(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
方位方向に周波数掃引した第１および第２送信信号を送信し、該送信信号の第１および第２エコー信号を受信する送受信部と、
所定方位方向における第１および第２送信信号の周波数と自船速情報に基づいて第１および第２エコー信号の周波数を算出する周波数算出部と、
前記周波数算出部が算出した周波数に基づいて第１および第２エコー信号をフィルタリングするフィルタ部と、
前記フィルタ部によりフィルタリングされた第１および第２受信信号に基づいてグレーティングローブを低減する受信信号合成部を備えたことを特徴とする水中探知装置。
【請求項２】
方位方向に周波数掃引した第１送信信号および該第１送信信号と周波数が異なり且つ方位方向に周波数掃引した第２送信信号を全方位方向に配列された素子群により送信し、該第１送信信号の第１エコー信号および該第２送信信号の第２エコー信号を所定方位方向に配列された素子群により受信する送受波器と、
前記所定方位方向から到来する第１エコー信号および第２エコー信号の周波数を算出する周波数算出部と、
前記周波数算出部が算出した第１エコー信号の周波数に基づいて前記受信部が受信した信号をフィルタリングし第１受信信号を得る第１フィルタと、
前記周波数算出部が算出した第２エコー信号の周波数に基づいて前記受信部が受信した信号をフィルタリングし第２受信信号を得る第２フィルタと、
前記第１受信信号と前記第２受信信号とに基づいてグレーティングローブの信号レベルを小さくした合成受信信号を生成する受信信号合成部と、を備え、
前記第１フィルタでフィルタリングされる前記第１エコー信号のグレーティングローブの方位方向と前記第２フィルタでフィルタリングされる前記第２エコー信号のグレーティングローブの方位方向は異なることを特徴とする水中探知装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の水中探知装置において、
前記送受波器は、方位方向に周波数がアップチャープする第１送信信号および該第１送信信号と周波数が異なり且つ方位方向に周波数がダウンチャープする第２送信信号を全方位方向に配列された素子群により送信する、
ことを特徴とする水中探知装置。
【請求項４】
請求項１または２に記載の水中探知装置において、
前記送受波器は、方位方向に周波数が三角掃引する第１送信信号および該第１送信信号と周波数が異なり且つ前記方位方向に周波数が該第１送信信号と異なる位相で三角掃引する第２送信信号を全方位方向に配列された素子群により送信する、
ことを特徴とする水中探知装置。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れかに記載の水中探知装置において、
前記受信信号合成部は、方位方向毎に前記第１受信信号と前記第２受信信号の信号レベルを比較し、各受信信号のうち信号レベルが小さい受信信号を選択することで合成受信信号を生成する、
ことを特徴とする水中探知装置。
【請求項６】
請求項１乃至４の何れかに記載の水中探知装置において、
前記受信信号合成部は、方位方向毎に前記第１受信信号と前記第２受信信号の信号レベルを比較し、各信号レベルの差が所定値未満のときは各受信信号のうち信号レベルが小さい受信信号を選択し、各信号レベルの差が前記所定値以上のときは各受信信号のうち信号レベルが大きい受信信号を選択することで合成受信信号を生成する、
ことを特徴とする水中探知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波信号の送受信によって水中を探知する水中探知装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波信号の送受信によって周囲の物標を探知する水中探知装置、特にスキャニングソナーは、複数の素子から成るトランスデューサを備えている。スキャニングソナーは、トランスデューサの各素子を駆動することによって、全周に向けて超音波信号を送信する。そして、トランスデューサの方位方向（円周方向）に並ぶ所定列の素子を組としてビームフォーミングを行い、所定方位方向から到来するエコー信号を受信する。このビームフォーミングは、各素子が受信したエコー信号の利得の重み付けや整相を行うとともに加算することにより行う。なお、用いる素子の組の選択を順次切り換えることによって全方位方向の受信を行うことで、スキャニングソナーは全方位に亘る探知を行う。
【０００３】
しかし、上記のようなスキャニングソナーは、トランスデューサの構造上、グレーティングローブが生じ、探知方向以外からのエコー信号を受信してしまい、それが結果的に虚像となって表示されてしまう。
【０００４】
そこで、特許文献１に記載の水中探知装置ではグレーティングローブによる虚像を低減する方法として、方位別に帯域を制限した超音波信号により送受信を行うＤＦＭ（Directional Frequency Modulation）法が用いられている。
【０００５】
以下、図５および図６を用いてＤＦＭ法による虚像の低減方法について説明する。
図５は、トランスデューサの船首方向に配列された素子群により得られる受信信号Ｒｘ１のメインローブおよびグレーティングローブを表す概念図であり、受信信号Ｒｘ１の高さは信号レベルに相当する。また、点線はフィルタリング前の信号レベルを有する受信信号Ｒｘ１を、実線はフィルタリング後の信号レベルを有する受信信号Ｒｘ１を表す。
【０００６】
図６（ａ）は、送信される送信信号Ｔｘ１およびその反射信号であるエコー信号Ｅｘ１における方位方向と周波数との関係を示す相関図である。また、図６（ｂ）は、図５と同様の素子により得られる受信信号Ｒｘ１における方位方向と信号レベルとの関係を示す相関図である。
【０００７】
まず、図６（ａ）に示すように、船尾から左舷、船首、右舷、船尾にかけて周波数を線形に増加させた送信信号Ｔｘ１を送信する。送信信号Ｔｘ１の周波数は、船尾のｆｔｓから掃引され、この船尾から左舷、船首、右舷、船尾にかけてｆｔｅまで線形に増加し、各方位方向において周波数は異なる。
【０００８】
そして、送信信号Ｔｘ１のエコー信号Ｅｘ１を右舷方向に配列された素子群により受信する。このとき、図５や図６（ｂ）に示すように、メインローブの方位方向（探知方向）以外からのエコー信号Ｅｘ１もグレーティングローブにより受信してしまう。言い換えれば、図５（ｂ）の点線で示すように、受信信号Ｒｘ１は探知方向以外にも信号レベルを有した信号となってしまう。したがって、このような受信信号Ｒｘ１に基づいて表示を行うとき、虚像が表示されてしまう。
【０００９】
そこで、グレーティングローブの信号レベルを小さくするために、メインローブの方位方向から到来するエコー信号Ｅｘ１の周波数ｆｃを中心周波数としたバンドパスフィルタにより受信信号Ｒｘ１をフィルタリングする。なお、図６（ａ）中のＢＷは、バンドパスフィルタのバンド幅を表す。
【００１０】
このようにすることで、図６（ｂ）の実線で示す受信信号Ｒｘ１のようにグレーティングローブの信号レベルが小さい、つまり探知方向以外から到来するエコー信号Ｅｘ１の信号レベルが小さい受信信号Ｒｘ１を得ることができ、虚像の表示を防ぐことができる。
【特許文献１】特開２００５−１０６７０５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ここで、水中探知装置は専ら船舶の走航中に使用されるため、エコー信号はドップラーシフトの影響を受ける。船舶が船首方向に走航している時、船尾から到来するエコー信号の周波数は低くなり、船首方向から到来するエコー信号の周波数は高くなる。また、左舷方向と右舷方向からのエコー信号の周波数は変化しない。
【００１２】
このようにドップラーシフトの影響を受けたエコー信号における方位方向と周波数との相関を図７（ａ）に示す。図７（ａ）中のＴｘ２が送信信号であり、Ｅｘ２がエコー信号である。図７（ａ）に示すように、エコー信号Ｅｘ２は船首より右舷側で周波数の変化量が小さくなる。
【００１３】
そして、エコー信号Ｅｘ２を船首方向に配列された素子群により受信する。さらに、従来の水中探知装置と同様に、グレーティングローブの信号レベルを小さくするために、メインローブの方位方向から到来するエコー信号Ｅｘ２の周波数ｆｃを中心周波数としたバンドパスフィルタにより受信信号Ｒｘ２をフィルタリングする。
【００１４】
しかしながら、右舷側においてエコー信号Ｅｘ２の周波数の掃引がなだらかで変位が小さいために船首方向の周波数ｆｃ１を中心周波数とするバンドパスフィルタのバンド幅ＢＷの内側となってしまう。したがって、受信信号Ｒｘ２は船首より右舷側でフィルタリングすることができず、図７（ｂ）に示すようにグレーティングローブの信号レベルを小さくすることができなかった。つまり、従来の水中探知装置では走航中に虚像の表示を防ぐことができなかった。
【００１５】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであり、ＤＦＭ法を用いて水中を探知した際にドップラーシフトの影響をうけたとしてもグレーティングローブによる虚像の表示を防ぐことのできる水中探知装置を提供することを目的とする。さらに、従来よりもグレーティングローブの抑圧効果を高くすることのできる水中探知装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
前記課題を解決するために本発明の水中探知装置は、方位方向に周波数掃引した第１および第２送信信号を送信し、該送信信号の第１および第２エコー信号を受信する送受波器と、所定方位方向における第１および第２送信信号の周波数と自船速情報に基づいて第１および第２エコー信号の周波数を算出する周波数算出部と、前記周波数算出が算出した周波数に基づいて第１および第２エコー信号をフィルタリングするフィルタ部と、前記フィルタ部によりフィルタリングされた第１および第２受信信号に基づいてグレーティングローブを低減する受信信号合成部を備えたことを特徴とする。
【００１７】
より具体的には、前記水中探知装置は、方位方向に周波数掃引した第１送信信号および該第１送信信号と周波数が異なり且つ方位方向に周波数掃引した第２送信信号を全方位方向に配列された素子群により送信し、該第１送信信号の第１エコー信号および該第２送信信号の第２エコー信号を所定方位方向に配列された素子群により受信する送受波器と、前記所定方位方向から到来する第１エコー信号および第２エコー信号の周波数を算出する周波数算出部と、前記周波数算出部が算出した第１エコー信号の周波数に基づいて前記受信部が受信した信号をフィルタリングし第１受信信号を得る第１フィルタと、前記周波数算出部が算出した第２エコー信号の周波数に基づいて前記受信部が受信した信号をフィルタリングし第２受信信号を得る第２フィルタと、前記第１受信信号と前記第２受信信号とに基づいてグレーティングローブの信号レベルを小さくした合成受信信号を生成する受信信号合成部と、を備え、前記第１フィルタでフィルタリングされる前記第１エコー信号のグレーティングローブの方位方向と前記第２フィルタでフィルタリングされる前記第２エコー信号のグレーティングローブの方位方向は異なることを特徴とする。
【００１８】
このようにすることで、ＤＦＭ法を用いて水中を探知する際にドップラーシフトの影響を受けたとしても、フィルタリングできないグレーティグローブの方位方向が異なる２種類の受信信号を得ることができ、それらを比較することにより互いにフィルタリングできなかった方位方向を補うことができる。つまり、全方位方向においてフィルタリングできた受信信号と等価な合成受信信号を得ることができ、グレーティングローブによる虚像の表示を防ぐことができる。
【００１９】
特に、前記送受波器は、方位方向に対して周波数がアップチャープする第１送信信号および該第１送信信号と周波数が異なり且つ方位方向に対して周波数がダウンチャープする第２送信信号を全方位方向に配列された素子群により送信することを特徴とする。
【００２０】
このように周波数が増加および減少する２種類の送信信号を送信することで、フィルタリングできない方位方向を顕著に異ならせることができ、グレーティングローブの信号レベルを小さくした合成受信信号を確実に生成することができる。
【００２１】
また、前記送受波器は、方位方向に対して周波数が三角掃引する第１送信信号および該第１送信信号と周波数が異なり且つ前記方位方向に対して周波数が該第１送信信号と異なる位相で三角掃引する第２送信信号を全方位方向に配列された素子群により送信することを特徴とする。
【００２２】
三角掃引のように方位方向に周波数の共通帯域が生じることで受信信号のメインローブとグレーティングローブがフィルタリングできない場合でも、方位方向に位相が異なる２種類の送信信号を送信することにより、フィルタリングできない方位方向を顕著に異ならせることができ、グレーティングローブの信号レベルを小さくした合成受信信号を確実に生成することができる。
【００２３】
また、前記受信信号合成部は、前記受信信号合成部は、方位方向毎に前記第１受信信号と前記第２受信信号の信号レベルを比較し、各受信信号のうち信号レベルが小さい受信信号を選択することで合成受信信号を生成することを特徴とする。
【００２４】
このように第１受信信号と第２受信信号との信号レベルを比較し、互いに最小の信号レベルと等しい合成受信信号を生成することによって、簡易にグレーティングローブの信号レベルを小さくでき、虚像の表示を防ぐことができる。
【００２５】
また、前記受信信号合成部は、方位方向毎に前記第１受信信号と前記第２受信信号の信号レベルを比較し、各信号レベルの差が所定値未満のときは各受信信号のうち信号レベルが小さい受信信号を選択し、各信号レベルの差が前記所定値以上のときは各受信信号のうち信号レベルが大きい受信信号を選択することで合成受信信号を生成することを特徴とする。
【００２６】
このように第１受信信号と第２受信信号との信号レベル差を考慮することで、常に信号レベルの小さい信号を選択することによる全体的な感度の低下を防ぐことができ、虚像の原因であるグレーティングローブの信号レベルのみを小さくすることができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、グレーティングローブによる虚像の表示を防ぐことができる。さらに、従来よりもグレーティングローブの抑圧効果を高くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
（実施の形態１）
本実施の形態１における水中探知装置１は、２種類の送信信号を送信することにより得られた２種類の受信信号を比較することで、グレーティングローブの信号レベルが小さい合成受信信号を生成することを主な特徴とする。
【００２９】
以下、水中探知装置１について図１から図３を用いて説明する。
水中探知装置１は、図１に示すように、駆動信号生成部１１、送受切替部１２、送受波器１３、第１ＢＭＦ１４ａ、第２ＢＭＦ１４ｂ、周波数算出部１５、第１フィルタ１６ａ、第２フィルタ１６ｂ、第１アンプ１７ａ、第２アンプ１７ｂ、受信信号合成部１８、および表示部１９から構成される。
【００３０】
駆動信号生成部１１は、送受波器１３に備えられた複数の素子を駆動するための駆動信号を生成し、送受切替部１２を介して送受波器１３に出力する。この駆動信号によって、送信される送信信号の周波数などは決定される。
【００３１】
送受切替部１２は、駆動信号生成部１１が生成した駆動信号を送受波器１３に出力する。また、後述する送受波器１３が受信したエコー信号を第１ＢＭＦ１４ａおよび第２ＢＭＦ１４ｂに出力する。
【００３２】
送受波器１３は、駆動信号生成部１１が生成した駆動信号に基づいて全方位方向に送信信号を送信する。送信される送信信号は２種類であり、船尾から左舷、船首、右舷、船尾にかけて周波数を線形に増加させた第１送信信号Ｔａ１と、減少させた第２送信信号Ｔａ２である。
【００３３】
そして、送受波器１３は、第１送信信号Ｔａ１の反射信号である第１エコー信号Ｅａ１と、第２送信信号Ｔａ２の反射信号である第２エコー信号Ｅａ２とを受信する。
【００３４】
第１ＢＭＦ１４ａおよび第２ＢＭＦ１４ｂは、ビームフォーミング（ＢＭＦ）、つまり、受信ビームを形成し、受信信号を出力する。このビームフォーミングは、送受波器１３の所定方位方向に配列された各素子が受信したエコー信号をそれぞれ利得の重み付けや整相するとともに加算し、検波することにより行われる。なお、この所定方位方向は探知方向であり、ビームフォーミングされる所定方位方向の素子群を方位方向に順次回転することで、全方位方向に亘る探知を行う。
【００３５】
ここで、水中探知装置１が具備されている船舶が走航することによりエコー信号はドップラーシフトを受けるため、各方位方向においてエコー信号の周波数は送信信号の周波数と異なる。エコー信号の周波数の算出式を次式に表す。なお、ｆＥ（θ）は方位θにおけるエコー信号の周波数を、ｆＴ（θ）は方位θにおける送信信号の周波数を、Ｃは音速を、ｖ（θ）は方位θにおける船速を表す。  
【数１】
0005219526.tif 000002
【００３６】
周波数算出部１５は、数１に基づいて各方位方向から到来するエコー信号の周波数ｆＥ（θ）を算出する。周波数算出部１５は、駆動信号生成部１１から出力される駆動信号に基づく送信信号の周波数ｆＴ（θ）と、船速ｖ（θ）とを入力値として、受信したエコー信号の周波数ｆＥ（θ）を算出する。
【００３７】
第１フィルタ１６ａおよび第２フィルタ１６ｂは、第１ＢＭＦ１４ａおよび第２ＢＭＦ１４ｂから出力された受信信号をそれぞれフィルタリングする。第１フィルタ１６ａはバンドパスフィルタであり、周波数算出部１５が算出した所定方位方向から到来する第１エコー信号Ｅａ１の周波数を中心周波数として第１ＢＭＦ１４ａから出力された受信信号のフィルタリングを行い、第１受信信号Ｒａ１を得る。同様に、第２フィルタ１６ｂもバンドパスフィルタであり、周波数算出部１５が算出した所定方位方向から到来する第２エコー信号Ｅａ２の周波数を中心周波数として第２ＢＭＦ１４ｂから出力された受信信号のフィルタリングを行い、第２受信信号Ｒａ２を得る。
【００３８】
第１アンプ１７ａは、第１フィルタ１６ａによりフィルタリングされた第１受信信号Ｒａ１を増幅する。同様に、第２アンプ１７ｂは、第２フィルタ１６ｂによりフィルタリングされた第２受信信号Ｒａ２を増幅する。これら第１アンプ１７ａおよび第１アンプ１７ｂは、時間経過とともに増幅率が大きくなる、いわゆるＴＶＧ（Time Variable Gain）制御を行う。つまり、水中を伝搬した信号の減衰をその経路長に応じて補正する。これにより、受信信号の信号レベルを経路長に対して一定とする。
【００３９】
受信信号合成部１８は、第１アンプ１７ａにより増幅された第１受信信号Ｒａ１と、第２アンプ１７ｂにより増幅された第２受信信号Ｒａ２とを比較し合成受信信号Ｒａ１２を生成する。受信信号合成部１８は、方位方向毎に第１受信信号Ｒａ１と第２受信信号Ｒａ２の信号レベルを比較し、各受信信号のうち信号レベルが小さい受信信号を選択することで合成受信信号Ｒａ１２を生成する。つまり、各方位方向において第１受信信号Ｒａ１と第２受信信号Ｒａ２とのうち信号レベルが小さい方を合成受信信号Ｒａ１２として生成する。
【００４０】
これにより、第１受信信号Ｒａ１のうち第１フィルタ１６ａでフィルタリングできなかった方位方向の信号レベルを、第２フィルタ１６ｂでフィルタリングされた第２受信信号Ｒａ２に基づいて低くすることができるため、グレーティングローブの信号レベルを小さくした合成受信信号Ｒａ１２を得ることができる。
【００４１】
そして、この合成受信信号Ｒａ１２に基づいた画像を表示部１９に表示する。
以上のようにして、水中探知装置１は、グレーティングローブによる虚像の表示を防ぐことができる。また、後述するように、フィルタリングによるグレーティングローブの抑圧効果を高めることもできるため、表示される虚像を従来よりも小さくすることができる。
【００４２】
なお、本実施の形態１において、これら２つの送信信号は一つの送信期間に順次送信され、後の受信期間にそれぞれ受信される。しかし、２つの送信信号はそれぞれ交互に送受を行ってもよい。このときは、前回得られた受信信号をメモリ等に保存しておき、今回得られた受信信号とメモリに保存された受信信号を比較し、合成受信信号を生成すればよい。
【００４３】
次に、図２および図３を用いて水中探知装置１で送受信および生成される信号について説明する。なお、図２および図３で示される各受信信号の信号レベルは、受信ビームの信号レベルに等しい。
図２（ａ）は、送信される送信信号およびその反射信号であるエコー信号における方位方向と周波数との関係を示す相関図である。
【００４４】
図２（ａ）に示すように、送受波器１３から送信される第１送信信号Ｔａ１は、周波数が船尾から左舷、船首、右舷、船尾にかけてｆｔｓ１からｆｔｅ１まで線形に増加（リニア掃引）した信号である。対して、第２送信信号Ｔａ２は、周波数が船尾から左舷、船首、右舷、船尾にかけてｆｔｓ２からｆｔｅ２まで線形に減少（リニア掃引）した信号である。このように、第１送信信号Ｔａ１と第１送信信号Ｔａ１との周波数は対称に掃引する。なお、周波数ｆｔｓ１はｆｔｓ２よりも大きく、第１送信信号Ｔａ１と第２送信信号Ｔａ２の周波数帯域は重ならない。
【００４５】
そして、第１エコー信号Ｅａ１はドップラーシフトの影響を受け、周波数が左舷側で急峻に、右舷側でなだらかに掃引した信号となる。逆に、第２エコー信号Ｅａ２は、周波数が左舷側でなだらかに、右舷側で急峻に掃引した信号となる。なお、水中探知装置１が具備される船舶は船首方向に走航しており、左舷方向および右舷方向でその速度成分は０である。
【００４６】
図２（ｂ）は、第１フィルタ１６ａによりフィルタリングされた第１受信信号Ｒａ１における方位方向と信号レベルとの関係を示す相関図である。また、図２（ｃ）は、第２フィルタ１６ｂによりフィルタリングされた第２受信信号Ｒａ２における方位方向と信号レベルとの関係を示す相関図である。なお、第１受信信号Ｒａ１および第２受信信号Ｒａ２は、船首方向に配列された素子群により得られた信号である。
【００４７】
図２（ｂ）に示すように、第１受信信号Ｒａ１における右舷側の信号は、フィルタリングされないため信号レベルを小さくすることができない。これは、右舷側において第１エコー信号Ｅａ１の周波数掃引がなだらかで周波数変位が第１送信信号Ｔａ１よりも小さいために、船首方向の周波数ｆｃ１を中心周波数とする第１フィルタ１６ａ（バンドパスフィルタ）のバンド幅ＢＷの内側となってしまうためである。一方、左舷側における周波数掃引は急峻で、船首方向から離れるに連れて周波数変位は第１送信信号Ｔａ１よりも大きくなる。つまり、左舷側ではフィルタリング効果が従来よりも向上しグレーティングローブによる信号レベルがより小さくなる。
【００４８】
第２受信信号Ｒａ２は、図２（ｃ）に示すように、第１受信信号Ｒａ１の右舷と左舷の関係を逆にした信号である。つまり、第１受信信号Ｒａ１と同様の理由により、左舷側の信号がフィルタリングされず右舷側の信号のフィルタリング効果は向上している。
【００４９】
図３は、合成受信信号Ｒａ１２における方位方向と信号レベルとの関係を示す相関図である。図３に示すように、合成受信信号Ｒａ１２の方位方向毎の信号レベルは、図２（ｂ）に示す第１受信信号Ｒａ１と図２（ｃ）に示す第２受信信号Ｒａ２との信号レベルが小さい信号と等しい。つまり、合成受信信号Ｒａ１２は、第１受信信号Ｒａ１と第２受信信号Ｒａ２のうち信号レベルが小さい信号を方位方向毎に合成した信号である。さらに、各受信信号のフィルタリングされた成分は従来よりも信号レベルが小さくなっているため、合成受信信号Ｒａ１２は従来よりもグレーティングローブの抑圧効果が高い信号である。
【００５０】
なお、水中に送信する２種類の送信信号は、エコー信号の方位方向に対する周波数変化幅がそれぞれ異なることでフィルタリングされる方位方向が異なればよく、送信信号を線形に掃引することに限定されない。つまり、高次や対数にアップチャープした信号とダウンチャープした信号等でもよい。
【００５１】
また、受信信号合成部１８は、方位方向毎に第１受信信号Ｒａ１と第２受信信号Ｒａ２の信号レベルを比較し、各信号レベルの差が所定値未満のときは各受信信号のうち信号レベルが小さい受信信号を選択し、各信号レベルの差が所定値以上のときは各受信信号のうち信号レベルが大きい受信信号を選択することで合成受信信号Ｒａ１２を生成してもよい。
【００５２】
（実施の形態２）
以下、本発明の実施の形態２について図４を参照しながら説明する。本実施の形態２における水中探知装置は、送信信号を三角掃引する点に関して実施の形態１における水中探知装置１と異なる。なお、実施の形態２における水中探知装置の構成は実施の形態１における水中探知装置１と同様であり説明を省略し、送受信される信号についてのみ説明する。
【００５３】
図４（ａ）は、送信される送信信号における方位方向と周波数との関係を示す相関図である。図４（ａ）に示すように、送受波器から送信される第３送信信号Ｔａ３は、周波数が船尾から左舷、船首にかけて線形に増加し、船首から右舷、船尾にかけて左舷側と対称に減少した、いわゆる三角掃引された信号である。第４送信信号Ｔａ４は、第３送信信号Ｔａ３の周波数掃引を方位方向にシフトした信号である。つまり、第３送信信号Ｔａ３と第４送信信号Ｔａ４は方位方向に対する位相が異なる。なお、このシフト（位相）量は同一周波数となる方位方向が各送信信号間で異なればよく、本実施の形態２のように９０°（船首方向から右舷方向）に限定されない。
【００５４】
ここで、本実施の形態２では説明を簡易にするためドップラーシフトの影響を考慮していないことを言及しておく。つまり、図４（ａ）に示すように、第３送信信号Ｔａ３とその反射信号である第３エコー信号Ｅａ３との周波数は等しく、第４送信信号Ｔａ４とその反射信号である第４エコー信号Ｅａ４との周波数は等しい。
【００５５】
図４（ｂ）は、実施の形態１と同様に、第１フィルタによりフィルタリングされた第３受信信号Ｒａ３における方位方向と信号レベルとの関係を示す相関図である。また、図４（ｃ）は、第２フィルタによりフィルタリングされた第３受信信号Ｒａ３における方位方向と信号レベルとの関係を示す相関図である。なお、第３受信信号Ｒａ３および第４受信信号Ｒａ４は、船首方向よりやや右舷側に配列された素子群により得られた信号である。
【００５６】
以上のような第３受信信号Ｒａ３と第４受信信号Ｒａ４に基づいて、実施の形態１と同様に、受信信号合成部により合成受信信号を生成することで、グレーティングローブの信号レベルを小さくした信号を得ることができ虚像の表示を防ぐことができる。
【００５７】
また、このような方位方向に周波数を三角掃引した送信信号がドップラーの影響を受けたとき、同様な構成によりグレーティングローブの影響は低減できる。ドップラーシフトの影響を考慮したときは、図４（ａ）に示す送信信号Ｔａ３のような船首方向に周波数のピークを持つ三角掃引を行った送信信号に対応するエコー信号は、実施の形態１のようにリニア掃引した送信信号に対応するエコー信号と異なり、左舷側と右舷側の両側で周波数掃引が急峻で、方位方向に対する周波数変位が大きいものとなる。これを鑑みると、送信する２種類の送信信号は、船首方向に周波数のピークを持つ信号から左舷方向と右舷方向に対称に位相させた２種類の信号とするとき、フィルタリング効果を大きくした合成受信信号を生成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の実施の形態１による水中探知装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態１による水中探知装置において送受信される信号を表す図である。
【図３】本発明の実施の形態１による水中探知装置において生成される合成受信信号を表す図である。
【図４】本発明の実施の形態２による水中探知装置において送受信される信号を表す図である。
【図５】従来の水中探知装置において受信される信号（受信ビーム）を表す図である。
【図６】従来の水中探知装置において送受信される信号を表す図である。
【図７】従来の水中探知装置において送受信される信号を表す図である。
【符号の説明】
【００５９】
１    水中探知装置
１１    駆動信号生成部
１２    送受切替部
１３    送受波器
１４ａ    第１ＢＭＦ
１４ｂ    第１ＢＭＦ
１５    周波数算出部
１６ａ    第１フィルタ
１６ｂ    第２フィルタ
１７ａ    第１アンプ
１７ｂ    第２アンプ
１８    受信信号合成部
１９    表示部
【図１】
0005219526.tif 000003
【図２】
0005219526.tif 000004
【図３】
0005219526.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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