Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

JP2007093283A - Method and system for measuring distance fluctuations by phase conjugate wave - Google Patents

Method and system for measuring distance fluctuations by phase conjugate wave Download PDF

Info

Publication number
JP2007093283A
JP2007093283A JP2005280194A JP2005280194A JP2007093283A JP 2007093283 A JP2007093283 A JP 2007093283A JP 2005280194 A JP2005280194 A JP 2005280194A JP 2005280194 A JP2005280194 A JP 2005280194A JP 2007093283 A JP2007093283 A JP 2007093283A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wave
probe
acoustic
phase conjugate
phase
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2005280194A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4560599B2 (en
Inventor
Toshiaki Kikuchi
年晃 菊池
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to JP2005280194A priority Critical patent/JP4560599B2/en
Publication of JP2007093283A publication Critical patent/JP2007093283A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4560599B2 publication Critical patent/JP4560599B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Testing Or Calibration Of Command Recording Devices (AREA)
  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To measure distance fluctuations between two points with sufficient measurement accuracy even when there are heterogenities such as an ocean current, a water mass, and a vortex between two points at the bottom of the sea, which are objects of distance measurement. <P>SOLUTION: A sound source system 10 and a measurement processing system 20 are installed on the top surface of a sea side plate 16 and the bottom of the sea of a land side plate 22, respectively. A first acoustic probe wave is sent from the sound source system to the measurement processing system. In response, an acoustic phase conjugate wave is sent from the measurement processing system back to the sound source system and is stored as a standard probe wave. A second acoustic probe wave is then sent from the sound source system to the measurement processing system. In response, a plurality of acoustic modulation phase conjugate waves are sent from the measurement processing system back to the sound source system sequentially in order of the size of the amount of phase modulation and are generated as measurement probe waves, respectively. These measurement probe waves and the standard probe wave are sequentially allowed to interfere with each other to generate an interference wave. The amount of fluctuations in the distance between the sound source system and the measurement processing system is determined through the amount of phase modulation minimizing the amplitude of the interference wave. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

この発明は、位相共役波を利用して2点間の距離の変動を計測する方法及びその方法を実現するためのシステムに関する。   The present invention relates to a method for measuring a change in distance between two points using a phase conjugate wave and a system for realizing the method.

地震予知につながる計測の一つとして地殻の歪計測がある。地球表面の地殻を構成するプレート同士が接する境界では、互いのプレート間の変位が歪エネルギーとして蓄積される。この歪エネルギーが地震発生の原因となるため、二つのプレートが接する境界を挟む地殻の変位を、精密に計測する方法が必要とされている。二つのプレートが接する境界が海中に存在する場合には、海中において海底の地殻変位を精密に計測することが必要となる。   One of the measurements that lead to earthquake prediction is crustal strain measurement. At the boundary where the plates composing the earth's crust contact each other, the displacement between the plates is accumulated as strain energy. Since this strain energy causes an earthquake, there is a need for a method for accurately measuring the displacement of the crust across the boundary between two plates. When the boundary where two plates meet is in the sea, it is necessary to accurately measure the crustal displacement of the seabed in the sea.

通常、海底の地殻変位が生じる速度は、非常に緩やかであり、かつその変位量は年間数センチメートル以下と微小である。従って、計測時間間隔は、1ヶ月あるいは1年程度で十分であるが、数センチメートル以下の変位量が計測可能である計測精度(以後「十分な計測精度」ということもある。)を以って、海中における地殻変位を計測する必要がある。   Usually, the speed at which the crustal displacement of the seabed occurs is very gradual, and the amount of displacement is as small as several centimeters per year. Therefore, a measurement time interval of about one month or one year is sufficient, but with a measurement accuracy (hereinafter sometimes referred to as “sufficient measurement accuracy”) capable of measuring a displacement of several centimeters or less. Therefore, it is necessary to measure the crustal displacement in the sea.

従来、海中を伝播する音波(以後、単に「音波」ということもある。)の伝播時間を基にして、海底の2点間の距離を計測する試みが行われている(例えば、非特許文献1参照)。   Conventionally, an attempt has been made to measure the distance between two points on the sea floor based on the propagation time of a sound wave propagating in the sea (hereinafter, simply referred to as “sound wave”) (for example, non-patent literature). 1).

しかしながら、この方法は、音波の伝播経路に、海流、水塊、渦、等の不均質が存在することによって、音波の伝播時間が影響を受けやすいという問題がある。すなわち、上述の不均質が存在することによって、海底の一方の点から他方の点に至る音波の伝播経路は数多く存在可能となり、2点間を伝播する音波の正確な伝播時間を計測することは困難であり、この2点間の距離も正確に測ることはできない。   However, this method has a problem that the propagation time of sound waves is easily affected by the presence of inhomogeneities such as ocean currents, water masses, and vortices in the sound wave propagation path. In other words, due to the presence of the above-mentioned inhomogeneity, there can be many sound wave propagation paths from one point of the seabed to the other point, and it is not possible to measure the exact propagation time of sound waves propagating between two points. It is difficult and the distance between these two points cannot be measured accurately.

また、この方法は、2点間の実際の距離(以後、「絶対距離」ということもある。)を計測する方法であるため、2点間の距離が大きくなるに従って計測誤差も増大する。このため、数センチメートル以下の変位量を十分な計測精度を以って地殻変位を計測することは困難であった。
浅田 昭「海底地殻変動観測研究の新たな取り組み−AUVを用いた観測と将来構想−」2005年度第1回海洋音響学会懇話会、平成17年(2005年)6月9日講演予稿
Further, since this method is a method of measuring an actual distance between two points (hereinafter also referred to as “absolute distance”), a measurement error increases as the distance between the two points increases. For this reason, it has been difficult to measure crustal displacement with sufficient measurement accuracy for displacements of several centimeters or less.
Akira Asada “A New Approach to Observational Observations of Undersea Crustal Movements—AUV Observations and Future Concepts” 2005 First Ocean Acoustic Society Meeting, June 9, 2005

そこで、この発明は、距離の計測対象となる海底の2点間に、海流、水塊、渦、等の不均質が存在しても、この2点間の距離変動を十分な計測精度を以って計測することが可能である方法及びこの方法を実現するためのシステムを提供することにある。   Therefore, the present invention has sufficient measurement accuracy to measure the distance fluctuation between these two points even if there are inhomogeneities such as ocean currents, water masses, vortices, etc. between the two points on the seabed. It is an object of the present invention to provide a method that can be measured and a system for realizing the method.

以後の説明においては、混乱を避けるために、次のように用語を使い分けることもある。すなわち、電気的な波としてのプローブ波を電気プローブ波、音波としてのプローブ波を音響プローブ波、とそれぞれ区別して記載することもある。電気的な波としての位相共役波を電気位相共役波、音波の状態の位相共役波を音響位相共役波と、それぞれ区別して記載することもある。音源装置の内部で生成される電気プローブ波を送信電気プローブ波、音源装置から送波された音響プローブ波を計測処理装置の内部で変換して得られる電気プローブ波を受信電気プローブ波、とそれぞれ区別して記載することもある。電気的な波としての変調位相共役波を電気変調位相共役波、音波としての変調位相共役波を音響変調位相共役波、とそれぞれ区別して記載することもある。   In the following explanation, to avoid confusion, the following terms may be used. That is, a probe wave as an electric wave may be described separately from an electric probe wave, and a probe wave as a sound wave may be distinguished from an acoustic probe wave. A phase conjugate wave as an electrical wave may be described separately from an electrical phase conjugate wave, and a phase conjugate wave in a sound wave state as an acoustic phase conjugate wave. Electric probe waves generated inside the sound source device are transmitted electric probe waves, electric probe waves obtained by converting the acoustic probe waves transmitted from the sound source device inside the measurement processing device are received electric probe waves, and It may be distinguished and described. A modulated phase conjugate wave as an electrical wave may be described separately from an electrically modulated phase conjugate wave, and a modulated phase conjugate wave as a sound wave may be distinguished from an acoustically modulated phase conjugate wave.

上記問題を解決するため、この発明の距離変動計測方法は、次に示すステップを含む。
(A)音源装置で、第1音響プローブ波を生成して、第1音響プローブ波を音源装置から計測処理装置に送る第1ステップ
(B)計測処理装置で、第1音響プローブ波を基にして生成した音響位相共役波を、音源装置に送る第2ステップ
(C)音響位相共役波を基準プローブ波に変換して、音源装置の記憶部に保存する第3ステップ
(D)音源装置で第2音響プローブ波を生成して、第2音響プローブ波を音源装置から計測処理装置に送る第4ステップ
(E)計測処理装置で、第2音響プローブ波を基にして位相変調量が段階的に異なる複数の音響変調位相共役波を生成して、複数の音響変調位相共役波を位相変調量の大きさの順序に従って順次音源装置に送る第5ステップ
(F)複数の音響変調位相共役波を複数の計測プローブ波に変換し、計測プローブ波のそれぞれと記憶部から読み出した基準プローブ波とを順次干渉させて干渉波を生成して、干渉波のうちで振幅が最小である干渉波を生じさせた計測プローブ波の位相変調量を確定させ、位相変調量を、位相と距離との換算手段を用いて距離の値に換算して出力する第6ステップ。
In order to solve the above problem, the distance variation measuring method of the present invention includes the following steps.
(A) The first acoustic probe wave is generated by the sound source device, and the first acoustic probe wave is sent from the sound source device to the measurement processing device. (B) The measurement processing device is based on the first acoustic probe wave. The second step of sending the acoustic phase conjugate wave generated in step (C) to the sound source device (C) The step of converting the acoustic phase conjugate wave into the reference probe wave and storing it in the storage unit of the sound source device (D) (2) Generate a second acoustic probe wave and send the second acoustic probe wave from the sound source device to the measurement processing device. (E) In the measurement processing device, the phase modulation amount is stepwise based on the second acoustic probe wave. 5th step of generating multiple different acoustic modulation phase conjugate waves and sequentially sending the multiple acoustic modulation phase conjugate waves to the sound source device according to the order of magnitude of the phase modulation amount (F) Multiple multiple acoustic modulation phase conjugate waves Convert the measurement probe wave to that of the measurement probe wave Then, the reference probe wave read from the storage unit is sequentially interfered to generate an interference wave, and the phase modulation amount of the measurement probe wave that generates the interference wave having the smallest amplitude among the interference waves is determined, A sixth step in which the phase modulation amount is converted into a distance value using a phase / distance conversion means and output.

更に、上述の第1、第2、第4及び第5ステップを、それぞれ以下のようなサブステップを含んで構成するのが好適である。   Furthermore, it is preferable that the first, second, fourth and fifth steps described above each include the following sub-steps.

すなわち、第1ステップは、次の3つのサブステップを含んで構成するのが好適である。
(A1)音源装置のプローブ波生成部で第1送信電気プローブ波を生成するステップ
(A2)第1送信電気プローブ波を第1音響プローブ波に変換するステップ
(A3)第1音響プローブ波を計測処理装置に送るステップ。
That is, it is preferable that the first step includes the following three substeps.
(A1) Step of generating first transmission electric probe wave by probe wave generation unit of sound source device (A2) Step of converting first transmission electric probe wave to first acoustic probe wave (A3) Measuring first acoustic probe wave Sending to the processing unit.

第2ステップは、次の4つのサブステップを含んで構成するのが好適である。
(B1)第1音響プローブ波を第1受信電気プローブ波に変換するステップ
(B2)第1受信電気プローブ波を第1電気位相共役波に変換するステップ
(B3)第1電気位相共役波を音響位相共役波に変換するステップ
(B4)音響位相共役波を音源装置に送るステップ。
It is preferable that the second step includes the following four substeps.
(B1) The step of converting the first acoustic probe wave into the first received electrical probe wave (B2) The step of converting the first received electrical probe wave into the first electrical phase conjugate wave (B3) The first electrical phase conjugate wave is acoustically Step of converting into phase conjugate wave (B4) Sending acoustic phase conjugate wave to sound source device.

第4ステップは、次の3つのサブステップを含んで構成するのが好適である。
(D1)音源装置のプローブ波生成部で第2送信電気プローブ波を生成するステップ
(D2)第2送信電気プローブ波を第2音響プローブ波に変換するステップ
(D3)第2音響プローブ波を計測処理装置に送るステップ。
It is preferable that the fourth step includes the following three substeps.
(D1) Step of generating the second transmission electric probe wave in the probe wave generator of the sound source device (D2) Step of converting the second transmission electric probe wave into the second acoustic probe wave (D3) Measuring the second acoustic probe wave Sending to the processing unit.

第5ステップは、次の5つのサブステップを含んで構成するのが好適である。
(E1)第2音響プローブ波を第2受信電気プローブ波に変換するステップ
(E2)第2受信電気プローブ波を第2電気位相共役波に変換するステップ
(E3)第2電気位相共役波を基にして、位相変調量が段階的に異なる複数の電気変調位相共役波を順次生成するステップ
(E4)複数の電気変調位相共役波を順次音響変調位相共役波に変換するステップ
(E5)複数の音響変調位相共役波を位相変調量の大きさの順に従って、順次時間を隔てて音源装置に送るステップ。
It is preferable that the fifth step includes the following five substeps.
(E1) Step of converting the second acoustic probe wave into a second electric probe wave (E2) Step of converting the second electric probe wave into a second electric phase conjugate wave (E3) Based on the second electric phase conjugate wave Next, a step of sequentially generating a plurality of electrically modulated phase conjugate waves having phase modulation amounts that differ in stages (E4) a step of sequentially converting a plurality of electrically modulated phase conjugate waves to an acoustically modulated phase conjugate wave (E5) a plurality of acoustic waves Sending the modulated phase conjugate wave to the sound source device sequentially at intervals in the order of the magnitude of the phase modulation amount;

上述の距離変動計測方法を実現させるためのシステムは、次のように構成される。すなわち、この発明の距離変動計測システムは、音源装置と計測処理装置とを具えている。計測処理装置は単一の計測処理器のみでも構成することができるが、一般的には複数の計測処理器を具えて構成する。   A system for realizing the above-described distance variation measuring method is configured as follows. That is, the distance variation measuring system of the present invention includes a sound source device and a measurement processing device. The measurement processing apparatus can be configured with only a single measurement processing unit, but generally includes a plurality of measurement processing units.

音源装置は、第1及び第2音響プローブ波を生成して計測処理装置に送波するとともに、計測処理装置から送られた音響位相共役波を基準プローブ波に変換して記憶部に保存する。また、音源装置は、複数の音響変調位相共役波を複数の計測プローブ波に変換し、計測プローブ波のそれぞれと記憶部から読み出した基準プローブ波とを順次干渉させて干渉波を生成して、振幅が最小である干渉波を生じさせた計測プローブ波の位相変調量を確定させる。そして、音源装置は、位相変調量を位相と距離との換算手段を用いて得られた距離の値を出力する。   The sound source device generates first and second acoustic probe waves and transmits them to the measurement processing device, and converts the acoustic phase conjugate wave sent from the measurement processing device into a reference probe wave and stores it in the storage unit. Further, the sound source device converts a plurality of acoustic modulation phase conjugate waves into a plurality of measurement probe waves, and sequentially interferes each of the measurement probe waves with the reference probe wave read from the storage unit to generate an interference wave, The phase modulation amount of the measurement probe wave that generates the interference wave having the minimum amplitude is determined. Then, the sound source device outputs a distance value obtained by using a phase / distance conversion means for the phase modulation amount.

ここでは、音源装置との用語は、上述したように、第1及び第2音響プローブ波を生成する機能、及び基準プローブ波と計測プローブ波とを干渉させて干渉波の振幅から距離の値を出力する機能等の複数の機能を有する装置としての意味で使用する。また、計測処理装置との用語は、計測処理器を複数アレイ状に集合させて構成される装置との意味で使用するが、例外的に計測処理器一つだけから構成されている場合も計測処理装置に含める。また、計測処理器との用語は、後述するように、音響位相共役波及び音響変調位相共役波を生成し、音源装置に送波する等の複数の機能を有する機能ブロックとしての意味で使用する。   Here, as described above, the term “sound source device” refers to the function of generating the first and second acoustic probe waves, and the distance between the amplitude of the interference wave and the reference probe wave and the measurement probe wave. It is used to mean a device having a plurality of functions such as an output function. In addition, the term measurement processing device is used to mean a device configured by assembling a plurality of measurement processing devices in an array, but in cases where it is exceptionally configured with only one measurement processing device, measurement is also performed. Include in processing equipment. Further, as will be described later, the term “measurement processor” is used to mean a functional block having a plurality of functions such as generating an acoustic phase conjugate wave and an acoustic modulation phase conjugate wave and transmitting them to a sound source device. .

音源装置は、プローブ波生成部と、第1トランスジューサーと、記憶部と、信号干渉/最小点検出部と、干渉情報等出力部とを具えて構成するのが好適である。   The sound source device preferably includes a probe wave generation unit, a first transducer, a storage unit, a signal interference / minimum point detection unit, and an output unit such as interference information.

ここで、プローブ波生成部は、第1及び第2送信電気プローブ波を生成する。第1トランスジューサーは、第1及び第2送信電気プローブ波をそれぞれ第1及び第2音響プローブ波に変換し、かつ音響位相共役波及び音響変調位相共役波を、それぞれ基準プローブ波及び計測プローブ波に変換する。記憶部は、基準プローブ波を保存し、かつ位相と距離との換算手段を記憶する。信号干渉/最小点検出部は、複数の計測プローブ波のそれぞれと記憶部から読み出した基準プローブ波とを順次干渉させて干渉波を生成して、振幅が最小である干渉波を生じさせた計測プローブ波を特定しその位相変調量を確定させる。干渉情報等出力部は、記憶部から位相と距離との換算手段を読み出して、位相変調量を換算手段を用いて距離の値に換算して出力する。   Here, the probe wave generator generates the first and second transmission electric probe waves. The first transducer converts the first and second transmission electrical probe waves into first and second acoustic probe waves, respectively, and converts the acoustic phase conjugate wave and the acoustic modulation phase conjugate wave into a reference probe wave and a measurement probe wave, respectively. Convert to The storage unit stores the reference probe wave and stores conversion means for phase and distance. The signal interference / minimum point detection unit generates interference waves by sequentially causing interference between each of the plurality of measurement probe waves and the reference probe wave read from the storage unit, thereby generating an interference wave having the minimum amplitude. The probe wave is specified and the phase modulation amount is determined. The output unit such as the interference information reads the phase / distance conversion unit from the storage unit, converts the phase modulation amount into a distance value using the conversion unit, and outputs the distance value.

計測処理装置は、第1音響プローブ波を基にして生成した音響位相共役波を、音源装置に送波するとともに、第2音響プローブ波を基にして位相変調量が段階的に異なる複数の音響変調位相共役波を順次生成して、複数の音響変調位相共役波を位相変調量の大きさの順序に従って順次音源装置に送る。   The measurement processing device transmits an acoustic phase conjugate wave generated based on the first acoustic probe wave to the sound source device, and a plurality of acoustic waves having different phase modulation amounts based on the second acoustic probe wave. Modulated phase conjugate waves are sequentially generated, and a plurality of acoustic modulation phase conjugate waves are sequentially sent to the sound source device in the order of the magnitude of the phase modulation amount.

計測処理装置は、第2トランスジューサーと、時間反転部と、変調共役波生成部とを具えて構成するのが好適である。   The measurement processing device preferably includes a second transducer, a time reversing unit, and a modulated conjugate wave generating unit.

ここで、第2トランスジューサーは、第1及び第2音響プローブ波をそれぞれ第1及び第2受信電気プローブ波に変換し、かつ第1電気位相共役波及び電気変調位相共役波をそれぞれ音響位相共役波及び音響変調位相共役波に変換する。時間反転部は、第1及び第2受信電気プローブ波をそれぞれ第1電気位相共役波及び第2電気位相共役波に変換する。変調共役波生成部は、第2電気位相共役波に位相変調を施して電気変調位相共役波を生成する。   Here, the second transducer converts the first and second acoustic probe waves into the first and second received electrical probe waves, respectively, and the first electrical phase conjugate wave and the electrically modulated phase conjugate wave respectively. Wave and acoustic modulation phase conjugate wave. The time inverting unit converts the first and second received electrical probe waves into a first electrical phase conjugate wave and a second electrical phase conjugate wave, respectively. The modulation conjugate wave generation unit performs phase modulation on the second electric phase conjugate wave to generate an electric modulation phase conjugate wave.

上述のプローブ波生成部で生成された第1及び第2送信電気プローブ波は、音源装置に具えられる第1トランスジューサーによって第1及び第2音響プローブ波に変換される。従って、第1及び第2送信電気プローブ波と第1及び第2音響プローブ波の両者の時間波形は相似形状である。また、第1及び第2送信電気プローブ波あるいは第1及び第2音響プローブ波等のプローブ波は、正弦波からなるトーンバースト波を利用することができる。   The first and second transmission electrical probe waves generated by the probe wave generation unit described above are converted into first and second acoustic probe waves by a first transducer included in the sound source device. Therefore, the time waveforms of both the first and second transmission electrical probe waves and the first and second acoustic probe waves are similar. Further, a tone burst wave composed of a sine wave can be used as the probe wave such as the first and second transmission electric probe waves or the first and second acoustic probe waves.

この発明の距離変動計測方法は、上述したように(A)第1ステップ、(B)第2ステップ及び(C)第3ステップ、(D)第4ステップ、(E)第5ステップ、(F)第6ステップ、を具えている。   As described above, the distance variation measuring method of the present invention comprises (A) the first step, (B) the second step and (C) the third step, (D) the fourth step, (E) the fifth step, (F ) 6th step.

これによれば、第1から第3ステップにおいて、第1音響プローブ波が音源装置から計測処理装置に送られて、ここで位相共役処理がされて音響位相共役波として音源装置に送り返される。音源装置では、音響位相共役波が電気的な位相共役波である基準プローブ波に変換された上で、この基準プローブ波が記憶装置に保存される。   According to this, in the first to third steps, the first acoustic probe wave is sent from the sound source device to the measurement processing device, where phase conjugation processing is performed and sent back to the sound source device as an acoustic phase conjugate wave. In the sound source device, the acoustic phase conjugate wave is converted into a reference probe wave that is an electrical phase conjugate wave, and the reference probe wave is stored in a storage device.

従来の計測法と同様に、音響プローブ波が音源装置から送波されると、海面や海底で何度も反射され、更に海水の不均質によって散乱や屈折を受けて計測処理装置に到達する。そのため、音響プローブ波は空間的にも時間的にも広がって、音源装置から最初に送波された形状とは大きく異なるため、到達時間を正確に読み取ることができない。   Similar to the conventional measurement method, when the acoustic probe wave is transmitted from the sound source device, it is reflected many times on the sea surface and the sea floor, and further reaches the measurement processing device due to scattering and refraction due to the inhomogeneity of the seawater. For this reason, the acoustic probe wave spreads both spatially and temporally, and is greatly different from the shape first transmitted from the sound source device, so the arrival time cannot be accurately read.

そこで、この発明では、この広がった音響プローブ波に位相共役処理を施して再放射する。その音波は空間的にも時間的にも縮まって、音源装置の位置では最初に送波した形と同じになる。ある時間経過後、再度音響プローブ波を送波し、計測処理装置で位相共役処理を施して再放射すると、音源の位置に前回得られたものと同じ形の音波が得られる。しかし、この時間経過中に、地殻変動により音源装置と計測処理装置との間の距離が変化していれば、二つの波に時間差が生じるので音源装置と計測処理装置の間が変化した距離を求めることができる。この理由を、まず位相共役波とはいかなる波であるかについて説明して、位相共役波の持つ性質に基づいて説明する。   Therefore, in the present invention, the spread acoustic probe wave is subjected to phase conjugation processing and re-radiated. The sound wave is shrunk both spatially and temporally, and at the position of the sound source device, it is the same as the first wave transmitted. When an acoustic probe wave is transmitted again after a certain period of time, and subjected to phase conjugation processing and re-radiated by the measurement processing device, a sound wave having the same shape as that obtained last time is obtained at the position of the sound source. However, during this time, if the distance between the sound source device and the measurement processing device changes due to crustal movement, a time difference occurs between the two waves, so the distance between the sound source device and the measurement processing device is changed. Can be sought. The reason for this will be described first based on what the phase conjugate wave is and based on the properties of the phase conjugate wave.

位相共役波とは、ある波と同一の空間的振幅分布を持ち、その波と進行方向が逆である波を言い、時間反転波と呼称されることもある。音源装置から発した音波を複数の計測処理器から構成される計測処理装置で受信して、その受信した音波を時間軸上で逆転させることによって、受信した音波に対する位相共役波を生成して、この位相共役波をこの計測処理装置から送波すると、元の音源装置の位置(受波点)に音波は収束する。この場合受波点は、音波の焦点となっている。すなわち、位相共役波による収束は、計測処理装置を発した位相共役波が元の音源装置の位置である受波点に到達するまでに生成される反射波及び屈折波が、時間的及び空間的に集まることによって実現される現象である。   A phase conjugate wave refers to a wave having the same spatial amplitude distribution as a certain wave and having a traveling direction opposite to that of the wave, and is sometimes referred to as a time reversal wave. A sound wave emitted from the sound source device is received by a measurement processing device composed of a plurality of measurement processors, and by reversing the received sound wave on the time axis, a phase conjugate wave for the received sound wave is generated, When this phase conjugate wave is transmitted from this measurement processing device, the sound wave converges at the position (receiving point) of the original sound source device. In this case, the receiving point is the focal point of the sound wave. That is, the convergence by the phase conjugate wave is such that the reflected wave and the refracted wave generated before the phase conjugate wave emitted from the measurement processing device reaches the receiving point that is the position of the original sound source device are temporally and spatially. It is a phenomenon realized by gathering together.

この現象を別の観点で説明すると、次のようになる。位相共役波を計測処理装置から発信すると、反射波及び屈折波等を含めた音波伝播の現象が、音源装置から音波が送波された時とは時間が反転して起こるので、元の音源装置の位置において、音波が送波された時とは進行方向が逆向きになって受信される。すなわち、位相共役波は、音圧の空間的分布形状が同一であって、進行方向だけが逆向きの音波であるから、音源装置から送波された時と同一の空間形状で、元の音源装置の位置に戻ってくることになり、音波が焦点に収束する。   This phenomenon can be explained from another viewpoint as follows. When the phase conjugate wave is transmitted from the measurement processing device, the sound wave propagation phenomenon including the reflected wave and the refracted wave occurs with the time reversed from the time when the sound wave is transmitted from the sound source device. In this position, the traveling direction is opposite to that when the sound wave is transmitted. That is, the phase conjugate wave has the same spatial distribution shape of the sound pressure and is a sound wave having the opposite traveling direction only. Therefore, the phase conjugate wave has the same spatial shape as that transmitted from the sound source device, and the original sound source. It will return to the position of the device and the sound wave will converge to the focal point.

この結果、音源装置で受波される音響位相共役波は、時間的及び空間的に広がった状態ではないため、音源装置と計測処理装置との距離を、音響プローブ波の伝播時間あるいは位相を基にして正解に計測することが可能となる。この発明の距離変動計測方法においては、後述するように、音源装置と計測処理装置との距離を、音響位相共役波の位相を基にして計測する。 上述したように、第1から第3ステップにおいて、基準プローブ波が音源装置の記憶装置に保存される。基準プローブ波は、後述する計測プローブ波との干渉波の生成に利用される。この干渉波の振幅から音源装置と計測処理装置との距離の相対的な変動量が求められる。   As a result, the acoustic phase conjugate wave received by the sound source device is not spread in time and space, so the distance between the sound source device and the measurement processing device is determined based on the propagation time or phase of the acoustic probe wave. It becomes possible to measure correctly. In the distance fluctuation measuring method of the present invention, as will be described later, the distance between the sound source device and the measurement processing device is measured based on the phase of the acoustic phase conjugate wave. As described above, in the first to third steps, the reference probe wave is stored in the storage device of the sound source device. The reference probe wave is used for generating an interference wave with a measurement probe wave described later. The relative fluctuation amount of the distance between the sound source device and the measurement processing device is obtained from the amplitude of the interference wave.

次に、第4から第6ステップにおいて、複数の計測プローブ波が生成されて、これらの計測プローブ波と上述の基準プローブ波とが順次干渉させられて干渉波が生成され、この干渉波の振幅が求められる。干渉波の振幅から音源装置と計測処理装置との距離の変動量が求められる。 まず、第4ステップにおいて、第2音響プローブ波が音源装置から計測処理装置に送られ、第5ステップにおいて、第2音響プローブ波を基にして位相変調量が段階的に異なる複数の音響変調位相共役波が生成される。   Next, in the fourth to sixth steps, a plurality of measurement probe waves are generated, and these measurement probe waves and the above-described reference probe wave are sequentially interfered to generate an interference wave. The amplitude of the interference wave Is required. A fluctuation amount of the distance between the sound source device and the measurement processing device is obtained from the amplitude of the interference wave. First, in the fourth step, the second acoustic probe wave is sent from the sound source device to the measurement processing device, and in the fifth step, a plurality of acoustic modulation phases whose phase modulation amounts differ stepwise based on the second acoustic probe wave. A conjugate wave is generated.

第5ステップにおいて、計測処理装置では、位相共役処理とともに位相共役性を損なわないで、第2受信電気プローブ波の位相に段階的に順次変調を加えることが可能である。その結果、音源装置で受波される音響変調位相共役波の位相を段階的に変化させて送ることが可能となる。すなわち、計測処理装置から音源装置に向けて、位相を段階的に順次変化させた複数の音響変調位相共役波を正確に伝送することが可能となる。   In the fifth step, the measurement processing device can sequentially modulate the phase of the second received electrical probe wave step by step without losing the phase conjugate property together with the phase conjugate processing. As a result, the phase of the acoustically modulated phase conjugate wave received by the sound source device can be sent while being changed stepwise. That is, it is possible to accurately transmit a plurality of acoustic modulation phase conjugate waves whose phases are sequentially changed stepwise from the measurement processing device to the sound source device.

ここで、位相共役性を損なわないで、第2受信電気プローブ波の位相に対して変調を加えるとの意味を説明する。これは、第2受信電気プローブ波を時間反転し、それをフーリエ変換して得られる周波数スペクトルを変更せずに、第2受信電気プローブ波の位相を変調することを意味している。   Here, the meaning of modulating the phase of the second received electrical probe wave without impairing the phase conjugation will be described. This means that the phase of the second received electrical probe wave is modulated without changing the frequency spectrum obtained by time-reversing the second received electrical probe wave and Fourier transforming it.

一般にプローブ波は多数の周波数成分で構成されている。プローブ波を構成する周波数の異なるそれぞれのフーリエ成分に対して同一の大きさとなる位相変化を与えれば、プローブ波の周波数スペクトルを変化させないで、プローブ波の位相を変調することが可能となる。この場合、これら全てのフーリエ成分の位相ずれは同じでも、それぞれのフーリエ成分に対する時間軸上のずれの大きさは異なる。しかしながら、プローブ波を構成する周波数の異なるそれぞれのフーリエ成分に対して同一の大きさとなる位相変化を与えても、プローブ波の周波数スペクトルは変化しない。   In general, a probe wave is composed of a number of frequency components. If the same phase change is given to each of the Fourier components having different frequencies constituting the probe wave, the phase of the probe wave can be modulated without changing the frequency spectrum of the probe wave. In this case, even though the phase shifts of all these Fourier components are the same, the magnitudes of shifts on the time axis for the respective Fourier components are different. However, the frequency spectrum of the probe wave does not change even if a phase change having the same magnitude is applied to each Fourier component having a different frequency constituting the probe wave.

第2受信電気プローブ波を時間反転してから、第2受信電気プローブ波を時間領域から周波数領域に変換する。周波数領域において上述の位相変換を与えて後に、再び時間領域に変換すると、変換されて得られる電気変調位相共役波の時間波形は、上述の第2受信電気プローブ波の時間波形と変わらない。これは、周波数スペクトルの形状が、位相変調の前後において変化がないので、位相変調がなされた後の周波数スペクトルを時間領域の波として変換して得られる電気変調位相共役波の時間波形は、上述の第2受信電気プローブ波と同一の時間波形となることが結論される。   The second received electrical probe wave is time-reversed, and then the second received electrical probe wave is converted from the time domain to the frequency domain. When the above-described phase conversion is given in the frequency domain and then converted again into the time domain, the time waveform of the electric modulation phase conjugate wave obtained by the conversion is not different from the time waveform of the second reception electric probe wave. This is because the shape of the frequency spectrum does not change before and after the phase modulation, and the time waveform of the electrically modulated phase conjugate wave obtained by converting the frequency spectrum after the phase modulation as a time domain wave is as described above. It is concluded that the time waveform is the same as that of the second received electrical probe wave.

すなわち、第2受信電気プローブ波を位相共役処理(時間反転処理)して得られる第2電気位相共役波に対して、この第2電気位相共役波を位相変調して得られる電気変調位相共役波は、その位相共役性が損なわれていない。   That is, an electric modulation phase conjugate wave obtained by phase-modulating the second electric phase conjugate wave with respect to a second electric phase conjugate wave obtained by phase conjugate processing (time reversal processing) of the second received electric probe wave The phase conjugation is not impaired.

このように、この発明の距離変動計測方法は、位相共役波が本来有している、元の音源装置の位置に収束する性質が利用されている。従って、第1及び第2音響プローブ波である音波が海中の伝播条件等によって、その波形が変化した場合であっても、計測処理装置から音源装置に向けて送られる音響位相共役波及び音響変調位相共役波が、これら第1及び第2音響プローブ波を送波した時点での音源装置の位置に収束する。従って、計測処理装置から音源装置に向けて、音響位相共役波及び音響変調位相共役波の位相変調量を正確に保ったまま伝送することが可能となる。   As described above, the distance variation measuring method according to the present invention utilizes the property that the phase conjugate wave originally converges on the position of the original sound source device. Therefore, even when the sound waves of the first and second acoustic probe waves change due to underwater propagation conditions, etc., the acoustic phase conjugate wave and the acoustic modulation sent from the measurement processing device to the sound source device The phase conjugate wave converges at the position of the sound source device at the time when the first and second acoustic probe waves are transmitted. Therefore, it is possible to transmit from the measurement processing device to the sound source device while accurately maintaining the phase modulation amounts of the acoustic phase conjugate wave and the acoustic modulation phase conjugate wave.

上述したように、複数の音響変調位相共役波は、位相変調量を正確に保ったまま、計測処理装置から、その位相変調量の大きさの順序に従って順次音源装置に送られる。第6ステップにおいて、基準プローブ波とこれら複数の音響変調位相共役波から変換された計測プローブ波とが順次干渉させられて干渉波が生成され、これら複数の干渉波のうちで振幅が最小である干渉波を生じさせた計測プローブ波の位相変調量から、音源装置と計測処理装置との相対的な距離の変動量が求められる。従って、音源装置と計測処理装置との間の水中音波の往復時間から求められる絶対距離を求める方法と異なり、音源装置と計測処理装置との間の絶対距離が大きくなることに従って、計測誤差が増大するということもない。   As described above, the plurality of acoustic modulation phase conjugate waves are sequentially sent from the measurement processing device to the sound source device according to the order of the magnitude of the phase modulation amount while keeping the phase modulation amount accurately. In the sixth step, the reference probe wave and the measurement probe wave converted from the plurality of acoustic modulation phase conjugate waves are sequentially interfered to generate an interference wave, and the amplitude is the smallest of the plurality of interference waves. From the amount of phase modulation of the measurement probe wave that caused the interference wave, the relative distance variation between the sound source device and the measurement processing device is obtained. Therefore, unlike the method for obtaining the absolute distance obtained from the round-trip time of the underwater acoustic wave between the sound source device and the measurement processing device, the measurement error increases as the absolute distance between the sound source device and the measurement processing device increases. There is no such thing as to do.

この発明の距離変動計測方法は、音源装置と計測処理装置とを具える距離変動計測システムで実現される。第1、第3、第4及び第6ステップは、音源装置で実現可能であり、第2及び第5ステップは、計測処理装置で実現可能である。   The distance fluctuation measuring method of the present invention is realized by a distance fluctuation measuring system including a sound source device and a measurement processing device. The first, third, fourth and sixth steps can be realized by a sound source device, and the second and fifth steps can be realized by a measurement processing device.

更に、この発明の距離変動計測方法は、上述したように、第1ステップを3つのサブステップを含んで構成し、第2ステップを4つのサブステップを含んで構成し、第4ステップを3つのサブステップを含んで構成し、及び第5ステップを5つのサブステップを含んで構成することが可能である。   Further, in the distance variation measuring method of the present invention, as described above, the first step includes three substeps, the second step includes four substeps, and the fourth step includes three substeps. It is possible to include substeps, and the fifth step may include five substeps.

第1ステップを構成する、サブステップA1では、第1送信電気プローブ波が生成されるが、これは音源装置に具えられるプローブ波生成部を中心に実行される。サブステップA2では、第1送信電気プローブ波が第1音響プローブ波に変換されるが、これは音源装置に具えられる第1トランスジューサーで実行される。サブステップA3では、音源装置から第1音響プローブ波が計測処理装置に送られる。   In sub-step A1, which constitutes the first step, a first transmission electrical probe wave is generated, which is executed centering on a probe wave generator provided in the sound source device. In sub-step A2, the first transmission electrical probe wave is converted into the first acoustic probe wave, which is executed by the first transducer included in the sound source device. In sub-step A3, the first acoustic probe wave is sent from the sound source device to the measurement processing device.

従って、第1ステップでは、上述のサブステップA1からA3が実行されることによって、結果的に、音源装置から計測処理装置に第1音響プローブ波が送波される。   Therefore, in the first step, the above-mentioned sub-steps A1 to A3 are executed, and as a result, the first acoustic probe wave is transmitted from the sound source device to the measurement processing device.

第2ステップを構成する、サブステップB1では、第1音響プローブ波が第1受信電気プローブ波に変換されるが、これは計測処理装置に具えられる第2トランスジューサーで実行される。サブステップB2では、第1受信電気プローブ波が第1電気位相共役波に変換されるが、これは計測処理装置に具えられる時間反転部を中心に実行される。サブステップB3では、第1電気位相共役波が音響位相共役波に変換されるが、これは計測処理装置に具えられる第2トランスジューサーで実行される。サブステップB4では、計測処理装置から音響位相共役波が音源装置に送られる。   In sub-step B1, which constitutes the second step, the first acoustic probe wave is converted into a first received electrical probe wave, which is executed by a second transducer provided in the measurement processing device. In sub-step B2, the first received electrical probe wave is converted into a first electrical phase conjugate wave, which is executed centering on a time reversing unit provided in the measurement processing device. In sub-step B3, the first electrical phase conjugate wave is converted into an acoustic phase conjugate wave, which is executed by a second transducer included in the measurement processing device. In sub-step B4, an acoustic phase conjugate wave is sent from the measurement processing device to the sound source device.

従って、第2ステップでは、上述のサブステップB1からB4が実行されることによって、結果的に、第1音響プローブ波を基にして生成された音響位相共役波が、計測処理装置から音源装置に送波される。   Therefore, in the second step, the above-described sub-steps B1 to B4 are executed, and as a result, the acoustic phase conjugate wave generated based on the first acoustic probe wave is transmitted from the measurement processing device to the sound source device. It is transmitted.

第3ステップでは、後のステップである計測プローブ波と干渉させて干渉波を生成するステップを実行するために、音響位相共役波が基準プローブ波に変換されて、音源装置の記憶部に保存される。   In the third step, the acoustic phase conjugate wave is converted into a reference probe wave and stored in the storage unit of the sound source device in order to execute the step of generating an interference wave by interfering with the measurement probe wave, which is a subsequent step. The

第4ステップを構成する、サブステップD1では、第2送信電気プローブ波が生成されるが、これは音源装置に具えられるプローブ波生成部を中心に実行される。サブステップD2では、第2送信電気プローブ波が第2音響プローブ波に変換されるが、これは音源装置に具えられる第1トランスジューサーで実行される。サブステップD3では、音源装置から第2音響プローブ波が計測処理装置に送られる。   In sub-step D1, which constitutes the fourth step, a second transmission electrical probe wave is generated, which is executed centering on a probe wave generator provided in the sound source device. In sub-step D2, the second transmission electrical probe wave is converted into a second acoustic probe wave, which is executed by a first transducer included in the sound source device. In sub-step D3, the second acoustic probe wave is sent from the sound source device to the measurement processing device.

第5ステップを構成するサブステップE1では、第2音響プローブ波が第2受信電気プローブ波に変換されるが、これは計測処理装置に具えられる第2トランスジューサーで実行される。サブステップE2では、第2受信電気プローブ波が第2電気位相共役波に変換されるが、これは計測処理装置に具えられる時間反転部を中心に実行される。サブステップE3では、第2電気位相共役波を基にして、位相変調量が段階的に異なる複数の電気変調位相共役波が生成されるが、これは計測処理装置に具えられる変調共役波生成部を中心に実行さる。サブステップE4では、複数の電気変調位相共役波が順次音響変調位相共役波に変換されるが、これは計測処理装置に具えられる第2トランスジューサーで実行される。サブステップE5では、複数の音響変調位相共役波が位相変調量の大きさの順に従って、順次時間を隔てて音源装置に送られる。   In sub-step E1 constituting the fifth step, the second acoustic probe wave is converted into a second received electrical probe wave, which is executed by a second transducer provided in the measurement processing device. In sub-step E2, the second received electrical probe wave is converted into a second electrical phase conjugate wave, which is executed centering on a time reversing unit provided in the measurement processing device. In sub-step E3, based on the second electrical phase conjugate wave, a plurality of electrical modulation phase conjugate waves having different phase modulation amounts are generated step by step. This is a modulated conjugate wave generation unit provided in the measurement processing device. Run around. In sub-step E4, a plurality of electrical modulation phase conjugate waves are sequentially converted into acoustic modulation phase conjugate waves, which is executed by a second transducer provided in the measurement processing device. In sub-step E5, a plurality of acoustic modulation phase conjugate waves are sequentially sent to the sound source device at time intervals in the order of the magnitude of the phase modulation amount.

従って、第5ステップでは、上述のサブステップE1からE5が実行されることによって、結果的に、第2音響プローブ波を基にして位相変調量が段階的に異なる複数の音響変調位相共役波が生成されて、この複数の音響変調位相共役波が、位相変調量の大きさの順序に従って順次音源装置に送波される。   Therefore, in the fifth step, by executing the above-described sub-steps E1 to E5, as a result, a plurality of acoustic modulation phase conjugate waves having different phase modulation amounts in stages based on the second acoustic probe wave are generated. The plurality of acoustic modulation phase conjugate waves are generated and sequentially transmitted to the sound source device in the order of the magnitude of the phase modulation amount.

第6ステップでは、複数の音響変調位相共役波が複数の計測プローブ波に変換されるが、これは第1トランスジューサーで実行される。また、計測プローブ波のそれぞれと記憶部から読み出された基準プローブ波とが順次干渉させられて干渉波が生成され、この干渉波のうちで振幅が最小である干渉波を生じさせた計測プローブ波が特定されその位相変調量が確定されるが、これは音源装置が具える信号干渉/最小点検出部によって実行される。また、位相変調量が、位相と距離との換算手段を用いて距離の値に換算して出力されるが、これは音源装置が具える干渉情報等出力部によって実行さされる。   In the sixth step, a plurality of acoustically modulated phase conjugate waves are converted into a plurality of measurement probe waves, which is executed by the first transducer. In addition, the measurement probe wave and the reference probe wave read from the storage unit are sequentially interfered to generate an interference wave, and the measurement probe that generates the interference wave having the smallest amplitude among the interference waves A wave is identified and the amount of phase modulation is determined, which is executed by a signal interference / minimum point detector provided in the sound source device. Further, the phase modulation amount is converted into a distance value using a phase / distance conversion means, and this is executed by an output unit such as interference information provided in the sound source device.

以下、図を参照して、この発明の実施の形態につき説明する。なお、ブロック構成図等は、この発明に係る一構成例を図示するものであり、この発明を図示例に限定するものではない。また、この発明の構成例を示すブロック構成図等は、この発明が理解できる程度に各構成要素の配置関係等を概略的に示してある。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The block configuration diagram and the like illustrate one configuration example according to the present invention, and the present invention is not limited to the illustrated example. In addition, a block diagram showing a configuration example of the present invention schematically shows an arrangement relationship of each component to the extent that the present invention can be understood.

<位相共役波を用いる距離変動計測>
図1を参照して、海底に設置された定点間の距離変動を計測する例を取り上げて、この発明の位相共役波を利用する距離変動計測方法の原理の基本的な事項について説明する。図1は、海中定点間の距離の変動計測方法の説明に供する図であり、一方の海中定点である音源装置10と他方の海中定点である計測処理装置20とが、それぞれ海側プレート16の上面である海底面28と、陸側プレート22の上面である海底面26に設置されている様子を示している。
<Distance variation measurement using phase conjugate wave>
With reference to FIG. 1, an example of measuring the distance fluctuation between fixed points installed on the seabed will be taken up, and the basic matters of the principle of the distance fluctuation measuring method using the phase conjugate wave of the present invention will be described. FIG. 1 is a diagram for explaining a method for measuring the variation in the distance between fixed points in the sea.The sound source device 10 that is one of the fixed points in the sea and the measurement processing device 20 that is the fixed point in the sea are respectively connected to the seaside plate 16. It shows a state where it is installed on the sea bottom 28 which is the upper surface and the sea bottom 26 which is the upper surface of the land side plate 22.

地球表面の地殻を構成する海側プレート16と陸側プレート22とが接する境界は、概略、図1に示す構造となっている。海側プレート16はマントル18の上にあり、プレート24と図に示すように接している。海側プレート16と陸側プレート22とが接する境界では、海側プレート16の中に矢印を付した方向に、陸側プレート22に対して海側プレート16が移動することによって、海側プレート16が陸側プレート22の下側に潜り込むという活動が起こっている。   The boundary where the sea-side plate 16 and the land-side plate 22 that make up the crust on the surface of the earth are in contact with each other has a structure generally shown in FIG. The sea side plate 16 is on the mantle 18 and is in contact with the plate 24 as shown in the figure. At the boundary where the sea side plate 16 and the land side plate 22 contact each other, the sea side plate 16 moves by moving the sea side plate 16 relative to the land side plate 22 in the direction indicated by an arrow in the sea side plate 16. An activity is happening to sink under the land side plate 22.

この結果、海側プレート16と陸側プレート22とが接する境界の近傍(図1において破線で囲った部分)の、陸側プレート22及び海側プレート16に歪が加わる。この歪の大きさが閾値を越えた段階で、一気に陸側プレート22及び海側プレート16の歪が解消される。このとき急激に陸側プレート22及び海側プレート16が変位することによって地震が発生する。陸側プレート22に対する海側プレート16の滑り移動量が歪の大きさを反映するので、マントル18の上に乗っている海側プレート16の上面である海底面28上の定点と、マントル24の上に乗っている陸側プレート22の上面である海底面26上の定点との間の距離の変動を計測することによって、陸側プレート22及び海側プレート16に加わっている歪の大きさを見積もることが可能となる。   As a result, distortion is applied to the land-side plate 22 and the sea-side plate 16 in the vicinity of the boundary where the sea-side plate 16 and the land-side plate 22 are in contact (portion surrounded by a broken line in FIG. 1). When the magnitude of the strain exceeds the threshold value, the strain on the land side plate 22 and the sea side plate 16 is eliminated at once. At this time, an earthquake occurs when the land-side plate 22 and the sea-side plate 16 are suddenly displaced. Since the amount of sliding movement of the sea side plate 16 relative to the land side plate 22 reflects the magnitude of the distortion, a fixed point on the sea bottom plate 28 that is the upper surface of the sea side plate 16 riding on the mantle 18 and the mantle 24 By measuring the change in distance between the fixed point on the sea floor 26, which is the upper surface of the land side plate 22 that is on top, the magnitude of the strain applied to the land side plate 22 and the sea side plate 16 can be determined. It is possible to estimate.

そこで、海底面28上の定点に音源装置10を設置し、海底面26上の定点に計測処理装置20を設置して、音源装置10と計測処理装置20間の距離を計測する。図1に示すように、音源装置10及び計測処理装置20は海水14中に設置されることになるので、海水14に不均質が存在しても、音源装置10と計測処理装置20間の距離の変動を正確に計測するための方策を講じなければならない。   Therefore, the sound source device 10 is installed at a fixed point on the sea floor 28, and the measurement processing device 20 is installed at a fixed point on the sea floor 26, and the distance between the sound source device 10 and the measurement processing device 20 is measured. As shown in FIG. 1, since the sound source device 10 and the measurement processing device 20 are installed in the seawater 14, even if there is inhomogeneity in the seawater 14, the distance between the sound source device 10 and the measurement processing device 20 Measures must be taken to accurately measure fluctuations.

また、陸側プレート22及び海側プレート16に加わっている歪の大きさを見積もるためには、音源装置10と計測処理装置20間の絶対距離を正確に知る必要はなく、音源装置10と計測処理装置20との距離の変動量を知ることで十分である。従って、位相共役波を利用して、この位相共役波の位相の変動量から音源装置10と計測処理装置20間の距離の変動を計測するのが好適である。位相共役波を利用すれば、上述したように、海水14に不均質が存在しても計測結果に影響を与えず、また、位相共役波の位相の変化量からは、絶対距離が正確に計測できなくとも、距離の変動量は正確に計測できるからである。   In addition, in order to estimate the magnitude of the distortion applied to the land side plate 22 and the sea side plate 16, it is not necessary to know the absolute distance between the sound source device 10 and the measurement processing device 20 accurately. It is sufficient to know the amount of change in the distance to the processing device 20. Therefore, it is preferable to measure the variation in the distance between the sound source device 10 and the measurement processing device 20 from the amount of variation in the phase of the phase conjugate wave using the phase conjugate wave. If the phase conjugate wave is used, as described above, even if inhomogeneity exists in the seawater 14, the measurement result is not affected, and the absolute distance is accurately measured from the amount of phase change of the phase conjugate wave. This is because the distance variation can be accurately measured even if it is not possible.

音源装置10から音響プローブ波S(第1及び第2音響プローブ波)が計測処理装置20に向けて送波され、計測処理装置20から音響位相共役波Rあるいは音響変調位相共役波Rが音源装置20にむけて送波される様子を示している。以後、第1及び第2音響プローブ波の双方を指す場合には、単に音響プローブ波と記載することもある。   An acoustic probe wave S (first and second acoustic probe waves) is transmitted from the sound source device 10 toward the measurement processing device 20, and an acoustic phase conjugate wave R or an acoustic modulation phase conjugate wave R is transmitted from the measurement processing device 20 to the sound source device. It shows a state of being transmitted toward 20. Hereinafter, when referring to both the first and second acoustic probe waves, they may be simply referred to as acoustic probe waves.

計測処理装置20は、合計7つの計測処理器20-1〜20-7が鉛直方向に直線的に連なって配列されて構成されている。図1においては、合計7つの計測処理器から構成されている計測処理装置20を示しているが、必ずしも計測処理器の個数は7つに限られるものではない。また、計測処理装置20を構成する計測処理器が、鉛直方向に一列に配置されているが、このように一列に配置する必要はなく、配置の形状は任意でよい。計測処理装置20が具える計測処理器の個数は多いほど、後述する位相共役波の収束性能が高まり、距離変動計測精度が高くなるが、計測処理装置20が大型化しその製造及び海中への設置作業が大掛かりになる。   The measurement processing device 20 is configured by arranging a total of seven measurement processors 20-1 to 20-7 in a straight line in the vertical direction. In FIG. 1, the measurement processing device 20 including a total of seven measurement processors is shown, but the number of measurement processors is not necessarily limited to seven. Further, the measurement processors constituting the measurement processing device 20 are arranged in a line in the vertical direction. However, it is not necessary to arrange the measurement processors in a line in this way, and the arrangement shape may be arbitrary. The greater the number of measurement processors provided in the measurement processing device 20, the higher the convergence performance of the phase conjugate wave, which will be described later, and the higher the accuracy of distance fluctuation measurement, but the measurement processing device 20 becomes larger and manufactured and installed in the sea Work becomes big.

一方計測処理装置20が具える計測処理器の個数が少なければ、計測処理装置20の製造及びその設置作業が軽減される代わりに、位相共役波の収束性が悪くなり、距離変動計測精度は低下する。従って、計測処理装置20を構成する計測処理器の個数は、位相共役波の収束性能が十分であって、かつ計測処理装置20の製造及び海中への設置作業が十分に行えるように、水深や、音源装置10と計測処理装置20との距離等に応じて、必要にして十分な数とする。   On the other hand, if the number of measurement processors provided in the measurement processing device 20 is small, the convergence of the phase conjugate wave deteriorates and the accuracy of distance fluctuation measurement decreases instead of reducing the manufacturing and installation work of the measurement processing device 20. To do. Therefore, the number of measurement processors constituting the measurement processing device 20 is such that the depth of the phase conjugate wave is sufficient so that the measurement processing device 20 can be sufficiently manufactured and installed in the sea. Depending on the distance between the sound source device 10 and the measurement processing device 20, etc., the necessary number is sufficient.

音源装置10から送波される音響プローブ波Sは、海底面26及び28や海水面12によって反射され(反射波)、あるいは海水14の音速分布の不均一等に起因して屈折(屈折波)し、また、海水14中に存在す音波散乱物等に散乱、回折されて(散乱波、回折波)、計測処理装置20を構成する各計測処理器(計測処理器20-1から20-7)に到達する。以下の説明において、上述した反射波、屈折波、回折波、散乱波を含めて、マルチパス波と呼称されることもある。   The acoustic probe wave S transmitted from the sound source device 10 is reflected by the sea bottom surfaces 26 and 28 and the seawater surface 12 (reflected wave), or refracted (refracted wave) due to nonuniform sound velocity distribution of the seawater 14, etc. In addition, each measurement processing unit (measurement processing units 20-1 to 20-7) that constitutes the measurement processing apparatus 20 is scattered and diffracted (scattered wave, diffracted wave) by the sound wave scatterer existing in the seawater 14. ). In the following description, the reflected wave, refracted wave, diffracted wave, and scattered wave described above may be referred to as a multipath wave.

音源装置10から音響プローブ波Sが発信されると、海水14を伝播中にマルチパス波を生成しつつ、計測処理装置20近傍では、音源装置10から発信された直後の音響プローブ波Sとは波面が変形した音響プローブ波となって計測処理装置20で受信される。   When the acoustic probe wave S is transmitted from the sound source device 10, the acoustic probe wave S immediately after being transmitted from the sound source device 10 is generated in the vicinity of the measurement processing device 20 while generating a multipath wave while propagating through the seawater 14. An acoustic probe wave having a deformed wavefront is received by the measurement processing device 20.

図2(A)及び(B)に、音源装置10と計測処理装置20間の水中での音波の音圧の空間的分布形状を示す。図2(A)は、音源装置10と計測処理装置20間の全体にわたる音波の音圧の空間的分布形状を示し、図2(B)は、音源装置10の近傍の音波の音圧の空間的分布形状を拡大して見やすくして示してある。   2A and 2B show spatial distribution shapes of sound pressures of sound waves in water between the sound source device 10 and the measurement processing device 20. FIG. FIG. 2 (A) shows the spatial distribution shape of sound pressure of sound waves across the sound source device 10 and the measurement processing device 20, and FIG. 2 (B) shows the sound pressure sound space in the vicinity of the sound source device 10. The general distribution shape is enlarged for easy viewing.

音圧が強い部分を白色で示し、音圧が弱い部分を黒色で示して、その中間強度の音圧をその強さに比例して白色に近づくように諧調をつけた灰色で示してある。図2(A)及び(B)において、横軸は距離をm単位で表示してあり、縦軸は水深をm単位で表示してある。図2(A)においてNで示す破線の長方形で囲われた内部に計測処理装置20が配置されている。また、図2(A)及び(B)において、Mで示す位置が、音源装置10が配置されている位置である。横軸上(水深100 mの位置)が海底面に対応する。図2(A)及び(B)から、音響位相共役波が音源装置10の位置に収束していることが見て取れる。また、音源装置10と計測処理装置20との間隔を5 kmに設定してある。   The part where the sound pressure is strong is shown in white, the part where the sound pressure is weak is shown in black, and the sound pressure of the intermediate intensity is shown in gray with gradation to approach white in proportion to the intensity. 2 (A) and 2 (B), the horizontal axis indicates the distance in m units, and the vertical axis indicates the water depth in m units. In FIG. 2 (A), the measurement processing device 20 is arranged inside a dashed rectangle indicated by N. 2A and 2B, the position indicated by M is the position where the sound source device 10 is disposed. The horizontal axis (position at a depth of 100 m) corresponds to the sea floor. 2 (A) and 2 (B), it can be seen that the acoustic phase conjugate wave has converged at the position of the sound source device 10. The interval between the sound source device 10 and the measurement processing device 20 is set to 5 km.

音源装置10の位置に、音響位相共役波が完全に収束するためには、音源装置10と計測処理装置20との途中の、音波の伝播に対して、反射、屈折、回折、散乱等の効果を与える要素が、音響プローブ波が音源装置10から送波されて計測処理装置20で受波された過程と、音響位相共役波及び音響変調位相共役波が計測処理装置20から送波されて音源装置10で受波される過程とが、同一の状態であることが必要である。   In order for the acoustic phase conjugate wave to completely converge at the position of the sound source device 10, effects such as reflection, refraction, diffraction, scattering, etc. on the propagation of sound waves in the middle of the sound source device 10 and the measurement processing device 20 The element that gives the sound is the process in which the acoustic probe wave is transmitted from the sound source device 10 and received by the measurement processing device 20, and the acoustic phase conjugate wave and the acoustic modulation phase conjugate wave are transmitted from the measurement processing device 20 The process received by the device 10 needs to be in the same state.

例えば、海流等に起因して、海水14の屈折率分布が、音響プローブ波が音源装置10から送波されて計測処理装置20で受信された時と、音響位相共役波及び音響変調位相共役波が計測処理装置20から送波されて音源装置10で受波された時とで異なっていれば、音響位相共役波及び音響変調位相共役波は、完全には収束しない。しかしながら、音響プローブ波が計測処理装置20で受波されてから、音響位相共役波及び音響変調位相共役波が発信されるまでの時間はそれほど長くはなく、実際は、海水14の屈折率分布等、音波の伝播に対して、反射、屈折、回折、散乱等の効果を与える要素が大きくその状況を変えていることはない。   For example, due to the ocean current, the refractive index distribution of the seawater 14 is obtained when the acoustic probe wave is transmitted from the sound source device 10 and received by the measurement processing device 20, and the acoustic phase conjugate wave and the acoustic modulation phase conjugate wave. Is different from when the sound is transmitted from the measurement processing device 20 and received by the sound source device 10, the acoustic phase conjugate wave and the acoustic modulation phase conjugate wave do not converge completely. However, the time from when the acoustic probe wave is received by the measurement processing device 20 until the acoustic phase conjugate wave and the acoustic modulation phase conjugate wave are transmitted is not so long, in fact, the refractive index distribution of the seawater 14, etc. Elements that give effects such as reflection, refraction, diffraction, and scattering to the propagation of sound waves do not greatly change the situation.

次に、音源装置10から送波される第1音響プローブ波の時間波形と、計測処理装置20から送波されてくる音響位相共役波の時間波形がどのようになるかを、図3(A)及び(B)を参照して説明する。図3(A)及び(B)には、それぞれ、第1音響プローブ波を生成するための基となった第1送信電気プローブ波の時間波形、及び音響位相共役波の時間波形を元に変換されて生成された電気位相共役波(後に説明する基準プローブ波)の時間波形とを示す。図3(A)及び(B)の横軸は、時間を秒単位で目盛って表示してあり、縦軸は、音圧の振幅を任意スケールで目盛って示してある。   Next, the time waveform of the first acoustic probe wave transmitted from the sound source device 10 and the time waveform of the acoustic phase conjugate wave transmitted from the measurement processing device 20 are shown in FIG. ) And (B). 3 (A) and 3 (B) are converted based on the time waveform of the first transmission electrical probe wave and the time waveform of the acoustic phase conjugate wave, which are the basis for generating the first acoustic probe wave, respectively. The time waveform of the electric phase conjugate wave (reference probe wave to be described later) generated in this way is shown. 3 (A) and 3 (B), the horizontal axis indicates time scaled in units of seconds, and the vertical axis indicates sound pressure amplitude scaled on an arbitrary scale.

図3(A)に示す第1送信電気プローブ波は、音源装置10から送波される第1音響プローブ波の元になる第1送信電気プローブ波の時間波形の一例を示す図である。この第1送信電気プローブ波は、後述するように、音源装置10に具えられた第1トランスジューサーによって第1音響プローブ波に変換されて、音源装置10から計測処理装置20向けて送波される。この例の場合、図3(A)に示すように、第1送信電気プローブ波は、正弦波8周期分からなる電気的波であるので、音源装置10から送波される第1音響プローブ波も正弦波8周期分からなるトーンバースト波となる。   3A is a diagram illustrating an example of a time waveform of the first transmission electrical probe wave that is the source of the first acoustic probe wave transmitted from the sound source device 10. The first transmission electrical probe wave illustrated in FIG. As will be described later, the first transmission electrical probe wave is converted into a first acoustic probe wave by a first transducer provided in the sound source device 10, and is transmitted from the sound source device 10 toward the measurement processing device 20. . In the case of this example, as shown in FIG. 3 (A), the first transmission electric probe wave is an electric wave consisting of eight sine waves, so the first acoustic probe wave transmitted from the sound source device 10 is also It is a tone burst wave consisting of 8 sine waves.

図3(B)に示す電気位相共役波(後に説明する基準プローブ波)は、計測処理装置20から送波される音響位相共役波の元になる第1電気位相共役波の時間波形の一例を示す図である。この第1電気位相共役波は、後述するように、計測処理装置20に具えられた第2トランスジューサーによって音響位相共役波に変換されて、計測処理装置20から音源装置10向けて送波される。この例の場合、図3(B)に示すように、第1電気位相共役波は、正弦波8周期分からなる電気的波であるので、計測処理装置20から送波される音響位相共役波も正弦波8周期分からなるトーンバースト波となる。   The electrical phase conjugate wave (reference probe wave described later) shown in FIG. 3 (B) is an example of a time waveform of the first electrical phase conjugate wave that is the source of the acoustic phase conjugate wave transmitted from the measurement processing device 20. FIG. As will be described later, the first electrical phase conjugate wave is converted into an acoustic phase conjugate wave by a second transducer provided in the measurement processing device 20, and is transmitted from the measurement processing device 20 toward the sound source device 10. . In the case of this example, as shown in FIG. 3 (B), the first electrical phase conjugate wave is an electrical wave consisting of eight sine waves, so the acoustic phase conjugate wave transmitted from the measurement processing device 20 is also It is a tone burst wave consisting of 8 sine waves.

図3(A)に表されている第1送信電気プローブ波の時間波形に対して、図3(B)に示されている電気位相共役波の時間波形は、ほとんど変化していない。すなわち、電気位相共役波を構成する、一つ一つの正弦波の振幅が数パーセント揺らいでいるだけである。また、電気位相共役波の開始時点(横軸0.50秒付近)、及び終了時点(横軸0.52秒付近)に小さな波の成分が現れているが、この小さな波の振幅は、電気位相共役波の振幅の数パーセント以下である。電気位相共役波の振幅の揺らぎ、及び電気位相共役波の開始時点(横軸0.50秒付近)と終了時点(横軸0.52秒付近)とに現れている小さな波の成分は、雑音成分である。   The time waveform of the electric phase conjugate wave shown in FIG. 3 (B) hardly changes with respect to the time waveform of the first transmission electric probe wave shown in FIG. 3 (A). That is, the amplitude of each sine wave constituting the electric phase conjugate wave only fluctuates by several percent. In addition, small wave components appear at the start time (around 0.50 seconds on the horizontal axis) and the end time (around 0.52 seconds on the horizontal axis) of the electrical phase conjugate wave. The amplitude of this small wave is Less than a few percent of the amplitude. The fluctuation of the amplitude of the electric phase conjugate wave and the small wave components appearing at the start time (around 0.50 seconds on the horizontal axis) and the end time (around 0.52 seconds on the horizontal axis) are noise components.

すなわち、これら雑音成分は、計測処理装置20を構成する計測処理器の個数を増大させることによって、低減することができる。位相共役波を利用する距離変動計測システムを構築する場合、上述の雑音成分の大きさをどの程度以下に設定すべきかについての設計指針に対応させて、計測処理装置20を構成する計測処理器の個数を選定することが必要である。   That is, these noise components can be reduced by increasing the number of measurement processors constituting the measurement processing device 20. When constructing a distance variation measurement system using a phase conjugate wave, the measurement processor 20 constituting the measurement processing device 20 is configured in accordance with the design guideline regarding how much the magnitude of the noise component should be set below. It is necessary to select the number.

ここで、第1段階として、音源装置10から音響プローブ波Sを計測処理装置20に送って、音響位相共役波Rを生成して音源装置10に送り返して、基準プローブ波(以後の説明においては、第1段階で得られる電気位相共役波を基準プローブ波と記載する。)して保存する。この後、音源装置10と計測処理装置20の間隔(「定点間の距離」ということもある。)が数センチ程度変動した場合を考える。定点間の距離が変動した後、第2段階として、音源装置10から再び音響プローブ波を計測処理装置20に送って、音響位相共役波を生成して音源装置10に送り返して、同様に電気位相共役波を得たとする。   Here, as a first step, the acoustic probe wave S is sent from the sound source device 10 to the measurement processing device 20, the acoustic phase conjugate wave R is generated and sent back to the sound source device 10, and the reference probe wave (in the following explanation) The electric phase conjugate wave obtained in the first stage is referred to as a reference probe wave.) And stored. Thereafter, a case is considered in which the distance between the sound source device 10 and the measurement processing device 20 (sometimes referred to as “distance between fixed points”) fluctuates by several centimeters. After the distance between the fixed points fluctuates, as a second step, the acoustic probe wave is sent again from the sound source device 10 to the measurement processing device 20, an acoustic phase conjugate wave is generated and sent back to the sound source device 10, and the electrical phase is similarly Assume that a conjugate wave is obtained.

以後、第2段階で得られる電気位相共役波(第2段階で得られる電気位相共役波は、位相変調が施されているので、電気変調位相共役波と記載することもある。)を計測プローブ波と記載する。基準プローブ波と計測プローブ波とでは、定点間の距離に変動があれば、そのパルス形状にも変化が見られるであろうが、パルス形状に現れる変化量は小さく正確に把握することは困難である。そこで、基準プローブ波と計測プローブ波との間の微小な変化量を数値的に読み取るために、干渉法を利用する。   Thereafter, an electrical phase conjugate wave obtained in the second stage (the electrical phase conjugate wave obtained in the second stage is sometimes referred to as an electrically modulated phase conjugate wave because it has undergone phase modulation). It is described as a wave. If the distance between fixed points varies between the reference probe wave and the measurement probe wave, the pulse shape will also change, but the amount of change that appears in the pulse shape is small, and it is difficult to accurately grasp. is there. Therefore, an interferometry is used to numerically read a minute change amount between the reference probe wave and the measurement probe wave.

図4は、音源装置10で受波された音響位相共役波及び音響変調位相共役波が変換されて得られる基準プローブ波及び計測プローブ波の時間波形図である。横軸は時間を秒単位で目盛って示してあり、縦軸は任意スケールで振幅を示してある。   FIG. 4 is a time waveform diagram of the reference probe wave and the measurement probe wave obtained by converting the acoustic phase conjugate wave and the acoustic modulation phase conjugate wave received by the sound source device 10. The horizontal axis indicates time in units of seconds, and the vertical axis indicates amplitude on an arbitrary scale.

図4において、記号(a)〜(j)を付して示した全部で10個の波形は、それぞれ(a)から順に、計測処理装置20において施された位相変調量が、弧度法表示でπ/4位相に相当する量ずつ変化させた場合に対する、基準プローブ波及び計測プローブ波の時間波形を示している。すなわち、記号(a)を付して示す波形は、計測処理装置20から送られる音響変調位相共役波の位相変調量を5π/4とした場合の、音源装置10において受信される計測プローブ波の時間波形を示している。同様に記号(b)から記号(j)付して示す波形は、それぞれ音響変調位相共役波の位相変調量を、4π/4、3π/4、2π/4、π/4、0、-1π/4、-2π/4、-3π/4及び-4π/4とした場合の計測プローブ波の時間波形を示している。基準プローブ波は、位相変調量が0である記号(f)付して示す波形と同一である。   In FIG. 4, the total of 10 waveforms indicated by symbols (a) to (j) are respectively, in order from (a), the amount of phase modulation applied in the measurement processing device 20 is indicated by an arc method. The time waveforms of the reference probe wave and the measurement probe wave with respect to the case where the amount is changed by an amount corresponding to the π / 4 phase are shown. That is, the waveform indicated by the symbol (a) is the waveform of the measurement probe wave received by the sound source device 10 when the phase modulation amount of the acoustic modulation phase conjugate wave sent from the measurement processing device 20 is 5π / 4. A time waveform is shown. Similarly, the waveform indicated by symbol (b) to symbol (j) indicates the phase modulation amount of the acoustic modulation phase conjugate wave as 4π / 4, 3π / 4, 2π / 4, π / 4, 0, −1π, respectively. 4 shows time waveforms of measurement probe waves when / 4, -2π / 4, -3π / 4, and -4π / 4. The reference probe wave is the same as the waveform indicated by the symbol (f) having a phase modulation amount of zero.

図4に示すように、記号(a)から記号(j)を付して示すそれぞれの波形は、その位相が時間軸上でシフトしているだけであり、これらの時間波形の形状そのものは変化していないことが読み取れる。このことは、音源装置10から送波された第2音響プローブ波の形状を壊さずに、計測処理装置20から音源装置10に対して位相情報を送ることができたことを意味している。   As shown in FIG. 4, each waveform indicated by symbol (a) to symbol (j) is only shifted in phase on the time axis, and the shape of these time waveforms themselves changes. I can read that I have not done it. This means that the phase information can be sent from the measurement processing device 20 to the sound source device 10 without breaking the shape of the second acoustic probe wave transmitted from the sound source device 10.

また、音源装置10から送波された第2音響プローブ波の形状を壊さずに位相情報が伝送できるということは、第2音響プローブ波の形状に依存せずに計測処理装置から音源装置に対して位相情報を送ることができることをも意味している。すなわち、図4に示す例では、正弦波からなるトーンバースト波を利用した場合を示しているが、音響プローブ波としては、正弦波に限定されるものではない。   In addition, the fact that phase information can be transmitted without destroying the shape of the second acoustic probe wave transmitted from the sound source device 10 means that the measurement processing device does not depend on the shape of the second acoustic probe wave to the sound source device. It also means that phase information can be sent. That is, the example shown in FIG. 4 shows a case where a tone burst wave composed of a sine wave is used, but the acoustic probe wave is not limited to a sine wave.

一般的に、プローブ波(送信電気プローブ波及び音響プローブ波)としては、フーリエ変換して得られる周波数スペクトルを変更せずに、位相のみを変調することができる波形であれば利用可能である。すなわち、プローブ波を構成する周波数の異なる全てのフーリエ成分に対して同一の大きさの位相変化を与えることが可能であれば、いかなる波形の波であっても、プローブ波として利用することが可能である。   Generally, as a probe wave (transmitted electric probe wave and acoustic probe wave), any waveform that can modulate only the phase without changing the frequency spectrum obtained by Fourier transform can be used. In other words, any waveform wave can be used as a probe wave as long as it can give the same magnitude of phase change to all Fourier components with different frequencies constituting the probe wave. It is.

この発明の距離計測方法は、基準プローブ波を予め得ておいて、この基準プローブ波と計測プローブ波との干渉波の振幅から距離変動量を求める方法である。基準プローブ波は、計測基準となるある年月日のある時刻に取得して、音源装置10が具えている記憶装置に記憶させておく。すなわち、計測基準となるある年月日に、この発明の距離変動計測方法の第1から第3ステップを実行しおく(第1段階)。そしてこの基準プローブ波を取得してから、半年あるいは一年程度の後に計測プローブ波を取得して、予め取得してあった基準プローブ波と計測プローブ波との干渉波を生成する。すなわち、第1から第3ステップを予め実行しておいて、半年あるいは一年程度の後に第4から第6ステップを実行する(第2段階)。   The distance measuring method of the present invention is a method of obtaining a reference probe wave in advance and obtaining a distance variation amount from the amplitude of the interference wave between the reference probe wave and the measuring probe wave. The reference probe wave is acquired at a certain time as a measurement reference and stored in a storage device included in the sound source device 10. That is, the first to third steps of the distance variation measuring method of the present invention are executed on a certain date as a measurement reference (first stage). Then, after acquiring the reference probe wave, the measurement probe wave is acquired about six months or a year later, and an interference wave between the reference probe wave and the measurement probe wave acquired in advance is generated. That is, the first to third steps are executed in advance, and the fourth to sixth steps are executed after about six months or one year (second stage).

基準プローブ波を取得(第1段階)してから計測プローブ波を取得(第2段階)するまでの間に、音源装置10と計測処理装置20との間の距離に変動がなければ、位相変調量が180°(弧度法表示ではπ)である計測プローブ波との干渉波の振幅が0となる。しかし、この距離に変動があれば、この干渉波の振幅は0とはならず、位相変調量が180°とは異なる量の位相変調が施された計測プローブ波との干渉波の振幅が0となる。この計測プローブ波に施される変調量の値のうち180°との差に相当する位相量から、この間の音源装置10と計測処理装置20との間の距離の変動量が求められる。   If the distance between the sound source device 10 and the measurement processing device 20 does not vary between the acquisition of the reference probe wave (first stage) and the acquisition of the measurement probe wave (second stage), phase modulation is performed. The amplitude of the interference wave with the measurement probe wave whose amount is 180 ° (π in the arc method display) becomes zero. However, if this distance varies, the amplitude of the interference wave does not become zero, and the amplitude of the interference wave with the measurement probe wave subjected to the phase modulation of a phase modulation amount different from 180 ° is zero. It becomes. The amount of fluctuation in the distance between the sound source device 10 and the measurement processing device 20 during this period is obtained from the phase amount corresponding to the difference from 180 ° of the modulation amount value applied to the measurement probe wave.

従って、計測処理装置20で実行される第5ステップでは、第2音響プローブ波を基にして位相変調量が、例えば、180°、(180±δ)°、(180±2δ)°、(180±3δ)°、...、(180±Nδ)°(ここでNは十分に大きな整数である。)と段階的に異なる複数の音響変調位相共役波を生成して、この複数の音響変調位相共役波を位相変調量の大きさの順序に従って順次音源装置10に送られる。   Therefore, in the fifth step executed by the measurement processing device 20, the phase modulation amount based on the second acoustic probe wave is, for example, 180 °, (180 ± δ) °, (180 ± 2δ) °, (180 ± 3δ) °, ..., (180 ± Nδ) ° (where N is a sufficiently large integer), generating multiple acoustic modulation phase conjugate waves in stages, The phase conjugate wave is sequentially sent to the sound source device 10 in the order of the magnitude of the phase modulation amount.

ここでは、便宜的に位相変調量を等間隔(パラメータδ)で段階的に異なる値を採用したが、原理的には等間隔である必要はない。しかし、後述するように、干渉波の振幅等を計数して、その極小値を求める等の手段を講ずるためには、等間隔に設定するのが好都合である。以後の説明では、間隔δ°を等間隔に設定されている場合を想定して説明する。   Here, for the sake of convenience, different values are used for the phase modulation amount stepwise at equal intervals (parameter δ). However, in principle, the phase modulation amounts need not be equal intervals. However, as will be described later, in order to take measures such as counting the amplitude of the interference wave and determining the minimum value thereof, it is convenient to set them at equal intervals. In the following description, it is assumed that the interval δ ° is set to an equal interval.

また、この最小の位相変調量の間隔δ°が小さいほど原理的には計測精度が高まるが、パルスの波形歪によって計測制度の限界が生じる。従って、音源装置10と計測処理装置20との間の絶対距離や、この間の海底26や海水14の状況、あるいは計測処理装置20を構成する計測処理器の個数等によって定まる、最小の位相変調量の間隔を決める必要がある。   Further, in principle, the measurement accuracy increases as the interval δ ° of the minimum phase modulation amount is smaller, but the measurement system is limited by the waveform distortion of the pulse. Therefore, the minimum phase modulation amount determined by the absolute distance between the sound source device 10 and the measurement processing device 20, the state of the seabed 26 and seawater 14 between them, or the number of measurement processing devices constituting the measurement processing device 20, etc. It is necessary to decide the interval.

次に、図5を参照して、計測処理装置20から送られる音響変調位相共役波の位相変調量と、干渉波の振幅の関係について説明する。図5は、位相変調量に対する、干渉波(基準プローブ波と計測プローブ波との干渉によって得られる干渉波)の振幅の関係を示す図である。縦軸は干渉波の振幅を任意スケールで目盛って示してある。横軸は、位相変調量を角度に換算して微小角Δ°として示してある。図5において、計測処理装置20と音源装置10との間の距離に変動がない場合の干渉波の振幅を示し、距離が8.3 cm変動(後述するように、-10°の位相変動に対応する)した場合を破線で示してある。   Next, the relationship between the phase modulation amount of the acoustic modulation phase conjugate wave sent from the measurement processing device 20 and the amplitude of the interference wave will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a diagram showing the relationship of the amplitude of the interference wave (interference wave obtained by the interference between the reference probe wave and the measurement probe wave) with respect to the phase modulation amount. The vertical axis shows the amplitude of the interference wave on an arbitrary scale. The horizontal axis represents the minute angle Δ ° by converting the phase modulation amount into an angle. FIG. 5 shows the amplitude of the interference wave when there is no variation in the distance between the measurement processing device 20 and the sound source device 10, and the distance varies by 8.3 cm (corresponding to a phase variation of −10 ° as will be described later). ) Is indicated by a broken line.

ここで、微小角Δ°はNδ°であり、δ°の値を、位相変調量がほとんど連続的に変化しているように見える程度に十分に小さくとって示してある。従って、図5では、干渉波の振幅が位相変調量を連続的に変えた場合にどのように変化するかを示しているものと了解されたい。   Here, the minute angle Δ ° is Nδ °, and the value of δ ° is shown as small enough that the phase modulation amount seems to change almost continuously. Therefore, it should be understood that FIG. 5 shows how the amplitude of the interference wave changes when the phase modulation amount is continuously changed.

上述したように、基準プローブ波が取得された時点(第1段階)から計測プローブ波が取得される時点(第2段階)までの間に、音源装置10と計測処理装置20との間の距離が変動していなければ、位相変調量が180°(弧度法表示ではπ)である計測プローブ波と、基準プローブ波(位相変調量が0°である。)との干渉波の振幅は0となるはずである。図5に示す干渉波の振幅は、計測プローブ波に対する位相変調量が180°である場合(微小角Δ°が0°である場合)を0°にとって、位相変調量が(180-Δ)°である計測プローブ波と基準プローブ波との干渉波の振幅を示してある。   As described above, the distance between the sound source device 10 and the measurement processing device 20 between the time point when the reference probe wave is acquired (first stage) and the time point when the measurement probe wave is acquired (second stage). If there is no fluctuation, the amplitude of the interference wave between the measurement probe wave whose phase modulation amount is 180 ° (π in the arc method display) and the reference probe wave (the phase modulation amount is 0 °) is 0. Should be. The amplitude of the interference wave shown in FIG. 5 is (180-Δ) ° when the phase modulation amount for the measurement probe wave is 180 ° (when the small angle Δ ° is 0 °) is 0 °. The amplitude of the interference wave between the measurement probe wave and the reference probe wave is shown.

微小角Δ°の値が、音源装置10と計測処理装置20との間の距離変動量に対応する。すなわち、音響プローブ波の周波数f及び速度vが与えられれば微小角Δ°の値から距離変動量が長さの単位に換算されて求められる。   The value of the minute angle Δ ° corresponds to the distance fluctuation amount between the sound source device 10 and the measurement processing device 20. That is, if the frequency f and velocity v of the acoustic probe wave are given, the distance variation is converted into a unit of length from the value of the minute angle Δ °.

計測処理装置20と音源装置10との間の距離に変動がない場合には、図5において実線で示すように、微小角Δ°の値が0°である計測プローブ波と基準プローブ波とはその位相が180°ずれて加え合わされるので干渉波の振幅は0となる。すなわち、微小角Δ°の値が0°で極小を取る。また、微小角Δ°の値が360°とした場合も、同様に計測プローブ波と基準プローブ波とはその位相が反対位相の関係であるので、干渉波の振幅は0となる。   When there is no change in the distance between the measurement processing device 20 and the sound source device 10, as shown by the solid line in FIG. 5, the measurement probe wave and the reference probe wave whose minute angle Δ ° is 0 ° are Since the phases are shifted by 180 ° and added together, the amplitude of the interference wave becomes zero. That is, the minimum angle Δ ° is 0 ° and takes a minimum. Similarly, when the value of the minute angle Δ ° is 360 °, the amplitude of the interference wave is 0 because the phase of the measurement probe wave and that of the reference probe wave are opposite to each other.

一方、計測処理装置20と音源装置10との間の距離が変動している場合には、図5において破線で示すように、微小角Δ°の値が0°とは異なる位置(この場合は-10°の位置)に極小値をもつ曲線となっている。この破線で示す曲線においても、実線で示す曲線と同様に、極小位置は360°の間隔で現れる。この極小位置の0°からのずれ量(この場合は-10°)が計測処理装置20と音源装置10との間の距離変動量に対応する。   On the other hand, when the distance between the measurement processing device 20 and the sound source device 10 is fluctuating, the position of the minute angle Δ ° is different from 0 ° (in this case, as indicated by a broken line in FIG. 5) It is a curve with a minimum value at the -10 ° position. Also in the curve indicated by the broken line, the minimum positions appear at intervals of 360 ° as in the curve indicated by the solid line. The amount of deviation of the minimum position from 0 ° (in this case, −10 °) corresponds to the distance fluctuation amount between the measurement processing device 20 and the sound source device 10.

図5に示す例では、音源装置10と計測処理装置20との間の距離が5 km、周波数fが500 Hzである音響プローブ波が用いられたシミュレーション結果である。図5によれば、微小角Δ°の値を変化させたときの干渉波の振幅は、極大の付近では緩やかに変化するが、極小の付近では急激に変化することが分かる。すなわち、干渉波の振幅を表す曲線の極大値を与える上に凸の部分が緩やかに変化しているのに対して、極小値を与える下に凸の部分は急激に変化していることが見て取れる。従って、極小値をとる微小角Δ°の値は正確に求められる。距離変動量ΔLは、干渉波の振幅の極小の位置(極小を与える微小角Δ°の値)から求められるので、距離変動量の正確な計測には、好都合であることが分かる。   The example shown in FIG. 5 is a simulation result using an acoustic probe wave having a distance of 5 km between the sound source device 10 and the measurement processing device 20 and a frequency f of 500 Hz. According to FIG. 5, it can be seen that the amplitude of the interference wave when the value of the minute angle Δ ° is changed gradually changes near the maximum, but rapidly changes near the minimum. That is, it can be seen that the upward convex portion giving the maximum value of the curve representing the amplitude of the interference wave changes gently, whereas the downward convex portion giving the minimum value changes abruptly. . Therefore, the value of the minute angle Δ ° taking the minimum value can be accurately obtained. Since the distance fluctuation amount ΔL is obtained from the position of the minimum amplitude of the interference wave (the value of the minute angle Δ ° that gives the minimum), it can be seen that it is convenient for accurate measurement of the distance fluctuation amount.

微小角Δ°の値と距離変動量ΔLとの関係は次のとおりである。音響プローブ波の海水中での波長をλ、平均速度をv、周波数をfとすれば、λf=v、の関係があり、位相変調量が360°に相当する距離変動量ΔLはλに等しい。すなわち、
ΔL=(Δ°/360°)λ (1)
の関係がある。ΔLの正及び負の符号は、それぞれ距離が伸びた場合と、縮んだ場合とに対応している。
The relationship between the value of the minute angle Δ ° and the distance variation ΔL is as follows. If the wavelength of the acoustic probe wave in seawater is λ, the average velocity is v, and the frequency is f, there is a relationship of λf = v, and the distance variation ΔL corresponding to the phase modulation amount of 360 ° is equal to λ. . That is,
ΔL = (Δ ° / 360 °) λ (1)
There is a relationship. The positive and negative signs of ΔL correspond to the case where the distance increases and the case where the distance decreases, respectively.

図5から、破線で示した干渉波の振幅が極小となる微小角Δ°の値は、-10°、350°であることが読み取れる。干渉波の振幅が極小となる微小角Δ°の値が-10°である場合の距離変動量の大きさΔLは、|ΔL|=(10/360)×3(m)=8.3 cmであり、350°である場合の距離変動量の大きさΔLは、|ΔL|=(350/360)×3(m)=291.7 cmとなる。ただし、音源装置10と計測処理装置20との間の、音波の平均速度を1500 m/sとした。すなわち音響プローブ波の海水中での波長λを3 m(=v/f=1500/500=3 m)とした。   From FIG. 5, it can be seen that the values of the minute angle Δ ° at which the amplitude of the interference wave indicated by the broken line is minimum are −10 ° and 350 °. The amount of distance fluctuation ΔL when the value of the minute angle Δ ° at which the amplitude of the interference wave is minimized is −10 ° is | ΔL | = (10/360) × 3 (m) = 8.3 cm When the angle is 350 °, the magnitude ΔL of the distance fluctuation amount is | ΔL | = (350/360) × 3 (m) = 291.7 cm. However, the average velocity of sound waves between the sound source device 10 and the measurement processing device 20 was set to 1500 m / s. That is, the wavelength λ of the acoustic probe wave in seawater was set to 3 m (= v / f = 1500/500 = 3 m).

地球表面の地殻を構成するプレート同士が接する境界では、一方のプレート(陸側プレート)に対して他方のプレート(海側プレート)が潜り込むように移動する活動が起こっているので、一般的に、プレート同士が接する境界を挟む2点間の距離は時間の経過とともに縮んで行く。従って、干渉波の振幅が極小となる微小角Δ°の値は負の値をとる。   At the boundary where the plates composing the earth's crust contact each other, there is an activity that moves so that the other plate (sea side plate) sinks into one plate (land side plate), The distance between the two points across the boundary where the plates touch each other shrinks over time. Therefore, the value of the minute angle Δ ° at which the amplitude of the interference wave is minimized takes a negative value.

以上説明したように、この発明の距離変動計測方法によれば、音源装置10と計測処理装置20との絶対距離を知らなくとも、両者の距離の変動量だけを正確に見積もることができる。地震予知に必要とされる地殻の歪量の値を知るには、音源装置10と計測処理装置20との絶対距離は必要とされず、両者の距離の変動量が知られれば十分である。従って、距離の変動量が正確に求められるこの発明の距離変動計測方法は、地震予知に必要とされる歪計測の方法として極めて有用な方法である。   As described above, according to the distance variation measuring method of the present invention, it is possible to accurately estimate only the amount of variation in the distance between the sound source device 10 and the measurement processing device 20 without knowing the absolute distance. In order to know the value of the amount of crustal strain required for earthquake prediction, the absolute distance between the sound source device 10 and the measurement processing device 20 is not required, and it is sufficient if the amount of change in the distance between the two is known. Therefore, the distance variation measuring method of the present invention, in which the distance variation amount is accurately obtained, is an extremely useful method as a strain measuring method required for earthquake prediction.

<距離変動の計測手順>
図6から図12を参照して距離変動の計測手順について説明する。
<Measurement procedure of distance fluctuation>
A procedure for measuring the distance variation will be described with reference to FIGS.

図6は、この発明の距離変動計測方法を構成するステップを説明するためのフローチャートである。既に説明したように、この発明の距離変動計測方法は、第1ステップであるステップA、第2ステップであるステップB、第3ステップであるステップC、第4ステップであるステップD、第5ステップであるステップE、及び第6ステップであるスッテップFを含んで構成される。そして、第1から第6ステップのそれぞれが、サブステップを含んで構成される。特にステップAはサブステップA1からA3、ステップBはサブステップB1からB4、ステップDはサブステップD1からD3を、ステップEはサブステップE1からE5を、それぞれ含んで構成される。   FIG. 6 is a flowchart for explaining the steps constituting the distance variation measuring method of the present invention. As described above, the distance variation measuring method of the present invention includes the first step, step A, the second step, step B, the third step, step C, the fourth step, step D, and the fifth step. Step E that is, and Step F that is the sixth step. Each of the first to sixth steps includes substeps. In particular, step A includes substeps A1 to A3, step B includes substeps B1 to B4, step D includes substeps D1 to D3, and step E includes substeps E1 to E5.

図6は、第1から第6ステップについて、各ステップの処理の順序を示している。まず、この発明の距離変動計測方法の第1段階として、音源装置10においてステップAが実行され第1音響プローブ波が計測処理装置20に送られる。計測処理装置20ではステップBが実行され音響位相共役波が音源装置10に送られる。音源装置10ではステップCが実行され、音響位相共役波を基準プローブ波に変換して記憶部に保存される。第2段階として、音源装置10においてステップDが実行され第2音響プローブ波が計測処理装置20に送られる。計測処理装置20ではステップEが実行され音響変調位相共役波が音源装置10に送られる。音源装置10ではステップFが実行されて、距離の変動量が求められる。   FIG. 6 shows the processing order of each step for the first to sixth steps. First, as a first step of the distance variation measuring method of the present invention, step A is executed in the sound source device 10 and the first acoustic probe wave is sent to the measurement processing device 20. In the measurement processing device 20, step B is executed and an acoustic phase conjugate wave is sent to the sound source device 10. In the sound source device 10, Step C is executed, and the acoustic phase conjugate wave is converted into a reference probe wave and stored in the storage unit. As a second stage, Step D is executed in the sound source device 10 and the second acoustic probe wave is sent to the measurement processing device 20. In the measurement processing device 20, step E is executed, and the acoustic modulation phase conjugate wave is sent to the sound source device 10. In the sound source device 10, Step F is executed, and the amount of variation in distance is obtained.

図7は、ステップAの詳細なフローチャートである。ステップAは、音源装置10において実行されるステップであって、プローブ波生成部で第1送信電気プローブ波が生成され(サブステップA1)、第1送信電気プローブ波は第1音響プローブ波に変換されて(サブステップA2)、計測処理装置20に送波される(サブステップA3)。サブステップA2及びA3は第1トランスジューサーを中心にして実行される。   FIG. 7 is a detailed flowchart of Step A. Step A is a step executed in the sound source device 10, in which the first transmission electric probe wave is generated by the probe wave generation unit (substep A1), and the first transmission electric probe wave is converted into the first acoustic probe wave. Then (substep A2), and transmitted to the measurement processing device 20 (substep A3). Sub-steps A2 and A3 are performed around the first transducer.

図8は、ステップBの詳細なフローチャートである。ステップBは、計測処理装置20において実行されるステップである。上述のサブステップA3が実行されることによって、音源装置10から送波された第1音響プローブ波は、第2トランスジューサーで第1受信電気プローブ波に変換され(サブステップB1)、時間反転部で第1電気位相共役波に変換される(サブステップB2)。第1電気位相共役波は、第2トランスジューサーで音響位相共役波に変換されて(サブステップB3)、音源装置10に送波される(サブステップB4)。   FIG. 8 is a detailed flowchart of Step B. Step B is a step executed in the measurement processing device 20. By executing the above sub-step A3, the first acoustic probe wave transmitted from the sound source device 10 is converted into the first reception electric probe wave by the second transducer (sub-step B1), and the time reversing unit Is converted into a first electric phase conjugate wave (substep B2). The first electrical phase conjugate wave is converted into an acoustic phase conjugate wave by the second transducer (substep B3) and transmitted to the sound source device 10 (substep B4).

図9は、ステップCの詳細なフローチャートである。ステップCは、音源装置10において実行されるステップであって、上述のステップB4が実行されることによって、計測処理装置20から送波された音響位相共役波は、第1トランスジューサーで基準プローブ波に変換されて(サブステップC1)、音源装置10に具えられている第1記憶部に保存される(サブステップC2)。   FIG. 9 is a detailed flowchart of Step C. Step C is a step executed in the sound source device 10, and the acoustic phase conjugate wave transmitted from the measurement processing device 20 by the execution of the above-described step B4 causes the first transducer to generate a reference probe wave. (Substep C1) and stored in the first storage unit included in the sound source device 10 (substep C2).

図10は、ステップDの詳細なフローチャートである。ステップDから以降のステップは、この発明の距離変動計測方法の第2段階である。プローブ波生成部で第2送信電気プローブ波が生成され(サブステップD1)、第2送信電気プローブ波は第2音響プローブ波に変換されて(サブステップD2)、計測処理装置20に送波される(サブステップD3)。サブステップD2及びD3は第1トランスジューサーを中心にして実行される。   FIG. 10 is a detailed flowchart of Step D. The steps after Step D are the second stage of the distance variation measuring method of the present invention. The probe wave generator generates a second transmission electric probe wave (substep D1), the second transmission electric probe wave is converted into a second acoustic probe wave (substep D2), and is transmitted to the measurement processing device 20 (Substep D3). Sub-steps D2 and D3 are performed around the first transducer.

図11は、ステップEの詳細なフローチャートである。ステップEは、計測処理装置20において実行されるステップである。上述のステップD3が実行されることによって、音源装置10から送波された第2音響プローブ波は、第2トランスジューサーで第2受信電気プローブ波に変換され(サブステップE1)、時間反転部で第2電気位相共役波に変換される(サブステップE2)。計測処理装置20が具える変調共役波生成部で、位相変調量が段階的に異なる複数の電気変調位相共役波が生成され(サブステップE3)、第2トランスジューサーを中心にして、この複数の電気変調位相共役波は順次音響変調位相共役波に変換されて(サブステップE4)、位相変調量の大きさの順に従って、音源装置10に順次時間を隔てて送波される(サブステップE5)。   FIG. 11 is a detailed flowchart of Step E. Step E is a step executed in the measurement processing device 20. By executing step D3 described above, the second acoustic probe wave transmitted from the sound source device 10 is converted into the second received electrical probe wave by the second transducer (sub step E1), and the time reversing unit Conversion into a second electric phase conjugate wave (substep E2). A modulation conjugate wave generation unit provided in the measurement processing device 20 generates a plurality of electric modulation phase conjugate waves having different phase modulation amounts in stages (substep E3), and the plurality of these are centered on the second transducer. The electric modulation phase conjugate wave is sequentially converted into an acoustic modulation phase conjugate wave (substep E4), and is sequentially transmitted to the sound source device 10 at time intervals in accordance with the order of the magnitude of the phase modulation amount (substep E5). .

図12は、ステップFの詳細なフローチャートである。ステップFは、音源装置10において実行されるステップである。上述のステップE5が実行されることによって、計測処理装置20から送波された複数の音響変調位相共役波は、第1トランスジューサーを中心として、順次計測プローブ波に変換されて(サブステップF1)、信号干渉/最小点検出部において、基準プローブ波と計測プローブ波との干渉波が生成されてこの干渉波の振幅が順次計量され(サブステップF2)、干渉波の振幅が最小となる位相変調量が確定され、この位相変調量を距離の変動量に変換して、干渉情報等出力部から外部の距離変動情報取得機器に出力される(サブステップF3)。   FIG. 12 is a detailed flowchart of Step F. Step F is a step executed in the sound source device 10. By executing Step E5 described above, the plurality of acoustic modulation phase conjugate waves transmitted from the measurement processing device 20 are sequentially converted into measurement probe waves around the first transducer (sub-step F1). In the signal interference / minimum point detection unit, an interference wave between the reference probe wave and the measurement probe wave is generated, and the amplitude of this interference wave is sequentially measured (sub step F2), and the phase modulation that minimizes the amplitude of the interference wave The amount is determined, and this phase modulation amount is converted into a distance variation amount, which is output from the interference information output unit to an external distance variation information acquisition device (sub step F3).

なお、第1段階が実行されてから第2段階が実行されるまでの期間は、距離変動計測の対象ごとにそれぞれ決められるが、例えば、図1を参照して説明した地殻の歪量の変動を計測するためにこの発明の距離変動計測方法を利用する場合には、数ヶ月、半年あるいは一年程度に設定される。   The period from the execution of the first stage to the execution of the second stage is determined for each object of distance fluctuation measurement, for example, the fluctuation of the crustal strain described with reference to FIG. When the distance variation measuring method of the present invention is used to measure the distance, it is set to several months, half a year, or one year.

《音源装置》
図13を参照して、音源装置10の構造とその機能について説明する。図13は、音源装置10の概略的ブロック構成図である。音源装置10は、音響プローブ波を生成して計測処理装置に送波する(ステップA、ステップD)とともに、計測処理装置20から送られた音響位相共役波を基準プローブ波に変換して第1記憶部に保存し(ステップC)、複数の音響変調位相共役波を複数の計測プローブ波に変換して計測プローブ波のそれぞれと記憶部から読み出した基準プローブ波とを順次干渉させて干渉波を生成し、振幅が最小である干渉波を生じさせた計測プローブ波の位相変調量を確定させ、位相変調量を位相と距離との換算手段を用いて得られた距離の変動量を出力する(ステップF)。
<Sound source device>
The structure and function of the sound source device 10 will be described with reference to FIG. FIG. 13 is a schematic block diagram of the sound source device 10. As shown in FIG. The sound source device 10 generates an acoustic probe wave and transmits it to the measurement processing device (Step A, Step D), and converts the acoustic phase conjugate wave sent from the measurement processing device 20 into a reference probe wave to generate a first probe wave. Store in the storage unit (Step C), convert multiple acoustic modulation phase conjugate waves into multiple measurement probe waves, and sequentially interfere each of the measurement probe waves with the reference probe wave read from the storage unit to generate interference waves Generate and confirm the phase modulation amount of the measurement probe wave that produced the interference wave with the smallest amplitude, and output the amount of variation in the distance obtained using the phase-to-distance conversion means. Step F).

音源装置10は、第1トランスジューサー34及びプローブ波生成/距離情報出力部30を基本構成として具えている。   The sound source device 10 includes a first transducer 34 and a probe wave generation / distance information output unit 30 as basic components.

第1トランスジューサー34は、電気信号を音波信号に変換し、又音波信号を電気信号に変換する機能を有する。従って、第1トランスジューサー34によって、第1及び第2送信電気プローブ波が、それぞれ第1及び第2音響プローブ波35に変換される。   The first transducer 34 has a function of converting an electric signal into a sound wave signal and converting the sound wave signal into an electric signal. Accordingly, the first transducer 34 converts the first and second transmitted electrical probe waves into the first and second acoustic probe waves 35, respectively.

以後、第1及び第2送信電気プローブ波を送信電気プローブ波51と記載し、第1及び第2音響プローブ波を音響プローブ波35と記載することもある。また混乱が生じない範囲で、第1及び第2送信電気プローブ波をそれぞれ区別する場合には、第1送信電気プローブ波51及び第2送信電気プローブ波51と記載することもある。同様に第1及び第2音響プローブ波を区別する場合には第1音響プローブ波35及び第2音響プローブ波35と記載することもある。   Hereinafter, the first and second transmission electrical probe waves may be referred to as transmission electrical probe waves 51, and the first and second acoustic probe waves may be referred to as acoustic probe waves 35. Further, when the first and second transmission electrical probe waves are distinguished from each other within a range where no confusion occurs, they may be referred to as a first transmission electrical probe wave 51 and a second transmission electrical probe wave 51, respectively. Similarly, when the first and second acoustic probe waves are distinguished from each other, they may be referred to as a first acoustic probe wave 35 and a second acoustic probe wave 35.

また、音響位相共役波及び音響変調位相共役波が、それぞれ第1サブ受信電気位相共役波及び第1サブ受信電気変調位相共役波に変換される。以後、混乱が生じない範囲で、音響位相共役波及び音響変調位相共役波を音響変調位相共役波65と記載(音響位相共役波は位相変調量が0である音響変調位相共役波とみなす。)し、第1サブ受信電気位相共役波及び第1サブ受信電気変調位相共役波を第1サブ受信電気変調位相共役波59と記載(第1サブ受信電気位相共役波は位相変調量が0である第1サブ受信電気変調位相共役波とみなす。)することもある。   The acoustic phase conjugate wave and the acoustic modulation phase conjugate wave are converted into a first sub reception electrical phase conjugate wave and a first sub reception electrical modulation phase conjugate wave, respectively. Hereinafter, the acoustic phase conjugate wave and the acoustic modulation phase conjugate wave are referred to as an acoustic modulation phase conjugate wave 65 within a range where no confusion occurs (the acoustic phase conjugate wave is regarded as an acoustic modulation phase conjugate wave having a phase modulation amount of 0). The first sub reception electrical phase conjugate wave and the first sub reception electrical modulation phase conjugate wave are described as a first sub reception electrical modulation phase conjugate wave 59 (the phase modulation amount of the first sub reception electrical phase conjugate wave is 0) It may be regarded as the first sub-receiving electrical modulation phase conjugate wave.)

また、受信電気位相共役波あるいは受信電気変調位相共役波においては、第1トランスジューサー34あるいは第1前置増幅器36からの出力を区別して説明しなければならない場合もある。このような場合には、第1あるいは第2サブ受信電気変調位相共役波等と「第1」、「第2」あるいは「サブ」という単語を付して区別して記載する場合もある。同様に、後述する送信電気プローブ波あるいは受信電気プローブ波等についても、「第1」、「第2」あるいは「サブ」という単語を付して区別して記載する場合もある。   Further, in the received electrical phase conjugate wave or the received electrical modulation phase conjugate wave, it may be necessary to distinguish between the outputs from the first transducer 34 or the first preamplifier 36. In such a case, the first or second sub-received electrical modulation phase conjugate wave may be distinguished from the first and second sub-acoustic words with the words “first”, “second”, or “sub”. Similarly, a transmission electric probe wave or a reception electric probe wave, which will be described later, may be described separately with the words “first”, “second”, or “sub”.

この第1トランスジューサー34には、市販の任意好適な構成の音響トランスジューサーを利用することができる。例えば、水中音響トランスジューサー等と称して市販されている。   As the first transducer 34, a commercially available acoustic transducer having any suitable configuration can be used. For example, it is commercially available as an underwater acoustic transducer.

プローブ波生成/距離情報出力部30は、プローブ波生成/位相共役波処理部32及び第1制御装置56を具えて構成される。   The probe wave generation / distance information output unit 30 includes a probe wave generation / phase conjugate wave processing unit 32 and a first controller 56.

プローブ波生成/位相共役波処理部32は、音響位相共役波を基準プローブ波に変換して第1記憶部54に保存する機能(ステップCを実行する機能)を有している。また、プローブ波生成/位相共役波処理部32は、第1トランスジューサー34で複数の音響変調位相共役波を変換して生成された複数の計測プローブ波のそれぞれと、第1記憶部54から読み出した基準プローブ波とを順次干渉させて干渉波を生成する機能を有している。また、プローブ波生成/位相共役波処理部32は、振幅が最小である干渉波を生じさせた計測プローブ波の位相変調量を確定させ、位相変調量を位相と距離との換算手段を用いて得られた距離の変動値71を、音源装置10とは別に適宜設けられた距離変動情報取得機器70に出力する機能(ステップFを実行する機能)を有している。   The probe wave generation / phase conjugate wave processing unit 32 has a function of converting the acoustic phase conjugate wave into a reference probe wave and storing it in the first storage unit 54 (function of executing step C). The probe wave generation / phase conjugate wave processing unit 32 reads each of the plurality of measurement probe waves generated by converting the plurality of acoustic modulation phase conjugate waves by the first transducer 34 from the first storage unit 54. The reference probe wave is sequentially interfered with each other to generate an interference wave. In addition, the probe wave generation / phase conjugate wave processing unit 32 determines the phase modulation amount of the measurement probe wave that generates the interference wave having the minimum amplitude, and uses the phase and distance conversion means to convert the phase modulation amount. It has a function of outputting the obtained distance fluctuation value 71 to the distance fluctuation information acquisition device 70 provided as appropriate separately from the sound source device 10 (function to execute step F).

このプローブ波生成/位相共役波処理部32は、プローブ波生成部46、第1出力部48、第1入力部38、信号干渉/最小点検出部40、干渉情報等出力部44を具えている。そして、送信電気プローブ波を生成し、音響プローブ波35として送波する機能(サブステップA1からA3、及びサブステップD1からD3を実行する機能)は、プローブ波生成部46と第1出力部48とを中心として実現される。また、計測プローブ波のそれぞれと基準プローブ波とを順次干渉させて干渉波を生成する機能、及び、位相変調量を確定させ距離の変動値を算出して出力する機能(サブステップF1〜F3を実行する機能)は、第1入力部38、信号干渉/最小点検出部40、干渉情報等出力部44とを中心にして実現される。   The probe wave generation / phase conjugate wave processing unit 32 includes a probe wave generation unit 46, a first output unit 48, a first input unit 38, a signal interference / minimum point detection unit 40, and an interference information output unit 44. . The function of generating a transmission electrical probe wave and transmitting it as the acoustic probe wave 35 (the function of executing sub-steps A1 to A3 and sub-steps D1 to D3) includes the probe wave generation unit 46 and the first output unit 48. It is realized centering on. In addition, the function of generating interference waves by sequentially interfering each of the measurement probe waves and the reference probe wave, and the function of determining the phase modulation amount and calculating and outputting the variation value of the distance (substeps F1 to F3) The function to be executed) is realized mainly by the first input unit 38, the signal interference / minimum point detection unit 40, and the interference information output unit 44.

信号干渉/最小点検出部40は、以下に説明するように、複数の計測プローブ波のそれぞれと、第1記憶部52から読み出した基準プローブ波とを順次干渉させて干渉波を生成し、振幅が最小である干渉波を生じさせた計測プローブ波の位相変調量を確定させる。また、信号干渉/最小点検出部40は、この位相変調量を、位相と距離との換算手段を用いて距離の変動値として換算する。   As will be described below, the signal interference / minimum point detection unit 40 sequentially interferes with each of the plurality of measurement probe waves and the reference probe wave read from the first storage unit 52 to generate an interference wave, and the amplitude The phase modulation amount of the measurement probe wave that generates the interference wave having the smallest is determined. Further, the signal interference / minimum point detection unit 40 converts the phase modulation amount as a distance variation value using a phase / distance conversion unit.

位相と距離との換算手段は、第1記憶部54に格納しておき、位相変調量を現実の距離(音源装置10と計測処理装置20との間隔の変動量)に変換する際に、適宜呼び出して利用される。位相と距離との換算手段とは、具体的一例としては、微小角Δ°の値と距離変動量ΔLとが上述の式(1)で与えられる関係として規定されており、Δ°の値が与えられれば、ΔLが出力されるプログラムである。   The phase / distance conversion means is stored in the first storage unit 54, and when the phase modulation amount is converted into an actual distance (amount of fluctuation in the interval between the sound source device 10 and the measurement processing device 20), it is appropriately selected. Called and used. As a specific example of the phase / distance conversion means, the value of the small angle Δ ° and the distance fluctuation amount ΔL are defined as the relationship given by the above equation (1), and the value of Δ ° is If given, it is a program that outputs ΔL.

第1制御装置56は、マイクロコンピュータで構成されている。この第1制御装置56は、第1指示部42、第1制御部52及び第1記憶部54を具えている。第1制御部52は、いわゆる中央演算処理装置(CPU: Central Processing Unit)で構成されていて、第1記憶部54に記憶されている処理プログラムに従って、プローブ波生成/位相共役波処理部32を制御する。第1記憶部54は、プローブ波生成/位相共役波処理部32を制御するための処理プログラムが記憶されており、またプローブ波生成/位相共役波処理部32において利用され、また、処理されるデータを一時的に保存する。すなわち、第1記憶部54は、上述したΔLが出力されるプログラムや、後述するプローブ波生成/位相共役波処理部32において処理される送信電気プローブ波51、受信電気変調位相共役波39、その他の所要のデータと制御情報を一時的に保存する。   The first control device 56 is constituted by a microcomputer. The first control device 56 includes a first instruction unit 42, a first control unit 52, and a first storage unit 54. The first control unit 52 is configured by a so-called central processing unit (CPU), and the probe wave generation / phase conjugate wave processing unit 32 is operated according to a processing program stored in the first storage unit 54. Control. The first storage unit 54 stores a processing program for controlling the probe wave generation / phase conjugate wave processing unit 32, and is used and processed in the probe wave generation / phase conjugate wave processing unit 32. Save data temporarily. That is, the first storage unit 54 is a program that outputs the above-described ΔL, a transmission electrical probe wave 51, a reception electrical modulation phase conjugate wave 39, and the like that are processed by a probe wave generation / phase conjugate wave processing unit 32 described later. The required data and control information are temporarily saved.

受信電気変調位相共役波39は、音響位相共役波が変換されて得られた電気的な波である場合には基準プローブ波であり、音響変調位相共役波が変換されて得られた電気的な波である場合には計測プローブ波である。以後、基準プローブ波と計測プローブ波と呼び方を区別しなければならない場合には、それぞれの場合に応じて受信電気変調位相共役波39を、基準プローブ波39、及び計測プローブ波39と記載することで区別する。基準プローブ波と計測プローブ波とを区別することなくいずれの場合にも成り立つ議論の場合には、受信電気変調位相共役波39と表記することとする。   The received electrical modulation phase conjugate wave 39 is a reference probe wave in the case of an electrical wave obtained by converting the acoustic phase conjugate wave, and the electrical modulation phase conjugate wave obtained by converting the acoustic modulation phase conjugate wave. If it is a wave, it is a measurement probe wave. Hereinafter, when it is necessary to distinguish between the reference probe wave and the measurement probe wave, the received electrical modulation phase conjugate wave 39 is described as the reference probe wave 39 and the measurement probe wave 39 according to each case. To distinguish. In the case of an argument that holds in either case without distinguishing between the reference probe wave and the measurement probe wave, the reference probe wave and the measurement probe wave are expressed as a received electrical modulation phase conjugate wave 39.

図13において、プローブ波生成/位相共役波処理部32と第1制御装置56とは双方向矢印で結んで示してあるが、これは、第1制御装置56の各構成要素との間で所要のデータのやり取りを行うことを示すとともに、第1制御部52でプローブ波生成/位相共役波処理部32の各構成要素の動作制御を行うことを概念的に表示したものである。   In FIG. 13, the probe wave generation / phase conjugate wave processing unit 32 and the first control device 56 are shown connected by a double-headed arrow, but this is necessary between each component of the first control device 56. FIG. 2 conceptually shows that the first control unit 52 controls the operation of each component of the probe wave generation / phase conjugate wave processing unit 32.

プローブ波生成/距離情報出力部30が動作を開始すると、第1制御部52からの制御信号に応答してプローブ波生成/位相共役波処理部32の各構成要素が始動する。   When the probe wave generation / distance information output unit 30 starts operating, each component of the probe wave generation / phase conjugate wave processing unit 32 is started in response to a control signal from the first control unit 52.

プローブ波生成部46は、第1及び第2サブ送信電気プローブ波を生成する。以後、第1及び第2サブ送信電気プローブ波の双方を指す場合には、単にサブ送信電気プローブ波と記載することもある。従って、プローブ波生成部46は、サブ送信電気プローブ波47を生成する。   The probe wave generator 46 generates first and second sub-transmission electric probe waves. Hereinafter, when referring to both the first and second sub-transmission electric probe waves, they may be simply referred to as sub-transmission electric probe waves. Therefore, the probe wave generator 46 generates the sub transmission electrical probe wave 47.

このプローブ波生成部46としては、市販の任意好適な構成の装置を使用すればよい。例えば、トーンバースト波等の出力波を任意に作成するためのソフトウエアを搭載している波形形成装置が市販されているので、これらの中から任意好適な構成の装置を選んで利用することができる(例えば、インターネット<URL: http://www.toyo.co.jp/awg/ARB_SOFT.html>(平成17年6月17日検索)参照)。   As the probe wave generator 46, a commercially available device having any suitable configuration may be used. For example, since waveform forming apparatuses equipped with software for arbitrarily generating output waves such as tone burst waves are commercially available, it is possible to select and use an apparatus with any suitable configuration from these. (For example, see the Internet <URL: http://www.toyo.co.jp/awg/ARB_SOFT.html> (searched on June 17, 2005)).

上述した距離変動計測方法を実行する場合には、第1制御部52からのプローブ波生成指示信号に応じて、プローブ波生成部46は、第1サブ送信電気プローブ波47を生成する。第1サブ送信電気プローブ波47は、第1制御部52からのプローブ波転送指示信号に応じて、第1出力部48に送られる。第1出力部48では、後述するように、第1サブ送信電気プローブ波47を送波するタイミングが調整され、第2サブ送信電気プローブ波49として、第1増幅器50に送られる(ステップAが含むサブステップA1)。第2サブ送信電気プローブ波49が第1増幅器50に送られるタイミングは、第1トランスジューサー34が音響変調位相共役波65を受信している動作状態にないことを、第1入力部38からの動作信号を基にして第1制御部52が判断して、第1制御部52から、第1出力部に対して動作開始信号を送ることによって、調整される。   When the above-described distance variation measurement method is executed, the probe wave generation unit 46 generates the first sub transmission electric probe wave 47 in response to the probe wave generation instruction signal from the first control unit 52. The first sub transmission electric probe wave 47 is sent to the first output unit 48 in response to the probe wave transfer instruction signal from the first control unit 52. As will be described later, the first output unit 48 adjusts the timing for transmitting the first sub-transmission electrical probe wave 47 and sends it to the first amplifier 50 as the second sub-transmission electrical probe wave 49 (Step A). Including sub-step A1). The timing at which the second sub-transmission electric probe wave 49 is sent to the first amplifier 50 indicates that the first transducer 34 is not in an operating state in which the acoustic modulation phase conjugate wave 65 is received from the first input unit 38. The first control unit 52 makes a determination based on the operation signal, and adjusts by sending an operation start signal from the first control unit 52 to the first output unit.

第1出力部48から第1増幅器50に送られた第2サブ送信電気プローブ波49は、第1増幅器50によって、第1トランスジューサー34が動作可能であるレベルまで増幅され、送信電気プローブ波51として第1トランスジューサー34に送られる。送信電気プローブ波51は、第1トランスジューサー34によって、電気信号から音波信号である音響プローブ波35に変換される(サブステップA2及びD2)。そして、音響プローブ波35は、計測処理装置20に向けて送波される(サブステップA3及びD3)。   The second sub transmission electrical probe wave 49 sent from the first output unit 48 to the first amplifier 50 is amplified by the first amplifier 50 to a level at which the first transducer 34 can operate, and the transmission electrical probe wave 51 To the first transducer 34. The transmission electrical probe wave 51 is converted from an electrical signal into an acoustic probe wave 35 that is a sound wave signal by the first transducer 34 (substeps A2 and D2). Then, the acoustic probe wave 35 is transmitted toward the measurement processing device 20 (substeps A3 and D3).

一方、計測処理装置20から送波された音響変調位相共役波65は、第1トランスジューサー34によって受波され、音波信号である音響変調位相共役波65は電気信号である第1サブ受信電気変調位相共役波59に変換されて、第1前置増幅器36に送られる。   On the other hand, the acoustic modulation phase conjugate wave 65 transmitted from the measurement processing device 20 is received by the first transducer 34, and the acoustic modulation phase conjugate wave 65 that is a sound wave signal is the first sub reception electrical modulation that is an electric signal. It is converted into a phase conjugate wave 59 and sent to the first preamplifier 36.

第1前置増幅器36では第1サブ受信電気変調位相共役波59が増幅されて第2サブ受信電気変調位相共役波37として第1入力部38に送られる。また、第1前置増幅器36は、音響プローブ波35を送波する際に、第1サブ受信電気変調位相共役波59に混入する可能性のあるエネルギーの大きな信号が、第1入力部38に入力されることを防ぐ役割も果たす。   In the first preamplifier 36, the first sub reception electrical modulation phase conjugate wave 59 is amplified and sent to the first input unit 38 as the second sub reception electrical modulation phase conjugate wave 37. In addition, the first preamplifier 36 transmits a signal having a large energy that may be mixed into the first sub reception electrical modulation phase conjugate wave 59 to the first input unit 38 when the acoustic probe wave 35 is transmitted. It also plays a role in preventing input.

第1制御部52は、第1入力部38に第2サブ受信電気変調位相共役波37が入力されたことに応答して、予め第1記憶部54に記憶されているフィルタリング指示信号及びタイミング指示信号を読み出してきて、第1入力部38にフィルタリング指示信号を、及び第1出力部48にタイミング指示信号を送る。   The first control unit 52 responds to the input of the second sub reception electrical modulation phase conjugate wave 37 to the first input unit 38, and the filtering instruction signal and timing instruction stored in advance in the first storage unit 54 The signal is read, and the filtering instruction signal is sent to the first input unit 38 and the timing instruction signal is sent to the first output unit 48.

第1入力部38は、第2サブ受信電気変調位相共役波37に対する時間的なフィルタリングを行うように指示が与えられ、これと同時に、第1出力部48には、第1サブ送信電気プローブ波47を送波するタイミングの指示が与えられる。この指示に従って、第1入力部38では、第2サブ受信電気変調位相共役波37に対して時間的なフィルタリングが行われる。   The first input unit 38 is instructed to perform temporal filtering on the second sub reception electrical modulation phase conjugate wave 37, and at the same time, the first output unit 48 receives the first sub transmission electrical probe wave. An indication of the timing to transmit 47 is given. In accordance with this instruction, the first input unit 38 performs temporal filtering on the second sub reception electrical modulation phase conjugate wave 37.

すなわち、このフィルタリング指示信号によって音響プローブ波35として計測処理装置20に送波したトーンバースト波の時間幅に等しい時間だけ信号を通過させ、それ以外の時間帯にある信号成分を遮断する、いわゆる時間窓によるフィルター処理が第1入力部38において実行される。一方、タイミング指示信号によって、第1出力部48からは、既に説明したとおり、第2サブ送信電気プローブ波49が出力される。第1トランスジューサー34によって受波される音響変調位相共役波65は、僅かであるが雑音成分が混ざっている。この雑音成分がこの時間窓によるフィルター処理によって第2サブ受信電気変調位相共役波37から除去される。   That is, a so-called time that passes the signal for a time equal to the time width of the tone burst wave transmitted to the measurement processing device 20 as the acoustic probe wave 35 by this filtering instruction signal and blocks signal components in other time zones. Filter processing by the window is executed in the first input unit 38. On the other hand, as described above, the second output electric probe wave 49 is output from the first output unit 48 by the timing instruction signal. The acoustic modulation phase conjugate wave 65 received by the first transducer 34 is slightly mixed with noise components. This noise component is removed from the second sub reception electric modulation phase conjugate wave 37 by the filtering process by this time window.

第2サブ受信電気変調位相共役波37から雑音成分が除去されて、かつ増幅された受信電気変調位相共役波39が、第1入力部38から出力されて信号干渉/最小点検出部40に入力される。信号干渉/最小点検出部40では、以下に説明するように、基準プローブ波を第1記憶部54に保存するステップCが実行される。また、信号干渉/最小点検出部40では、複数の計測プローブ波のそれぞれと基準プローブ波とを順次干渉させて干渉波を生成し、振幅が最小である干渉波を生じさせた計測プローブ波の位相変調量を確定させ、距離の変動量を求めるステップFが実行される。   The noise component is removed from the second sub reception electrical modulation phase conjugate wave 37, and the amplified reception electrical modulation phase conjugate wave 39 is output from the first input unit 38 and input to the signal interference / minimum point detection unit 40. Is done. In the signal interference / minimum point detection unit 40, step C for storing the reference probe wave in the first storage unit 54 is executed as described below. Further, the signal interference / minimum point detection unit 40 sequentially interferes each of the plurality of measurement probe waves with the reference probe wave to generate an interference wave, and the measurement probe wave that has generated the interference wave having the minimum amplitude. Step F for determining the amount of phase variation and determining the amount of variation in distance is executed.

第1制御部52は、信号干渉/最小点検出部40に受信電気変調位相共役波39が入力したことに応答して、信号干渉/最小点検出部40に対して、第1入力部38から出力される受信電気変調位相共役波39を第1記憶部54に取り込む指示を与える。   In response to the reception electrical modulation phase conjugate wave 39 being input to the signal interference / minimum point detection unit 40, the first control unit 52 receives the signal interference / minimum point detection unit 40 from the first input unit 38. An instruction to capture the output received electrical modulation phase conjugate wave 39 into the first storage unit 54 is given.

音源装置10が、この発明の計測処理方法の第1段階のステップとして、音響位相共役波を受波した場合には、受信電気変調位相共役波39は基準プローブ波であるので、第1制御部52は、この受信電気変調位相共役波39を第1記憶部54の基準プローブ波格納エリアに取り込む指示を与える。一方、音源装置10が、第2段階のステップとして、音響変調位相共役波を受波した場合には、受信電気変調位相共役波39は計測プローブ波であるので、第1制御部52は、この受信電気変調位相共役波39を第1記憶部54の計測プローブ波格納エリアに取り込む指示を与える。もちろん、この場合には、位相変調量が段階的に異なる複数の計測プローブ波が順次送られてくるので、複数の計測プローブ波のそれぞれと位相変調量とが一対一の対応が付く形式で、第1記憶部54に記憶される。   When the sound source device 10 receives an acoustic phase conjugate wave as a first step of the measurement processing method of the present invention, the received electrical modulation phase conjugate wave 39 is a reference probe wave, so the first control unit 52 gives an instruction to capture the received electrical modulation phase conjugate wave 39 into the reference probe wave storage area of the first storage unit 54. On the other hand, when the sound source device 10 receives the acoustic modulation phase conjugate wave as the second step, the received electrical modulation phase conjugate wave 39 is a measurement probe wave. An instruction to capture the received electrical modulation phase conjugate wave 39 into the measurement probe wave storage area of the first storage unit 54 is given. Of course, in this case, since a plurality of measurement probe waves having different phase modulation amounts are sequentially transmitted, each of the plurality of measurement probe waves and the phase modulation amount have a one-to-one correspondence. It is stored in the first storage unit 54.

続いて、第1制御部52は、第1記憶部54に保存されている基準プローブ波と上述の複数の計測プローブ波とを読み出してきて信号干渉/最小点検出部40に提供する。そしてこれと同時に第1制御部52は、第1記憶部54に記憶されている干渉波を生成する手順に従って、基準プローブ波と複数の計測プローブ波とを順次干渉させて干渉波を順次計算して求める指示を信号干渉/最小点検出部40に与える。   Subsequently, the first control unit 52 reads the reference probe wave stored in the first storage unit 54 and the plurality of measurement probe waves described above and provides them to the signal interference / minimum point detection unit 40. At the same time, the first control unit 52 sequentially calculates the interference wave by causing the reference probe wave and the plurality of measurement probe waves to sequentially interfere according to the procedure for generating the interference wave stored in the first storage unit 54. Is given to the signal interference / minimum point detection unit 40.

信号干渉/最小点検出部40では、複数の計測プローブ波のそれぞれに対して基準プローブ波との干渉波が生成されて、第1制御部52から出力される干渉波取り込み信号に呼応して、これら干渉波が順次一時的に第1記憶部54に記憶される。信号干渉/最小点検出部40では、引き続いて、第1制御部52から出力される干渉波振幅比較信号に呼応して、第1記憶部54から上述の干渉波が呼び出されて、振幅の大きさが最小である計測プローブ波に加えられた位相変調量41が、位相情報等出力部44に出力される。   In the signal interference / minimum point detection unit 40, an interference wave with the reference probe wave is generated for each of the plurality of measurement probe waves, and in response to the interference wave capturing signal output from the first control unit 52, These interference waves are temporarily and temporarily stored in the first storage unit 54. Subsequently, in the signal interference / minimum point detection unit 40, in response to the interference wave amplitude comparison signal output from the first control unit 52, the above-described interference wave is called from the first storage unit 54 to increase the amplitude. The phase modulation amount 41 added to the measurement probe wave having the smallest length is output to the phase information output unit 44.

位相情報等出力部44では、第1制御部52から出力される変換作業開始信号に呼応して、第1記憶部54から、位相と距離との換算手段を呼び出して、信号干渉/最小点検出部40から入力された上述の位相変調量を距離変動量ΔLに換算するステップが実行される。このようにして換算して求められた距離変動量ΔLに関する情報は、第1記憶部54に記憶される。   In response to the conversion work start signal output from the first control unit 52, the phase information etc. output unit 44 calls the conversion means between the phase and distance from the first storage unit 54 to detect the signal interference / minimum point. The step of converting the above-described phase modulation amount input from the unit 40 into the distance fluctuation amount ΔL is executed. Information regarding the distance fluctuation amount ΔL obtained by conversion in this way is stored in the first storage unit 54.

第1記憶部54に記憶されている、距離変動量ΔLに関する情報は、例えば、観測船等を音源装置10が設置されている領域に停泊させて、この観測船等に搭載されている距離変動情報取得機器70に転送させればよい。第1記憶部54に記憶されている距離変動量ΔLに関する情報を、距離変動情報取得機器70に転送させるには、次のように行う。   The information on the distance fluctuation amount ΔL stored in the first storage unit 54 is, for example, the distance fluctuation mounted on this observation ship etc. by anchoring the observation ship etc. in the area where the sound source device 10 is installed. The information may be transferred to the information acquisition device 70. In order to transfer the information related to the distance fluctuation amount ΔL stored in the first storage unit 54 to the distance fluctuation information acquisition device 70, the following is performed.

距離変動情報取得機器70から、第1指示部42に対して送信指令信号を送り、送信指令信号を受信した第1指示部42から第1制御部52に対して、送信指令信号を送り、第1制御部52ではこの送信指令信号に応じて、第1記憶部54から距離変動量ΔLに関する情報を読み出して、干渉情報等出力部44に送る。干渉情報等出力部44は、第1制御部52からの送信指示信号を受けて、距離変動情報取得機器70に向けて、距離変動量ΔLに関する情報を転送させる。距離変動量ΔLに関する情報の受信が完了したら、距離変動情報取得機器70から、第1指示部42に対して送信終了信号を送り、第1制御部52ではこの送信終了信号に応じて、干渉情報等出力部44の距離変動量ΔLに関する情報転送動作を終了させる。   A transmission command signal is sent from the distance variation information acquisition device 70 to the first instruction unit 42, a transmission command signal is sent from the first instruction unit 42 that has received the transmission command signal to the first control unit 52, In response to this transmission command signal, the 1 control unit 52 reads out information related to the distance variation ΔL from the first storage unit 54 and sends the information to the interference information output unit 44. Upon receiving the transmission instruction signal from the first control unit 52, the interference information output unit 44 transfers information regarding the distance variation amount ΔL to the distance variation information acquisition device 70. When the reception of the information related to the distance fluctuation amount ΔL is completed, a transmission end signal is sent from the distance fluctuation information acquisition device 70 to the first instruction unit 42, and the first control unit 52 responds to the transmission end signal according to the interference information. The information transfer operation related to the distance fluctuation amount ΔL of the equal output unit 44 is terminated.

《計測処理装置》
図14を参照して、計測処理装置20を構成する変換器の構成とその機能について説明する。計測処理装置20は、音源装置10から送波された音響プローブ波35を基にして音響変調位相共役波65を生成し、この音響変調位相共役波65を音源装置10に送る(ステップB及びEを実行する機能)機能を有している。
《Measurement processing device》
With reference to FIG. 14, the configuration and function of the converter constituting the measurement processing device 20 will be described. The measurement processing device 20 generates an acoustic modulation phase conjugate wave 65 based on the acoustic probe wave 35 transmitted from the sound source device 10, and sends the acoustic modulation phase conjugate wave 65 to the sound source device 10 (steps B and E). (Function to execute).

計測処理装置20を構成する各計測処理器は、全て同一構成である。そこで、図14には、計測処理装置20を構成する一つの計測処理器を代表して、計測処理器20-1の概略的ブロック構成図を示す。計測処理器20-1は、第2トランスジューサー64及び位相共役波生成/送信装置60を基本構成要素として具えている。   All the measurement processors constituting the measurement processing device 20 have the same configuration. Therefore, FIG. 14 shows a schematic block configuration diagram of the measurement processor 20-1 on behalf of one measurement processor constituting the measurement processor 20. The measurement processor 20-1 includes a second transducer 64 and a phase conjugate wave generation / transmission device 60 as basic components.

第2トランスジューサー64は、第1トランスジューサー34と同様に電気信号を音波信号に変換し、又音波信号を電気信号に変換する機能を有する。従って、第2トランスジューサー64によって、音響プローブ波35が第1サブ受信電気プローブ波57に変換され(サブステップB1及びE1)、また、送信電気変調位相共役波85が音響変調位相共役波65に変換される(サブステップB3及E4)。この第2トランスジューサー64は、第1トランスジューサー34と同様に通常の音響トランスジューサーの中から任意好適な構成のものを選んで利用することができる。   Similar to the first transducer 34, the second transducer 64 has a function of converting an electric signal into a sound wave signal and converting the sound wave signal into an electric signal. Accordingly, the second transducer 64 converts the acoustic probe wave 35 into the first sub reception electrical probe wave 57 (substeps B1 and E1), and the transmission electrical modulation phase conjugate wave 85 into the acoustic modulation phase conjugate wave 65. Converted (substeps B3 and E4). The second transducer 64 can be used by selecting any suitable configuration from ordinary acoustic transducers in the same manner as the first transducer 34.

位相共役波生成/送信装置60が動作を開始すると、第2制御部88からの制御信号に応答して位相共役波生成/位相変調部62の各構成要素が始動する。位相共役波生成/送信装置60は、位相共役波生成/位相変調部62及び第2制御装置92を具えて構成される。   When the phase conjugate wave generation / transmission device 60 starts operation, each component of the phase conjugate wave generation / phase modulation unit 62 is started in response to the control signal from the second control unit 88. The phase conjugate wave generation / transmission device 60 includes a phase conjugate wave generation / phase modulation unit 62 and a second control device 92.

位相共役波生成/位相変調部62は、第2入力部68、時間反転部72、変調共役波生成部94、及び第2出力部82を具えて構成される。そして、位相共役波生成/位相変調部62は、音源装置10から送波された音響プローブ波35を受波して、音響プローブ波35に対する電気位相共役波73を生成する機能を有している。また、電気位相共役波73に位相変調を施して第2サブ送信電気変調位相共役波83を生成する機能を有している。   The phase conjugate wave generation / phase modulation unit 62 includes a second input unit 68, a time inversion unit 72, a modulation conjugate wave generation unit 94, and a second output unit 82. The phase conjugate wave generation / phase modulation unit 62 has a function of receiving the acoustic probe wave 35 transmitted from the sound source device 10 and generating an electrical phase conjugate wave 73 for the acoustic probe wave 35. . Further, it has a function of generating a second sub-transmission electric modulation phase conjugate wave 83 by applying phase modulation to the electric phase conjugate wave 73.

第2制御装置92は、マイクロコンピュータで構成されている。第2制御装置92は、第2指示部86、第2制御部88及び第2記憶部90を具えている。第2制御部88は、いわゆる中央演算処理装置(CPU)で構成されていて、第2記憶部90に記憶させてある処理プログラムに従って、位相共役波生成/位相変調部62を制御する。第2記憶部90は、位相共役波生成/位相変調部62を制御するための処理プログラムが記憶されており、また位相共役波生成/位相変調部62において利用され、また、処理されるデータを一時的に記憶する。すなわち、第2記憶部90は、位相共役波生成/位相変調部62において処理される信号、例えば、受信信号である音響プローブ波35、電気位相共役波73、周波数スペクトル75、変調信号77、周波数変調波79及び第1サブ送信電気変調位相共役波81等を記憶する。   The second control device 92 is composed of a microcomputer. The second control device 92 includes a second instruction unit 86, a second control unit 88, and a second storage unit 90. The second control unit 88 includes a so-called central processing unit (CPU), and controls the phase conjugate wave generation / phase modulation unit 62 in accordance with a processing program stored in the second storage unit 90. The second storage unit 90 stores a processing program for controlling the phase conjugate wave generation / phase modulation unit 62, and also uses data processed and processed in the phase conjugate wave generation / phase modulation unit 62. Memorize temporarily. That is, the second storage unit 90 is a signal processed in the phase conjugate wave generation / phase modulation unit 62, for example, an acoustic probe wave 35 that is a received signal, an electrical phase conjugate wave 73, a frequency spectrum 75, a modulation signal 77, a frequency The modulated wave 79, the first sub-transmission electric modulation phase conjugate wave 81, and the like are stored.

図14において、位相共役波生成/位相変調部62と第2制御装置92とは双方向矢印で結んで示してあるが、これは、第2制御装置92の主要構成要素である第2制御部88と、位相共役波生成/位相変調部62を構成している各構成要素との間で所要のデータのやり取りを行うことを示すとともに、第2制御部88で位相共役波生成/位相変調部62の各構成要素の動作制御を行うことを概念的に表示したものである。   In FIG. 14, the phase conjugate wave generation / phase modulation unit 62 and the second control device 92 are shown connected by a bidirectional arrow, but this is the second control unit that is a main component of the second control device 92. 88 and the respective components constituting the phase conjugate wave generation / phase modulation unit 62, and the second control unit 88 uses the phase conjugate wave generation / phase modulation unit to exchange required data. 62 conceptually indicates that the operation control of each of the 62 constituent elements is performed.

音源装置10から送波された音響プローブ波35を受波してこの音響プローブ波35を基にして電気位相共役波73を生成する機能は、第2トランスジューサー64、第2前置増幅器66、第2入力部68及び時間反転部72によって実現される。   The function of receiving the acoustic probe wave 35 transmitted from the sound source device 10 and generating the electric phase conjugate wave 73 based on the acoustic probe wave 35 includes the second transducer 64, the second preamplifier 66, This is realized by the second input unit 68 and the time reversing unit 72.

音波信号である音響プローブ波35は、第2トランスジューサー64で受波されて、電気信号である第1サブ受信電気プローブ波57に変換されて第2前置増幅器66に入力される(サブステップB1及びE1)。第2前置増幅器66は、第1サブ受信電気プローブ波57を増幅して第2サブ受信電気プローブ波67として出力し、第2入力部68に入力する。また、第2前置増幅器66は、音響変調位相共役波65を送波する際に、第1サブ受信電気プローブ波57に混入する可能性のあるエネルギーの大きな信号が、第2入力部68に入力されることを防ぐ役割も果たす。   The acoustic probe wave 35 that is a sound wave signal is received by the second transducer 64, converted into a first sub reception electric probe wave 57 that is an electric signal, and input to the second preamplifier 66 (substep). B1 and E1). The second preamplifier 66 amplifies the first sub reception electric probe wave 57 and outputs it as a second sub reception electric probe wave 67 and inputs it to the second input unit 68. In addition, the second preamplifier 66 transmits a signal having a large energy that may be mixed into the first sub reception electric probe wave 57 to the second input unit 68 when the acoustic modulation phase conjugate wave 65 is transmitted. It also plays a role in preventing input.

第2制御部88は、第2入力部68に第2サブ受信電気プローブ波67が入力されたことに応答して、予め第2記憶部90に記憶されているフィルタリング指示信号及びタイミング指示信号を読み出してきて、第2入力部68にフィルタリング指示信号を、及び第2出力部82にタイミング指示信号を送る。   In response to the second sub reception electrical probe wave 67 being input to the second input unit 68, the second control unit 88 receives the filtering instruction signal and the timing instruction signal stored in advance in the second storage unit 90. Then, the filtering instruction signal is sent to the second input unit 68 and the timing instruction signal is sent to the second output unit 82.

すなわち、第2制御部88から、第2入力部68には、第2サブ受信電気プローブ波67に対する時間的なフィルタリングを行うように、指示が与えられ、これと同時に、第2出力部82には第1サブ送信電気変調位相共役波81を入力する指示が与えられる。この指示に従って、第2入力部68では、第2サブ受信電気プローブ波67に対して時間的なフィルタリングが行われる。すなわち、音響プローブ波35として送波されたトーンバースト波がマルチパスによって延伸した時間幅よりやや大きな時間だけ信号を通過させ、それ以外の時間帯にある信号成分を遮断する、いわゆる時間窓によるフィルター処理が第2入力部68において実行される。すなわち、第2サブ受信電気プローブ波67に混入されている雑音成分の一部がこの時間窓によるフィルター処理によって除去され、第3サブ受信電気プローブ波69として出力されて時間反転部72に入力される。   That is, the second control unit 88 gives an instruction to the second input unit 68 to perform temporal filtering on the second sub reception electric probe wave 67, and at the same time, the second output unit 82 Is given an instruction to input the first sub-transmission electrical modulation phase conjugate wave 81. In accordance with this instruction, the second input unit 68 performs temporal filtering on the second sub reception electrical probe wave 67. In other words, a so-called time window filter that passes the signal for a time slightly longer than the time width of the tone burst wave transmitted as the acoustic probe wave 35 and extended by multipath, and blocks signal components in other time zones. Processing is executed in the second input unit 68. That is, a part of the noise component mixed in the second sub reception electric probe wave 67 is removed by the filtering process by this time window, and is output as the third sub reception electric probe wave 69 and input to the time inverting unit 72. The

時間反転部72は、第3サブ受信電気プローブ波69を電気位相共役波73に変換する機能(サブステップB2及びE2を実行する機能)を有している。   The time reversing unit 72 has a function of converting the third sub reception electric probe wave 69 into an electric phase conjugate wave 73 (function of executing sub-steps B2 and E2).

時間反転部72では、第3サブ受信電気プローブ波69に対する時間窓を設定して、時間軸を反転する。これは、送波されたトーンバースト波の時間軸上での幅に等しい時間だけ第3サブ受信電気プローブ波69を通過させ、通過した時間波形を第2記憶部90に時間の順序のとおりに一時的に記憶させる。第3サブ受信電気プローブ波69に対する時間窓を通過した全ての信号成分が第2記憶部90に記憶されたら、記憶された時間の順序とは逆に、時間的に最後に記憶された信号成分から順に時間的に最初に記憶された信号成分が最後になるように、第2記憶部90から信号成分を取り出して時間軸上に再配列する。この様な動作を時間反転部72と第2記憶部90との間で行うことによって、時間反転部72において、第3サブ受信電気プローブ波69とは時間軸が反転された電気位相共役波73が生成される。   The time reversing unit 72 sets a time window for the third sub reception electrical probe wave 69 and reverses the time axis. This is because the third sub-reception electric probe wave 69 is allowed to pass for a time equal to the width of the transmitted tone burst wave on the time axis, and the passed time waveform is stored in the second storage unit 90 in the order of time. Remember me temporarily. When all the signal components that have passed through the time window for the third sub-received electrical probe wave 69 are stored in the second storage unit 90, the signal components stored last in time, contrary to the order of the stored time The signal components are extracted from the second storage unit 90 and rearranged on the time axis so that the signal components stored first in time in order are last. By performing such an operation between the time reversing unit 72 and the second storage unit 90, in the time reversing unit 72, the electric phase conjugate wave 73 whose time axis is reversed from the third sub reception electric probe wave 69 is obtained. Is generated.

第1段階においては、電気位相共役波73は、第2制御部88から供給される第2出力部82への入力指示信号に基づいて、第2出力部82に入力され、第2サブ送信電気位相共役波83として出力される。第2サブ送信電気位相共役波83は、第2増幅器84によって、第2トランスジューサー64が動作可能である強度まで増幅されて、送信電気位相共役波85として第2増幅器84から出力される。送信電気位相共役波85は、第2トランスジューサー64によって、音響位相共役波65に変換されて(サブステップB3)音源装置10に送波される(サブステップB4)。   In the first stage, the electric phase conjugate wave 73 is input to the second output unit 82 based on the input instruction signal to the second output unit 82 supplied from the second control unit 88, and the second sub transmission electric wave 73 The phase conjugate wave 83 is output. The second sub transmission electrical phase conjugate wave 83 is amplified by the second amplifier 84 to an intensity at which the second transducer 64 can operate, and is output from the second amplifier 84 as a transmission electrical phase conjugate wave 85. The transmission electrical phase conjugate wave 85 is converted into an acoustic phase conjugate wave 65 by the second transducer 64 (substep B3) and transmitted to the sound source device 10 (substep B4).

第2段階においては、この電気位相共役波73は、第2制御部88から供給される第2出力部82への入力指示信号に基づいて、変調共役波生成部94に入力される。電気位相共役波73に位相変調量が段階的に異なる複数の第1サブ送信電気変調位相共役波81を生成する機能(サブステップE3を実行する機能)は、変調共役波生成部94によって実現される。複数の第1サブ送信電気変調位相共役波81は、第2出力部82に順次入力され、順に複数の第2サブ送信電気変調位相共役波83として出力される。複数の第2サブ送信電気変調位相共役波83は、第2増幅器84によって、第2トランスジューサー64が動作可能である強度まで増幅されて、送信電気変調位相共役波85として第2増幅器84から順次出力される。複数の送信電気変調位相共役波85は、第2トランスジューサー64によって、音響変調位相共役波65に順次変換されて(サブステップE4)音源装置10に送波される(サブステップE5)。   In the second stage, the electrical phase conjugate wave 73 is input to the modulation conjugate wave generation unit 94 based on the input instruction signal to the second output unit 82 supplied from the second control unit 88. The function of generating a plurality of first sub-transmission electrical modulation phase conjugate waves 81 whose phase modulation amounts differ in stages from the electrical phase conjugate wave 73 (function of executing sub-step E3) is realized by the modulation conjugate wave generation unit 94. The The plurality of first sub-transmission electrical modulation phase conjugate waves 81 are sequentially input to the second output unit 82 and sequentially output as the plurality of second sub-transmission electrical modulation phase conjugate waves 83. The plurality of second sub-transmission electrical modulation phase conjugate waves 83 are amplified by the second amplifier 84 to an intensity at which the second transducer 64 can operate, and sequentially transmitted from the second amplifier 84 as transmission electrical modulation phase conjugate waves 85. Is output. The plurality of transmission electrical modulation phase conjugate waves 85 are sequentially converted into the acoustic modulation phase conjugate wave 65 by the second transducer 64 (sub step E4) and transmitted to the sound source device 10 (sub step E5).

変調共役波生成部94は、スペクトル解析部74、掃引位相生成部76、位相変調部78、及びパルス波生成部80を具えている。   The modulation conjugate wave generation unit 94 includes a spectrum analysis unit 74, a sweep phase generation unit 76, a phase modulation unit 78, and a pulse wave generation unit 80.

スペクトル解析部74は、電気位相共役波73をフーリエ変換して周波数スペクトルを求めて、周波数スペクトル75として出力する機能を有している。   The spectrum analysis unit 74 has a function of obtaining a frequency spectrum by performing a Fourier transform on the electric phase conjugate wave 73 and outputting it as a frequency spectrum 75.

周波数スペクトル75は、位相変調部78に入力される。また、位相変調部78には、掃引位相生成部76から変調信号77も入力される。位相変調部78に周波数スペクトル75が入力したことに応答して、第2制御部88から、掃引位相生成部76に対して変調信号77を出力するように指示する出力指示信号が送られる。掃引位相生成部76は、この出力指示信号に基づいて周波数スペクトル75と同期させて変調信号77を位相変調部78に対して出力する。   The frequency spectrum 75 is input to the phase modulation unit 78. Further, the modulation signal 77 is also input from the sweep phase generation unit 76 to the phase modulation unit 78. In response to the frequency spectrum 75 being input to the phase modulation unit 78, the second control unit 88 sends an output instruction signal that instructs the sweep phase generation unit 76 to output the modulation signal 77. The sweep phase generation unit 76 outputs a modulation signal 77 to the phase modulation unit 78 in synchronization with the frequency spectrum 75 based on the output instruction signal.

周波数スペクトル75と同期させて変調信号77を位相変調部78に対して出力するとは、より具体的に説明すると次のようになる。すなわち、スペクトル解析部74からは周波数スペクトル75が一定の時間間隔で位相変調部78に供給される。一方、掃引位相生成部76からは段階的に異なる変調量の変調信号77が変調量の大きさの順に従って、これも一定の時間間隔で位相変調部78に出力される。そこで、掃引位相生成部76から供給される変調信号77と、スペクトル解析部74から供給される周波数スペクトル75とが時間的にタイミングが合致して位相変調部78に供給されるように、第2制御部88からそれぞれ供給タイミング信号が、掃引位相生成部76及びスペクトル解析部74に供給される。   More specifically, outputting the modulation signal 77 to the phase modulation unit 78 in synchronization with the frequency spectrum 75 is as follows. In other words, the frequency spectrum 75 is supplied from the spectrum analysis unit 74 to the phase modulation unit 78 at regular time intervals. On the other hand, from the sweep phase generation unit 76, modulation signals 77 having different modulation amounts in stages are output to the phase modulation unit 78 at regular time intervals in the order of the modulation amount. Therefore, the second modulation signal 77 supplied from the sweep phase generation unit 76 and the frequency spectrum 75 supplied from the spectrum analysis unit 74 are supplied to the phase modulation unit 78 with the timing matched in time. A supply timing signal is supplied from the control unit 88 to the sweep phase generation unit 76 and the spectrum analysis unit 74, respectively.

位相変調部78に周波数スペクトル75及び変調信号77の一組が入力したことに応答して、位相変調部78では、周波数スペクトル75に対して変調信号77に基づいて位相変調が行われて、周波数変調波79が生成される。このような動作が、上述のタイミング信号に従って一定の時間間隔を置いて行われ、変調量が段階的に異なる複数の周波数変調波79が順次生成される。   In response to the input of the set of the frequency spectrum 75 and the modulation signal 77 to the phase modulation unit 78, the phase modulation unit 78 performs phase modulation on the frequency spectrum 75 based on the modulation signal 77, and the frequency A modulated wave 79 is generated. Such an operation is performed at regular time intervals according to the above-described timing signal, and a plurality of frequency modulation waves 79 having different modulation amounts in stages are sequentially generated.

位相変調部78では、位相共役性を損なわないで、電気位相共役波73の位相に対して連続的に線形に変調が加えられる。これは、電気位相共役波73をフーリエ変換して得られる周波数スペクトル75を変更せずに、電気位相共役波73の位相を変調することを意味している。電気位相共役波73は多数の周波数成分で構成されている。そこで、位相変調部78では、電気位相共役波73を構成する周波数の異なる全てのフーリエ成分に対して同一の大きさの位相変化が与えられる。これら全てのフーリエ成分の位相変調量は同じでも、それぞれのフーリエ成分に対する時間軸上のずれの大きさは異なる。すなわち、位相変調部78では、電気位相共役波73の周波数スペクトルを変化させないで、電気位相共役波73の位相が変調されて、周波数変調波79として出力される。   In the phase modulation unit 78, modulation is continuously and linearly applied to the phase of the electric phase conjugate wave 73 without impairing the phase conjugate property. This means that the phase of the electrical phase conjugate wave 73 is modulated without changing the frequency spectrum 75 obtained by Fourier transforming the electrical phase conjugate wave 73. The electric phase conjugate wave 73 is composed of a number of frequency components. Therefore, in the phase modulation unit 78, the same phase change is given to all the Fourier components having different frequencies constituting the electric phase conjugate wave 73. Although the phase modulation amounts of all these Fourier components are the same, the magnitudes of the deviations on the time axis for the respective Fourier components are different. That is, the phase modulation unit 78 modulates the phase of the electrical phase conjugate wave 73 without changing the frequency spectrum of the electrical phase conjugate wave 73 and outputs it as a frequency modulated wave 79.

パルス波生成部80では、周波数変調波79が逆フーリエ変換されて第1サブ送信電気変調位相共役波81が生成されて出力される。第1サブ送信電気変調位相共役波81は、第2出力部82に入力される。計測処理装置20を構成する全ての計測処理器において、第2出力部82では、第1サブ送信電気変調位相共役波81に対して、それぞれ送波するタイミングが調整されて、第2増幅器84に第2サブ送信電気変調位相共役波83として送られる。   In the pulse wave generation unit 80, the frequency modulation wave 79 is subjected to inverse Fourier transform to generate and output a first sub-transmission electric modulation phase conjugate wave 81. The first sub-transmission electrical modulation phase conjugate wave 81 is input to the second output unit 82. In all measurement processors constituting the measurement processing device 20, the second output unit 82 adjusts the transmission timing of the first sub transmission electrical modulation phase conjugate wave 81 to the second amplifier 84. The second sub-transmission electric modulation phase conjugate wave 83 is sent.

第2出力部82で行われる上記のタイミング調整は、第2入力部68に第2サブ受信電気プローブ波67が入力されていない時間帯を、第2制御部88が判定して、その判定に基づいて、第2出力部82に対して、第2増幅器84への第2サブ送信電気変調位相共役波83入力許可信号を出す。そして、第2入力部68からは、第2サブ受信電気プローブ波67が入力されたことに応答して、第2サブ受信電気プローブ波67受信信号が第2制御部88に送られる。第2制御部88は、この受信信号が第2入力部68から送られていない時間帯を選んで、第2増幅器84への第2サブ送信電気変調位相共役波83入力許可信号を出す。第2サブ送信電気変調位相共役波83は、第2増幅器84への第2サブ送信電気変調位相共役波83入力許可信号が、第2制御部88から第2出力部82に対して出されるまでの間、第2記憶部90に保存される。   The timing adjustment performed by the second output unit 82 is performed by the second control unit 88 that determines the time zone in which the second sub reception electrical probe wave 67 is not input to the second input unit 68. Based on this, the second sub-transmission electric modulation phase conjugate wave 83 input permission signal to the second amplifier 84 is output to the second output unit 82. Then, in response to the input of the second sub reception electrical probe wave 67 from the second input unit 68, the reception signal of the second sub reception electrical probe wave 67 is sent to the second control unit 88. The second control unit 88 selects a time zone during which this received signal is not transmitted from the second input unit 68, and outputs a second sub-transmission electric modulation phase conjugate wave 83 input permission signal to the second amplifier 84. Second sub-transmission electrical modulation phase conjugate wave 83 until second sub-transmission electrical modulation phase conjugate wave 83 input permission signal to second amplifier 84 is output from second control unit 88 to second output unit 82 Is stored in the second storage unit 90.

第2増幅器84では、第2サブ送信電気変調位相共役波83を第2トランスジューサー64が動作するレベルまで増幅し、送信電気変調位相共役波85として第2トランスジューサー64に送る。第2トランスジューサー64では、送信電気変調位相共役波85が音響変調位相共役波65に変換されて(サブステップE4)、音源装置10に送波される(サブステップE5)。   The second amplifier 84 amplifies the second sub-transmission electrical modulation phase conjugate wave 83 to a level at which the second transducer 64 operates, and sends it to the second transducer 64 as a transmission electrical modulation phase conjugate wave 85. In the second transducer 64, the transmission electrical modulation phase conjugate wave 85 is converted into the acoustic modulation phase conjugate wave 65 (sub step E4) and transmitted to the sound source device 10 (sub step E5).

第2指示部86は、掃引位相生成部76に対して、掃引位相生成部76から供給すべき変調信号77に関する指示を行う機能を有している。すなわち、周波数スペクトル75に加える変調量を、どの範囲でどの程度の間隔に設定して供給するかの指示を与える。すなわち、掃引位相生成部76から供給すべき変調信号77に関する指示とは、パラメータδをいくらに設定するのが好適であるかに関する情報等であって、上述したように、音源装置10と計測処理装置20との間の絶対距離や、この間の海底面26及び28や海水14の状況、あるいは計測処理装置20を構成する計測処理器の個数等によって定まるパラメータに関する。   The second instruction unit 86 has a function of instructing the sweep phase generation unit 76 regarding the modulation signal 77 to be supplied from the sweep phase generation unit 76. That is, an instruction is given as to which range of modulation amount to be applied to the frequency spectrum 75 is set and supplied at what interval. That is, the instruction related to the modulation signal 77 to be supplied from the sweep phase generation unit 76 is information on how much it is preferable to set the parameter δ, and as described above, the sound source device 10 and the measurement process It relates to parameters determined by the absolute distance from the apparatus 20, the conditions of the sea floors 26 and 28 and the seawater 14 during this period, the number of measurement processors constituting the measurement processing apparatus 20, and the like.

従って、この発明の距離変動計測方法が適用される計測対象ごとに最適な条件が設定されなければならない。そこで、この発明の距離変動計測装置を海底に設置し、計測開始前には、第2指示部86に予め周波数スペクトル75に加える変調量に関するデータを設定しておく。第2指示部86に入力された位相情報は、第2制御部88を介して、掃引位相生成部76に送られて、入力された位相情報に対応する変調信号77が生成される。   Therefore, optimum conditions must be set for each measurement object to which the distance variation measuring method of the present invention is applied. Therefore, the distance variation measuring device of the present invention is installed on the seabed, and data related to the modulation amount to be added to the frequency spectrum 75 is set in advance in the second instruction section 86 before the measurement is started. The phase information input to the second instruction unit 86 is sent to the sweep phase generation unit 76 via the second control unit 88, and a modulation signal 77 corresponding to the input phase information is generated.

海中定点間の距離変動計測方法の説明に供する図である。It is a figure where it uses for description of the distance fluctuation | variation measuring method between underwater fixed points. 計測処理装置と音源装置間の音波の音圧分布を示す図である。It is a figure which shows the sound pressure distribution of the sound wave between a measurement processing apparatus and a sound source device. 音源装置から送波される第1音響プローブ波の時間波形と、計測処理装置から送波されてくる音響位相共役波の時間波形を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a time waveform of a first acoustic probe wave transmitted from a sound source device and a time waveform of an acoustic phase conjugate wave transmitted from a measurement processing device. 音源装置で受波した音響変調位相共役波の時間波形を示す図である。It is a figure which shows the time waveform of the acoustic modulation phase conjugate wave received with the sound source device. 位相変調量に対する基準プローブ波と計測プローブ波との干渉波の振幅の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship of the amplitude of the interference wave of a reference | standard probe wave and a measurement probe wave with respect to a phase modulation amount. この発明の距離変動計測方法のフローチャートである。It is a flowchart of the distance fluctuation | variation measuring method of this invention. ステップAの詳細なフローチャートである。4 is a detailed flowchart of Step A. ステップBの詳細なフローチャートである。4 is a detailed flowchart of Step B. ステップCの詳細なフローチャートである。4 is a detailed flowchart of Step C. ステップDの詳細なフローチャートである。4 is a detailed flowchart of Step D. ステップEの詳細なフローチャートである。5 is a detailed flowchart of Step E. ステップFの詳細なフローチャートである。4 is a detailed flowchart of Step F. 音源装置の概略的ブロック構成図である。It is a schematic block block diagram of a sound source device. 計測処理装置を形成する計測処理器の概略的ブロック構成図である。It is a schematic block block diagram of the measurement processor which forms a measurement processing apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

10:音源装置
12:海水面
14:海水
16:海側プレート
18、24:マントル
20:計測処理装置
22:陸側プレート
26、28:海底面
30:プローブ波生成/距離情報出力部
32:プローブ波生成/位相共役波処理部
34:第1トランスジューサー
36:第1前置増幅器
38:第1入力部
40:信号干渉/最小点検出部
42:第1指示部
44:干渉情報等出力部
46:プローブ波生成部
48:第1出力部
50:第1増幅器
52:第1制御部
54:第1記憶部
56:第1制御装置
60:位相共役波生成/送信装置
62:位相共役波生成/位相変調部
64:第2トランスジューサー
66:第2前置増幅器
68:第2入力部
70:距離変動情報取得機器
72:時間反転部
74:スペクトル解析部
76:掃引位相生成部
78:位相変調部
80:パルス波生成部
82:第2出力部
84:第2増幅器
86:第2指示部
88:第2制御部
90:第2記憶部
92:第2制御装置
94:変調共役波生成部
10: Sound source device
12: Sea level
14: Seawater
16: Sea side plate
18, 24: Mantle
20: Measurement processing equipment
22: Land side plate
26, 28: Bottom of the sea
30: Probe wave generation / distance information output section
32: Probe wave generation / phase conjugate wave processing section
34: 1st transducer
36: 1st preamplifier
38: First input section
40: Signal interference / minimum point detector
42: First indicator
44: Output section for interference information, etc.
46: Probe wave generator
48: 1st output section
50: First amplifier
52: First control unit
54: First memory
56: First controller
60: Phase conjugate wave generator / transmitter
62: Phase conjugate wave generator / phase modulator
64: 2nd transducer
66: Second preamplifier
68: Second input section
70: Distance fluctuation information acquisition device
72: Time reversal part
74: Spectrum analysis section
76: Sweep phase generator
78: Phase modulation section
80: Pulse wave generator
82: Second output section
84: Second amplifier
86: Second indicator
88: Second control unit
90: Second memory
92: Second controller
94: Modulated conjugate wave generator

Claims (9)

(A)音源装置で、第1音響プローブ波を生成して、該第1音響プローブ波を前記音源装置から計測処理装置に送る第1ステップと、
(B)該計測処理装置で、前記第1音響プローブ波を基にして生成した音響位相共役波を、前記音源装置に送る第2ステップと、
(C)前記音響位相共役波を基準プローブ波に変換して、前記音源装置の記憶部に保存する第3ステップと、
(D)前記音源装置で第2音響プローブ波を生成して、該第2音響プローブ波を該音源装置から前記計測処理装置に送る第4ステップと、
(E)該計測処理装置で、前記第2音響プローブ波を基にして位相変調量が段階的に異なる複数の音響変調位相共役波を生成して、該複数の音響変調位相共役波を位相変調量の大きさの順序に従って順次前記音源装置に送る第5ステップと、
(F)該複数の音響変調位相共役波を複数の計測プローブ波に変換し、該計測プローブ波のそれぞれと前記記憶部から読み出した前記基準プローブ波とを順次干渉させて干渉波を生成して、該干渉波のうちで振幅が最小である干渉波を生じさせた前記計測プローブ波の位相変調量を確定させ、該位相変調量を、位相と距離との換算手段を用いて距離の値に換算して出力する第6ステップと
を含むことを特徴とする距離変動計測方法。
(A) In the sound source device, a first step of generating a first acoustic probe wave and sending the first acoustic probe wave from the sound source device to the measurement processing device;
(B) a second step of sending an acoustic phase conjugate wave generated based on the first acoustic probe wave to the sound source device in the measurement processing device;
(C) a third step of converting the acoustic phase conjugate wave into a reference probe wave and storing it in the storage unit of the sound source device;
(D) a fourth step of generating a second acoustic probe wave in the sound source device and sending the second acoustic probe wave from the sound source device to the measurement processing device;
(E) In the measurement processing device, a plurality of acoustic modulation phase conjugate waves having different phase modulation amounts are generated stepwise based on the second acoustic probe wave, and the plurality of acoustic modulation phase conjugate waves are phase-modulated. A fifth step of sequentially sending to the sound source device according to the order of the magnitude of the quantity;
(F) converting the plurality of acoustic modulation phase conjugate waves into a plurality of measurement probe waves, and sequentially interfering each of the measurement probe waves with the reference probe wave read from the storage unit to generate an interference wave Determining the phase modulation amount of the measurement probe wave that has produced the interference wave having the smallest amplitude among the interference waves, and converting the phase modulation amount into a distance value using a phase and distance conversion means. A distance variation measuring method comprising: a sixth step of converting and outputting.
前記第1ステップが、
(A1)前記音源装置のプローブ波生成部で第1送信電気プローブ波を生成するステップと、
(A2)該第1送信電気プローブ波を前記第1音響プローブ波に変換するステップと、
(A3)該第1音響プローブ波を前記計測処理装置に送るステップと
を含むことを特徴とする請求項1に記載の距離変動計測方法。
The first step includes
(A1) generating a first transmission electrical probe wave in the probe wave generator of the sound source device;
(A2) converting the first transmission electrical probe wave into the first acoustic probe wave;
2. The distance variation measuring method according to claim 1, further comprising: (A3) sending the first acoustic probe wave to the measurement processing device.
前記第2ステップが、
(B1)前記第1音響プローブ波を第1受信電気プローブ波に変換するステップと、
(B2)該第1受信電気プローブ波を第1電気位相共役波に変換するステップと、
(B3)該第1電気位相共役波を前記音響位相共役波に変換するステップと、
(B4)該音響位相共役波を前記音源装置に送るステップと
を含むことを特徴とする請求項1に記載の距離変動計測方法。
The second step includes
(B1) converting the first acoustic probe wave into a first received electrical probe wave;
(B2) converting the first received electrical probe wave into a first electrical phase conjugate wave;
(B3) converting the first electrical phase conjugate wave to the acoustic phase conjugate wave;
2. The distance variation measuring method according to claim 1, further comprising: (B4) sending the acoustic phase conjugate wave to the sound source device.
前記第4ステップが、
(D1)前記音源装置の前記プローブ波生成部で第2送信電気プローブ波を生成するステップと、
(D2)該第2送信電気プローブ波を前記第2音響プローブ波に変換するステップと、
(D3)該第2音響プローブ波を前記計測処理装置に送るステップと
を含むことを特徴とする請求項1に記載の距離変動計測方法。
The fourth step is
(D1) generating a second transmission electric probe wave in the probe wave generation unit of the sound source device;
(D2) converting the second transmission electrical probe wave into the second acoustic probe wave;
2. The distance variation measuring method according to claim 1, further comprising: (D3) sending the second acoustic probe wave to the measurement processing device.
前記第5ステップが、
(E1)前記第2音響プローブ波を第2受信電気プローブ波に変換するステップと、
(E2)該第2受信電気プローブ波を第2電気位相共役波に変換するステップと、
(E3)該第2電気位相共役波を基にして、位相変調量が段階的に異なる複数の電気変調位相共役波を順次生成するステップと、
(E4)該複数の電気変調位相共役波を順次前記音響変調位相共役波に変換するステップと、
(E5)該複数の音響変調位相共役波を位相変調量の大きさの順に従って、順次時間を隔てて前記音源装置に送るステップと
を含むことを特徴とする請求項1に記載の距離変動計測方法。
The fifth step includes
(E1) converting the second acoustic probe wave into a second received electrical probe wave;
(E2) converting the second received electrical probe wave into a second electrical phase conjugate wave;
(E3) sequentially generating a plurality of electrical modulation phase conjugate waves having phase modulation amounts that differ in stages based on the second electrical phase conjugate wave;
(E4) sequentially converting the plurality of electrically modulated phase conjugate waves into the acoustically modulated phase conjugate wave;
2. The distance variation measurement according to claim 1, further comprising the step of: (E5) sending the plurality of acoustic modulation phase conjugate waves to the sound source device sequentially at intervals in the order of the magnitude of the phase modulation amount. Method.
第1及び第2音響プローブ波を生成して計測処理装置に送波するとともに、該計測処理装置から送られた音響位相共役波を基準プローブ波に変換して記憶部に保存し、複数の音響変調位相共役波を複数の計測プローブ波に変換して該計測プローブ波のそれぞれと前記記憶部から読み出した前記基準プローブ波とを順次干渉させて干渉波を生成し、振幅が最小である干渉波を生じさせた前記計測プローブ波の位相変調量を確定させ、該位相変調量を位相と距離との換算手段を用いて得られた距離の値を出力する音源装置と、
前記第1音響プローブ波を基にして生成した前記音響位相共役波を、前記音源装置に送波するとともに、前記第2音響プローブ波を基にして位相変調量が段階的に異なる前記複数の音響変調位相共役波を生成して、該複数の音響変調位相共役波を位相変調量の大きさの順序に従って順次前記音源装置に送る計測処理器を具えて構成される計測処理装置と
を具えることを特徴とする距離変動計測システム。
The first and second acoustic probe waves are generated and transmitted to the measurement processing device, and the acoustic phase conjugate wave transmitted from the measurement processing device is converted into a reference probe wave and stored in the storage unit, and a plurality of acoustic waves are stored. An interference wave having a minimum amplitude by converting a modulated phase conjugate wave into a plurality of measurement probe waves and sequentially interfering each of the measurement probe waves with the reference probe wave read from the storage unit. A sound source device that determines the phase modulation amount of the measurement probe wave that has caused the error and outputs the value of the distance obtained by using the phase and distance conversion means for the phase modulation amount;
The acoustic phase conjugate wave generated based on the first acoustic probe wave is transmitted to the sound source device, and the plurality of acoustics whose phase modulation amounts differ stepwise based on the second acoustic probe wave And a measurement processing device configured to include a measurement processor that generates a modulated phase conjugate wave and sequentially sends the plurality of acoustic modulation phase conjugate waves to the sound source device in the order of the magnitude of the phase modulation amount. Distance variation measurement system characterized by
前記計測処理装置が、複数の前記計測処理器を具えて構成されることを特徴とする請求項6に記載の距離変動計測システム。   7. The distance variation measuring system according to claim 6, wherein the measurement processing device includes a plurality of the measurement processors. 前記音源装置が、
第1及び第2送信電気プローブ波を生成するプローブ波生成部と、
該第1及び第2送信電気プローブ波をそれぞれ前記第1及び第2音響プローブ波に変換し、かつ前記音響位相共役波及び前記音響変調位相共役波を、それぞれ前記基準プローブ波及び前記計測プローブ波に変換する第1トランスジューサーと、
前記基準プローブ波を保存し、かつ前記位相と距離との換算手段を記憶する記憶部と、
複数の前記計測プローブ波のそれぞれと前記記憶部から読み出した前記基準プローブ波とを順次干渉させて干渉波を生成して、振幅が最小である干渉波を生じさせた前記計測プローブ波を特定しその位相変調量を確定させる信号干渉/最小点検出部と、
前記記憶部から前記位相と距離との換算手段を読み出して、前記位相変調量を、該換算手段を用いて距離の値に換算して出力する干渉情報等出力部と
を具えることを特徴とする請求項6又は7に記載の距離変動計測システム。
The sound source device is
A probe wave generator for generating first and second transmission electric probe waves;
The first and second transmission electric probe waves are converted into the first and second acoustic probe waves, respectively, and the acoustic phase conjugate wave and the acoustic modulation phase conjugate wave are converted into the reference probe wave and the measurement probe wave, respectively. The first transducer to convert to
A storage unit for storing the reference probe wave and storing a conversion means between the phase and the distance;
Each of the plurality of measurement probe waves and the reference probe wave read from the storage unit are sequentially interfered to generate an interference wave, and the measurement probe wave that has generated the interference wave having the minimum amplitude is identified. A signal interference / minimum point detector for determining the phase modulation amount;
An output unit for interference information, etc., which reads out the phase / distance conversion means from the storage unit and converts the phase modulation amount into a distance value using the conversion means; The distance variation measuring system according to claim 6 or 7.
前記計測処理器が、
前記第1及び第2音響プローブ波をそれぞれ第1及び第2受信電気プローブ波に変換し、かつ第1電気位相共役波及び電気変調位相共役波をそれぞれ音響位相共役波及び音響変調位相共役波に変換する第2トランスジューサーと、
前記第1及び第2受信電気プローブ波をそれぞれ前記第1電気位相共役波及び第2電気位相共役波に変換する時間反転部と、
前記第2電気位相共役波に位相変調を施して前記電気変調位相共役波を生成する変調共役波生成部と
を具えることを特徴とする請求項6又は7に記載の距離変動計測システム。
The measurement processor is
The first and second acoustic probe waves are converted into first and second received electrical probe waves, respectively, and the first electrical phase conjugate wave and the electrical modulation phase conjugate wave are converted into an acoustic phase conjugate wave and an acoustic modulation phase conjugate wave, respectively. A second transducer to convert,
A time reversing unit for converting the first and second received electrical probe waves into the first electrical phase conjugate wave and the second electrical phase conjugate wave, respectively;
8. The distance variation measuring system according to claim 6, further comprising: a modulation conjugate wave generation unit that performs phase modulation on the second electric phase conjugate wave to generate the electric modulation phase conjugate wave.
JP2005280194A 2005-09-27 2005-09-27 Distance fluctuation measuring method and distance fluctuation measuring system using phase conjugate wave Expired - Fee Related JP4560599B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005280194A JP4560599B2 (en) 2005-09-27 2005-09-27 Distance fluctuation measuring method and distance fluctuation measuring system using phase conjugate wave

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005280194A JP4560599B2 (en) 2005-09-27 2005-09-27 Distance fluctuation measuring method and distance fluctuation measuring system using phase conjugate wave

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2007093283A true JP2007093283A (en) 2007-04-12
JP4560599B2 JP4560599B2 (en) 2010-10-13

Family

ID=37979192

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005280194A Expired - Fee Related JP4560599B2 (en) 2005-09-27 2005-09-27 Distance fluctuation measuring method and distance fluctuation measuring system using phase conjugate wave

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4560599B2 (en)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01244357A (en) * 1988-03-26 1989-09-28 Olympus Optical Co Ltd Method for forming ultrasonic wave image
JPH0455755A (en) * 1990-06-26 1992-02-24 Olympus Optical Co Ltd Ultrasonic-wave-absorptivity measuring apparatus
JPH0470562A (en) * 1990-07-12 1992-03-05 Olympus Optical Co Ltd Transmission type ultrasonic microscope
JPH0481656A (en) * 1990-07-24 1992-03-16 Olympus Optical Co Ltd Phase conjugate wave generator and ultrasonic microscope using the same
JPH04340463A (en) * 1991-05-17 1992-11-26 Olympus Optical Co Ltd Reflection type ultrasonic image apparatus
JPH0663047A (en) * 1992-08-25 1994-03-08 Olympus Optical Co Ltd Ultrasonic tomographic image photographing device
JP2002233822A (en) * 2001-02-09 2002-08-20 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Phase conjugation wave generator

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01244357A (en) * 1988-03-26 1989-09-28 Olympus Optical Co Ltd Method for forming ultrasonic wave image
JPH0455755A (en) * 1990-06-26 1992-02-24 Olympus Optical Co Ltd Ultrasonic-wave-absorptivity measuring apparatus
JPH0470562A (en) * 1990-07-12 1992-03-05 Olympus Optical Co Ltd Transmission type ultrasonic microscope
JPH0481656A (en) * 1990-07-24 1992-03-16 Olympus Optical Co Ltd Phase conjugate wave generator and ultrasonic microscope using the same
JPH04340463A (en) * 1991-05-17 1992-11-26 Olympus Optical Co Ltd Reflection type ultrasonic image apparatus
JPH0663047A (en) * 1992-08-25 1994-03-08 Olympus Optical Co Ltd Ultrasonic tomographic image photographing device
JP2002233822A (en) * 2001-02-09 2002-08-20 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Phase conjugation wave generator

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JPN6009010044, Toshiaki KIKUCHI, et al., ""Phase Modulation of Wave Radiated from Time Reversal Array"", Japanese Journal of Applied Physics, 20050624, Vol.44, No.6B, 2005, pp.4708−4711 *
JPN6009010045, 岩瀬良一、外3名, ""位相共役波のパルス形状と位相変調"", 日本音響学会2005年秋季研究発表会講演論文集(CD−ROM), 20050920, pp.1341−1342 *
JPN7008005433, 岩瀬良一、外3名, ""水中音波の位相共役を用いた海底定点の変位測定"", 地球惑星科学関連学会2005年合同大会予稿集, 20050523, セッション記号J062(海洋底地球科学), 演題番号J062−008 *

Also Published As

Publication number Publication date
JP4560599B2 (en) 2010-10-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Sabra et al. Arrival-time structure of the time-averaged ambient noise cross-correlation function in an oceanic waveguide
Siderius et al. Modeling broadband ocean acoustic transmissions with time-varying sea surfaces
JP4776707B2 (en) Ultrasonic imaging device
Wang et al. Review of underwater acoustic propagation models.
US20080239873A1 (en) Detection device, detection program and detection method
RU2326408C1 (en) Method of reconstruction of sea ground terrain at discrete depth measurements by means of hydroacoustics and device for its implementation
Latheef et al. A laboratory study of nonlinear changes in the directionality of extreme seas
JP6724593B2 (en) Active sonar and control method of active sonar
Dahl et al. On the underwater sound field from impact pile driving: Arrival structure, precursor arrivals, and energy streamlines
JPH11218436A (en) Ultrasonic liquid level measuring device
Harland et al. Application and assessment of laser Doppler velocimetry for underwater acoustic measurements
Cho et al. Impact of array tilt on source-range estimation in shallow water using the array invariant
Tindle et al. Reflection of underwater sound from surface waves
Chen et al. Real-time offshore coastal acoustic tomography enabled with mirror-transpond functionality
JP4560599B2 (en) Distance fluctuation measuring method and distance fluctuation measuring system using phase conjugate wave
Kuperman et al. Ocean acoustics, matched-field processing and phase conjugation
Hlophe et al. Optimised wave-by-wave prediction of spread waves: Comparison with field data
Turgut et al. Acoustic monitoring of the tide height and slope-water intrusion at the New Jersey Shelf in winter conditions
RU2721307C1 (en) Acoustic method and apparatus for measuring sea-wave parameters
JP4583898B2 (en) Ultrasonic flaw detector
WO2010053136A1 (en) Object probing device, object probing program, and object probing method
Zhang et al. Simulation of ship radiated noise field in deep sea based on statistical characteristics of sound source
Parnum et al. The effect of internal waves on underwater sound propagation
JP3753251B1 (en) Phase information transmission method and phase information transmission system
CN111308422A (en) Method for exciting plane wave sound field in local area of shallow sea

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080708

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080905

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20080905

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090310

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090511

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20091117

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20091221

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20100608

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20100611

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130806

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees