JPS6240019B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、１フレーム当りのスキヤン時間を短
縮したフエイズド・アレイ・ソーナに関するもの
である。

フエイズド・アレイ・ソーナにおいては、方位
角を順次切換えながら、そのつど波動エネルギ
ー・ビームの送波とそれに対する反射波の受波が
行われる。従来は、被検音場につき１フレームの
エコグラムを得るために、方位角を、一方の側の
所定の限度から他方の側の限度まで、逐次変化
（スキヤン）させるようにしていたので、１フレ
ームのエコグラム信号を得るまでに、フレームの
ビーム数に１回当りの送受時間を掛けただけの時
間がかかる。１回の送受時間は、媒体中の波動エ
ネルギーの伝播速度に基づく固定の値なので、フ
レーム時間を短縮しようとすれば、１フレームの
ビーム数を減らすことになるが、これは、エコグ
ラムの分解能を悪くする。

本発明の目的は、エコグラムの分解能を悪くせ
ずに１フレーム当りのスキヤン時間を短縮したフ
エイズド・アレイ・ソーナを提供することにあ
る。

本発明は、ビーム・ステアリング手段として、
互いに相補的な移相特性を示す２つの可変デイレ
イ・ライン群を用い、これらを同時に動作させる
ことにより、送受波を、互いに対称な２つの方位
角において同時に行うようにしたものである。

以下、図面によつて本発明を説明する。図は、
本発明実施例の概念的構成図である。図におい
て、TDはアレイ・トランスデユーサで、たとえ
ば16〜32個のエレメントからなる。AMは双方向
性の増幅器群、DL₁，DL₂は１対の可変デイレ
イ・ライン群、PGは送波パルス発生器、AD₁，
AD₂は１対の加算増幅器である。

１対の可変デイレイ・ライン群DL₁，DL₂は、
対応する個々のデイレイ・ライン同志が一端を共
通にして接続され、この共通接続点に関して互い
に相補的な移相特性を示すように制御される。な
お、このような１対の可変デイレイ・ライン群
は、タツプ切換形の双方向性の１つの可変デイレ
イ・ライン群について、タツプの選らびかたによ
つて実現することもできる。その場合、選らんだ
タツプを境にして移相特性が相補的になるように
する。

可変デイレイ・ライン群DL₁，DL₂の共通接続
点には、双方向増幅器群AMを通じて、アレイ・
トランスデユーサTDの各エレメントが接続され
る。可変デイレイ・ライン群DL₁，DL₂の他端に
は、送波パルス発生器PGの出力信号が共通に与
えられる。可変デイレイ・ライン群DL₁，DL₂の
他端はまた、加算増幅器AD₁，AD₂の入力端子に
それぞれ接続される。

このように構成された装置の動作は次のとおり
である。送波パルス発生器PGにより、可変デイ
レイ・ライン群DL₁，DL₂の各他端に送波パルス
が一斎に与えられると、可変デイレイ・ライン群
DL₁，DL₂の共通接続点には、個々のデイレイ・
ラインの遅延時間に従つてそれぞれ遅延されたパ
ルス群が出現する。パルス群は、左から来た群と
右から来た群との２群になる。これら２群のパル
スの移相状態は、それらが経てきたデイレイ・ラ
イン群の特性にしたがつて相補的となる。このよ
うなパルス群が双方向増幅器群AMを通じてアレ
イ・トランスデユーサTDに与えられると、アレ
イ・トランスデユーサTDは、それぞれのパルス
群に従つて指向性が合成された２つの波動ビーム
を放射する。これら２つの波動ビームは、２つの
パルス群の移相状態の相補性によつて、方位角が
図のように互いに対称的なものとなる。

これらビームに基づく反射波信号がアレイ・ト
ランスデユーサTDの各エレメントに入感する
と、各エレメントの入感信号は、双方向増幅器群
AMを通じて、デイレイ・ライン群DL₁，DL₂の
共通接続点に導かれ、そこで左と右に分岐して、
それぞれのデイレイ・ライン群の特性に応じて移
送され、加算増幅器AD₁，AD₂によつてそれぞれ
加算増幅される。これによつて、送波時の２つの
ビームの方位角にそれぞれ受波の指性を合わせ
て、２つの反射波信号の受信が行われる。これら
の受信信号は、次段の回路たとえばデイスプレイ
用のバツフア・メモリ等に与えられる。

次に、可変デイレイ・ライン群DL₁，DL₂にお
ける遅延時間の分布が変更されて互いに対称な新
たな方位角が設定され、上記と同様な動作が行わ
れる。以下、このように順次方位角を切換えなが
ら、送受波を繰返えす。

このような装置においては、一度に２つの互い
に対称な方向の探査が行われるので、１フレーム
のエコグラムを得るのに要するスキヤン時間は、
同じ探査領域で比較して、従来の場合の半分に短
縮され、しかも分解能の低下はない。

このように、本発明は、ビーム・ステアリング
手段として、互いに相補的な移相特性を示す２つ
の可変デイレイ・ライン群を用い、これらを同時
に動作させることにより、送受波を互いに対称的
な２つの方位角において同時に行うようにした。
このため、エコグラムの分解能を低下させること
なく、１フレーム当りのスキヤン時間を短縮する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

図は、本発明実施例の概念的構成図である。 TD……アレイ・トランスデユーサ、AM……
双方向増幅器、DL₁，DL₂……可変デイレイ・ラ
イン群、PG……送波パルス発生器、AD₁，AD₂
……加算増幅器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 可変デイレイ・ライン群を介してアレイ・ト
   ランスデユーサを駆動することにより波動エネル
   ギー・ビームを送波し、アレイ・トランスデユー
   サによる反射波受信の際は再び前記可変デイレ
   イ・ラインを介して受信し、この送受波を可変デ
   イレイ・ライン群の遅延時間の分布を変更して行
   うことによりビーム・ステアリングを行うように
   したフエイズド・アレイ・ソーナにおいて、 前記可変デイレイ・ライン群を、アレイ・トラ
   ンスデユーサの各エレメントが接続される中間タ
   ツプを有し、遅延時間の総和においてそれぞれ同
   一となる複数個の可変デイレイ・ラインを使用
   し、その中間タツプで２分割された可変デイレ
   イ・ラインの他端をそれぞれ共通接続し、その共
   通接続された点に関して２つのデイレイ・ライン
   群は互いに相補的な移相特性を呈するようにし、
   かつ送波においては送波パルスが前記共通接続さ
   れた点に同時に与えられるように構成された１対
   の可変デイレイ・ライン群とし、 この１対の可変デイレイ・ライン群を実質的に
   同時に動作させることにより、中心に対して互い
   に対称な２つの方位角において送受波を行うよう
   にしたフエイズド・アレイ・ソーナ。