JPS60220881A - 複数周波数用超音波送受波器 - Google Patents
複数周波数用超音波送受波器Info
- Publication number
- JPS60220881A JPS60220881A JP7744084A JP7744084A JPS60220881A JP S60220881 A JPS60220881 A JP S60220881A JP 7744084 A JP7744084 A JP 7744084A JP 7744084 A JP7744084 A JP 7744084A JP S60220881 A JPS60220881 A JP S60220881A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- frequency
- frequencies
- elements
- vibrating element
- wavelength
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
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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
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/52—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
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、ソナーや魚群探知機などに用いる超音波送受
波器に係り、特に振動素子の配列構造に関する。
波器に係り、特に振動素子の配列構造に関する。
一般にソナーや魚群探知機等に用いられる送受波器は、
平面又は円筒面上に多数個の振動素子を縦・横それぞれ
の方向に整然とならべて配列し、これらに適当な振巾９
位相をもつ電気信号を与えて所望の音波指向特性、音圧
等を得るべく構成されている。ところでこれらの振動素
子は一般に（Ｑが高い為）広帯域化をはかることが困難
である。従って送受波器の使用周波数は振動素子の共振
周波数である単一周波数で使用する場合がほとんどであ
る。
平面又は円筒面上に多数個の振動素子を縦・横それぞれ
の方向に整然とならべて配列し、これらに適当な振巾９
位相をもつ電気信号を与えて所望の音波指向特性、音圧
等を得るべく構成されている。ところでこれらの振動素
子は一般に（Ｑが高い為）広帯域化をはかることが困難
である。従って送受波器の使用周波数は振動素子の共振
周波数である単一周波数で使用する場合がほとんどであ
る。
しかし使用周波数が単一周波数しかないということは非
常に不便であるため、各振動素子の２倍調波や３倍調波
の周波数でも超音波が送受信できる様に工夫されたもの
もある。また、一般に振動素子の輻射面寸法は送・受信
する超音波の目的方向以外の音波ビーム（以下サイドロ
ープと呼ぶこととする）を抑圧するためλ／２（λは周
波数ｆにおける音波の波長）に選択される。
常に不便であるため、各振動素子の２倍調波や３倍調波
の周波数でも超音波が送受信できる様に工夫されたもの
もある。また、一般に振動素子の輻射面寸法は送・受信
する超音波の目的方向以外の音波ビーム（以下サイドロ
ープと呼ぶこととする）を抑圧するためλ／２（λは周
波数ｆにおける音波の波長）に選択される。
例えば今共振周波数がｆ。と２九の２つの周波数で使用
可能な送受波器の場合について考えると。
可能な送受波器の場合について考えると。
振動素子の音波輻射面寸法は共振周波数に拘らず一定で
あるかり今、輻射面寸法を上記周波数ｆｏの１／２波長
であるλｏ／ ２に選んだとすると２ｆｏの周波数で使
用するときは、その寸法は使用周波数の１波長の長さに
相当するものとなりサイドロープ抑圧が不充分となって
不都合である。そこでこの様な場合は第１図の従来例に
示す様に周波数ｆ。のときに輻射面寸法がλＶ／′２の
振動素子群３からなる送受波器ｌの他に１周波数２ｆｏ
のとき１／２波長の寸法であるλ。／４の振動素子群４
からなる送受波器２の両方をもつ必要があるため、大型
化する形状面だけでなく、サイドロープの抑圧の点でも
不都合があった。
あるかり今、輻射面寸法を上記周波数ｆｏの１／２波長
であるλｏ／ ２に選んだとすると２ｆｏの周波数で使
用するときは、その寸法は使用周波数の１波長の長さに
相当するものとなりサイドロープ抑圧が不充分となって
不都合である。そこでこの様な場合は第１図の従来例に
示す様に周波数ｆ。のときに輻射面寸法がλＶ／′２の
振動素子群３からなる送受波器ｌの他に１周波数２ｆｏ
のとき１／２波長の寸法であるλ。／４の振動素子群４
からなる送受波器２の両方をもつ必要があるため、大型
化する形状面だけでなく、サイドロープの抑圧の点でも
不都合があった。
本発明は、かかる従来技術の欠点を解消するものであっ
て、成る共振周波数に対して用いる振動素子の複数個を
並列接続することによって。
て、成る共振周波数に対して用いる振動素子の複数個を
並列接続することによって。
それらの振動素子を他の共振周波数に対しても使用可能
とし、振動素子を複数の共振周波数で共用することによ
って送受波器の外形寸法を小型のものに構成し得る。複
数周波数用超音波送受波器を提供するものである。
とし、振動素子を複数の共振周波数で共用することによ
って送受波器の外形寸法を小型のものに構成し得る。複
数周波数用超音波送受波器を提供するものである。
以下図面に示す本発明実施例につき詳説する。
第２図は本発明の実施例を示すもので、第２図（イ）は
輻射面の一辺の寸法がｂの振動素子の多数個からなる送
受波器４を示す。今、仮にこの振動素子の共振周波数が
ｆであり、かつこの２倍調波である２ｆにも共振周波数
をもつものとする。このような振動素子を周波数２ｆで
使用する場合は、輻射面寸法すを周波数２ｆにおける波
長λ＝Ｏ／２ｆ（但し、Ｃは音速）の１／２であるλ／
２ ＝ Ｃ／４ｆにとり、各々の振動素子に適当な振巾
１位相をもつ電気信号を与えるこ吉によってサイドロー
ブの少ない送信音波ビームを形成することができ、逆に
各々の振動素子の受波音圧を適当な電気信号レベルに増
申し位相制御するこ吉により受波ビームを形成すること
が可能である。
輻射面の一辺の寸法がｂの振動素子の多数個からなる送
受波器４を示す。今、仮にこの振動素子の共振周波数が
ｆであり、かつこの２倍調波である２ｆにも共振周波数
をもつものとする。このような振動素子を周波数２ｆで
使用する場合は、輻射面寸法すを周波数２ｆにおける波
長λ＝Ｏ／２ｆ（但し、Ｃは音速）の１／２であるλ／
２ ＝ Ｃ／４ｆにとり、各々の振動素子に適当な振巾
１位相をもつ電気信号を与えるこ吉によってサイドロー
ブの少ない送信音波ビームを形成することができ、逆に
各々の振動素子の受波音圧を適当な電気信号レベルに増
申し位相制御するこ吉により受波ビームを形成すること
が可能である。
一方、共振周波数ｆで使用する時は、使用周波数での１
／２波長を振動素子の一辺の長さとして輻射面寸法を定
めればよいのであるから例えば帛２図（ロ）に示す様に
一辺の長さがＣ／４ ／の振動素子を縦・横両方向に２
個づつ（合計４個）並列に接続して構成することにより
一辺が０／２ｆの振動素子を得ることができる。このよ
うに−辺の長さがｂの振動素子４を４個並列に接続され
た振動素子３はその一辺がｂの２倍のものとなり、振動
素子４で用いる周波数２ｆの半分の周波数ｆを用いるこ
とが可能となる。このようにして、２種類の周波数のい
ずれにおいてもサイドローブの少ない送受波器がその外
形寸法を大きくすることなく実現されるものである。
／２波長を振動素子の一辺の長さとして輻射面寸法を定
めればよいのであるから例えば帛２図（ロ）に示す様に
一辺の長さがＣ／４ ／の振動素子を縦・横両方向に２
個づつ（合計４個）並列に接続して構成することにより
一辺が０／２ｆの振動素子を得ることができる。このよ
うに−辺の長さがｂの振動素子４を４個並列に接続され
た振動素子３はその一辺がｂの２倍のものとなり、振動
素子４で用いる周波数２ｆの半分の周波数ｆを用いるこ
とが可能となる。このようにして、２種類の周波数のい
ずれにおいてもサイドローブの少ない送受波器がその外
形寸法を大きくすることなく実現されるものである。
もし基本周波数ｆの他にその３倍周波である３ｆの周波
数に共振周波数をもつ送受波器が望まれる場合には、第
２図（口ｊで示すような一辺がｂ（−，７ρの振動素子
４０代りに、−辺がＣ／６ｆの素子を縦および横方向の
それぞれに各３個づつ並べたもの、すなわち合計９個の
振動素子４を並列接続することによって実現されるもの
である。
数に共振周波数をもつ送受波器が望まれる場合には、第
２図（口ｊで示すような一辺がｂ（−，７ρの振動素子
４０代りに、−辺がＣ／６ｆの素子を縦および横方向の
それぞれに各３個づつ並べたもの、すなわち合計９個の
振動素子４を並列接続することによって実現されるもの
である。
送受信する音波ビームの巾（ビーム巾）は周波数、振動
素子１個の素子寸法、それらの素子間隔（素子中心間隔
）及び素子数から一義的に定まることは衆知のことであ
る。また９本発明においては素子寸法を使用周波数の１
７２波長。
素子１個の素子寸法、それらの素子間隔（素子中心間隔
）及び素子数から一義的に定まることは衆知のことであ
る。また９本発明においては素子寸法を使用周波数の１
７２波長。
素子間隔も使用周波数の１／２波長にとるものとして説
明してきたので、使用周波数ｆと２ｆＣ又は３ｆ）にお
いて音波のビーム巾を同じくする為にはそれぞれの周波
数での使用素子数を同じにしなければならない。
明してきたので、使用周波数ｆと２ｆＣ又は３ｆ）にお
いて音波のビーム巾を同じくする為にはそれぞれの周波
数での使用素子数を同じにしなければならない。
このような、複数の周波数において音波ビーム巾を同一
にしたいという要求に対しては、第３図に示すように、
送受波器全体の中央部（又は端部）に、２ｆ（又は３ｆ
）に共振周波数をもち一辺がＣ／４ｆ（又はＣ／６ｆ）
の振動素子４を配置すれば良い。この場合、共振周波数
ｆにおいて１史用する素子数と２ｆＣ又は３ｆ）で使用
する素子数とを同一にすることは勿論である。
にしたいという要求に対しては、第３図に示すように、
送受波器全体の中央部（又は端部）に、２ｆ（又は３ｆ
）に共振周波数をもち一辺がＣ／４ｆ（又はＣ／６ｆ）
の振動素子４を配置すれば良い。この場合、共振周波数
ｆにおいて１史用する素子数と２ｆＣ又は３ｆ）で使用
する素子数とを同一にすることは勿論である。
以上の説明においては振動素子は一平面上に並べられる
ものとして述べたが２本発明はこれに限定されず９円筒
面又は球面上に配列しても全（差支えないものである。
ものとして述べたが２本発明はこれに限定されず９円筒
面又は球面上に配列しても全（差支えないものである。
また共振周波数についても、ｆ、 ２ｆ、 ３ｆはあく
までも例示したに過ぎないものである。
までも例示したに過ぎないものである。
以上説明した４５Ｊｅに７本発明によれば超音波送受波
器の寸法を大きくすることなく複数の共振周波数で使用
できかつサイドローブの少ない超音波ビームを得ること
が可能な送受波ｆ念が提供され、またそれら複数の使用
周波数で音波ビームの１１〕を同一にすることが可能な
送受波器を容易に構成できるという利点を有する。
器の寸法を大きくすることなく複数の共振周波数で使用
できかつサイドローブの少ない超音波ビームを得ること
が可能な送受波ｆ念が提供され、またそれら複数の使用
周波数で音波ビームの１１〕を同一にすることが可能な
送受波器を容易に構成できるという利点を有する。
第１図は従来の送受波器の振動素子配列を示す平面図、
第２図（イ）、（ロ）は本発明の一実施例を示しくイ）
は振動素子配列を示す平面図、（ロ）はその一部を拡大
して示す平面図、および第３図は本発明の別実施例を示
す平面図である。 １・・・輻射面寸法が１／２波長の振動子群から成る送
受波器、２・・・輻射面寸法が１／４波長の振動子群か
ら成る送受波器、３・・・輻射面寸法が１７２波長の振
動素子、４・・・輻射面寸法が１／４波長の振動素子 出願人 日本無線株式会社
第２図（イ）、（ロ）は本発明の一実施例を示しくイ）
は振動素子配列を示す平面図、（ロ）はその一部を拡大
して示す平面図、および第３図は本発明の別実施例を示
す平面図である。 １・・・輻射面寸法が１／２波長の振動子群から成る送
受波器、２・・・輻射面寸法が１／４波長の振動子群か
ら成る送受波器、３・・・輻射面寸法が１７２波長の振
動素子、４・・・輻射面寸法が１／４波長の振動素子 出願人 日本無線株式会社
Claims (1)
- （１）一つの基本周波数の他にその複数倍調周波数を共
振周波数とする振動素子群からなる超音波送受波器にお
いて、各振動素子の輻射面の一辺の寸法を使用する最大
倍調周波数のｌ波長に設定し、前記振動素子を前記最大
倍調周波数と前記基本周波数との比から定まる整数個ず
つ縦横両方向に並列接続して、前記最大倍調周波数の場
合には前記振動素子の各々を独立に使用し、前記基本周
波数の場合には（２、特許請求の範囲第１項の超音波送
受器において、その一部分の振動素子群を前記最大倍調
周波数の１／２波長の長さを一辺とする振動素子で構成
し、他の部分を前記基本周波数の１／２波長の長さを一
辺とする振動素子で構成することにより、いずれの使用
周波数においても合成される超音波のビーム幅が実質的
に等しくなることを特徴とする複数周波数用超音波送受
波器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7744084A JPS60220881A (ja) | 1984-04-17 | 1984-04-17 | 複数周波数用超音波送受波器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7744084A JPS60220881A (ja) | 1984-04-17 | 1984-04-17 | 複数周波数用超音波送受波器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60220881A true JPS60220881A (ja) | 1985-11-05 |
| JPH0137706B2 JPH0137706B2 (ja) | 1989-08-09 |
Family
ID=13634082
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7744084A Granted JPS60220881A (ja) | 1984-04-17 | 1984-04-17 | 複数周波数用超音波送受波器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60220881A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0419896U (ja) * | 1990-05-31 | 1992-02-19 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55149593A (en) * | 1979-04-20 | 1980-11-20 | Furuno Electric Co Ltd | Transmitting and receiving unit of ultrasonic wave |
| JPS58124394A (ja) * | 1982-01-19 | 1983-07-23 | Furuno Electric Co Ltd | 多周波用超音波送受波器 |
| JPS6437706A (en) * | 1987-08-01 | 1989-02-08 | Sony Corp | Magnetic head |
-
1984
- 1984-04-17 JP JP7744084A patent/JPS60220881A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55149593A (en) * | 1979-04-20 | 1980-11-20 | Furuno Electric Co Ltd | Transmitting and receiving unit of ultrasonic wave |
| JPS58124394A (ja) * | 1982-01-19 | 1983-07-23 | Furuno Electric Co Ltd | 多周波用超音波送受波器 |
| JPS6437706A (en) * | 1987-08-01 | 1989-02-08 | Sony Corp | Magnetic head |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0419896U (ja) * | 1990-05-31 | 1992-02-19 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0137706B2 (ja) | 1989-08-09 |
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