JPS6217737Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は超音波パルスの伝播時間により主局と
従局との距離を測定する超音波測距装置に関する
ものである。

例えば海底で働く複数の機器の間の距離を測定
するような場合、一般に超音波によるトランスポ
ンダ方式と呼ばれる、超音波による測定方式が採
用される。トランスポンダ方式は従来より知られ
ているように例えば船上に設けられた主局と海底
に働く機器に取付けられた従局が設けられ、主局
から成る周波数の超音波を周期的に送信し、従局
ではその送信超音波を受信すると応答超音波を返
送し、主局ではこの応答超音波を受信して送信時
点から受信時点までの時間を計測し、その計測時
間によつて主局及び従局間の距離を計測するよう
にしている。また従局の位置を測定する方法とし
ては主局の周辺に少なくとも３個以上の受波器を
設け、この受波器にて従局からの応答超音波を受
信し、その時間差から各々従局までの距離を知り
従局の位置を測定するようにしている。

ところでこのようなトランスポンダ方式におい
て、従来から超音波パルスを複数個の超音波パル
ス列によりコード化し、従局においてこの超音波
パルスのパルスコードを弁別することにより、雑
音を超音波パルスとを弁別することが行われてい
る。第１図はこのようにコード化された超音波パ
ルスを送信するとともに応答超音波を受信する主
局と、送信超音波のコードを弁別して受信し応答
超音波を返送する従局との概略構成を示すブロツ
ク線図である。主局１は例えば第２図Ａに示すよ
うな時間T₀の周期でコード化された送信超音波
A₀₁，A₀₂，A₀₃……を周期的に送信する。この送
信超音波A₀₁，A₀₂，……は例えば３つの超音波
パルスA₁，A₂，A₃よりなり、主局１の送波信号
発生回路４により送波器３が励振されることによ
り発生する。図Ｂは従局２の送受波器５において
受信される信号を示し、送信超音波A₀₁，A₀₂，
…に対応した受信パルスB₁，B₂，B₃よりなる受
信信号B₀₁，B₀₂，…と、何らかの原因により受信
される雑音Ｎを示し、従局２に於ては送信超音波
は送信後伝播時間T₁だけ経過した後従局に到着
する。

これら受信された受信信号B₀₁，B₀₂，…及び雑
音Ｎは、送受波器５より選択増幅器６に供給さ
れ、送信超音波の周波数と等しい受信信号のみが
増幅される。選択増幅器６の出力は自動利得制御
回路７に供給され、ここでパルスコードの弁別を
確実にするために振幅略一定に増幅された後、弁
別回路８に供給される。弁別回路８においては、
自動利得制御回路７の出力が所定のパルスコード
に対応しているかを弁別し、パルスコードを弁別
した時のみ送波回路９を駆動させて、送受波器５
より超音波パルスを返送する。このようにして返
送された超音波パルスは主局１の受波器１０によ
り受信され、さらに選択増幅回路１１により増幅
された後、返送超音波が受信されるまでの時間を
主局１にて測定し、主局１と従局２との距離を測
定する。

このように従来装置においては、送信超音波を
コード化することにより雑音を分離していた。し
かしながら、従来装置においては自動利得制御回
路７は、受波器５で受信され選択増幅回路６で増
幅された信号全てに働く。従つて第２図Ｂに示す
如く、送受波器５において受信される信号に含ま
れる雑音Ｎが、例えば反響超音波の如く送信超音
波の周波数と等しくかつ増幅が大きなものである
と、この雑音の次に受信される受信信号B₀₄が自
動利得制御回路７の働きにより小さく増幅される
ことになる。即ち、自動利得制御回路７の利得に
は時間遅れがあるため、雑音Ｎの振幅により制御
された利得により増幅される信号は信号B₀₄であ
る。従つて、第２図Ｃに示す如く、自動利得制御
回路７の出力は、雑音Ｎの増幅後の出力N′の次
の信号B′₀₄が非常に小さなものとなる。このため
弁別回路８において信号B′₀₄が弁別されない場合
が生じ、測定に不都合を生じていた。

本考案はこのような従来技術の欠点を解決する
ことを目的とし、大きな雑音による影響を受けな
い超音波測定装置の実現を目的としている。

第３図は本考案一実施例を示すブロツク線図で
あり、第１図は従来装置と同一要素には同一符号
を付して説明を省略する。即ち、選択増幅器６よ
り送受波器５にて受信した信号を自動利得制御回
路７′に供給し、自動利得制御回路７′は弁別回路
８′からの利得制御命令Ｐにより利得制御を行い
出力が一定になるように利得を制御し、利得制御
命令が発生しないときは利得制御は行われずに利
得は一定に保持される。この利得制御命令Ｐは、
自動利得制御回路７′を通過した信号がパルスコ
ードと一致した時に弁別回路８′より発生され
る。

第４図は本考案一実施例の動作説明に供する図
である。送波信号発生回路４は送波器３より図Ａ
の如くの３つの超音波パルスA₁，A₂，A₃により
パルスコードを形成する送信超音波A₀₁，A₀₂…
を送信する。これら送信超音波A₀₁，A₀₂…は送
受波器５にて受信されると選択増幅回路６より図
Ｂの如く、伝播時間T₁後に受信信号B₀₁，B₀₂…と
雑音Ｎとが自動利得制御回路７′を通過して弁別
回路８′に供給される。弁別回路８′においては、
各受信信号B₀₁，B₀₂，……の最初の２つの受信パ
ルスB₁，B₂を検出してB₁，B₂がパルスコードと
一致した場合、即ち受信信号B₁の受信後図Ｃに
示す受信パルスB₂が来るであろう期間ｔの間に
受信パルスB₂が受信される場合に、受信パルス
B₂に同期して図Ｄに示す如く利得制御命令Ｐを
発生する。この利得制御命令Ｐは受信パルスB₂
の受信後３番目の受信パルスB₃が来るであろう
期間中発生しており、この受信パルスB₃の振幅
の大きさにより自動利得制御回路７′の利得を制
御する。従つて受信信号B₀₁の受信パルスB₃の振
幅の大きさによつて制御された利得は、次に受信
される受信信号B₀₂の各受信パルスB₁，B₂，B₃の
増幅率を決定する。しかしながら、周期的に到来
する受信信号B₀₁，B₀₂，B₀₃，…の振幅の変化は
一般に非常に緩やかであるため、受信された受信
信号の振幅によつて制御された利得は、次に受信
される受信信号の増幅率を決定しても、自動利得
制御回路７′の出力はほぼ一定となる。

このようにして自動利得制御回路７′の利得制
御は、弁別回路８′にて受信信号B₀₁，B₀₂，…を
弁別した後にその受信信号B₀₁，B₀₂，…の振幅を
もとに利得制御を行うため、雑音Ｎに対しては利
得制御が行われない。従つて弁別回路８′に供給
される信号は非常に安定なものとなる。

なお、受信信号の振幅の変化が非常に激しい場
合には第５図Ａに示す如く、送信超音波A′₀₁，
A′₀₂…を４つの超音波パルスA′₁〜A′₄よりなるパ
ルスコードとし、受信信号B′₀₁，B′₀₂，…の各受
信パルスB′₁〜B′₄の第４番目の受信パルスB′₄に
その前の受信パルスB′₃により制御された利得を
かけることにより受信パルスB₄を振幅一定とす
ることができる。なお第５図Ｃ，Ｄは第４図の説
明を重複するので省略する。

このように本考案においては、パルスコードを
弁別した後に利得制御を行つているので、雑音に
より利得の変動をきたすことがない。

なお、上記実施例においては、水中位置測定装
置についての適用した例を述べたが、一般に超音
波を用いて距離測定を行う装置に広く適用できる
ことはもちろんのことである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の水中位置測定装置の概略構成を
示すブロツク線図、第２図はその動作説明に供す
る図、第３図は本考案一実施例を示すブロツク線
図、第４図はその動作説明に供する図、第５図は
他の実施例の動作説明に供する図である。 １：主局、２：従局、３：送波器、５：送受波
器、６：選択増幅回路、７，７′：自動利得制御
回路、８，８′：弁別回路、Ｐ：利得制御命令。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. パルスコードを形成する少くとも３個の超音波
   パルスよりなる送信超音波を周期的に送信し従局
   からの応答信号を受波するまでの時間を計測して
   測距する主局と、上記送信超音波を受信して第１
   の超音波パルスを受信の後の所定期間に受信され
   た第２の超音波パルスに同期して第３の超音波パ
   ルスの到来の予定期間のあいだ利得制御命令を発
   生する弁別回路とこの利得制御命令により上記第
   ３の超音波パルス以降の超音波パルスの振幅を一
   定に制御する利得制御回路とを有し上記弁別回路
   で弁別された上記超音波パルスに対応した上記応
   答信号を上記主局に返送する上記従局とより成る
   超音波測距装置。