JPS60242383A - ３次元水中探知装置に用いる超音波送受波装置 - Google Patents
３次元水中探知装置に用いる超音波送受波装置Info
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- JPS60242383A JPS60242383A JP9945384A JP9945384A JPS60242383A JP S60242383 A JPS60242383 A JP S60242383A JP 9945384 A JP9945384 A JP 9945384A JP 9945384 A JP9945384 A JP 9945384A JP S60242383 A JPS60242383 A JP S60242383A
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- circuit
- signal
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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
- G01S15/06—Systems determining the position data of a target
- G01S15/42—Simultaneous measurement of distance and other co-ordinates
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- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
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- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- General Physics & Mathematics (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】
（産業上の利用分野）
この発明は水中に超音波を送受波して水中探知を行う装
置に関し、特に、水中探知を３次元的に行うことに関す
る。
置に関し、特に、水中探知を３次元的に行うことに関す
る。
（従来技術）
水中探知装置は水中に超音波パルスを送受波して水中探
知を行うが、最近、水中を２次元的に探知する水中探知
装置が多用される傾向にある。
知を行うが、最近、水中を２次元的に探知する水中探知
装置が多用される傾向にある。
水中を２次元的に探知する場合、水中の広範囲方向に超
音波パルスを送波して、各方向から帰来する反射波を各
方向毎に時系列化して表示する。
音波パルスを送波して、各方向から帰来する反射波を各
方向毎に時系列化して表示する。
この装置の場合、探知物の２次元的な大きさは判別でき
るが３次元的な大きさ、すなわち、探知物の量的な判別
はできない。
るが３次元的な大きさ、すなわち、探知物の量的な判別
はできない。
（発明が解決しようとする問題点）
水中探知を３次元的に行い、その探知結果に基づいて探
知物の３次元的な大きさを観察する。
知物の３次元的な大きさを観察する。
（問題点を解決するための手段）
Ｘ軸方向、Ｙ軸方向の各々に複数個の超音波送受波器を
配列して一対の超音波送受波器を構成し、片方の超音波
送受波器を送波器として使用し、他方の送受波器を受波
器として使用する。そして、送波ビームを周波数を異な
らせて複数方向に送波して共通の受波ビームで受波する
。受波ビーム信号を周波数分離してとの送波ビームによ
る受波信号であるかを検出する。
配列して一対の超音波送受波器を構成し、片方の超音波
送受波器を送波器として使用し、他方の送受波器を受波
器として使用する。そして、送波ビームを周波数を異な
らせて複数方向に送波して共通の受波ビームで受波する
。受波ビーム信号を周波数分離してとの送波ビームによ
る受波信号であるかを検出する。
（作 用）
送波ビームを周波数を異ならせて複数方向に送波するこ
とにより、送波方向と直行する２次元平面内からの反射
波を同時に検出する。これによって、３次元方向からの
反射波を検出する。
とにより、送波方向と直行する２次元平面内からの反射
波を同時に検出する。これによって、３次元方向からの
反射波を検出する。
（実施例）
第１図において、■及び２は超音波送受波器を示し、そ
れぞれＮ個の超音波振動子が配列されて構成されている
。そして、超音波送受波器ｌの超音波振動子Ｔ１□乃至
Ｔ１ＮはＸＹ平面上におけるＸ軸方向に配列され、一方
、超音波送受波器２の超音波振動子Ｔ２□乃至Ｔ２Ｎは
Ｙ軸方向に配列されている。
れぞれＮ個の超音波振動子が配列されて構成されている
。そして、超音波送受波器ｌの超音波振動子Ｔ１□乃至
Ｔ１ＮはＸＹ平面上におけるＸ軸方向に配列され、一方
、超音波送受波器２の超音波振動子Ｔ２□乃至Ｔ２Ｎは
Ｙ軸方向に配列されている。
超音波送受波器１並びに２を構成する超音波振動子の各
々は送受切換器３を経て送信回路４あるいは受信回路５
のいずれかに接続される。
々は送受切換器３を経て送信回路４あるいは受信回路５
のいずれかに接続される。
送受切換器３は切換制御回路１１によって送受波器１並
びに２を送信回路４あるいは送信回路５のいずれかに切
換えて接続する。例えば、送受波器１を送信回路４に接
続するとき、他の送受波器２は受信回路５に接続される
。逆に１．送受波器２を送信回路４に接続するとき、他
の送受波器ｌは受信回路５に接続される。 送信回路４
並びに受信回路５は共にＮチャンネルの回路で構成され
ている。従って、今仮に、送受波器１が送信回路４に接
続されているものとすると、送受波器１の各々の超音波
振動子Ｔ１．乃至Ｔ１Ｎは送信回路４の各チャンネル出
力によって各々別個に励振される。
びに２を送信回路４あるいは送信回路５のいずれかに切
換えて接続する。例えば、送受波器１を送信回路４に接
続するとき、他の送受波器２は受信回路５に接続される
。逆に１．送受波器２を送信回路４に接続するとき、他
の送受波器ｌは受信回路５に接続される。 送信回路４
並びに受信回路５は共にＮチャンネルの回路で構成され
ている。従って、今仮に、送受波器１が送信回路４に接
続されているものとすると、送受波器１の各々の超音波
振動子Ｔ１．乃至Ｔ１Ｎは送信回路４の各チャンネル出
力によって各々別個に励振される。
他方、送受波器２は受信回路５へ接続されるから、送受
波器２の超音波振動子Ｔ２１乃至Ｔ２Ｎの各受波信号が
各チャンネルの受信回路によって検出される。
波器２の超音波振動子Ｔ２１乃至Ｔ２Ｎの各受波信号が
各チャンネルの受信回路によって検出される。
送信回路４は送信信号生成回路６によって生成された送
信信号を方向指定回路７で指定された方向へ送信する。
信信号を方向指定回路７で指定された方向へ送信する。
他方、受信回路５は上記受信信号をビーム形成回路８へ
送出して指向性受波ビームを形成する。
送出して指向性受波ビームを形成する。
ビーム形成回路８によって検出された反射体からの受波
信号は演算処理回路９へ送出されて、反射体の３次元方
向の大きさが演算される。その演算結果は表示装置１０
へ送出されて表示される。
信号は演算処理回路９へ送出されて、反射体の３次元方
向の大きさが演算される。その演算結果は表示装置１０
へ送出されて表示される。
第２図は送信回路４の具体例を示す。
同図において、４０１．４０２．４０３は読出し専用メ
モリを示し、各々の読出し専用メモリ４０１．４０２゜
４０３は、記憶データをＮビットの出力で送出する。そ
して、読み出された記憶出力はラッチ回路４０４、４０
５．４０８の各々に記憶出力が読み出される毎にラッチ
される。
モリを示し、各々の読出し専用メモリ４０１．４０２゜
４０３は、記憶データをＮビットの出力で送出する。そ
して、読み出された記憶出力はラッチ回路４０４、４０
５．４０８の各々に記憶出力が読み出される毎にラッチ
される。
読み出し専用メモリ４０１は、アドレスバス４０７のア
ドレスデータとカウンター４０Ｂのカウントデータとに
よって記憶番地が指定される。アドレスバス４０７のア
ドレスデータは第１図の方向指定回路７によって与えら
れ、カウンター４０８には送信信号生成回路６から送出
される送信用クロックパルスが導かれる。この送信用ク
ロックパルスは超音波送波器ｌから送出する送波パルス
のパルス巾に相当する時間だけ持続する。
ドレスデータとカウンター４０Ｂのカウントデータとに
よって記憶番地が指定される。アドレスバス４０７のア
ドレスデータは第１図の方向指定回路７によって与えら
れ、カウンター４０８には送信信号生成回路６から送出
される送信用クロックパルスが導かれる。この送信用ク
ロックパルスは超音波送波器ｌから送出する送波パルス
のパルス巾に相当する時間だけ持続する。
上記において、読出し専用メモリ４０１．ラッチ回路４
０４．アドレスバス４０７．カウンター４０８は、出願
人が先に特開昭５９−２７６５３号公報で提供した多相
周波信号の生成装置を構成する。すなわち、カウンター
４０８に送信用クロックパルス列が印加され、カウンタ
ー４０８がくり出しカウント動作を行うとき、カウント
データによって設定される記憶データが読み出されてＮ
ビットの記憶出力で送出され、その記憶出力がラッチ回
路４０４にラッチされることにより、ラッチ回路４０４
からＮ相の周波信号が送出される。このＮ相の周波信号
の位相関係は、特開昭５９−２７８５３号公報で説明し
たように、読出し専用メモリ４０１に書込む記憶データ
に応じて設定される。さらに、読出し専用メモリ４０１
は、アドレスバス４０７のアドレスデータが変化すると
、読出し番地が少なくともカウンター４０８の計数容量
以上変化して、変化位置を基準にしてカウンター４０８
のカウントデータに対応した記憶番地の記憶データが読
出される。従って、アドレスバス４０７のアドレスデー
タを変化させることにより、Ｎ相の周波信号の位相関係
を変化させることができる。
０４．アドレスバス４０７．カウンター４０８は、出願
人が先に特開昭５９−２７６５３号公報で提供した多相
周波信号の生成装置を構成する。すなわち、カウンター
４０８に送信用クロックパルス列が印加され、カウンタ
ー４０８がくり出しカウント動作を行うとき、カウント
データによって設定される記憶データが読み出されてＮ
ビットの記憶出力で送出され、その記憶出力がラッチ回
路４０４にラッチされることにより、ラッチ回路４０４
からＮ相の周波信号が送出される。このＮ相の周波信号
の位相関係は、特開昭５９−２７８５３号公報で説明し
たように、読出し専用メモリ４０１に書込む記憶データ
に応じて設定される。さらに、読出し専用メモリ４０１
は、アドレスバス４０７のアドレスデータが変化すると
、読出し番地が少なくともカウンター４０８の計数容量
以上変化して、変化位置を基準にしてカウンター４０８
のカウントデータに対応した記憶番地の記憶データが読
出される。従って、アドレスバス４０７のアドレスデー
タを変化させることにより、Ｎ相の周波信号の位相関係
を変化させることができる。
ラッチ回路４０４から送出されるＮ相の周波信号は第１
乃至第Ｎの加算回路４１３．乃至４１３Ｎへ各相毎に別
個に導かれた後、電力増巾器４１４□乃至４１４ＮＩ７
）各々で電力増巾されて超音波振動子Ｔ１１乃至Ｔ１Ｎ
の各々を励振する。
乃至第Ｎの加算回路４１３．乃至４１３Ｎへ各相毎に別
個に導かれた後、電力増巾器４１４□乃至４１４ＮＩ７
）各々で電力増巾されて超音波振動子Ｔ１１乃至Ｔ１Ｎ
の各々を励振する。
従って、超音波振動子Ｔ１１乃至Ｔ１ＮはＮ相の周波信
号で励振されて水中に超音波パルスを送波し、その超音
波パルスの指向方向は超音波振動子Ｔ１１乃至Ｔ１Ｎの
励振信号の位相関係によって決定される。従って、読出
し専用メモリ４０１から記憶データが読出されて生成さ
れＮ相の周波信号の位相関係を適宜設定することにより
、水中に送波する超音波パルスの指向方向を任意に設定
することができる。
号で励振されて水中に超音波パルスを送波し、その超音
波パルスの指向方向は超音波振動子Ｔ１１乃至Ｔ１Ｎの
励振信号の位相関係によって決定される。従って、読出
し専用メモリ４０１から記憶データが読出されて生成さ
れＮ相の周波信号の位相関係を適宜設定することにより
、水中に送波する超音波パルスの指向方向を任意に設定
することができる。
読出し専用メモリ４０２並びに４０３は読出し専用メモ
リ４０１と同様にしてＮ相の周波信号を生成する。すな
わち、読出し専用メモリ４０２はカウンタ４１０に送信
パルス列が印加されている間Ｎ相の周波信号をラッチ回
路４０５から送出し、そのＮ和周波信号の位相関係はア
ドレスバス４０８のアドレスデータによって変化させら
れる。又、読出し専用メモリ４０３はカウンタ４１２に
送信パルス列が印加されている間ラッチ回路４０６から
Ｎ相の周波信号を送出し、その位相関係はアドレス４１
１のアドレスデータによって変化させられる。
リ４０１と同様にしてＮ相の周波信号を生成する。すな
わち、読出し専用メモリ４０２はカウンタ４１０に送信
パルス列が印加されている間Ｎ相の周波信号をラッチ回
路４０５から送出し、そのＮ和周波信号の位相関係はア
ドレスバス４０８のアドレスデータによって変化させら
れる。又、読出し専用メモリ４０３はカウンタ４１２に
送信パルス列が印加されている間ラッチ回路４０６から
Ｎ相の周波信号を送出し、その位相関係はアドレス４１
１のアドレスデータによって変化させられる。
」二記において、カウンタ４０Ｂ、 ４１０．４１２に
は送信信号生成回路６（第１図）から送信用クロックパ
ルス列が導かれ、アドレスバス４０７．４０９．４１１
には方向指定回路７から方向指定データがアドレスデー
タとして導かれる。送信用クロックパルスは、カウンタ
４０８．４１０．４１２へ同時に導かれ、カウンタ４０
８にはくり返し周波数ｆ１のパルス列が導かれ、カウン
タ４１０．４１２へはくり返し周波数ｆ２、Ｔ３のパル
ス列が導かれる。従って、′ラッチ回路４０４からは周
波数ｆ１の多相周波信号が送出され、ラッチ回路４０５
．４０８からは周波数ｆ２、Ｔ３の多相周波信号が送出
される。
は送信信号生成回路６（第１図）から送信用クロックパ
ルス列が導かれ、アドレスバス４０７．４０９．４１１
には方向指定回路７から方向指定データがアドレスデー
タとして導かれる。送信用クロックパルスは、カウンタ
４０８．４１０．４１２へ同時に導かれ、カウンタ４０
８にはくり返し周波数ｆ１のパルス列が導かれ、カウン
タ４１０．４１２へはくり返し周波数ｆ２、Ｔ３のパル
ス列が導かれる。従って、′ラッチ回路４０４からは周
波数ｆ１の多相周波信号が送出され、ラッチ回路４０５
．４０８からは周波数ｆ２、Ｔ３の多相周波信号が送出
される。
ラッチ回路４０４．４０５．４０６の多相信号のうち、
同一チャンネルの周波信号が加算回路４１３１乃至４１
３Ｎ−ｒ加算される。例えば、加算回路４１３１はラッ
チ回路４０４．４０５．４０６の第１チヤンネルの周波
信号を加算する。従って、加算回路４１３１乃至４１３
Ｎ（７）各々は３周波ｆ１、Ｔ２、Ｔ３の信号を送出し
、この３周波性号ｆ１、Ｔ２、ｆ−り電力増巾されて超
音波送受波器Ｔ１乃至ＴＮを励振する。ここでは、３周
波ｆ１、Ｔ２、Ｔ３を各々の超音波振動子の共振特性内
で少しづつ異なるように設定しておくと、超音波振動子
Ｔ１乃至んの各々は３周波の超音波信号を送信する。そ
して、周波数ｆ１の超音波信号はその合成指向方向が記
憶回路４０１の記憶データによって決定され、周波数ｆ
２、Ｔ３の超音波信号は、記憶回路４０２゜４０３の記
憶データによってその合成指向方向が決定される。従っ
て、超音波振動子Ｔ１乃至ＴＮからは第３図に示すよう
に、θ１方向に周波数ｆ１の送波ビームＢ１が形成され
、θ２、θ３の各方向に周波ａｆ２、Ｔ３の送波ビーム
Ｂ２、Ｂ３がそれぞれ形成される。この送波ビームＢ１
、Ｂ２、Ｂ３はＸ軸方向に無指向性で、Ｙ軸方向に指向
性を有する。そして、それぞれの指向方向θ１、θ２、
θ３４±、特開昭５９−２７６５３号公報と同様にして
、読出し専用メモリ４０１．４０２．４０３の記憶デー
タの読出し範囲をアドレスバス４０７．４０９ 。
同一チャンネルの周波信号が加算回路４１３１乃至４１
３Ｎ−ｒ加算される。例えば、加算回路４１３１はラッ
チ回路４０４．４０５．４０６の第１チヤンネルの周波
信号を加算する。従って、加算回路４１３１乃至４１３
Ｎ（７）各々は３周波ｆ１、Ｔ２、Ｔ３の信号を送出し
、この３周波性号ｆ１、Ｔ２、ｆ−り電力増巾されて超
音波送受波器Ｔ１乃至ＴＮを励振する。ここでは、３周
波ｆ１、Ｔ２、Ｔ３を各々の超音波振動子の共振特性内
で少しづつ異なるように設定しておくと、超音波振動子
Ｔ１乃至んの各々は３周波の超音波信号を送信する。そ
して、周波数ｆ１の超音波信号はその合成指向方向が記
憶回路４０１の記憶データによって決定され、周波数ｆ
２、Ｔ３の超音波信号は、記憶回路４０２゜４０３の記
憶データによってその合成指向方向が決定される。従っ
て、超音波振動子Ｔ１乃至ＴＮからは第３図に示すよう
に、θ１方向に周波数ｆ１の送波ビームＢ１が形成され
、θ２、θ３の各方向に周波ａｆ２、Ｔ３の送波ビーム
Ｂ２、Ｂ３がそれぞれ形成される。この送波ビームＢ１
、Ｂ２、Ｂ３はＸ軸方向に無指向性で、Ｙ軸方向に指向
性を有する。そして、それぞれの指向方向θ１、θ２、
θ３４±、特開昭５９−２７６５３号公報と同様にして
、読出し専用メモリ４０１．４０２．４０３の記憶デー
タの読出し範囲をアドレスバス４０７．４０９ 。
４１１のそれぞれのアドレスデータによって変化させる
ことにより、任意の方向に設定することができる。
ことにより、任意の方向に設定することができる。
第４図は、第１図における受信回路５、ビーム形成回路
８の具体例を示す。
８の具体例を示す。
第４図において、超音波振動子Ｔ２１乃至Ｔ２Ｎの受信
信号はそれぞれの前置増巾器５０１１乃至５０１Ｎを経
てフイルターＦ１□乃至Ｆ、Ｎ、Ｆ２１乃至Ｆ２Ｎ、Ｆ
３１乃至Ｆ３Ｎの対応するものに導かれる。例えば、超
音波振動子Ｔ の受波信号は前置増巾器５０１から２１
１ フイルターＦ 、Ｆ 、Ｆ へ導かれ、超音波振＋１
２１ ３１ 動子Ｔ の受波信号は前置増巾器５０２□からフィル２ ターＦ１２、Ｆ２２、Ｆ３゜の各々へ導かれ、又、超音
波振動子Ｔ２Ｎの受波信号はフィルターＦ１Ｎ、Ｆ２Ｎ
、Ｆ３Ｎの各々へ導かれる。
信号はそれぞれの前置増巾器５０１１乃至５０１Ｎを経
てフイルターＦ１□乃至Ｆ、Ｎ、Ｆ２１乃至Ｆ２Ｎ、Ｆ
３１乃至Ｆ３Ｎの対応するものに導かれる。例えば、超
音波振動子Ｔ の受波信号は前置増巾器５０１から２１
１ フイルターＦ 、Ｆ 、Ｆ へ導かれ、超音波振＋１
２１ ３１ 動子Ｔ の受波信号は前置増巾器５０２□からフィル２ ターＦ１２、Ｆ２２、Ｆ３゜の各々へ導かれ、又、超音
波振動子Ｔ２Ｎの受波信号はフィルターＦ１Ｎ、Ｆ２Ｎ
、Ｆ３Ｎの各々へ導かれる。
フィルターＦ１１乃至Ｆ１Ｎは超音波振動子Ｔ２１乃至
Ｔ２Ｎの受波信号のうらから周波数ｆ、の信号成分を抽
出する。又、フィルターＦ２□乃至Ｆ２Ｎ、Ｆ３、乃至
Ｆ３Ｎの各々は周波数ｆ２、ｆ３の信号成分をそれぞれ
抽出する。各フィルターの抽出信号のうち、フィルター
Ｆ１、乃至Ｆ１Ｎｖ）抽出信号はビーム形成回路５０２
□へ導かれ、フィルターＦ２１乃至Ｆ２Ｎ、Ｆ３、乃至
Ｆ の各出力はビーム形成回路５０２’ ５０３へ３Ｎ
２′ ３ それぞれ送出される。
Ｔ２Ｎの受波信号のうらから周波数ｆ、の信号成分を抽
出する。又、フィルターＦ２□乃至Ｆ２Ｎ、Ｆ３、乃至
Ｆ３Ｎの各々は周波数ｆ２、ｆ３の信号成分をそれぞれ
抽出する。各フィルターの抽出信号のうち、フィルター
Ｆ１、乃至Ｆ１Ｎｖ）抽出信号はビーム形成回路５０２
□へ導かれ、フィルターＦ２１乃至Ｆ２Ｎ、Ｆ３、乃至
Ｆ の各出力はビーム形成回路５０２’ ５０３へ３Ｎ
２′ ３ それぞれ送出される。
ビーム形成回路５０２．、５０２□、５０２３の各々は
、いずれも、超音波振動子Ｔ２１乃至Ｔ２Ｎの受波信号
を位相合成して、第３図に示す指向性受波ビームＢ。
、いずれも、超音波振動子Ｔ２１乃至Ｔ２Ｎの受波信号
を位相合成して、第３図に示す指向性受波ビームＢ。
を形成する。指向性受波ビームＢ。は、図に示すように
、送波ビームＢ１、Ｂ２、Ｂ３に直交して形成され、そ
して、その指向方向がＸ軸方向に走査される。
、送波ビームＢ１、Ｂ２、Ｂ３に直交して形成され、そ
して、その指向方向がＸ軸方向に走査される。
指向方向の走査は、出願人が先に提供した特開昭５７−
１２１４３９号の装置をビーム形成回路５０２８．５０
２２゜５０２３に用いることにより容易に行うことがで
きる。
１２１４３９号の装置をビーム形成回路５０２８．５０
２２゜５０２３に用いることにより容易に行うことがで
きる。
ビーム形成回路５０２１，５０２２，５０２３の各々は
指向性受波ビームＢ。の指向方向をＸ軸方向に走査して
、それぞれの周波信号ｆ’ｆｆを送出する。この１’
２’ ３ 場合、ビーム形成回路５０２□、５０２２，５０２３の
各々は周波数ｆ０、ｆ７ｆ３の指向性受波ビームを各々
が別個に形成する。そして、それぞれの指向性受波ビー
ムは同時に同一方向を指向する必要はなく、各々が別個
の方向を指向してもよいが、説明の便宜上同一方向を指
向しているものとする。
指向性受波ビームＢ。の指向方向をＸ軸方向に走査して
、それぞれの周波信号ｆ’ｆｆを送出する。この１’
２’ ３ 場合、ビーム形成回路５０２□、５０２２，５０２３の
各々は周波数ｆ０、ｆ７ｆ３の指向性受波ビームを各々
が別個に形成する。そして、それぞれの指向性受波ビー
ムは同時に同一方向を指向する必要はなく、各々が別個
の方向を指向してもよいが、説明の便宜上同一方向を指
向しているものとする。
ビーム形成回路５０２、は、周波数ｆ１の受波ビーム出
力を送出するから、第３図における指向性送信ビームＢ
１によって形成されるθ１方向の２次元平面内の探知信
号が送出される。そして、探知物体までの距離は探知パ
ルスを送信してから受波信号が受波されるもでの時間に
よって知ることができ、探知物体の方位は、指向性受波
ビームＢ。の走査方位によって知ることができる。
力を送出するから、第３図における指向性送信ビームＢ
１によって形成されるθ１方向の２次元平面内の探知信
号が送出される。そして、探知物体までの距離は探知パ
ルスを送信してから受波信号が受波されるもでの時間に
よって知ることができ、探知物体の方位は、指向性受波
ビームＢ。の走査方位によって知ることができる。
同様にして、ビーム形成回路５０２□は周波数ｆ２の受
波ビーム信号を送出するから、第３図に示すθ２方向送
信ビームＢ２によって形成される２次元平面内の探知物
体による反射波が送出される。又、ビーム形成回路５０
２３は周波数ｆ３の受波ビーム信号を送出するから、第
゛３図に示すθＪ向の送信ビームＢ３によって形成され
る２次元平面内の探知物体による反射波が送出される。
波ビーム信号を送出するから、第３図に示すθ２方向送
信ビームＢ２によって形成される２次元平面内の探知物
体による反射波が送出される。又、ビーム形成回路５０
２３は周波数ｆ３の受波ビーム信号を送出するから、第
゛３図に示すθＪ向の送信ビームＢ３によって形成され
る２次元平面内の探知物体による反射波が送出される。
−
ビーム形成回路５０２□、 ５０２２−、５０２３から
送出されるそれぞれの受波信号データは、各々の受波信
号の距離データ、方位データと共に第１図の演算処理回
路９のは受波信号データ、及びその距離、方位データに
基づいて、表示装置１０に受波信号を表示させるための
演算処理を行う。
送出されるそれぞれの受波信号データは、各々の受波信
号の距離データ、方位データと共に第１図の演算処理回
路９のは受波信号データ、及びその距離、方位データに
基づいて、表示装置１０に受波信号を表示させるための
演算処理を行う。
表示装置１０は種々の任意のものを用いることができる
。最も単純には、表示装置ｌＯを３台の表示器で構成し
て、ビーム形成回路５０２□、５０２２，５０２３のそ
れぞれの受波信号を各々別個の表示器に表示させればよ
い。この場合、演算処理回路９は、ビーム形成回路５０
２１．５０２２，５０２３の各々から送出される受波信
号の距離、方位データに基づいて、受波信号を表示画面
上の対応する画素位置に表示させる。このような表示方
法は周知であり、受波性４を表示器の画素走査に同期し
てリアルタイムセ表示してもよいが、記憶回路を用いて
受波信号を記憶回路に記憶させた後、その記憶データを
表示器の画素走査に同期して読出して表示するごとくし
てもよい。又、この場合、表示器は１台の表示器の表示
画面を３等分して表示するようにしてもよい。又、表示
装置１０は切換制御回路１１の切換動作に連動して表示
状態が制御される。すなわち、送受波器１．２が送信回
路４と受信回路５に切り換えて接続されるとき１表示器
上においてもＺ軸とＹ軸が切り換えられて表示される。
。最も単純には、表示装置ｌＯを３台の表示器で構成し
て、ビーム形成回路５０２□、５０２２，５０２３のそ
れぞれの受波信号を各々別個の表示器に表示させればよ
い。この場合、演算処理回路９は、ビーム形成回路５０
２１．５０２２，５０２３の各々から送出される受波信
号の距離、方位データに基づいて、受波信号を表示画面
上の対応する画素位置に表示させる。このような表示方
法は周知であり、受波性４を表示器の画素走査に同期し
てリアルタイムセ表示してもよいが、記憶回路を用いて
受波信号を記憶回路に記憶させた後、その記憶データを
表示器の画素走査に同期して読出して表示するごとくし
てもよい。又、この場合、表示器は１台の表示器の表示
画面を３等分して表示するようにしてもよい。又、表示
装置１０は切換制御回路１１の切換動作に連動して表示
状態が制御される。すなわち、送受波器１．２が送信回
路４と受信回路５に切り換えて接続されるとき１表示器
上においてもＺ軸とＹ軸が切り換えられて表示される。
又、演算処理回路９並びに表示装置ｌＯは現在汎用され
ているグラフィック技術を用いて探知物体の３次元表示
を行うことも可能である。すなわち、表示画面上にｘＹ
Ｚの座標軸を形成して、ビーム形成回路５０２□、 ５
０２２．５０２３の各々から送出される受波信号の距離
データ、方位データに基づいて、受波信号の距離、方位
をｘＹＺの座標軸上の位置に変換して表示することがで
き、このようなグラフィック技術は周知である。
ているグラフィック技術を用いて探知物体の３次元表示
を行うことも可能である。すなわち、表示画面上にｘＹ
Ｚの座標軸を形成して、ビーム形成回路５０２□、 ５
０２２．５０２３の各々から送出される受波信号の距離
データ、方位データに基づいて、受波信号の距離、方位
をｘＹＺの座標軸上の位置に変換して表示することがで
き、このようなグラフィック技術は周知である。
（発明の効果）
水中探知を３次元的に行うことができるから、水中の状
況を適確に把握することができる。又、第１図のＹ軸方
向送受波器１、Ｘ軸方向送受波器２を適宜切換えて送信
回路４と受信回路５に接続することにより探知物の形状
の把握が容易になり、最適な水中探知を行うことがきる
。
況を適確に把握することができる。又、第１図のＹ軸方
向送受波器１、Ｘ軸方向送受波器２を適宜切換えて送信
回路４と受信回路５に接続することにより探知物の形状
の把握が容易になり、最適な水中探知を行うことがきる
。
（発明の他の実施例）
上記実施例においては、送信ビームは周波数ｆ１、ｆ２
、ｆ３の３種類のビームを送信したが、さらに多くのビ
ームを用いてもよい。
、ｆ３の３種類のビームを送信したが、さらに多くのビ
ームを用いてもよい。
第１図はこの発明の実施例を示し、第２図はその送信回
路の具体例を示し、第３図はその送受信ビームの一例を
示し、第４図はその受信回路、ビーム形成回路の具体例
を示す。 １．２・・・・・・送受波器、３・・・・・・送受切換
器、４・・・・・・送信回路、５・・団・受信回路、６
・・・・・・送信信号生成回路、７・・・・・・方向指
定回路、８・・・・・・ビーム形成回路、９・・・・・
・演算処理回路、１０・・団・表示装置、１１・・・・
・・切換制御回路 出願人 古野電気株式会社 第１目 第２口 オ＋回
路の具体例を示し、第３図はその送受信ビームの一例を
示し、第４図はその受信回路、ビーム形成回路の具体例
を示す。 １．２・・・・・・送受波器、３・・・・・・送受切換
器、４・・・・・・送信回路、５・・団・受信回路、６
・・・・・・送信信号生成回路、７・・・・・・方向指
定回路、８・・・・・・ビーム形成回路、９・・・・・
・演算処理回路、１０・・団・表示装置、１１・・・・
・・切換制御回路 出願人 古野電気株式会社 第１目 第２口 オ＋回
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （＋）ＸＹ平面上のＸ軸方向に複数の超音波振動子が配
列されて構成される超音波送波器と、上記ＸＹ平面上の
Ｙ軸方向に複数の超音波振動子が配列されて構成される
超音波受波器と、上記超音波送波器の配列振動子の各々
に対応する多相周波信号を生成し、かつ、該多相周波信
号によって上記超音波送波器の配列振動子が励振される
とき、上記超音波送波器の配列振動子から送波ｙれる超
音波の合成指向特性がＸ軸を横切る平面内に無指向性で
ＸＺ平面内に定める第１方向に指向性を有するように上
記多相周波信号の各々の位相が設定される第１の多相周
波信号の生成回路と、 該第１の多相周波信号と同様にして多相周波信号を生成
し、その周波数ｆ、ｌ）＜上記配列超音波振動子の共振
特性内で上記第１の多相周波信号ｆに比して異なり、か
つ、該多相周波信号によって上記超音波送波器の配列振
動子が励振されるとき、上記超音波送波器の配列振動子
から送波される超音波の合成指向特性がＸ軸を横切る平
面内に無指向性でｘＺ平面内に定める第２方向に指向性
を有するように該多相周波信号の各々の位相が設定され
る第２の多相周波信号生成回路と。 上記超音波受波器の各振動子の受渡信号を位相合成して
Ｙ軸を横切る平面内に無指向性でＹＺ平面内に指向性を
有する指向性受波ビームを形成し、かつ、該指向性受波
ビームの指向方向を高速度で走査する位相合成回路と、 該位相合成回路によって得られる指向性受波ビームのう
ちから上記第１の多相周波信号の周波成分子１を抽出す
る第１の信号検出回路と、該第１の信号検出回路と同様
にして、上記指向性受波ビームのうちから上記第２の多
相周波信号の周波成分子２を抽出する第２の信号検出回
路と、上記位相合成回路によって受波ビームが走査され
るとき該走査方向における上記第１信号検出回路と第２
信号検出回路の検出信号の持続時間に基づいて上記超音
波受波器に到来する超音波信号の反射体のＸＹ平面上の
形状データを演算する第１の演算回路と、 上記位相合成回路によって形成される指向性ビームの各
々の指向方向における上記第１信号検出回路と第２信号
検出回路の検出信号の持続時間に基づいて上記超音波受
波器に到来する超音波信号の反射体の上記Ｚ軸方向の形
状データを演算するｖ２の演算回路とを具備してなる３
次元水中探知装置。 （２）ＸＺ平面上のＸ軸方向に複数の超音波振動子が配
列されて構成される第１の超音波送受波器と、 上記第１あるいは第２の超音波送受波器の配列振動子の
各々に対応する多相周波信号を生成し、かつ、該多相周
波信号によって上記第１あるいは第２の超音波送受波器
の配列振動子が励振されるとき、」二記第１あるいは第
２の超音波送受波器の配列振動式から送波される超音波
の合成指向特性が上記第１あるいは第２の著音波送受波
器の配列振動子の配列方向を横切る平面内に無指向性で
該配列方向とＺ軸で形成される平面内に定める第１方向
に指向性を有するように上記多相周波信号の各々の位相
が設定される第１の多相周波信号の生成回路と、 該第１の多相周波信号と同様にして多相周波信号を生成
し、その周波数ｆ−−上記配列超音波振動子の共振特性
内で上記第１の多相周波信号ｆ１に比して異なり、かつ
、該多相周波信号によって上記第１あるいは第２の超音
波送受波器の配列振動子が励振されるとき、該励振され
る超音波送受波器の配列振動子から送波される超音波の
合成指向特性が該配列振動子の配列方向を横切る平面内
に無指向性で該配列方向とＺ軸とで形成される平面内に
定める第２方向に指向性を有するように該多相周波信号
の各々の位相が設定される第２の多相周波信号生成回路
と、 上記第１あるいは第２の超音波送受波器の各振動子の受
波信号を位相合成して該位相合成する超音波振動子の配
列方向を横切る平面内に無指向性で該配り野方向とＺ軸
にで形成される平面内に指向性を有する指向性受波ビー
ムを形成し、かつ、該指向性受波ビームの指向方向を高
速度で走査する位相合成回路と、 上記第１及び第２の多相周波信号を上記第１の超音波送
受波器に導びくときは、上記第２の超音波送受波器の受
波信号を上記位相合成回路に導びき、上記第２の超音波
送受波器に上記第１及び第２の多相周波信号を導びくと
きは第１の超音波送受波器の受波信号を上記位相合成回
路に導びくごとく切り換え動作を行なう切換回路と、−
に記ＸＹ平面上のＹ軸方向に上記第１の超音波送受波器
と同様に複数の超音波振動子が配列されて構成される第
２の超音波送受波器と、該位相合成回路によって得られ
る指向性受波ビームのうちから上記第１の多相周波信号
の周波成分子を抽出する第１の信号検出回路と、該第１
の信号検出回路と同様にして、上記指向性受波ビームの
うちから上記第２の多相周波信号の周波成分子２を抽出
する第２の信号検出回路と、上記位相合成回路によって
受波ビームが走査されるとき該走査方向における上記第
１信号検出回路と第２＠号検出回路の検出信号の持続時
間に基づいて上記超音波受波器に到来する超音波信号の
反射体のＸＹ平面上の形状データを演算する第１の演算
回路と、 上記位相合成回路によって形成される指向性ビームの各
々の指向方向における上記第１信号検出回路と第２信号
検出回路の検出信号の持続時間に基づいて上記超音波受
波器に到来する超音波信号の反射体の上記Ｚ軸方向の形
状データを演算する第２の演算回路とを具備してなる３
次元水中探知装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9945384A JPS60242383A (ja) | 1984-05-16 | 1984-05-16 | ３次元水中探知装置に用いる超音波送受波装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9945384A JPS60242383A (ja) | 1984-05-16 | 1984-05-16 | ３次元水中探知装置に用いる超音波送受波装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60242383A true JPS60242383A (ja) | 1985-12-02 |
| JPH0316629B2 JPH0316629B2 (ja) | 1991-03-06 |
Family
ID=14247749
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9945384A Granted JPS60242383A (ja) | 1984-05-16 | 1984-05-16 | ３次元水中探知装置に用いる超音波送受波装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60242383A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0193580U (ja) * | 1987-12-11 | 1989-06-20 | ||
| JP2007024715A (ja) * | 2005-07-19 | 2007-02-01 | Hitachi Ltd | 河川データ測定方法及び装置 |
-
1984
- 1984-05-16 JP JP9945384A patent/JPS60242383A/ja active Granted
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0193580U (ja) * | 1987-12-11 | 1989-06-20 | ||
| JPH0524229Y2 (ja) * | 1987-12-11 | 1993-06-21 | ||
| JP2007024715A (ja) * | 2005-07-19 | 2007-02-01 | Hitachi Ltd | 河川データ測定方法及び装置 |
| JP4633565B2 (ja) * | 2005-07-19 | 2011-02-16 | 株式会社日立製作所 | 河川データ測定方法及び装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0316629B2 (ja) | 1991-03-06 |
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