JPH0119108B2 - - Google Patents

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JPH0119108B2
JPH0119108B2 JP56042272A JP4227281A JPH0119108B2 JP H0119108 B2 JPH0119108 B2 JP H0119108B2 JP 56042272 A JP56042272 A JP 56042272A JP 4227281 A JP4227281 A JP 4227281A JP H0119108 B2 JPH0119108 B2 JP H0119108B2
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JP
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transducers
lens
transducer
sonar device
pair
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JP56042272A
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Eiburahamu Kuritsutsu Jeikobu
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Unisys Corp
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Unisys Corp
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Publication date
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Publication of JPS56158595A publication Critical patent/JPS56158595A/ja
Publication of JPH0119108B2 publication Critical patent/JPH0119108B2/ja
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    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/18—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound
    • G10K11/26—Sound-focusing or directing, e.g. scanning
    • G10K11/30—Sound-focusing or directing, e.g. scanning using refraction, e.g. acoustic lenses
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
    • G01S15/02—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems using reflection of acoustic waves
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
    • G01S15/02—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems using reflection of acoustic waves
    • G01S15/50—Systems of measurement, based on relative movement of the target
    • G01S15/58—Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems
    • G01S15/60—Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems wherein the transmitter and receiver are mounted on the moving object, e.g. for determining ground speed, drift angle, ground track
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/02—Indexing codes associated with the analysed material
    • G01N2291/024—Mixtures
    • G01N2291/02491—Materials with nonlinear acoustic properties

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はドツプラソナー装置に関し、より詳細
には深海中で使用するための船舶用ドツプラソナ
ー装置に関するものである。
航法、速度測定その他のための船舶用ドツプラ
ソナー装置は当該技術で周知である。一般にこの
ような装置は角度的に海底に向かつて下方に音波
ビームを投射する装置を備えている。海底から反
射されたエネルギーはソナー装置に戻りそこで分
析され処理されて所望の情報を得る。
比較的浅い海中では反射信号は正確な分析を可
能にするのに十分強い。しかし深海中では信号は
非常に減衰されているのでソナー装置に到達する
信号は正確な測定を行なうのに不十分である。
深海および浅海中で使用できる測定を行なう１
つの装置はJ.A.KritzおよびS.D.Lernerによる米
国特許3795893号に記載されている。この装置に
おいて比較的浅海では信号は海底から反射され
る。深海では、船舶から特定の距離で、海水中に
存在する不連続性から生じる反射をサンプリング
するのにゲート装置が使用されている。また特許
3795893号は対になつた音波ビームが角度的に海
底に向かつて放射され対向水平方向の成分を有す
るようにした「ヤヌス」型装置を記載している。
ビームの平面の船舶の水平運動は１方のビームか
ら発生する反射信号の周波数の増加および他方の
反射信号の周波数の減少によつて検出される。
別の方法としては、パラメトリツクアレーが深
海中での使用のために提案された。パラメトリツ
ク操作の基本理論は例えばP.J.Westerveldtによ
つて1963年４月のアメリカ音波学会誌（Journal
of the Acoustical Society of America）の35
巻に掲載されている「パラメトリツク音波アレー
（Parametric Acoustic Array）」と題した記事
中に記載されている。この記事中でWesterveldt
氏は２つの高度に視準された音波ビームによつて
差周波数波を発生することを提案した。
Westerveldt氏の理論によれば伝搬媒体の吸収特
性は高周波数波を減衰しその結果の低周波数波を
信号源から遠く離れた領域に伝搬させる。
同誌の1974年１月付の55巻の「２重周波数パラ
メトリツク源の動作について（On the
Performance of ａ Dual Frequency
Parametric Source）」と題した第２の記事にお
いて、F.H.Fenlonは２つの異なる周波数１次波
が有限振幅源によつて同時に放射された場合伝搬
媒体の非直線相互作用から発生するフアーフイー
ルド差周波数信号の形成に関して論考を提示し
た。船舶用の実用パラメトリツクアレーを発生す
る様々な構成が試された。これらの設計のいくつ
かにおいては、音波収歛レンズが使用され反射音
波エネルギーを集めてレンズのフオーカルプレー
ンに置かれたトランスデユーサ上にこれらのエネ
ルギーを集束している。しかしながらこのような
構成においてはトランスデユーサは集束音波によ
つて完全に照射されるようにするため比較的小型
にしなければならない。このようなトランスデユ
ーサが必要な高パワー音波を発生するのに使用さ
れる場合、該トランスデユーサはキヤビテーシヨ
ン（気泡の如き空胴）を受け、放射領域が小さい
ため結果的にうまくゆかない。さらに多重高パワ
ービームの同時発生はビーム交差の領域にキヤビ
テーシヨンを生じ得る。
本発明はこれらの欠点を克服する手段を提供す
る。
平担な円板状中央部と２重外凹部とを有する固
体音波レンズは高パワー大規模放射面を有する複
数の音波トランスデユーサと組合せて使用され、
レンズの中央部を通過する大振幅視準ビームを発
生する。全レンズ開口は遠くの物標から反射され
たエネルギーを捕獲するのに使用される。僅かな
周波数の差を有する２つの高パワービームを放射
し、水の非直線性特性を利用して上記２つのビー
ムを差の周波数のビームに変換することによつて
低い周波数ビームを深く浸透させることができ
る。水のキヤビテーシヨンは、２つの高周波数ビ
ームを形成するそれぞれの音波を位相調整するこ
とによつて防止される。したがつて、ビーム交差
領域内のそれぞれの音波が増強されることはな
い。
ドツプラソナー技術の適用においては、一定の
所望の方向で音波エネルギーの狭いビームを形成
することが必要である。放射トランスデユーサ開
口の大きさが波長に比較して大きい場合、狭いビ
ームは電気音波トランスデユーサによつて投射さ
れる。
海底より上の適度な高さで作動するドツプラー
ソナー装置は周波数が増加するとともに海水媒体
の吸収損失が増加するため全水深に到達するよう
に設計されたものより高い周波数の音波を使用す
ることができる。波長は周波数と相互に関連して
いるため深海で海底から離れて作動するように設
計されたドツプラーソナー装置のため狭いビーム
を発生するには大規模な放射面が必要である。例
えば300メートルまでの水深での作動のためには
15.2センチメートル放射装置により200キロヘル
ツで３度のビームを形成することができる。６キ
ロメートル程度の水深では10キロヘルツの周波数
が必要で３度のビームは直径３メートル程の放射
開口を必要とする。
このような大型のトランスデユーサは明らかに
非実用的であるためパラメトリツクアレーの形式
の非直線音波が小さな放射開口で低周波数ビーム
を発生する手段として提案された。この技術は、
わずかに周波数が異なる２つの高周波数共線ビー
ムの相互作用によつて低周波数音波エネルギーの
狭いビームを発生する際水の非直線特性を利用し
ている。例えば前記の３度ビーム、200キロヘル
ツ、15.2センチメートルのトランスデユーサは
205キロヘルツと195キロヘルツ等の２つの周波数
で付勢され、海水の非直線性によつてわずか４度
程度の発散を有するフアーフイールドで10キロヘ
ルツ音の２次ビームを発生する。しかしながらこ
のような装置においては変換効率が低く、従つて
効果的に作動するのに十分なエネルギーを有する
２次ビームを発生するには１次ビーム中で相当の
パワーが発生されなければならない。
しかしながら音波投射器の寸法を低減する際パ
ラメトリツクアレーによつて提供される大きな利
点は、電気音波トランスデユーサは海底からの非
常に弱いリターン信号に応答しなければならない
という事実によつて制限される。全てのソナー信
号装置において、可能なだけ多くのリターン信号
エネルギーを捕獲するためには大きな受信開口を
設けることが望ましい。このいわゆる「指向性利
得」はさらに、信号を増加させ、暗雑音を低減す
るには大型トランスデユーサ開口、従つて高い指
向性と狭いビームが望ましいことを意味する。例
えば10キロヘルツで十分な信号対雑音比を発生し
て深海操作用のパラメトリツクアレー４ビーム装
置を実現するには直径76センチメートル程の開口
が望ましい。従つて先行技術が音波を発生する比
較的小型のパラメトリツクトランスデユーサの使
用を示唆しても、比較的大型の受信装置が必要と
なる。例えば４つの前記15.2センチメートルパラ
メトリツクトランスデユーサを使用している装置
においては１つの76センチメートル位相アレーの
４つの76センチメートル受信装置が必要となる。
しかしこのような大型位相アレーおよび多重受信
装置は望ましくない複雑性、寸法および経費をも
たらす。本発明は寸法、複雑性および経費を低減
して多重ビーム装置において大きな開口および高
い指向性を達成する装置を提供する。
先行技術は発生されるべきビームの数に等しい
いくつかの小型トランスデユーサと組合わせて収
歛レンズを使用することを示唆しており、各トラ
ンスデユーサはレンズのフオーカルプレーンに位
置決めされている。しかしながらこのような構成
におけるトランスデユーサは焦点に置かれている
ため、球面波面でレンズを照射して狭いビーム平
面波が発生されるようにするためそれらの直径は
小さくなければならない。パラメトリツク発生は
正当な２次ビームエネルギーを得るために高パワ
ーを必要とするので、このような先行技術の構成
は小規模なトランスデユーサの動作面で深刻なキ
ヤビテーシヨンの問題を生じる。
本発明においては、広い開口を介して到来する
エネルギーを集めてこのエネルギーを小さな領域
に集束するレンズの能力を利用している。特定の
方向からの到来平面平行ビームはレンズに対する
それらの方向を維持し、それによつてレンズの焦
点距離内に位置決めされた多数のトランスデユー
サはレンズ軸とレンズの中心およびトランスデユ
ーサ間の線との間の角によつて定められる特定の
方向からのエネルギーを受けることができる。ト
ランスデユーサはフオーカルプレーンに置かれて
いないため、トランスデユーサは比較的高パワー
要件を受け入れるのに十分大型につくることがで
き、同時にレンズの中央平面部分を介して伝搬す
る視準ビームを発生する。
本発明の好適な実施例を添付図面を参照して以
下説明する。
第１図は本発明を実施する際、有用な好適なレ
ンズ・トランスデユーサ構成を示す。音波レンズ
１はいくつかのパラメトリツクトランスデユーサ
２と共に使用されており、該トランスデユーサの
表面は意図した用途のパワー処理要件に一致して
いる。送信においてこれらのトランスデユーサは
高い１次ビーム周波数およびパワーで鋭い視準ビ
ーム３を発生するのに十分大きい。視準ビームは
レンズ１の中央の平坦部分４を介して変化されず
に通過する。
第１図に示すように、音波レンズは２重凹面
４′によつて定められる環状収歛部によつて囲ま
れた中央円板状部４を備えている点でハイブリツ
ドレンズと考えてもよい。
レンズの環状収歛部は海底から反射された信号
をトランスデユーサ上に集束する働きをする。中
央円板状部は視準ビーム３を実質的に不変化でこ
の部分を介して通過させるという点で「中立」部
として作用する。
こうして到来平行ビーム５はレンズの環状曲部
を通過し焦点６に向かつて収歛する。しかしなが
ら、トランスデユーサ２はレンズの焦点距離内に
置かれているため、これらのビームはトランスデ
ユーサ表面に渡つて分布する。レンズの中央平坦
「中立」部に入る平行ビームの小部分は周辺ビー
ムからの小さな位相偏移のみでトランスデユーサ
に進行し受信能力に実質的に影響を与えない。比
較的大規模なトランスデユーサ面積領域のため、
トランスデユーサがレンズの焦点の前方に位置決
めされていてもトランスデユーサはそれに向けら
れた到来ビームのほぼ全部を傍受する。トランス
デユーサがこのように焦点よりレンズに近く位置
決めされているためこれは組立体の奥行も低減す
る。このような奥行の低減は、レンズが船体と同
じ高さであつて組立体の奥行きが装置を収容する
のに必要な空間を決定するような船舶装置におい
て重要になる。
注意されたいことは、トランスデユーサをレン
ズに向かつて接近させることが、トランスデユー
サの表面が球面であつて、かつ真の焦点からの該
表面の距離に等しい曲率半径を有している場合の
み理想的に適しうるのである。その理由は前記の
場合のみ、トランスデユーサの表面が同相で従つ
て加算関係にある全部のビームを受けるからであ
る。このような場合のみ理想的に適用することが
できることに注意されたい。しかしながら、本発
明の原理によれば位相偏移は受信信号の比較的低
い周波数によつて非常に小さくされているため平
面を使用してもよいことに注意されたい。平面ト
ランスデユーサは容易に製造できより経済的な構
造になるため好ましい。レンズの平坦な中央部を
除去してビーム３が実際にレンズの穴を通過する
ようにすることもできることに注意されたい。し
かしながら、このような構成は船底に沿つて流体
力学的外乱とその結果の装置や船の性能の損傷を
生じることがあるので通常は好ましくない。
レンズ自体はその特有の音響インピーダンスが
実質的に水と違わずかつ吸音率の低いポリスチレ
ン、メタクリル酸メチルまたは複合エポキシフオ
ーム等の塑性物質から最も具合い良く製造するこ
とができる。このような物質の伝搬速度は水より
高いためこれらの物質は1.0より小さい屈折率を
示す。このため、レンズの環状部の曲率半径は光
学レンズ設計において通常予期される曲率半径の
反対方向である。
既知のパラメトリツク技術によれば、各トラン
スデユーサは２重周波数信号によつて付勢され送
信ビームを発生する。水の非直線特性のため２次
ビームは船体から遠く離れた領域で形成される。
この２次ビームはトランスデユーサを付勢するの
に使用された１次周波数における差に等しい周波
数を有している。２次ビームは海底から反射され
レンズ面に戻りそこで信号が発生する特別のトラ
ンスデユーサ上に向けられる。
通常第１図に描いた構成は以下のパラメータを
有する。すなわち １次周波数―約200キロヘルツを中心とする２
つの周波数 ２次周波数―０〜20キロヘルツ １次電力―200ワツト／周波数 トランスデユーサ―円筒形、直径15.2センチメ
ートル 構成―２つの垂直面で４ビーム15度偏軸レンズ
明細： 物質―ポリスチレン 焦点距離＝1.4メートル―２重凹部、最小球面
収差設計 曲率半径：172センチメートル；68センチメー
トル トランスデユーサ―レンズ間の間隔：99センチ
メートル 各トランスデユーサは後述の２重周波数源から
付勢されることを想起されたい。
次に第２図において、波形７は装置内の１つの
送信トランスデユーサから発生される圧力波を表
わす。周知の原理によれば、波形７はわずかに周
波数の異なる２つの１次正弦波の和を表わすので
ほぼ正弦的に変調された正弦波である。
位相が加算された際、周期的な増強が生じ減算
された際は打消しが生じる。時間周期８は差（２
次）周波数の周期を表わし、この信号は海水媒体
の非直線性によつて水柱に生じる効果を復調する
ことによつて発生される。同様に第２図の波形９
は波形７と同じ時間尺度で描かれた圧力波を表わ
し、ここで１次正弦波の１つは180度移相されて
いる。以下に説明するように、第２図からわかる
通り１方の波形の圧力最大値が他方の波形の圧力
最小値と同時にその時生じるため、この180度移
相が望ましい。
また第２図から、移相が１次高周波数で行なわ
れる事実にもかかわらず所望の位相変化は低い２
次周波数の時間尺度で生じることに注意された
い。これにより圧力最大値の不一致が物理的空間
における路程差の２次波長の半分の間維持される
ことが可能になり、従つてレンズ中心４のまわり
の全域が２つの圧力最大値の和を免れることがで
きる。例えば10キロヘルツの周波数差のある前述
のような装置において、レンズ中心から99センチ
メートルに位置決めされ56センチメートル間隔を
空けた２つのトランスデユーサは波がレンズ中心
から13.5センチメートルの距離に到達するまで位
相の一致を見ない。この距離はその領域の２つの
視準ビームの交差の幅のほぼ２倍である。
レンズ軸まわりに等しく間隔を空けた４つのト
ランスデユーサを使用しているヤヌス型装置にお
いて、第２の対のトランスデユーサはこの対の第
１トランスデユーサの１次位相が90度シフトされ
これらのトランスデユーサの第２のものの１次位
相が270度シフトされて第２の対内に180度差を維
持するように好ましくは付勢される。このように
して、４つの放射ビームのうちの２つのビームは
レンズの中心でピーク圧力振幅が加算されない。
第３図および第４図はトランスデユーサを電源
に結合して第２図に描かれた位相関係を達成する
回路の概略図である。第３図の回路において各々
所望の１次周波数を表わす２つの信号f1およびf2
は加算回路において加算される。このような加算
回路は当該技術で周知であり、２つの正弦波信号
の単純和を表わしかつ例えば第２図の圧力波形７
に対応するアナログ信号を発生する。加算回路１
０の出力は直線増幅器１１を介してトランスデユ
ーサ２に与えられる。
１次励起周波数f1もまた第２加算回路１０′に
与えられる。１次励起信号f2も180度移相器１２
を介して加算回路１０′に与えられて移相和周波
数を発生する。この後者の信号は直線増幅器１
１′を介してトランスデユーサ２′に与えられそれ
によつてトランスデユーサ対２および２′は第２
図の波形７および９で示した位相関係を有する出
力信号を発生する。
当業者には、前記の解説はトランスデユーサ対
２および２′に関連していたが３つ以上のトラン
スデユーサの組合せが望ましいこともあることが
わかるだろう。このような場合各々の付加的なト
ランスデユーサは別個の加算回路、直線増幅器お
よび移相器を介して付勢される。しかしながらこ
のような用途における移相器は相応的により小さ
い移相を行ないそれによつて所与の組合せにおい
て別個のトランスデユーサから放射されたビーム
が互いに等角位相変化を有するように調整され
る。
別の方法としては、第４図の好適な回路は１次
励起周波数をトランスデユーサ対２および２′に
与えるのに使用してもよい。第４図の回路におい
て１次励起周波数f1およびf2は別個のパワー増幅
器１３および１４を介し従来のハイブリツド結合
器１５を介して与えられる。ハイブリツド結合器
の和および差ポートからの出力信号はトランスデ
ユーサ２および２′に各々与えられる。第４図の
回路は、一定レベルの１次励起信号のみが加算に
先立つて増幅されるので直線増幅器は必要ないと
いう点で有利である。増幅器は所望の出力レベル
を発生するのに必要であるが忠実に変化するエン
ベロープを再生する必要はない。加算はハイブリ
ツド結合器１５によつて高レベルで達成され、該
ハイブリツド結合器は２ポートは入力で２つの出
力ポートは１次励起信号の合成に等価な信号を
各々発生する４ポート装置である。当業者には
様々なタイプのハイブリツド結合器が周知である
が、一般にこのような結合器は平衡電気ブリツジ
の変形であつて様々なパワーおよび周波数定格で
通常市販されている。
１つの適当なタイプのハイブリツド結合器を例
として第５図に示す。この結合器は実質的には正
確にセンタタツプしたトランス１７を介して付勢
される平衡ブリツジ１６から成つている。入力信
号は各々入力ポート１８および１９に与えられ出
力信号は和および差ポートから取られる。トラン
ス１７は通常適当なアース絶縁が行なわれている
入力電圧の正しいスケーリングのため設計されて
いる。
第６図は「ヤヌス」型ドツプラソナー装置等の
４ビーム装置を付勢しかつ第４図に示したタイプ
の駆動回路を使用している回路を示す。第４図に
関して前述したパワー増幅器１３および１４とト
ランスデユーサ２および２′を駆動するハイブリ
ツド結合器１５に加えて、第６図の回路はハイブ
リツド結合器２２を駆動するように接続されてト
ランスデユーサの第２の対２３および２３′を付
勢する付加的なパワー増幅器２０および２１を備
えている。パワー増幅器、ハイブリツド結合器お
よびトランスデユーサは第４図の対応する素子と
同様であるが、パワー増幅器２１は90度移相器２
４を介して１次励起周波数f2から駆動される。第
６図の回路によつてトランスデユーサ２，２′お
よび２３，２３′の各対は第２図の波形７および
９で示すような１対の出力波を発生する。しかし
ながらトランスデユーサ２３および２３′によつ
て発生された波の対はトランスデユーサ２および
２′によつて発生された波の対に対して90度だけ
シフトされる。この90度位相変位は１方の波のセ
ツトの最大値を他方の波のセツトの最大値から第
２図に示した波長８の1/4に等しい量だけシフト
しそれによつて個々の波の間の増強を避ける。
本発明は深海中でパラメトリツクアレー・ドツ
プラソナー装置を作動する実用的手段を提供す
る。このような装置で必要な高パワーは、１次ビ
ームの実質的に妨害されない伝搬を可能にする中
立中央部と低パワーリターン信号を集めてこの信
号をトランスデユーサ上に集束する働きをする収
歛部とを備えている特殊レンズと組合わせて、比
較的大きな開口のトランスデユーサを使用するこ
とによつて可能になる。トランスデユーサをレン
ズのフオーカルプレーンの前方に位置決めするこ
とによつて、比較的大型のトランスデユーサは所
与のビームのほぼ全部のリターンエネルギーを傍
受することができる。多重ビーム装置における高
パワー要件のために生じ得る海水媒体中のキヤビ
テーシヨンの問題は、個々の音波の位相を調整す
ることによつて交差領域で個々の音波の増強を防
ぐことによつて回避される。
本発明をその好適な実施例において説明した
が、使用した言葉は説明のためで限定するもので
はなく、広い観点で本発明の真の範囲と精神から
逸脱することなく特許請求の範囲内で変更例が可
能であることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の原理を示す図、第２図はパラ
メトリツク装置において送信トランスデユーサに
よつて発生される圧力変化の図、第３図から第５
図はトランスデユーサを付勢する装置を示す図、
第６図はヤヌス型装置において有用な回路を示す
図である。 図中、１…音波レンズ、２，２′…パラメトリ
ツクトランスデユーサ、３…視準ビーム、４…平
坦部、４′…凹面、５…到来平行ビーム、６…焦
点を示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 各々異なる特定の軸に沿つて音波エネルギー
    を放射したり受けたりするように位置決めされて
    いる複数のトランスデユーサと、第１および第２
    の１次励起周波数の合成を含む信号で特定の時間
    隔の間各トランスデユーサを付勢する手段と、中
    央円板状部と上記中央部を囲む環状ビーム収歛部
    を有しているハイブリツド音波レンズとを備えて
    おり、上記トランスデユーサの各々はそのトラン
    スデユーサの軸に沿つて実質的に視準された音波
    ビームを放射するのに十分大きな直径を有しかつ
    上記レンズの中央部を介して視準ビームを向ける
    ように方向付けられており、上記トランスデユー
    サの各々はさらに上記レンズの収歛部の焦点域内
    に位置決めされて遠くの物標から反射されそのト
    ランスデユーサの軸に沿つてレンズを通過する音
    波エネルギーのほぼ全部を傍受するようにしてい
    ることを特徴とするパラメトリツクアレー・ドツ
    プラソナー装置。 ２ 特許請求の範囲第１項に記載のソナー装置に
    おいて、複数のトランスデユーサは１対のトラン
    スデユーサを備えており、これらのトランスデユ
    ーサを付勢する手段はトランスデユーサに対して
    上記第１および第２信号の瞬時和に等しい信号を
    発生する手段を備えていることを特徴とする上記
    パラメトリツクアレー・ドツプラソナー装置。 ３ 特許請求の範囲第２項のソナー装置におい
    て、トランスデユーサ対を付勢する手段はさらに
    上記対の１方のトランスデユーサに与えられる信
    号の位相を上記対の他方のトランスデユーサに与
    えられる信号に対して180度シフトする手段を備
    えていることを特徴とする上記パラメトリツクア
    レー・ドツプラソナー装置。 ４ 特許請求の範囲第１項に記載のソナー装置に
    おいて、複数のトランスデユーサはヤヌス型装置
    における動作用に構成された２対のトランスデユ
    ーサを備えていることを特徴とする上記パラメト
    リツクアレー・ドツプラソナー装置。 ５ 特許請求の範囲第４項に記載のソナー装置に
    おいて、トランスデユーサを付勢する手段は各対
    の１方のトランスデユーサに与えられる信号の位
    相をその対の他方のトランスデユーサに与えられ
    る信号に対して180度シフトする手段を備えてお
    り、さらにトランスデユーサの１方の対に与えら
    れる信号の位相を上記トランスデユーサの他方の
    対に与えられる信号に対して90度シフトする手段
    を備えていることを特徴とする上記パラメトリツ
    クアレー・ドツプラソナー装置。 ６ 特許請求の範囲第１項に記載のソナー装置に
    おいて、複数のトランスデユーサは１対のトラン
    スデユーサを備えており、トランスデユーサを付
    勢する手段は上記第１および第２信号に応答する
    個々の加算手段と対応する加算手段の出力に応答
    して各トランスデユーサを付勢する個々の直線増
    幅手段とを備えており、上記付勢手段はさらに上
    記第２信号が上記加算手段の１つに与えられる前
    にこの信号の位相を反転する移相手段を備えてい
    ることを特徴とする上記パラメトリツクアレー・
    ドツプラソナー装置。 ７ 特許請求の範囲第１項に記載のソナー装置に
    おいて、複数のトランスデユーサは１対のトラン
    スデユーサを備えており、トランスデユーサを付
    勢する手段は上記第１および第２信号を各々受け
    るように結合された個々のパワー増幅器と、第１
    および第２入力ポートと和および差出力ポートを
    有するハイブリツド結合器とを備えており、上記
    第１および第２入力ポートは第１および第２の上
    記パワー増幅器からの出力信号を受けるように
    各々結合されており、上記和および差出力ポート
    は上記対の第１および第２のトランスデユーサを
    付勢するように各々結合されていることを特徴と
    する上記パラトリツクアレー・ドツプラソナー装
    置。 ８ 特許請求の範囲第１項に記載のソナー装置に
    おいて、レンズは水の音波伝搬速度より大きい音
    波伝搬速度を有する物質から製造されており、上
    記環状部は２重凹面レンズの形状に構成されてい
    ることを特徴とする上記パラメトリツクアレー・
    ドツプラソナー装置。 ９ 特許請求の範囲第８項に記載のソナー装置に
    おいて、レンズはメタクリル酸メチルから形成さ
    れていることを特徴とする上記パラメトリツクア
    レー・ドツプラソナー装置。 １０ 特許請求の範囲第８項に記載のソナー装置
    において、レンズは複合エポキシフオームから形
    成されていることを特徴とする上記パラメトリツ
    クアレー・ドツプラソナー装置。 １１ 特許請求の範囲第８項に記載のソナー装置
    において、レンズはポリスチレンから形成されて
    いることを特徴とする上記パラメトリツクアレ
    ー・ドツプラソナー装置。 １２ 特許請求の範囲第１１項に記載のソナー装
    置において、レンズの環状部は1.4メートルの焦
    点距離を設けるように形成され、トランスデユー
    サはレンズから99センチメートルに位置決めされ
    ていることを特徴とする上記パラメトリツクアレ
    ー・ドツプラソナー装置。
JP4227281A 1980-03-24 1981-03-23 Parametric array doppler sonar device Granted JPS56158595A (en)

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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4436815A (en) * 1981-11-27 1984-03-13 Eli Lilly And Company Method for stabilizing and selecting recombinant DNA containing host cells
US4551826A (en) * 1982-12-27 1985-11-05 Sperry Corporation Multiple beam lens transducer with collimator for sonar systems
CA1253247A (en) * 1986-04-03 1989-04-25 Gerald W. Farnell Ultrasonic image camera using arrays of acoustic waveguides
US9717471B2 (en) 2010-11-23 2017-08-01 Mayo Foundtion For Medical Education And Research Method and apparatus for multiple-wave doppler velocity meter
JP2018013368A (ja) * 2016-07-20 2018-01-25 古野電気株式会社 水中探知装置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3510833A (en) * 1967-01-09 1970-05-05 Vitro Corp Of America Frequency conversion imaging system
DE1798276B1 (de) * 1968-09-19 1972-04-27 Krupp Gmbh Vorrichtung zur bestimmung der geschwindigkeit und/oder des weges von fahrzeugen durch messung des dopplereffektes
US3795893A (en) * 1971-07-06 1974-03-05 Sperry Rand Corp Doppler speed log
US3824531A (en) * 1973-01-15 1974-07-16 Raytheon Co Plural beam steering system
US3886487A (en) * 1973-05-31 1975-05-27 Raytheon Corp Anti-collision sonar system
US4063214A (en) * 1975-12-15 1977-12-13 Sperry Rand Corporation Lens transducer for use in marine sonar doppler apparatus
FR2441180A1 (fr) * 1978-11-10 1980-06-06 Thomson Csf Courantometre doppler pour grands fonds

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GB2072336A (en) 1981-09-30
DE3111545C2 (ja) 1991-05-16
NO155987C (no) 1987-07-01
FR2478823A1 (fr) 1981-09-25
NO810978L (no) 1981-09-25
NO155987B (no) 1987-03-23
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FR2478823B1 (ja) 1984-06-22
JPS56158595A (en) 1981-12-07
NL8101328A (nl) 1981-10-16
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