JPH0469583A - 水中探知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、魚の種類や海底等を容易に識別することがで
きる水中探知装置に関する。

〈従来の技術〉 一般に、水中探知装置、たとえばスキャンニングソナー
においては、円周状に配置された多数の超音波振動子を
備え、これらの超音波振動子を同時駆動して円周方向に
無指向性の超音波を放射する一方、魚群等で反射された
超音波エコーを受信する際には、切換回路によって、こ
れらの超音波振動子の内から複数の超音波振動子を順次
選択走査することにより、選択された各超音波振動子で
超音波エコーを受信する。そして、これらの超音波振動
子で得られる各受信信号を位相合成回路で位相合成した
後、この受信信号の信号成分の内から、超音波の送信周
波数に対応する所定の中心周波数成分をもつ受信信号の
みをフィルタで取り出し、フィルタを通過した受信信号
を表示器に出力することにより、魚群や海底等の情報を
画像表示するようにしている。

〈発明が解決しようとする課題〉 ところで、魚群や海底などの物標から反射される超音波
エコーは、これらの物標の音響的なインピーダンスの差
に起因して周波数依存性がある。

すなわち、単一の周波数で超音波を送信しても、その伝
音媒質によって非線形効果を生じて波形に歪みを生じる
ばかりでなく、物標の材質等の違いによる音響インピー
ダンスの差によっても波形の歪みがそれぞれ異なったも
のとなり、その結果が超音波エコーの周波数成分の違い
となって現れる。

しかしながら、従来の上記構成の装置では、この点につ
いて十分に考慮されておらず、受信した超音波エコーか
ら単一の周波数成分のみを取り出して画像表示している
。そのため、従来の装置では、魚の種類や海底の地質の
相違等を識別することまではできなかった。

く課題を解決するための手段〉 本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであっ
て、魚の種類や海底の地質等の違いを従来よりも一層明
確に識別できるようにするものである。

そのため、本発明は、円周状あるいは直線状に配置され
た多数の超音波振動子を備え、これらの超音波振動子の
内から複数の超音波振動子を順次選択走査する切換回路
と、この切換回路で選択された超音波振動子によって超
音波を受信して得られる各受信信号を位相合成する主位
相合成回路と、この主位相合成回路で位相合成された受
信信号成分の内から、超音波の送信周波数に対応する所
定の中心周波数成分をもつ受信信号のみを取り出す中心
周波数用フィルタと、この中心周波数用フィルタを通過
した受信信号を画像表示する表示器とを備えた水中探知
装置において、次の構成を採る。

すなわち、本発明の水中探知装置では、上記の主位相合
成回路と並列に、切換回路で選択された超音波振動子か
らの各受信信号を位相合成する副位相合成回路を別個に
設け、かつ、この副位相合成回路に対して、該回路で位
相合成された受信信号から前記中心周波数成分よりも高
調波の周波数成分のみを取り出す高調波用フィルタを接
続した構成とした。

く作用〉 上記構成において、魚群等の物標から反射された超音波
エコーを受信する際には、切換回路によって選択された
各超音波振動子からの受信信号が各々並列に設けられた
主、副位相合成回路にそれぞれ送出されて位相合成され
る。そして、主位相合成回路で位相合成された受信信号
は、中心周波数用フィルタで中心周波数成分のみが取り
出される。

また、副位相合成回路で位相合成された受信信号は、高
調波用フィルタで高調波成分のみが取り出される。

魚群や海底などの物標から反射される超音波エコーは、
これらの物標の音響的なインピーダンスの差に起因して
周波数依存性があるから、上記のよう・にし、て各周波
数成分の違いに応じて、受信信号を色分は表示したり、
あるいは画面分割して表示ケることにより、物標の種類
等を識別ケるごとができる。

〈実施例〉 第１図は水中探知装置としてのスキャンニングソナーに
本発明を適用し、た場合の実施例を示すブロック図であ
る。

同図においで、符号ｌはスキャンニングソナーの全体を
示（２，２は円周状に配列された多数の超音波振動子、
４はこれらの超音波振動Ｔ−２の内から複数の超音波振
動子２を順次選択走査ケる切換回路、６は全ての超音波
振動−ｒ２に対して励振用の駆動パルスを同時に出力す
る送信回路、８は切換回路４で選択された超音波振動Ｆ
　２によって超音波エコーを受信して得られる各受信信
号を位相合成４゛る４゛位相合成回路であって、本例で
は増幅器ｌＯ１移相回路１２および加算器１４で構成さ
れ、移相回路１２の移相量は、位相合成の対象と翻る受
信信号の中心周波数成分に対応して設定されている。Ｉ
６は主位相合成回路８で位相合成された受信信号成分の
内から、超音波の送信周波数に対応する所定の中心周波
数成分をも一つ受信信号のみを取り由り中心周波数用“
ノイルタである１、１８は中心周波数用フィルタ１６を
通過１．た受信信号を画像データとして記憶、４る主記
憶部ひ、たとえばＡｌ１）変換器、ＲＡ　Ｍお６ＪびＤ
／Ａ変換器で構成される９、 ２０．２２は］：、位相合成回路Ｈに対し、こ・１１ζ
列に設けられた２つの副位相合成回路であって、名副位
相合成回路２０．２２は、増幅器、移相回路および加算
器（いずれも図示省略）を備える点で主位相合成回路８
と構成は同じであるが、各移相回路１２の移相量が位相
合成の対象と４る受信（−］′＋の周波数成分に応じて
設定されている３、ずなわぢ、受信する超音波エコーの
移相量は、周波数成分によ−）で異なるので、位相合成
６″る各受信（６号に含まれる所定の周波数成分（本例
では２倍、３倍の高調波成分）の信号がそれぞれ同位相
となるように、各副位相合成回路２０．２２の移相量が
設定されている。

２４は一方の副位相合成回路２０で位相合成された受信
信号から中心周波数成分の２、倍の高調波成分のみを取
り出″４２倍高調波用フィルタ、２６は他方の副位相合
成回路２２で位相合成された受（ｊ信号から中心周波数
成分の３倍の高調波成分のみを取り出す３倍高調波用フ
ィルタ、２８は２倍高調波用フィルタ２４を通過した２
倍の高調波の受信信号を記憶する副記憶部、３０は３倍
高調波用フィルタ２６を通過１７た３倍の高調波の受信
信号を記憶する副記憶部である。そし５て、各副記憶部
２８．３０は、主記憶部１８と同一の構成を杓゛する。

３２は各記憶部１８．２８．３．０に記憶された画像デ
ータを画像表示するカラーＣＲＴデイスプレィ等の表示
器、３４は表示器３２、送信回路６および主、副記憶部
１８．２８．３０に対して動作開始のタイミングパルス
を出力するタイミングパルス発生部である。

次に、−Ｊ−記構成の動作について説明する。

タイミングパルス発生部３４からのタイミングパルスが
出力されると、これに応答し、て送信回路６から（」駆
動パルスが出力され、この駆動パルスが切換回路４を介
して全ての超音波振動子２（：加えられる５、そのため
、全ての超１４波振動子２が同時駆動されて円周方向に
無指向性の超音波が放射される。

魚群等の物標から反射さ才また超音波ニー：Ｊ−を受信
４る際には、切換回路４によ−、て複数の超音波振動子
２か選択され、この選択した超音波振動子２で超音波Ｊ
−コーを受信する３、そ（１，て、超音波７エ。

ニーを受信し、て得られた各受信（ｌｉ鱈−が切換回路
４を介し２て各々並列に設）１られ１、・王、副（ひ相
合成回路８．２０．２２にそれぞね送出される。

１１位相合成回路８では、各受信信号の中心周波数［。

の信号成分が位相合成され）、−後、中心周波数用フィ
ルタ１６で中心周波数「。の信号成分の西が取り出され
る。また、一方の副位相合成回路２０では、２倍高調波
の信号成分か位相合成された後、次段の２倍高調波用フ
ィルタ２４で２倍高調波２ｆ、の信号成分のみが取り出
される１、さらに、他方の副位相合成回路２２では、３
倍高調波３ｆｏの信号成分が位相合成された後、次段の
３倍高調波フィルタ２６で３倍高調波３ｆ、の信号成分
のみか取り出される。

そして、各周波数成分子。、２ｆ、、３ｆ、に選別され
た受信信号が画像データとして主、副の各記憶部１８．
２８．３０に記憶された後、ＴＶ走査に同期して読み出
されて表示器３２に出力される。

魚群や海底などの物標から反射される超音波エコーは、
これらの物標の音響的なインピーダンスの差に起因して
周波数依存性があるから、上記のようにして各記憶部１
８．２８．３０から表示器３２に出力される画像データ
を周波数成分に応じてＲ，Ｇ、Ｈに色分は表示したり、
あるいは周波数成分ごとに画面分割して表示することに
より、物標の種類等を識別することができる。

なお、この実施例では、主、副位相合成回路８．２０．
２２では、移相回路１２によって位相合成するようにし
ているが、第２図に示すように、移相回路１２に代えて
遅延回路１１を設け、各遅延回路１１の出力を加算器Ｉ
４で加算した後、これらの加算出力を各フィルタ１６．
２４．２６を通して各周波数成分子０゜ｒ、、　ｒ、の
信号を取り出すようにしても、上記の実施例と同様の結
果が得られる。

さらに、本例では、スキャンニングソナーについて説明
したが、サーチライト型などの他の魚群探知機等におい
ても本発明を適用することができるのは勿論である。

〈発明の効果〉 本発明によれば、魚群や海底などの物標から反射される
超音波エコーは、これらの物標の音響的なインピーダン
スの差に起因して周波数依存性があり、これらの周波数
成分を含む受信信号をそれぞれ位相合成した後、周波数
成分ごとにフィルタで選別して取り出すことができるの
で、これにより得られた各周波数成分の異なる受信信号
を、周波数成分の違いに応じて、色分は表示したり、あ
るいは画面分割して表示する４とにより、従来よりもよ
り明確に物標の種類等を識別することができるようにな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は水中探知装置としてのスキャンニングソナーに
本発明を適用した場合の実施例を示すブロック図、第２
図は他の変形例を示すブロック図である。 ｌ・・・スキャンニングソナ−２・・・超音波振動子、
４・・・切換回路、８・・・主位相合成回路、１６・・
・中心周波数用フィルタ、２０．２２・・・副位相合成
回路、２４．２６・・・高調波用フィルタ、３２・・表
示器。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）円周状あるいは直線状に配置された多数の超音波
   振動子を備え、これらの超音波振動子の内から複数の超
   音波振動子を順次選択走査する切換回路と、この切換回
   路で選択された各超音波振動子によって超音波を受信し
   て得られる各受信信号を移相する移相回路とこの移相回
   路からの出力を合成する加算器とからなる主位相合成回
   路と、この主位相合成回路で位相合成された受信信号成
   分の内から、超音波の送信周波数に対応する所定の中心
   周波数成分をもつ受信信号のみを取り出す中心周波数用
   フィルタと、この中心周波数用フィルタを通過した受信
   信号を画像表示する表示器とを備えた水中探知装置にお
   いて、 前記主位相合成回路と並列に、前記切換回路で選択され
   た超音波振動子からの各受信信号を位相合成する副位相
   合成回路を別個に設け、この副位相合成回路は、主位相
   合成回路と同一の構成を有し、かつ、この副位相合成回
   路に対して、該回路で位相合成された受信信号から前記
   中心周波数成分よりも高調波の周波数成分のみを取り出
   す高調波用フィルタを接続したことを特徴とする水中探
   知装置。
2. （２）円周状あるいは直線状に配置された多数の超音波
   振動子を備え、これらの超音波振動子の内から複数の超
   音波振動子を順次選択走査する切換回路と、この切換回
   路で選択された各超音波振動子によって超音波を受信し
   て得られる各受信信号をそれぞれ所定時間遅延する遅延
   回路とこの遅延回路からの出力を合成する加算器とから
   なる位相合成回路と、この位相合成回路で位相合成され
   た受信信号成分の内から、超音波の送信周波数に対応す
   る所定の中心周波数成分をもつ受信信号のみを取り出す
   中心周波数用フィルタと、この中心周波数用フィルタを
   通過した受信信号を画像表示する表示器とを備えた水中
   探知装置において、前記中心周波数用フィルタと並列に
   、前記位相合成回路を構成する加算器から出力される位
   相合成後の受信信号から前記中心周波数成分よりも高調
   波の周波数成分のみを取り出す高調波用フィルタを設け
   たことを特徴とする水中探知装置。