JPS6360348B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はソーナー送信装置、特に旋回指向性送
信を行うソーナー送信装置に関する。

複数の送信回路の出力を、負荷である送波器も
しくは送受波器兼用の電気音響変換素子の配列条
件によつて決る位相差に対応させて遅延回路等に
より位相合成し、特定のビーム幅を有する送信音
波として前記電気音響変換素子より出力し、さら
にこの送信音波を送信と同期して特定の走査幅で
電気的に旋回させつつソーナー送信を行う方法は
旋回指向性送信またはRDT（Rotating
Directional Transmission）送信としてよく知
られている。

このRDT送信は、送信出力を特定の送信指向
特性を有する送波ビームとして出力し、かつ送信
と同期して送波ビーム方向を旋回させつつ送信動
作を行うので、送信電力が送波ビームの指向幅に
対応して効果的に利用出来るうえ、狭ビーム送信
のため全方向送信もしくは広ビーム送信等に比し
て受信信号の信号対雑音比、および信号対残響音
比等も大幅に改善出来るという特徴がある。

第１図はRDT送信の動作の原理を示す動作原
理図である。

送受波器１は等円かつ等間隔に配列されたＮ個
の送受波兼用の電気音響変換素子１−１，１−
２，１−３，１−４，１−５，１−６，１−７，
１−８，１−９，１−１０，１−１１，１−１
２，１−１３，………，１−Ｎを有し、送信のと
きはこれらの電気音響変換素子が送波器素子とし
て動作する。

点Ｏはこれら電気音響変換素子の配列中心点、
線分X′−X″およびY′−Y″は配列中心点Ｏで直交
する水平および垂直軸を示す。RDT送信の場合
は、Ｎ個の送波器素子のうち任意の複数の連続配
列個数を選んで、配列条件すなわちX′−X″軸に
対する配列距離差に対応した位相補正を行つて所
望の送信ビームｄを形成し、この送信ビームを電
気的に送受波器１の周囲をたとえばＲ方向に旋回
させる。X′−X″軸に対する配列距離差に対応し
た位相補正を行つて所望の指向幅をもつた送信ビ
ームを形成するため、すなわち送信器の出力を位
相合成するために利用する電気音響変換素子の数
は、送波器素子の配列条件およびソーナーの送信
目的や形成すべき送信ビームの指向幅等に対応し
て任意に設定出来て、第１図では送波器素子とし
て利用する電気音響変換素子１−１から１−１２
までの12個を用いている。

これら送波器素子を利用して送信指向性ｄを形
成するには、上述した如くX′−X″軸とこれら送
波器素子との距離差に対応する位相を遅らせるか
または進ませるかにより補正しなければならな
い。たとえば、位相遅延で補正する場合には送受
波素子１−６および１−７は送波器素子１−１に
対しD₁D₂の距離差に相当する電気的位相差₁を
遅延させればよく、これは次の(1)式で示すことが
出来る。

₁＝kr（１−cosθ₁） ……(1) (1)式でｋは波長定数2π／λ（λは送信信号の波
長）、ｒはOPの長さ、θ₁は∠P₁OD₁で送波器素子
１−１の方位角を示す。(1)式は方位角θ_oの任意の
送波器に対する電気的位相差_oについては次の
(2)式で示すことが出来る。

_o＝kr（１−cosθ_o） ……(2) (2)式において_oは任意の送波器素子の方位角
である。送波器素子１−６および１−７に対して
送波器素子１−１に印加する送信信号よりも(1)式
で示す₁だけ位相の遅れた信号を印加すること
により同位相の送信ビームを放射することとな
り、他の送受波器１−２，１−３，１−４および
１−５に対しても全くこれと同様に(2)式に対応し
た位相を補正し、またY′−Y″軸に対して対称に
配列された送受波器群１−８，１−９，１−１
０，１−１１および１−１２についても送波器素
子１−１２を基準として同様な位相補正を施すこ
とにより送受波器１−１から１−１２までを用い
た位相合成を行つて所望の指向幅を有る送信ビー
ムｄを形成することが出来る。

RDT送信においては、このようにして任意の
配列範囲にある複数の送受波器素子、第１図の場
合は∠P₁OP′すなわち方位角2θ₁の範囲に配列し
た送波器素子１−１から１−１２までを利用して
位相合成によつて得られた送波ビームｄを送信機
内のビーム切換回路によつて送受波器１の左もし
くは右廻りに電気的に旋回させる。この場合、利
用する送波器素子も旋回すべき送信ビーム方位角
の旋回ステツプと対応して切り替えられ、たとえ
ば∠P₂OP′₂の方位角範囲にある送受波器１−２
から１−１３までを利用し送信ビームｄを方位角
φだけ回転した方位L₁に向け、次は同じように
してさらに方位角φだけ回転した方位L₂に向け、
このようにして次次に送信ビームｄを各送受波器
に対応させながら旋回し送波素子１−５と１−６
との中間方位まで旋回して送信ビームの１旋回を
完了する。

RDT装信においては、このようにして次次に
旋回する送信ビームごとに送信パルスを放射し、
従つて１旋回をするのに要する時間は切替時間を
除きパルス幅と送受波器の数によつて決ることと
なる。

なお、このRDT送信による送信ビームｄによ
つてソーナー目標から反射して得られるエコーは
送波器素子１−１，１−２，１−３，………１−
Ｎ等を受波器として利用し、これらは受波指向性
合成回路によつて送信ビームとほぼ同じ指向幅を
有する受波指向性のビームによつて受信する方法
が通常一般的な受信方式となつている。

第２図は従来のRDT送信装置のブロツク図で
ある。送波器１は第１図に示すものと同一内容か
つ同一配列条件にあるものとする。正弦波送信信
号を発生する送信信号発生回路２の出力信号２０
１は移相回路３に送出される。

移相回路３では第１図で説明した如く、所望の
指向幅を有する送波ビームを形成するために、送
波ビームを放射する方位ごとに、使用する複数の
送波器素子の配列両端の送波器素子を結ぶ線に他
の送波器素子に印加すべき送信電力の位相を合せ
るように送信信号の位相補正をすればよい。この
位相補正は(2)式に示す電気的位相差_oを各送受
波器に印加すべき送信電力に与えることである。
すなわち、12個の移相器は12個の送波器素子に印
加する送信信号のそれぞれのもつべき12個の位相
を、内蔵する延回路等により入力送信信号２０１
に固定移相量として与え、これらを移相回路出力
信号３０１，３０２，３０３，３０４，３０５，
３０６，３０７，………３１２として送信電力増
幅回路５の12個の送信電力増幅器５−１，５−
２，５−３，５−４，５−５，５−６，５−７，
………５１２に送出し、所要のレベルまで増幅し
た後送信出力５０１，５０２，５０３，５０４，
５０５，５０６，５０７，……５１２として送波
器切換回路６に出力する。

送波器切替制御回路４は、送信信号発生回路２
から送信と同期して送出される送信タイミングパ
ルス２０２によつて送波器切替制御パルス２０
２′を作り、これを送波器切換回路６に送出する。

送波器切替回路６は、送信電力増幅回路５の各
送信電力増幅器と送波器１の各送波器素子との接
続の切替動作を行うリレー回路を有し、送信出力
５０１，５０２，５０３，５０４，５０５，５０
６，５０７，………５１２を送波器切替制御パル
ス２０２′の繰返し周期、すなわち送信タイミン
グで１つずつシフトしながら送波器素子１−１，
１−２，１−３，１−４，１−５，１−６，１−
７，………１−Ｎに印加せしめる。たとえば時間
t₁では第２図に示す如く、送信出力信号５０１は
送波器素子１−１に、送信出力５０２は送波器素
子１−２に印加され、他も同様にして送信出力５
１２は送波器素子１−１２に印加されるというよ
うにして、これらの12個の送信出力と送波器１と
により１つの送信ビームを形成するように接続す
るが、次の送波器切替制御パルス２０２′を入力
した時間t₂では送信信号出力５０１は送波器素子
１−２、送信出力信号５０２は送波器素子１−３
に印加されるというように次次に１つずつシフト
して接続を切替える。従つて送信出力５０７は送
波器素子１−８（図示せず）、送信出力信号５１
２は送波器素子１−１３（図示せず）に印加さ
れ、送信ごとにこのような接続切替を繰返しつ
つ、Ｎ個の送波器１を１個ずつシフトしながら送
波器１の全周位に亘つて送信の都度方位を切替て
送波ビームを旋回走査する旋回指向性送信、すな
わちRDT送信を行う。

第３図は第２図の従来のRDT送信において送
波器素子に印加される送信信号の位相変化の特徴
を示す位相変化特性図である。第３図Ａは送信信
号の位相変化特性図、第３図Ｂは第３図Ａの送信
信号切替パルスのパルスタイミング図である。

第３図ＡおよびＢにおいて、ｔは時間、t₁，
t₂，t₃，t₄，t₅，t₆，t₇，t₈，t₉，t₁₀，t₁₁およびt₁₂
は、それぞれ送信信号の切替タイミング、は各
送波器素子に与える送信切替タイミングごとの位
相遅延量であり、(2)式で示される内容の位相遅延
量に対応する。第３図Ａは任意の１送波器に加え
られる送信信号の時間経過に対応した位相変化を
示しており、送信信号の印加が始まる時間t₁では
遅延量が零の送信信号、時間t₂以後は送信タイミ
ングに対応して次次に変化する所定の位相遅延量
が送信時間間隔τごとに与えられる。この場合、
位相合成により形成すべき送波ビームの送信指向
性は指向性中心に対して左右対称の特性を有する
ので各送信時において送信信号に与える₁、
_２、₃、₄、₅および₆の遅延位相量も中心時
間点t₇を中心として左右対称となる。

この場合のように、12個の送波器素子により、
たとえば第１図の如く配列された送波器素子によ
りY′方向に第３図Ａに示す如き送信位相特性の
RDT送信を行うとすると、送波器素子１−１お
よび１−１２には遅延位相量₆＝０の送信信号、
送波器素子１−２および１−１１には遅延位相量
が₅の送信信号が与えられるというようにして
12個の送波器素子のすべてが必要な位相制御を受
けた送信信号を印加され、第１図の送信ビームｄ
を発生する。位相合成すべき12個の送波器素子を
次に１つずつシフトすることにより送信ビームを
旋回させ、第３図Ｂに示す時間ｔを経過すると送
波器素子は送波ビーム旋回方向の次の12個にシフ
トする。

このようなRDT送信ビームがソーナー目標に
あたつて反射し受信されるソーナーエコーはその
包絡線波形が一般的に第４図Ａ，Ｂに示すような
形状となる。第４図は第２図の従来のRDT送信
ビームによるエコー入力のレベル特性を示す受信
信号レベル特性図であり、第４図Ａは送信ビーム
の中心方位にあるソーナー目標を受信した場合、
Ｂは送信ビーム間の方位、この場合は送信ビーム
と送信ビームとの中間の方位にあるソーナー目標
を受信した場合の受信信号レベル特性図である。

たとえば第１図のY′方向にあるソーナー目標
のエコーは、このソーナー目標に正対する送波ビ
ームによるエコーR₁のほか隣接する数個の送信
ビームによるエコーR₂，R₂′およびR₃，R₃′等が
それぞれの方位に対応したレベルと送信時間幅τ
で第４図Ａの如くエコーとして受信される。この
第４図Ａは受信信号の包絡線を示し、そのキヤリ
ア周波数は送信周波数と同じ周波数の信号として
受信される。

送信ビームと送信ビームの中間方位にあるソー
ナー目標によるエコーの受信信号レベル特性は第
４図Ｂの如く、２つの送波ビームによる２個の同
レベルエコーR₄が第４図ＡのR₁よりも低いレベ
ルで入力するほか、隣接する送波ビームによるエ
コーR₅，R₅′およびR₆，R₆′等も第４図ＡのR₂，
R₂′およびR₃，R₃′等よりも低いレベルで、第４図
Ａの場合と同様に送信時間幅τで時間t₁′，t₂′，
t₃′，t₄′，t₅′のほかt₆′においても図のように受信
される。

このRDT送信は、無指向性の全方向送信もし
くは広角度ビーム送信等に比して送信出力パワー
を狭いビーム幅で送信する送信方式であるため、
探知距離の増大や送信出力の効果的な利用が可能
となるといつた色色な特徴を有する。

しかしながら、従来のこの種のRDT送信装置
は前述した如く、送波ビーム方向を切り替えるに
は、通常特定の指向幅を有する送波ビームを各送
波器素子と対応させながら次次に送波ビームの指
向幅のステツプで断続的に旋回しつつ送信するの
で、送波ビームと送波ビームとの間の方位では送
波出力レベルが低下して探知距離が低下するとい
う欠点がある。また近時、ソーナー受信において
は実効的なパルス圧縮よる探知精度の向上を図つ
て通常送信信号のレプリカと受信信号との相互間
関をとつてエコーを検知しているが、この場合に
目標方位に向けた送信ビームによる出力のほか隣
接数方位の出力も送信ビームの切替時間ずつ距離
のずれた出力として第４図ＣまたはＤのように反
響音ごとに相互相関エコーが検知されて、目標の
識別を非常に困難なものとし、特に送波ビームと
送波ビームの間の方位では同一目標がレベルがほ
ぼ同じで送信ビームの切替時間だけ距離のずれた
ものとして受信されてしまい目標の識別をさらに
困難なものにするという欠点がある。

さらに従来のRDT送信では、断続的にある送
受波器から次の送受波器に送信ビームを切り替え
るため、送信信号に急激な位相の不連続点が発生
し送受波器および送信回路に過渡現象によるスパ
イク電圧を発生して誤動作の原因となり、繰り返
し回数を累加して行くと送信機や送波器等の破損
を招いてしまうことが生じ易いという欠点があ
る。

本発明の目的は上述した欠点を除去し、RDT
送信において複数の送波器素子に印加すべき送信
信号の位相を連続的に制御しつつ送信を行うとい
う簡単な手段を備えることにより送波器の全方位
に互つて一様なレベルの送信ビームが得られ、従
つて従来のRDT送信の如く送信ビーム間の方位
での送波出力レベル低下による探知距離の低減を
大幅に改善し、また相関処理による受信出力にお
いては隣接数方位の送波ビームによるエコーが発
生することなく従つて目標の識別を非常に容易な
ものとし、さらに連続的に送波ビームを旋回放射
することにより送信信号に急激な位相変化を与え
ることがなくなつて送信機および送波器等に
RDT送信による破損等の影響を与えないで済む
ソーナー送信装置を提供することにある。

本発明の装置は、ソーナー送波器として連続的
に配列された複数の送波器素子の出力を位相合成
し所定の送信指向性を有する送波ビームを形成し
て前記複数の送波器素子を送信の都度１個ずつシ
フトすることにより所要の送信範囲を旋回走査し
つつ旋回指向性送信を行うソーナー送信装置にお
いて、送信周波数を発生する送信信号発生回路
と、この送信信号発生回路の出力を位相変調し前
記複数の送波器素子に印加する複数の被位相変調
波信号として出力する位相変調回路と、この位相
変調回路の出力する複数の被位相変調波信号を必
要なレベルまで増幅して複数の送信出力とする送
信電力増幅回路と、前記位相変調回路の出力する
複数の被位相変調波信号の位相切替タイミングと
前記送信電力増幅回路の出力する複数の送信出力
の出力切替タイミングとを同期して制御する送信
時間制御回路と、前記送信電力増幅回路の出力す
る複数の送信出力を前記旋回指向性送信ごとに１
個ずつシフトした送波器素子に切替える送波器切
替回路と、前記位相変調回路による位相変調に必
要な予め既知の位相情報をストアしこれを前記送
信時間制御回路の制御のもとに送信の間連続的位
相情報として前記位相回路に出力して送信ビーム
を連続的に旋回せしめる位相制御回路とを備えて
構成される。

次に図面を参照して本発明を詳細に説明する。
第５図は本発明の一実施例を示すブロツク図であ
る。Ｎ個の送波器素子１−１，１−２，１−３，
１−４，１−５，１−６，１−７，………１−Ｎ
を有する送波器１、送信周波数を発信出力する送
信信号発生回路２、送信電力増幅回路５および送
波器切替回路６はそれぞれ第２図の従来のRDT
送信装置のブロツク図におけるものと同一内容の
ものである。送信信号発生回路２から出力する送
信周波数信号２０１は位相変調回路７に送出され
る。

位相変調回路７はRDT送信ビームを位相合成
するために利用する任意の数の送波器素子、本実
施例の場合は第２図と同じ12個の送波器に対応し
た12個の位相変調器７−１，７−２，７−３，７
−４，７−５，７−６，７−７，………７−１２
を有し、これら12個の位相変調器が有する位相変
調回路のそれぞれにRDT送信と同期して送信周
波数信号２０１と、後述する位相制御回路８から
出力する位相変調信号８０１，８０２，８０３，
８０４，８０５，８０６，８０７，………８１２
等とを入力し送信周波数信号２０１を位相変調し
てそれぞれ被位相変調波７０１，７０２，７０
３，７０４，７０５，７０６，７０７，………７
１２として出力する。

これらの各被位相変調波は、それぞれ送信ビー
ムの位相合成に必要な位相変調を受けた送信周波
数信号であるが、本実施例ではこれら各被位相変
調波に与えられるそれぞれの位相量が連続的に変
化するように位相制御を行つている。

第６図は第５図の実施例のRDT送信信号の位
相変化の特徴を示す位相変化特性図である。第６
図Ａの位相変化特性図において、位相遅延特性曲
線ａは、第３図Ａに示す段階的変化特性の位相遅
延量₁，₂，₃，………₆等の値を連続的に
変化する曲線として表わしたもので、位相遅延量
が送信とともに₆＝０から変化し、その後は送
信時間τごとにその中心時点Q₁，Q₂およびQ₃等
でそれぞれ遅延位相量₅，₄および₃等を有
するように連続的に変化する正弦波をこのソーナ
ーの送信波形として利用している。

第６図Ａの連続的位相変化は、等円配列された
送波器を送波ビームが１旋回する間に、ある１個
の送波器素子に印加される送信信号出力の位相変
化を示すものであり、送波器１を構成するＮ個の
送波器素子は第６図Ｂに示すように、送信信号出
力の印加開始時間t₁から印加終了時間t₁₃までの時
間Ｔの間このような連続的位相制御を受けた送信
信号を受ける。時間Ｔは第３図Ｂの時間Ｔに等し
く、この間に送波ビームは送信時間τごとに１つ
ずつ送波ビーム旋回方向に送波器素子をシフトし
ながら常に12個の送波器素子の出力を位相合成に
よつて形成し、時間t₂においては時間t₁における
12個に隣接する次の12個の送波器素子が送波ビー
ムを形成する。本実施例の場合Ｎ個の送波器素子
は第１図と同じ等円配列とし、また送波ビーム旋
回方向は送波器素子１−１から１−２の方に旋回
する左旋回としており、従つて、時間t₁において
送波器素子１−１から１−１２までによつて送波
ビームを左旋回しつつＴ時間経過した時間t₁₃に
なると隣接する送波器１−１３から１−２４まで
が同様な動作状態となる。

RDT送信においては送波ビームの放射時間、
すなわち送信時間は通常数10乃至100ｍｓであり、
これに比して送波ビーム切替時間は充分小さくし
てあるので送波ビームはほぼ受信時間τごとに次
次に１つずつ左廻りにシフトする12個の送波器素
子の出力を位相合成することによつて形成されて
いくとともにビーム中心を旋回する。

このようにして送波ビームは所定の旋回方向に
ほぼ送信時間τのシフト速度で旋回し、Ｎ×τの
時間で送波器を１旋回する。従つて送信ビーム旋
回速度はソーナー運用条件によつて設定される
RDT送信信号の継続時間にほぼ比例する。

第６図Ａにおいて矢印ｌは曲線ａが送波ビーム
の左旋回により時間τの間に連続的に平行シフト
してｂの状態となり、以後τの旋回速度でｌの方
向に連続的にシフトしていく状態を示すものであ
る。この動作を観点を変えてみると送波器素子１
−１から１−１２が曲線ａに対応した位相制御を
受ける送信信号を送波器素子を１個ずつシフトし
ながら時間τだけずれた点の位相量の信号を受け
つつ次次に連続した12個で送波ビームを形成して
いく。この場合、ビームを左旋回すると送波器素
子１−１では位相遅延量が曲線ａの点P₁からt₁ま
で連続的に変化し、送波器素子１−２は点P₂か
らt₁まで、送波器素子１−３は点P₃からt₁までと
いうように連続的に変化し、以下同様にして送波
器素子１−１２はt₁₃からt₁までの曲線ａの示す連
続的変化をすべて受けて時間t₁₃においては隣接
する送波器素子１−１３から１−２４が同じよう
な位相制御を時間Ｔの間に受けることとなり、こ
のような位相制御が送波器１のＮ個の全送波器素
子に行われることにより送波器１の全方位に対し
て連続的でかつ一様な送波ビームの旋回走査を行
うことが出来る。

第８図は第６図の位相変化特性を詳細に示す位
相変化特性詳細図である。

第８図は第６図Ａに示す位相遅延特性曲線ａが
送波ビームの左旋回とともに矢印ｌ方向に連続的
に旋回速度τで連続的に移動するように変化する
とき、たとえば送波器素子１−１，１−２，１−
３，１−４，１−５，１−６，………１−１２が
受ける送信信号に加えられる連続的な位相遅延量
の変化をそれぞれの送波器素子ごとに図示したも
ので、記号はすべて第６図のものと同一内容を示
し、たとえば送波器素子１−１は時間t₁から時間
τの間に第６図Ａの曲線ａにおけるP₁からt₁まで
の位相遅延量の変化を連続的に受けて送波を終了
し、送波器素子１−１２の場合は曲線ａに対応し
た位相遅延量の変化を時間τ×12の間連続的に受
けて時間t₁₃で送波を終了し、この間に送波ビー
ムを形成する送波器素子は１−１３から１−２４
へとシフトする。

本実施例の場合は、このようにしてＮ個の全送
波器素子が受信時間τごとに１つずつ切換えられ
つつ常に12個で約10度の指向幅を有する送波ビー
ムを位相合成しながら全方位を旋回走査するほ
か、任意の方位を中心とし約40度の方位範囲（セ
クタ）だけを限定走査するセクタ旋回走査を行う
が、このセクタ旋回走査において各送波器素子に
印加される送信出力の位相遅延量は第８図に示す
セクタ旋回走査位相変化の如く変化する。このセ
クタ旋回走査範囲は所望により任意の範囲に設定
出来るものである。

ふたたび第５図の実施例に戻つて説明する。位
相制御回路８は第６図Ａの位相遅延特性曲線ａを
十分に小さい時間間隔で時分割した位相情報、す
なわち第８図のＳ−１，Ｓ−２，Ｓ−３，Ｓ−
４，Ｓ−５，Ｓ−６，Ｓ−７………Ｓ−１２等
を、内蔵するメモリレジスタに予めストアしてあ
る。

これらの12個の各位相情報は送信時間τに亘つ
てほぼ連続的変化と見做し得る時間刻みで十分な
数の位相情報としてストアされており、ソーナー
装置本体（図示せず）から受ける送信同期パルス
９００１により送信時間制御回路９が出力する、
RDT送信と同期した位相制御パルス９００２に
よつて送信時間τを基本とするタイミングで
RDT送信の期間繰返し読出される。たとえば12
個の位相情報のうち、Ｓ−１は第８図に示す点
P₁からt₁までの位相情報を、特定の時間刻みで出
力しつつRDT送信開始から送信終了まで連続的
に読み出される。他の位相情報の読出しも全くこ
れと同様に行われる。

このようにして各送波器の方位ごとに次次に読
出される位相情報Ｓ−１，Ｓ−２，Ｓ−３，Ｓ−
４，Ｓ−５，Ｓ−６，Ｓ−７，………Ｓ−１２等
は内蔵する12個の出力論理ゲート回路を介しそれ
ぞれ位相変調信号８０１，８０２，８０３，８０
４，８０５，８０６，８０７，………８１２とし
て位相変調回路７に送出される。

送信時間制御回路９は上述した位相制御タイミ
ング信号９００２のほか、送信同期パルス９００
１と同期した位相変調回路７に送出する入力ゲー
ト信号９００３および送波器切替回路６に送出す
る送波器切替信号９００４を出力し、入力ゲート
信号９００３は12個の各位相変調器の入力ゲート
回路に送出されて各位相変調器に入力する送信周
波数信号２０１の入力を送波ビーム継続時間オン
にゲートする。

このようにして、位相変調回路７は、12個の各
位相変調器に入力する送信周波数を、各位相変調
器ごとに連続した位相変化特性、すなわち第８図
のＳ−１，Ｓ−２，Ｓ−３，Ｓ−５，Ｓ−６，Ｓ
−７，………Ｓ−１２に対応して所望の時間刻み
で出力する位相変調信号８０１，８０２，８０
３，８０４，８０５，８０６，８０７，………８
１２で変調し、それぞれ被位相変調波信号７０
１，７０２，７０３，７０４，７０５，７０６，
７０７，………７１２として送信電力増幅回路９
に送出する。これらの12個の被位相変調波信号は
第８図の位相変調器出力位相変化特性にそれぞれ
対応する位相変化特性を有し、これらの位相変化
特性はまた、12個の送波器、たとえば送波器素子
１−１，１−２，１−３，………１−１２等に印
加する送信出力のもつべき位相遅延特性に対応す
るものである。

送信電力増幅回路５は第２図のものと同じで、
位相変調回路７から送出された12個の被位相変調
信号を送波器１の各送波器素子駆動レベルまで電
力増幅する。

12個の送信電力増幅器５−１，５−２，５−
３，５−４，５−５，５−６，５−７，………５
−１２は電力増幅した12個の送信出力５０１，５
０２，５０３，５０４，５０５，５０６，５０
７，………５１２を第２図と同じ送波器切替器６
に送出し、これらは第２図と同じ送波器１の各送
波器素子、たとえば１−１，１−２，１−３，１
−４，１−５，１−６，１−７，………１−１２
に印加される。送信時間制御回路９から出力する
送波器切替信号９００４は、送信同期パルス９０
０１と同期し、送信の都度時間τの繰返し間隔で
送波器切替回路６の切替リレー回路を動作させ、
送信出力５０１，５０２，５０３，５０４，５０
５，５０６，５０７，………５１２を印加すべき
送波器素子を送信の都度、送波ビーム旋回方向に
１つずつシフトして送出するようにする。従つて
第５図の場合、送信出力は次の送信では点線に示
した如く１つずつシフトした送波器素子に印加さ
れ、たとえば送信出力５０１は送波器素子１−２
に印加されるようになる。

前述したように、本実施例では送波ビームによ
る40度走査範囲（セクタ）の旋回走査および全方
位走査いずれも実施している。本実施例では送波
ビームの指向幅は約10度とし、また送波器素子の
数は36個であり、送波ビームは送信時間τで次次
に１個ずつシフトする12個を用いて位相合成しつ
つ旋回走査する。従つて、40度のセクタ走査では
送波器素子12個が送信４回で４個の送波器素子を
シフトしながら時間τ×４の間に第８図の40度セ
クタ旋回走査位相変化を受けることとなる。

セクタ旋回走査は通常左旋回と右旋回の交互繰
返しによつて行われる。送波ビームを右旋回に移
すときには位相制御回路８の内蔵プログラムの制
御のもとに、位相変調回路７から出力する位相変
調信号８０１，８０２，８０３，８０４，８０
５，８０６，８０７，………８１２の位相変化特
性は右旋回の場合と逆に、たとえば位相変調信号
８０１は第８図のＳ−１２の特性を与えるように
している。全方位送波ビーム走査の右廻りのとき
も全く同様である。

このようにして連続的な位相制御による位相合
成で形成された送波ビームは、所望の方位範囲を
一様なレベルで連続的に旋回走査することが出来
る。第７図は第５図の実施例のRDT送信よる送
波ビームで受信したソーナーエコーの受信信号レ
ベルおよび相関出力信号の特徴を示す受信信号レ
ベル特性図および受信信号相関処理出力特性図で
ある。第７図Ａからも明らかな如く、第４図Ａと
受信時間は同じであつても受信レベルは送波ビー
ムが連続的に同一レベルであるため連続的に変化
し、この相関出力は第７図Ｂの如く第４図Ｃに示
す時間t₅′で１つ現れるのみとなつている。

本発明はRDT送信を行うソーナー送信装置に
おいて送波ビームを位相合成する複数の送波器素
子に印加すべき送信出力の位相を連続的に変化し
つつ送波ビームの旋回走査を行う点に基本的な特
徴を有し、本実施例の変形も種種考えられる。

たとえば、第５図の実施例において、位相制御
回路８と送信時間制御回路９はこれらを組合せて
同一の構成としてもよく、また、送信電力増幅回
路５の送信電力増幅器の数も所望に応全送波器素
子に対応する数、もしくは位相合成に利用する送
波器素子数と対応する数とすること等も容易に実
施出来ることは明らかである。

さらに位相変調回路７の有する位相変調器の数
も位相合成すべき送波器素子数と対応する数とし
て、これと対応した数の電力増幅器を有する送信
電力増幅器回路とにより、位相合成すべき出力を
送波器素子の全数に対応させたものとして１つず
つシフトするように位相制御回路８の位相合成な
ども容易に実施することが出来ることは明らか
で、以上はすべて本発明の主旨を損うことなく容
易に実施出来る。

以上説明したように本発明によれば、ソーナー
のRDT送信において複数の送波器素子に印加す
べき送信信号の位相を連続的に制御しつつ送信を
行うという簡単な手段を備えることにより送波器
の全方位に互つて一様な送信ビームが得られ、従
つて従来のRDT送信の如く送信ビーム間に起る
送波出力レベル低下による探知距離の低減を除去
して大幅な改善を行ない、また受信信号の相関処
理出力をソーナー目標に対応した単一のものと為
し得て、従来のRDT送信による受信出力の如く
隣接数方位の送波ビームによる受信出力を皆無と
してソーナー目標の識別を極めて容易なものと
し、さらに連続的な送波ビームの旋回走査のため
送信機および送波器に従来のRDT送信において
急激な位相変化によつて起こし勝ちな破損等の影
響を全く与えないで済むという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はRDT送信の動作の原理を示す動作原
理図、第２図は従来のRDT送信装置のブロツク
図、第３図は第２図のRDT送信信号の位相変化
の特徴を示す位相変化特性図、第４図は第２図の
RDT送信ビームによる受信信号レベル特性図お
よび受信信号相関処理出力特性図、第５図は本発
明の一実施例を示すブロツク図、第６図は第５図
のRDT送信信号の位相変化の特徴を示す位相変
化特性図、第７図は第５図のRDT送信ビームに
よる受信信号レベル特性図および受信信号相関処
理出力特性図、第８図は第６図の位相変化特性を
詳細に示す位相変化特性詳細図である。 １……送波器、２……送信信号発生回路、３…
…移相回路、４……送波器切替制御回路、５……
送信電力増幅回路、６……送波器切替回路、７…
…位相変調回路、８……位相制御回路、９……送
信時間制御回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ソーナー送波器として連続的に配列された複
   数の送波器素子の出力を位相合成し所定の送信指
   向性を有する送波ビームを形成して前記複数の送
   波器素子を送信の都度１個ずつシフトすることに
   より所要の送信範囲を旋回走査しつつ旋回指向性
   送信を行うソーナー送信装置において、送信周波
   数を発生する送信信号発生回路と、この送信信号
   発生回路の出力を位相変調し前記複数の送波器素
   子に印加する複数の被位相変調波信号として出力
   する位相変調回路と、この位相変調回路の出力す
   る複数の被位相変調波信号を必要なレベルまで増
   幅して複数の送信出力とする送信電力増幅回路
   と、前記位相変調回路の出力する複数の被位相変
   調波信号の位相切替タイミングと前記送信電力増
   幅回路の出力する複数の送信出力の出力切替タイ
   ミングとを同期して制御する送信時間制御回路
   と、前記送信電力増幅回路の出力する複数の送信
   出力を前記旋回指向性送信ごとに１個ずつシフト
   した送波器素子に切替る送波器切替回路と、前記
   位相変調回路による位相変調に必要な予め既知の
   位相情報をストアしこれを前記送信時間制御回路
   の制御のもとに送信の間連続的位相情報として前
   記位相回路に出力して送信ビームを連続的に旋回
   せしめる位相制御回路とを備えて成ることを特徴
   とするソーナー送信装置。