JP3527792B2 - Underwater probe - Google Patents

Underwater probe

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JP3527792B2
JP3527792B2 JP12496095A JP12496095A JP3527792B2 JP 3527792 B2 JP3527792 B2 JP 3527792B2 JP 12496095 A JP12496095 A JP 12496095A JP 12496095 A JP12496095 A JP 12496095A JP 3527792 B2 JP3527792 B2 JP 3527792B2
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received signal
level
forming
beams
main
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康雄 川端
善成 吉田
時彦 浜田
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Furuno Electric Co Ltd
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Furuno Electric Co Ltd
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  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、水中探査装置に関し、
特にサイドローブの抑圧およびメインローブの狭指向角
化を図ると共に、ダイナミックレンジを広くした水中探
査装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an underwater exploration device,
Particularly, the present invention relates to an underwater exploration device having a wide dynamic range while suppressing side lobes and narrowing a main lobe directional angle.

【0002】[0002]

【従来の技術】図1にこの種の従来の受信系回路を示し
ている。1は、N個のリニア超音波振動子からなる送受
波器であり、2は送受波器1から受信信号を取り込むト
ラップ回路である。3は、トラップ回路2よりの受信信
号を増幅するゲイン可変のプリアンプであり、時間経過
(距離)に応じてゲインが増大するよう、このプリアンプ
3には、TVG(タイム・バリュアブル・ゲイン)信号が
ゲインコントロール信号として入力される。4は、所望
の周波数帯域のみ通過させるフィルターである。5は、
Nチャンネル分のキャリアを発生するキャリア発生回路
である。6は、乗算回路であり、フィルター4を通過し
たNチャンネルの受信信号と、キャリア発生回路5より
の、それぞれ所定の位相情報を持つキャリアとを掛け合
わせる。
2. Description of the Related Art FIG. 1 shows a conventional receiving system circuit of this type. Reference numeral 1 is a transducer including N linear ultrasonic transducers, and 2 is a trap circuit for receiving a reception signal from the transducer 1. Reference numeral 3 denotes a variable gain preamplifier that amplifies the received signal from the trap circuit 2, and
A TVG (time variable gain) signal is input to the preamplifier 3 as a gain control signal so that the gain increases according to (distance). Reference numeral 4 is a filter that passes only a desired frequency band. 5 is
It is a carrier generation circuit that generates carriers for N channels. Reference numeral 6 denotes a multiplication circuit, which multiplies the N-channel received signal that has passed through the filter 4 and the carrier having the predetermined phase information from the carrier generation circuit 5.

【0003】7は、送受波器1の右半分(N/2個)より
の各受波信号を相互加算し検波する加算・検波回路であ
り、8は、送受波器1の左半分(N/2個)よりの各受波
信号を相互加算し検波する加算・検波回路である。9
は、両加算・検波回路7,8よ信号を相互加算する加算
回路であり、10は、一方の加算・検波回路7よりの信
号から他方の加算・検波回路8よりの信号を減算する減
算回路である。11及び12は、加算回路9および減算
回路10よりの信号から所望の周波数の信号を通過させ
るフィルターである。13および14は、それぞれフィ
ルター11,12よりの受信信号を増幅するゲイン可変
のメインアンプであり、これらのメインアンプ3にもT
VG信号がゲインコントロール信号として入力される。
15は、一方のアンプ13よりの出力信号から他方のア
ンプ14よりの出力信号を減算する減算回路15であ
り、この減算回路15で得られた信号は所定の表示制御
回路を通じてCRT表示器へ供給される。
Reference numeral 7 denotes an adder / detector circuit for mutually adding and detecting received signals from the right half (N / 2) of the transmitter / receiver 1, and 8 denotes the left half (N / 2) of the transmitter / receiver 1. It is an adder / detector circuit that adds each received signal (from / 2) and detects it. 9
Is an adder circuit for mutually adding signals from both adder / detector circuits 7 and 8, and 10 is a subtracter circuit for subtracting the signal from the other adder / detector circuit 8 from the signal from one adder / detector circuit 7. Is. Reference numerals 11 and 12 are filters that pass a signal of a desired frequency from the signals from the adder circuit 9 and the subtractor circuit 10. Reference numerals 13 and 14 denote variable-gain main amplifiers for amplifying the received signals from the filters 11 and 12, respectively.
The VG signal is input as the gain control signal.
Reference numeral 15 is a subtraction circuit 15 for subtracting the output signal from the other amplifier 14 from the output signal from one amplifier 13, and the signal obtained by this subtraction circuit 15 is supplied to the CRT display through a predetermined display control circuit. To be done.

【0004】この図1の制御動作を述べる。送受波器1
を通じて行った送波によるエコー信号は同送受波器1で
受波され、その信号はトラップ回路3を介してプリアン
プ3で増幅され、そしてフィルター4を通過した後、乗
算回路6において、フィルター4を通過したNチャンネ
ルの受信信号と、キャリア発生回路5よりの、それぞれ
所定の位相情報を持つキャリアとを掛け合わせ、Nチャ
ンネルの各受信信号間に所定量の遅延を与える結果、所
定方位よりのエコー信号が各超音波振動子に対して同位
相で入射し、つまり、送受波器1の受波方向がその方位
に指向することになる。
The control operation of FIG. 1 will be described. Transducer 1
The echo signal due to the transmission performed through the same is received by the same transmitter / receiver 1, the signal is amplified by the preamplifier 3 through the trap circuit 3, and after passing through the filter 4, the multiplier circuit 6 As a result of multiplying the passed N-channel received signal by the carrier having the predetermined phase information from the carrier generation circuit 5 and giving a predetermined amount of delay between the N-channel received signals, the echo from the predetermined direction is obtained. The signals are incident on each ultrasonic transducer in the same phase, that is, the receiving direction of the wave transmitter / receiver 1 is directed in that direction.

【0005】位相が揃えられたN個の受信信号は、一般
にはその後、単純加算、もしくは各信号に所定のウエイ
トを付して相互加算することにより、前記所定方位に指
向した単一の受波ビームが形成される。ところで、送受
波器1自身の特性により、前記受波ビームには、主ビー
ム(メインローブ)以外に、低レベルの副ビーム(サイド
ローブ)が派生する。魚群探知において、このようなサ
イドローブが発生すると、このサイドローブによる海底
の虚像が現れ、このような虚像が発生すると魚群との判
別が困難となることから、サイドローブの抑圧が不可欠
であり、又、検出分解能を上げるために、前記メインロ
ーブを鋭く(狭指向角化)する必要があり、そのため図1
では、例えば上記ビーム形成を2系統の回路で行い、両
回路の出力に対し、和および差信号をとり、これらの和
および差信号に基づき、サイドローブを抑圧したビーム
を形成する和差演算回路を採用している。
Generally, the N received signals whose phases have been aligned are then simply added, or each signal is given a predetermined weight and mutually added to obtain a single received wave oriented in the predetermined direction. A beam is formed. By the way, due to the characteristics of the transmitter / receiver 1 itself, a low-level sub-beam (side lobe) is derived from the received beam, in addition to the main beam (main lobe). When such a side lobe occurs in fish school detection, a virtual image of the sea floor appears due to this side lobe, and when such a virtual image occurs, it is difficult to distinguish from the fish school, so suppression of the side lobe is essential, Further, in order to improve the detection resolution, it is necessary to make the main lobe sharp (to narrow the directional angle).
Then, for example, the beam forming is performed by two systems of circuits, the sum and difference signals are taken with respect to the outputs of both circuits, and the side difference lobe-suppressed beam forming circuit is formed based on these sum and difference signals. Has been adopted.

【0006】即ち、乗算回路6でビーム形成されたてN
チャンネルの受信信号に対し、送受波器1の右半分より
のN/2チャンネルの信号Rが加算・検波回路7で加算
・検波を行い、又、送受波器1の左半分よりのN/2チ
ャンネルの信号Lも加算・検波回路8で加算・検波を行
い、両検波信号は加算回路9および減算回路10にて加
算、減算を行い、それぞれ和ビーム(R+L)、差ビーム
(R−L)を得る。
That is, the beam forming by the multiplication circuit 6 is N
The N / 2 channel signal R from the right half of the transmitter / receiver 1 is added / detected by the adding / detecting circuit 7 to the received signal of the channel, and N / 2 from the left half of the transmitter / receiver 1 is used. The channel signal L is also added / detected by the addition / detection circuit 8, and both detection signals are added / subtracted by the addition circuit 9 and the subtraction circuit 10 to obtain a sum beam (R + L) and a difference beam, respectively.
(RL) is obtained.

【0007】図2にそれらの和ビーム(R+L)、差ビー
ム(R−L)を示している。和ビーム(R+L)は、単にN
チャンネルの受波信号を合成して得られるビームと同じ
であり、この図では、送受波器1の法線方向(0°)に、
和ビーム(R+L)のメインローブMが形成された時を示
しており、左右方向にサイドローブSが派生している。
一方、差ビーム(R−L)は、法線方向でレベルが0とな
り、左右にそれぞれピークをなす。
FIG. 2 shows the sum beam (R + L) and difference beam (RL) thereof. Sum beam (R + L) is simply N
It is the same as the beam obtained by combining the received signals of the channels, and in this figure, in the normal direction (0 °) of the transducer 1,
It shows the case where the main lobe M of the sum beam (R + L) is formed, and the side lobe S is derived in the left-right direction.
On the other hand, the difference beam (RL) has a level of 0 in the normal direction and peaks on the left and right sides.

【0008】減算回路15からは、(R+L)−(R−L)
のビームが出力されることになるがそのビーム波形を図
3に示している。この図3よりわかるように、主ビーム
M'は狭指向角化されると共にサイドローブS'が抑圧さ
れている。
From the subtraction circuit 15, (R + L)-(R-L)
Beam is output, and the beam waveform is shown in FIG. As can be seen from FIG. 3, the main beam M ′ has a narrower directional angle and the side lobes S ′ are suppressed.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】このような装置による
魚群探査において、一般に魚群よりのエコーよりも海底
エコーが大きく検出される。海底エコーが極めて大きい
時には前記受信系での許容レベルを超え飽和してしま
い、海底エコーも一定レベルに抑えられてしまうことに
より、魚群と同程度のレベルとなってしまい、魚群と海
底との区別が困難となる。このような不具合が生じない
よう、プリアンプ3およびメインアンプ13,14にお
いて煩わしいゲイン調整を必要とし、又、そのために
は、Nチャンネル分のゲイン調整回路が必要であるた
め、コスト高、および装置の大型化を招く。
In a fish school search using such an apparatus, generally, a seafloor echo is detected larger than an echo from a school of fish. When the seafloor echo is extremely large, it will be saturated beyond the allowable level in the receiving system, and the seafloor echo will also be suppressed to a certain level, so that it will be at the same level as the fish school, and the fish school and the seabed will be distinguished. Will be difficult. In order to prevent such a problem from occurring, the preamplifier 3 and the main amplifiers 13 and 14 require cumbersome gain adjustment, and for that purpose, a gain adjustment circuit for N channels is required, which results in high cost and device Invites upsizing.

【0010】通常のアンプ回路であれば、アンプに対数
値で出力するログアンプを用いれば、広ダイナミックレ
ンジ化を容易に図ることができる。しかしながら、図1
のように、サイドローブの発生を抑制するために、信号
処理に和差法が採用されている場合、この回路は、基本
的にはリニア信号を加算・減算して機能するように構成
されているため、ログアンプの使用によりログ信号を扱
っている回路には使用できない。即ち、図2のリニアス
ケールにおいては差ビーム(R−L)は法線方向でレベル
が0であったが、ログスケールでは図4に示すように、
完全には0にならず、和ビーム(R+L)のピークレベル
より30dBほど低いだけであり、このようなログスケ
ール上の和ビーム、差ビームに対して和差演算を行え
ば、和ビームの法線方向のレベルが30dB低下するこ
とになり、従って和差演算回路にログアンプを使用する
ことはできない。
In the case of a normal amplifier circuit, a wide dynamic range can be easily achieved by using a log amplifier that outputs logarithmic values to the amplifier. However, FIG.
When the sum difference method is used for signal processing to suppress the generation of side lobes, the circuit is basically configured to function by adding and subtracting linear signals. Therefore, it cannot be used for circuits handling log signals due to the use of log amplifiers. That is, in the linear scale of FIG. 2, the level of the difference beam (RL) was 0 in the normal direction, but in the log scale, as shown in FIG.
It is not completely 0 and is only about 30 dB lower than the peak level of the sum beam (R + L). If the sum difference calculation is performed on the sum beam and the difference beam on such a log scale, the sum beam method will be used. The level in the line direction is reduced by 30 dB, and therefore the log amplifier cannot be used in the sum difference calculation circuit.

【0011】従って本発明は、サイドローブ発生の抑圧
およびメインローブの狭幅化を図ると共に、ダイナミッ
クレンジを広くした水中探査装置を提供することを目的
とする。
Therefore, it is an object of the present invention to provide an underwater exploration device which suppresses the generation of side lobes and narrows the width of a main lobe, and has a wide dynamic range.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明の水中探査装置
(請求項1)は、複数個の超音波振動子よりなる送受波器
と、前記超音波振動子よりの各受波信号に対し、所定の
移相量を与えることで、受波信号の指向制御を行う指向
制御手段と、指向制御手段よりの受波信号に対して所定
のウエイトを設定しての第1のビームを形成する第1の
ビーム形成手段と、前記指向制御手段よりの受波信号に
対して所定のウエイトを設定しての第2のビームを形成
する第2のビーム形成手段と、前記第1および第2のビ
ームをそれぞれ増幅し、ログスケールにて出力するログ
アンプと、ログアンプよりの両出力に対して、加減算を
行うことにより、又は、両出力の内、低い方のレベルを
選出することにより、メインローブを狭指向角とし、サ
イドローブレベルを抑圧したビームを得るビーム整形手
段とを備えたことを特徴とする。
Underwater exploration apparatus of the present invention
(Claim 1) directs the received signal by applying a predetermined phase shift amount to each received signal from the ultrasonic transducer and the ultrasonic transducer. Direction control means for controlling, first beam forming means for forming a first beam by setting a predetermined weight with respect to a received signal from the direction control means, and reception by the direction control means Second beam forming means for forming a second beam by setting a predetermined weight for the signal; and a log amplifier for amplifying the first and second beams respectively and outputting them on a log scale, By performing addition and subtraction on both outputs from the log amp, or by selecting the lower level of both outputs, the main lobe has a narrow directivity angle and a beam with suppressed sidelobe level is obtained. Having beam shaping means And it features.

【0013】本発明に係わる第1発明の水中探査装置
(請求項2)は、複数個の超音波振動子よりなる送受波器
と、前記超音波振動子よりの各受波信号に対し、所定の
移相量を与えることで、受波信号の指向制御を行う指向
制御手段と、指向制御手段よりの受波信号からサイドロ
ーブレベルを低くし、その結果、メインローブが広指向
角となる主ビームAを形成する第1のビーム形成手段
と、前記受波信号からほぼ無指向性に近い広指向角の参
照ビームBを形成する第2のビーム形成手段と、前記ビ
ームA,Bをそれぞれ増幅し、ログスケールにて出力す
るログアンプと、参照ビームBから主ビームAを減じて
ビームCを得て、更に主ビームAからビームCを減じて
メインローブを狭指向角とし、サイドローブレベルを抑
圧したビームDを得る減算手段とを備えたことを特徴と
する。
Underwater exploration device according to the first aspect of the present invention
(Claim 2) directs the received signal by providing a transducer comprising a plurality of ultrasonic transducers and giving a predetermined phase shift amount to each received signal from the ultrasonic transducers. And a first beam forming means for performing a control, a first beam forming means for lowering a side lobe level from a received signal from the directivity controlling means, and as a result, forming a main beam A having a wide directivity angle in the main lobe, Second beam forming means for forming a reference beam B having a wide directivity angle which is almost omnidirectional from the received signal, a log amplifier for amplifying each of the beams A and B, and outputting the log scale, and a reference beam. And subtracting the main beam A from B to obtain the beam C, and further subtracting the beam C from the main beam A to make the main lobe a narrow directional angle and to obtain a beam D with the sidelobe level suppressed. Characterize.

【0014】本発明に係わる第2発明の水中探査装置
(請求項3)は、複数個の超音波振動子よりなる送受波器
と、前記超音波振動子よりの各受波信号に対し、所定の
移相量を与えることで、受波信号の指向制御を行う指向
制御手段と、指向制御手段よりの受波信号からサイドロ
ーブレベルを高くし、その結果、メインローブが狭指向
角となるビームXを形成する第1のビーム形成手段と、
前記受波信号からサイドローブレベルを低くし、その結
果、メインローブが広指向角となるビームYを形成する
第2のビーム形成手段と、前記ビームX,Yをそれぞれ
増幅し、ログスケールにて出力するログアンプと、前記
両ビームX,Yから低い方のレベルを選出して、サイド
ローブレベルを抑圧し、かつ、メインローブを狭指向角
としたビームZを得る低レベル選出手段と備えたことを
特徴とする。
Underwater exploration device of the second invention according to the present invention
(Claim 3) is directed to the received and transmitted signals by applying a predetermined phase shift amount to each of the received and transmitted signals from the ultrasonic transducers and the ultrasonic transducers. Directivity control means for performing control, and first beam forming means for increasing the sidelobe level from the received signal from the directivity control means, and as a result, forming the beam X having a narrow directivity angle in the main lobe,
Second beam forming means for forming a beam Y whose side lobe has a wide directional angle by lowering the side lobe level from the received signal, and the beams X and Y are amplified respectively, and then, on a log scale. A log amplifier for outputting and a low level selecting means for selecting a lower level from both the beams X and Y to suppress the side lobe level and to obtain a beam Z having a narrow directional angle of the main lobe are provided. It is characterized by

【0015】[0015]

【作用】本発明(請求項1)は、同一の受波信号から2種
類のビームを形成し、そしてビーム整形手段により、そ
れらの両ビームに対して加減算を行うことにより、又
は、両ビームからレベルの低い方を選出することによ
り、メインローブが狭指向角でサイドローブレベルを抑
圧した所望のビームを得ている。
According to the present invention (Claim 1), two types of beams are formed from the same received signal, and both beams are added or subtracted by the beam shaping means, or both beams are added. By selecting the one with a lower level, the main lobe obtains the desired beam with the side lobe level suppressed with a narrow directivity angle.

【0016】本発明に係わる第1発明(請求項2)は、サ
イドローブレベルを低くし、その結果、メインローブが
広指向角となる主ビームAと、ほぼ無指向性に近い広指
向角の参照ビームBとを形成し、これらをログアンプに
てログスケール化し、これらログスケール値のビーム
A,Bに対して、ビーム整形として減算処理を行い、メ
インローブを狭指向角とし、サイドローブレベルを抑圧
したビームDを得る。
According to the first invention (claim 2) of the present invention, the side lobe level is lowered, and as a result, the main beam A whose main lobe has a wide directional angle and the wide directional angle which is almost omnidirectional. The reference beam B is formed, these are log-scaled by a log amplifier, and the beams A and B having these log-scale values are subjected to subtraction processing as beam shaping to set a main lobe to a narrow directivity angle and a side lobe level. A beam D in which is suppressed is obtained.

【0017】本第2発明は、サイドローブレベルを高く
し、その結果、メインローブが狭指向角となるビームX
と、サイドローブレベルを低くし、その結果、メインロ
ーブが広指向角となるビームYとを形成し、これらをロ
グアンプにてログスケール化し、そしてビーム整形とし
て、これらログスケール値のビームX,Yの内、低い方
のレベルを選出することで、メインローブを狭指向角と
し、サイドローブレベルを抑圧したビームZを得る。
In the second aspect of the present invention, the side lobe level is increased, and as a result, the beam X whose main lobe has a narrow directivity angle.
And the side lobe level is lowered, and as a result, a beam Y whose main lobe has a wide directivity angle is formed, and these are log-scaled by a log amplifier, and as beam shaping, beam X of these log-scale values, By selecting the lower level of Y, the main lobe has a narrow directivity angle, and the beam Z in which the side lobe level is suppressed is obtained.

【0018】第1発明も基づく具体的な構成としては、
請求項4、5、6で示し、第2発明に基づく具体的な構
成としては請求項7で示しており、これらの各構成は、
以下の実施例にて、第1発明の第1、第2、第3実施例
および第2発明の1実施例として詳しく開示している。
A specific configuration based on the first invention is as follows.
Claims 4, 5 and 6 are shown, and as a concrete structure based on the second invention, it is shown in claim 7.
The following embodiments are disclosed in detail as the first, second, third embodiments of the first invention and one embodiment of the second invention.

【0019】[0019]

【実施例】図5に本第1発明の第1実施例を示してお
り、図1と共通する要素に対しては同じ参照符号を付し
ている。3'はゲイン固定のプリアンプであり、加算回
路7',8'は、それぞれ乗算回路6よりのNチャンネル
の受信信号を、ウエイトAおよびBのウエイト付に基づ
き相互加算しビーム形成する。両加算回路7',8'の出
力信号は、それぞれフィルター11,12を通じてゲイ
ン固定のログアンプ13',14'に入力される。
FIG. 5 shows a first embodiment of the first invention, and elements common to those of FIG. 1 are designated by the same reference numerals. Reference numeral 3'denotes a fixed gain preamplifier, and the adder circuits 7'and 8'reciprocally add the N-channel received signals from the multiplier circuit 6 based on the weights of weights A and B to form a beam. The output signals of both adder circuits 7'and 8'are input to gain-fixed log amplifiers 13 'and 14' through filters 11 and 12, respectively.

【0020】一方のログアンプ13'より出力されるビ
ームA(主ビームと呼ぶ)は、減算回路15の加算入力部
(+)に入力されると共に、演算増幅器16の減算部(−)
に入力される。他方のログアンプ14'より出力される
ビームB(参照ビームと呼ぶ)は、前記演算増幅器16の
非反転入力部(+)に入力される。この演算増幅器16の
出力C(=B−A)は、前記減算回路15の反転入力部
(−)に入力される。Gは、演算増幅器アンプ16のゲイ
ン調整用抵抗である。減算回路15の出力D(=A−C)
はCRTへ供給される。
The beam A (referred to as the main beam) output from one of the log amplifiers 13 ′ is an addition input unit of the subtraction circuit 15.
Input to (+) and subtraction unit (-) of operational amplifier 16
Entered in. The beam B (referred to as a reference beam) output from the other log amplifier 14 ′ is input to the non-inverting input section (+) of the operational amplifier 16. The output C (= BA) of the operational amplifier 16 is the inverting input section of the subtraction circuit 15.
Input to (-). G is a gain adjusting resistor of the operational amplifier amplifier 16. Output D (= A-C) of the subtraction circuit 15
Are supplied to the CRT.

【0021】上記装置の動作を以下に述べる。加算回路
7'におけるビーム合成の際には、図6の主ビームAの
ごとく、サイドローブS1のレベルが低くなるようにウ
エイトAが設定され、その結果、メインローブM1の指
向角はやや広くなる。又、加算回路8'のビーム合成に
おいては、参照ビームBのごとく、ほぼ無指向性に近い
広指向角となるようにウエイトBが設定される。
The operation of the above device will be described below. When the beam combining in adder circuit 7 ', as the main beam A in FIG. 6, the side lobe level S 1 is set a wait A to be lower, as a result, the directivity angle of the main lobe M 1 is slightly Get wider In addition, in the beam combining of the adder circuit 8 ', the weight B is set so as to have a wide directivity angle which is almost omnidirectional like the reference beam B.

【0022】これらの主ビームAおよび参照ビームB
は、それぞれログアンプ13'、14'において増幅され
ることでログスケールにて検波信号として出力され、演
算増幅器16に入力される。図6で示したように、法線
方向で両ビームA,Bのレベルが同じならば、この演算
増幅器16よりの出力Cは、図7に示すように、法線方
向でのレベルが0となり、左右の方向に対しては比較的
高いレベルのサイドローブS3が生じる。減算回路15
の加算部(+)および減算部(−)には、図8に示したよう
なビームA,Cがそれぞれ入力されると、この減算回路
15の出力D=A−Cは、図9に示されるように、メイ
ンローブM4は狭指向角となり、かつ、サイドローブS4
はかなり低いレベルに抑圧されている。調整用抵抗Gに
よって図8にて破線C'で示したようにビームCのレベ
ルを変えることで、図9に示されるように、ビームの狭
指向角化とサイドローブレベル抑圧調整できる。当然、
ログアンプを採用したことにより、ゲイン調整フリーで
ありながら、レベル過大信号に対しても飽和しない広ダ
イナミックレンジの特性を有することは言うまでもな
い。
These main beam A and reference beam B
Is output as a detection signal on the log scale by being amplified by the log amplifiers 13 ′ and 14 ′, and is input to the operational amplifier 16. As shown in FIG. 6, if the levels of both beams A and B are the same in the normal direction, the output C from this operational amplifier 16 becomes 0 in the normal direction, as shown in FIG. , A relatively high level side lobe S 3 is generated in the left and right directions. Subtraction circuit 15
When the beams A and C as shown in FIG. 8 are input to the adder (+) and the subtractor (−) of FIG. 8, the output D = A−C of the subtractor 15 is shown in FIG. As described above, the main lobe M 4 has a narrow directivity angle, and the side lobe S 4 is
Is suppressed to a fairly low level. By changing the level of the beam C by the adjusting resistor G as shown by the broken line C ′ in FIG. 8, it is possible to narrow the beam directivity angle and adjust the sidelobe level suppression as shown in FIG. Of course,
It goes without saying that the adoption of the log amp has a wide dynamic range characteristic that is free from gain adjustment and is not saturated even with an excessive level signal.

【0023】尚、ログアンプ13'、14'の出力信号を
デジタル変換し、演算増幅器16および減算回路15に
おける加減算の演算を、DSP(デジタルシグナルプロ
セッサ)を用いて行うこともできる。
The output signals of the log amplifiers 13 'and 14' may be converted into digital signals, and the addition / subtraction calculation in the operational amplifier 16 and the subtraction circuit 15 may be performed using a DSP (digital signal processor).

【0024】図5の送受波器1は、N個の超音波振動子
を直線上に配列したものであっが円弧状に配列したもの
であってもよい。即ち、振動子を円周上(俯仰角を与え
る場合は上下方向にもビーム合成する必要性から円筒体
上)に配列し、その中から円弧上のN個の振動子を1グ
ループとして検出信号を順次、取り出すことで全方位方
向を探査するスキャニングソナーの場合、N個の振動子
よりの検出信号を図5のトラップ回路2に取り込めばよ
い。
The wave transmitter / receiver 1 of FIG. 5 may have N ultrasonic transducers arranged in a straight line, but may have an arc shape. That is, the transducers are arrayed on the circumference (on a cylindrical body because of the necessity of beam combining in the vertical direction when giving a depression angle), and N transducers on an arc among them are detected as one group to detect signals. In the case of a scanning sonar that sequentially retrieves all directions, the detection signals from N oscillators may be captured in the trap circuit 2 in FIG.

【0025】尚、図5では、主ビームAおよび参照ビー
ムB(図2)の形成に、加算回路7',8'に所定のウエイ
トA,Bを設定したが、別の手法でビーム形成を行う回
路を本第1発明の第2実施例として図10に示してい
る。加算回路7'には全Nチャンネル分の信号を取り込
み、加算回路8'には、例えば3チャンネル分の信号を
取り込み、送受波器1の実質長を変えることにより、加
算回路7'からは図6に示したような主ビームAが出力
され、又、加算回路8'からは参照ビームBが出力され
る。尚、図10において、加算回路7',8'に対して所
定のウエイトを設定して更に好ましいビーム形状を得る
ことができる。
In FIG. 5, predetermined weights A and B are set in the adder circuits 7'and 8'for forming the main beam A and the reference beam B (FIG. 2), but beam forming is performed by another method. A circuit to be executed is shown in FIG. 10 as a second embodiment of the first invention. By adding signals for all N channels to the adder circuit 7 ', and for example, signals for 3 channels to the adder circuit 8', by changing the substantial length of the transmitter / receiver 1, the adder circuit 7'can be used to The main beam A as shown in 6 is outputted, and the reference beam B is outputted from the adding circuit 8 '. In FIG. 10, a predetermined weight can be set for the adder circuits 7'and 8'to obtain a more preferable beam shape.

【0026】上記図6ないし図9の流れでわかるよう
に、参照ビームBのメインローブM2はブロードな指向
角を有することが必要である。しかしながら、図5およ
び図10で示した回路構成では、多方向から同時に受波
信号が到来する場合、図6の参照ビームBのメインロー
ブM2において、ある方位でレベルの落ち込みが発生す
ることがあり、その場合には、その落ち込み部に対応す
るサイドローブSでレベル低減に期待できなくなる。従
って、参照ビームBのメインローブM2においてレベル
落ち込みが生じても、サイドローブの抑圧に悪影響を及
ぼさない工夫が必要であり、そのための回路構成を本第
1発明の第3実施例として図11に示している。
As can be seen from the flow of FIGS. 6 to 9, the main lobe M 2 of the reference beam B needs to have a broad directivity angle. However, in the circuit configurations shown in FIG. 5 and FIG. 10, when received signals arrive from multiple directions at the same time, a level dip may occur in a certain direction in the main lobe M 2 of the reference beam B in FIG. In that case, the level reduction cannot be expected in the side lobe S corresponding to the depressed portion. Therefore, even if a level drop occurs in the main lobe M 2 of the reference beam B, it is necessary to devise a device that does not adversely affect the suppression of the side lobe. A circuit configuration therefor is shown in FIG. 11 as the third embodiment of the first invention. Is shown in.

【0027】図10と異なる点は、2系統の参照ビーム
1、B2を得るために、8',12,14'の処理回路と
は別に、8",12',14”からなる第2の処理回路を
備え、両処理回路の出力部はそれぞれダイオードDを介
して演算増幅器16の非反転入力部(+)に接続される。
又、前記第1および第2の処理回路が取り込むチャンネ
ルを特定する必要があるため、ここでは送受波器1の振
動子数Nを12とした。加算回路7'には、図11と同
様に、全12チャンネルの信号が入力されるが、加算回
路8'にはチャンネル5,6,7の3チャンネルが入力
され、加算回路8"にはチャンネル4,5,6,7の4
チャンネルが入力される。
The difference from FIG. 10 is that, in order to obtain the reference beams B 1 and B 2 of two systems, apart from the processing circuits of 8 ′, 12 and 14 ′, they are composed of 8 ″, 12 ′ and 14 ″. Two processing circuits are provided, and the output sections of both processing circuits are respectively connected to the non-inverting input section (+) of the operational amplifier 16 via the diode D.
Further, since it is necessary to specify the channels to be taken in by the first and second processing circuits, the number N of transducers of the transceiver 1 is set to 12 here. Similar to FIG. 11, all 12 channels of signals are input to the adder circuit 7 ', but three channels 5, 6, and 7 are input to the adder circuit 8', and channels are input to the adder circuit 8 ". 4, 5, 6, 7 4
The channel is input.

【0028】この加算回路8'が取り込むチャンネル
は、全12チャンネルの内、ほぼ中央に位置する3チャ
ンネル(CH5,6,7)であるのが望ましく、他方の加算
回路8"が取り込むチャンネルは、CH4〜7のごと
く、互いに隣接する一連のチャンネルであれば良い。
It is desirable that the adder circuit 8'acquires the three channels (CH5, 6, 7) located at the center of all 12 channels, and the other adder circuit 8 "takes in the channels. Any series of channels adjacent to each other, such as CH4 to CH7, may be used.

【0029】今、チャンネル5,6,7に基づく参照ビ
ームB1に、図12に示すように、ある方位でレベル落
ち込みが生じても、チャンネル4,5,6,7による生
成の異なる参照ビームB2は、図示したように、前記と
同じ方位でレベル落ち込みが生じることは少ない。従っ
てダイオードDによりオアー和をとれば、図13に示し
たようにレベル落ち込みのない一様なサブローブBが得
られ、その参照ビームBが演算増幅器16の加算部(+)
に入力さるため、図9に示したごとく、サブローブS4
は十分に抑圧され、かつ、メインローブM4は狭指向角
になっている。
Now, as shown in FIG. 12, the reference beam B2 based on the channels 5, 6, 7 has a different level dip in a certain direction, but the reference beams B2 generated by the channels 4, 5, 6, 7 are different. As shown in the figure, the level drop is unlikely to occur in the same direction as described above. Therefore, if the OR sum is obtained by the diode D, a uniform sublobe B without level dip can be obtained as shown in FIG. 13, and the reference beam B is added to the addition section (+) of the operational amplifier 16.
Input to the sublobe S 4 as shown in FIG.
Is sufficiently suppressed, and the main lobe M 4 has a narrow directivity angle.

【0030】図5および図11ではメインローブの狭幅
化およびサイドローブの抑圧に和差演算を行ったが、2
つの異なるビームを形成し、両ビームからレベルの低い
方のサイドローブを抽出し、幅の狭い方のメインローブ
を抽出することによっても達成することができ、本第2
発明の1実施例として図14に示している。この図14
において図5と共通する要素に対しては共通の符号を付
している。
In FIG. 5 and FIG. 11, the sum / difference operation is performed for narrowing the main lobe and suppressing the side lobe.
This can also be achieved by forming two different beams, extracting the lower sidelobe from both beams, and extracting the narrower mainlobe.
An embodiment of the invention is shown in FIG. This FIG.
In FIG. 5, elements common to those in FIG. 5 are denoted by common reference numerals.

【0031】加算回路7'でのビーム合成において、図
15のビームXで示すように、サイドローブS5のレベ
ルは高いがメインローブM5は狭指向角となるように、
ウエイトXが設定され、一方、加算回路8'でのビーム
合成においては、ビームYで示すように、メインローブ
6は広指向角であるがサイドローブS6のレベルは低く
なるように、ウエイトYが設定される。
In beam combining in the adder circuit 7 ', as shown by the beam X in FIG. 15, the side lobe S 5 has a high level but the main lobe M 5 has a narrow directivity angle.
Weight X is set, whereas, in the beam combining in adder circuit 8 ', as shown by the beam Y, so that the main lobe M 6 is a wide directivity angle sidelobe levels S 6 decreases, weight Y is set.

【0032】ログアンプ13'よりのビームXは、演算
増幅器16'の非反転入力部(+)に入力される。この演
算増幅器16'の反転入力部(−)と出力部との間には、
カソードを出力部側にしてダイオードDが接続される。
一方、ログアンプ14'よりのビームYは、演算増幅器
16の非反転入力部(+)に入力され、この演算増幅器1
6の反転入力部(−)と出力部との間にも、カソードを出
力部側にしてダイオードDが接続される。両ダイオード
Dのアノードは相互接続され、その相互接続点は更に抵
抗Rを介して直流電圧Vのラインに接続される。前記相
互接続点は当該装置の出力端子となる。
The beam X from the log amplifier 13 'is input to the non-inverting input section (+) of the operational amplifier 16'. Between the inverting input (-) and the output of this operational amplifier 16 ',
The diode D is connected with the cathode on the output side.
On the other hand, the beam Y from the log amplifier 14 ′ is input to the non-inverting input section (+) of the operational amplifier 16 and the operational amplifier 1
A diode D is connected between the inverting input section (-) of 6 and the output section with the cathode on the output side. The anodes of both diodes D are connected to each other, and their interconnection point is further connected to the line of the DC voltage V via the resistor R. The interconnection point becomes the output terminal of the device.

【0033】図14の回路において、演算増幅器16'
の非反転入力部(+)には、図15に示したビームXが入
力され、演算増幅器16の非反転入力部(+)には、ビー
ムYが入力される。図15のサブローブS5,S6よう
に、ビームXよりビームYの方がレベルが低い時、減算
回路16のダイオードDのみがスイッチオンし、出力端
子にビームYのサイドローブS6が出力され、又、メイ
ンローブM5,M6ように、ビームYよりビームXの方
がレベルが低い時、演算増幅器16'のダイオードDの
みがスイッチオンし、出力端子にビームXのメインロー
ブM5が出力される。従って出力端子には図16に示す
ように、狭指向角のメインローブM5およびレベルが抑
圧されたサイドローブS6よりなるビームZが出力され
る。
In the circuit of FIG. 14, the operational amplifier 16 '
The beam X shown in FIG. 15 is input to the non-inverting input section (+) of the above, and the beam Y is input to the non-inverting input section (+) of the operational amplifier 16. Saburobu S5, S6, as shown in Figure 15, when towards the beam Y is lower level than the beam X, only the diode D of the subtractor circuit 16 is switched on, the side lobes S 6 of the beam Y is output to the output terminal, and , When the level of the beam X is lower than that of the beam Y like the main lobes M5 and M6, only the diode D of the operational amplifier 16 'is switched on, and the main lobe M 5 of the beam X is output to the output terminal. Therefore, as shown in FIG. 16, a beam Z composed of a main lobe M 5 having a narrow directivity angle and a side lobe S 6 whose level is suppressed is output to the output terminal.

【0034】[0034]

【発明の効果】本発明は、同一の受波信号から2種類の
ビームを形成し、ビーム整形手段でもって、両ビームに
対して加減算を行うことにより、又は、両ビームからレ
ベルの低い方を選出することにより、メインローブが狭
指向角でサイドローブレベルを抑圧した所望のビームを
得ている。本発明に係わる第1発明は、サイドローブレ
ベルを低くし、その結果、メインローブが広指向角とな
る主ビームAと、ほぼ無指向性に近い広指向角の参照ビ
ームBとを形成してログスケール化にし、これらのビー
ムA,Bに対して、ビーム整形として減算処理を行うこ
とで、メインローブを狭指向角としサイドローブレベル
を抑圧したビームDを得たものであり、検出分解能を高
めると共にサイドローブによる海底虚像の表示を抑える
ことができ、かつ、高レベルの信号に対しても飽和しな
い広ダイナミックレンジを達成できる。本発明に係わる
第2発明は、サイドローブレベルを高くし、その結果、
メインローブが狭指向角となるビームXと、サイドロー
ブレベルを低くし、その結果、メインローブが広指向角
となるビームYとを形成してログスケール化にし、ビー
ム整形として、これらのビームX,Yから低い方のレベ
ルを選出することで、メインローブを狭指向角としサイ
ドローブレベルを抑圧したビームZを得るものであり、
簡素な構成であるが第1発明と同じ効果が得られる。
According to the present invention, two types of beams are formed from the same received signal, and the beam shaping means performs addition and subtraction on both beams, or a beam having a lower level from both beams is detected. By selecting, the desired beam with the main lobe suppressing the side lobe level with a narrow directional angle is obtained. In the first aspect of the present invention, the side lobe level is lowered, and as a result, the main beam A whose main lobe has a wide directional angle and the reference beam B having a wide directional angle which is almost omnidirectional are formed. By making log-scale and performing subtraction processing on these beams A and B as beam shaping, a beam D in which the main lobe is set to a narrow directivity angle and the side lobe level is suppressed is obtained. The display of the virtual image of the seabed due to the side lobes can be suppressed, and a wide dynamic range that does not saturate even high level signals can be achieved. A second invention according to the present invention increases the sidelobe level, and as a result,
A beam X whose main lobe has a narrow directional angle and a beam Y whose side lobe level is low and whose main lobe has a wide directional angle are formed into a log scale for beam shaping. , Y, the lower level is selected to obtain a beam Z in which the main lobe has a narrow directivity angle and the sidelobe level is suppressed.
Although it has a simple structure, the same effect as the first invention can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 従来の水中探査装置の受信回路系を示したブ
ロック図
FIG. 1 is a block diagram showing a receiving circuit system of a conventional underwater exploration device.

【図2】 図1における和ビームおよび差ビームを示し
た波形図
2 is a waveform diagram showing a sum beam and a difference beam in FIG.

【図3】 図2の和ビームから差ビームを減じた場合の
波形図
FIG. 3 is a waveform diagram when a difference beam is subtracted from the sum beam of FIG.

【図4】 ログスケール上の和ビームおよび差ビームを
示した波形図
FIG. 4 is a waveform diagram showing a sum beam and a difference beam on a log scale.

【図5】 本第1発明の第1実施例の受信系を示したブ
ロック図
FIG. 5 is a block diagram showing a receiving system of a first embodiment of the first invention.

【図6】 図5における主ビームAおよび参照ビームB
を示した波形図
6 is a main beam A and a reference beam B in FIG.
Waveform diagram showing

【図7】 図6の参照ビームBから主ビームAを減じた
時のビームCの波形図
7 is a waveform diagram of beam C when main beam A is subtracted from reference beam B in FIG.

【図8】 主ビームAおよび図7のビームCを示した波
形図
FIG. 8 is a waveform diagram showing the main beam A and the beam C of FIG. 7.

【図9】 主ビームAからビームCを減じた時のビーム
波形図
FIG. 9: Beam waveform diagram when beam C is subtracted from main beam A

【図10】 本第1発明の第2実施例の受信系を示した
ブロック図
FIG. 10 is a block diagram showing a receiving system of a second embodiment of the first invention.

【図11】 本第1発明の第3実施例の受信系を示した
ブロック図
FIG. 11 is a block diagram showing a receiving system of a third embodiment of the first invention.

【図12】 図11における参照ビームB1,B2の波
形図
FIG. 12 is a waveform diagram of reference beams B1 and B2 in FIG.

【図13】 参照ビームB1と参照ビームB2のオアー
和をとった波形図
FIG. 13 is a waveform diagram of the OR sum of the reference beam B1 and the reference beam B2.

【図14】 本第2発明の1実施例の受信系を示したブ
ロック図
FIG. 14 is a block diagram showing a receiving system according to an embodiment of the second invention.

【図15】 図14におけるビームXおよびビームYの
波形図
FIG. 15 is a waveform diagram of beam X and beam Y in FIG.

【図16】 図14の装置で出力されるビームZの波形
16 is a waveform diagram of a beam Z output from the device of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 送受波器 2 トラップ回路 3' プリアンプ 4 フィルタ 5 キャリア発生回路 6 乗算回路 7' 加算回路 8' 加算回路 11 フィルター 12 フィルター 13' ログアンプ 14' ログアンプ 15 減算回路 16 演算増幅器 1 Transceiver 2 trap circuit 3'preamp 4 filters 5 Carrier generation circuit 6 Multiplier circuit 7'adder circuit 8'addition circuit 11 filters 12 filters 13 'log amplifier 14 'log amplifier 15 Subtraction circuit 16 operational amplifier

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−209135(JP,A) 特開 平3−15455(JP,A) 特開 昭52−127024(JP,A) 特開 平6−94827(JP,A) 特開 昭54−111372(JP,A) 実開 平4−85284(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01S 3/80 - 3/86 G01S 5/18 - 5/30 G01S 7/52 - 7/64 G01S 15/00 - 15/96 A61B 8/00 ─────────────────────────────────────────────────── --- Continuation of the front page (56) References JP-A-2-209135 (JP, A) JP-A-3-15455 (JP, A) JP-A-52-127024 (JP, A) JP-A-6- 94827 (JP, A) JP-A-54-111372 (JP, A) Fukukaihei 4-85284 (JP, U) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) G01S 3/80-3 / 86 G01S 5/18-5/30 G01S 7/52-7/64 G01S 15/00-15/96 A61B 8/00

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 複数個の超音波振動子よりなる送受波器
と、前記超音波振動子よりの各受波信号に対し、所定の
移相量を与えることで、受波信号の指向制御を行う指向
制御手段と、指向制御手段よりの受波信号に対して所定
のウエイトを設定しての第1のビームを形成する第1の
ビーム形成手段と、前記指向制御手段よりの受波信号に
対して所定のウエイトを設定しての第2のビームを形成
する第2のビーム形成手段と、前記第1および第2のビ
ームをそれぞれ増幅し、ログスケールにて出力するログ
アンプと、ログアンプよりの両出力に対して、加減算を
行うことにより、又は、両出力の内、低い方のレベルを
選出することにより、メインローブを狭指向角とし、サ
イドローブレベルを抑圧したビームを得るビーム整形手
段とを備えたことを特徴とする水中探査装置。
1. A wave transmitter / receiver comprising a plurality of ultrasonic transducers, and by giving a predetermined phase shift amount to each received signal from the ultrasonic transducers, directivity control of the received signal is performed. Direction control means for performing, first beam forming means for forming a first beam by setting a predetermined weight on the received signal from the direction control means, and the received signal from the direction control means Second beam forming means for forming a second beam by setting a predetermined weight, a log amplifier for amplifying the first and second beams, and outputting the log scale with a log scale; and a log amplifier. By performing addition and subtraction on both outputs, or by selecting the lower level of both outputs, the main lobe has a narrow directivity angle and beam shaping that obtains a beam with suppressed sidelobe levels Having means Underwater exploration device featuring.
【請求項2】 複数個の超音波振動子よりなる送受波器
と、前記超音波振動子よりの各受波信号に対し、所定の
移相量を与えることで、受波信号の指向制御を行う指向
制御手段と、指向制御手段よりの受波信号からサイドロ
ーブレベルを低くし、その結果、メインローブが広指向
角となる主ビームAを形成する第1のビーム形成手段
と、前記受波信号からほぼ無指向性に近い広指向角の参
照ビームBを形成する第2のビーム形成手段と、前記ビ
ームA,Bをそれぞれ増幅し、ログスケールにて出力す
るログアンプと、参照ビームBから主ビームAを減じて
ビームCを得て、更に主ビームAからビームCを減じて
メインローブを狭指向角とし、サイドローブレベルを抑
圧したビームDを得る減算手段とを備えたことを特徴と
する水中探査装置。
2. A direction control of a received signal is performed by giving a predetermined phase shift amount to each received signal from the ultrasonic transducer and a plurality of ultrasonic transducers. The directing control means for performing the first beam forming means for lowering the sidelobe level from the received signal from the directivity controlling means, and as a result, forming the main beam A having a wide directivity angle in the main lobe; From the reference beam B, the second beam forming means for forming the reference beam B having a wide directional angle which is almost omnidirectional from the signal, the log amplifier for amplifying the beams A and B, and outputting the amplified beams at the log scale, A subtracting means for subtracting the main beam A to obtain the beam C, and further subtracting the beam C from the main beam A to make the main lobe a narrow directional angle and obtaining the beam D in which the side lobe level is suppressed. Underwater exploration device.
【請求項3】 複数個の超音波振動子よりなる送受波器
と、前記超音波振動子よりの各受波信号に対し、所定の
移相量を与えることで、受波信号の指向制御を行う指向
制御手段と、指向制御手段よりの受波信号からサイドロ
ーブレベルを高くし、その結果、メインローブが狭指向
角となるビームXを形成する第1のビーム形成手段と、
前記受波信号からサイドローブレベルを低くし、その結
果、メインローブが広指向角となるビームYを形成する
第2のビーム形成手段と、前記ビームX,Yをそれぞれ
増幅し、ログスケールにて出力するログアンプと、前記
両ビームX,Yから低い方のレベルを選出して、サイド
ローブレベルを抑圧し、かつ、メインローブを狭指向角
としたビームZを得る低レベル選出手段と備えたことを
特徴とする水中探査装置。
3. A wave transmitter / receiver comprising a plurality of ultrasonic transducers, and by giving a predetermined phase shift amount to each received signal from the ultrasonic transducers, directivity control of the received signal is performed. Directing control means for performing, and a first beam forming means for increasing the side lobe level from the received signal from the directing control means, and as a result, forming a beam X whose main lobe has a narrow directivity angle,
Second beam forming means for forming a beam Y whose side lobe has a wide directional angle by lowering the side lobe level from the received signal, and the beams X and Y are amplified respectively, and then, on a log scale. A log amplifier for outputting and a low level selecting means for selecting a lower level from both the beams X and Y to suppress the side lobe level and to obtain a beam Z having a narrow directional angle of the main lobe are provided. An underwater exploration device characterized in that
【請求項4】 複数N個の超音波振動子よりなる送受器
(1)と、前記超音波振動子よりの各受波信号に対し、所
定の移相量を与えることで、受波信号の指向制御を行う
指向制御手段(5,6)と、指向制御手段よりの受波信号
からサイドローブレベルを低くし、その結果、メインロ
ーブが広指向角となる主ビームAを形成する第1のビー
ム形成手段(7)と、前記受波信号からほぼ無指向性に近
い広指向角の参照ビームBを形成する第2のビーム形成
手段(8)と、前記ビームA,Bをそれぞれ増幅し、ログ
スケールにて出力するログアンプ(13',14')と、ログス
ケール値の参照ビームBから主ビームAを減じてビーム
Cを得て、更に主ビームAからビームCを減じてサイド
ローブレベルを低く、メインローブを狭指向角としたビ
ームDを得る減算手段(15,16)とを備えたことを特徴と
する水中探査装置。
4. A handset comprising a plurality of N ultrasonic transducers.
(1), and pointing control means (5, 6) for performing pointing control of the received signal by giving a predetermined phase shift amount to each received signal from the ultrasonic transducer, and pointing control means The first beam forming means (7) for forming the main beam A whose main lobe has a wide directivity angle and the sidelobe level for the received signal is substantially omnidirectional. Second beam forming means (8) for forming a reference beam B having a wide directivity angle close to, and log amplifiers (13 ', 14') for amplifying the beams A, B respectively and outputting them on a log scale, Subtraction means for subtracting the main beam A from the reference beam B having a log scale value to obtain the beam C, and further subtracting the beam C from the main beam A to obtain a beam D having a low sidelobe level and a narrow directivity angle as the main lobe. An underwater exploration device comprising (15, 16).
【請求項5】 上記ビーム形成手段(7,8)は、受波信
号へのウエイト付け、および/又は、Nチャンネルの受
波信号の内、参照するチャンネル数の限定による送受波
器(1)の実質長の変化、により行う請求項4に記載の水
中探査装置。
5. The transmitter / receiver (1) for weighting a received signal and / or limiting the number of channels to be referred to among received signals of N channels by said beam forming means (7, 8). 5. The underwater exploration device according to claim 4, wherein the actual length is changed.
【請求項6】 上記ビーム形成手段(7,8)がNチャン
ネルの受波信号の内、参照するチャンネル数の限定によ
る送受波器(1)の実質長を変えて行う時、異なるチャン
ネル構成の2グループに基づき参照ビームB1,B2を形
成し、両ビームB1,B2のオアー和を上記参照ビームB
として採用する請求項4に記載の水中探査装置。
6. When the beam forming means (7, 8) changes the substantial length of the wave transmitter / receiver (1) among the received signals of N channels by limiting the number of channels to be referred to, different channel configurations are performed. The reference beams B 1 and B 2 are formed on the basis of the two groups, and the OR sum of the two beams B 1 and B 2 is added to the reference beam B.
The underwater exploration device according to claim 4, which is adopted as.
【請求項7】 複数N個の超音波振動子よりなる送受器
(1)と、前記超音波振動子よりの各受波信号に対し、所
定の移相量を与えることで、受波信号の指向制御を行う
指向制御手段(5,6)と、指向制御手段よりの受波信号
からサイドローブレベルを高くし、その結果、メインロ
ーブが狭指向角となるビームXを形成する第1のビーム
形成手段(7)と、前記受波信号からサイドローブレベル
を低くし、その結果、メインローブが広指向角となるビ
ームYを形成する第2のビーム形成手段(8)と、前記ビ
ームX,Yをそれぞれ増幅し、ログスケールにて出力す
るログアンプ(13',14')と、前記両ビームから低い方の
レベルを選出してサイドローブレベルを低く、メインロ
ーブを狭指向角としたビームZを得る低レベル選出手段
(16,16',D,R)とを備えたことを特徴とする水中探査装
置。
7. A handset comprising a plurality of N ultrasonic transducers.
(1), and pointing control means (5, 6) for performing pointing control of the received signal by giving a predetermined phase shift amount to each received signal from the ultrasonic transducer, and pointing control means The first beam forming means (7) for increasing the side lobe level from the received signal and forming the beam X whose main lobe has a narrow directivity angle, and the lower side lobe level from the received signal. As a result, a second beam forming means (8) for forming a beam Y whose main lobe has a wide directional angle and a log amplifier (13 'for amplifying the beams X and Y respectively and outputting them on a log scale. , 14 ') and a lower level from both the beams to lower the side lobe level and obtain a beam Z having a narrow directional angle of the main lobe.
(16, 16 ', D, R) is provided with the underwater exploration device.
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