JPH04115178A - 平面受波器アレイの指向性パターン計測装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、多数の受波素子を平面状に配設した平面受波
器アレイの指向性パターンを計測する平面受波器アレイ
の指向性パターン計測装置に関し、特に、三次元の指向
性パターンを計測可能な平面受波器アレイの指向性パタ
ーン計測装置に関する。

［従来の技術〕 従来、この種の平面受波器アレイの指向性！＜ターン計
測装置として、第２図に示すものが知られている。

第２図において、１１は正弦波発生器であり、同正弦波
発生器１１が発生する正弦波信号に基づいてトーンバー
スト発生器１２がノくルス変調波とし、同パルス変調波
をパワーアンプ１３で増幅して水槽中に設置された標準
ノ＼イドロホン１４より水中へ出力する。

水槽中には同標準ノ１イドロホン１４から一定距離ｒ離
れた位置に旋回台１５によって旋回可能に支持された平
面受波器アレイ１が設置されており、同平面受波器アレ
イ１は標準ハイドロホン１４から送波された超音波パル
ス信号を受波して受波信号に変換する。

平面受波器アレイｌは、ＮＸＮ＝Ｎ２個の受波素子を平
面状に配設して構成され、平面受波器アレイ１は各受波
素子の受波信号をそれぞれチャンネル１〜チヤンネルＮ
２として受信器２に出力し、受信器２は受波信号ＣＨＩ
−ＣＨＮ２を増幅して受波器指向性パターン計測器４へ
送出する。

受波器指向性パターン計測器４は、平面受波器アレイ１
が標準ハイドロホン１４に対して所定の方位角となるよ
うに予め旋回制御器１６へ旋回台１５の方位角を指示し
、旋回制御器１６は同方位角となるように旋回台１５を
回転させる。

旋回台１５を一回転させる間に受波器指向性パターン計
測器４は３６０度の方位角に対する受波信号ＣＨＩ−Ｃ
ＨＮ２のレベル変化を計測し、平面受波器アレイ１個、
１個の指向性パターン及び整相係数を乗じて加算するこ
とによって整相後の指向性パターンを計測するとともに
、同計測結果をＣＲＴ９にて表示する。

［解決すべき課題］ 上述した従来の平面受波器アレイの指向性パターン計測
装置においては、旋回台を回転させて平面受波器アレイ
の指向性パターンを計測するため、−回の計測で二次元
の指向性パターンしか計測できず、三次元の指向性パタ
ーンを計測するには平面受波器アレイを旋回台に取り付
ける方向を垂直方向と、水平方向というように違えて二
回計測しなければならないという課題があった。

また、旋回台を必要とするため、限られた大きさの水槽
での計測が一般的であり、実海域で平面受波器アレイを
船へ装備した後の指向性、＜ターンを計測することがで
きないという課題があった。

本発明は、上記課題にかんがみてなされたもので、三次
元の指向性パターンを一度に計測できるとともに、実海
域での指向性パターンを計測することが可能な平面受波
器アレイの指向性パターン計測装置の提供を目的とする
。

［課題の解決手段］ 上記目的を達成するため、第１の請求項にかかる発明は
、受波素子を平面状に複数配設した平面受波器アレイに
てピンガーから送波する超音波パルス信号を受波し、同
平面受波器アレイにて受波した受波信号に基づいて当該
平面受波器アレイの指向性パターンを計測する平面受波
器アレイの指向性パターン計測装置において、ピンガー
を搭載して水中の所定位置に移動可能な潜水機と、当該
潜水機の移動位置を制御する潜水機制御手段と、上記平
面受波器アレイからの受波信号に基づいて上記潜水機制
御手段によって上記潜水機の移動位置を制御せしめつつ
当該平面受波器アレイの指向性パターンを計測する計測
手段とを備えた構成としである。

また、第２の請求項にかかる発明は、請求項１に記載の
平面受波器アレイの指向性パターン計測装置において、
上記計測手段は、上記潜水機の移動位置を定めて上記潜
水機制御手段によって同移動位置に移動せしめるピンガ
ー位置指定手段と、上記平面受波器アレイからの受波信
号に基づいてピンガーの送波周波数音波に関する各受波
素子の受信レベル情報と位相情報を算出する受波情報分
析手段と、同受信レベル情報と位相情報及び上記潜水機
の移動位置によって定まる上記ピンガーの方位角と天頂
角とに基づいて上記平面受波器アレイの指向性パターン
を演算する演算手段を備えた構成としである。

［作用］ 上記のように構成した請求項１にかかる発明においては
、水中の所定位置に移動可能な潜水機はピンガ−を搭載
しており、計測手段は平面受波器アレイからの受波信号
に基づいて潜水機制御手段によって潜水機の移動位置を
制御せしめつつ当該平面受波器アレイの指向性パターン
を計測する。

また、上記のように構成した請求項２にかかる発明にお
いては、上記計測手段におけるピンガ−位置指定手段が
上記潜水機の移動位置を定めて上記潜水機制御手段によ
って同移動位置に移動せしめつつ、受波情報分析手段が
平面受波器アレイからの受波信号に基づいてピンガ−の
送波周波数音波に関する各受波素子の受信レベル情報と
位相情報を算出し、演算手段が同受信レベル情報と位相
情報及び上記潜水機の移動位置によって定まる上記ピン
ガ−の方位角と天頂角とに基づいて上記平面受波器アレ
イの指向性パターンを演算する。

すなわち、実海域にて潜水機によってピンガを水中の所
定位置に移動せしめつつ同位置と平面受波器アレイから
の受波信号に基づいて指向性パターンを計測し、三次元
の指向性パターンを一度に計測する。

［実施例コ 以下、図面にもとづいて本発明の詳細な説明する。

第１図は、本発明の一実施例にかかる平面受波器アレイ
の指向性パターン計測装置のブロック図である。

同図において、１はＮ個×Ｎ個の受波素子を平面状に配
設した平面受波器アレイであり、各受波素子による受波
信号はチャンネル１からチャンネルＮ２までの受波信号
ＣＨＩ〜ＣＨＮ２として受信器２に出力される。受信器
２は受波信号ＣＨ］〜ＣＨＮ２を増幅して多チャンネル
ＦＦＴアナライザ３に出力し、同ＦＦＴアナライザ３は
各受波信号に基づいて高速フーリエ変換し、ピンガ−７
から送出される超音波パルス信号の周波数Ｆに関して電
圧ｖ１〜ＶＮ２及び位相情報θＥ１〜θＥＮ２を受波器
指向性パターン計測器４とピンガ一方位演算回路５に送
出する。

受波器指向性パターン計測器４は、指向性パターンの計
測時にＲＯＶ　（Ｒｅｍｏｔｅｌｙ　０ｐｅｒａｔｅｄ
　Ｖｅｈｉｃｌｅ：遠隔操縦無人潜水器）制御装置６を
介してピンガ−７を搭載したＲＯＶ８を所定位置に移動
せしめ、ピンガ−７は受信器２からのトリガー信号を受
信したときに同移動位置より周波数Ｆの超音波パルス信
号を送波する。

次に、上記構成からなる本実施Ｐ１の動作を説明する。

まず、受波器指向性パターン計測器４は、ＲＯＶ制御装
置６に対して計測を行ないたい位置を方位角φＭ１と天
頂角θＭ１で指定し、ＲＯＶ制御装置６はＲＯＶ８に対
してＲＯＭ制御信号を送出してピンガ−７を搭載したＲ
ＯＶ８を同指定された位置に移動させる。

ＲＯＶ８が同位置に移動すると、受信器２はピンガ−７
に対して一定時間おきにトリガー信号を送り、ピンガ−
７は同トリガー信号を受信するとその都度周波数Ｆの超
音波パルスを平面受波器アレイｌに向けて送波する。

平面受波器アレイ１はピンガ−７からの超音波パルス信
号を受波すると、チャンネル１からチャンネルＮ２まで
の受波信号ＣＨＩ〜ＣＨＮ２を受信器２に送出し、同受
信器２が同受波信号を増幅して多チャンネルＦＦＴアナ
ライザ３へ送出する。

多チャンネルＦＦＴアナライザ３では、これらの受波信
号ＣＨＩ〜ＣＨＮ２をそれぞれ高速フーリエ変換し、超
音波パルス信号の周波数Ｆに関して電圧Ｖｌ−ＶＮ２及
び位相情報θＥ１〜θＥＮ２をビノガ一方位演算回路５
へ送出する。

ピンガ一方位演算回路５は、各チャンネルの電圧情報と
位相情報よりピンガ−７の方位角φＭと天頂角θＭを算
出してＣＲＴＩＯに表示するとともに、同方位角φＭと
天頂角θＭを受波器指向性パターン計測器４へ送出する
。

受波器指向性パターン計測器４は、このときの平面受波
器アレイ１の各素子の受波器指向性パターンと整相係数
を乗じて加算することにより、整相後の指向性パターン
を演算し、ＣＲＴ９に表示する。

このようにして、方位角φＭ１と天頂角θＭ１で指定さ
れた位置に対する平面受波器アレイ１の指向性パターン
が計測されたら、受波器指向性パターン計測器４は次に
計測を行ないたい位置をＲＯＭ制御装置６に指定し、上
述したようにして計測を行なう。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明は、ピンガーを搭載した潜水
機を所定位置に移動せしめるとともに、同搭載したピン
ガーより超音波パルスを送波し、平面受波器アレイの各
受波素子による受波信号の出力レベルと位相に基づいて
ピンガーの方位角と天頂角を計測するため、任意の方位
角と天頂角に対する指向性パターン（３次元の指向性パ
ターン）を計測することが可能な平面受波器アレイの指
向性パターン計測装置を提供することができる。

このとき、旋回台などは不要であるため、実海域にて平
面受波器アレイを船へ装備した後の指向性パターンを計
測することができ、また、平面受波器アレイの位相のパ
ターンの計測もできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例にかかる平面受波器アレイの
指向性パターン計測装置のブロック図、第２図は従来の
平面受波器アレイの指向性パターン計測装置のブロック
図である。 １・・・平面受波器アレイ　　２・・・受信器３・・・
多チャンネルＦＦＴアナライザ４・・・受波画描同性パ
ターン計測器 ５・・ビンガ一方位演算回路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）受波素子を平面状に複数配設した平面受波器アレ
   イにてピンガーから送波する超音波パルス信号を受波し
   、同平面受波器アレイにて受波した受波信号に基づいて
   当該平面受波器アレイの指向性パターンを計測する平面
   受波器アレイの指向性パターン計測装置において、 ピンガーを搭載して水中の所定位置に移動可能な潜水機
   と、 当該潜水機の移動位置を制御する潜水機制御手段と、 上記平面受波器アレイからの受波信号に基づいて上記潜
   水機制御手段によって上記潜水機の移動位置を制御せし
   めつつ当該平面受波器アレイの指向性パターンを計測す
   る計測手段と を具備することを特徴とする平面受波器アレイの指向性
   パターン計測装置。
2. （２）上記請求項１に記載の平面受波器アレイの指向性
   パターン計測装置において、上記計測手段は、上記潜水
   機の移動位置を定めて上記潜水機制御手段によって同移
   動位置に移動せしめるピンガー位置指定手段と、上記平
   面受波器アレイからの受波信号に基づいてピンガーの送
   波周波数音波に関する各受波素子の受信レベル情報と位
   相情報を算出する受波情報分析手段と、同受信レベル情
   報と位相情報及び上記潜水機の移動位置によって定まる
   上記ピンガーの方位角と天頂角とに基づいて上記平面受
   波器アレイの指向性パターンを演算する演算手段とを有
   することを特徴とする平面受波器アレイの指向性パター
   ン計測装置。