JPH07253793A - 指向ビーム安定化水中伝送機器 - Google Patents

指向ビーム安定化水中伝送機器

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JPH07253793A
JPH07253793A JP6999294A JP6999294A JPH07253793A JP H07253793 A JPH07253793 A JP H07253793A JP 6999294 A JP6999294 A JP 6999294A JP 6999294 A JP6999294 A JP 6999294A JP H07253793 A JPH07253793 A JP H07253793A
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JP
Japan
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phase shift
phase
underwater
transmission device
underwater transmission
Prior art date
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Pending
Application number
JP6999294A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroshi Hario
博 針生
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kaijo Corp
Original Assignee
Kaijo Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Kaijo Corp filed Critical Kaijo Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 水中伝送機器が所定の姿勢から傾いても送波
ビームの方向が変わらないようにする。 【構成】 水中伝送機器に傾きセンサー1を設け、送波
器5は複数の変換素子5−1〜5−Nからなるフェーズ
ドアレー型とし、各変換素子へ送る信号に対応して移相
器3−1〜3−Nを設け、移相制御手段2によって傾き
センサー1がθの傾きを検出したときには送波ビームの
向きを所定の向きから−θだけ傾くように移相制御信号
を生成しこれを移相器3−1〜3−Nへ送り、各変換素
子5−1〜5−Nへ印加される励振信号の位相を制御す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、トロール網等に取り付
け水中で探知したデータを超音波で水面上の船舶搭載の
受波器へ送波伝送する水中伝送機器に関する。
【0002】
【従来の技術】従来は水中伝送機器を例えばトロール網
の網口に取り付け魚類が網に入る状況や網深度、温度情
報を海上の船舶に前記受信データを超音波により送波伝
送を行い、船舶搭載の受波器で受波した伝送データを演
算処理しカラーディスプレーや他の表示器にて表示確認
している。
【0003】図4は、従来の水中伝送機器の例を示す。
21は水中伝送機器の本体、22は水中伝送用の送波器、23
は送波器22の送波指向特性である。通常は水中伝送機器
は魚網と同じ深さ位置にあり、受波器の方は船舶に搭載
されて海面近くにあるので水中伝送機器から見れば斜上
方にあることになる。そのため送波器22の送波面は水中
伝送機器を水平に取り付けた場合斜め上方を向くように
傾斜させてある。そして送波ビームは送波面の法線方向
を向くようになっている。
【0004】24は水中伝送機器の上方の水中探知用セン
サーの送受波器であり、25はその送受波ビームを示す。
これにより魚網上方の魚群を探知する。26は下方の水中
探知用センサーの送受波器であり、27はその送受波ビー
ムを示す。28は水中伝送機器を網に取り付けるための取
付台であり通常水平になるように取り付ける。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら海況状態
や潮流の速度、トロール網の曳網速度等により、網口に
取り付けた水中伝送機器の姿勢が所定の状態から傾き伝
送ビームの方向が船上の受波器の方向とは大幅にずれる
ことがある。そのような場合には良好な伝送データを受
波できずいわゆる欠測状態になるという問題があった。
【0006】本発明の目的は、上記従来技術の問題に鑑
みて、水中伝送機器の姿勢が正規の状態から傾いても、
その傾きが一定範囲内である限り、伝送ビームの方向が
受波器の方向から外れないようにした水中伝送機器を提
供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するために次の手段構成を有する。即ち、本発明の
水中伝送機器は、水中にあって探知したデータを超音波
に乗せて、離れた位置にある受波手段へ向け送波伝送す
る水中伝送機器であって; 該水中伝送機器が予め定め
られた姿勢から傾いたときにその傾き角度を検出し傾き
角度信号を出力する傾きセンサーと; 伝送しようとす
るデータを含む電気信号を超音波に変換する変換素子を
複数個配列してなるフェーズドアレー型の超音波送波器
と; 移相制御信号を受けて前記複数の各変換素子へ印
加される電気信号の位相を配列順に一定量ずつ進ませ又
は遅らせるように移相する移相手段と;傾き角度信号を
受けて前記超音波送波器の送波ビームの指向方向を水中
伝送機器の傾きとは逆の方へ同じ角度だけ偏向させる移
相量を与える移相制御信号を移相手段へ送出する移相制
御手段と; を具備することを特徴とする指向ビーム安
定化水中伝送機器である。
【0008】
【作用】以下、上記手段構成を有する本発明の作用につ
いて述べる。本発明では、水中伝送機器に傾き角度を検
出する傾きセンサーが取り付けられ、一方、超音波送波
器は複数の変換素子からなるフェーズドアレー型になっ
ているので各変換素子へ印加する電気信号の位相を変換
素子の配列順に一定量ずつ進ませるか遅らせること(移
相)により送波ビームの向きを送波器の送波面の法線方
向から傾けることができる。そして前記一定量(移相
量)の大きさを変えることにより傾き角度を変化させる
ことができる。
【0009】本発明では、移相制御手段が、傾きセンサ
ーから傾き角度信号を受けて、超音波送波器の送波ビー
ムの指向方向を水中伝送機器の傾きとは逆の方へ同じ角
度だけ傾かせる移相量を与える移相制御信号を移相手段
に与え、移相手段はこの制御信号により各変換素子へ印
加される電気信号の位相を配列順に上記移相量ずつ進ま
せ又は遅らせるように移相するので、送波ビームは水中
伝送機器の傾きを丁度相殺するように傾くので結果とし
てビームの方向は変わらず、受波器の方向から外れない
ということになる。
【0010】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図1は、本発明の実施例の構成を示すブロック図
である。送波器5は、5−1〜5−NのN個の変換素子
からなるフェーズドアレー型送波器である。各変換素子
は対応する送信増幅器4−1〜4−Nで必要なレベルま
で増幅された励振信号によって励振される。
【0011】各送信増幅器へは対応する移相器3−1〜
3−Nで移相制御を受けた超音波周波数の電気信号が入
力される。このように本実施例では移相器および送信増
幅器は変換素子1個毎に対応させて設けられているが2
個毎或いは3個毎のように複数個に対応させて設けても
よい。
【0012】傾きセンサー1は水中伝送機器の傾き角度
を検出し、傾き角度信号を移相制御手段2へ送出する。
傾きセンサーは、例えばジャイロスコープを利用したも
のでも、ガスレートセンサーを用いたものでも、その他
簡単な例としては重錘とポテンショメータとを用いたも
のでもよい。
【0013】移相制御手段2では水中伝送機器の傾きと
は逆の方へ同じ角度だけ送波ビームを傾ける移相量を与
える移相制御信号を各移相器へ送出する。今、送波ビー
ムを送波面の法線方向からθだけ傾けようとする場合の
移相量について図2を参照して説明する。
【0014】図2のように、2個の変換素子5−nと5
−(n+1)が送波面を同一方向(D方向)に向けて距
離dの間隔で直線上に配置されている場合、2つの変換
素子からの音波の合成ビーム方向をD方向から右へθだ
け傾けようとすることは直線Lの線で位相が揃う(即ち
同相になる)ようにするということである。このことは
変換素子5−nから直線Lへの垂線の距離d′に相当す
る位相量だけ変換素子5−nへ印加される信号の位相を
変換素子5−(n+1)へ印加される電気信号の位相よ
りも進めることを意味する。
【0015】換言すれば変換素子5−(n+1)へ印加
する電気信号の位相を変換素子5−nへ印加する電気信
号の位相よりも前記位相量だけ遅らせればよいことを意
味する。ところで前記垂線の距離d′は数式1で表さ
れ、この距離d′を位相量φに換算すれば数式2のよう
になる。
【0016】
【数1】
【0017】
【数2】
【0018】即ち、図2において、ビーム方向をD方向
から右へ角度θだけ傾けようとするときには、右側の変
換素子5−(n+1)へ印加する励振信号の位相を数式
2で表される位相角φだけ遅らせるとよいことになる。
逆に、D方向から左へ角度θだけ傾けようとする場合に
は左側の変換素子5−nへ印加する励振信号の位相を数
式2で表される位相角φだけ遅らせるとよいことにな
る。
【0019】以上の説明は、変換素子が2個の場合で説
明したが、一般に2以上の複数の変換素子を一線上に等
間隔dで配列した場合にも、隣接する2個の変換素子に
ついては図2で説明したところが当てはまるから、例え
ば右へθだけ傾けたいときには隣接する2個の変換素子
に着眼した場合右側の変換素子の励振位相を数式2で計
算される位相角φだけ遅らせるようにすればよいことに
なる。
【0020】このことは、左端の変換素子を基準にして
右の方へ1番目の変換素子はφ、2番目の変換素子は2
φ、3番目の変換素子は3φ、以下、一般にn番目の変
換素子はnφというように、位相遅れがφずつ多くなっ
て行くように移相することにより、複数の変換素子全体
で形成される送波ビームは右へθだけ傾くことになる。
【0021】同様の理で、位相がφずつ進んで行くよう
に移相すれば送波ビームは左へθだけ傾くことになる。
なお、以上の説明における、左右は、変換素子を上下方
向に配列した場合には上下ということになる。
【0022】こうして、図3に示すように、水中伝送機
器の予め定められた姿勢を水平とし、そのときの送波器
5の送波面の法線方向Nが受波器の方向であるとした場
合、水中伝送機器に傾きがない場合には方向Nの送波ビ
ームBN が形成されるが、水中伝送機器が下にθだけ傾
いたときには、送波ビームBN よりもθだけ上向きの送
波ビームBU が形成され結果として送波ビームは方向N
を向き受波器からビームが外れないことになる。
【0023】同様に、水中伝送機器が上にθだけ傾いた
ときには、送波ビームBN よりもθだけ下向きの送波ビ
ームBD が形成され結果として送波ビームはやはり方向
Nを向き受波器からビームが外れないことになる。
【0024】図1の移相制御手段は、移相器3−1を基
準として、1番目の移相器3−2ではφの移相を、2番
目の移相器3−3では2φの移相を、一般にn番目の移
相器3−(n+1)ではnφの移相を、それぞれ変調器
11から加えられている電気信号に施し、それぞれ対応す
る送信増幅器へ送出する。
【0025】本実施例で伝送するデータは、上方探知セ
ンサー6の探知情報、下方探知センサー7の探知情報、
深度計8の網深度データおよび水温計9の温度データで
ある。これらのデータはデータ処理部10へ集められ伝送
フォーマットに変換されて変調器11へ送られる。
【0026】変調器11へは、超音波周波発振器12から超
音波周波の電気信号が送られており、この超音波電気信
号をデータ処理部10からの伝送データで変調し、変調さ
れた電気信号を各移相器へ送出する。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の水中伝送
機器は、水中伝送機器が傾いた場合、送波器からの送波
ビームの向きを水中伝送機器の傾きと反対の方へ同じ角
度だけ傾けるようにしたので、水中伝送機器が種々の状
況により傾いても、結果的に送波ビーム自体の向きは変
わらず水面上の船舶等に搭載されている受波器への向き
から外れるということがなく、送波ビームの向きが外れ
ることによる欠測ということがなくなるという利点があ
る。更に、送波ビームが外れないため鋭いビームにする
ことができ、その分送波ビームの利得を上げることがで
きS/Nをよくすることができるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の構成を示すブロック図であ
る。
【図2】複数の変換素子の励振位相を変えることにより
送波ビームの向きが変化することの説明原理図である。
【図3】本発明の実施例における送波ビームの向きの変
化図である。
【図4】従来の水中伝送機器を示す図である。
【符号の説明】
1 傾きセンサー 2 移相制御手段 3−1〜3−N 移相器 4−1〜4−N 送信増幅器 5 送波器 5−1〜5−N 変換素子 6 上方探知センサー 7 下方探知センサー 8 深度計 9 水温計 10 データ処理部 11 変調器 12 超音波周波発振器 21 水中伝送機器本体 22 送波器 23 送波指向特性 24 上方の水中探知用センサー 25 送受波ビーム 26 下方の水中探知用センサー 27 送受波ビーム 28 取付台
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H04B 11/00 D // G01S 7/523

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 水中にあって探知したデータを超音波に
    乗せて、離れた位置にある受波手段へ向け送波伝送する
    水中伝送機器であって; 該水中伝送機器が予め定めら
    れた姿勢から傾いたときにその傾き角度を検出し傾き角
    度信号を出力する傾きセンサーと; 伝送しようとする
    データを含む電気信号を超音波に変換する変換素子を複
    数個配列してなるフェーズドアレー型の超音波送波器
    と; 移相制御信号を受けて前記複数の各変換素子へ印
    加される電気信号の位相を配列順に一定量ずつ進ませ又
    は遅らせるように移相する移相手段と; 傾き角度信号
    を受けて前記超音波送波器の送波ビームの指向方向を水
    中伝送機器の傾きとは逆の方へ同じ角度だけ偏向させる
    移相量を与える移相制御信号を移相手段へ送出する移相
    制御手段と; を具備することを特徴とする指向ビーム
    安定化水中伝送機器。
JP6999294A 1994-03-15 1994-03-15 指向ビーム安定化水中伝送機器 Pending JPH07253793A (ja)

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JP6999294A JPH07253793A (ja) 1994-03-15 1994-03-15 指向ビーム安定化水中伝送機器

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JPH07253793A true JPH07253793A (ja) 1995-10-03

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ID=13418686

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JP (1) JPH07253793A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013213830A (ja) * 2011-03-17 2013-10-17 Hyundai Mobis Co Ltd 車両レーダーのアライメント方法及びシステム
JP2016130989A (ja) * 2015-01-15 2016-07-21 株式会社環境シミュレーション研究所 水温および水深測定装置
CN112584271A (zh) * 2020-11-23 2021-03-30 海鹰企业集团有限责任公司 换能器指向性波束的电激励方法

Cited By (3)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013213830A (ja) * 2011-03-17 2013-10-17 Hyundai Mobis Co Ltd 車両レーダーのアライメント方法及びシステム
JP2016130989A (ja) * 2015-01-15 2016-07-21 株式会社環境シミュレーション研究所 水温および水深測定装置
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