JPS623908B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPS623908B2
JPS623908B2 JP54053407A JP5340779A JPS623908B2 JP S623908 B2 JPS623908 B2 JP S623908B2 JP 54053407 A JP54053407 A JP 54053407A JP 5340779 A JP5340779 A JP 5340779A JP S623908 B2 JPS623908 B2 JP S623908B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
transmission
output
table memory
frequency
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
Application number
JP54053407A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS55146064A (en
Inventor
Kazuhiko Nitori
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Oki Electric Industry Co Ltd filed Critical Oki Electric Industry Co Ltd
Priority to JP5340779A priority Critical patent/JPS55146064A/ja
Publication of JPS55146064A publication Critical patent/JPS55146064A/ja
Publication of JPS623908B2 publication Critical patent/JPS623908B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G10MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10KSOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00Methods 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
    • G10K11/18Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound
    • G10K11/26Sound-focusing or directing, e.g. scanning
    • G10K11/34Sound-focusing or directing, e.g. scanning using electrical steering of transducer arrays, e.g. beam steering
    • G10K11/341Circuits therefor
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO 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
    • G01S7/00Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/52Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は超音波映像方式において、任意の形状
のフエーズドアレイから広帯域のFM(周波数変
調)パルスを送信するために用いる送信ビームフ
オーマに関する。
超音波映像においては、波動の干渉現象によつ
て生ずるスペツクル雑音を減らすために、周波数
一時間積の大きな信号を送信信号として用いるこ
とが望まれる。このような信号の代表として、1
つのパルス内でその搬送周波数を変化させるFM
パルスが用いられる。FMパルスなどの広帯域な
信号をフエーズドアレイから送信して鋭い指向性
を持つ送信ビームを発生するには、フエーズドア
レイの各送波エレメントの間に生ずる伝搬遅延を
補償するために各送波エレメントを駆動する送信
信号の間に遅延を与えることが必要である。この
ような送信信号を発生する送信ビームフオーマと
して、従来はアナログ遅延線を用いた第1図の構
成のものが用いられていた。第1図においてSG
は信号発生器、VDL1,……………,VDLKは可
変遅延線、PA1,……………,PAKは電力増幅
器、l1,……………,lKは出力端子であり、信
号発生器SGから発生された送信信号は可変遅延
線VDL1,……………,VDLKで遅延を受けた
後、それぞれ電力増幅器PA1,……………,PAK
で増幅され、出力端子l1,……………,lKから
出力される。ここで送波エレメント間に生ずる伝
搬遅延は可変遅延線VDL1,……………,VDLK
によつて補償される。したがつて送信ビームの方
向は可変遅延線VDL1,……………,VDLKの遅
延量を変えることにより変えられる。
大規模なフエーズドアレイを用い、鋭い送信ビ
ームを発生する場合、可変遅延線の遅延量はかな
り大きいことが必要であり、これを従来のアナロ
グ遅延線で実現しようとすると規模が大きくな
り、経済的でない。
従つて本発明は従来の技術の上記欠点を改善す
るもので、その目的は広帯域なFMパルスを送信
できる送信ビームフオーマを提供することにあ
り、その基本はデイジタル信号処理技術を用いる
ことにある。本発明による送信ビームフオーマの
特徴は、複数個の送波エレメントの各々に遅延お
よび位相を制御された信号を印加し所望の送信ビ
ームを得るごとき送信ビームフオーマにおいて、
前記信号を発生する信号発生系統が、送信遅延時
間を計時するプログラマブルインターバルタイマ
と、該タイマの出力により起動するインターバル
タイマと、該インターバルタイマの計時した時間
を周波数に変換する第1のテーブルメモリと、各
チヤネルの送信信号の初期位相に前記周波数を累
加算して瞬時位相を求める手段と、瞬時位相を正
弦関数に変換する第2のテーブルメモリと、正弦
関数の振幅を変更する乗算手段と、乗算手段の出
力信号をアナログ信号に変換する手段とを有する
ことにある。以下図面により実施例を詳細に説明
する。
第2図は本発明による送信ビームフオーマの実
施例のブロツク図であり、TPGは送信パルス発
生器、FMGはFM信号発生器、CHCはチヤネル
カウンタ、DMUXはデマルチプレクサ、L1,…
…………,LKはクリア可能なラツチ、DA1,…
…………,DAKはD/A変換器、2,…………
…,2Kはバンドパスフイルタ、PA1,…………
…,PAKは電力増幅器、1,……………,1K
は出力端子である。ここでチヤネルカウンタ
CHCは一定の速度でチヤネル番号1,…………
…,Kを発生し、送信パルス発生器TPG、FM信
号発生器FMG、デマルチプレクサDMUXに送
る。送信パルス発生器TPGおよびFM信号発生器
FMGは、時分割でチヤネルカウンタCHCから送
られるチヤネル番号に対応する送信パルスを発生
し、それをFM信号に変換する。ここで、送信パ
ルスとは、所望の遅延時間を持つ送信信号の存在
期間を示す信号(送信パルス発生器TPGの出力
端子4から出力される)とその送信信号の内部で
の時間経過を示すデータ(送信パルス発生器
TPGの出力端子5から出力される)とを意味
し、FM信号とは、送信信号(FMパルス)の標
本値を表わすデータ(FM信号発生器FMGの出力
端子9から出力される)を意味する。出力端子4
から出力される信号は、出力端子5および9から
出力されるデータの有効期間を表わしている。ラ
ツチL1,……………,LKはその制御線3,…
…………,3Kに“1”信号を与えられるとFM
信号発生器の出力信号をロードし、“0”信号を
与えられるとその内容をクリアする。送信パルス
発生器TPGの出力端子4には送信信号を発生す
べき期間中には“1”信号が出力されるから、こ
の信号がデマルチプレクサDMUXによつて分岐
されラツチL1,……………,LKの制御線3
……………,3Kに送られ、FM信号発生器FMG
の出力信号が各チヤネル毎に送信信号を発生すべ
き期間中のみ対応するラツチL1,……………,
Kにロードされ、他の期間には対応するラツチ
はクリアされる。ラツチL1,……………,LK
出力信号はD/A変換器DA1,……………,DAK
でアナログパルスに変換され、バンドパスフイル
タ2,……………,2Kにより補間されてアナ
ログ信号に変換され、電力増幅器PA1,…………
…,PAKで増幅されて出力端子1,…………
…,1Kから出力される。
第3図は送信パルス発生器TPGの詳細図であ
り、7はトリガ入力端子、PIT1,……………,
PITKはプログラマブルインターバルタイマ、
IT1,……………,ITKはインターバルタイマ、
MUX1,……………,MUX3はマルチプレクサ、
8は論理ゲートである。ここで、チヤネル1,…
…………,Kの各チヤネルの送信信号に与えるべ
き遅延時間d1,……………,dKはそれぞれプロ
グラマブルインターバルタイマPIT1,…………
…,PITKにセツトされ、プログラマブルインタ
ーバルタイマPIT1,……………,PITKはトリガ
入力端子7から与えられる送信トリガによつて起
動され、それぞれd1,……………,dKだけ経過
したとき出力端子TCに“1”信号を発生する。
インターバルタイマIT1,……………,ITKは送
信信号のパルス幅T〓を計時するもので、それぞ
れプログラマブルインターバルタイマPIT1,…
…………,PITKの出力信号によつて起動し、計
時時間をDATA端子から出力し、計時時間がT
〓に達したならTC端子から“1”信号を出力す
る。マルチプレクサMUX1およびMUX2はプログ
ラマブルインターバルタイマPIT1,…………
…,PITKおよびインターバルタイマIT1,………
……,ITKのTC端子の出力信号を多重化し、論
理ゲート8に送る。論理ゲート8はマルチプレク
サMUX1およびMUX2の出力信号が“1”および
“0”のときつまり送信信号を発生すべきときの
み“1”を出力し、端子4から出力する。マルチ
プレクサMUX3はインターバルタイマIT1,……
………,ITKのDATA端子の出力信号を多重化
し、端子5に出力する。マルチプレクサMUX1
……………,MUX3は端子6に与えられるチヤネ
ルカウンタCHCの出力信号によつて切替えられ
る。つまり、各チヤネルの送信信号の存在期間を
示す信号およびその送信信号の時間経過を表わす
データが時分割多重化されてそれぞれ端子4およ
び端子5から出力される。
第4図はFM信号発生器FMGの詳細図であり、
FTMは周波数テーブルメモリ、ADDは加算器、
STMは正弦テーブルメモリ、MPYは乗算器、
AMは累算メモリ、SWはスイツチ、PTMは位相
テーブルメモリ、WTMは重みテーブルメモリ、
9は出力端子である。累算メモリAM、位相テー
ブルメモリPTM、重みテーブルメモリWTMはい
ずれもチヤネル数Kに等しい容量を持ち、端子6
から入力されるチヤネル番号によりアドレスが切
替えられる。位相テーブルメモリPTMには各チ
ヤネルの送信信号の初期位相が書かれており、そ
の内容は第3図のトリガ入力端子7に送信トリガ
が入力されるに先立つてスイツチSWを経て累算
メモリAMに転送される。周波数テーブルメモリ
FTMには送信信号の周波数変調が書かれてい
る。ここで、周波数変調とは、送信信号内の時間
経過tに対するその搬送周波数fの関数f(t)
をいう。端子5から与えられる各チヤネルの送信
信号の前縁からの時間経過は、周波数テーブルメ
モリFTMによつて搬送周波数に変換され、加算
器ADDにより累算メモリAMのそのチヤネルに対
応するアドレスの内容と加算され、端子4に
“1”信号が与えられたとき、つまり送信信号の
存在期間のみスイツチSWを経由して累算メモリ
の上記の内容が書きかえられる。つまり、加算器
ADD、スイツチSW、累算メモリAMからなる累
算器によつて、周波数テーブルFTMから次々に
読出される周波数変調f(t)を累加算(時間積
分)する。周波数変調f(t)の時間積分 ∫ f(u)du=φ(t) は瞬時位相であるから、これを正弦波に変換する
ことにより、つまりs(t)=sinφ(t)なる変
換により、周波数の変化がf(t)となる正弦波
s(t)が発生される。瞬時位相から正弦波への
変換は正弦テーブルメモリSTMによつて行われ
る。正弦テーブルメモリSTMには位相に対する
1周期分の正弦波の振幅が書かれており、加算器
ADDの出力信号、つまり各チヤネルの送信信号
の瞬時位相を入力して振幅に変換する。正弦波は
2π(ラジアン)を周期とする周期関数であるか
ら、上記累算器で計算できる最大の2進数が2π
(ラジアン)に対応するように規格化し、加算器
ADDにおける加算の結果が桁あふれを起しても
その下の桁をそのまま出力する。つまり、この累
算器には2π(ラジアン)を法とする累加算を行
わせる。正弦テーブルメモリSTMの出力は乗算
器MPYにより重みテーブルメモリWTMの内容と
乗じられ、出力端子9から出力される。
以上のようにして、各チヤネルに共通のパルス
幅(インターバルタイマIT1,……………,ITK
により指定)および周波数変調(周波数テーブル
メモリFTMにより指定)を持ち、各チヤネル毎
に独立の遅延時間(プログラマブルインターバル
タイマPIT1,……………,PITKにより指定)、初
期位相(位相テーブルメモリPTMにより指定)、
および振幅(重みテーブルメモリWTMにより指
定)を持つ矩形のFMパルスを発生し、出力端子
,……………,1Kから出力する。
サイドローブレベルの低い、良好な指向性パタ
ーンを持つ送信ビームを発生するには、各チヤネ
ルの送信信号の伝搬遅延を正確に合わせること
と、振幅を制御してシエーデイングをかけること
が必要である。本実施例ではプログラマブルイン
ターバルタイマの計時のきざみを小さくすること
により遅延の精度を上げられるうえに、そのきざ
み以下の遅延を初期位相を偏変えることによつて
も実現できるので、遅延補償の精度を容易に上げ
られる。また、振幅の制御も容易であるためシエ
ーデイングを正確に実現することができる。
周波数テーブルメモリFTM、正弦テーブルメ
モリSTM、位相テーブルメモリPTM、重みテー
ブルメモリWTMは通常のROM(リードオンリメ
モリ)によつて、累算メモリAMは通常のRAM
(ランダムアクセスメモリ)によつて実現できる
ほか、その他の部分も通常の電子部品により容易
に実現できる。本実施例の主要部分はデイジタル
回路であるため、高集積度のデイジタルICが使
用でき、経済的に実現できる。また、LSI化する
ことも可能である。
信号はデイジタル的に発生されるため、チヤネ
ル毎のばらつきのない正確な信号を発生でき、良
好なビームパターンを実現できる。プログラマブ
ルインターバルタイマPIT1,……………,PITK
および位相テーブルメモリPTMを書き替えるこ
とにより遅延と初期位相を変え、容易に送信ビー
ムの方向を変えることができる。さらに、周波数
変調、パルス幅、振幅を変えることも容易であ
り、任意の形状のフエーズドアレイに対して用い
られる汎用性のあるビームフオーマが実現でき
る。
FM信号発生器FMGにおける周波数テーブルメ
モリFTM、加算器ADD、正弦テーブルメモリ
STM、乗算器MPYなどは、時分割で各チヤネル
に対し共通に用いられるため、部品数を少なくで
き、経済化が達成できる。
各チヤネルのD/A変換器DA1,……………,
DAKに与える標本の繰返し周波数sとバンドパ
スフイルタ2,……………,2Kの通過帯域
は、標本化定理が成り立つように選ばれる。つま
り、送信信号のスペクトルの主要部分が〔n
s/2、(n+1)s/2〕の周波数範囲に入る
ようにする。ただし、nは任意の整数である。
本発明は通常のデイジタル回路素子を用いて広
帯域のFMパルスを送信できるビームフオーマを
実現しているので、LSI化も可能で経済化が達成
でき、パラメータの変更が容易であるため多用途
に用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の広帯域送信ビームフオーマのブ
ロツク図、第2図は本発明による送信ビームフオ
ーマの実施例のブロツク図、第3図は第2図にお
ける送信パルス発生器TPGの詳細図、第4図は
第2図におけるFM信号発生器FMGの詳細図であ
る。 PITi;プログマブルインターバルタイマ、
ITi;インターバルタイマ、FTM;周波数テーブ
ルメモリ、ADD;加算器、STM;正弦テーブル
メモリ、MPY;乗算器、DAi;D/A変換器。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 複数個の送波エレメントの各々に遅延および
    位相を制御された信号を印加し所望の送信ビーム
    を得るごとき送信ビームフオーマにおいて、前記
    信号を発生する信号発生系統が、送信遅延時間を
    計時するプログラマブルインターバルタイマと、
    該タイマの出力により起動するインターバルタイ
    マと、該インターバルタイマの計時した時間を周
    波数に変換する第1のテーブルメモリと、各チヤ
    ネルの送信信号の初期位相に前記周波数を累加算
    して瞬時位相を求める手段と、瞬時位相を正弦関
    数に変換する第2のテーブルメモリと、正弦関数
    の振幅を変更する乗算手段と、乗算手段の出力信
    号をアナログ信号に変換する手段とを有すること
    を特徴とする送信ビームフオーマ。 2 周波数の累加手段と、正弦関数変換手段と、
    乗算手段の各々が複数の信号発生系統で共通に用
    いられることを特徴とする特許請求の範囲第1項
    の送信ビームフオーマ。
JP5340779A 1979-05-02 1979-05-02 Transmission beam former Granted JPS55146064A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5340779A JPS55146064A (en) 1979-05-02 1979-05-02 Transmission beam former

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5340779A JPS55146064A (en) 1979-05-02 1979-05-02 Transmission beam former

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS55146064A JPS55146064A (en) 1980-11-14
JPS623908B2 true JPS623908B2 (ja) 1987-01-27

Family

ID=12941962

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5340779A Granted JPS55146064A (en) 1979-05-02 1979-05-02 Transmission beam former

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS55146064A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0630352Y2 (ja) * 1988-08-25 1994-08-17 本田技研工業株式会社 バルブ嵌込装置

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2795866B2 (ja) * 1989-01-20 1998-09-10 株式会社東芝 アレイアンテナ装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4959A (ja) * 1972-04-17 1974-01-05

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4959A (ja) * 1972-04-17 1974-01-05

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0630352Y2 (ja) * 1988-08-25 1994-08-17 本田技研工業株式会社 バルブ嵌込装置

Also Published As

Publication number Publication date
JPS55146064A (en) 1980-11-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5345426A (en) Delay interpolator for digital phased array ultrasound beamformers
US4809184A (en) Method and apparatus for fully digital beam formation in a phased array coherent imaging system
CA1175134A (en) Beamforming apparatus and method for ultrasonic imaging systems
US6126602A (en) Phased array acoustic systems with intra-group processors
US4829491A (en) Phased-array equipment
US5477859A (en) Ultrasound imaging system having spatial filtering preprocessor
US4290127A (en) Beamformer with reduced sampling rate
US5831168A (en) Ultrasound signal processor
US3835448A (en) Multibeam steering system for a circular section acoustic transducer array
US5515727A (en) Ultrasound signal processor
US5436872A (en) Time delay-phase shift combination beamformer
CN104090270A (zh) 一种用于实时产生混沌雷达信号的信号发生器
JPS623908B2 (ja)
US4015262A (en) Digital filters for obtaining quadrature components of a periodic signal
Sana et al. Software defined digital beam forming processor
US4524362A (en) Phase coded pulse expander-compressor
Lukin et al. Methods for generation of probing signals in software defined noise radar
US5490511A (en) Digital phase shifting apparatus
US4513289A (en) P1 Polyphase code expander-compressor
US5891041A (en) Ultrasonic imaging system adapted for use with ultrasonic probes having different center frequencies
JP3134618B2 (ja) 超音波信号処理装置
EP0425091A2 (en) Doppler spectrum synthesizer
EP0691748B1 (en) Method for determination of errors in analogue-digital conversion
US5771204A (en) Apparatus and method for measuring relative phase of signals in a multiple-echo system
JP3690332B2 (ja) レーダ妨害装置