JPS6133582Y2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPS6133582Y2 JPS6133582Y2 JP5115179U JP5115179U JPS6133582Y2 JP S6133582 Y2 JPS6133582 Y2 JP S6133582Y2 JP 5115179 U JP5115179 U JP 5115179U JP 5115179 U JP5115179 U JP 5115179U JP S6133582 Y2 JPS6133582 Y2 JP S6133582Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- transducer
- ultrasonic
- phase shift
- ultrasonic transducers
- axial direction
- 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
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 claims description 10
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 7
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 5
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 3
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 1
- 239000011295 pitch Substances 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
この考案は、仮想円筒面にその送波面が接する
ようにその円周方向及びその軸方向にそれぞれ等
間隔に超音波振動子を配置して送波器を構成し、
所定の搬送周波数を有する信号を全ての超音波振
動子へ供給してこれらを励振することにより360
゜方向且つほぼ水平方向に波送ビームを形成する
超音波送信装置に関する。特に、上記送波器が装
備される船がピツチング又はローリングにより各
振動子の送波面の指向方向が変動しても常に水平
方向に送信ビームを形成し得る装置に関する。
ようにその円周方向及びその軸方向にそれぞれ等
間隔に超音波振動子を配置して送波器を構成し、
所定の搬送周波数を有する信号を全ての超音波振
動子へ供給してこれらを励振することにより360
゜方向且つほぼ水平方向に波送ビームを形成する
超音波送信装置に関する。特に、上記送波器が装
備される船がピツチング又はローリングにより各
振動子の送波面の指向方向が変動しても常に水平
方向に送信ビームを形成し得る装置に関する。
以下、図面を併せ用いてこの考案を説明する。
第１図は、超音波送信装置に使用される送受波
器を示し、同図Ａは平面を、同図Ｂは正面図を示
す。
器を示し、同図Ａは平面を、同図Ｂは正面図を示
す。
第２図は、従来装置の有する不具合点を説明す
るための説明図を示す。
るための説明図を示す。
第１図において、送受波器１は、120個の振動
子が円筒面にその送受波面を接するように配置し
て構成される。送受波器の円周方向第１列目には
振動子群T11′T12′T13……T130が等間隔に配置さ
れ、第２列目には振動子群T21′T22′T23……T230
が配置される。同様に、第３及び４列目には、そ
れぞれ振動子群T31′T32′T33……T330及び
T41′T42′T43……T430が等間隔に配置される。各
振動子は円筒の軸方向においても等間隔になるよ
うに配置される。
子が円筒面にその送受波面を接するように配置し
て構成される。送受波器の円周方向第１列目には
振動子群T11′T12′T13……T130が等間隔に配置さ
れ、第２列目には振動子群T21′T22′T23……T230
が配置される。同様に、第３及び４列目には、そ
れぞれ振動子群T31′T32′T33……T330及び
T41′T42′T43……T430が等間隔に配置される。各
振動子は円筒の軸方向においても等間隔になるよ
うに配置される。
以下、同一符号が付されているものは同一機能
を行なうものとする。
を行なうものとする。
第２図において、従来装置が装備される船が揺
動しない場合には、送受波器１は実線で示される
如く保持され送信ビームは水平方向に形成され、
従つて、所望方向の地域を探索することが可能と
なる。しかし、船のピツチング又はローリングに
より送受波器が破線で示す５０の如く傾いた場合
には、送信ビームが５１のように水平方向に対し
傾いた方向に形成される。従つて、船が揺動する
場合には、送信ビームの指向方向が絶えず変化
し、所望方向の水中状況を正確に把握することが
困難であつた。
動しない場合には、送受波器１は実線で示される
如く保持され送信ビームは水平方向に形成され、
従つて、所望方向の地域を探索することが可能と
なる。しかし、船のピツチング又はローリングに
より送受波器が破線で示す５０の如く傾いた場合
には、送信ビームが５１のように水平方向に対し
傾いた方向に形成される。従つて、船が揺動する
場合には、送信ビームの指向方向が絶えず変化
し、所望方向の水中状況を正確に把握することが
困難であつた。
この考案は、上記不具合点を解決することを目
的とするもので、船がピツチング又はローリング
する場合にも送信ビームを常にほぼ水平方向に指
向させ得る超音波送信装置を提供する。
的とするもので、船がピツチング又はローリング
する場合にも送信ビームを常にほぼ水平方向に指
向させ得る超音波送信装置を提供する。
この考案は、船が揺動して送受波器１が第２図
の破線で示すように傾いたときに、送受波器の各
振動子に供給される励振信号を適正に移相させた
後供給することにより、実線で示す送受波器１が
送信ビームを形成するのと同じように、常に水平
方向に送信ビームを形成するものである。
の破線で示すように傾いたときに、送受波器の各
振動子に供給される励振信号を適正に移相させた
後供給することにより、実線で示す送受波器１が
送信ビームを形成するのと同じように、常に水平
方向に送信ビームを形成するものである。
以下、船が揺動して送受波器１が傾いた時に各
振動子に供給される送信信号に与えるべき移相量
を導出する。
振動子に供給される送信信号に与えるべき移相量
を導出する。
第３，４及び５図は、上記移相量を定める式を
導出する際に使用される説明図を示す。
導出する際に使用される説明図を示す。
第３図は、送受波器を構成する各振動子の三次
元位置を決める座標系を示す。
元位置を決める座標系を示す。
第４図は、船のピツチング又はローリングによ
り送受波器１が傾いた状態でのθo方向の断面図
を示す。
り送受波器１が傾いた状態でのθo方向の断面図
を示す。
θは、船尾方向を示す。各振動子の位置は
（Ｒ，θo，Zm）の三要素により定まる。ここ
に、 Ｒ：送受波器の軸から振動子までの距離 θo：ｎ行目の振動子の船尾からの角度 Zm：上からｍ列目の振動子の最上段からの距
離 とする。
（Ｒ，θo，Zm）の三要素により定まる。ここ
に、 Ｒ：送受波器の軸から振動子までの距離 θo：ｎ行目の振動子の船尾からの角度 Zm：上からｍ列目の振動子の最上段からの距
離 とする。
今、船のーリング角度を△ΦRピツチング角度
を△ΦPとして、これらの船が揺動により送受波
器１のｎ行ｍ列目の振動子が元の位置（Ｒ，θ
o，Zm）から（R′，θo，Zm）へ変動した場合
に、R′ひいては（Ｒ−R′）を算出しこの値に対
応する移相量だけ各振動子に供給される励振信号
を移相させて保証すれば、形成される送波ビーム
を船の揺動にかかわらず常に水平方向へ指向させ
ることができる。
を△ΦPとして、これらの船が揺動により送受波
器１のｎ行ｍ列目の振動子が元の位置（Ｒ，θ
o，Zm）から（R′，θo，Zm）へ変動した場合
に、R′ひいては（Ｒ−R′）を算出しこの値に対
応する移相量だけ各振動子に供給される励振信号
を移相させて保証すれば、形成される送波ビーム
を船の揺動にかかわらず常に水平方向へ指向させ
ることができる。
送受波器のｎ行ｍ列目の振動子の補償すべき距
離△Rn，ｍは、 △Rn，ｍ＝［（ｍ−１）ｈ＋Ｒ／２ √△〓＋△〓sin｛π／３０（2n＋１） −tan-1△ΦＰ／△ΦＲ｝］×√△〓＋△〓sin ｛π／３０（2n＋１）−tan-1△ΦＰ／△ΦＲ｝…(1) で表わされ、従つて各振動子に供給される信号の
移相量（遅相時間）τｎ，ｍは、 τｎ，ｍ＝Ｒｎ，ｍ／Ｃ ここに、Ｃ：音波の水中伝播速度 で表わされる。
離△Rn，ｍは、 △Rn，ｍ＝［（ｍ−１）ｈ＋Ｒ／２ √△〓＋△〓sin｛π／３０（2n＋１） −tan-1△ΦＰ／△ΦＲ｝］×√△〓＋△〓sin ｛π／３０（2n＋１）−tan-1△ΦＰ／△ΦＲ｝…(1) で表わされ、従つて各振動子に供給される信号の
移相量（遅相時間）τｎ，ｍは、 τｎ，ｍ＝Ｒｎ，ｍ／Ｃ ここに、Ｃ：音波の水中伝播速度 で表わされる。
以下、(1)式を導出する。
θｎ＝π／３０（2n＋１） ［rad］ (3)
ここに、ｎ：１〜30
Zm＝（ｍ−１）ｈ (4)
ここに、ｈ：送受波器の軸方広の相隣る振動子
間の距離 ｍ：１〜４ Rn，ｍ＝Rcosδθｎ−Zm sin δθｎ (5) △Rn，ｍ＝Ｒ−R′n，ｍ ＝Ｒ（１−cosδθｎ）＋Zm sin δθｎ ＝Ｒ（2sin2δθｎ／２）＋Zm sin δθｎ ＝（Ｒ／２δθｎ＋Zm）δθｎ (6) ここに、δθｎ：θｎ方向の振動子面と垂線の
なす角 δθｎは、 δθｎ＝δsin（θｎ−θδ） (7) ここに、δ≒√△〓＋△〓 (8) θδ：第５図に示すように、船が揺動したとき
もとの送受波円筒の上面と傾いた時の上面
とが交わる交線の方向θσ＝tan-1△ΦＰ／△ΦＲ (9) 第５図は、船がローリング角△ΦRピツチング
角△ΦPだけ揺動した時の送受波器の変動状態図
を示す。
間の距離 ｍ：１〜４ Rn，ｍ＝Rcosδθｎ−Zm sin δθｎ (5) △Rn，ｍ＝Ｒ−R′n，ｍ ＝Ｒ（１−cosδθｎ）＋Zm sin δθｎ ＝Ｒ（2sin2δθｎ／２）＋Zm sin δθｎ ＝（Ｒ／２δθｎ＋Zm）δθｎ (6) ここに、δθｎ：θｎ方向の振動子面と垂線の
なす角 δθｎは、 δθｎ＝δsin（θｎ−θδ） (7) ここに、δ≒√△〓＋△〓 (8) θδ：第５図に示すように、船が揺動したとき
もとの送受波円筒の上面と傾いた時の上面
とが交わる交線の方向θσ＝tan-1△ΦＰ／△ΦＲ (9) 第５図は、船がローリング角△ΦRピツチング
角△ΦPだけ揺動した時の送受波器の変動状態図
を示す。
従つて、上記(6)式に上記(3)，(4)，(7)，(8)，(9)式
を代入すれば、各振動子についての補償すべき距
離を示す上記(1)式の△Rn，ｍを導き出すことが
できる。そして、各振動子に供給される信号の移
相量、言い換えれば、遅相時間は上記(2)式に基づ
いて算出することができる。
を代入すれば、各振動子についての補償すべき距
離を示す上記(1)式の△Rn，ｍを導き出すことが
できる。そして、各振動子に供給される信号の移
相量、言い換えれば、遅相時間は上記(2)式に基づ
いて算出することができる。
第６図は、この考案の一実施例を示す。
テイルト制御器２は、送受波器１により形成さ
れる送波ビームを水平方向に指向させるための制
御信号を演算器３へ送出する。検出器４は、船の
ローリング又はピツチング角度を検出するもの
で、例えば円形のポテンシヨメータをそれぞれ船
首−船尾方向、右舷−左舷方向に且つ水平方向に
保持し、それらの軸から重りを垂下し船の揺動に
伴つてポテンシヨメータの摺動子が回動しそれに
伴つて抵抗値が可変され、摺動角度に比例する出
力信号を演算器３へ送出する如く構成される。演
算器３は、テイルト制御器２及び検出器４の出力
信号に基づいて上記(1)及び(2)式に示す演算を行な
い各振動子毎に振動子に供給される信号の移相時
間を算出し、各振動子に対応するレジスター
RE11，RE21，RE31…RE430に記憶させる。パル
ス発生器５は、移相すべき最小時間τminの逆数
で定まる周波数のパルス列を可逆カウンター
UD11，UD21，UD31…UD430へ供給する。可逆カ
ウンターUD11は、先ず予め定められる値に設定
されており、パルス発生器５の出力信号に基づい
て加算又は減算計数を行ない、計数値とレジスタ
ーRE11に記憶される値とが同一になつた時に計
数動作を停止すると共に出力信号を発生し分周器
D11の分周動作を開始する。分周器D11の入力端に
は周波数ｎの発振器６からのパルス列信号が供
給されており、該分周期D11は計数器UD11の出力
信号によりセツトされ分周動作を開始し、周波数
の出力信号を増幅器A11を経て超音波振動子
T11へ供給する。他のレジスターRE21，RE31…
RE430可逆カウンターUD21〜UD430、分周器D2〜
D430及び増幅器A21〜A430は、それぞれレジスタ
ーRE11可逆カウンターUD11、分周器D11及び増幅
器A11と同一に構成され、同様な動作を行なう。
れる送波ビームを水平方向に指向させるための制
御信号を演算器３へ送出する。検出器４は、船の
ローリング又はピツチング角度を検出するもの
で、例えば円形のポテンシヨメータをそれぞれ船
首−船尾方向、右舷−左舷方向に且つ水平方向に
保持し、それらの軸から重りを垂下し船の揺動に
伴つてポテンシヨメータの摺動子が回動しそれに
伴つて抵抗値が可変され、摺動角度に比例する出
力信号を演算器３へ送出する如く構成される。演
算器３は、テイルト制御器２及び検出器４の出力
信号に基づいて上記(1)及び(2)式に示す演算を行な
い各振動子毎に振動子に供給される信号の移相時
間を算出し、各振動子に対応するレジスター
RE11，RE21，RE31…RE430に記憶させる。パル
ス発生器５は、移相すべき最小時間τminの逆数
で定まる周波数のパルス列を可逆カウンター
UD11，UD21，UD31…UD430へ供給する。可逆カ
ウンターUD11は、先ず予め定められる値に設定
されており、パルス発生器５の出力信号に基づい
て加算又は減算計数を行ない、計数値とレジスタ
ーRE11に記憶される値とが同一になつた時に計
数動作を停止すると共に出力信号を発生し分周器
D11の分周動作を開始する。分周器D11の入力端に
は周波数ｎの発振器６からのパルス列信号が供
給されており、該分周期D11は計数器UD11の出力
信号によりセツトされ分周動作を開始し、周波数
の出力信号を増幅器A11を経て超音波振動子
T11へ供給する。他のレジスターRE21，RE31…
RE430可逆カウンターUD21〜UD430、分周器D2〜
D430及び増幅器A21〜A430は、それぞれレジスタ
ーRE11可逆カウンターUD11、分周器D11及び増幅
器A11と同一に構成され、同様な動作を行なう。
船がピツチング又はローリングしていない場合
には、テイルト制御器により送波ビームが水平方
向に形成されるようになされているので、レジス
ターRE11〜RE430には全て零が記憶される。従つ
て、分周器D11〜D430は、全て同時にリセツトさ
れた後分周動作を行ない、全ての振動子T11〜
T430に同相の励振信号が供給され、送波ビームが
送受波器１の全周に渡つて水平方向に形成され
る。
には、テイルト制御器により送波ビームが水平方
向に形成されるようになされているので、レジス
ターRE11〜RE430には全て零が記憶される。従つ
て、分周器D11〜D430は、全て同時にリセツトさ
れた後分周動作を行ない、全ての振動子T11〜
T430に同相の励振信号が供給され、送波ビームが
送受波器１の全周に渡つて水平方向に形成され
る。
船が揺動する場合には、演算器３は上記(1)及び
(2)式に基づいて各振動子に供給される信号の遅相
時間を算出し得られた時間を各振動子に対応する
レジスターRE11〜RE430に記憶させる。可逆カウ
ンターUD11〜UD430により分周器D11〜D430の分
周動作の開始時刻が適正に制御され、各振動子に
は適正に移相された信号が供給され、その結果船
の揺動に係わらず送波ビームは常に水平方向を指
向する。
(2)式に基づいて各振動子に供給される信号の遅相
時間を算出し得られた時間を各振動子に対応する
レジスターRE11〜RE430に記憶させる。可逆カウ
ンターUD11〜UD430により分周器D11〜D430の分
周動作の開始時刻が適正に制御され、各振動子に
は適正に移相された信号が供給され、その結果船
の揺動に係わらず送波ビームは常に水平方向を指
向する。
上述のように、この考案によれば、装置が装備
される船がピツチング又はローリングしても、常
に送波ビームをほぼ水平方向に指向させ得る超音
波送信装置を提供することができる。
される船がピツチング又はローリングしても、常
に送波ビームをほぼ水平方向に指向させ得る超音
波送信装置を提供することができる。
第１図は、超音波送信装置に使用される送受波
器である。第２図は、従来装置の不具合点を説明
するための説明図である。第３，４及び５図はこ
の考案に使用される演算式を導出する際に用いら
れる説明図である。第６図は、この考案の実施例
である。
器である。第２図は、従来装置の不具合点を説明
するための説明図である。第３，４及び５図はこ
の考案に使用される演算式を導出する際に用いら
れる説明図である。第６図は、この考案の実施例
である。
Claims (1)
- 【実用新案登録請求の範囲】 仮想円筒面にその送波面が接するようにその円
周方向にＮ個及び軸方向にＭ個それぞれ等間隔に
NXM個の超音波振動子を配置して送波器を構成
し、所定の搬送周波数を有する信号を全ての超音
波振動子へ供給し励振することにより360゜方向
且つほぼ水平方向に送波ビームを形成する超音波
送信装置において、 船のローリング角度△ΦR及びピツチング角度
△ΦPを検出する検出器と、 該検出器の出力信号に基づいて上記超音波振動
子の各々Tn，ｍに供給される信号の基準時から
の各移相量τｎ，ｍを算出する演算器と、 τｎ，ｍ＝１／Ｃ［（ｍ−１）ｋ＋Ｒ／２ √△〓＋△〓sin｛π／Ｎ（2n＋１） −tan-1△ΦＰ／△ΦＲ｝］×√△〓＋△〓sin ｛π／Ｎ（2n＋１）−tan-1△ΦＰ／△ΦＲ｝ ここに、Tn，ｍ：基準方向から送受波器の円
周方向にｎ行目で且つ送受波器の基準位置
からその軸方向にｍ列目の振動子 ｃ：音波の水中伝播速度 ｍ：送受波器の基準位置からのその軸方向の超
音波振動子の位置番号 ｎ：基準方向からの送受波器の円周方向の超音
波振動子の位置番号 τｎ，ｍ：Tn，ｍの振動子に供給する信号の
基準時からの移相量 ｋ：軸方向の相隣る超音波振動子間の距離 Ｒ：送受波器の軸から超音波振動子までの距離 上記演算器が算出した移相量に基づいて上記信
号を移相した後上記超音波振動子の各々に供給す
る移相手段とから成る超音波送信装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5115179U JPS6133582Y2 (ja) | 1979-04-16 | 1979-04-16 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5115179U JPS6133582Y2 (ja) | 1979-04-16 | 1979-04-16 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS55150379U JPS55150379U (ja) | 1980-10-29 |
| JPS6133582Y2 true JPS6133582Y2 (ja) | 1986-10-01 |
Family
ID=28939976
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5115179U Expired JPS6133582Y2 (ja) | 1979-04-16 | 1979-04-16 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6133582Y2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6737601B2 (ja) * | 2016-02-05 | 2020-08-12 | 日本無線株式会社 | レーダ走査装置、レーダ走査プログラム及びレーダ走査方法 |
-
1979
- 1979-04-16 JP JP5115179U patent/JPS6133582Y2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS55150379U (ja) | 1980-10-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6285628B1 (en) | Swept transit beam bathymetric sonar | |
| US3436721A (en) | Fan beam acoustic doppler navigation system | |
| US3277430A (en) | Independent direction reference system | |
| JPS6133582Y2 (ja) | ||
| Lamancusa et al. | Ranging errors caused by angular misalignment between ultrasonic transducer pairs | |
| US5550789A (en) | Water turbulence detector | |
| JPH03501053A (ja) | 音響測程器用トランスデューサ装置 | |
| JPS623738Y2 (ja) | ||
| JPH0479548B2 (ja) | ||
| JP3139815B2 (ja) | 水中物体表示装置 | |
| JP2668152B2 (ja) | 水中探知装置 | |
| JPH0980147A (ja) | 超音波水中探知装置 | |
| JPS6365898B2 (ja) | ||
| JP4984638B2 (ja) | マルチスタティックソーナー及びその表示方法 | |
| JP3255815B2 (ja) | 多種類ビーム形成可能な超音波水中探知機 | |
| JPS5822387Y2 (ja) | 配列型送受波器 | |
| JPH06118169A (ja) | 音響測位装置 | |
| JPH0458180A (ja) | 潜水船の音響航法測定装置 | |
| SU750443A1 (ru) | Система управлени положением судна в доке | |
| JPH0131593B2 (ja) | ||
| JPS58111773A (ja) | ホ−ミング装置 | |
| JP3040614B2 (ja) | 超音波潮流分布測定装置 | |
| JPS6222844Y2 (ja) | ||
| JPS57149908A (en) | Sounding machine | |
| JPH0125437B2 (ja) |