JPH0731242B2 - 魚群探知機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、超音波を送受波するために船底等に配備され
る超音波振動子と、この超音波振動子により受信された
超音波エコーの受信信号に基づいて魚群や海底等の状況
を指示画面上に表示する指示器とを具備した魚群探知機
に関する。

（従来の技術） この種の魚群探知機では、超音波振動子より送波される
超音波の指向角を鋭くすると、指示画面上での魚群や海
底の表示のための画面分解能を向上させることができ
る。しかし、指向角が鋭いことは、分解能を向上させる
ことができるという長所がある反面、探知漏れが生じ易
くなるという欠点がある。そこで、この欠点を解消する
ために、指向角が鋭い超音波振動子を船底等に複数個配
列し、各超音波振動子に対応して設けられた指示器の指
示画面上にそれぞれ各超音波振動子で受波された魚群等
の映像を表示させるようにしている。これによれば、各
超音波振動子は指向角が鋭いので、分解能に優れた魚群
等の映像を得ることができる。これにより、前記長所を
有効に生かせるとともに、複数の超音波振動子により探
知漏れが少なくなって前記欠点を解消することが可能で
ある。

ところで、超音波振動子から送波される超音波の指向性
における広がり形態には主極（メインローブ）とこれの
側面に発生するいくつかの副極（サイドローブ）とがあ
るが、船底に配備された各超音波振動子の内、真下の海
底を含む方向に超音波を送波する超音波振動子（中央超
音波振動子）と、これの隣に配列された超音波振動子
（隣接超音波振動子）とを同一の送振周波数で駆動する
と次のような問題点があった。即ち、中央超音波振動子
による超音波エコーの内、該中央超音波振動子の真下か
ら反射されてくるものが例えばメインローブであればこ
れの超音波強度が強いためにこのメインローブが隣接超
音波振動子のサイドローブでも受信されてしまう。この
ため、隣接超音波振動子の受信信号の指示器の指示画面
上には、それのメインローブによる海底の映像のみなら
ず、それにサイドローブによる海底の虚像（海底サブ）
が表示されてしまう。

このような海底サブは、魚群等と間違えてしまうことも
あり好ましくないので、従来、例えば中央超音波振動子
の送振周波数と隣接超音波振動子の送振周波数とを大き
く異ならせ、中央超音波振動子のメインローブが隣接超
音波振動子のサイドローブで受信されることがないよう
にして海底サブが指示画面上で表示されないようにして
いる。

しかしながら、このように送振周波数が大きく異なった
超音波振動子では、各超音波振動子で受信された受信信
号に基づいた指示画面上での映像に大きあ違いが生じ
る。この違いは、例えば１つの指示画面上では魚群等が
表示されるいるのに他の指示画面上では魚群等が何等表
示されていないといった点である。また、これのみなら
ず、同一のタイプの超音波振動子を使用することができ
ないので、魚群探知機に超音波振動子を組み込むための
コストが高くつくという不具合がある。

（発明の目的） 本発明は、送振周波数を大幅に変えることのないように
して同一タイプの超音波振動子を使用できるようにする
ことにより、前述の不具合を解消することを目的とす
る。

（発明の構成） 本発明は、このような目的を達成するために船舶の船底
等に所定の配列角度で配備された複数個の同一タイプの
超音波振動子と、前記各超音波振動子を、種類の異なる
魚群等を識別できる程度に相互に僅かに離調された送振
周波数の出力で送振駆動する送振系回路と、前記各超音
波振動子からの受信信号を処理する受信系回路と、この
受信系回路に基づいて魚群等を表示する指示器とを具備
し、 前記受信系回路は、前記各超音波振動子に個別に対応し
た周波数の受信信号を周波数分離する周波数分離手段を
含み、前記指示器は、各周波数分離手段からの受信信号
をそれぞれ指示画面上に表示することを特徴とするもの
である。

（実施例の説明） 以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて詳細に説明
する。第１図および第２図は、この実施例に係る魚群探
知機の原理説明に供する図である。第１図は船舶の船底
とここに装備される超音波振動子とこの超音波振動子か
ら送波される超音波のメインローブとサイドローブとの
関係を示す図である。第１図において、１は魚群探知機
の超音波振動子が装備される船舶の船底、2a,2b,2cは船
底１に円弧上に装備され海底に向けて超音波を送波する
超音波振動子である。なお、説明の都合で超音波振動子
が３個の場合としたが、少なくとも２個以上であればよ
い。3a,3b,3cはそれぞれ超音波振動子2a,2b,2cのメイン
ローブ、4a1,4a2は超音波振動子2aのサイドローブ、4b
1,4b2は超音波振動子2bのサイドローブ、4c1,4c2は超音
波振動子2cのサイドローブである。５は海底である。θ
は船底１に装備された各超音波振動子2a,2b,2cの配列角
度である。

第２図は超音波振動子2a,2b,2cの指向特性の説明に供す
る図であり、第１図と対応する部分には同一の符号を付
している。第２図において、faは超音波振動子2aの送受
波感度が最大となる点の周波数（中心周波数）、fbは超
音波振動子2bの中心周波数、fcは超音波振動子2cの中心
周波数である。ここで、各超音波振動子2a,2b,2cは送振
時に周波数感度特性が中心付近で差が少なくなるような
材料、例えばチタン酸バリウム系で構成される。各超音
波振動子2a,2b,2cは中心周波数fa,fb,fcでそれぞれ最大
感度となる。ΔＦは超音波振動子2a,2b,2cが送受波時に
極端な感度低下を来さない、つまり離調できる周波数範
囲である。１つの超音波振動子の中心周波数からこの離
調周波数範囲ΔＦごとに各超音波振動子2a,2b,2cの中心
周波数が設定される。このような超音波振動子2a,2b,2c
は同時に送振駆動される。

第３図は、第１図および第２図に従って説明したような
超音波振動子2a,2b,2cを使用した魚群探知機の回路ブロ
ック図である。

40は送振系回路である。この送振系回路40は、超音波振
動子2a,2b,2cに送振周波数fa,fb,fcの出力を与えるため
の発振器401a,401b,401cと、パワーインプ402a,402b,40
2cとで構成される。

41a,41b,41cは各超音波振動子2a,2b,2cの送受を切り換
えるための送受切換器である。

42は、送受波器である。この送受波器42は、前記超音波
振動子2a,2b,2cを含む。

43は受信系回路である。この受信系回路43は、離調周波
数による感度補正用ウェイトを与える抵抗器430a,430b,
430cと、加算器431と、プリアンプ432と、プリアンプ43
2からの出力と周波数fca,fcb,fccの出力とを混合する周
波数分離手段としてのミキサー433a,433b,433cと、同じ
く周波数分離手段としてのフィルタ434a,434b,434cと、
メインアンプ435a,435b,435cとで構成される。

44は指示器系回路である。指示器系回路44は、映像アン
プ440a,440b,440cと、掃引器441a,441b,441cと、CRT442
a,442b,442cとで構成される。

45は各送振周波数出力とCRT442a,442b,442cとの同期を
とるためのキーイングパルスを出力するキーイングパル
ス出力回路である。

なお、抵抗器430a,430b,430cを設けない場合は、これら
をメインアンプ435a,435b,435cに設け、その増幅度の調
整用の抵抗器として用いるとよい。

このような構成の回路において、魚群探知機の送受切換
器41a,41b,41cを送波側に切り換える。これにより、発
振器401a,401b,401cからの各周波数出力が送受波器42内
の各超音波振動子2a,2b,2cに与えられる。各超音波振動
子2a,2b,2cから出力され海底等で反射された超音波エコ
ーがその超音波振動子2a,2b,2cで受波される。送受切換
器41a,41b,41cが受波側に切り換わっていると、この超
音波振動子2a,2b,2cで受波されここで電気信号に変換さ
れた受信信号は、抵抗器430a,430b,430cを介して加算器
431で加算される。

加算された受信信号は、プリアンプ432で増幅された
後、ミキサー433a,433b,433cに出力される。ミキサー43
3a,433b,433cは、周波数fa,fb,fcの受信信号とそれぞれ
に与えられる周波数fca,fcb,fccの出力とを混合し、そ
の混合出力の内、周波数がf0の出力のみが各フィルタ43
4a,434b,434cを通過してメインアンプ435a,435b,435cで
増幅される。これにより、超音波振動子のそれぞれの受
信信号は周波数分離されたことになる。

メインアンプ435a,435b,435cの出力は、映像アンプ440
a,440b,440cでそれぞれ増幅される。ここで増幅された
出力は、掃引器441a,441b,441cにより掃引されてCRT442
a,442b,442c上に表示される。

第４図および第５図は、超音波振動子2a,2bによる従来
例と本実施例との各魚群探知機の指示画面上での表示の
説明に供する図である。第４図に示すように、超音波振
動子2aからのメインローブを第１メインローブといい、
同じくそれのサイドローブを第1,第２のサイドローブと
いう。また、超音波振動子2bからのメインローブを第２
メインローブといい、同じくそれのサイドローブを第3,
第４サイドローブという。

第１メインローブに対応する海底を海底Ｂといい、第２
メインローブに対応する海底を海底Ｃという。また、第
２サイドローブと第３サイドローブとは真下の海底Ａに
向いているとする。

第５図（ａ）は、従来例の魚群探知機による指示画面で
あり、図面上の左側の指示画面は、超音波振動子2aに対
応し、右側の指示画面は、超音波振動子2bに対応してい
る。第５図（ａ）において、左側指示画面上Ａ′の斜線
部分は、超音波振動子2aの第２サイドローブが受信した
超音波振動子2bの送振による海底サブ、点線部分は超音
波振動子2aの第２サイドローブが受信した超音波振動子
2aの送振による海底サブである。

右側指示画面上Ａ′の斜線部分は、超音波振動子2bの第
３サイドローブが受信した超音波振動子2aの送振による
海底サブ、点線部分は超音波振動子2bの第３サイドロー
ブが受信した超音波振動子2bの送振による海底サブであ
る。

左側指示画面上Ｂの交差斜線部分は、超音波振動子2aの
第１メインローブによる映像（海底の実像）、右側指示
画面上Ｃの交差斜線部分は、超音波振動子2bの第２メイ
ンローブによる映像（海底の実像）である。

第５図（ｂ）は超音波振動子2a,2bの指向角を鋭くした
場合の指示画面である。指向角を鋭くすると、メインロ
ーブとサイドローブとのレベル差が大きくなるので、指
示画面上Ａ′の点線部分での海底サブ、つまり超音波振
動子2a,2bそれ自身で送振したサイドローブによる海底
サブはなくなる。この指示画面では、超音波振動子2aの
サイドローブが受信した超音波振動子2bの送振による海
底サブが残り、また超音波振動子2bのサイドローブが受
信した超音波振動子2aの送振による海底サブが残る。

第５図（ｃ）は本実施例による指示画面である。第５図
（ｃ）では第５図（ｂ）で残っていた海底サブは表示さ
れなくなる。これは、本実施例では、受信系回路43にお
いて、周波数分離しているためである。即ち、第５図
（ｂ）の左側指示画面上のＡ′では周波数がfbの海底サ
ブであり、Ｂでは周波数がfaの海底の映像である。同じ
く右側指示画面上のＡ′では周波数がfaの海底サブであ
り、Ｃでは周波数がfbの海底の映像である。これに対し
て、周波数分離するので、第５図（ｃ）では、斜線部分
の海底サブは表示されなくなる。

（発明の効果） 以上説明したように本発明では、各超音波振動子を相互
に若干異なる送振周波数で送振駆動するようにしている
から、一方の指示画面上に表示されているのに他方の指
示画面上に表示されないということがなくなる。また、
受信系回路には、前記各超音波振動子に対応した周波数
の受信信号を周波数分離する周波数分離手段を設け、各
周波数分離手段からの受信信号をそれぞれ指示器の指示
画面上に表示するようにしているから、各超音波振動子
は同一タイプのもので構成することが可能となるので、
この超音波振動子を組み込む場合のコストが高くつくと
いうことがなくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の一実施例に係る魚群探知
機の原理説明に供する図、第３図はその実施例に係る魚
群探知機の回路ブロック図、第４図および第５図は従来
例と本実施例との指示画面上の表示の説明に供する図で
ある。 40は送振系回路、42は送受波器、2a,2b,2cは超音波振動
子、43は受信系回路、44は指示器系回路、433a,433b,43
3cはミキサー、434a,434b,434cはフィルタ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】船舶の船底等に所定の配列角度で配備され
   た複数個の同一タイプの超音波振動子と、 前記各超音波振動子を、種類の異なる魚群等を識別でき
   る程度に相互に僅かに離調された送振周波数の出力で送
   振駆動する送振系回路と、 前記各超音波振動子からの受信信号を処理する受信系回
   路と、 この受信系回路に基づいて魚群等を表示する指示器とを
   具備し、 前記受信系回路は、前記各超音波振動子に個別に対応し
   た周波数の受信信号を周波数分離する周波数分離手段を
   含み、 前記指示器は、各周波数分離手段からの受信信号をそれ
   ぞれ指示画面上に表示することを特徴とする魚群探知
   機。