JP5409452B2

JP5409452B2 - 探知装置

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Publication number: JP5409452B2
Application number: JP2010057827A
Authority: JP
Inventors: 幸夫藤井
Original assignee: Furuno Electric Co Ltd
Current assignee: Furuno Electric Co Ltd
Priority date: 2010-03-15
Filing date: 2010-03-15
Publication date: 2014-02-05
Anticipated expiration: 2030-03-15
Also published as: JP2011191191A

Description

本発明は、複数の振動子を備えた探知装置に関する。

図１４は、従来の水中探知装置の構成および動作を説明するための図である。まず、図１４を参照して、従来の水中探知装置８０の構成および動作について説明する。

従来の水中探知装置８０は、海面８４を航行する船舶８１に搭載されており、船舶８１の船底に設けられた振動子からなる送受波器８２を含んでいる。水中探知装置８０は、送信ビームＢｔを送信するとともに、受信ビームＢｒを受信する。なお、αは送信ビームＢｔの俯角である。

送信ビームＢｔは、水中の全方位へ向けて一斉に発射され、傘形に形成される。一方、受信ビームＢｒは、送受波器８２が円周方向に電気的に走査されて形成される所定の指向性をもったビームである。そして、水中探知装置８０では、受信ビームＢｒによって受信されたエコー信号を解析することによって、魚群などに関する水中情報が求められ、その情報が表示部に表示される。

ここで、超音波の送受信は、船舶８１の航行中に行われるため、船舶８１に設けられたプロペラ８３の回転によって生じる波動がエコー信号に対するノイズとなる。図１５は、送信ビームの俯角αが０度、探知範囲が４００ｍであるときに、水中探知装置８０の表示部に表示されたプロペラノイズ９０およびプロペラノイズに起因する偽像９１および９２を示す図である。

図１５において、中央が船舶８１の位置であり、上方が船舶８１の進行方向（船首方向）である。したがって、表示部には、プロペラノイズ９０が船舶８１の後方（船尾方向）に表示されるとともに、プロペラノイズに起因する偽像９１および９２が船舶８１の斜め後方に表示されている。

プロペラノイズに起因する偽像９１および９２が船舶８１の斜め後方に生じるのは、斜め後方を探知する受信ビームのグレーティングローブの方向が、プロペラノイズの方向と近いためであると考えられる。このプロペラノイズに起因する偽像９１および９２は、魚群などから得られたエコー信号の画像を覆い隠してしまうという不都合があった。

そこで、従来では、受信ビームのグレーティングローブを低減することが可能な探知装置が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。

上記特許文献１には、直線状に配置された複数の振動子と、第１受信部と、第２受信部と、信号処理部とを備えた超音波送受信装置が開示されている。複数の振動子は、中央において半分ずつに分けられており、第１の振動子群および第２の振動子群に分類される。

第１受信部は、第１の振動子群により受信した受信信号に対して、フォーカス処理を行うとともに、対数増幅することにより、−４０度付近にのみグレーティングローブが発生し、＋４０度付近にグレーティングローブが発生しない第１ビームを形成する。

第２受信部は、第２の振動子群により受信した受信信号に対して、フォーカス処理を行い、対数増幅することにより、＋４０度付近にのみグレーティングローブが発生し、−４０度付近にグレーティングローブが発生しない第２ビームを形成する。

そして、信号処理部は、角度毎に第１ビームの値と第２ビームの値とを比較して、小さい方の値を各角度の受信ビームの値とする。これにより、上記特許文献１の超音波送受信装置では、−４０度付近および＋４０度付近にグレーティングローブが発生しない受信ビームを得ることが可能である。

特開平２−２０９１３５号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示された従来の超音波送受信装置では、グレーティングローブを低減することが可能であるが、メインローブの幅が広がることにより、分解能が低下するという問題点がある。

本発明は、上述した課題を解決するものであって、その目的とするところは、分解能が低下するのを抑制しながら、グレーティングローブを低減することが可能な探知装置を提供することである。

本発明の探知装置は、探知対象物で反射したエコーを含む受信信号を受信する複数の振動子と、複数の振動子により受信した受信信号に基づいて、メインローブに対して左右のグレーティングローブが対称な第１ビームを形成する第１ビーム形成部と、複数の振動子により受信した受信信号に基づいて、メインローブに対して左右のグレーティングローブが非対称な第２ビームを形成する第２ビーム形成部と、第１ビームおよび第２ビームの振幅値を比較して、小さい方の値を受信ビームの振幅値として出力するビーム選択部とを備える。メインローブに対して左右のグレーティングローブが対称とは、メインローブに対して左右のグレーティングローブが実質的に対称な場合を含む。

このように構成することによって、受信ビームのメインローブの幅を偏心した第２ビームのメインローブの幅よりも小さくするとともに、受信ビームの一方のグレーティングローブを偏心していない第１ビームのグレーティングローブよりも小さくすることができる。これにより、分解能が低下するのを抑制しながら、グレーティングローブを低減することができる。

上記探知装置において、第２ビーム形成部は、開口パラメータの開口長を制御して、メインローブに対して左右のグレーティングローブが非対称な第２ビームを形成するようにしてもよい。

上記探知装置において、第２ビーム形成部は、開口パラメータのウェイト値を制御して、メインローブに対して左右のグレーティングローブが非対称な第２ビームを形成するようにしてもよい。

上記探知装置において、第２ビーム形成部は、船尾側のグレーティングローブが船首側のグレーティングローブに比べて小さい第２ビームを形成するようにしてもよい。

また、本発明では、３つのビームを合成することにより、受信ビームを形成してもよい。この場合の探知装置は、探知対象物で反射したエコーを含む受信信号を受信する複数の振動子と、複数の振動子により受信した受信信号に基づいて、メインローブに対して左右のグレーティングローブが対称な第１ビームを形成する第１ビーム形成部と、複数の振動子により受信した受信信号に基づいて、メインローブに対して左右のグレーティングローブが非対称な第２ビームを形成する第２ビーム形成部と、複数の振動子により受信した受信信号に基づいて、第２ビームと対称な第３ビームを形成する第３ビーム形成部と、第１ビーム、第２ビーム、および第３ビームの振幅値を比較して、最も小さい値を受信ビームの振幅値として出力するビーム選択部とを備える。

本発明によれば、分解能が低下するのを抑制しながら、グレーティングローブを低減することが可能な探知装置を提供することができる。

本発明の一実施形態による水中探知装置の全体構成を示したブロック図である。図１の水中探知装置のＤＳＰにより制御される開口パラメータを示した図である。図１の水中探知装置が船首方向を探知する際の動作を説明するための図である。図１の水中探知装置が左舷方向を探知する際の動作を説明するための図である。図１の水中探知装置のビーム形成部により形成されるビームの探知方向別偏心度を示したグラフである。図１の水中探知装置のビーム形成部により形成されるビームの探知方向別偏心度を示したグラフである。図１の水中探知装置が船尾方向を探知する際の動作を説明するための図である。図１の水中探知装置が右舷方向を探知する際の動作を説明するための図である。本実施形態の変形例による水中探知装置の全体構成を示したブロック図である。図９の水中探知装置の受信ビームの算出動作を説明するための図である。ビーム形成部により形成されるビームの探知方向別偏心度を示したグラフである。ビーム形成部により形成されるビームの探知方向別偏心度を示したグラフである。ビーム形成部により形成されるビームの探知方向別偏心度を示したグラフである。従来の水中探知装置の構成および動作を説明するための図である。表示部に表示されたプロペラノイズおよびプロペラノイズに起因する偽像を示した図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態では、探知装置の一例である水中探知装置に本発明を適用した場合について説明する。

まず、図１を参照して、本発明の一実施形態による水中探知装置１００の構成について説明する。

本実施形態による水中探知装置１００は、図１に示すように、送受波器１と、送受信切替部２と、送信信号生成部３と、プリアンプ４と、フィルタ５と、ＡＤ変換部６と、ＴＶＧアンプ７と、ビーム形成部８ａおよび８ｂと、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）９と、フィルタ１０ａおよび１０ｂと、算出部１１と、表示部１２とを備えている。なお、水中探知装置１００は、海面を航行する船舶（図示省略）に搭載されている。

送受波器１は、船舶の船底に設けられた複数の振動子１ａを有する。振動子１ａは、ｎ個（たとえば、５１２個）設けられており、所定の間隔を隔てて球面状に配置されている。複数の振動子１ａは、所定の周波数の送信ビームを送信するとともに、魚群や海底などの探知対象物で反射したエコーを含む受信信号を受信する。

送受信切替部２は、振動子１ａが受信した受信信号をプリアンプ４に出力するとともに、送信信号生成部３により生成された送信信号を振動子１ａに出力する。

送信信号生成部３は、送受信切替部２を介して各振動子１ａに送信信号を出力することにより、各振動子１ａを駆動して所定の周波数のバースト波（送信ビーム）を送信するために設けられている。

プリアンプ４は、振動子１ａから送受信切替部２を介して入力された受信信号を増幅する。フィルタ５は、送信ビームの周波数付近の周波数のみを通過させ、その他の周波数を除去するバンドパスフィルタである。ここで、探知対象物で反射したエコーは、送信ビームの周波数とほぼ同じ周波数であり、狭帯域の信号である。このため、このフィルタ５により、エコーの帯域外のシーノイズなどが除去される。なお、プリアンプ４およびフィルタ５は、対応する振動子１ａ毎に設けられている。

ＡＤ変換部６は、フィルタ５を介してプリアンプ４から入力された受信信号をアナログ信号からデジタル信号に変換する。ＴＶＧアンプ７は、ＡＤ変換部６から入力された受信信号に対して、減衰量を補償するためのＴＶＧ（Time Variable Gain：時間可変利得）処理を施す。具体的には、このＴＶＧアンプ７では、水中を伝播するエコーの減衰を経路長に応じて補正するために、時間の経過にともなってゲインが増加する。これにより、遠くの探知対象物で反射したエコーにおいて、伝播距離が長くなることに起因して信号レベルが小さくなる場合にも、受信信号を適切に処理することが可能である。

ビーム形成部８ａおよび８ｂは、それぞれ、ＴＶＧアンプ７から入力される受信信号に対して、ガウス関数等によるウェイト付けを行い、整相加算を行うことによりビームを形成する。なお、ビーム形成部８ａおよび８ｂは、それぞれ、本発明の「第１ビーム形成部」および「第２ビーム形成部」の一例である。

ここで、ビーム形成部８ａは、メインローブに対して左右のグレーティングローブが対称なビームを形成する。一方、ビーム形成部８ｂは、メインローブに対して左右のグレーティングローブが対称なビームを形成することが可能であるとともに、後述するＤＳＰ９を用いて開口パラメータ（図２参照）を制御して、メインローブに対して左右のグレーティングローブが非対称なビームを形成することが可能である。

ＤＳＰ９は、開口パラメータ（図２参照）を制御することにより、ビーム形成部８ａおよび８ｂにより形成されるビームの偏心度を制御する。図２は探知方向を基準とした座標系である。なお、ビーム形成部８ａおよび８ｂとＤＳＰ９とについては、後で詳細に説明する。

フィルタ１０ａおよび１０ｂは、Ｓ／Ｎ比の向上を図るためのフィルタである。算出部１１は、フィルタ１０ａを介してビーム形成部８ａから入力されたビームの振幅信号と、フィルタ１０ｂを介してビーム形成部８ｂから入力されたビームの振幅信号とを合成することにより１本の受信ビームを算出する。なお、算出部１１は、本発明の「ビーム選択部」の一例である。表示部１２は、算出部１１により算出された受信ビームに基づいて画像を表示する。

次に、図１〜図８を参照して、本発明の一実施形態による水中探知装置１００の動作について説明する。この動作説明では、水中探知装置１００が搭載された船舶（図示省略）の全周を探知する場合、すなわち、水平方向の探知画像を表示部１２に表示する際の動作について説明する。なお、水中探知装置１００では、実際には、船舶の周囲３６０度を所定の角度毎に探知するが、簡略化のため、船首方向、左舷方向、船尾方向、および、右舷方向を探知する場合について説明する。

（船首方向を探知）
まず、船首方向を探知する場合には、ビーム形成部８ａにより、ＴＶＧアンプ７から入力される受信信号に基づいて、図３に示すように、メインローブＭＬ１に対して左右のグレーティングローブＧＬｌ１およびＧＬｒ１が対称なビームＢｆ１が形成される。すなわち、ビーム形成部８ａにより、グレーティングローブＧＬｌ１およびＧＬｒ１の大きさが同じである偏心していないビームＢｆ１が形成される。

具体的には、ＤＳＰ９により、開口パラメータの水平左開口長Ａｈｌと水平右開口長Ａｈｒとが同じ値に制御されることにより、ウェイト値が探知方向に対して対称になる。これにより、探知方向に対して対称な開口ＯＭ１により受信信号を受信したこととなり、探知方向に対して対称なビームＢｆ１が形成される。

また、ビーム形成部８ｂにより、ＴＶＧアンプ７から入力される受信信号に基づいて、メインローブＭＬ２に対して左右のグレーティングローブＧＬｌ２およびＧＬｒ２が対称なビームＢｆ２が形成される。すなわち、ビーム形成部８ｂにより、偏心していないビームＢｆ２が形成される。このビームＢｆ２は、開口ＯＭ１と同様の開口ＯＭ２により受信信号を受信したこととなるので、ビームＢｆ１と同様の形状を有する。

そして、算出部１１により、ビームＢｆ１とビームＢｆ２とが合成されることにより、受信ビームＢｆ３が算出される。具体的には、算出部１１は、ビームＢｆ１およびＢｆ２の振幅値を比較して、小さい方の値を受信ビームＢｆ３の振幅値とする。すなわち、算出部１１は、ビームＢｆ１の振幅値とビームＢｆ２の振幅値を比較して、小さい方の値を探知方向における受信ビームＢｆ３の振幅値として決定する。なお、この処理を、以下「最小値合成」という。その後、受信ビームＢｆ３の振幅値として決定された値が表示部１２に出力される。

ビームＢｆ１およびＢｆ２が同様の形状を有することにより、最小値合成の結果、受信ビームＢｆ３も同様の形状になる。したがって、この受信ビームＢｆ３は、メインローブＭＬ３に対して左右のグレーティングローブＧＬｌ３およびＧＬｒ３が対称になる。

（左舷方向を探知）
次に、左舷方向を探知する場合には、ビーム形成部８ａにより、ＴＶＧアンプ７から入力される受信信号に基づいて、図４に示すように、メインローブＭＬ１に対して左右のグレーティングローブＧＬｌ１およびＧＬｒ１が対称なビームＢｌ１が形成される。すなわち、ビーム形成部８ａにより、グレーティングローブＧＬｌ１およびＧＬｒ１の大きさが同じである偏心していないビームＢｌ１が形成される。なお、ビームＢｌ１は、本発明の「第１ビーム」の一例である。また、ビーム形成部８ａでは、図５に示すように、探知方向にかかわらず、偏心していないビームが形成される。

また、ビーム形成部８ｂにより、ＴＶＧアンプ７から入力される受信信号に基づいて、メインローブＭＬ２に対して左右のグレーティングローブＧＬｌ２およびＧＬｒ２が非対称なビームＢｌ２が形成される。すなわち、ビーム形成部８ｂにより、グレーティングローブＧＬｒ２がグレーティングローブＧＬｌ２よりも大きく、船首側（右側）に偏心したビームＢｌ２が形成される。なお、ビームＢｌ２は、本発明の「第２ビーム」の一例である。

具体的には、ＤＳＰ９により、開口パラメータの水平左開口長Ａｈｌの値が小さくなるとともに、水平右開口長Ａｈｒの値が大きくなるように制御されることにより、船首側に偏った開口ＯＭ２により受信信号を受信したこととなり、船首側に偏心したビームＢｌ２が形成される。なお、ビーム形成部８ｂでは、図６に示すように、探知方向別の偏心度が三角波によりあらわされるビームが形成される。

そして、算出部１１により、ビームＢｌ１とビームＢｌ２とが最小値合成されることにより、受信ビームＢｌ３が算出される。

ここで、ビームＢｌ２のメインローブＭＬ２は、ビームＢｌ１のメインローブＭＬ１の幅よりも広い幅を有する。また、ビームＢｌ２のグレーティングローブＧＬｒ２は、ビームＢｌ１のグレーティングローブＧＬｒ１よりも大きい。また、ビームＢｌ２のグレーティングローブＧＬｌ２は、ビームＢｌ１のグレーティングローブＧＬｌ１よりも小さい。

このため、受信ビームＢｌ３のメインローブＭＬ３は、ビームＢｌ１のメインローブＭＬ１と同様の形状になる。また、受信ビームＢｌ３のグレーティングローブＧＬｒ３は、ビームＢｌ１のグレーティングローブＧＬｒ１と同様の形状になる。また、受信ビームＢｌ３のグレーティングローブＧＬｌ３は、ビームＢｌ２のグレーティングローブＧＬｌ２と同様の形状になる。

（船尾方向を探知）
次に、船尾方向を探知する場合には、ビーム形成部８ａにより、ＴＶＧアンプ７から入力される受信信号に基づいて、図７に示すように、メインローブＭＬ１に対して左右のグレーティングローブＧＬｌ１およびＧＬｒ１が対称なビームＢａ１が形成される。すなわち、ビーム形成部８ａにより、偏心していないビームＢａ１が形成される。

また、ビーム形成部８ｂにより、ＴＶＧアンプ７から入力される受信信号に基づいて、メインローブＭＬ２に対して左右のグレーティングローブＧＬｌ２およびＧＬｒ２が対称なビームＢａ２が形成される。すなわち、ビーム形成部８ｂにより、偏心していないビームＢａ２が形成される。このビームＢａ２は、開口ＯＭ１と同様の開口ＯＭ２により受信信号を受信したこととなるので、ビームＢａ１と同様の形状を有する。

そして、算出部１１により、ビームＢａ１とビームＢａ２とが最小値合成されることにより、受信ビームＢａ３が算出される。

ビームＢａ１およびＢａ２が同様の形状を有することにより、受信ビームＢａ３も同様の形状になる。したがって、この受信ビームＢａ３は、メインローブＭＬ３に対して左右のグレーティングローブＧＬｌ３およびＧＬｒ３が対称になる。なお、この受信ビームＢａ３は、船首方向を探知する場合の受信ビームＢｆ３（図３）と同様の形状になる。

（右舷方向を探知）
次に、右舷方向を探知する場合には、ビーム形成部８ａにより、ＴＶＧアンプ７から入力される受信信号に基づいて、図８に示すように、メインローブＭＬ１に対して左右のグレーティングローブＧＬｌ１およびＧＬｒ１が対称なビームＢｒ１が形成される。すなわち、ビーム形成部８ａにより、グレーティングローブＧＬｌ１およびＧＬｒ１の大きさが同じである偏心していないビームＢｒ１が形成される。なお、ビームＢｒ１は、本発明の「第１ビーム」の一例である。

また、ビーム形成部８ｂにより、ＴＶＧアンプ７から入力される受信信号に基づいて、メインローブＭＬ２に対して左右のグレーティングローブＧＬｌ２およびＧＬｒ２が非対称なビームＢｒ２が形成される。すなわち、ビーム形成部８ｂにより、グレーティングローブＧＬｌ２がグレーティングローブＧＬｒ２よりも大きく、船首側（左側）に偏心したビームＢｒ２が形成される。なお、ビームＢｒ２は、本発明の「第２ビーム」の一例である。

具体的には、ＤＳＰ９により、開口パラメータの水平左開口長Ａｈｌの値が大きくなるとともに、水平右開口長Ａｈｒの値が小さくなるように制御されることにより、船首側に偏った開口ＯＭ２により受信信号を受信したこととなり、船首側に偏心したビームＢｒ２が形成される。

そして、算出部１１により、ビームＢｒ１とビームＢｒ２とが最小値合成されることにより、受信ビームＢｒ３が算出される。

ここで、ビームＢｒ２のメインローブＭＬ２は、ビームＢｒ１のメインローブＭＬ１の幅よりも広い幅を有する。また、ビームＢｒ２のグレーティングローブＧＬｒ２は、ビームＢｒ１のグレーティングローブＧＬｒ１よりも小さい。また、ビームＢｒ２のグレーティングローブＧＬｌ２は、ビームＢｒ１のグレーティングローブＧＬｌ１よりも大きい。

このため、受信ビームＢｒ３のメインローブＭＬ３は、ビームＢｒ１のメインローブＭＬ１と同様の形状になる。また、受信ビームＢｒ３のグレーティングローブＧＬｒ３は、ビームＢｒ２のグレーティングローブＧＬｒ２と同様の形状になる。また、受信ビームＢｒ３のグレーティングローブＧＬｌ３は、ビームＢｒ１のグレーティングローブＧＬｌ１と同様の形状になる。なお、この受信ビームＢｒ３は、左舷方向を探知する場合の受信ビームＢｌ３（図４）と対称な形状になる。

本実施形態では、上記のように、偏心していないビームＢｌ１（Ｂｒ１）と、偏心したビームＢｌ２（Ｂｒ２）とを最小値合成することによって、受信ビームＢｌ３（Ｂｒ３）のメインローブＭＬ３の幅を偏心したビームＢｌ２（Ｂｒ２）のメインローブＭＬ２の幅よりも小さくするとともに、受信ビームＢｌ３（Ｂｒ３）の一方のグレーティングローブＧＬｌ３（ＧＬｒ３）を偏心していないビームＢｌ１（Ｂｒ１）のグレーティングローブＧＬｌ１（ＧＬｒ１）よりも小さくすることができる。これにより、分解能が低下するのを抑制しながら、グレーティングローブを低減することができる。

また、本実施形態では、左舷方向を探知する際に、受信ビームＢｌ３の船尾方向側のグレーティングローブＧＬｌ３を小さくするとともに、右舷方向を探知する際に、受信ビームＢｒ３の船尾方向側のグレーティングローブＧＬｒ３を小さくすることによって、受信ビームＢｌ３のグレーティングローブＧＬｌ３、および、受信ビームＢｒ３のグレーティングローブＧＬｒ３により、プロペラノイズを拾うのを抑制することができるので、プロペラノイズに起因する偽像が表示部１２に表示されるのを抑制することができる。すなわち、ノイズの発生源の位置が予め判明している場合には、ノイズの発生源方向に発生するグレーティングローブが小さくなるように受信ビームを形成することによって、グレーティングローブによりノイズを拾うのを抑制することができるので、ノイズに起因する偽像が表示部１２に表示されるのを抑制することができる。

また、本実施形態では、ＤＳＰ９が開口パラメータの水平左開口長Ａｈｌおよび水平右開口長Ａｈｒを制御することによって、ビーム形成部８ｂが偏心したビームＢｌ２およびＢｒ２を容易に形成することができる。

本発明は、上述した以外にも種々の実施形態を採用することができる。たとえば、図９に示す本実施形態の変形例による水中探知装置２００のように、ビーム形成部２０１およびフィルタ２０２をさらに備えていてもよい。なお、水中探知装置２００のその他の構成は、水中探知装置１００（図１参照）と略同様であるので説明を省略する。ビーム形成部２０１は、ＴＶＧアンプ７から入力される受信信号に対してウェイト付けを行うことによりビームを形成する。ビーム形成部２０１により形成されたビームは、Ｓ／Ｎ比の向上を図るためのフィルタ２０２を介して算出部１１に入力される。なお、ビーム形成部２０１は、本発明の「第３ビーム形成部」の一例である。

そして、図１０に示すように、ビーム形成部８ａは偏心していないビームＢ１を形成し、ビーム形成部８ｂは右側に偏心したビームＢ２を形成し、ビーム形成部２０１は左側に偏心し、ビームＢ２と対称なビームＢ３を形成する。なお、ビームＢ１、Ｂ２、およびＢ３は、それぞれ、本発明の「第１ビーム」、「第２ビーム」、および「第３ビーム」の一例である。また、ビーム形成部８ｂが左側に偏心したビームを形成し、ビーム形成部２０１が右側に偏心したビームを形成するようにしてもよい。そして、算出部１１により、ビームＢ１〜Ｂ３の振幅値を各方位ごとに比較して、最も小さい値を当該方位における受信ビームＢ４の振幅値として決定することにより、受信ビームＢ４が算出される。このように構成すれば、受信ビームＢ４のメインローブの幅を小さくするとともに、受信ビームＢ４の両方のグレーティングローブを小さくすることができる。これにより、探知方向によって偏心度を制御する必要がなくなる。加えて、ノイズの発生源の位置が判明していなくても、探知方向の全てにおいてグレーティングローブを小さくし、かつ、分解能の低下も抑制することができる。

また、上記実施形態では、開口パラメータの水平左開口長Ａｈｌおよび水平右開口長Ａｈｒを制御することによって、ビーム形成部８ｂにより形成されるビームの偏心度を制御する例を示したが、これに限らず、開口パラメータの水平ウェイト原点Ｙｏの値を制御することにより、ビーム形成部８ｂにより形成されるビームの偏心度を制御するようにしてもよい。また、開口パラメータの水平左開口端ウェイトＥｈｌおよび水平右開口端ウェイトＥｈｒの値を制御することにより、ビーム形成部８ｂにより形成されるビームの偏心度を制御するようにしてもよい。さらに、水平左開口長Ａｈｌおよび水平右開口長Ａｈｒと、水平ウェイト原点Ｙｏと、水平左開口端ウェイトＥｈｌおよび水平右開口端ウェイトＥｈｒとの中から、複数のパラメータを同時に制御することにより、ビーム形成部８ｂにより形成されるビームの偏心度を制御するようにしてもよい。なお、水平左開口長Ａｈｌおよび水平右開口長Ａｈｒは、本発明の「開口長」の一例であり、水平ウェイト原点Ｙｏ、水平左開口端ウェイトＥｈｌ、および、水平右開口端ウェイトＥｈｒは、本発明の「ウェイト値」の一例である。

また、上記実施形態では、ビーム形成部８ｂにより形成されるビームの探知方向別の偏心度が三角波によりあらわされる例を示したが、これに限らず、図１１に示すように、ビーム形成部８ｂにより形成されるビームの探知方向別の偏心度が正弦波によりあらわされていてもよい。また、図１２に示すように、ビーム形成部８ｂにより形成されるビームの探知方向別の偏心度が台形状であってもよい。また、図１３に示すように、ビーム形成部８ｂにより形成されるビームの探知方向別の偏心度が矩形状であってもよい。

また、上記実施形態では、複数の振動子１ａが球面状に配置される例を示したが、これに限らず、たとえば、複数の振動子１ａが円筒状に配置されていてもよい。また、複数の振動子１ａが直線状または円状に配置されていてもよい。

また、上記実施形態では、本発明を水中探知装置１００に適用する例を示したが、これに限らず、複数の振動子を備えたその他の探知装置（たとえば、超音波診断装置）に本発明を適用してもよい。

１ａ振動子
８ａビーム形成部（第１ビーム形成部）
８ｂビーム形成部（第２ビーム形成部）
１１算出部（ビーム選択部）
１００、２００水中探知装置（探知装置）
２０１ビーム形成部（第３ビーム形成部）

Claims

探知対象物で反射したエコーを含む受信信号を受信する複数の振動子と、
前記複数の振動子により受信した受信信号に基づいて、メインローブに対して左右のグレーティングローブが対称な第１ビームを形成する第１ビーム形成部と、
前記複数の振動子により受信した受信信号に基づいて、メインローブに対して左右のグレーティングローブが非対称な第２ビームを形成する第２ビーム形成部と、
前記第１ビームおよび前記第２ビームの振幅値を比較して、小さい方の値を受信ビームの振幅値として出力するビーム選択部とを備える、ことを特徴とする探知装置。
請求項１に記載の探知装置において、
前記第２ビーム形成部は、開口パラメータの開口長を制御して、メインローブに対して左右のグレーティングローブが非対称な第２ビームを形成する、ことを特徴とする探知装置。
請求項１または請求項２に記載の探知装置において、
前記第２ビーム形成部は、開口パラメータのウェイト値を制御して、メインローブに対して左右のグレーティングローブが非対称な第２ビームを形成する、ことを特徴とする探知装置。
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の探知装置において、
前記第２ビーム形成部は、船尾側のグレーティングローブが船首側のグレーティングローブに比べて小さい第２ビームを形成する、ことを特徴とする探知装置。
探知対象物で反射したエコーを含む受信信号を受信する複数の振動子と、
前記複数の振動子により受信した受信信号に基づいて、メインローブに対して左右のグレーティングローブが対称な第１ビームを形成する第１ビーム形成部と、
前記複数の振動子により受信した受信信号に基づいて、メインローブに対して左右のグレーティングローブが非対称な第２ビームを形成する第２ビーム形成部と、
前記複数の振動子により受信した受信信号に基づいて、前記第２ビームと対称な第３ビームを形成する第３ビーム形成部と、
前記第１ビーム、前記第２ビーム、および前記第３ビームの振幅値を比較して、最も小さい値を受信ビームの振幅値として出力するビーム選択部とを備える、ことを特徴とする探知装置。