JPS623738Y2 - - Google Patents
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- JPS623738Y2 JPS623738Y2 JP1979006150U JP615079U JPS623738Y2 JP S623738 Y2 JPS623738 Y2 JP S623738Y2 JP 1979006150 U JP1979006150 U JP 1979006150U JP 615079 U JP615079 U JP 615079U JP S623738 Y2 JPS623738 Y2 JP S623738Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- transducer
- oscillator
- output signal
- mixer
- ultrasonic transducers
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
この考案は、仮想円筒面にその送波面が接する
ようにその円周方向及び軸方向にそれぞれ等間隔
に超音波振動子を配置して送受波器を構成し、所
定の搬送周波数を有する信号を全ての振動子に供
給してこれらを励振することにより広範囲方向に
超音波パルス信号を発射し、この信号に起因する
目標物体からの反射信号を360゜方向且つほぼ水
平方向に順次形成される受波ビームにて捕捉し表
示器にPPI表示させる水中物体探知装置に関す
る。特に、上記送受波器が装備される船がピツチ
ング又はローリングにより各振動子の受波面の指
向方向が変動しても常にほぼ水平方向に受波ビー
ムを形成し得る装置に関する。
ようにその円周方向及び軸方向にそれぞれ等間隔
に超音波振動子を配置して送受波器を構成し、所
定の搬送周波数を有する信号を全ての振動子に供
給してこれらを励振することにより広範囲方向に
超音波パルス信号を発射し、この信号に起因する
目標物体からの反射信号を360゜方向且つほぼ水
平方向に順次形成される受波ビームにて捕捉し表
示器にPPI表示させる水中物体探知装置に関す
る。特に、上記送受波器が装備される船がピツチ
ング又はローリングにより各振動子の受波面の指
向方向が変動しても常にほぼ水平方向に受波ビー
ムを形成し得る装置に関する。
以下、図面を併せ用いてこの考案を説明する。
第１図は、水中物体探知装置に使用される送受
波器を示し、同図Ａは平面図を同図Ｂは正面図を
示す。
波器を示し、同図Ａは平面図を同図Ｂは正面図を
示す。
第２図及び第３図は、それぞれ従来装置の一部
ブロツク図を示す。第２図及び第３図のものを併
せると従来装置全体の要部のブロツク図が構成さ
れる。
ブロツク図を示す。第２図及び第３図のものを併
せると従来装置全体の要部のブロツク図が構成さ
れる。
第１図において、送受波器１は、120個の振動
子が円筒面にその送受波面を接するように配置さ
れる如く構成される。送受波器の円周方向第１列
目には振動子群T11，T12，T13……T130が等間隔
に配置され、第２列目には振動子群T21，T22，
T23……T230が配置される。同様に、第３及び４
列目には、それぞれ振動子群T31，T32，T33……
T330及びT41，T42，T43……T430が等間隔に配置
される。各振動子は、円筒の軸方向においても等
間隔になるように配置される。
子が円筒面にその送受波面を接するように配置さ
れる如く構成される。送受波器の円周方向第１列
目には振動子群T11，T12，T13……T130が等間隔
に配置され、第２列目には振動子群T21，T22，
T23……T230が配置される。同様に、第３及び４
列目には、それぞれ振動子群T31，T32，T33……
T330及びT41，T42，T43……T430が等間隔に配置
される。各振動子は、円筒の軸方向においても等
間隔になるように配置される。
以下、同一符号が付されているものは同一機能
を行うものとする。
を行うものとする。
第２図において、探知物体からの反射波を捕捉
し縦方向に配置される振動子T11，T21，T31，
T41は、それぞれ対応する増幅器A11，A21，
A31，A41の入力端子に接続される。混合器M11の
−入力端子は増幅器A11の出力端子に接続され、
他の入力端子は移相器PH1の出力端子に接続さ
れ、その出力端子は合成器C1の−入力端子に接
続される。混合器M11は、振動子T11が捕捉する
探知物体からの反射信号と移相器PH1の出力信号
とを混合して和と差の周波数成分を含む出力信号
を合成器C1へ送出する。同様に、混合器M11と同
じように構成される混合器M21，M31，M41の一入
力端子はそれぞれ振動子T21，T31，T41に接続さ
れ、各々の他の入力端子はそれぞれ対応する移相
器PH2，PH3，PH4の出力端子に接続され、各々
の出力端子はそれぞれ合成器C1の対応する入力
端子に接続される。発振器２は、安全な正弦波又
はパルス列を発生し、移相器PH1，PH2，PH3，
PH4の入力端に供給する。移相器PH1は、例えば
発振器２の出力信号を予め定められる量θだけ移
相し、移相器PH2，PH3，PH4は、それぞれ入力
信号を２θ，３θ，４θだけ移相する。混合器
M11，M21，M31，M41の出力信号を加算合成する
合成器C1の出力信号には一対の縦方向に対称な
方向からの帰来信号が含まれ、波器F1として
低域又は高域のいずれかを用いていずれか一方向
に受波ビームを形成し該一方向からのみの反射信
号を取り出し整相回路R1へ送出する。移相器
PH1，PH2，PH3，PH4の移相量θを可変すると
送受波器１の軸方向の任意の方向に受波ビームを
指向させることができる。
し縦方向に配置される振動子T11，T21，T31，
T41は、それぞれ対応する増幅器A11，A21，
A31，A41の入力端子に接続される。混合器M11の
−入力端子は増幅器A11の出力端子に接続され、
他の入力端子は移相器PH1の出力端子に接続さ
れ、その出力端子は合成器C1の−入力端子に接
続される。混合器M11は、振動子T11が捕捉する
探知物体からの反射信号と移相器PH1の出力信号
とを混合して和と差の周波数成分を含む出力信号
を合成器C1へ送出する。同様に、混合器M11と同
じように構成される混合器M21，M31，M41の一入
力端子はそれぞれ振動子T21，T31，T41に接続さ
れ、各々の他の入力端子はそれぞれ対応する移相
器PH2，PH3，PH4の出力端子に接続され、各々
の出力端子はそれぞれ合成器C1の対応する入力
端子に接続される。発振器２は、安全な正弦波又
はパルス列を発生し、移相器PH1，PH2，PH3，
PH4の入力端に供給する。移相器PH1は、例えば
発振器２の出力信号を予め定められる量θだけ移
相し、移相器PH2，PH3，PH4は、それぞれ入力
信号を２θ，３θ，４θだけ移相する。混合器
M11，M21，M31，M41の出力信号を加算合成する
合成器C1の出力信号には一対の縦方向に対称な
方向からの帰来信号が含まれ、波器F1として
低域又は高域のいずれかを用いていずれか一方向
に受波ビームを形成し該一方向からのみの反射信
号を取り出し整相回路R1へ送出する。移相器
PH1，PH2，PH3，PH4の移相量θを可変すると
送受波器１の軸方向の任意の方向に受波ビームを
指向させることができる。
上記のように構成して受波ビームを任意方向に
形成する技術は昭和52年特許出願公開第126252号
に詳述されており、この考案の要旨とは直接関連
しないのでその説明はこの程度に留める。
形成する技術は昭和52年特許出願公開第126252号
に詳述されており、この考案の要旨とは直接関連
しないのでその説明はこの程度に留める。
送受波器１の隣りの行の振動子T12，T22，
T32，T42は、上記１行目のものと同じように対
応する増幅器A12，A22，A32，A42に接続され
る。また、混合器M12，M22，M32，M42の−入力
端子はそれぞれ増幅器A12，A22，A32，A42の出
力端子に接続され、他の入力端子は対応する移相
器PH1，PH2，PH3，PH4の出力端子に接続さ
れ、その出力端子は合成器C2の入力端子に接続
される。合成器C2の出力信号は波器F2を経て
整相回路R1へ送出される。ここに振動子T12で受
信される反射信号は移相器PH1の出力信号と混合
され、また振動子T22，T32，T42がそれぞれ移相
器PH2，PH3，PH4と対応しているので、これら
の振動子T12，T22，T32，T42により形成される
受波ビームの指向方向と振動子T11，T21，T31，
T41により形成される受波ビームの軸方向におけ
る指向方向とは同一である。
T32，T42は、上記１行目のものと同じように対
応する増幅器A12，A22，A32，A42に接続され
る。また、混合器M12，M22，M32，M42の−入力
端子はそれぞれ増幅器A12，A22，A32，A42の出
力端子に接続され、他の入力端子は対応する移相
器PH1，PH2，PH3，PH4の出力端子に接続さ
れ、その出力端子は合成器C2の入力端子に接続
される。合成器C2の出力信号は波器F2を経て
整相回路R1へ送出される。ここに振動子T12で受
信される反射信号は移相器PH1の出力信号と混合
され、また振動子T22，T32，T42がそれぞれ移相
器PH2，PH3，PH4と対応しているので、これら
の振動子T12，T22，T32，T42により形成される
受波ビームの指向方向と振動子T11，T21，T31，
T41により形成される受波ビームの軸方向におけ
る指向方向とは同一である。
以下、同じように第３行目の振動子T13，
T23，T33，T43、第４行目の振動子T14，T24，
T34，T44、第５行目の振動子T15，T25，T35，
T45、及び第６行目の振動子T16，T26，T36，T46
のそれぞれによつて捕捉される受信信号は、上記
第１又は第２行目の振動子群によつて受信された
反射信号と同様に信号処理されるので、送受波器
１の軸方向において上記第１行目のものによつて
形成される受波ビームの指向方向と同一方向に各
行の振動子群により受波ビームが形成される。こ
れら六つの受波ビームによつて捕捉される帰来信
号は全て整相回路R1へ送出される。整相回路R1
は、例えばインダクタ及びコンデンサ等で構成さ
れており各々の受波ビームにより捕捉された反射
方向を同一位相になる如く整相し送受波器面に直
角方向（d1方向）に円周方向にビーム幅の狭い受
波ビームを形成する。このようにして受波ビーム
を形成する整相回路は、公知であり、例えば昭和
52年特許願第7073号の明細書及び図面に詳述され
ている。整相回路R1の出力信号は、増幅器A1を
経て切換回路３へ送出される。
T23，T33，T43、第４行目の振動子T14，T24，
T34，T44、第５行目の振動子T15，T25，T35，
T45、及び第６行目の振動子T16，T26，T36，T46
のそれぞれによつて捕捉される受信信号は、上記
第１又は第２行目の振動子群によつて受信された
反射信号と同様に信号処理されるので、送受波器
１の軸方向において上記第１行目のものによつて
形成される受波ビームの指向方向と同一方向に各
行の振動子群により受波ビームが形成される。こ
れら六つの受波ビームによつて捕捉される帰来信
号は全て整相回路R1へ送出される。整相回路R1
は、例えばインダクタ及びコンデンサ等で構成さ
れており各々の受波ビームにより捕捉された反射
方向を同一位相になる如く整相し送受波器面に直
角方向（d1方向）に円周方向にビーム幅の狭い受
波ビームを形成する。このようにして受波ビーム
を形成する整相回路は、公知であり、例えば昭和
52年特許願第7073号の明細書及び図面に詳述され
ている。整相回路R1の出力信号は、増幅器A1を
経て切換回路３へ送出される。
全く同様に、第７行目から第30行目までの各列
の４個の振動子により捕捉される反射信号は、対
応する増幅器、混合器、合成器、波器、整相回
路及び増幅器を経て切換回路３へ送出される。第
２列から第７列目までの振動子群により捕捉され
る反射信号を、上記の第１列目から第６列目まで
の振動子群を使用した場合と同じように適正に合
成すると上記d1方向と12゜異なるd2方向に受波ビ
ームを形成することができ、以下同じ様に使用す
る振動子の行を順次一つずつずらせていくと、12
゜ずつ異なる方向に順次受波ビームを形成するこ
とができ、従つて送受波器の全周方向からの帰来
波を受信することができる。
の４個の振動子により捕捉される反射信号は、対
応する増幅器、混合器、合成器、波器、整相回
路及び増幅器を経て切換回路３へ送出される。第
２列から第７列目までの振動子群により捕捉され
る反射信号を、上記の第１列目から第６列目まで
の振動子群を使用した場合と同じように適正に合
成すると上記d1方向と12゜異なるd2方向に受波ビ
ームを形成することができ、以下同じ様に使用す
る振動子の行を順次一つずつずらせていくと、12
゜ずつ異なる方向に順次受波ビームを形成するこ
とができ、従つて送受波器の全周方向からの帰来
波を受信することができる。
第３図において、整相回路R1には波器F1，
F2，F3，F4，F5，F6の出力信号が供給され、そ
の出力信号は切換回路３の−入力端子に供給され
る。整相回路R2には波器F2，F3，F4，F5，
F6，F7の出力信号が供給され、そのその出力信
号は切換回路３の−入力端子に供給される。以下
同様に、整相回路R3，R4……R30の各字にはそれ
ぞれ波器（F3，F4，F5，F6，F7，F8）、（F4，
F5，F6，F7，F8，F9）、……（F25，F26，F27，
F28，F29，F30）の出力信号が供給され、波器の
出力信号は増幅器A1，A2……A30をそれぞれ経て
切換回路３の各入力端子へ供給される。切換回路
３の各入力端子への入力信号は順次切換えられて
取り出され増幅回路４を経てブラウン管CRTの
輝度端子へ印加される。パルス発生器５は、送受
波器１を構成する全ての振動子を同時に励振し広
範囲方向に超音波パルスを周期的に発射させると
共に、切換回路３の切換動作を開始させ、また偏
向波生成回路６を駆動して偏向波を生成してブラ
ウン管CRTの偏向コイル７に印加しブラウン管
の電子流を送受波器１の振動子の円周方向の配列
に対応して同心円状に掃引させる。この掃引動作
と切換回路３の切換動作とは同期して行なわれる
ようになされ、切換回路は電子流が360゜掃引さ
れる期間内にその切換動作が一順するようになさ
れている。従つて、パルス発生器５がパルス信号
を発生して送受波器１を励振する毎に受波ビーム
が水平方向且つ全周方向に順次形成されこれらの
ビームにより捕捉される反射信号がブラウン管面
上に表示される。
F2，F3，F4，F5，F6の出力信号が供給され、そ
の出力信号は切換回路３の−入力端子に供給され
る。整相回路R2には波器F2，F3，F4，F5，
F6，F7の出力信号が供給され、そのその出力信
号は切換回路３の−入力端子に供給される。以下
同様に、整相回路R3，R4……R30の各字にはそれ
ぞれ波器（F3，F4，F5，F6，F7，F8）、（F4，
F5，F6，F7，F8，F9）、……（F25，F26，F27，
F28，F29，F30）の出力信号が供給され、波器の
出力信号は増幅器A1，A2……A30をそれぞれ経て
切換回路３の各入力端子へ供給される。切換回路
３の各入力端子への入力信号は順次切換えられて
取り出され増幅回路４を経てブラウン管CRTの
輝度端子へ印加される。パルス発生器５は、送受
波器１を構成する全ての振動子を同時に励振し広
範囲方向に超音波パルスを周期的に発射させると
共に、切換回路３の切換動作を開始させ、また偏
向波生成回路６を駆動して偏向波を生成してブラ
ウン管CRTの偏向コイル７に印加しブラウン管
の電子流を送受波器１の振動子の円周方向の配列
に対応して同心円状に掃引させる。この掃引動作
と切換回路３の切換動作とは同期して行なわれる
ようになされ、切換回路は電子流が360゜掃引さ
れる期間内にその切換動作が一順するようになさ
れている。従つて、パルス発生器５がパルス信号
を発生して送受波器１を励振する毎に受波ビーム
が水平方向且つ全周方向に順次形成されこれらの
ビームにより捕捉される反射信号がブラウン管面
上に表示される。
第４図は、従来装置の有する不具合点を説明す
るための説明図を示す。
るための説明図を示す。
第４図において、従来装置が装備される船が揺
動しない場合には、送受波器１は実線で示される
如く保持され受信ビームは水平方向に形成され、
従つて、所望方向の地域を探索することが可能と
なる。しかし、船のピツチング又はローリングに
より、送受波器が破線１′で示す如く傾いた場合
には、受信ビームが51のように水平方向に対し傾
いた方向に形成される。従つて、船が揺動する場
合には、受信ビームの指向方向が絶えず変化し、
所望方向の水中状況を正確に把握することが困難
であつた。
動しない場合には、送受波器１は実線で示される
如く保持され受信ビームは水平方向に形成され、
従つて、所望方向の地域を探索することが可能と
なる。しかし、船のピツチング又はローリングに
より、送受波器が破線１′で示す如く傾いた場合
には、受信ビームが51のように水平方向に対し傾
いた方向に形成される。従つて、船が揺動する場
合には、受信ビームの指向方向が絶えず変化し、
所望方向の水中状況を正確に把握することが困難
であつた。
この考案は、上記不具合点を解決することを目
的とするもので、船がピツチング又はローリング
する場合にも受波ビームを常にほぼ水平方向に指
向させ得る水中物体探知装置を提供する。
的とするもので、船がピツチング又はローリング
する場合にも受波ビームを常にほぼ水平方向に指
向させ得る水中物体探知装置を提供する。
この考案は、船が揺動て送受波器１が第４図の
破線で示すように傾いたときに、送受波器の各振
動子により受信される反射信号を適正に移相させ
ることにより、等価的に実線で示す送受波器１が
受信ビームを形成するのと同じように、常に水平
方向に受信ビームを形成するものである。
破線で示すように傾いたときに、送受波器の各振
動子により受信される反射信号を適正に移相させ
ることにより、等価的に実線で示す送受波器１が
受信ビームを形成するのと同じように、常に水平
方向に受信ビームを形成するものである。
以下、船が揺動して送受波器１が傾いた時に各
振動子が捕捉する受信信号に与えるべき移相量を
導出する。
振動子が捕捉する受信信号に与えるべき移相量を
導出する。
第５図から第７図までの図は、これらの移相量
を定める式を導出する際に使用される参考図を示
す。
を定める式を導出する際に使用される参考図を示
す。
第５図は、送受波器を構成する各振動子の三次
元位置を決める座標系を示す。第６図は、船のピ
ツチング又はローリングにより送受波器１が傾い
た状態でのθｎ方向の断面図を示す。
元位置を決める座標系を示す。第６図は、船のピ
ツチング又はローリングにより送受波器１が傾い
た状態でのθｎ方向の断面図を示す。
θは、船尾方向を示す。各振動子の位置は
（Ｒ，θｎ，Zm）の三要素により定まる。ここ
に、 Ｒ：送受波器の軸から振動子までの距離、 θｎ：ｎ行目の振動子の船尾からの角度、 Zm：上からｍ列目の振動子の最上段から
の距離 とする。
（Ｒ，θｎ，Zm）の三要素により定まる。ここ
に、 Ｒ：送受波器の軸から振動子までの距離、 θｎ：ｎ行目の振動子の船尾からの角度、 Zm：上からｍ列目の振動子の最上段から
の距離 とする。
今、船のローリング角度を△φＲ、ピツチング
角度を△φＰとして、これらの船の揺動により送
受波器１のｎ行ｍ列目の振動子が元の位置（Ｒ，
θｎ，Zm）から（R′，θn′，Zm′）へ変動した
場合に、R′ひいては（Ｒ−R′）を算出しこの値
に対応する位相量だけ各振動子が捕捉する受信信
号を移相させて補償すれば、形成される受波ビー
ムを船の揺動にかかわらず常に受波ビームを水平
方向へ指向させることができる。
角度を△φＰとして、これらの船の揺動により送
受波器１のｎ行ｍ列目の振動子が元の位置（Ｒ，
θｎ，Zm）から（R′，θn′，Zm′）へ変動した
場合に、R′ひいては（Ｒ−R′）を算出しこの値
に対応する位相量だけ各振動子が捕捉する受信信
号を移相させて補償すれば、形成される受波ビー
ムを船の揺動にかかわらず常に受波ビームを水平
方向へ指向させることができる。
送受波器のｎ行ｍ列目の振動子の補償すべき距
離△Rn，ｍは、 △Rn，ｍ＝〔（ｍ−１）ｈ＋Ｒ／２ √△2＋△2sin｛π／３０（2n＋１） −tan-1△φＰ／△φＲ｝〕×√△2＋△2 sin｛π／３０（2n＋１） −tan-1△φＰ／△φＲ｝ ………(1) で表わされ、従つて各振動子により捕捉される反
射信号と各振動子に対応する混合器にて混合され
る発振器からの信号Un，ｍ（ｔ）は、 Un，ｍ（ｔ）＝sin ｛ωｃ（ｔ＋／ｆｃ・△Ｒｎ，ｍ／Ｃ）｝……
…(2) ここに、sinωct：発振器の出力信号 ｃ：発振器の出力信号の周波数 ：受信信号の周波数 ｃ：音波の水中伝播速度 で表わされる。
離△Rn，ｍは、 △Rn，ｍ＝〔（ｍ−１）ｈ＋Ｒ／２ √△2＋△2sin｛π／３０（2n＋１） −tan-1△φＰ／△φＲ｝〕×√△2＋△2 sin｛π／３０（2n＋１） −tan-1△φＰ／△φＲ｝ ………(1) で表わされ、従つて各振動子により捕捉される反
射信号と各振動子に対応する混合器にて混合され
る発振器からの信号Un，ｍ（ｔ）は、 Un，ｍ（ｔ）＝sin ｛ωｃ（ｔ＋／ｆｃ・△Ｒｎ，ｍ／Ｃ）｝……
…(2) ここに、sinωct：発振器の出力信号 ｃ：発振器の出力信号の周波数 ：受信信号の周波数 ｃ：音波の水中伝播速度 で表わされる。
以下、式を導出する。
θｎ＝π／３０（2n＋１）〔rad〕 (3)
ここに、ｎ：１〜30
Zm＝（ｍ−１）ｈ (4)
ここに、ｈ：送受波器の軸方向の相隣る振動子
間の距離 ｍ：１〜４ Rn′，ｍ＝Rcosδθｎ−Zmsinδθｎ (5) △Rn，ｍ＝Ｒ−R′n，ｍ ＝Ｒ（１−cosδθｎ）＋Zmsinδθｎ ＝Ｒ（2sin2δθｎ／２）＋Zmsinδθｎ ≒（Ｒ／２δθｎ＋Zm）δθｎ (6) ここに、δθｎ：θｎ方向の振動子面と垂線の
なす角 δθｎは、 δθｎ＝δsin（θｎ−θδ） (7) ここに、δ≒√△2＋△2 (8) θδ：第７図に示すように、船が揺
動したときもとの送受波円筒の上
面と傾いた時の上面とが交わる交
線の方向 θδ＝tan-1△φＰ／△φＲ (9) 第７図は、船がローリング角△φＲ、ピツチン
グ角△φＰだけ揺動した時の送受波器の変動状態
図を示す。
間の距離 ｍ：１〜４ Rn′，ｍ＝Rcosδθｎ−Zmsinδθｎ (5) △Rn，ｍ＝Ｒ−R′n，ｍ ＝Ｒ（１−cosδθｎ）＋Zmsinδθｎ ＝Ｒ（2sin2δθｎ／２）＋Zmsinδθｎ ≒（Ｒ／２δθｎ＋Zm）δθｎ (6) ここに、δθｎ：θｎ方向の振動子面と垂線の
なす角 δθｎは、 δθｎ＝δsin（θｎ−θδ） (7) ここに、δ≒√△2＋△2 (8) θδ：第７図に示すように、船が揺
動したときもとの送受波円筒の上
面と傾いた時の上面とが交わる交
線の方向 θδ＝tan-1△φＰ／△φＲ (9) 第７図は、船がローリング角△φＲ、ピツチン
グ角△φＰだけ揺動した時の送受波器の変動状態
図を示す。
従つて、上記(6)式に上記(3)，(4)，(7)，(8)，(9)式
を代入すれば、各振動子についての補償すべき距
離を示す上記(1)式の△Rn，ｍを導き出すことが
できる。
を代入すれば、各振動子についての補償すべき距
離を示す上記(1)式の△Rn，ｍを導き出すことが
できる。
第８図は、この考案の実施例の一部ブロツク図
を示す。
を示す。
第１図に示す送受波器１を構成する振動子
T11，T21，T31，T41は、それぞれ対応する増幅
器A11，A21，A31，A41の入力端子に接続され
る。混合器M11の−入力端子は増幅器A11の出力
端子に接続され、他の入力端子は移相回路１５の
−入力端子に接続され、その出力端子は合成器
C1の−入力端子に接続される。混合器M11は、振
動子T11が捕捉する探知物体からの反射信号と移
相回路の出力端信号とを混合して得られる和と差
の周波数成分を含む出力信号を合成器C1へ送出
する。同様に、混合器M11と同じように構成され
る混合器M21，M31，M41の−入力端子はそれぞれ
振動子T21，T31，T41に接続され、各々の他の入
力端子はそれぞれ移相回路１５の出力端子に接続
され、各々の出力端子は合成器C1の入力端子に
接続される。発振器１６は、一定周期の正弦波又
はパルス列を発生し移相回路１５へ供給する。検
出器１７は、船のローリング又はピツチング角度
を検出するもので、例えば円形のポテンシヨメー
タをそれぞれ船首−船尾方向、右舷−左舷方向に
且つ水平方向に保持し、それらの軸から重りを垂
下し船の揺動に伴つてポテンシヨメータの摺動子
が回動し抵抗値が可変され、揺動角度に比例する
出力信号を演算器へ送出する如く構成される。演
算器１８は、検出器１７の出力信号に基づいて、
上記(2)式で表わされるように、対応する各振動子
毎に発振器１６の出力信号の移相すべき量 τ＝／ｃ・△Ｒｎ，ｍ／Ｃ を演算する。テイルト制御器１９は、受波ビーム
を水平方向に指向させるもので、制御信号を演算
器１８へ供給する。演算器１８は、また制御器１
９及び検出器１７の出力信号に基づいて受波ビー
ムを常に水平方向に指向させるに必要な移相量を
各振動子毎に算出する。移相回路１５は、演算器
１８の出力信号に基づいて各振動子毎に発振器１
６の出力信号を移相し対応する各混合器へ送出す
る。
T11，T21，T31，T41は、それぞれ対応する増幅
器A11，A21，A31，A41の入力端子に接続され
る。混合器M11の−入力端子は増幅器A11の出力
端子に接続され、他の入力端子は移相回路１５の
−入力端子に接続され、その出力端子は合成器
C1の−入力端子に接続される。混合器M11は、振
動子T11が捕捉する探知物体からの反射信号と移
相回路の出力端信号とを混合して得られる和と差
の周波数成分を含む出力信号を合成器C1へ送出
する。同様に、混合器M11と同じように構成され
る混合器M21，M31，M41の−入力端子はそれぞれ
振動子T21，T31，T41に接続され、各々の他の入
力端子はそれぞれ移相回路１５の出力端子に接続
され、各々の出力端子は合成器C1の入力端子に
接続される。発振器１６は、一定周期の正弦波又
はパルス列を発生し移相回路１５へ供給する。検
出器１７は、船のローリング又はピツチング角度
を検出するもので、例えば円形のポテンシヨメー
タをそれぞれ船首−船尾方向、右舷−左舷方向に
且つ水平方向に保持し、それらの軸から重りを垂
下し船の揺動に伴つてポテンシヨメータの摺動子
が回動し抵抗値が可変され、揺動角度に比例する
出力信号を演算器へ送出する如く構成される。演
算器１８は、検出器１７の出力信号に基づいて、
上記(2)式で表わされるように、対応する各振動子
毎に発振器１６の出力信号の移相すべき量 τ＝／ｃ・△Ｒｎ，ｍ／Ｃ を演算する。テイルト制御器１９は、受波ビーム
を水平方向に指向させるもので、制御信号を演算
器１８へ供給する。演算器１８は、また制御器１
９及び検出器１７の出力信号に基づいて受波ビー
ムを常に水平方向に指向させるに必要な移相量を
各振動子毎に算出する。移相回路１５は、演算器
１８の出力信号に基づいて各振動子毎に発振器１
６の出力信号を移相し対応する各混合器へ送出す
る。
同じ様に、隣りの行の振動子T12，T22，T32，
T42は、それぞれ対応する増幅器A12，A22，
A32，A42に接続される。混合器M12，M22，M32，
M42の−入力端子はそれぞれ増幅器A12〜A42の出
力端子に接続され、他の入力端子は移相回路１５
の対応する出力端子に接続され、各出力端子は合
成器C2の各入力端子に接続される。第３行目の
振動子T13，T23，T33，T43にて受信される反射
信号は、それぞれ増幅器、混合器を経て合成器
C3に供給され合成される。以下、同様に第４行
から６行目までの振動子により捕捉される反射信
号は、それぞれ合成器C4，C5，C6により合成さ
れる。合成器C1の出力信号に含まれる和と差の
周波数成分のいずれか必要な方が波器F1によ
り取り出され整相回路R1へ送出される。同様
に、合成器C2〜C6の出力信号もそれぞれ波器
F2〜F6により所定の周波数成分が取り出され整
相回路へ送出される。この整相回路にて各受信信
号は上記説明の如く適正に整相されて円周方向に
おいてd1方向に受波ビームが形成される。送受波
器の軸方向における受波ビームの指向方向は制御
器１９により定められる。
T42は、それぞれ対応する増幅器A12，A22，
A32，A42に接続される。混合器M12，M22，M32，
M42の−入力端子はそれぞれ増幅器A12〜A42の出
力端子に接続され、他の入力端子は移相回路１５
の対応する出力端子に接続され、各出力端子は合
成器C2の各入力端子に接続される。第３行目の
振動子T13，T23，T33，T43にて受信される反射
信号は、それぞれ増幅器、混合器を経て合成器
C3に供給され合成される。以下、同様に第４行
から６行目までの振動子により捕捉される反射信
号は、それぞれ合成器C4，C5，C6により合成さ
れる。合成器C1の出力信号に含まれる和と差の
周波数成分のいずれか必要な方が波器F1によ
り取り出され整相回路R1へ送出される。同様
に、合成器C2〜C6の出力信号もそれぞれ波器
F2〜F6により所定の周波数成分が取り出され整
相回路へ送出される。この整相回路にて各受信信
号は上記説明の如く適正に整相されて円周方向に
おいてd1方向に受波ビームが形成される。送受波
器の軸方向における受波ビームの指向方向は制御
器１９により定められる。
同様に、第２行目から第７行目までの振動子に
より捕捉される反射方向を適正に合成するd1方向
とは12゜異なる方向に受波ビームを形成すること
ができる。このように１行ずつずらせていけば円
周方向に12゜ずつ異なる方向に順次受波ビームを
形成することができ全周方向を探索することがで
きる。
より捕捉される反射方向を適正に合成するd1方向
とは12゜異なる方向に受波ビームを形成すること
ができる。このように１行ずつずらせていけば円
周方向に12゜ずつ異なる方向に順次受波ビームを
形成することができ全周方向を探索することがで
きる。
第８図のブロツク図と第３図のブロツク図とを
併せると、この考案の実施例のほぼ全体を構成す
ることができる。
併せると、この考案の実施例のほぼ全体を構成す
ることができる。
整相回路R1には、波器F1〜F6の出力信号が
供給され、その出力信号は増幅器A1，切換回路
３、増幅回路４を経てブラウン管CRTへ供給さ
れる。整相回路R2には、波器F2〜F6の出力信
号が供給され、その出力信号は、増幅器A2，切
換回路３、増幅回路４を経てブラウン管へ供給さ
れる。同様に、波器F3〜F30の出力信号は、そ
れぞれ整相回路R3〜R30、増幅器A3〜A30、切換
回路３、増幅回路４を経てブラウン管CRTへ送
出される。切換回路３の切換動作とブラウン管
CRTの掃引動作とは同期して行なわれるように
なされているので、水平方向の水中周囲状況がブ
ラウン管面上に表示される。実施例のその他の部
分の動作は、上記従来装置のものと同じなので省
略する。
供給され、その出力信号は増幅器A1，切換回路
３、増幅回路４を経てブラウン管CRTへ供給さ
れる。整相回路R2には、波器F2〜F6の出力信
号が供給され、その出力信号は、増幅器A2，切
換回路３、増幅回路４を経てブラウン管へ供給さ
れる。同様に、波器F3〜F30の出力信号は、そ
れぞれ整相回路R3〜R30、増幅器A3〜A30、切換
回路３、増幅回路４を経てブラウン管CRTへ送
出される。切換回路３の切換動作とブラウン管
CRTの掃引動作とは同期して行なわれるように
なされているので、水平方向の水中周囲状況がブ
ラウン管面上に表示される。実施例のその他の部
分の動作は、上記従来装置のものと同じなので省
略する。
第９図は、この考案の実施例の一部詳細図を示
す。第８図に示す移相回路１５と発振器１６の一
例を示す。
す。第８図に示す移相回路１５と発振器１６の一
例を示す。
各振動子に対応するレジスターRE11，RE21，
RE31……RE430には、発振器１６の出力信号を移
相すべき時間が記憶される。パルス発生器２０
は、移相すべき最小時間τminで定まる周波数の
パルス列を可逆カウンターUD11，UD21，UD31…
…UD430へ供給する。可逆カウンターUD11は、先
ず予め定められる値に設定されており、パルス発
生器２０の出力信号に基づいて加算又は減算計数
を行ない、計数値とレジスターRE11に記憶され
る値とが同一になつた時に計数動作を停止すると
共に出力信号を発生し分周器D11の分周動作を開
始する。分周器D11の入力端には周波数ｎｃの
発振器２１からのパルス列信号が供給されてお
り、該分周器D11は計数器UD11の出力信号により
リセツトされ分周動作を開始し、周波数ｃの信
号を混合器M11へ供給する。他のレジスターRE21
〜RE430、可逆カウンターUD21〜UD430、分周器
D21〜D430はそれぞれレジスターRE11、可逆カウ
ンターUD11、分周器D11と同一に構成され、同様
な動作を行う。
RE31……RE430には、発振器１６の出力信号を移
相すべき時間が記憶される。パルス発生器２０
は、移相すべき最小時間τminで定まる周波数の
パルス列を可逆カウンターUD11，UD21，UD31…
…UD430へ供給する。可逆カウンターUD11は、先
ず予め定められる値に設定されており、パルス発
生器２０の出力信号に基づいて加算又は減算計数
を行ない、計数値とレジスターRE11に記憶され
る値とが同一になつた時に計数動作を停止すると
共に出力信号を発生し分周器D11の分周動作を開
始する。分周器D11の入力端には周波数ｎｃの
発振器２１からのパルス列信号が供給されてお
り、該分周器D11は計数器UD11の出力信号により
リセツトされ分周動作を開始し、周波数ｃの信
号を混合器M11へ供給する。他のレジスターRE21
〜RE430、可逆カウンターUD21〜UD430、分周器
D21〜D430はそれぞれレジスターRE11、可逆カウ
ンターUD11、分周器D11と同一に構成され、同様
な動作を行う。
なお上記実施例においては、波器F1〜F30を
合成器C1〜C30と整相回路R1〜R30との間に挿入
したが、他の適当なる部分例えば整相回路R1〜
R30の後に配置することも可能である。
合成器C1〜C30と整相回路R1〜R30との間に挿入
したが、他の適当なる部分例えば整相回路R1〜
R30の後に配置することも可能である。
上記のように、この考案によれば、装置が装備
される船がピツチング又はローリングしても、常
にを水平方向へ指向させることができ従つて水平
方向の水中周囲状況を正確に探索することが可能
な水中物体探知装置を提供することができる。
される船がピツチング又はローリングしても、常
にを水平方向へ指向させることができ従つて水平
方向の水中周囲状況を正確に探索することが可能
な水中物体探知装置を提供することができる。
第１図は、水中物体探知装置に使用される送受
波器を示し、第２図は従来装置の一部ブロツク図
を示し、第３図は水中物体探知装置の一部ブロツ
ク図を示し、第４図は、従来装置の有する不具合
点を説明するための参考図を示し、第５図から第
７図はこの考案の実施例に利用される式を導出す
るために使用される図を示し、第８図はこの考案
の実施例の一部ブロツク図を示し、第９図は第８
図の一部詳細図を示す。
波器を示し、第２図は従来装置の一部ブロツク図
を示し、第３図は水中物体探知装置の一部ブロツ
ク図を示し、第４図は、従来装置の有する不具合
点を説明するための参考図を示し、第５図から第
７図はこの考案の実施例に利用される式を導出す
るために使用される図を示し、第８図はこの考案
の実施例の一部ブロツク図を示し、第９図は第８
図の一部詳細図を示す。
Claims (1)
- 【実用新案登録請求の範囲】 仮想円筒面にその受波面が接するようにその円
周方向にＮ個及び軸方向にＭ個それぞれ等間隔に
Ｎ×Ｍ個の超音波振動子を配置して送受波器を構
成し、軸方向に配置される超音波振動子相互間の
位相差の設定並びに円周方向に配置される超音波
振動子の選択的使用及び相互間の位相差の設定に
よりほぼ水平方向且つ円周方向に順次受波ビーム
を形成し、これら受波ビームにより捕捉される被
探知物体からの反射信号を受信し表示器に水中周
囲状況を表示せしめる水中物体探知装置におい
て、 周波数の到来信号を受信する上記Ｎ×Ｍ個の
超音波振動子と、 周波数Cの信号を発生する発振器と、 上記超音波振動子の各々に対応して設けられ超
音波振動子によつて受信される上記到来信号と上
記発振器の出力信号とを混合する混合器と、 船のローリング角度△φR及びピツチング角度
△φPを検出する検出器と、 上記混合器の各々に供給される上記発振器の出
力信号の移相量τo,nを算出する演算器と、 τo,n＝／Ｃ・Ｃ ［（ｍ−１）ｋ＋２／Ｒ√△〓＋△〓 sin｛π／Ｎ（2n＋１）−tan-1△φＰ／△φＲ｝］ ×√△〓＋△〓sin｛π／Ｎ（2n＋１） −tan-1△φＰ／△φＲ｝ ここに、τo,n：基準方向から送受波器の円周方
向にｎ行目で且つ送受波器の基準
位置からｍ列目の振動子に対応す
る上記混合器に供給される上記発
振器の出力信号を移相させる量 ｃ：音波の水中伝播速度 ｋ：軸方向の相隣る超音波振動子間の
距離 Ｒ：円筒の軸から振動子までの距離 ｍ：送受波器の基準位置からのその軸
方向の超音波振動子の位置番号 ｎ：基準方向からの送受波器の円周方
向の超音波振動子の位置番号 該演算器の算出した移相量に基づいて上記発振
器の出力信号を移相し各混合器へ供給する移相手
段と、 各混合器の出力信号の中から所定の周波数成分
を取り出す濾波器と、 上記のように選択される超音波振動子に対応す
る混合器の出力信号を合成する合成手段とを具備
したことを特徴とする水中物体探知装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1979006150U JPS623738Y2 (ja) | 1979-01-19 | 1979-01-19 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1979006150U JPS623738Y2 (ja) | 1979-01-19 | 1979-01-19 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS55105171U JPS55105171U (ja) | 1980-07-22 |
| JPS623738Y2 true JPS623738Y2 (ja) | 1987-01-28 |
Family
ID=28812670
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1979006150U Expired JPS623738Y2 (ja) | 1979-01-19 | 1979-01-19 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS623738Y2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL8200728A (nl) * | 1982-02-24 | 1983-09-16 | Hollandse Signaalapparaten Bv | Stoorsignaalonderdrukkingseenheid voor een sonarapparaat. |
| JP4798826B2 (ja) * | 2000-08-25 | 2011-10-19 | 古野電気株式会社 | 円筒形トランスデューサのビーム角制御方法および制御装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5316085A (en) * | 1976-07-29 | 1978-02-14 | Kogyo Gijutsuin | Method of prevention of dissolving of additive agents contained in formed product of polyvinyl chloride |
| JPS5334875A (en) * | 1976-09-10 | 1978-03-31 | Hitachi Ltd | Method of adhesion of object to be jointed with base plate containing silicone resin |
-
1979
- 1979-01-19 JP JP1979006150U patent/JPS623738Y2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS55105171U (ja) | 1980-07-22 |
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