JPH0481400B2 - - Google Patents

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JPH0481400B2
JPH0481400B2 JP60116131A JP11613185A JPH0481400B2 JP H0481400 B2 JPH0481400 B2 JP H0481400B2 JP 60116131 A JP60116131 A JP 60116131A JP 11613185 A JP11613185 A JP 11613185A JP H0481400 B2 JPH0481400 B2 JP H0481400B2
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JP
Japan
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signal
electrode
vibrator
amplitude
transformer
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JP60116131A
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JPS61184092A (ja
Inventor
Toyoki Sasakura
Yasuhiko Endo
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Furuno Electric Co Ltd
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Furuno Electric Co Ltd
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Publication date
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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 JPS61184092A publication Critical patent/JPS61184092A/ja
Publication of JPH0481400B2 publication Critical patent/JPH0481400B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G10MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10KSOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00Methods 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
    • G10K11/18Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound
    • G10K11/26Sound-focusing or directing, e.g. scanning
    • G10K11/34Sound-focusing or directing, e.g. scanning using electrical steering of transducer arrays, e.g. beam steering
    • G10K11/341Circuits therefor
    • G10K11/348Circuits therefor using amplitude variation
    • 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

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Multimedia (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
る信号をほぼ一定に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7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7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た場合に
は、この送受波器を用いて捕捉した被探知物体か
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、捕捉
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。
(問題点を解決するための手段) 円状の送受波面を有する送受波器の送波面をベ
ツセル関数2J1(x)/Xと送波面の位置とで定まる振 幅を有する信号で励振して送波ビームを形成し、
または上記送受波器の受波面からベツセル関数
2J1(x)/Xと受波面の位置とで定まる振幅を有する 信号を取り出して合成することにより受波ビーム
を形成する如く送受波器を構成する。
(実施例) 第1図は、この発明の一実施例を示す。
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、振動
子の指向特性との関係を示す。
第1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2
l、副電極13の巾が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14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2図Aは、振動子11の電極12,13,1
4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/λθ、lは上記分割された電極の半 径または幅、λは上記搬送周波数信号の波長、θ
は方位角を表す。点31は、振動子11の中心点
に対応し、点33は半径2lの円周上の点に対応
する。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、所定方位角±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により同じ振幅の
到来信号が受信されると、主電極12により捕捉
された信号に基づいて第2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により捕捉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捉され
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及び4図は、この発明の他の実施例を示
す。
第3図において、円形の圧電気振動子17の上
側に密着される電極は、主電極18の直径が2
l、副電極19の幅がlとなるように円状に二分
割される。振動子18の下側には、一枚の円形電
極20が密着されている。振動子17の電極18
と20との間の部分は、分極方向が矢印方向にな
るように分極処理がなされている。振動子17の
電極19と20との間の部分は、分極方向が矢印
g方向となるように分極処理がなされている。ト
ランス21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21の二次側巻線
22の一端は主電極18に接続され、その他端は
下側電極20に接続され、その中間端子は副電極
19に接続される。
主電極18には、第2図Aに示すpの振幅を有
する信号が印加され、副電極19には−qの振幅
を有する信号が印加され、基準振幅信号mが電極
20に印加される。第2図Aの点31は、振動子
17の中心点に対応し、点33は半径2lの円周
上の点に対応する。
この結果、第1図に示す実施例と同じ様に動作
し、所定方位角±θ0内において振動子17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。
次に、到来信号を受信する場合につき説明す
る。主電極18及び副電極19により同じ振幅の
到来信号が受信されると、主電極18により捕捉
された信号に基づいて第2図に示す振幅pの信号
が、また副電極19により捕捉された信号に基づ
いて振幅qの信号がトランス21の一次側へ伝送
され、また電極20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合成される。その結
果、第2図Bに示す指向特性を有する受波ビーム
によつて捕捉された到来信号がトランス21の一
次側から出力されることになる。
第4図において、円状に形成される圧電気振動
子25の上及び下側にそれぞれ一枚の円形電極2
6,27が密着されている。振動子25の半径l
の範囲内の部分は、分極方向が矢印f方向になる
ように、また振動子25の半径lから2lまでの
範囲内の部分は分極方向がg方向になるように、
且つその程度が振動子の中心点から周縁に向けて
第2図Aに示すベツセル関数2J1(x)/Xのカーブ状 に分極されるように処理されている。
トランス28の一次側には、上記実施例と同じ
パルス信号が供給される。上側の電極16には一
定振幅の信号が印加されるが、振動子25の輻射
面は、その面の各部分が第2図Aに示すベツセル
関数2J1(x)/Xのカーブの輻射面に対応する点の振 幅の強さにて振動し信号を送出する。
この結果、第2図Bに示すように、所定方位角
±0θ内において、振動子25から発射された信
号の強度が一定となる送波指向特性が得られる。
この場合には、第1または第3図に示す実施例に
よつて得られる指向特性に較べより理想的な特性
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。振動子25が到来信号を受信すると、振動子
の中心点からその周縁部へ向つての各部分は、第
2図Aに示すベツセル関数2J1(x)/Xのカーブの対 応する点の大きさで振動し、振動子25はこれら
の機械的振動を電気信号に変換しトランス28の
一次側へ送出する。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捉された到
来信号がトランス28の一次側から出力されるこ
とになる。
第5図は、この発明の他の実施例を示す。同図
Aは平面図、同図Bは断面図を示す。
第6図は、第5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5図において、円状に形成される圧電気振動
子35の上側には同心円状に分割された電極3
6,37,38,39,40,41が密着され
る。第6図に示される信号カーブはベツセル関数
2J1(x)/Xで表わされる。点31は振動子35の中 心点に対応し、点33は半径2lの円周上の点に
対応する。
上述の第1または第3図に示す実施例の構成と
同じように、振動子35の各分割電極36〜41
及び下側電極43に例えばトランスを通してパル
ス信号が供給される。rの振幅を有する信号が電
極36に、また振幅sの信号が電極37に供給さ
れる。同様に、u,v,w及びzの振幅を有する
信号が、電極38,39,40,41に供給印加
される。基準振幅信号mが下側電極43に印加さ
れる。
この結果、第2図Bに示すように、所定方位角
±θ0内において、振動子35から発射された信号
の強度が一定となる指向特性を得ることができ
る。
次に、振動子35が到来信号を受信すると、電
極36により捕捉された信号に基ずいて振幅rの
信号がトランスの一次側に送出される。同様に、
電極37,38,39,40及び41によつて受
信された信号に基づいて振幅s,u,v,w,z
の信号がそれぞれトランンスの一次側へ送出され
合成される。また、電極43の出力信号に基づい
て基準振幅信号mがトランスの一次側へ送出され
る。その結果、第2図Bに示すよう指向特性を有
する受波ビームによつて捕捉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。
第8,9,10及び11図は、この発明の他の
実施例を示す。
第8図において、円形の圧電気振動子50の上
及び下側にはそれぞれ直径が2lの電極52及び
53が密着されている。この振動子50に対し同
心円状に配置される円状に形成される圧電気振動
子51の上及び下側にはそれぞれ幅lの電極及び
55が密着されている。トランス56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56の二次側巻線の一端は振動子50の上
側電極52に接続される。この二次側巻線の他端
は、振動子51の上側電極54に接続される。中
間端子57は、振動子の下側電極53及び55に
共通に接続される。
第2図Aに示す点31は、振動子50の中心点
に対応し、点33は振動子54の外縁周上の点に
対応する。振動子50の上側電極52には、pの
振幅を有する信号が供給され、またqの振幅を有
する信号が電極54に供給され、基準振幅信号m
が電極53及び55に供給される。
その結果、所定方位角±θ0内において、振動子
50及び51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。
次に、到来信号を受信する場合には、第1図に
示す実施例と同じように、電極52及び54によ
り捕捉された信号に基づいてそれぞれ第2図Aに
示す振幅p及びqの信号がトランス56の一次側
に送出され、また電極53及び55の出力信号に
基づいて振幅mの信号が一次側へ送出され合成さ
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捉された到来信号がトラ
ンス56の一次側から出力されることになる。
第9図において、円形の圧電気振動子60の上
及び下側にはそれぞれ直径が2lの電極62及び
63が密着されている。この振動子60に対し同
心円状に配置される円状に形成される圧電気振動
子61の上及び下側にはそれぞれ幅lの電極64
及び65が密着されている。振動子60は、分極
方向が矢印fになるように分極処理がなされてい
る。振動子61は、その分極方向が矢印g方向に
なるように分極処理がなされている。トランス6
6の一次側には、上述のパルス信号が印加され
る。トランス66の二次側巻線の一端は、電極6
0に接続され、その他端は電極63及び65に接
続され、その中間端子67は電極64に接続され
る。
振動子60の電極62には、第2図Aに示すp
の振幅を有する信号が印加され、振動子61の電
極64には−qの振幅を有する信号が印加され、
電極63及び65には基準振幅信号mが印加され
る。第2図Aの点31は、電極62の中心点に対
応し、点33は電極64の外縁周上の点に対応す
る。
この結果、第1または8図に示す実施例と同じ
様に動作し、所定方位角±θ0内において振動子6
0及び61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。
次に、到来信号を受信する場合には、電極62
及び64により捕捉された信号に基づいて振幅p
及びqを有する信号がそれぞれトランシ66の一
次側へ送出され、また電極63及び65の出力信
号に基づいて基準振幅mの信号が一次側へ送出さ
れ合成される。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捉された到来信
号がトランス66の一次側から出力されることに
なる。
第10図において、円形の圧電気振動子70の
上及び下側には直径が2lの電極72及び73が
密着されている。この振動子70に対し同心円状
に配置され円状に形成される圧電気振動子71の
上及び下側には幅lの電極74及び75が密着さ
れている。振動子70は、振動子71に対してそ
の軸方向にλ/2ずらして配置固定される。ここに、 λは振動子70及び71により送受信される信号
の波長である。トランス76の一次側には、パル
ス信号が供給され、または受信信号が送出され
る。トランス76の二次側巻線の一端は、振動子
70の電極72に接続され、他の一端は振動子の
電極73及び75に接続され、その中間端子77
は電極74に接続される。電極72には、pの振
幅を有する信号が供給され、電極74には−qの
振幅を有する信号が印加され、電極73及び75
には基準振幅信号mが印加される。その結果、所
定方位角±θ0内において、振動子から発射された
信号の強度が一定となる指向特性が得られる。
次に、到来信号を受信する場合には、電極72
及び74により捕捉された信号に基づいてそれぞ
れ振幅pおよびqを有する信号が、また電極73
及び75の出力信号に基づいて基準振幅mの信号
がトランス76の一次側へ送出され合成される。
その結果、第2図Bに示す指向特性を有する受波
ビームによつて捕捉された到来信号がトランス7
6の一次側へ送出される。
なお、上述の第8,9及び10図に示す実施例
においては、2個の独立の振動子を用いたが、よ
り多くの円状に形成される振動子を同心円状に配
置する場合にも同様な目的、効果を達成すること
ができる。例えば、6個の振動子を配置する場合
には、それぞれの振動子に第6図に示す振幅r,
s,u,v,w及びzの所定の信号を供給した
り、また受信信号に基づいてこれらの振幅を有す
る信号を対応する振動子から取り出すように構成
する。
なお、第11図に示すように、複数の同心円上
に複数の電歪または磁歪振動子を配置する場合に
も同じ目的を達成することができる。円100上
には、振動子101乃至104が配置されてい
る。同じ様に、円110,120及び130上に
は、それぞれ111乃至118,121乃至12
8及び131及び138が配置されている。そし
て、例えば円100上の振動子101乃至104
に、第6図に示すように、振幅sの信号を、また
円110,120及び130上の振動子群にはそ
れぞれ振幅u,v及びwの信号を供給する。
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例えば
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、各電極により捕捉される信
号を配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は振動
子の平面図、同図Bは振動子の断面図並びに信号
の供給または取り出し回路である。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、振動子の指向特性と
の関係を示す図である。第3,4及び5図は、他
の実施例である。第6図は、第5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図である。第7図は、
従来の送受波器の送波または受波ビームの指向特
性である。第8図は、この発明の他の実施例で、
同図Aは振動子の斜視図、同図Bは振動子の断面
図並びに信号の供給または取り出し回路である。
第9,10及び11図は、他の実施例である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 円状の送受波面を有する送受波器の送波面
    を、送波面に対応するベツセル関数2J1(x)/Xのカ ーブの点の振幅を有する信号で励振して送波ビー
    ムを形成し、または上記送受波器の受波面から、
    受波面に対応するベツセル関数2J1(x)/Xのカーブ の点の振幅を有する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送受波器。
JP11613185A 1985-02-08 1985-05-29 送受波器 Granted JPS61184092A (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11613185A JPS61184092A (ja) 1985-05-29 1985-05-29 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.

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JPS61184092A JPS61184092A (ja) 1986-08-16
JPH0481400B2 true JPH0481400B2 (ja) 1992-12-22

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5511271A (en) * 1978-07-12 1980-01-26 Nec Corp Ultrasonic light modulator
JPS5511270A (en) * 1978-07-12 1980-01-26 Nec Corp Ultrasonic light modulator
JPS57168232A (en) * 1981-04-09 1982-10-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd Acoustooptic element

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JPS61184092A (ja) 1986-08-16

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