JPH0323874B2 - - Google Patents

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JPH0323874B2
JPH0323874B2 JP60026834A JP2683485A JPH0323874B2 JP H0323874 B2 JPH0323874 B2 JP H0323874B2 JP 60026834 A JP60026834 A JP 60026834A JP 2683485 A JP2683485 A JP 2683485A JP H0323874 B2 JPH0323874 B2 JP H0323874B2
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JP
Japan
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signal
electrode
amplitude
vibrator
transformer
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Expired - Lifetime
Application number
JP60026834A
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English (en)
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JPS61186878A (ja
Inventor
Yasuhiko Endo
Toyoki Sasakura
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Furuno Electric Co Ltd
Original Assignee
Furuno Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Furuno Electric Co Ltd filed Critical Furuno Electric Co Ltd
Priority to JP2683485A priority Critical patent/JPS61186878A/ja
Priority to GB8602730A priority patent/GB2173068B/en
Priority to US06/826,413 priority patent/US4780860A/en
Priority to NO860442A priority patent/NO168794C/no
Publication of JPS61186878A publication Critical patent/JPS61186878A/ja
Publication of JPH0323874B2 publication Critical patent/JPH0323874B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04RLOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R17/00Piezoelectric transducers; Electrostrictive transducers
    • H04R17/04Gramophone pick-ups using a stylus; Recorders using a stylus
    • H04R17/08Gramophone pick-ups using a stylus; Recorders using a stylus signals being recorded or played back by vibration of a stylus in two orthogonal directions simultaneously

Landscapes

  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
  • Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は、改善された指向特性を有する送受
波器に関する。この送受波器は、所定角度内にお
ける信号強度をほぼ一定にすることができるよう
に探知信号を発射し、また所定角度内から到来す
る信号をほぼ一定の感度にて受信することができ
る。
(従来の技術) 従来の送受波器の指向特性は、第5図に示さ
れ、指向角内における信号強度が一定になるよう
に探知信号を発射することができず、また指向角
内から到来する信号を一定の感度にて受信するこ
とができなかつた。従来の送受波器は、例えば振
動子の電極全面に渡つて同じ振幅の探知信号を印
加していた。
(発明が解決しようとする問題点) 第5図に示すような指向特性を有する従来の送
受波器を、例えば水中探知装置に用いる場合に
は、この送受波器を用いて捕足した被探知物体か
らの反射信号を表示器に表示すると像の周囲が明
確に表示されず不明瞭に表示される。また、捕足
された反射信号を増幅する受信器の増幅度を変化
させると像の大きさが変化し被探知物体の大きさ
を正確に知ることができないという不具合があつ
た。
(問題を解決するための手段) この発明の送受波器は、円形の電歪振動子の一
つの面に一の円形状の又は複数の円環状の電極を
同心円状に固着し、各々の電極に ベツセル関数y=2J1(X)/Xで定める振幅の信号を 印加することにより送波ビームを形成し、又は上
記各電極から上記ベツセル関数で定まる振幅の信
号を取り出して合成することにより受波ビームを
形成するように構成される。
(実施例) 第1図は、この発明の一実施例を示す。
第2図は、第1図に示す振動子の電極に印加さ
れる信号または振動子の電極から取り出される信
号と、振動子の指向特性との関係を示す。
第3図は、この発明の他の実施例を示す。
なお、以下同じ符号が付されているものは同じ
機能を行なうものとする。
第1図において、矩形圧電気振動子1の上側に
密着される電極は、主電極2の長さが2l、及び副
電極3の長さがlとなるように三分割される。振
動子1の下側には、一枚の長方形電極4が密着さ
れている。トランス5の一次側には、搬送周波数
が例えば50kHzの一定振幅のパルスで振幅変調さ
れたパルス信号が供給される。トランス5の二次
側巻線6の一端は主電極2に接続され、その他端
は二つの副電極3に接続され、その中間端子7は
振動子1の下側電極4に接続される。
第2図Aは、振動子1の電極2,3,4に印加
する信号を示し、第2図Bは振動子1の指向特性
を示す。第2図Aの信号カーブは、sin/Aで表わさ れる。ここにA=2πxθ0、lは上記電極の長さ、
λは上記搬送周波数信号の波長、θ0は方位角を表
わす。
21,22,23,24点は、それぞれl/λ、 2l/λ、−l/λ、−2l/λである。このとき指向角θ
0はλ/2l となる。トランス5の中間端子7から基準振幅信
号aが電極4に供給され、bの振幅を有する信号
が主電極2に供給され、cの振幅を有する信号が
副電極3に供給される。
この結果、所定角度θ0内において振動子1から
発射された信号の強度が一定となり、すなわち第
2図Bに示すような指向特性が得られることが実
験においても確認された。
次に、到来信号を受信する場合につき説明す
る。主電極2及び副電極3により同じ振幅の到来
信号が受信されると、主電極2により捕促された
信号に基づいて第2図Aに示す振幅bの信号がト
ランス5の一次側巻線8に送出され、また副電極
3により捕促された信号に基づいて同図の振幅c
の信号がトランス5の一次側8へ伝送され、電極
4の出力信号に基づいて同図の振幅aの信号がト
ランス5の一次側へ伝送される。その結果、第2
図Bに示す指向特性を有する受波ビームによつて
捕促された到来信号がトランス5の一次側から出
力されることになる。
第3図において、円形の圧電気振動子11の上
側に密着される電極は、主電極12の直径が2l、
副電極13の幅がlとなるように円状に二分割さ
れる。振動子11の下側には、一枚の円形電極1
4が密着されている。トランス5の一次側には、
搬送周波数が例えば50kHzの一定振幅のパルスで
振幅変調されたパルス信号が供給される。トラン
ス5の二次側巻線6の一端は主電極12に接続さ
れ、その他端は副電極13に接続され、その中間
端子は振動子11の下側電極14に接続される。
第4図は、振動子11の電極12,13,14
に印加する信号を示す。この図の信号カーブは、
ベツセル関数2J1(X)/Xで表わされる。ここに、x =2πl/λθlは上記電極の幅、λは上記搬送周波数 信号の波長、θは方位角を表わす。トランス5の
中間端子7から基準振幅信号mが電極14に供給
され、Pの振幅を有する信号が主電極12に供給
され、qの振幅を有する信号が副電極13に供給
される。
この結果、第2図Bに示すように、所定角度θ0
内において、振動子11から発射された信号の強
度が一定となる指向特性が得られることが実験に
おいても確認された。
次に、到来信号を受信する場合につき説明す
る。主電極12及び副電極13による同じ振幅の
到来信号が受信されると、主電極12により捕促
された信号に基づいて第4図に示す振幅pの信号
がトランス5の一次側巻線8に送出され、また副
電極13により捕促された信号に基づいて同図の
振幅qの信号がトランス5の一次側8へ伝送さ
れ、電極14の出力信号に基づいて振幅mの信号
が一次側へ伝送される。その結果、第2図Bに示
す指向特性を有する受波ビームによつて捕促され
た到来信号がトランス5の一次側から出力される
ことになる。
第6図は、この発明の他の実施例を示す。同図
Aは、平面図を示す。
第7図は、第6図に示す振動子の電極に印加さ
れる信号または振動子の電極から取り出される信
号を示す。
第8図は、この発明の他の実施例を示す。同図
Aは、平面図を示す。
第9図は、第8図に示す振動子の電極に印加さ
れる信号または振動子の電極から取り出される信
号を示す。
第6図において、矩形の圧電気振動子31の上
側に密着される電極が、主電極32の長さが2l、
副電極33、34,35,36,37,38の
各々の長さがlとなるように分割される。振動子
31の下側には、一枚の長方形電極39が密着さ
れている。トランス40の一次側には、搬送周波
数が例えば50kHzの一定振幅のパルスで振幅変調
されたパルス信号が供給される。トランス40の
二次側巻線41の一端は、主電極32に接続さ
れ、その他端は二つの電極33,36に接続さ
れ、中間端子42は二つの電極34,37に接続
され、中間端子43は二つの電極35,38に接
続され、他の中間端子44は、振動子31の下側
電極39に接続される。
第7図は、振動子31の各電極に印加される信
号を示す。同図の信号カーブはsinA/Aで表わされ る。21,22,46,47,23,24,4
8,49は、それぞれl/λ、2l/λ、3l/λ、4l/λ
、− l/λ、−2l/λ、−3l/λ、−4l/λである。トラン
ス40の 中間端子44から基準振幅信号aが下側電極39
に印加され、bの振幅を有する信号が主電極32
に供給され、cの振幅を有する信号が電極33,
36に供給され、dの振幅を有する信号が電極3
4,37に印加され、eの振幅を有する信号が電
極35,38に供給される。
この結果、第2図Bに示すような、所定角度θ0
内において振動子31から発射された信号の強度
を一定とすることができる指向特性を得ることが
できる。この実施例によれば、第2図Bに示す指
向特性に比べて立上り及び立下りがより急峻な特
性を得ることができる。
次に、到来信号を受信する場合につき説明す
る。各電極32,33,34,35,36,3
7,38により同じ振幅の到来信号が受信される
と、主電極32により捕促された信号に基づいて
第7図に示す振幅bの信号がトランス40の一次
側巻線51に送出され、また電極33,36によ
り受信された信号に基づいて同図の振幅cの信号
が、また電極34,37により捕促された信号に
基づいて同図の振幅dを有する信号が、また電極
35,38により捕促された信号に基づいて同図
の振幅eの信号が、また下側電極39の出力信号
に基づいて同図の振幅aの信号がトランス40の
一次側へ伝送される。その結果、第2図Bに示す
ような指向特性を有する受波ビームによつて捕促
された到来信号がトランス40の一次側から出力
されることになる。
この実施例においては、圧電気振動子31の一
つの電極を多分割し7個の電極を形成したが、電
極数は、この数に限定されるものではなく、これ
以上の数でもよく、また電極数が5個でもよい。
そして、分割された各電極には、送信時には、各
電極の位置とsinA/Aの信号カーブによつて定める 振幅の信号を供給し、受信時には、これらの振幅
を有する信号を各電極から取り出せばよい。
第8図において、円形の圧電気振動子61の上
側に密着される電極は、主電極62の直径が2l、
他の電極63,64,65の幅がlとなるように
円状に4分割される。振動子61の下側には、一
枚の円形電極66が密着されている。
第9図は、振動子61の各電極62,63,6
4,65,66に供給される信号を示す。この図
の信号カーブは、ベツセル関数2J1(X)/Xで表わさ れる。ここに、x=2πl/λθである。
第8図において、トランス70の一次側には、
搬送周波数が例えば50kHzの一定振幅のパルスで
振幅変調されたパルス信号が供給される。トラン
ス70の中間端子71から基準振幅信号mが電極
66に供給され、pの振幅を有する信号が主電極
62に供給され、qの振幅を有する信号が電極6
3に供給され、rの振幅を有する信号が電極64
に印加され、sの振幅を有する信号が電極65に
供給される。
この結果、第2図Bに示すような所定角度θ0
において振動子61から発射された信号の強度を
一定とすることができる指向特性を得ることがで
きる。この実施例によれば、第6図に示す実施例
と同じように第2図Bに示す指向特性に較べて立
上り立下りがより急峻な指向特性を得ることがで
きる。
次に、到来信号を受信する場合につき説明す
る。各電極62,63,64,65により同じ振
幅の到来信号が受信されると、主電極62により
捕促された信号に基づいて第9図に示す振幅pの
信号がトランス70の一次側巻線72に送出さ
れ、また電極63により受信された信号に基づい
て同図の振幅qの信号が、また電極64により捕
促された信号に基づいて同図の振幅rを有する信
号が、また電極65により捕促された信号に基づ
いて振幅sの信号が、また下側電極66の出力信
号に基づいて同図の振幅mの信号がトランス70
の一次側へ伝送される。その結果、第2図Bに示
すような指向特性を有する受波ビームによつて捕
促された到来信号がトランス70の一次側から出
力されることになる。
この実施例においては、円形の電歪振動子の一
の電極を同心円状に多分割し4個の電極を形成し
たが、この数に限定されるものではなく、多分割
して3個または5以上の電極を形成してもよい。
そして、分割して得られた各電極には、送信時に
は、各電極の位置とベツセル関数2J0(X)/Xで表わ される信号カーブによつて定まる振幅の信号を供
給し、受信時には、これらの振幅を有する信号を
各電極から取り出せばよい。
第10図は、第6図に示す矩形の圧電気振動子
31び上側の分割された電極及び下側の電極とこ
れらに印加されまたは取り出される信号カーブと
の関係を示す。
同図の信号カーブはsinA/Aで表わされる。点1 01,102,103及び104は、それぞれ
2l/λ,4l/λ,−2l/λ,−4l/λである。eの振幅
を有する 信号が電極32に供給され、fの振幅を有する信
号が電極33に印加され、gの振幅を有する信号
が電極34に、hの振幅を有する信号が電極35
に印加される。同様に、i,j及びkの振幅を有
する信号が電極36,37及び38に印加され
る。振動子31の他の電極39には、基準レベル
信号aが印加される。この結果、第2図Bに示す
指向特性に比べて立上り及び立下りがより急峻な
特性を得ることができる。なお、電極32から3
9は、トランスの二次側巻線船の所定の引出線に
接続される。
次に、到来信号を受信する場合につき説明す
る。電極32〜38により同じ振幅の到来信号が
受信されると、電極32により捕促された信号に
基づいて振幅eの信号がトランスの一次側巻線に
送出され、また電極33により捕促された信号に
基づいて振幅fの信号がトランスの一次側巻線に
送出される。同様に、電極34〜38の各々によ
り捕促された信号に基づいて振幅g,h,i,
j,kの振幅を有する信号がトランスの一次側に
送出されて合成される。また、電極39から基準
レベル信号aがトランスの一次側へ送出される。
この結果、第2図Bに示すような指向特性を有す
る受波ビームによつて捕促された到来信号がトラ
ンスの一次側から出力される。
第11図は、第8図に示す円形の圧電気振動子
61の上側の分割された電極及び下側の電極とこ
れらに印加されまたは取り出される信号カーブと
の関係を示す。
同図の信号カーブはベツセル関数2J1(X)/Xで表 わされる。圧電気振動子61の上側の分割された
電極の各々は、第8図に示すように、トランスの
二次側の所定の引出線に接続される。
トランスの一次側には、搬送周波数が例えば
50kHzの一定振幅のパルスで振幅変調されたパル
ス信号が供給される。トランスの二次側巻線の一
中間端子から基準振幅信号mが下側電極66に供
給される。uの振幅を有する信号が電極62に供
給され、vの振幅を有する信号が電極63に供給
され、同様に、w,zの振幅を有する信号が電極
64及び65にそれぞれ印加される。この結果、
第2図Bに示すような所定角度θ内において振動
子61から発射された信号の強度を一定とするこ
とができる指向特性を得る。この実施例によれ
ば、第2図Bに示す指向特性に較べて立上り及び
立下りがより急峻な指向特性を得ることができ
る。
次に到来信号を受信する場合につき説明する。
各電極62,63,64,65より同じ振幅の到
来信号が受信されると、電極62により捕促され
た信号に基づいて振幅uの信号がトランスの一次
側巻線に送出され、また電極63により受信され
た信号に基づいて振幅w及びzの信号がそれぞれ
トランスの一次側へ送出されて合成される。その
結果、第2図Bに示すような指向特性を有する受
波ビームによつて捕促された到来信号がトランス
の一次側から出力されることになる。
なお、上述の実施例においては、トランスを介
して各電極に信号を印加したり、また各電極から
信号を取り出したが、並置される例えば抵抗等で
構成される減衰器を介して搬送周波数が50kHzの
探知パルス信号を各電極に供給することも可能で
ある。また、各電極により捕促される信号を並置
される増幅度の異なる増幅器を介して取り出すこ
とも可能である。
(発明の効果) 上述のように、この発明は、簡単な構成により
所定の指向角内の信号強度を一定にすることがで
きるように探知信号を発射し、またこの指向角内
から到来する信号を一定の感度にて受信すること
ができる指向特性を有する送受波器を提供するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、この発明の実施例で、同図Aは平面
図、同図Bは正面図である。第2図は、振動子の
電極に印加される信号、または振動子の電極から
取り出される信号と、送受波器に指向特性との関
係図である。第3図は、この発明の他の実施例を
示す図で、同図Aは平面図、同図Bは正面図であ
る。第4図は、第3図に示す振動子の電極に印加
する信号である。第5図は、従来の送受波器の指
向特性である。第6図は、この発明の他の実施例
を示す図で、同図Aは平面図、同図Bは正面図で
ある。第7図は、振動子の各電極に印加する信号
または各電極から取り出される信号を示す図であ
る。第8図は、この発明の他の実施例を示す図
で、同図Aは平面図、同図Bは正面図である。第
9図は、第8図に示される振動子の各電極に供給
する信号または各電極から取り出される信号を示
す図である。第10図は、第6図に示す矩形の圧
電気振動子31の電極とこれらに印加される信号
のカーブとの関係を示す図である。第11図は、
第8図に示す円形の圧電気振動子61の電極とこ
れらに印加される信号のカーブとの関数を示す図
である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 円形の電歪振動子の一つの面に一の円形状の
    又は複数の円環状の電極を同心円状に固着し、
    各々の電極に ベツセル関数y=2J1(X)/Xで定まる振幅の信号 を印加することにより送波ビームを形成し、又は
    上記各電極から上記ベツセル関数で定まる振幅の
    信号を取り出して合成することにより受波ビーム
    を形成することを特徴とする送受波器。 ここに、x=2πγ/λθ又は、 x=2πγ/λsinθ r:円形振動子の中心から各電極までの距離、 λ:送信又は受信信号の波長 θ:方位角
JP2683485A 1985-02-08 1985-02-14 送受波器 Granted JPS61186878A (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2683485A JPS61186878A (ja) 1985-02-14 1985-02-14 送受波器
GB8602730A GB2173068B (en) 1985-02-08 1986-02-04 Beam forming device
US06/826,413 US4780860A (en) 1985-02-08 1986-02-05 Beam forming device
NO860442A NO168794C (no) 1985-02-08 1986-02-07 Straalebuntformende innretning.

Applications Claiming Priority (1)

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JPS61186878A JPS61186878A (ja) 1986-08-20
JPH0323874B2 true JPH0323874B2 (ja) 1991-03-29

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS552799A (en) * 1978-06-14 1980-01-10 Basf Ag Acidic nickel plating bath containing sulfobetain
JPS5698005A (en) * 1979-12-31 1981-08-07 Nippon Dempa Kogyo Co Ltd Driving method of piezoelectric oscillator

Patent Citations (2)

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