魚群探知機
【課題】デジタル方式の魚群探知機の測定精度を維持しながら、廉価にできる構成を実現する。
【解決手段】本発明の魚群探知機は、送信信号生成部、送受波器、周波数変換部、送受切替部、Ａ／Ｄ変換部、信号処理部を備える。送受波器は、音波を水中に送信し、水中からの音波のエコーを受信する。周波数変換部は、エコーの周波数を低周波に変換して、低周波エコーを生成する。Ａ／Ｄ変換部は、低周波エコーをデジタル信号に変換し、デジタルエコー信号を生成する。信号処理部は、デジタルエコー信号を信号処理することで、水中の状況を画面表示できる信号に変換する。周波数変換部は、第１変換手段と第２変換手段とを備える。第１変換手段は、所定の周波数での利得が大きくなるような周波数特性を持つアンプ機能と、エコーの周波数を高くするミキサー機能とを有する。第２変換手段は、第1変換手段の出力の周波数を所定の周波数よりも低くする。
【解決手段】本発明の魚群探知機は、送信信号生成部、送受波器、周波数変換部、送受切替部、Ａ／Ｄ変換部、信号処理部を備える。送受波器は、音波を水中に送信し、水中からの音波のエコーを受信する。周波数変換部は、エコーの周波数を低周波に変換して、低周波エコーを生成する。Ａ／Ｄ変換部は、低周波エコーをデジタル信号に変換し、デジタルエコー信号を生成する。信号処理部は、デジタルエコー信号を信号処理することで、水中の状況を画面表示できる信号に変換する。周波数変換部は、第１変換手段と第２変換手段とを備える。第１変換手段は、所定の周波数での利得が大きくなるような周波数特性を持つアンプ機能と、エコーの周波数を高くするミキサー機能とを有する。第２変換手段は、第1変換手段の出力の周波数を所定の周波数よりも低くする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音波のエコーをデジタル信号へ変換して処理する魚群探知機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の魚群探知機は音波のエコーを、アナログ増幅回路を多段に重ねた構成であった（特許文献１）。最近は回路のデジタル化が進み、図１に示すような音波のエコーをデジタル信号に変換した上で処理する構成に変わってきた。図１の魚群探知機９００は、送信信号生成部９１０、送受波器９２０、送受切替部９３０、Ａ／Ｄ変換部９５０、信号処理部９６０を備える。送信信号生成部９１０は、所定の周波数の送信信号を生成する。所定の周波数とは、一般的には２８ｋＨｚから２００ｋＨｚの中から選択された１つから４つの周波数である。送受波器９２０（トランスデューサ）は、送信信号に対応した音波を水中に送信し、水中からの音波のエコーを受信する。送受切替部９３０は、送信信号を送信信号生成部９１０から受け取り、送受波器９２０に伝達する。また、エコーを送受波器９２０から受け取り、Ａ／Ｄ変換部９５０に伝達する。Ａ／Ｄ変換部９５０は、エコーをデジタル信号に変換し、デジタルエコー信号を生成する。魚群探知機に要求される受信レベルのダイナミックレンジの要求から、Ａ／Ｄ変換部９５０は一般的に２４ｂｉｔである。信号処理部９６０は、デジタルエコー信号を信号処理することで、水中の状況を画面表示できる信号に変換する。デジタルでの信号処理には、例えばバンドパスフィルタ、検波処理、ＬＯＧ圧縮処理などがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−１４６１２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
例えば、２００ｋＨｚの信号を１周期に１０回測定しようとすれば、２ＭＨｚでサンプリングする必要がある。しかし、２４ｂｉｔを２ＭＨｚでサンプリングしてデジタル信号に変換できるＡ／Ｄ変換器は非常に高価である。また、信号処理部として用いられるＤＳＰ（Digital Signal Processor）も高価になりやすい。
【０００５】
そこで、本発明は、デジタル方式の魚群探知機の測定精度を維持しながら、廉価にできる構成を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の魚群探知機は、送信信号生成部、送受波器、周波数変換部、送受切替部、Ａ／Ｄ変換部、信号処理部を備える。送信信号生成部は、所定の周波数の送信信号を生成する。所定の周波数は、２５ｋＨｚ〜２５０ｋＨｚ程度の中から必要な数の周波数を選択すればよい。または、必要な幅の周波数帯を選択すればよい。送受波器は、送信信号に対応した音波を水中に送信し、水中からの音波のエコーを受信する。周波数変換部は、エコーの周波数を低周波に変換して、低周波エコーを生成する。送受切替部は、送信信号を送信信号生成部から受け取り、送受波器に伝達する。また、エコーを送受波器から受け取り周波数変換部に伝達する。Ａ／Ｄ変換部は、低周波エコーをデジタル信号に変換し、デジタルエコー信号を生成する。信号処理部は、デジタルエコー信号を信号処理することで、水中の状況を画面表示できる信号に変換する。
【０００７】
また、周波数変換部は、第１変換手段と第２変換手段とを備える。第１変換手段は、所定の周波数での利得が大きくなるような周波数特性を持つアンプ機能と、エコーの周波数を高くするミキサー機能とを有する。第２変換手段は、第1変換手段の出力の周波数を所定の周波数よりも低くする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の魚群探知機によれば、局部発振回路が出力してしまう高調波成分によって生じるノイズを、周波数特性を持つ第１変換手段によって除去する。その上で第２変換手段によってエコーを低周波エコーに変換する。したがって、エコーの周波数を低い周波数に変換するときにノイズの混入を防ぐことができる。また、Ａ／Ｄ変換部のサンプリング周波数を低くすることができる。つまり、魚群探知機の測定精度を劣化させることなく、廉価な構成にできる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】従来のデジタル方式の魚群探知機の機能構成例を示す図。
【図２】本発明の魚群探知機の機能構成例を示す図。
【図３】周波数変換部１４０の構成例を示す図。
【図４】第１変換手段１４１の構成例を示す図。
【図５】利得調整回路を省略したギルバート回路１４３の具体例を示す図。
【図６】インダクタンスを含む利得調整回路の例を示す図。
【図７】利得調整回路１７１をギルバート回路１４３の利得調整端子１４３４に接続した場合の、ギルバート回路１４３のアンプ機能部１４３８の利得の周波数特性の概要を示す図。
【図８】抵抗とインダクタとコンデンサの直列回路で構成された利得調整回路の例を示す図。
【図９】利得調整回路１７２をギルバート回路１４３の利得調整端子１４３４に接続した場合の、ギルバート回路１４３のアンプ機能部１４３８の利得の周波数特性の概要を示す図。
【図１０】複数の利得のピークを設定するための利得調整回路の構成例を示す図。
【図１１】利得調整回路１７３をギルバート回路１４３の利得調整端子１４３４に接続した場合の、ギルバート回路１４３のアンプ機能部１４３８の利得の周波数特性の概要を示す図。
【図１２】、利得のピークに幅を持たせるための利得調整回路の構成例を示す図。
【図１３】利得調整回路１７４をギルバート回路１４３の利得調整端子１４３４に接続した場合の、ギルバート回路１４３のアンプ機能部１４３８の利得の周波数特性の概要を示す図。
【図１４】利得のピークに広い幅を持たせるための利得調整回路の構成例を示す図。
【図１５】利得調整回路１７５をギルバート回路１４３の利得調整端子１４３４に接続した場合の、ギルバート回路１４３のアンプ機能部１４３８の利得の周波数特性の概要を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。なお、同じ機能を有する構成部には同じ番号を付し、重複説明を省略する。
【実施例１】
【００１１】
図２に本発明の魚群探知機の構成例を示す。魚群探知機１００は、送信信号生成部９１０、送受波器９２０、周波数変換部１４０、送受切替部９３０、Ａ／Ｄ変換部１５０、信号処理部９６０を備える。送信信号生成部９１０は、所定の周波数の送信信号を生成する。所定の周波数としては、一般的には２８ｋＨｚから２００ｋＨｚの中から選択された１つから４つの周波数が選択される。しかし、これに限定する必要はなく、２５ｋＨｚ〜２５０ｋＨｚ程度の中から必要な数の周波数を決めればよい。具体的には、この周波数は音波の反射が大きい魚の部位の大きさ（例えば、魚の浮き袋の大きさなど）から適宜決めればよい。例えば、５０ｋＨｚの音波は水中での波長は３ｃｍ程度なので、１．５ｃｍ程度（半波長）の大きさの対象を探すのに適している。また、所定の周波数として、必要な幅の周波数帯を選択してもよい。このように周波数帯を選択した場合には、送信信号の周波数を、周波数帯の範囲で連続的に変更しながら測定することも可能である。
【００１２】
送受波器９２０は、送信信号に対応した音波を水中に送信し、水中からの音波のエコーを受信する。周波数変換部１４０は、エコーの周波数を低周波に変換して、低周波エコーを生成する。送受切替部９３０は、送信信号を送信信号生成部９１０から受け取り、送受波器９２０に伝達する。また、エコーを送受波器９２０から受け取り周波数変換部１４０に伝達する。Ａ／Ｄ変換部１５０は、低周波エコーをデジタル信号に変換し、デジタルエコー信号を生成する。信号処理部９６０は、デジタルエコー信号を信号処理することで、水中の状況を画面表示できる信号に変換する。デジタルでの信号処理には、例えばバンドパスフィルタ、検波処理、ＬＯＧ圧縮処理などがある。図示していないが、魚群探知機１００は、各構成部を制御するための制御部、操作者の指示を入力する入力部、外部ディスプレイに画面データを出力する出力部なども備えても良いし、省略できる場合は省略しても良い。
【００１３】
図３は、周波数変換部１４０の構成例を示す図である。周波数変換部１４０は、第１変換手段１４１と第２変換手段１４９とを備える。第１変換手段１４１は、所定の周波数での利得が大きくなるような周波数特性を持つアンプ機能と、エコーの周波数を高くするミキサー機能とを有する。第２変換手段１４９は、第1変換手段の出力の周波数を所定の周波数よりも低くする。第２変換手段１４９は周波数特性を持つ必要はなく、後述するギルバート回路の周波数特性のないものを用いても良いし、その他の回路によって周波数を変更してもよい。
【００１４】
図４は第１変換手段１４１の構成例を示す図である。第１変換手段１４１は、局部発振回路１４２とギルバート回路１４３で構成される。局部発振回路１４２は、あらかじめ定めた周波数ｆｌｏｃａｌの信号を出力する。ギルバート回路１４３には、送受切替部９３０からエコー（この周波数をｆｉｎとする。）と、局部発振回路１４２の出力が入力される。そして、ギルバート回路１４３は、エコーの周波数を高い周波数に変換して出力する。
【００１５】
図５はギルバート回路１４３の具体例を示す図であって、この図では利得調整回路は省略されている。ギルバート回路１４３は、トランジスタ１８１〜１８９、抵抗１９１〜１９３などを組み合わせることで構成されており、定電流回路部１４３７、アンプ機能部１４３８、ミキサー機能部１４３９のように機能ごとに分けて考えることもできる。定電流回路部１４３７はトランジスタ１８５、１８６のエミッタ電流を調節する機能を有しており、バイアス端子１４３５に加える電圧によって調整される。アンプ機能部１４３８は、エコー入力端子１４３１に入力された信号を振り分ける機能と増幅する機能を備えている。利得調整端子１４３４の間を短絡させると、利得は最大となる。また、利得調整端子１４３４の間に抵抗を挿入すると理論的には周波数特性を持たない増幅器となり、抵抗の値によって利得が調整できる。本発明では、後述するように利得調整端子１４３４の間に周波数特性を有する回路を挿入することで、アンプ機能部１４３８に積極的に周波数特性を与えている。ミキサー機能部１４３９は増幅されたエコーと局部発振回路１４２の出力とをミキシング（乗算）し、周波数ｆｏｕｔ＝ｆｌｏｃａｌ−ｆｉｎに変換されたエコーが出力端子１４３３から出力される。例えば、ｆｉｎを２００ｋＨｚ、ｆｌｏｃａｌを６５５ｋＨｚとすれば、ｆｏｕｔは４５５ｋＨｚとなる。このように、周波数ｆｌｏｃａｌを十分高い周波数（少なくとも２ｆｉｎよりも高い周波数）にすることで、周波数ｆｏｕｔを周波数ｆｉｎよりも高い周波数に変換できる。具体的には、局部発振回路１４２の周波数ｆｌｏｃａｌを５００ｋＨｚ〜７００ｋＨｚとすればよい。このような周波数であればラジオ用の発振器なども使えるため、安価な部品を利用できる。なお、周波数ｆｏｕｔ＝ｆｌｏｃａｌ＋ｆｉｎに変換された信号も出力されるが、この信号はフィルタ（図示していない）などによって除去すればよい。
【００１６】
次に、なぜ高い周波数に変換した上で低い周波数に変換するかについて説明する。周波数変換部１４０の出力の周波数は、入力されたエコーの周波数よりも低い。したがって、第１変換手段１４１と第２変換手段１４９の２つの変換手段を用いるのではなく、第１変換手段１４１によって周波数を下げ、第２変換手段１４９を省略することも考えられる。このように直接周波数を下げるのであれば、局部発振回路１４２の出力の周波数ｆｌｏｃａｌを、周波数ｆｉｎに近い周波数に設定してミキシングすることで、周波数ｆｏｕｔ＝ｆｉｎ−ｆｌｏｃａｌ（または、ｆｌｏｃａｌ−ｆｉｎ）に変換されたエコーを取り出すことになる。ところが、局部発振回路１４２の出力に高調波成分が含まれていることがある。例えば、局部発振回路１４２の出力が矩形波の場合には、３次高調波（周波数３ｆｌｏｃａｌ）、５次高調波（周波数５ｆｌｏｃａｌ）なども局部発振回路１４２の出力に含まれている。このような高調波が含まれた場合、高調波との周波数の差がｆｏｕｔのノイズも周波数ｆｏｕｔに変換されてしまうので、エコーに含まれている周波数３ｆｌｏｃａｌ±ｆｏｕｔのノイズや周波数５ｆｌｏｃａｌ±ｆｏｕｔのノイズも周波数ｆｏｕｔに変換されてしまうので、低周波エコーに含まれるノイズが増加することになる。したがって、周波数３ｆｌｏｃａｌ±ｆｏｕｔのノイズや周波数５ｆｌｏｃａｌ±ｆｏｕｔのノイズを除去した上でミキシングしなければならない。ところが、上述のように、周波数ｆｌｏｃａｌを、周波数ｆｉｎに近い周波数に設定しなければならないので、周波数３ｆｌｏｃａｌ±ｆｏｕｔと周波数ｆｉｎとの周波数の差が小さい。つまり、周波数ｆｉｎでの利得を高め、かつ周波数３ｆｌｏｃａｌ±ｆｏｕｔなどの高調波近傍の利得を低くすること（もしくは、周波数ｆｉｎの信号を透過させ、かつ周波数３ｆｌｏｃａｌ±ｆｏｕｔなどの高調波近傍の信号を減衰させること）が難しくなる。一方、本発明の構成のように、第１変換手段１４１で一度周波数を高くするのであれば、周波数ｆｌｏｃａｌが十分に周波数ｆｉｎよりも高いので、周波数３ｆｌｏｃａｌ±ｆｏｕｔなどの高調波近傍の周波数と周波数ｆｉｎの差は非常に大きくなる。したがって、ミキシングする前に高調波近傍の周波数のノイズを小さくすることが容易になる。そこで、本発明では、第１変換手段１４１が、周波数ｆｉｎでの利得が大きくなるような周波数特性を持つアンプ機能と、エコーの周波数を高くするミキサー機能とを有する。そして、第２変換手段１４９は、第1変換手段の出力を周波数ｆｉｎよりも低くしている。
【００１７】
また、実際に周波数変換部１４０を製造するときの観点から、なぜ高い周波数に変換した上で低い周波数に変換するかについて説明する。安価な魚群探知機１００を製造するためには、市場に流通している超音波送受波器の中から適当な周波数を選択することになる。送受波器９２０の周波数近傍で手に入りやすい送受波器は、２８，４０，５０，６０，６８，７５，１００，１２０，１４０，１８０，２００ｋＨｚである。仮に、送受波器９２０の周波数が４０ｋＨｚとすると、第１変換手段によって周波数を１０ｋＨｚまで下げようとすれば、５０ｋＨｚの局部発振回路を使うことになる。ところが、５０ｋＨｚと周波数が１０ｋＨｚ異なるもう一つの周波数である６０ｋＨｚの送受波器も、入手しやすい送受波器である。したがって、他の船が６０ｋＨｚの送受波器を使用している可能性があり、混信した場合に２つの信号を分離できない。これは、上述したように周波数を下げる場合には、近い周波数の局部発振回路を使用しなければならないために生じる問題である。そこで、本発明では、送受波器９２０の周波数帯の外の周波数を使って低い周波数に変換するため、第１変換手段１４１がエコーの周波数を数１００ｋＨｚまで高くし、第２変換手段１４９が第1変換手段の出力を１０ｋＨｚまで低くしている。
【００１８】
第１変換手段１４１のアンプ機能部１４３８の利得の周波数特性を、周波数ｆｉｎで大きくし、周波数３ｆｌｏｃａｌ±ｆｏｕｔなどの高調波近傍の周波数で小さくするための利得調整回路の例を以下に示す。
【００１９】
利得調整回路の例１
図６は、インダクタンスを含む利得調整回路の例を示す図である。図７に、利得調整回路１７１をギルバート回路１４３の利得調整端子１４３４に接続した場合の、ギルバート回路１４３のアンプ機能部１４３８の利得の周波数特性の概要を示す。利得調整回路１７１は、抵抗１７１１とインダクタ１７１２が直列に配置されている。このような回路を用いれば、アンプ機能部１４３８の利得の周波数特性は高周波領域で小さくなる。そして、抵抗１７１１とインダクタ１７１２の値を適宜設計することにより、エコーの周波数ｆｉｎでの利得を大きくし、周波数３ｆｌｏｃａｌ±ｆｏｕｔなどの高調波近傍の周波数での利得を小さくできる。
【００２０】
利得調整回路の例２
図８は、抵抗とインダクタとコンデンサの直列回路で構成された利得調整回路の例を示す図である。図９に、利得調整回路１７２をギルバート回路１４３の利得調整端子１４３４に接続した場合の、ギルバート回路１４３のアンプ機能部１４３８の利得の周波数特性の概要を示す。利得調整回路１７２は、抵抗１７２１、インダクタ１７２２、コンデンサ１７２３が直列に配置されている。このような回路を用いれば、利得のピークを作ることができる。そして、抵抗１７２１、インダクタ１７２２、コンデンサ１７２３の値を適宜設計することにより、利得のピークをエコーの周波数ｆｉｎに設定できる。そして、周波数３ｆｌｏｃａｌ±ｆｏｕｔなどの高調波近傍の周波数での利得を小さくできる。
【００２１】
例えば、抵抗１７２１を２２Ω、インダクタ（チョークコイル）１７２２を３３０μＨ、コンデンサ１７２３を０．０２７７μＦとすれば、エコーの周波数ｆｉｎ（音波の周波数）が５０ｋＨｚの場合に適している。また、抵抗１７２１を１０Ω、インダクタ１７２２を１００μＨ、コンデンサ１７２３を６６００ｐＦとすれば、エコーの周波数ｆｉｎが２００ｋＨｚの場合に適している。
【００２２】
利得調整回路の例３
利得調整回路１７２の場合、利得のピークが１つであった。この例ではピークを複数にした利得調整回路について説明する。図１０は、複数の利得のピークを設定するための利得調整回路の構成例を示す図である。図１１に、利得調整回路１７３をギルバート回路１４３の利得調整端子１４３４に接続した場合の、ギルバート回路１４３のアンプ機能部１４３８の利得の周波数特性の概要を示す。利得調整回路１７３は、抵抗１７２１ｎ、インダクタ１７２２ｎ、コンデンサ１７２３ｎの直列回路がＮ個存在し（Ｎは１以上の整数、ｎは１以上Ｎ以下の整数）、直列回路同士は並列に接続されている。このような回路を用いれば、複数の利得のピークを作ることができる。そして、抵抗１７２１ｎ、インダクタ１７２２ｎ、コンデンサ１７２３ｎの値を適宜設計することにより、利得のピークをエコーの周波数ｆｉｎｎに設定できる。そして、周波数３ｆｌｏｃａｌ±ｆｏｕｔｎなどの高調波近傍の周波数での利得を小さくできる。
【００２３】
例えば、抵抗１７２１１を２２Ω、インダクタ１７２２１を３３０μＨ、コンデンサ１７２３１を０．０２７７μＦとし、抵抗１７２１２を１０Ω、インダクタ１７２２２を１００μＨ、コンデンサ１７２３２を６６００ｐＦして２つの直列回路を並列に接続すれば、エコーの周波数ｆｉｎが５０ｋＨｚと２００ｋＨｚの２つの周波数の場合に適している。
【００２４】
利得調整回路の例４
この例ではピークに幅がある利得調整回路について説明する。図１２は、利得のピークに幅を持たせるための利得調整回路の構成例を示す図である。図１３に、利得調整回路１７４をギルバート回路１４３の利得調整端子１４３４に接続した場合の、ギルバート回路１４３のアンプ機能部１４３８の利得の周波数特性の概要を示す。利得調整回路１７４は、インダクタ１７４２１、コンデンサ１７４３１の直列回路と、インダクタ１７４２２、コンデンサ１７４３２の直列回路が並列に接続されている。そして、それぞれのインダクタとコンデンサとの接続点同士を抵抗１７４１で接続している。このような回路を用いれば、利得のピークに幅を作ることができる。そして、抵抗１７４１、インダクタ１７４２１、１７４２２、コンデンサ１７４３１、１７４３２の値を適宜設計することにより、利得のピークに幅を持たせることができ、すべてのエコーの周波数での利得を大きくできる。そして、高調波近傍の周波数での利得を小さくできる。例えば、インダクタ１７４２１、コンデンサ１７４３１の直列回路は、利得を高くしたい周波数帯の最低周波数で利得がピークとなるように設計する。そして、インダクタ１７４２２、コンデンサ１７４３２の直列回路は、利得を高くしたい周波数帯の最高周波数で利得がピークとなるように設計すればよい。
【００２５】
利得調整回路の例５
この例では、さらにピークの幅を広げるための利得調整回路について説明する。図１４は、利得のピークに広い幅を持たせるための利得調整回路の構成例を示す図である。図１５に、利得調整回路１７５をギルバート回路１４３の利得調整端子１４３４に接続した場合の、ギルバート回路１４３のアンプ機能部１４３８の利得の周波数特性の概要を示す。利得調整回路１７５は、インダクタ１７４２１、コンデンサ１７４３１の直列回路と、インダクタ１７４２２、コンデンサ１７４３２の直列回路と、インダクタ１７４２３、コンデンサ１７４３３の直列回路が並列に接続されている。そして、それぞれのインダクタとコンデンサとの接続点同士を抵抗１７４１１、１７４１２、１７４１３で接続している。
【００２６】
このような回路を用いれば、幅の広い利得のピークを作ることができる。そして、抵抗１７４１１、１７４１２、１７４１３、インダクタ１７４２１、１７４２２、コンデンサ１７４３１、１７４３２の値を適宜設計することにより、利得のピークの幅を広くできる。したがって、エコーの周波数が広い範囲で設定されている場合でも、すべてのエコーの周波数での利得を大きくできる。そして、高調波近傍の周波数での利得を小さくできる。例えば、インダクタ１７４２１、コンデンサ１７４３１の直列回路は、利得を高くしたい周波数帯の最低周波数で利得がピークとなるように設計する。また、インダクタ１７４２２、コンデンサ１７４３２の直列回路は、利得を高くしたい周波数帯の最高周波数で利得がピークとなるように設計する。そして、インダクタ１７４２３、コンデンサ１７４３３の直列回路は、利得を高くしたい周波数帯の中心周波数で利得がピークとなるように設計すればよい。なお、この例では直列回路が３つであったが、さらに周波数の幅を広げるのであれば直列回路をさらに増やせばよい。
【符号の説明】
【００２７】
１００、９００ 魚群探知機 １４０ 周波数変換部
１４１ 第１変換手段 １４２ 局部発振回路
１４３ ギルバート回路 １４９ 第２変換手段
１５０、９５０ Ａ／Ｄ変換部
１７１、１７２、１７３、１７４、１７５ 利得調整回路
９１０ 送信信号生成部 ９２０ 送受波器
９３０ 送受切替部 ９６０ 信号処理部
１４３１ エコー入力端子 １４３３ 出力端子
１４３４ 利得調整端子 １４３５ バイアス端子
１４３７ 定電流回路部 １４３８ アンプ機能部
１４３９ ミキサー機能部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音波のエコーをデジタル信号へ変換して処理する魚群探知機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の魚群探知機は音波のエコーを、アナログ増幅回路を多段に重ねた構成であった（特許文献１）。最近は回路のデジタル化が進み、図１に示すような音波のエコーをデジタル信号に変換した上で処理する構成に変わってきた。図１の魚群探知機９００は、送信信号生成部９１０、送受波器９２０、送受切替部９３０、Ａ／Ｄ変換部９５０、信号処理部９６０を備える。送信信号生成部９１０は、所定の周波数の送信信号を生成する。所定の周波数とは、一般的には２８ｋＨｚから２００ｋＨｚの中から選択された１つから４つの周波数である。送受波器９２０（トランスデューサ）は、送信信号に対応した音波を水中に送信し、水中からの音波のエコーを受信する。送受切替部９３０は、送信信号を送信信号生成部９１０から受け取り、送受波器９２０に伝達する。また、エコーを送受波器９２０から受け取り、Ａ／Ｄ変換部９５０に伝達する。Ａ／Ｄ変換部９５０は、エコーをデジタル信号に変換し、デジタルエコー信号を生成する。魚群探知機に要求される受信レベルのダイナミックレンジの要求から、Ａ／Ｄ変換部９５０は一般的に２４ｂｉｔである。信号処理部９６０は、デジタルエコー信号を信号処理することで、水中の状況を画面表示できる信号に変換する。デジタルでの信号処理には、例えばバンドパスフィルタ、検波処理、ＬＯＧ圧縮処理などがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−１４６１２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
例えば、２００ｋＨｚの信号を１周期に１０回測定しようとすれば、２ＭＨｚでサンプリングする必要がある。しかし、２４ｂｉｔを２ＭＨｚでサンプリングしてデジタル信号に変換できるＡ／Ｄ変換器は非常に高価である。また、信号処理部として用いられるＤＳＰ（Digital Signal Processor）も高価になりやすい。
【０００５】
そこで、本発明は、デジタル方式の魚群探知機の測定精度を維持しながら、廉価にできる構成を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の魚群探知機は、送信信号生成部、送受波器、周波数変換部、送受切替部、Ａ／Ｄ変換部、信号処理部を備える。送信信号生成部は、所定の周波数の送信信号を生成する。所定の周波数は、２５ｋＨｚ〜２５０ｋＨｚ程度の中から必要な数の周波数を選択すればよい。または、必要な幅の周波数帯を選択すればよい。送受波器は、送信信号に対応した音波を水中に送信し、水中からの音波のエコーを受信する。周波数変換部は、エコーの周波数を低周波に変換して、低周波エコーを生成する。送受切替部は、送信信号を送信信号生成部から受け取り、送受波器に伝達する。また、エコーを送受波器から受け取り周波数変換部に伝達する。Ａ／Ｄ変換部は、低周波エコーをデジタル信号に変換し、デジタルエコー信号を生成する。信号処理部は、デジタルエコー信号を信号処理することで、水中の状況を画面表示できる信号に変換する。
【０００７】
また、周波数変換部は、第１変換手段と第２変換手段とを備える。第１変換手段は、所定の周波数での利得が大きくなるような周波数特性を持つアンプ機能と、エコーの周波数を高くするミキサー機能とを有する。第２変換手段は、第1変換手段の出力の周波数を所定の周波数よりも低くする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の魚群探知機によれば、局部発振回路が出力してしまう高調波成分によって生じるノイズを、周波数特性を持つ第１変換手段によって除去する。その上で第２変換手段によってエコーを低周波エコーに変換する。したがって、エコーの周波数を低い周波数に変換するときにノイズの混入を防ぐことができる。また、Ａ／Ｄ変換部のサンプリング周波数を低くすることができる。つまり、魚群探知機の測定精度を劣化させることなく、廉価な構成にできる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】従来のデジタル方式の魚群探知機の機能構成例を示す図。
【図２】本発明の魚群探知機の機能構成例を示す図。
【図３】周波数変換部１４０の構成例を示す図。
【図４】第１変換手段１４１の構成例を示す図。
【図５】利得調整回路を省略したギルバート回路１４３の具体例を示す図。
【図６】インダクタンスを含む利得調整回路の例を示す図。
【図７】利得調整回路１７１をギルバート回路１４３の利得調整端子１４３４に接続した場合の、ギルバート回路１４３のアンプ機能部１４３８の利得の周波数特性の概要を示す図。
【図８】抵抗とインダクタとコンデンサの直列回路で構成された利得調整回路の例を示す図。
【図９】利得調整回路１７２をギルバート回路１４３の利得調整端子１４３４に接続した場合の、ギルバート回路１４３のアンプ機能部１４３８の利得の周波数特性の概要を示す図。
【図１０】複数の利得のピークを設定するための利得調整回路の構成例を示す図。
【図１１】利得調整回路１７３をギルバート回路１４３の利得調整端子１４３４に接続した場合の、ギルバート回路１４３のアンプ機能部１４３８の利得の周波数特性の概要を示す図。
【図１２】、利得のピークに幅を持たせるための利得調整回路の構成例を示す図。
【図１３】利得調整回路１７４をギルバート回路１４３の利得調整端子１４３４に接続した場合の、ギルバート回路１４３のアンプ機能部１４３８の利得の周波数特性の概要を示す図。
【図１４】利得のピークに広い幅を持たせるための利得調整回路の構成例を示す図。
【図１５】利得調整回路１７５をギルバート回路１４３の利得調整端子１４３４に接続した場合の、ギルバート回路１４３のアンプ機能部１４３８の利得の周波数特性の概要を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。なお、同じ機能を有する構成部には同じ番号を付し、重複説明を省略する。
【実施例１】
【００１１】
図２に本発明の魚群探知機の構成例を示す。魚群探知機１００は、送信信号生成部９１０、送受波器９２０、周波数変換部１４０、送受切替部９３０、Ａ／Ｄ変換部１５０、信号処理部９６０を備える。送信信号生成部９１０は、所定の周波数の送信信号を生成する。所定の周波数としては、一般的には２８ｋＨｚから２００ｋＨｚの中から選択された１つから４つの周波数が選択される。しかし、これに限定する必要はなく、２５ｋＨｚ〜２５０ｋＨｚ程度の中から必要な数の周波数を決めればよい。具体的には、この周波数は音波の反射が大きい魚の部位の大きさ（例えば、魚の浮き袋の大きさなど）から適宜決めればよい。例えば、５０ｋＨｚの音波は水中での波長は３ｃｍ程度なので、１．５ｃｍ程度（半波長）の大きさの対象を探すのに適している。また、所定の周波数として、必要な幅の周波数帯を選択してもよい。このように周波数帯を選択した場合には、送信信号の周波数を、周波数帯の範囲で連続的に変更しながら測定することも可能である。
【００１２】
送受波器９２０は、送信信号に対応した音波を水中に送信し、水中からの音波のエコーを受信する。周波数変換部１４０は、エコーの周波数を低周波に変換して、低周波エコーを生成する。送受切替部９３０は、送信信号を送信信号生成部９１０から受け取り、送受波器９２０に伝達する。また、エコーを送受波器９２０から受け取り周波数変換部１４０に伝達する。Ａ／Ｄ変換部１５０は、低周波エコーをデジタル信号に変換し、デジタルエコー信号を生成する。信号処理部９６０は、デジタルエコー信号を信号処理することで、水中の状況を画面表示できる信号に変換する。デジタルでの信号処理には、例えばバンドパスフィルタ、検波処理、ＬＯＧ圧縮処理などがある。図示していないが、魚群探知機１００は、各構成部を制御するための制御部、操作者の指示を入力する入力部、外部ディスプレイに画面データを出力する出力部なども備えても良いし、省略できる場合は省略しても良い。
【００１３】
図３は、周波数変換部１４０の構成例を示す図である。周波数変換部１４０は、第１変換手段１４１と第２変換手段１４９とを備える。第１変換手段１４１は、所定の周波数での利得が大きくなるような周波数特性を持つアンプ機能と、エコーの周波数を高くするミキサー機能とを有する。第２変換手段１４９は、第1変換手段の出力の周波数を所定の周波数よりも低くする。第２変換手段１４９は周波数特性を持つ必要はなく、後述するギルバート回路の周波数特性のないものを用いても良いし、その他の回路によって周波数を変更してもよい。
【００１４】
図４は第１変換手段１４１の構成例を示す図である。第１変換手段１４１は、局部発振回路１４２とギルバート回路１４３で構成される。局部発振回路１４２は、あらかじめ定めた周波数ｆｌｏｃａｌの信号を出力する。ギルバート回路１４３には、送受切替部９３０からエコー（この周波数をｆｉｎとする。）と、局部発振回路１４２の出力が入力される。そして、ギルバート回路１４３は、エコーの周波数を高い周波数に変換して出力する。
【００１５】
図５はギルバート回路１４３の具体例を示す図であって、この図では利得調整回路は省略されている。ギルバート回路１４３は、トランジスタ１８１〜１８９、抵抗１９１〜１９３などを組み合わせることで構成されており、定電流回路部１４３７、アンプ機能部１４３８、ミキサー機能部１４３９のように機能ごとに分けて考えることもできる。定電流回路部１４３７はトランジスタ１８５、１８６のエミッタ電流を調節する機能を有しており、バイアス端子１４３５に加える電圧によって調整される。アンプ機能部１４３８は、エコー入力端子１４３１に入力された信号を振り分ける機能と増幅する機能を備えている。利得調整端子１４３４の間を短絡させると、利得は最大となる。また、利得調整端子１４３４の間に抵抗を挿入すると理論的には周波数特性を持たない増幅器となり、抵抗の値によって利得が調整できる。本発明では、後述するように利得調整端子１４３４の間に周波数特性を有する回路を挿入することで、アンプ機能部１４３８に積極的に周波数特性を与えている。ミキサー機能部１４３９は増幅されたエコーと局部発振回路１４２の出力とをミキシング（乗算）し、周波数ｆｏｕｔ＝ｆｌｏｃａｌ−ｆｉｎに変換されたエコーが出力端子１４３３から出力される。例えば、ｆｉｎを２００ｋＨｚ、ｆｌｏｃａｌを６５５ｋＨｚとすれば、ｆｏｕｔは４５５ｋＨｚとなる。このように、周波数ｆｌｏｃａｌを十分高い周波数（少なくとも２ｆｉｎよりも高い周波数）にすることで、周波数ｆｏｕｔを周波数ｆｉｎよりも高い周波数に変換できる。具体的には、局部発振回路１４２の周波数ｆｌｏｃａｌを５００ｋＨｚ〜７００ｋＨｚとすればよい。このような周波数であればラジオ用の発振器なども使えるため、安価な部品を利用できる。なお、周波数ｆｏｕｔ＝ｆｌｏｃａｌ＋ｆｉｎに変換された信号も出力されるが、この信号はフィルタ（図示していない）などによって除去すればよい。
【００１６】
次に、なぜ高い周波数に変換した上で低い周波数に変換するかについて説明する。周波数変換部１４０の出力の周波数は、入力されたエコーの周波数よりも低い。したがって、第１変換手段１４１と第２変換手段１４９の２つの変換手段を用いるのではなく、第１変換手段１４１によって周波数を下げ、第２変換手段１４９を省略することも考えられる。このように直接周波数を下げるのであれば、局部発振回路１４２の出力の周波数ｆｌｏｃａｌを、周波数ｆｉｎに近い周波数に設定してミキシングすることで、周波数ｆｏｕｔ＝ｆｉｎ−ｆｌｏｃａｌ（または、ｆｌｏｃａｌ−ｆｉｎ）に変換されたエコーを取り出すことになる。ところが、局部発振回路１４２の出力に高調波成分が含まれていることがある。例えば、局部発振回路１４２の出力が矩形波の場合には、３次高調波（周波数３ｆｌｏｃａｌ）、５次高調波（周波数５ｆｌｏｃａｌ）なども局部発振回路１４２の出力に含まれている。このような高調波が含まれた場合、高調波との周波数の差がｆｏｕｔのノイズも周波数ｆｏｕｔに変換されてしまうので、エコーに含まれている周波数３ｆｌｏｃａｌ±ｆｏｕｔのノイズや周波数５ｆｌｏｃａｌ±ｆｏｕｔのノイズも周波数ｆｏｕｔに変換されてしまうので、低周波エコーに含まれるノイズが増加することになる。したがって、周波数３ｆｌｏｃａｌ±ｆｏｕｔのノイズや周波数５ｆｌｏｃａｌ±ｆｏｕｔのノイズを除去した上でミキシングしなければならない。ところが、上述のように、周波数ｆｌｏｃａｌを、周波数ｆｉｎに近い周波数に設定しなければならないので、周波数３ｆｌｏｃａｌ±ｆｏｕｔと周波数ｆｉｎとの周波数の差が小さい。つまり、周波数ｆｉｎでの利得を高め、かつ周波数３ｆｌｏｃａｌ±ｆｏｕｔなどの高調波近傍の利得を低くすること（もしくは、周波数ｆｉｎの信号を透過させ、かつ周波数３ｆｌｏｃａｌ±ｆｏｕｔなどの高調波近傍の信号を減衰させること）が難しくなる。一方、本発明の構成のように、第１変換手段１４１で一度周波数を高くするのであれば、周波数ｆｌｏｃａｌが十分に周波数ｆｉｎよりも高いので、周波数３ｆｌｏｃａｌ±ｆｏｕｔなどの高調波近傍の周波数と周波数ｆｉｎの差は非常に大きくなる。したがって、ミキシングする前に高調波近傍の周波数のノイズを小さくすることが容易になる。そこで、本発明では、第１変換手段１４１が、周波数ｆｉｎでの利得が大きくなるような周波数特性を持つアンプ機能と、エコーの周波数を高くするミキサー機能とを有する。そして、第２変換手段１４９は、第1変換手段の出力を周波数ｆｉｎよりも低くしている。
【００１７】
また、実際に周波数変換部１４０を製造するときの観点から、なぜ高い周波数に変換した上で低い周波数に変換するかについて説明する。安価な魚群探知機１００を製造するためには、市場に流通している超音波送受波器の中から適当な周波数を選択することになる。送受波器９２０の周波数近傍で手に入りやすい送受波器は、２８，４０，５０，６０，６８，７５，１００，１２０，１４０，１８０，２００ｋＨｚである。仮に、送受波器９２０の周波数が４０ｋＨｚとすると、第１変換手段によって周波数を１０ｋＨｚまで下げようとすれば、５０ｋＨｚの局部発振回路を使うことになる。ところが、５０ｋＨｚと周波数が１０ｋＨｚ異なるもう一つの周波数である６０ｋＨｚの送受波器も、入手しやすい送受波器である。したがって、他の船が６０ｋＨｚの送受波器を使用している可能性があり、混信した場合に２つの信号を分離できない。これは、上述したように周波数を下げる場合には、近い周波数の局部発振回路を使用しなければならないために生じる問題である。そこで、本発明では、送受波器９２０の周波数帯の外の周波数を使って低い周波数に変換するため、第１変換手段１４１がエコーの周波数を数１００ｋＨｚまで高くし、第２変換手段１４９が第1変換手段の出力を１０ｋＨｚまで低くしている。
【００１８】
第１変換手段１４１のアンプ機能部１４３８の利得の周波数特性を、周波数ｆｉｎで大きくし、周波数３ｆｌｏｃａｌ±ｆｏｕｔなどの高調波近傍の周波数で小さくするための利得調整回路の例を以下に示す。
【００１９】
利得調整回路の例１
図６は、インダクタンスを含む利得調整回路の例を示す図である。図７に、利得調整回路１７１をギルバート回路１４３の利得調整端子１４３４に接続した場合の、ギルバート回路１４３のアンプ機能部１４３８の利得の周波数特性の概要を示す。利得調整回路１７１は、抵抗１７１１とインダクタ１７１２が直列に配置されている。このような回路を用いれば、アンプ機能部１４３８の利得の周波数特性は高周波領域で小さくなる。そして、抵抗１７１１とインダクタ１７１２の値を適宜設計することにより、エコーの周波数ｆｉｎでの利得を大きくし、周波数３ｆｌｏｃａｌ±ｆｏｕｔなどの高調波近傍の周波数での利得を小さくできる。
【００２０】
利得調整回路の例２
図８は、抵抗とインダクタとコンデンサの直列回路で構成された利得調整回路の例を示す図である。図９に、利得調整回路１７２をギルバート回路１４３の利得調整端子１４３４に接続した場合の、ギルバート回路１４３のアンプ機能部１４３８の利得の周波数特性の概要を示す。利得調整回路１７２は、抵抗１７２１、インダクタ１７２２、コンデンサ１７２３が直列に配置されている。このような回路を用いれば、利得のピークを作ることができる。そして、抵抗１７２１、インダクタ１７２２、コンデンサ１７２３の値を適宜設計することにより、利得のピークをエコーの周波数ｆｉｎに設定できる。そして、周波数３ｆｌｏｃａｌ±ｆｏｕｔなどの高調波近傍の周波数での利得を小さくできる。
【００２１】
例えば、抵抗１７２１を２２Ω、インダクタ（チョークコイル）１７２２を３３０μＨ、コンデンサ１７２３を０．０２７７μＦとすれば、エコーの周波数ｆｉｎ（音波の周波数）が５０ｋＨｚの場合に適している。また、抵抗１７２１を１０Ω、インダクタ１７２２を１００μＨ、コンデンサ１７２３を６６００ｐＦとすれば、エコーの周波数ｆｉｎが２００ｋＨｚの場合に適している。
【００２２】
利得調整回路の例３
利得調整回路１７２の場合、利得のピークが１つであった。この例ではピークを複数にした利得調整回路について説明する。図１０は、複数の利得のピークを設定するための利得調整回路の構成例を示す図である。図１１に、利得調整回路１７３をギルバート回路１４３の利得調整端子１４３４に接続した場合の、ギルバート回路１４３のアンプ機能部１４３８の利得の周波数特性の概要を示す。利得調整回路１７３は、抵抗１７２１ｎ、インダクタ１７２２ｎ、コンデンサ１７２３ｎの直列回路がＮ個存在し（Ｎは１以上の整数、ｎは１以上Ｎ以下の整数）、直列回路同士は並列に接続されている。このような回路を用いれば、複数の利得のピークを作ることができる。そして、抵抗１７２１ｎ、インダクタ１７２２ｎ、コンデンサ１７２３ｎの値を適宜設計することにより、利得のピークをエコーの周波数ｆｉｎｎに設定できる。そして、周波数３ｆｌｏｃａｌ±ｆｏｕｔｎなどの高調波近傍の周波数での利得を小さくできる。
【００２３】
例えば、抵抗１７２１１を２２Ω、インダクタ１７２２１を３３０μＨ、コンデンサ１７２３１を０．０２７７μＦとし、抵抗１７２１２を１０Ω、インダクタ１７２２２を１００μＨ、コンデンサ１７２３２を６６００ｐＦして２つの直列回路を並列に接続すれば、エコーの周波数ｆｉｎが５０ｋＨｚと２００ｋＨｚの２つの周波数の場合に適している。
【００２４】
利得調整回路の例４
この例ではピークに幅がある利得調整回路について説明する。図１２は、利得のピークに幅を持たせるための利得調整回路の構成例を示す図である。図１３に、利得調整回路１７４をギルバート回路１４３の利得調整端子１４３４に接続した場合の、ギルバート回路１４３のアンプ機能部１４３８の利得の周波数特性の概要を示す。利得調整回路１７４は、インダクタ１７４２１、コンデンサ１７４３１の直列回路と、インダクタ１７４２２、コンデンサ１７４３２の直列回路が並列に接続されている。そして、それぞれのインダクタとコンデンサとの接続点同士を抵抗１７４１で接続している。このような回路を用いれば、利得のピークに幅を作ることができる。そして、抵抗１７４１、インダクタ１７４２１、１７４２２、コンデンサ１７４３１、１７４３２の値を適宜設計することにより、利得のピークに幅を持たせることができ、すべてのエコーの周波数での利得を大きくできる。そして、高調波近傍の周波数での利得を小さくできる。例えば、インダクタ１７４２１、コンデンサ１７４３１の直列回路は、利得を高くしたい周波数帯の最低周波数で利得がピークとなるように設計する。そして、インダクタ１７４２２、コンデンサ１７４３２の直列回路は、利得を高くしたい周波数帯の最高周波数で利得がピークとなるように設計すればよい。
【００２５】
利得調整回路の例５
この例では、さらにピークの幅を広げるための利得調整回路について説明する。図１４は、利得のピークに広い幅を持たせるための利得調整回路の構成例を示す図である。図１５に、利得調整回路１７５をギルバート回路１４３の利得調整端子１４３４に接続した場合の、ギルバート回路１４３のアンプ機能部１４３８の利得の周波数特性の概要を示す。利得調整回路１７５は、インダクタ１７４２１、コンデンサ１７４３１の直列回路と、インダクタ１７４２２、コンデンサ１７４３２の直列回路と、インダクタ１７４２３、コンデンサ１７４３３の直列回路が並列に接続されている。そして、それぞれのインダクタとコンデンサとの接続点同士を抵抗１７４１１、１７４１２、１７４１３で接続している。
【００２６】
このような回路を用いれば、幅の広い利得のピークを作ることができる。そして、抵抗１７４１１、１７４１２、１７４１３、インダクタ１７４２１、１７４２２、コンデンサ１７４３１、１７４３２の値を適宜設計することにより、利得のピークの幅を広くできる。したがって、エコーの周波数が広い範囲で設定されている場合でも、すべてのエコーの周波数での利得を大きくできる。そして、高調波近傍の周波数での利得を小さくできる。例えば、インダクタ１７４２１、コンデンサ１７４３１の直列回路は、利得を高くしたい周波数帯の最低周波数で利得がピークとなるように設計する。また、インダクタ１７４２２、コンデンサ１７４３２の直列回路は、利得を高くしたい周波数帯の最高周波数で利得がピークとなるように設計する。そして、インダクタ１７４２３、コンデンサ１７４３３の直列回路は、利得を高くしたい周波数帯の中心周波数で利得がピークとなるように設計すればよい。なお、この例では直列回路が３つであったが、さらに周波数の幅を広げるのであれば直列回路をさらに増やせばよい。
【符号の説明】
【００２７】
１００、９００ 魚群探知機 １４０ 周波数変換部
１４１ 第１変換手段 １４２ 局部発振回路
１４３ ギルバート回路 １４９ 第２変換手段
１５０、９５０ Ａ／Ｄ変換部
１７１、１７２、１７３、１７４、１７５ 利得調整回路
９１０ 送信信号生成部 ９２０ 送受波器
９３０ 送受切替部 ９６０ 信号処理部
１４３１ エコー入力端子 １４３３ 出力端子
１４３４ 利得調整端子 １４３５ バイアス端子
１４３７ 定電流回路部 １４３８ アンプ機能部
１４３９ ミキサー機能部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の周波数の送信信号を生成する送信信号生成部と、
前記送信信号に対応した音波を水中に送信し、水中からの前記音波のエコーを受信する送受波器と、
前記エコーの周波数を低周波に変換して、低周波エコーを生成する周波数変換部と、
前記送信信号を前記送信信号生成部から受け取り前記送受波器に伝達するとともに、前記エコーを前記送受波器から受け取り前記周波数変換部に伝達する送受切替部と、
前記低周波エコーをデジタル信号に変換し、デジタルエコー信号を生成するＡ／Ｄ変換部と、
前記デジタルエコー信号を信号処理することで、水中の状況を画面表示できる信号に変換する信号処理部と
を備え、
前記周波数変換部は、
前記所定の周波数での利得が大きくなるような周波数特性を持つアンプ機能と、前記エコーの周波数を高くするミキサー機能とを有する第１変換手段と、
前記第1変換手段の出力の周波数を前記所定の周波数よりも低くする第２変換手段を有する
ことを特徴とする魚群探知機。
【請求項２】
請求項１記載の魚群探知機であって、
前記第１変換手段は、
局部発振回路と、
インダクタンスを含む利得調整回路によって利得に周波数特性が与えられたギルバート回路により構成されている
ことを特徴とする魚群探知機。
【請求項３】
請求項２記載の魚群探知機であって、
前記利得調整回路は、抵抗とインダクタの直列回路である
ことを特徴とする魚群探知機。
【請求項４】
請求項２記載の魚群探知機であって、
前記所定の周波数が、１または複数あり、
前記利得調整回路は、
前記所定の周波数ごとに利得がピークとなるように構成された抵抗とインダクタとコンデンサの直列回路が、前記所定の周波数の数だけ並列に接続された回路である
ことを特徴とする魚群探知機。
【請求項５】
請求項２記載の魚群探知機であって、
前記所定の周波数が、幅を有する周波数帯であり、
前記利得調整回路は、
前記周波数帯の最大周波数で利得がピークとなるように構成されたインダクタとコンデンサの直列回路と前記周波数帯の最低周波数で利得がピークとなるように構成されたインダクタとコンデンサの直列回路とが並列に接続され、
前記直列回路のインダクタとコンデンサとの接続箇所同士を抵抗で接続した回路である
ことを特徴とする魚群探知機。
【請求項６】
請求項２記載の魚群探知機であって、
前記所定の周波数が、幅を有する周波数帯であり、
前記利得調整回路は、
前記周波数帯の最大周波数で利得がピークとなるように構成されたインダクタとコンデンサの直列回路と、前記周波数帯の最低周波数で利得がピークとなるように構成されたインダクタとコンデンサの直列回路と、前記周波数帯の中心付近の周波数で利得がピークとなるように構成されたインダクタとコンデンサの直列回路とが並列に接続され、
前記直列回路のインダクタとコンデンサとの接続箇所同士をそれぞれ抵抗で接続した回路である
ことを特徴とする魚群探知機。
【請求項７】
請求項２から６記載のいずれかに記載の魚群探知機であって、
前記所定の周波数は、２５ｋＨｚ〜２５０ｋＨｚであり、
前記局部発振回路の発振周波数は、５００ｋＨｚ〜７００ｋＨｚである
ことを特徴とする魚群探知機。
【請求項１】
所定の周波数の送信信号を生成する送信信号生成部と、
前記送信信号に対応した音波を水中に送信し、水中からの前記音波のエコーを受信する送受波器と、
前記エコーの周波数を低周波に変換して、低周波エコーを生成する周波数変換部と、
前記送信信号を前記送信信号生成部から受け取り前記送受波器に伝達するとともに、前記エコーを前記送受波器から受け取り前記周波数変換部に伝達する送受切替部と、
前記低周波エコーをデジタル信号に変換し、デジタルエコー信号を生成するＡ／Ｄ変換部と、
前記デジタルエコー信号を信号処理することで、水中の状況を画面表示できる信号に変換する信号処理部と
を備え、
前記周波数変換部は、
前記所定の周波数での利得が大きくなるような周波数特性を持つアンプ機能と、前記エコーの周波数を高くするミキサー機能とを有する第１変換手段と、
前記第1変換手段の出力の周波数を前記所定の周波数よりも低くする第２変換手段を有する
ことを特徴とする魚群探知機。
【請求項２】
請求項１記載の魚群探知機であって、
前記第１変換手段は、
局部発振回路と、
インダクタンスを含む利得調整回路によって利得に周波数特性が与えられたギルバート回路により構成されている
ことを特徴とする魚群探知機。
【請求項３】
請求項２記載の魚群探知機であって、
前記利得調整回路は、抵抗とインダクタの直列回路である
ことを特徴とする魚群探知機。
【請求項４】
請求項２記載の魚群探知機であって、
前記所定の周波数が、１または複数あり、
前記利得調整回路は、
前記所定の周波数ごとに利得がピークとなるように構成された抵抗とインダクタとコンデンサの直列回路が、前記所定の周波数の数だけ並列に接続された回路である
ことを特徴とする魚群探知機。
【請求項５】
請求項２記載の魚群探知機であって、
前記所定の周波数が、幅を有する周波数帯であり、
前記利得調整回路は、
前記周波数帯の最大周波数で利得がピークとなるように構成されたインダクタとコンデンサの直列回路と前記周波数帯の最低周波数で利得がピークとなるように構成されたインダクタとコンデンサの直列回路とが並列に接続され、
前記直列回路のインダクタとコンデンサとの接続箇所同士を抵抗で接続した回路である
ことを特徴とする魚群探知機。
【請求項６】
請求項２記載の魚群探知機であって、
前記所定の周波数が、幅を有する周波数帯であり、
前記利得調整回路は、
前記周波数帯の最大周波数で利得がピークとなるように構成されたインダクタとコンデンサの直列回路と、前記周波数帯の最低周波数で利得がピークとなるように構成されたインダクタとコンデンサの直列回路と、前記周波数帯の中心付近の周波数で利得がピークとなるように構成されたインダクタとコンデンサの直列回路とが並列に接続され、
前記直列回路のインダクタとコンデンサとの接続箇所同士をそれぞれ抵抗で接続した回路である
ことを特徴とする魚群探知機。
【請求項７】
請求項２から６記載のいずれかに記載の魚群探知機であって、
前記所定の周波数は、２５ｋＨｚ〜２５０ｋＨｚであり、
前記局部発振回路の発振周波数は、５００ｋＨｚ〜７００ｋＨｚである
ことを特徴とする魚群探知機。
【図１】
【図２】
【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２】
【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】
【公開番号】特開２０１０−２８１７１８（Ｐ２０１０−２８１７１８Ａ）
【公開日】平成２２年１２月１６日（２０１０．１２．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１３５９７６（Ｐ２００９−１３５９７６）
【出願日】平成２１年６月５日（２００９．６．５）
【出願人】（０００００１１７７）株式会社光電製作所 (32)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１２月１６日（２０１０．１２．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年６月５日（２００９．６．５）
【出願人】（０００００１１７７）株式会社光電製作所 (32)
【Ｆターム（参考）】
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