JP2009510401A - 送受信モジュールを有する音響システムの方法及び装置 - Google Patents
送受信モジュールを有する音響システムの方法及び装置 Download PDFInfo
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Abstract
Description
光ファイバ遠隔通信媒体54を示し説明しているが、他の構成では、光ファイバ遠隔通信媒体54は代わりに別の形態の遠隔通信媒体、例えば、有線又は無線の遠隔通信媒体であり、光ファイバ遠隔通信インタフェースはそれに従って、代わりに有線遠隔通信インタフェース又は無線遠隔通信インタフェースである。特定の一実施形態では、光ファイバ遠隔通信媒体54は、代わりにイーサネットインターネットプロトコル(IP)通信をサポートするように適応されている有線ケーブルであり、光ファイバ遠隔通信インタフェースはイーサネットIP遠隔通信インタフェースである。
動作中、入/出力プロセッサ166は、通信リンク168を介して、図1に関連して上述した共通の送/受信制御信号を受信する。再び手短に図2を参照すると、共通の送/受信制御信号は、光ファイバ遠隔通信媒体82を介して光ファイバ遠隔通信インタフェース80a〜80cに通信され、通信リンク78a〜78cを介して送受信モジュールラック72内の送受信モジュールに通信される。リンク168(図3)は、通信リンク78a〜78cのうちの1つと同じか又は同様にすることができる。
・関連する電力増幅器(例えば、112)がクラスD増幅器として動作している場合には約0.5Hz〜100kHzに広がる帯域幅、クラスS増幅器として動作している場合には約90Hz〜250kHzに広がる帯域幅、
・最高パワー出力で少なくとも15%、最高パワーを3dB下回るパワーで100%の最大ピングデューティサイクル、
・少なくとも2秒の最長ピング、及び
・位相角−60度で約600ワットの最小パワー出力。
・少なくとも324kHzのサンプルレートで24ビットを有する受信信号のサンプル、
・等価入力換算電気ノイズが1.2nV未満、且つバンドレベルノイズフロアが−135dBV未満、
・SINAD(信号対雑音及び歪み比)が110dB超、
・瞬間ダイナミックレンジが少なくとも120dB、且つ総合ダイナミックレンジが少なくとも140dB、
・1Hzから100kHzまで+/−0.02dBに平坦化された周波数応答、
・受信機124a〜124d間の利得トラッキングが0.5dB以下、
・受信機124a〜124d間の位相トラッキングが10度未満、且つ
・受信機124a〜124d間及び送信機102a〜102dと受信機124a〜124dのいずれかとの間のクロストークが−110dB以下。
本発明の好ましい実施形態を説明したが、ここで、当業者の構想を組み込んだ他の実施形態を使用することも可能なことが当業者には明らかであろう。したがって、これらの実施形態は開示される実施形態に限定されるべきではなく、特許請求の範囲の精神及び範囲によってのみ制限されるべきであると考えられる。
Claims (39)
- ソナーシステムであって、
共通の送/受信制御信号に従って送信ソナーアレイの送信音響素子に送信するように適応されており、受信ソナーアレイの受信音響素子から受信するように適応された送受信モジュールであって、前記共通の送/受信制御信号が送信制御信号及び受信制御信号を含む、送受信モジュールと、
前記送受信モジュールに結合される遠隔通信インタフェースと、
前記遠隔通信インタフェースに結合される第1の端部及び前記共通の送/受信制御信号を受信するように適応された第2の端部を有する遠隔通信媒体と、
を備えるソナーシステム。 - 前記送信ソナーアレイ及び前記受信ソナーアレイは同じソナーアレイである、請求項1に記載のソナーシステム。
- 前記送信音響素子及び前記受信音響素子は同じ音響素子である、請求項1に記載のソナーシステム。
- 前記遠隔通信インタフェースは光ファイバ遠隔通信インタフェースを含み、前記遠隔通信媒体は光ファイバ遠隔通信媒体を含む、請求項1に記載のソナーシステム。
- 前記遠隔通信インタフェースは無線遠隔通信インタフェースを含み、前記遠隔通信媒体は無線遠隔通信媒体を含む、請求項1に記載のソナーシステム。
- 前記送受信モジュールは、
前記送信ソナーアレイの前記送信音響素子に結合するように適応された送信機と、
前記受信ソナーアレイの前記受信音響素子に結合するように適応された受信機と、
前記送信機、前記受信機、及び前記遠隔通信インタフェースに結合され、前記共通の送/受信制御信号を前記遠隔通信インタフェースから受信するように適応された入/出力プロセッサであって、前記送信機はさらに、前記共通の送/受信制御信号に従って前記送信制御信号を受信するように適応され、前記受信機はさらに、前記共通の送/受信制御信号に従って前記受信制御信号を受信するように適応され、該受信機はさらに、該入/出力プロセッサを介して前記受信音響素子によって受信される音響信号の時間サンプルを送信するように適応されている、入/出力プロセッサと、
を備える、請求項1に記載のソナーシステム。 - 前記送信機及び前記受信機は共通の回路基板アセンブリに配置される、請求項6に記載のソナーシステム。
- 前記共通の回路基板アセンブリは複数の送信機及び複数の受信機を含み、該複数の送信機及び該複数の受信機は、前記送信ソナーアレイの複数の送信音響素子及び前記受信ソナーアレイの複数の受信音響素子に結合するように適応されている、請求項7に記載のソナーシステム。
- 前記送信機は、
入力ノード及び出力ノードを有し、前記入力ノードで送信波形の特性を受信し、該特性を記憶し、前記共通の送/受信制御信号に応答して前記出力ノードで前記特性を提供するように適応された波形メモリと、
前記波形メモリに結合され、入力ノード及び出力ノードを有し、前記入力ノードで前記送信波形の前記特性を受信し、前記共通の送/受信制御信号に応答して前記入力ノードで受信した前記特徴に従って前記出力ノードで前記送信波形を生成するように適応された波形合成器と、
を備える、請求項6に記載のソナーシステム。 - 前記送信機は、
前記波形合成器に結合され、入力ノード及び出力ノードを有し、前記入力ノードで送信波形を受信し、前記共通の送/受信制御信号に応答して前記出力ノードで前記送信波形の時間を遅延させたものを生成するように適応された遅延プロセッサと、
前記遅延プロセッサに結合され、入力ノード及び出力ノードを有し、前記入力ノードで前記送信波形の時間を遅延させたものを受信し、前記共通の送/受信制御信号に応答して前記出力ノードで前記送信波形の振幅をスケーリングしたものを生成するように適応された振幅スケーリングプロセッサと、
前記共通の送/受信制御信号に応答して前記送信波形のタイミングに影響するように適応されたタイミングリファレンスと、
を含む、請求項6に記載のソナーシステム。 - 前記受信機は、
入力ノード及び出力ノードを有し、前記入力ノードでデータを受信し、前記共通の送/受信制御信号に応答して前記データを選択されたデータフォーマットに変換し、前記出力ノードで前記選択されたデータフォーマットを有する前記データを提供するように適応されたデータフォーマットプロセッサと、
前記データフォーマットプロセッサに結合され、入力ノード及び出力ノードを有し、前記入力ノードで前記選択されたフォーマットを有する前記データを受信し、前記共通の送/受信制御信号に応答して前記データを選択されたタイムスロットで提供するように適応されたタイムスロット割り当てプロセッサと、
前記共通の送/受信制御信号に応答して前記受信機の特徴を同期させるように適応されたタイミングリファレンスと、
を備える、請求項6に記載のソナーシステム。 - 前記受信機の前記特性は、前記受信機の利得又は前記データの前記選択されたタイムスロットのうちの少なくとも一方である、請求項11に記載のソナーシステム。
- 前記遠隔通信媒体の前記第2の端部に結合される第2の遠隔通信インタフェースと、
前記第2の遠隔通信インタフェースに結合され、前記受信機によって送信される前記音響信号の前記時間サンプルを受信するように適応されているプロセッサであって、前記時間サンプルに従って多次元空間において前記受信ソナーアレイに関連する受信ビームをステアリングするように適応されたビーム形成器を含むプロセッサと、
をさらに備える、請求項6に記載のソナーシステム。 - 前記遠隔通信媒体の前記第2の端部に結合される第2の遠隔通信インタフェースと、
前記第2の遠隔通信インタフェースに結合され、前記共通の送/受信制御信号を生成するように適応されたプロセッサと、
をさらに備える、請求項6に記載のソナーシステム。 - 前記送受信モジュールは、前記受信機の利得に関連する受信較正値又は前記送信機からの出力信号の大きさに関連する送信較正値のうちの少なくとも一方を保持するように適応された較正メモリをさらに備える、請求項6に記載のソナーシステム。
- ソナー送受信モジュールであって、
送信ソナーアレイの送信音響素子に結合するように適応された送信機と、
受信ソナーアレイの受信音響素子に結合するように適応された受信機と、
前記送信機及び前記受信機に結合され、送信制御信号及び受信制御信号を含む共通の送/受信制御信号を受信するように適応された入/出力プロセッサであって、前記送信機はさらに、前記共通の送/受信制御信号に従って前記送信制御信号を受信するように適応され、前記受信機はさらに、前記共通の送/受信制御信号に従って前記受信制御信号を受信するように適応され、該受信機は、該入/出力プロセッサを介して前記受信音響素子によって受信される音響信号の時間サンプルを送信するようにさらに適応されている、入/出力プロセッサと、
を備えるソナー送受信モジュール。 - 前記送信ソナーアレイ及び前記受信ソナーアレイは同じソナーアレイである、請求項16に記載のソナー送受信モジュール。
- 前記送信音響素子及び前記受信音響素子は同じ音響素子である、請求項16に記載のソナー送受信モジュール。
- 前記共通の送信/制御信号は送信波形の特性を含む、請求項16に記載のソナー送受信モジュール。
- 前記送信波形の前記特性は該送信波形の変調特性を含む、請求項19に記載のソナー送受信モジュール。
- 前記送信機及び前記受信機は共通の回路基板アセンブリに配置される、請求項16に記載のソナー送受信モジュール。
- 前記共通の回路基板アセンブリは複数の送信機及び複数の受信機を含み、該複数の送信機及び該複数の受信機は、前記送信ソナーアレイの複数の送信音響素子及び前記受信ソナーアレイの複数の受信音響素子に結合するように適応されている、請求項21に記載のソナー送受信モジュール。
- 前記送信機は、
入力ノード及び出力ノードを有し、前記入力ノードで送信波形の特性を受信し、該特性を記憶し、前記共通の送/受信制御信号に応答して前記出力ノードで前記特性を提供するように適応された波形メモリと、
前記波形メモリに結合され、入力ノード及び出力ノードを有し、前記入力ノードで前記送信波形の前記特徴を受信し、前記共通の送/受信制御信号に応答して前記入力ノードで受信した前記特徴に従って前記出力ノードで前記送信波形を生成するように適応された波形合成器と、
を備える、請求項16に記載のソナー送受信モジュール。 - 前記送信機は、
前記波形合成器に結合され、入力ノード及び出力ノードを有し、前記入力ノードで送信波形を受信し、前記共通の送/受信制御信号に応答して前記出力ノードで前記送信波形の時間を遅延させたものを生成するように適応された遅延プロセッサと、
前記遅延プロセッサに結合され、入力ノード及び出力ノードを有し、前記入力ノードで前記送信波形の時間を遅延させたものを受信し、前記共通の送/受信制御信号に応答して前記出力ノードで前記送信波形の振幅をスケーリングしたものを生成するように適応された振幅スケーリングプロセッサと、
前記共通の送/受信制御信号に応答して前記送信波形のタイミングに影響するように適応されたタイミングリファレンスと、
を備える、請求項6に記載のソナー送受信モジュール。 - 前記受信機は、
入力ノード及び出力ノードを有し、前記入力ノードでデータを受信し、前記共通の送/受信制御信号に応答して前記データを選択されたデータフォーマットに変換し、前記出力ノードで前記選択されたデータフォーマットを有する前記データを提供するように適応されたデータフォーマットプロセッサと、
前記データフォーマットプロセッサに結合され、入力ノード及び出力ノードを有し、前記入力ノードで前記選択されたフォーマットを有する前記データを受信し、前記共通の送/受信制御信号に応答して前記データを選択されたタイムスロットで提供するように適応されたタイムスロット割り当てプロセッサと、
前記共通の送/受信制御信号に応答して前記受信機の特徴を同期させるように適応されたタイミングリファレンスと、
を備える、請求項16に記載のソナー送受信モジュール。 - 前記受信機の前記特性は、前記受信機の利得又は前記データの前記選択されたタイムスロットのうちの少なくとも一方である、請求項25に記載のソナー送受信モジュール。
- 前記送信機は、変圧器又は前記アレイ素子に同調するように適応されたインダクタのうちの少なくとも一方を含む、請求項16に記載のソナー送受信モジュール。
- 前記送信機は、相互のクロストークを低減するような相対位置及び相対配向に配置される少なくとも2つの変圧器を含む、請求項16に記載のソナー送受信モジュール。
- 前記受信機は、前記共通の送/受信制御信号に応答してデジタルテスト信号を生成するように適応されたテスト標的データ発生器を含む、請求項16に記載のソナー送受信モジュール。
- 前記受信機は、前記共通の送/受信制御信号に応答してアナログテスト信号を生成するように適応されたテスト信号発生器を含む、請求項16に記載のソナー送受信モジュール。
- 前記送受信モジュールは、前記受信機の利得に関連する受信較正値又は前記送信機からの出力信号の大きさに関連する送信較正値のうちの少なくとも一方を保持するように適応された較正メモリをさらに備える、請求項16に記載のソナー送受信モジュール。
- ソナーシステムにおいて送受信する方法であって、
送信制御信号及び受信制御信号を含む共通の送/受信制御信号を受信し、
前記共通の送/受信制御信号に従って送信波形を生成し、
前記送信波形を送信ソナーアレイの送信音響素子に送信し、
前記共通の送/受信制御信号に従って受信ソナーアレイの受信音響素子から受信波形を受信し、
前記受信波形をデジタル受信信号に変換し、及び
前記デジタル受信信号を送信する、
ことを含む方法。 - 前記送信ソナーアレイ及び前記受信ソナーアレイは同じソナーアレイである、請求項32に記載の方法。
- 前記送信音響素子及び前記受信音響素子は同じ音響素子である、請求項32に記載の方法。
- 前記共通の送/受信制御信号は送信波形の特性を含み、前記送信波形の生成は、
前記送信波形の前記特性を記憶すること、及び
前記送信波形の前記記憶された特性を呼び出すこと、
を含む、請求項32に記載の方法。 - 前記送信波形の生成は、前記共通の送/受信制御信号に応答して前記送信波形の送信を時間遅延させることを含む、請求項32に記載の方法。
- 前記送信波形の生成は、前記共通の送/受信制御信号に応答して前記送信波形の振幅をスケーリングすることを含む、請求項32に記載の方法。
- 前記送信波形の生成は、
送信較正値を生成すること、及び
前記送信較正値に従って前記送信波形の振幅をスケーリングすること、
を含む、請求項32に記載の方法。 - 前記受信波形の受信は、
受信較正値を生成すること、及び
前記受信較正値に従って前記受信波形の利得を調整すること、
を含む、請求項32に記載の方法。
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