JP2567084B2 - ソーナー送信回路 - Google Patents
ソーナー送信回路Info
- Publication number
- JP2567084B2 JP2567084B2 JP1051150A JP5115089A JP2567084B2 JP 2567084 B2 JP2567084 B2 JP 2567084B2 JP 1051150 A JP1051150 A JP 1051150A JP 5115089 A JP5115089 A JP 5115089A JP 2567084 B2 JP2567084 B2 JP 2567084B2
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- JP
- Japan
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- transmission
- circuit
- pulse
- split
- stave
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- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はソーナー送信回路に関し、特に水中に音波を
発射して目標物体からの反響音を受信し、これを映像表
示して目標の捜索、探知を行うアクティブソーナー装置
において、回転ビーム送信（Rotating Directional Tra
nsmission,以下RDTと略称する）を行うソーナー送信回
路に関する。
発射して目標物体からの反響音を受信し、これを映像表
示して目標の捜索、探知を行うアクティブソーナー装置
において、回転ビーム送信（Rotating Directional Tra
nsmission,以下RDTと略称する）を行うソーナー送信回
路に関する。
アクティブソーナー装置において、高い目標捜索能力
を得るためには、特定方向にのみ送信エネルギーを集中
的に放射し、これを送信パルスごとに順次回転し全方位
範囲または特定角度範囲に送信を行うことが必要であ
る。
を得るためには、特定方向にのみ送信エネルギーを集中
的に放射し、これを送信パルスごとに順次回転し全方位
範囲または特定角度範囲に送信を行うことが必要であ
る。
第４図はRDTを行なう従来のソーナー送信回路の構成
図である。
図である。
第４図に示すソーナー送信回路は、ｉステーブ、ｊス
タックの送受波器素子から成る円周配列型の送受波器１
と、送信パルスごとに利用するｍステーブの送受波器素
子を切り替える送信切替回路2a、RDTによる送波ビーム
形成に必要なｍステーブ、第４図の場合は10ステーブの
送受波器素子に対して送信電力を印加する10チャンネル
の電力増幅器10−１〜10−10、電力増幅器10−１〜10−
10に供給する送信信号の整相を行なう送信整相回路９−
１〜９−５、送信信号としてのPCW波を形成するパルス
変調回路６、送信周波数を発振する発信回路７のほか、
PDT送信のタイミングおよびパルス幅制御を行なうRDT制
御回路8aを備えて成る。
タックの送受波器素子から成る円周配列型の送受波器１
と、送信パルスごとに利用するｍステーブの送受波器素
子を切り替える送信切替回路2a、RDTによる送波ビーム
形成に必要なｍステーブ、第４図の場合は10ステーブの
送受波器素子に対して送信電力を印加する10チャンネル
の電力増幅器10−１〜10−10、電力増幅器10−１〜10−
10に供給する送信信号の整相を行なう送信整相回路９−
１〜９−５、送信信号としてのPCW波を形成するパルス
変調回路６、送信周波数を発振する発信回路７のほか、
PDT送信のタイミングおよびパルス幅制御を行なうRDT制
御回路8aを備えて成る。
回転ビーム送信、すなわちRDT送信を行なうには、送
受波器１をビームの指向特性等を勘案しい決定する連続
したｍステーブずつ送信ごとに円周方向右もしくは左ご
とに通常は１ステーブずつシフトしながら切り出し、各
ステーブに対応した電力増幅器の入力信号を円周方向に
対称なステーブごとに遅延し、送受波器素子の円周配列
位置による相互間の行程差を無くすことによって、音響
的には恰もｍステーブの等価矩形板配列による送波ビー
ムを得て、この送波ビームを円周方向にステーブごとの
ステップで次次に形成していくものである。
受波器１をビームの指向特性等を勘案しい決定する連続
したｍステーブずつ送信ごとに円周方向右もしくは左ご
とに通常は１ステーブずつシフトしながら切り出し、各
ステーブに対応した電力増幅器の入力信号を円周方向に
対称なステーブごとに遅延し、送受波器素子の円周配列
位置による相互間の行程差を無くすことによって、音響
的には恰もｍステーブの等価矩形板配列による送波ビー
ムを得て、この送波ビームを円周方向にステーブごとの
ステップで次次に形成していくものである。
第４図の場合は10ステーブの送受波器素子を右回りに
１ステーブずつシフトしながらビーム回転を行なうRDT
の場合で、10ステーブのうち両端の２ステーブを基準と
し中央の２ステーブに到るまでの対称２ステーブ分ずつ
に次次に基準ステーブと同一位相となるように遅延を与
える整相を行なって等価矩形板配列を形成している。
１ステーブずつシフトしながらビーム回転を行なうRDT
の場合で、10ステーブのうち両端の２ステーブを基準と
し中央の２ステーブに到るまでの対称２ステーブ分ずつ
に次次に基準ステーブと同一位相となるように遅延を与
える整相を行なって等価矩形板配列を形成している。
送信整相回路９−１〜９−５は、10ステーブの両端ス
テーブに対応する電力増幅器10−１と10−10に基準位相
1を付与し、中央の隣接２ステーブに対応する電力増
幅器10−5,10−６に対する位相量5までの各位相1〜
5間には前述した目的の移相を施し、従って10ステー
ブは見掛上行程差のない状態で駆動される。
テーブに対応する電力増幅器10−１と10−10に基準位相
1を付与し、中央の隣接２ステーブに対応する電力増
幅器10−5,10−６に対する位相量5までの各位相1〜
5間には前述した目的の移相を施し、従って10ステー
ブは見掛上行程差のない状態で駆動される。
このような送波ビームによる１個の送信パルスが送出
されるごとに送信切替回路2aによって電力増幅器10−１
〜10−10と送受波器１のステーブ対応を右もしくは左方
向に１ステーブずつシフトし、ステーブ間の配列角度差
αだけシフトした方向に送波ビームを形成して次の送信
を行ない、これを所要の角度範囲にわたって順次繰返
す。
されるごとに送信切替回路2aによって電力増幅器10−１
〜10−10と送受波器１のステーブ対応を右もしくは左方
向に１ステーブずつシフトし、ステーブ間の配列角度差
αだけシフトした方向に送波ビームを形成して次の送信
を行ない、これを所要の角度範囲にわたって順次繰返
す。
第５図は従来のRDT送信における送信ビーム方位の特
性図である。RDTにおける送信ビーム方位は、音響基準
方位をθmとして場合、１送信ごとにステーブ配列角度
差αのステップで変化し、PCW波による送信パルスが
θm，θm＋α，θm＋２α…とαごとに送信間隔δで送
出される状態を示している。
性図である。RDTにおける送信ビーム方位は、音響基準
方位をθmとして場合、１送信ごとにステーブ配列角度
差αのステップで変化し、PCW波による送信パルスが
θm，θm＋α，θm＋２α…とαごとに送信間隔δで送
出される状態を示している。
こうして次次に形成される送信ビームの指向性は、通
常、隣接ビームとほぼ3dB減衰点で交差するように調整
される。
常、隣接ビームとほぼ3dB減衰点で交差するように調整
される。
上述した従来のソーナー送信回路によるRDT送波ビー
ムは、隣接ビーム間で互いにほぼ3dB減衰点で交差する
ように設定されているため、放射エネルギーは送受波器
の全周にわたってほぼ均一となるものの、各送波ビーム
の中間方位では正常な送信パルスのほかに送信パルス幅
分時間のずれた送信パルスも放射されることとなり、同
一目標からの反響音が２つ発生し、距離測定に大きな誤
差を生ずるとともに、奥行のある目標の場合には２つの
反響音が重畳し波形による目標類別を著しく阻害すると
いう欠点がある。
ムは、隣接ビーム間で互いにほぼ3dB減衰点で交差する
ように設定されているため、放射エネルギーは送受波器
の全周にわたってほぼ均一となるものの、各送波ビーム
の中間方位では正常な送信パルスのほかに送信パルス幅
分時間のずれた送信パルスも放射されることとなり、同
一目標からの反響音が２つ発生し、距離測定に大きな誤
差を生ずるとともに、奥行のある目標の場合には２つの
反響音が重畳し波形による目標類別を著しく阻害すると
いう欠点がある。
本発明の目的は上述した欠点を除去し、送波ビームの
中間方位でも距離誤差と目標類別機能の低下を著しく抑
圧しうるソーナー送信回路を提供することにある。
中間方位でも距離誤差と目標類別機能の低下を著しく抑
圧しうるソーナー送信回路を提供することにある。
本発明の回路は、円筒状に配列した送受波器素子から
成る送受波器の一部分ずつを送信パルスで駆動しかつ送
信パルスごとに円周方向に所定のステップでシフトしつ
つ切り替えて水中に音波を放射する回転ビーム送信を行
なうソーナー送信回路において、送信パルスごとに駆動
する送受波器素子群を重複を許容して円周方向に２分割
した右および左の送受波器素子群でそれぞれ同一方位を
指向した左右一対のビームから成るスプリットビームを
形成するスプリットビーム形成手段と、前記スプリット
ビームの回転におけるステップ間シフトを連続的に実行
させるように前記スプリットビームを形成する左右ビー
ム間に連続的に位相差を付与する位相差付与手段とを備
えて構成される。
成る送受波器の一部分ずつを送信パルスで駆動しかつ送
信パルスごとに円周方向に所定のステップでシフトしつ
つ切り替えて水中に音波を放射する回転ビーム送信を行
なうソーナー送信回路において、送信パルスごとに駆動
する送受波器素子群を重複を許容して円周方向に２分割
した右および左の送受波器素子群でそれぞれ同一方位を
指向した左右一対のビームから成るスプリットビームを
形成するスプリットビーム形成手段と、前記スプリット
ビームの回転におけるステップ間シフトを連続的に実行
させるように前記スプリットビームを形成する左右ビー
ム間に連続的に位相差を付与する位相差付与手段とを備
えて構成される。
次に図面を参照して本発明を説明する。第１図は本発
明のソーナー送信回路の一実施例の構成図である。
明のソーナー送信回路の一実施例の構成図である。
第１図に示す実施例は、送受波器１、送信切替回路
２、スプリットビームを形成する右ビームに対する送信
電力を供給するｋ個の電力増幅器３−1R,3−2R,3−3R…
３−kR、左ビームに対する送信電力を供給するｋ個の電
力増幅器３−1L,3−2L,3−3L…３−kL、電力増幅器３−
1R〜３−kRに対応し右ビーム形成に必要な整相のための
位相量1R，2R，3R…kRを与えるｋ個の送信整相
回路４−1R〜４−kR、左ビーム形成に必要な整相のため
の位相量1L，2L，3L…kLを与えるｋ個の送信整
相回路４−1L〜４−kL、ステーブ間の送波ビーム回転を
連続的に変化させるための連続的可変位相を付与するた
めの右ビーム用の可変移相回路5a,左ビーム用の可変移
相回路5b,PCWの送信パルスを発生するパルス変調回路6,
発信回転7,RDT制御回路８を備えて構成される。
２、スプリットビームを形成する右ビームに対する送信
電力を供給するｋ個の電力増幅器３−1R,3−2R,3−3R…
３−kR、左ビームに対する送信電力を供給するｋ個の電
力増幅器３−1L,3−2L,3−3L…３−kL、電力増幅器３−
1R〜３−kRに対応し右ビーム形成に必要な整相のための
位相量1R，2R，3R…kRを与えるｋ個の送信整相
回路４−1R〜４−kR、左ビーム形成に必要な整相のため
の位相量1L，2L，3L…kLを与えるｋ個の送信整
相回路４−1L〜４−kL、ステーブ間の送波ビーム回転を
連続的に変化させるための連続的可変位相を付与するた
めの右ビーム用の可変移相回路5a,左ビーム用の可変移
相回路5b,PCWの送信パルスを発生するパルス変調回路6,
発信回転7,RDT制御回路８を備えて構成される。
次に、第１図の実施例の動作について説明する。各部
動作に先立ち、スプリットビームについて説明する。ス
プリットビームは、左右同数のステーブの送受波器素子
によって同一指向方向に形成した右，左ビームから成る
一対の送波ビームを言い、第１図の例で言えばステーブ
１〜５で右ビームを、ステーブｉ〜ｉ−４で左ビームを
形成し、このスプリットビームは空間的に合成された合
成ビームとして送受信され、２つのビームの空間的交差
領域で目標を高い識別性で探知する目的で運用される。
動作に先立ち、スプリットビームについて説明する。ス
プリットビームは、左右同数のステーブの送受波器素子
によって同一指向方向に形成した右，左ビームから成る
一対の送波ビームを言い、第１図の例で言えばステーブ
１〜５で右ビームを、ステーブｉ〜ｉ−４で左ビームを
形成し、このスプリットビームは空間的に合成された合
成ビームとして送受信され、２つのビームの空間的交差
領域で目標を高い識別性で探知する目的で運用される。
第１図において、発信回路７で発生した連続SIN波の
送信信号は、パルス変調回路６に供給され、RDT制御回
路８で指定されたパルス幅のパルス変調波とされる。
送信信号は、パルス変調回路６に供給され、RDT制御回
路８で指定されたパルス幅のパルス変調波とされる。
パルス変調回路６の出力信号は、左右のスプリットビ
ームに対応する可変移相回路5a,5bに与えられ、L，
Rだけ移相される。
ームに対応する可変移相回路5a,5bに与えられ、L，
Rだけ移相される。
可変移相回路5a,5bによってスプリットビームの右ビ
ームに与える移相量R、左ビームに与える移相量
Rは、第２図（ａ）に示す如く、送信パルスの始端時に
は左右ビームの音響的中心方向θmがステーブの配列角
度差αの1/2だけ左にシフトした方位に対して直角に交
る音響的位置になってスプリットビームの合成ビームが
θm−α/2を指向するように互いの移相差（L−R）
を制御され、送信ビームの中央では第２図（ｂ）の如く
合成ビームが左右ビームの音響的中心方向θmと一致
し、さらに送信パルス終端時には、第２図（ｃ）に示す
如く始端時とは逆に、左右ビームの音響的中心位置がス
テーブの配列角度差αの1/2だけ右にシフトした方位に
対して直角に交わる音響的位置になるように制御してス
プリットビームの合成ビームがθm＋α/2を指向するよ
うに制御し、かつθm−α/2からθm＋α/2まで連続的に
変化させる。
ームに与える移相量R、左ビームに与える移相量
Rは、第２図（ａ）に示す如く、送信パルスの始端時に
は左右ビームの音響的中心方向θmがステーブの配列角
度差αの1/2だけ左にシフトした方位に対して直角に交
る音響的位置になってスプリットビームの合成ビームが
θm−α/2を指向するように互いの移相差（L−R）
を制御され、送信ビームの中央では第２図（ｂ）の如く
合成ビームが左右ビームの音響的中心方向θmと一致
し、さらに送信パルス終端時には、第２図（ｃ）に示す
如く始端時とは逆に、左右ビームの音響的中心位置がス
テーブの配列角度差αの1/2だけ右にシフトした方位に
対して直角に交わる音響的位置になるように制御してス
プリットビームの合成ビームがθm＋α/2を指向するよ
うに制御し、かつθm−α/2からθm＋α/2まで連続的に
変化させる。
すなわち、送信パルスの送出から終了まで、スプリッ
トビームによる合成ビームはθmを中心とし−α/2から
＋α/2までステーブの配列角度差αにわたって連続的に
方位変化させながら合成ビームを振ることとなり、この
状態をステーブ歩進ごとに繰返す。
トビームによる合成ビームはθmを中心とし−α/2から
＋α/2までステーブの配列角度差αにわたって連続的に
方位変化させながら合成ビームを振ることとなり、この
状態をステーブ歩進ごとに繰返す。
送信整相回路４−1R〜4kRのそれぞれに付与する位相
1R，kR、および送信整相回路４−1L〜４−kLのそれ
ぞれに付与する位相1L〜kLはスプリットビームの右
および左ビーム形成に必要な整相のための移相量を与え
るように設定され、各移相量は、前述した如く、１個の
送信指向性ビームを形成するために必要な連続したステ
ィーブ群の各スティーブの配列位置、すなわち配列角度
と配列半径によって決まる固定量で、音響的に等価な矩
形平面板に置換するためのものである。通常、ψ1R，ψ
2R，ψ3R…ψkRとψ1L，ψ2L，ψ3L…ψkLは、左右対応
で同一量が設定される。
1R，kR、および送信整相回路４−1L〜４−kLのそれ
ぞれに付与する位相1L〜kLはスプリットビームの右
および左ビーム形成に必要な整相のための移相量を与え
るように設定され、各移相量は、前述した如く、１個の
送信指向性ビームを形成するために必要な連続したステ
ィーブ群の各スティーブの配列位置、すなわち配列角度
と配列半径によって決まる固定量で、音響的に等価な矩
形平面板に置換するためのものである。通常、ψ1R，ψ
2R，ψ3R…ψkRとψ1L，ψ2L，ψ3L…ψkLは、左右対応
で同一量が設定される。
送信整相回路４−1R〜４−kR,4−1L〜４−kLの出力は
それぞれ電力増幅器３−1R〜３−kR,3−1L〜3kLに供給
されて電力増幅を行ない、送信切替回路２を介して送受
波器１に供給する。
それぞれ電力増幅器３−1R〜３−kR,3−1L〜3kLに供給
されて電力増幅を行ない、送信切替回路２を介して送受
波器１に供給する。
送受波器１は、提供された信号を電気音響変換し、同
一方向を指向したスプリットビームを形成し、さらに、
その合成として合成ビームを形成する。
一方向を指向したスプリットビームを形成し、さらに、
その合成として合成ビームを形成する。
次に、１個の送信パルスが終了すると、RDT制御回路
８の制御で送信切替回路２が、電力増幅器３−1R〜３−
kR,3−1L〜３−kLと送受波器スティーブとの対応を円周
方向に１個ずつシフトし、同様の動作が行われる。これ
を順次繰り返すことによって、所要の送信角度だけ連続
した回転ビーム送信が得られる。
８の制御で送信切替回路２が、電力増幅器３−1R〜３−
kR,3−1L〜３−kLと送受波器スティーブとの対応を円周
方向に１個ずつシフトし、同様の動作が行われる。これ
を順次繰り返すことによって、所要の送信角度だけ連続
した回転ビーム送信が得られる。
第３図は第１図の実施例の送信ビーム方位の特性図で
ある。本実施例における送波ビーム方位は、音響基準方
位θmを中心として−α/2から＋α/2まで連続的に変化
し、かつこの変化パターンが＋α，＋２α……＋ｎαと
全放射角範囲にわたって連続的に回転していく状態を示
している。
ある。本実施例における送波ビーム方位は、音響基準方
位θmを中心として−α/2から＋α/2まで連続的に変化
し、かつこの変化パターンが＋α，＋２α……＋ｎαと
全放射角範囲にわたって連続的に回転していく状態を示
している。
こうして、ビーム回転におけるスタック間のステップ
シフトを連続的に実施することができる。
シフトを連続的に実施することができる。
なお上述した実施例でのビームの回転速度は、目標に
放射されるエネルギーを確保するために、通常、送信パ
ルス幅期間で3dB送信ビーム幅に相当する角度になるよ
うに設定している。
放射されるエネルギーを確保するために、通常、送信パ
ルス幅期間で3dB送信ビーム幅に相当する角度になるよ
うに設定している。
また、上述した実施例ではステーブを左右等分割した
スプリットビーム形成としているが、この代りに１部の
ステーブを重複利用する方法でも同様に実施しうること
は明らかである。
スプリットビーム形成としているが、この代りに１部の
ステーブを重複利用する方法でも同様に実施しうること
は明らかである。
以上説明したように本発明は、一対のスプリット送信
ビームを形成し左右ビームの位相差を連続的に制御する
ことによって、全周または所要の角度範囲に連続回転の
ビーム送信を行うことができ、ステップ制御のビーム送
信よりも著しく高い類別能力と大幅に誤差を抑圧した距
離測定ができるという効果がある。
ビームを形成し左右ビームの位相差を連続的に制御する
ことによって、全周または所要の角度範囲に連続回転の
ビーム送信を行うことができ、ステップ制御のビーム送
信よりも著しく高い類別能力と大幅に誤差を抑圧した距
離測定ができるという効果がある。
第１図は本発明のソーナー送信回路の一実施例の構成
図、第２図は第１図の実施例のステーブ間ビーム回転時
におけるスプリットビーム移相内容を示す説明図、第３
図は第１図の実施例における送信ビーム方位の特性図、
第４図はRDTを行なう従来のソーナー送信回路の構成
図、第５図は従来のRDT送信における送信ビームの特性
図である。 １……送受波器、2,2a……送信切替回路、３−1R〜３−
kR,3−1L〜３−kL,10−１〜10−10……電力増幅器、４
−1R〜４−kR,4−1L〜４−kL,9−１〜９−５……送信整
相回路、5a,5b……可変移相回路、６……パルス変調回
路、７……発信回路、8,8a……RDT制御回路。
図、第２図は第１図の実施例のステーブ間ビーム回転時
におけるスプリットビーム移相内容を示す説明図、第３
図は第１図の実施例における送信ビーム方位の特性図、
第４図はRDTを行なう従来のソーナー送信回路の構成
図、第５図は従来のRDT送信における送信ビームの特性
図である。 １……送受波器、2,2a……送信切替回路、３−1R〜３−
kR,3−1L〜３−kL,10−１〜10−10……電力増幅器、４
−1R〜４−kR,4−1L〜４−kL,9−１〜９−５……送信整
相回路、5a,5b……可変移相回路、６……パルス変調回
路、７……発信回路、8,8a……RDT制御回路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 丹野 雅之 東京都港区西新橋３丁目20番４号 日本 電気エンジニアリング株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−121771（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−262076（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】円筒状に配列した送受波器素子から成る送
受波器の一部分ずつを送信パルスで駆動しかつ送信パル
スごとに円周方向に所定のステップでシフトしつつ切り
替えて水中に音波を放射する回転ビーム送信を行なうソ
ーナー送信回路において、 送信パルスごとに駆動する送受波器素子群を重複を許容
して円周方向に２分割した右および左の送受波器素子群
でそれぞれ同一方位を指向した左右一対のビームから成
るスプリットビームを形成するスプリットビーム形成手
段と、 前記スプリットビームの回転におけるステップ間シフト
を連続的に実行させるように前記スプリットビームを形
成する左右ビーム間に連続的に位相差を付与する位相差
付与手段と、 を備えて成ることを特徴とするソーナー送信回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1051150A JP2567084B2 (ja) | 1989-03-02 | 1989-03-02 | ソーナー送信回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1051150A JP2567084B2 (ja) | 1989-03-02 | 1989-03-02 | ソーナー送信回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02228580A JPH02228580A (ja) | 1990-09-11 |
| JP2567084B2 true JP2567084B2 (ja) | 1996-12-25 |
Family
ID=12878788
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1051150A Expired - Lifetime JP2567084B2 (ja) | 1989-03-02 | 1989-03-02 | ソーナー送信回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2567084B2 (ja) |
-
1989
- 1989-03-02 JP JP1051150A patent/JP2567084B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02228580A (ja) | 1990-09-11 |
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