JPS61285803A - 水平直線形受波器アレ−における指向性形成装置 - Google Patents

水平直線形受波器アレ−における指向性形成装置

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JPS61285803A
JPS61285803A JP12615685A JP12615685A JPS61285803A JP S61285803 A JPS61285803 A JP S61285803A JP 12615685 A JP12615685 A JP 12615685A JP 12615685 A JP12615685 A JP 12615685A JP S61285803 A JPS61285803 A JP S61285803A
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Katsu Okubo
大久保 克
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Oki Electric Industry Co Ltd
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、水中で使用される水平直線形受波器アレーに
おける指向性形成装置に関する。
〔従来の技術〕
従来、この種の装置は、例えば、特願昭59−3865
2、特願昭58−176369に示されるものがあり、
いずれも、形成される指向性ノやターンはアレー軸に対
称な円錐形となっていた。
〔発明が解決しようとする問題点〕
従来の装置は、上・記構酸のため、全周360°の各々
の方位角を向いた指向性・ぐターンを形成することがで
きない欠点があった。また、アレー軸方向を向いた指向
性パターンは、受波器間隔が音波の半波長に近いときは
、反対方向に虚方位が生じる欠点があった。
本発明は、この水平直線形受波器アレーによって形成さ
れる指向性パターンの欠点を除去し、全周360°の方
位角を独立に監視できる装置を提供することを目的とす
る。
〔問題点を解決するための手段〕
前記目的を達成するため本発明は、 無指向性受波器とコサイン及びサイン指向性の受波器対
で構成される水平直線形受波器アレーに対する指向性形
成装置であって、 カージオイド指向性を形成する手段と、待受は整相して
マルチビームを形成する手段と、カージオイド指向性の
零点の方位角を整相方位角とアレー軸に対して対称とな
る方位角に向けて接続する手段とを備えたことを特徴と
する水平直線形受波器アレーにおける指向性形成装置で
ある。
〔実施例〕
第2図は本発明の指向性形成装置を適用する水平直線形
受波器アレーの構造例の説明図であシ、第3図は第2図
の各受波器対の構造例の斜視図、第4図は第3図の各受
波器の指向性パターンの説明図であり前記の特願昭59
−038652の実施例と同様のアレーを構成している
。第2図で1〜7は無指向性受波器と指向性受波器の受
波器対であり、これらはケーブル8で接続され、海面9
と海底10の間の海中に水平に展張されている。
第3図は1〜7の受波器対の構造例を示し11は無指向
性受波器、12はコサイン及びサインノRターンの指向
性受波器である。第4図は第3図の受波器対の上から眺
めた時の水平面の指向性を表わし第4図(a)は無指向
性受波器11の指向性、第4図(b) t (c)は指
向性受波器12のコサイン出力及びサイン出力の指向性
を表わす。第4図で00軸は第1図のアレーの中心点即
ち受波器対4の位置から眺めて受波器対7の方位角を表
わし、角度θは反時計方向に設定した。
第1図は本発明の実施例を示すブロック図であ1)H1
〜H7は同一のカージオイド形成器であり、受波器対1
〜7の出力に接続される。T1−T12は待受は監視の
ビームを造るための整相器であり、この出力は全周36
0°の各方位角を向いたビーム出力となる。次にこれら
の接続は受波器対1の無指向性出力は端子A1に、コサ
イン指向性出力は端子B1に、サイン指向性出力は端子
C1に接続され順次受波器対2の各出力はA2.B2.
C2端子に、受波器対7の各出力はA7.B7.C7端
子に接続される。
第5図は第1図ブロック図中のカージオイド形成器H1
〜H7の構成を説明するブロック図であり、入力端子A
、B、Cはそれぞれ第1図のA1〜A7、B1〜B7、
C1〜C7に対応する。第5図の出力端子Nl、N2.
・・・、N12はそれぞれ第1図のIN1〜7N1 、
IN2〜7N2.・・・。
lNl2〜7N12に対応する。13は加算器、14は
重み係数器であシ、重み係数の値は第6図に示されてい
る数値とする。第5図の接続は無指向性の端子Aのライ
ンは、そのまま各12個の加算器13に印加されコサイ
ン及びサイン指向性の端子B、Cのラインは第6図の値
の重み係数器14を経て加算器13に印加される。加算
器13は第7図に示すようなカージオイド型指向性を形
成するために設けたものであシ、カージオイドパターン
の零点の方位角は、第7図ではO0方向を向いているが
、コサイン及びサイン指向性の信号に適当な重み係数を
付与することにより次に示すように任意の方位角ψに向
けることができる。
カージオイド型の指向性関数をΦ(の、零点の方位角を
ψとすると、これらは次の(1)式で関係付けられる。
Φ(の=  1 −  cos (θ〜ψ)     
   ・・・・・・(1)ψ=0°の場合が第7図のカ
ージオイド・やターンである。ψ=ψ0の時・ぐターン
の零点がψ0の方位角を向く事は容易に判る。(1)式
を三角関数を使って展開すると、次の(2)式が得られ
る。
Φ(の=1−低(θ −ψ ) = 1− cosψ”CQSθ−5inψ・slnθ 
・−…(2)(2)式より、コサイン指向性の信号には
一邸ψの重み係数、サイン指向性の信号には−sinψ
の重み係数を付与して無指向性信号と加算すると零点が
90の方位角を向いたカーノオイド、−Pターンが得ら
れる事が判る。第8図に示すような全周360°の30
°毎の方位角に12個の零点を設けるだめの重み係数の
値が第6図に示されている。第5図の構成は、加算器1
3に演算増幅器を用い、重み係数器14に入力抵抗器を
用いれば、簡単に実現できることは容易に判る。
第1図の接続では、この様にして得ら、れたOoから3
60°方位角に零点が向いたカージオイド形成器の出力
N1〜N12に゛対し、各7個の受波器対組に整相器T
1〜T12に入力している。即ち、端子IN1はIPI
に、2N1はIF5に、 3N1はIF5に、・・・、
6N1はIF5に、7N1はIF5に接続され、零点が
00の方位角を向いた1〜7の各受波器対のカージオイ
ド指向性信号が整相器T1に入力され、整相器T1では
180°方向(′こ整相し、端子Y’ 1に出力する。
同様に端子IN2は2P1に、2N2は2P2に、3N
2は2P3に、・・・、6N2は2P6に、7N2は2
P7に接続され、零点が30°方向を向いた1〜7の各
受波器対のカージオイド指向性信号が整相5T2に入力
され、整相器T2では330°方向に整相し、端子Y2
に出力する。同様な接続で、零点が60°方向を向いた
1〜7の各受波器対のカージオイド指向性信号が整相器
T3に入力され、整相器T3でば300’方向に整相し
端子Y3に出力する。整相器T1〜T12の入力のカー
ジオイド指向性の零点の方位角と整相方位角との関係は
第9図に示すとおシであシ、アレー軸に対して対称な方
位角となっている。第10図は整相器T1〜T12に於
る遅延時間を説明する図であり、整相方位角θ=30°
の時は受波器対4を通シ、θ=30°に直角な弦AB線
上で同相となるように各受波器対1〜7に時間遅延が施
こされ加算される。整相方位角θ=330°の時は弦C
D線上で同相となるように遅延が施こされ、受波器対1
〜7に印加される時間遅延は弦AB線上の場合と同一と
なシ、従って、T2とT12は同一の整相器となる。こ
の関係が第9図の備考欄に示されている。第9図の説明
から判るように、例えば整相方位角330°の端子Y2
出力の場合は、アレーの対称性から通常は30°及び3
30°方向の円錐形の指向性が形成されるが、第1図の
接続によりカージオイド指向性の零点が30°を向いた
信号を集めて整相したので、指向性が330°の方位角
だけを向いた指向性パターンを得ることができる。整相
方位角180°の端子Y1出力の場合も、受波器間隔が
音波の半波長に近い時は0°方向に虚方位が生じるが、
カージオイド指向性の零点が0°を向いた信号を集めて
整相したので、指向性が180°方向だけを向いた指向
性・ぐターンを得ることができる。
以上の説明は、受波器対数が7個で、整相方位数が全周
30°毎の12個の場合について行なったが、これに限
定されるものではないことは勿論である。また、ブロッ
ク図として最初にカージオイド形成器を設置し、次に整
相器を設置したが、逆に、最初に、無指向性、コサイン
指向性及びサイン指向性のそれぞれ7個の音響信号を0
0から180゜間の30’毎の7方位に21個の整相器
を用いて整相し、次に、0°方向に整相する装置出力は
零点を180°に向けるカージオイド形成器出力とし、
30゜方向に整相する装置出力は零点を330°方向に
向けるカージオイド形成器出力とし、3300方向に整
相する装置出力は零点を30°方向に向けるカージオイ
ド形成器出力とし、以下第1図、第5図。
第6図と同様にカージオイド指向性を形成して全周36
0°間の30°毎の方位角に12個のビーム出力を得る
ブロック図構成としても実現できることは容易に理解で
きる。更に、アナログ・ディジタル変換器を用いて音響
信号をディソタル化して扱えば第1図のブロック図はマ
イクロ・プロセッサを用いた演算処理で実現できること
も勿論である。
〔発明の効果〕
以上詳細に説明したように、本発明によれば、水平直線
形骨波器アレーにおける指向性形成装置におい−て、カ
ージオイド指向性の零点を整相方位角のアレー軸に対し
て対称な方位角に向けて虚方位を消去したので、全周3
60°の方位角を待受けるビームを形成することができ
る利点がある。更に、同一のアレー構造において、カー
ジオイド指向性が加味されるので、指向性利得が3dB
向上できる効果もある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例のブロック図、第2図は水平直
線形骨波器アレーの構造の説明図、第3図は受波器対の
構造例の斜視図、第4図は各受波器の指向性の説明図、
第5図は第1図中のカージオイド形成器H1〜H7のブ
ロック図、第6図は第5図中の重み係数の値を示す図、
第7図はカージオイド指向性の説明図、第8図は全周3
00毎の方位角を説明する図、第9図はカージオイド指
向性の零点の方位角と整相方位角の関係を説明する図、
第10図は第1図中の整相器T1〜T12の遅延時間を
説明する図である。 Hl、H2,H3,H4,H5,H6,H7・・・カー
ノオイド形成器、T1.T、?、T3.T4゜T5.T
6.T7.T8.T9.TIO,Tll。 T12・・・整相器、13・・・加算器、14・・・重
み係数器O 特許出願人  沖電気工業株式会社 本発明句r紛刺のプロ1,7面 第1図 9 : :1面 第2図 劃すB寸11造 第3図 Eシ 諭 小生 第4図 カーし式づP形爪岩シ 第5図 Φj+係数 第6図 カー′−;スイド閥い苛・)生 第7図 全面30”鈑の力に立命 第8図 手続補正書(自発) □1 イ60・1・1も

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】  無指向性受波器とコサイン及びサイン指向性の受波器
    対で構成される水平直線形受波器アレーに対する指向性
    形成装置であって、 カージオイド指向性を形成する手段と、 待受け整相してマルチビームを形成する手段と、カージ
    オイド指向性の零点の方位角を整相方位角とアレー軸に
    対して対称となる方位角に向けて接続する手段と を備えたことを特徴とする水平直線形受波器アレーにお
    ける指向性形成装置。
JP12615685A 1985-06-12 1985-06-12 水平直線形受波器アレ−における指向性形成装置 Expired - Lifetime JPH0693022B2 (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63186171A (ja) * 1987-01-27 1988-08-01 Oki Electric Ind Co Ltd 発音物体の方位測定装置
JP2006250830A (ja) * 2005-03-11 2006-09-21 Nec Corp 方位測定方法、方位測定方式及び水中音響計測ブイ
JP2017028603A (ja) * 2015-07-27 2017-02-02 株式会社オーディオテクニカ マイクロホン及びマイクロホン装置
JP2023101250A (ja) * 2022-01-07 2023-07-20 日本電気株式会社 ソーナー装置、方法、プログラム

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5851478B2 (ja) 2013-12-05 2016-02-03 グローリー株式会社 遊技媒体貸出装置及び遊技媒体貸出システム

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63186171A (ja) * 1987-01-27 1988-08-01 Oki Electric Ind Co Ltd 発音物体の方位測定装置
JP2006250830A (ja) * 2005-03-11 2006-09-21 Nec Corp 方位測定方法、方位測定方式及び水中音響計測ブイ
JP2017028603A (ja) * 2015-07-27 2017-02-02 株式会社オーディオテクニカ マイクロホン及びマイクロホン装置
JP2023101250A (ja) * 2022-01-07 2023-07-20 日本電気株式会社 ソーナー装置、方法、プログラム

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