JPS6118464Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は隣接する受波器群の各受信信号を合成
してビームを形成してこの受信ビームの指向方向
の目標物を検出する超音波受信装置に関するもの
である。

この種の受信装置を備えたものとして、例えば
スキヤニングソナーがある。第１図はその一般的
な受信回路のブロツク図を示す。同図において、
V₁〜Ｖ_oは円形状に等間隔に配列されたｎ個の指
向性の広いトランスジユーサであり、送信時には
送波器として働き、受信時には送波器として働
く。S₁〜S₈はこれらのトランスジユーサのうち隣
接する８個のトランスジユーサを選択し、かつ円
形状にスキヤニングするためにそれぞれがトラン
スジユーサV₁〜Vnを順次選択していく切換スイ
ツチである。A₁〜A₈は選択された８個のトラン
スジユーサ群の各受信信号を増幅する高周波の前
置増幅器である。D₁〜D₆はトランスジユーサV₁
〜Vnに到達する音波の位相を揃えて音波到達面
が揃うようにするために前置増幅器A₂〜A₇に接
続した遅延回路であり、音波到達面を揃える基準
となるビーム中心から最も離れたトランスジユー
サV₁及びV₈に接続する前置増幅器A₁及びA₈には
挿入されていない。１はトランスジユーサV₁〜
V₈からの増幅され、かつ音波到達面の揃つた各
受信信号を合成して第２図に実線で示すような指
向性の鋭いビームを形成する合成回路であり、各
前置増幅器A₁〜A₈からの受信信号を入力とし、
かつこれらの合成信号を出力し得る演算増幅器よ
り成る。２は合成信号をPPI表示するための表示
器であり、合成回路１からの高周波の合成信号を
検出する検波器、検波出力を増幅する映像増幅
器、らせん状の掃引回路、ブラウン管等を含んで
いる。

以上説明したようなスキヤニングソナーにおい
て、トランスジユーサV₁〜Vnから同時に音波を
発射し、受信状態においてはトランスジユーサ
V₁〜Vnの中から適宜の複数個、例えば３個のト
ランスジユーサを組合せて指向性の鋭い受信ビー
ムを形成し、この受信ビームを順次にスキヤニン
グして、それぞれの受信ビームの指向方向のエコ
ーを受信し、表示器２において対応する方向及び
距離に目標物を表示している。即ち、スキヤニン
グは、選択された８個のトランスジユーサV₁〜
Vnの各受信信号が音波到達面を揃えるように位
相調整されて合成されるために、これらのトラン
スジユーサ８個に相当する１個の平面トランスジ
ユーサが円形状に移動するのと等価となる。しか
しながら、このような受信装置において従来より
他船からの干渉等のような大きなレベルの受信信
号があつた場合、各受信信号が合成されると大き
なレベルになり合成回路１が忠実に作動する限界
を越えて飽和する状態になつていた。第２図の点
線で示した円形はこのような状態の１例を示すも
ので、この場合指向特性のメインローブのみなら
ず一部のサイドローブによる受信信号の合成信号
が合成回路１の飽和レベルＡに達して指向特性が
劣化し、さらに接続する映像増幅器ではブラウン
管に現れる信号レベル限界点Ｂを越え、或は映像
増幅器の飽和レベルにも達し、指向性は全く失わ
れることになる。この結果第３図に示すようにブ
ラウン管CRT上には、受信ビームの指向方向が
干渉波方向である矢印Ｃ方向のときだけでなくリ
ング状に干渉波Ｄが現れ、この上に魚群等の目標
物が存在する場合に判別不可能となり、また見掛
上からも好ましくなかつた。尚、この現象は、第
１図の合成回路１に限らず、合成回路自体は受動
素子のみから構成されている場合であつても、後
談の高周波或は映像増幅器等の飽和レベルを合成
信号が越える場合も同様に発生する。

本考案はこの点に鑑みて、他船からの干渉等の
高レベルの受信信号による観測の妨害を抑制し得
る冒頭に述べた種類の超音波受信装置を提供する
ことを目的とする。そしてこの目的は、本考案に
より指向特性のメインローブにおける合成信号の
最大値が、合成回路以降の回路（合成回路自体或
はこれに後続する回路）の飽和レベルにほぼ相当
するかもしくはそれ以下になるように、合成回路
の各入力回路に振幅制限回路を設けることにより
解決される。

次に本考案を第１図に示す受信回路に適用した
場合の実施例について図を基に説明する。

第４図は本考案による振幅制限回路を有する前
置増幅器の１例である。同図において、３は高周
波の受信信号を増幅する演算増幅器、４は逆並列
に接続された１対のダイオード、５は同調回路で
ある。この１対のダイオード４は抵抗器R₁及び
R₂と共に＋側と一側の両方の極性に対して働く
振幅制限回路を形成している。このような構成の
前置増幅器を、第１図に示す受信回路において合
成回路１の各入力回路に挿入されている前置増幅
器A₁〜A₈とそれぞれ置換する。これにより本考
案による各前置増幅器には、スキヤニング過程で
順次接続されるトランスジユーサの受信信号が供
給され、同調増幅された後、直接又は遅延回路
D₁〜D₆を通して合成回路１に供給される。

このような前置増幅器を備えた受信回路におい
て、今例えば他船から高レベルの干渉波が受信さ
れた場合各演算増幅器３の出力レベルも対応して
大きくなる。しかしながら、合成回路１へ入力す
る各受信信号のレベルは、１対の逆並列ダイオー
ド４により＋及び−側ともダイオードの順方向電
圧に対応してそれぞれ制限される。そしてこの制
限レベルは、第５図に示すように干渉波方向と受
信ビームの指向方向とが一致した状態で８個の前
置増幅器の制限レベルに達した各受信信号を合成
しても、合成回路１の合成信号レベルがほぼその
飽和レベルＡに達する程度に設定されている。一
方サイドローブでの合成信号レベルは、第２図に
おけるメインローブの最大レベルと第５図のもの
と減衰比に対応して変化し、即ち飽和レベルＡを
基準にして正規の指向特性の減衰量だけ低下し、
指向特性の劣化は生じない。換言すれば、受信ビ
ーム方向、即ち前述の仮想した平面トランスジユ
ーサが矢印Ｃ方向に位置する場合合成信号レベル
は飽和レベルＡに達し、一方この平面トランスジ
ユーサがスキヤニングにより移動すると、各受信
信号がいずれもダイオード４によりレベル制限さ
れたとしてもサイドローブ特性に対応して、即ち
前述の平面トランスジユーサに対する音波到達面
の不揃に相当する各受信信号の合成時の位相ずれ
に対応して、合成信号レベルは減衰する。したが
つて、第５図に示すように後続の映像増幅回路に
おいて指向方向が矢印Ｃ方向から移動したサイド
ローブによる合成信号レベルは映像信号レベルの
限界点Ｂ位下に成り得る。一方、目標物にエコー
はダイオード４の制限レベルに達しえず減衰する
ことなく正規の指向特性に従い映像信号となり、
結果として干渉波Ｄは第６図に示すように指向方
向が矢印Ｃ方向のときのみ現れ、エコーへの干渉
が大幅に抑制される。

第７図は本考案の別の実施例を示すもので、演
算増幅器６の＋Ｂ及び−Ｂ電源の電圧を調整する
ことにより、前置増幅器A₁〜A₈の飽和レベルを
振幅制限レベルに設定する。この場合、各前置増
幅器は振幅制限回路として兼用されることにな
る。

以上説明した実施例は本考案を第１図に示す回
路に適用した場合であるが、合成回路の入力回
路、合成回路自体或は合成回路に後続する回路を
異にしているスキヤニングソナーについても適用
可能である。尚、合成回路以降の増幅器の利得が
調整可能になつている場合、各振幅制限回路の制
限レベルは、その利得調整範囲内の少くとも一部
で合成信号レベルがほぼ飽和レベル以下になり得
るように設定する。

さらに本考案は、冒頭に述べた種類の医用超音
波受信装置等にも適用可能である。

以上の説明から明らかなように本考案により高
周波受信信号の合成回路の各入力回路に振幅制限
回路を設けることにより、目標物からのエコーの
受信感度には全く影響を与えること無く、干渉波
等の大レベル信号源に対するサイドローブによる
受信レベルを抑制することができ、目標物検出の
妨害が極めて少なくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図はスキヤニングソナーの一般的な受信回
路のブロツク図、第２図及び第３図は第１図に示
す受信回路における干渉波に対する受信特性、第
４図は本考案の実施例、第５図及び第６図は本考
案における干渉波に対する受信特性並びに第７図
は本考案の別の実施例である。 １……合成回路、２……表示器、３，６……演
算増幅器、４……逆並列ダイオード、V₁〜Vn…
…トランスジユーサ、A₁〜A₈……前置増幅器、
D₁〜D₆……遅延回路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 個々の受波器よりも指向性をより鋭く形成する
   ように隣接する前記受波器群からの各受信信号を
   合成する合成回路の各入力回路に振幅制限回路を
   設け、指向方向で受信され、かつ前記制限回路に
   よりレベル制限された前記各受信信号の合成信号
   レベルが、前記合成回路以降の回路のほぼ飽和レ
   ベル以下になるように前記制限回路の制限レベル
   が設定されていることを特徴とする超音波受信装
   置。