JPH0743464A - パラメトリック・サブボトムプロファイラー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 送波系として、船体８のローリング角θが零
の時点でトリガー信号Ｔを出力する送信タイミング制御
器１と、トリガー信号により、近接した２つの周波数の
送信パルス電力Ｐ（Ｆ1），Ｐ（Ｆ2）を出力する送信器
２，３と、送信パルス電力により、近接した２つの周波
数の一次波を形成し、パラメトリック効果により、その
差分である低周波の二次波Ｂ（Ｆ1−Ｆ2）を形成して、
海底に送波するパラメトリック送波器４とを備えてい
る。受波系として、海底で反射しエコーＲとして戻って
きた二次波ＢＲ（Ｆ1−Ｆ2）を受波してエコーとして出
力する受波器５と、このエコーとトリガー信号Ｔとを入
力して、海底の水深値を導くと共に、エコーを出力する
受信器６と、これらの水深値とエコーとを記録する記録
器７とを備えている。 【効果】 船体のローリングの際にシャープな指向性を
有した二次波を船底の真下に向けて送波することができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、パラメトリック音源を
用いて海底の地層探査を行うパラメトリック・サブボト
ムプロファイラーに関する。

【０００２】

【従来の技術】海底の地層を正確に探査するためには、
海底に送波する送波ビームの指向幅を可能な限りシャー
プにする必要がある。このため、パラメトリック音源を
用いた種々のパラメトリック・サブボトムプロファイラ
ーが考案されている（例えば、特開昭６３−２０４１８
０号公報記載及び特開昭６３−２０８３３４号公報記載
の発明、登録特０１５３２９００号及び登録特０１４４
４６３４号の発明、登録実０１８２２１７５号の考
案）。パラメトリック音源は、比較的周波数の高い２つ
の近接した周波数Ｆ1，Ｆ2の一次波からその差分である
シャープな指向性を有した二次波Ｆ1−Ｆ2を海底に送波
することができ、海底探査に非常に有効な音源である。

【０００３】しかし、このようにシャープな指向性を有
した送波を用いる場合には、船体のローリングの際、送
波する瞬間に船底の真下に向けて送波しなければならな
い。そこで、二次波を船底の真下に向けて送波する技術
を備えたパラメトリック・サブボトムプロファイラーが
考えられている。

【０００４】図２は、その一例に係るパラメトリック・
サブボトムプロファイラーを示す概略図である。このパ
ラメトリック・サブボトムプロファイラーは、送信信号
発生回路１０と、Ｎ個の遅延回路１１−１，〜，１１−
Ｎでなる遅延回路群１１と、Ｎ個の送信回路１２−１，
〜，１２−Ｎでなる送信回路群１２と、Ｎ個のアレイ１
３−１，〜，１３−Ｎでなる送波アレイ１３と、遅延時
間制御回路１４とを備えている。

【０００５】これにより、一定の送信周期における送信
タイミングで、送信信号発生回路１０から周波数Ｆの一
次波Ａ（Ｆ）が送出され、この一次波Ａ（Ｆ）が遅延回
路群１１，送信回路群１２を介して、送波アレイ１３に
入力される。そして、この一次波Ａ（Ｆ）に基づいて、
送波アレイ１３から二次波Ｂが送波されるようになって
いる。この際、遅延時間制御回路１４において、送信信
号発生回路１０からの送信タイミング信号Ｔと船体のロ
ーリング角θとから、遅延時間τ1，〜，τNが計算さ
れ、この遅延時間τ1，〜，τNに合せて遅延回路群１１
の遅延動作が制御される。これにより、遅延回路群１１
から送信回路群１２に送信遅延信号Ｓ1，〜，ＳNが入力
され、送信回路群１２から、位相が異なりかつ上記遅延
を示す送信電力Ｐ1，〜，ＰNが送波アレイ１３に入力さ
れる。そして、これら送信電力Ｐ1，〜，ＰNに基づい
て、送波アレイ１３から海底に二次波Ｂが送波されるよ
うになっている。

【０００６】すなわち、船体のローリング角θに対応さ
せて二次波Ｂの送波時間が遅延させられることにより、
二次波Ｂが海底に対して真下に送波されるようになって
いた。なお、本例では、理解を容易にするため、２周波
ではなく１周波Ｆの一次波Ａ（Ｆ）を用いて説明した。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のパラメトリック・サブボトムプロファイラーで
は、Ｎ個の遅延回路１１−１，〜，１１−Ｎでなる遅延
回路群１１と、Ｎ個の送信回路１２−１，〜，１２−Ｎ
でなる送信回路群１２と、Ｎ個のアレイ１３−１，〜，
１３−Ｎでなる送波アレイ１３とが必要不可欠であるの
で、多数の回路が必要となる。このため、装置全体が大
型化，重量化し、装置の製品コストが高くなるという問
題があった。

【０００８】本発明は上記問題点にかんがみてなされた
もので、船体のローリングの際にシャープな指向性を有
した二次波を船底の真下に向けて送波することができ、
しかも、装置の小型化と軽量化とを実現することができ
るパラメトリック・サブボトムプロファイラーを提供す
ることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のパラメトリック・サブボトムプロファイラ
ーは、船体のローリング角が零になった時点でトリガー
信号を出力する送信タイミング制御器と、上記トリガー
信号を入力して、近接した２つの周波数の送信パルス電
力を出力する送信器と、上記送信パルス電力に基づいて
近接した２つの周波数の一次波を形成し、これら一次波
から、パラメトリック効果により、その差分で低周波の
二次波を形成して、海底に送波するパラメトリック送波
器と、上記海底で反射しエコーとして戻ってきた上記二
次波を受波し、この受波をエコーとして出力する受波器
と、上記受波器からのエコーと上記送信タイミング制御
器からのトリガー信号とを入力し、これらエコーとトリ
ガー信号に基づいて上記海底の水深値を導くと共に、エ
コーを出力する受信器とを備えている。また、上記受信
器からの上記水深値とエコーとを記録する記録器を設け
ることができる。

【００１０】

【作用】上記パラメトリック・サブボトムプロファイラ
ーよれば、船体のローリング角が零になった時点で、送
信タイミング制御器からトリガー信号が出力される。そ
して、このトリガー信号が送信器に入力されて、送信器
から近接した２つの周波数の送信パルス電力が出力され
る。この送信パルス電力はパラメトリック送波器に入力
され、このパラメトリック送波器において、近接した２
つの周波数の一次波が形成され、パラメトリック効果に
より、これら一次波の差分であるシャープな指向性を有
した低周波の二次波が海底に向けて真下に送波される。
海底で反射した二次波は、受波器で受波され、エコーと
して出力される。

【００１１】受信器に、このエコーと上記送信タイミン
グ制御器からのトリガー信号とが入力され、受信器で、
これらのエコーとトリガー信号とに基づいて、海底の水
深値が計算されると共にエコーが受信器から出力され
る。そして、これら水深値とエコーとが記録器に記録さ
れる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図１は、本発明の一実施例に係るパラメト
リック、サブボトムプロファイラーを示す概略図であ
る。図１において、パラメトリック・サブボトムプロフ
ァイラーは、送波系として、送信タイミング制御器１
と、送信器２，３と、パラメトリック送波器４とを備
え、受波系として、受波器５と、受信器６と、記録器７
とを備えている。

【００１３】送波系において、送信タイミング制御器１
は、観測船８の船体のローリング角θが零になった時点
で、トリガ信号Ｔを出力する機能を有している。具体的
には、観測船８のローリング角θが０度に近付いた瞬間
を検出し、この瞬間にトリガ信号Ｔを送信器２，３に出
力する。送信器２，３は、送信タイミング制御器１から
のトリガ信号Ｔを各々入力して、近接した２つの周波数
（Ｆ1 ，Ｆ2 ）の送信パルス電力Ｐ（Ｆ1 ），Ｐ（Ｆ
2）を出力する機能を有する。

【００１４】パラメトリック送波器４は、上記送信器
２，３からの送信パルス電力Ｐ（Ｆ1），Ｐ（Ｆ2 ）を
入力して駆動し、海底に二次波としての送波ビームＢ
（Ｆ1 −Ｆ2 ）を送波する機能を有する。具体的には、
パラメトリック送波器４は、周波数Ｆ1 及びＦ2 のパル
スの一次波としての音波を送波し、パラメトリック効果
により、その差分の低周波（Ｆ1−Ｆ2 ）の送波ビーム
Ｂ（Ｆ1 −Ｆ2 ）を形成するものである。すなわち、パ
ラメトリック送波器４は、近接した２つの周波数（Ｆ1
，Ｆ2 ）の一次波を形成し、これら一次波から、その
差分であるシャープな指向性を有した低周波の二次波で
ある送波ビームＢ（Ｆ1 −Ｆ2 ）を形成して、海底に送
波する機能を有するものである。

【００１５】一方、受波系において、受波器５は、上記
パラメトリック送波器４から送波され、海底で反射して
低周波のエコーＲとして戻ってきた二次波を受波ビーム
ＢＲ（Ｆ1 −Ｆ2 ）として受波すると共に、このエコー
Ｒを出力する機能を有する。

【００１６】受信器６は、受波器５からのエコーＲを受
信すると共に、上記送信タイミング制御器１からのトリ
ガ信号Ｔを入力し、これらエコーＲとトリガ信号Ｔに基
づいて海底の水深値を導くと共に、エコーＲを記録器７
に出力する機能を有する。記録器７は、受信器６からの
水深値とエコーとを入力して、これらを記録する機能を
有する。

【００１７】次に、本実施例のパラメトリック・サブボ
トムプロファイラーの動作について説明する。観測船８
が横にローリングしている際、そのローリング角θが零
度に近づいた瞬間に、送信タイミング制御器１によって
その瞬間が検出され、この送信タイミング制御器１か
ら、トリガ信号Ｔが２チャンネルの送信器２，３に出力
される。すると、これら２チャンネルの送信器２，３か
ら、近接する２つの周波数（Ｆ1 ，Ｆ2）の送信パルス
電力Ｐ（Ｆ1 ），Ｐ（Ｆ2 ）がパラメトリック送波器４
に出力される。

【００１８】送信パルス電力Ｐ（Ｆ1 ），Ｐ（Ｆ2 ）を
入力すると、パラメトリック送波器４が駆動され、パラ
メトリック送波器４から、周波数Ｆ1 ，Ｆ2 のパルスの
一次波としての音波が送波される。これにより、パラメ
トリック効果によって、これら周波数Ｆ1 ，Ｆ2 の差分
の低周波（Ｆ1 −Ｆ2 ）の送波ビームＢ（Ｆ1 −Ｆ2 ）
が形成され、海底に送波される。このとき、送波ビーム
Ｂ（Ｆ1 −Ｆ2 ）は、ローリング角θによって、図の破
線で示すようにその向を変動させるが、ローリング角θ
が零度に近付いた瞬間に、送波ビームＢ（Ｆ1 −Ｆ2 ）
が送波されるので、送波ビームＢ（Ｆ1 −Ｆ2 ）は、シ
ャープな指向性を持つ低周波のビームとして海底真下へ
送波されることとなる。すなわち、本実施例のパラメト
リック・サブボトムブロファイラーによれば、たった２
チャンネルの送信器２，３を介して、シャープな指向性
を有した送波ビームＢ（Ｆ1 −Ｆ2 ）が、パラメトリッ
ク送波器４から船底の真下に送波される構造になってい
るので、装置の小型化と軽量化とを実現することができ
る。

【００１９】このように、パラメトリック送波器４から
送波された送波ビームＢ（Ｆ1 −Ｆ2 ）は、海底下の地
層の境界面で反射し、低周波のエコーＲとして観測船８
に戻ってくる。このエコーＲは、受波器５によって、比
較的指向幅の広い受波ビームＢＲ（Ｆ1 −Ｆ2 ）で受波
されるが、受波の指向幅が比較的広いので、ローリング
角θは、通常この範囲に収まり、受波ビームＢＲ（Ｆ1
−Ｆ2 ）は受波器５によって受波されることとなる。

【００２０】受波器５で受波されたエコーＲは、受信信
号として受信器６に入力される。また受信器５は、送信
タイミング制御器１からのトリガ信号Ｔも同時に受信
し、このトリガ信号Ｔからの時間から水深を計算する。
そして地層の境界面からのエコーをＲを分離して記録器
７に出力する。記録器７はこの受信器６からのエコーと
水深値とを記録し、観測に供する。

【００２１】

【発明の効果】以上のように本発明のパラメトリック・
サブボトムプロファイラーによれば、船体のローリング
角が零になった時点で、２チャンネルの送信器を介して
パラメトリック送波器から、シャープな指向性を有した
低周波の二次波が船体の真下に送波されるので、上述し
た従来のパラメトリック・サブボトムプロファイラーの
ごとく、船体真下に送波するための整相用の多数の遅延
回路と送信回路を必要としない。この結果、装置の小型
化と軽量化とを実現することができ、装置の低価格化を
図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るパラメトリック・サブ
ボトムプロファイラーを示す概略図である。

【図２】従来例に係るパラメトリック・サブボトムプロ
ファイラーを示す概略図である。

【符号の説明】

１ 送信タイミング制御器 ２，３ 送信器 ４ パラメトリック送波器 ５ 受波器 ６ 受信器 ７ 記録器 ８ 観測船

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 船体のローリング角が零になった時点で
   トリガー信号を出力する送信タイミング制御器と、 上記トリガー信号を入力して、近接した２つの周波数の
   送信パルス電力を出力する送信器と、 上記送信パルス電力に基づいて近接した２つの周波数の
   一次波を形成し、これら一次波から、パラメトリック効
   果により、その差分である低周波の二次波を形成して、
   海底に送波するパラメトリック送波器と、 上記海底で反射しエコーとして戻ってきた上記二次波を
   受波し、この受波をエコーとして出力する受波器と、 上記受波器からのエコーと上記送信タイミング制御器か
   らのトリガー信号とを入力し、これらエコーとトリガー
   信号に基づいて上記海底の水深値を導くと共に、エコー
   を出力する受信器とを備えることを特徴とするパラメト
   リック・サブボトムプロファイラー。
2. 【請求項２】 上記受信器からの上記水深値とエコーと
   を記録する記録器を設けた請求項１記載のパラメトリッ
   ク・サブボトムプロファイラー。