JPH0445358Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案はスキヤニングソナーの送受波器を送波
専用に作用する送波器と送受専用に作用する受波
器とに分離させることにより送受波器の性能の向
上を図る送受分離型全周用送受波器に関する。

（従来の技術） 第４図は、従来の全周用送受波器の一例を示す
図である。

従来のスキヤニングソナーの送受波器９は第４
図に示すように多数の振動子が円筒状の円周方向
と軸方向に分割して配列されている。送波時はす
べての超音波振動子（以下、単に振動子と言う）
を使つて水平方向（円周方向）には無指向性、垂
直方向（軸方向）には指向性をもつて同時に全周
方向に送波し、受波時には全周に渡つて配置さ
れ、そのうち受波信号に対して位相処理および合
成が行われる複数の超音波振動子群が方位方向に
順次切り替えられることにより形成される回転受
波ビームによつて受波信号を取り出していた。

この受波器は送波時と受波時とを電気的な切り
換え手段により切り換えることにより同一の振動
子を送波器としても、受波器としても使用してい
た。即ち、送受波で共用していた。

（考案が解決しようとする問題点） しかしながら、送受波器を構成する振動子の大
きさは周波数と送波出力とから選定される。一般
に振動子の指向性の拡がり角度は、方形の振動子
の一辺の寸法をＤとして超音波の波長をλとする
と指向性の拡がり角度はsin^-1λ／Ｄに比例し、送波 できる送波出力は振動子の大きさに比例する。

したがつてペンシル状のビームを必要とする場
合には、周波数を高くし一辺の寸法Ｄの大きな振
動子を使用しても、指向性の良さと送波出力を大
きくすることとは両立させることができる。

ところが、スキヤニングソナーの受波器では、
望ましい受波ビームは円筒状の受波器の軸方向に
短く円周方向にも短い断面で断面の全体に一様な
強さのものである。そこで分解能を上げるために
周波数を高くし（λは小さくなる）探知感度を上
げるために送波出力を大きくしようとして１つの
素子の寸法Ｄの大きな振動子を使用するとソナー
としての必要な条件を備えた所定の指向性が得ら
れなくなつてしまう。つまり従来の送受波器では
送波出力を大きくすることと周波数を高くして分
解能を上げることとは両立させることはできない
という欠点を有していた。又寸法の小さな振動子
を膨大な数量使用して、指向性もよくし、大出力
送波もできる送受波器を作ろうとすると振動子の
数だけ位相制御や信号処理回路等の寸帯回路も膨
大となり、莫大なコストが掛かり経済性を無視し
ない限りできない。

本考案の目的は、上記従来技術の問題点を解決
するために送波器には大出力送波ができるように
寸法の大きい振動子を使用し送波専用に作用さ
せ、受波器には寸法の小さな振動子を使用し指向
性をよくし受波専用とすることにより、大出力送
波ができることと分解能をよくすることとが同時
に実現できる送受分離型全周用送受波器を提供し
ようとするものである。

（問題点を解決するための手段） 本考案は、上記の目的を達成するために、次の
手段構成を有する。即ち、本考案の送受分離型全
周用送受波器は、１個又は複数個の超音波振動子
からなり、超音波周波数の振動電力により駆動さ
れて全周方向へ同時に超音波を送波する送波器
と；複数の超音波振動子が全周に渡つて配置さ
れ、そのうち受波信号に対し位相処理および合成
が行われる複数の超音波振動子群が方位方向に順
次切り替えられることにより回転受波ビームが形
成される受波器と；を具備することを特徴とする
送受分離型全周用送受波器である。

（作用） 以下、上記手段構成を有する本考案の送受分離
型全周用送受波器の作用について述べる。

本考案の送受分離型全周用送受波器は、送波専
用の送波器と受波専用の受波器に分離された構成
となつている。全周型スキヤニングソナーの送波
は全周方向に同時に行われるものであるから、送
波専用の振動子は寸法が大きくてもよく、例えば
リング状になつた振動子を１つ又は複数個積み重
ねた構成とされている。受波専用の受波器は走査
分解能をよくするために理論的に望ましい波長間
隔で円筒状の軸方向と円周方向に多数の振動子が
配置されている。そして、送波器と受波器は重ね
て配置されるか又は極く近い所に配置される。

送波する場合は探知に必要な充分大きい所定の
超音波周波数の電力を送波器に加えると、送波器
で超音波に変換され全周方向に送波される。この
時、振動子は所定の送波出力に耐えられるよう充
分の大きさの寸法のものを選んであるから電気振
動から超音波振動への変換効率はよい。

受波は多数配列された振動子の軸方向の複数列
を信号処理により１群として受波し円周方向に順
次選択して信号が取り出される。

以上説明したようなものであるから、送波器に
は所定の送波出力が得られるような大きな寸法の
振動子を使用し、受波器には使用周波数に最適な
大きさの振動子を使用することができ、大出力で
分解能のよいスキヤニングソナー用の送受波器と
することができる。

（実施例） 以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明す
る。

第１図は本考案の送受分離型全周用送受波器の
実施例の構成図である。第１図において１は送波
器、２は受波器を示す。第２図は実施例の送波器
ブロツクを示す図である。送波器１は第２図で示
すようなリング状の振動子１つで構成されている
送波器ブロツク６を３つ重ねてある。

第３図は実施例の受波器ブロツクを示す図であ
る。受波器ブロツク７は1/2波長の間隔でリング
状に方形をした振動子を配列してある。受波器２
は受波器ブロツク７を４つ重ねた構成としてあ
る。そして送波器１を受波器２の上に配置して全
周用送受波器を形成させている。送波するとき
は、所定の超音波周波数の電力を送波器１に加え
られ電気振動は超音波に変換され全周方向に同時
に送波される。投入超音波周波数の電力に対して
充分大きな振動子６を使用しているので振動子の
超音波への変換効率はよい。

送波された送波３は反射物５があれば反射され
反射波４として帰来する。受波器２では受波器２
の円筒状の軸方向の複数列分の振動子を所定の信
号処理により１群として順次円周方向に切り変え
られて信号が取り出される。

なお、送波器ブロツク６および受波器ブロツク
７を複数個重ね所定の位相処理および合成をする
ことによつて、電気的に俯角制御を行うことがで
きるのは周知の技術と同様である。

（考案の効果） 以上説明したように、本考案の送受分離型全周
用送受波器においては、送波専用に作用させる送
波器と受波専用に作用させる受波器に送受分離し
て構成してあるので、所定の出力の送波に必要な
最適な大きさの振動子を使つて送波器を構成し、
使用する周波数に合わせて最適の大きさの振動子
を使つて受波器を構成できるので、従来の全周用
送受波器ではできなかつた大送波出力と高分解能
を両立し得る利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の送受分離型全周用送受波器の
実施例の構成図、第２図は実施例の送波器ブロツ
クの図、第３図は実施例の受波器ブロツクの図、
第４図は従来の全周用送受波器の構成図である。 １……送波器、２……受波器、３……送波、４
……反射波、５……反射物、６……送波器ブロツ
ク（振動子）、７……受波器ブロツク、８……振
動子、９……送受波器。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. １個又は複数個の超音波振動子からなり、超音
   波周波数の振動電力により駆動されて全周方向へ
   同時に超音波を送波する送波器と；複数の超音波
   振動子が全周に渡つて配置され、そのうち受波信
   号に対し位相処理および合成が行われる複数の超
   音波振動子群が方位方向に順次切り替えられるこ
   とにより回転受波ビームが形成される受波器と；
   を具備することを特徴とする送受分離型全周用送
   受波器。