JPS6228681A - 水中探知装置 - Google Patents

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） この発明は、水中の広範囲方向を探知する水中探知装置
において、水中から帰来する反射波のうち、不要方向か
ら帰来する反射波、特に海底反射波を除去する装置に関
する。

（従来の技術） 出願人はこの種の装置として、特願昭１３０−１１９３
２５号並びに特願昭６０−１２８９４９号を提供した。

この装置は、第２図に示すように、水中の探知範囲角θ
を０１、θ２、θ３、θ４のように複数区間に分割して
、各分割区間毎に周波数の異なる超音波パルスを送波し
て水中からの反射波を受波するものである。

このようにすると各分割区間毎に異なる周波数の超音波
が送受波されるから、各分割区間における水中反射信号
が他の分割区間の反射信号に混入することはない０例え
ば、分割範囲角θ１内において水中反射波を受信すると
き、他の分割範囲角θ２θ３．θ４からの海底反射波が
受信されることはない。

分割範囲角θ１、θ２　θ３、θ４は均等に設定しても
よいが、海底反射波を考慮して決定すると不要方向から
の海底友射波を効果的に除去することができる。

海底反射波は直下の海底からの反射波が最も強く受信さ
れる。従って、分割範囲角θ１、θ２、θ３、θ４を決
定する場合、直下の海底方向の分割範囲角をできるだけ
小さくすることが望ましい０例えば、第２図のように海
底Ｂが平坦な場合はθ２　θ３の分割範囲角を小さくす
るのが望ましい、又、第３図のように、海底Ｂが傾斜し
ているときは、θ　θ１ゝ　　　２ 範囲角が海底Ｂに対してほぼ直向するから、分割範囲角
θ１、θ２をできるだけ小さくするのが望ましい、従っ
て、分割範囲角θ１、θ２、θ３、θ４の各々は海底Ｂ
の傾斜を考慮して決定するのが望ましい。

出願人が先に提供した特願昭１１１０−１１９３２５号
並びに特願昭ＧＯ−１２８９４９号においては、分割範
囲角θ１θ２、θ３、θ４が固定されており、海底傾斜
に対応して変化させることができない。

（発明が解決しようとする問題点） この発明は、上記装置において、分割範囲角θ１θ　θ
　θを切換可能にすることを目的とする。

２’　　　　３’　　　　４ （問題点を解決するため手段、作用） 問題点を解決するための手段として送信信号の位相を切
換える切換装置が設けられる。

超音波パルスの送受波器は複数個の超音波振動子が配列
されて構成されている。この超音波送受波器から送信さ
れる超音波信号の送信方向は、超音波振動子を励振する
励振信号の位相関係を適宜設定することにより、所望の
方向に設定することができる。

特願昭ｆｉＯ−１１８３２５号並びに特願昭８０−１２
８９４ｆ３号において、超音波振動子の励振信号は記憶
回路の記憶データを読出すことにより生成される。従っ
て、励振信号の各々の位相関係は記憶回路の記憶データ
によって決定され、記憶データの書込みを適宜工夫する
ことにより、任意の位相関係を設定することができる。

この発明においては、位相関係がそれぞれ異なる複数種
の励振信号の記憶データを記憶回路に書込んで、記憶回
路の読出し位置を適宜切換えることにより位相関係がそ
れぞれ異なる複数種の励振信号を生成し、それによって
送信信号の位相を切換える切換装置を構成する。

（実　施　例） 第１図実施例は、超音波送受波器ｌ、送信信号生成器２
、送受切換器３０１乃至３０８、位相器４、位相制御器
５、混合信号生成器６．加算器７、フィルター８、増巾
器９、ブラウン管表示器１ｏ、掃引回路１１．キーイン
グパルス生成回路１２で構成されている。

第１図実施例は、特願昭８０−１１９３２５号あるいは
特願昭［３０−１２８８４１１号とほぼ同様に構成され
ているが、送信信号生成器２において位相切換数値設定
器２１？、切換スイッチ２１８が設けられた点が相違す
る。

位相切換数値設定器２１７は周波数切換数値設定器２０
７と共に読出し専用メモリ　２０３の読出し番地の指定
を行なう。

読出し専用メモリ　２０３は、カウンタ−２ｏ１１周波
数切換数値設定器２０７、位相切換数値設定器２１７の
出力によって構成される２進ｍ桁の数値によって読出し
番地の指定が行われる。

２進ｍ桁の数値のうち上位ｍ１桁は位相切換数値設定器
２１７によって指定され、ｍ０桁に続＜ｍ２桁は周波数
切換数値設定器２０７によって指定され、さらに、残り
のも桁はカウンター２０１の出力数値によって指定され
る。従って、読出し専用メモリ２０３は１位相切換数値
設定器２１７の出力数値が変化す６毎に記憶番地の指定
がＣ２”２”　”３）番地だけ変化し、周波数切換数値
設定器２０７の出力数値が変化する毎に記憶番地の指定
が（２シ番地だけ変化する。そして、カウンター２０１
は、位相切換数値設定器２１７及び周波数切換数値設定
器２０７によって指定された記憶番地を基準にして（２
シ番地の記憶データをくり返して読出す、記憶データの
くり返し読出しによって、超音波振動子１０１乃至１０
８の励振信号が生成される。すなわち、特願昭８０−１
１９３２５号あるいは特願昭８０−１２８９４９号で説
明したように、カウンター２０１によって読出された読
出し専用メモリ２０３の記憶データはラッチ回路２０４
□乃至２０４８によってラッチされ、ラッチ回路２０４
１乃至２０４８から８相の矩形波列が出力される。

なお、この矩形波列は、カウンター２０１の計数値変化
、従って、カウンター２０１の入力クロックパルス列の
周期によって周波数が決定され、読出し専用メモリ２０
３に書込まれた記憶データのデータ配列によって８相の
矩形波列の各々の位相が決定される。

ラッチ回路２０４１乃至２０４ｐら出力される矩形波列
は２１５、乃至２１５８によってパルス変調された後、
電力増巾器２１６１乃至２１６８において電力増巾され
て送受切換器３０１乃至３０８を経て超音波振動子１０
１乃至１０８の各々に導かれて、それぞれの超音波振動
子１０１乃至１０８をパルス変調された励振信号によっ
て励−する。

ゲート回路２１５、乃至２１５８における矩形波列のパ
ルス変調はゲートパルス生成回路２１４から出力される
ゲートパルスによって行われる。ゲートパルス生成回路
２１４はカウンター２０８にカウントパルスが入力する
毎にゲートパルスを出力する。又、カウンター２０８は
カウントパルスが入力する毎にカウント値が変化し、そ
のカウント値の変化に基づいて周波数切換数値設定器２
０７の設定数値がカウンター２０１の計数容量、すなわ
ち（２ｒｎ３）だけ変化する。さらに、カウンター２０
８のカウント値はデコーダ２１２へも導かれ、デコーダ
２１２は、カウント値が変化する毎にゲー）　２１１１
乃至２１１４を順に導通させる。ゲート２１１１乃至２
１１４は、分周回路２０２から出力されるとそれぞれの
くり返し周波数の異なるクロックパルスを切換えて出力
するゲート２１１　、乃至２１１４のいずれかから出力
されるクロックパルス列はＯＲ回路２１３を経てカウン
ター２０１へ導かれる。従って、カウンター２０１は入
力パルスの周波数が変化する毎にカウント速度が変化し
、それによって読出し専用メモリ２０３の読出し速度が
変化するから、生成される矩形波列の周波数が変化する
。又、カウンター２０１の入力クロックが切換えられる
とき、同時に周波数切換数値設定器２０７の設定数値も
変化する。従って、カウンター２０１は、読出し専用メ
モリ　２０３の異なる領域の記憶データを読出し、その
領域における記憶データを適宜書込むことにより、矩形
波列の周波数を変化させると同時に、位相をも変化させ
る。さらに、矩形破裂の位相は８相の矩形波列の各々毎
に変化させられる。

上記のように、矩形波列の周波数並びに位相が切換えら
れる結果、特願昭８０−１１９３２５号と同様に、超音
波送受波器ｌから送信される超音波パルスが第２図に示
すように、分割範囲角θ１．θ２　θ３、θ４の各方向
に周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４の超音波パルスが微少
時間間隔で送信される。

第２図において、分割範囲角θ１、θ２、θ３、θ４の
大きさは超音波振動子１０１乃至１０８から送信される
各々の超音波信号の位相関係を適宜組合わせることによ
り任意に設定することがきる。そして、各々の超音波信
号の位相は、上記説明から明らかなように、読出し専用
メモリ２０３における記憶データの書込みを適宜設定す
ることにより任意に設定することができる。従って、読
出し専用メモリ２０３に種々の記憶データをあらかじめ
書込んでおき、各データを切換えて読出して、各超音波
振動子の励振信号の位相関係を種々に切換えることによ
り、第２図における分割範囲角０１、θＴ　　’３、θ
４を所望の角度に設定することができる。

位相切換数値設定器２１７及び切換スイッチ２１８は、
上記の分割範囲角θ１、θ２、θ４　θ４を所望の角度
に切換える。

切換スイッチ２１８は１例えば、レジスタが用いられ、
設定数値が順次変化する毎に位相切換数値設定器２１７
から出力される設定数値が変化する。

この設定数値の数値変化によって読出し専用メモリ　２
０３の記憶データの読出し領域が切換えられる。

この場合の読出し領域の切換えは、カウンター２０１及
び周波数切換数値設定器２０７によって読出される読出
し番地数（２Ｉｎ２＋ｍ３）以上に設定される。

従って、位相切換数値設定器２１７によって指定される
それぞれの読出し領域における記憶データを適宜書込む
ことにより、第２図における周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３、
ｆ４の超音波パルスが送信される分割範囲角θ１、θ２
　θ３、θ４を種々の角に設定することができる。

分割範囲角θ１、θ２　θ３．３の大きさは水中から帰
来する反射波のレベルを考慮して設定することができる
０例えば、第２図のように、海底Ｂが平坦な場合は１分
割範囲角θ２　θ−く直下の海底方向を指向するから、
この分割範囲角θ２、θ３を小さくするのが望ましい、
又、第３図のように、海底Ｂが傾斜している場合は、分
割範囲角θ１を小さくするのが望ましい。

上記のようにして超音波送受波器ｌから送信された超音
波信号は水中で反射され、再たび超音波送受波器１によ
って受波された後、送受切換器３０１乃至３０８を経て
移相器４へ出力される。移相器４は特願昭８０−１１９
３２５号あるいは特願昭８０−１２８９４９号と同様に
して、超音波振動子１０１乃至１０８の各受波信号を適
宜移相して、それぞれの移相信号を加算器７において加
算した後、フィルター８において特定周波信号を抽出す
ることにより、フィルター８の出力に指向性受波ビーム
を形成する。なお、移相制御器５並びに混合信号生成器
６は、超音波振動子１０１乃至１０８の各受波信号を移
相する移相制御信号、各受波信号を共通の周波信号に変
換するための混合信号を生成するが、これについては、
特願昭８０−１１９３２５号あるいは特願昭８０−１２
８９４９号と同様であるので省略する。

フィルター８から出力される指向性受波ビーム信号は映
像増巾器９で増巾された後表示器１０へ導かれて表示さ
れる０表示器１０は、例えばブラウン管表示器が用いら
れ、掃引回路１１によって画素走査が行われる。掃引回
路１１はキーイングパルス生成回路１２によって画素走
査を行なう。

キーイングパルス生成回路１２は送信信号生成器２のカ
ウンター２０８をリセットして超音波送受波器ｌに超音
波パルスを送波させる。そして、超音波パルスの送波に
同期して移相制御器５を動作させて指向性受波ビームの
指向方向を水中探知範囲角θ内において操作させる。さ
らに、指向性受波ビームの指向方向の操作に連動して掃
引回路１１を動作させて表示器ｌＯの画素走査を行なわ
せる。

以上の結果、水中から帰来する反射信号が表示器ｌＯの
表示画面上の対応する方位１位置に表示される。

（発明の効果） 以上説明のように、この発明は、水中の探知範囲角θを
複数の範囲角に分割して、各分割範囲角毎に異なる周波
数の超音波パルスを送受波する水中探知装置において、
異なる周波数の超音波パルスを送受波する分割範囲角を
適宜切換えるように構成したものである。従って、海底
形状に応じて分割範囲角の最適角を設定することができ
るから、海底から帰来する反射波、特に直下方向から帰
来する反射波が他方向の指向性受波ビーム信号として混
入するのを極力防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を示し、第２図並びに第３図
はその超音波送受波器にょる送波ビームの指向特性を説
明するための図を示す。 ｌ・・・・・・超音波送受波器、２・・・・・・送信信
号生成器４・・・・・・移相器、５・・・・・・移相制
御器、６・・・・・・混合信号生成器、７・・・・・・
加算器、８・・・・・・フィルター、９・・・・・・映
像増巾器、ＩＯ・・・・・・表示器、１１・・・・・・
掃引回路、１２・・・・・・キーイングパルス生成回路
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 水中の広範囲角θ方向に超音波パルスを送信して各方向
   から帰来する反射波をそれぞれの方向に指向性を有する
   指向性受波ビームで受信する水中探知装置において、 複数個の超音波振動子を配列して超音波送受波器を構成
   し該複数個の超音波振動子の各々を励振する励振信号の
   位相を適宜調整することにより、上記広範囲角θを複数
   区間に分割した各分割範囲角毎に周波数の異なる超音波
   パルスを送信する送信器と、 上記超音波振動子の各々の励振信号の位相関係を変化さ
   せることにより各分割範囲角の分割比率を異なる比率に
   切換える分割角の切換器とを設けたことを特徴とする水
   中探知装置。