JPS6025749B2 - スキヤニングソ−ナ−の利得制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ソーナーとくにスキャニングソーナーにおけ
る受信系の利得制御方法に関するものである。

周知の通りスキャニングソーナーは、探査の対象となる
海域の水平方向（又は斜水平方向）全域にわたって同時
に音波又は超音波（以下超音波という）を発射し、受信
系の受波ビ−ムの方位を急速に切り換えて目的物からの
反響を捕促するものであり、そのため超音波受波器を数
拾個乃至数百個配列し、その内の何組かを組み合わせて
鋭い受波ビ−ムを形成し、順次に受波器群の組み合わせ
を切り換えながら探査領域の全域にわたって受信するも
のである。

第１図はスキャニングソーナーの概要を示すもので、１
は円形に配列した送受波器であり、送波の場合は全周に
わたって超音波を放射する。そして１は数拾乃至数百個
の超音波振動子群２からなり、そのそれぞれは受波器と
して作用する。３は前暦増中器でその中の３−１・・・
・・・３−ｎ等はそれぞれ超音波振動子群２に対応する
前層増幅器、４はセレクターおよび位相合成回路で振動
子を順次に切り換え走査して、複数個づっ組合わせたも
のの信号を取り出すようにする走査用スイッチング操作
と、取り出した複数個の信号の位相を補償して受信ビー
ムを形成する位相合成を行うものである。

次に５は主増中器、６は例えばブラウン管を用いた指示
器、７は制御回路で前層増中器。３と主増中器５を制御
する受信の場合は、受波器群のうち例えば数個を一組と
して鋭い指向性を持つ受波器を形成し受波作用を行ない
順次に組み合わせを全周にわたって移動する。

ところで、スキャニングソーナ−は遠距離で発見した魚
群等を至近距離まで追尾接近して探知し続けることが必
要である。ところが受波ビームの幅内であるような小形
の密集魚群のエコーの強さは距離の４乗に比例して変化
する。

例えば距離変化が１０の音であればエコーの強さは８の
Ｂ変化する。また個々の振動子には広い指向性を持たせ
るため、若干方向が異なっていても同一距離にある例え
ば船体と小魚群からの強弱差の著しいエコーが同時刻に
入来するため前置増幅器で船体エコーが飽和すれば糧変
調が生じ、魚群の弁別が妨害され。仮に船体と小魚群の
反射比を約４のＢとすれば前層増幅器に望ましいダイナ
ミックレンズは１２は旧程度となる。また前層増幅器の
利得は、遠距離の魚群などからの微弱ェコ−がスイッチ
ング回路内で発生するスイッチングノイズにマスクされ
るため限界がある。そこで前暦増幅器でＴＶＧ（時間変
化利得）制御を行うことが望ましいが、数百チャンネル
の前直増幅器の利得を同時に刻々と微細にバランスを崩
さず変化させることは装置が極めて高価なものとなり、
また部品の増大に伴い信頼性の面からも実用的でない。

このため主増幅器でＴＶＧを行うが遠距離探索を主体と
して前層増幅器の利得を高く設定すれば近距離において
前暦増幅器内で魚群エコーが飽和するため、エコーの強
度、従って魚群量の判断が困難になり、また船体や航跡
などからの強いエコーのためこれらと同一距離にある魚
群の弱いエコーは妨害を受ける。

また、近距離を主体として前層増幅器の利得を低く設定
すれば近距離探索が困難になる。

本発明はか）る欠点を除き、前暦増幅器および主増幅器
の総合利得が必要とするＴＶＧ特性に円滑に適合するよ
うに組み合わせ制御を行ない、距離の影響を除いて探査
対象物のエコーの強さを一定のレベルで把握できるよう
にたものである。

第２図は本発明における利得制御の要領を示すもので、
第２図イは前層増幅器の利得制御、第２図口は主増幅器
の利得制御、第２図ハは両者を総合した場合である。前
瞳増幅器３および主増幅器５の利得分配の例を次に示す
。

対象とするスキャニングソーナ−の受信系に必要とする
総合ＴＶＧ特性を第２図１ １の曲線Ａとする。前層増
幅器３の利得Ｇ，を図１ １および図イのように送信直
後に与える利得を利得Ｇ，．とし、近距離探索時間Ｔｏ
〜Ｔ，後に与える利得を利得Ｇ，２とする。

主増幅器５の利得○２は図１ １および図０のように送
信直後は０から図１１の曲線Ａに合わせて上昇させ、近
距離探索時間終了時Ｔにおいて利得Ｇ２，に至り、次い
で再び利得０に戻してから以降は時刻丸〜Ｔ２の間は図
１１の曲線Ａの変化に合わせて再度上昇させ、時刻Ｌに
至って利得Ｇ２２に到着させる。このように前層増幅器
３および主増幅器５の利得得制御を関係づけて制御回路
７が行う。

第３図で８は高利得（例えばオベアンプ）増幅器、Ｒ，
とＲ２およびＲ３とＲ４は抵抗、Ｐ，は入力端子、Ｐ２
は出力端子、Ｋは切換器であり、切換器Ｋを開放すると
利得が低下（前記のＧ，．となる）し、切換器Ｋを投入
すると利得が上昇（前記のＧ，２となる）する。

こ）で切換器Ｋの操作は、図には示していないが電界効
果トランジスタ（ＦＥＴ）などを利用した公知制御回路
を利用すればよい。

また、前暦増幅器の利得制御の階段は必要に応じて適宜
数ステージあるいは数段階にも設定できることはいうま
でもない。また必要に応じて近距離探索時間の他に、中
距離探索時間を加えてもよい。

以上説明の通り本発明は、予め想定した時間の経過に対
応して利得が上昇するようにＴＶＧ制御された通りの特
性が得られ、多数の受信系を予定した通りの利得制御が
できるので極めて効果的であり、スキャニングソーナー
に適用すると、標的物の実体を忠実に把握できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はスキャニングソーナーの概要を示す説明図。 第２図は本発明における利得制御の要領を示す説明図で
、イは前層増幅器の利得制御の場合、口は主増幅器の利
得制御の場合、ハは両者を総合した場合である。第３図
は前層増幅器で利得の切り換えを行なう場合の要領を示
す図である。１・・・・・・送受波器、２・・・・・・
超音波振動子群、３・・・・・・前贋増幅器、４・・・
・・・セレクターおよび位相合成回路、５・・・・・・
主増幅器、６・・・・・・指示器、７・・・・・・制御
回路、８・・・・・・高利得増幅器。 多１図 多２図 法３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 円周上に配列した振動子群を順次切り換え走査し、
   その出力群の位相を合成して受信ビームを形成しつつ高
   速旋回を行うスキヤニングソーナーの受信系の利得制御
   方法において、各振動子の出力信号の増幅利得として、
   送信後に適宜定まる近距離探索時間においては、適宜選
   定した第１の利得に夫々等しくし、次いで近距離探索時
   間以降においては、第１の利得より高く別途設定した第
   ２の利得に等しく夫々切り換え、かつ走査合成後の信号
   の増幅利得を、前記の近距離探索時間においては、別途
   設定した全受信系の総合時間変化利得（ＴＶＧ）特性か
   ら前記の振動子の出力信号の増幅利得の第１の利得を減
   じた値を第１の時間変化利得特性とし、次いで近距離探
   索時間以後においては前記の総合時間変化利得特性から
   前記の振動子の出力信号の増幅利得の第２の利得を減じ
   た値を第２の時間変化特性とするように利得制御するこ
   とを特徴としたスキヤニングソーナーの受信利得制御方
   法。