JPS5888679A - 水中探知装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、水中に超音波パルスを送受波して水中探知
物、例えば、魚群ケ探知する場合に、他の反射体、例え
ば、海底反射波によって魚群反射波が識別不能になるの
ケ防止する。

例えば、第１図に示すように、船１から海底２方向に超
音波パルスを送受波する場合、超音波ビーム３の指向方
向を０、指向角全２αとすると、海底２のＡ点から０点
までの海底反射波が連続的に受波される。そのため、海
底２のＢ点刊近に位置する魚群４からの反射波は海底反
射波内に含ぼれるため、魚群４の反射波レベルが相当強
くない限り海底反射波との識別か不０］能である。

この発明は、上記のような場合に、魚群反射波ケ海底反
射波と明？ｌＶ　Ｋ区別して表丁し得る水中探知装置ケ
実現する。

以１・この元明について説１９」するに当たり、寸すそ
の原理についてＫ”ｔｔ明する。

第２図においで、指向用２αの超音波ビーム３令・θ０
方向に送波し水中からの反射波を受波するものとする。

θ。方向に送波した超音波パルスか海底２で反則すると
さ、１１点からの反射波が敢初に送受波器５に帰来する
。このとさ、■３．点からの反射波が送受波器５に帰来
する直前に、受波ビーム３′の指向角ケ送彼ビーム３に
対して△Ｖだり６ｇ　′ｌ′Ｉ（］方同に変位させると
、１１点からの反則波は受波ビーム３′の相同川内にな
いから受波されない。

同様にして、Ｐ２点からの反射波が送受波器５に到達す
るｉｎ前に、受波ビーム３′の指向方向？さらに海面方
向に若干変位させると、Ｐ２点からの海底反射波も受渡
され寿い。

以後同様にして、海底２士からの反射波か帰来する１自
前に受波ビームの指向方向盆胡曲方向に少しずつ変位さ
せると、海ｊ氏２上からの反射波は受波きれない。従っ
て、点Ｐ８にめる魚群４からの反射波が海底反射波に坤
れることなく、魚群反則波のみを明イ１イ（に抽出する
ことができる。

上記において、送受波器５０指［ｐ］力方向時間的変位
は次のごとくして求めることができる。

第２図において、θ０力向に指向角２αの超音波ビーム
を込受波するとき、海底２の１）７点からの反射波が最
初に帰来するから、送受波器５〃）らＰ１点寸での距離
ケＬとすると、１１点からの反射波が帰来する丑での時
間ｔ。は ＋（、−−”−（ｓｅｃ）　＝・・・（１）で表わされ
る。但し、Ｏは音波の水中伝播速度を示す。

（１）式において、直下の海底点Ｐ。までの距離Ｊ）が
既知のとへ、距離りは で求められるから、（１）式は と衣わされる。

次に、超音波ビームの指向方間ケ△Ｕたけ海面７ｊ回に
変化させて０１力向に設定した場会、１〕２点からのｆ
町底反射波が最初（ｆ′ｃ帰来するから、その時間ケｔ
、とすると、Ｐ２点１での距離Ｌ１はかし求められるか
ら、指向方向θｌば より、 で表わされる。

（６）式において、１１点からの反射波の帰来後△を秒
体にＰ２点からの反射波が帰来するものと甘るど、（、
＝ｌｏ十△ｔ　　・−・　・・・　（７）でりるから、 で衣わ恥れる。

従って、（８）式から明らかなように、送受波器５から
超音波パルスを送波して１゜砂体から△を秒経過する向
に超音波ビームの指目方同？ｉ、（８）式によって決足
さ肚る指向方向ケ変化させればよい。なお厳密には、指
向方向の変化は超音波・々ルス送波後１０秒経過１亘前
に竹なうのがよい。

（８）式において、指向方向の変位時間△ｔは海底２方
向のｈ′ｌｊ、−ｎ＋ｆ変位會いくらに設定するかによ
って決定垢れる。すなわち、直下の海底点Ｐ。からＰ１
点１での距離ｆ　Ｉ−Ｔｏ　、　Ｐ２点１での距離をＴ
−］’　、とすると、Ｌ□′−Ｄ２→−１丁、′・・・
・・・・・・（９）であるから、 従って、 △１−ヌｌ／１３らイ１；・　−−−象１．　　・ｃ（
、（１１） ０］）式に、、ｌ−、−いて、 であるか１つ、 又、ｐｏ点から１１点なで距Ｔ／ｆｐ　Ｉ’ｉｏはＩ［
。＝Ｉ）　ｂｎＣ９０Ｏ−０ｏ−α）　−（１４）なお
、θ［有］、（１４）式にち゛いて、１）　−ＬｃＯｓ
　Ｃ９０００６−α）　　−・・・Ｑ’９従って、１２
点までの距離Ｈ，全めらがしめ設定すれは、０東、（１
４）式に基ずいて変位時間△ｔを決定することができる
から、その時間内Ｖｃｔ昭晋波ヒービー指向方向０□を
（８１式で決定される指向方向に変位きせ’ｉＬはよい
。

第３図は上記原理に基す〈実施例を示し、送信器１から
周期的に送出される送信パルスは切換器２を経て送受波
器５に導かれて超−ば゛波パルスが水中に送波される。

送受波器５は２αの指向角を有し超音波パルスの送波時
は指向方向がθ。に設定されている。

超音波パルスの送敦後、水中からの反射波は送受波器５
に受波妊れた後、切換器２を経て受信器３に噂かｉＬる
。受１ぎで計３は受波した反射波ケ増巾して記録器４へ
送出する。記録器４は、例えば掃引型の記録器が用いら
れ、送信器２が送信パルスを送出すると同時に、記録ペ
ンが記録紙の一端から他端へ「「」１けて走行し、他端
唸で走行する１ｔｉｌに受波プれた反射波を記録紙上Ｋ
ｈ己録する。従って、記録ペンが記録紙の一端から他端
捷で走行する時１１４ｊを、送受波器５から送波した超
竹波パルスが所だ距離内ケ往旬するのに要する時間に内
応させて設定しておくと、ぞの距臨内にある反射坏から
の反身１波がＨ己企’Ｔｈ　Ａｆｔ−、にに６己録きれ
る。

他方、送信器１から送出される送信パルスばその一部が
カウンター６へ導か扛る。カウンター６は込惜パルスに
基すいてその計数イ［［１がリセットさｎると同時に、
クロックパルスゆλ７からのパ、ｎｙス列ケｇ−を叡す
る。

カウンター６の計数値は一致回路８において距ｉ市Ｆ設
５Ｊ！著≧９の設シ］シλ又イ１自と」上半しさ肛る。

そして、一致回紐８−１ＩＩｌｌ依ｌ１１１が一致し１
石とさ、−故パルスを・（ＩＩ−１角制御回路１０へ送
出″′ｒの０イ１１、ｊ角制御回路１０は送受波器５の
１ｈ向方向ケ制側］するもので、＠角部］＠１モーター
１１’、ｒＪｔＫｉＪ辺することにより、」二台己」盲
凹力向を１ｆｉｌｌ側ｊ−Ｊる。１なわち、送受波器５
の指向方向は、俯角設′；ｒｌ器１２によってめらかじ
めＵ。方向に設定さγしており、俯角制イｉ１１回路１
０が作動した俵は、設矩指内方向Ｕｏゲ：ＪＩ−準にＬ
２て指向方向が割御訟れる０ 俯角制御回ｌｌ′ｉ！ｔ１０の４”Ａ　ｎ：ｈ方間’１
ｌｔｌｌ　ｆｉｌ　ｋｉ前記（８）式と０１式並びにθ
（１）式、０９式に基ずいて行なわれる。すなわち、距
晰設ボ器９の設定距離全、あらかじめ送受波器５から海
底点■〕、寸での直線距離りに設定しておくと、一致旧
ＶＴ８から一致出力が送出さ牡だとき、俯角制御回路１
０は俯角設定器１２の設定角ｃｌｏと土配設定距＋１ｔ
　２とに基すいて、〕４：覚γｉ＜　ｔｌ、：　５　（
−）拍同力同θ１か前記（８）式に従って変化するＪｆ
　）に俯月制犯Ｊモータ１１ケ駆動す０゜ イ）１・、角制御回わ・ｈ！す〃・ｉ−、：　Ｆ＋−’
　ｔ、、）、′’　ｔｌ−＜　して速実波器５の掬回力
向ケ制御丁−・−７ｔ１、力１クンター６の距１’ｉｆ
ば１゛夜幻］Ｉ↓（１１巴の一トズ回１・゛卜１３へも
送出δｎる。−故旧１路１３はレン／設ボ村口４の設足
Ｗ巳離とカウンター　　−（ｉの汁晰討欣値とケ比戦し
て両距離が一致したとき一致出力を送出すり。レンジ設
定器１４は記録器４の記録１１７１１ｕｉケｈ文ンご−
ｆるもので、ｆ疋つ−Ｃ１記録唇咎４の記録ぺ／はｍｌ
録十の走行時間がレンジ設定器１４の設定距陥ケ音波が
往復する時間に一致するよりに設Ｗさオする０ レンジ設定器１４とカウンター６０両距離が一致したと
きの一致回路１３の出力は俯角−１征１回路１０へ送出
される。俯角制側１回路１０は一致回路１３から出力が
送出さ扛だとき、りｊ４角’ｍｌＪ何１モーター１１を
駆動して送受波０５の指向方向を初期設定値、すなわち
、俯角設’ｔｌＥ器１２の設定相同ガＩｒ’］＃ｏに復
帰′でぜる。その後、俯角制Ｗ＠１回路１０　ｉ／、ｉ
一致回路８から杓たび出力が送出芒れたとさ、前記と同
様にして俯角制御モーター１１を駆動する。

第４図は送受波器の１ｂ向方向を′電子的に制御する例
を示し、第３図と同−帯刀は同一物を示す。

第４図において送受波器は３個の撮動子５Ａ。

５Ｂ、５０で構成さ扛、各振動子５Ａ、、　５Ｂ、　５
Ｃはそれぞれの切換器２Ａ、　２Ｂ、　２Ｃ！を経て送
１Ｍ器１の送信出力が印加源れる。このとき、送（Ｍ器
１の送信信号は移相器１７人、１７Ｂ、１７０でそれぞ
れ移相された抜−一ニ汎そ扛の振動子へ専かれる。

移相器１．７Ａ、、　１．７Ｂ、　１７０の各移相量は
俯角設定器１２によって決定され、振動子５Ａ、５Ｂ、
５０の合成指向方向が俯角設定器１２の設定指向方向θ
。

になるように、それぞれの信号を移相する。

振動子５Ａ、　５Ｂ、　５Ｃｊの各々から送出された超
音波パルスは水中の１」標物で反射された後、再び首振
動子５Ａ、、５］３，５０に帰米する。そして、首振動
子５Ａ、５Ｂ、５０の受波伝号はそれぞれの切換器２Ａ
２１’３，２Ｃから移相器１６Ａ、　１６Ｂ、　１．６
Ｃの各々へ導かれる。

移相器１．６Ａ、　１６Ｂ、　１６０の各々は各撮動子
５Ａ。

５Ｂ＋　５０の受波倍’５’　ｋ移相するもので、それ
ぞれの移相量は俯角制御回路１０及び俯角設定器１２に
よって決定される。俯角制御回路１０は第３図と同様に
して、前記（４）式に従って指向方向θ１が変化するよ
りに移相器１６Ａ、１６Ｂ、１６０の各移相量を制御す
る。

俯角設定器１２の移相出力と（Ｉｉ、１角制御回路１０
の巻 移相出力は加枳５で加算された後にそれぞれの移相器１
．６Ａ、、　１６Ｂ、　１．６０に導かれる。俯角制御
回路１０は、（４）式から明らかなように、超音波パル
スの送波後ｔ。秒後から移相量カケ送出するから、超音
波パルス送波後ｉｏ秒間は俯角設定器１２によって移相
器１６Ａ、１６Ｂ、１６ｃの各移相量が決〆される。

そして、それぞれの移相量は振動子５Ａ、、　５Ｂ、　
５０の合成受波指向方向が初期指向方向θ。に一致する
ように決定される。なお、上記において、振動子５Ａ、
５Ｂ、５０の合成指向方向に対応する移相器１６Ａ、　
１６Ｂ、　１６０及び１７Ａ、　１．７Ｂ、　１７０の
各移相量は超音波の使用周波数、振動子の配列間隔等に
基すいて、公知のごとくして容易に決定することができ
る。又、記録器４は記録ペンが機械的に走行するものに
限らず、′電子的に走行するいわゆる多針電極ペンを用
いることもできる。あるいｄ：、ブラウン管表示器のよ
うな衣示器を用いることも可能である。又、送受波器５
０指向角２αは送波時と受波時で異なるごとく設定して
もよい。すなわち、送波時の指向角を受波時に比しで広
くなるように設定してもよい。又、送波あるいは受波時
の指向燭性はビームの中心線に対して非対称になるよう
に設定してもよい。又、距離設定器９から送出でれる距
離データーは直下の海底点Ｐ。（第２図）までの距離り
を測探してその測深値を用いてもよい。すなわち、超音
波パルスを直下の海底に向けて送受波して深度りを測定
してその測深値に基づいて送受波器５から１〕１点壕で
の距離■、を算出して用いればよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の水中探知機の探知動作を説明するだめの
図、第２図はこの発明の詳細な説明するための図、第３
図はこの発明の実施例を示１〜、第４図は他の実施例を
示す。 特許出願人　　古野電気株式会社 第３２ 第４２

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）水中の斜下方向の海底に向けてあらかじめ定めた
   範囲角内に超Ｈ＞波パルスを送波する送波装置と、 該超音波パルスが水中の反射物体で反射される反射波を
   受波する受波装置と、 上Ｈｔ超首波パルスの送波後特定時間経過後に上記受波
   装置の指向方向を海面方向に変化させる指向方向制御装
   置とを具備してなる水中探知装置。
2. （２）上記送波装置から送波３れる超音波パルスの指向
   特性が超音波ビームの中心線に対して非対称に形成され
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の水
   中探知装置。
3. （３）上記受波装置の指凹角が上記送波装置の指向角よ
   り狭く設ポさ匙ていることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項又は第２現記載の水中探知装置。
4. （４）上記送波装置と受波装置へ超汁波振動子が共用を
   れてい石ことを特徴とする特許請求の範囲第１項、第２
   項又は紀３項記載の水中探知装置。