JP2948092B2 - 魚の周波数特性測定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、水中の単体魚又は魚群
の周波数対反射強度特性を測定する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、魚群探知機あるいは魚群探知ソナ
ーにおける周波数の使い分けについては、遠方の魚群の
探知には低い周波数を用い、近距離の魚群探知には高い
周波数を用いるという使い分けが行われている。

【０００３】これは低い周波数の場合には指向特性を広
くでき且つ水中での減衰が少ないので遠方の広い方位範
囲に渡る魚群の探知に適しており、一方高い周波数の場
合には水中での減衰が大きいが指向性を鋭くできるので
近距離の魚群を精確に探知するのに適しているからであ
る。

【０００４】しかし、単体魚或いは魚群そのものが低い
周波数から高い周波数に渡ってその反射強度がどのよう
に変化するものであるか、更には魚種によって、周波数
を変えた場合の反射強度の変化の様相（変化のパター
ン）がどのように異なるものであるかを測定する装置は
従来存在しない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】一方、漁労操業におい
て探知した魚や魚群の種類が何であるかを判断すること
は、用いる魚網、投網の仕方を決定するうえで非常に重
要なことである。このため、魚群探知機あるいはソナー
の映像から魚速や、移動パターンや、魚群映像の形や濃
淡の特徴、深度、更には海域、季節等あらゆる情報に基
づいて魚種の判断を行っている。従って、そこには、ど
うしても経験や勘に頼らざるを得ない場合もあり、判断
を誤ることもありうる。

【０００６】本発明の目的は、このような状況に鑑み
て、魚種判定の有力な手掛りとして、各魚種の周波数対
反射強度特性の相違に着眼しその周波数特性を把握する
ことにより魚種判定をより一層確実なものにする魚の周
波数特性測定装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するために次の手段構成を有する。即ち、本発明の
魚の周波数特性測定装置は、第１に、定められた送受波
周波数は異なるが該周波数での指向特性が相互に同じで
ある複数の送受波器が指向軸方向を同じにして指向軸方
向と直角をなす１直線上に配列された送受波器群と； 各送受波器に対応して設けられ各送受波器へ各送受波器
に定められた周波数で同じレベルの励振信号を送信し又
対応する送受波器からの受波信号を受信する複数の送受
信器と； 各送受信器からの受信信号が時間的に重なら
ないように送信を順次に行わせるタイミング回路と；
各送受信器からの受信出力レベルを送受波周波数に対応
させて表示する表示器と； を具備して水中の単体魚又
は魚群の周波数対反射強度特性としての魚の周波数特性
を測定することを特徴とする魚の周波数特性測定装置で
ある。

【０００８】第２に、各送受波器毎に、送受波器の配列
方向に特定の間隔を有する２個の受波素子からの受波信
号を受けて両信号の位相差を検出することにより、各送
受波器毎に反射目標の指向軸からの変位角を検出し、該
変位角と各送受波器指向特性とから、各送受信器の受信
出力レベルを指向軸方向からの出力レベルに補正して表
示器へ送るレベル補正回路を有する前記第１の魚の周波
数特性測定装置である。

【０００９】

【作用】以下、上記手段構成における作用について述べ
る。本発明装置では、指向特性は同じで、送受波周波数
が異なる送受波器が指向軸方向を同じくして指向軸方向
と直角をなす１直線上に複数個配列されている。そし
て、それぞれ対応する送受信器から各送受波器に定めら
れた周波数の同じレベルの励振信号を受け送波し、反射
目標である単体魚或いは魚群（以下、単に魚という）か
らの反射波を受波する。送波はタイミング回路によっ
て、受波信号が時間的に重ならないように順次に行われ
るので、周波数の異なる受波信号が混合して受波される
ということはない。

【００１０】また、魚までの距離が送受波器間の間隔に
比べて充分大であれば、各送受波器から見た魚の方向は
同じと見做すことができる。従って、各受波器における
受波信号のレベル即ち送受信器の受信出力レベルの相違
は周波数の違いによるものということになる。表示器は
この受信出力レベルを各周波数に対応させて表示するの
で、魚の周波数対反射強度特性（単に周波数特性とい
う）を知ることができる。

【００１１】次に、魚までの距離が、各送受波器から魚
を見た場合の方向の差が無視し得ない程度に短い場合に
は、その方向の差に起因するレベル差を補正するため
に、レベル補正回路によって、各送受波器毎に、送受波
器の配列方向に特定の間隔を有する２個の受波素子から
の受波信号の位相差から、魚の方向が指向軸方向からど
れだけ変位しているかを知り、それと予め知れている送
受波器指向特性とから、受信出力レベルを指向軸方向か
らの出力レベルに補正して表示器へ送ることができるの
で、この場合にも、周波数の違いによる受信出力レベル
の違い即ち周波数特性を知ることができる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図１は本発明の実施例の構成を示す図であ
る。１−１〜１−Ｎは、定められた送受波周波数がそれ
ぞれｆ₁、ｆ₂、……ｆ_N でその周波数で送受波したときの
指向特性が同じになるようにしたＮ（≧２）個の送受波
器である。

【００１３】２−１〜２−Ｎは各送受波器に対応して接
続された送受信器で、対応する送受波器に定められた周
波数のパルス状励振信号を同じレベルで送受波器へ送
り、また当該受波器で受波された音波の受波信号を受信
し受波レベル情報を保った信号を出力する。各送受信器
の励振出力は、タイミング回路４からのタイミング信号
によって、魚からの反射信号が時間的に重ならないよう
に適宜時間間隔を置いて順次に出力されるようになって
いる。

【００１４】こうして得られた、魚からの反射による受
信信号は、表示器３へ送られる。表示器３では、励振タ
イミングの順序から入力された受信信号のレベルを予め
知れているｆ₁、ｆ₂、……ｆ_N の各周波数に対応させて表
示する。

【００１５】具体的な表示形式としてはブラウン管表示
器上に横軸を周波数とし、縦軸を振幅レベルとして、周
波数に対応するレベル値をプロットし、これをつないだ
折線或いは曲線上のグラフ等が典型的であるが、これに
限られるものではなく、周波数の変化に対する受信レベ
ルの変化が視認し易い形式のものであればよい。

【００１６】図２は、図１の構成に対して、レベル補正
回路を付加したものである。これは送受波器群と魚との
距離が短く送受波器間の間隔によって魚を臨む方向の相
違が無視できない場合に、各送受波器に実際に受波され
たレベルと送受波器の指向特性とから、同じ魚からの反
射を指向軸方向から受波した場合に得られる筈であるレ
ベルになるように補正する回路である。こうすることに
より受波方向の違いに基づく受波レベルの違いを除去し
ようとするものである。

【００１７】今、図３に示すように、受波面を指向軸方
向に向け、距離ｄを置いた２つの受波素子に指向軸方向
からの変位角θの方向からの反射波か到来したとする
と、受波素子６へ到達する音波は、受波素子７へ到達す
る音波よりも距離ｄ′分だけ遅れるので、受波素子６の
受波信号の位相は受波素子７の受波信号の位相よりもそ
の分だけ遅れる。その位相差φは数式１で表される。

【００１８】

【数１】

【００１９】従って、位相差φを知ることができれば数
式１を変形した数式２によって変位角θを求めることが
できる。

【００２０】

【数２】

【００２１】一方、指向特性からは指向軸方向における
受波レベルと各変位角における受波レベルとの比が得ら
れるから、変位角とその方向での受波レベルが分かれ
ば、指向特性から指向軸方向での受波レベルを求めるこ
とができることになる。図４は、以上のような補正を行
うレベル補正回路５の構成を示す図である。

【００２２】２個の受波素子で受波された受波信号は増
幅その他の処理を施された後位相差検出器８に加えられ
ここで位相差φが検出される。検出された位相差φの信
号は変位角演算器９へ加えられる。変位角演算器９では
数式２の演算を行い変位角θを算出する。算出された変
位角θは補正演算器10へ加えられる。補正演算器10には
送受波器の指向特性が入力されており、送受信器からの
受信出力レベルに対し、指向特性と変位角θによる補正
演算を施し、すべての送受波器において指向軸方向で受
波したものとしての補正を受けた補正受信レベルを表示
器へ送る。表示器３における動作は図１の場合における
のと同様である。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明装置におい
ては、指向特性が同じで送受波周波数の異なる複数の送
受波器を指向軸方向と直角をなす１直線上に配置し、受
波信号が時間的に重複しないようにして同じ魚からの反
射波を受波し、受信出力レベルを、また、変位角が無視
し得ないときには補正した受信出力レベルを送受波周波
数に対応させて表示するようにしたので魚の周波数対反
射強度特性を測定することができ、これにより魚種の判
定を従来より一層確実ならしめるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明装置の実施例の基本構成を示す図であ
る。

【図２】本発明装置の実施例の基本構成にレベル補正回
路を付加した構成図である。

【図３】音波の到来方向が指向軸方向から変位している
場合２個の受波素子の受波信号間に位相差が生ずること
を説明する図である。

【図４】レベル補正回路の具体的構成例を示す図であ
る。

【符号の説明】

１−１〜１−Ｎ 送受波器 ２−１〜２−Ｎ 送受信器 ３ 表示器 ４ タイミング回路 ５ レベル補正回路 ６ 受波素子 ７ 受波素子 ８ 位相差検出器 ９ 変位角演算器 10 補正演算器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G01S 3/80 - 3/86 G01S 5/18 - 5/30 G01S 7/52 - 7/64 G01S 15/00 - 15/96

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 定められた送受波周波数は異なるが該周
   波数での指向特性が相互に同じである複数の送受波器が
   指向軸方向を同じにして指向軸方向と直角をなす１直線
   上に配列された送受波器群と； 各送受波器に対応して
   設けられ各送受波器へ各送受波器に定められた周波数で
   同じレベルの励振信号を送信し又対応する送受波器から
   の受波信号を受信する複数の送受信器と； 各送受信器
   からの受信信号が時間的に重ならないように送信を順次
   に行わせるタイミング回路と； 各送受信器からの受信
   出力レベルを送受波周波数に対応させて表示する表示器
   と； を具備して水中の単体魚又は魚群の周波数対反射
   強度特性としての魚の周波数特性を測定することを特徴
   とする魚の周波数特性測定装置。
2. 【請求項２】 各送受波器毎に、送受波器の配列方向に
   特定の間隔を有する２個の受波素子からの受波信号を受
   けて両信号の位相差を検出することにより、各送受波器
   毎に反射目標の指向軸からの変位角を検出し、該変位角
   と各送受波器指向特性とから、各送受信器の受信出力レ
   ベルを指向軸方向からの出力レベルに補正して表示器へ
   送るレベル補正回路を有する請求項１記載の魚の周波数
   特性測定装置。