JPS625301B2 - - Google Patents

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JPS625301B2
JPS625301B2 JP53158101A JP15810178A JPS625301B2 JP S625301 B2 JPS625301 B2 JP S625301B2 JP 53158101 A JP53158101 A JP 53158101A JP 15810178 A JP15810178 A JP 15810178A JP S625301 B2 JPS625301 B2 JP S625301B2
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sound
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transducer
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Dorigunieeru Robeeru
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ANSUCHI FURANSE DEYU PETOROORU
Original Assignee
ANSUCHI FURANSE DEYU PETOROORU
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Publication date
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Publication of JPS5497064A publication Critical patent/JPS5497064A/ja
Publication of JPS625301B2 publication Critical patent/JPS625301B2/ja
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO 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
    • G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
    • G01S15/02—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems using reflection of acoustic waves
    • G01S15/50—Systems of measurement, based on relative movement of the target
    • G01S15/58—Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems
    • G01S15/60—Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems wherein the transmitter and receiver are mounted on the moving object, e.g. for determining ground speed, drift angle, ground track
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO 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
    • G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
    • G01S15/87—Combinations of sonar systems
    • G—PHYSICS
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    • G01S—RADIO 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
    • G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
    • G01S15/88—Sonar systems specially adapted for specific applications
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V1/00—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
    • G01V1/28—Processing seismic data, e.g. for interpretation or for event detection
    • G01V1/30—Analysis
    • G01V1/306—Analysis for determining physical properties of the subsurface, e.g. impedance, porosity or attenuation profiles
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V1/00—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
    • G01V1/38—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting specially adapted for water-covered areas

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Geology (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • Oceanography (AREA)
  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、水底面およびその下の地層の地形
図を得るためのソナー形音波装置に関する。
特に本発明は、水の中に沈められて船の後ろに
曳かれ、それによつて曳船のたどる通路の両側の
水底および水底に近い地層の地震断層についての
地形図を作ることができるエコー測深装置に関す
る。
本発明によるログ装置は、非常に深い所でソノ
グラムを作るのに好適である。
深さにかかわりなく要求に従つて数種類のソナ
ー、すなわち分解能は良いが測定距離の短い高周
波ソナー、測定距離は長いが分解能の悪い低周波
ソナー、または長い測定距離と良好な分解能とを
同時に得られる前述の２種類のソナーを組合せた
ソナーが使用される。この最後のソナーは高価に
なる不利がある。大部分の場合、ソナーの送信周
波数は、許容測定距離と平均深さで応用したとき
の鮮明度との間において調和を得るように選択さ
れる。このようなソナーは、例えばフランス特許
明細書第2045218号に説明されている。このよう
な平均周波数を用いたソナーは比較的浅い所のソ
ノグラムを得るには都合が良いが、貫通能および
分解能がいずれも最善であることが要求される極
めて深い所での調査には不向きである。エコー測
深器は、例えば極めて深い所に沈められる潜水
体、すなわち「魚」の中に組み込まれる。魚を沈
めるにはときには数時間もかかるので、良好な貫
通能と良好な分解能の両方を絶えず得るために
は、あらゆる調査装置を利用することが必要にな
る。
さらに、砂の多い水底の反射係数は送信音パル
スの周波数に実質的に無関係であるのに対し、小
石または同様な種類の水底の反射係数はオクター
ブ当たり3dB〜6dB変化することが、特にソナー
の当業者に知られている。また岩の多い水底の反
射係数はその他の水底の反射係数よりも大であ
り、岩の多い水底を明確に認知できることも知ら
れている。
本発明による装置は、非常に深い水底で使用す
るようにされたソナーに割当てられる目的を達成
するのに必要なあらゆる特性を現わす。
本発明による装置は、水底面に対して移動する
運搬装置を用いることによつて水底面の地形図を
与える。
本装置は、まず、第１移動方向に沿う運搬装置
の移動速度（縦速度）を測定する音響装置と、第
１移動方向に直角な面内にある垂線に対し傾斜し
た軸を持つ主送信ローブおよび実質的に垂線方向
に向けられる二次送信ローブから成る指向性図を
持つ少なくとも１個の変換器とを含む。注目すべ
き点は、変換器が二つの異なる周波数の音波を送
受信するようにされていること、および本装置が
音パルス変換器から出力される二つの異なる周波
数による送信を制御する送信装置と、変換器から
送信されたパルスのエコーに基づき運搬装置の第
１移動方向に対し直交する方向について水底面エ
コー図を作り、二次ローブ方向に沿つて送信され
た音波の伝搬時間を測定することにより運搬装置
より下の水深を測定し、かつ主ローブの特定方向
に沿つて受信された音波の周波数を測定すること
により第１移動方向に直角な方向に沿う移動速度
（横速度）を計算する、受信装置とを有すること
である。
二つの異なる周波数でパルス変換器から連続送
信することは、まず第一に、相補的特性を持つ２
種類のエコー図を得る利点を与える。低い周波数
の使用は、測定距離の大きな装置を生む。反対
に、高い周波数は分解能を良くする。
適当な送受信装置を組み合わせた、二つのロー
ブから成る指向性図を有した変換器の使用は、二
つの異なる周波数を用いて水底面のエコー図を作
ることができるばかりではなく、運搬装置の横速
度および水底から運搬装置距離を測ることもでき
るが、これに対し従来の装置ではこれらの結果は
エコー測深器またはドプラー・ソナー形の他の特
殊装置を付加することによつてのみ得られる。
本発明の装置は、第１移動方向に直角な面内に
ある垂線について対称に配置された実質的に同一
の特性を持つ２個の変換器を有することが望まし
い。これらの変換器の制御装置は、例えば、２個
の変換器について異なる低い周波数のパルスを送
信するようにされている。変換装置は、２個の変
換器から送信された周波数の異なるパルスの組み
合わせから生じる低い周波数の貫通力の極めて強
いパラメトリツク音波のエコーを検出するのに用
いられる。
さらに受信装置には、周波数の異なる送信音パ
ルスのそれぞれに対応する、受信エコーの同一特
性を比較する装置が含まれる。
このような比較装置の使用は、水底の性質を調
べるために反射係数の変化やその変化の欠如を利
用する。
比較装置は、各受信エコーの同一特性値間の商
を作る素子で具合よく構成される。
他の特徴および利点は、添付図面に関する本発
明の制限されない特定な実施例に係る下記説明に
よつて明らかになる。
本発明による音波装置は、例えば、安定装置を
有する既知の形（第１図および第２図）の潜水し
得る輪郭体、すなわち魚１によつて構成される移
動可能な運搬装置の中に含まれる。安定装置は、
例えば、魚の後部を囲む円錐切頭体３と水かき２
とから成る。水かき２は、例えば潜水の深さを変
えたり安定させたりする制御装置（図示されてい
ない）と共働することができる。魚は、例えば、
エコー法によつて得られるデータの伝送を保証す
る導通ケーブル４および牽引ケーブル５により、
水面の曳船に接続される。
本音波装置は、第１に、例えば魚の側壁面上に
配設されかつ垂線の両側に同じ程度まで傾けられ
た細長い形をした２個の側部変換器６および７を
有する。一例として、変換器６および７の軸は、
垂線に関して約70゜程度具合よく傾けられる。も
つと一般的に述べれば、側部変換器６および７の
魚の横断面における位置は、魚が安定して一定の
潜水深さで移動するときに、それぞれの指向性図
が実質的に垂線に沿つて向けられる軸を持つ二次
ローブを現わすように選択される。指向性図の主
ローブは、変換器の軸に沿つて向けられ、魚の通
路両側の水底面のエコー図を作るのに用いられ
る。各変換器６，７は最低２個の共振周波数、す
なわち圧縮形と、横形の共振周波数を持つ。構成
によつて、これらの周波数は等しくならないよう
に選ばれ、すなわちその一つであるｆHは他のｆB
より高く選ばれる。最大分解能は高い周波数ｆH
によつて得られ、長い測定距離は低い周波数ｆB
によつて得られることになる。一例として、周波
数ｆBおよびｆHはそれぞれ20KHzおよび70KHz
に等しくなるように選ばれる。
２つの変換器６，７が同調された低周波数ｆB
は同一であるので、これらの変換器にはそれぞれ
下記のような周波数f′Bおよびf″Bでパルス信号が
供給される。
f′B＝ｆB＋△ｆ (1) f″B＝ｆB−△ｆ (2) ただし△ｆは各変換器について同じである通過
帯域ＦBの1/2より狭い幅の周波数帯である。周波
数f′Bおよびf″Bのパルスはそれぞれ、周波数ｆH
のパルスによつて引き延ばされる。下の方向に向
けられた二次ローブに沿つて送られる電力が十分
大きければ、いわゆるパラメトリツク音波が作ら
れて垂直方向に伝搬され、その周波数ｆPは変換
器の通過帯域幅の２倍である。周波数ｆPは極め
て低く、約1KHzであり、従つてパラメトリツク
音波は水底面に近い沈澱物の層を通り抜ける。パ
ラメトリツク伝送の指向性は、変換器の指向性図
の二次ローブの指向性とほぼ同じである。センサ
すなわち水中聴音器８は、パラメトリツク音波の
エコーを受信するために魚の底部に配設される。
水中聴音波器８の通過帯域は周波数ｆPに同調さ
れている。なお、上述のパラメトリツク音波の生
成原理は当業者にとつて周知のことであり、その
詳細は例えば「journal of Sound and
Vibrations（ジヤーナル オブ サウンド アン
ド バイブレーシヨンズ）1965−２（4462−
470）」に説明されている。
水底に対する魚の位置は、以下に説明するとお
り、変換器６，７から二次ローブの方向に送られ
た音パルスのエコーを同時に検出することによつ
て定められる。
横方向に沿う魚の移動速度は、主ローブの方向
に変換器によつて送られた音パルスのエコーを対
象とするドプラー周波数偏移を検出することによ
つて得られる。ドプラー効果による周波数偏移
は、音波の送信及び受信方向によつて変わる。各
変換器から送られるビーム幅は大きいので、横速
度を測定することは、傾斜角が垂線に対して一定
でありかつ変換器６および７の主ローブの頂角
（第３図）に含まれる基準軸OMが選択されてい
なければ無意味である。横速度の測定は、前記基
準軸に沿つて受信されたエコーに基づいて行なわ
れる。魚からの下の水の深さｈに等しい距離OZ
にわたつて変換器の二次ローブにより垂線に沿つ
て送られる音パルスの伝搬時間間隔をｔpとすれ
ば、主ローブの方向OMに沿つて受信されるエコ
ーは下記のような伝搬時間ｔの後に到着する。
ｔ＝ｔｐ／ｃｏｓα (3) ただしαは30゜になるよう選択されることが望
ましい。この場合、時間ｔは２ｔｐ／〓３に等しい。
次に横移動速度の測定は、変換器６，７の主ロ
ーブに沿つて送られたパルスの、時間間隔ｔの後
に受信されたエコーに基づいて行なわれる。
また縦軸に沿う魚の移動速度を測定するため
に、本音波装置はさらに２個の変換器９および１
０を追加されるが、これらの変換器は、魚の胴体
に固定され、垂線に対して対称に傾斜した二つの
方向（第１図）に沿つて周波数ｆHで音エネルギ
を出すようにされる。
変換器９および１０によつて受信される音波を
対象とするドプラー周波数偏移が検出され、それ
により縦速度が導き出される。
第４図に示された制御および作動装置は、変換
器に組み合わされる数個の送受信チヤンネルを有
する。変換器６，７，９，１０は、それぞれ、以
下に、説明するように、送信変調器１５から、一
方では周波数f′B，ｆHおよび他方では周波数
f″B，ｆHのそれぞれのパルス信号を、増幅器１
１，１２，１３，１４から成る送信装置を経由し
て給電される。側部変換器６，７はまた、それぞ
れ、固定利得の増幅器１６，１７と受信エコーを
増幅するプログラム式利得の増幅器１８，１９と
から成る受信装置に接続されている。増幅器１
８，１９から出力された増幅信号はそれぞれ、高
低両周波数を分離する２個のデマルチプレクサ２
０，２１に導入される。デマルチプレクサ２０
は、二つの異なる出力チヤンネルによつて、例え
ば左舷側で受信した周波数が送信周波数f′Bおよ
びｆHに相当する信号を送る。デマルチプレクサ
２１も、二つの異なる出力チヤンネルによつて、
例えば右舷側で受信した周波数が送信周波数f″B
およびｆHに相当する信号を送る。デマルチプレ
クサ２０，２１の各出力チヤンネルは既知の形の
マルチトレース・レコーダ２２のチヤンネルに接
続される。
増幅器１６，１７の出力端は、側部変換器，７
の二次ローブに沿つて送信された音パルスのエコ
ーである第１エコーの同時到着を検出するセンサ
２３に接続される。二つの異なる受信チヤンネル
によるエコーの同時検出によれば、寄生反射の影
響を除くことができる。水底面からの第１エコー
を検出した検出器２３はパルスICIを作る。
また変換器９，１０は船首および船尾に向つて
送られた周波数ｆHの音パルスのエコーを増幅す
る受信装置２４，２５に接続される。受信装置２
４，２５はそれぞれ変換器９，１０によつて受信
された信号の周期を測定する素子２６，２７に接
続される。また高周波信号を作るデマルチプレク
サ２０，２１の出力端はそれぞれ、側部変換器
６，７によつて受信された信号の周期を測定する
素子２８，２９に接続される。
測定素子２６，２７，２８，２９の出力端はコ
ンピユータ３０に接続される。コンピユータ３０
は、二つのチヤンネル９，１０で受信された信号
のドプラー効果によつて変化した周期を、対応す
る送信信号の周期と比較し、それにより、移動の
主方向に沿う、水底面に対する魚の移動速度（縦
速度）Ｖxを算出する。
水底面から第１エコーが到着する時にセンサ２
３によつて作られたパルスICIは、コンピユータ
３０に送られ、コンピユータ３０は音信号の伝搬
時間を算出し、それに応じて時間間隔ｔ（第３式
参照）の値と共に魚の下の水の深さを算出する。
その後、コンピユータ３０は測定素子２８，２９
によつて測定された信号の周期を送信信号の周期
と比較して、それにより水底面に対する魚の横速
度Ｖyを算出する。
コンピユータはデイジタル形であり、時間スケ
ールを定めるVHFのパルスＨを作る、内部クロ
ツクを利用することによつてその計算を行なう。
パルスＨは、受信信号の周期を測定する測定素子
２６，２７，２８，２９によつて時間基準として
使用される。
水中聴音器８は、固定利得の増幅器３１と、レ
コーダ２２の入力チヤンネルに接続される出力端
を持つプログラム式利得の増幅器３２とから成る
受信装置に接続される。増幅器１８，１９，３２
の利得プログラム法則および変調器１５の制御パ
ルスは、コンピユータ３０に前もつて記録され、
コンピユータ３０によつて各送受信サイクルで出
力される。
第５図に示される送信変調器１５は、おのお
の、外部信号によつて作動させられたとき１組の
記憶値をデイジタル・アナログ解読器４３，４４
に順次供給するようにされたメモリ３３，３４を
備える、２個の同じサブ・アツセンブリを有す
る。記憶値の数ｎは、２πラジアン・サイクルの
時間にわたつて分布された正弦関数のｎ個の連続
サンプルに相当する。各メモリのアドレス０およ
びｎ−１にはゼロの値が記録される。各メモリに
含まれるｎ個のデイジタル値から、デイジタル・
アナログ解読器４３，４４は、各メモリを順次読
み出す外部制御信号の周期に依存した周波数を持
つ正弦関数を再構成する。一例として、ｎは512
すなわち29に等しく選択することができる。
外部制御信号すなわちアドレス指定信号は、基
準ｎの２個のカウンタ３５，３６を通して、すな
わちそれらがｎ個のパルスをカウントし終るとゼ
ロの値に戻るようにされたカウンタ３５，３６を
通して、それぞれメモリ３３，３４に供給され
る。カウンタ３５，３６は、それぞれのカウント
入力端子において、それぞれＮおよびN′モジユ
ールのカウンタ３７，３８によつて、すなわちそ
れらがクロツク４５によつて与えられるそれぞれ
Ｎ個およびN′個のパルスをカウントし終るとゼ
ロの値に戻るようにされたカウンタ３７，３８に
よつて与えられるパルスを受信する。クロツク４
５は、図中略図で示されるスイツチIVおよび電
子サーキツト・ブレーカITを通して、カウンタ
３７，３８の各カウント入力端子に供給される周
波数パルスH1とH2を発生する。
また本音波装置は、カウンタ３５の連続ゼロ・
リセツト数をカウントする周期カウンタ３９を含
む。解読器４０は、周期カウンタ３９に含まれる
数が値N1になる時とこの数が値N1＋N3になる時
にパルスを発生するようにされている。第１双安
定フリツプ・フロツプ４１は、外部から与えられ
る初期設定信号ＴBによつて、また解読器４０に
より作られるN1に相当するパルスによつて、作
動する。また信号ＴBはカウンタ３５，３６，３
７，３８，３９をゼロにリセツトするのにも用い
られる。第１双安定フリツプ・フロツプ４１の出
力端は、スイツチIVを制御する信号を与えると
共にカウンタ３７の選択入力端子に接続される。
この制御は、そのリセツト・ツー・ゼロを生じる
最大値をＮからN′へ変えるのに用いられる。
最後に、初期設定信号ＴBによつて、または解
読器４０で作られたN1＋N3に相当するパルスに
よつて、作動させられる第２双安定フリツプ・フ
ロツプ４２は、サーキツト・ブレーカIT用の制
御信号を出力端に生じる。
送信変調器の動作は次のとおりである。
音パルスが送信され始める瞬間は、カウンタ３
５，３６，３７，３８，３９を始動させ、かつ、
サーキツト・ブレーカITを閉じると共にスイツ
チIVを周波数H1のパルスを発生するクロツク４
５の出力端子に切り替える、フリツプ・フロツプ
４１，４２の作動を行わせる、レコーダ２２（第
４図）により送信されたパルスＴBによつて定め
られる。それに応じて、カウンタ３５，３６はそ
れぞれの、周波数H1／Ｎ，H1／N′のパルスを受
けるとともに、２個のサブ・アツセンブリ３３、
４３および３４，４４を作動させる同じ周波数の
パルスを送る。
カウンタ３５，３６のゼロ・リセツトは、それ
ぞれ周波数f′B，f″Bに相当する周波数Ｈ１／ｎＮおよ
び Ｈ１／ｎＮ′によつて作られる（第１式と第２式）。解
読 器４０によつてカウントされるN1半周期の後
に、カウンタ３７，３８の入力端子はスイツチ
IVを介して周波数H2のクロツク・パルスを発生
するクロツク４５の出力端子に接続される。周波
数f′Bの半正弦N1に等しい時間の間に、周波数f″B
の半正弦N2が解読器４４によつて与えられ、す
なわち関係式で表わすと、周波数f″Bは、 Ｎ１／Ｆ１＝Ｎ２／Ｆ２ (4) すなわちN2＝N1×Ｎ／Ｎ′ (5) になるように選択される。
解読器４０により供給されるN1に相当するパ
ルスは、また、双安定フリツプ・フロツプ４１を
介して、カウンタ３７がゼロにリセツトされるパ
ルスの数をＮからN′に変える効果をも有する。
次に、２個のカウンタ３７，３８は、同一周波
数Ｈ２／Ｎ′のパルスのカウンタ３５，３６に供給する ことになる。カウンタ３５，３６のリセツト・ツ
ー・ゼロの周波数はｆHである（第２図）。正弦曲
線を作る前述の方法は、解読器４０がN1＋N3の
半周期を記録し、そしてサーキツト・ブレーカ
ITを開きかつ次の初期設定パルスTBの到着まで
どのようなカウント動作をも停止させるパルスを
発生するまでは、２個のサブ・アツセンブリ３
３，４３および３４，４４について同じである。
送信変調器の一連の動作の結果、デイジタル・
アナログ解読器４３，４４は、各送受信サイクル
で、それぞれ、一方は周波数ｆHの信号を伴う周
波数f′Bの信号から成る幅θの１個のパルスを発
生し、他方は周波数ｆHの信号を伴う周波数f″Bの
信号から成る同様な幅θのパルス（第３式と第４
式参照）を発生する。
一方の信号は増幅器１６，１８により、増幅さ
れ、他方の信号は増幅器１７，１９により増幅さ
れ、かつそれぞれの信号を低周波数（f′Bまたは
f″B）および高周波数ｆHの信号に分ける２個のデ
マルチプレクサ２０，２１（第４図を要約する第
６図参照）を通してフイルタされた前記各信号
は、第６図の計算部材４６に導入される。計算部
材４６は例えば、２個の信号間の商を算出するよ
うにされた素子である。例えば、右舷側で受信さ
れた低周波数f′Bおよび高周波数ｆHの信号のそれ
ぞれの振幅を（A′B）T、（ＡH）Tとすれば、計算部
材は下記の比またはその逆比を算出するようにさ
れる。
ＫT＝（Ａ′Ｂ／ＡＨ）T (6) またはそれは、左舷側に受信された周波数
f″B，ｆHの各信号に対応する振幅による下記の比
をも算出する。
ＫB＝（Ａ″Ｂ／ＡＨ）D (7) プログラム式利得の増幅器１８，１９の利得プ
ログラムが伝搬時間に関して低周波信号の減衰を
補償するように選択されるならば、計算部材４６
は下記の比を計算することによつて高周波信号の
より大きな減衰を考慮に入れる。
K′T＝（Ａ′Ｂ／ｇＡＨ）T (8) およびK′B＝（Ａ″Ｂ／ｇＡＨ）D (9) ただしｇは１より大きい乗係数である。
これに反して、増幅器１８，１９の利得プログ
ラムが距離に関して高周波信号の減衰を補償する
ように選択されると、計算部材４６は１より小さ
い乗係数ｇを用いて前述の振幅比を定める。
コンピユータ４６によつて供給される結果の利
用は、可変の時間に対して砂底の係数ＫT，ＫBに
関する１組の値を定めることにより、また代表的
な曲線を随意プロツトすることによつて、達成さ
れる。
かくて、小石で覆われた水底は、基準値の組合
せに対して係数ＫTおよびＫBの値の急変を検出す
ることによつて認められる。
この動作は例えば、係数ＫTおよびＫBの連続値
をすべての基準値と比較するコンピユータ４６に
接続された比較器４７によつて行なわれる。
コンピユータ４６および比較器４７の仕事を実
行するために、魚の移動速度ＶxおよびＶyの測定
に指定されたコンピユータ３０（第４図）を使用
することは、本発明の範囲外ではない。
もつと一般的に述べれば、低周波および高周波
信号の振幅値の算術比を、これらの値の任意な組
合せにより、または調査中の水底の性質に従つて
不連続性を示す受信信号の特性である他の任意な
パラメータによつて、置き換えることも可能であ
ろう。
上述の実施例では、本音波装置は船の後に曳か
れた潜水魚（運搬装置）に組み込まれる。本音波
装置を水面上の船または潜水艦に直接組み込むこ
とも、本発明の範囲外ではない。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明による装置を組み込むようにさ
れた運搬装置すなわち魚の側面図を示し、第２図
は魚の前面図を示し、第３図は運搬装置の横速度
を測定する側部変換器の送信ビームの内側におけ
る基準軸OMの位置を示し、第４図は装置全体の
概観図を示し、第５図は送信変調器を示し、第６
図は２個の異なる周波数で送信されるパルスの同
一特性を比較する装置を示し、これらの装置は第
４図に既に示された側部変換器により受信された
エコーの受信装置に組み合わされる。 構成品のリスト、１……魚、２……水かき、３
……円錐切頭体、４，５……ケーブル、６，７，
９，１０……変換器、１１〜１４；１６〜１９；
３１，３２……増幅器、１５……送信変調器、２
０，２１……デマルチプレクサ、２２……レコー
ダ、２３……センサ、２４，２５……受信装置、
２６〜２９……周期測定素子、３０……コンピユ
ータ、３３，３４……メモリ、３５〜３９……カ
ウンタ、４０，４３，４４……Ｄ／Ａ解読器、４
５……クロツク（第５図）、４６……計算部材
（第６図）、４７……比較器、４１，４２……双安
定フリツプ・フロツプ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 実質的に同一の特性を有する２個の変換器
    ６，７であつて、この変換器６，７はその指向性
    図において主送信ローブと少なくとも１個の二次
    送信ローブを含み、かつ各変換器６，７の主送信
    ローブの軸が第１の移動方向に直角な面内にて垂
    線に対して対称的位置で傾斜しかつ前記二次送信
    ローブが実質的に垂線の方向に向き、また音パル
    スを発生する装置と前記第１の移動方向に関する
    運搬装置１の移動速度を測定する受信装置に接続
    されるようにされた前記変換器６，７を含んで成
    り、水底面に対して移動し得る運搬装置１に配設
    された音波装置において、 音パルスを発生する前記装置は、第１周波数
    f′B、第２周波数f″B、第３周波数ｆHのパルス信
    号を生成する送信変調器としてのアセンブリ１５
    を含み、第１周波数f′Bと第２周波数f″Bは互いに
    近い周波数でかつ第３周波数ｆHよりも低い周波
    数であつて、第１周波数と第２周波数の差は実質
    的に第１及び第２の周波数の音パルスのための変
    換器の通過帯域の２倍であり、また第１及び第２
    の周波数f′B，f″Bの音パルスの組合せの結果生じ
    るパラメトリツク波のエコーを受信する実質的に
    垂線方向に向けられた変換器８を含むことを特徴
    とする音波装置。 ２ 前記特許請求の範囲第１項の記載において、
    前記アセンブリ１５は、２個のデイジタル・アナ
    ログ解読器４３，４４と、このデイジタル・アナ
    ログ解読器４３，４４に対しデイジタル値を連続
    的に供給するメモリ３３，３４と、２つの異なる
    時間スケールを明確にするクロツクパルスを発生
    するためのクロツク４５とから成る変調器を含む
    ことを特徴とする音波装置。 ３ 前記特許請求の範囲第２項の記載において、
    前記アセンブリ１５は、スイツチング装置IV、
    サーキツトブレーカIT、第１所定数によつて前
    記クロツクパルスの周波数を割るためのカウンタ
    ３７，３８から成る第１カウンタ装置と第１およ
    び第２の所定数により引続いて前記クロツクパル
    スの周波数を割るためのカウンタ３５，３６から
    成る第２カウンタ装置を含み、前記各カウンタ装
    置から出力されるパルスがそれぞれ２個のメモリ
    ３３，３４に与えられることを特徴とする音波装
    置。 ４ 前記特許請求の範囲第３項の記載において、
    さらに、２個の前記カウンタ装置の１つから出力
    されるパルスによつて制御され、２個の前記カウ
    ンタ装置の入力を前記クロツク４５の２つの出力
    で引続きスイツチングするように前記スイツチン
    グ装置IVおよび前記サーキツトブレーカITを作
    動させるための装置４１，４２を含むことを特徴
    とする音波装置。 ５ 前記特許請求の範囲第１項の記載において、
    前記受信装置は、２個の前記変換器６，７により
    受信された周波数の異なる信号を分離するデマル
    チプレクサ２０，２１と、前記受信信号を記録す
    る装置２２と、水底面からの第１エコーの到着を
    検出する装置２３と、第１エコーの伝搬時間に比
    例する伝搬時間インターバルの後に前記変換器の
    指向性図の主ローブで受信された信号の周期を測
    定する装置と、前記第１の移動方向に直角な方向
    に沿う移動速度を測定するコンピユータ３０とを
    有することを特徴とする音波装置。 ６ 前記特許請求の範囲第５項において、第１の
    移動方向を含む面内にあつてかつ垂線に対して傾
    斜された主送信軸を有する２個の音パルス送受信
    部材９，１０を含み、この音パルス送受信部材
    ９，１０は第３周波数ｆHのパルスを供給され、
    また前記受信装置は前記送受信部材９，１０によ
    つて受信された信号の周期を測定するための素子
    ２６，２７を含み、この素子２６，２７はコンピ
    ユータ３０に接続されていることを特徴とする音
    波装置。 ７ 実質的に同一の特性を有する２個の変換器
    ６，７であつて、この変換器６，７はその指向性
    図において主送信ローブと少なくとも１個の二次
    送信ローブを含み、かつ各変換器６，７の主送信
    ローブの軸が第１の移動方向に直角な面内にて垂
    線に対して対称的位置で傾斜しかつ前記二次送信
    ローブが実質的に垂線の方向に向くと共に、また
    音パルスを発生する装置と前記第１の移動方向に
    関する運搬装置１の移動速度を測定する受信装置
    とに接続されるようにされた前記変換器６，７を
    含んで成り、水底面に対して移動し得る運搬装置
    １に配設された音波装置において、 音パルスを発生する前記装置は、第１周波数
    f′B、第２周波数f″B、第３周波数ｆHのパルス信
    号を発生するための送信変調器としてのアセンブ
    リ１５を含み、第１周波数f′Bと第２周波数f″Bと
    は互いに近い周波数でかつ第３周波数ｆHよりも
    低い周波数であつて、第１周波数と第２周波数の
    差は実質的に第１及び第２の周波数の周波に用い
    られる変換器の通過帯域の２倍であり、また第１
    及び第２の周波数f′B，f″Bのパルスの組合せの結
    果生じるパラメトリツク波のエコーを受信する実
    質的に垂線方向に向けられた変換器８を含み、更
    に前記受信装置が、送信された周波数の異なる音
    パルスのそれぞれに対応する受信エコーの同じ特
    性を比較する比較装置４６，４７を備えることを
    特徴とする音波装置。 ８ 前記特許請求の範囲第７項において、前記比
    較装置は、受信エコーの同じ特性に係る値の間の
    商を求める装置を有することを特徴する音波装
    置。 ９ 前記特許請求の範囲第８項において、商を求
    める装置は、２個の前記各変換器６，７によりそ
    れぞれ受信された周波数の異なる信号（振幅は同
    じである）を分離させるデマルチプレクサ２０，
    ２１に接続されることを特徴とする音波装置。
JP15810178A 1977-12-20 1978-12-20 Sound wave device Granted JPS5497064A (en)

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