音響反射体
本発明による音響反射体は、コアを取り囲むシェルを含み、このシェルは、シェルの表面に入射した音波をコア内に伝達して集束させ、入射領域の反対側に位置するシェルの領域で反射させて、反射体から反射音響信号を出力することができる。また、シェルはコアを有し、シェルのコアに対する寸法は、シェル壁に入射した音波の一部がシェルに結合し、シェルの円周に沿って誘導され、次に再放射され、反射体から出力された反射音響信号と合わさって強い反射音響信号が出力されるように設定される。コアにおける音波伝達平均速度に対するシェルにおける音波伝達速度の比は、好ましくは２．７４〜３．４であり、より好ましくは２．７４〜２．８６である。水中のパイプラインへの応用や、洗掘の測定及び反射体のアレイにも適用できる。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
パッシブ音響反射体は、例えば２００７年１０月１０日出願の英国国防大臣出願の特許文献１（参照により本願に組み込まれる）によって公知である。この特許文献１において、パッシブ音響反射体は、コアを取り囲んで配置された壁を有し、このシェルは、シェルに入射した音波をコア内に伝達して集束させ、入射領域の反対側に位置するシェルの領域から反射させて反射体から反射音響信号を出力することができ、コアが球体または直円柱の形態であり、また音波速度８４０〜１５００ｍｓ−１を有する材料の１つ以上の同心層から形成されること、及び、シェルのコアに対する寸法が、シェルに入射した音波の一部がシェル壁に結合し、シェルの円周に沿って誘導され、次に再放射され、前出の出力された反射音響信号と建設的に合わさってより強い反射音響信号が出力されるものである。
【０００２】
実際には、このような反射体の性能が常に予測通りであることはなく、また記載の構成に従って形成された反射体は、深く水に沈めた際にまたはそのような深さから引き揚げた際に、状況によっては変型したり破損したりする恐れがあることが判明している。
【０００３】
最近では、電気ケーブル等の他の地下物体とは異なって、慣用の電磁波を利用した検出システムの使用では検出が極めて困難な地下ガス管等のマーキングに、音響反射体を応用する新たな可能性が現れている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】英国公開特許第２４３７０１６号Ａ
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】ＮＲＬ ｍｅｍｏｒａｎｄｕｍ ＡＤ７３３９７８、Ｌａｓｔｉｎｇｅｒ「Ｓｐｅｅｄ ｏｆ Ｓｏｕｎｄ ｉｎ Ｆｏｕｒ Ｅｌａｓｔｏｍｅｒｓ」
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明において、音響反射体はコアを取り囲むシェルを含み、このシェルは、シェルの表面に入射した音波がコアへと伝達される際に通過する１つまたは複数の音響ウィンドウと、コアに進入した音波を反射して音響ウィンドウの１つに戻す焦点とを有し、シェルにおける音波伝達速度の、コアにおける音波伝達平均速度に対する比は２．５〜３．４の範囲であることを特徴とする。
【０００７】
好ましくは、シェルにおける音波伝達速度の、コアにおける音波伝達平均速度に対する比は、２．７４〜３．４（２．７４、３．４を含む）の範囲である。
【０００８】
より好ましくは、この比は、２．７４〜２．８６（２．７４、２．８６を含む）の範囲である。
【０００９】
本発明者は、全く予期せぬことに、約２．８２の比ではピーク音響反射エコー強度が−４ｄＢの強度で現れるが、上記の範囲内では一般に−１５ｄＢより良好であり、２．５〜３．４の範囲では−１０ｄＢより良好であることを発見した。
この範囲外では反射体は商業利用にあまり適さないが、これは音響反射強度の低下を補うために反射体の直径を大幅に拡大しなくてはならないからである。例えば、比が２．４８の場合、音響反射エコー強度は−２７ｄＢにまで低下した。上記の範囲内であれば直径３００ｍｍ以下の音響反射体の動作に問題は全くないが、以下で説明する理由により、海中環境で動作させる商業用反射体の場合、恐らく１００ｍｍが実際的な直径の下限である。これは、反射体が反応する周波数が著しく上昇し、また応答が著しく上昇するからである（段落００６０を参照）。
【００１０】
臨界パラメータが、コアを通過する平均音波速度に関係するということは、混合材料（例えば、水及びエラストマー）から成るコアを構築すると、これによって高温での輸送及び保管に耐える音響反射体の構築が可能になることを意味する（段落０１１０以下を参照）。
【００１１】
シェルは、非金属、エポキシ含浸カーボンファイバー、Ｋｅｖｌａｒ（登録商標）（アラミド）ファイバー、エポキシ樹脂を含浸させたＺｙｌｏｎ（登録商標）［ポリ（ｐ−フェニレン−２，６−ベンゾビスオキサゾール）すなわちＰＢＯ］ファイバーまたはポリエチレンファイバー（例えば、Ｄｙｎｅｅｍａ（登録商標））から形成することができる。複合材中のファイバー量を変化させることによって、用途に合わせて音波速度を調節することができる。
【００１２】
考えられ得る金属製シェルの中でも、アルミニウム及びその合金が特に良いが、これはアルミニウムのシェル材料は、入射音響信号の約５０％を反射し、残りはコアまたはシェルに吸収される及びコアまたはシェルを通過するからである。これは、例えば、入射した音響放射の比較的少ない割合しか材料内に進入せず、残りが反射するスチールに匹敵する。シェルとしてアルミニウムまたはその合金の１種を使用する場合、コアは好ましくは約１６２０ｍｓ−１の音波速度を有する材料であり、ブチルゴムＮＡＳＬ−Ｈ８６２Ａ及びＢ２５２はこの基準を満たし、また適切であり（非特許文献１）、炭酸カルシウム添加ＲＴＶ１１も同様である。
【００１３】
しかしながら、本発明者は、ＲＴＶ１２のシリコンエラストマー製コアの入った２５％グラスファイバー強化ポリフタルアミドで製造したシェルが、特定の周波数の入射音波を極めて良好に反射することを発見した。
２５％グラスファイバー強化ポリフタルアミドは、Ｅ．Ｉ．ｄｕ Ｐｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ ａｎｄ Ｃｏｍｐａｎｙから商標名Ｚｙｔｅｌ（登録商標）ＨＴＮ５１Ｇ２５ＨＳＬで販売されている。同様のグラスファイバー強化ポリフタルアミドが、Ｓｏｌｖｅｙ ＳＡから商標Ａｍａｄｅｌで市販されている。ポリフタルアミド系のシェルは本発明において特に有利であるが、これはポリフタルアミド系のシェルが硬く、約３１０℃で固相から液相へと素早く相転移し、その温度未満では大きく軟化することがないからである。この特徴は、シェルを、その温度より低い液状コア材料で充填することができ、またシェルが変形するリスクなくコア材料を硬化させることができることを意味する。本発明による音響反射体の実現によって、あらゆる種類の用途向けの反射装置を設計する可能性が開ける。３５％、４５％及び６０％のより高いグラスファイバー含有量のポリフタルアミドも得られ、これらのポリフタルアミドによってより一層硬いシェルがもたらされるが、グラスファイバー含有量が上昇すると、最終製品の脆性及びシェル内での音波伝達速度も上昇する。
【００１４】
ある特定の有利な応用例において、音響反射体は、断面が管状の細長いシェルによって取り囲まれたコアとして機能する中心ロッドを備えた、細長く実質的に円筒形の構造体を含むことを特徴とする。
【００１５】
このような反射体を、例えばパイプ片に取り付けることによって、水中または地中のパイプをマークすることができる。パイプ片を水に沈める前に、そのパイプ片にそのような反射体を複数（例えば４つ）事前に取り付けると、そのパイプ片をマークするためのシステムが簡単かつ経済的に得られる。パイプラインの全てのパイプ片にこのようなマーカーを取り付けると、パイプライン全体をマークすることができる。
【００１６】
本発明の別の実施形態において、本発明による音響反射体はトロイダル形状である。
【００１７】
本発明の更なる実施形態において、本発明による音響反射体は、水中の物体が置かれる水塊の底の洗掘をモニタするために、その物体に取り付けられる。反射体は、そのような物体を水中に置く前に、その構造の一部として取り付けられ得る。
【００１８】
本発明は、水中での物体の周囲での洗掘をモニタする方法を提供し、この方法は、少なくとも１つの本発明による音響反射体を取り付け、この音響反射体を、洗掘によって反射体が露出する結果、音響ビームによる問い合わせによって反射体が検出されるようになるように関連する水塊の底の自然な高さより下に位置決めすることを含む。好ましくは、本発明による音響反射体において、音響反射体をロープ、ケーブル等に取り付けるための取り付け手段は便利にはリング（ｅｙｅ）である。反射体がエラストマーまたはその他の非金属製のコアを有する場合、コアを充填するために、シェルにホールを設け得る。このホールをプラグで塞ぎ、便利にはリングをプラグに取り付ける。あるいは、反射体をネットに格納し得る。
【００１９】
本発明の別の実施形態において、水中の物体または領域をモニタ及びマークする方法は、本発明による少なくとも１つの音響反射体を目的の物体または領域に位置決めすることによって、音響ビームによる問い合わせで反射体を検出することを可能にすることを含む。これは、例えば、反射体を、紛失の恐れのある高価な物体もしくはコンテナまたは航空機のブラックボックスに取り付けることによって行われ得る。本発明の別の態様は、このようなソナー反射体をダイバーまたはダイバーの機材に取り付け、ソナーで反射体に問い合わせをすることによってダイバーの位置を特定することである。
【００２０】
本発明による反射体の更なる応用例は、本発明による１つまたは複数のソナー反射体で特定の領域または物体をマークすることによって、ナビゲーションに反響定位システムを利用している水中哺乳動物にそのような領域の存在を示すことである。この応用例を更に発展させると、水中哺乳動物を訓練して本発明による音響反射体の存在を認識させることによって、このような哺乳動物を経済目的（アイテムの特定、回収または配達等）に利用することが可能になる。
【００２１】
本発明による音響反射体は、反射体をロープ、ケーブル、ネット等に取り付け、このロープ、ケーブルまたはネットを巻胴から繰り出すことによって海中に位置決めすることができる。敷設地点の反射体の位置は、巻胴を搭載した船舶が曳航する曳航ソナーアレイを使用することによって特定することができ、これを目的としてソナーシステムを搭載した別の潜水機器を使用する必要性がなくなる。
【００２２】
本発明による音響反射体の実現によって、あらゆる用途向けの反射装置を設計する可能性が開かれる。
【００２３】
本発明の反射体の別の可能な応用例は、１つ以上の反射体の、既知の位置に対する位置の割り出しを可能にすることである。これは特に、位置の割り出しを慣性航法装置（ｉｎｅｒｔｉａｌ ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ：ＩＮＳ）に依存している自律型無人潜水機器（ａｕｔｏｎｏｍｏｕｓ ｕｎｄｅｒｗａｔｅｒ ｖｅｈｉｃｌｅ：ＡＵＶ）に有用である。
このような潜水機器のＩＮＳが潜水機器の潜水に続いて再キャリブレーションを必要とすることは周知であり、この再キャリブレーションは、既知のスペクトル特性を有する既知の位置の反射体の問い合わせによって達成され得る。データム位置を得ることを目的とした特定の反射体の識別を支援するためには、特定のパターンに反射体群を配置するのが簡便であり得て、これは例えばプレートまたはマット上の事前に準備された組み合わせの形態であり得る。同タイプの構成は、例えばマークされた特定の物体の存在を示す異なる数及び／または配置の反射体を取り付けた海底上の目的の物体（ウェルヘッド、パイプバルブ等）の位置特定にも有用であり得る。ソナーソースはいずれの慣用の輸送体に搭載することもでき、例えば潜水艦、その他の有人潜水機器、恒久設置型水中ソナー、ボート、航空機、ヘリコプターまたはＡＵＶに搭載したディッピングソナーである。
【００２４】
本発明の更に別の応用例は海中の物体の特定及び回収システムであり、物体に取り付けられたパッシブソナー反射体と、ソナートランスミッタと、パッシブソナー反射体で反射したソナー信号を受信する手段とが含まれる。受信手段は、トランスミッタと同じまたはどこか別の場所に位置し得る。三角測量システムが可能であり、受信装置は３つの異なる場所に配置され、物体の具体的な位置は、慣用の三角測量によって特定される。
【００２５】
他にも多くの応用が本発明で可能である。応用例には以下が含まれる。
・水中の物体（すなわちパイプライン、電力ケーブル、電話線、海底に固定した設備）の具体的な地理的位置のマーキング、または、単体で、もしくはその他の同様のソナー反射体／位置特定の助けとなるアクティブ位置特定装置（例えば、赤＋緑対赤＋青）と組み合わせて水に沈めるための準備としての、物体への適用。
・水中装置への適用または水に沈める準備としての装置への適用であり、水柱内もしくはその底または海底にある装置の現在地をマークする。すなわち、自由にまたはある範囲内で動き回るケーブル（潮汐及び／または水流あるいはその他の流動物と共に動くある種のケーブル等）またはその他の装置のマーキング。
・石油もしくはガスのプラットフォームの水中部品またはこのようなプラットフォームの残骸のマーキング。特定のカテゴリの水中資産の所有者、機能またはタイプ等を特定するための手段として別々にチューニングされた複数の反射体の使用を含み得る。
・例えば大洋航路用の、港湾内位置特定補助装置として、沈没船またはサンゴ礁、水中の岩石等の航行上のその他の危険物用の、海中で／航行上重要ではあるが特定の機器にソナー反射体を取り付ける必要がない場所のマーキング。
・経済的または商業的関心区域のマーキングまたは指示（例えば、採鉱権に関連した国の海洋境界線）。
・船舶から船外へと失われたもしくは航空機の事故で失われた高価なコンテナの特定または航空機のブラックボックスの位置特定及び回収。
・海中断層の移動のマーキング及びモニタリング等の地理的構造のモニタリング。
・のちに廃棄する予定の海底上の危険な物体（沈没船、採掘坑等）のマーキング。
・ダイバー追跡。
【００２６】
本発明のある興味深い応用例は、イルカ、ネズミイルカ及び反響定位を利用する海中哺乳動物を誘導するための経路または物体をマークすることである。
例えばバンドウイルカが発する音の周波数は０．２５〜１５０ｋＨｚである。反響定位では主に高い周波数のクリック音（４０〜１５０ｋＨｚ）が使用される。典型的な反響定位クリック音のピーク周波数は約１００ｋＨｚであるが、周波数は、個々の反響定位の課題に応じて大きく変化する。この周波数を反射するソナー反射体を製造し、このような反射体を水中の物体に取り付けることによって、物体をマークし、そのような哺乳動物を誘導することができる。特に、ドルフィン類を訓練して特定のソナー反射体を認識させ、反射体のある領域までアイテムを運ばせたり、アイテムを反射体のある領域から回収させたりするために利用することが可能である。
【００２７】
特許文献１の音響反射体でも見られた問題点は、エラストマー製のコアを使用する場合、製造中、時折、硬化時にエラストマーが裂けて反射体内で割れ目が発生し、性能に影響することであった。提案される１つの解決策がシェルにホールを設けることであり、最初にエラストマーをそのホールを通してシェル内に注ぎ込み、硬化させ、過充填によって注ぎ足し、再度硬化させ、余分なエラストマーを除去し、ホールを塞ぐ。
【００２８】
別の潜在的な問題点は、上記の類の非金属製のシェルを有し、水中深く（５０００メートルを超える）で利用される反射体では、水が浸入する統計的リスクがあることである。反射体を水面に引き揚げると、浸入した水の圧力は周囲を取り囲む水または空気の圧力より実質的に大きくなるため、反射体のシェルの突然で壊滅的な破損のリスクが生じる。
【００２９】
従来公知の製造方法は、場合によっては煩わしいものになり、固体の材料（金属、セラミック、既に硬化しているまたは未硬化の状態で自由流動していない材料等）から成るコアでは使用することができない。本発明の反射体を製造する方法は他にもあるが、内部に取り込まれた水の急激な減圧によるリスクを管理するように適合された音響反射体の低コストで一様な製造方法が求められている。
【００３０】
したがって、本発明による音響反射体は、シェルが、互いに接合された２つの半分割体から構成され、かつコアを取り囲むことを特徴とする。球状反射体において、シェルは、スピンまたはレーザー溶接によって接合できる２つの半球体を含む。
【００３１】
シェルを、反射体を水面に引き揚げる際の減圧の結果として内圧で破損し得る材料から形成する場合、シェルの半分割体には、内圧への耐性が低い領域をその接合部に設けることができる。
【００３２】
スピン溶接部を間に有する半球体の場合、スピン溶接領域の周囲の厚さは薄くなり得るまたは強度が低くなり得る。
【００３３】
半分割体の一方は最初、２つの半分割体をコアの周囲で合わせる際に捕捉される空気を放出するためのベントを有し得る。このベントは、製造完了時に封止される。この封止はシェルの材料にとって適当なものであり得て、小さいプラグのスピン溶接、樹脂の充填等が含まれる。
【００３４】
２つの半球体から形成されるシェルの場合、一方の半球体の露出したエッジは、もう一方の半球体の対応する露出したエッジに形成されたグルーブと係合する直立タングを有し得る。半球体を互いにスピン溶接する場合、タングのエッジ及びグルーブの内側は、一方の半球体をもう一方の半球体に対して素早く回転させた場合に優先的に溶融して溶接部を形成する１つ以上の直立した小さなタブを含み得る。
【００３５】
半球体が統計的に内圧で破損するリスクのある非金属材料から成る場合、タングは最初はグルーブの約半分を占め得るため、溶接材料は、スピン溶接後もグルーブ全体を満たすことがなく脆弱な円周部となる。通常１７０ＭＰで破損するガラス強化ポリフタルアミド製シェルの場合、半球体の接合部は５０〜１００ＭＰで破損するように設計され得て、いかなる内圧であっても安全に開放することができる。
【００３６】
本発明の別の態様において、本発明による音響反射体の製造方法は、２つの半球体をコアの周囲で互いに接合する工程を含む。
【００３７】
球状音響反射体において、本発明の製造方法は、２つの半球体を球状コアの周囲で互いに接合することを含む。
【００３８】
更に、この２つの半球体を互いにスピン溶接する工程を含み得る。
【００３９】
スピン溶接は、一方の半球体の露出したエッジ上に形成されたタングをもう一方の半球体の露出したエッジ上に形成されたグルーブ内で回転させる工程を含み得る。加えて、この工程は、タング及びグルーブ上の直立タブを互いに溶融させて溶接部を形成する工程を含み得る。
【００４０】
更に、また重要なことに、この製造方法は、コアを反射体内に配置する場合の形状及びサイズに調製する工程、このコアを展開時の温度より低い温度の場所に置く工程、実質的にコア全体をその温度に到達させる工程、そのコアをその場所から取り出す工程、シェルの２つの半分割体の間に置く工程、シェルのこの２つの半分割体を互いに封止する工程を含み得る。
【００４１】
好ましくは、捕捉された空気を半分割体の一方のベントから放出してからベントを封止する。
【００４２】
上記の２つの段落に記載されるような製造過程では、他の方法で形成したコアに見られるエアポケット及び割れ目のリスクが回避される。他の方法で形成された反射体の完全性を二重にチェックする唯一の方法は、反射体形成後の非破壊検査（Ｘ線検査等）である。製造過程終了後にその段階を行うと、反射体が規格を満たさない場合、償却コストが比較的高くなる。前記の技法を利用することによって、償却コストがまだ低い、コアをシェル内に展開する前の段階でその完全性を検査することができる。
【００４３】
コアにシリコンエラストマーＲＴＶ１２を使用する典型的な反射体において、ＲＴＶ１２は、球状の型内に、その利用に必要とされるサイズに過充填され、硬化され、取り出され、スプルーが切除される。目的のコアを完全性について検査し、基準を満たしていれば家庭用冷蔵庫に入れることができる。一方がタングを有し、もう一方がグルーブを有するガラス強化ポリフタルアミド製の半球体は、慣用のやり方で形成される。ＲＴＶ１２製コアを冷蔵庫から取り出し、半球体の一方に入れる。次にもう一方の半球体をコアにかぶせると、一方の半球体のタングがもう一方の半球体のグルーブと係合する。この２つの半球体を上述したように互いにスピン溶接する。コアは、周囲温度に戻るにつれて膨張し、コアと半球体との間に捕捉された空気が半球体の一方にある小さなベントから押し出される。コアが周囲温度に完全に達した後（例えば、２４時間後）、ベントを樹脂で封止する。金属製コア、セラミック製コア及びその他のエラストマー製コアは同様のやり方で調製することができる。ただし、多くの場合、モールディングよりキャスティングのほうがより適当なコア調製方法である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１Ａ】本発明による球状音響反射体の概略断面図
【図１Ｂ】入射音響信号の方向から図１ＡのＡ−Ａ方向に向かって見た反射体の説明図
【図２Ａ】シェルが２つの音響ウィンドウを有する材料から構成される球状音響反射体の概略断面図
【図２Ｂ】入射音響信号の方向から図２ＡのＡ−Ａ方向に向かって見た反射体の説明図
【図３】リング付き取り付け手段を備えたプラグを有する非金属製音響反射体の同様の部分断面図
【図４】目的のアイテムをマークするための垂直ケーブルに取り付けられた反射体の使用を示す説明図
【図５】図４同様、ネット支持体を使用した取り付け構成を示す説明図
【図６】堅牢な格納手段を示す説明図
【図７】図６同様、格納手段の説明図
【図８】船舶からの反射体列の設置を示す説明図
【図９】細長い中実の金属音響反射体が取り付けられたパイプ片を示す斜視図
【図１０】図９の線Ｂ−Ｂ’での音響反射体の概略断面図
【図１１】本発明による環状音響反射体を示し、図１２の線Ａ−Ａ’での断面図
【図１２】本発明による環状音響反射体の説明図
【図１３】水中の物体（橋脚等）の周囲の洗掘を確認するための音響反射体の使用を示す説明図
【図１４】単純な位置情報を水中で得るための音響反射体の使用を示す説明図
【図１５】複雑な位置情報システムの概略図であり、本発明による７個の反射体のフィールドに問い合わせをするソナーを搭載した潜水機器を示す説明図
【図１６】広帯域トランスミッタの使用及び３つの特定の周波数の１つ以上で７個の反射体を備える図１４に図示のフィールドから戻ってきた反射を示すグラフ
【図１７】図１４のフィールドにおける目的の３つの周波数だけで伝送を行うトランスミッタの使用を示すグラフ
【図１８】反射体のフィールドの問い合わせに広帯域ソナー伝送を利用した図１６と同様、各反射体がフィールド内の残りの反射体とは異なる反射特性を有することを示すグラフ
【図１９】２５％ガラス強化ポリフタルアミド製シェルを備えた２００ｍｍのＲＴＶ１２反射体に関しての周波数応答を示すグラフ
【図２０Ａ】本発明による球状反射体を形成するための製造過程で使用する部品を示す説明図
【図２０Ｂ】本発明による球状反射体を形成するための製造過程で使用する部品を示す説明図
【図２０Ｃ】本発明による球状反射体を形成するための製造過程で使用する部品を示す説明図
【図２１Ａ】図２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃの部品から組み立てられた音響反射体を示す説明図
【図２１Ｂ】摩擦溶接前の図２１Ａの音響反射体のタング及びグルーブの配置の詳細を示す説明図
【図２１Ｃ】摩擦溶接後の図２１Ａの反射体のタング及びグルーブの配置の詳細を示す説明図
【図２２Ａ】図２０、２１の別実施例の半球体構成を示す説明図
【図２２Ｂ】図２０、２１の別実施例の半球体構成を示す説明図
【図２３Ａ】図２２Ａ、２２Ｂの半球体を使用して組み立てられた半球反射体を示す説明図
【図２３Ｂ】図２２Ａ、２２Ｂの半球体を使用して組み立てられた半球反射体を示す説明図
【発明を実施するための形態】
【００４５】
本発明の実施形態例を、添付の図面を基に説明する。
【００４６】
図１Ａ、１Ｂに示すように、音響反射体１０は、コア１６を取り囲む球状シェル１２を含む。このシェル１２は、２５％グラスファイバー強化ポリフタルアミドから形成される。コア１６はＲＴＶ１２である。
【００４７】
音響源（図示せず）から伝送された音波１８は、図示されるように、シェル１２の外壁１４に入射する。シェルは音響伝達ウィンドウ２０を有し、その正確な直径はシェルの直径に左右され、このウィンドウ２０に入射した音波は、シェル１２を通ってコア１６へと伝達される。
【００４８】
ウィンドウ２０に突き当たった入射音波はシェル１２を通過してコア１６内へと進入し、ウィンドウ２０の反対側にあるシェル１２の内側の焦点２６に集束され、反射してウィンドウへと戻る。
【００４９】
入射音波１８の一部はシェル１２に結合し、弾性波及び横波３０の両方を発生させ、これらの波はシェル１２内でその外周に沿って誘導される。最も強い波は弾性波である。本発明による反射体において、特定の周波数に関し、シェル壁１２に沿って進む弾性波と、コアを通って焦点２６に到達する反射音波は互いに同相であり、建設的に合わさって、より強い反射音響信号が反射体の軸に沿って焦点から出力されて強い応答３２が得られる。
【００５０】
海水に浸漬させる２５％グラスファイバー強化ポリフタルアミドは、極めて広い単一の音響ウィンドウを有し、一方、アルミニウム及び合金は、シェルの直交軸の両側に比較的狭い音響ウィンドウを入射音波の方向に有する。
シェル表面への接線が直交軸と形成する角度が６５°未満の場合、入射音波は反射してしまって吸収されない。しかしながら、接線の角度が約６５°未満の場合、第２の極めて広い音響ウィンドウがあり、このウィンドウは第１のウィンドウと同心であり、音波はこの第２の音響ウィンドウを通ってシェル内に進入することができる。
図２に示すように、音響反射体１０は、コア１６を取り囲む球状のアルミニウムまたはアルミニウム合金製シェル１２を含む。このシェル１２はアルミニウムから形成される。コア１６はブチルゴムＮＡＳＬ−Ｈ８６２ＡまたはＢ２５２である（あるいは、６０％の炭酸カルシウムを添加したシリコン系エラストマーＲＴＶ１１を使用することができる）。
【００５１】
音響源（図示せず）から伝送された音波１８は、図示されるように、シェル１２の外壁１４に入射する。シェルは環状伝達ウィンドウ２０を有し、その正確な直径はシェルの直径に左右され、このウィンドウ２０に入射した音波は、シェル１２を通ってコア１６へと伝達される。
【００５２】
アルミニウムは約４０〜５０°の広角の伝達ウィンドウを有し、これは約２５（６５°の接線に対応する）〜７０°の角度で表面に突き当たる全ての音波のエネルギーの５０％がアルミニウムシェルに進入することを意味する。この領域は、図２Ａ、２Ｂに示されるように、環状ウィンドウ２０として図示されている。中央の円形ウィンドウである領域２２において９０°でアルミニウム表面に突き当たる音波のエネルギーの５０％も、アルミニウムに進入する。残りのエネルギーは、反射体の表面で反射する。
【００５３】
ウィンドウ２０、２２に突き当たった入射音波はシェル１２を通過してコア１６内へと進む。ウィンドウ２０を通過した入射音波は、断面が環状の経路２４を辿ってウィンドウ２２の反対側にあるシェル１２の内側の焦点２６に集束される。中央のウィンドウ２２に突き当たった音波は、中央経路２８を焦点２６へと辿る。ウィンドウ２２を通過した音波は、中央経路２８に沿って反射して戻る。
【００５４】
入射音波１８の一部はシェル１２に結合し、弾性波及び横波３０の両方を発生させ、これらの波はシェル１２内でその外周に沿って誘導される。最も強い波は弾性波である。シェル１２及びコア１６を形成する材料が本発明に従ったものである場合、特定の周波数に関し、シェル壁１２に沿って進む弾性波と、コアを通って焦点２６に到達する反射音波は互いに同相であり、建設的に合わさって、より強い反射音響信号が経路２８に沿って焦点から出力されて強い応答３２が得られる。
【００５５】
図３に示すように、本発明による音響反射体４０は、シェル４２及びシェル４２を貫通するホール４８を含む。シェル４２のコア４６には、シリコン系エラストマー材料ＲＴＶ１２が充填される。シェルは、２５％ガラス強化ポリフタルアミドである。
【００５６】
シェル４２の内壁４４に対応するホール４８の内側５２の直径は、シェル４２の外壁４５に対応する外側５４より小さい。
【００５７】
プラグ５０はホール４８を塞ぎ、またホール４８に閉まり嵌めする。プラグ５０の直径はホールの外側５４から内側５２に向かって縮小する。ホール４８は均等に先細りするのではなく、その側面５８に形成されたステップ６４を有する。プラグ５０はその側壁６０に、対応するステップ６２を有する。段状部６２、６４は小さな干渉タブを有し、この干渉タブは、プラグを素早く回転させると溶融して段状部６２、６４間に摩擦溶接部６５を形成する。この例においては、プラグの外面上にリング付き取り付け部品（ｅｙｅ ｆｉｔｔｉｎｇ）６６が取り付けられていて、音響反射体を杭、支柱、桟橋またはその他の水中の物体に固定することを可能にしている。
【００５８】
コア４６には最初、ホール４８からコア材料が粗く充填される。コア材料が硬化するにしたがって収縮割れが出現する。次に、このコア材料に更にコア材料を、若干過充填気味に注ぎ足し、再度硬化させる。余分なコア材料を除去し、プラグ５０を挿入する。この例において、プラグ５０はシェル４２と同様にアルミニウムから形成される。これによって、シェルに沿って伝達される音響信号は干渉されずにすむ。ホール４８におけるプラグ５０の摩擦溶接が可能であり、これはプラグ５０を素早く回転させて段状部６２、６４上のタブを溶融させて段状部６２、６４間に摩擦溶融部６５を形成することによって行われる。プラグとシェルの材料が異なる場合、タブを省略し、プラグを所定の位置に槌で打ち込んで接着するように構成してもよい。一旦水中に入ると、プラグは水圧によって所定の位置に維持され易い。
【００５９】
この種の反射体は入射音波ごとに異なる周波数応答を有し、この周波数応答は、シェルの厚さに左右される。
【００６０】
ＲＴＶ１２製コア及び２５％ガラス強化ポリフタルアミド製シェルを備えた１００ｍｍの反射体の場合、最良の周波数応答は厚さ７ｍｍのシェルで４５０ＫＨｚで得られる。直径１００ｍｍの反射体の場合、実用的な最小運転周波数は、４ｍｍのシェルで２５０ＫＨｚである。２ｍｍのシェルの場合、最良の運転周波数は６９０ＫＨｚである。直径２００ｍｍの反射体の場合、最良の応答は、８．８ｍｍのシェル厚で１２０ＫＨｚで得られる。その他の重要な数値は、４．４ｍｍのシェルでの１００ＫＨｚ、６．１ｍｍでの１５０ＫＨｚ、８．１ｍｍでの１８０ＫＨｚ、８．３ｍｍでの２１０ＫＨｚ、１３．７ｍｍでの２５０ＫＨｚ、１４．０ｍｍでの３００ＫＨｚである。直径２００ｍｍの反射体での実用的な最小運転周波数は約９０ＫＨｚである。直径３００ｍｍの反射体の場合、最小運転周波数は９．８ｍｍのシェルで５０ＫＨｚであり、その他のサンプルデザインは、厚さ９．４ｍｍで１００ＫＨｚ、７ｍｍで１５０ＫＨｚ、５．５ｍｍで２００ＫＨｚ、１３．７ｍｍで２５０ＫＨｚである。各壁厚で、多数の周波数応答が高い周波数で得られ、このことは、図１９の壁厚８．８の直径２００ｍｍの反射体に関してより詳細に見てとることができる。
【００６１】
図４は、海の水中ブイ１４４の垂直ケーブル１４０に取り付けられた本発明による反射体１０の概略図である。
この反射体は、釣合い錘１４２をブイ１４４に連結している垂直ケーブル１４０に連結される。図３に示されるようにプラグ上にまたは（適当ならば）反射体の表面に直接取り付けられた反射体１０上のリング（ｅｙｅ）１３６を通したロープ１４６は、反射体１０を垂直ケーブル１４０に結びつける。次に、このシステムを使用して、目的の水中の物体またはアイテムをマークすることができる。
【００６２】
状況によっては、特にマークする物体が強い潮流にさらされる潮汐域または領域にある場合、反射体の潮汐運動及び潮流の動きとの相互作用によって、過剰な力がプラグ上のリングにかかり得ることから、極端な状況下では、リング１３６が破損してとれてしまう。これを回避するために、図５では、反射体を、リングに通したロープによって固定するのではなく、ブイ１４４と釣合い錘１４２との間に吊ったネット１４８に格納する。
【００６３】
反射体を垂直の物体（支柱、橋脚、ドリリングプラットフォームの脚等）に取り付けられるように、同様の構成を考案することができる。
【００６４】
図６では、球状音響反射体１０をケージ８１に格納している。
このケージは、一対のホイール８２、９２及び、各ホイールのリムをホイールのハブ８６と連結しているスポーク８４を備える。ケーブル９０は、ハブの中心にあるホール８８を通してホイールに取り付けられる。浮力補助具９４がケーブル９０に取り付けられる。ホイール８２とホイール９２とはステイ９６によって隔てられ、ステイは、ホイール８２、９２を貫通する端部（図示せず）を有する。この端部の雄ねじと係合するエンドキャップまたはナット９８がステイを所定の位置に維持し、またケージ８１の容易な分解も可能にする。ホイール８２、９２とステイ９６との組み合わせは、ケージが糸巻様の外観を呈するようなものである。
【００６５】
ホイール８２、９２及びステイ９８は、ポリエチレン等の適切なプラスチック材料でモールディングされる。殆どの応用例において、ケージ８１が音響反射体８０の動作を過度に干渉しすぎることはないが、周波数によっては（ステイ及びスポークの実寸法に左右される）、許容範囲と考えられる限度を超えて音響伝達の吸収が起こり得る。
【００６６】
あるいは、図７の構成においては、ステイ９８を、ホイール８２と９２との間に延びる複数のナイロンモノフィラメント１００で置き換えている。水中では、この構成は図６の構成より剛性が低いものの、許容範囲の挙動を示すと判明している。典型的には釣り糸に使用される類のナイロンモノフィラメントは、この用途にとって十分な強度を有する。
【００６７】
図６及び７に示すように、ケーブル９０は、格納容器同士を繋ぎ、各ケージ８１は、音響反射体８０を格納する。
必要に応じて、浮力補助具９４を使用することによって、音響反射体を許容可能な深さに維持することができる。当然のことながら、音響反射体を海底に位置決めする場合、浮力補助具は省略される。
【００６８】
図８に示すように、多数の音響反射体１０を海底１５０上に敷設される。
反射体は、曳航ソナーアレイ１５６を曳航しているケーブル敷設船１６０の後方に搭載されたリール１５４に巻かれたケーブル１５２によって繋がれている。典型的には、ケーブルの長さは１００メートル以上であり得る。反射体１０に例えば浮力手段を取り付け、海底１５０に到達した際に反射体がケーブル１５２より上にくるようにシステムを設計することによって、曳航アレイ１５６からのソナー信号を特定の反射体１０’に反射させて曳航ソナーアレイに反射体１０’の位置に関する正確な情報を提供することが可能である。海底に到達した際にこれを各反射体に行うと、各反射体の位置のプロットが可能である。今までは、これは潜水機器を別に使用することによってのみ実現可能であった。ここでは個々の反射体を繋ぐケーブルを使用して説明しているが、ロープ、チェーンまたはネットも状況に応じて使用し得る。
【００６９】
図９は、それぞれが本発明による多数の細長い円筒状音響ロッド反射体９３２を取り付けられたパイプ片９３０の概略図である。
各反射体は、アルミニウムチューブ９３６で覆われたブチルまたは炭酸カルシウム添加シリコンエラストマー９３４を含む。このような材料は、音波速度１６４０ｍｓ−１を有し、アルミニウムと組み合わさって、本発明で必要とされる範囲内のシェル対コア音波速度比２．９５を有する。この比は、アルミニウム単体より遅い音波速度を有するアルミニウム／銅合金を使用することによって最適値にまで低下させることができる。反射体９３２の細長い円筒状端部９３８のそれぞれは、慣用の電気絶縁材料によってキャップされ、閉鎖される。この絶縁材料は特にアルミニウムチューブ９３６をパイプ片から隔離し、またその間での電気伝導を防止する。反射体９３２は、パイプに取り付けられた直立突起部９４２を介してパイプ片９３０に取り付けられる。反射体は、突起部の端部に慣用のやり方で取り付けられた絶縁ブッシュによってパイプ片から電気的に絶縁される。パイプ片９３０は、ホールを有する慣用のエンドフランジ９３１を有し、このホールによって、エンドフランジを別のパイプ片にボルト締めすることが可能になる。音響反射体を取り付けたパイプ片を陸上で事前に組み立て、フランジ９３１のボルトホールを介して、同様の反射体を取り付けたパイプに接合することができる。このようにして、音響反射体を取り付けたパイプラインを、水中パイプラインを敷設するための通常の過程の一部として組み立てることができる。
【００７０】
運転中、図９の細長い音響反射体は、図２Ａ、２Ｂに図示の球状反射体と全く同じように動作する。これを図１０に示す。
音響源（図示せず）から伝送された音波９４０は、図示されるように、ロッド９３２のシェルを形成しているアルミニウムチューブ９３６に入射する。チューブ９３６には、伝達「ウィンドウ」として機能する２つの領域がシェルにあるため、これらの領域において入射音波はチューブ９３６を通ってロッドのコア９３８へと効率的に伝達される。一方の領域９４２は入射ビームの中心にあり、もう一方の領域９４４は、円筒の表面上で楕円を形成する。ウィンドウ９４２を通った入射音波は経路９５０に沿ってチューブの中心を越えて進み、また楕円形のエントリーウィンドウ９４４からの入射音波は、断面が楕円の経路９５２に沿ってコア９３８を横断し、屈折し、ウィンドウ９４２の反対側の円筒状シェル９３６の内側の焦点９５４で集束する。次に、経路９５０、９５２上の音波は反射してそのそれぞれの経路に沿って戻る。また、入射音波の一部は、チューブ内の矢印９５６で示されるように、チューブ９３６内部をチューブに沿って伝達され、これらの音波が焦点９５４で経路９５０、８５２上の音波と建設的に合わさって、より強い反射音響信号９５８が反射体から出力される。
【００７１】
図９及び１０における細長い反射体をパイプ片と関連させて説明してきたが、反射体をその他の物体（油田掘削プラットフォーム、海上作業者用の居住用プラットフォーム、水中に設置するその他の物体等）に応用することもできる。後述するように、この原理を、陸上の物体（ガスパイプライン等）に応用することもできる。
【００７２】
図１１及び１２に示すトロイダル形状反射体６４０を、壁６４４用のガラス強化ポリフタルアミド、アルミニウムまたはアルミニウム合金及び壁６４４が２５％ガラス強化ポリフタルアミドの場合はコアとしてのＲＴＶ１２から、あるいは壁６４４がアルミニウムまたはより密度の高いガラス強化ポリフタルアミドの場合はコア６４６としてのブチルゴムエラストマーＨ８６２ＡまたはＢ２５２から構成することができる。炭酸カルシウム添加ＲＴＶ１１は、アルミニウムまたはアルミニウム合金を使用する場合の別の考えられるコア材料である。
【００７３】
音響源から伝送された音波は、反射体６４０の外面６４２に入射する。コア６４６を横断する及び壁６４４に沿った音響信号の伝播並びに入射領域の反対側の地点での建設的干渉については既に説明済みである。材料は、コア６４６の周囲での壁６４４における音波速度のコア６５６を通る音波速度に対する比が、本発明に従ったものとなるように選択される。
【００７４】
目的によってはトロイダル形状反射体が有利であり、側方から問い合わせを行った場合に、上部または底部より強い反射を得ることができる。
【００７５】
図１３には、海底６６６の表面下に延びる支柱（橋脚等）の下部６６０が示されている。
図５及び６を参照しながら説明した一連の音響反射体６６１、６６２、６６３、６６４が、海面下の橋脚６６０の周囲に取り付けられている。反射体のデザインは、本発明に従ったいずれのものでもあり得て、球状や、図９及び１０で説明したような細長い円筒形、あるいは図１１及び１２で説明したようなトロイダル形状である。図１１及び１２に図示の類のトロイダル形状反射体について説明する。恒久的に海底より上にあるこれらの反射体６６１、６６２を使用することによって、水中の橋脚６６０をマークすることができる。潮流が支持体６６０の周囲の海底を優先的に洗掘する結果、海底の高さは６６７へと低くなり、最初は海底より下にあった音響反射体６６３が露出する。ソナー信号による問い合わせでこの反射体６６３が検出されることによって、洗掘について、場合によっては注意が必要であるとの早期警告がなされる。
【００７６】
洗掘が続くと、線６６８で示されるように海底は更に沈んで第２の反射体が露出し、これは、潜在的に危険な状況が進行していて、支持体６６０の水中の土台に緊急の注意が必要であることを示唆し得る。
【００７７】
４個の音響反射体が図示されているが、関連する設計基準に合わせて、それより多いまたは少ない数の反射体を使用し得る。
【００７８】
図１４には、単純な位置指示装置が示されている。
本明細書に記載の類の２つの同じ音響反射体２１４が、海底２１２（例えば、油田掘削プラットフォーム（図示せず）の脚の間）に固定された三叉の矛様の取り付け台２１０の横木２１３の端部に水中で取り付けられる。同じ種類の別のより大きな音響反射体が、取り付け台２１０の縦木２１７に、２つの小さい音響反射体２１４の中間に取り付けられる。各反射体は球状であり、２つの小さい反射体２１４は、大きい反射体２１６より小さい直径を有する。
【００７９】
潜水機器に取り付けられたソナーアレイ２０２は、比較的広帯域のソナー伝送で音響反射体に問い合わせをする。この伝送信号は、上述のようにして反射される。しかしながら、反射した信号の周波数組成は反射体の直径によって異なり、小さい反射体からの反射音波２２０の周波数は概して大きい反射体２１６からの反射音波２２２より高い。潜水機器はこれらの信号を受け取ると慣用の方法でこれを分析することができ、反射音波の出力、入射角度から、潜水機器からの反射体２１４、２１６までの距離に関する情報が得られる。取り付け台２１０の寸法、横木２１３及び縦木２１７の長さに関する情報を使用して、取り付け台２１０に対しての潜水機器の位置を極めて正確にコンピュータで計算することができる。
【００８０】
この構成は別の興味深い利点も有する。波長の短いソナー信号は波長の長いソナー信号よりはるかに早く減衰することがよく知られている。したがって、反射体２１６からの反射信号２２２を、反射体２１４からの短い波長の反射信号２２０よりはるかに遠い位置で潜水機器が「聞く」ことができるのは明らかである。したがって、取り付け台２１０によってマークされる標的物体に向かっての潜水機器の最初の誘導を、反射体２１６からの反射音響信号２２２に基づいて行うことができる。潜水機器が取り付け台２１０に接近するにつれて、２つの小さい反射体２１４からの反射が得られ、潜水機器のその目標に向かっての最終的な操舵が精確に達成される。
【００８１】
本発明を利用したより洗練された位置指示システムを、図１５〜１８を参照しながら説明する。
図１５において、上述したような音響反射体７個（００１〜００７）から成るセットが、目的のフィールド３１２の海底に配置されている。各反射体は、図１６のように１つ以上のピーク周波数３１６、３１８、３２０で入射音響放射を反射するように設計される。各反射体が応答する３つの特定の周波数から選択することによって、各反射体をコードすることが可能である。したがって、反射体００１は周波数３２０にのみ応答し、名目上、２進数００１を有する。反射体００６は周波数３１６、３１８で応答し、２進数１１０を有し、セットの残りの反射体についても同様である。
【００８２】
ここでフィールド３１２に、広帯域で信号３１４を発するソナー３２４を搭載した潜水機器３２２が接近すると、各反射体（００１、００２、００３・・・００７）は、３つの周波数のそれぞれでの応答によって特徴づけられる、各々に対応する２進数（００１、０１０、０１１・・・１１１）で応答する。
【００８３】
戻ってきた信号を分析することによって、音響反射体００１〜００７のそれぞれに対しての潜水機器３２２の位置を特定する。
【００８４】
図１６に図示の方法での広帯域の信号の伝送には、無駄が多いことが見て取れる。エネルギーのごく一部しか反射されないからである。図１７において、ここでは伝送信号３１４も、反射体セットが応答するように設計されている周波数３１６、３１８、３２０と同じ周波数３１６’、３１８’、３２０’となるように編成される。このようにすると、潜水機器が必要とする出力がずっと少なくなる。あるいは、図１６の広帯域伝送の場合と同じ総出力を伝送する場合、信号はより遠くへと伝達されることから、フィールド３１２をより遠い位置から「見る」ことが可能になる。
【００８５】
より広いフィールドをマークするためのより大規模な音響反射体セットは、４つ以上の周波数を使用して構築することができ、４つの周波数を使用して最高１５個、５つの周波数を使用して最大３１個の反射体のセットを構築することができ、以下同様である。
【００８６】
図１８に図示の状況において、音響反射体のセットは、図１５に図示されるように海底に敷設される。
しかしながら、この場合、音響反射体の直径は異なり、例えば反射体００１の直径は１５ｃｍ、反射体００２の直径は１７．５ｃｍと、反射体００７まで直径は２．５ｃｍずつ大きくなる。直径以外の点では、反射体は同じものである。ここでこの反射体セットに、図１６において３１４として示される類の広帯域音響伝送で問い合わせをすると、反射体００１からの応答は、図１８の上の波形のようになる。左側の反射は反射体の表面からの反射であり、本明細書に記載されるようにソナーからの音波が反射体の外周に沿って及び反射体を横断して伝達されていない。右側のより大きな応答の反射波は、上述したような、ソナー反射体を横断して及び反射体の外周に沿って伝達された反射ソナー信号である。
【００８７】
ここで第２の波形を参照するが、反射体００２の直径が反射体００１より大きいことの直接の結果として第２のより大きな反射までの時間がより長くなることを除けばパターンは同じである。第３の波形を参照するが、２つの応答の間の時間間隔は、反射体００３の直径がより大きい結果として一層大きい。したがって、第１の反射とメインの反射との間の時間間隔は、反射体セットを構成する反射体のそれぞれに特徴的であり、セットの各反射体の一意的な特定が可能になる。実際には、異なる直径の反射体を使用したこのアプローチのほうが、図１６及び１７で説明したアプローチより利用し易い傾向がある。これは場合によっては、反射した信号と同時に到着するノイズが、更に処理をしない限り、図１６及び１７の狭いパルスの見分けを困難にし得るからである。
【００８８】
本出願人は、赤外線による誘導によって熱源（航空機のエンジン等）の位置を特定する熱線追尾ミサイル等を逸らすまたは混乱させるために広く使用されている、空気中のチャフの音響水中等価物が、本明細書に記載の類の音響反射体の使用によって得られることを発見した。水中において、潜水機器の通常の標的追尾機構はソナーである。
【００８９】
水中の船舶を隠すまたは保護するための本発明を使用したシステムは、船舶の周囲の水中に展開する複数の本発明によるパッシブ音響反射体を含み、この音響反射体は、脅威であると認識される特定の音響周波数でソナー信号を反射するようにチューニングされる。音響反射体を同調させる音響周波数は、ソナーを使用して標的を追尾する潜水機器が使用する周波数または船舶それ自体が水中を進む間に発する音波の周波数であり得る。
【００９０】
本明細書に記載の類の反射体が応答する設計周波数は、反射体の直径及びシェルの厚さの関数である。したがって、これらのパラメータを設計することによって、関心のある特定の周波数でソナー信号を反射する多数の反射体を利用するシステムを設計することができる。広いスペクトルをカバーするシステムは、船舶にとっての様々な脅威に対抗するための多数の異なる周波数で動作する反射体を含めることによって設計することができる。
【００９１】
この種のシステムを、脅威（例えば、潜在的な標的をソナーによる探測によって特定する標的追尾魚雷）から船舶を保護するために、あるいは潜水艦もしくは船舶のソナーまたはいわゆる「ダンキングソナー（ｄｕｎｋｉｎｇ ｓｏｎａｒ）」システムから船舶を不可視にするために使用することができる。システムは、船舶それ自体が発する音響信号を、その発せられた音を散乱させることによってマスクすることもでき、例えば音響探知機に検知されることなく船舶を出港させることができる。
【００９２】
この種のシステムは極めて単純なものであり得る。水上艦の場合、多数の音響反射体をネットに入れて保管し、必要な際に放出することができる。利用する反射体を、上述したようにケーブル、ロープでまたはネットに入れて繋げ、反射体の利用の原因である脅威が排除された後に回収することができる。潜水艦においては、本発明によるパッシブソナー反射体をチューブを介して展開し得る。
【００９３】
状況によっては、水面を浮き沈みする傾向がある反射体について、浮力が問題となり得る。反射体が上述したようなリング付きプラグを有する場合、浮力補助具をそのリングに取り付けることによって反射体が沈もうとしないように支援し、また同様に表面から反射体が浮き上がろうとしないように錘を取り付けることによって、望ましくないソナーによる検知から船舶を隠すのに必要な高さに反射体を維持することができる。
【００９４】
本発明によるこのようなソナー反射体によって、ソナー音ベースでソナーの操作性能を測定し、またオペレータの訓練及び演習用のリアルな擬似標的を得るための単純な方法が得られることも判明した。このようなソナー反射体は、訓練を目的として様々な種類の標的を得るために、異なる応答を有するように個別に製造することができる。
【００９５】
理想的な水の状態では、物体（例えば、潜水機器の泳者）のソナーによる検出が８００〜１０００ｍの範囲で可能である。しかしながら、温度変化、塩分濃度及び浮遊粒子が検出範囲に劇的に影響し得て、また水の状態はごく短時間で大きく変化し得る。
【００９６】
このようなソナー反射体は、水の状態の変化によってのみ変動する一定した音響反射強度を提供し、これは、運転のために沿岸からの電力供給やバッテリーを必要としないため、設置及びメンテナンスが実質的により単純なものになる。
このようなソナー反射体を、適切な錘及びその他の部品を装備した状態で、望ましい範囲マーカーの適切な地点に、例えば小型船舶の側面にわたって配置することによって、ソナー検波器オペレータのための訓練法を提供することが可能である。あるいは、このような反射体が連なったものを海底に一定の間隔で、展開したソナーの最大検出範囲にまで敷設することによって、そのソナーが実際に物体をその特定のモーメントで検出できる実際の範囲をキャリブレートすることが可能である。後者は、例えば港への進入をモニタしている安全保障環境において重要であり得る。というのは、物体の検出がソナーの最大検出範囲で可能な場合、泳者が港に到達するまでに少なくとも２５分かかるが、水中検出範囲が狭くなると、検知されるまでに泳者は港により近い位置、例えば港から６分の距離に到達してしまうからである。検出範囲におけるこの違いは、脅威への対応チームを波止場に配備するか水中に配備するかの間で大きな違いを生む。
【００９７】
地下のプラスチックまたはその他の非金属製のパイプ、特にはガスを送るために使用されるもの（現在、これらをマークする方法はなく、試行錯誤によってのみ発見できる）のマーキングにおける本発明で説明の類の反射体の応用が特に有用である。このようなパイプを敷設する場合または一旦敷設されたものを発見した場合に、本発明による反射体をそのパイプの近くに埋設することができる。低周波数の地中探知音波は反射体で反射され、地上で音響マイクロホンによって検出され、反射体の存在ひいてはパイプの存在を示す。
【００９８】
ブチルゴム及びシリコンエラストマー中での音波速度が、弾性がより低い材料（金属、セラミック等）より温度依存性が高いことは、留意すべき興味深い可能性である。したがって、これらの材料の１種から形成されたコアを、そのコアを使用する用途に慎重に適合させることが可能である。海面近くより水温が低い深海で展開する反射体では、浅瀬で使用するものより密度が低いエラストマーを使用し得る。コアにブチルまたはシリコン系エラストマーを使用する全ての例において、硬化前にエラストマーに炭酸カルシウムを添加することによってエラストマーにおける音波速度を上昇させることが可能である。したがって、実地では、炭酸カルシウムの含有量を変化させることによって、特定のエラストマーをコアでの使用に合わせて最適化することができる。発明者は、エラストマー中の実用的な最大炭酸カルシウム量が体積で３０％あまりであり、それ以上になると、炭酸カルシウムによって音波が減衰してしまい、出力が著しく劣化することを発見した。
【００９９】
図１９は、直径２００ｍｍ、シェルの厚さが８．８ｍｍの球状音響反射体の周波数応答を示したものである。
最大応答は周波数１２０ＫＨｚであるが、大きな２次応答が約２３０、３８５、４７０、５２０及び６２５ＫＨｚで起きることが見てとれる。この情報を利用して、前記で説明したようにシステムの反射体を識別することができる。壁の厚さまたは直径を変更することによって、全く異なる応答が得られ、またその情報を利用することによって、目的の反射体を一意的に特定することができる。
【０１００】
図２０及び２１は、球状音響反射体の別の製造方法を示す。
【０１０１】
図２０Ａ、２０Ｂにはそれぞれ、球状反射体１０のシェル１２の２つの半球体７０２、７０４が図示されている。半球体は２５％ガラス強化ポリフタルアミドから形成される。反射体のコア１６（この場合、ＲＴＶ１２の球体）が、図２０Ｃに示される。コアの直径は、組み立てた場合に２つの半球体７０２、７０４の内径より周囲温度でごくわずかに大きくなるようなものである。小さなベント７１２が半球体の一方に設けられるが、これは重要ではない。一方の半球体７０２のリム７０８に沿ってタング７０６が設けられる。タング７０６の直立エッジ及びリム７０８は、そのエッジに沿って分布する複数のタブ７１０を有する。もう一方の半球体７０４のリム７１６にはグルーブ７１４が設けられ、グルーブ７１４及びリム７１６はエッジに沿ってタブ７１８を有する。
【０１０２】
最初に、コア１６のＲＴＶ１２は、意図する用途に合った寸法の、内部が球状の型に流し込まれ、硬化させられる。型にＲＴＶ１２を過充填し、スプルーを残し、割れ目形成の機会を減少させる。スプルーを除去し、成型されたＲＴＶ１２製の硬化球体に欠陥がないか点検し、冷蔵庫に入れ、反射体の使用を意図している温度より低い均一温度に達するまで反射体を放置する。
【０１０３】
続いて、ＲＴＶ１２製コアを冷蔵庫から取り出し、半球体の一方、例えば７０４に入れる。次に、もう一方の半球体、例えば７０２をコア１６にかぶせ、半球体７０２のタング７０６をもう一方の半球体７０４のグルーブ７１４内で係合させる。これは図２１Ｂでより詳細に見て取れる。この例において、タング及びグルーブの寸法は、タングの片側と、その同じ側のグルーブ７１４の壁との間に間隙７２２が残るようなものである。タブ７１０、７１８は、半球体を回転させると互いに干渉する。一方の半球体をもう一方の半球体に対して回転させるとタブ７１０、７１８が溶融して互いに融合し、タング７０８とグルーブ７１４との間に摩擦溶接部７２０が形成される。タングとグルーブとの間の空間７２２は、溶融による溶融物７２４によって緩く充填され、反射体の直径周囲に脆弱な領域が形成される。
【０１０４】
コアの温度が周囲温度に戻るにつれてコアは膨張し、コアと半球体との間に捕捉された空気が小さいベント７１２から押し出される。一旦、コアが完全に周囲温度に達したら（例えば、２４時間後）、ベント７１２を樹脂で封止する。このケースではコアがエラストマーであるため、その膨張によってシェルの内壁がその表面全体にわたって圧迫され、間隙が生じない。
【０１０５】
同じ原理を、別の材料の組み合わせにも適用することができる。特に有用な組み合わせは、アルミニウム製シェルと、ブチルゴムから形成されるエラストマー製コア（例えば、ＮＡＳＬ−Ｈ８６２Ａ、Ｂ２５２等）との組み合わせである（非特許文献１）。製造過程は、ベント７１２を所定の位置でスピン溶接されたアルミニウム製ピンで塞いだこと以外は既に記載のものと同じである。
【０１０６】
コアを冷却して周囲温度に戻すことは製造過程において重要な工程ではないが、発明者は、シェルとコアとの間に捕捉される空気を最小限に抑えることが、シェルとコアとの間での優れた音響カップリングの確保にとって望ましいこと、及びこの工程を含めることによって、その通常の製造上の公差内でのコア及びシェルの寸法の小さな変動に起因する、得られる反射体の性能における変動傾向が軽減されることを発見した。
【０１０７】
別の半球体の構成を図２２Ａ、２２Ｂ、２３Ａ、２３Ｂに示す。この図において、反射体１０は、２つの半球体７５２、７５４から形成されるシェル１２を有する。これらの半球体のエッジは切り出しステップ７５６、７５８を有し、ステップ７５６は半球体７５２のリム７６０の外側に面し、ステップ７５８は半球体７５４のエッジリム７６２の内側に面する。これらの半分割体を接合した場合、ステップ７５６の深さは、ステップ７５８の深さより深いため、半球体を合わせると、深いほうのステップ７５８によって、シェルの赤道付近に厚さの薄い円周部７６６が形成される。２つの半球体７５２、７５４は、摩擦溶接またはレーザー溶接によって接合される。摩擦溶接を支援するために、直立タブをステップ７５６、７５８の外方エッジ及びリム７６０、７６２の切欠き部に設け得る。ベント７６４が、半球体の一方に含まれる。コアは、上記の段落０１０１〜０１０５に記載されるようにして形成され、シェルはコアの周囲で組み立てられ、２つの半球体は、上述のようにスピン溶接によって互いに接合される。水がシェルを通って反射体の内部に浸入し、反射体の内側と反射体の外側との間に著しい圧力差が生じると、反射体は、優先的に、厚さの薄い内方円周部で爆発的にではなく安全に破損する。
【０１０８】
図３の構造を採用する場合、図２０〜２３のベント７１２、７６４をより直径の大きい充填ホールで置き換え、上記の段落００５５〜００６０に記載されるようにコアを充填し、反射体を塞ぐ。
【０１０９】
図２０〜２３に図示の構造が解決に役立つ問題がある。通常、本発明の音響反射体は比較的温和な温度条件下で保管及び輸送される。しかしながら、世界には、海中（または地中）での利用前の輸送または保管中に反射体が極度の暑さにさらされる地域がある。本発明に必要とされる典型的なコア材料は典型的なシェル材料よりずっと高い膨張係数を有するため、膨張によってシェルにかなりの応力がかかる可能性があり、これはシェルの破裂につながり得る。あるいは、図３の実施形態の場合、プラグが飛び出し得る。
【０１１０】
臨界パラメータを、任意の地点での絶対速度ではなくコアでの平均音波速度であると認識することによって、この問題を克服できる代替のコアの構築が可能になる。一実施形態においては、コア材料をシェル内に入れず、展開した際に海水がシェルの内部に自由に進入できるように、図２０、２１、２２、２３のそれぞれにおけるベント７１２、７６４を開放したままにする。海水は、その塩分濃度に応じて約１４３３〜１５００ｍｓ−１の音波速度を有し、シェルが真鍮または別の軟質金属（鉛等）であると、本発明の要件を満たす反射体が構築され、この反射体は動作時に堅牢でありかつ浸水または温度膨張によって引き起こされる問題にわずらわされることがない。
【０１１１】
シェル（Ｚｙｔｅｌ（登録商標）ＨＴＮ５１Ｇ２５ＨＳＬ）の内径よりわずかに小さいプレキャストＲＴＶ１２製コアを有し、また図２０Ａ、２０Ｂに図示されるような半球状シェルを使用した音響反射体を使用して、特に良好な結果が得られている。コアは、上記の段落０１０１〜０１０４に記載されるようにして半球状シェル部材７０２、７０４内に取り付けられるが、ベント７１２は、封止されずに開放されたままである。装置が高温で輸送される場合、コアはシェル内で自由に膨張できることから、応力による破損が回避される。反射体を水中に入れると、水がベント７１２からコアとシェル内部との間に浸入することができる。それまでにコアは若干収縮していることから、コアとシェル壁との間に小さい間隙ができ、この間隙が水で満たされる。コアとシェル壁内側との間に水が存在することによって、実際に音響カップリング及び装置の性能が改善され、存在する水の量は、コア（水及びＲＴＶ１２）の平均音波速度にほとんど影響しないことが判明している。
【０１１２】
前記の構造の場合、シェルを通っての水の浸透は問題とならない。反射体を水上に引き揚げた際に、ベントの存在によって過剰な圧力がかからないからである。これは図２１及び２３の７２２及び７６６で表わされる脆弱な円周領域を省略できることを意味する。この結果、より強靭な構造が得られる。
【０１１３】
更なる代替実施形態には、ベント７１２または７６４に続くダクトを備えた中心穴を有するコアをキャスティングし、水を外周ではなくコアの中心に入れることが含まれる。その他の代替の実施形態には、高温にさらされた際にコア材料の膨張を緩衝する少量の空気またはその他の気体の気泡をコア材料に入れることが含まれる。
【背景技術】
【０００１】
パッシブ音響反射体は、例えば２００７年１０月１０日出願の英国国防大臣出願の特許文献１（参照により本願に組み込まれる）によって公知である。この特許文献１において、パッシブ音響反射体は、コアを取り囲んで配置された壁を有し、このシェルは、シェルに入射した音波をコア内に伝達して集束させ、入射領域の反対側に位置するシェルの領域から反射させて反射体から反射音響信号を出力することができ、コアが球体または直円柱の形態であり、また音波速度８４０〜１５００ｍｓ−１を有する材料の１つ以上の同心層から形成されること、及び、シェルのコアに対する寸法が、シェルに入射した音波の一部がシェル壁に結合し、シェルの円周に沿って誘導され、次に再放射され、前出の出力された反射音響信号と建設的に合わさってより強い反射音響信号が出力されるものである。
【０００２】
実際には、このような反射体の性能が常に予測通りであることはなく、また記載の構成に従って形成された反射体は、深く水に沈めた際にまたはそのような深さから引き揚げた際に、状況によっては変型したり破損したりする恐れがあることが判明している。
【０００３】
最近では、電気ケーブル等の他の地下物体とは異なって、慣用の電磁波を利用した検出システムの使用では検出が極めて困難な地下ガス管等のマーキングに、音響反射体を応用する新たな可能性が現れている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】英国公開特許第２４３７０１６号Ａ
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】ＮＲＬ ｍｅｍｏｒａｎｄｕｍ ＡＤ７３３９７８、Ｌａｓｔｉｎｇｅｒ「Ｓｐｅｅｄ ｏｆ Ｓｏｕｎｄ ｉｎ Ｆｏｕｒ Ｅｌａｓｔｏｍｅｒｓ」
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明において、音響反射体はコアを取り囲むシェルを含み、このシェルは、シェルの表面に入射した音波がコアへと伝達される際に通過する１つまたは複数の音響ウィンドウと、コアに進入した音波を反射して音響ウィンドウの１つに戻す焦点とを有し、シェルにおける音波伝達速度の、コアにおける音波伝達平均速度に対する比は２．５〜３．４の範囲であることを特徴とする。
【０００７】
好ましくは、シェルにおける音波伝達速度の、コアにおける音波伝達平均速度に対する比は、２．７４〜３．４（２．７４、３．４を含む）の範囲である。
【０００８】
より好ましくは、この比は、２．７４〜２．８６（２．７４、２．８６を含む）の範囲である。
【０００９】
本発明者は、全く予期せぬことに、約２．８２の比ではピーク音響反射エコー強度が−４ｄＢの強度で現れるが、上記の範囲内では一般に−１５ｄＢより良好であり、２．５〜３．４の範囲では−１０ｄＢより良好であることを発見した。
この範囲外では反射体は商業利用にあまり適さないが、これは音響反射強度の低下を補うために反射体の直径を大幅に拡大しなくてはならないからである。例えば、比が２．４８の場合、音響反射エコー強度は−２７ｄＢにまで低下した。上記の範囲内であれば直径３００ｍｍ以下の音響反射体の動作に問題は全くないが、以下で説明する理由により、海中環境で動作させる商業用反射体の場合、恐らく１００ｍｍが実際的な直径の下限である。これは、反射体が反応する周波数が著しく上昇し、また応答が著しく上昇するからである（段落００６０を参照）。
【００１０】
臨界パラメータが、コアを通過する平均音波速度に関係するということは、混合材料（例えば、水及びエラストマー）から成るコアを構築すると、これによって高温での輸送及び保管に耐える音響反射体の構築が可能になることを意味する（段落０１１０以下を参照）。
【００１１】
シェルは、非金属、エポキシ含浸カーボンファイバー、Ｋｅｖｌａｒ（登録商標）（アラミド）ファイバー、エポキシ樹脂を含浸させたＺｙｌｏｎ（登録商標）［ポリ（ｐ−フェニレン−２，６−ベンゾビスオキサゾール）すなわちＰＢＯ］ファイバーまたはポリエチレンファイバー（例えば、Ｄｙｎｅｅｍａ（登録商標））から形成することができる。複合材中のファイバー量を変化させることによって、用途に合わせて音波速度を調節することができる。
【００１２】
考えられ得る金属製シェルの中でも、アルミニウム及びその合金が特に良いが、これはアルミニウムのシェル材料は、入射音響信号の約５０％を反射し、残りはコアまたはシェルに吸収される及びコアまたはシェルを通過するからである。これは、例えば、入射した音響放射の比較的少ない割合しか材料内に進入せず、残りが反射するスチールに匹敵する。シェルとしてアルミニウムまたはその合金の１種を使用する場合、コアは好ましくは約１６２０ｍｓ−１の音波速度を有する材料であり、ブチルゴムＮＡＳＬ−Ｈ８６２Ａ及びＢ２５２はこの基準を満たし、また適切であり（非特許文献１）、炭酸カルシウム添加ＲＴＶ１１も同様である。
【００１３】
しかしながら、本発明者は、ＲＴＶ１２のシリコンエラストマー製コアの入った２５％グラスファイバー強化ポリフタルアミドで製造したシェルが、特定の周波数の入射音波を極めて良好に反射することを発見した。
２５％グラスファイバー強化ポリフタルアミドは、Ｅ．Ｉ．ｄｕ Ｐｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ ａｎｄ Ｃｏｍｐａｎｙから商標名Ｚｙｔｅｌ（登録商標）ＨＴＮ５１Ｇ２５ＨＳＬで販売されている。同様のグラスファイバー強化ポリフタルアミドが、Ｓｏｌｖｅｙ ＳＡから商標Ａｍａｄｅｌで市販されている。ポリフタルアミド系のシェルは本発明において特に有利であるが、これはポリフタルアミド系のシェルが硬く、約３１０℃で固相から液相へと素早く相転移し、その温度未満では大きく軟化することがないからである。この特徴は、シェルを、その温度より低い液状コア材料で充填することができ、またシェルが変形するリスクなくコア材料を硬化させることができることを意味する。本発明による音響反射体の実現によって、あらゆる種類の用途向けの反射装置を設計する可能性が開ける。３５％、４５％及び６０％のより高いグラスファイバー含有量のポリフタルアミドも得られ、これらのポリフタルアミドによってより一層硬いシェルがもたらされるが、グラスファイバー含有量が上昇すると、最終製品の脆性及びシェル内での音波伝達速度も上昇する。
【００１４】
ある特定の有利な応用例において、音響反射体は、断面が管状の細長いシェルによって取り囲まれたコアとして機能する中心ロッドを備えた、細長く実質的に円筒形の構造体を含むことを特徴とする。
【００１５】
このような反射体を、例えばパイプ片に取り付けることによって、水中または地中のパイプをマークすることができる。パイプ片を水に沈める前に、そのパイプ片にそのような反射体を複数（例えば４つ）事前に取り付けると、そのパイプ片をマークするためのシステムが簡単かつ経済的に得られる。パイプラインの全てのパイプ片にこのようなマーカーを取り付けると、パイプライン全体をマークすることができる。
【００１６】
本発明の別の実施形態において、本発明による音響反射体はトロイダル形状である。
【００１７】
本発明の更なる実施形態において、本発明による音響反射体は、水中の物体が置かれる水塊の底の洗掘をモニタするために、その物体に取り付けられる。反射体は、そのような物体を水中に置く前に、その構造の一部として取り付けられ得る。
【００１８】
本発明は、水中での物体の周囲での洗掘をモニタする方法を提供し、この方法は、少なくとも１つの本発明による音響反射体を取り付け、この音響反射体を、洗掘によって反射体が露出する結果、音響ビームによる問い合わせによって反射体が検出されるようになるように関連する水塊の底の自然な高さより下に位置決めすることを含む。好ましくは、本発明による音響反射体において、音響反射体をロープ、ケーブル等に取り付けるための取り付け手段は便利にはリング（ｅｙｅ）である。反射体がエラストマーまたはその他の非金属製のコアを有する場合、コアを充填するために、シェルにホールを設け得る。このホールをプラグで塞ぎ、便利にはリングをプラグに取り付ける。あるいは、反射体をネットに格納し得る。
【００１９】
本発明の別の実施形態において、水中の物体または領域をモニタ及びマークする方法は、本発明による少なくとも１つの音響反射体を目的の物体または領域に位置決めすることによって、音響ビームによる問い合わせで反射体を検出することを可能にすることを含む。これは、例えば、反射体を、紛失の恐れのある高価な物体もしくはコンテナまたは航空機のブラックボックスに取り付けることによって行われ得る。本発明の別の態様は、このようなソナー反射体をダイバーまたはダイバーの機材に取り付け、ソナーで反射体に問い合わせをすることによってダイバーの位置を特定することである。
【００２０】
本発明による反射体の更なる応用例は、本発明による１つまたは複数のソナー反射体で特定の領域または物体をマークすることによって、ナビゲーションに反響定位システムを利用している水中哺乳動物にそのような領域の存在を示すことである。この応用例を更に発展させると、水中哺乳動物を訓練して本発明による音響反射体の存在を認識させることによって、このような哺乳動物を経済目的（アイテムの特定、回収または配達等）に利用することが可能になる。
【００２１】
本発明による音響反射体は、反射体をロープ、ケーブル、ネット等に取り付け、このロープ、ケーブルまたはネットを巻胴から繰り出すことによって海中に位置決めすることができる。敷設地点の反射体の位置は、巻胴を搭載した船舶が曳航する曳航ソナーアレイを使用することによって特定することができ、これを目的としてソナーシステムを搭載した別の潜水機器を使用する必要性がなくなる。
【００２２】
本発明による音響反射体の実現によって、あらゆる用途向けの反射装置を設計する可能性が開かれる。
【００２３】
本発明の反射体の別の可能な応用例は、１つ以上の反射体の、既知の位置に対する位置の割り出しを可能にすることである。これは特に、位置の割り出しを慣性航法装置（ｉｎｅｒｔｉａｌ ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ：ＩＮＳ）に依存している自律型無人潜水機器（ａｕｔｏｎｏｍｏｕｓ ｕｎｄｅｒｗａｔｅｒ ｖｅｈｉｃｌｅ：ＡＵＶ）に有用である。
このような潜水機器のＩＮＳが潜水機器の潜水に続いて再キャリブレーションを必要とすることは周知であり、この再キャリブレーションは、既知のスペクトル特性を有する既知の位置の反射体の問い合わせによって達成され得る。データム位置を得ることを目的とした特定の反射体の識別を支援するためには、特定のパターンに反射体群を配置するのが簡便であり得て、これは例えばプレートまたはマット上の事前に準備された組み合わせの形態であり得る。同タイプの構成は、例えばマークされた特定の物体の存在を示す異なる数及び／または配置の反射体を取り付けた海底上の目的の物体（ウェルヘッド、パイプバルブ等）の位置特定にも有用であり得る。ソナーソースはいずれの慣用の輸送体に搭載することもでき、例えば潜水艦、その他の有人潜水機器、恒久設置型水中ソナー、ボート、航空機、ヘリコプターまたはＡＵＶに搭載したディッピングソナーである。
【００２４】
本発明の更に別の応用例は海中の物体の特定及び回収システムであり、物体に取り付けられたパッシブソナー反射体と、ソナートランスミッタと、パッシブソナー反射体で反射したソナー信号を受信する手段とが含まれる。受信手段は、トランスミッタと同じまたはどこか別の場所に位置し得る。三角測量システムが可能であり、受信装置は３つの異なる場所に配置され、物体の具体的な位置は、慣用の三角測量によって特定される。
【００２５】
他にも多くの応用が本発明で可能である。応用例には以下が含まれる。
・水中の物体（すなわちパイプライン、電力ケーブル、電話線、海底に固定した設備）の具体的な地理的位置のマーキング、または、単体で、もしくはその他の同様のソナー反射体／位置特定の助けとなるアクティブ位置特定装置（例えば、赤＋緑対赤＋青）と組み合わせて水に沈めるための準備としての、物体への適用。
・水中装置への適用または水に沈める準備としての装置への適用であり、水柱内もしくはその底または海底にある装置の現在地をマークする。すなわち、自由にまたはある範囲内で動き回るケーブル（潮汐及び／または水流あるいはその他の流動物と共に動くある種のケーブル等）またはその他の装置のマーキング。
・石油もしくはガスのプラットフォームの水中部品またはこのようなプラットフォームの残骸のマーキング。特定のカテゴリの水中資産の所有者、機能またはタイプ等を特定するための手段として別々にチューニングされた複数の反射体の使用を含み得る。
・例えば大洋航路用の、港湾内位置特定補助装置として、沈没船またはサンゴ礁、水中の岩石等の航行上のその他の危険物用の、海中で／航行上重要ではあるが特定の機器にソナー反射体を取り付ける必要がない場所のマーキング。
・経済的または商業的関心区域のマーキングまたは指示（例えば、採鉱権に関連した国の海洋境界線）。
・船舶から船外へと失われたもしくは航空機の事故で失われた高価なコンテナの特定または航空機のブラックボックスの位置特定及び回収。
・海中断層の移動のマーキング及びモニタリング等の地理的構造のモニタリング。
・のちに廃棄する予定の海底上の危険な物体（沈没船、採掘坑等）のマーキング。
・ダイバー追跡。
【００２６】
本発明のある興味深い応用例は、イルカ、ネズミイルカ及び反響定位を利用する海中哺乳動物を誘導するための経路または物体をマークすることである。
例えばバンドウイルカが発する音の周波数は０．２５〜１５０ｋＨｚである。反響定位では主に高い周波数のクリック音（４０〜１５０ｋＨｚ）が使用される。典型的な反響定位クリック音のピーク周波数は約１００ｋＨｚであるが、周波数は、個々の反響定位の課題に応じて大きく変化する。この周波数を反射するソナー反射体を製造し、このような反射体を水中の物体に取り付けることによって、物体をマークし、そのような哺乳動物を誘導することができる。特に、ドルフィン類を訓練して特定のソナー反射体を認識させ、反射体のある領域までアイテムを運ばせたり、アイテムを反射体のある領域から回収させたりするために利用することが可能である。
【００２７】
特許文献１の音響反射体でも見られた問題点は、エラストマー製のコアを使用する場合、製造中、時折、硬化時にエラストマーが裂けて反射体内で割れ目が発生し、性能に影響することであった。提案される１つの解決策がシェルにホールを設けることであり、最初にエラストマーをそのホールを通してシェル内に注ぎ込み、硬化させ、過充填によって注ぎ足し、再度硬化させ、余分なエラストマーを除去し、ホールを塞ぐ。
【００２８】
別の潜在的な問題点は、上記の類の非金属製のシェルを有し、水中深く（５０００メートルを超える）で利用される反射体では、水が浸入する統計的リスクがあることである。反射体を水面に引き揚げると、浸入した水の圧力は周囲を取り囲む水または空気の圧力より実質的に大きくなるため、反射体のシェルの突然で壊滅的な破損のリスクが生じる。
【００２９】
従来公知の製造方法は、場合によっては煩わしいものになり、固体の材料（金属、セラミック、既に硬化しているまたは未硬化の状態で自由流動していない材料等）から成るコアでは使用することができない。本発明の反射体を製造する方法は他にもあるが、内部に取り込まれた水の急激な減圧によるリスクを管理するように適合された音響反射体の低コストで一様な製造方法が求められている。
【００３０】
したがって、本発明による音響反射体は、シェルが、互いに接合された２つの半分割体から構成され、かつコアを取り囲むことを特徴とする。球状反射体において、シェルは、スピンまたはレーザー溶接によって接合できる２つの半球体を含む。
【００３１】
シェルを、反射体を水面に引き揚げる際の減圧の結果として内圧で破損し得る材料から形成する場合、シェルの半分割体には、内圧への耐性が低い領域をその接合部に設けることができる。
【００３２】
スピン溶接部を間に有する半球体の場合、スピン溶接領域の周囲の厚さは薄くなり得るまたは強度が低くなり得る。
【００３３】
半分割体の一方は最初、２つの半分割体をコアの周囲で合わせる際に捕捉される空気を放出するためのベントを有し得る。このベントは、製造完了時に封止される。この封止はシェルの材料にとって適当なものであり得て、小さいプラグのスピン溶接、樹脂の充填等が含まれる。
【００３４】
２つの半球体から形成されるシェルの場合、一方の半球体の露出したエッジは、もう一方の半球体の対応する露出したエッジに形成されたグルーブと係合する直立タングを有し得る。半球体を互いにスピン溶接する場合、タングのエッジ及びグルーブの内側は、一方の半球体をもう一方の半球体に対して素早く回転させた場合に優先的に溶融して溶接部を形成する１つ以上の直立した小さなタブを含み得る。
【００３５】
半球体が統計的に内圧で破損するリスクのある非金属材料から成る場合、タングは最初はグルーブの約半分を占め得るため、溶接材料は、スピン溶接後もグルーブ全体を満たすことがなく脆弱な円周部となる。通常１７０ＭＰで破損するガラス強化ポリフタルアミド製シェルの場合、半球体の接合部は５０〜１００ＭＰで破損するように設計され得て、いかなる内圧であっても安全に開放することができる。
【００３６】
本発明の別の態様において、本発明による音響反射体の製造方法は、２つの半球体をコアの周囲で互いに接合する工程を含む。
【００３７】
球状音響反射体において、本発明の製造方法は、２つの半球体を球状コアの周囲で互いに接合することを含む。
【００３８】
更に、この２つの半球体を互いにスピン溶接する工程を含み得る。
【００３９】
スピン溶接は、一方の半球体の露出したエッジ上に形成されたタングをもう一方の半球体の露出したエッジ上に形成されたグルーブ内で回転させる工程を含み得る。加えて、この工程は、タング及びグルーブ上の直立タブを互いに溶融させて溶接部を形成する工程を含み得る。
【００４０】
更に、また重要なことに、この製造方法は、コアを反射体内に配置する場合の形状及びサイズに調製する工程、このコアを展開時の温度より低い温度の場所に置く工程、実質的にコア全体をその温度に到達させる工程、そのコアをその場所から取り出す工程、シェルの２つの半分割体の間に置く工程、シェルのこの２つの半分割体を互いに封止する工程を含み得る。
【００４１】
好ましくは、捕捉された空気を半分割体の一方のベントから放出してからベントを封止する。
【００４２】
上記の２つの段落に記載されるような製造過程では、他の方法で形成したコアに見られるエアポケット及び割れ目のリスクが回避される。他の方法で形成された反射体の完全性を二重にチェックする唯一の方法は、反射体形成後の非破壊検査（Ｘ線検査等）である。製造過程終了後にその段階を行うと、反射体が規格を満たさない場合、償却コストが比較的高くなる。前記の技法を利用することによって、償却コストがまだ低い、コアをシェル内に展開する前の段階でその完全性を検査することができる。
【００４３】
コアにシリコンエラストマーＲＴＶ１２を使用する典型的な反射体において、ＲＴＶ１２は、球状の型内に、その利用に必要とされるサイズに過充填され、硬化され、取り出され、スプルーが切除される。目的のコアを完全性について検査し、基準を満たしていれば家庭用冷蔵庫に入れることができる。一方がタングを有し、もう一方がグルーブを有するガラス強化ポリフタルアミド製の半球体は、慣用のやり方で形成される。ＲＴＶ１２製コアを冷蔵庫から取り出し、半球体の一方に入れる。次にもう一方の半球体をコアにかぶせると、一方の半球体のタングがもう一方の半球体のグルーブと係合する。この２つの半球体を上述したように互いにスピン溶接する。コアは、周囲温度に戻るにつれて膨張し、コアと半球体との間に捕捉された空気が半球体の一方にある小さなベントから押し出される。コアが周囲温度に完全に達した後（例えば、２４時間後）、ベントを樹脂で封止する。金属製コア、セラミック製コア及びその他のエラストマー製コアは同様のやり方で調製することができる。ただし、多くの場合、モールディングよりキャスティングのほうがより適当なコア調製方法である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１Ａ】本発明による球状音響反射体の概略断面図
【図１Ｂ】入射音響信号の方向から図１ＡのＡ−Ａ方向に向かって見た反射体の説明図
【図２Ａ】シェルが２つの音響ウィンドウを有する材料から構成される球状音響反射体の概略断面図
【図２Ｂ】入射音響信号の方向から図２ＡのＡ−Ａ方向に向かって見た反射体の説明図
【図３】リング付き取り付け手段を備えたプラグを有する非金属製音響反射体の同様の部分断面図
【図４】目的のアイテムをマークするための垂直ケーブルに取り付けられた反射体の使用を示す説明図
【図５】図４同様、ネット支持体を使用した取り付け構成を示す説明図
【図６】堅牢な格納手段を示す説明図
【図７】図６同様、格納手段の説明図
【図８】船舶からの反射体列の設置を示す説明図
【図９】細長い中実の金属音響反射体が取り付けられたパイプ片を示す斜視図
【図１０】図９の線Ｂ−Ｂ’での音響反射体の概略断面図
【図１１】本発明による環状音響反射体を示し、図１２の線Ａ−Ａ’での断面図
【図１２】本発明による環状音響反射体の説明図
【図１３】水中の物体（橋脚等）の周囲の洗掘を確認するための音響反射体の使用を示す説明図
【図１４】単純な位置情報を水中で得るための音響反射体の使用を示す説明図
【図１５】複雑な位置情報システムの概略図であり、本発明による７個の反射体のフィールドに問い合わせをするソナーを搭載した潜水機器を示す説明図
【図１６】広帯域トランスミッタの使用及び３つの特定の周波数の１つ以上で７個の反射体を備える図１４に図示のフィールドから戻ってきた反射を示すグラフ
【図１７】図１４のフィールドにおける目的の３つの周波数だけで伝送を行うトランスミッタの使用を示すグラフ
【図１８】反射体のフィールドの問い合わせに広帯域ソナー伝送を利用した図１６と同様、各反射体がフィールド内の残りの反射体とは異なる反射特性を有することを示すグラフ
【図１９】２５％ガラス強化ポリフタルアミド製シェルを備えた２００ｍｍのＲＴＶ１２反射体に関しての周波数応答を示すグラフ
【図２０Ａ】本発明による球状反射体を形成するための製造過程で使用する部品を示す説明図
【図２０Ｂ】本発明による球状反射体を形成するための製造過程で使用する部品を示す説明図
【図２０Ｃ】本発明による球状反射体を形成するための製造過程で使用する部品を示す説明図
【図２１Ａ】図２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃの部品から組み立てられた音響反射体を示す説明図
【図２１Ｂ】摩擦溶接前の図２１Ａの音響反射体のタング及びグルーブの配置の詳細を示す説明図
【図２１Ｃ】摩擦溶接後の図２１Ａの反射体のタング及びグルーブの配置の詳細を示す説明図
【図２２Ａ】図２０、２１の別実施例の半球体構成を示す説明図
【図２２Ｂ】図２０、２１の別実施例の半球体構成を示す説明図
【図２３Ａ】図２２Ａ、２２Ｂの半球体を使用して組み立てられた半球反射体を示す説明図
【図２３Ｂ】図２２Ａ、２２Ｂの半球体を使用して組み立てられた半球反射体を示す説明図
【発明を実施するための形態】
【００４５】
本発明の実施形態例を、添付の図面を基に説明する。
【００４６】
図１Ａ、１Ｂに示すように、音響反射体１０は、コア１６を取り囲む球状シェル１２を含む。このシェル１２は、２５％グラスファイバー強化ポリフタルアミドから形成される。コア１６はＲＴＶ１２である。
【００４７】
音響源（図示せず）から伝送された音波１８は、図示されるように、シェル１２の外壁１４に入射する。シェルは音響伝達ウィンドウ２０を有し、その正確な直径はシェルの直径に左右され、このウィンドウ２０に入射した音波は、シェル１２を通ってコア１６へと伝達される。
【００４８】
ウィンドウ２０に突き当たった入射音波はシェル１２を通過してコア１６内へと進入し、ウィンドウ２０の反対側にあるシェル１２の内側の焦点２６に集束され、反射してウィンドウへと戻る。
【００４９】
入射音波１８の一部はシェル１２に結合し、弾性波及び横波３０の両方を発生させ、これらの波はシェル１２内でその外周に沿って誘導される。最も強い波は弾性波である。本発明による反射体において、特定の周波数に関し、シェル壁１２に沿って進む弾性波と、コアを通って焦点２６に到達する反射音波は互いに同相であり、建設的に合わさって、より強い反射音響信号が反射体の軸に沿って焦点から出力されて強い応答３２が得られる。
【００５０】
海水に浸漬させる２５％グラスファイバー強化ポリフタルアミドは、極めて広い単一の音響ウィンドウを有し、一方、アルミニウム及び合金は、シェルの直交軸の両側に比較的狭い音響ウィンドウを入射音波の方向に有する。
シェル表面への接線が直交軸と形成する角度が６５°未満の場合、入射音波は反射してしまって吸収されない。しかしながら、接線の角度が約６５°未満の場合、第２の極めて広い音響ウィンドウがあり、このウィンドウは第１のウィンドウと同心であり、音波はこの第２の音響ウィンドウを通ってシェル内に進入することができる。
図２に示すように、音響反射体１０は、コア１６を取り囲む球状のアルミニウムまたはアルミニウム合金製シェル１２を含む。このシェル１２はアルミニウムから形成される。コア１６はブチルゴムＮＡＳＬ−Ｈ８６２ＡまたはＢ２５２である（あるいは、６０％の炭酸カルシウムを添加したシリコン系エラストマーＲＴＶ１１を使用することができる）。
【００５１】
音響源（図示せず）から伝送された音波１８は、図示されるように、シェル１２の外壁１４に入射する。シェルは環状伝達ウィンドウ２０を有し、その正確な直径はシェルの直径に左右され、このウィンドウ２０に入射した音波は、シェル１２を通ってコア１６へと伝達される。
【００５２】
アルミニウムは約４０〜５０°の広角の伝達ウィンドウを有し、これは約２５（６５°の接線に対応する）〜７０°の角度で表面に突き当たる全ての音波のエネルギーの５０％がアルミニウムシェルに進入することを意味する。この領域は、図２Ａ、２Ｂに示されるように、環状ウィンドウ２０として図示されている。中央の円形ウィンドウである領域２２において９０°でアルミニウム表面に突き当たる音波のエネルギーの５０％も、アルミニウムに進入する。残りのエネルギーは、反射体の表面で反射する。
【００５３】
ウィンドウ２０、２２に突き当たった入射音波はシェル１２を通過してコア１６内へと進む。ウィンドウ２０を通過した入射音波は、断面が環状の経路２４を辿ってウィンドウ２２の反対側にあるシェル１２の内側の焦点２６に集束される。中央のウィンドウ２２に突き当たった音波は、中央経路２８を焦点２６へと辿る。ウィンドウ２２を通過した音波は、中央経路２８に沿って反射して戻る。
【００５４】
入射音波１８の一部はシェル１２に結合し、弾性波及び横波３０の両方を発生させ、これらの波はシェル１２内でその外周に沿って誘導される。最も強い波は弾性波である。シェル１２及びコア１６を形成する材料が本発明に従ったものである場合、特定の周波数に関し、シェル壁１２に沿って進む弾性波と、コアを通って焦点２６に到達する反射音波は互いに同相であり、建設的に合わさって、より強い反射音響信号が経路２８に沿って焦点から出力されて強い応答３２が得られる。
【００５５】
図３に示すように、本発明による音響反射体４０は、シェル４２及びシェル４２を貫通するホール４８を含む。シェル４２のコア４６には、シリコン系エラストマー材料ＲＴＶ１２が充填される。シェルは、２５％ガラス強化ポリフタルアミドである。
【００５６】
シェル４２の内壁４４に対応するホール４８の内側５２の直径は、シェル４２の外壁４５に対応する外側５４より小さい。
【００５７】
プラグ５０はホール４８を塞ぎ、またホール４８に閉まり嵌めする。プラグ５０の直径はホールの外側５４から内側５２に向かって縮小する。ホール４８は均等に先細りするのではなく、その側面５８に形成されたステップ６４を有する。プラグ５０はその側壁６０に、対応するステップ６２を有する。段状部６２、６４は小さな干渉タブを有し、この干渉タブは、プラグを素早く回転させると溶融して段状部６２、６４間に摩擦溶接部６５を形成する。この例においては、プラグの外面上にリング付き取り付け部品（ｅｙｅ ｆｉｔｔｉｎｇ）６６が取り付けられていて、音響反射体を杭、支柱、桟橋またはその他の水中の物体に固定することを可能にしている。
【００５８】
コア４６には最初、ホール４８からコア材料が粗く充填される。コア材料が硬化するにしたがって収縮割れが出現する。次に、このコア材料に更にコア材料を、若干過充填気味に注ぎ足し、再度硬化させる。余分なコア材料を除去し、プラグ５０を挿入する。この例において、プラグ５０はシェル４２と同様にアルミニウムから形成される。これによって、シェルに沿って伝達される音響信号は干渉されずにすむ。ホール４８におけるプラグ５０の摩擦溶接が可能であり、これはプラグ５０を素早く回転させて段状部６２、６４上のタブを溶融させて段状部６２、６４間に摩擦溶融部６５を形成することによって行われる。プラグとシェルの材料が異なる場合、タブを省略し、プラグを所定の位置に槌で打ち込んで接着するように構成してもよい。一旦水中に入ると、プラグは水圧によって所定の位置に維持され易い。
【００５９】
この種の反射体は入射音波ごとに異なる周波数応答を有し、この周波数応答は、シェルの厚さに左右される。
【００６０】
ＲＴＶ１２製コア及び２５％ガラス強化ポリフタルアミド製シェルを備えた１００ｍｍの反射体の場合、最良の周波数応答は厚さ７ｍｍのシェルで４５０ＫＨｚで得られる。直径１００ｍｍの反射体の場合、実用的な最小運転周波数は、４ｍｍのシェルで２５０ＫＨｚである。２ｍｍのシェルの場合、最良の運転周波数は６９０ＫＨｚである。直径２００ｍｍの反射体の場合、最良の応答は、８．８ｍｍのシェル厚で１２０ＫＨｚで得られる。その他の重要な数値は、４．４ｍｍのシェルでの１００ＫＨｚ、６．１ｍｍでの１５０ＫＨｚ、８．１ｍｍでの１８０ＫＨｚ、８．３ｍｍでの２１０ＫＨｚ、１３．７ｍｍでの２５０ＫＨｚ、１４．０ｍｍでの３００ＫＨｚである。直径２００ｍｍの反射体での実用的な最小運転周波数は約９０ＫＨｚである。直径３００ｍｍの反射体の場合、最小運転周波数は９．８ｍｍのシェルで５０ＫＨｚであり、その他のサンプルデザインは、厚さ９．４ｍｍで１００ＫＨｚ、７ｍｍで１５０ＫＨｚ、５．５ｍｍで２００ＫＨｚ、１３．７ｍｍで２５０ＫＨｚである。各壁厚で、多数の周波数応答が高い周波数で得られ、このことは、図１９の壁厚８．８の直径２００ｍｍの反射体に関してより詳細に見てとることができる。
【００６１】
図４は、海の水中ブイ１４４の垂直ケーブル１４０に取り付けられた本発明による反射体１０の概略図である。
この反射体は、釣合い錘１４２をブイ１４４に連結している垂直ケーブル１４０に連結される。図３に示されるようにプラグ上にまたは（適当ならば）反射体の表面に直接取り付けられた反射体１０上のリング（ｅｙｅ）１３６を通したロープ１４６は、反射体１０を垂直ケーブル１４０に結びつける。次に、このシステムを使用して、目的の水中の物体またはアイテムをマークすることができる。
【００６２】
状況によっては、特にマークする物体が強い潮流にさらされる潮汐域または領域にある場合、反射体の潮汐運動及び潮流の動きとの相互作用によって、過剰な力がプラグ上のリングにかかり得ることから、極端な状況下では、リング１３６が破損してとれてしまう。これを回避するために、図５では、反射体を、リングに通したロープによって固定するのではなく、ブイ１４４と釣合い錘１４２との間に吊ったネット１４８に格納する。
【００６３】
反射体を垂直の物体（支柱、橋脚、ドリリングプラットフォームの脚等）に取り付けられるように、同様の構成を考案することができる。
【００６４】
図６では、球状音響反射体１０をケージ８１に格納している。
このケージは、一対のホイール８２、９２及び、各ホイールのリムをホイールのハブ８６と連結しているスポーク８４を備える。ケーブル９０は、ハブの中心にあるホール８８を通してホイールに取り付けられる。浮力補助具９４がケーブル９０に取り付けられる。ホイール８２とホイール９２とはステイ９６によって隔てられ、ステイは、ホイール８２、９２を貫通する端部（図示せず）を有する。この端部の雄ねじと係合するエンドキャップまたはナット９８がステイを所定の位置に維持し、またケージ８１の容易な分解も可能にする。ホイール８２、９２とステイ９６との組み合わせは、ケージが糸巻様の外観を呈するようなものである。
【００６５】
ホイール８２、９２及びステイ９８は、ポリエチレン等の適切なプラスチック材料でモールディングされる。殆どの応用例において、ケージ８１が音響反射体８０の動作を過度に干渉しすぎることはないが、周波数によっては（ステイ及びスポークの実寸法に左右される）、許容範囲と考えられる限度を超えて音響伝達の吸収が起こり得る。
【００６６】
あるいは、図７の構成においては、ステイ９８を、ホイール８２と９２との間に延びる複数のナイロンモノフィラメント１００で置き換えている。水中では、この構成は図６の構成より剛性が低いものの、許容範囲の挙動を示すと判明している。典型的には釣り糸に使用される類のナイロンモノフィラメントは、この用途にとって十分な強度を有する。
【００６７】
図６及び７に示すように、ケーブル９０は、格納容器同士を繋ぎ、各ケージ８１は、音響反射体８０を格納する。
必要に応じて、浮力補助具９４を使用することによって、音響反射体を許容可能な深さに維持することができる。当然のことながら、音響反射体を海底に位置決めする場合、浮力補助具は省略される。
【００６８】
図８に示すように、多数の音響反射体１０を海底１５０上に敷設される。
反射体は、曳航ソナーアレイ１５６を曳航しているケーブル敷設船１６０の後方に搭載されたリール１５４に巻かれたケーブル１５２によって繋がれている。典型的には、ケーブルの長さは１００メートル以上であり得る。反射体１０に例えば浮力手段を取り付け、海底１５０に到達した際に反射体がケーブル１５２より上にくるようにシステムを設計することによって、曳航アレイ１５６からのソナー信号を特定の反射体１０’に反射させて曳航ソナーアレイに反射体１０’の位置に関する正確な情報を提供することが可能である。海底に到達した際にこれを各反射体に行うと、各反射体の位置のプロットが可能である。今までは、これは潜水機器を別に使用することによってのみ実現可能であった。ここでは個々の反射体を繋ぐケーブルを使用して説明しているが、ロープ、チェーンまたはネットも状況に応じて使用し得る。
【００６９】
図９は、それぞれが本発明による多数の細長い円筒状音響ロッド反射体９３２を取り付けられたパイプ片９３０の概略図である。
各反射体は、アルミニウムチューブ９３６で覆われたブチルまたは炭酸カルシウム添加シリコンエラストマー９３４を含む。このような材料は、音波速度１６４０ｍｓ−１を有し、アルミニウムと組み合わさって、本発明で必要とされる範囲内のシェル対コア音波速度比２．９５を有する。この比は、アルミニウム単体より遅い音波速度を有するアルミニウム／銅合金を使用することによって最適値にまで低下させることができる。反射体９３２の細長い円筒状端部９３８のそれぞれは、慣用の電気絶縁材料によってキャップされ、閉鎖される。この絶縁材料は特にアルミニウムチューブ９３６をパイプ片から隔離し、またその間での電気伝導を防止する。反射体９３２は、パイプに取り付けられた直立突起部９４２を介してパイプ片９３０に取り付けられる。反射体は、突起部の端部に慣用のやり方で取り付けられた絶縁ブッシュによってパイプ片から電気的に絶縁される。パイプ片９３０は、ホールを有する慣用のエンドフランジ９３１を有し、このホールによって、エンドフランジを別のパイプ片にボルト締めすることが可能になる。音響反射体を取り付けたパイプ片を陸上で事前に組み立て、フランジ９３１のボルトホールを介して、同様の反射体を取り付けたパイプに接合することができる。このようにして、音響反射体を取り付けたパイプラインを、水中パイプラインを敷設するための通常の過程の一部として組み立てることができる。
【００７０】
運転中、図９の細長い音響反射体は、図２Ａ、２Ｂに図示の球状反射体と全く同じように動作する。これを図１０に示す。
音響源（図示せず）から伝送された音波９４０は、図示されるように、ロッド９３２のシェルを形成しているアルミニウムチューブ９３６に入射する。チューブ９３６には、伝達「ウィンドウ」として機能する２つの領域がシェルにあるため、これらの領域において入射音波はチューブ９３６を通ってロッドのコア９３８へと効率的に伝達される。一方の領域９４２は入射ビームの中心にあり、もう一方の領域９４４は、円筒の表面上で楕円を形成する。ウィンドウ９４２を通った入射音波は経路９５０に沿ってチューブの中心を越えて進み、また楕円形のエントリーウィンドウ９４４からの入射音波は、断面が楕円の経路９５２に沿ってコア９３８を横断し、屈折し、ウィンドウ９４２の反対側の円筒状シェル９３６の内側の焦点９５４で集束する。次に、経路９５０、９５２上の音波は反射してそのそれぞれの経路に沿って戻る。また、入射音波の一部は、チューブ内の矢印９５６で示されるように、チューブ９３６内部をチューブに沿って伝達され、これらの音波が焦点９５４で経路９５０、８５２上の音波と建設的に合わさって、より強い反射音響信号９５８が反射体から出力される。
【００７１】
図９及び１０における細長い反射体をパイプ片と関連させて説明してきたが、反射体をその他の物体（油田掘削プラットフォーム、海上作業者用の居住用プラットフォーム、水中に設置するその他の物体等）に応用することもできる。後述するように、この原理を、陸上の物体（ガスパイプライン等）に応用することもできる。
【００７２】
図１１及び１２に示すトロイダル形状反射体６４０を、壁６４４用のガラス強化ポリフタルアミド、アルミニウムまたはアルミニウム合金及び壁６４４が２５％ガラス強化ポリフタルアミドの場合はコアとしてのＲＴＶ１２から、あるいは壁６４４がアルミニウムまたはより密度の高いガラス強化ポリフタルアミドの場合はコア６４６としてのブチルゴムエラストマーＨ８６２ＡまたはＢ２５２から構成することができる。炭酸カルシウム添加ＲＴＶ１１は、アルミニウムまたはアルミニウム合金を使用する場合の別の考えられるコア材料である。
【００７３】
音響源から伝送された音波は、反射体６４０の外面６４２に入射する。コア６４６を横断する及び壁６４４に沿った音響信号の伝播並びに入射領域の反対側の地点での建設的干渉については既に説明済みである。材料は、コア６４６の周囲での壁６４４における音波速度のコア６５６を通る音波速度に対する比が、本発明に従ったものとなるように選択される。
【００７４】
目的によってはトロイダル形状反射体が有利であり、側方から問い合わせを行った場合に、上部または底部より強い反射を得ることができる。
【００７５】
図１３には、海底６６６の表面下に延びる支柱（橋脚等）の下部６６０が示されている。
図５及び６を参照しながら説明した一連の音響反射体６６１、６６２、６６３、６６４が、海面下の橋脚６６０の周囲に取り付けられている。反射体のデザインは、本発明に従ったいずれのものでもあり得て、球状や、図９及び１０で説明したような細長い円筒形、あるいは図１１及び１２で説明したようなトロイダル形状である。図１１及び１２に図示の類のトロイダル形状反射体について説明する。恒久的に海底より上にあるこれらの反射体６６１、６６２を使用することによって、水中の橋脚６６０をマークすることができる。潮流が支持体６６０の周囲の海底を優先的に洗掘する結果、海底の高さは６６７へと低くなり、最初は海底より下にあった音響反射体６６３が露出する。ソナー信号による問い合わせでこの反射体６６３が検出されることによって、洗掘について、場合によっては注意が必要であるとの早期警告がなされる。
【００７６】
洗掘が続くと、線６６８で示されるように海底は更に沈んで第２の反射体が露出し、これは、潜在的に危険な状況が進行していて、支持体６６０の水中の土台に緊急の注意が必要であることを示唆し得る。
【００７７】
４個の音響反射体が図示されているが、関連する設計基準に合わせて、それより多いまたは少ない数の反射体を使用し得る。
【００７８】
図１４には、単純な位置指示装置が示されている。
本明細書に記載の類の２つの同じ音響反射体２１４が、海底２１２（例えば、油田掘削プラットフォーム（図示せず）の脚の間）に固定された三叉の矛様の取り付け台２１０の横木２１３の端部に水中で取り付けられる。同じ種類の別のより大きな音響反射体が、取り付け台２１０の縦木２１７に、２つの小さい音響反射体２１４の中間に取り付けられる。各反射体は球状であり、２つの小さい反射体２１４は、大きい反射体２１６より小さい直径を有する。
【００７９】
潜水機器に取り付けられたソナーアレイ２０２は、比較的広帯域のソナー伝送で音響反射体に問い合わせをする。この伝送信号は、上述のようにして反射される。しかしながら、反射した信号の周波数組成は反射体の直径によって異なり、小さい反射体からの反射音波２２０の周波数は概して大きい反射体２１６からの反射音波２２２より高い。潜水機器はこれらの信号を受け取ると慣用の方法でこれを分析することができ、反射音波の出力、入射角度から、潜水機器からの反射体２１４、２１６までの距離に関する情報が得られる。取り付け台２１０の寸法、横木２１３及び縦木２１７の長さに関する情報を使用して、取り付け台２１０に対しての潜水機器の位置を極めて正確にコンピュータで計算することができる。
【００８０】
この構成は別の興味深い利点も有する。波長の短いソナー信号は波長の長いソナー信号よりはるかに早く減衰することがよく知られている。したがって、反射体２１６からの反射信号２２２を、反射体２１４からの短い波長の反射信号２２０よりはるかに遠い位置で潜水機器が「聞く」ことができるのは明らかである。したがって、取り付け台２１０によってマークされる標的物体に向かっての潜水機器の最初の誘導を、反射体２１６からの反射音響信号２２２に基づいて行うことができる。潜水機器が取り付け台２１０に接近するにつれて、２つの小さい反射体２１４からの反射が得られ、潜水機器のその目標に向かっての最終的な操舵が精確に達成される。
【００８１】
本発明を利用したより洗練された位置指示システムを、図１５〜１８を参照しながら説明する。
図１５において、上述したような音響反射体７個（００１〜００７）から成るセットが、目的のフィールド３１２の海底に配置されている。各反射体は、図１６のように１つ以上のピーク周波数３１６、３１８、３２０で入射音響放射を反射するように設計される。各反射体が応答する３つの特定の周波数から選択することによって、各反射体をコードすることが可能である。したがって、反射体００１は周波数３２０にのみ応答し、名目上、２進数００１を有する。反射体００６は周波数３１６、３１８で応答し、２進数１１０を有し、セットの残りの反射体についても同様である。
【００８２】
ここでフィールド３１２に、広帯域で信号３１４を発するソナー３２４を搭載した潜水機器３２２が接近すると、各反射体（００１、００２、００３・・・００７）は、３つの周波数のそれぞれでの応答によって特徴づけられる、各々に対応する２進数（００１、０１０、０１１・・・１１１）で応答する。
【００８３】
戻ってきた信号を分析することによって、音響反射体００１〜００７のそれぞれに対しての潜水機器３２２の位置を特定する。
【００８４】
図１６に図示の方法での広帯域の信号の伝送には、無駄が多いことが見て取れる。エネルギーのごく一部しか反射されないからである。図１７において、ここでは伝送信号３１４も、反射体セットが応答するように設計されている周波数３１６、３１８、３２０と同じ周波数３１６’、３１８’、３２０’となるように編成される。このようにすると、潜水機器が必要とする出力がずっと少なくなる。あるいは、図１６の広帯域伝送の場合と同じ総出力を伝送する場合、信号はより遠くへと伝達されることから、フィールド３１２をより遠い位置から「見る」ことが可能になる。
【００８５】
より広いフィールドをマークするためのより大規模な音響反射体セットは、４つ以上の周波数を使用して構築することができ、４つの周波数を使用して最高１５個、５つの周波数を使用して最大３１個の反射体のセットを構築することができ、以下同様である。
【００８６】
図１８に図示の状況において、音響反射体のセットは、図１５に図示されるように海底に敷設される。
しかしながら、この場合、音響反射体の直径は異なり、例えば反射体００１の直径は１５ｃｍ、反射体００２の直径は１７．５ｃｍと、反射体００７まで直径は２．５ｃｍずつ大きくなる。直径以外の点では、反射体は同じものである。ここでこの反射体セットに、図１６において３１４として示される類の広帯域音響伝送で問い合わせをすると、反射体００１からの応答は、図１８の上の波形のようになる。左側の反射は反射体の表面からの反射であり、本明細書に記載されるようにソナーからの音波が反射体の外周に沿って及び反射体を横断して伝達されていない。右側のより大きな応答の反射波は、上述したような、ソナー反射体を横断して及び反射体の外周に沿って伝達された反射ソナー信号である。
【００８７】
ここで第２の波形を参照するが、反射体００２の直径が反射体００１より大きいことの直接の結果として第２のより大きな反射までの時間がより長くなることを除けばパターンは同じである。第３の波形を参照するが、２つの応答の間の時間間隔は、反射体００３の直径がより大きい結果として一層大きい。したがって、第１の反射とメインの反射との間の時間間隔は、反射体セットを構成する反射体のそれぞれに特徴的であり、セットの各反射体の一意的な特定が可能になる。実際には、異なる直径の反射体を使用したこのアプローチのほうが、図１６及び１７で説明したアプローチより利用し易い傾向がある。これは場合によっては、反射した信号と同時に到着するノイズが、更に処理をしない限り、図１６及び１７の狭いパルスの見分けを困難にし得るからである。
【００８８】
本出願人は、赤外線による誘導によって熱源（航空機のエンジン等）の位置を特定する熱線追尾ミサイル等を逸らすまたは混乱させるために広く使用されている、空気中のチャフの音響水中等価物が、本明細書に記載の類の音響反射体の使用によって得られることを発見した。水中において、潜水機器の通常の標的追尾機構はソナーである。
【００８９】
水中の船舶を隠すまたは保護するための本発明を使用したシステムは、船舶の周囲の水中に展開する複数の本発明によるパッシブ音響反射体を含み、この音響反射体は、脅威であると認識される特定の音響周波数でソナー信号を反射するようにチューニングされる。音響反射体を同調させる音響周波数は、ソナーを使用して標的を追尾する潜水機器が使用する周波数または船舶それ自体が水中を進む間に発する音波の周波数であり得る。
【００９０】
本明細書に記載の類の反射体が応答する設計周波数は、反射体の直径及びシェルの厚さの関数である。したがって、これらのパラメータを設計することによって、関心のある特定の周波数でソナー信号を反射する多数の反射体を利用するシステムを設計することができる。広いスペクトルをカバーするシステムは、船舶にとっての様々な脅威に対抗するための多数の異なる周波数で動作する反射体を含めることによって設計することができる。
【００９１】
この種のシステムを、脅威（例えば、潜在的な標的をソナーによる探測によって特定する標的追尾魚雷）から船舶を保護するために、あるいは潜水艦もしくは船舶のソナーまたはいわゆる「ダンキングソナー（ｄｕｎｋｉｎｇ ｓｏｎａｒ）」システムから船舶を不可視にするために使用することができる。システムは、船舶それ自体が発する音響信号を、その発せられた音を散乱させることによってマスクすることもでき、例えば音響探知機に検知されることなく船舶を出港させることができる。
【００９２】
この種のシステムは極めて単純なものであり得る。水上艦の場合、多数の音響反射体をネットに入れて保管し、必要な際に放出することができる。利用する反射体を、上述したようにケーブル、ロープでまたはネットに入れて繋げ、反射体の利用の原因である脅威が排除された後に回収することができる。潜水艦においては、本発明によるパッシブソナー反射体をチューブを介して展開し得る。
【００９３】
状況によっては、水面を浮き沈みする傾向がある反射体について、浮力が問題となり得る。反射体が上述したようなリング付きプラグを有する場合、浮力補助具をそのリングに取り付けることによって反射体が沈もうとしないように支援し、また同様に表面から反射体が浮き上がろうとしないように錘を取り付けることによって、望ましくないソナーによる検知から船舶を隠すのに必要な高さに反射体を維持することができる。
【００９４】
本発明によるこのようなソナー反射体によって、ソナー音ベースでソナーの操作性能を測定し、またオペレータの訓練及び演習用のリアルな擬似標的を得るための単純な方法が得られることも判明した。このようなソナー反射体は、訓練を目的として様々な種類の標的を得るために、異なる応答を有するように個別に製造することができる。
【００９５】
理想的な水の状態では、物体（例えば、潜水機器の泳者）のソナーによる検出が８００〜１０００ｍの範囲で可能である。しかしながら、温度変化、塩分濃度及び浮遊粒子が検出範囲に劇的に影響し得て、また水の状態はごく短時間で大きく変化し得る。
【００９６】
このようなソナー反射体は、水の状態の変化によってのみ変動する一定した音響反射強度を提供し、これは、運転のために沿岸からの電力供給やバッテリーを必要としないため、設置及びメンテナンスが実質的により単純なものになる。
このようなソナー反射体を、適切な錘及びその他の部品を装備した状態で、望ましい範囲マーカーの適切な地点に、例えば小型船舶の側面にわたって配置することによって、ソナー検波器オペレータのための訓練法を提供することが可能である。あるいは、このような反射体が連なったものを海底に一定の間隔で、展開したソナーの最大検出範囲にまで敷設することによって、そのソナーが実際に物体をその特定のモーメントで検出できる実際の範囲をキャリブレートすることが可能である。後者は、例えば港への進入をモニタしている安全保障環境において重要であり得る。というのは、物体の検出がソナーの最大検出範囲で可能な場合、泳者が港に到達するまでに少なくとも２５分かかるが、水中検出範囲が狭くなると、検知されるまでに泳者は港により近い位置、例えば港から６分の距離に到達してしまうからである。検出範囲におけるこの違いは、脅威への対応チームを波止場に配備するか水中に配備するかの間で大きな違いを生む。
【００９７】
地下のプラスチックまたはその他の非金属製のパイプ、特にはガスを送るために使用されるもの（現在、これらをマークする方法はなく、試行錯誤によってのみ発見できる）のマーキングにおける本発明で説明の類の反射体の応用が特に有用である。このようなパイプを敷設する場合または一旦敷設されたものを発見した場合に、本発明による反射体をそのパイプの近くに埋設することができる。低周波数の地中探知音波は反射体で反射され、地上で音響マイクロホンによって検出され、反射体の存在ひいてはパイプの存在を示す。
【００９８】
ブチルゴム及びシリコンエラストマー中での音波速度が、弾性がより低い材料（金属、セラミック等）より温度依存性が高いことは、留意すべき興味深い可能性である。したがって、これらの材料の１種から形成されたコアを、そのコアを使用する用途に慎重に適合させることが可能である。海面近くより水温が低い深海で展開する反射体では、浅瀬で使用するものより密度が低いエラストマーを使用し得る。コアにブチルまたはシリコン系エラストマーを使用する全ての例において、硬化前にエラストマーに炭酸カルシウムを添加することによってエラストマーにおける音波速度を上昇させることが可能である。したがって、実地では、炭酸カルシウムの含有量を変化させることによって、特定のエラストマーをコアでの使用に合わせて最適化することができる。発明者は、エラストマー中の実用的な最大炭酸カルシウム量が体積で３０％あまりであり、それ以上になると、炭酸カルシウムによって音波が減衰してしまい、出力が著しく劣化することを発見した。
【００９９】
図１９は、直径２００ｍｍ、シェルの厚さが８．８ｍｍの球状音響反射体の周波数応答を示したものである。
最大応答は周波数１２０ＫＨｚであるが、大きな２次応答が約２３０、３８５、４７０、５２０及び６２５ＫＨｚで起きることが見てとれる。この情報を利用して、前記で説明したようにシステムの反射体を識別することができる。壁の厚さまたは直径を変更することによって、全く異なる応答が得られ、またその情報を利用することによって、目的の反射体を一意的に特定することができる。
【０１００】
図２０及び２１は、球状音響反射体の別の製造方法を示す。
【０１０１】
図２０Ａ、２０Ｂにはそれぞれ、球状反射体１０のシェル１２の２つの半球体７０２、７０４が図示されている。半球体は２５％ガラス強化ポリフタルアミドから形成される。反射体のコア１６（この場合、ＲＴＶ１２の球体）が、図２０Ｃに示される。コアの直径は、組み立てた場合に２つの半球体７０２、７０４の内径より周囲温度でごくわずかに大きくなるようなものである。小さなベント７１２が半球体の一方に設けられるが、これは重要ではない。一方の半球体７０２のリム７０８に沿ってタング７０６が設けられる。タング７０６の直立エッジ及びリム７０８は、そのエッジに沿って分布する複数のタブ７１０を有する。もう一方の半球体７０４のリム７１６にはグルーブ７１４が設けられ、グルーブ７１４及びリム７１６はエッジに沿ってタブ７１８を有する。
【０１０２】
最初に、コア１６のＲＴＶ１２は、意図する用途に合った寸法の、内部が球状の型に流し込まれ、硬化させられる。型にＲＴＶ１２を過充填し、スプルーを残し、割れ目形成の機会を減少させる。スプルーを除去し、成型されたＲＴＶ１２製の硬化球体に欠陥がないか点検し、冷蔵庫に入れ、反射体の使用を意図している温度より低い均一温度に達するまで反射体を放置する。
【０１０３】
続いて、ＲＴＶ１２製コアを冷蔵庫から取り出し、半球体の一方、例えば７０４に入れる。次に、もう一方の半球体、例えば７０２をコア１６にかぶせ、半球体７０２のタング７０６をもう一方の半球体７０４のグルーブ７１４内で係合させる。これは図２１Ｂでより詳細に見て取れる。この例において、タング及びグルーブの寸法は、タングの片側と、その同じ側のグルーブ７１４の壁との間に間隙７２２が残るようなものである。タブ７１０、７１８は、半球体を回転させると互いに干渉する。一方の半球体をもう一方の半球体に対して回転させるとタブ７１０、７１８が溶融して互いに融合し、タング７０８とグルーブ７１４との間に摩擦溶接部７２０が形成される。タングとグルーブとの間の空間７２２は、溶融による溶融物７２４によって緩く充填され、反射体の直径周囲に脆弱な領域が形成される。
【０１０４】
コアの温度が周囲温度に戻るにつれてコアは膨張し、コアと半球体との間に捕捉された空気が小さいベント７１２から押し出される。一旦、コアが完全に周囲温度に達したら（例えば、２４時間後）、ベント７１２を樹脂で封止する。このケースではコアがエラストマーであるため、その膨張によってシェルの内壁がその表面全体にわたって圧迫され、間隙が生じない。
【０１０５】
同じ原理を、別の材料の組み合わせにも適用することができる。特に有用な組み合わせは、アルミニウム製シェルと、ブチルゴムから形成されるエラストマー製コア（例えば、ＮＡＳＬ−Ｈ８６２Ａ、Ｂ２５２等）との組み合わせである（非特許文献１）。製造過程は、ベント７１２を所定の位置でスピン溶接されたアルミニウム製ピンで塞いだこと以外は既に記載のものと同じである。
【０１０６】
コアを冷却して周囲温度に戻すことは製造過程において重要な工程ではないが、発明者は、シェルとコアとの間に捕捉される空気を最小限に抑えることが、シェルとコアとの間での優れた音響カップリングの確保にとって望ましいこと、及びこの工程を含めることによって、その通常の製造上の公差内でのコア及びシェルの寸法の小さな変動に起因する、得られる反射体の性能における変動傾向が軽減されることを発見した。
【０１０７】
別の半球体の構成を図２２Ａ、２２Ｂ、２３Ａ、２３Ｂに示す。この図において、反射体１０は、２つの半球体７５２、７５４から形成されるシェル１２を有する。これらの半球体のエッジは切り出しステップ７５６、７５８を有し、ステップ７５６は半球体７５２のリム７６０の外側に面し、ステップ７５８は半球体７５４のエッジリム７６２の内側に面する。これらの半分割体を接合した場合、ステップ７５６の深さは、ステップ７５８の深さより深いため、半球体を合わせると、深いほうのステップ７５８によって、シェルの赤道付近に厚さの薄い円周部７６６が形成される。２つの半球体７５２、７５４は、摩擦溶接またはレーザー溶接によって接合される。摩擦溶接を支援するために、直立タブをステップ７５６、７５８の外方エッジ及びリム７６０、７６２の切欠き部に設け得る。ベント７６４が、半球体の一方に含まれる。コアは、上記の段落０１０１〜０１０５に記載されるようにして形成され、シェルはコアの周囲で組み立てられ、２つの半球体は、上述のようにスピン溶接によって互いに接合される。水がシェルを通って反射体の内部に浸入し、反射体の内側と反射体の外側との間に著しい圧力差が生じると、反射体は、優先的に、厚さの薄い内方円周部で爆発的にではなく安全に破損する。
【０１０８】
図３の構造を採用する場合、図２０〜２３のベント７１２、７６４をより直径の大きい充填ホールで置き換え、上記の段落００５５〜００６０に記載されるようにコアを充填し、反射体を塞ぐ。
【０１０９】
図２０〜２３に図示の構造が解決に役立つ問題がある。通常、本発明の音響反射体は比較的温和な温度条件下で保管及び輸送される。しかしながら、世界には、海中（または地中）での利用前の輸送または保管中に反射体が極度の暑さにさらされる地域がある。本発明に必要とされる典型的なコア材料は典型的なシェル材料よりずっと高い膨張係数を有するため、膨張によってシェルにかなりの応力がかかる可能性があり、これはシェルの破裂につながり得る。あるいは、図３の実施形態の場合、プラグが飛び出し得る。
【０１１０】
臨界パラメータを、任意の地点での絶対速度ではなくコアでの平均音波速度であると認識することによって、この問題を克服できる代替のコアの構築が可能になる。一実施形態においては、コア材料をシェル内に入れず、展開した際に海水がシェルの内部に自由に進入できるように、図２０、２１、２２、２３のそれぞれにおけるベント７１２、７６４を開放したままにする。海水は、その塩分濃度に応じて約１４３３〜１５００ｍｓ−１の音波速度を有し、シェルが真鍮または別の軟質金属（鉛等）であると、本発明の要件を満たす反射体が構築され、この反射体は動作時に堅牢でありかつ浸水または温度膨張によって引き起こされる問題にわずらわされることがない。
【０１１１】
シェル（Ｚｙｔｅｌ（登録商標）ＨＴＮ５１Ｇ２５ＨＳＬ）の内径よりわずかに小さいプレキャストＲＴＶ１２製コアを有し、また図２０Ａ、２０Ｂに図示されるような半球状シェルを使用した音響反射体を使用して、特に良好な結果が得られている。コアは、上記の段落０１０１〜０１０４に記載されるようにして半球状シェル部材７０２、７０４内に取り付けられるが、ベント７１２は、封止されずに開放されたままである。装置が高温で輸送される場合、コアはシェル内で自由に膨張できることから、応力による破損が回避される。反射体を水中に入れると、水がベント７１２からコアとシェル内部との間に浸入することができる。それまでにコアは若干収縮していることから、コアとシェル壁との間に小さい間隙ができ、この間隙が水で満たされる。コアとシェル壁内側との間に水が存在することによって、実際に音響カップリング及び装置の性能が改善され、存在する水の量は、コア（水及びＲＴＶ１２）の平均音波速度にほとんど影響しないことが判明している。
【０１１２】
前記の構造の場合、シェルを通っての水の浸透は問題とならない。反射体を水上に引き揚げた際に、ベントの存在によって過剰な圧力がかからないからである。これは図２１及び２３の７２２及び７６６で表わされる脆弱な円周領域を省略できることを意味する。この結果、より強靭な構造が得られる。
【０１１３】
更なる代替実施形態には、ベント７１２または７６４に続くダクトを備えた中心穴を有するコアをキャスティングし、水を外周ではなくコアの中心に入れることが含まれる。その他の代替の実施形態には、高温にさらされた際にコア材料の膨張を緩衝する少量の空気またはその他の気体の気泡をコア材料に入れることが含まれる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コアを取り囲むシェルを含む音響反射体であって、
そのシェルが、シェルの表面に入射した音波がコアへと伝達される際に通過する１つまたは複数の音響ウィンドウと、コアに進入した音波を反射して音響ウィンドウの１つに戻す焦点とを有し、
コアにおける音波伝達平均速度に対するシェルにおける音波伝達速度の比が、２．５〜３．４の範囲である
ことを特徴とする音響反射体。
【請求項２】
コアにおける音波伝達平均速度に対するシェルにおける音波伝達速度の比が、２．７４〜３．４の範囲である
請求項１に記載の音響反射体。
【請求項３】
コアにおける音波伝達平均速度に対するシェルにおける音波伝達速度の比が、２．７４〜２．８６の範囲である
請求項２に記載の音響反射体。
【請求項４】
シェルがガラス強化ポリフタルアミドを含み、コアがシリコン系エラストマーを含む
請求項３に記載の音響反射体。
【請求項５】
コアがＲＴＶ１２を含む
請求項４に記載の音響反射体。
【請求項６】
シェルがアルミニウムまたはその合金を含む
請求項１に記載の音響反射体。
【請求項７】
コアがブチルエラストマーである
請求項６に記載の音響反射体。
【請求項８】
コアが、最高３０体積％の炭酸カルシウムを含有するシリコンまたはブチル系エラストマーである
請求項１ないし７のいずれかに記載の音響反射体。
【請求項９】
炭酸カルシウムの量が、コアにおける音波伝達平均速度に対するシェルにおける音波伝達速度の比が２．７４〜３．４の範囲となるように最適化された
請求項８に記載の音響反射体。
【請求項１０】
シェルが樹脂含浸ファイバーを含み、そのファイバーが、カーボンファイバー、アラミドファイバー、ポリ（ｐ−フェニレン−２，６−ベンゾビスオキサゾール）（ＰＢＯ）ファイバー及びポリエチレンファイバーを含む群から選択される
求項１に記載の音響反射体。
【請求項１１】
球状であり、また、シェルの厚さが、所望の反射応答周波数によって決定される
請求項１ないし１０のいずれかに記載の音響反射体。
【請求項１２】
直径が１００〜３００ｍｍである
請求項１１に記載の音響反射体。
【請求項１３】
直径が２００ｍｍでありかつ厚さ８．８ｍｍのシェルを有する
請求項１２に記載の音響反射体。
【請求項１４】
直径が１００ｍｍでありかつ厚さ７ｍｍのシェルを有する
請求項１２に記載の音響反射体。
【請求項１５】
複数の異なる入射周波数で異なる反射応答を有する
請求項１ないし１４のいずれかに記載の音響反射体。
【請求項１６】
細長い円筒の形態である
請求項１ないし１０のいずれかに記載の音響反射体。
【請求項１７】
細長い管状シェル（９３６）によって取り囲まれたコアとして機能する中心ロッド（９３８）を含む
請求項１６に記載の音響反射体。
【請求項１８】
水中のパイプ片（９３０）に取り付けられる
請求項１７に記載の音響反射体。
【請求項１９】
トロイダル形状である
請求項１ないし１０のいずれかに記載の音響反射体。
【請求項２０】
水中の物体に取り付けられかつ洗掘モニタである
請求項１ないし１７または１８のいずれかに記載の音響反射体。
【請求項２１】
円形の断面を有し、かつ、シェル（４２）にホール（４８）を有し、そのホール（５０）が、シェルの内側（２２）より大きな直径を外側（４４）に有しかつプラグ（５０）で塞がれる
請求項１ないし１０のいずれかに記載の音響反射体。
【請求項２２】
ホールの内径（５８）がステップ（６２）を有し、プラグ（５０）が対応するステップ（６４）を有する
請求項２１に記載の音響反射体。
【請求項２３】
対応するステップ対（６２、６４）間に摩擦溶接部（６５）を有する
請求項２２に記載の音響反射体。
【請求項２４】
プラグが外部リング（６６、１３６）を有する
請求項２１ないし２３のいずれかに記載の音響反射体。
【請求項２５】
格納容器内にある
請求項１ないし１５のいずれかに記載の音響反射体。
【請求項２６】
格納容器が少なくとも部分的に目的の音波に対して透過性である
請求項２５に記載の音響反射体。
【請求項２７】
格納容器を繋ぐための少なくとも１本のつなぎ綱を更に含むことを特徴とする、請求項２５または２６に記載の音響反射体。
【請求項２８】
格納容器がネット（１４８）である
請求項２５ないし２７のいずれかに記載の音響反射体。
【請求項２９】
ネットがモノフィラメントファイバーを含む
請求項２８に記載の音響反射体。
【請求項３０】
格納容器が円筒状のケージ（８１）である
請求項２５または２７のいずれかに記載の音響反射体。
【請求項３１】
反射体を格納するために、ケージ（８１）が、一対の対向するスポーク付きホイール（８２、９２）と、それらのホイールを連結するリンク（９６）とを含み、また、ホイール（８２、９２）とリンク（９６）との間の空間に配置される
請求項３０に記載の音響反射体。
【請求項３２】
リンク（９６）が剛性ステイを含む
請求項３１に記載の音響反射体。
【請求項３３】
リンクがモノフィラメントファイバーを含む
請求項３１に記載の音響反射体。
【請求項３４】
モノフィラメントファイバーの直径が０．２５〜２．２５ｍｍである
請求項２９または３３に記載の音響反射体。
【請求項３５】
連結手段（１５２）によって少なくとも１つの別の音響反射体に連結される
請求項１ないし３４のいずれかに記載の音響反射体。
【請求項３６】
格納容器が、ロープ、ケーブルまたはチェーンによって少なくとも１つの別の音響反射体の格納容器に連結される
請求項３５に記載の音響反射体。
【請求項３７】
浮力補助具が格納容器に取り付けられる
請求項２５ないし３６のいずれかに記載の音響反射体。
【請求項３８】
シェルが互いに接合された２つの半分割体を含む
請求項１ないし３７のいずれかに記載の音響反射体。
【請求項３９】
シェルの半分割体が、内圧への耐性が低い領域をその接合部に有する
請求項３８に記載の音響反射体。
【請求項４０】
球状であり、また、シェルが２つの半球体を含む
請求項３８に記載の音響反射体。
【請求項４１】
２つの半球体がその間に溶接部を有する
請求項４０に記載の音響反射体。
【請求項４２】
溶接部がスピン溶接部である
請求項４１に記載の音響反射体。
【請求項４３】
シェルの半分割体が、内圧への耐性が低い領域をその接合部に有する
請求項４０ないし４２のいずれかに記載の音響反射体。
【請求項４４】
半球体の一方がそのリムにタングを有し、もう一方の半球体がそのリムにグルーブを有し、タングがグルーブと係合する
請求項４０ないし４２のいずれかに記載の音響反射体。
【請求項４５】
タングが、グルーブの幅の一部を占める
請求項４４に記載の音響反射体。
【請求項４６】
リム、タング及びグルーブが最初は直立タブを有する
請求項４４または４５に記載の音響反射体。
【請求項４７】
２つの半球体の間の溶接部が、タブからの溶融し固化した材料を含む
請求項４１に記載の音響反射体。
【請求項４８】
リム、タング及びグルーブが最初は直立タブを有し、溶融し固化した材料がタングとグルーブ壁との間の空間にも形成される
請求項４７に記載の音響反射体。
【請求項４９】
シェルが、そのリムに段状部を有する２つの半球体を含み、一方のリムの段状部がリムの外側に面し、もう一方のリムの段状部がリムの内側に面し、その段状部が組み立てられたシェル内で互いに重なる
請求項３８ないし４３のいずれかに記載の音響反射体。
【請求項５０】
半分割体の一方がベントホールを有する
請求項３８ないし４９のいずれかに記載の音響反射体。
【請求項５１】
ベントホールが封止される
請求項５０に記載の音響反射体。
【請求項５２】
シェルが円周に脆弱な領域を有する
請求項３８ないし５１のいずれかに記載の音響反射体。
【請求項５３】
脆弱な領域が５０〜１００ＭＰでの破損モードを有する
請求項５２に記載の音響反射体。
【請求項５４】
ベントが封止されない
請求項５１に記載の音響反射体。
【請求項５５】
コアが水である
請求項５４に記載の音響反射体。
【請求項５６】
シェルが真鍮または鉛から選択される
請求項５５に記載の音響反射体。
【請求項５７】
コアの一部が、温和な環境においてシェルの内部より若干小さい直径のキャストエラストマーであり、水に沈めると水がコアの残りを構成し得る
請求項５０に記載の音響反射体。
【請求項５８】
コアの一部が、エラストマーであり、また、コアが周囲環境につづく通り道を備えた中空の中心部を有し、その通り道を通って水が中空の中心部に出入りし得る
請求項５０に記載の音響反射体。
【請求項５９】
コアがガスの気泡を取り込む
請求項５０または５１に記載の音響反射体。
【請求項６０】
シェルに入射した音波の一部がシェル壁に結合し、シェルの円周に沿ってシェル壁内を焦点にまで誘導され、元々のコアを横断した音波と焦点で合わさり、合わさった音波がコアを通ってシェルに戻って入射音波とは反対の方向でシェルから再放射される
請求項１ないし５９のいずれかに記載の音響反射体。
【請求項６１】
コアを取り囲むシェルを含む音響反射体の製造方法であって、
最初にコア（４６）にコア材料をシェル（４２）のホール（４８）を通して粗く充填し、硬化させ、コア材料を更に注ぎ足し、再度硬化させ、余分なコア材料を除去し、プラグを挿入する
ことを特徴とする音響反射体の製造方法。
【請求項６２】
プラグをホールに摩擦溶接する工程を含む
請求項６１に記載の音響反射体の製造方法。
【請求項６３】
請求項１に記載の音響反射体の製造方法であって
シェルを２つの半分割体からコアの周囲で互いに接合する工程を含む
ことを特徴とする音響反射体の製造方法。
【請求項６４】
２つの半球体を球状のコアの周囲で互いに接合する工程を含む
請求項６３に記載の球状音響反射体の製造方法。
【請求項６５】
一方の半球体のリム上のタングを、もう一方の半球体のリム上のグルーブと係合させる工程を含む
請求項６４に記載の音響反射体の製造方法。
【請求項６６】
２つの半球体を互いにスピン溶接する工程を更に含む
請求項６４または６５に記載の音響反射体の製造方法。
【請求項６７】
一方の半球体のリム上に形成されたタングを、もう一方の半球体のリム上に形成されたグルーブ内で回転させる工程を含む
請求項６４ないし６６のいずれかに記載の音響反射体の製造方法。
【請求項６８】
タング、グルーブ及びリム上の直立タブを互いに溶融させることによって溶接部を形成する工程を含む
請求項６７に記載の音響反射体の製造方法。
【請求項６９】
タング、グルーブ及びリム上の直立タブをタングとグルーブとの間の空間へと溶融させる工程を含む
請求項６８に記載の音響反射体の製造方法。
【請求項７０】
コアを反射体内で展開した場合の形状及びサイズに調製する工程と、
そのコアを展開時の温度より低い温度の場所に置く工程と、
コアの略全体をその温度に到達させる工程と、
コアをその場所から取り出す工程と、
コアをシェルの２つの半分割体の間に置く工程と、
シェルの２つの半分割体を互いに接合する工程と含む
請求項６３ないし６９のいずれかに記載の音響反射体の製造方法。
【請求項７１】
コアがエラストマー材料であり、最初はシェルの内径の一部より若干大きい直径に形成される
請求項７０に記載の音響反射体の製造方法。
【請求項７２】
半分割体の一方のベントから空気を放出し、次にそのベントを封止する工程を含む
請求項６３ないし７１のいずれかに記載の音響反射体の製造方法。
【請求項７３】
最初にコアにコア材料をシェルのホールを通して粗く充填し、硬化させ、コア材料を更に注ぎ足し、再度硬化させ、余分なコア材料を除去し、プラグを挿入する
請求項６３ないし７１のいずれかに記載の音響反射体の製造方法。
【請求項７４】
プラグをホール内で摩擦溶接する工程を含む
請求項７３に記載の音響反射体の製造方法。
【請求項７５】
少なくとも部分的に水中で展開される物体であって、
請求項１ないし６０のいずれかに記載の少なくとも１つの音響反射体が取り付けられている
ことを特徴とする物体。
【請求項７６】
水中での物体の周囲での洗掘をモニタする方法であって、
請求項１ないし６０のいずれかに記載の少なくとも１つの音響反射体を物体に取り付け、その音響反射体を、洗掘によって反射体を露出させ、音響ビームによる問い合わせによって反射体が検出されるように、関連する水塊の底の自然な高さより下に位置決めすることを含む
ことを特徴とする洗掘モニタ方法。
【請求項７７】
少なくとも部分的に地中で展開される物体であって、
請求項１ないし６０に記載の少なくとも１つの音響反射体が取り付けられている
ことを特徴とする物体。
【請求項７８】
ガスパイプラインを検出する方法であって、
請求項１ないし６０に記載の１つまたは複数の音響反射体をガスパイプライン上またはその近傍に設置し、その反射体に音響伝送で問い合わせを行い、その反射体からの反射信号を受信する工程を含む
ことを特徴とするガスパイプライン検出方法。
【請求項７９】
音響マーカーシステムであって、
異なる反射特性を有する請求項１ないし６０のいずれかに記載の少なくとも２つのパッシブ音響反射体を含む
ことを特徴とする音響マーカーシステム。
【請求項８０】
各音響反射体が略球状であり、少なくとも１つの球体が少なくとも１つの別の球体とは異なる断面を有する
請求項７９に記載の音響マーカーシステム。
【請求項８１】
互いに近接して位置決めされた３つの反射体のセットを含み、３つの反射体のうちの２つの反射体（２１４）の直径が同じであり、３つ目の反射体（２１６）が異なる直径を有する
請求項８０に記載の音響マーカーシステム。
【請求項８２】
第３の反射体（２１６）が取り付け台（２１０）に残りの２つの反射体（２１４）と共に取り付けられ、その２つの反射体（２１４）が、直径がより大きい第３の反射体（２１６）の両側に取り付けられる
請求項８１に記載の音響マーカーシステム。
【請求項８３】
請求項１ないし６０のいずれかに記載の音響反射体のセットであって、
各反射体（００１〜００７）が１つ以上の特徴的な周波数（３１６、３１８、３２０）を反射し、その１つ以上の特徴的な周波数が、ある反射体を残りの反射体から一意的に識別する
ことを特徴とする音響反射体セット。
【請求項８４】
各反射体が球状であり、どの反射体も互いに同じ直径を有していない
請求項８３に記載のパッシブ音響反射体のセット。
【請求項８５】
請求項１ないし６０のいずれかに記載の音響反射体と、関連する問い合わせ装置とのセットであって、
各反射体（００１〜００７）が１つ以上の特徴的な周波数（３１６、３１８、３２０）を反射し、問い合わせ装置がその全ての特徴的な周波数で選択的に音響放射を伝送する
ことを特徴とする音響反射体問い合わせ装置セット。
【請求項８６】
水中の物体を検出するための音響検出装置の能力をキャリブレートする方法であって、
一連の音響反射体を、キャリブレートする検出装置からの距離を増大させながら分布させ、それらの反射体に音響信号で問い合わせを行い、反射信号が検出できる最大範囲までマークする反射体を特定する
ことを特徴とする音響検出装置キャリブレート方法。
【請求項８７】
ソナーのオペレータを訓練する方法であって、
請求項１ないし６０のいずれかにそれぞれ記載の１つまたは複数の音響反射体を、オペレータを訓練する範囲に利用する工程を含む
ことを特徴とするソナーオペレータ訓練方法。
【請求項８８】
複数の音響反射体を敷設する方法であって、
請求項１ないし６０のいずれかに記載の複数の音響反射体を水域に送り出す工程を含む
ことを特徴とする音響反射体敷設方法。
【請求項８９】
１つ以上の音響反射体の位置を曳航ソナーを使用して検出する工程を含む
請求項８８に記載の音響反射体敷設方法。
【請求項９０】
船舶の音響信号を減衰させる方法であって、
船舶に近接させて複数のパッシブ音響反射体を展開する工程を含み、
各反射体が請求項１ないし６０のいずれかに記載の反射体である
ことを特徴とする船舶音響信号減衰方法。
【請求項１】
コアを取り囲むシェルを含む音響反射体であって、
そのシェルが、シェルの表面に入射した音波がコアへと伝達される際に通過する１つまたは複数の音響ウィンドウと、コアに進入した音波を反射して音響ウィンドウの１つに戻す焦点とを有し、
コアにおける音波伝達平均速度に対するシェルにおける音波伝達速度の比が、２．５〜３．４の範囲である
ことを特徴とする音響反射体。
【請求項２】
コアにおける音波伝達平均速度に対するシェルにおける音波伝達速度の比が、２．７４〜３．４の範囲である
請求項１に記載の音響反射体。
【請求項３】
コアにおける音波伝達平均速度に対するシェルにおける音波伝達速度の比が、２．７４〜２．８６の範囲である
請求項２に記載の音響反射体。
【請求項４】
シェルがガラス強化ポリフタルアミドを含み、コアがシリコン系エラストマーを含む
請求項３に記載の音響反射体。
【請求項５】
コアがＲＴＶ１２を含む
請求項４に記載の音響反射体。
【請求項６】
シェルがアルミニウムまたはその合金を含む
請求項１に記載の音響反射体。
【請求項７】
コアがブチルエラストマーである
請求項６に記載の音響反射体。
【請求項８】
コアが、最高３０体積％の炭酸カルシウムを含有するシリコンまたはブチル系エラストマーである
請求項１ないし７のいずれかに記載の音響反射体。
【請求項９】
炭酸カルシウムの量が、コアにおける音波伝達平均速度に対するシェルにおける音波伝達速度の比が２．７４〜３．４の範囲となるように最適化された
請求項８に記載の音響反射体。
【請求項１０】
シェルが樹脂含浸ファイバーを含み、そのファイバーが、カーボンファイバー、アラミドファイバー、ポリ（ｐ−フェニレン−２，６−ベンゾビスオキサゾール）（ＰＢＯ）ファイバー及びポリエチレンファイバーを含む群から選択される
求項１に記載の音響反射体。
【請求項１１】
球状であり、また、シェルの厚さが、所望の反射応答周波数によって決定される
請求項１ないし１０のいずれかに記載の音響反射体。
【請求項１２】
直径が１００〜３００ｍｍである
請求項１１に記載の音響反射体。
【請求項１３】
直径が２００ｍｍでありかつ厚さ８．８ｍｍのシェルを有する
請求項１２に記載の音響反射体。
【請求項１４】
直径が１００ｍｍでありかつ厚さ７ｍｍのシェルを有する
請求項１２に記載の音響反射体。
【請求項１５】
複数の異なる入射周波数で異なる反射応答を有する
請求項１ないし１４のいずれかに記載の音響反射体。
【請求項１６】
細長い円筒の形態である
請求項１ないし１０のいずれかに記載の音響反射体。
【請求項１７】
細長い管状シェル（９３６）によって取り囲まれたコアとして機能する中心ロッド（９３８）を含む
請求項１６に記載の音響反射体。
【請求項１８】
水中のパイプ片（９３０）に取り付けられる
請求項１７に記載の音響反射体。
【請求項１９】
トロイダル形状である
請求項１ないし１０のいずれかに記載の音響反射体。
【請求項２０】
水中の物体に取り付けられかつ洗掘モニタである
請求項１ないし１７または１８のいずれかに記載の音響反射体。
【請求項２１】
円形の断面を有し、かつ、シェル（４２）にホール（４８）を有し、そのホール（５０）が、シェルの内側（２２）より大きな直径を外側（４４）に有しかつプラグ（５０）で塞がれる
請求項１ないし１０のいずれかに記載の音響反射体。
【請求項２２】
ホールの内径（５８）がステップ（６２）を有し、プラグ（５０）が対応するステップ（６４）を有する
請求項２１に記載の音響反射体。
【請求項２３】
対応するステップ対（６２、６４）間に摩擦溶接部（６５）を有する
請求項２２に記載の音響反射体。
【請求項２４】
プラグが外部リング（６６、１３６）を有する
請求項２１ないし２３のいずれかに記載の音響反射体。
【請求項２５】
格納容器内にある
請求項１ないし１５のいずれかに記載の音響反射体。
【請求項２６】
格納容器が少なくとも部分的に目的の音波に対して透過性である
請求項２５に記載の音響反射体。
【請求項２７】
格納容器を繋ぐための少なくとも１本のつなぎ綱を更に含むことを特徴とする、請求項２５または２６に記載の音響反射体。
【請求項２８】
格納容器がネット（１４８）である
請求項２５ないし２７のいずれかに記載の音響反射体。
【請求項２９】
ネットがモノフィラメントファイバーを含む
請求項２８に記載の音響反射体。
【請求項３０】
格納容器が円筒状のケージ（８１）である
請求項２５または２７のいずれかに記載の音響反射体。
【請求項３１】
反射体を格納するために、ケージ（８１）が、一対の対向するスポーク付きホイール（８２、９２）と、それらのホイールを連結するリンク（９６）とを含み、また、ホイール（８２、９２）とリンク（９６）との間の空間に配置される
請求項３０に記載の音響反射体。
【請求項３２】
リンク（９６）が剛性ステイを含む
請求項３１に記載の音響反射体。
【請求項３３】
リンクがモノフィラメントファイバーを含む
請求項３１に記載の音響反射体。
【請求項３４】
モノフィラメントファイバーの直径が０．２５〜２．２５ｍｍである
請求項２９または３３に記載の音響反射体。
【請求項３５】
連結手段（１５２）によって少なくとも１つの別の音響反射体に連結される
請求項１ないし３４のいずれかに記載の音響反射体。
【請求項３６】
格納容器が、ロープ、ケーブルまたはチェーンによって少なくとも１つの別の音響反射体の格納容器に連結される
請求項３５に記載の音響反射体。
【請求項３７】
浮力補助具が格納容器に取り付けられる
請求項２５ないし３６のいずれかに記載の音響反射体。
【請求項３８】
シェルが互いに接合された２つの半分割体を含む
請求項１ないし３７のいずれかに記載の音響反射体。
【請求項３９】
シェルの半分割体が、内圧への耐性が低い領域をその接合部に有する
請求項３８に記載の音響反射体。
【請求項４０】
球状であり、また、シェルが２つの半球体を含む
請求項３８に記載の音響反射体。
【請求項４１】
２つの半球体がその間に溶接部を有する
請求項４０に記載の音響反射体。
【請求項４２】
溶接部がスピン溶接部である
請求項４１に記載の音響反射体。
【請求項４３】
シェルの半分割体が、内圧への耐性が低い領域をその接合部に有する
請求項４０ないし４２のいずれかに記載の音響反射体。
【請求項４４】
半球体の一方がそのリムにタングを有し、もう一方の半球体がそのリムにグルーブを有し、タングがグルーブと係合する
請求項４０ないし４２のいずれかに記載の音響反射体。
【請求項４５】
タングが、グルーブの幅の一部を占める
請求項４４に記載の音響反射体。
【請求項４６】
リム、タング及びグルーブが最初は直立タブを有する
請求項４４または４５に記載の音響反射体。
【請求項４７】
２つの半球体の間の溶接部が、タブからの溶融し固化した材料を含む
請求項４１に記載の音響反射体。
【請求項４８】
リム、タング及びグルーブが最初は直立タブを有し、溶融し固化した材料がタングとグルーブ壁との間の空間にも形成される
請求項４７に記載の音響反射体。
【請求項４９】
シェルが、そのリムに段状部を有する２つの半球体を含み、一方のリムの段状部がリムの外側に面し、もう一方のリムの段状部がリムの内側に面し、その段状部が組み立てられたシェル内で互いに重なる
請求項３８ないし４３のいずれかに記載の音響反射体。
【請求項５０】
半分割体の一方がベントホールを有する
請求項３８ないし４９のいずれかに記載の音響反射体。
【請求項５１】
ベントホールが封止される
請求項５０に記載の音響反射体。
【請求項５２】
シェルが円周に脆弱な領域を有する
請求項３８ないし５１のいずれかに記載の音響反射体。
【請求項５３】
脆弱な領域が５０〜１００ＭＰでの破損モードを有する
請求項５２に記載の音響反射体。
【請求項５４】
ベントが封止されない
請求項５１に記載の音響反射体。
【請求項５５】
コアが水である
請求項５４に記載の音響反射体。
【請求項５６】
シェルが真鍮または鉛から選択される
請求項５５に記載の音響反射体。
【請求項５７】
コアの一部が、温和な環境においてシェルの内部より若干小さい直径のキャストエラストマーであり、水に沈めると水がコアの残りを構成し得る
請求項５０に記載の音響反射体。
【請求項５８】
コアの一部が、エラストマーであり、また、コアが周囲環境につづく通り道を備えた中空の中心部を有し、その通り道を通って水が中空の中心部に出入りし得る
請求項５０に記載の音響反射体。
【請求項５９】
コアがガスの気泡を取り込む
請求項５０または５１に記載の音響反射体。
【請求項６０】
シェルに入射した音波の一部がシェル壁に結合し、シェルの円周に沿ってシェル壁内を焦点にまで誘導され、元々のコアを横断した音波と焦点で合わさり、合わさった音波がコアを通ってシェルに戻って入射音波とは反対の方向でシェルから再放射される
請求項１ないし５９のいずれかに記載の音響反射体。
【請求項６１】
コアを取り囲むシェルを含む音響反射体の製造方法であって、
最初にコア（４６）にコア材料をシェル（４２）のホール（４８）を通して粗く充填し、硬化させ、コア材料を更に注ぎ足し、再度硬化させ、余分なコア材料を除去し、プラグを挿入する
ことを特徴とする音響反射体の製造方法。
【請求項６２】
プラグをホールに摩擦溶接する工程を含む
請求項６１に記載の音響反射体の製造方法。
【請求項６３】
請求項１に記載の音響反射体の製造方法であって
シェルを２つの半分割体からコアの周囲で互いに接合する工程を含む
ことを特徴とする音響反射体の製造方法。
【請求項６４】
２つの半球体を球状のコアの周囲で互いに接合する工程を含む
請求項６３に記載の球状音響反射体の製造方法。
【請求項６５】
一方の半球体のリム上のタングを、もう一方の半球体のリム上のグルーブと係合させる工程を含む
請求項６４に記載の音響反射体の製造方法。
【請求項６６】
２つの半球体を互いにスピン溶接する工程を更に含む
請求項６４または６５に記載の音響反射体の製造方法。
【請求項６７】
一方の半球体のリム上に形成されたタングを、もう一方の半球体のリム上に形成されたグルーブ内で回転させる工程を含む
請求項６４ないし６６のいずれかに記載の音響反射体の製造方法。
【請求項６８】
タング、グルーブ及びリム上の直立タブを互いに溶融させることによって溶接部を形成する工程を含む
請求項６７に記載の音響反射体の製造方法。
【請求項６９】
タング、グルーブ及びリム上の直立タブをタングとグルーブとの間の空間へと溶融させる工程を含む
請求項６８に記載の音響反射体の製造方法。
【請求項７０】
コアを反射体内で展開した場合の形状及びサイズに調製する工程と、
そのコアを展開時の温度より低い温度の場所に置く工程と、
コアの略全体をその温度に到達させる工程と、
コアをその場所から取り出す工程と、
コアをシェルの２つの半分割体の間に置く工程と、
シェルの２つの半分割体を互いに接合する工程と含む
請求項６３ないし６９のいずれかに記載の音響反射体の製造方法。
【請求項７１】
コアがエラストマー材料であり、最初はシェルの内径の一部より若干大きい直径に形成される
請求項７０に記載の音響反射体の製造方法。
【請求項７２】
半分割体の一方のベントから空気を放出し、次にそのベントを封止する工程を含む
請求項６３ないし７１のいずれかに記載の音響反射体の製造方法。
【請求項７３】
最初にコアにコア材料をシェルのホールを通して粗く充填し、硬化させ、コア材料を更に注ぎ足し、再度硬化させ、余分なコア材料を除去し、プラグを挿入する
請求項６３ないし７１のいずれかに記載の音響反射体の製造方法。
【請求項７４】
プラグをホール内で摩擦溶接する工程を含む
請求項７３に記載の音響反射体の製造方法。
【請求項７５】
少なくとも部分的に水中で展開される物体であって、
請求項１ないし６０のいずれかに記載の少なくとも１つの音響反射体が取り付けられている
ことを特徴とする物体。
【請求項７６】
水中での物体の周囲での洗掘をモニタする方法であって、
請求項１ないし６０のいずれかに記載の少なくとも１つの音響反射体を物体に取り付け、その音響反射体を、洗掘によって反射体を露出させ、音響ビームによる問い合わせによって反射体が検出されるように、関連する水塊の底の自然な高さより下に位置決めすることを含む
ことを特徴とする洗掘モニタ方法。
【請求項７７】
少なくとも部分的に地中で展開される物体であって、
請求項１ないし６０に記載の少なくとも１つの音響反射体が取り付けられている
ことを特徴とする物体。
【請求項７８】
ガスパイプラインを検出する方法であって、
請求項１ないし６０に記載の１つまたは複数の音響反射体をガスパイプライン上またはその近傍に設置し、その反射体に音響伝送で問い合わせを行い、その反射体からの反射信号を受信する工程を含む
ことを特徴とするガスパイプライン検出方法。
【請求項７９】
音響マーカーシステムであって、
異なる反射特性を有する請求項１ないし６０のいずれかに記載の少なくとも２つのパッシブ音響反射体を含む
ことを特徴とする音響マーカーシステム。
【請求項８０】
各音響反射体が略球状であり、少なくとも１つの球体が少なくとも１つの別の球体とは異なる断面を有する
請求項７９に記載の音響マーカーシステム。
【請求項８１】
互いに近接して位置決めされた３つの反射体のセットを含み、３つの反射体のうちの２つの反射体（２１４）の直径が同じであり、３つ目の反射体（２１６）が異なる直径を有する
請求項８０に記載の音響マーカーシステム。
【請求項８２】
第３の反射体（２１６）が取り付け台（２１０）に残りの２つの反射体（２１４）と共に取り付けられ、その２つの反射体（２１４）が、直径がより大きい第３の反射体（２１６）の両側に取り付けられる
請求項８１に記載の音響マーカーシステム。
【請求項８３】
請求項１ないし６０のいずれかに記載の音響反射体のセットであって、
各反射体（００１〜００７）が１つ以上の特徴的な周波数（３１６、３１８、３２０）を反射し、その１つ以上の特徴的な周波数が、ある反射体を残りの反射体から一意的に識別する
ことを特徴とする音響反射体セット。
【請求項８４】
各反射体が球状であり、どの反射体も互いに同じ直径を有していない
請求項８３に記載のパッシブ音響反射体のセット。
【請求項８５】
請求項１ないし６０のいずれかに記載の音響反射体と、関連する問い合わせ装置とのセットであって、
各反射体（００１〜００７）が１つ以上の特徴的な周波数（３１６、３１８、３２０）を反射し、問い合わせ装置がその全ての特徴的な周波数で選択的に音響放射を伝送する
ことを特徴とする音響反射体問い合わせ装置セット。
【請求項８６】
水中の物体を検出するための音響検出装置の能力をキャリブレートする方法であって、
一連の音響反射体を、キャリブレートする検出装置からの距離を増大させながら分布させ、それらの反射体に音響信号で問い合わせを行い、反射信号が検出できる最大範囲までマークする反射体を特定する
ことを特徴とする音響検出装置キャリブレート方法。
【請求項８７】
ソナーのオペレータを訓練する方法であって、
請求項１ないし６０のいずれかにそれぞれ記載の１つまたは複数の音響反射体を、オペレータを訓練する範囲に利用する工程を含む
ことを特徴とするソナーオペレータ訓練方法。
【請求項８８】
複数の音響反射体を敷設する方法であって、
請求項１ないし６０のいずれかに記載の複数の音響反射体を水域に送り出す工程を含む
ことを特徴とする音響反射体敷設方法。
【請求項８９】
１つ以上の音響反射体の位置を曳航ソナーを使用して検出する工程を含む
請求項８８に記載の音響反射体敷設方法。
【請求項９０】
船舶の音響信号を減衰させる方法であって、
船舶に近接させて複数のパッシブ音響反射体を展開する工程を含み、
各反射体が請求項１ないし６０のいずれかに記載の反射体である
ことを特徴とする船舶音響信号減衰方法。
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０Ａ】
【図２０Ｂ】
【図２０Ｃ】
【図２１Ａ】
【図２１Ｂ】
【図２１Ｃ】
【図２２Ａ】
【図２２Ｂ】
【図２３Ａ】
【図２３Ｂ】
【図１Ｂ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０Ａ】
【図２０Ｂ】
【図２０Ｃ】
【図２１Ａ】
【図２１Ｂ】
【図２１Ｃ】
【図２２Ａ】
【図２２Ｂ】
【図２３Ａ】
【図２３Ｂ】
【公表番号】特表２０１３−５００４９３（Ｐ２０１３−５００４９３Ａ）
【公表日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５２２２４９（Ｐ２０１２−５２２２４９）
【出願日】平成２２年７月１６日（２０１０．７．１６）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＧＢ２０１０／０５１１６１
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０１２８７７
【国際公開日】平成２３年２月３日（２０１１．２．３）
【出願人】（５１１１６８２２４）サブシー アセット ロケーション テクノロジーズ リミテッド (2)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月１６日（２０１０．７．１６）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＧＢ２０１０／０５１１６１
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０１２８７７
【国際公開日】平成２３年２月３日（２０１１．２．３）
【出願人】（５１１１６８２２４）サブシー アセット ロケーション テクノロジーズ リミテッド (2)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]