JP2023530206A - 超高モード数の合成渦音場の生成方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
【選択図】図1
Description
の音圧を表す式である。
であると仮定する。rは観測点と座標原点との距離であり、
は、観測点と座標軸原点を結ぶ線とX軸との夾角であり、θは観測点と座標軸原点を結ぶ線とZ軸との夾角である。この場合、観測点で検出される音圧は下記の通りとなる。
本実施例では、各パラメータを以下のように定義した。
の音圧を表す式である。
Claims (10)
- 超高モード数の合成渦音場の生成方法であって、
N個のトランスデューサユニットで構成されるトランスデューサアレイを構築し、各前記トランスデューサユニットが音場を出力することで初期音場が生成されるステップ(1)と、
前記トランスデューサユニットの位置と、各前記トランスデューサユニットが出力する音場の位相を共に変更し、1回変更するごとに音場が1つ生成され、s回変更することでs個の音場が生成され、前記トランスデューサユニットの位置を変更する方式として、前記トランスデューサアレイを全体的に回転させるステップ(2)と、
前記ステップ(1)で生成された前記初期音場と、前記ステップ(2)で生成されたs個の音場を重畳することで超高モード数の合成渦音場を取得するステップ(3)と、を含み、
N及びsは0よりも大きな整数であり、N*sは4以上であることを特徴とする方法。 - 前記トランスデューサアレイは、回転前及び回転後を合わせて仮想の合成トランスデューサアレイを構成し、前記合成トランスデューサアレイにおけるアレイ要素の数はNsであり、Ns=(s+1)×Nであることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記合成トランスデューサアレイのアレイ要素は、1つの円環上又は少なくとも2つの円環で形成される同心円環上に配列され、好ましくは、各円環上のアレイ要素は均一に配列されることを特徴とする請求項2に記載の方法。
- 前記合成トランスデューサアレイのアレイ要素は1つの円環上に配列され、前記合成トランスデューサアレイのm番目のアレイ要素が生成する音場の位相はα´*{2π(m-1)/Ns}であり、そのうち、1≦m≦Nsであり、mは整数であり、α´は前記合成渦音場のモード数であり、-Ns/2<α´<Ns/2であることを特徴とする請求項3に記載の方法。
- 前記トランスデューサアレイにおいて、前記トランスデューサユニットは1つの円環上に配列され、前記トランスデューサアレイが回転する際の回転軸は円環の軸線であり、好ましくは、前記トランスデューサアレイは円環上に均一に配列されることを特徴とする請求項1~4のいずれか1項に記載の方法。
- n番目のトランスデューサユニットが初期位置で生成する音場の位相はα´*{2π(n-1)/N}であり、そのうち、1≦n≦Nであり、nは整数であり、α´は合成される渦音場のモード数であり、-Ns/2<α´<Ns/2であり、
及び/又は、前記トランスデューサアレイの毎回の回転角度は2π/Nsであり、n番目のトランスデューサユニットのi回目の回転後に生成される音場の位相はα´*{2π(n-1)/N}+α´*(2π/Ns)*iであり、そのうち、1≦i≦s、1≦n≦Nであり、i及びnは整数であり、α´は合成される渦音場のモード数であり、-Ns/2<α´<Ns/2であることを特徴とする請求項5に記載の方法。 - 請求項1~6のいずれか1項に記載の方法で生成される渦音場。
- 請求項7に記載の渦音場の、水中通信又はアコースティックイメージングにおける応用。
- 超高モード数の合成渦音場の生成装置であって、
回転装置と、少なくとも1つのトランスデューサユニットで構成されるトランスデューサアレイを含み、前記回転装置は前記トランスデューサアレイを回転させるために用いられ、
好ましくは、前記トランスデューサアレイにおいて、トランスデューサユニットの配列方式は、1つの円環上における等距離の配列とし、前記回転装置が前記トランスデューサアレイを回転させる際の回転軸は、トランスデューサユニットを配列して形成される円環の円心であり、好ましくは、前記回転装置は、前記トランスデューサアレイの各回転角度を正確に制御するために用いられる精密ロータリーテーブルであることを特徴とする生成装置。 - 請求項8又は9に記載の装置の、水中通信又はアコースティックイメージングデバイスにおける応用。
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