(57)【要約】【課題】励振信号回路の簡易化及び接続ケーブル削減等による装置の簡易化と経済化、及び小型軽量化を可能にして汎用性を高めることが可能な超音波探知装置の提供。【解決手段】Ｎ個の超音波振動子Ｓ1,Ｓ2,……, ＳN を直線状に配列して成る部分アレイをその延長線上に繰り返しＭ個配列し、全体として（Ｎ・Ｍ）個の超音波振動子から成る振動子アレイを送受波器とし、この送受波器に各位相のずれた励振信号を供給する励振信号回路２４を併設し、必要な超音波ビーム方向への送波音圧を確保する超音波探知装置にあって、前記励振信号回路２４は、前記一の部分アレイの振動子数Ｎに等しい数の前記励振信号を出力すると共に、前記各部分アレイ内での順番（順序位置）が同じ位置に配設された振動子には同一の前記励振信号を供給する構成とし、必要な励振信号の数をＮ種類に減らした構成とした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｎ個の超音波振動子を直線状に配列して１グループとする部分アレイをその延長線上に繰り返しＭグループ配列し全体としてＮ・Ｍ個の超音波振動子から成る振動子アレイを送受波器とし、
前記部分アレイの各超音波振動子に、順次位相がずらされた励振信号を順次供給する励振信号回路を設け、
この励振信号回路が、前記各部分アレイの振動子数Ｎに等しい種類の前記励振信号を出力すると共に、前記Ｍ個の各部分アレイ内での順番が同じ位置に配設された振動子には同一位相の前記励振信号を供給する構成としたことを特徴とする超音波探知装置。
【請求項２】
前記励振信号回路は、前記励振信号の位相又は遅延を制御する移相器を、前記部分アレイの各振動子に個別に対応して当該部分アレイの振動子数Ｎと同数備えていることを特徴とする請求項１に記載の超音波探知装置。
【請求項３】
前記請求項１又は２に記載の超音波探知装置において、
前記励振信号回路に設けられた前記移相器は、位相が２π／Ｎ［ラディアン］だけ順次ずれたＮ種類の励振信号を同時に出力し、対応する前記部分アレイの各振動子に同時に供給することを特徴とする超音波探知装置。
【請求項４】
前記請求項１乃至３の何れか一つに記載の超音波探知装置において、
前記Ｍ個の各部分アレイ内での順番が同じ位置にある前記各振動子を、それぞれ共通配線によって並列接続すると共に、
この並列接続されたＮ個の振動子の集合と前記励振信号回路とをＮ本のケーブルで各々接続する構成としたことを特徴とする超音波探知装置。
【請求項５】
前記請求項１乃至４の何れか一つに記載の超音波探知装置において、
前記励振信号回路に予め装備された信号発生器を可変周波数信号発生器とすると共に、前記送受波器に印加する前記励振信号の周波数を可変設定することによって前記送受波器の出力ビームの方向を可変制御する構成としたことを特徴とする超音波探知装置。
【請求項６】
前記請求項５に記載の超音波探知装置を水中探知用として船体に装備すると共に、前記振動子アレイを前記船体の底部で且つ当該船体のキールラインに沿ってほぼ水平に配設し、これにより、前方下方に位置する水中物体を探知するようにビーム方向を設定制御する構成としたことを特徴とするソーナー装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波探知装置およびソーナー装置に係り、特に直線状振動子アレイを送受波器とする超音波探知装置およびソーナー装置に関する。
である。
【背景技術】
【０００２】
水面又は水中を航走する移動体には、衝突回避等を意図してその進行方向に存在する水中障害物を常に探索する必要性があり、そのための対策として、多くはソーナー装置（水中超音波探知装置）が装備されている。
この場合、水面を航走する船舶（移動体）にあっては、暗礁等の障害物を探索するために、常に船首の前方下方を探索する必要性がある。かかる場合、ソーナー装置の送受波器は、通常は探索方向に向けて水平方向から傾けて装備する手法、或いは振動子アレイのような多数の振動子素子を含む送受波器では、各振動子素子の入力信号（励振信号）に各々遅延をかけるか又は位相ずれを与えるかの励振制御を行なって指向性（ビーム）を傾けるように動作させ、これにより送受波器を物理的に水平に設置しながら等価的に傾けるという手法、が採用されされている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
超音波探知装置の送受波器を探索方向に傾けて装備すると、移動体の滑らかな流体構造を損ないやすい。そのため、移動体の移動に大きな障害となるという不都合があり、現実には、探索方向に傾けて突出した状態で送受波器を傾斜装備した例は少ない。
【０００４】
これに対して、振動子アレイのような多数の振動子素子を含む送受波器では、船底に略水平に設置可能であり、上述のように流体構造を乱すことによる問題は生じにくいというメリットがあり、従来より多用されている。
【特許文献１】特開平９−２９２４５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ビームを傾けるために振動子素子ごとに遅延または位相制御を行なうための励振信号回路、及びこの船体内にある励振信号回路から船底部に装備された各振動子素子へ信号を給電するための多数の接続配線（ケーブル）を張る必要があり、ケーブル接続の複雑化とスペース的な制約も生じ、特に多数の振動子により構成された振動子アレイを個別に駆動するには配線を多数必要とするばかりでなく、その配線作業に多くの労力を要するという不都合が常に存在していた。このため、例えばスペース的に制約がある小型船舶などの移動体への装備には適合しにくいという問題があった。
【０００６】
〔発明の目的〕
本発明は、上記従来例の有する不都合に鑑み、励振信号回路の簡易化及び接続ケーブル削減等による装置の簡易化と経済性および装置規模の小型軽量化を可能とし汎用性ある実用的な超音波探知装置およびソナー装置を提供することを、その目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明に係る超音波探知装置では、Ｎ個の超音波振動子を直線状に配列して１グループとする部分アレイをその延長線上に繰り返しＭグループ配列し全体としてＮ・Ｍ個の超音波振動子から成る振動子アレイを送受波器とし、前記部分アレイの各超音波振動子に、順次位相がずらされた励振信号を順次供給する励振信号回路を設け、この励振信号回路が、前記各部分アレイの振動子数Ｎに等しい種類の前記励振信号を出力すると共に、前記Ｍ個の各部分アレイ内での順番（配列位置）が同じ位置の振動子には同一位相の前記励振信号を供給するという構成を採っている（請求項１）。
【０００８】
このため、これによると、従来と同じ振動子アレイを用いて、従来の励振方法と変わらない指向性を維持しながら、必要な励振信号の数を１／Ｍに減少させることができ、これによって励振信号回路の構成の小型化および簡易化が可能となり、装置全体の簡易化及び経済性、更には装置全体の小型・軽量化を可能にしている。
【０００９】
又、前述した励振信号回路は、前記励振信号の位相又は遅延を制御する移相器を、前記部分アレイの各振動子に個別に対応して当該一の部分アレイの振動子数Ｎと同数備えた構成としてもよい（請求項２）。
これにより、励振信号回路は、同じ数の振動子を備えた従来例に比較して移相器の数をＭ分の１とすることが可能となり、装置全体の小型・軽量化が有効に実現される。
【００１０】
更に、前述した超音波探知装置において、前記励振信号回路に設けられた前記移相器は、位相が２π／Ｎ［ラディアン］だけ順次ずれたＮ種類の励振信号を同時に出力し、対応する前記部分アレイの各振動子に同時に供給することを特徴とする（請求項３）。
これにより、部分アレイの各振動子に加わる励振信号の位相が直線的にずれるので部分アレイとして特定の方向に指向性を持ったビームを作ることができる。尚、部分アレイでは振動子数が少なくなりその開口径も小さくなるが、励振信号の周波数を高く設定することが可能であることから、結果的に短波長域で使用できるので、総合的な指向性のパターンは変わらないように構成することも可能となっている。
【００１１】
又、前述した超音波探知装置において、前記Ｍ個の各部分アレイ内での順番（配置位置）が同じ位置にある前記各振動子を、それぞれ共通配線によって並列接続すると共に、この並列接続されたＮ個の振動子にかかる各共通配線と前記励振信号回路とをＮ本のケーブルで各々接続する構成としてもよい（請求項４）
【００１２】
このようにすると、励振信号回路から振動子アレイへの接続電線（ケーブル）の本数をＮ本（従来のＭ分の１）にまで減少させることが可能になるばかりでなく、励振信号回路と振動子アレイの距離が長い場合にその効果は大きく、結果的に装置全体の簡易化・省スペース化、小型軽量化、経済化に、前記励振信号回路と共に大きな効果を発揮する。
【００１３】
更に、前述した超音波探知装置において、前記励振信号回路に予め装備された信号発生器を可変周波数信号発生器とすると共に、前記送受波器に印加する前記励振信号の周波数を可変設定することによって前記送受波器の出力ビームの方向を可変制御する構成としてもよい（請求項５）。
このようにすると、励振信号の周波数を変えるだけでビームの方向（角度）を変化させることができる。周波数を下げる（波長が長くなる）ほどビームがより上向き水平方向（振動子アレイの直線方向）近づくことになる。
【００１４】
又、前述した超音波探知装置を水中探知用として船体に装備すると共に、前記振動子アレイを前記船体の底部で且つ当該船体のキールライン（竜骨線）に沿ってほぼ水平に配設し、これにより、前方下方に位置する水中物体を探知するようにビーム方向を設定制御する構成としてもよい（請求項６）。
このようにすると、船舶の移動性や流体構造に大きな影響を与えないで、前方下方の探索に効果を発揮することができ、小型軽量化された構成となっているので、スペース制約の大きな小型船舶にも搭載可能なソナー装置（水中探査装置）を提供可能とした。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は以上のように構成され機能するので、これによると、必要な励振信号が減り、それに従って励振信号回路の大幅な小型化が可能となり、また励振信号回路と振動子アレイを電気的に接続するケーブルの数も減らすことが可能になるので、装置の簡易化と経済性、及び装置規模の小型軽量化を可能とし、これによって実用性が大幅に高められた従来にない優れた超音波探知装置およびソナー装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
まず、本発明の実施形態に係る超音波探知装置の全体的な内容について説明し、その後具体的な内容について説明する。
図１は、本実施形態に係る超音波探知装置を、船舶等の移動体に搭載して使用している状態の説明図である。本装置は、移動体に装備されて電気的な送信信号及び受信信号を発生・処理する送受信部２０と、移動体外部の水と接する場所に装備されて電気−機械信号の相互変換の機能を果たす送受波器１０と、その両者をつなぐ接続配線（接続電線）３０とを備えて構成されている。
【００１７】
本超音波探知装置の送信機能は、予め送受信部２０に設けられた信号発生回路（図示しない）からの発振信号が、励振信号回路（図示しない）で位相の異なった励振信号に変換され、接続配線（接続電線）３０を介して送受波器１０に給電される。そして、送受波器１０では、電気信号である励振信号が機械的な振動に変換され、水中に超音波振動として伝搬される。ここで、送受波器１０は多数の超音波振動子を直線状に配列した振動子アレイで構成されており、この各振動子に加える各励振信号の位相（又は遅延）を制御することにより、特定方向に強い超音波を放射する指向性を備えるようにできる。図１では、この指向性を持った超音波ビームが監視方向である移動体の前方下方に、鉛直方向から角度θをもって放射されている状態を示している。
【００１８】
尚、超音波探知装置では、送信期間と受信期間を短い時間間隔で切替えることによって送信と受信の両機能を実現している。送信期間では励振信号により強力な超音波が水中に放射され、その送信超音波が対象物体から反射されて送受波器１０に戻ってくるときには、受信期間に切り替わっており、励振信号は遮断され、送受波器１０を構成する振動子は反射超音波の振動を電気信号に変換し送受信部２０に設けられた受信・信号処理回路（図示しない）に供給される。送受波器１０の送受波器としての指向性等の特性は、受波器としての特性にそのまま当てはまるので、以下、主として送信機能について説明する。
【００１９】
次に、図２に基づいて実施形態における超音波探知装置の具体的な構成について説明する。
送受波器１０は、Ｎ個の超音波振動子Ｓ１，Ｓ２，……，ＳN を直線状に配列して成る部分アレイ１０１  ，１０２  ，……が、その延長線上に繰り返しＭ組配列され、全体として（Ｎ・Ｍ）個の超音波振動子Ｓ１，Ｓ２，……からなる振動子アレイとして構成される。更に、この送受波器１０，即ち振動子アレイに、それぞれ位相のずれた励振信号を供給するための励振信号回路２４及び信号発生器２２が装備されている。
【００２０】
ここで、前記励振信号回路２４は、前記一の部分アレイ１０１  ，１０２  ，……又は１０Ｍ  が備えているＮ個の超音波振動子Ｓ１，Ｓ２，……，ＳN に同一の周波数で且つ異なった位相を備えた励振信号を印加するためのＮ個の移相器を備えている。
これにより、各部分アレイ１０１  ，１０２  ，……，１０Ｍ  が備えている振動子数Ｎに等しい数の励振信号を出力し、各部分アレイ内での順番（順序位置）が同じ各部分アレイの各振動子には、同一の励振信号が供給される構成になっている。即ち、各部分アレイ１０１  ，１０２  ，……１０Ｍ  の１番目の各振動子Ｓ１には、励振信号回路２４の移相器２６-1から同一の励振信号が供給され、各部分アレイ１０１  ，１０２  ，……１０Ｍ  の２番目の各振動子Ｓ２には、移相器２６-2からの励振信号が供給され,同様にｎ番目の各振動子Ｓn
には、励振信号回路２４の移相器２６-nから同一の励振信号が供給されるという構成になっている。
【００２１】
次に、このような構成を備える振動子アレイの動作とその特性について説明する。
図３は、各部分アレイ１０１  ，１０２  ，……，１０Ｍ  の振動子Ｓ１，Ｓ２，……，ＳN
から放射される超音波が一定の方向θに強い超音波ビームを形成する条件を説明するための図である。
超音波ビームが形成されるためには、各部分アレイ１０１  ，１０２  ，……，１０Ｍ  から放射される超音波の波面が、例えば図中の線分Ｈ１  −Ｈ２  に示すように揃っている必要がある。そのためには、例えば、同じ励振信号で励振されている部分アレイ１０１  の振動子Ｓ１と隣接する部分アレイ１０２  の振動子Ｓ１とに着目すると、位相が２π（３６０）だけずれていなければならない。一般的には、これら隣接する部分アレイのそれぞれ対応する２つの振動子の超音波波面の間隔ｄが、超音波の波長λに等しくなければならない。この関係を数式で表現すると、超音波ビームの放射方向θ、部分アレイ１０１  ，１０２  ，……，１０Ｍ  の各配列長をＤとして、三角関数の公式から次の関係が成立する。
【００２２】
（数１）
λ＝ｄ＝Ｄｓｉｎθ
又、ビームを形成するためには、部分アレイ１０１  内の振動子Ｓ２，Ｓ３，……，ＳＮから放射される超音波の波面も、例えば図中の線分Ｈ１  −Ｈ２  で揃う必要があるので、これら振動子の励振信号の位相は２π／Ｎづつずれている必要がある。即ち、励振信号回路２４に備わるＮ個の移相器２６-1，２６-2，……，２６-Nは、位相が２π／Ｎ［ラディアン］刻みで順次ずれた励振信号を振動子に供給する構成になっている。
【００２３】
更に、周波数Ｆ、水中での音波速度をｃとすると、「（ｃ／Ｆ）＝Ｄｓｉｎθ」とも表現されるから、水中での音波速度ｃ、励振周波数Ｆ、部分アレイの配列長Ｄが決まると、放射ビームの方向θが次式のように決まることになる。
（数２）
θ＝ｓｉｎ−１（ｃ／（Ｆ・Ｄ））
上式数２より、指向性ビームの方向θは、水中での音波速度ｃ及び部分アレイの配列長Ｄが一定の環境水、装置としては所与のものであるので、励振周波数Ｆを変えることによって変化させられることが分かる。
【００２４】
次に、本実施形態のように、振動子の数が少ない部分アレイによる放射パターンの指向性について説明する。一般に、振動子アレイの放射パターンの指向性の鋭さ（ビーム音圧がピーク値音圧の半分になるときの半値角度）は、波長をλ、いわゆる開口径をＬとすると、その比（λ／Ｌ）に比例することが知られている。
従って、全体で（Ｎ・Ｍ）個ある振動子アレイ（開口径Ｌ＝Ｍ・Ｄ）を、従来通りのやりかたで、θ方向にビームを向けるために、全振動子にそれぞれ必要な位相ずれを有する信号を給電する場合は、指向性はλ１  ／（Ｍ・Ｄ）に比例する。
【００２５】
一方、本実施形態に係る部分アレイでは、いわゆる開口径は部分アレイの配列長Ｄであり、その指向性はλ２  ／Ｄに比例する。従来の振動子アレイの指向性λ１  ／（Ｍ・Ｄ）と比較すると、もし励振周波数を同じとすると、波長も同じ（λ１  ＝λ２  ）であり、確かに指向性ビームの幅はＭ倍に広がってしまうことになる。しかし、この部分アレイでの波長λ２  は、Ｄｓｉｎθであり、一方、波長λ１  は（Ｍ・Ｄ）ｓｉｎθであり、波長λ２  はλ１  に比べてＭ分の１になっている。すなわち、λ２  ＝λ１  ／Ｍなので、結局、放射パターンの指向性の鋭さはほとんど変わらないことになる。ただし、周波数はＭ倍にして運用することになる。
【００２６】
このように、本実施形態で採用する部分アレイでは、振動子数が少なくなり、又いわゆる開口径も小さくなるので、指向性が悪化するように思えるが、実は全体のスケールがＭ分の１になるのに合わせて、超音波波長も短くする、すなわち励振周波数をＭ倍にすることによって、総合的な指向性のパターンはほとんど変わらないで運用できる。
【００２７】
尚、図４に示すように、部分アレイ１０１  ，１０２  ，……，１０Ｍ  内での順番（順序位置）が同じ各部分アレイ１０１  ，１０２  ，……，１０Ｍ  の各振動子Ｓ１，Ｓ２，……，ＳN を、その励振リード線又は励振端子同士を電気的に接続して、これらを一体化した振動子の集合とし、これらＮ個の振動子グループの集合と励振信号回路２４に備わる移相器２６とをＮ本の接続電線で接続する構成としてもよい。上記図４の例では、Ｎ＝４とした場合を表示している。
即ち、前述した超音波探知装置において、前記Ｍ個の各部分アレイ内での順番（配置位置）が同じ位置にある前記各振動子を、それぞれ共通配線によって並列接続すると共に、この並列接続されたＮ個の振動子にかかる各共通配線と前記励振信号回路とをＮ本のケーブルで各々接続するように構成されている。
ここで、図４では１本の線で表示しているが、実際には雑音対策を考慮して往復電流を流す対線で構成することが多い。
【００２８】
このような構成にすると、励振信号回路２４から振動子アレイ１０への接続電線（ケーブル）３０の本数をＮ本（従来のＭ分の１）にまで減少させることが可能になり、励振信号回路２４と振動子アレイ１０の距離が長い場合に特にその効果は大きく、装置全体の簡易化・省スペース化、小型軽量化、経済化に、前記励振信号回路の簡易化と共に大きな効果を発揮する。
以上のように、本実施形態にあっては、従来と同じ数の振動子アレイを用いて、従来と変わらない指向性を維持しつつ、同時にその構成上、必要な励振信号の数をＭ分の１に減少させることができ、励振信号回路２４が備える移相器２６の数もＭ分の１とすることが可能となり、励振信号回路２４を簡易化・小型化できるという優れた効果を奏する。
【００２９】
更に、上述したように、図４に示す構成によって励振信号回路２４から振動子アレイ１０への接続配線（電線ケーブル）３０の本数をＮ本（従来のＭ分の1 ）にまで減少させることも可能になり、上述の励振信号回路の簡易化の効果と共に、本超音波探知装置全体の簡易化・経済化、及び小型・軽量化を可能にしている。
【実施例１】
【００３０】
次に、この実施例１について図５及び図６に基づいて説明する。
この図５及び図６に示す実施例は、前述した図１にも開示したように、超音波探知装置を船体に搭載し、底部に装着された送受波器を用いて、前方下方向約４５度を監視するソーナー装置として用いたものである。
【００３１】
具体的には、図５に示すように、送受波器１０は複数の部分アレイ１０１  ，１０２  ，……から構成され、各部分アレイ１０１  ，１０２  ，……は、それぞれ４個の振動子Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４から成っている。各部分アレイ１０１  ，１０２  ，……，１０Ｍ  の各振動子Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ4 は、励振信号回路２４が備えている各移相器２６-1，２６-2，２６-3，２６-4から送り出される異なった位相を備えた４種類の励振信号に順次対応して同時に個別に励振されるように構成されている。
【００３２】
このとき、各励振信号の位相は、２π／４＝π／２＝９０°づつずれており、例えば、振動子Ｓ1 には位相遅れ０°の信号、振動子Ｓ2 には位相遅れ２７０°の信号、振動子Ｓ3 には位相遅れ１８０°の信号、振動子Ｓ4 には位相遅れ９０°の信号を加えている。また、信号発生器２２は可変周波数発振器で構成され、その最低周波数Ｆ１と最高周波数Ｆ２との間で指定された周波数で発振する。
【００３３】
ところで、探索方向をθ、使用周波数をＦ、各部分アレイ１０１  ，１０２  ，……１０Ｍ  の配列長をＤとすると、この超音波のビーム方向θでは、各部分アレイ各部分アレイ１０１  ，１０２  ，……１０Ｍ  からの波面間隔「ｄ＝Ｄsin θ」が、前述したように水中での音波の一波長「λ＝（ｃ/ Ｆ）（ただし、ｃは水中での音速）」になるように構成される必要がある。
【００３４】
従って、探索方向θ，使用周波数Ｆが決まれば送受波器の振動子素子の配列長を「Ｄ＝（ｃ／Ｆ）／ｓｉｎθ」とし、各部分アレイ１０１  ，１０２  ，……１０Ｍ  の各振動子Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４に、周波数がＦで前述の４種の位相の異なった信号を共通に供給することによって、要求された捜索方向θに送波ビームを発生させることができる。
【００３５】
図５には、使用周波数を二つにした場合の超音波ビームの指向性が変化する状態を示す。すなわち、使用周波数Ｆ１，Ｆ２とし、そのときのそれぞれの波長をλ1 ，λ2 とし、４つの振動子Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４から成る各部分アレイ１０１  ，１０２  ，……１０Ｍ  の配列長をＤとした場合の、使用周波数Ｆ１のときのビーム方向は、ｓｉｎθ１  ＝λ1/Ｄを満たす方向θ１  に、使用周波数Ｆ２のときのビーム方向は、ｓｉｎθ２  ＝λ2/Ｄを満たす方向θ２  へ送波ビームが向くことになる。
【００３６】
図６は、本実施例に係る送受波器１０の放射ビームパターンの計算結果を示す。部分アレイの振動子数Ｎを４とし、使用最高周波数（ここでは２００〔ｋＨｚ〕とした）での波長λmin の半波長（λmin ／２）の間隔で振動子が配列されている場合、即ち、Ｄ＝２λmin のときの、指向性パターンの計算例である。図６（Ａ）には、一例として周波数１２０〔ｋＨｚ〕での放射パターンを示す。鉛直方向に対して５６度付近に主ビーム（メインローブ）のピークがあり、その他多数のサイドローブが存在することが分かる。
【００３７】
図６（Ｂ）は、上記と同じ条件で、最低周波数Ｆ1 ＝１１０〔ｋＨｚ〕から、１０〔ｋＨｚ〕刻みに、周波数Ｆ２＝１４０〔ｋＨｚ〕まで変化した場合の４つの指向性パターンの計算例である。周波数が低くなるほどビーム放射方向θは大きくなり図中，上を向くが、ビーム幅が広がって指向性の鋭さは減少している。逆に、周波数が高くなると、ビーム放射方向θは小さくなり図中，下を向き、ビーム幅は狭く指向性は鋭くなっていることが示されている。
【００３８】
以上のように、上述した実施形態にあっては、必要な励振信号の数をＭ分の１に減少させることによって、励振信号回路が備える移相器の数もＭ分の１になり、励振信号回路２４を簡易化・小型化できる。更に、励振信号回路から振動子アレイへの接続ケーブルの本数をＮ本（従来のＭ分の1 ）にまで減少させる構成も可能であり、これらは共に装置の簡易化と経済化、及び装置規模の小型軽量化を可能にするという効果を奏する。
【００３９】
又、前述した超音波探知装置を水中探知用として船体に装備すると共に、前記振動子アレイを前記船体の底部で且つ当該船体のキールライン（竜骨線）に沿ってほぼ水平に配設し、これにより、前方下方に位置する水中物体を探知可能なソナー装置として、ビーム方向を設定制御するように構成してもよい。
このようにすると、船舶の移動性や流体構造に大きな影響を与えないで、前方下方の障害物探索に効果を発揮することができ、前述した実施形態および実施例にも開示したように小型軽量化された構成とすることができるので、スペース制約の大きな小型船舶にも搭載可能なソナー装置（水中探査装置）を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
超音波探知装置を小型船舶等にも搭載可能にして、その実用領域を広げることをも可能にする。また、前述したように送信信号の周波数を変えることにより送波ビームの方向を制御することも可能となり、利便性の向上にも効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の一実施形態に係る超音波探知装置を船舶に装備した場合を示す説明図である。
【図２】本実施形態に係る超音波探知装置の送受波器と励振回路との接続を示す図である。
【図３】本超音波探知装置における超音波ビーム形成の条件を示す説明図である。
【図４】本超音波探知装置に係る送受波器と励振信号回路との接続構成を示すブロック構成図である。
【図５】実施例１に係る超音波探知装置の構成を示すブロック図である。
【図６】実施例１に係る振動子アレイにおける放射ビームパターン図（Ａ図）、及び周波数を変化させた場合の放射ビームパターン図（Ｂ図）である。
【符号の説明】
【００４２】
１０  送受波器、振動子アレイ
１０１  ，１０２  ，……，１０Ｍ    部分アレイ
２０  送受信部
２２  信号発生器
２４  励振信号回路
２６  移相器
３０  接続電線（ケーブル）
Ｄ    部分アレイの配列長
ｄ    部分アレイ間の波面間隔
Ｆ，Ｆ１，Ｆ２  信号周波数
Ｓ１，Ｓ２，……，ＳN   超音波振動子（振動子）
θ，θ１，θ２  垂線に対する超音波ビーム方向角
λ，λ１，λ２  水中での超音波の波長
【図１】
2008268046.tif 000003
【図２】
2008268046.tif 000004
【図３】
2008268046.tif 000005
【図４】
2008268046.tif 000006
【図５】
2008268046.tif 000007
【図６】
2008268046.tif 000008