JPS58214867A - 広範囲方向水中探知装置 - Google Patents

広範囲方向水中探知装置

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JPS58214867A
JPS58214867A JP9903682A JP9903682A JPS58214867A JP S58214867 A JPS58214867 A JP S58214867A JP 9903682 A JP9903682 A JP 9903682A JP 9903682 A JP9903682 A JP 9903682A JP S58214867 A JPS58214867 A JP S58214867A
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range
received
transmitter
reflected waves
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JP9903682A
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Shozo Uchihashi
内橋 昭三
Itsuo Fukuoka
逸雄 福岡
Kazuo Yamauchi
和夫 山内
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Furuno Electric Co Ltd
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Furuno Electric Co Ltd
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S15/00Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
    • G01S15/88Sonar systems specially adapted for specific applications
    • G01S15/96Sonar systems specially adapted for specific applications for locating fish

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

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】 この発明は広範囲方向の水中探知を行なう水中探知装置
において、指向性受波ビームの副極によって生じる偽像
を無くすことを目的とする。
広範囲方向を探知する水中探知装置は、一般には、広範
囲方向に同時に超音波パルスを送仮して各々の方向から
帰来する反射波をそnぞれの方向′に指向性を有する指
向性受波ビームで受波するごとくなされている。従って
、指向性受匠ビームは特定の一方向にのみ指向性を有す
ることが望ましい。指向性受波ビームは、周知のように
、複数個の振動子の受波信号を位相合板して生成される
この場合、合成指向特性は所望万回に指向性を舊する主
極と不要方向にも受波感反を有する副極とが形成される
。この副極は不要方向から到来する反射波を受波するた
め、表示画面上に復々の弊否、     を生じさせる
。例えば、第1図に示すように、0゜方向の反射信号を
受波するとき、副極の一32°方画面上で0°方回に存
在するかのように表示される。
このような偽像効果は、船底から下方向に向σて超音波
パルスを送波する場合に轡に著しく机わnる。例えば、
第2図に示すように、海面Sから滞底Gの広範囲方向に
超音阪パルスを送波して反射波が最も早く帰来する。こ
の反射波は直下方向に指向性を有する指向性受波ビーム
Br6によって受波されると同時に、他方向の指向性受
波ビームBrl乃至Brnの副極によっても受波される
。さらに、一般に、海底からの反射波はそのSi度が比
較的強いため、細極による受波信号であるにもかかわら
ず、表示器上には極めて明瞭に表示される。従って、表
示器上には、送波位置S。から等FIp、雛線上にあた
かも海底が存在するかのような偽像海1m4G’が表示
され、実際の海医G付近に存在する底付魚Fからの反射
波が偽像G′内−に埋れでしまってに別することができ
ない。
この発明は、上記のような欠点を解消するもので、偽像
G′を消去して真の探知像のみを表示する装置を実現す
る。
以下この発明について説明する。
第3図において、T1乃至霜は振動子を示し、第4図に
示すように円周面上に10°間隔で配列されている。従
って、第4図から明きらかなように、振動子T1乃至T
、jは140°の範囲方向に超音波パルスを送受波する
振動子T1乃至Tss Fiそれぞれの切換回路TR1
乃至TR,、によって送受波信号の切換が行なわれ、各
々の受波信号はそれぞnの前置増巾器A□乃至A、Sに
導かnる。又1.振動子T1乃至T15の送信は送信器
S1、S7、S3のいずれかによって行なわれる。すな
わち、振動子T□乃至T3のうち振動子T1、T2、T
3、T4、T14、Tカは送信器S1によって励振され
、振動子T4、T5、T8、’r1oz ’r1□、T
L2は送信器S、によって励振され、振動子T1、T8
、T、は送信器S3によって励振さnる。従って、送信
器S工から励振パルスか送出されたとき、Wm子T1、
T7、T3が第4図に角度θ1で示す30°の範囲角方
向に超音波パルスを送波すると同時に、振動子T、j1
T工4、T15が06で示す30°の範囲角方向に超音
波パルスを送波する。又、送信器Stが動作したときは
振動子T4、T、 T、によってθ、方向の30°の範
囲角方向に超音波パルスを送波すると同時に、振動子T
ies Tut Tttによって04方向の30°の範
囲角方向に超音波パルスを送波する。さらに、送信器S
8が動作したときは振動子T1、T8、T、によってθ
3方向の30′)の範囲角方向に超音波パルスを送波す
る。従って、振動子T1乃至Tおは送信器S0、Sl、
S8によって第4図に示すようにθ、万屋θ、のそれぞ
れ306方向に超音波パルスを送波する。
振動子T1乃至T、は超音波パルスを送波した後それぞ
れの方向から帰米する反射波を受波する。それぞれの受
波信号は各々の切換回路TR,乃至TR,。
を経てそれぞれの前置増巾器A工乃至Aulから位相合
成器M工乃至M13へ導かれる。
位相合成回路Ml乃至M、、t;i指向性受波ビームを
形成するもので、各々の位相合成回路M□乃至M、は振
動子T□乃至T、のうち3個ずつの受波信号を位相合成
して主ビームの指向角が10°の指向性受波ビームを形
成する。すなわち、位相合成回4Mtは振動子T1、T
7、T3の受波信号を位相合成して振動子T、方方間1
0°の指向角の受波ビームを形成する。同様にして、位
相合成回路Ms乃至M1sはそnぞれ3個の振動子の受
波信号を合成して、振動子T4乃至T14方回に指向角
が電れデれ10’ずつの受波ビームを形成する。
位相合成回路Ml乃至M工、の各々で形成された指向性
受波ビームのうち、位相合成回路M6、M7、M8を除
いて他の指向性受波ビームは遅延回uDi乃至DIGを
経て切換回%Swへ導かれる。切換回路Swは位相合成
回路M工乃至M1.の各受波ビームを時分割的に切換え
て送出するもので、切換波発生回路Scに基ついて切換
動作を行なう。″切換回路8wから時分割的に送出され
る指向性受波ビームはブラウン管ORTの輝屁端子に導
か牡で電子ビームを輝度変調する。
ブラウンycR,Tは掃引回%SGによって電子ビーム
がスパイラル状に掃引される。同時に、掃引回路SGは
切換波発生回路Scを駆動して切換回i% Swからブ
ラウン%i 0RTのスパイラル掃引位置に対応した方
位の受波ビームを送出させる。切換波発生回路Scはブ
ラウン管CRTのスパイラル掃引に連動して切換回路S
wにくシ返し切換動作を行なわせる。
従って、ブラウン管CRTの表示画面上には探知物から
掃引する反射波がそれぞれの対応方位距離位置上に表示
される。なお、掃引回路SGはスパイラル掃引の終了後
、基準パルス源KPからパルス波が送出されたとき上記
と同様にしてスパイラル掃引を行なう。第5図は掃引回
路SGの具体例を示すもので、基準パルス源KPからの
パルス波が掃引電圧発生器SVに導かれる。掃引電圧S
Vは基準パルスに基づいて鋸歯状波を生成して振巾変調
器AMI、AM!へ送出する。振巾変調器AM1は正弦
波発生器SINから送出される正弦波の振巾を鋸歯状に
変調してブラウン管ORTのX軸・1向回路Lxへ送出
する。又、振巾変調回路AM2は余弦波発生器CO8か
ら送出される余弦波の振巾を@歯状に変調してブラウン
管CRTのY軸偏向コイルLYに導かれる。従って、ブ
ラウン管CRTの電子ビームがスパイラル状に偏向され
る。なお、余弦波発生器CO8は正弦波発生器SINに
基づいて余弦波を生FtZする。さらに、正弦波発生器
SINの正弦波電圧は埒 !制御電圧生成器BC″も送出される・輝度制御電圧B
eは正弦波電圧に基づいて、スパイラル状4に掃引され
る電子ビームが振動子TL乃至T、の配列方向に対応す
る方向を掃引している間のみ輝に制御が行なわれるよう
な制御電圧を送圧する。
上記のようにして振動子T工乃至TIIIに帰来する反
射波がブラウンyca’rの対応方位方向に表示される
一方、振動子T1乃至T1sは送信器S8、S2、S、
によって励振されるが、送信器S1.3.、S3ハタイ
ミング回路TCによって送信動作が制御される。すなわ
ち、タイミング回路TCは送信器S1、S7、S3の送
信動作 。
の順序を規制するもので、基準パルス生成回路KPから
パルス波が送出されたとき、まず、送信器S1ヲ動作さ
せ11時間後に送信器S、を動作させ、さらに、tt1
時間故に送信器S3を動作させる。従って、送信器S、
が動作すると、振動子T、、T、、T3並びにTi3、
T14、Ti5が励振される結果、第4図に示すθ8、
θ5の30’方向に超音波パルスを送出する。そして、
σ4、θ、力方向超音波パルスが送波された後、11時
間後に送信器S、に基づいて振動子T4、T6、T6並
びにTつ、T11、T’ttが励振されて第4図にθ7
、θ□で示す30°方向に超音波パルスを送出する。さ
らに、t、時ta’+fに送信器S、が動作すると振動
子T1、T8、T、が励振されて第4図に03で示す3
0°方向に超音波パルスが送波される。
上記において、送信器S□が動作してから送信器S、が
動作するまでの遅延時1%tlt、、さらに送信器S2
が動作してから送信器S3が動作するまでの遅延時間t
2は次のようにして決定される。第6図において、海面
Sから海底Gまでの深度をDとして第4図の振動子T1
乃至Tt5を用いてθ、乃至θ、力方向超音波パルスを
送波するものとする。
今、θ1方向とθ、力方向それぞれに探知パルスを送波
して、海底P1からの反射波と海EPsからの反射波が
同時に帰来するように送信器S、の遅延時間。
tlを決定する。さらに、θ、力方向θ3方向のそれぞ
れに探知パルスを送波して、海&Ptからの反射波と海
底P4からの反射波が同時に帰来するように送信器S、
の遅延時間tsffi決定する。従って、θ3方同の海
底N、p3’からの反射波は少なくともθ、力方向海底
P2 Psからの反射波の帰米後に帰来する。同様に、
V、方向の海底P、P、からの反射波は少なくともv1
方向の海底’PtPtからの反射波の帰来後に帰来する
従って、θ、力方向海底反射波がθ、方向の指向1生受
波ビームの副ビームによって受波されたとき、θ2方向
の海底反射波はθ1方向の海底反射波の受波後に出現す
るから、表示画面上に第2図のような偽像G′が生じる
ことはない。同様に、θ3方向の海底反射波がθ、力方
向指向性受阪ビームの副ビームによって受波されたとき
、θ3方同の海底反射波はθ。
方向の海底反射波の受波後に出現するから、表示画面上
ではθ3方向の海底反射波による偽像はθ、力方向海底
反射波の表示位置より遠距離位置に出現する。
上記において送信器St、Ssの遅延時間は次のように
して決定される。
まず、送信器S、の遅延時1ait1は送信源S。から
海底点P0、P3までの音波の往復時間差であるから、
音波の伝播速度を150Or+y’sec とすると=
□($丁r  5oPs) 50 Di        1 =■彊にチー;宜) 2.83 =     D  (,5ec) 50 同様にして、送信器S3の遅延時間t、は送言源S。
から海底点P7、P4までの音波の往復時間差であるか
ら、 −−−−− = −(8oPx  5OP4 ) 50 1 =750 (cos45・−1) 振動子T、乃至TI5から送収さ几るトS知パルスはそ
れぞれの分割方向θ、乃至θ、に応じて送波タイミング
が上記のように決定される。従って、等距離線上の探知
物体からの反射波もそれぞれの分割方間θ、乃至θ5に
応じて上記時間t1あるいはt、たけ遅れて受波される
。すなわち、θ、力方向受波信号はθ1方向の受波信号
に比してt1時間だけ遅れて受波され、さらに、θ8方
向の受波信号はθ1方向の受波信号に比して(t工+b
)時間だけ遅れて受波される。
遅延回路Dl乃至DIGはこの遅れ時間を補正するもの
で、分割区間θ1乃至θ、の指向性受波ビームに応じて
それぞれの遅延時間が決定される。例えば、θ、とθ、
力方向受波ビームは位相合成回路M1、M、並びにM1
7、M13によって形成されるから、遅延回路り1、D
7、D9、Dl。はそ几ぞれの位相合成出力を(11+
1.)時間たけ遅延させる。さらに、θ、とθ4方向の
受波ビームは位相合成回路M3、M4、M6、M8、M
lo、Muによって形成される刀・ら、遅延回路D3、
D4、D5並ひにD6、D7、D8はそれぞれの位相合
成出力をt7時間たけ遅延させる。
従って、切換回路SWには01乃至θ5の各方向の等距
離線上の探知物体からの反射波が同時に導かn、切換回
路SWはこれをブラウン管CRTのスパイラル掃引に同
期して高速度で切換えることによシ、等距離線上の探知
物をそれぞれの対応方位位置に表示することができる。
上記において、遅延回路Dl乃至I)toはdl乃至σ
5の各方向の受波信号の時間遅れを補正するものである
が、記憶回路を用いて受波信号を表示する場合は必なら
ずしも遅延回路を用いる必要はない。例えばブラウン管
CRTの各画素に対応した記憶番地を有する記憶回路に
各方向の受波信号を記憶させて、その記憶信号をくり返
し読出して表示するとブラウン管の残光特性を利用する
ことなく安定した画像表示を行なうことができる。従っ
て、この場合は、受波信号を記憶回路に書込む書込み番
地ヲ変化させることにより、ブラウンV(JLTの任意
の表示位置に表示することができる。従って、遅延回路
Dl乃至馬の各遅延時間に相当する距帷たけ異なる記憶
番地に書込めばよい。
以上説明のように、この発明は広範囲水中探知装置の探
知範囲を複数区間に分割して各区間毎に探知パルスの送
信時間を異ならせる。そして、この送信時間の相異は、
海底反射波が他の区間方向の指向性受波ビームの副ビー
ムによって受波されたとき、その指向性受波ビームの主
ビームが受波する海底反射波より遅れて副ビームの海底
反射波が受波されるように設定されている。従って、従
来装置のように海底反射波によって偽像が生じることな
く明確な水中探知を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は指向性受波ビームの主ビームと副ビームを説明
するための図、第2図は広範囲方向を指向性受波ビーム
によって探知する状態を説明するための図、第3図はこ
の発明の実施例を示すブロック図、第4図はその振動子
の配置を説明するだめの図、第5図はその掃引回路の具
体例を示す。 出願人 古野醒気株式会社 オ 1 目 才 2釦 才 4目 才G目 才ぢ目 手続補正書(方式) 1、事件の表示 昭和57年特許願第99036号 2、発明の名称 広範囲方向水中探知装置 3、補正をする者 事件との関係  特許出願人 住 所  兵庫県西宮市芦原町9番52号昭和57年9
月9日付(同年同月28日発送)5、補正の対象 明細書の「図面の簡単な説明」の項 6、補正の内容 ′図面の簡単な説明 第1図は指向性受波ビームの主ビームと副ピー−を説明
するだめの図、第2図は広範囲方向を指向性受波ビーム
によって探知する状態を説明するだめの図、第3図はこ
の発明の実施例を示すブロック図、第4図はその振動子
の配置を説明するだめの図、第5図はその掃引回路の具
体例、第6図は第4図の振動子によシ各方向の探知動作
を説明するだめの図を示す。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)広範囲方向に超音波パルスを送波して各方向から
    帰来する反射波をそれぞれの方向に指向性を有する指向
    性受波ビームで受波し該受波信号を表示画面上の対応す
    る距離、方位上に表示する水中探知装置において、 上記広範囲方向のうちあらかじめ設定した第1の範囲角
    方向に超音波パルスを送波する第1の送波器と、 上記広範囲方向のうち上記第1の範囲角と異なる第2の
    範囲角方向に超音波パルスを送波する第2の送波器と、 上記第11第2の範凹角方回から帰来する反射波rそれ
    ぞれの方向に指向した指同性受仮ビームで受波する受波
    器と、 上記第1の送阪器刀1ら送波される超音波パルスを上記
    第2の送波器から送波される超音波パルスに比して特定
    時間だけ遅らせる送波制御回路と、上記指向性受波ビー
    ムによって受波される各方向の反射波のうち上記第1送
    波器の超音波パルスの時間遅れによって生じる上記第1
    範囲方向から帰来する反射波と上記第2範囲方回から帰
    来する反射波との距離差を補償する補償回路と、該補償
    回路によって補償後の受波信号並びに上記第1範囲方向
    からの受波信号とをそれぞれが対応する距離、方位上に
    表示する表示器とを具備してなる広範囲方向水中探知装
    置。
  2. (2)上記補償回路が上記第2範囲方回から帰来する反
    射波を上記時間遅れだけ遅延させる遅延回路で構成され
    ていることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の広
    範囲方向水中探知装置。
  3. (3)上記補償回路が、上記表示器の表示画面上の表示
    画素の各々に対応する記憶番地を有する記憶回路に上記
    第1範囲方向及び第2範一方向から帰米する受波信号を
    薔込むとき、上記時間遅れに相当する距離だけ記憶釜地
    を異ならせて書込むごとくなされていることを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項記載の広範囲水中探知表示装置
JP9903682A 1982-06-08 1982-06-08 広範囲方向水中探知装置 Granted JPS58214867A (ja)

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JPS58214867A true JPS58214867A (ja) 1983-12-14
JPH0121471B2 JPH0121471B2 (ja) 1989-04-21

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0249182A (ja) * 1988-08-10 1990-02-19 Furuno Electric Co Ltd 魚群探知機

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