JPH02163681A - アクティブソナー装置の送信指向性形成回路 - Google Patents
アクティブソナー装置の送信指向性形成回路Info
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- JPH02163681A JPH02163681A JP31862788A JP31862788A JPH02163681A JP H02163681 A JPH02163681 A JP H02163681A JP 31862788 A JP31862788 A JP 31862788A JP 31862788 A JP31862788 A JP 31862788A JP H02163681 A JPH02163681 A JP H02163681A
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- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 title claims abstract description 56
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 claims abstract description 31
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 13
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims description 12
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 abstract description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 6
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 6
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 4
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
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- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、アクティブソナー装置に関し、特に特定の方
向に指向性を持つように送信信号を生成する送信指向性
形成回路に関するものである。
向に指向性を持つように送信信号を生成する送信指向性
形成回路に関するものである。
従来、この種の指向性形成回路は、第３図に示すように
、主発振回路１の出力信号から、＋４５度位相回路１０
と一４５度位相回路１１とによりそれぞれ位相が＋４５
度および−４５度ずれた信号を得、さらにそれらを反転
回１２２．１３により位相反転させて位相が＋２２５度
および−２２５度すれた信号を作り、これら４種類の信
号のうちの２つを組み合わせてベクトル合成回路１４で
位相合成することにより、必要とする位相を持つ送信信
号を発生し、それによって送波器を駆動して所定方向の
指向性ビームを形成させていた。
、主発振回路１の出力信号から、＋４５度位相回路１０
と一４５度位相回路１１とによりそれぞれ位相が＋４５
度および−４５度ずれた信号を得、さらにそれらを反転
回１２２．１３により位相反転させて位相が＋２２５度
および−２２５度すれた信号を作り、これら４種類の信
号のうちの２つを組み合わせてベクトル合成回路１４で
位相合成することにより、必要とする位相を持つ送信信
号を発生し、それによって送波器を駆動して所定方向の
指向性ビームを形成させていた。
例えば、第４図に示す８個のエレメントからなる送波器
を使用して垂直方向からθだけずれた方向に送信指向性
ビームを形成する場合、各送波器に与える信号にはτ１
からτ８までの時間差、すなわち位相のずれをもたせる
必要がある。ここで、波長をλ、送波器ｔｌ＋ｔ２から
の送信信号の波面までの時間をτ１．τ２として送波器
ｔｌ＋ｔＺに与える信号の位相差Δφ２を求めると、Δ
φ２−（τ２−τ１）／λ×２π（ｒａｄ）となる。送
波器１２．１．に与える送信信号の位相差Δφ３、送波
ｌｊｊ ｔ：ｌＩ ｔ＜に与える送信信号の位相差△φ
４、・、送波器１．．１Ｂに与える送信信号の位相差Δ
φ８も同様にして求めることができる。このような位相
差を持つ送信信号を送波器ｔ、〜Ｌ８に与えると、その
出力送信信号Ｔ、〜Ｔｓの時間関係は第５図に示すよう
になる。すなわち送波器ｔ８からの送信信号Ｔ、ｌが最
初に送信信号の波面に到着し、その後Ｔ ？、 Ｔ ｂ
、・・・、Ｔ、の順で波面に到着する。
を使用して垂直方向からθだけずれた方向に送信指向性
ビームを形成する場合、各送波器に与える信号にはτ１
からτ８までの時間差、すなわち位相のずれをもたせる
必要がある。ここで、波長をλ、送波器ｔｌ＋ｔ２から
の送信信号の波面までの時間をτ１．τ２として送波器
ｔｌ＋ｔＺに与える信号の位相差Δφ２を求めると、Δ
φ２−（τ２−τ１）／λ×２π（ｒａｄ）となる。送
波器１２．１．に与える送信信号の位相差Δφ３、送波
ｌｊｊ ｔ：ｌＩ ｔ＜に与える送信信号の位相差△φ
４、・、送波器１．．１Ｂに与える送信信号の位相差Δ
φ８も同様にして求めることができる。このような位相
差を持つ送信信号を送波器ｔ、〜Ｌ８に与えると、その
出力送信信号Ｔ、〜Ｔｓの時間関係は第５図に示すよう
になる。すなわち送波器ｔ８からの送信信号Ｔ、ｌが最
初に送信信号の波面に到着し、その後Ｔ ？、 Ｔ ｂ
、・・・、Ｔ、の順で波面に到着する。
このような従来の送信指向性形成回路では、各送波器に
少しずつ位相の異なる信号を与えて指向性を形成するた
め、送信信号の周波数が単一である場合には問題はない
が、周波数が複数の場合には、各周波数ごとにベクトル
合成回路を設ける必要があり、回路規模が非常に大きく
なる。
少しずつ位相の異なる信号を与えて指向性を形成するた
め、送信信号の周波数が単一である場合には問題はない
が、周波数が複数の場合には、各周波数ごとにベクトル
合成回路を設ける必要があり、回路規模が非常に大きく
なる。
また、従来の送信指向性形成回路では、主発振回路の出
力信号をそのまま用いて位相合成を行っているので、第
５図のＴのように送信信号パルスの立ち上がりおよび立
ち下がり部に歪みを生じてしまう。
力信号をそのまま用いて位相合成を行っているので、第
５図のＴのように送信信号パルスの立ち上がりおよび立
ち下がり部に歪みを生じてしまう。
本発明の目的は、このような欠点を除去し、複数の周波
数に対して指向性を形成でき、しかも送信信号パルスの
立ち上がりおよび立ち下がり部に歪みを生しることのな
いアクティブソナー装置の送信指向性形成回路を提供す
ることにある。
数に対して指向性を形成でき、しかも送信信号パルスの
立ち上がりおよび立ち下がり部に歪みを生しることのな
いアクティブソナー装置の送信指向性形成回路を提供す
ることにある。
本発明は、所定の周波数の信号を発生する主発振回路と
、 この主発振回路からの前記信号をクリップするクリップ
回路と、 このクリップ回路の出力信号とエンベロープ信号とを同
し時間だけ遅延させ、それぞれ遅延クリップ信号、遅延
エンベロープ信号として出力する遅延回路と、 前記遅延クリップ信号の前縁のタイミングを検出する送
信開始検出回路と、 この送信開始検出回路が検出した前記タイミングから前
記遅延エンベロープ信号の前縁のタイミングまでの間、
所定のパルスが入力されるごとにカウントアツプする第
１の計数回路と、所定のパルスが入力されるごとに、前
記第１の計数回路の最後の計数値からカウントダウンす
る第２の計数回路と、 前記遅延クリップ信号を正弦波に変換する低域通過フィ
ルタと、 前記第１および第２の計数回路の計数値を対応する値に
変換するエンベロープ回路と、このエンベロープ回路が
出力する前記対応する値を前記低域ｉ１過フィルタの出
力信号に乗じる乗算回路とを備えたことを特徴とする。
、 この主発振回路からの前記信号をクリップするクリップ
回路と、 このクリップ回路の出力信号とエンベロープ信号とを同
し時間だけ遅延させ、それぞれ遅延クリップ信号、遅延
エンベロープ信号として出力する遅延回路と、 前記遅延クリップ信号の前縁のタイミングを検出する送
信開始検出回路と、 この送信開始検出回路が検出した前記タイミングから前
記遅延エンベロープ信号の前縁のタイミングまでの間、
所定のパルスが入力されるごとにカウントアツプする第
１の計数回路と、所定のパルスが入力されるごとに、前
記第１の計数回路の最後の計数値からカウントダウンす
る第２の計数回路と、 前記遅延クリップ信号を正弦波に変換する低域通過フィ
ルタと、 前記第１および第２の計数回路の計数値を対応する値に
変換するエンベロープ回路と、このエンベロープ回路が
出力する前記対応する値を前記低域ｉ１過フィルタの出
力信号に乗じる乗算回路とを備えたことを特徴とする。
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。
。
第１図は本発明によるアクティブソナー装置の送信指向
性形成回路の一実施例を示すブロック図であり、第２図
は各部の信号波形を示す波形図である。主発振回路１は
送信開始／終了信号ａが論理”■”のとき所定周波数の
信号すを出力する。
性形成回路の一実施例を示すブロック図であり、第２図
は各部の信号波形を示す波形図である。主発振回路１は
送信開始／終了信号ａが論理”■”のとき所定周波数の
信号すを出力する。
クリップ回路２は信号すを論理“０”と論理“１“に２
値化し、クリップ信号Ｃとして出力する。遅延回路３は
クリップ信号Ｃとエンベロープ信号ｄとをおなし時間だ
け遅延させ、それぞれ遅延クリツブ信号ｅ、遅延エンベ
ロープ信号ｆとして出力する。送信開始検出回路４は遅
延クリップ信号の開始のタイミングを検出し、そのタイ
ミングで論理゛０”から論理“１”に変化する送信開始
検出信号ｇを出力する。カウントアツプ計数回路５は送
信開始検出信号ｇの立ち上がりから遅延エン−、ローブ
信号ｅの前縁までの間、所定のパルスをカラン］・アッ
プし、その計数値りを出力する。カウントダウン計数回
路６は、遅延エンベロープ信号ｆの後縁から動作を開始
し、計数値りからカウントダウンして計数Ｊｆｉ ｉを
出力する。これら計数回路５，６は、遅延エンベロープ
信号の立ち上がりから立ち下がりまでの期間中はカウン
ト動作を停止し、その間、出力は一定に保つ。エンベロ
ープ回路７はＲＯＭ （Ｒｅａｄ ０ｎｌｙ Ｍｅｍｏ
ｒｙ）などによって構成し、あらかじめ決められたエン
ベロープパターンのデータを備えて計数回路５，６の計
数値り、 ｉに対応する値の信号ｊを出力する。低域
通過フィルタ８は、遅延クリップ信号ｅの基本波成分の
周波数に等しいカットオフ周波数をもち、遅延クリップ
信号ｅからその高調波成分を除去し、基本波成分にのみ
を出力する。乗算回路９は低域通過フィルタ８の出力ｋ
にエンベロープ回路７の出力ｊを乗じ、結果を送信信号
Ｘ、＝して出力する。
値化し、クリップ信号Ｃとして出力する。遅延回路３は
クリップ信号Ｃとエンベロープ信号ｄとをおなし時間だ
け遅延させ、それぞれ遅延クリツブ信号ｅ、遅延エンベ
ロープ信号ｆとして出力する。送信開始検出回路４は遅
延クリップ信号の開始のタイミングを検出し、そのタイ
ミングで論理゛０”から論理“１”に変化する送信開始
検出信号ｇを出力する。カウントアツプ計数回路５は送
信開始検出信号ｇの立ち上がりから遅延エン−、ローブ
信号ｅの前縁までの間、所定のパルスをカラン］・アッ
プし、その計数値りを出力する。カウントダウン計数回
路６は、遅延エンベロープ信号ｆの後縁から動作を開始
し、計数値りからカウントダウンして計数Ｊｆｉ ｉを
出力する。これら計数回路５，６は、遅延エンベロープ
信号の立ち上がりから立ち下がりまでの期間中はカウン
ト動作を停止し、その間、出力は一定に保つ。エンベロ
ープ回路７はＲＯＭ （Ｒｅａｄ ０ｎｌｙ Ｍｅｍｏ
ｒｙ）などによって構成し、あらかじめ決められたエン
ベロープパターンのデータを備えて計数回路５，６の計
数値り、 ｉに対応する値の信号ｊを出力する。低域
通過フィルタ８は、遅延クリップ信号ｅの基本波成分の
周波数に等しいカットオフ周波数をもち、遅延クリップ
信号ｅからその高調波成分を除去し、基本波成分にのみ
を出力する。乗算回路９は低域通過フィルタ８の出力ｋ
にエンベロープ回路７の出力ｊを乗じ、結果を送信信号
Ｘ、＝して出力する。
次に動作を説明する。主発振回路１は送信開始／終了信
号ａが論理“１”である期間中、所定周波数の信号すを
出力する。クリップ回路２はこの信号すを論理“０”と
論理“１”に２値化し、クリップ信号Ｃとして出力する
。このクリップ信号Ｃは遅延回路３に入力され、エンベ
ロープ信号ｄと共におなし時間だけ遅延され、それぞれ
遅延クリップ信号ｅ、遅延エンベロープ信号ｆとして出
力される。そして、送信開始検出回路４は遅延クリップ
信号の開始のタイミングを検出し、そのタイミングで論
理″０″から論理“１”に変化する送信開始検出信号ｇ
を出力する。カウントアツプ計数回路５は送信開始検出
信号ｇが立ち上がるとカウントアツプ動作を開始し、遅
延エンベロープ信号ｅが立ち上がるまでカウントアツプ
を行って計数値りを出力する。一方、カウントダウン計
数回路６は、遅延エンベロープ信号ｆの後縁から動作を
開始し、計数回路５の最後の計数値りからカウントダウ
ンして計数値ｉを出力する。これら計数回路５，６は、
遅延エンベロープ信号の立ち上がりから立ち下がりまで
の期間中はカウント動作を停止し、その間出力は一定に
保つ。計数回路５６の出力り、ｉはエンベロープ回路７
であらかじめ決められたエンベロープパターンの信号ｊ
に変換され、乗算回路９に出力される。また、乗算回路
９のもう一方の入力には、低域通過フィルタ８により遅
延クリップ信号ｅからその高調波成分を除去し、基本波
成分にのみを抽出した結果ｋが入力され、乗算回路９は
この低域通過フィルタ８の出力ｋにエンベロープ回路７
の出力ｊを乗じ、結果を送信信号ｌとして出力する。
号ａが論理“１”である期間中、所定周波数の信号すを
出力する。クリップ回路２はこの信号すを論理“０”と
論理“１”に２値化し、クリップ信号Ｃとして出力する
。このクリップ信号Ｃは遅延回路３に入力され、エンベ
ロープ信号ｄと共におなし時間だけ遅延され、それぞれ
遅延クリップ信号ｅ、遅延エンベロープ信号ｆとして出
力される。そして、送信開始検出回路４は遅延クリップ
信号の開始のタイミングを検出し、そのタイミングで論
理″０″から論理“１”に変化する送信開始検出信号ｇ
を出力する。カウントアツプ計数回路５は送信開始検出
信号ｇが立ち上がるとカウントアツプ動作を開始し、遅
延エンベロープ信号ｅが立ち上がるまでカウントアツプ
を行って計数値りを出力する。一方、カウントダウン計
数回路６は、遅延エンベロープ信号ｆの後縁から動作を
開始し、計数回路５の最後の計数値りからカウントダウ
ンして計数値ｉを出力する。これら計数回路５，６は、
遅延エンベロープ信号の立ち上がりから立ち下がりまで
の期間中はカウント動作を停止し、その間出力は一定に
保つ。計数回路５６の出力り、ｉはエンベロープ回路７
であらかじめ決められたエンベロープパターンの信号ｊ
に変換され、乗算回路９に出力される。また、乗算回路
９のもう一方の入力には、低域通過フィルタ８により遅
延クリップ信号ｅからその高調波成分を除去し、基本波
成分にのみを抽出した結果ｋが入力され、乗算回路９は
この低域通過フィルタ８の出力ｋにエンベロープ回路７
の出力ｊを乗じ、結果を送信信号ｌとして出力する。
このように本発明のアクティブソナー装置の送信指向性
形成回路では、従来のように位相合成により必要な位相
差を持つ送信信号を得るのではなく、主発振回路の出力
信号を遅延させて送信信号を得ているので、送信信号の
周波数が変わっても同一の回路で対応できる。また、エ
ンベロープ回路と乗算回路により送信信号パルスの立ち
上がりおよび立ち下がり部を滑らかな波形として周波数
帯域の広がりを抑圧できるので、これら立ち上がりおよ
び立ち下がり部での波形歪を防止でき、しかも簡単な回
路構成でそれを実現できる。
形成回路では、従来のように位相合成により必要な位相
差を持つ送信信号を得るのではなく、主発振回路の出力
信号を遅延させて送信信号を得ているので、送信信号の
周波数が変わっても同一の回路で対応できる。また、エ
ンベロープ回路と乗算回路により送信信号パルスの立ち
上がりおよび立ち下がり部を滑らかな波形として周波数
帯域の広がりを抑圧できるので、これら立ち上がりおよ
び立ち下がり部での波形歪を防止でき、しかも簡単な回
路構成でそれを実現できる。
以上説明したように本発明のアクティブソナー装置の送
信指向性形成回路は、所定の周波数の信号を発生する主
発振回路と、この主発振回路からの信号をクリップする
クリップ回路と、このクリップ回路の出力信号とエンベ
ロープ信号とを同じ時間だけ遅延させ、それぞれ遅延ク
リップ信号、遅延エンベロープ信号として出力する遅延
回路と、遅延クリップ信号の前縁のタイミングを検出す
る送信開始検出回路と、この送信開始検出回路が検出し
たタイミングから遅延エンベロープ信号の前縁のタイミ
ングまでの間、所定のパルスが入力されるごとにカウン
トアンプする第１の計数回路と、所定のパルスが入力さ
れるごとに、第１の計数口路の最後の計数値からカウン
トダウンする第２の計数回路と、遅延クリップ信号を正
弦波に変換する低域通過フィルタと、第１および第２の
計数回路の計数値を対応する値に変換するエンベロープ
回路と、このエンベロープ回路が出力する前記対応する
値を低域通過フィルタの出力信号に乗じる乗算回路とを
備えている。
信指向性形成回路は、所定の周波数の信号を発生する主
発振回路と、この主発振回路からの信号をクリップする
クリップ回路と、このクリップ回路の出力信号とエンベ
ロープ信号とを同じ時間だけ遅延させ、それぞれ遅延ク
リップ信号、遅延エンベロープ信号として出力する遅延
回路と、遅延クリップ信号の前縁のタイミングを検出す
る送信開始検出回路と、この送信開始検出回路が検出し
たタイミングから遅延エンベロープ信号の前縁のタイミ
ングまでの間、所定のパルスが入力されるごとにカウン
トアンプする第１の計数回路と、所定のパルスが入力さ
れるごとに、第１の計数口路の最後の計数値からカウン
トダウンする第２の計数回路と、遅延クリップ信号を正
弦波に変換する低域通過フィルタと、第１および第２の
計数回路の計数値を対応する値に変換するエンベロープ
回路と、このエンベロープ回路が出力する前記対応する
値を低域通過フィルタの出力信号に乗じる乗算回路とを
備えている。
従って本発明のアクティブソナー装置の送信指向性形成
回路では、従来のように位相合成により必要な位相差を
持つ送信信号を得るのではなく、主発振回路の出力信号
を遅延させて送信信号を得ているので、送信信号の周波
数が変わっても同一の回路で対応できる。また、エンベ
ロープ回路と乗算回路により送信信号パルスの立ち上が
りおよび立ち下がり部を滑らかな波形として周波数帯域
の広がりを抑圧できるので、これら立ち上がりおよび立
ち下がり部での波形歪を防止でき、しかも簡単な回路構
成でそれを実現できる。
回路では、従来のように位相合成により必要な位相差を
持つ送信信号を得るのではなく、主発振回路の出力信号
を遅延させて送信信号を得ているので、送信信号の周波
数が変わっても同一の回路で対応できる。また、エンベ
ロープ回路と乗算回路により送信信号パルスの立ち上が
りおよび立ち下がり部を滑らかな波形として周波数帯域
の広がりを抑圧できるので、これら立ち上がりおよび立
ち下がり部での波形歪を防止でき、しかも簡単な回路構
成でそれを実現できる。
第１図は本発明によるアクティブソナー装置の送信指向
性形成回路の一実施例を示すプロ・ツタ図、第２図は第
１図の送信指向性形成回路の各部の信号波形を示す波形
図、 第３図は従来の送信指向性形成回路の一例を示すブロッ
ク図、 第４図は従来の送信指向性形成回路により指向性ビーム
を形成する場合の各送信信号の遅延時間の関係を示す説
明図、 第５図は従来の送信指向性形成回路により指向性ビーム
を形成する場合の各送信信号の時間関係を示す波形図で
ある。 ■・・・・・主発振回路 ２・・・・・クリップｌ１２１諮 ３・・・・・遅延回路 ４・・・・・送信開始検出回路 ５・・・・・カウントアンプ計数回路 ６・・・・・カウントダウン計数回路 ７・・・・・エンベロープ回路 ８・・・・・低域通過フィルタ ９・・・・・乗算回路
性形成回路の一実施例を示すプロ・ツタ図、第２図は第
１図の送信指向性形成回路の各部の信号波形を示す波形
図、 第３図は従来の送信指向性形成回路の一例を示すブロッ
ク図、 第４図は従来の送信指向性形成回路により指向性ビーム
を形成する場合の各送信信号の遅延時間の関係を示す説
明図、 第５図は従来の送信指向性形成回路により指向性ビーム
を形成する場合の各送信信号の時間関係を示す波形図で
ある。 ■・・・・・主発振回路 ２・・・・・クリップｌ１２１諮 ３・・・・・遅延回路 ４・・・・・送信開始検出回路 ５・・・・・カウントアンプ計数回路 ６・・・・・カウントダウン計数回路 ７・・・・・エンベロープ回路 ８・・・・・低域通過フィルタ ９・・・・・乗算回路
Claims (1)
- （１）所定の周波数の信号を発生する主発振回路と、 この主発振回路からの前記信号をクリップするクリップ
回路と、 このクリップ回路の出力信号とエンベロープ信号とを同
じ時間だけ遅延させ、それぞれ遅延クリップ信号、遅延
エンベロープ信号として出力する遅延回路と、 前記遅延クリップ信号の前縁のタイミングを検出する送
信開始検出回路と、 この送信開始検出回路が検出した前記タイミングから前
記遅延エンベロープ信号の前縁のタイミングまでの間、
所定のパルスが入力されるごとにカウントアップする第
１の計数回路と、 所定のパルスが入力されるごとに、前記第１の計数回路
の最後の計数値からカウントダウンする第２の計数回路
と、 前記遅延クリップ信号を正弦波に変換する低域通過フィ
ルタと、 前記第１および第２の計数回路の計数値を対応する値に
変換するエンベロープ回路と、 このエンベロープ回路が出力する前記対応する値を前記
低域通過フィルタの出力信号に乗じる乗算回路とを備え
たことを特徴とするアクティブソナー装置の送信指向性
形成回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31862788A JPH02163681A (ja) | 1988-12-19 | 1988-12-19 | アクティブソナー装置の送信指向性形成回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31862788A JPH02163681A (ja) | 1988-12-19 | 1988-12-19 | アクティブソナー装置の送信指向性形成回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02163681A true JPH02163681A (ja) | 1990-06-22 |
Family
ID=18101246
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31862788A Pending JPH02163681A (ja) | 1988-12-19 | 1988-12-19 | アクティブソナー装置の送信指向性形成回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02163681A (ja) |
-
1988
- 1988-12-19 JP JP31862788A patent/JPH02163681A/ja active Pending
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