JP2021173630A - 水中探知装置および水中探知方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ビーム間の相互干渉に基づく虚像を抑制しつつ、全てのビームを送受信する周期を効果的に短くすることが可能な水中探知装置および水中探知方法を提供する。【解決手段】水中探知装置１０は、水中探知用に設定された複数の送信ビームのうち、相互干渉の影響が抑制される条件を満たす送信ビームの組み合わせを設定するビーム設定部１５ａと、この組み合わせの送信ビームについて同時に送受信する送受信制御部１５ｂと、を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、水中に音波を送波し、その反射波に基づいて、水中の状態を探知する水中探知装置および水中探知方法に関する。

従来、互いに異なる方向に送受信用のビームを形成して、魚群や水底の状況を探知する水中探知装置が知られている。この種の水中探知装置では、複数のビームが用いることにより、探知領域を広げることができる。しかし、その反面、複数のビームが同時に送受信されると、ビーム間の相互干渉により、各ビームの探知画像に虚像が生じてしまう。

この問題を解消する方法として、各ビームを異なるタイミングで送受信する方法が用いられ得る。しかし、この方法では、全てのビームについて送受信が完了するまでの周期が長くなるとの問題がある。また、他の方法として、各ビームの送信周波数を互いに相違させ、受信系において周波数弁別により各ビームの受信信号を抽出する方法が用いられ得る。しかし、この方法では、各ビームの周波数を高い周波数帯域に設定する必要があるため、装置が浅海での利用に制限されるとの問題がある。

そこで、これら２つの問題を解消する方法として、同じ送信周波数のビームを異なるタイミングで送受信するモードと、互いに異なる送信周波数のビームを同じタイミングで送受信するモードとを切り替える方法が用いられ得る。以下の特許文献１には、この種の魚群探知機が記載されている。

特開平３−１３４５８４号公報

しかし、上記のようなモードを切り替える方法では、単にモードが切り替えられるだけであるため、各モードが実行される際には、当該モードにおける上記問題がそのまま残ることになってしまう。

かかる課題に鑑み、本発明は、ビーム間の相互干渉に基づく虚像を抑制しつつ、全てのビームを送受信する周期を効果的に短くすることが可能な水中探知装置および水中探知方法を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様は水中探知装置に関する。この態様に係る水中探知装置は、水中探知用に設定された複数のビームのうち、相互干渉の影響が抑制される条件を満たすビームの組み合わせを設定するビーム設定部と、前記組み合わせの前記ビームを同時に送受信する送受信制御部と、を備える。

本態様に係る水中探知装置によれば、複数のビームのうち、相互干渉が抑制される組み合わせのビームは、同時に送受信される。このため、相互干渉による虚像の発生を抑制しつつ、全てのビームについて送受信が完了する周期を短くできる。

本態様に係る水中探知装置において、前記条件は、前記各ビームの指向方向、水底反射強度減衰量および指向特性に基づいて設定され得る。

水底から反射したエコーの受信レベルは、ソナー方程式により求められ得る。このソナー方程式を規定するパラメータのうち、ビームの指向方向により変化するパラメータは、水底反射強度減衰量と指向特性である。このため、水底反射強度減衰量および指向特性に基づいて、相互干渉が抑制される指向方向のビームの組みあわせを適切に設定できる。よって、上記のように、相互干渉の影響が抑制されるビームの組合せの条件を、ビームの指向方向、水底反射強度減衰量および指向特性に基づいて設定することにより、相互干渉の影響が抑制されるビームの組合せを適切に設定できる。

たとえば、前記条件は、送受波器から真下に下ろした軸に対して前記指向方向が対称である前記ビームの組合せを含み得る。

この条件は、水底反射強度減衰量の差が最小となり、且つ、他方のビームに対する指向特性が最小となるビームの組み合わせを規定することとを等価である。

この条件が満たされる場合、一方のビームは、他方のビームに最も干渉しにくくなり、他方のビームによる虚像が最も生じにくくなる。よって、前記条件にこの条件を含めることにより、相互干渉の影響が抑制されるビームの組合せを適切に設定できる。

あるいは、前記条件は、前記指向方向が送受波器から真下以外の方向である前記ビームの組合せを含み得る。

真下に向けられたビームは、水底反射強度減衰量が最も小さく、エコー強度が最も大きくなるため、他の方向に向けられたビームの受信信号に大きく影響しやすい。また、真下に向けられたビームは、他の方向に向けられたビームに比べてエコーがより早く受波されるため、他の方向のビームにより生成される水底の画像付近に虚像として表れやすい。よって、上記条件のように、同時に送受信されるビームから真下に向けられたビームを除くことにより、真下以外のビームにより生成される画像に虚像が表れることを抑制できる。

あるいは、前記条件は、前記指向方向が送受波器から真下に下ろした軸に対するチルト角が同じである前記ビームの組合せを含み得る。

送受波器から真下に下ろした軸に対して指向方向が同じチルト角であるビームが同時に送信された場合、各ビームは、水底までの往復距離が略同じとなるため、各ビームの受波タイミングに殆ど差が生じない。このため、これらのビームが同時に送受信されたとしても、各ビームにより生成される水底の画像付近には、他のビームによる虚像が含まれにくくなる。よって、上記条件によれば、各ビームにより生成される画像に他のビームによる虚像が表れることを抑制しつつ、複数のビームを適切に同時送受信できる。

本発明の第２の態様は、水中探知方法に関する。この態様に係る水中探知方法は、互いに異なる方向に送受信するビームのうち、相互干渉の影響が抑制される条件を満たす組み合わせの前記ビームを同時に送受信し、互いに異なる方向に送受信する前記ビームのうち、前記条件を満たさない前記ビームは、異なるタイミングで送受信する。

本態様に係る水中探知方法によれば、上記第１の態様と同様の効果が奏され得る。

以上のとおり、本発明によれば、ビーム間の相互干渉に基づく虚像を抑制しつつ、全てのビームを送受信する周期を効果的に短くすることが可能な水中探知装置および水中探知方法を提供できる。

本発明の効果ないし意義は、以下に示す実施形態の説明により更に明らかとなろう。ただし、以下に示す実施形態は、あくまでも、本発明を実施化する際の一つの例示であって、本発明は、以下の実施形態に記載されたものに何ら制限されるものではない。

図１は、実施形態に係る、水中探知装置の使用形態を示す図である。 図２（ａ）、図２（ｂ）および図２（ｃ）は、それぞれ、実施形態に係る、船の左右方向に複数の送信ビームが形成された状態を模式的に示す図である。 図３は、実施形態に係る、水中探知装置の構成を示すブロック図である。 図４（ａ）は、実施形態に係る、複数の送信ビームを同時に送波する場合の送波タイミングを示すタイムチャートである。図４（ｂ）、図４（ｃ）および図４（ｄ）は、それぞれ、実施形態に係る、図４（ａ）のタイミングで送波された各送信ビームが水底で反射されて生じたエコーの受信信号レベルを模式的に示すタイミチャートである。 図５は、実施形態に係る、図４（ｂ）、図４（ｃ）、図４（ｄ）に示した各受信ビームの受信信号により生成される水底の画像を示す図である。 図６（ａ）は、実施形態に係る、送信ビームと受信ビームの形成例を示す図である。図６（ｂ）は、実施形態に係る、各送信ビームが水底で反射された場合のエコーを示す図である。 図７は、実施形態に係る、ビームの送受信制御を示すフローチャートである。 図８は、実施形態に係る、非干渉条件の判定処理を示すフローチャートである。 図９（ａ）、図９（ｂ）および図９（ｃ）は、それぞれ、実施形態に係る、水中探知用の５つの送信ビームが所定の方法で設定されている場合の制御動作を模式的に示す図である。 図１０（ａ）、図１０（ｂ）および図１０（ｃ）は、それぞれ、実施形態に係る、水中探知用の５つの送信ビームが他の方法で設定されている場合の制御動作を模式的に示す図である。 図１１（ａ）、図１１（ｂ）および図１１（ｃ）は、それぞれ、実施形態に係る、水中探知用の５つの送信ビームがさらに他の方法で設定されている場合の制御動作を模式的に示す図である。 図１２は、変更例１に係る、非干渉条件の判定処理を示すフローチャートである。 図１３（ａ）および図１３（ｂ）は、それぞれ、変更例１に係る、水中探知用の５つの送信ビームが所定の方法で設定されている場合の制御動作を模式的に示す図である。 図１４は、変更例２に係る、非干渉条件の判定処理を示すフローチャートである。 図１５（ａ）、図１５（ｂ）および図１５（ｃ）は、それぞれ、変更例２に係る、水中探知用の５つの送信ビームが所定の方法で設定されている場合の制御動作を模式的に示す図である。 図１６は、変更例３に係る、非干渉条件の判定処理を示すフローチャートである。 図１７（ａ）、図１７（ｂ）および図１７（ｃ）は、それぞれ、変更例３に係る、水中探知用の５つの送信ビームが所定の方法で設定されている場合の制御動作を模式的に示す図である。 図１８（ａ）は、他の変更例に係る、船が傾いている場合の各送信ビームの状態を示す図である。図１８（ｂ）は、他の変更例に係る、船が傾いている場合に同時に送受信されるビームの組み合わせを示す図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。以下の実施形態には、漁船等の船体に設置される水中探知装置に本発明を適用した例が示されている。ただし、以下の実施形態は、本発明の一実施形態あって、本発明は、以下の実施形態に何ら制限されるものではない。

本実施形態の水中探知装置は、たとえば、魚群探知機として用いられる。

図１は、水中探知装置の使用形態を示す図である。便宜上、図１以降には、船１の前後左右上下方向を示す軸が付記されている。

図１に示すように、本実施形態では、水中探知装置を構成する送受波器１１が船１の船底に設置され、送受波器１１から水中に送信ビーム２が送波される。送信ビーム２は、たとえば、超音波である。水中に送波される送信ビーム２の数および指向方向は、設定可能な範囲において、ユーザにより任意に設定される。

送受波器１１から真下に下ろされた軸Ｌ０に対する送信ビーム２のチルト角θｔは、たとえば、０〜２０°の範囲で設定可能である。また、前方向（船首方向）を基準とする軸Ｌ０回りの送信ビーム２のベアリング角θｂは、たとえば、０〜３６０°の範囲で設定可能である。送信ビーム２の数は、たとえば、１〜５つの範囲で設定可能である。ただし、設定可能なチルト角θｔ、ベアリング角θｂの範囲および送信ビーム２の数は、上記に限られるものではない。

各送信ビーム２のエコーを送受波器１１で受波することにより、各送信ビーム２の指向方向に存在する魚３や水底等が探知される。このとき、送信ビームの送波からエコーの受信までの時間により、魚３や水底等までの距離が算出される。また、エコーの強度により魚３の体長等が算出される。これら算出結果に基づいて、各送信ビーム２の指向方向における魚群の位置や規模が示された画像や、魚群に含まれる魚３の体長の分布状況が示された画像が、水底とともに、船１の操舵室等に設置された表示器に表示される。

本実施形態では、送受波器１１からの送信ビーム２は、狭い範囲において、ほぼ円錐の形状に広がる。円錐形状の送信ビーム２の領域が、当該送信ビーム２による探知領域となる。各送信ビーム２は、船１の進行に伴い、水平方向に移動する。これにより、船１の移動に伴い逐次変化する水中の状況が、時系列で、表示器に表示される。

図２（ａ）〜図２（ｃ）は、船１の左右方向に複数の送信ビーム２が形成された状態を模式的に示す図である。

図２（ａ）では、真下方向の送信ビーム２と、左右方向のチルト角θｔが互いに同じである２組の送信ビーム２が形成されている。図２（ｂ）では、真下方向の送信ビーム２と、左右方向のチルト角θｔが互いに同じである１組の送信ビーム２が形成されている。図２（ｃ）では、真下方向には送信ビーム２は形成されず、チルト角θｔが互いに同じである２組の送信ビーム２が形成されている。

このように、使用者は、操舵室に設置された制御ユニットを用いて、設定可能な範囲内において、送信ビーム２の指向方向および数を任意に設定できる。図２（ａ）〜図２（ｃ）では、船１の左右方向に複数の送信ビーム２が形成されたが、船１の前後方向に複数の送信ビーム２が形成されてもよく、図１のように船１の周方向に並ぶように送信ビーム２が形成されてもよい。

図３は、水中探知装置１０の構成を示すブロック図である。

水中探知装置１０は、送受波器１１と、送信部１２と、受信部１３と、送受信切替部１４と、信号処理部１５と、入力部１６と、表示部１７とを備える。

送受波器１１は、船１の船底において、船１の真下方向に向けられる。送受波器１１は、アレイ状に配置された多数の超音波振動子１１ａを備える。送波時において、各超音波振動子１１ａには、正弦波状の送信信号が印加される。これにより、各超音波振動子１１ａから超音波が送波されて、図１に示した送信ビーム２が形成される。各超音波振動子１１ａに印加される送信信号の位相を調整することにより、送信ビーム２の指向方向が調整される。

受信部１３は、送受信切替部１４を介して、各超音波振動子１１ａから受信信号が入力される。受信部１３は、各超音波振動子１１ａからの受信信号に、位相制御（ビームフォーミング）を適用することにより、各送信ビーム２と同一方向の受信ビームを形成する。受信部１３は、各受信ビームの受信信号を信号処理部１５へ出力する。

送受信切替部１４は、送波時において、送信部１２を送受波器１１へ接続し、受波時において、受信部１３を送受波器１１へ接続する。送受信切替部１４における送受の切替タイミングは、信号処理部１５によって制御される。後述のように、本実施形態では、複数のビーム（送信ビーム２および受信ビーム）を同時に送受信するシーケンスと、各ビームを異なるタイミングで送受信するシーケンスとが行われ得る。送受信切替部１４は、信号処理部１５からの制御のもと、これらのシーケンスに応じて、送受波器１１に対する送信部１２および受信部１３の接続を切り替える。

信号処理部１５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の演算処理回路と、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）や、ハードディスク等の記憶媒体とを備える。信号処理部１５は、記憶媒体に予め保持したプログラムに従って各部を制御することにより、水中探知処理を実行する。信号処理部１５が、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）等の集積回路で構成されてもよい。

なお、信号処理部１５は、必ずしも、１つの集積回路で構成されなくてもよく、複数の集積回路や演算処理回路が組み合わされて構成されてもよい。たとえば、信号処理部１５は、送信部１２、送受信切替部１４等を制御するための演算処理回路と、受信部１３から入力される受信信号を処理して所定の画像を生成するための演算処理回路とを、個別に備えていてもよい。

信号処理部１５は、上記プログラムにより、ビーム設定部１５ａおよび送受信制御部１５ｂの機能を実行する。ビーム設定部１５ａは、相互干渉の影響が抑制される条件を満たすビーム（送信ビームおよび受信ビーム）の組み合わせを設定する機能部であり、送受信制御部１５ｂは、当該組み合わせのビームを同時に送受信するとともに、当該組み合わせ以外のビームを個別に送受信する機能部である。これら機能部による処理は、追って、図７を参照して説明する。

なお、ここでは、ビーム設定部１５ａおよび送受信制御部１５ｂが、プログラムにより信号処理部１５に機能部として付与されたが、ビーム設定部１５ａおよび送受信制御部１５ｂがロジック回路等によるハードウエアにより構成されてもよい。

入力部１６は、使用者からの入力を受け付けるユーザインタフェースである。入力部１６は、マウスやキーボード等の入力手段を備える。入力部１６が、表示部１７に一体化されたタッチパネルであってもよい。表示部１７は、信号処理部１５によってビームごとに生成された画像を表示する。表示部１７は、モニタや液晶パネル等の表示器を備える。

ところで、上記構成の水中探知装置１０では、複数の送信ビーム２を同時に送信してビーム（送信ビームおよび受信ビーム）の送受信を行うことにより、全種類の送信ビーム２に対する処理（１ピングの処理）に要する周期を短縮できる。しかし、このように、各ビームに対する送受信を同時に行うと、ビーム間で相互干渉が生じ、一のビームにより取得される画像に相互干渉による虚像が表れてしまう。

図４（ａ）〜図４（ｄ）は、複数の送信ビーム２を同時に送信した場合の、各送信ビームの水底からのエコーの信号レベルを模式的に示すタイムチャートである。

ここでは、図２（ｂ）のように、真下と左右に向けて送信ビーム２が送波される場合が想定されている。左右の送信ビーム２のチルト角θｔは同一である。また、船首方向に対する左右の送信ビーム２のベアリング角θｂは、それぞれ、９０°および２７０°である。

図４（ａ）は、３つの送信ビーム２の送波タイミングを示している。ここでは、便宜上、左方向の送信ビーム２が送信ビームＴＢ１と標記され、真下方向の送信ビーム２が送信ビームＴＢ２と標記され、右方向の送信ビーム２が送信ビームＴＢ３と標記されている。図４（ａ）に示すように、送信ビームＴＢ１〜ＴＢ３は、時間の隙間無く連続的に、すなわち、実質的に同時に、送波される。

図４（ｂ）、図４（ｃ）、図４（ｄ）は、それぞれ、送信ビームＴＢ１〜ＴＢ３が水底で反射されて生じたエコーの受信信号レベルを模式的に示している。

図４（ｂ）は、左方向の送信ビームＴＢ１に対応する受信ビームＲＢ１で取得される各エコーの受信信号レベルを示している。図４（ｃ）は、真下方向の送信ビームＴＢ２に対応する受信ビームＲＢ２で取得される各エコーの受信信号レベルを示している。図４（ｄ）は、右方向の送信ビームＴＢ３に対応する受信ビームＲＢ３で取得される各エコーの受信信号レベルを示している。図４（ｂ）、図４（ｃ）、図４（ｄ）において付記された（１）〜（３）は、それぞれ、図４（ａ）において（１）〜（３）が付記された送信ビームＴＢ１〜ＴＢ３の各エコーを示している。便宜上、図４（ｂ）、図４（ｃ）、図４（ｄ）には、各エコーの受信信号レベルがデシベル表示で示されている。

図４（ｂ）に示すように、受信ビームＲＢ１によって取得される受信信号には、送信ビームＴＢ１のエコーによる受信信号の他、送信ビームＴＢ２、ＴＢ３のエコーによる受信信号が重畳される。ここで、受信ビームＲＢ１は、送信ビームＴＢ１と同一の指向方向であるため、送信ビームＴＢ１のエコーの受信信号レベル（−３０．６ｄＢ）は、他の２つの送信ビームＴＢ２のエコーの受信信号レベル（−４０．６ｄＢ、−５５．６ｄＢ）よりも高くなる。

しかし、真下方向は、左右の斜め方向よりも水底までの距離が短いため、真下方向の送信ビームＴＢ２は、左右方向の送信ビームＴＢ１、ＴＢ２よりも先に水底で反射される。このため、送信ビームＴＢ２のエコーは、送信ビームＴＢ１のエコーよりも先に受波されやすく、送信ビームＴＢ１のエコーの受信信号より先に送信ビームＴＢ２のエコーの受信信号が生じやすい。したがって、受信ビームＲＢ１に基づく水底の画像には、送信ビームＴＢ１のエコーに基づく本来の水底の手前に、時間差ΔＴ１に対応する距離分の虚像が生じる。

同様に、図４（ｄ）に示すように、受信ビームＲＢ３によって取得される受信信号においても、受信ビームＲＢ３に基づく水底の画像に、時間差ΔＴ３に対応する距離分の虚像が生じる。この場合、送信ビームＴＢ３は、図４（ａ）に示すように、送信ビームＴＢ２より後に送波されるため、送信ビームＴＢ３のエコーが受波されるタイミングと、真下方向の送信ビームＴＢ２のエコーが受波されるタイミングとの時間差ΔＴ３は、図４（ｂ）の時間差ΔＴ１よりも長くなる。このため、受信ビームＲＢ３に基づく水底の画像には、送信ビームＴＢ３のエコーに基づく本来の水底の手前に、より大きな距離幅の虚像が生じる。

なお、図４（ｃ）に示すように、受信ビームＲＢ２によって取得される受信信号においては、受信ビームＲＢ２で取得すべき送信ビームＴＢ２のエコーの受信信号が最先に現れるため、送信ビームＴＢ２のエコーに基づく本来の水底の手前に他の送信ビームＴＢ１、ＴＢ３のエコーに基づく虚像が生じにくい。

図５は、図４（ｂ）、図４（ｃ）、図４（ｄ）に示した受信ビームＲＢ１〜ＲＢ３の受信信号により生成される水底の画像を示す図である。なお、図５に示した３つの画像は、カラーの原画像をグレースケール化したものである。原画像では、信号レベルが高いほど赤色に近づくように表示色が設定されている。このため、図５の画像では、水底を示す帯状の赤色の領域が、グレースケール化により黒色で表示されている。

図５の右図に示すように、受信ビームＲＢ１に基づく画像では、水底上方の白矢印で示す付近に、虚像が表示されている。同様に、図５の左図に示すように、受信ビームＲＢ３に基づく画像においても、水底上方の白矢印で示す付近に、虚像が表示されている。図５の右図と左図とを比較すると、受信ビームＲＢ３に基づく画像の方が、虚像の幅が広くなっている。これは、図４（ｄ）を参照して説明したとおり、時間差ΔＴ３が時間差ΔＴ１よりも長いことに基づくものであると考えられる。

以上のように、送信ビームＴＢ１〜ＴＢ３を同時に送波して送受信を行った場合、各送信ビームに基づいて生成される画像に、他の送信ビームとの相互干渉に基づく虚像が映り込む。このような虚像は、特に、使用者が底付きの魚を画像で確認するような場合に、魚が虚像に埋もれてしまい、使用者において底付きの魚を円滑に確認できないとの問題を生じさせる。

そこで、本実施形態では、相互干渉に基づく虚像の映り込みを抑制しつつ、複数のビームを同時に送受信して、１ピングに要する周期を短縮するための構成が用いられる。以下、この構成について説明する。

まず、ビーム（送信ビームおよび受信ビーム）の方向とエコーレベルとの関係について説明する。

水底から反射したエコーの受信レベルは、以下のソナー方程式により求められ得る。

ＥＬ＝ＳＬ＋ＭＥ＋ＳＳ＋ＧＡＬ＋ＤＩ−２０ｌｏｇＲ＋Ｇ …（１）

ＳＬ：ソースレベル（音源の送信レベル） [dBuPa]
ＭＥ：受波電圧感度（送受波器単体の感度） [dBV/uPa]
ＳＳ：水底後方散乱強度（水底の堅さ） [dB]
ＧＡＬ：水底の反射強度減衰量（≦０） [dB]
ＤＩ：指向特性（≦０） [dB]
Ｇ：受信器感度（受信部全体の感度） [dB]
Ｒ：レンジ（水底の深さ） [M]

上記パラメータの内、ビームの方向により変化するパラメータは、ＧＡＬ（反射強度減衰量）とＤＩ（指向特性）である。

ＤＩ（指向特性）は、送信ビームと受信ビームとの方向差によって変化するパラメータであり、送信ビームと受信ビームの方向が同じである場合を０ｄＢとしたときの方向差に応じた利得である。ＤＩ（指向特性）は、送信ビームと受信ビームとの方向差が大きくなるほど、負の方向に大きくなる（減衰が大きくなる）。つまり、送信ビームと受信ビームとの方向差が大きくなるほど、ＤＩ（指向特性）が負の方向に大きくなり、上記式（１）により、当該送信ビームのエコーの受信レベルが小さくなる。

したがって、たとえば、図６（ａ）に示すように送信ビームＴＢ１〜ＴＢ３を互いに異なる方向に形成し、これら送信ビームＴＢ１〜ＴＢ３と同一指向方向の受信ビームＲＢ１〜ＲＢ３を形成する場合、ベアリング角θｂ方向において、２つの送信ビームの方向差が大きくなるほど、一方の送信ビームに対応する受信ビームに対して、他方の送信ビームのエコーが影響しにくくなる。図６（ａ）の例では、送信ビームＴＢ１と送信ビームＴＢ３との方向差がベアリング角θｂ方向において最大の１８０°となるため、受信ビームＲＢ１に対して送信ビームＴＢ３のエコーが最も影響しにくくなり、また、受信ビームＲＢ３に対して送信ビームＴＢ１のエコーが最も影響しにくくなる。

よって、ＤＩ（指向特性）の観点からは、ベアリング角θｂ方向の方向差が最大（１８０°）となる送信ビームの組み合わせであれば、これら送信ビームを用いた送受信が同時に行われても、一方の受信ビームの受信信号に対する他方の送信ビームのエコーの干渉を抑制でき、一方の受信ビームに基づく画像に他方の送信ビームのエコーによる虚像が映り込むことを抑制できる。

また、上記パラメータのうち、ＧＡＬ（反射強度減衰量）は、水底に対する送信ビームの入射角によって変化するパラメータであり、入射角が０°である場合を０ｄＢとしたときの、入射角Ｘ°における水底の反射強度減衰量である。ＧＡＬ（反射強度減衰量）は、水底に対する送信ビームの入射角が大きくなるほど、負の方向に大きくなる（減衰が大きくなる）。つまり、水底に対する送信ビームの入射角が大きくなるほど、ＧＡＬ（反射強度減衰量）が負の方向に大きくなり、上記式（１）により、当該送信ビームのエコーの受信レベルが小さくなる。換言すると、水底に対して送信ビームが垂直に入射すると、ＧＡＬ（反射強度減衰量）が最小（０ｄＢ）となり、水底で反射されるエコーのレベルが大きくなる。

したがって、たとえば、図６（ｂ）に示すように送信ビームＴＢ１〜ＴＢ３を互いに異なる方向に形成し、これら送信ビームＴＢ１〜ＴＢ３と同一指向方向の受信ビームＲＢ１〜ＲＢ３を形成する場合、真下方向の送信ビームＴＢ２が水底で反射されて送受波器１１に向かうエコーＥ２の強度レベルは、斜め方向の送信ビームＴＢ１、ＴＢ３が水底で反射されて送受波器１１に向かうエコーＥ１、Ｅ２の強度レベルよりも大きくなる。このため、送信ビームＴＢ１〜ＴＢ３を用いた送受信を同時に行うと、受信ビームＲＢ１、ＲＢ３により取得される受信信号に、真下方向の送信ビームＴＢ２のエコーＥ２が大きく影響することになる。

よって、ＧＡＬ（反射強度減衰量）の観点からは、真下方向の送信ビームを用いた送受信は、斜め方向の送信ビームを用いた送受信と同時に行わない方がよい。これにより、真下方向の送信ビームのエコーがその他の送信ビームを用いた送受信に干渉することを抑制でき、その他の送信ビームに基づく画像に真下方向の送信ビームのエコーに基づく虚像が映り込むことを抑制できる。

また、チルト角θｔが小さい送信ビームほど、水底までの距離が短くなるため、エコーの受波タイミングが早くなる。逆に言うと、チルト角θｔが同じ送信ビームは、エコーの受波タイミングに差異がなくなる。このため、チルト角θｔが同じである２つの送信ビームを同時に送信した場合、一方の送信ビームに対する受信信号には、一方の送信ビームの水底からのエコーに基づく信号と、他方の送信ビームの水底からのエコーに基づく信号とが、略同じタイミングで現れる。よって、これら信号間に、図４（ｂ）、図４（ｄ）に示したような時間差ΔＴ１、ΔＴ３が生じることがなく、このため、水底の画像の上方に時間差に基づく虚像が表れにくくなる。

よって、チルト角θｔの観点からは、チルト角θｔが同じである送信ビームの組み合わせであれば、これら送信ビームを用いた送受信が同時に行われても、一方の受信ビームに基づく画像に他方の送信ビームのエコーによる虚像が映り込むことを抑制できる。

なお、チルト角θｔが同じであることは、ＧＡＬ（反射強度減衰量）が同じであることと等価である。すなわち、チルト角θｔが同じである２つの送信ビームは、水底に対して同じ入射角で入射するため、ＧＡＬ（反射強度減衰量）が同じになる。したがって、ＧＡＬ（反射強度減衰量）の観点からは、ＧＡＬ（反射強度減衰量）の差が最小（ゼロ）となる送信ビームの組み合わせであれば、これら送信ビームを用いた送受信が同時に行われても、一方の受信ビームに基づく画像に他方の送信ビームのエコーによる虚像が映り込むことを抑制できると言える。

以上の検討から、指向方向が異なる複数の送信ビームについて同時に送受信を行う場合、ＧＡＬ（反射強度減衰量）の差が最小（ゼロ）であること、すなわち、チルト角θｔが同じであること、および、ＤＩ（指向特性）が負の方向に最大であること、すなわち、指向方向の差がベアリング角θｂ方向において最大（１８０°）であることの２つの条件を満たす送信ビームの組み合わせであれば、一方の送信ビームに基づく画像の水底付近に他方の送信ビームの水底からのエコーによる虚像が映り込むことを抑制できる。

なお、この条件は、２つの送信ビームの指向方向が、図１の軸Ｌ０に対して対称であることと等価である。

本実施形態では、この条件を満たす送信ビームは同時に送受信の処理を行い、この条件を満たさない送信ビームは、異なるタイミングで個別に送受信の処理を行う。これにより、相互干渉による虚像の映り込みを抑制しつつ、送波対象の全ての送信ビームに対する処理（１ピング）に要する周期を効果的に短縮できる。

図７は、ビームの送受信制御を示すフローチャートである。この制御は、図３のビーム設定部１５ａおよび送受信制御部１５ｂの機能により、信号処理部１５が行う。

ビーム設定部１５ａは、送信ビーム２の現在のビームの設定状態を参照する（Ｓ１０１）。具体的には、ビーム設定部１５ａは、水中探知に使用される送信ビーム２の数および方向を参照する。上記のように、水中探知に使用される送信ビーム２の数および方向は、設定可能な範囲内で、使用者が任意に設定可能である。使用者により設定された送信ビーム２の数および方向は、信号処理部１５内の記憶媒体に記憶されている。ステップＳ１０１において、ビーム設定部１５ａは、記憶媒体から送信ビーム２の数および方向を読み出して、送信ビーム２の現在の設定状態を参照する。

次に、ビーム設定部１５ａは、複数の送信ビーム２が設定されている場合、これら送信ビーム２に、所定の非干渉条件を充足する送信ビーム２の組み合わせが存在するか否かを判定する（Ｓ１０２）。

図８は、図７のステップＳ１０２における非干渉条件の判定処理を示すフローチャートである。

ビーム設定部１５ａは、水中探知に用いられる複数の送信ビーム２に、チルト角θｔが同じで（Ｓ１１１）、且つ、ベアリング角θｂの差が１８０°である（Ｓ１１２）との条件を充足する送信ビーム２の組み合わせが存在するか否かを判定する。ビーム設定部１５ａは、判定対象の２つの送信ビーム２がこれら２つの条件を充足する場合（Ｓ１１１：ＹＥＳ、Ｓ１１２：ＹＥＳ）、これら２つの送信ビーム２を、条件充足の組み合わせに設定する（Ｓ１１３）。他方、判定対象の２つの送信ビーム２がこれら２つの条件の少なくとも一方を充足しない場合、ビーム設定部１５ａは、これら２つの送信ビーム２を、条件非充足の組み合わせに設定する（Ｓ１１４）。ビーム設定部１５ａは、水中探知に用いられる複数の送信ビーム２の全ての組み合わせについて、図８の判定処理を実行する。

図７に戻り、ビーム設定部１５ａは、ステップＳ１０２に判定処理において、全ての送信ビーム２の組み合わせが非干渉条件を充足したか否かを判定する（Ｓ１０３）。たとえば、水中探知に用いられる送信ビーム２が２つだけであり、これら２つの送信ビーム２のチルト角θｔが同じで、且つ、ベアリング角θｂの差が１８０°である場合、ビーム設定部１５ａは、ステップＳ１０３の判定をＹＥＳとする。この場合、この判定に応じて、図３の送受信制御部１５ｂが、これら２つの送信ビーム２を用いた送受信を同時に行う制御を、送信部１２、受信部１３および送受信切替部１４に対して行う（Ｓ１０４）。

他方、ステップＳ１０３の判定がＮＯの場合、ビーム設定部１５ａは、水中探知に用いられる複数の送信ビーム２の一部に、非干渉条件を充足する組み合わせがあるか否かを判定する（Ｓ１０５）。ステップＳ１０５の判定がＹＥＳである場合、この判定に応じて、図３の送受信制御部１５ｂが、当該組み合わせの送信ビーム２を用いた送受信を同時に行う制御を、送信部１２、受信部１３および送受信切替部１４に対して行う（Ｓ１０６）。送受信制御部１５ｂは、非干渉条件を充足する全ての組み合わせに対して同時送受信を実行する（Ｓ１０６、Ｓ１０７）。

全ての組み合わせに対する同時送受信が完了すると（Ｓ１０７：ＹＥＳ）、送受信制御部１５ｂは、水中探知に用いられる全ての送信ビーム２について送受信処理を行ったか否かを判定する（Ｓ１０９）。ここでは、ステップＳ１０６で同時送受信が行われた組み合わせ以外に、水中探知に用いられる他の送信ビーム２が残っていないかを判定する。未だ、他の送信ビーム２が残っている場合（Ｓ１０９：ＮＯ）、送受信制御部１５ｂは、他の送信ビーム２について、ビームごとの送受信を行う（Ｓ１０８）。そして、全ての送信ビーム２に対する送受信が完了すると（Ｓ１０９：ＹＥＳ）、信号処理部１５は、１ピング分の処理を終了し、ステップＳ１０１に戻って、次のピングの処理を実行する。

水中探知に用いられる複数の送信ビーム２に、非干渉条件を充足する組み合わせが全く存在しない場合（Ｓ１０３：ＮＯ、Ｓ１０５：ＮＯ）、送受信制御部１５ｂは、それぞれの送信ビーム２についてビームごとの送受信が行われるよう、送信部１２、受信部１３および送受信切替部１４を制御する（Ｓ１０８）。これにより、全ての送信ビーム２に対する送受信が完了すると（Ｓ１０９：ＹＥＳ）、信号処理部１５は、１ピング分の処理を終了し、ステップＳ１０１に戻って、次のピングの処理を実行する。

なお、水中探知に用いられる送信ビーム２が１つだけである場合は、ステップＳ１０３、Ｓ１０５の判定が何れもＮＯとなる。この場合、送受信制御部１５ｂは、ステップＳ１０８において、当該送信ビーム２に対する送受信を行い、１ピング分の処理を終了する。

図９（ａ）、図９（ｂ）、図９（ｃ）は、水中探知用の５つの送信ビームが所定の方法で設定されている場合の制御動作を模式的に示す図である。

ここでは、真下方向の送信ビーム２ａを左右方向に挟んで２つの送信ビーム２ｂと２つの送信ビーム２ｃが設定されている。２つの送信ビーム２ｂは、チルト角θｔが同じで、且つ、ベアリング角θｂの差が１８０°である。また、２つの送信ビーム２ｃは、チルト角θｔが同じで、且つ、ベアリング角θｂの差が１８０°である。図９（ａ）、図９（ｂ）、図９（ｃ）において、実線の矢印は送信状態を示し、破線の矢印は非送信状態を示している。

この場合、２つの送信ビーム２ｂの組と、２つの送信ビーム２ｃの組が、図８の非干渉条件を充足する。よって、図９（ａ）のように、左右方向の２つの送信ビーム２ｃについて同時に送受信が行われた後、図９（ｂ）のように、左右方向の２つの送信ビーム２ｂについて同時に送受信が行われ、最後に、図９（ｃ）のように、真下方向の送信ビーム２ａについて個別に送受信が行われる。

図１０（ａ）、図１０（ｂ）、図１０（ｃ）は、水中探知用の５つの送信ビームが他の方法で設定されている場合の制御動作を模式的に示す図である。

ここでは、真下方向の送信ビーム２ａを前後方向に挟んで２つの送信ビーム２ｂと２つの送信ビーム２ｃが設定されている。２つの送信ビーム２ｂは、チルト角θｔが同じで、且つ、ベアリング角θｂの差が１８０°である。また、２つの送信ビーム２ｃは、チルト角θｔが同じで、且つ、ベアリング角θｂの差が１８０°である。図１０（ａ）、図１０（ｂ）、図１０（ｃ）において、実線の矢印は送信状態を示し、破線の矢印は非送信状態を示している。

この場合、２つの送信ビーム２ｂの組と、２つの送信ビーム２ｃの組が、図８の非干渉条件を充足する。よって、図１０（ａ）のように、前後方向の２つの送信ビーム２ｃについて同時に送受信が行われた後、図１０（ｂ）のように、前後方向の２つの送信ビーム２ｂについて同時に送受信が行われ、最後に、図１０（ｃ）のように、真下方向の送信ビーム２ａについて個別に送受信が行われる。

図１１（ａ）、図１１（ｂ）、図１１（ｃ）は、水中探知用の５つの送信ビームがさらに他の方法で設定されている場合の制御動作を模式的に示す図である。

ここでは、真下方向の送信ビーム２ａの周囲に、２つの送信ビーム２ｂと２つの送信ビーム２ｃが設定されている。２つの送信ビーム２ｂは、チルト角θｔが同じで、且つ、ベアリング角θｂの差が１８０°である。また、２つの送信ビーム２ｃは、チルト角θｔが同じで、且つ、ベアリング角θｂの差が１８０°である。図１１（ａ）、図１１（ｂ）、図１１（ｃ）において、実線の送信ビームは送信状態を示し、破線の送信ビームは非送信状態を示している。

この場合、２つの送信ビーム２ｂの組と、２つの送信ビーム２ｃの組が、図８の非干渉条件を充足する。よって、図１１（ａ）のように、２つの送信ビーム２ｃについて同時に送受信が行われた後、図１１（ｂ）のように、２つの送信ビーム２ｂについて同時に送受信が行われ、最後に、図１１（ｃ）のように、真下方向の送信ビーム２ａについて個別に送受信が行われる。

＜実施形態の効果＞
上記実施形態によれば、以下の効果が奏され得る。

複数のビームのうち、図８の非干渉条件を充足するビーム、すなわち、相互干渉が抑制される組み合わせのビームは、同時に送受信される。このため、相互干渉による虚像の発生を抑制しつつ、全てのビームについて送受信が完了する周期（１ピングの周期）を短くできる。

図８の非干渉条件は、図６（ａ）、図６（ｂ）を参照して説明したように、各ビームの指向方向、水底反射強度減衰量（ＧＡＬ）および指向特性（ＤＩ）に基づいて設定される。

具体的には、非干渉条件は、水底反射強度減衰量（ＧＡＬ）の差が最小となり、且つ、他方のビームに対する指向特性（ＤＩ）が最小となるビームの組み合わせを規定するように設定される。

この条件は、送受波器から真下に下ろした軸に対して指向方向が対称であるビームの組み合わせと等価である。すなわち、この条件は、チルト角θｔが同じで、且つ、ベアリング角θｂの差が１８０°であるビームの組み合わせと等価である。

この条件が満たされる場合、上記のように、一方のビームは、他方のビームに最も干渉しにくくなり、他方のビームによる虚像が最も生じにくくなる。よって、非干渉条件をこの条件に設定することにより、相互干渉の影響が抑制されるビームの組合せを適切に設定でき、相互干渉による虚像の発生をより効果的に抑制できる。

＜変更例１＞
変更例１では、上記実施形態に比べて、非干渉条件が変更されている。すなわち、変更例１では、真下以外の指向方向のビームの組み合わせであることが、非干渉条件に設定されている。

図１２は、変更例１に係る、非干渉条件の判定処理を示すフローチャートである。

送受信制御部１５ｂは、水中探知に用いられる送信ビーム２のうち、指向方向が真下方向である送信ビーム２は、非干渉条件を充足しないと判定し（Ｓ１２１：ＹＥＳ、Ｓ１２２）、指向方向が真下方向でない送信ビーム２は、非干渉条件を充足すると判定する（Ｓ１２１：ＮＯ、Ｓ１２３）。

したがって、変更例１では、図７の制御により、水中探知に用いられる送信ビーム２のうち、指向方向が真下方向以外の方向のビームは、全て同時に送受信され、指向方向が真下方向であるビームだけが個別に送受信される。

図１３（ａ）、図１３（ｂ）は、水中探知用の５つの送信ビームが、図１１（ａ）、図１１（ｂ）、図１１（ｃ）と同様の方法で設定されている場合の、変更例１に係る制御動作を模式的に示す図である。

この場合、２つの送信ビーム２ｂおよび２つの送信ビーム２ｃからなる４つのビームの組み合わせが、図１２の非干渉条件を充足する。よって、図１３（ａ）のように、２つの送信ビーム２ｂおよび２つの送信ビーム２ｃについて同時に送受信が行われた後、図１３（ｂ）のように、真下方向の送信ビーム２ａについて個別に送受信が行われる。

変更例１の構成によれば、ＧＡＬ（反射強度減衰量）による影響が最も大きい真下方向の送信ビーム２ａが、同時送受信の対象から外されるため、その他の送信ビーム２ｂ、２ｃに基づく画像に、真下方向の送信ビーム２ａの水底からのエコーによる虚像が映り込むことを抑制できる。また、真下方向以外の送信ビーム２ｂ、２ｃは同時に送信されるため、全ての送信ビームに対する送受信が完了するまでの周期（１ピングの周期）をより一層短縮できる。よって、相互干渉による虚像の発生を抑制しつつ、全てのビームについて送受信が完了する周期（１ピングの周期）を、より顕著に短くできる。

＜変更例２＞
変更例２では、上記実施形態に比べて、非干渉条件が変更されている。すなわち、変更例２では、チルト角θｔが同じのビームの組み合わせであることのみが、非干渉条件に設定されている。

図１４は、変更例２に係る、非干渉条件の判定処理を示すフローチャートである。

図１４のフローチャートでは、図８のステップＳ１１２が省略されている。図１４のその他のステップは、図８と同様である。

送受信制御部１５ｂは、水中探知に用いられる送信ビーム２のうち、チルト角θｔが同じ送信ビーム２の組み合わせは、非干渉条件を充足すると判定し（Ｓ１１１：ＹＥＳ、Ｓ１１３）、チルト角θｔが同じでない送信ビーム２の組み合わせは、非干渉条件を充足しないと判定する（Ｓ１１１：ＮＯ、Ｓ１１４）。

したがって、変更例２では、図７の制御により、水中探知に用いられる送信ビーム２のうち、チルト角θｔが同じであるビームは、ベアリング角θｂの差が１８０°であるか否かに拘わらず、全て同時に送受信され、その他のビームが個別に送受信される。

図１５（ａ）、図１５（ｂ）、図１５（ｃ）は、水中探知用の５つの送信ビームがさらに他の方法で設定されている場合の、変更例２に係る制御動作を模式的に示す図である。

ここでは、真下方向の送信ビーム２ａの周囲に、２つの送信ビーム２ｄと２つの送信ビーム２ｅが設定されている。２つの送信ビーム２ｄは、チルト角θｔが同じであるが、ベアリング角θｂの差は１８０°でない。また、２つの送信ビーム２ｅは、チルト角θｔが同じであるいが、ベアリング角θｂの差は１８０°でない。２つの送信ビーム２ｄのチルト角θｔと、２つの送信ビーム２ｅのチルト角θｔとは同じでない。図１５（ａ）、図１５（ｂ）、図１５（ｃ）では、実線の送信ビームが送信状態を示し、破線の送信ビームが非送信状態を示している。

この場合、２つの送信ビーム２ｄの組と、２つの送信ビーム２ｅの組が、それぞれ、図１４の非干渉条件を充足する。よって、図１５（ａ）のように、２つの送信ビーム２ｅについて同時に送受信が行われた後、図１５（ｂ）のように、２つの送信ビーム２ｄについて同時に送受信が行われ、最後に、図１５（ｃ）のように、真下方向の送信ビーム２ａについて個別に送受信が行われる。

変更例２の構成によれば、チルト角θｔが同じ送信ビーム２ｄが同時に送信されるため、一方の送信ビーム２ｄの水底からのエコーと、他方の送信ビーム２ｄの水底からのエコーとは、略同じタイミングで、送受波器１１に到達する。このため、これら２つのエコーに基づく信号は、一方の送信ビーム２ｄに基づく受信信号上において略同じタイミングで生じることとなり、他方のエコーに基づく信号によって水底の画像付近に虚像が生じることがない。また、チルト角θｔが同じである複数の送信ビーム２ｅ（または、送信ビーム２ｄ）が同時に送信されるため、全ての送信ビームに対する送受信が完了するまでの周期（１ピングの周期）を短縮できる。よって、相互干渉による虚像の発生を抑制しつつ、全てのビームについて送受信が完了する周期（１ピングの周期）を短くできる。

＜変更例３＞
変更例３では、上記実施形態に比べて、非干渉条件が変更されている。すなわち、変更例３では、ベアリング角θｂの差が最大（１８０°）のビームの組み合わせであることのみが、非干渉条件に設定されている。

図１６は、変更例３に係る、非干渉条件の判定処理を示すフローチャートである。

図１６のフローチャートでは、図８のステップＳ１１１が省略されている。図１６のその他のステップは、図８と同様である。

送受信制御部１５ｂは、水中探知に用いられる送信ビーム２のうち、ベアリング角θｂの差が１８０°である送信ビーム２の組み合わせは、非干渉条件を充足すると判定し（Ｓ１１２：ＹＥＳ、Ｓ１１３）、ベアリング角θｂの差が１８０°でない送信ビーム２の組み合わせは、非干渉条件を充足しないと判定する（Ｓ１１２：ＮＯ、Ｓ１１４）。

したがって、変更例３では、図７の制御により、水中探知に用いられる送信ビーム２のうち、ベアリング角θｂの差が１８０°であるビームは、チルト角θｔが同じであるか否かに拘わらず、全て同時に送受信され、その他のビームが個別に送受信される。

図１７（ａ）、図１７（ｂ）、図１７（ｃ）は、水中探知用の５つの送信ビームがさらに他の方法で設定されている場合の、変更例３に係る制御動作を模式的に示す図である。

ここでは、真下方向の送信ビーム２ａの周囲に、２つの送信ビーム２ｆと２つの送信ビーム２ｇが設定されている。２つの送信ビーム２ｆは、ベアリング角θｂの差は１８０°であるが、チルト角θｔが同じでない。また、２つの送信ビーム２ｇは、ベアリング角θｂの差は１８０°であるが、チルト角θｔが同じでない。手前の２つの送信ビーム２ｆ、２ｇのチルト角θｔは同じであり、奥の２つの送信ビーム２ｆ、２ｇのチルト角θｔは同じである。図１７（ａ）、図１７（ｂ）、図１７（ｃ）では、実線の送信ビームが送信状態を示し、破線の送信ビームが非送信状態を示している。

この場合、２つの送信ビーム２ｆの組と、２つの送信ビーム２ｇの組が、それぞれ、図１６の非干渉条件を充足する。よって、図１７（ａ）のように、２つの送信ビーム２ｇについて同時に送受信が行われた後、図１７（ｂ）のように、２つの送信ビーム２ｆについて同時に送受信が行われ、最後に、図１７（ｃ）のように、真下方向の送信ビーム２ａについて個別に送受信が行われる。

変更例３の構成によれば、ベアリング角θｂの差が最大（１８０°）である送信ビーム２ｆが同時に送信されるため、ＤＩ（指向特性）の観点から、一方の送信ビーム２ｆのエコーの受信信号に、他方の送信ビーム２ｆのエコーが影響しにくい。このため、他方の送信ビーム２ｆの水底からのエコーによって水底の画像付近に虚像が生じることを抑制できる。また、ベアリング角θｂの差が最大（１８０°）である複数の送信ビーム２ｆ（または、送信ビーム２ｇ）が同時に送信されるため、全ての送信ビームに対する送受信が完了するまでの周期（１ピングの周期）を短縮できる。よって、相互干渉による虚像の発生を抑制しつつ、全てのビームについて送受信が完了する周期（１ピングの周期）を短くできる。

＜その他の変更例＞
上記実施形態および変更例１〜３では、相互干渉の影響が抑制される条件がＧＡＬ（反射強度減衰量）およびＤＩ（指向特性）に基づいて設定されたが、この条件の設定方法は、これに限られるものではない。たとえば、ビームの指向性が鋭敏であって、ビーム間の角度差が所定の角度を超えると一方のビームに他方のビームが略干渉しない場合、ビーム間の角度差が所定の角度を超えることが、相互干渉の影響が抑制される条件とされてもよい。

また、図８のステップＳ１１１では、船１が水平姿勢にあることを前提に、各ビームのチルト角θｔが比較されたが、船１が水平姿勢から傾いた状態にある場合は、この傾きに応じて各ビームのチルト角θｔを補正して、ステップＳ１１１の判定がなされてもよい。

たとえば、図１８（ａ）に示すように船１が左右方向に傾いた場合、各送信ビームのチルト角θｔ（送受波器１１から鉛直下方向に下ろした軸に対する角度）は、船１が水平姿勢にあるときのチルト角θｔから変化する。他方、図１２の入力部１６を介して、使用者により、各送信ビームの指向方向が設定されると、信号処理部１５の記憶媒体には、船１が水平姿勢にあるときの各送信ビームのチルト角θｔが記憶される。このため、図１８（ａ）のように、船１が大きく傾くと、記憶媒体に記憶されている各送信ビームのチルト角θｔと実際の各送信ビームのチルト角θｔとの間に、大きな角度差が生じる。

したがって、このような場合、送受信制御部１５ｂは、各送信ビームのチルト角θｔが実際のチルト角となるように、記憶媒体から読み出した各送信ビームのチルト角θｔを船１の傾き角に応じて補正して、図８のステップＳ１１１の判定を行えばよい。このとき、送受信制御部１５ｂは、船１の傾き角を検出するための検出部（図示せず）から、随時、船１の傾き角と傾き方向を取得する。

図１８（ａ）の場合、この補正処理により、船１が水平姿勢にあるときに真下に送波される送信ビーム２ａと最も左側の送信ビーム２ｃとが同じチルト角θｔであると判定される。これにより、図１８（ｂ）のように、これらの送信ビーム２ａ、２ｃについて同時に送受信が行われる。

このような補正を行うことにより、船１が傾いた場合も、水底に対して同じ入射角で入射する送信ビームの組み合わせが、図８の非干渉条件を充足すると判定されて、同時に送受信される。よって、図７の処理により複数のビームについて同時に送受信を行う場合に、他の送信ビームのエコーにより、水底の画像付近に虚像が生じることをより確実に抑制することができる。

また、図８のステップＳ１１１の判定では、比較対象の２つの送信ビームのチルト角θｔが必ずしも完全に一致しなくてもよく、所定の許容範囲（数°程度）で両者が一致する場合も、ステップＳ１１１の判定がＹＥＳとされてもよい。同様に、図８のステップＳ１１２の判定では、比較対象の２つの送信ビームのベアリング角θｂの差が必ずしも１８０°でなくてもよく、この差が１８０°から所定の許容範囲（数°程度）にある場合も、ステップＳ１１２の判定がＹＥＳとされてもよい。

また、上記実施形態および変更例１〜３では、まず、非干渉条件を充足する送信ビーム２の組み合わせについて同時送受信が行われた後、非干渉条件を充足しない送信ビーム２について個別に送受信が行われたが、これとは逆に、まず、非干渉条件を充足しない送信ビーム２について個別に送受信が行われた後、非干渉条件を充足する送信ビーム２の組み合わせについて同時送受信が行われてもよい。また、非干渉条件を充足する送信ビーム２の組み合わせのうち、どの組み合わせから順に同時送受信を行うかについても、上記実施形態および変更例１〜３に示した順序に限られるものではない。

また、水中探知に用い得る送信ビーム２の数およびその設定方法も、上記実施形態１および変更例１〜３に示した形態に限られるものではなく、種々変更可能である。

また、上記実施形態では、送波と受波に兼用される１つの送受波器１１が用いられたが、個別に動作する送波器および受波器がユニット化されて送受波器が構成されてもよい。

また、上記実施形態では、超音波振動子１１ａに対する位相制御により送信ビームと受信ビームの指向方向が代えられたが、予め設定された複数の指向方向ごとに個別に送受波器が設けられ、各送受波器によって、互いに異なる指向方向の送信ビームおよび受信ビームが形成される構成であってもよい。この場合、非干渉条件を充足する送信ビームを完全に同じタイミングで送波することができ、これら送信ビームに対する送受信を完全に同時に行うことができる。

この他、本発明の実施形態は、特許請求の範囲に記載の範囲で適宜種々の変更可能である。

２、２ａ〜２ｇ 送信ビーム
１０ 水中探知装置
１１ 送受波器
１５ 信号処理部
１５ａ ビーム設定部
１５ｂ 送受信制御部

Claims (6)

1. 水中探知用に設定された複数のビームのうち、相互干渉の影響が抑制される条件を満たすビームの組み合わせを設定するビーム設定部と、
   前記組み合わせの前記ビームを同時に送受信する送受信制御部と、を備える、
   ことを特徴とする水中探知装置。
2. 請求項１に記載の水中探知装置において、
   前記条件は、前記各ビームの指向方向、水底反射強度減衰量および指向特性に基づいて設定される、
   ことを特徴とする水中探知装置。
3. 請求項１または２に記載の水中探知装置において、
   前記条件は、送受波器から真下に下ろした軸に対して前記指向方向が対称である前記ビームの組合せを含む、
   ことを特徴とする水中探知装置。
4. 請求項１ないし３の何れか一項に記載の水中探知装置において、
   前記条件は、前記指向方向が送受波器から真下以外の方向である前記ビームの組合せを含む、
   ことを特徴とする水中探知装置。
5. 請求項１または４の何れか一項に記載の水中探知装置において、
   前記条件は、前記指向方向が送受波器から真下に下ろした軸に対するチルト角が同じである前記ビームの組合せを含む、
   ことを特徴とする水中探知装置。
6. 互いに異なる方向に送受信するビームのうち、相互干渉の影響が抑制される条件を満たす組み合わせの前記ビームを同時に送受信し、
   互いに異なる方向に送受信する前記ビームのうち、前記条件を満たさない前記ビームは、異なるタイミングで送受信する、
   ことを特徴とする水中探知方法。

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