JPH10186030A - 方向検出可能魚群探知機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 垂直魚群探知機で魚群位置の検出を可能とす
る。 【解決手段】 半減全角か４０°の同一特性のランジュ
バン振動子１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃを、その法線１２
Ａ，１２Ｂ，１２Ｃが鉛直線１３上の１点で２０°の角
度で交差し、１２０°角間隔で配置し、振動子１１Ａ，
１１Ｂ，１１Ｃよりそれぞれ超音波パルスを放射し、そ
の各反射波を対応放射振動子でそれぞれ受波し、その各
受波レベルを検出し、同一魚群からの３つの受波レベル
の相対比により、その魚群位置を求める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】この発明は魚群の方向又は／
及び位置をも検出可能とする魚群探知機に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に魚群の位置や移動方向を検出する
装置として、電子スキャンニングソナーや、サーチライ
トソナーが用いられてきた。又その変形的ソナーとして
サイドスキャンソナー、セクタスキャンソナー等も利用
されている。これらの装置は、海面下を３次元的に表現
出来る点で優れている。しかし電子スキャンニングソナ
ー等は装置が大がかりとなり、コストも高く艤装も大変
である。比較的小型のサーチライトソナー等はコストも
比較的低く押さえられるが、メカニックスキャンの為早
い探索や魚群の早い動きに追従出来ない場合があった。
又映像表示がＰＰＩ表示のため操作には、熟練を要する
と言われている。サイドスキャンニングソナーには、電
子スキャンニング法とメカニックスキャンニング法があ
る。又、両者を組み合わせたセクタ電子スキャンニング
法等種々の方法が開発されているが同様の欠点がある。

【０００３】その他、電子スキャンソナーやサーチライ
トソナーは、超音波ビームをできるだけ狭く絞って方位
分解能を上げようとするため、海底の底質（岩盤、砂
地、等）の判断は難しい事が上げられる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この発明の目的は超音
波ビームを走査（スキャンニング）することなく、反射
物標の方向又は／及び位置を検出でき、しかも小型、安
価に構成することができる魚群探知機を提供することに
ある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明によれば、比較
的広い指向性ビームをもちその指向性ビームが一部互い
に重ねられた第１、第２超音波送受波器より超音波パル
スがそれぞれ放射され、その反射波の対応放射送受波器
での受波レベルがそれぞれ検出され、同一反射物標より
の反射波に対する第１、第２送受波器の受波レベルの差
からその反射物標の方向が検出される。

【０００６】第１、第２送受波器の各指向性ビームと一
部が重ねられた比較的広い指向性ビームの第３超音波送
受波器が更に設けられ、この第３送受波器より放射され
た超音波パルスの反射波についての第３送受波器での受
波レベルが検出され、同一反射物標よりの第１乃至第３
送受波器の各受波レベルからその反射物標の位置が求め
られる。

【０００７】

【発明の実施の形態】この発明ではサイドローブが非常
に少なく、比較的広い、例えば半減全角が４０°程度の
指向性ビームをもつ超音波送受波器が用いられる。この
ような送受波器としては図１Ａに示すランジュバン円形
振動子を用いることができる。ランジュバン振動子の例
えばＴＧＭ５０／２００Ｂ／１２Ｌの指向特性の５０ｋ
Ｈｚでの実測データを図１Ｂに示す。この指向特性から
わかるようにサイドローブはほとんどない。ランジュバ
ン振動子は円形振動子であるため、全周にわたり対称性
がよい指向特性が得られる。

【０００８】このような同一の広い指向性の２つの送受
波器がその指向性ビームを一部互いに重ねて設けられ
る。例えば図２Ａに示すように、２つのランジュバン振
動子１１Ａ，１１Ｂがその中心線１２Ａ，１２Ｂを鉛直
線１３に対し、互いに反対側に２０°傾斜させて設けら
れる。送受波器１１Ａ，１１Ｂの送受波面をそれぞれ２
０°の俯角を与える。両送受波器の指向特性は図２Ｂの
曲線１４Ａ，１４Ｂとなる。いま図２Ｂに示すように、
鉛直方向に対し、−３０°の方向から１０°づつ順次異
なる方向で＋３０°方向にそれぞれ反射物標Ｐ₁ 〜Ｐ₇
があったとすると、これら各物標よりの反射波の送受波
器１１Ａ，１１Ｂでの各受波レベルはそれぞれ異なった
ものとなる。例えば物標Ｐ₂ についてみると、送受波器
１１Ａの感度が−０ｄＢ、送受波器１１Ｂの感度は−２
０ｄＢであるから、送受波器１１Ａの方が送受波器１１
Ｂより受波レベルが２０ｄＢ大きい、物標Ｐ₄ について
は、送受波器１１Ａ，１１Ｂの感度が共に−４ｄＢであ
り、受波レベルに差がない。各物標Ｐ₁ 〜Ｐ₇ について
の送受波器１１Ａ，１１Ｂの感度は図２Ｃに示すように
なる。

【０００９】従って送受波器１１Ａ，１１Ｂの各法線１
２Ａ，１２Ｂの内側にある物標については、送受波器１
１Ａ，１１Ｂの感度差、つまり受波レベル差から、物標
の方向（方位）を求めることができる。物標の方向を決
めることができるのは両送受波器１１Ａ，１１Ｂとも感
度が得られる角度範囲であり、一方の送受波器のみしか
感度が得られない場合は、例えば送受波器１１Ａのみし
か受波レベルが検出できない場合はその物標は−３０°
〜−６０°の概略方向に在ることと判断される。

【００１０】このように２つの送受波器１１Ａ，１１Ｂ
により物標方向を検出する場合におけるＢスコープ表示
には、送受波器１１Ａ，１１Ｂの両検出受信レベルを加
算した信号を用いる。更にこの発明では同一の広い指向
ビーム特性をもつ３つの送受波器を用いて、物標位置の
検出を可能とする。このため、図３Ａに示すように３つ
の送受波器１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃの法線方向１２Ａ，
１２Ｂ，１２Ｃが鉛直線１３に対し１２０°の等角間隔
となり、かつ図２Ａに示したようにそれぞれ送受波面が
水平面に対して２０°の俯角を互いに外側にもつように
送受波器１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃが配される。この時図
３Ｂに示すように送受波器１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃの各
放射ビーム１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃは互いに一部重なっ
た状態となる。送受波器１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃの位置
から１００ｍ下における法線１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃの
各位置、各送受波器１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃの各等感度
線（等音圧分布線）１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃは図４Ａに
示すようになる。各放射ビーム１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ
は鉛直線１３に対し、それぞれ２０°傾斜しているた
め、図４Ｂに示すように１００ｍの深度で水平に切断す
れば、その断面は楕円となるから、感度線１７Ａ，１７
Ｂ，１７Ｃは実際にはそれぞれ楕円となる。

【００１１】もし送受波器１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃの相
対感度差が２０ｄＢまで測定可能であれば、１辺が１１
６ｍの正三角形１８の内側の範囲では送受波器１１Ａ，
１１Ｂ，１１Ｃの相対感度差が測定できる。この正三角
形１８の内側の各点は３つの等感度線１７Ａ，１７Ｂ，
１７Ｃの交点と対応し、よって送受波器１１Ａ，１１
Ｂ，１１Ｃの各感度の組により、位置が一義的に定ま
る。従って正三角形１８の内側における１点にある物標
からの反射波の送受波器１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃでの受
信レベルを求めれば、その組合せよりその物標の位置を
求めることができる。送受波器１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ
の感度差が１２ｄＢまでしか測定することができなけれ
ば、１辺が５８ｍの正三角形１９の内側にある物標の位
置を測定できる。ここで送受波器１１Ａ，１１Ｂ，１１
Ｃの感度及び指向特性がよく揃っているものとする。

【００１２】以上の説明から、３つの送受波器１１Ａ，
１１Ｂ，１１Ｃを用い、水深１００ｍで感度差が２０ｄ
Ｂまで測定できれば、図４Ｃに示すように領域ウ内の物
標は３つの送受波器１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃでその反射
波の受信レベルを検出できるから位置を正確に求めるこ
とができる。領域イ内の物標は、２つの送受波器１１Ａ
と１１Ｂ、１１Ｂと１１Ｃ、１１Ｃと１１Ａの何れかで
その反射波の受信レベルを検出できるから方向を正確に
検出することができる。領域ア内の物標はその反射波の
受信レベルは送受波器１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃの何れか
１つでしか検出できないから、概略の方向が判断され
る。

【００１３】以上の測定原理を用いたこの発明の魚群探
知機の実施例を図５に示す。送受波器１１Ａ，１１Ｂ，
１１Ｃは図３を参照して説明したものと同様のものであ
り、これらに対し、送信部２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃから
それぞれ独立に励振パルスを印加することができるよう
にされる。このように広角超音波ビームの送受波を行う
と、他魚船の魚群探知機との干渉が問題となる。この点
から、同一周波数帯での送受波器の使用を避けること、
超音波パルス放射周期をランダム（規則性がない）にす
ることが考えられる。図５の例では乱数発生部２２によ
り、例えば送信周期の１／１０程度の範囲内で発信タイ
ミングをランダムに変化させ、その発信タイミング、つ
まり０ｍ位置信号により送信制御部２３が起動され、送
信制御部２３は送信部２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃを順次制
御し、送受波器１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃよりシーケンス
的に超音波パルスが放射される。

【００１４】送受波器１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃはその指
向特性と感度がよく揃ったものが望ましい。指向特性は
送受波器の形状などで決まりかなり揃うが、感度に関し
ては、固有振動周波数ｆ₀ などのずれ、その他の素因に
より厳密に揃えることは困難である。そこで送受波器１
１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃの感度差を予め測定し、これら３
つの送受波器１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃの感度が揃うよう
に、受信前置増幅器２４の前段に設けた電子減衰器２５
Ａ，２５Ｂ，２５Ｃで補正する。この感度補正データは
感度補正ＲＯＭ２６に記憶され、また発信時の感度を下
げると共に、遠方よりの反射波の受信感度を上げるいわ
ゆるＳＴＣ用制御信号がＳＴＣ用ＲＯＭ２７に記憶され
ている。

【００１５】送受波器１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃの各受波
信号はそれぞれ電子減衰器２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃへ供
給され、電子減衰器２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃの出力は受
信切換器２８で順次切換えられて受信前置増幅器２４へ
供給される。シーケンス切換制御部２９により、何れの
送受波器による送受波を行うかの順序のタイミングが制
御され、そのタイミングにより乱数発生部２２よりの乱
数発生が行われ、また送信制御部２２の送信タイミング
が制御され、更にＳＴＣ特性、感度校正部３１を通じ、
更に感度補正用ＲＯＭ２６の補正データが減衰器制御３
２を通じて電子減衰器２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃに対し、
初期設定がなされ、またＳＴＣ用ＲＯＭ２７のデータに
よる電子減衰器制御部３２を通じる電子減衰器２５Ａ，
２５Ｂ，２５Ｃに対するＳＴＣ制御が行われ、更に受信
機切換器２８が制御され、励振送受波器、例えば１１Ａ
と対応した電子減衰器２５Ａの選択がなされる。

【００１６】前置増幅器２４の出力に手動感度調整器３
３を通じ、更に後段増幅器３４を通じて検波器３５へ供
給されて検波され、その検波出力はＡ／Ｄ変換器３６で
デジタル信号に変換され、その変換デジタルの探知信号
３９Ａは加算器３７で加算されて、バッファメモリ３
８、領域３８Ａに書込まれる。バッファメモリ３８への
書込みは、次に送受波器１１Ｂが励振されると、その時
の探知信号３９Ｂが前回の探知信号３９Ａと加算され
て、領域３８Ａに書込まれ、次に送受波器１１Ｃの励振
により得られた探知信号３９Ｃが領域３８Ａの信号と加
算されて領域３８Ａに書込まれる。領域３８Ａには探知
信号３９Ａ，３９Ｂ，３９Ｃが加算され、１つの探知信
号３９が得られる。

【００１７】この探知信号３９は海底検出部４１及びタ
ーゲット自動検出部４２へ供給される。海底検出部４１
は乱数発生部２２よりの０位置信号（発信信号）とその
入力されて探知信号３９から海底位置を検出する。この
検出は従来の魚群探知機で行われている手法と同様に行
われる。ターゲット自動検出部４２は前記０位置信号と
検出海底位置信号との間の探知信号３９中から魚群など
の物標からの反射信号を検出し、その検出した各物標反
射波信号ごとにそのタイミングでまた対応する時間だけ
アナログスイッチ４３を開にする自動ゲート信号を生成
する。

【００１８】バッファメモリ３８よりの探知信号３９は
Ｂスコープ映像化処理部４４で処理され、更にビデオ信
号変換部４５を通じてラスタスキャン表示器４６へ供給
され、例えば表示面に上下方向へ１本の表示線に１探知
信号３９が表示され、その表示線が表示面の左右の一端
より他端にないものから順に表示される。例えば図６に
示すように通常の魚群探知機における表示が得られる。
この表示には発信線表示４７、水底像４８、魚群像４９
が表示される。

【００１９】操作員はこの表示画像を見て最新データに
おける、例えば魚群像４９の右端にカーソルを位置させ
てヒットすることによりターゲット手動検出部５１から
魚群反射位置、その長さと対応した手動ゲート信号が生
成され、これら手動、自動切換スイッチ５０により自動
ゲート信号と切換えられてアナログスイッチ４３へ供給
される。

【００２０】アナログスイッチ４３は物標からの反射波
が受信されている間オンとされ、これを受信前置増幅器
２４の出力が通過され、ＡＧＣ回路５２へ供給され、更
に後段増幅器５３で増幅された後検波器５４で検波され
る。この検波出力のピークがピーク検出器５５で検出さ
れ、この検出出力に応じてＡＧＣ制御部５６によりＡＧ
Ｃ回路５２の利得が制御され、受信信号のレベルの変化
範囲がほぼ一定とされるが、送受波器１１Ａ，１１Ｂ，
１１Ｃの各受波信号中の最も高いレベルの信号に対して
ＡＧＣ制御が行われ、それ以外の受波信号に対しては最
も高いレベルの信号に対して制御された利得に保持され
る。つまり３つの送受波器１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃによ
る同一物標からの反射波の受波信号中の、最も強い信号
レベルが飽和しない基準レベルになるようにＡＧＣがか
けられ、そのＡＧＣ感度（利得）で他の送受波器の受波
信号も増幅され、これら送受波器１１Ａ，１１Ｂ，１１
Ｃの同一物標からの反射波の受波レベル差が、最大縮尺
率で計測される。

【００２１】検波器５４の検波出力はＡ／Ｄ変換器５７
でデジタル信号に変換され、そのデジタル信号の物標反
射波受波信号は送受波器１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃの受波
信号別に切換器５８で切換えられてバッファメモリ５９
の領域５９Ａ，５９Ｂ，５９Ｃに物標信号６１Ａ，６１
Ｂ，６１Ｃとして記憶される。このようにして、同一物
標からの物標信号６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃはその物標の
方向に応じて互いに異なる受信レベルとなる。ターゲッ
ト位置方位計算部６２でバッファメモリ５９よりの物標
信号から同一物標について先に述べた手法により、その
物標の位置又は方向が計算され、その計算結果が、模式
図化し、又は方位、距離、深度など数値化して表示器４
６に表示される。

【００２２】例えば図６において、表示面上の物標像が
ない部分に上側の魚群像４９₁ に対し、円とその中心を
通る直交線の座標像６４とその原点位置の縦軸と平行し
た船像６５に対し、魚群像４９の検出位置が丸点像６６
のブリンキング表示とされ、かつ、その魚群探知機を装
備した魚船の船首方向に対する魚群像４９の魚群の方位
θと、魚船からその魚群までの距離Ｒと、魚群補正の深
度Ｄとの数値表示６７が、座標表示６４の近くになされ
る。同様に下側の魚群像４９₂ に対し、座標表示６
４′、船像６５′に検出した船首方向に対する方位表示
６８と、その方位のθ′の数値表示６７′が行われる。
魚群像４９₂ は送受波器１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ中の２
つから反射波を受波できず、位置の検出ができなかった
場合である。

【００２３】この魚船に取付けられた傾斜センサ７１の
出力が傾斜センサ処理部７２に入力され、魚船が規定の
角度より傾斜して、物標反射信号６１Ａ，６１Ｂ，６１
Ｃのレベルが変化して正確に位置、方位を計算できない
状態になると、ターゲット位置方位計算部６２の計算を
中止させ、あるいは傾斜センサ７１で検出した傾き角
度、傾き方位に応じて、ターゲット位置方位計算部６２
での計算を補正するようにする。

【００２４】図５中の切換器２８，５７を省略し、かつ
送信部２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃから互いに異なる周波数
の超音波パルスで同時に送受波器１１Ａ，１１Ｂ，１１
Ｃを励振する場合の例を図７に図５と対応する部分に同
一符号を付けて示す。この場合は送信制御部２２により
送信部２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃに対し同時に送信制御が
なされ、電子減衰器２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃの出力はそ
れぞれ前置増幅器２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃへ供給され、
これより、手動底度調整手段３３′により調整される電
子減衰器８１Ａ，８１Ｂ，８１Ｃへ供給され、更に後段
増幅器３４Ａ，３４Ｂ，３４Ｃを通じて、検波器３５
Ａ，３５Ｂ，３５Ｃへ供給され、それぞれ検波され、こ
れら検波出力は加算回路８２で電圧加算されてＡ／Ｄ変
換器３６へ供給され、これよりデジタルの探知信号３９
が得られる。つまり図６中の加算器３７、バッファメモ
リ３８は省略される。

【００２５】また前置増幅器２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃの
各出力はアナログゲート４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃに分岐
供給され、これよりそれぞれ、ＡＧＣ回路５２Ａ，５２
Ｂ，５２Ｃ、更に後段増幅器５３Ａ，５３Ｂ，５３Ｃを
それぞれ通して検波器５４Ａ，５４Ｂ，５４Ｃで検波さ
れ、これら検波出力はピーク検出回路５５へ供給される
と共に、Ａ／Ｄ変換器５７Ａ，５７Ｂ，５７Ｃへ供給さ
れ、これらＡ／Ｄ変換出力がターゲット位置方位計算部
６２へ供給される。この図７の構成はハードウェア規模
が図６に示したものより大になるが、高速の探査が可能
である。

【００２６】送受波器１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃの各受波
レベルの相対値は、深度に関係しない、つまり、２つの
受波レベルの差で決まる方向（方位）は比でみれば、距
離に関係しないで、一定であり、同様に３つの受波レベ
ルの比でみれば、これにより決る位置の相対関係は深度
に関係なく、つまり、深度が深くなれば、これに比例し
て、隣接位置の間隔が大となるだけで、相対関係はかわ
りない。従って、送受波器１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃの各
受信レベルの相対比と、相対位置を予め求めておき、こ
れをメモリに記憶しておき、そのメモリを物標信号６１
Ａ，６１Ｂ，６１Ｃの相対比で読み出し、相対位置を求
め、その相対位置を、その物標の深度により絶対位置に
変換するようにしてもよい。同様に２つの物標信号６１
Ａと６１Ｂ、６１Ｂと６１Ｃ、６１Ｃと６１Ａの各相対
比と方向（方位）との関係を予め求め、これをメモリに
記憶しておき、このメモリと検出した２つの物標信号の
相対比で読出して方向を決定してもよい。

【００２７】上述において送受波器を４つ以上設けても
よい。上述では２又は３つの送受波器を鉛直線１３を中
心として各送受波器の送受波面の中心法線が１点で交差
するように配したが、この交差点をわずかずらすことに
より、水平面内で直線的に配置してもよい。その実施例
を図１０に示す。図２Ａ、図３Ａに示した配置関係の例
えばランジュバン振動子よりなる送受波器１１Ａ，１１
Ｂ，１１Ｃをそれぞれの角度姿勢を保持したまま、送受
波器１１Ａの両側に送受波器１１Ｂ，１１Ｃを配し、こ
れらがほぼ水平面内でほぼ一直線上に、その送受波面の
中心点が位置するように配置する。

【００２８】この場合、送受波器１１Ａの送受波面中心
を通る鉛直線１３に対し、その両側の送受波器１１Ｂ
（１１Ｃ）の法線１２Ｂは図１１Ａ，Ｂの破線で示すよ
うに、水平方向に前記中心間の距離Ｒｃだけずれる。送
受波面の各中心間の距離Ｒｃ（図１０）は例えば１５ｃ
ｍ程度である。各送受波器の送受波面の水平線に対する
角度、前記例では２０°に保持されているため、鉛直線
１３と法線１２Ｂ（１２Ｃ）とのなす角度は変わらない
ため、図２Ａ，図３Ａの配置状の鉛直線１３と法線１２
Ｂとの関係が図１１Ａ，Ｂに実線で示す状態から、破線
で示す状態に、水平方向にＲｃだけずれるだけであり、
このずれは深さが１０ｍでも１００ｍでも同じである。
従って図１０の右に示したように直線状に配置して前述
のように検出方向を測定した場合の測定誤差は、深さの
大きさに関わらず一定で、Ｒｃ、前記例では１５ｃｍに
過ぎず、この程度の誤差は実質的には無視できる。

【００２９】図２Ａ，図３Ａに示したように送受波器１
１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃを円形配置した場合は、その全体
としての送受波器１０１は図１２Ｂに示すように厚みの
ある円板状のモールド品とされるが、図１０の右側に示
すように直線状に配置した場合の全体としての送受波器
１０２は図１３Ｂに示すように細長の長方体状のモール
ド品と構成される。従って、この送受波器１０２を、例
えば漁船に対し、その船首方向、つまり進行方向と平行
になるように取付けられると、図１２Ｂの送受波器１０
１と比較して、体積が３割程度小とすることができ、か
つ液体抵抗が小さい。

【００３０】このように送受波器をほぼ水平でほぼ直線
的に配置する適用例は送受波器の数が３個に限らず、２
個、４個以上でもよい。また送受波器をほぼ水平面内で
ほぼ直線状に配列する場合に限らず、ほぼ鉛直面内で、
ほぼ直線状に配列してもよい。

【００３１】

【発明の効果】以上述べたようにこの発明によれば、機
械的走査をさせないで、物標の方位、位置を検出するこ
とができ、可動部のない安定度が高いものが得られる。
また電子走査をさせないで物標の方位、位置を検出でき
るので、電子回路が簡単になり、設計が容易であって、
送受波器において位相合成などの処理を必要とせず、送
受波器の配線なども簡単になる。従来の何れの走査方式
より小形かつ安価に構成することができる。

【００３２】サイドローブの少ない送受波器を用いるの
で偽像がほとんどなく、誤った判断が少ない。各探知信
号を１本の表示線として表示し、その表示線を配列す
る。Ｂスコープ表示をすることができ、従来の記録紙に
よる記録表示形式になれている操作員に見易い表示を行
うことができ、しかも物標の位置、方位を検出すること
ができる。

【００３３】広い超音波ビームの送受波器を複数用いる
ため、その合成ビームの指向角は前記具体例では８０°
にもおよび、従来のサイドスキャンニングソナーと同程
度の探査範囲を探索することができ、探査漏れが少な
い。本船とこれに対する物標の位置の相対関係を模式図
で表示することにより、読み取りに熟練を要しない、か
つ物標の移動方向も知ることができる。また、数値表示
により正確な値を知らせることができる。

【００３４】送受波器の合成指向角が極めて広いため、
水底の地質の判断が可能となる。つまり狭い指向角の送
受波器を用いた場合は図８Ａに示すように超音波の水底
９２への到達時間差はそのビームの軸心９１ａと周辺９
１ｂとでわずかである。従って図８Ｂに示すように送信
パルス９３のパルス幅Ｔｃと、ほぼ等しいパルス幅Ｔｃ
の反射波９４が受波される。水底９２が岩盤の場合はそ
の反射波９４の受波レベルが大きなものとなる。水底９
２が砂地の場合は図９Ｃに示すように反射波９４の幅は
同様にＴｃであるが、受波レベルが小さくなる。しか
し、これら図８Ｂ，Ｃの両反射波の差により地質を推定
することは比較的困難である。

【００３５】しかし、超音波ビーム９１が広角の場合は
図９Ａに示すように、超音波ビーム９の中心９１ａと周
辺９１ｂとで超音波が水底９２に到達する時間に比較的
大きな差Ｔｂが生じる。このため、水底９２が岩盤の場
合は、反射波９４の波形は図９Ｂに示すように急に大き
く立上り、送信パルス幅Ｔｃの後に徐々に低下した後、
Ｔｃだけ一定値を保持して、立下るものとなる。一方水
底９２が砂地の場合は、砂地中に超音波が入り大きく減
衰し、その減衰は中心線９１ａよりも周辺９１ｂの方が
著しく、反射波９４は図９Ｃに示すように、レベルが小
さく、図９Ｂの反射波９４のあるレベル以上に相当する
部分の波形となる。従って、この図９Ｂ，Ｃの両反射波
９４の波形が図８Ｂ，Ｃの場合と比較して、大きく相違
し、反射波９４の波形により水底９２の地質を推定する
ことができる。

【００３６】更に、図１０に示したように送受波器を直
線状に配列すると、円形配置の場合より３割程度小さく
なり、それだけ水の抵抗が小となり、例えばこの魚群探
知機が取付けられる船体の船首方向、つまり進行方向と
平行にすることにより、水の抵抗を著しく小さくするこ
とができる。またランジュバン振動子の場合は、一般の
直線配列のモールドであり、方向検出可能な魚群探知機
用送受波器でも同じ型を用いて作ることができ、安価に
構成することができる。

【００３７】更に直線状であるため、方向検出可能な魚
群探知機用送受波器の特徴である送受波器取付けの際の
方向が見分け易い。

【図面の簡単な説明】

【図１】Ａは広い指向角の超音波ビーム特性をもつ超音
波送受波器の例を示す図、Ｂはその指向角特性を示す図
である。

【図２】Ａは超音波ビームを一部重ねた２つの送受波器
の配置例を示す図、Ｂはその指向角特性を示す図、Ｃは
同図Ｂ中の物標Ｐ₁ 〜Ｐ₇ に対する両ビームの感度を示
す図である。

【図３】Ａは超音波ビームを互いに一部重ねた３つの送
受波器の配置例を示す図、Ｂはその３つの超音波ビーム
の模式図である。

【図４】Ａは図３Ｂの水深１００ｍでの各超音波ビーム
の等感度（等音圧）曲線及び位置検出領域を示す図、Ｂ
は送受波器位置とその法線の水深１００ｍでの鉛直線に
対する距離の関係を示す図、Ｃは図３Ｂにおける物標位
置検出領域、物標方位検出領域、物標概略方位検出領域
を示す図である。

【図５】この発明の実施例の機能構成を示すブロック
図。

【図６】図５中の表示器４６の表示例を示す図。

【図７】この発明の他の実施例の機能構成を示すブロッ
ク図。

【図８】Ａは狭角ビームによる水底探査を示す図、Ｂは
送信パルスと反射波を示す図、Ｃは反射波の他の例を示
す図である。

【図９】Ａは広角ビームによる水底探査を示す図、Ｂは
送信パルスと反射波を示す図、Ｃは反射波の他の例を示
す図である。

【図１０】送受波器の円形配列と直線状配列と配置関係
例を示す図。

【図１１】送受波器の円形配列と直線状配列とにおける
鉛直線と送受波器の法線方向の関係を示す図。

【図１２】Ａは送受波器の円形配列を示す図、Ｂはその
全体を示す斜視図である。

【図１３】Ａは送受波器の直線状配置を示す図、Ｂはそ
の全体を示す斜視図である。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 比較的広い指向性ビームが一部を互いに
   重ねて設けられた第１、第２超音波送受波器と、 これら第１、第２送受波器から、それぞれ超音波パルス
   を放射する手段と、 上記放射超音波の反射波の対応放射送受波器での受波レ
   ベルを検出する手段と、 同一反射物標よりの反射波に対する上記第１、第２送受
   波器の相対的受波レベルの差から上記反射物標の方向を
   求める手段とを具備する方向検出可能魚群探知機。
2. 【請求項２】 比較的広い指向性ビームを有し、上記超
   音波送受波器の各指向性ビームと一部が重ねられて設け
   られた第３超音波送受波器と、 その第３送受波器から超音波パルスを放射する手段と、 その第３送受波器からの放射超音波と対する反射波のそ
   の第３送受波器での受波レベルを検出する手段と、 同一反射物標よりの上記第１乃至第３送受波器の各相対
   的受波レベルからその反射物標の位置を求める手段とを
   含むことを特徴とする請求項１記載の方向検出可能魚群
   探知機。
3. 【請求項３】 上記複数の超音波送受波器はほぼ水平面
   上で直線的に配列されていることを特徴とする請求項１
   又は２記載の方向検出可能魚群探知機。
4. 【請求項４】 上記第１、第２、第３送受波器の受波信
   号をそれぞれ検波する手段と、その検波出力を合成する
   手段と、各放射パルスごとの上記検波出力の合成信号を
   １本の表示線として表示し、その表示を新旧の順に配列
   したＢスコープ表示と、原点に船の図形を配した座標
   と、その座標に上記求めた物標位置を示す像及び上記求
   めた方向を示す線を示す表示とを行う表示器とを含む請
   求項２記載の方向検出可能魚群探知機。
5. 【請求項５】 上記第１、第２、第３送受波器は、その
   法線が鉛直線上の一点で交差し、かつ鉛直線を中心とし
   等角間隔となるように、等角間隔にかつ送受波面が水平
   面に対し、わずか傾むいて配されていることを特徴とす
   る請求項２又は４記載の方向検出可能魚群探知機。
6. 【請求項６】 上記第１、第２、第３送受波器は、何れ
   の水平面上で直線的に配列され、これらの各送受波面が
   水平面に対し、わずか傾いており、その真中の送受波器
   の送受波面の法線の交点を通る鉛直線に対し、両側の送
   受波器の各法線状を、上記交点で交差するように移動さ
   せたとすると上記３つの法線は上記鉛直線を中心として
   等角間隔になるように、上記第１、第２、第３送受波器
   の向きが選定されていることを特徴とする請求項２又は
   ４記載の方向検出可能魚群探知機。
7. 【請求項７】 上記第１、第２、第３送受波器の合成探
   知信号より探知信号上の物標反射位置を検出する手段
   と、上記第１、第２、第３送受波器の各受波信号から上
   記検出した物標反射位置の信号をそれぞれ抽出する手段
   と、これら抽出信号中の最大ピーク値を基準として第
   １、第２、第３送受波器の各検出信号に対して自動利得
   制御を行う手段と、これら自動利得制御がなされた各抽
   出信号をそれぞれ検波して上記各受波レベルを得る手段
   とを有することを特徴とする請求項４乃至６の何れかに
   記載の方向検出可能魚群探知機。