JPS6078371A - 受波ビ−ムの指向方向制御装置 - Google Patents

受波ビ−ムの指向方向制御装置

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JPS6078371A
JPS6078371A JP18750283A JP18750283A JPS6078371A JP S6078371 A JPS6078371 A JP S6078371A JP 18750283 A JP18750283 A JP 18750283A JP 18750283 A JP18750283 A JP 18750283A JP S6078371 A JPS6078371 A JP S6078371A
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JP18750283A
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Hideji Morimatsu
森松 秀治
Yasuhiko Endo
保彦 遠藤
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Furuno Electric Co Ltd
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Furuno Electric Co Ltd
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    • GPHYSICS
    • G10MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10KSOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/18Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound
    • G10K11/26Sound-focusing or directing, e.g. scanning
    • G10K11/34Sound-focusing or directing, e.g. scanning using electrical steering of transducer arrays, e.g. beam steering
    • G10K11/341Circuits therefor
    • G10K11/345Circuits therefor using energy switching from one active element to another

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Multimedia (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】 a発明の技術分野 この発明は、水中の各方向から到来する超音波信号の到
来方向を識別する装置に関し、複数個の超音波振動子の
受波信号を合成して一方向に指向性を有する受波ビーム
を形成し、がっ、受波ビームの指向方向を高速度で変化
させる装置に関する。
出願人は、この種の装置として特願昭57−12143
8号を提供した。この発明は、これを改良してさらに実
用的な装置を実現する。
b従来装置 出願人が先に提供した特願昭57−121439号につ
いて説明する。
第1図において、Z、乃至Z0は超音波振動子を示し、
直線状に一定間隔、例えば、超音波信号の局波長間隔で
配列されている。
各振動子Zl乃至Z。の受波信号はそれぞれのプリアン
プPA、乃至PARで増巾された後、各々に対応して設
けられた混合回路MX、乃至MX、に導かれる。
混合回路MX、乃至MX、の各々は記憶回路lから読出
される矩形波列と各々別個に混合を行う。なお、矩形波
列は、特願昭57−121439号で説明したように、
カウンター2が分周回路3から送出されるクロックパル
ス源4のパルス列を計数するとき、計数値に対応する記
憶番地のデーターが読出されることにより生成される。
記憶回路1は第1乃至第8の出力端を有し、各出力端は
カウンター2の計a値に対応する記憶番地の記憶データ
ーを2進値で送出干る。そして、2進値の記憶データー
変化が矩形波列として用いられる。又、この矩形波列デ
ーターはラッチパルス生成器5から送出されるラッチパ
ルスによって各々のラッチ回路601乃至608にラッ
チされる。
混合回路MX、乃至MXoの混合出力は加算回路7にお
いて加算された後、フィルター8によって特定の周波信
号が抽出される。従って、特願昭57−121439号
で説明したように、記憶回路lから送出される矩形波列
の各々の位相を特定の位相関係にすることによって、超
音波振動子Z、乃至Zeに到来する各方向の受波信号の
うち特定方向の受波信号をフィルター8から送出するこ
とかできる。
そして、さらに、記憶回路1から送出される矩形波列の
位相を特定の状態に変化させる。すなわち矩形波列の周
波数を変化させることにより、フィルター8から送出さ
れる受波・信号の方位を変化させることができる。
フィルター8の出力信号は増巾器9で増巾された後、表
示器10へ導かれて表示される。表示器10は例えばブ
ラ〜ン管表示器が用いられ走査器11によって表示画面
の走査が行われる。走査器11は送信器12が送信パル
スを送出すると同時に走査動作を行う。そして、この画
素走査はフィルター8から送出される受波信号の方位変
化に対応して行われる。従って、表示器lOの表示画面
上には各方位から到来する受波信号が対応する方位の画
素に表示される。
C従来装置の欠点 第1図において、ラッチ回路801乃至608の各々か
ら送出される矩形波列の位相制度は、矩形波列の一周期
におけるカウンター2の計数値変化、従って、矩形列の
一周期に割当てられる記憶回路1の記憶番地数によって
決定される。すなわち1.1ill当て番地数が多くな
るに従って矩形波列の位相変化の精度を上げることがで
きる。
矩形波列の位相変化の精度をどの程度に設定するかは、
フィルター8から送出される受波信号の方位分解能を考
慮して決定される。又、記憶回路1のアクセス時間は、
矩形波列の周期すなわち周波数と矩形列の−FA期の分
割数によって制限を受ける。
例えば、矩形波列の周波数をI MHzに設定して矩形
波列の1周期を1764に分割して記憶する場合、1区
間当たりの時間は矩形波列の一周期1ルSecの1/6
4であるから、 になる。
従って、この場合、記憶回路1はアクセス時間が少なく
とも15.625nsec以上のものを用いなければl
 M)lzの矩形波列を生成することができない。
ところが、現在市販されている記憶回路は最も高速であ
ると言われるバイポーラ型のものでもアクセス時間は5
0乃至80nsecである。従って、記憶回路の記憶デ
ーターを単に読出すだけでは上記のようなl M)tz
の矩形波列を生成することは不可能である。
d発明の目的 この発明はト記欠点を解決するもので、上記のような5
0乃至80nsecのアクセス時間の記憶回路を用いて
上記I MHzのような矩形波列の生成を可能にするこ
とを目的とする。
e発明の実施例 第2図において、第1図と同一番号のものは同じ動作を
行う。
クロックパルス源4から送出されるパルス列は分周回路
13及び14を経てカウンター2へ導かれる。分周回路
13及び14は分周比が各々展に設定され、例えば混合
回路MX、乃至MXBにlにH2の矩形波列を導く場合
、そして、その矩形波列の位相を上記のように一周期の
I/64精度で生成する場合。
分周回路13の出力パルスの半周期が15.l125n
secになるようにクロックパルス源4のクロック周波
数が設定されている。
分周回路13の出力パルス(第3図A)は分周回路14
においてさらに局に分周されて(第3図B)カウンター
2へ導かれる。カウンター2は例えば2進12桁で構成
され分周回路14の出力パルスBの立下り時に計数値が
変化する。従って、カウンター2は分周回路14の出力
パルスBを4096個計数する毎に計数値が一顧し、そ
の計数値が記憶回路161 、162 、 Xfi3.
184の各々に導かれる。記憶回路161乃至+64は
読出し専用メモリ(ROM)が用いられ、4096の記
憶番地を有し、カウンター2の計数値に対応する記憶番
地の記憶データーが同時に読出される。
記憶回路161乃至+64の各々は、第1図の記憶回路
lと同様に、混合回路MX、乃至MXo に導かれる混
合周波信号の位相データーを記憶している。
期づつ順に異なる位相位置の記憶データーを記憶してい
る。従って、例えば、1に)tzの混合周波信号を生成
する場合、記憶回路1[11乃至164は、1MHz信
号の1周期の1764周期づつ位相位置の異なる記憶デ
ーターを送出する。又、カウンター2はパルス波Aの2
周期毎、従って、I MHz信号のの周期毎に計数値が
変化し、記憶回路161乃至+84の各々はI MHz
信号の一官周期毎の位相データーを各記憶番地が順に記
憶している。
記憶回路1fll乃至164は、第1図の記憶回路1と
同様に、混合回路MX、乃至にX工に導かれる矩形波列
、すなわち混合周波信号の各々に対応して8種類の記憶
データーを送出する出力端Ol乃至0、を有する。そし
て、記憶回路181乃至184の各々の記憶出力0.乃
至OIIはそれぞれのラッチ回路171乃至174に導
かれてラッチされる。ラッチ回路171乃至174の各
々は第1図のう・ソチ回路601乃至608と同様に、
記憶回路1B+乃至164の記憶出力Ol乃至0.lを
各々別個にラッチするように構成されている。
ランチ回路171乃至+74は1分周回路14の出力パ
ルスBの反転波形(第3図n)力5反転回路18を経て
導かれ、反転波形nの立上り吟にラッチ動作を行う。
ラッチ回路17!乃至1?’4にう・ンチされた記憶デ
ータはデータバス19によってデータセレクタ+51乃
至158に導かれる。データセレクタ151乃至158
の各々は4つの入力端を有し、いずれかの入力端のデー
タが出力端に送出される。
第4図はデータセレタク+5]乃至158の具体例を示
し、 AND回路181乃至194によってデータ入力
端Pr、乃至Pr4のデータがOR回路20から出力端
P6に送出される。端子S、 、S2には制御信号が導
かれ、この制御信号が反転回路2+1 、212.22
1 、222を経てAND回路191乃至184に導か
れていずれかのAND回路が導通させられる。端子S、
には分周回路13の出力パルスAが印加され、端子S2
には分周回路14の出力パルスBが導かれる。従って、
両入力が低レベルのとき、反転回路211 、221の
各出力が高レベルにより、それによってAND回路19
1が導通させられる。そして、端子SIが高レベルに、
端子S、が低レベルになると、反転回路212.221
の各出力が高レベルになりAND回路192が導通する
。同様にして、端子S、が低レベル、端子S、が高レベ
ルの状四二においてはAND回路183が導通し、端子
S、、S、が共に高レベルの状態においてはA110回
路184が導通する。以後同様にして、分周回路13の
出力パルスAの半周期毎にAND回路191乃至194
が順にくり返し導通することにより、入力端PI、乃至
Pi4のデータが順に時系タフ的に出力端P。から送出
される。
データセレクタ151乃至158の各入力端p1乃至p
Hにはラッチ回路171乃至174が送出する記憶回路
161乃至164の記憶出力うち、同一番号の出力端か
ら送出される出力が導かれる。すなわち、データセレク
タ151の入力端pl、乃至pi4 には記憶回路18
1乃至164の各出力の第1の出力端OIのラッチ出力
が導かれる。そして、上記のようにして、記憶回路16
1乃至164の第1出力O1が順に時系列的にくり返し
送出される。
同様にして、データセレクタ152は記憶回路161乃
至+84の第2出力O7の久ラッチ出力を時系列的に送
出する。さらに、データセレクタ153乃至158は記
憶回路1t(l乃至164の第3乃至第80、乃至OL
+を七れぞれ時系列的に送出する。
上記において、チークセレクタ151は記憶回路!61
乃至184の第1出力O1を分周回路13の出力される
。そして、記憶回路181から164の第1出力OIが
−・順して送出されると、分間回路14の出力パルスB
の立下り時にカウンター2の計数値が変化して記憶回路
161乃至164は次の記憶番地が指定Sれる。カウン
ター2は分周回路13の出力パルスAの2周期 =82.5 (用5ea) 毎に計数値が変化するから、記憶回路161乃至164
の各々は62.5nsec毎に記憶番地が順に指定され
る。従って、記憶回路161乃至164はアクセス時間
が50nsec以下のものであれば各記憶番地の記憶デ
ータを十分に安定して読出すことかできる。
そして、チークセレクタ+51からI MH2の矩形波
列を送出する場合、記憶回路161乃至164は62.
5g sec毎に記憶番地が指定されるから、IMI(
z矩形波列の位相データーを82.5nsec毎に記憶
すればよい。さらに、記憶回路161乃至164の記憶
データーは。
−4sec = 15.825 n5ec4 の間隔で時系列化されて送出されるから、記憶回路18
1乃′T:+84が82.5nsec毎に記憶するI 
MH2矩形波列の位相データーをII3.625nse
cづつ順に異ならせて記憶させることにより、データセ
レクタ15]から送出される短針波列をI6.625n
secの位相精1gで送出することができる。
チークセレクタ152乃至158も上記と同様にして、
62.5r+sec毎に読出される記憶回路+131乃
至164の記憶データーを!8.1325nsec毎に
時系列化して送出することにより、I MHz矩形波列
を18.825nsecの位+1′]精度で送出する。
チークセレクタ151乃至158の各々から、北記のよ
うにして送出される矩形波列に各々は混合回路MX、乃
至MXRへ導かれて超音波振動子2.乃至Zの受波信号
と混合される。以後は第1図と同様にして指向性受波ビ
ームが形成される。
f発明の詳細 な説明のように、生成する矩形波列の位相データーを記
憶回路のアんセス時間以上の間隔で複数個の記憶回路に
記憶させ、各記憶回路の記憶データーを時系列化して送
出することにより、記憶回路のアクセス時間以下の位相
精度で矩形波列を生成することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来例を示し、第2図はこの発明の実施例を示
し、第3図はその動作を説明するための波形図、第4図
はそのデータセレクタの具体例を示す。 2・・・・・・カウンター、4・旧・・クロックパルス
源、7・・・・・・加算回路、8・・・・・・フィルタ
ー、9・・・・・・増1]器、10・・・・・・表示器
、11・・・・・・走査器、12・・・・・・送信器1
3.14・・・・・・分周回路、+51乃至158・・
・・・・ データセレクタ、+81乃至IEi4・・・
用記憶回路、+71乃至174・・・・・・ラッチ回路
、18・・・・・・反転回路、+91乃至194・・・
・・・AND回路、20・・・・・・OR回路、211
.212・・・・・・反転回路、ZI乃至Zl、・・・
・・・超音波受波器、PA。 PA、・・・・・・前置増巾器、MX、乃至MxI、・
・・・・・混合回路出順人 古野電気株式会社

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 少なくとも第1、第2の超音波振動子を配列して該第1
    、第2の各超音波振動子の受波信号を合成して特定方向
    の指向性受波ビームを形成し、かつ、該受波ビームの指
    向方向を順次変化させる装置において、 記憶データーがあらかじめ潜込まれた記憶回路の各記憶
    番地の記憶データーを順に読出すことによりくり返し周
    期並びに位相が上記第1、第2の振動子の配置間隔及び
    上記受波ビームの指向方向によって決定される第1、第
    2の周波信号を生成す4周波信号生成器と 該周波信号生成器によって生成yれる第1の周波信号と
    上記第1の超音波振動子の受波信号とを混合する第1の
    混合回路と、 上記周波信号によって生成される第2の周波信号と上記
    第2の超音波振動子の受波信号とを4昆合する第2の混
    合回路と。 該第1並びに第2の混合回路の各混合出力を互いに加算
    する加算回路と、 該加算回路の出力中から特定の周波信号を抽出するフィ
    ルター回路とを具備し、 上記第1並びに第2の周波信号生成器の各々は第1乃至
    第k (k = 2.3.4・・・)の記憶回路で構成
    され、1咳第1乃至第にの記憶回路は各々がn番地の記
    憶容量を有し、各記憶回路の同一番地の記憶データーが
    同時に読出されて第1乃至第にのラッチ回路にラッチさ
    れ、該ラッチ回路のラッチデーターが時系列的に送出さ
    れた後、−上記各記憶回路の次の記憶番地の記憶データ
    ーが同時に読出されてラッチされるごとく構成されてい
    ることを特徴とする受波ビームの指向方向制御装置。
JP18750283A 1983-10-05 1983-10-05 受波ビ−ムの指向方向制御装置 Granted JPS6078371A (ja)

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JPH0118392B2 JPH0118392B2 (ja) 1989-04-05

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