JPS5839970A - 速度測定器の送受波装置 - Google Patents
速度測定器の送受波装置Info
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- JPS5839970A JPS5839970A JP13906581A JP13906581A JPS5839970A JP S5839970 A JPS5839970 A JP S5839970A JP 13906581 A JP13906581 A JP 13906581A JP 13906581 A JP13906581 A JP 13906581A JP S5839970 A JPS5839970 A JP S5839970A
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- Japan
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- signal
- transmitter
- receiver
- signals
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
- G01S15/02—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems using reflection of acoustic waves
- G01S15/50—Systems of measurement, based on relative movement of the target
- G01S15/58—Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems
- G01S15/60—Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems wherein the transmitter and receiver are mounted on the moving object, e.g. for determining ground speed, drift angle, ground track
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はドプラ効果を利用した速度測定装置に係シ、特
に超音波信号の送波及び受波を行う送受波器に関するも
のである。
に超音波信号の送波及び受波を行う送受波器に関するも
のである。
従来から知られているドプラ効果を利用した船舶用速度
測定装置は、ドプラ・ソナーあるいはドプラ・ログなど
の名称で知られているように、船舶より発射された超音
波周波数と水底面あるいは水中の微少物体によって散乱
反射された後、再び受信された超音波信号の周波数との
間に船速に対応したドプラ偏位が生じることによって船
速を測定するものである。
測定装置は、ドプラ・ソナーあるいはドプラ・ログなど
の名称で知られているように、船舶より発射された超音
波周波数と水底面あるいは水中の微少物体によって散乱
反射された後、再び受信された超音波信号の周波数との
間に船速に対応したドプラ偏位が生じることによって船
速を測定するものである。
このような従来装置においては、や舶の動揺に伴って超
音波信号の発射角度に変化をきたし。
音波信号の発射角度に変化をきたし。
それに基づいて測定誤差を生じるものであった“ が、
その誤差を軽減する目的で１例えば船舶の前後進速度を
測定する場合には前方向と後方向に等しい俯角で超音波
信号を発射し、それぞれの受信信号のドプラ偏位の差を
求めて前記測定誤差を軽減する°ＪＡＮＵＳ方式°と呼
ばれる方法が用いられている。しかしながらこのような
方法では送受波器を前方向用と後方向用とにそれぞれ″
別個に用いるため送受波器装置が大型となり、またそれ
ぞれの方向の超音波ビームの俯角を正確に一致させるこ
とが困難なため前記の誤差軽減も充分に達成し得ない欠
点があった。
その誤差を軽減する目的で１例えば船舶の前後進速度を
測定する場合には前方向と後方向に等しい俯角で超音波
信号を発射し、それぞれの受信信号のドプラ偏位の差を
求めて前記測定誤差を軽減する°ＪＡＮＵＳ方式°と呼
ばれる方法が用いられている。しかしながらこのような
方法では送受波器を前方向用と後方向用とにそれぞれ″
別個に用いるため送受波器装置が大型となり、またそれ
ぞれの方向の超音波ビームの俯角を正確に一致させるこ
とが困難なため前記の誤差軽減も充分に達成し得ない欠
点があった。
本発明は、かかる欠点を解消せんとするものであって、
単一の送受波器によって相対する方向例えば前方向と後
方向の超音波信号の発射及′ひ受はを行ない、もって装
置の小型化を図り。
単一の送受波器によって相対する方向例えば前方向と後
方向の超音波信号の発射及′ひ受はを行ない、もって装
置の小型化を図り。
併せてそれぞれの放射方向も正確に一致させることを目
的とするものである。
的とするものである。
以下図面に水接本発明の一実施例につき詳説する。
第１図はフェーズアレー型送受→波器の原理図でありて
、２１・・・２ｎは素子、０はビーム合成方向である。
、２１・・・２ｎは素子、０はビーム合成方向である。
第１図に示すよイに、直線上に間隔ｄでｎ個の素子を配
置するフェーズアレー型送受波器において素□子の励振
−幅を等しくまた素子間の励振位相差なδとした場合、
この送受波器の指向特性Ｒ（＃）は次の（１）で表わさ
れるが、このことは広く知られている。
置するフェーズアレー型送受波器において素□子の励振
−幅を等しくまた素子間の励振位相差なδとした場合、
この送受波器の指向特性Ｒ（＃）は次の（１）で表わさ
れるが、このことは広く知られている。
但し ψ＝古−・ｓｉｎ ＃−δ
ｄ：素子の間隔
δ：位相差
芋記（１）式はφ＝２πｍ（但しｍ−０，±１．・・・
）で極大値をとるため、’、＋ｅ＋＜−＞（Ｄ範囲で唯
一のメインロープが生じるためには次の（２）式の条件
が満足されねばならない。
）で極大値をとるため、’、＋ｅ＋＜−＞（Ｄ範囲で唯
一のメインロープが生じるためには次の（２）式の条件
が満足されねばならない。
ｄ≦λ（ｌ−−２「）・・・・・・・・・（２）素子間
隔ｄが（２）式を満足しない場合は法線方向に対して対
称な２つのメインロープが生じることになる。一方、（
２）式を満足する場合は唯一のメインロープが生じ、そ
の方向は素子間の位相差δの等号の向きにより法線方向
に対して対称に変化することになる。本発明はこのよう
な原理にもとすき単一の送受波器で送波時には等価的に
（４式の条件を満足しないように工夫し、法線方向に対
して対称な２つのメインロープを作り、また逆に受波時
には等価的に（２）式の条件を満足するように工夫し、
かつ素子間の位相差δの等号を変えることにより前・方
向と後方向よりの信号を別々に受信で−きるように構成
したものである。− 第２図に示す本発明の一実施例によれば、ｌは送受波器
、２１・・・２ｎは素子、３および４は位相反転器、５
および６は送受切換器、７は送信器、８は進相器、９は
遅相器、そして１０および１１は加算器である。
隔ｄが（２）式を満足しない場合は法線方向に対して対
称な２つのメインロープが生じることになる。一方、（
２）式を満足する場合は唯一のメインロープが生じ、そ
の方向は素子間の位相差δの等号の向きにより法線方向
に対して対称に変化することになる。本発明はこのよう
な原理にもとすき単一の送受波器で送波時には等価的に
（４式の条件を満足しないように工夫し、法線方向に対
して対称な２つのメインロープを作り、また逆に受波時
には等価的に（２）式の条件を満足するように工夫し、
かつ素子間の位相差δの等号を変えることにより前・方
向と後方向よりの信号を別々に受信で−きるように構成
したものである。− 第２図に示す本発明の一実施例によれば、ｌは送受波器
、２１・・・２ｎは素子、３および４は位相反転器、５
および６は送受切換器、７は送信器、８は進相器、９は
遅相器、そして１０および１１は加算器である。
送受波器ｌの素子２１〜２ｎは第２図に示すように４個
目ごとに互いに接続されていて、■相から４相までの４
種類にまとめられている。 ゛送波時における動作
は、送＠器７で発生された信号が送受切換器５および６
を通シ送受波器１を駆動する。この時位相反転器３およ
び４により３相と４相の信号は、それぞれ１相と２相の
信号と比べると位相が反転していることになる。このた
め素子２１〜２ｎの駆動位相は第３図に示すごときもの
となり、今素子間間隔ｄを椛に選んだ場合は１等価的な
素子間隔はλとなり。
目ごとに互いに接続されていて、■相から４相までの４
種類にまとめられている。 ゛送波時における動作
は、送＠器７で発生された信号が送受切換器５および６
を通シ送受波器１を駆動する。この時位相反転器３およ
び４により３相と４相の信号は、それぞれ１相と２相の
信号と比べると位相が反転していることになる。このた
め素子２１〜２ｎの駆動位相は第３図に示すごときもの
となり、今素子間間隔ｄを椛に選んだ場合は１等価的な
素子間隔はλとなり。
また位相差δはπのため前記（１）式および（匂式より
メインロープの方向は法線に対して３０度となりまた左
右対称に２個転生する。
メインロープの方向は法線に対して３０度となりまた左
右対称に２個転生する。
次に受波時の動作については、まず送受波器１からの信
号のうち１相と９位相反転器３を通った２相の信号とが
加え合わされた上送受切換器５へ導かれる。同様に、３
相と位相反転器４を通った４相の信号とが加えられた上
送受切換器６へ導かれる。送受切換器６を通った信号の
うち一方は進相器８で位相をπ／２だけ進めた後。
号のうち１相と９位相反転器３を通った２相の信号とが
加え合わされた上送受切換器５へ導かれる。同様に、３
相と位相反転器４を通った４相の信号とが加えられた上
送受切換器６へ導かれる。送受切換器６を通った信号の
うち一方は進相器８で位相をπ／２だけ進めた後。
送受切換器５を通った信号と加算器ＩＯによりて加算さ
れ前方向の受信信号ＥＦを得ることかできる。
れ前方向の受信信号ＥＦを得ることかできる。
■
送受切換器６を通る信号のうち他方は、遅相器の
９で位相をπ／２だけ遅らせた後、送受切換器５を通っ
た信号と加算器１１によって加算され後方向の受信信号
ＥＡを得ることができる。このため素子２１〜２ｎの位
相関係は、前方向の受は信号ＥＦに対しては第４図に示
すごとく、また後方向の受信信号ＥＡに対しては第５図
に示すよりになる。−このため（１）式および（２）式
よりメイン′ロープの方向は法線方向に対して＋３０度
と一３０度となりそれぞれ目的方向の信号を受信するこ
とが可能となる。
た信号と加算器１１によって加算され後方向の受信信号
ＥＡを得ることができる。このため素子２１〜２ｎの位
相関係は、前方向の受は信号ＥＦに対しては第４図に示
すごとく、また後方向の受信信号ＥＡに対しては第５図
に示すよりになる。−このため（１）式および（２）式
よりメイン′ロープの方向は法線方向に対して＋３０度
と一３０度となりそれぞれ目的方向の信号を受信するこ
とが可能となる。
以上の実施例説明においては、素子間間隔ｄをλ／２に
、また位相差δをπ／２に選択したが。
、また位相差δをπ／２に選択したが。
それらは前記（１）式および（２）式な満足する範囲で
任意に選択可能である。また１位相反転器３および４を
送受波器ｌに内蔵したり、あるいは素子２０分極方向を
工夫することにより省略することも可能である。
任意に選択可能である。また１位相反転器３および４を
送受波器ｌに内蔵したり、あるいは素子２０分極方向を
工夫することにより省略することも可能である。
同様に、素子２の励振振幅を変えサイドロープレベルを
抑圧するシェーディングの技法を適用することもまた可
能である。また、前述実施例では発射方向を前後方向の
みとした速度測定について述べたが、同様に左右方向に
も超音波信号を発射し１前後のみならず左右方向の速度
成分をも同時に測定することが可能である。
抑圧するシェーディングの技法を適用することもまた可
能である。また、前述実施例では発射方向を前後方向の
みとした速度測定について述べたが、同様に左右方向に
も超音波信号を発射し１前後のみならず左右方向の速度
成分をも同時に測定することが可能である。
以上述べたとおシ、単一の送受波器によって。
送波時には相対する方向例えば前後方向にはソ等しい俯
角をもった２個の超音波ビームを合成し１前後方向に同
時に超音波信号を発射し、一方受波時には前方向、後方
向≠それぞれ単独にビーム合成を行なうため、ドプラ効
果を利用した速度測定装置における送受波器装置の小型
化が可能となり、さらに前後方向で超音波ビームの俯角
が正確に一致するためＪＡＮＵＳ方式による前述の動揺
誤差を軽減せしめることが可能となった効果は実用上顕
著なものである。
角をもった２個の超音波ビームを合成し１前後方向に同
時に超音波信号を発射し、一方受波時には前方向、後方
向≠それぞれ単独にビーム合成を行なうため、ドプラ効
果を利用した速度測定装置における送受波器装置の小型
化が可能となり、さらに前後方向で超音波ビームの俯角
が正確に一致するためＪＡＮＵＳ方式による前述の動揺
誤差を軽減せしめることが可能となった効果は実用上顕
著なものである。
第１図は、フェーズデレー型送受波器の動作原理を説明
するための図、第２図は本発明実施例装置を示すブロッ
ク回路図、第３図は該実施例における送波時のビーム合
成を説明する図。 第４図および第５図は、該実施例における前方向受波時
と後方向受波時のビーム合成をそれぞれ説明する図面で
ある。 符号の説明 ■・・・送受波器、２、〜２ｎ・・・素子、３，４・・
・位相反転器、５，６・・・送受切換器、７・・・送信
器、８・・・進相器、９・・・遅相器、１０．１１・・
・加算器。 第３図 Ｘ ＯＯ凡几ＯＯ 第４図 ＭＳ図
するための図、第２図は本発明実施例装置を示すブロッ
ク回路図、第３図は該実施例における送波時のビーム合
成を説明する図。 第４図および第５図は、該実施例における前方向受波時
と後方向受波時のビーム合成をそれぞれ説明する図面で
ある。 符号の説明 ■・・・送受波器、２、〜２ｎ・・・素子、３，４・・
・位相反転器、５，６・・・送受切換器、７・・・送信
器、８・・・進相器、９・・・遅相器、１０．１１・・
・加算器。 第３図 Ｘ ＯＯ凡几ＯＯ 第４図 ＭＳ図
Claims (1)
- 単一の送受波器によりて、送波時には少くとも前後の相
対する方向に実質的に等しい俯角を有する２つの超音波
ビームを合成して、該合成ビームを前記相対する方向に
同時に発射する装置と、一方受波時には前記相対する方
向のそれぞれにつきビーム合成を行い、もって前記相対
信号を受信する装置とを具備したことを特徴とするドプ
ラ効果を利用した速度測定装置における送受波装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13906581A JPS5839970A (ja) | 1981-09-03 | 1981-09-03 | 速度測定器の送受波装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13906581A JPS5839970A (ja) | 1981-09-03 | 1981-09-03 | 速度測定器の送受波装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5839970A true JPS5839970A (ja) | 1983-03-08 |
| JPS6348319B2 JPS6348319B2 (ja) | 1988-09-28 |
Family
ID=15236671
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13906581A Granted JPS5839970A (ja) | 1981-09-03 | 1981-09-03 | 速度測定器の送受波装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5839970A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61246687A (ja) * | 1985-04-24 | 1986-11-01 | Japan Radio Co Ltd | 速度測定装置 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01321804A (ja) * | 1988-06-21 | 1989-12-27 | Fujikura Ltd | 架空ケーブル点検装置の支柱通過方法と支柱通過部 |
| JPH0236706A (ja) * | 1988-07-26 | 1990-02-06 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 送電線自走機の鉄塔乗り越え方法および装置 |
| JPH0236708A (ja) * | 1988-07-26 | 1990-02-06 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 送電線自走機の鉄塔乗り越え用レール |
| JPH02250609A (ja) * | 1989-03-23 | 1990-10-08 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 送電線自走機の鉄塔乗り越え方法および装置 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3441904A (en) * | 1967-12-15 | 1969-04-29 | Us Navy | Electro-mechanical directional transducer |
| JPS50156817A (ja) * | 1974-06-07 | 1975-12-18 | ||
| JPS5148074A (ja) * | 1974-08-30 | 1976-04-24 | Borg Warner | |
| JPS526020A (en) * | 1975-07-04 | 1977-01-18 | Oki Electric Ind Co Ltd | Ultrasonic wave projection image display method |
| JPS5229625A (en) * | 1975-09-01 | 1977-03-05 | Kubota Ltd | Construction for pipe joint |
-
1981
- 1981-09-03 JP JP13906581A patent/JPS5839970A/ja active Granted
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3441904A (en) * | 1967-12-15 | 1969-04-29 | Us Navy | Electro-mechanical directional transducer |
| JPS50156817A (ja) * | 1974-06-07 | 1975-12-18 | ||
| JPS5148074A (ja) * | 1974-08-30 | 1976-04-24 | Borg Warner | |
| JPS526020A (en) * | 1975-07-04 | 1977-01-18 | Oki Electric Ind Co Ltd | Ultrasonic wave projection image display method |
| JPS5229625A (en) * | 1975-09-01 | 1977-03-05 | Kubota Ltd | Construction for pipe joint |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61246687A (ja) * | 1985-04-24 | 1986-11-01 | Japan Radio Co Ltd | 速度測定装置 |
| JPH0325753B2 (ja) * | 1985-04-24 | 1991-04-08 | Japan Radio Co Ltd |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6348319B2 (ja) | 1988-09-28 |
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