JPH10510697A - 高利得指向性トランスジューサアレイ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明によるトランスジューサアレイは流動媒体中で用いられる４２の音響トランスジューサから成り、それぞれのトランスジューサが媒体中で１音響波長より小さな最大横方向寸法を持ち、それにより、トランスジューサ自身が等方的に放射する傾向がある。アレイエレメントは、正測地線二振動二十面体の頂点に設置されている。トランスジューサアレイは、駆動部か受信部または両方およびこれらをアレイエレメントに結合する構成とを備えている。スイッチ回路は、アレイエレメントを動作モードに応じて駆動部または受信部に交互に結合することができる。従来の遅延コントローラは音響トランスジューサに結合して、アレイにより形成される音響ビームを制御する。本発明の特定実施例において、アレイは任意の２つの相互に隣接するトランスジューサ間の間隔が２λ／３を越えず、λ／３以下にならないように選択した周波数で動作する。

Description

【発明の詳細な説明】 高利得指向性トランスジューサアレイ 発明の分野 本発明は、トランスジューサアレイに関し、特に、ソナーや水中探知、位置探 索、または監視等に用いられる音響トランスジューサ等の正測地線二振動二十面 体（regular geodesic two-frequency icosahedral）トランスジューサアレイに 関する。 背景技術 音響トランスジューサまたはトランスポンダは、音響（音声）エネルギーを電 気エネルギーに変換するのに用いられる。これは、例えば、ラウドスピーカのよ うに電気信号に応答して音声を発生またはマイクロフォンのように音声エネルギ ーの応答して電気信号を発生するのに有用である。この文脈で、用語「音声」は 超音波も意味するものとする。音響トランスジューサの設計は、トランスジュー サ中を流れる媒体および媒体中で音声エネルギーを発生するか、媒体から音声エ ネルギーを取り出すかにより非常に大きく左右される。電気エネルギーを音響ト ランスジューサに加えて流動媒体に結合させると、トランスジューサを流動媒体 に強く結合させなければならない。そうしないと、電気エネルギーが流体に送ら れない（反射されるか電源から供給されない）か、トランスジューサ自身に吸収 され、それにより熱を発生する。媒体への強い結合は一般に比較的大きな開口を 意味し、その結果、非常に多量の流体が入力電気エネルギーに応答して移動し、 その構造は、変換に含まれる熱エネルギーと力を処理するのに十分な大きさでな ければならない。一方、音声の検出やピックアップを目的した音響トランスジュ ーサは小さくとも良い。というのは、トランスジューサが高温になるほど媒体か ら多量の熱エネルギーを吸収する可能性がなく、発生された比較的小さな電気信 号を有用なレベルまで増幅できるためである。物理的に小さなトランスジューサ のその他の利点は、トラスジューサが大きなトランスジューサと比較し て比較的良好な周波数応答を持つ傾向がある点にある。なぜなら、その機械的振 動は大きなトランスジューサの機械的振動より高い周波数で起こり、そのためト ランスジューサの振幅応答が平坦な広い周波数範囲を持つからである。 ソナー等の水中探知目的のトランスジューサは、送信モードでも、これと異な 時間では、受信モードでも動作する。送信モードの要件は、このようなトランス ジューサの設計を支配する傾向がある。１９９３年８月２４日に発行された米国 特許番号５,２３９,５１８（Ｋａｚｍａｒ）には、「プロジェクタ」と呼ばれる １つのソナートランスジューサが記載されている。Ｋａｚｍａｒによるトランス ジューサは電歪または圧電材料から成り、電気信号に応答して対応する音響信号 を発生し、また別の方向に変換して、音響エネルギーに応答して電気信号を発生 する。 音響信号の速度は媒体の密度によって異なり、空中での音の速度は約１１００ フィート／秒、水中では約４８００フィート／秒、および金属中では約１６００ ０フィート／秒である。媒体中の任意の周波数での波長は伝播速度に正比例して おり、水中の任意の周波数での波長は空中よりはるかに長い。この結果、波長に 関し任意の構造物は空中より水中の方が小さい。従って、音響トランスジューサ のような構造物は、流動媒体（水）に入れると波長に関して比較的小さくなる傾 向がある。波長に関して寸法が小さいことに付随するのは等方性や応答の無指向 性であり、波長に関して非常に小さいトランスジューサは、点源として効果的で あると考えられ、無指向的即ち全方向的に変換する。 指向性変換は多くの理由により望ましい。例えば、トランスジューサを遠く離 れた音源から聞くのに用いるとき、「指向性ビーム」が他の方向から入射するノ イズの影響を低減する傾向がある。音響反射を観測して検出する物体の位置方向 へ音響エネルギーを送出するとき、指向性送出「ビーム」は物体への利用可能な エネルギーを集束し、反射を検出できる物体に十分なエネルギーを衝突させやす くする。しかし、上述したように、音響トランスジューサは波長に関して小さく 、全方向的に変換がしやすくなる傾向がある。 音響指向性を増大させる周知の方法は、複数の別々のトランスジューサをアレ イ状に配置することである。例えば、音響トランスジューサの長い「線」のアレ イはケーブルに沿って間隔が開けられ、水中で実験を行っている船の背後で引っ 張る。音響トランスジューサは送信モードで同時に付勢されるため、同時に動作 して、その結果、送信トランスジューサの実効寸法が個別のトランスジューサの 寸法ではなくケーブルの長さによって設定される。これにより指向性ビームを生 成することが可能になり、上述した場合では、牽引アレイはケーブルの長さに直 角な「扇状」ビームである。同じ牽引アレイが受信トランスジューサとして動作 し、相対的な遅延や位相シフトがなく受信したすべての信号を結合し、上述した 扇状ビームに対応する「ビームの受信」を行う。 その他の形式のアレイも知られている。１９８７年４月にコネチカット州ニュ ーロンドンのNaval Underwater Systems Centerへの報告としてまとめられた契 約中のＮＩＣＲＡＤ−８５−ＮＵＳＣ−０２２には、正環状円柱形状の２１のト ランスジューサアレイが記載されている。これは水平面で対称性があるので、そ の結果３６０°の方位がカバーできる特徴がある。上述した円柱状アレイの直径 と高さは約１波長である。このエレメントは相対時間を遅延させて駆動され、平 面に位相を同じにする。 球面上に配置されたトランスジューサの構成は、１９９４年１２月２７日に発 行された米国特許５,３７７,１６６（Ｋｕｈｎ）に記載されている。この配置は 、３次元空間のあらゆる方向に指向性ビームを向けることができ、一実施例では 正二十面体の頂点に配置された１２個のトランスジューサから成り、また別の実 施例では正十二面体の頂点に配置された２０個のトランスジューサから成る。こ れらの正多面体は、各トランスジューサが隣接するトランスジューサから等しい 距離で配置され、トランスジューサの相互結合効果が同じであるため、トランス ジューサからトランスジューサへの「放射」インピーダンスが同じであるという 利点がある。上述したＫｕｈｎの特許に記載された一実施例では、正二十面体ア レイが正十二面体と同心円状に配置されているのである。両アレイのトランスジ ューサのエレメント間の間隔はλ／３と２λ／３の間にあるように選択され、ア レイ応答の不要なピークを防ぐ。 Ｋｕｈｎ特許の各トランスジューサは、媒体中で１音響波長より小さい最大の 大きさを持つため、トランスジューサは等方性になる傾向があり、これはそれぞ れ全方向に等しく放射することを意味する。さらに、アレイの指向性即ち指向性 利得は、トランスジューサそのものの特性ではなくアレイ係数とアレイの全体の 寸法による。ｋｕｈｎの発明によって達成されたビームの最小幅は約３０°であ ると′１６６特許に記載されている。Ｋｕｈｎの配置は満足できるものであるが 、狭くより選択的なビームの方が望ましい場合もある。このような場合、大きな 指向性利得が得られるはずで、これには大きなアレイ開口が必要である。Ｋｕｈ ｎの配置の最大利得は、その実効開口によって部分的に決定され、球面に沿った 内部エレメントの間隔が最大約２λ／３と考えることにより評価され、正十二面 体球の最大直径を２波長にし正二十面体アレイの最大直径を小さくする。従って 、より選択的なビームを得るには、′１６６特許の正十二面体の配置で達成でき るものよりさらに指向性の大きな利得を与えなければならない。開口を大きくす るにはトランスジューサの球の「直径」を大きくする必要がある。しかし、十二 面体は従来の二十面体の中で最大のものである。そのため、十二面体でないある 構造体がアレイの形成に用いられなければならない。アレイの構成を改良するこ とが望ましい。 発明の要約 流動媒体中で用いる本発明によるトランスジューサアレイは４２の音響トラン スジューサから成る。各トランスジューサは、流動媒体中で１音響波長より小さ な最大横方向即ち横断寸法を持つ。アレイ配置は音響トランスジューサの音響中 心を正測地線二振動二十面体（ＲＧＴＦＩ）の頂点に置く。アレイ配置はさらに 駆動部か受信部のいずれか１つまたは両方を含み、トランスジューサに結合して トランスジューサの駆動信号を発生あるいは変換した信号をトランスジューサか ら受け取る。音響ビームの方向を定めるには、遅延制御構成を音響トランスジュ ーサと現在の駆動部または受信部の１つに結合して、位相シフトや遅延を制御す る。トランスジューサが正測地線二振動二十面体の頂点に設置されたとき、対応 する球面のエレメント間の間隔は２つの間隔の１つをとる。その１つは他の１. １３０８倍である。このような間隔の差により帯域幅が増大する傾向があり、相 互結合に多少の影響を与えるが、隣接トランスジューサ間の間隔が２λ／３よ り大きくなく、最小間隔がλ／３より小さくならないように動作周波数を維持し ている限り、システムは二十面体や十二面体のトランスジューサと同じように動 作するが、狭く選択的なビーム幅になる。送信部、受信部、およびコントローラ は、隣接トランスジューサ間の最大間隔が２λ／３を越えず、最小間隔がλ／３ 以下になる周波数で動作する。 図面の説明 図１ａと１ｂは、正測地線二振動二十面体の両側を示し、その頂点は本発明に よる音響アレイトランスジューサの位置を示す。 図２は、図１ａと１ｂのアレイのソナーシステムの簡略化されたブロックダイ ヤグラムを示す。 図３ａと３ｂは、２０００Ｈｚでの本発明によるアレイの水平と垂直「放射」 パターンであり、図３ｃと３ｄは、３０００Ｈｚでのアレイの水平と垂直パター ンであり、図３ｅと３ｆは、４０００Ｈｚでの水平と垂直パターンであり、図３ ｇと３ｈは、５０００Ｈｚでの水平と垂直パターンであり、図３ｉと３ｊは、７ ０００Ｈｚでの水平と垂直パターンである。 発明の説明 図１ａと１ｂは、マクミラン出版社により１９７８年に第３版が出版されたR ．Buckminster Fullerによる「共働作用」と題するテキストＩＳＢＮ ０−０２ −５４１８７０−Ｘ、Ｑ２９５.Ｆ８４ １９１ ７４−７２６４に定義された ような正測地線二振動二十面体１００である。このテキストで、「二振動」の面 は、異なる面構成または隣接頂点間の間隔に対応する。図１ａと１ｂの正測地線 二振動二十面体（ＲＧＴＦＩ）１００は、１，２，３，．．．４２で示される４ ２の頂点を持っている。各頂点は、本発明による４２の相互に同一の音響トラン スジューサ組の位置を定義する。トランスジューサは頂点に共通に位置している が、頂点１〜４２は「トランスジューサ」とも呼ばれる。このように、音声トラ ンスジューサは球状アレイを形成し、アレイの相互に隣接するエレメントの間が 一定間隔であるが、この間隔は２つの値、即ち、１.０００と約１.１３０８ をとる。このような球状アレイは、当業者に周知のように、トランスジューサに より信号が変換されたとき適切に遅延、位相同期、および結合されると、「サー チライト」または「ペンシル」ビームを形成することができる。指向性「ビーム 」は、送信モードと受信モード両方で形成され、送信と受信両方向に同じ特定の ビームを形成するのに必要な遅延特性を持っていることに注意されたい。また、 トランスジューサのインピーダンスのようなアレイの特性は、送信モード駆動が 空洞のような非線形結果を引き起こすほど十分に大きい場合を除き、送信と受信 で同じになる傾向がある。アレイの各エレメントは隣接エレメントと一定の規則 正しい関係を保っているので、エレメント間の相互結合はビームの方向が定めら れないとき、たった２つの値だけをとる。その結果、アレイは１つの相互エレメ ント間隔を持つ球状アレイと同じような方法で動作する。非常に多くの数のトラ ンスジューサから成るアレイのその他の利点は、アレイが信号源として動作した ときより強力なビームを発生できることである。信号源振幅の増大量は１０ｌｏ ｇ10（Ｎ）として表わすことができ。ここで、Ｎは各トランスジューサが同量の パワーを発生して変換すると仮定したときの標準化されたトランスジューサ数で ある。 図１ａと１ｂで、正測地線二振動二十面体１００は８０の三角形面から成る。 各三角形面は番号が付けられた頂点で定義される。頂点は相互に直交するＸ，Ｙ ，およびＺ軸の関係で示される。例えば、点即ちノード１はＺ軸の上にあり、複 数の点２，３，４，５，および６で囲まれ、それらは共に５つの二等辺三角形面 即ち三角形｛１，２，３｝，｛１，３，４｝，｛１，４，５｝，｛１，５，６｝ ，および｛１，２，６｝を定義する。これらの表記は、「１，２，３；１，３， ４；１，４，５；１，５，６；および１，２，６」とそれぞれ書き替えられる。 いくつかの三角形は図１と２で影を付けて示されているので、３次元の関係がよ り容易に理解される。 ｛１，２，３｝，｛１，３，４｝，｛１，４，５｝，｛１，５，６｝，および ｛１，２，６｝組の各二等辺三角形は、等辺三角形の片側を定義する基線を備え ている。例えば、基線即ち三角形｛１，２，３｝の辺２，３は次の三角形｛２， ３，７｝に等しく、これに連続している。三角形｛１，３，４｝の辺３，４は三 角形｛３，４，８｝の上辺であり、三角形｛１，４，５｝の辺４，５は三角形｛ ４，５，９｝の上辺である。三角形｛１，５，６｝の辺５，６は三角形｛５，６ ，１０｝の上辺と連続であり、三角形｛１，２，６｝の辺２，６は三角形｛２， ６，１１｝の上辺と連続である。図１ａと１ｂで影が付けられた三角形｛２，３ ，７｝，｛３，４，８｝，｛４，５，９｝，｛５，６，１０｝，および｛２，６ ，１１｝は等辺（６０°）三角形である。６０°の等辺三角形の辺の相対長と同 じ基線の長さを持つ〜５５.５７°，〜６８.８６°の二等辺三角形の間の差は長 さの差を比１．１３０８２６３６１で定義する。上述したように、構成は規則的 であり、その結果、相互接続はアレイエレメントからエレメントへ適度な等しい 値をとる。従って、それぞれの性能は予想可能である。 図１ａと１ｂの頂点１〜４２の位置は、図１ａと１ｂに示す座標系のアレイの 特定方向に対しＸ，Ｙ，およびＺ座標ごとに以下の表にまとめられている。 ここで、 Ｒ＝球の半径 ｄ＝等辺三角形の辺 ｄ_p＝二等辺三角形の等辺長または「五角形の質量中心距離」 いくつかの個々のトランスジューサの周囲の試験は、相互結合が良く機能して いるという理由を示す指標である。図１ａを参照すると、位置１，１２，１３， および２８の位置にあるエレメントは５つの隣接エレメントから短い距離（１. ０００Ｘ）にある。なぜなら、エレメントは二等辺三角形で形成される五角形の 中心にあるからである。一方、エレメント３のような五角形の端に位置するエレ メントは、例えば、６つのエレメントから間隔、即ち、エレメント１と１２から １相対間隔だけ開けて、エレメント２，４，７，および８から間隔１.１３０８ Ｘだけ開けて配置されている。従って、アレイ中には、５つのエレメントで囲ま れたものと６つの隣接エレメントで囲まれたもののたった２つの形のエレメント だけしかない。このため、アレイトランスジューサの相互インピーダンス（方向 を定めていない状態で）は２つの値だけを持ち、最高周波数の制限により設定さ れた帯域幅制限内にあるので、大きなエレメント間間隔は約２λ／３を越えず、 最低周波数は、小さなエレメント間隔が約λ／３以下にならない範 囲に入る。 図２は、本発明によるソナーシステムの簡略化されたブロックダイアグラムで あり、送信部、受信部、および所望の指向結果を得るために信号に加えられた位 相シフトと遅延を制御するコントローラとから成る。図２で、送信する特定周波 数での電気エネルギーは信号源５１０から電力分割器５１２に加えて、信号を４ ２の等振幅部分に分割し、各部分を遅延素子５１４ａ，５１４ｂ，．．．，５１ ４ｃに加える。各遅延素子は、当業者が周知なように特定の量だけ遅延させるの で、最終的に所望の音響ビームが生成される。遅延素子５１４ａ，５１４ｂ，． ．．，５１４ｃの出力で相互に遅延された信号は対応する電力増幅器（Ｐ）５１ ６ａ，５１６ｂ，．．．，５１６ｃ組の１つに個別に加えられ、遅延した信号を トランスジューサ２１０（１），２１０（２）．．．，２１０（４２）等の正測 地線二振動二十面体のトランスジューサ（ＴＸ）を駆動するのに十分な電力レベ ルまで増幅する。増幅された信号は、図示した位置のスイッチ５１８ａ，５１８ ｂ，．．．，５１８ｃを介して電力増幅器５１６ａ，５１６ｂ，．．．，５１６ ｃから駆動トランスジューサ（ＴＸ）２１０（１），２１０（２），．．．，２ １０（４２）の電気接続５２０ａ，５２０ｂ，．．．，５２０ｃに加えられる。 スイッチ５１８ａ，５１８ｂ，．．．，５１８ｃをその図示した位置にすると、 送信ソナーアレイが形成され、遅延５１４ａ，５１４ｂ，．．．，５１４ｃの設 定により設定されたようにビームの方向が決められる。 受信モードの図２の構成を動作させるには、スイッチ５１８ａ，５１８ｂ，． ．．，５１８ｃの可動素子を別の位置（図示せず）にすると、これにより、トラ ンスジューサエレメント２１０（１），２１０（２）．．．，２１０（４２）の 各電気接続５２０ａ，５２０ｂ，．．．，５２０ｃが導体５２２ａ，５２２ｂ， ．．．，５２２ｃを介してそれぞれ受信部５２４に結合され、低電力信号を受け 取り、周知の方法で処理してディスプレイ５２６に所望の情報を送る。 図３ａと３ｂは、２０００Ｈｚでの本発明によるアレイについて計算された水 平と垂直振幅または音響「放射」パターンであり、ここで、周波数の相互エレメ ント間隔は約λ／３である。図３ａは、従来のΦ，θ球座標系において位相シフ タをセットし、ビームをΦ＝９０°，θ＝９０°の方向に向けて、水平面または θ＝９０°面での実線によるプロット３１０を示す。プロット３１０は、０ｄＢ にピーク振幅を持つΦ＝０°方向の左に主ビームを向ける。点線によるプロット ３１２は、主ビームのピーク振幅に対し半分のパワーまたは−３ｄＢの信号即ち 放射パワーレベルを表す。主ビームの３ｄＢのビーム幅は２つのプロットの交点 で決定され、約＋３５°の角度に対応する点３１４と約３２５°のΦ角度に対応 する点３１６で交差し、ビーム幅は約７０°の差である。図３ａの応答プロット ３１０は、約−３ｄＢの最大振幅に対しΦ＝１８０°の方向の右側に延びる後方 のローブを１つ持つ。図３ｂは、対応する実線による「垂直」応答プロット３２ ０を示し、２０００Ｈｚと同じ周波数でのアレイの振幅応答を示しており、ここ で、球座標系のΦ＝０°平面においてアレイエレメントとトランスジューサ間の 距離はλ／３である。図３ｂのプロットが作成される条件は、ビームがΦ＝９０ °，θ＝９０°の方向に向き付けられる点において図３ａのプロットと同じであ る。図３ｂで、主ビームのピーク振幅即ち大きさは示されたように０ｄＢであり 、プロットのピークレベルの位置は意味を持たない。点線によるプロット３２２ は、主ビームのピークパワーに対する−３ｄＢの放射音響パワーレベルを示す。 図３ａの場合のように、ビーム幅は、３２４と３２６で示されるプロットの交点 によって決定できる。垂直プロット３２０の３ｄＢビーム幅は約１２０°−９０ °か６０°である。図３ｂの垂直放射パターンの後方のローブは２７０°の方向 に向けられ、ピーク放射レベル以下の約１３ｄＢの大きさを持っている。従って 、主ビームは、２０００Ｈｚで７０°と６０°のほぼ垂直と水平に等しいビーム 幅を持っている。 図３ｃと３ｄは、実線による水平と垂直プロット３３０と３４０をそれぞれ示 し、動作周波数が２０００Ｈｚでない３０００Ｈｚである点を除けば、図３ａと ３ｂのプロット３１０と３２０に正確に対応するので、波長で測定されたアレイ エレメント間の間隔がλ／３よりいくらか大きい。図３ｃと３ｄで、主ローブの ピークの大きさに対する−３ｄＢレベルは、点線によるプロット３３２と３４２ でそれぞれ示される。ビーム幅は図３ａと３ｂの場合のように、即ち、プロット の交点によって設定される。図３ｃで、交点は３３４と３３６で示され、−３ｄ Ｂの水平ビーム幅は約４５°であり、図３ｄで交点は３４４と３４６で示され、 垂直ビーム幅は約３８°である。３０００Ｈｚで、垂直と水平面でのアレイ応答 は両側にローブと１５ｄＢ以上の後方のローブの低下をしめす（主ローブのピー ク振幅より低い）。 図３ｅと３ｆは、４０００Ｈｚを除き図３ａと３ｂのプロットに対応するプロ ットを示す。図３ｅで、実線による応答プロット３５０は、４つの側面のローブ と後方のローブとを示し、０ｄＢにピーク振幅を持つ主ローブがある。点３５４ と３５６での−３ｄＢプロット３５２との交点から、水平ビーム幅は約３６°で ある。アレイがΦ＝９０°，θ＝９０°に向き付けられているのを思い出すと、 実線による垂直プロット３６０は、点３６４と３６６で点線による−３ｄＢプロ ット３６２の交点により示されるように、約２７°のビーム幅を持っている。 図３ｇと３ｈは、５０００Ｈｚを除き図３ａと３ｂのプロットに対応するプロ ットを示す。図３ｇで、実線による応答プロット３７０は６つの側面のローブと 後方のローブを示し、０ｄＢにピークの大きさを持つ主ローブがある。点３７４ と３７６での−３ｄＢのプロット３７２との応答プロットの交点から、水平ビー ム幅は約２８°である。実線による垂直プロット３８０は、点３８４と３８６で 点線による−３ｄＢのプロット３８２の点線の交点により示されるように約２０ °のビーム幅を持っている。 図３ｉと３ｊは、７０００Ｈｚでプロットされたことを除き図３ａと３ｂのプ ロットに対応するプロットを示す。図３ｉで、実線による応答プロット３９０は いくらか不規則な側面のローブと後方のローブがあり、０ｄＢにピークの大きさ を示す主ローブがある。−３ｄＢのプロット３９２と応答プロット３９０の交点 から、水平ビーム幅は約２０°である。実線による垂直プロット３９４は約１６ °のビーム幅を持つ。最低周波数より高い周波数で各面において約３０°で示さ れたビーム幅は、Ｋｕｈｎ′１６６特許に記載されたように十二面体アレイ全体 の約５ｄＢの利得増加に対応する。 本発明の他の実施例は当業者に明らかである。例えば、正測地線二振動二十面 体アレイは、標準指向角度で望ましくない相互インピーダンスを生成する傾向が ある位相がシフトあるいは遅延された信号の指向角度を減少させるため、正測地 線二振動二十面体を１つまたは複数の軸の回りに物理的に回転できる。上述した Ｋｕｈｎ特許に記載された二十面体または十二面体は正測地線二振動二十面体ア レイに入れ子にできる。さらに別のものとして、正測地線二振動二十面体アレイ は利用可能な帯域幅を増大させるため異なるアレイ寸法を持つ別の正測地線二振 動二十面体アレイに入れ子にできる。このような構成では、入れ子にされたアレ イのそれぞれは、特定の動作帯域に対し適切なように自分自身の受信部と送信部 を持つかもしれない。あるいは、これとは別に、入れ子にされたアレイのそれぞ れは送信部や受信部の現在の動作周波数に応じて１つの送信部または受信部に切 り替えられる。もちろん、さまざななアレイの駆動信号に加えられた遅延は、所 望の方向にビームを送出できるように調整されなければならない。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．トランスジューサのそれぞれが流動媒体中で１音響波長より小さい最大横寸 法を持ち前記媒体中で用いる４２の音響トランスジューサと、 正測地線二振動二十面体の頂点に前記音響トランスジューサを設置するアレ イ手段であり 前記トランスジューサに結合しトランスジューサ駆動信号を生成して変換さ れた信号を受信する駆動手段および受信手段の一つと前記音響トランスジューサ および 前記駆動手段および前記受信手段の一つに結合してアレイにより形成される 音響ビームを制御する遅延制御手段とを含有する アレイ手段とを有するトランスジューサアレイ。 ２．前記遅延制御手段が、前記駆動手段の１つと受信手段ともに前記トランスジ ューサを任意の２つの相互に隣接するトランスジューサのトランスジューサ間の 間隔が２λ／３を越えず、λ／３以下にならないように選択した周波数で制御す る請求項１に記載のトランスジューサアレイ。