(57)【要約】 【課題】  反射指向性が、等分の角度となり、かつハウリング現象の無い音響反射用直交リフレクタおよび音響反射用直交リフレクタ組立体並びにそれらの使用方法を提供すること。【解決手段】  正方形状の板状体の一つの対向する２角からそれぞれ二等辺三角形領域を除去した六角形状の基準板３と、基準板３の対角線のうち２点の頂点を結ぶ第１の線上で、基準板３に対して面対称となるように、基準板３と直交する第１の直交板１と、基準板３の他の対角線のうち２点の頂点を結ぶ第２の線上で、基準板３に対して面対称となるように、基準板３と直交する第２の直交板２とで構成され、第１の直交板１は、第２の直交板２と交差しており、第１の直交板及び第２の直交板は、矩形状で、長辺と短辺の長さの比率が√２×０．９以上√２×１．１以下の範囲とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
正方形状の板状体の一つの対向する２角からそれぞれ二等辺三角形領域を除去した六角形状の基準板と、前記基準板の中心を通り、前記二等辺三角形領域を除去した部分の相対する辺の互いに異なる側にある頂点どうしを結ぶ第１の線上で、前記基準板に対して面対称となるように、前記基準板と直交する第１の直交板と、前記基準板の中心を通り、前記二等辺三角形領域を除去した部分の相対する辺の互いに異なる側にある他の頂点どうしを結ぶ第２の線上で、前記基準板に対して面対称となるように、前記基準板と直交する第２の直交板とで構成された音響反射用直交リフレクタであって、前記第１の直交板は、前記第２の直交板と直交しており、前記第１の直交板及び前記第２の直交板は、矩形状で、長辺と短辺の長さの比率が√２×０．９以上√２×１．１以下の範囲であることを特徴とする音響反射用直交リフレクタ。
【請求項２】
第１の音響反射用直交リフレクタと、第２の音響反射用直交リフレクタと、前記第１および第２の音響反射用直交リフレクタを連結する連結アダプタ板とで構成される音響反射用直交リフレクタ組立体であって、前記第１の音響反射用直交リフレクタは、正方形状の板状体の一つの対向する２角からそれぞれ二等辺三角形領域を除去した六角形状の第１の基準板と、前記第１の基準板の中心を通り、前記二等辺三角形領域を除去した部分の相対する辺の互いに異なる側にある頂点どうしを結ぶ第１の線上で、前記第１の基準板に対して面対称となるように、前記第１の基準板と直交する第１の直交板と、前記第１の基準板の中心を通り、前記二等辺三角形領域を除去した部分の相対する辺の互いに異なる側にある他の頂点どうしを結ぶ第２の線上で、前記第２の基準板に対して面対称となるように、前記第１の基準板と直交する第２の直交板とで構成され、前記第１の直交板は、前記第２の直交板と直交しており、前記第１の直交板及び第２の直交板は、矩形状で、長辺と短辺の長さの比率が√２×０．９以上√２×１．１以下の範囲であり、前記第２の音響反射用直交リフレクタは、正方形状の板状体の一つの対向する２角からそれぞれ二等辺三角形領域を除去した六角形状の第２の基準板と、前記第２の基準板の中心を通り、前記二等辺三角形領域を除去した部分の相対する辺の互いに異なる側にある頂点どうしを結ぶ第３の線上で、前記第２の基準板に対して面対称となるように、前記第２の基準板と直交する第３の直交板と、前記第２の基準板の中心を通り、前記二等辺三角形領域を除去した部分の相対する辺の互いに異なる側にある他の頂点どうしを結ぶ第４の線上で、前記第２の基準板に対して面対称となるように、前記第２の基準板と直交する第４の直交板とで構成され、前記第３の直交板は、前記第４の直交板と直交しており、前記第３の直交板及び第４の直交板は、矩形状で、長辺と短辺の長さの比率が√２×０．９以上√２×１．１以下の範囲であり、前記連結アダプタ板に、前記第１の基準板と、前記第２の基準板とを直交するように固定し、かつ第１の基準板と、第２の基準板との面のなす角度を、４５°±４．５°の角度となるように配置したことを特徴とする音響反射用直交リフレクタ組立体。
【請求項３】
前記基準板を水面と略直交するように配置することを特徴とする請求項１記載の音響反射用直交リフレクタの使用方法。
【請求項４】
前記第１の基準板を水面と略直交するように配置することを特徴とする請求項２記載の音響反射用直交リフレクタ組立体の使用方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に水中で使用する音響装置の試験用器材である音響模擬信号標的（以下、音響標的と称する）に用いて好適な、音響反射用直交リフレクタおよび音響反射用直交リフレクタ組立体並びにそれらの使用方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の音響標的は、電気音響変換器の送波器と受波器及び電気増幅器で構成され、電気音響変換型が一般的な方式であった。海中にある航走体等を探知する水中音響装置の評価試験は、実物の標的艦等を用いて行うのでは、多大な工数と費用がかかるため、目標実機の代わりに、模擬的な音響を発生する音響標的を電気音響変換技術で構築し対応している。
【０００３】
また、音響標的としては、音響反射用直交リフレクタも用いられている。図８は、音響反射用直交リフレクタの一般的な使用方法の説明図である。図８に示すように、従来の音響反射用直交リフレクタ１００を、水面に浮いたフロート８から、ワイヤー７によって、水中に吊るして使用している。図５は、従来の音響反射用直交リフレクタを説明する斜視図である。図５に示すように、従来の音響反射用直交リフレクタ１００は、正方形状の基準板３１と、この基準板３１と交差して配置された第１の直交板１１と、第２の直交板２１とで構成される。また、基準板３１、第１の直交板１１、第２の直交板２１の形状は、それぞれ正方形で、すべての辺が同じ寸法Ｌである。また、基準板３１には、使用時に、音響反射用直交リフレクタ１００を吊るすための取り付け用穴４２が設けられている。
【０００４】
ところで、このような音響標的を用いた水中音響検査方法には、特許文献１に開示されている方法がある。この方法では、水中を航走する水中航走体に搭載された送受波器から海底に向けて音波を発射し、海底のターゲットで反射することにより戻ってきた音波を処理することにより、水中航走体の航走に伴う各位置でターゲットの情報を得るとともに、送受波器に向けて特定の音波を間欠的に送波するレスポンダを海底に配設しておき、水中航走体の航走に伴う各位置での送受波の際に、レスポンダからの音波も受波し、この音波に基づき各位置において実測した送受波器の各位置座標が重なるように、水中航走体の速度、方向等で特定される理論的なセンサ部の位置を、各位置において補正し、このようにして得られた補正後の各受波情報に基づきターゲットの画像情報を合成することを行っている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２２２６７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、海面や海底などの広い反射面近く、もしく反射面上に設置する試験においてはハウリング現象により電気音響変換型の音響標的は使用できなかった。即ち、広い反射面近くに置かれた音響標的はその境界面の雑音上昇により受波器への入力雑音が増加し、これを増幅して送波器から送音すると境界面によって反射された雑音が再度受波器に入力され、順次循環することにより発振状態に至る、いわゆるハウリング現象が生じ、標的としての機能を果たし得なかった。
【０００７】
また、ハウリング現象の無い方式としては、水中音響装置の探知目標である大小航走体と同じ大きさの缶体、箱体を作り、これを音響標的として試験に供する方法もあるが、一般的には大型であり、海上試験用の機材には適さない。そこで、前述の音響反射用直交リフレクタを使用することが行われているが、その反射指向性の角度分布が、均一でないという問題点があった。
【０００８】
本発明の課題は、反射指向性が、等分の角度となり、また同一の反射強度となり、かつハウリング現象の無い音響反射用直交リフレクタおよび音響反射用直交リフレクタ組立体並びにそれらの使用方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によれば、正方形状の板状体の一つの対向する２角からそれぞれ二等辺三角形領域を除去した六角形状の基準板と、前記基準板の中心を通り、前記二等辺三角形領域を除去した部分の相対する辺の互いに異なる側にある頂点どうしを結ぶ第１の線上で、前記基準板に対して面対称となるように、前記基準板と直交する第１の直交板と、前記基準板の中心を通り、前記二等辺三角形領域を除去した部分の相対する辺の互いに異なる側にある他の頂点どうしを結ぶ第２の線上で、前記基準板に対して面対称となるように、前記基準板と直交する第２の直交板とで構成された音響反射用直交リフレクタであって、前記第１の直交板は、前記第２の直交板と直交しており、前記第１の直交板及び前記第２の直交板は、矩形状で、長辺と短辺の長さの比率が√２×０．９以上√２×１．１以下の範囲であることを特徴とする音響反射用直交リフレクタが得られる。
【００１０】
また、本発明によれば、第１の音響反射用直交リフレクタと、第２の音響反射用直交リフレクタと、前記第１および第２の音響反射用直交リフレクタを連結する連結アダプタ板とで構成される音響反射用直交リフレクタ組立体であって、前記第１の音響反射用直交リフレクタは、正方形状の板状体の一つの対向する２角からそれぞれ二等辺三角形領域を除去した六角形状の第１の基準板と、前記第１の基準板の中心を通り、前記二等辺三角形領域を除去した部分の相対する辺の互いに異なる側にある頂点どうしを結ぶ第１の線上で、前記第１の基準板に対して面対称となるように、前記第１の基準板と直交する第１の直交板と、前記第１の基準板の中心を通り、前記二等辺三角形領域を除去した部分の相対する辺の互いに異なる側にある他の頂点どうしを結ぶ第２の線上で、前記第２の基準板に対して面対称となるように、前記第１の基準板と直交する第２の直交板とで構成され、前記第１の直交板は、前記第２の直交板と直交しており、前記第１の直交板及び第２の直交板は、矩形状で、長辺と短辺の長さの比率が√２×０．９以上√２×１．１以下の範囲であり、前記第２の音響反射用直交リフレクタは、正方形状の板状体の一つの対向する２角からそれぞれ二等辺三角形領域を除去した六角形状の第２の基準板と、前記第２の基準板の中心を通り、前記二等辺三角形領域を除去した部分の相対する辺の互いに異なる側にある頂点どうしを結ぶ第３の線上で、前記第２の基準板に対して面対称となるように、前記第２の基準板と直交する第３の直交板と、前記第２の基準板の中心を通り、前記二等辺三角形領域を除去した部分の相対する辺の互いに異なる側にある他の頂点どうしを結ぶ第４の線上で、前記第２の基準板に対して面対称となるように、前記第２の基準板と直交する第４の直交板とで構成され、前記第３の直交板は、前記第４の直交板と直交しており、前記第３の直交板及び第４の直交板は、矩形状で、長辺と短辺の長さの比率が√２×０．９以上√２×１．１以下の範囲であり、前記連結アダプタ板に、前記第１の基準板と、前記第２の基準板とを直交するように固定し、かつ第１の基準板と、第２の基準板との面のなす角度を、４５°±４．５°の角度となるように配置したことを特徴とする音響反射用直交リフレクタ組立体が得られる。
【００１１】
また、本発明によれば、前記基準板を水面と略直交するように配置することを特徴とする上記の音響反射用直交リフレクタの使用方法が得られる。
【００１２】
また、本発明によれば、前記第１の基準板を水面と略直交するように配置することを特徴とする上記の音響反射用直交リフレクタ組立体の使用方法が得られる。
【００１３】
即ち、本発明は、正方形音響反射板の４角を上下左右に配置し上下の２角を除去して垂直板（基準板）とし、中心及び一対の対向２辺の中心が前記垂直板の中心及び一対の対向２辺中心とそれぞれ交差し、かつ、双方の反射板面が直交するように配置した＋４５°傾斜板（第１の直交板）と、中心が前記垂直板及び＋４５°傾斜板の中心と交差しかつ反射板面が前記垂直板及び＋４５°傾斜板の面とそれぞれ直交するように配置した−４５°傾斜板（第２の直交板）とで構成した直交リフレクタにおいて、＋４５°傾斜板と−４５°傾斜板における垂直板の除去した部分の辺と直交する水平辺長を元の正方形辺長の√２倍に長くすることにより反射指向性４ビームの方位間隔を均等化した音響反射用リフレクタである。
【００１４】
また、本発明は、上記の直交リフレクタ２台と、この２台を機械的に連結する連結アダプタと各々を連結するボルトからなり、直交リフレクタ２台の各垂直軸をあわせて上下２段に積層し、かつ水平方向の同一基準方位を４５°回転して配置する構造とすることにより反射指向性８ビームの方位間隔を均等化した複合型直交リフレクタ（リフレクタ組立体）である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、反射指向性が、等分の角度となり、かつハウリング現象の無い音響反射用直交リフレクタおよび音響反射用直交リフレクタ組立体並びにそれらの使用方法を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の音響反射用直交リフレクタは、基準板と直交する第１の直交板と、第２の直交板について、正方形から矩形状に変更して、音響反射特性を補正するものである。即ち、第１の直交板は、矩形状であって、各辺の長さの比率は、√２×０．９以上√２×１．１以下の範囲とし、また、第２の直交板は、矩形状であって、各辺の長さの比率を、√２×０．９以上√２×１．１以下の範囲とする音響反射用直交リフレクタである。
【００１７】
ここで、第１の直交板および第２の直交板にて、各辺の長さの比率が、√２×０．９未満であると、音響反射特性の補正が十分得られないため望ましくない。また、第１の直交板、および第２の直交板にて、各辺の長さの比率が√２×１．１を超えると、音響反射用直交リフレクタの全体の寸法が大型化するため望ましくない。
【００１８】
また、音響反射用直交リフレクタ組立体は、第１の音響反射用直交リフレクタの第１の基準板と、第２の音響反射用直交リフレクタの第２の基準板とを、連結アダプタ板に対して、直交に固定し、かつ第１の基準板と、第２の基準板との面のなす角度を、４５°±４．５°の角度をなすように配置したものである。角度が、４０．５°未満、あるいは４９．５°を超える場合には、反射指向性の角度分布が均一とならないため望ましくない。
【実施例１】
【００１９】
図１は、本発明の実施例１における音響反射用直交リフレクタを説明する斜視図である。図１に示すように、本発明の音響反射用直交リフレクタ１０は、基準板３と、この基準板３と交差して配置された第１の直交板１と、第２の直交板２とで構成される。基準板３は、正方形状の板状体の一つの対向する２角から二等辺三角形領域を除去した六角形でなる。また、基準板３には、使用時に、音響反射用直交リフレクタ１０を吊るすための、取り付け用穴４が３個設けられている。
【００２０】
第１の直交板１は、基準板３の１つの頂点から引いた３本の対角線のうち中心を通り、二等辺三角形領域を除去した部分の相対する辺の互いに異なる側にある頂点どうしを結ぶ線上で、基準板３に対して面対称となるように（前記基準板の表裏両面に前記基準板を中心に面対称となるように）、基準板３と直交している。また、第２の直交板２は、基準板３の他の１つの頂点から引いた対角線のうち中心を通り、二等辺三角形領域を除去した部分の相対する辺の互いに異なる側にある頂点どうしを結ぶ上記の線とは異なる線上で、基準板３に対して面対称となるように、基準板３と直交している。また、第１の直交板１は、第２の直交板２と直交している。
【００２１】
また、基準板３、第１の直交板１、第２の直交板２は、同じ材料で、硬質アルマイト（Ａ５０５２Ｐ）からなる。第１の直交板１と第２の直交板２は同じ形状である。第１の直交板１は、矩形状で、短辺を寸法Ａ、長辺を寸法Ｂとし、短辺の寸法Ａ、長辺の寸法Ｂは、寸法Ｂ＝√２×寸法Ａに設定した。また、第２の直交板２も矩形状で、短辺の寸法Ｃ、長辺の寸法Ｄは、寸法Ｄ＝√２×寸法Ｃに設定した。一方、基準板３の、除去する前の一辺の寸法を寸法Ｅとすると、寸法Ｅ＝寸法Ａ＝寸法Ｃの関係にある。この実施例では、寸法Ａ、寸法Ｃ、寸法Ｅを１４２ｍｍとした。また、板厚は１０ｍｍとした。
【００２２】
本発明の実施例１の音響反射用直交リフレクタの反射指向性パターンを測定した。また、比較のため、従来の構造の音響反射用直交リフレクタ（図５）の反射指向性パターンを測定した。
【００２３】
図６は、音響反射用直交リフレクタの水平反射指向性パターンの測定方法を説明する平面図である。図６に示すように、角度の基準となる位置は、第１の直交板１１と、第２の直交板２１と、基準板３1とで囲まれる領域の何れかを選択し、この領域に中心線を立てて、これを角度の基準０°とした。
【００２４】
図２は、図１の音響反射用直交リフレクタの水平反射指向性パターンの特性を示す図である。図２に示すように、本発明の音響反射用直交リフレクタにおける反射指向性パターンは、角度に対して４等分されたパターンとなっている。各指向性のパターンは、ほぼ４５°間隔である。
【００２５】
このように、寸法Ｂ＝√２×寸法Ａ、寸法Ｄ＝√２×寸法Ｃ、寸法Ｅ＝寸法Ａ＝寸法Ｃの幾何学的な組み合わせにより、反射指向性パターンの特性図が、等角度の４等分となる。
【００２６】
図７は、図５の従来の音響反射用直交リフレクタの水平反射指向性パターンの特性を示す図である。図７に示すように、従来の音響反射用直交リフレクタの反射指向性パターンは、等分の角度分布とはなっていないことがわかる。
【実施例２】
【００２７】
図３は、本発明の実施例２における音響反射用直交リフレクタ組立体を説明する斜視図である。図３に示すように、本発明の音響反射用直交リフレクタ組立体４０は、第１の音響反射用直交リフレクタ２０と、第２の音響反射用直交リフレクタ３０と、それらを連結する連結アダプタ６１とで構成される。第１の音響反射用直交リフレクタ２０と、第２の音響反射用直交リフレクタ３０は、実施例１にて説明した音響反射用直交リフレクタと、同様の形状、材質である。
【００２８】
連結アダプタ６１は、ＳＵＳ３０４からなり、矩形状の板状部材（４０×１００×１０ｍｍ）の両面に、第１の基準板３Ａ及び第２の基準板３Ｂを取り付けた際、第１の基準板３Ａ及び第２の基準板３Ｂのそれぞれの３個の取り付け穴４１に一致する位置にボルトを挿入するための穴を有し、その穴よりやや大きい、矩形状の板状部材が設けられている。
【００２９】
実施例２では、連結アダプタ板６１に、第１の基準板３Ａと第２の基準板３Ｂを、ボルト６２によって連結し、第１の基準板３Ａと第２の基準板３Ｂとに対して垂直になるように固定し、かつ第１の基準板と、第２の基準板との面のなす角度を、４５°の角度となるように配置している。
【００３０】
図４は、図３の音響反射用直交リフレクタ組立体の水平反射指向性パターンの特性を示す図である。図４に示すように、本発明の実施例２における音響反射用直交リフレクタ組立体では、等角度の８分割の反射パターンが得られる。より詳しくは、本反射指向性パターンは、第１の音響反射用直交リフレクタ２０の指向性パターン（４等分）と、第２の音響反射用直交リフレクタ３０の指向性パターン（４等分）とが、丁度４５°ずれて合成された反射指向性パターンとなっている。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施例１における音響反射用直交リフレクタを説明する斜視図。
【図２】図１の音響反射用直交リフレクタの水平反射指向性パターンの特性を示す図。
【図３】本発明の実施例２における音響反射用直交リフレクタ組立体を説明する斜視図。
【図４】図３の音響反射用直交リフレクタ組立体の水平反射指向性パターンの特性を示す図。
【図５】従来の音響反射用直交リフレクタを説明する斜視図。
【図６】音響反射用直交リフレクタの水平反射指向性パターンの測定方法を説明する平面図。
【図７】従来の音響反射用直交リフレクタの水平反射指向性パターンの特性を示す図。
【図８】音響反射用直交リフレクタの一般的な使用方法の説明図。
【符号の説明】
【００３２】
１、１Ａ、１Ｂ、１１    第１の直交板
２、２Ａ、２Ｂ、２１    第２の直交板
３、３Ａ、３Ｂ、３１    基準板
４、４１、４２    取り付け用穴
７    ワイヤー
８    フロート
１０、１００    音響反射用直交リフレクタ
２０    第１の音響反射用直交リフレクタ
３０    第２の音響反射用直交リフレクタ
４０    音響反射用直交リフレクタ組立体
６１    連結アダプタ
６２    ボルト
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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