JPS5853873B2 - Phased Array Sona - Google Patents
Phased Array SonaInfo
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- JPS5853873B2 JPS5853873B2 JP10999779A JP10999779A JPS5853873B2 JP S5853873 B2 JPS5853873 B2 JP S5853873B2 JP 10999779 A JP10999779 A JP 10999779A JP 10999779 A JP10999779 A JP 10999779A JP S5853873 B2 JPS5853873 B2 JP S5853873B2
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- electrode
- group
- wave
- phased array
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO 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
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/52—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00
- G01S7/52003—Techniques for enhancing spatial resolution of targets
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- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、フエイズド・アレイ・ソーナに関するもので
ある。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a phased array sonar.
フエイズド・アレイ・ソーナに釦いては、超音波信号の
送受波用にアレイ・トランスデユーサが用いられる。In a phased array sonar, an array transducer is used to transmit and receive ultrasonic signals.
アレイ・トランスデユーサは複数の電歪素子の集合から
なり、これらの素子は送受波のスケジュールに従って超
音波の放射釦よび反射波の受信に使用される。The array transducer consists of a plurality of electrostrictive elements, and these elements are used to emit ultrasonic waves and receive reflected waves according to a transmission/reception schedule.
従来のアレイ・トランスデユーサに釦いては、電歪板の
片面に素子ごとの個別電極群が設けらへ他の片面には共
通電極が設けられて、送受波のスケジュールに従って、
個別電極群に対して送波エネルギーの印加または入感信
号の検知が行われ、その際、共通電極は永続的に接地さ
れる。In a conventional array transducer, an individual electrode group for each element is provided on one side of an electrostrictive plate, and a common electrode is provided on the other side, and according to the schedule of wave transmission and reception,
Transmitted energy is applied to the individual electrode groups or an incoming signal is sensed, with the common electrode being permanently grounded.
このような状態においては送受波の特性はアレイ・トラ
ンスデユーサにち−ける個別電極の配列によって決定さ
れるが、個別電極の配列は１通りなので、送波と受波の
電気音響学的特性は少くともアレイの構造に関する要素
は同一になる。In this state, the characteristics of wave transmission and reception are determined by the arrangement of the individual electrodes in the array transducer, but since there is only one arrangement of the individual electrodes, the electroacoustic characteristics of wave transmission and reception are determined by the arrangement of the individual electrodes in the array transducer. At least the elements related to the array structure will be the same.
したがって、送波と受波の特性は良いところも悪いとこ
ろも一致してかり、アレイの構造それ自身によって一方
の欠点を他方によって補いつつ総合的な特性を向上させ
るということはできない。Therefore, the characteristics of transmitting and receiving waves are the same in both good and bad aspects, and it is not possible to improve the overall characteristics by compensating for the shortcomings of one by the array structure itself.
本発明の目的は、アレイ・トランスデユーサの固有の送
波と受波の特性を異ならせることにより、総合的指向特
性の向上ができるフエイズド・アレイ・ソーナを提供す
ることにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a phased array sonar that can improve overall directional characteristics by differentiating the unique transmitting and receiving characteristics of the array transducer.
本発明は、電歪板の両面にそれぞれ独自な配列の電極群
を設け、一方を送波用、他方を受波用としたアレイ・ト
ランスデユーサを用いるようにしたものである。The present invention uses an array transducer in which electrode groups are provided in unique arrangements on both sides of an electrostrictive plate, and one side is used for wave transmission and the other side is used for wave reception.
以下、図面によって本発明を説明する。The present invention will be explained below with reference to the drawings.
第１図は、本発明の要部をなすアレイ・トランスデユー
サの概念的構成図である。FIG. 1 is a conceptual block diagram of an array transducer that forms the essential part of the present invention.
第１図において、１は電歪板であって、その両面にはそ
れぞれ独自のピッチで電極群２，２′が設けられかつ各
電極にはリード３，３′がそれぞれ設けられる。In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an electrostrictive plate, on both sides of which electrode groups 2, 2' are provided at respective pitches, and each electrode is provided with leads 3, 3', respectively.
電極２同志の間ち・よび電極２伺志の間にはそれぞれ適
宜の深さに溝を切ってもよい。Grooves may be cut to appropriate depths between the electrodes 2 and between the electrodes 2.
このように構成されたアレイ・トランスデユーサに釦い
て、例えば、上面の電極群２は受波用、下面の電極群２
′は送波用として用いられる。In the array transducer configured in this way, for example, the electrode group 2 on the top surface is used for receiving waves, and the electrode group 2 on the bottom surface is used for receiving waves.
' is used for wave transmission.
ここで、一方９面の電極群がその用途に用いられている
とき他方の面の電極群は接地されるようになっている。Here, when the electrode group on one surface is used for that purpose, the electrode group on the other surface is grounded.
これによって、送波と受波は、それぞれの電極配列によ
って定する特性に従って行なわれるので、両電極群の配
列を、例えば、それぞれによる送波オたは受波の指向性
のサイドロープむよび零点が互いに相殺されるようなも
のにすると、総合的に指向性の優れたフエイズド・アレ
イ・ソーナを得ることができる。As a result, wave transmission and wave reception are performed according to the characteristics determined by each electrode arrangement, so the arrangement of both electrode groups can be adjusted, for example, to the side rope and zero point of the directivity of wave transmission and reception. By making them such that they cancel each other out, it is possible to obtain a phased array sonar with excellent overall directivity.
このようなアレイ・トランスデユーサを用いたフエイズ
ド・アレイ・ソーナの概念的構成を第２図に示す。FIG. 2 shows a conceptual configuration of a phased array sonar using such an array transducer.
第２図に釦いて、ＴＤはアレイ・トランスデユーサで、
その送波用電極群２′には駆動増幅器群Ａｄを介してデ
ィジタル・タイミング発生器ＴＭからの、駆動パルスが
与えられ、また、受波用電極群２には可変ディレィ・ラ
イン群ＤＬを介して受信増幅器Ａｒが接続されるように
なっている。In Figure 2, TD is an array transducer,
A drive pulse from a digital timing generator TM is applied to the wave transmitting electrode group 2' via a drive amplifier group Ad, and a drive pulse is applied to the wave receiving electrode group 2 via a variable delay line group DL. A receiving amplifier Ar is connected to the receiving amplifier Ar.
ディジタル・タイミング発生器ＴＭと可変ディレィ・ラ
インＤＬは制御回路ＣＮＴによって送受波のスケジュー
ルに基づいて制御される。The digital timing generator TM and variable delay line DL are controlled by a control circuit CNT based on a wave transmission/reception schedule.
駆動増幅器群Ａｄは、出力インピーダンスが充分小さく
、かつ充分に低雑音のものである。The drive amplifier group Ad has sufficiently small output impedance and sufficiently low noise.
これによって、送波時以外は送波用電極群２′は実質的
に接地される。As a result, the wave transmitting electrode group 2' is substantially grounded except when transmitting waves.
また、可変ディレィ・ラインＤＬの入力端にはダイオー
ドを用いたクランプ回路群ＣＬが設けられてかり、この
クランプ回路群ＣＬは、駆動増幅器Ａｄが駆動パルスを
アレイ・トランスデユーサＴＤに印加したとき専用して
、ディレィ・ライン群ＤＬ群ＤＬの入力端すなわち受波
用電極群２を低インピーダンスで接地する。Furthermore, a clamp circuit group CL using diodes is provided at the input end of the variable delay line DL. Specifically, the input end of the delay line group DL group DL, that is, the wave receiving electrode group 2, is grounded with low impedance.
これにより、受波用電極群２は送波時に実質的に接地さ
れる。Thereby, the wave receiving electrode group 2 is substantially grounded during wave transmission.
なおこのような接地手段は各電極毎に半導体スイッチ等
を用いて構成してもよい。Note that such a grounding means may be constructed using a semiconductor switch or the like for each electrode.
このように構成されたフエイズド・アレイ・ソーナの動
作は次のとお・りである。The operation of the phased array sonar constructed in this way is as follows.
制御回路ＣＮＴの指令に従って、ディジタル・タイ□ン
グ器ＴＭは駆動増幅器群Ａｄを通じて駆動パルスをアレ
イ・トランスデユーサＴＤに与え、１つの方向に向けて
超音波ビームを放射させる。According to commands from the control circuit CNT, the digital timer TM applies a drive pulse to the array transducer TD through the drive amplifier group Ad, causing it to emit an ultrasonic beam in one direction.
このときクランプ回路群ＣＬの働きにより受波用電極群
２は実質的に接地される。At this time, the wave receiving electrode group 2 is substantially grounded by the action of the clamp circuit group CL.
次に、超音波ビームに対する反射波がアレイ・トランス
デユーサＴＤに入感すると、入感信号は受波用電極群２
によってピック・アップされ、可変ディレィ・ライン群
ＤＬによって受波されるべき波面の方向づけがなされ、
受信増幅器Ａｒによって受波信号の合成が行なわれる。Next, when the reflected wave from the ultrasonic beam enters the array transducer TD, the incoming signal is transmitted to the receiving electrode group 2.
Directs the wavefront to be picked up by the variable delay line group DL and received by the variable delay line group DL,
The reception amplifier Ar synthesizes the received signals.
この間、送波用電極群２牡実質的に接地されている。During this time, the two wave transmitting electrode groups are substantially grounded.
送波と受波の特性は、それぞれ電極群２′と２の配列に
よって決するが、両電極群の配列は、互いの欠点を補う
ようなものにしであるので、総合的に良好な特性が得ら
れる。The characteristics of transmitting and receiving waves are determined by the arrangement of the electrode groups 2' and 2, respectively, but since the arrangements of both electrode groups are designed to compensate for each other's shortcomings, good characteristics can be obtained overall. It will be done.
１つの方向の送受波が終ったら、制御回路ＣＮＴはディ
ジタル・タイミング発生器ＴＭと可変ディレィ・ライン
ＤＬを制御して次の方向における送受波を行なわせ、以
下同様に順次方向を切換えて送受波を行なわせる、この
ように、本発明は、電歪板の両面にそれぞれ独自な配列
の電極群を設け、一方を送波用、他方を受波用としたア
レイ・トランスデユーサラ用いるようにした。When the transmission and reception of waves in one direction is completed, the control circuit CNT controls the digital timing generator TM and the variable delay line DL to perform transmission and reception of waves in the next direction. In this way, the present invention uses an array transducer in which electrode groups are provided in unique arrangements on both sides of an electrostrictive plate, and one side is used for wave transmission and the other side is used for wave reception. did.
このため、アレイ・トランスデユーサの送波と受波の特
性を異ならせることにより、総合的指向特性を向上させ
たフエイズド・アレイ・ソーナが得られる。Therefore, by making the transmitting and receiving characteristics of the array transducer different, a phased array sonar with improved overall directivity characteristics can be obtained.
第１図は、本発明の要部をなすアレイ・トランスデユー
サの概念図、第２図は、本発明実施例の概念構成図であ
る。
１・・・電歪板、２．２′・・・電極群、３，３′・・
・リード、ＴＭ・・・ディジタル・タイミング回路、Ａ
ｄ・・・駆動増幅器、ＴＤ・・・アレイ・トランスデユ
ーサ、ＤＬ・・・可変ディレィ・ライン、Ａｒ・・・受
信増幅器、ＣＮＴ・・・制御回路。FIG. 1 is a conceptual diagram of an array transducer that forms the main part of the present invention, and FIG. 2 is a conceptual diagram of an embodiment of the present invention. 1... Electrostrictive plate, 2.2'... Electrode group, 3,3'...
・Lead, TM...Digital timing circuit, A
d...Drive amplifier, TD...Array transducer, DL...Variable delay line, Ar...Reception amplifier, CNT...Control circuit.
Claims (1)
設けられてなるアレイ・トランスデユーサ、とのアレイ
・トランスデユーサの両面の電極群にそれぞれ接続され
たともに移相量制御手段を有する駆動パルス供給装置と
反射波信号受信装置、および、アレイ・トランスデユー
サの両面の電極群にそれぞれ接続され、駆動パルス供給
装置がアクテ゛イブのときは反射波信号受信装置が接続
されているほうの電極群を実質的に接地し、反射波信号
受信装置がアクティブのときは駆動パルス供給装置が接
続されているほうの電極群を実質的に接地する手段を具
備したフエイズド・アレイ・ソーナ。1. An array transducer comprising a plurality of electrodes arranged in a unique arrangement on both sides of an electrostrictive plate; The driving pulse supply device and the reflected wave signal receiving device are connected to the electrode groups on both sides of the array transducer, respectively, and when the driving pulse supply device is active, the reflected wave signal receiving device is connected to the A phased array sonar comprising means for substantially grounding the electrode group, and substantially grounding the electrode group to which the drive pulse supply device is connected when the reflected wave signal receiving device is active.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10999779A JPS5853873B2 (en) | 1979-08-29 | 1979-08-29 | Phased Array Sona |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10999779A JPS5853873B2 (en) | 1979-08-29 | 1979-08-29 | Phased Array Sona |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5635076A JPS5635076A (en) | 1981-04-07 |
| JPS5853873B2 true JPS5853873B2 (en) | 1983-12-01 |
Family
ID=14524470
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10999779A Expired JPS5853873B2 (en) | 1979-08-29 | 1979-08-29 | Phased Array Sona |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5853873B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62183086U (en) * | 1986-05-13 | 1987-11-20 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4441503A (en) * | 1982-01-18 | 1984-04-10 | General Electric Company | Collimation of ultrasonic linear array transducer |
-
1979
- 1979-08-29 JP JP10999779A patent/JPS5853873B2/en not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62183086U (en) * | 1986-05-13 | 1987-11-20 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5635076A (en) | 1981-04-07 |
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