JPS6045830B2 - フェイズド・アレイ・ソ−ナ - Google Patents
フェイズド・アレイ・ソ−ナInfo
- Publication number
- JPS6045830B2 JPS6045830B2 JP54059281A JP5928179A JPS6045830B2 JP S6045830 B2 JPS6045830 B2 JP S6045830B2 JP 54059281 A JP54059281 A JP 54059281A JP 5928179 A JP5928179 A JP 5928179A JP S6045830 B2 JPS6045830 B2 JP S6045830B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- delay line
- signals
- digital
- delay
- analog
- 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.)
- Expired
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
- G10K11/18—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound
- G10K11/26—Sound-focusing or directing, e.g. scanning
- G10K11/34—Sound-focusing or directing, e.g. scanning using electrical steering of transducer arrays, e.g. beam steering
- G10K11/341—Circuits therefor
- G10K11/346—Circuits therefor using phase variation
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、フエイズド・アレイ・ソーナにおけるビーム
・ステアリングの改良に関するものである。
・ステアリングの改良に関するものである。
フエイズド・アレイ・ソーナにおいては、可変長のディ
レィ・ラインを用いて、受渡指向性の合成（ビーム・ス
テアリング）が行われる。
レィ・ラインを用いて、受渡指向性の合成（ビーム・ス
テアリング）が行われる。
ビーム・ステアリングの方位角は、１回の受渡が済むた
びに切換えられて被検音場の走査が行われる。可変長の
ディレィ、ラインはアレイ・トランスデューサの各エレ
メントに対応して設けられ、受渡の方位角に合わせて、
個々にその長さ（遅延量）が調節される。アレイ・トラ
ンスデューサのエレメントは数十個あるので、ディレィ
・ラインも同じ数だけ設けられる。このように多数のデ
ィレィ・ラインを被検音場の走査に合わせて個々に調節
するためには、かなり大がかりな制御機構を必要とする
。本発明の目的は、ディレィ・ラインを制御するのに大
がかりな制御機構を必要としないフエイズド・アレイ・
ソーナを提供することにある。
びに切換えられて被検音場の走査が行われる。可変長の
ディレィ、ラインはアレイ・トランスデューサの各エレ
メントに対応して設けられ、受渡の方位角に合わせて、
個々にその長さ（遅延量）が調節される。アレイ・トラ
ンスデューサのエレメントは数十個あるので、ディレィ
・ラインも同じ数だけ設けられる。このように多数のデ
ィレィ・ラインを被検音場の走査に合わせて個々に調節
するためには、かなり大がかりな制御機構を必要とする
。本発明の目的は、ディレィ・ラインを制御するのに大
がかりな制御機構を必要としないフエイズド・アレイ・
ソーナを提供することにある。
本発明は、複数のインダクタンス素子を直列肢とし複数
のバラクタ・ダイオードを並列肢とするはしご形Ｗ回路
であつて、バラクタ・ダイオードの共通接続点が高周波
バイパス・コンデンサを通じてコモンに接続される、ア
レイ・トランスデューサの各エレメントごとに設けられ
たディレィ・ライン、受渡の指向性に対応して前記各デ
ィレィ・ラインの遅延時間を制御するためのディジタル
信号を順次出力する制御中枢、この制御中枢のディジタ
ル出力信号を逐一アナログ信号に変換するディジタル・
アナログ変換、器、及びこのディジタル・アナログ変換
器の出力信号を各ディレィ・ラインの高周波バイパス、
コンデンサに順次印加する信号分配器を具備するフエイ
ズド●アレイ●ソーナ によつて上記の目的を達成したものである。
のバラクタ・ダイオードを並列肢とするはしご形Ｗ回路
であつて、バラクタ・ダイオードの共通接続点が高周波
バイパス・コンデンサを通じてコモンに接続される、ア
レイ・トランスデューサの各エレメントごとに設けられ
たディレィ・ライン、受渡の指向性に対応して前記各デ
ィレィ・ラインの遅延時間を制御するためのディジタル
信号を順次出力する制御中枢、この制御中枢のディジタ
ル出力信号を逐一アナログ信号に変換するディジタル・
アナログ変換、器、及びこのディジタル・アナログ変換
器の出力信号を各ディレィ・ラインの高周波バイパス、
コンデンサに順次印加する信号分配器を具備するフエイ
ズド●アレイ●ソーナ によつて上記の目的を達成したものである。
以下、図面によつて本発明を説明する。第１図は、本発
明実施例の概念的構成図である。第１図において、和は
アレイ・トランスデューサで、Ｄ，はその個々のエレメ
ントである。Ａ１は前置増幅器群で、Ｅ，はその個々の
増幅器、ＤＬは可変のディレィ・ライン群で、Ｆ，はそ
の個々のディレィ●ライン、〜はバッファ増幅器群で、
Ｇｉはその個々の増幅器、Ａ３は加算増幅器である。Ｐ
はマイクロ●コンピュータやファーム●ウェア（ＲＯＭ
など）を利用した制御中枢、ＤＡはディジタル・アナロ
グ変換器、ＭＸは記号分配器である。アレイ・トランス
デューサＴＤの各エレメントＤｉに入感した反射波信号
は、それぞれ各前置増幅器Ｅ，で増幅され、各ディレィ
・ラインＦｉでそれぞれ遅延され、各バッファ増幅器Ｇ
，で増幅され、加算増幅器〜によつて加算増幅される。
明実施例の概念的構成図である。第１図において、和は
アレイ・トランスデューサで、Ｄ，はその個々のエレメ
ントである。Ａ１は前置増幅器群で、Ｅ，はその個々の
増幅器、ＤＬは可変のディレィ・ライン群で、Ｆ，はそ
の個々のディレィ●ライン、〜はバッファ増幅器群で、
Ｇｉはその個々の増幅器、Ａ３は加算増幅器である。Ｐ
はマイクロ●コンピュータやファーム●ウェア（ＲＯＭ
など）を利用した制御中枢、ＤＡはディジタル・アナロ
グ変換器、ＭＸは記号分配器である。アレイ・トランス
デューサＴＤの各エレメントＤｉに入感した反射波信号
は、それぞれ各前置増幅器Ｅ，で増幅され、各ディレィ
・ラインＦｉでそれぞれ遅延され、各バッファ増幅器Ｇ
，で増幅され、加算増幅器〜によつて加算増幅される。
制御中枢Ｐは、個々のディレィ・ラインＦｉの遅延量制
御信号を順次出力する。この出力信号はディジタル●ア
ナログ変換器ＤＡによつて逐一アナログ信号に変換され
、信号分配器ＭＸを通じて順次各ディレィ●ラインＦ，
に与えられる。各ディレィ・ラインＦｉに与えられたア
ナログの制御信号は、各ディレィ・ラインごとに設けら
れたコンデンサｃ１こ保持される。保持時間は数１００
μＳ程度でよいので、コンデンサＣ，は容量の小さなも
のでよい。個々のディレィ・ラインＦｉは、たとえば第
２図にように構成される。
御信号を順次出力する。この出力信号はディジタル●ア
ナログ変換器ＤＡによつて逐一アナログ信号に変換され
、信号分配器ＭＸを通じて順次各ディレィ●ラインＦ，
に与えられる。各ディレィ・ラインＦｉに与えられたア
ナログの制御信号は、各ディレィ・ラインごとに設けら
れたコンデンサｃ１こ保持される。保持時間は数１００
μＳ程度でよいので、コンデンサＣ，は容量の小さなも
のでよい。個々のディレィ・ラインＦｉは、たとえば第
２図にように構成される。
第２図において、Ｌはインダクタンス素子、ＶＤはバラ
クタ●ダイオード、Ｃは高周波バイパス用のコンデンサ
である。この回路は、通常のＬＣディレィ●ラインの静
電容量素子をバラクタ・ダイオードＶＤで置換えた．も
のになつている。各バラクタ●ダイオードＶＤのアノー
ドは共通に接続され、そこにアナログ制御信号が与えら
れる。この点はまたコンデンサＣを通じて接地される。
このコンデンサＣは、アナログ制御信号保持用のコンデ
ンサＣｉと共用できる。バラクタ●ダイオード■Ｄの静
電容量はアナログ制御信号に応じて変わるので、ディレ
ィ・ラインＦｉは遅延時間が可変なものとなる。このよ
うに構成された装置の動作は次のとおりである。
クタ●ダイオード、Ｃは高周波バイパス用のコンデンサ
である。この回路は、通常のＬＣディレィ●ラインの静
電容量素子をバラクタ・ダイオードＶＤで置換えた．も
のになつている。各バラクタ●ダイオードＶＤのアノー
ドは共通に接続され、そこにアナログ制御信号が与えら
れる。この点はまたコンデンサＣを通じて接地される。
このコンデンサＣは、アナログ制御信号保持用のコンデ
ンサＣｉと共用できる。バラクタ●ダイオード■Ｄの静
電容量はアナログ制御信号に応じて変わるので、ディレ
ィ・ラインＦｉは遅延時間が可変なものとなる。このよ
うに構成された装置の動作は次のとおりである。
制御中枢Ｐは、１つの方位角における受波の開始に先立
つて、その方位角に受波の指向性を合わせるための個々
のディレィ・ライン用の制御信号を順次出力する。これ
ら出力信号はディジタル・アナログ変換器ＤＡで逐一ア
ナログ信号に変換され、信号分配器ＭＸによつて、該当
するディレィ・ラインＦ，に順次与えられる。このよう
な制御信号の供給は、方位角切換えの合い間を利用して
高速に行われる。各ディレィ・ラインＦ，フに供給され
たアナログ制御信号は、コンデンサＣ，に、１つの方位
角での受波が完了するまで保持される。１つの方位角で
の受波が完了したら、制御中枢Ｐは、次の方位角用の制
御信号群を出力し、上記７と同様にして、各ディレィ・
ラインＦｉに供給する。
つて、その方位角に受波の指向性を合わせるための個々
のディレィ・ライン用の制御信号を順次出力する。これ
ら出力信号はディジタル・アナログ変換器ＤＡで逐一ア
ナログ信号に変換され、信号分配器ＭＸによつて、該当
するディレィ・ラインＦ，に順次与えられる。このよう
な制御信号の供給は、方位角切換えの合い間を利用して
高速に行われる。各ディレィ・ラインＦ，フに供給され
たアナログ制御信号は、コンデンサＣ，に、１つの方位
角での受波が完了するまで保持される。１つの方位角で
の受波が完了したら、制御中枢Ｐは、次の方位角用の制
御信号群を出力し、上記７と同様にして、各ディレィ・
ラインＦｉに供給する。
以下同様の動作を繰返し、被検音場についてセクタ・ス
キャンを行う。受波の指向性の切換は、制御中枢Ｐが順
次に出力する信号を、アナログ信号に変換して、各デイ
ｌレイ●ラインｆ１の高周波バイパス●コンデンサＣｉ
に逐一印加することにより行われるので、比較的簡単な
制御機構によつて実現できる。アナログ制御信号によつ
てバラクタ◆ダイオードＶＤの静電容量を変えたとき、
ディレィ・ラインＦ，においては、遅延時間τばかりで
なく、特性インピーダンスＺ。
キャンを行う。受波の指向性の切換は、制御中枢Ｐが順
次に出力する信号を、アナログ信号に変換して、各デイ
ｌレイ●ラインｆ１の高周波バイパス●コンデンサＣｉ
に逐一印加することにより行われるので、比較的簡単な
制御機構によつて実現できる。アナログ制御信号によつ
てバラクタ◆ダイオードＶＤの静電容量を変えたとき、
ディレィ・ラインＦ，においては、遅延時間τばかりで
なく、特性インピーダンスＺ。
と信号の減衰量ＡＴＴ′も変化する。その様子は第３図
のとおりであるが、制御信号の値がディレィ・ラインＦ
，ごとに異なるので、特性インピーダンスＺ。と信号減
衰量ＡＴＴの変化もディレィ●ラインＦＩごとに異なる
。このため、各ディレィ・ラインＦ，を経てきた信号は
、個々に条件が異なるので、そのまま加算増幅しても、
正しい反射波合成が行えない。そのような問題を解決す
るために、ディレィ・ラインｆ１の遅延時間の変更に合
わせて、ディレィ・ラインＦ，の終端抵抗の値と前置増
幅器Ｅ，またはバッファ増幅器ＧＩのゲインが補償的に
変更される。
のとおりであるが、制御信号の値がディレィ・ラインＦ
，ごとに異なるので、特性インピーダンスＺ。と信号減
衰量ＡＴＴの変化もディレィ●ラインＦＩごとに異なる
。このため、各ディレィ・ラインＦ，を経てきた信号は
、個々に条件が異なるので、そのまま加算増幅しても、
正しい反射波合成が行えない。そのような問題を解決す
るために、ディレィ・ラインｆ１の遅延時間の変更に合
わせて、ディレィ・ラインＦ，の終端抵抗の値と前置増
幅器Ｅ，またはバッファ増幅器ＧＩのゲインが補償的に
変更される。
その例を１つのディレィ・ラインについて示せば第４図
のとおりである。第４図において、制御中枢Ｐは、ディ
レィ・ラインＦ，の遅延時間制御信号の他に、終端抵抗
Ｚの制御信号と前置増幅器Ｅ，のゲイン制御信号を生じ
、これら制御信号が、ディジタル●アナログ変換器ＤＡ
によつてディジタル信号に変換され、信号分配器惠を通
じて、それぞれ、ディレィ・ラインＦｉのバラクタ・ダ
イオード、終端用可変抵抗Ｚ１および可変ゲインの前置
増幅器Ｅ，に与えられる。これらアナログ制御信号は、
いずれもコンデンサによつて、１つの方位角における受
波の期間中保持される。以上のように、本発明は、 複数のインダクタンス素子を直列肢とし複数のバラクタ
・ダイオードを並列肢とするはしご形ＬＣ回路であつて
、バラクタ・ダイオードの共通接続点が高周波バイパス
・コンデンサを通じてコモンに接続される。
のとおりである。第４図において、制御中枢Ｐは、ディ
レィ・ラインＦ，の遅延時間制御信号の他に、終端抵抗
Ｚの制御信号と前置増幅器Ｅ，のゲイン制御信号を生じ
、これら制御信号が、ディジタル●アナログ変換器ＤＡ
によつてディジタル信号に変換され、信号分配器惠を通
じて、それぞれ、ディレィ・ラインＦｉのバラクタ・ダ
イオード、終端用可変抵抗Ｚ１および可変ゲインの前置
増幅器Ｅ，に与えられる。これらアナログ制御信号は、
いずれもコンデンサによつて、１つの方位角における受
波の期間中保持される。以上のように、本発明は、 複数のインダクタンス素子を直列肢とし複数のバラクタ
・ダイオードを並列肢とするはしご形ＬＣ回路であつて
、バラクタ・ダイオードの共通接続点が高周波バイパス
・コンデンサを通じてコモンに接続される。
アレイ●トランスデューサの各エレメントごとに設けら
れたディレィ・ライン、受波の指向性に対応して前記各
ディレィ・ラインの遅延時間を制御するためのディジタ
ル信号を順次出力する制御中枢、この制御中枢のディジ
タル出力信号を逐一アナログ信号に変換するディジタル
・アナログ変換器、及びこのディジタル・アナログ変換
器の出力信号を各ディレィ●ラインの高周波バイパス●
コンデンサに順次印加する信号分配器を具備するフエイ
ズド・アレイ・ソーナを要旨とするものである。
れたディレィ・ライン、受波の指向性に対応して前記各
ディレィ・ラインの遅延時間を制御するためのディジタ
ル信号を順次出力する制御中枢、この制御中枢のディジ
タル出力信号を逐一アナログ信号に変換するディジタル
・アナログ変換器、及びこのディジタル・アナログ変換
器の出力信号を各ディレィ●ラインの高周波バイパス●
コンデンサに順次印加する信号分配器を具備するフエイ
ズド・アレイ・ソーナを要旨とするものである。
このため、本発明によれば、大がかりな制御機構を要せ
ずに効果的なビーム・ステアリングが行える。
ずに効果的なビーム・ステアリングが行える。
第１図は、本発明実施例の概念的構成図、第２図は、デ
ィレィ●ラインの一例の図、第３図は、第２図のディレ
ィ●ラインの特性図、第４図は、本発明の他の実施例の
一部の構成図である。
ィレィ●ラインの一例の図、第３図は、第２図のディレ
ィ●ラインの特性図、第４図は、本発明の他の実施例の
一部の構成図である。
Claims (1)
- １ 複数のインダクタンス素子を直列肢とし複数のバラ
クタ・ダイオードを並列肢とするはしご形ＬＣ回路であ
つて、バラクタ・ダイオードの共通接続点が高周波バイ
パス・コンデンサを通じてコモンに接続される、アレイ
・トランスデューサの各エレメントごとに設けられたデ
ィレィ・ライン、受波の指向性に対応して前記各ディレ
ィ・ラインの遅延時間を制御するためのディジタル信号
を順次出力する制御中枢、この制御中枢のディジタル出
力信号を逐一アナログ信号に変換するディジタル・アナ
ログ変換器、及びこのディジタル・アナログ変換器の出
力信号を各ディレィ・ラインの高周波バイパス・コンデ
ンサに順次印加する信号分配器を具備するフエイズド・
アレイ・ソーナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP54059281A JPS6045830B2 (ja) | 1979-05-15 | 1979-05-15 | フェイズド・アレイ・ソ−ナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP54059281A JPS6045830B2 (ja) | 1979-05-15 | 1979-05-15 | フェイズド・アレイ・ソ−ナ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS55151280A JPS55151280A (en) | 1980-11-25 |
| JPS6045830B2 true JPS6045830B2 (ja) | 1985-10-12 |
Family
ID=13108839
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP54059281A Expired JPS6045830B2 (ja) | 1979-05-15 | 1979-05-15 | フェイズド・アレイ・ソ−ナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6045830B2 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58148955A (ja) * | 1982-03-02 | 1983-09-05 | Toshiba Corp | 超音波探傷装置 |
| JPH0673524B2 (ja) * | 1984-01-18 | 1994-09-21 | 株式会社東芝 | 超音波診断装置用遅延回路 |
| JPS60192278A (ja) * | 1984-03-12 | 1985-09-30 | Furuno Electric Co Ltd | 水中探知装置 |
| JPS60192279A (ja) * | 1984-03-12 | 1985-09-30 | Furuno Electric Co Ltd | 水中探知装置 |
| JPS6111029A (ja) * | 1984-06-25 | 1986-01-18 | 横河メディカルシステム株式会社 | 超音波診断装置 |
| JPS6165181A (ja) * | 1984-09-06 | 1986-04-03 | Furuno Electric Co Ltd | 広範囲水中探知装置における信号検出装置 |
| JPS61260161A (ja) * | 1985-05-15 | 1986-11-18 | Yokogawa Medical Syst Ltd | 超音波診断装置 |
| JPH02300686A (ja) * | 1989-05-16 | 1990-12-12 | Hitachi Medical Corp | 遅延線及びこの遅延線を用いた超音波診断装置 |
-
1979
- 1979-05-15 JP JP54059281A patent/JPS6045830B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS55151280A (en) | 1980-11-25 |
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