JPH0728473A - 散乱音波の発生抑制装置 - Google Patents
散乱音波の発生抑制装置Info
- Publication number
- JPH0728473A JPH0728473A JP5174206A JP17420693A JPH0728473A JP H0728473 A JPH0728473 A JP H0728473A JP 5174206 A JP5174206 A JP 5174206A JP 17420693 A JP17420693 A JP 17420693A JP H0728473 A JPH0728473 A JP H0728473A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- diaphragm
- array
- control signal
- sound
- sound waves
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- Pending
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- Soundproofing, Sound Blocking, And Sound Damping (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 音波を伝搬する媒質の圧力変化に関係がな
く、フローノイズが増大せず、小型・軽量で、散乱音波
を抑制することができる装置を実現する。 【構成】 物体の表面１に配設された振動板６アレイ
と、同振動板６アレイ上に配設された受波器３と、同受
波器３より音圧信号を入力して制御信号を出力する制御
信号発生部４と、同発生部４より制御信号を入力して上
記振動板６アレイを駆動する振動板アレイ駆動電源５を
備えたことによって、振動板６アレイ面に伝搬された音
圧信号に対応させて振動板６アレイを振動させるため、
音波を伝播する媒質の圧力変化に関係がなく、フローノ
イズが増大せず、小型・軽量の装置で物体が発生する散
乱音波を抑制することができ、物体のソーナ等からの回
避能力の向上が可能となる。
く、フローノイズが増大せず、小型・軽量で、散乱音波
を抑制することができる装置を実現する。 【構成】 物体の表面１に配設された振動板６アレイ
と、同振動板６アレイ上に配設された受波器３と、同受
波器３より音圧信号を入力して制御信号を出力する制御
信号発生部４と、同発生部４より制御信号を入力して上
記振動板６アレイを駆動する振動板アレイ駆動電源５を
備えたことによって、振動板６アレイ面に伝搬された音
圧信号に対応させて振動板６アレイを振動させるため、
音波を伝播する媒質の圧力変化に関係がなく、フローノ
イズが増大せず、小型・軽量の装置で物体が発生する散
乱音波を抑制することができ、物体のソーナ等からの回
避能力の向上が可能となる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、物体の散乱音波の低減
に適用される散乱音波の発生抑制装置に関する。
に適用される散乱音波の発生抑制装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の水中物体における散乱音波の低減
対策としては、物体表面に吸音材が貼り付けること等が
行われていた。
対策としては、物体表面に吸音材が貼り付けること等が
行われていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の水中物体におけ
る音波の低減のための物体表面に対する吸音材の貼り付
けについては、次の課題があった。
る音波の低減のための物体表面に対する吸音材の貼り付
けについては、次の課題があった。
【０００４】（１）深度により吸音材に働く圧力が変化
し、水中物体の吸音材が変形することにより、吸音材の
吸音特性が変化し、散乱音波の低減効果が変化する場合
がある。
し、水中物体の吸音材が変形することにより、吸音材の
吸音特性が変化し、散乱音波の低減効果が変化する場合
がある。
【０００５】また、吸音材の変形により、水中航走体の
表面あらさが大きくなり航走時のフローノイズが増大す
る場合がある。
表面あらさが大きくなり航走時のフローノイズが増大す
る場合がある。
【０００６】（２）水中吸音材は一般に厚く、重量も大
きいため、装着後の物体の全重量が大きくなる。本発明
は上記の課題を解決しようとするものである。
きいため、装着後の物体の全重量が大きくなる。本発明
は上記の課題を解決しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の散乱音波の発生
抑制装置は、物体の表面に配設された振動板アレイ、同
振動板アレイ上に配設され外部からの音波を受波する受
波器、同受波器が受波した音波の音圧信号を同受波器よ
り入力し制御信号を出力する制御信号発生部、および同
制御信号発生部より制御信号を入力し上記振動板アレイ
を駆動する振動板アレイ駆動電源を備えたことを特徴と
している。
抑制装置は、物体の表面に配設された振動板アレイ、同
振動板アレイ上に配設され外部からの音波を受波する受
波器、同受波器が受波した音波の音圧信号を同受波器よ
り入力し制御信号を出力する制御信号発生部、および同
制御信号発生部より制御信号を入力し上記振動板アレイ
を駆動する振動板アレイ駆動電源を備えたことを特徴と
している。
【０００８】
【作用】上記において、物体の表面に音波が入射する
と、その音波を受波器が受波して音圧信号を制御信号発
生部に入力する。
と、その音波を受波器が受波して音圧信号を制御信号発
生部に入力する。
【０００９】一般に、物体に音波が入射している場合、
物体の表面音圧と表面振動速度の比が媒質のインピーダ
ンスに等しくなるように表面振動速度を制御すると、物
体表面は物体を囲む媒質のインピーダンスと等価にな
り、散乱音波が低減される。
物体の表面音圧と表面振動速度の比が媒質のインピーダ
ンスに等しくなるように表面振動速度を制御すると、物
体表面は物体を囲む媒質のインピーダンスと等価にな
り、散乱音波が低減される。
【００１０】そのため、本発明においては、音圧信号を
入力した制御信号発生部が演算を行い、物体の表面音圧
と振動板アレイの振動速度の比が媒質のインピーダンス
と等しくなる制御信号を振動板アレイ駆動電源に入力
し、同駆動電源が振動板アレイを振動させるため、物体
が発生する散乱音波は抑制される。
入力した制御信号発生部が演算を行い、物体の表面音圧
と振動板アレイの振動速度の比が媒質のインピーダンス
と等しくなる制御信号を振動板アレイ駆動電源に入力
し、同駆動電源が振動板アレイを振動させるため、物体
が発生する散乱音波は抑制される。
【００１１】上記のように、振動板アレイ面に伝搬され
た表面音圧に対応させて振動板アレイを振動させるた
め、音波が伝播する媒体の圧力変化に関係なく、物体が
発生す散乱音波を抑制することができ、物体のソーナ等
からの回避能力の向上が可能となる。
た表面音圧に対応させて振動板アレイを振動させるた
め、音波が伝播する媒体の圧力変化に関係なく、物体が
発生す散乱音波を抑制することができ、物体のソーナ等
からの回避能力の向上が可能となる。
【００１２】
【実施例】本発明の一実施例を図１に示す。図１に示す
本実施例は、水中物体の表面１に配設された弾性体２、
同弾性体２の表面に配設され振動板アレイを形成し圧電
素子、電歪素子、磁歪素子等よりなる複数個の振動板
６、同振動板６にそれぞれ設けられ同振動板６とともに
振動する受波器３、同受波器３がそれぞれ接続された制
御信号発生器４、同発生器４にそれぞれ接続され上記振
動板６がそれぞれ接続された振動板アレイ駆動電源５を
備えている。
本実施例は、水中物体の表面１に配設された弾性体２、
同弾性体２の表面に配設され振動板アレイを形成し圧電
素子、電歪素子、磁歪素子等よりなる複数個の振動板
６、同振動板６にそれぞれ設けられ同振動板６とともに
振動する受波器３、同受波器３がそれぞれ接続された制
御信号発生器４、同発生器４にそれぞれ接続され上記振
動板６がそれぞれ接続された振動板アレイ駆動電源５を
備えている。
【００１３】なお、図１においては、代表の受波器３と
振動板６に接続される制御信号発生部４と振動板アレイ
駆動電源５についてのみ図示しているが、他の受波器３
と振動板６についても同様にそれぞれ制御信号発生部４
と振動板アレイ駆動電源５が接続されている。
振動板６に接続される制御信号発生部４と振動板アレイ
駆動電源５についてのみ図示しているが、他の受波器３
と振動板６についても同様にそれぞれ制御信号発生部４
と振動板アレイ駆動電源５が接続されている。
【００１４】上記において、水中物体の表面１に音波が
入射すると、受波器３がその音波を受波して音圧信号を
制御信号発生部４に入力し、同発生部４は振動板アレイ
駆動電源５へ制御信号を出力し、同駆動電源５が振動板
６を振動させる。
入射すると、受波器３がその音波を受波して音圧信号を
制御信号発生部４に入力し、同発生部４は振動板アレイ
駆動電源５へ制御信号を出力し、同駆動電源５が振動板
６を振動させる。
【００１５】物体に音波が入射する場合、物体の表面に
ついて次の関係式がある。
ついて次の関係式がある。
【００１６】表面音圧＝媒質インピーダンス×表面振動
速度従って、制御信号発生部４より制御信号を入力した
振動板アレイ駆動電源５が、水中物体の表面音圧と表面
振動速度の比が媒質のインピーダンスに等しくなるよう
に振動板６の振動速度を制御することにより、物体表面
は物体を囲む媒質のインピーダンスと等価になり、散乱
音波が低減される。
速度従って、制御信号発生部４より制御信号を入力した
振動板アレイ駆動電源５が、水中物体の表面音圧と表面
振動速度の比が媒質のインピーダンスに等しくなるよう
に振動板６の振動速度を制御することにより、物体表面
は物体を囲む媒質のインピーダンスと等価になり、散乱
音波が低減される。
【００１７】この状態を図示したものが図３で、（ａ）
は物体７の表面が固定の場合であり、入射した音波８に
より物体７表面で散乱音波９が発生し、媒質中に伝搬す
る様子を示し、（ｂ）は物体７の表面が振動する場合で
あって、散乱音波９は低減され、音波８のみが空間を伝
搬する様子を示している。
は物体７の表面が固定の場合であり、入射した音波８に
より物体７表面で散乱音波９が発生し、媒質中に伝搬す
る様子を示し、（ｂ）は物体７の表面が振動する場合で
あって、散乱音波９は低減され、音波８のみが空間を伝
搬する様子を示している。
【００１８】次に、上記振動板アレイ駆動電源５に制御
信号を入力する制御信号発生部４が行う演算のアルゴリ
ズムの一例について、図２を用いて以下に説明する。
信号を入力する制御信号発生部４が行う演算のアルゴリ
ズムの一例について、図２を用いて以下に説明する。
【００１９】それぞれ振動板６に設けられた受波器３の
中のｍ番目の受波器３により離散的時刻ｔi の音圧信号
Ｐm （ｔi ）が観測されると、この音圧信号Ｐ
m （ｔi ）に１／Ｚc ・Ａを乗じ、希望応答信号ｄ
m （ｔi ）を求める。
中のｍ番目の受波器３により離散的時刻ｔi の音圧信号
Ｐm （ｔi ）が観測されると、この音圧信号Ｐ
m （ｔi ）に１／Ｚc ・Ａを乗じ、希望応答信号ｄ
m （ｔi ）を求める。
【００２０】 ｄm （ｔi ）＝Ｐm （ｔi ）／（Ｚc ／Ａ）………………………（１） ここで、Ｚc ：媒質のインピーダンス Ａ：振動板アレイ駆動電源５の増幅度 また、ｔi ，ｔi-1 …ｔi-N 時刻の音圧信号Ｐ
m （ｔi ），Ｐm （ｔi-1 ）…Ｐm （ｔi-N ）に対し
て、適応形フィルタを形成するためそれぞれａ0 ，ａ1
…ａN なる重み係数を乗じて加算し、出力信号Ｖm （ｔ
i ）を求める。
m （ｔi ），Ｐm （ｔi-1 ）…Ｐm （ｔi-N ）に対し
て、適応形フィルタを形成するためそれぞれａ0 ，ａ1
…ａN なる重み係数を乗じて加算し、出力信号Ｖm （ｔ
i ）を求める。
【００２１】 Ｖm （ｔi ）＝Σ ａn ・Ｐm （ｔi-n ）…………………………（２） ここで、ｎ：0 〜N 次に、希望応答信号ｄm （ｔi ）と出力信号Ｖ
m （ｔi ）との差として誤差信号ｅm （ｔi ）を求め
る。
m （ｔi ）との差として誤差信号ｅm （ｔi ）を求め
る。
【００２２】 ｅm （ｔi ）＝ｄm （ｔi ）−Ｖm （ｔi ）………………………（３） 上記により得られた誤差信号ｅm （ｔi ）については演
算を行い、その２乗平均値が最小となるように重み係数
ａ0 ，ａ1 …ａn を更新する。なお、重み係数の更新方
法としては、最小二乗法の他に再帰型最小二乗法などを
用いることができる。
算を行い、その２乗平均値が最小となるように重み係数
ａ0 ，ａ1 …ａn を更新する。なお、重み係数の更新方
法としては、最小二乗法の他に再帰型最小二乗法などを
用いることができる。
【００２３】上記式（２）により得られた出力信号Ｖm
（ｔi ）は振動板アレイ駆動電源５に入力し、電圧をＡ
倍に増幅して振動板駆動電圧Ｅm （ｔi ）を出力し、ｍ
番目の振動板６を振動させる。
（ｔi ）は振動板アレイ駆動電源５に入力し、電圧をＡ
倍に増幅して振動板駆動電圧Ｅm （ｔi ）を出力し、ｍ
番目の振動板６を振動させる。
【００２４】上記ｍ番目の振動板６上の音圧Ｐ
m （ｔi ）と振動速度Ｑ（ｔi ）の比は、媒質のインピ
ーダンスＺc となる。
m （ｔi ）と振動速度Ｑ（ｔi ）の比は、媒質のインピ
ーダンスＺc となる。
【００２５】 Ｚc ＝Ｐm （ｔi ）／Ｑm （ｔi ）………………………………（４） 上記により、入射する音波が水中物体の表面で発生する
散乱音波は振動板の振動によって抑制されるため、水中
物体がソーナにより探査される場合、水中物体の探査は
不可能となる。すなわち、探査される側の水中物体とし
ては、ソーナ等からの回避能力の増加となる。
散乱音波は振動板の振動によって抑制されるため、水中
物体がソーナにより探査される場合、水中物体の探査は
不可能となる。すなわち、探査される側の水中物体とし
ては、ソーナ等からの回避能力の増加となる。
【００２６】また、水圧に応じて表面振動速度を制御す
るため、水圧の変化に関係なく、散乱音波の低減能力を
確保することができ、物体表面を比較的剛にすることが
できるため、水圧による表面あらさの変化がなく、フロ
ーノイズの増大を防止することができる。
るため、水圧の変化に関係なく、散乱音波の低減能力を
確保することができ、物体表面を比較的剛にすることが
できるため、水圧による表面あらさの変化がなく、フロ
ーノイズの増大を防止することができる。
【００２７】更に、振動板及び制御信号発生部と振動板
アレイ駆動電源は小型化することができるため、吸音材
を使用した場合に比べて軽量化が可能となる。
アレイ駆動電源は小型化することができるため、吸音材
を使用した場合に比べて軽量化が可能となる。
【００２８】なお、図４は、受波器３と振動板６が配置
された水中物体の表面の一部を示している。振動板のサ
イズは対象とする音波の波長に対応して選定され、散乱
音波の低減量を大きくするためには、振動板のサイズを
音波の波長の１／２以下とする。また、振動板アレイの
装着範囲については、場合によって異なり、物体の表面
全体あるいは一部に装着される。
された水中物体の表面の一部を示している。振動板のサ
イズは対象とする音波の波長に対応して選定され、散乱
音波の低減量を大きくするためには、振動板のサイズを
音波の波長の１／２以下とする。また、振動板アレイの
装着範囲については、場合によって異なり、物体の表面
全体あるいは一部に装着される。
【００２９】
【発明の効果】本発明の散乱音波の発生抑制装置は、物
体の表面に配設された振動板アレイと、同振動板アレイ
上に配設された受波器と、同受波器より音圧信号を入力
して制御信号を出力する制御信号発生部と、同発生部よ
り制御信号を入力して上記振動板アレイを駆動する振動
板アレイ駆動電源を備えたことよって、振動板アレイ面
に伝搬された音圧信号について対応させて振動板アレイ
を振動させるため、音波を伝播する媒体の圧力変化に関
係がなく、フローノイズが増大せず、小型・軽量の装置
で物体が発生する散乱音波を抑制することができ、物体
のソーナ等からの回避能力の向上が可能となる。
体の表面に配設された振動板アレイと、同振動板アレイ
上に配設された受波器と、同受波器より音圧信号を入力
して制御信号を出力する制御信号発生部と、同発生部よ
り制御信号を入力して上記振動板アレイを駆動する振動
板アレイ駆動電源を備えたことよって、振動板アレイ面
に伝搬された音圧信号について対応させて振動板アレイ
を振動させるため、音波を伝播する媒体の圧力変化に関
係がなく、フローノイズが増大せず、小型・軽量の装置
で物体が発生する散乱音波を抑制することができ、物体
のソーナ等からの回避能力の向上が可能となる。
【図１】本発明の一実施例の説明図である。
【図２】上記一実施例に係る制御信号発生器の演算アル
ゴリズムの説明図である。
ゴリズムの説明図である。
【図３】上記一実施例に係る散乱音波の説明図で、
（ａ）は物体の表面が固定の場合、（ｂ）は物体の表面
が振動している場合の説明図である。
（ａ）は物体の表面が固定の場合、（ｂ）は物体の表面
が振動している場合の説明図である。
【図４】上記一実施例に係る振動板アレイの表面の説明
図である。
図である。
１ 水中物体の表面 ２ 弾性体 ３ 受波器 ４ 制御信号発生部 ５ 振動板アレイ駆動電源 ６ 振動板
Claims (1)
- 【請求項１】 物体の表面に配設された振動板アレイ、
同振動板アレイ上に配設され外部からの音波を受波する
受波器、同受波器が受波した音波の音圧信号を同受波器
より入力し制御信号を出力する制御信号発生部、および
同制御信号発生部より制御信号を入力し上記振動板アレ
イを駆動する振動板アレイ駆動電源を備えたことを特徴
とする散乱音波の発生抑制装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5174206A JPH0728473A (ja) | 1993-07-14 | 1993-07-14 | 散乱音波の発生抑制装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5174206A JPH0728473A (ja) | 1993-07-14 | 1993-07-14 | 散乱音波の発生抑制装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0728473A true JPH0728473A (ja) | 1995-01-31 |
Family
ID=15974584
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5174206A Pending JPH0728473A (ja) | 1993-07-14 | 1993-07-14 | 散乱音波の発生抑制装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0728473A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2617561A (en) * | 2022-04-11 | 2023-10-18 | Bae Systems Plc | Active acoustic control systems |
| GB2617560A (en) * | 2022-04-11 | 2023-10-18 | Bae Systems Plc | Active acoustic control systems and methods |
-
1993
- 1993-07-14 JP JP5174206A patent/JPH0728473A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2617561A (en) * | 2022-04-11 | 2023-10-18 | Bae Systems Plc | Active acoustic control systems |
| GB2617560A (en) * | 2022-04-11 | 2023-10-18 | Bae Systems Plc | Active acoustic control systems and methods |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20030311 |