JPS5852546Y2 - フェイズド・アレイ・ソ−ナ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、フエイズド・アレイ・ソーナに関するもので
ある。

さらに詳しくは、アレイ・トランスデユーサの各エレメ
ントを、ディレィ・ラインの静電容量素子としても利用
するようにしたフエイズド・アレイ・ソーナに関するも
のである。

フエイズド・アレイ・ソーナにおいては、受波の指向性
合成のために、可変のディレィ・ラインが用いられる。

ディレィ、ラインは、はしご形ＬＣ回路によって構成さ
れる。

ディレィ・ラインをトランスバーサル形式で使用すると
きは、プレイ・トランスデユーサの各エレメントの入感
信号を、バッファ・アンプを通じて、ディレィ・ライン
の各区間に注入し、ディレィ・ラインの端部から合成受
波信号を得るようにしている。

ところで、アレイ・トランスデユーサの各エレメントは
、その電極間の静電容量に着目するならば損失を伴った
静電容量素子と着像すこともできるので、これをトラン
スバーサル型ディレィ・ラインの構成要素としても利用
し、フエイズド・プレイ・ソーナの構成を合理化するこ
とが考えられる。

本考案の目的は、アレイ・トランスデユーサの各エレメ
ントをトランスバーサル形ディレィ・ラインの静電容量
素子としても兼用するようにした合理的な構成のフエイ
ズド・アレイ・ソーナを提供することにある。

本考案は、アレイ・トランスデユーサの各エレメントの
出力端子間を可変のインダクタンス素子で接続すること
によってはしご形ＬＣ回路を形成し、このＬＣ回路の端
部において信号の授受を行なうようにしたものである。

以下、図面によって本考案を説明する。

第１図は、本考案実施例の概念的構成図である。

第１図において、ＴＤはトランスデユーサ・アレイで、
ｄはその個々のエレメント、Ｌは可変のインダクタンス
素子である。

エレメントｄとインダクタンス素子りは、エレメントｄ
を並列枝、インダクタンス素子りを直列枝とするはしご
形回路をなすように接続される。

エレメントｄはその電極間容量により静電容量素子とし
ても機能するので、はしご形回路は、トランスバーサル
形の可変のＬＣディレィ・ラインＤＬとなる。

このディレィ・ラインＤＬの遅延量は、制御装置（図略
）により、各インダクタンス素子りのインダクタンスを
調整することによって制御される。

ＡＴは送波用の駆動増幅器、ＡＲは受波増幅器であり、
これらはそれぞれ、ディレィ・ラインＤＬの一端に駆動
信号を印加し、あるいは、ディレィ・ラインＤＬの一端
に現れる信号を増幅する。

ディレィ・ラインＤＬの他端は終端抵抗Ｚｏによって大
略無反射的に終端される。

駆動増幅器ＡＴによりディレィ・ラインＤＬの一端に与
えられた信号は、漸次増大する遅れをもって、各エレメ
ントに次々と与えられ、それらを順次励振して超音波を
発生させる。

これによって所定の方位角に向けて超音波ビームの放射
が行なわれる。

このビームに対する反射波が各エレメントｄに入感する
と、これらの入感信号は、それぞれ固有の遅れをもって
ディレィ・ラインＤＬの一端に達して合算され、所定の
方位角における反射波信号の合成が行なわれ、受波増幅
器ＡＲで増幅出力される。

ディレィ・ラインＤＬ上に設定する遅延量を変えること
により、送受波の方位角が変えられる。

なお、この装置においては、負の遅延量を設定すること
ができないから、ビームの走査範囲は、アレイ・トラン
スデユーサＴＤの正面から右筐たは左の領域以内に限ら
れる。

そこで第２図のように、アレイ・トランスデユーサＴＤ
を傾けて使用するならば、走査範囲を見かけ上探触子の
筐体Ｈの正面に関して対称的にすることができる。

捷た、アレイ・トランスデユーサＴＤを傾けなくても、
ディレィ・ラソンＤＬの構成を第３図のようにすれば、
走査範囲なアレイ・トランスデユーサＴＤの正面に関し
て対称的にすることができる。

すなわち、第３図は、各エレメントの極性を互い違いに
反転してはしζ形ＬＣ回路に組み込み、中間的な遅延量
設定状態において、各区間の遅延量が１８０°になるよ
うにしたものである。

この状態で、ディレィ・ラインＤＬの一端に駆動信号を
与えると、各区間の遅延量が１８００であることにより
、正極性のエレメントに正のピーク駆動電圧が加わると
きは、負極性のエレメントには負のピーク駆動電圧が加
わるので、音響学的には全エレメントが同じ位相で貢献
するようになる。

このため、ビームはアレイ・ トランスデユーサの正面
に向けて放射される。

そして、ディレィ・ラインＤＬに設定する遅延量を、こ
の状態より小さくあるいは大きくすることにより、ビー
ムを正面に関して対称的に振ることができる。

このように、本考案によれば、アレイ・トランスデユー
サの各エレメントをトランスバーサル形ディレィ・ライ
ンの静電容量素子として兼用するようにしたので、合理
的な構成の７エイズド・アレイ・ソーナが実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案実施例の概念的構成図、第２図はアレイ
・トランスデユーサの配置図、第３図は本考案の他の実
施例の一部の構成図である。 ＴＤ・・・・・・アレイ・トランスデユーサ、Ｈ・・・
・・・探触子筐体、ｄ・・・・・・個々のエレメント、
Ｌ・・・・・・インダクタンス素子、ＤＬ・・・・・・
ディレィ・ライン、ＡＴ・・・・・・駆動増幅器、ＡＲ
・・・・・・受波増幅器。

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. （１） アレイ・トランスデユーサの各エレメントの
   駆動信号筐たは人感信号につき、ディレィ・ラインに設
   定された遅延量に従って指向性合成を行なうフエイズド
   ・アレイ・ソーナにおいて、ディレィ・ラインを、アレ
   イ・トランスデユーサの各エレメントを静電容量素子と
   するはしご形ＬＣ回路で構成したことを特徴とするフエ
   イズド・アレイ・ソーナ。
2. （２） 実用新案登録請求の範囲の第１項において各
   エレメントがその極性を互い違いに反転して該ディレィ
   ・ラインに組込筐れ、該ディレィ・ラインの中程度の遅
   延量の設定状態において各隣り合ったエレメント間の電
   気的遅延量が１８０゜である一方音響学的貢献は斉一し
   た位相にて行われることを特徴とする、上記フエイズド
   ・アレイ・ソーナ。