いでワンシヨツ
トマルチバイブレータ２０２のＱ出力からの正の
論理“１”レベルがTs0に於いてアンドゲート２
６４及びオアゲート２４２を経て印加されて＋eV
制御信号を発生し、該信号はサーボ弁１７２を順
方向に開けて、ハンマー６０を上方に駆動する力
を生じさせる。Ts1に於いては、ワンシヨツトマ
ルチバイブレータ２０２の出力が論諭“１”レ
ベルとなり、そしてこれは可能化されたアンドゲ
ート２６６及びオアゲート２５８を経て増巾器１
７０の負入力へと送られる。次いで−eV制御信号
が発生されて、サーボ弁１７２を逆転するために
印加される。Ts2に於いてはフリツプ−フロツプ
２４６がリセツトされ、ゲート２６４及び２６６
が両方共に禁止される。このリセツトはハンマー
が零速度に達した時に生じ、そして零速度に達し
た事は比較器２０４からの負の遷移レベルによつ
て決定される。反転増巾器２０６はフリツプ−フ
ロツプ２４６をリセツトする正の信号をTs2に与
える。次いでTDT1及びTDT2に於ける震動信号がハ
ンマーの位置を高さにXsに調整するために印加
され、これが次の衝撃の際にeBにより指示された
所要のハンマー押出エネルギを付与する。 Ts3に於いてフリツプ−フロツプ２４６がリセ
ツトされそしてアンドゲート２６４及び２６６が
再び可能化される。この時ワンシヨツトマルチバ
イブレータ２０２の出力は論理“１”であるか
ら、この出力は可能化されたアンドゲート２６６
及びオアゲート２５８を経て送られて−eV信号を
発生させ、この信号はTOからTs0までの衝撃時間
中に衝撃を生じさせるためハンマーを下方に駆動
せしめる。Ts0に於いてはシーケンスの次の力パ
ルスが発生される。 さて第２１図を参照すれば、コード制御装置２
９９はリードオンリメモリの様な情報固定メモリ
１００１に送信のためのコードを記憶している。
各インパルスの時間はコードに基いて逐次のデジ
タル数として記憶され、そして各々のインパルス
の振巾も又別のデジタル数としてメモリ１００１
に記憶される。多くの場合にはこの後者の数字が
全て同じ値である。 送信の始めに、リードオンリメモリ（ROM）
１００１の内容が１対１のベースで主読取−書込
メモリ１００２へ転送される。メモリ１００２は
コアメモリでもよいし、半導体メモリでもよい。
このメモリ１００２は“修正”コードに基いてイ
ンパルスの時間及び振巾に対するデジタル数を含
み、これらデジタル数はパルス源Ｓ１乃至Ｓ４を
して所望コード（ROM１００１に記憶された）
の最良の再現体を伝送せしめる様な値をとる。メ
モリ１００２はエラー修正回路３０４から入力を
受け取り、修正コードが得られる。送信を始める
前に、修正された最良のコードが所望コード自身
として得られる。動作が進むにつれて、エラー修
正回路３０４は所望コードと、測定された送信コ
ードとの間のエラーを得、そして修正されたコー
ドに対して修正がなされ、最終的には最適な送信
となる。 時間fr1に於いて送信が開始される。マスター
クロツク源１００８により駆動されるクロツクカ
ウンタ１００９、コードパルスカウンタ１００
３、及びパルス源のアドレスを出力する２段アド
レスカウンタ１０１１は、fr1に生じるリセツト
信号によつて零にリセツトされる。このリセツト
信号の先縁が送信を開始しそしてROM１００１
から主メモリ１００２への情報転送を可能にす
る。時間零を持つ第１パルスのコードアドレスが
次いでメモリ１００２に入力される。メモリ１０
０２の読取ライン９９９からの零及びクロツクカ
ウンタからの零はデジタル比較器１０１０の形態
の一致検出器を満足せしめ、それによりこの比較
器１０１０は送信パルスを発生する。クロツクカ
ウンタ１００９はマスタークロツク１００８より
セツトされた速度でインデツクス動作を開始しそ
して１クロツクカウントの後に上記一致が失なわ
れる。手短かに説明すれば２つの遅延の後であつ
て、パルス源Ｓ２からの次のインパルスの所望時
間より前に、コードパルスカウンタ１００３から
のメモリアドレスが“１”にインデツクスされ、
読取ライン９９９に第２パルス時間を与える。ク
ロツクカウンタがこの時間に達すると、第２の一
致が得られ、第２パルスの送信を生じさせる。こ
のシーケンスは残りのコードに対して続けられ
る。 各々の送信コマンドに於いて２段カウンタ１０
１１が１カウントをインデツクスする。カウンタ
からのパルス源アドレスと、インパルスの送信コ
マンドと、それに対応する振巾データとがパルス
源制御回路３００に印加される。従つて第１パル
スの際にはパルス源アドレス“00”が制御回路３
００のデマルチプレクサ１０４７及び１０４８を
して送信コマンドをパルス源Ｓ１に向けさせ、そ
して第２パルスの際にはカウンタアドレス“01”
がパルス源Ｓ２を選択せしめ……という様にして
パルス源Ｓ４まで選択せしめ、そしてこの時には
第５パルス際にアドレス“00”が再び現われて、
パルス源Ｓ１が再び選択される。 コードが発生されそしてそれによつて送信動作
が進められる。コードの修正はエラー修正回路３
０４によつて与えられる。 コード修正プロセスはパルス源Ｓ１乃至Ｓ４か
ら実際の送信信号を受けることによつて開始され
る。アナログ信号として示されたトランスジユー
サＴ−１乃至Ｔ−４の出力は各々のパルス源付近
に置かれた液圧ホーンから受け取られ（第１７図
参照）、そして２種類の修正に用いられる信号を
与える。第１の使用法はコード自身の修正であ
り、そして第２の使用法は零化された第３高調波
信号を生じる様にパルス電流を“一致した対”と
して作動せしめることである。 コードの修正をなすためには、現在パルスを送
信しているパルス源からの信号を処理のために選
択する様に、アナログ信号が先ずアナログマルチ
プレクサ１０３５でマルチプレクスされる。そし
てこの信号は微分回路１０３６で微分され、送信
の瞬間に生じる、音圧信号の急激な傾斜の反転の
指示を与える。この導関数信号は送信の瞬間が近
ずいた時には大きな正の値にあり、そして送信が
行なわれた後には同程度に大きな負の値まで下が
る。この導関数が零の値を示す点は圧力パルスの
ピークの時間を表わしており、これは比較器１０
３７によつて感知される。 マルチプレクサ１０３５からの圧力信号は調整
可能な利得増巾器１０４０によつて増巾され、該
増巾器は適正に作動するパルス源からの信号がこ
の増巾器１０４０の出力に一定の値を生じる様に
セツトされる。この利得の調整は各パルス源によ
つて所望される“基準”振巾を変動する（乱す）。
上記信号はピーク振巾でサンプルされ、そしてサ
ンプル・ホールド回路（Ｓ＆Ｈ）１０３９によつ
て保持され、アナログ−デジタルコンバータ
（ADC）１０４３でデジタル形態に変換される。
ADC１０４３からのデジタル信号epcは各パルス
源により送信されたピーク振巾の、パルスごとの
デジタル表示である。 デジタル信号epcにより表わされた振巾、及び
ROM１００１からのコード振巾デジタル信号は
減算演算論理回路１００６で互いに減算される。
その差が所望コードパルス振巾と実際のパルス源
出力との間のエラーである。このエラーは除算論
理回路１０４５に於いて適当な定数代表的には約
８で除算され、そして加算器１０４１に於いて主
メモリ１００２の修正コードの読取により指令さ
れたパルス振巾に加算される。除算定数はサーボ
系のループ利得を表わし、そして不安定性をなく
す。 加算器１０４１からの修正コードに対するこの
新たな値は、“書込”コマンドを主メモリ１００
２に与えて修正されたパルス振巾を主メモリ１０
０２に書込ませる様な遅延パルスが遅延回路例え
ばワンシヨツト回路から生じた時に、主メモリ１
００２に書き込まれる。従つてインパルス振巾に
対する修正されたコードが得られそして主メモリ
１００２に記憶される。 コードに応じる様に送信時間を修正するために
は、各メモリアドレスが生じる時に所望のコード
送信時間がROM１００１から読取られ、そして
比較器１０１５によつてクロツクカウンタ１００
９からの時間と比較される。これらが一致した時
には、パルス源のピストンの降下時間だけ所望の
送信時間より先行するパルスが得られる。降下時
間は、これに一致する様にセツトされる調整可能
な遅延回路１０１２によつて与えられる。この降
下時間はパルス源の設計の関数である。この遅延
パルスの瞬間には、適正に作動するパルス源がそ
のピーク振巾にあり、そして微分回路１０３６か
らの微分された信号が零を通過する。サンプル・
ホールド回路１０３８は微分された信号をこの瞬
間に測定し、それにより所望のパルス源衝撃時間
と実際のパルス源衝撃時間との間の差を表わすエ
ラー信号を発生する。このエラー信号はADC１
０４４に於いてデジタル形態（PCpc）に変換さ
れ、ループの安定性を得るために除算器１０４６
に於いて８で除算され、そして加算器１００７に
於いてパルスコマンド時間に加算される。然して
このパルスコマンド時間は主メモリ１００２によ
り読取ライン９９９を経て与えられる。コマンド
時間に対するこの新たな値は、振巾の場合の書き
込みと同じ書込時間（遅延回路１００５からの書
込コマンドの）主メモリ１００２へと書き込まれ
る。 充分な作動時間の後には、修正されたコードが
変動を受けそしてあらゆる系統的なシステムエラ
ーに対して補償される様に、ROM１００１の所
望コードが主メモリ１００２の修正コードに変換
される。 側部ローブレベルの低いコードを作り出すため
に、パルス源からの第３高調波成分が打ち消し合
いそして上記した様に送信信号の第３高調波を実
質的に零振巾まで減少する。ここに示すコード制
御装置２９９の構成によれば、第３高調波を互い
に実質的に打ち消し合うところの２つの対でもつ
て４つのパルス源が識別される。ベクトルの和が
零になる様に正確に位相角を制御した同一の第３
高調波成分を４つ全部のパルス源で発生できる
が、制御装置２９９の実施例を簡単化するために
は、これらパルス源を対で制御すれば充分であろ
う。 特に、互いの高調波を打ち消すために対にされ
るパルス源は、互いに60゜位相ずれして作動する
対であり且つ第２高調波の増強を与える対であ
る。第２高調波の対をなすパルス源は互いに180゜
位相ずれしたものであると考えることができる。
自然のままのパルスシーケンスでは、これら対が
Ｓ１−Ｓ２及びＳ３−Ｓ４として識別される。 このパルス源修正プロセスの目的は、対にされ
た２つのパルス源の１方の振巾及び位相を調整し
てこの対の第３高調波成分の和を零にすることで
ある。この場合の振巾及び位相調整はパルス源制
御回路３００の可変利得増巾器（VGA）１０５
４及び１０５５並びに可変時間遅延回路（VTD）
１０５６及び１０５７に於いて行なわれる。 エラー信号を導出する場合の第１条件は各パル
ス源からの第３高調波の振巾及び位相を測定する
ことである。これは各々のパルス源のトランスジ
ユーサから信号を、第３高調波に中心定めされた
可変帯域フイルタ（BPF）１０１９乃至１０２
２に通すことによつて行なわれる。フイルタ周波
数の制御はカウンタにより実施される４：１除算
器１０１３と、ワンシヨツト及び平均化回路で実
施される周波数−電圧コンバータ１０１４とによ
つて得られ、これらは送信されている基本周波数
に比例した電圧を発生する。 或いは又、帯域フイルタ及び制御電圧発生器
（除算器１０１３及びコンバータ１０１４）の代
りに、トラツキングフイルタを４個用いてもよ
い。これらのトラツキングフイルタは第３高調波
に固定され、そしてその各々のフイルタ自身がエ
ラーを生じない様にするため同じ周波数、位相、
及び制御特性を有している。ここに示した好まし
い実施例では、制御装置のエラーが４つ全部のパ
ルス源に共通であり、従つて周波数制御のいかな
るエラーも制御装置で打ち消される。 パルス源Ｓ１及びＳ２の第３高調波成分は差動
増巾器１０２３で減算され、そして同様にパルス
源Ｓ３及びＳ４の第３高調波成分は差動増巾器１
０２４で減算される。正しく整合されたパルス源
に対しては差信号が零にされそしてそうでないパ
ルス源に対してはエラー信号が与えられる。乗算
器１０２５及び１０２６は同相のエラー信号をパ
ルス源対の１つの出力と相関させる。90゜移相器
１０２７及び１０２８は基準パルス源出力の直角
移相成分を得る。乗算器１０２９及び１０３０は
これらの直角移相成分をエラー信号に相関させ
る。同相のエラー信号ec1-2及びec3-4は対にされ
たパルス源間の不正確な振巾整合によつて生じ、
一方直角移相エラー信号Pc1-2及びPc3-4は位相エ
ラーを示している。これら乗算器の出力は、対に
されたパルス源の１方の振巾又は位相をその他方
に対して修正してエラー信号を実質的に除去する
様に用いることのできるエラー信号をなす。 平均化回路１０３１乃至１０３４はこれらのエ
ラー信号から高周波の振動を除去し、そしてなめ
らかに変化する信号を与える。これらの信号はパ
ルス源間の所望の修正を与えるためVGA１０５
４及び１０５５並びにVTD１０５６及び１０５
７に印加される。 作動中、上記した様な第３高調波測定を用いた
動的なエラー修正回路３０４の部分はパルス源を
整合しそしてパルス源間の動的エラーを減少す
る。その他のエラーは、長時間に亘つてエラーを
なくす様に修正コードを徐々に変えるエラー修正
回路３０４の別の部分によつて感知される。パル
ス源間の動的な修正は、コード送信ごとに繰返さ
れないが若干の基本周波数周期の時間フレーム内
にランダムに生じる様な動作上の変動の如き要因
によつて生じるエラーを減少する。 前記説明より、エコー探索のための信号、特に
地球物理学的な探査のための地震信号を発生しそ
して送信する改良された方法及び装置が説明され
たということが明らかであろう。本発明を示すた
めにこれら方法及び装置の好ましい実施例につい
て述べたが、本発明の範囲内で色々な変型及び修
正が当業者にとつて明らかであろうから、前記説
明は解説のためのものであつて本発明を限定する
ためのものではないということに注意されたい。
第１図は本発明により発生されたパルス列のう
ちの２つの連続したパルスを示した波形図であ
り、このパルス列から生じる基本波と第２高調波
成分とを示した図、第２図は第１図に示した様な
繰返しパルスの列と、その２倍の繰返し周波数で
循環する同様のパルスのもう１つの列とのスペク
トルを示した図、第３図は第１図に示したパルス
の様なパルス列の繰返し周波数でスイープするこ
とにより生じた高調波関係帯域即ちパネルを示す
図であり、繰返し周波数のスイープが20乃至40Hz
である場合の図、第４図は第３図に示したパネル
を加算することにより生じたエネルギスペクトル
を示す図であり、加算によりスペクトルに振動
（“草”として知られている）が生じたところの周
波数領域の平均スペクトルレベルを点線で示した
図、第５図は第４図に示したスペクトルに類似し
たスペクトルを有する信号の自己相関関数を示し
た図、第６図は第３図及び４図に示されたスペク
トルを形成する高調波スペクトル成分の周波数で
のスイープを示した一連の曲線であり、第５図に
示した自己相関関数に側部ローブや偽の目標応答
を生じる様にこれら成分の別々のものが互いに相
関するところの、スイープの開始に対する時間的
なずれを示した図、第７Ａ図乃至７Ｃ図は繰返し
パルス列の形態である信号の高調波関係スペクト
ル成分の振巾を示した図であり、第７Ａ図及び７
Ｃ図は信号を個々に示しそして第７Ｂ図はそれら
を合成した状態で示した図、第８図は第７Ｂ図に
示した信号から生じる平らなスペクトルを示した
図であり、これら信号の周期が送信インターバル
中にリニアに変化する様に（即ちリニア周期変
調）これら信号の繰返し周波数がスイープされる
時の図、第９図は繰返しパルス列間の位相ずれに
対して同じ周波数で循環する様なパルス列から生
じた第３高調波スペクトル成分の振巾を示した
図、第１０図は基本波の高調波成分及び第２高調
波の繰返しパルス列を表わしている１組のベクト
ルのベクトル図であり、これらを加算した時には
平らなスペクトルを得るための所望の範囲までオ
クターブ高調波成分が増大されることを示した
図、第１１図は基本波及び第２高調波オクターブ
である帯域に亘つてスイープする繰返しパルス列
の第１及び第２パルス源によつて第４高調波成分
が発生された時の、第４高調波成分の振巾と、平
らなスペクトルを得るのに所望される振巾とのエ
ラーを示した曲線図であり、基本波の源からのパ
ルスの第２高調波スペクトル成分と第２高調波の
源からのパルスの基本スペクトル成分との間の位
相ずれの1/2である関数としてエラーをプロツト
した図、第１２図は基本及び第２高調波オクター
ブである帯域に亘つてスイープする等振巾の繰返
しパルス列を発生する第１及び第２のパルス源を
用いて第２高調波及び第４高調波成分が発生され
た時の、第２高調波及び第４高調波成分の振巾
と、平らなスペクトルを得るのに所望される振巾
とのエラーを示した曲線図であり、基本波の源か
らのパルスの第２高調波スペクトル成分と第２高
調波の源からのパルスの基本スペクトル成分との
間の位相ずれの1/2である関数としてこのエラー
をプロツトした図、第１３図は繰返しパルス列の
４つの源を作動することにより生じた次々のパル
スを示す波形図であり、基本オクターブに亘つて
スイープするこれらの源のうちの第１の源からの
パルス列の繰返し周期中に現われるパルスを示し
た図、第１４図は基本オクターブに亘つてスイー
プする第１の源からのパルス列の繰返し周期中に
生じる次々のパルスを示した、第１２図に類似し
た波形図であり、別々のパルス列を発生する８つ
の別別の源により発生されたパルスを示した図、
第１５図は第１３図に示されたパルスから生じる
送信中に高調波スペクトル成分を増強したり除去
したりする作用を示した１組のベクトル図、第１
６図は第１４図に示されたパルスによつて生じる
送信中に高調波スペクトル成分の振巾を増強した
り減少したりする作用を示した１組のベクトル
図、第１７図は地震探査システムに使用する信号
を発生する複数個のパルス源を組み込んだ本発明
による装置を示したブロツク図、第１８図は第１
７図に示された装置に用いるのに適したパルス源
を示した図、第１９図は衝撃現象を発生し且つ整
形することによつてパルスを発生するパルス源の
ハンマーの変位と、それにより生じたパルスと、
第１８図のパルス源を作動する制御信号との時間
関係を示したタイミング図、第２０図は制御弁を
制御する信号を発生するため第１８図に示された
パルス源に組み込まれた制御信号発生器を示した
ブロツク図、第２１図は第１７図に示した装置に
用いられるコード発生器、パルス源制御回路、及
びエラー修正回路を示したブロツク図である。 Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４……パルス源、Ｔ−
１，Ｔ−２，Ｔ−３，Ｔ−４……制御トランスジ
ユーサ、３００……パルス源制御回路、３０２…
…コード発生器、３０４……エラー修正回路、１
６……力パルス発生器、５０……制御弁、６０…
…ハンマー、６２……ピストン、１１２……制御
信号発生器、６１２……受け取りピストン、６１
４……液圧流体の容積、６１６……ラジエータ。
ちの２つの連続したパルスを示した波形図であ
り、このパルス列から生じる基本波と第２高調波
成分とを示した図、第２図は第１図に示した様な
繰返しパルスの列と、その２倍の繰返し周波数で
循環する同様のパルスのもう１つの列とのスペク
トルを示した図、第３図は第１図に示したパルス
の様なパルス列の繰返し周波数でスイープするこ
とにより生じた高調波関係帯域即ちパネルを示す
図であり、繰返し周波数のスイープが20乃至40Hz
である場合の図、第４図は第３図に示したパネル
を加算することにより生じたエネルギスペクトル
を示す図であり、加算によりスペクトルに振動
（“草”として知られている）が生じたところの周
波数領域の平均スペクトルレベルを点線で示した
図、第５図は第４図に示したスペクトルに類似し
たスペクトルを有する信号の自己相関関数を示し
た図、第６図は第３図及び４図に示されたスペク
トルを形成する高調波スペクトル成分の周波数で
のスイープを示した一連の曲線であり、第５図に
示した自己相関関数に側部ローブや偽の目標応答
を生じる様にこれら成分の別々のものが互いに相
関するところの、スイープの開始に対する時間的
なずれを示した図、第７Ａ図乃至７Ｃ図は繰返し
パルス列の形態である信号の高調波関係スペクト
ル成分の振巾を示した図であり、第７Ａ図及び７
Ｃ図は信号を個々に示しそして第７Ｂ図はそれら
を合成した状態で示した図、第８図は第７Ｂ図に
示した信号から生じる平らなスペクトルを示した
図であり、これら信号の周期が送信インターバル
中にリニアに変化する様に（即ちリニア周期変
調）これら信号の繰返し周波数がスイープされる
時の図、第９図は繰返しパルス列間の位相ずれに
対して同じ周波数で循環する様なパルス列から生
じた第３高調波スペクトル成分の振巾を示した
図、第１０図は基本波の高調波成分及び第２高調
波の繰返しパルス列を表わしている１組のベクト
ルのベクトル図であり、これらを加算した時には
平らなスペクトルを得るための所望の範囲までオ
クターブ高調波成分が増大されることを示した
図、第１１図は基本波及び第２高調波オクターブ
である帯域に亘つてスイープする繰返しパルス列
の第１及び第２パルス源によつて第４高調波成分
が発生された時の、第４高調波成分の振巾と、平
らなスペクトルを得るのに所望される振巾とのエ
ラーを示した曲線図であり、基本波の源からのパ
ルスの第２高調波スペクトル成分と第２高調波の
源からのパルスの基本スペクトル成分との間の位
相ずれの1/2である関数としてエラーをプロツト
した図、第１２図は基本及び第２高調波オクター
ブである帯域に亘つてスイープする等振巾の繰返
しパルス列を発生する第１及び第２のパルス源を
用いて第２高調波及び第４高調波成分が発生され
た時の、第２高調波及び第４高調波成分の振巾
と、平らなスペクトルを得るのに所望される振巾
とのエラーを示した曲線図であり、基本波の源か
らのパルスの第２高調波スペクトル成分と第２高
調波の源からのパルスの基本スペクトル成分との
間の位相ずれの1/2である関数としてこのエラー
をプロツトした図、第１３図は繰返しパルス列の
４つの源を作動することにより生じた次々のパル
スを示す波形図であり、基本オクターブに亘つて
スイープするこれらの源のうちの第１の源からの
パルス列の繰返し周期中に現われるパルスを示し
た図、第１４図は基本オクターブに亘つてスイー
プする第１の源からのパルス列の繰返し周期中に
生じる次々のパルスを示した、第１２図に類似し
た波形図であり、別々のパルス列を発生する８つ
の別別の源により発生されたパルスを示した図、
第１５図は第１３図に示されたパルスから生じる
送信中に高調波スペクトル成分を増強したり除去
したりする作用を示した１組のベクトル図、第１
６図は第１４図に示されたパルスによつて生じる
送信中に高調波スペクトル成分の振巾を増強した
り減少したりする作用を示した１組のベクトル
図、第１７図は地震探査システムに使用する信号
を発生する複数個のパルス源を組み込んだ本発明
による装置を示したブロツク図、第１８図は第１
７図に示された装置に用いるのに適したパルス源
を示した図、第１９図は衝撃現象を発生し且つ整
形することによつてパルスを発生するパルス源の
ハンマーの変位と、それにより生じたパルスと、
第１８図のパルス源を作動する制御信号との時間
関係を示したタイミング図、第２０図は制御弁を
制御する信号を発生するため第１８図に示された
パルス源に組み込まれた制御信号発生器を示した
ブロツク図、第２１図は第１７図に示した装置に
用いられるコード発生器、パルス源制御回路、及
びエラー修正回路を示したブロツク図である。 Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４……パルス源、Ｔ−
１，Ｔ−２，Ｔ−３，Ｔ−４……制御トランスジ
ユーサ、３００……パルス源制御回路、３０２…
…コード発生器、３０４……エラー修正回路、１
６……力パルス発生器、５０……制御弁、６０…
…ハンマー、６２……ピストン、１１２……制御
信号発生器、６１２……受け取りピストン、６１
４……液圧流体の容積、６１６……ラジエータ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 個々のパルスは広い帯域巾を有し、送信パル
スが１オクターブを越える周波数レンジに亘つて
実質的に一定のスペクトルエネルギを有している
地震探索におけるパルス伝送として用いられる送
信インターバルに亘つて一連のパルスを送信する
方法において、 複数の個々のパルスから成る一つのパルス群を
次々に発生し、個々のパルスは各々のパルス群の
時間巾を同じ割合で分割し、各々のパルス群は前
記インターバルの期間中その時間巾を変えながら
繰返し発生され、且つパルス群の最も長い時間巾
とパルス群の最も短い時間巾の比が２対１を越え
ないことを特徴とする方法。 ２ 上記パルス群の発生は、それぞれ上記周波数
レンジに亘るスペクトルを持つた上記個々のパル
スを発生する様に行われる特許請求の範囲第１項
記載の方法。 ３ 上記各パルス群の時間巾を変える上記段階
は、上記送信のインターバルに亘つてゆつくりと
行われる特許請求の範囲第１項記載の方法。 ４ 上記各パルス群の時間巾をゆつくりと変える
上記段階は、上記送信インターバルに亘つて単調
的に行われる、特許請求の範囲第３項記載の方
法。 ５ 上記割合は、時間的に等しい長さの等しい部
分より成る、特許請求の範囲第１項記載の方法。 ６ 上記割合は、時間的に長さの等しくない部分
より成る、特許請求の範囲第１項記載の方法。 ７ 上記各パルス群にはパルスがＮ個（Ｎは整
数）ある、特許請求の範囲第５項記載の方法。 ８ 上記各パルス群にあるパルスの数は７個であ
る特許請求の範囲第７項記載の方法。 ９ 上記パルス発生段階は、第１のパルス列の時
間巾を次第に数の大きくなる等しい部分に分割す
るパルスから成るＮ個（Ｎは整数）のパルス列を
発生することによつて行われ、上記第１のパルス
列のパルスの次々の時間巾は上記パルス群の時間
巾に等しく、そして上記パルス群の時間巾を変え
る段階は、上記パルス列の繰返し周波数を、それ
ぞれ１オクターブを越えない帯域に亘つてスイー
プすることにより達成される、特許請求の範囲第
７項記載の方法。 １０ 上記一連のパルスの非オクターブ高調波の
スペクトル成分はその振巾が減少され、そして上
記一連のパルスのオクターブ高調波のスペクトル
成分はその振巾が増強されて実質的にエネルギの
一定したスペクトルを上記一連のパルスに与える
様に、上記第１のパルス列の振巾に対して上記パ
ルス列の振巾及びタイミングを制御する段階を更
に備えた、特許請求の範囲第９項記載の方法。 １１ 上記振巾制御段階は、高調波の番号をｎと
して、オクターブ高調波のスペクトル成分がそれ
ぞれの基本波のスペクトル成分の振巾の約ｎ倍で
ありそして非オクターブ高調波のスペクトル成分
が実質的に排除される様に、上記パルス列の振巾
を制御する、特許請求の範囲第１０項記載の方
法。 １２ Ｎが７であり、そして上記スペクトル成分
の振巾及び極性は下記に示した表のとおり（但し
0゜と180゜の位相を有するものとして示された各成
分は互いに逆極性の成分）である、特許請求の範
囲第１１項記載の方法。 【表】 １３ 上記時間的長さの等しくない２つの部分が
与えられ、その一方は上記パルス群時間巾の長さ
の約1/6の長さであり、そして他方はパルス群時
間巾の5/6の長さである、特許請求の範囲第６項
記載の方法。 １４ その１つの部分がパルス群時間巾の全長の
１／６である様な多数の部分に上記各パルス群時間
巾を有効的に分割する様な上記パルスの或るパル
スによつて、複数個の上記部分が定められる、特
許請求の範囲第６項記載の方法。 １５ 上記各パルス群時間巾は、360゜の全長に関
してほぼ60゜：20.5゜：180゜：99.5゜という割合で上
記各部分を有している、特許請求の範囲第６項記
載の方法。 １６ 上記各パルス群時間巾は、360゜の全長に関
してほぼ60゜：25.5゜：180゜：94.5゜という割合で上
記各部分を有し、そして上記各パルス群の第３及
び第４パルスの振幅を、上記各パルス群の第１及
び第２パルスの振幅の約1.31倍になる様に段階を
含んでいる、特許請求の範囲第６項記載の方法。 １７ 上記パルス群発生段階は、上記各パルス群
時間巾が360゜の全長に関して30゜：180゜：90゜：
30゜：30゜の割合で上記各部分を有し、そして上記
パルスは等しい振幅を有していて第１のパルスは
約0゜に、第２、第３及び第４の各パルスは約30゜
に、第５及び第６の各パルスは約210゜に、第７の
パルスは約300゜にそして第８のパルスは約330゜に
配置されるように行われる特許請求の範囲第６項
記載の方法。 １８ 上記パルス群発生段階は、上記各パルス群
時間巾が360゜の全長に関して30゜：180゜：90゜：
30゜：30゜の割合で上記各部分を有するように行わ
れ、そして第１のパルスは第１の振幅を有して約
0゜にあり、第２のパルスは上記第１の振幅を有し
て約30゜にあり、第３及び第４の各パルスはそれ
ぞれ上記第１振幅の２倍の第２の振幅を有して約
30゜にあり、第５及び第６の各パルスはそれぞれ
上記第２振幅を有して約210゜にあり、第７のパル
スは上記第１の振幅を有して約300゜にあり、そし
て第８のパルスは上記第１の振幅を有して約330゜
にあるように上記各パルスの振幅を調整する段階
を含んでいる特許請求の範囲第６項記載の方法。 １９ 上記各パルス群の各パルスの振幅を各パル
ス群の各パルスは各パルス群に於いて同一である
振幅関係を有するように制御する段階を含んでい
る、特許請求の範囲第１項記載の方法。 ２０ 地球物理学的な反射面を探索するため、地
球の如き受信媒体内に上記一連のパルスを伝播す
る段階を含んでいる、特許請求の範囲１項記載の
方法。 ２１ 上記パルス群発生段階は、上記各パルスの
スペクトルエネルギが上記エコー探索に有用な周
波数レンジに限定される様に上記各パルスを整形
する段階を含んでいる、特許請求の範囲第２０項
記載の方法。 ２２ 上記パルス整形段階は、上記各パルスの巾
を上記エコー探索周波数の上限周波数の逆数の
0.6倍にほぼ等しくするように制御することによ
つて行われる、特許請求の範囲第２１項記載の方
法。 ２３ 上記パルス群発生段階は、各パルス列が同
じ繰返し周波数を有し、そして互いに所定の時間
関係にある複数個のパルス列として発生すること
によつて行われ、そして上記パルス群時間巾を変
える段階は、上記パルス列の繰返し周波数を、１
オクターブを越えない帯域に亘つて前進的にスイ
ープすることによつて達成される、特許請求の範
囲第６項記載の方法。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US05/828,698 US4188610A (en) | 1977-08-29 | 1977-08-29 | Method of and apparatus for the generation and transmission of signals for echolocation and other signalling purposes, such as in geophysical exploration |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5446101A JPS5446101A (en) | 1979-04-11 |
| JPH0226193B2 true JPH0226193B2 (ja) | 1990-06-07 |
Family
ID=25252508
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10542178A Granted JPS5446101A (en) | 1977-08-29 | 1978-08-29 | Method and apparatus for generating and transmitting signal used in echo search or other signal transmission |
Country Status (12)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4188610A (ja) |
| JP (1) | JPS5446101A (ja) |
| CA (1) | CA1119707A (ja) |
| DE (1) | DE2837641A1 (ja) |
| DK (1) | DK345078A (ja) |
| FR (1) | FR2402258A1 (ja) |
| GB (1) | GB2003604B (ja) |
| IT (1) | IT1098766B (ja) |
| NL (1) | NL7808692A (ja) |
| NO (1) | NO154477C (ja) |
| SE (1) | SE7809058L (ja) |
| ZA (1) | ZA784106B (ja) |
Families Citing this family (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4204278A (en) * | 1978-07-03 | 1980-05-20 | Hydroacoustics Inc. | Methods and apparatus for the generation and transmission of signals for echo location and other signalling purposes, as in geophysical exploration |
| US4458339A (en) * | 1980-10-06 | 1984-07-03 | Texas Instruments Incorporated | Seismic prospecting using a continuous shooting and continuous recording system |
| JPS61228371A (ja) * | 1985-04-01 | 1986-10-11 | Unyusho Daiyon Kowan Kensetsu Kyokucho | 水中位置検出装置 |
| US4715020A (en) * | 1986-10-29 | 1987-12-22 | Western Atlas International, Inc. | Simultaneous performance of multiple seismic vibratory surveys |
| US4706224A (en) * | 1986-02-21 | 1987-11-10 | Amoco Corporation | Method of vertical seismic profiling and exploration |
| US4758997A (en) * | 1986-08-25 | 1988-07-19 | Hydroacoustics Inc. | Method and apparatus for the generation and transmission of signals for echo location and other signaling purposes, particularly in geophysical exploration |
| FR2765447B1 (fr) * | 1997-06-30 | 2002-12-06 | Thomson Marconi Sonar Sas | Antenne d'emission acoustique pour prospection sismique sous-marine |
| US20020179364A1 (en) * | 2001-01-19 | 2002-12-05 | Baker Hughes Incorporated | Apparatus and methods for using a surface oscillator as a downhole seismic source |
| US7525873B1 (en) * | 2004-07-23 | 2009-04-28 | Bf Corporation North America Inc. | Seismic inversion of conditioned amplitude spectra |
| IT1404143B1 (it) * | 2010-11-26 | 2013-11-15 | Eni Spa | Apparato di generazione di onde in ambiente marino mediante pistoni impattanti e sistema di lancio a gas, idraulico, a vapore e elettromagnetico per l'acquisizione di dati sismici |
| FR2981758B1 (fr) | 2011-10-19 | 2013-12-06 | Cggveritas Services Sa | . |
| FR2981746B1 (fr) | 2011-10-19 | 2014-11-21 | Cggveritas Services Sa | Source et procede d'acquisition sismique marine |
| FR2981759B1 (fr) | 2011-10-19 | 2014-07-18 | Cggveritas Services Sa | Procede et dispositif pour determiner un signal de commande pour des sources marines vibrosismiques |
| US8724428B1 (en) | 2012-11-15 | 2014-05-13 | Cggveritas Services Sa | Process for separating data recorded during a continuous data acquisition seismic survey |
| US8619497B1 (en) | 2012-11-15 | 2013-12-31 | Cggveritas Services Sa | Device and method for continuous data acquisition |
| US10524734B2 (en) * | 2014-10-08 | 2020-01-07 | MAD Apparel, Inc. | Method and system for measuring beat parameters |
| FR3059700A3 (fr) * | 2016-12-02 | 2018-06-08 | Al Khatib Habib Agissant Au Nom Et Pour Le Compte De La Soc Spotlight En Cours De Formation | Procede d’amelioration des systemes actifs ultralegers de detection sismique |
Family Cites Families (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2808577A (en) * | 1955-06-27 | 1957-10-01 | Continental Oil Co | Method of and apparatus for determining the travel time of signals |
| US3182743A (en) | 1960-01-13 | 1965-05-11 | P R Rowe | Method of seismic exploration |
| US3259878A (en) | 1960-12-02 | 1966-07-05 | Exxon Production Research Co | Method of controlling the seismic signal in exploration |
| US3716823A (en) | 1960-12-15 | 1973-02-13 | Us Navy | Polychromatic sonar object identification system |
| US3342283A (en) * | 1964-07-13 | 1967-09-19 | Gen Dynamics Corp | Control apparatus utilized to produce a beam from seismic sources |
| US3326320A (en) * | 1964-12-31 | 1967-06-20 | Pan American Petroleum Corp | Seismic surveying with an impulse pattern consisting of positive and negative impulses |
| US3568142A (en) | 1967-01-16 | 1971-03-02 | Pan American Petroleum Corp | Multiple frequency surveying system |
| FR2123839A5 (ja) * | 1971-02-02 | 1972-09-15 | Aquitaine Petrole | |
| US4004267A (en) * | 1972-11-28 | 1977-01-18 | Geosource Inc. | Discrete frequency seismic exploration using non uniform frequency spectra |
| US3890618A (en) | 1973-08-30 | 1975-06-17 | Us Navy | Bessel sequence echo-location system |
| US3809876A (en) | 1973-08-31 | 1974-05-07 | Us Navy | Apparatus for the generation of bessel function signals |
| FR2247734B1 (ja) * | 1973-10-15 | 1976-06-18 | Aquitaine Petrole | |
| IT1021955B (it) | 1973-10-29 | 1978-02-20 | Texas Instruments Inc | Perfezionamento nei sistemi di acquisizione di dati sismici per prospezioni geofisiche |
| NL7403957A (nl) | 1974-03-22 | 1975-09-24 | Shape Technical Centre | Spreidings spectrum communicatietechniek, waarbij gebruik wordt gemaakt van veel- voudige overdracht en meervoudige toegang. |
| DE2453479A1 (de) * | 1974-11-12 | 1976-05-13 | Texaco Ag | Verfahren zur betreibung von vibratoren zur erzeugung seismischer signale |
| US4037190A (en) * | 1975-09-29 | 1977-07-19 | Geophysical Systems Corporation | Method of vibratory seismic prospecting for minimum correlation noise |
| US4037195A (en) * | 1976-01-26 | 1977-07-19 | Rca Corporation | Vehicular signal light control system |
| US4037157A (en) | 1976-04-05 | 1977-07-19 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Interior | Electro-optical speed transducer |
| US4047173A (en) * | 1976-06-24 | 1977-09-06 | Westinghouse Electric Corporation | FM pulse compression radar |
| US4147228A (en) * | 1976-10-07 | 1979-04-03 | Hydroacoustics Inc. | Methods and apparatus for the generation and transmission of seismic signals |
-
1977
- 1977-08-29 US US05/828,698 patent/US4188610A/en not_active Expired - Lifetime
-
1978
- 1978-07-19 ZA ZA00784106A patent/ZA784106B/xx unknown
- 1978-08-03 DK DK345078A patent/DK345078A/da not_active Application Discontinuation
- 1978-08-09 CA CA000308999A patent/CA1119707A/en not_active Expired
- 1978-08-23 NO NO782871A patent/NO154477C/no unknown
- 1978-08-23 NL NL7808692A patent/NL7808692A/xx not_active Application Discontinuation
- 1978-08-23 GB GB7834370A patent/GB2003604B/en not_active Expired
- 1978-08-28 SE SE7809058A patent/SE7809058L/xx unknown
- 1978-08-29 IT IT27119/78A patent/IT1098766B/it active
- 1978-08-29 JP JP10542178A patent/JPS5446101A/ja active Granted
- 1978-08-29 FR FR7824953A patent/FR2402258A1/fr active Granted
- 1978-08-29 DE DE19782837641 patent/DE2837641A1/de active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| IT7827119A0 (it) | 1978-08-29 |
| ZA784106B (en) | 1979-06-27 |
| NO782871L (no) | 1979-03-01 |
| FR2402258A1 (fr) | 1979-03-30 |
| DE2837641A1 (de) | 1979-03-22 |
| GB2003604B (en) | 1982-03-10 |
| NO154477B (no) | 1986-06-16 |
| NO154477C (no) | 1986-10-08 |
| FR2402258B1 (ja) | 1984-08-17 |
| GB2003604A (en) | 1979-03-14 |
| DK345078A (da) | 1979-04-10 |
| DE2837641C2 (ja) | 1992-01-09 |
| JPS5446101A (en) | 1979-04-11 |
| US4188610A (en) | 1980-02-12 |
| IT1098766B (it) | 1985-09-18 |
| NL7808692A (nl) | 1979-03-02 |
| SE7809058L (sv) | 1979-03-01 |
| CA1119707A (en) | 1982-03-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH0226193B2 (ja) | ||
| US4147228A (en) | Methods and apparatus for the generation and transmission of seismic signals | |
| US5822269A (en) | Method for separation of a plurality of vibratory seismic energy source signals | |
| AU2016203781B2 (en) | A method for operating seismic vibrators | |
| US7330401B2 (en) | Seismic vibratory acquisition method and apparatus | |
| AU771062B2 (en) | Seismic data acquisition and processing using non-linear distortion in a groundforce signal | |
| US6035257A (en) | Method and apparatus for reducing harmonic distortion | |
| US4486866A (en) | Seismic exploration using non-impulsive vibratory sources activated by stationary, Gaussian codes, and processing that results in distortion-free final records particularly useful in stratigraphic trap determination | |
| US3886493A (en) | Adaptive monofrequency pilot signals | |
| US3895343A (en) | Apparatus for producing adaptive pilot signals | |
| US6181646B1 (en) | Geophysical exploration system using seismic vibrator source which provides a composite sweep | |
| US4042910A (en) | Method of seismic exploration | |
| EP0515188A2 (en) | A method for attenuating undesirable data, such as multiples, using constrained cross-equalization | |
| MX2007001810A (es) | Metodo de exploracion sismica. | |
| US4768174A (en) | Method for generating and collecting random vibratory seismic data wherein a pre-specified wavelet of minimum side lobe content is always produced in the final correlations by maintaining domain consistency | |
| US4607353A (en) | Seismic exploration using non-impulsive vibratory sources activated by stationary, Gaussian codes to simulate an impulsive, causal generating, recording and pre-processing system and processing the results into distortion-free final records | |
| Polom | Elimination of source‐generated noise from correlated vibroseis data (the ‘ghost‐sweep’problem) | |
| CN114509807A (zh) | 一种浅底地层剖面结构探测系统、探测方法及应用 | |
| RU2818018C1 (ru) | Способ вибрационной сейсморазведки | |
| JPH01196590A (ja) | エアガンアレー及び地震波源の周波数の決定方法 | |
| EP3127257B1 (en) | Method for separating seismic source data | |
| Cook et al. | The design and evaluation of a phase-steered parametric sonar system intended for sediment characterisation | |
| GB2091420A (en) | Combined shear/compressional wave seismic exploration | |
| CN104793243A (zh) | 基于n次根叠加的定向地震波数据处理方法 | |
| Goldberg | The seismovac monopulse pneumatic rebound seismic source |