JP2648092B2 - 水中画像ソーナー - Google Patents
水中画像ソーナーInfo
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- JP2648092B2 JP2648092B2 JP6139956A JP13995694A JP2648092B2 JP 2648092 B2 JP2648092 B2 JP 2648092B2 JP 6139956 A JP6139956 A JP 6139956A JP 13995694 A JP13995694 A JP 13995694A JP 2648092 B2 JP2648092 B2 JP 2648092B2
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- circuit
- wave
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- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、水中音響を利用して音
波を水中にて目標物へ送波し、その目標物から反射され
る反射音波のエコーを検出することによって目標物の正
面像を得る水中画像ソーナーに関する。
波を水中にて目標物へ送波し、その目標物から反射され
る反射音波のエコーを検出することによって目標物の正
面像を得る水中画像ソーナーに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、水中画像ソーナーは送波装置と受
波装置とから成り、送波装置には複数の送波器が備えら
れ、受波装置には複数の受波器が備えられている。これ
らの送波器や受波器は図３に示すようなクロスアレイ１
６で構成されている。このクロスアレイ１６では、縦列
を成す複数の送波アレイ３1 〜３L と横列を成す複数の
受波アレイ４1 〜４M とが互いに直交されている。又、
送波アレイ３1 〜３L には送波器が１対１で対応され、
受波アレイ４1 〜４M にも受波器が各々１対１で対応さ
れている。因みに、送波アレイ３1 〜３L と受波アレイ
４1 〜４M とが互いにクロスする箇所は送受波兼用アレ
イ３X ・４Y となる。
波装置とから成り、送波装置には複数の送波器が備えら
れ、受波装置には複数の受波器が備えられている。これ
らの送波器や受波器は図３に示すようなクロスアレイ１
６で構成されている。このクロスアレイ１６では、縦列
を成す複数の送波アレイ３1 〜３L と横列を成す複数の
受波アレイ４1 〜４M とが互いに直交されている。又、
送波アレイ３1 〜３L には送波器が１対１で対応され、
受波アレイ４1 〜４M にも受波器が各々１対１で対応さ
れている。因みに、送波アレイ３1 〜３L と受波アレイ
４1 〜４M とが互いにクロスする箇所は送受波兼用アレ
イ３X ・４Y となる。
【０００３】図４は従来の水中画像ソーナーの基本構成
をブロック図により示したものである。この水中画像ソ
ーナーにおける送波装置は、特定の送信周波数に対応し
た送信パルスを発生する送信パルス発生回路２１と、そ
の送信周波数に対応した方向へ送波ビームＢを向けるた
めに必要な移相量をその送信パルスに対してそれぞれ与
えて送波アレイ３1 〜３L に対応するように生成したＬ
個分の送信移相信号を出力するＬ個の移相回路２０1 〜
２０L とをそれぞれ備えたＮ個の送信制御部１９1 〜１
９N を有している。即ち、送信制御部１９1 〜１９
N は、複数の周波数Ｆ1 〜ＦN を使用して一度に複数方
位に送波するために、その送信周波数Ｆ1 〜ＦN の数に
一致する数だけ備えられている。
をブロック図により示したものである。この水中画像ソ
ーナーにおける送波装置は、特定の送信周波数に対応し
た送信パルスを発生する送信パルス発生回路２１と、そ
の送信周波数に対応した方向へ送波ビームＢを向けるた
めに必要な移相量をその送信パルスに対してそれぞれ与
えて送波アレイ３1 〜３L に対応するように生成したＬ
個分の送信移相信号を出力するＬ個の移相回路２０1 〜
２０L とをそれぞれ備えたＮ個の送信制御部１９1 〜１
９N を有している。即ち、送信制御部１９1 〜１９
N は、複数の周波数Ｆ1 〜ＦN を使用して一度に複数方
位に送波するために、その送信周波数Ｆ1 〜ＦN の数に
一致する数だけ備えられている。
【０００４】又、送波装置は、送信制御部１９1 〜１９
N からの各送信移相信号を合成して電力増幅回路２に向
けてＬ個分の送信加算信号を出力するＬ個の加算回路１
８1〜１８L と、各送信加算信号を増幅してＬ個分の送
信増幅信号を出力する電力増幅回路２と、電力増幅回路
２からの各送信増幅信号をそれぞれ送信音波に変換し、
送波アレイ３1 〜３L による送信音波として水中の目標
物へ向けてＬ個分の送波ビームＢを送波するためのＬ個
の送波器とを備えている。
N からの各送信移相信号を合成して電力増幅回路２に向
けてＬ個分の送信加算信号を出力するＬ個の加算回路１
８1〜１８L と、各送信加算信号を増幅してＬ個分の送
信増幅信号を出力する電力増幅回路２と、電力増幅回路
２からの各送信増幅信号をそれぞれ送信音波に変換し、
送波アレイ３1 〜３L による送信音波として水中の目標
物へ向けてＬ個分の送波ビームＢを送波するためのＬ個
の送波器とを備えている。
【０００５】一方、受波装置は、目標物からの反射音波
のエコーをそれぞれ受波アレイ４1〜４M で受波してＭ
個分の受信信号に変換出力するＭ個の受波器と、受波ア
レイ４1 〜４M に関する各受信信号を各々増幅してＭ個
分の受信増幅信号を出力するＭ個の増幅回路５1 〜５M
と、増幅回路５1 〜５M からの各受信増幅信号をそれぞ
れ受波アレイ４1 〜４M 毎に各周波数Ｆ1 〜ＦN に分離
してＭ個分の周波数分離信号を出力するＭ個の周波数分
離回路６1 〜６M と、各周波数分離信号のうちの一定の
周波数のものに基づいて各送波ビームＢの各々方位に対
応した画像再生処理を行ってＮ個分の画像再生処理信号
を出力するＮ個の画像再生処理回路７1〜７N と、各送
波ビームＢの各々方位に対応したそれぞれの画像再生処
理信号から目標物の正面画像（Ｃモード画像と呼ばれ
る）を表示するＣモード画像表示器８とを備えている。
のエコーをそれぞれ受波アレイ４1〜４M で受波してＭ
個分の受信信号に変換出力するＭ個の受波器と、受波ア
レイ４1 〜４M に関する各受信信号を各々増幅してＭ個
分の受信増幅信号を出力するＭ個の増幅回路５1 〜５M
と、増幅回路５1 〜５M からの各受信増幅信号をそれぞ
れ受波アレイ４1 〜４M 毎に各周波数Ｆ1 〜ＦN に分離
してＭ個分の周波数分離信号を出力するＭ個の周波数分
離回路６1 〜６M と、各周波数分離信号のうちの一定の
周波数のものに基づいて各送波ビームＢの各々方位に対
応した画像再生処理を行ってＮ個分の画像再生処理信号
を出力するＮ個の画像再生処理回路７1〜７N と、各送
波ビームＢの各々方位に対応したそれぞれの画像再生処
理信号から目標物の正面画像（Ｃモード画像と呼ばれ
る）を表示するＣモード画像表示器８とを備えている。
【０００６】尚、送波装置による送信，及び受波装置に
よる受信のタイミングは、タイミング制御回路９で制御
される。タイミング制御回路９では、送波装置の送信制
御部１９1 〜１９N と受波装置の画像再生処理回路７1
〜７N とを制御する。
よる受信のタイミングは、タイミング制御回路９で制御
される。タイミング制御回路９では、送波装置の送信制
御部１９1 〜１９N と受波装置の画像再生処理回路７1
〜７N とを制御する。
【０００７】そこで、この水中画像ソーナーの動作につ
いて簡単に説明する。送信制御部１９1 における送信パ
ルス発生回路２１は、特定の送波方向に対応した周波数
Ｆ1の送信パルスを発生して移相回路２０1 〜２０L へ
出力する。移相回路２０1 〜２０L は各送波器の数に対
応するＬ個分だけあり、移相回路２０1 〜２０L では送
波方向に対応したＬ個通りの移相量を各送波器に分配で
きるように移相処理を行った後、加算回路１８1 〜１８
L へそれぞれの移相量に対応する送信移相信号を出力す
る。
いて簡単に説明する。送信制御部１９1 における送信パ
ルス発生回路２１は、特定の送波方向に対応した周波数
Ｆ1の送信パルスを発生して移相回路２０1 〜２０L へ
出力する。移相回路２０1 〜２０L は各送波器の数に対
応するＬ個分だけあり、移相回路２０1 〜２０L では送
波方向に対応したＬ個通りの移相量を各送波器に分配で
きるように移相処理を行った後、加算回路１８1 〜１８
L へそれぞれの移相量に対応する送信移相信号を出力す
る。
【０００８】このような移相回路２０1 〜２０L と送信
パルス発生回路２１とから成る送信制御回路自体は、送
信周波数の数Ｆ1 〜ＦN だけ存在するので、その他の送
信制御回路１９2 〜１９N からの各周波数Ｆ2 〜ＦN に
関するそれぞれの送信パルスをＬ個通りに移相処理した
それぞれの送信移相信号も加算回路１８1 〜１８L へ出
力される。加算回路１８1 〜１８L では、送波アレイ３
1 〜３L に対応するＬ個通りの加算処理を行ってそれぞ
れの送信加算信号を電力増幅回路２へ出力する。電力増
幅回路２で電力増幅されたＬ個通りの送信増幅信号は、
送波アレイ３1〜３L により音波に変換され、各送波器
から目標物へ向けてＬ個分の送信音波（送波ビームＢ）
が送波される。
パルス発生回路２１とから成る送信制御回路自体は、送
信周波数の数Ｆ1 〜ＦN だけ存在するので、その他の送
信制御回路１９2 〜１９N からの各周波数Ｆ2 〜ＦN に
関するそれぞれの送信パルスをＬ個通りに移相処理した
それぞれの送信移相信号も加算回路１８1 〜１８L へ出
力される。加算回路１８1 〜１８L では、送波アレイ３
1 〜３L に対応するＬ個通りの加算処理を行ってそれぞ
れの送信加算信号を電力増幅回路２へ出力する。電力増
幅回路２で電力増幅されたＬ個通りの送信増幅信号は、
送波アレイ３1〜３L により音波に変換され、各送波器
から目標物へ向けてＬ個分の送信音波（送波ビームＢ）
が送波される。
【０００９】これにより、目標物から反射された反射音
波のエコーは、各受波器の受波アレイ４1 〜４M により
受波され、それぞれＭ個分の受信信号に変換されて増幅
回路５1 〜５M へ出力される。増幅回路５1 〜５M は各
受信信号を増幅したＭ個分の受信増幅信号をそれぞれ周
波数分離回路６1 〜６M に出力する。周波数分離回路６
1 〜６M は、各受信増幅信号を送信周波数Ｆ1 〜ＦN に
対応した周波数に分離して生成したＮ個分の周波数分離
信号をそれぞれ画像再生処理回路７1 〜７N へ出力す
る。画像再生処理回路７1 〜７N は各周波数分離信号の
うちの一定の周波数のものに基づいて画像再生処理を行
って生成した画像再生処理信号をＣモード画像表示器８
へ出力する。Ｃモード画像表示器８では画像再生処理信
号から目標物のＣモード画像を表示する。
波のエコーは、各受波器の受波アレイ４1 〜４M により
受波され、それぞれＭ個分の受信信号に変換されて増幅
回路５1 〜５M へ出力される。増幅回路５1 〜５M は各
受信信号を増幅したＭ個分の受信増幅信号をそれぞれ周
波数分離回路６1 〜６M に出力する。周波数分離回路６
1 〜６M は、各受信増幅信号を送信周波数Ｆ1 〜ＦN に
対応した周波数に分離して生成したＮ個分の周波数分離
信号をそれぞれ画像再生処理回路７1 〜７N へ出力す
る。画像再生処理回路７1 〜７N は各周波数分離信号の
うちの一定の周波数のものに基づいて画像再生処理を行
って生成した画像再生処理信号をＣモード画像表示器８
へ出力する。Ｃモード画像表示器８では画像再生処理信
号から目標物のＣモード画像を表示する。
【００１０】ここで、更に図５を参照して目標物１５の
Ｃモード画像１５ａがＣモード画像表示器８の画面８ａ
上に再生表示されるまでの過程を説明する。
Ｃモード画像１５ａがＣモード画像表示器８の画面８ａ
上に再生表示されるまでの過程を説明する。
【００１１】先ず、上述したクロスアレイ１６の形式で
送信周波数Ｆ1 〜ＦN に対応して上下方向に送波ビーム
Ｂをシフトさせて各方向に放射された周波数Ｆ1 〜ＦN
の音波は、目標物１５で反射されて反射音波のエコーと
なって水中画像ソーナー側に戻って来る。この反射音波
のエコーは各受波器の受波アレイ４1 〜４M で受波さ
れ、増幅回路５1 〜５M の増幅を経て周波数分離回路６
1 〜６M で各周波数Ｆ1〜ＦN の成分に分離され、受波
アレイ４1 〜４M に関するそれぞれの周波数分離信号と
なる。これらの周波数分離信号は、画像再生処理回路７
1 〜７N で周波数Ｆ1 〜ＦN に対応した各送波方向毎に
画像再生処理が行われ、その画像再生処理信号がＣモー
ド画像表示器８の画像８ａ上におけるそれぞれの位置に
対応して出力される。これにより、図５に示すようなＣ
モード画像１５ａが形成される。
送信周波数Ｆ1 〜ＦN に対応して上下方向に送波ビーム
Ｂをシフトさせて各方向に放射された周波数Ｆ1 〜ＦN
の音波は、目標物１５で反射されて反射音波のエコーと
なって水中画像ソーナー側に戻って来る。この反射音波
のエコーは各受波器の受波アレイ４1 〜４M で受波さ
れ、増幅回路５1 〜５M の増幅を経て周波数分離回路６
1 〜６M で各周波数Ｆ1〜ＦN の成分に分離され、受波
アレイ４1 〜４M に関するそれぞれの周波数分離信号と
なる。これらの周波数分離信号は、画像再生処理回路７
1 〜７N で周波数Ｆ1 〜ＦN に対応した各送波方向毎に
画像再生処理が行われ、その画像再生処理信号がＣモー
ド画像表示器８の画像８ａ上におけるそれぞれの位置に
対応して出力される。これにより、図５に示すようなＣ
モード画像１５ａが形成される。
【００１２】即ち、上述した水中画像ソーナーでは１回
の送信で各方向（上下方向）に周波数Ｆ1 〜ＦN に対応
した複数の送波ビームＢが送波され、受信後にも周波数
Ｆ1〜ＦN に対応して分離された画像処理が行われるこ
とにより目標物１５のＣモード画像１５ａが得られる。
の送信で各方向（上下方向）に周波数Ｆ1 〜ＦN に対応
した複数の送波ビームＢが送波され、受信後にも周波数
Ｆ1〜ＦN に対応して分離された画像処理が行われるこ
とにより目標物１５のＣモード画像１５ａが得られる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】上述した水中画像ソー
ナーの場合、使用する周波数成分の数だけ送信制御回路
と加算回路とを備える必要があるため、構成が複雑にな
ってしまう。このような水中画像ソーナーを水中航走体
のような設置空間，積荷の許容重量，バッテリーの消費
電力等の諸条件が限られた環境で使用しようとすると、
その大きさ，重量，消費電力等の規格によって適用され
ない場合が多く、その規格の適応性が問題になってい
る。
ナーの場合、使用する周波数成分の数だけ送信制御回路
と加算回路とを備える必要があるため、構成が複雑にな
ってしまう。このような水中画像ソーナーを水中航走体
のような設置空間，積荷の許容重量，バッテリーの消費
電力等の諸条件が限られた環境で使用しようとすると、
その大きさ，重量，消費電力等の規格によって適用され
ない場合が多く、その規格の適応性が問題になってい
る。
【００１４】本発明は、かかる問題点を解決すべくなさ
れたもので、その技術的課題は、簡素に構成されると共
に、大きさ，重量，消費電力等の基本的規格を改善し得
る水中画像ソーナーを提供することにある。
れたもので、その技術的課題は、簡素に構成されると共
に、大きさ，重量，消費電力等の基本的規格を改善し得
る水中画像ソーナーを提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、複数の
周波数の送信パルスを時系列に発生する送信パルス発生
回路と、目標物が存在する方向に送波ビームを向けるた
めに必要な移相量を所定数の送波アレイに対応して該複
数の周波数毎の送信パルスに対してそれぞれ可変的に与
えることにより生成した該所定数分の送信可変移相信号
を出力する該所定数個の可変移相回路と、送信パルス発
生回路及び所定数個の可変移相回路を制御する移相／周
波数制御回路とから成る送信制御部を含み、更に、移相
／周波数制御回路は、送信パルス発生回路における複数
の周波数の送信パルスを１回の送信で時系列に発生させ
ると共に、所定数個の可変移相回路における所定数分の
送信可変移相信号を該複数の周波数に対応する異なる方
向への送信用とする水中画像ソーナー用送波装置が得ら
れる。
周波数の送信パルスを時系列に発生する送信パルス発生
回路と、目標物が存在する方向に送波ビームを向けるた
めに必要な移相量を所定数の送波アレイに対応して該複
数の周波数毎の送信パルスに対してそれぞれ可変的に与
えることにより生成した該所定数分の送信可変移相信号
を出力する該所定数個の可変移相回路と、送信パルス発
生回路及び所定数個の可変移相回路を制御する移相／周
波数制御回路とから成る送信制御部を含み、更に、移相
／周波数制御回路は、送信パルス発生回路における複数
の周波数の送信パルスを１回の送信で時系列に発生させ
ると共に、所定数個の可変移相回路における所定数分の
送信可変移相信号を該複数の周波数に対応する異なる方
向への送信用とする水中画像ソーナー用送波装置が得ら
れる。
【００１６】又、本発明によれば、上記水中画像ソーナ
ー用送波装置において、更に、所定数分の送信可変移相
信号を増幅して該所定数分の送信増幅信号を出力する電
力増幅回路と、所定数分の送信増幅信号をそれぞれ送信
音波に変換し、該所定数分の送信音波をそれぞれ送波ビ
ームとして目標物へ向けて送波すると共に、該所定数個
が列設されることにより送波アレイを成す送波器とを含
む水中画像ソーナー用送波装置が得られる。
ー用送波装置において、更に、所定数分の送信可変移相
信号を増幅して該所定数分の送信増幅信号を出力する電
力増幅回路と、所定数分の送信増幅信号をそれぞれ送信
音波に変換し、該所定数分の送信音波をそれぞれ送波ビ
ームとして目標物へ向けて送波すると共に、該所定数個
が列設されることにより送波アレイを成す送波器とを含
む水中画像ソーナー用送波装置が得られる。
【００１７】更に、本発明によれば、上記水中画像ソー
ナー用送波装置と複数個の受波器が列設されて成る受波
アレイを備えた受波装置とを含み、送波アレイと受波ア
レイとが交差するクロスアレイを使用した水中画像ソー
ナーが得られる。
ナー用送波装置と複数個の受波器が列設されて成る受波
アレイを備えた受波装置とを含み、送波アレイと受波ア
レイとが交差するクロスアレイを使用した水中画像ソー
ナーが得られる。
【００１８】
【実施例】以下に実施例を挙げ、本発明の水中画像ソー
ナーについて、図面を参照して詳細に説明する。図１
は、本発明の一実施例に係る水中画像ソーナーの基本構
成をブロック図により示したものである。
ナーについて、図面を参照して詳細に説明する。図１
は、本発明の一実施例に係る水中画像ソーナーの基本構
成をブロック図により示したものである。
【００１９】この水中画像ソーナーも送波装置と受波装
置とから成り、送波装置にはＬ個の送波器が備えられ、
受波装置にはＭ個の受波器が備えられている。又、この
水中画像ソーナーにおいても、図３に示したような各送
波器の数に対応したＬ個の縦列を成す送波アレイ３1 〜
３L と各受波器の数に対応したＭ個の横列を成す受波ア
レイ４1 〜４M とが互いに直交されたクロスアレイ１６
が使用されている。
置とから成り、送波装置にはＬ個の送波器が備えられ、
受波装置にはＭ個の受波器が備えられている。又、この
水中画像ソーナーにおいても、図３に示したような各送
波器の数に対応したＬ個の縦列を成す送波アレイ３1 〜
３L と各受波器の数に対応したＭ個の横列を成す受波ア
レイ４1 〜４M とが互いに直交されたクロスアレイ１６
が使用されている。
【００２０】ところで、この水中画像ソーナーにおける
送波装置では、送信制御部１が複数周波数Ｆ1 〜ＦN の
送信パルスを時系列に発生する送信パルス発生回路１１
と、目標物が存在する方向に送波ビームＢを向けるため
に必要な移相量をＬ個分の送波アレイ３1 〜３L に対応
して各周波数Ｆ1 〜ＦN 毎の送信パルスに対してそれぞ
れ可変的に与えることにより生成したＬ個分（所定数
分）の送信可変移相信号を出力するＬ個（所定数個）の
可変移相回路１０1 〜１０L と、送信パルス発生回路１
１と各可変移相回路１０1 〜１０L とを制御する移相／
周波数制御回路１２とから成っている。但し、ここで移
相／周波数制御回路１２は、送信パルス発生回路１１に
おける複数の周波数の送信パルスを１回の送信で時系列
に発生させると共に、Ｌ個の可変移相回路１０ 1 〜１０
L におけるＬ個分の送信可変移相信号を複数の周波数に
対応するそれぞれ異なる方向への送信用とする。
送波装置では、送信制御部１が複数周波数Ｆ1 〜ＦN の
送信パルスを時系列に発生する送信パルス発生回路１１
と、目標物が存在する方向に送波ビームＢを向けるため
に必要な移相量をＬ個分の送波アレイ３1 〜３L に対応
して各周波数Ｆ1 〜ＦN 毎の送信パルスに対してそれぞ
れ可変的に与えることにより生成したＬ個分（所定数
分）の送信可変移相信号を出力するＬ個（所定数個）の
可変移相回路１０1 〜１０L と、送信パルス発生回路１
１と各可変移相回路１０1 〜１０L とを制御する移相／
周波数制御回路１２とから成っている。但し、ここで移
相／周波数制御回路１２は、送信パルス発生回路１１に
おける複数の周波数の送信パルスを１回の送信で時系列
に発生させると共に、Ｌ個の可変移相回路１０ 1 〜１０
L におけるＬ個分の送信可変移相信号を複数の周波数に
対応するそれぞれ異なる方向への送信用とする。
【００２１】更に、送波装置は、Ｌ個分の送信可変移相
信号を増幅してＬ個分の送信増幅信号を出力する電力増
幅回路２と、Ｌ個分の送信増幅信号をそれぞれ送信音波
に変換し、Ｌ個分の送信音波をそれぞれ送波ビームＢと
して目標物へ向けて送波すると共に、上述した送波アレ
イ３1 〜３L を成すＬ個の送波器とを含んでいる。
信号を増幅してＬ個分の送信増幅信号を出力する電力増
幅回路２と、Ｌ個分の送信増幅信号をそれぞれ送信音波
に変換し、Ｌ個分の送信音波をそれぞれ送波ビームＢと
して目標物へ向けて送波すると共に、上述した送波アレ
イ３1 〜３L を成すＬ個の送波器とを含んでいる。
【００２２】一方、受波装置は、目標物からの反射音波
のエコーをそれぞれ受波アレイ４1〜４M で受波してＭ
個分の受信信号に変換出力するＭ個の受波器と、受波ア
レイ４1 〜４M に関する各受信信号を各々増幅してＭ個
分の受信増幅信号を出力するＭ個の増幅回路５1 〜５M
と、増幅回路５1 〜５M からの各受信増幅信号をそれぞ
れ受波アレイ４1 〜４M 毎に各周波数Ｆ1 〜ＦN に分離
してＭ個分の周波数分離信号を出力するＭ個の周波数分
離回路６1 〜６M と、各周波数分離信号のうちの一定の
周波数のものに基づいて各送波ビームＢの各々方位に対
応した画像再生処理を行ってＮ個分の画像再生処理信号
を出力するＮ個の画像再生処理回路７1〜７N と、各送
波ビームＢの各々方位に対応したそれぞれの画像再生処
理信号から目標物のＣモード画像を表示するＣモード画
像表示器８とを備えている。因みに、この受波装置も図
４に示した水中画像ソーナーの受波装置と同じ構成にな
っている。
のエコーをそれぞれ受波アレイ４1〜４M で受波してＭ
個分の受信信号に変換出力するＭ個の受波器と、受波ア
レイ４1 〜４M に関する各受信信号を各々増幅してＭ個
分の受信増幅信号を出力するＭ個の増幅回路５1 〜５M
と、増幅回路５1 〜５M からの各受信増幅信号をそれぞ
れ受波アレイ４1 〜４M 毎に各周波数Ｆ1 〜ＦN に分離
してＭ個分の周波数分離信号を出力するＭ個の周波数分
離回路６1 〜６M と、各周波数分離信号のうちの一定の
周波数のものに基づいて各送波ビームＢの各々方位に対
応した画像再生処理を行ってＮ個分の画像再生処理信号
を出力するＮ個の画像再生処理回路７1〜７N と、各送
波ビームＢの各々方位に対応したそれぞれの画像再生処
理信号から目標物のＣモード画像を表示するＣモード画
像表示器８とを備えている。因みに、この受波装置も図
４に示した水中画像ソーナーの受波装置と同じ構成にな
っている。
【００２３】更に、タイミング制御回路９０は送波装置
による送信，及び受波装置による受信のタイミングを制
御する。タイミング制御回路９０は、送波装置の送信制
御部１における移相／周波数制御回路１２と受波装置の
画像再生処理回路７1 〜７Nとを制御する。これによ
り、移相／周波数制御回路１２は、Ｌ個分の送波ビーム
Ｂの送波方向に対応して送信パルスの送信周波数を変化
させる。
による送信，及び受波装置による受信のタイミングを制
御する。タイミング制御回路９０は、送波装置の送信制
御部１における移相／周波数制御回路１２と受波装置の
画像再生処理回路７1 〜７Nとを制御する。これによ
り、移相／周波数制御回路１２は、Ｌ個分の送波ビーム
Ｂの送波方向に対応して送信パルスの送信周波数を変化
させる。
【００２４】引き続き、この水中画像ソーナーの動作に
ついて簡単に説明する。先ず送信制御部１における送信
パルス発生回路１１は、移相／周波数制御回路１２の制
御により図２に示す如く指示された送信パルス用タイミ
ング信号ａによって規定される送信区間Ｓ1 ，Ｓ2 ，…
ＳX において、それぞれ複数周波数Ｆ1 〜ＦN の時系列
送信パルスｂを１回の送信で発生する。この時系列送信
パルスｂは、周波数可変として得られるもので、図４で
説明した従来の送波装置の送信制御部１９1 〜１９N に
それぞれ備えられる送信パルス発生回路２１で生成され
る特定の周波数の送信パルスとは異なる。因みに、図２
には比較参照として、図４に示した送波装置の加算回路
１８1 で得られる合成された複数周波数Ｆ1 〜ＦN を成
分に含む送信加算信号ｃを示している。
ついて簡単に説明する。先ず送信制御部１における送信
パルス発生回路１１は、移相／周波数制御回路１２の制
御により図２に示す如く指示された送信パルス用タイミ
ング信号ａによって規定される送信区間Ｓ1 ，Ｓ2 ，…
ＳX において、それぞれ複数周波数Ｆ1 〜ＦN の時系列
送信パルスｂを１回の送信で発生する。この時系列送信
パルスｂは、周波数可変として得られるもので、図４で
説明した従来の送波装置の送信制御部１９1 〜１９N に
それぞれ備えられる送信パルス発生回路２１で生成され
る特定の周波数の送信パルスとは異なる。因みに、図２
には比較参照として、図４に示した送波装置の加算回路
１８1 で得られる合成された複数周波数Ｆ1 〜ＦN を成
分に含む送信加算信号ｃを示している。
【００２５】次に、Ｌ個の可変移相回路１０1 〜１０L
では、それぞれ各周波数Ｆ1 〜ＦNに対応した目標物の
存在する方向に送波ビームＢを向けるために必要な移相
量を送波アレイ３1 〜３L に対応するように、各周波数
Ｆ1 〜ＦN のそれぞれの送信パルスに対して可変的に与
えてＬ個分の送信可変移相信号を電力増幅回路２に向け
て出力する。この後の処理は、図４で説明した従来の水
中画像ソーナーと同様に行われる。
では、それぞれ各周波数Ｆ1 〜ＦNに対応した目標物の
存在する方向に送波ビームＢを向けるために必要な移相
量を送波アレイ３1 〜３L に対応するように、各周波数
Ｆ1 〜ＦN のそれぞれの送信パルスに対して可変的に与
えてＬ個分の送信可変移相信号を電力増幅回路２に向け
て出力する。この後の処理は、図４で説明した従来の水
中画像ソーナーと同様に行われる。
【００２６】即ち、電力増幅回路２で電力増幅されたＬ
個通りの送信増幅信号は、送波アレイ３1 〜３L により
音波に変換され、各送波器から目標物へ向けてＬ個分の
送信音波（送波ビームＢ）が送波される。こうして目標
物から反射された反射音波のエコーは、各受波器の受波
アレイ４1 〜４M により受波され、それぞれＭ個分の受
信信号に変換されて増幅回路５1 〜５M へ出力される。
増幅回路５1 〜５M は各受信信号を増幅したＭ個分の受
信増幅信号をそれぞれ周波数分離回路６1 〜６M に出力
する。周波数分離回路６1 〜６M は、各受信増幅信号を
送信周波数Ｆ1〜ＦN に対応した周波数に分離して生成
したＮ個分の周波数分離信号をそれぞれ画像再生処理回
路７1 〜７N へ出力する。画像再生処理回路７1 〜７N
は各周波数分離信号のうちの一定の周波数のものに基づ
いて画像再生処理を行って生成した画像再生処理信号を
Ｃモード画像表示器８へ出力する。Ｃモード画像表示器
８では画像再生処理信号から図５に示したように目標物
１５のＣモード画像１５ａを画面８ａ上に表示する。
個通りの送信増幅信号は、送波アレイ３1 〜３L により
音波に変換され、各送波器から目標物へ向けてＬ個分の
送信音波（送波ビームＢ）が送波される。こうして目標
物から反射された反射音波のエコーは、各受波器の受波
アレイ４1 〜４M により受波され、それぞれＭ個分の受
信信号に変換されて増幅回路５1 〜５M へ出力される。
増幅回路５1 〜５M は各受信信号を増幅したＭ個分の受
信増幅信号をそれぞれ周波数分離回路６1 〜６M に出力
する。周波数分離回路６1 〜６M は、各受信増幅信号を
送信周波数Ｆ1〜ＦN に対応した周波数に分離して生成
したＮ個分の周波数分離信号をそれぞれ画像再生処理回
路７1 〜７N へ出力する。画像再生処理回路７1 〜７N
は各周波数分離信号のうちの一定の周波数のものに基づ
いて画像再生処理を行って生成した画像再生処理信号を
Ｃモード画像表示器８へ出力する。Ｃモード画像表示器
８では画像再生処理信号から図５に示したように目標物
１５のＣモード画像１５ａを画面８ａ上に表示する。
【００２７】
【発明の効果】以上に説明した通り、本発明の水中画像
ソーナーによれば、従来の送波装置を改良し、複数周波
数の送信パルスを１回の送信で時系列に発生させ、送波
アレイの数に対応した可変移相回路により各周波数毎に
送波ビーム方向を変えるようにしているので、従来の送
波装置では送信に用いる周波数（送波ビーム）の数だけ
必要だった送信制御部を単一体で構成できるようにな
る。これにより、装置全体の構成が簡素になり、水中画
像ソーナーの大きさの小型化，重量の軽量化，消費電力
の低減化等が図られ、基本的規格を改善し得るようにな
る。
ソーナーによれば、従来の送波装置を改良し、複数周波
数の送信パルスを１回の送信で時系列に発生させ、送波
アレイの数に対応した可変移相回路により各周波数毎に
送波ビーム方向を変えるようにしているので、従来の送
波装置では送信に用いる周波数（送波ビーム）の数だけ
必要だった送信制御部を単一体で構成できるようにな
る。これにより、装置全体の構成が簡素になり、水中画
像ソーナーの大きさの小型化，重量の軽量化，消費電力
の低減化等が図られ、基本的規格を改善し得るようにな
る。
【図１】本発明の一実施例に係る水中画像ソーナーの基
本構成を示したブロック図である。
本構成を示したブロック図である。
【図２】図１に示す水中画像ソーナーの送波装置に備え
られる送信制御部の送信パルス発生回路により生成され
る時系列送信パルスの周波数成分を従来の水中画像ソー
ナーの送波装置による周波数合成処理との間で比較対照
するために示した送信区間に対するタイミングチャート
である。
られる送信制御部の送信パルス発生回路により生成され
る時系列送信パルスの周波数成分を従来の水中画像ソー
ナーの送波装置による周波数合成処理との間で比較対照
するために示した送信区間に対するタイミングチャート
である。
【図３】図１に示す水中画像ソーナー，及び従来の水中
画像ソーナーに用いられるクロスアレイを説明するため
に示したものである。
画像ソーナーに用いられるクロスアレイを説明するため
に示したものである。
【図４】従来の水中画像ソーナーの基本構成を示したブ
ロック図である。
ロック図である。
【図５】図１に示す水中画像ソーナー，及び従来の水中
画像ソーナーに備えられるＣモード画像表示器で再生表
示される目標物のＣモード画像を示したものである。
画像ソーナーに備えられるＣモード画像表示器で再生表
示される目標物のＣモード画像を示したものである。
１，１９1 〜１９N 送信制御部 ２ 電力増幅回路 ３1 〜３L 送波アレイ ４1 〜４M 受波アレイ ５1 〜５M 増幅回路 ６1 〜６M 周波数分離回路 ７1 〜７N 画像再生処理回路 ８ Ｃモード画像表示器 ８ａ 画面 ９，９０ タイミング制御回路 １０1 〜１０L 可変移相回路 １１，２１ 送信パルス発生回路 １２ 移相／周波数制御回路 １５ 目標物 １５ａ 目標物のＣモード画像 １６ クロスアレイ １８1 〜１８L 加算回路 ２０1 〜２０L 移相回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特公 平４−21147（ＪＰ，Ｂ２)
Claims (3)
- 【請求項１】 複数の周波数の送信パルスを時系列に発
生する送信パルス発生回路と、目標物が存在する方向に
送波ビームを向けるために必要な移相量を所定数の送波
アレイに対応して該複数の周波数毎の送信パルスに対し
てそれぞれ可変的に与えることにより生成した該所定数
分の送信可変移相信号を出力する該所定数個の可変移相
回路と、前記送信パルス発生回路及び前記所定数個の可
変移相回路を制御する移相／周波数制御回路とから成る
送信制御部を含み、更に、前記移相／周波数制御回路
は、前記送信パルス発生回路における前記複数の周波数
の送信パルスを１回の送信で時系列に発生させると共
に、前記所定数個の可変移相回路における前記所定数分
の送信可変移相信号を該複数の周波数に対応する異なる
方向への送信用とすることを特徴とする水中画像ソーナ
ー用送波装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の水中画像ソーナー用送波
装置において、更に、前記所定数分の送信可変移相信号
を増幅して該所定数分の送信増幅信号を出力する電力増
幅回路と、前記所定数分の送信増幅信号をそれぞれ送信
音波に変換し、該所定数分の送信音波をそれぞれ前記送
波ビームとして前記目標物へ向けて送波すると共に、該
所定数個が列設されることにより前記送波アレイを成す
送波器とを含むことを特徴とする水中画像ソーナー用送
波装置。 - 【請求項３】 請求項２記載の水中画像ソーナー用送波
装置と複数個の受波器が列設されて成る受波アレイを備
えた受波装置とを含み、前記送波アレイと前記受波アレ
イとが交差するクロスアレイを使用したことを特徴とす
る水中画像ソーナー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6139956A JP2648092B2 (ja) | 1994-06-22 | 1994-06-22 | 水中画像ソーナー |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6139956A JP2648092B2 (ja) | 1994-06-22 | 1994-06-22 | 水中画像ソーナー |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH085728A JPH085728A (ja) | 1996-01-12 |
| JP2648092B2 true JP2648092B2 (ja) | 1997-08-27 |
Family
ID=15257593
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6139956A Expired - Lifetime JP2648092B2 (ja) | 1994-06-22 | 1994-06-22 | 水中画像ソーナー |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2648092B2 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5098131B2 (ja) * | 2004-08-19 | 2012-12-12 | 日本電気株式会社 | マルチビームソーナーおよびその信号処理方法 |
| JP4810810B2 (ja) * | 2004-08-26 | 2011-11-09 | 日本電気株式会社 | ソーナー方法及び水中画像ソーナー |
| JP5080795B2 (ja) * | 2006-12-08 | 2012-11-21 | 日本放送協会 | イメージング装置 |
| JP5668516B2 (ja) * | 2011-02-16 | 2015-02-12 | 日本電気株式会社 | ソーナーシステム、受信装置、ソーナー用目標物特定方法、及びそのプログラム |
| JP5982953B2 (ja) * | 2012-03-30 | 2016-08-31 | 日本電気株式会社 | 音響標的、送信信号生成方法およびプログラム |
| WO2015122240A1 (ja) * | 2014-02-13 | 2015-08-20 | 古野電気株式会社 | 送波ユニット及びソナー |
| JP6364955B2 (ja) * | 2014-05-23 | 2018-08-01 | 日本電気株式会社 | ソーナーシステムとソーナー用送信装置と受信装置及び目標物特定法並びにプログラム |
| KR102238280B1 (ko) * | 2020-12-09 | 2021-04-08 | 박지현 | 수중 물체 감지 시스템 및 그 방법 |
| EP4044172A1 (en) * | 2021-02-15 | 2022-08-17 | Furuno Electric Co., Ltd. | Target detection device and target detection method |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2872345B2 (ja) * | 1990-05-16 | 1999-03-17 | 株式会社日立製作所 | ネットワーク管理方法 |
-
1994
- 1994-06-22 JP JP6139956A patent/JP2648092B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH085728A (ja) | 1996-01-12 |
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