JPS6246280A - Receiver for hydrospace detector - Google Patents

Receiver for hydrospace detector

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JPS6246280A
JPS6246280A JP18598385A JP18598385A JPS6246280A JP S6246280 A JPS6246280 A JP S6246280A JP 18598385 A JP18598385 A JP 18598385A JP 18598385 A JP18598385 A JP 18598385A JP S6246280 A JPS6246280 A JP S6246280A
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pulse
pulse wave
ultrasonic
signals
excitation
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JP18598385A
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JPH0481749B2 (en
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Yoichi Umehara
洋一 梅原
Masaaki Tsujimoto
正明 辻本
Yoshinari Yoshida
善成 吉田
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Furuno Electric Co Ltd
Original Assignee
Furuno Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To prevent an ultrasonic wave from being transmitted in unnecessary directions by pulse-modulating exciting signals by using pulse waves wherein a rise and a fall edge gently change. CONSTITUTION:Exciting signals generated by a transmitted signal generator 2 are led to an ultrasonic wave transmitter and receiver 1 via a transmission and reception changeover device 3 (301-308). That is, in the transmitted signal generator 2, the data stored in a ROM 203 are latched [204 (2041-2048)] to make a latch circuit 204 output an eight phase rectangular waveform, which is led to a power amplifier 216 (2161-2168) via a bribe amplifier 215 (2151-2158), wherein the rectangular waveform is pulse-modulated by a pulse wave released from a pulse control circuit 217 to form the exciting signals. Therefore, since the rise and the fall edge of each ultrasonic oscillator 100 (101-108) are excited by a smoothly changing pulse-modulated wave, ultrasonic wave signals transmitted from the oscillators 100 have stable phases. So the synthetic directional characteristics of the ultrasonic wave signals can be maintained in a direction determined in advance.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は、水中の広範囲方向に超音波パルスを送受波
して、広範囲方向を瞬時に探知する水中探知装置に関す
るもので、特に、水中の広範囲方向に超音波パルスを送
信する送信装置に関し、出願人が先に提供した特願昭6
0−119325号並びに特願昭GO−128949号
の改良に関する。
[Detailed Description of the Invention] (Industrial Application Field) This invention relates to an underwater detection device that instantly detects a wide range of directions by transmitting and receiving ultrasonic pulses in a wide range of directions underwater. Regarding a transmitting device that transmits ultrasonic pulses in a wide range of directions, the applicant previously provided a patent application filed in 1983.
0-119325 and Japanese Patent Application No. Sho GO-128949.

(従来装置) 出願人は、この種の装置として、特願昭60−1193
25号並びに特願昭GO−128949号を提供した。
(Conventional device) The applicant has proposed a device of this type in Japanese Patent Application No. 1193/1986.
No. 25 and Japanese Patent Application No. Sho GO-128949.

この装置は、第2図に示すように、水中を探知する広範
囲角0を複数の範囲角θ1,02、θ3.04に分割し
て、各々の分割範囲角毎に周波数f、、  f2、ff
の超音波パルスを送受波する。そして、各々の分割範囲
方向から帰来する反射波の受信信号の周波数f1、f2
、f3、f4を共通の周波数f。に変換して受信信号の
信号処理を行なう。
As shown in Fig. 2, this device divides a wide range angle 0 for underwater detection into multiple range angles θ1, 02, and θ3.04, and sets frequencies f, , f2, and ff for each divided range angle.
transmits and receives ultrasonic pulses. Then, the frequencies f1 and f2 of the received signal of the reflected wave returning from each divided range direction are
, f3, f4 as a common frequency f. The received signal is then converted into a signal and processed.

このようにすると、各分割範囲角毎に超音波パルスの周
波数が異なるから、各区間の送受波信号が他の区間の送
受波信号に混入することはない。
In this way, since the frequency of the ultrasonic pulse differs for each divided range angle, the transmitted and received signals of each section will not be mixed with the transmitted and received signals of other sections.

従って、特定方向に受波感度を有する指向性受波ヒーム
を形成した場合、指向性受波ビームの副極ヒームが他方
向から帰来する反射信号によって影響を受けることはな
い。
Therefore, when a directional receiving beam having receiving sensitivity in a specific direction is formed, the sub-pole beam of the directional receiving beam is not affected by reflected signals returning from other directions.

北記の特願昭和EiO−119325号並びに特願昭6
0−128949号において、周波数f1、f2.f3
.f4の超音波パルスは共通の超音波送波器を用いて行
われる。
Kitaki's patent application No. Showa EiO-119325 and patent application No. 1193
No. 0-128949, frequencies f1, f2 . f3
.. The f4 ultrasound pulse is performed using a common ultrasound transmitter.

超音波送波器は多数の超音波振動子が配列され。An ultrasonic transmitter has a large number of ultrasonic transducers arranged.

各々の超音波振動子を励振する各励振信号の位相を適宜
組合わせて特定の位相関係に設定することにより、送信
信号の合成指向方向が01.0□、03.04のそれぞ
れの分割範囲角毎に形成されるようになされている。な
お、各振動子を励振する励振信号の位相を適宜組合わせ
て所望の合成指向特性を(1)ることは公知である。
By appropriately combining the phases of each excitation signal that excites each ultrasonic transducer and setting a specific phase relationship, the combined directivity direction of the transmitted signal can be set at each division range angle of 01.0□ and 03.04. It is designed to be formed every time. Note that it is known to appropriately combine the phases of excitation signals that excite each vibrator to obtain a desired composite directivity characteristic (1).

従って、それぞれの分割範囲角04.02.03.04
の範囲方向に超11波信号を送信するためには、超音波
振動子の各々から送信される超音波信号の位相関係が励
振信号の位相関係と同じ位相関係に保たれていることが
必要であり、各々の超音波信号の位相関係がくずれると
所望方向以外、超音波信号の送信指向特性が形成される
Therefore, each division range angle 04.02.03.04
In order to transmit an ultra-11 wave signal in the range direction, it is necessary that the phase relationship of the ultrasonic signals transmitted from each ultrasonic transducer is maintained in the same phase relationship as the phase relationship of the excitation signal. If the phase relationship between the respective ultrasound signals is disrupted, transmission directional characteristics of the ultrasound signals will be formed in directions other than the desired direction.

又、上記において、水中に送信される超音波信号は励振
信号がパルス変調された超音波パルスが送信される。と
ころが、励振信号をパルス波を用いてパルス変調を行な
うと、パルス波の立上りあるいは立下り時の急蛤な波形
変化に対する超音波振動子の応答8れに起因して、送信
される超音波信号に複雑な位相変動を生じさせる。この
位相変動によって超音波信号の上記位相関係が所定の位
相関係とは異なった位相関係が生じさせられる。
Further, in the above, the ultrasonic signal transmitted into the water is an ultrasonic pulse in which the excitation signal is pulse-modulated. However, when the excitation signal is pulse-modulated using a pulse wave, the ultrasonic transducer's response to sudden waveform changes at the rise or fall of the pulse wave causes This causes complex phase fluctuations. This phase variation causes the phase relationship of the ultrasound signals to differ from the predetermined phase relationship.

又1位相変動によって不要な周波数の超音波信号が発生
する。そのため、所定の分割範囲角と異なった他の方向
へ不要な超音波信号が送信される。
Moreover, an ultrasonic signal of an unnecessary frequency is generated due to one phase variation. Therefore, unnecessary ultrasonic signals are transmitted in other directions different from the predetermined division range angle.

(発明が解決しようとする問題点) この発明は、超音波振動子の励振信号をパルス変調する
場合に、パルス変調波の立上り、立下り時においても、
超音波振動子から送信される超音波信号の位相関係をあ
らかじめ設定した位相関係に保たせることにより、不要
方向への超音波の送信を防止する。
(Problems to be Solved by the Invention) In the case of pulse modulating the excitation signal of an ultrasonic transducer, the present invention solves the following problems even at the rise and fall of the pulse modulated wave.
By maintaining the phase relationship of the ultrasonic signals transmitted from the ultrasonic transducer to a preset phase relationship, ultrasonic waves are prevented from being transmitted in unnecessary directions.

(間m点を解決するための手段、作用)問題点を解決す
るだめの手段として、パルス変調を行なうパルス波の立
上り部が漸増的に変化し、かつ立下り部が漸減的に変化
するように、パルス波形を制御するパルス波制御回路が
用いられる。そして、立上り部並びに立下り部が漸増、
漸減的に変化するパルス波を用いて励振信号をパルス変
調することにより、励振信号の各々の位相関係を一定の
位相関係に維持する。。
(Means and operations for solving the problem of m points) As a final means to solve the problem, the rising part of the pulse wave that performs pulse modulation changes gradually, and the falling part gradually changes. A pulse wave control circuit is used to control the pulse waveform. Then, the rising and falling parts gradually increase.
By pulse modulating the excitation signals using a gradually changing pulse wave, the phase relationship of each of the excitation signals is maintained at a constant phase relationship. .

(実 施 例) 第1図において、■は超音波送受波器を示し、多数の超
音波振動子が配列されて構成され、第1図実施例では8
個の超音波振動子+01乃至108が配列されて構成さ
れている。
(Example) In Fig. 1, ■ indicates an ultrasonic transducer, which is constructed by arranging a large number of ultrasonic transducers.
The ultrasonic transducers +01 to +108 are arranged and configured.

超音波送受波器lは送信信号生成器2から出力される励
振信号が送受切換器301乃至308を経て導かれる。
An excitation signal output from the transmission signal generator 2 is guided to the ultrasonic transducer 1 via transmission/reception switching devices 301 to 308.

送信信号生成器2は、第3図eに示すように、パルス変
調された励振信号を超音波振動子101乃至108の各
々に対応して出力する。そして、パルス変調された励振
信号の立上り部と立下り部が、滑めらかな波形変化にな
るように制御されることにより、前述のような超音波送
信信号の位相変動が防止されている。
The transmission signal generator 2 outputs a pulse-modulated excitation signal corresponding to each of the ultrasonic transducers 101 to 108, as shown in FIG. 3e. The rising and falling parts of the pulse-modulated excitation signal are controlled so that the waveform changes smoothly, thereby preventing the phase fluctuation of the ultrasonic transmission signal as described above.

送信信号生成器2は、出願人が先に提供した特願昭60
−119325号あるいは特願昭130−128949
号と同様に構成され、読出し専用メモリ 203の記憶
データがラッチ回路204、乃至2048によってラッ
チされることにより、ラッチ回路2041乃至2048
から8相の矩形波列が出力される。この矩形波列がドラ
イブアンプ2151乃至2158を経てパワーアンプ2
162168に導かれるとき、ドライブアンプ215□
乃至215oにおいて、パルス制御回路217から出力
されるパルス波(第3図d)によってパルス変調される
ことにより、第3図eの励振信号が形成される。
The transmission signal generator 2 is based on a patent application filed in 1986 by the applicant.
-119325 or patent application No. 130-128949
The data stored in the read-only memory 203 is latched by the latch circuits 204 to 2048, so that the latch circuits 2041 to 2048
An eight-phase rectangular wave train is output. This rectangular wave train passes through drive amplifiers 2151 to 2158 to power amplifier 2.
When guided by 162168, drive amplifier 215□
215o to 215o, the excitation signal shown in FIG. 3e is formed by pulse modulation by the pulse wave (FIG. 3d) output from the pulse control circuit 217.

励振信号eは1周波数f、、  f2.  f3.f4
の周波信号がパルス変調されて構成されている0周波数
f1、f2.f3、f4の周波信号は、特願昭GO−1
19325号あるいは特願昭80−128949号で説
明したように、カウンター208のカウント値が変化す
る毎に、デコーダ212によってカウンター201のカ
ウントクロ2.りの周波数が切換えられ、かつ、数値設
定器207の出力数値変化によって読出し専用メモリ2
03の読出し領域の切換えによって生成される。
The excitation signal e has one frequency f, , f2 . f3. f4
0 frequencies f1, f2 . The frequency signals of f3 and f4 are based on patent application Sho GO-1.
As explained in No. 19325 or Japanese Patent Application No. 80-128949, each time the count value of the counter 208 changes, the decoder 212 changes the count value of the counter 201 to 2. The frequency of the read-only memory 2 is changed by changing the output value of the value setter 207.
03 is generated by switching the readout area.

すなわち、カウンター208は実施例では4進カウンタ
ーが用いられ、キーイングパルス生成回路4からキーイ
ングパルス(第3図a)が出力される毎に、ゲート20
9を通過するクロックパルス生成器210のクロックパ
ルス(第3図b)をカウントする。なお、ゲート209
は、キーイングパルスaが出力されてからカウンター2
08が4a計数を行なう間導通する。
That is, the counter 208 is a quaternary counter in this embodiment, and the gate 20
The clock pulses of the clock pulse generator 210 passing through the clock pulse generator 210 (FIG. 3b) are counted. In addition, gate 209
counter 2 after keying pulse a is output.
08 conducts while performing 4a counting.

カウンター208のカラントイ直が変化すると、故(+
ri 、設定器207は読出し専用メモリ203の読出
し領域の切換えを行なう、他方、デコーダ212は、ゲ
ー)211乃至211を順次切換えることにより、分l
         4 周回路202から出力される周波数の異なるクロックを
j順次切換えてカウンター201へ導く、従って、読出
し専用メモリ203は、カウンター208がカウンタ[
を行なう毎に、読出し領域の異なる記tαデータがクロ
ック周波数の異なるクロックによって読出され、ランチ
回路2041乃至2048によってラー。
When the karantoi direct of the counter 208 changes, the result (+
ri, the setter 207 switches the readout area of the read-only memory 203, while the decoder 212 switches the readout area of the read-only memory 203 sequentially.
4 The clocks with different frequencies output from the frequency circuit 202 are sequentially switched and guided to the counter 201. Therefore, in the read-only memory 203, the counter 208 is switched to the counter [
Each time data is read out from a different readout area using clocks with different clock frequencies, the launch circuits 2041 to 2048 read out data tα.

チされる結果1周波数f1、f2、f3、f4の矩形波
信号が順にラッチ回路204□乃至2048から出力さ
れる。
As a result, rectangular wave signals of one frequency f1, f2, f3, and f4 are sequentially output from the latch circuits 204□ to 2048.

なお、ラッチ回路2041乃至2048は、ラッチパル
ス生成回路205から出力されるラッチパルスによって
記憶データのラッチを行なう、又、ラッチパルス生成回
路205は、分周回路202ヘクロツクを出力するグロ
ックパルス源206のクロックと、 OR回路213か
らカウンター201へ出力されるクロックとを用いてラ
ッチパルスを生成する。
Note that the latch circuits 2041 to 2048 latch stored data using latch pulses output from the latch pulse generation circuit 205, and the latch pulse generation circuit 205 is connected to the glock pulse source 206 that outputs the clock to the frequency dividing circuit 202. A latch pulse is generated using the clock and the clock output from the OR circuit 213 to the counter 201.

」−記において、カウンター208のカウント動作は、
キーイングパルスaが出力される毎に比較的短時間内に
行われ、従って、この短時間内に周波数f1、f2、f
3.f4の矩形波列がラッチ回路2041乃至2048
から時系列的に出力される。又、ゲート209の出力パ
ルスbは、パルス波生成器214に導かれて、第3図C
のパルス波がパルス波生成器214から出力される。パ
ルス波Cはカウンター208のカウントに回期して出力
される。第3図C′はパルス波Cを時間軸方向に拡大し
たものを示す、パルス波C′はパルス制御回路217に
導かれて、その立上り部と立下り部が、第3図dに示す
ように、漸増、漸減的変化になるように制御される。そ
して、この制御されたパルス波がドライブアンプ215
I乃至2158に導かれて、ラッチ回路2o41乃至2
o48から出力される矩形破裂をパルス変調する。従っ
て、ドライブアンプ2151乃至21511からは、第
3図eに示すように、周波数f1、f2、f3、f4の
矩形破裂がパルス変調されて出力される。
”, the counting operation of the counter 208 is as follows:
Each time a keying pulse a is output, it is done within a relatively short time, and therefore within this short time the frequencies f1, f2, f
3. The rectangular wave train of f4 is the latch circuit 2041 to 2048.
are output in chronological order. Further, the output pulse b of the gate 209 is guided to the pulse wave generator 214 and is shown in FIG.
A pulse wave of is output from the pulse wave generator 214. The pulse wave C is outputted in accordance with the count of the counter 208. Figure 3C' shows the pulse wave C expanded in the time axis direction.The pulse wave C' is guided to the pulse control circuit 217, and its rising and falling parts are as shown in Figure 3d. It is controlled to have gradual increases and decreases. Then, this controlled pulse wave is transmitted to the drive amplifier 215.
Latch circuits 2o41 to 2 are guided by I to 2158.
Pulse modulate the rectangular burst output from o48. Therefore, as shown in FIG. 3e, the drive amplifiers 2151 to 21511 output pulse-modulated rectangular bursts of frequencies f1, f2, f3, and f4.

パルス変調された矩形波列eは、パワーアンプ216゜
乃至218 oにおいて電力増巾された後、送受切換器
301乃至308から超音波振動子101乃至108の
各々へ導かれて各々の振動子を励振する。従って、超音
波振動′子101乃至108の各々は立上り部及び立下
り部が滑めらかに変化するパルス変調波によって励振さ
れるから、各々の超音波振動子101乃至+08から送
信される超音波信号は、パルス変:A波の立上り部ある
いは立下り部においても位相が安定した超音波信号が送
信される。なお、超音波振動子101乃至108から送
信される超音波信号の合成指向特性は、それぞれの励振
信号の位相関係によって決定される。そして、励振信号
の位相関係は、特願昭60−119325号あるいは特
願昭GO−128949号で1悦明したように、読出し
専用メモリ203の記憶データによって決定されるから
、記憶データを適宜占込むことにより、周波数fの励振
信号による合成指向特性を第2図の01方向に、又、周
波数f2.f3、f4の励振信号による合成指向特性を
02.03.04の各方向に設定することができる。
The pulse-modulated rectangular wave train e is amplified in power by power amplifiers 216° to 218o, and then guided from transmission/reception switching devices 301 to 308 to each of the ultrasonic transducers 101 to 108 to cause each transducer to Excite. Therefore, since each of the ultrasonic transducers 101 to 108 is excited by a pulse modulated wave whose rising and falling parts change smoothly, the ultrasonic transducers 101 to +08 transmitted from each ultrasonic transducer 101 to The sonic signal is a pulse change: an ultrasonic signal whose phase is stable even at the rising or falling portion of the A wave is transmitted. Note that the composite directivity characteristics of the ultrasound signals transmitted from the ultrasound transducers 101 to 108 are determined by the phase relationship of the respective excitation signals. The phase relationship of the excitation signals is determined by the data stored in the read-only memory 203, as disclosed in Japanese Patent Application No. 60-119325 or Japanese Patent Application No. GO-128949. By inserting the frequency f2. A composite directional characteristic based on the excitation signals of f3 and f4 can be set in each direction of 02.03.04.

第4図はパルス制御回路217の具体例を示す。FIG. 4 shows a specific example of the pulse control circuit 217.

第4図において、入力端P、には第3図C′のパルス波
が導かれ、出力端Pから第3図dに示す立上り部、立下
り部が滑めらかにDIMされたパルス波が出力される。
In Fig. 4, the pulse wave shown in Fig. 3 C' is introduced to the input terminal P, and the pulse wave whose rising and falling parts shown in Fig. 3 d are smoothly DIM is introduced from the output terminal P. is output.

入力端Pに印加されたパルス波C′は、反転回転Aにお
いて反転された後、抵抗R1を経てトランジスタ叫のベ
ース及び、抵抗R2を経てトランジスタQ4のベースに
それぞれ導かれる。従って、トランジスタ%及びQ4は
パルス波C′の高レベル時にOFFになり、低レベル時
にONになる。トランジスタQ2、Q4がOFFのとき
、トランジスタ9<ONになり、抵抗R5を経てコンデ
ンサーC1に時定数C1R5によって充電が行われる。
The pulse wave C' applied to the input terminal P is inverted in the inversion rotation A, and then guided to the base of the transistor Q4 via the resistor R1 and the base of the transistor Q4 via the resistor R2. Therefore, transistors % and Q4 are turned off when the pulse wave C' is at a high level, and turned on when the pulse wave C' is at a low level. When transistors Q2 and Q4 are OFF, transistor 9<ON, and capacitor C1 is charged via resistor R5 by time constant C1R5.

逆に、トランジスタ”2’ Q4がONになると、トラ
ンジスタQ1%OFFになり、コンデンサーCIの充電
電極が抵抗R6を経て時定数ClR6によって放電され
る。従って、入力端P、にパルス波C′を印加すると、
コンデンサー01の充電電圧は。
Conversely, when transistor "2' Q4 is turned ON, transistor Q1% is turned OFF, and the charging electrode of capacitor CI is discharged by time constant ClR6 via resistor R6. Therefore, a pulse wave C' is applied to input terminal P. When applied,
What is the charging voltage of capacitor 01?

第3図dのように、立上り時の時定数がC,R5立下り
時の時定数がC1R6で変化する。
As shown in FIG. 3d, the time constant at the time of rising is C, and the time constant at R5 is changed by C1R6.

コンデンサーC1の充電時定数C,R5,放電時定数C
,R6は、超音波振動子の応答特性を考慮して決定され
る。すなわち、励振電圧に対する超音波振動子の応答遅
れ時間より上記時定数C,R,,、C、R,6<大きく
なるように設定される。
Charging time constant C, R5, discharging time constant C of capacitor C1
, R6 are determined in consideration of the response characteristics of the ultrasonic transducer. That is, the time constants C, R, , C, R, 6 are set to be larger than the response delay time of the ultrasonic transducer to the excitation voltage.

コンデンサC1の充’ih電圧はトランジスタQ5のエ
ミッタから低インピーダンス化されて出力端Pに導かれ
る。従って、出力端Pからは、第3図dに示すように、
立上り部及び立下り部が漸増、漸減的に変化するごとく
制御されたパルス波が出力される。
The charged voltage of the capacitor C1 is led to the output terminal P from the emitter of the transistor Q5 with a low impedance. Therefore, from the output terminal P, as shown in FIG. 3d,
A controlled pulse wave is output so that the rising and falling parts gradually increase and decrease.

上記のようにして超音波送受波器1から分割範囲角θ1
.02、θ3,04の各方向へ送信された超音波パルス
は、水中の探知物によって反射され、その反射波が超音
波送受波器1に受信される。
As described above, from the ultrasonic transducer 1 to the dividing range angle θ1
.. The ultrasonic pulses transmitted in the directions 02, θ3, and 04 are reflected by objects underwater, and the reflected waves are received by the ultrasonic transducer 1.

超音波送受波器lに受信された超音波信号は送受切換器
301乃至308を経て移相器5に導かれる。
The ultrasonic signal received by the ultrasonic transducer 1 is guided to the phase shifter 5 via the transmitter/receiver switchers 301 to 308.

移相器5は、超音波振動子101乃至108の各々が0
□、0□、03.04の各方向η1も帰来する反射波を
受信した受信信号を、共通の周波信号に周波数変換した
後、各受信信号の移相を移相制御して加算器8へ出力す
る。受信信号の周波数変換は混合信号生成器6から出力
される混合信号に基づいて行われる。又、受信信号の移
相制御は移相制御器7から出力される移相信号に基づい
て行われる。なお、移相器5混合信号生成器6及び移相
制g!J器7の具体例並びに作用については特願昭GO
−119325号並びに特願昭EiO−128949号
において説明したので省略する。
In the phase shifter 5, each of the ultrasonic transducers 101 to 108 is set to 0.
After frequency-converting the received signals that have received the reflected waves returning in each direction η1 of □, 0□, and 03.04 into a common frequency signal, the phase shift of each received signal is controlled and sent to the adder 8. Output. Frequency conversion of the received signal is performed based on the mixed signal output from the mixed signal generator 6. Further, phase shift control of the received signal is performed based on a phase shift signal output from the phase shift controller 7. In addition, the phase shifter 5 mixed signal generator 6 and the phase shift system g! Specific examples and functions of J device 7 can be found in the patent application Sho GO.
119325 and Japanese Patent Application No. Sho EiO-128949, the explanation will be omitted.

移相器5において移相制御された超音波振動子101乃
至10Bの各々の受信信号は加算器8へ導かれて互いに
加算される。従って、加算回路8からは、6超音波振動
子101乃至108の受信信号を移相合成した合成信号
が出力されるから、特定の一方向に指向性を有し、かつ
、その指向方向が探知範囲角θ内において高速度に変化
する指向性受波ビームが出力される。
The received signals of each of the ultrasonic transducers 101 to 10B whose phase has been controlled by the phase shifter 5 are guided to the adder 8 and added together. Therefore, since the adder circuit 8 outputs a composite signal obtained by phase-shifting and combining the received signals of the six ultrasonic transducers 101 to 108, it has directivity in one specific direction, and the direction of the directivity is detected. A directional received beam that changes at high speed within the range angle θ is output.

加算回路8の出力はフィルター9に導かれて特定の周波
信号が抽出される。そして、フィルター9の抽出信号は
映像増巾器10において増巾された後表示器11へ導か
れる0表示器11は1例えば、ブラウン管表示器が用い
られ、掃引回路12によって電子ビームの画素操作が行
われ、映像増巾器10の出力によって電子ビームの輝度
変調が行われる。
The output of the adder circuit 8 is guided to a filter 9 to extract a specific frequency signal. The extracted signal from the filter 9 is amplified by an image intensifier 10 and then led to a display 11.The 0 display 11 is, for example, a cathode ray tube display, and the pixel operation of the electron beam is performed by a sweep circuit 12. The brightness of the electron beam is modulated by the output of the video intensifier 10.

又、掃引回路12は、キーイングパルス生成器に基づい
て、移相VJ御器7の移相動作に同期して画素操作を行
なう、従って、表示器11の表示画面上には、水中の探
知物から帰来する反射波が1表示画面上において探知物
が対応する方位1位置に表示される。
Further, the sweep circuit 12 performs pixel operations based on the keying pulse generator in synchronization with the phase shifting operation of the phase shifting VJ controller 7. Therefore, on the display screen of the display 11, the detected object underwater is displayed. The reflected waves returning from the detected object are displayed on one display screen at one position in the direction corresponding to the detected object.

(発明の効果) 以上説明のように、この発明によると、水中の探知範囲
角を81数の範囲角に分割して複数の超音波振動子の合
成指向特性を利用して、各分割範囲角毎に異なる周波数
の超音波パルスを極めて短時間内に時系列的に送信する
場合において、各々の超音波振動子の励振信号をパルス
変調するパルス波の立上り部並びに立下り部を漸増ある
いは漸減的に変化するように波形制御が行われる。従っ
て、パルス変調波の立上りあるいは立下り部において、
超音波振動子から送信される超音波信号の移送を木本信
号の移相に追従させるごと〈超音波振動子を励振するこ
とができる。その結果、複数の超音波振動子から送信さ
れる超音波信号の移相関係を各々の振動子を励振する励
振信号の移相関係と同じ移相関係に保つことができる。
(Effects of the Invention) As described above, according to the present invention, the underwater detection range angle is divided into 81 range angles, and the composite directional characteristics of a plurality of ultrasonic transducers are used to make each divided range angle When transmitting ultrasonic pulses with different frequencies in a time series within an extremely short period of time, the rising and falling parts of the pulse wave that pulse-modulates the excitation signal of each ultrasonic transducer may be gradually increased or decreased. Waveform control is performed so that the Therefore, at the rising or falling part of the pulse modulated wave,
The ultrasonic transducer can be excited each time the transfer of the ultrasonic signal transmitted from the ultrasonic transducer follows the phase shift of the Kimoto signal. As a result, it is possible to maintain the phase shift relationship of the ultrasonic signals transmitted from the plurality of ultrasonic transducers to be the same as the phase shift relationship of the excitation signal that excites each transducer.

従って、a音波信号の合成指向特性をあらかじめ定めた
指向方向に保つことができ、不要方向への超音波の送信
を防止することができる。よって、探知範囲角を複数区
間に分割して、各範囲角毎に異なる周波数の超音波パル
スを送信する場合に用いて好適な水中探知装置を実現す
ることができる。
Therefore, the composite directivity characteristic of the a-sound wave signal can be maintained in a predetermined directivity direction, and it is possible to prevent ultrasonic waves from being transmitted in unnecessary directions. Therefore, it is possible to realize an underwater detection device suitable for use when dividing the detection range angle into a plurality of sections and transmitting ultrasonic pulses of different frequencies for each range angle.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明の実施例を示し、第2図は氷中探知の
状況を説明するための図、第3図は実施例の動作を説明
するための図、第4図は実施例のパルス制御回路の具体
例を示す。 ■・・・・・・超音波送受波器、2・・・・・・送信信
号生成器、4・・・・・・キーイングパルス生成器、5
・・・・・・移相器、6・・・・・・混合信号生成器、
7・・・・・・移相制御器、8・・・・・・加算器、9
・・・・・・フィルター、lO・・・・・・映像増[1
〕器。 II・・・・・・表示器、12・・・・・・掃引回路、
101乃至108・・・・・・超音波振動子、201・
・・・・・カウンター、202・・・・・・分周回路、
203・・・・・・読出し専用メモリ、204!乃至2
04o・・・・・・ラッチ回路、205・・・・・・ラ
ッチパルス生成器、20G・・・・・・クロックパルス
源、207・・・・・・数値設定器、208・・・・・
・カウンター、209・・・・・・ゲート。
Fig. 1 shows an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a diagram for explaining the situation of underwater detection, Fig. 3 is a diagram for explaining the operation of the embodiment, and Fig. 4 is a diagram for explaining the operation of the embodiment. A specific example of a pulse control circuit will be shown. ■... Ultrasonic transducer, 2... Transmission signal generator, 4... Keying pulse generator, 5
... Phase shifter, 6... Mixed signal generator,
7... Phase shift controller, 8... Adder, 9
・・・・・・Filter, lO・・・・Image increase [1
〕vessel. II... Display unit, 12... Sweep circuit,
101 to 108... Ultrasonic transducer, 201.
... Counter, 202 ... Frequency divider circuit,
203...Read-only memory, 204! ~2
04o...Latch circuit, 205...Latch pulse generator, 20G...Clock pulse source, 207...Numeric value setter, 208...
・Counter, 209...Gate.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 水中の広範囲探知範囲角θを複数の範囲角に分割して各
範囲角毎に異なる周波数の超音波パルスを送信して水中
探知を行なう水中探知装置において、 多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、 該多数の超音波振動子の各々に対応して生成される励振
信号であって該励振信号の各々は周波数が共通で各々の
位相関係が特定の位相関係に設定されており、さらに該
励振信号の周波数並びに位相関係を上記分割範囲角の各
々に対応して複数種に順に切換えて生成される励振信号
生成回路と、該励振信号の周波数並びに位相関係が切換
えて出力される毎に該励振信号の各々をパルス変調して
出力するパルス変調回路と、 該パルス変調を行なうパルス波の生成回路であって、該
パルス波の立上り部が漸増的に変化し、かつ、立下り部
が漸減的に変化するパルス波を生成するパルス波生成回
路とを具備し、上記パルス変調された励振信号を用いて
上記超音波振動子の各々を励振することを特徴とする広
範囲角水中探知装置における送信装置。
[Claims] In an underwater detection device that performs underwater detection by dividing an underwater wide-range detection range angle θ into a plurality of range angles and transmitting ultrasonic pulses of different frequencies for each range angle, An ultrasonic transmitter configured by an array of transducers, and an excitation signal generated corresponding to each of the large number of ultrasonic transducers, each of the excitation signals having a common frequency and each phase. an excitation signal generation circuit whose relationship is set to a specific phase relationship, and which generates the excitation signal by sequentially switching the frequency and phase relationship of the excitation signal to a plurality of types corresponding to each of the divided range angles, and the excitation signal. a pulse modulation circuit that pulse modulates and outputs each of the excitation signals each time the frequency and phase relationship of the excitation signals are switched and output; and a pulse wave generation circuit that performs the pulse modulation, the pulse wave generating circuit comprising: and a pulse wave generation circuit that generates a pulse wave in which the pulse wave gradually changes and the falling part changes gradually, and the pulse wave generating circuit generates a pulse wave in which the pulse wave changes gradually and the falling part changes gradually, and the pulse wave generating circuit generates a pulse wave in which the pulse wave changes gradually and the falling part changes gradually. A transmitting device in a wide-angle underwater detection device characterized by excitation.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5173126A (en) * 1991-05-07 1992-12-22 Kabushiki Kaisha Nihon Genma Aluminum brazing paste

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