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公開番号2025078393
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-20
出願番号2023190934
出願日2023-11-08
発明の名称ソナーアレイ
出願人NECネットワーク・センサ株式会社
代理人個人,個人
主分類G01S 7/521 20060101AFI20250513BHJP(測定;試験)
要約【課題】船体前部に取り付けられるソナーアレイであって、船体後方の探査不可能な範囲を縮減し、全方位の検出を可能とするソナーアレイの提供。
【解決手段】ソナーアレイは、筐体の外周面の縦方向に配設された複数の送受波器の組を前記外周面の周回方向に複数組備え、船体の前部に配設されるソナーアレイであって、前記筐体の上面外周の船尾側は、前記筐体の底面外周の船尾側をさらに船尾方向に突出するように拡延した曲線形状とされ、前記外周面の船尾側は、前記底面外周の船尾側の端部から予め定められた所定の傾斜角で前記上面外周の船尾側の端部に到る形状を有する。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
筐体の外周面の縦方向に配設された複数の送受波器の組を前記外周面の周回方向に複数組備え、船体の前部に配設されるソナーアレイであって、
前記筐体の上面外周の船尾側は、前記筐体の底面外周の船尾側をさらに船尾方向に突出するように拡延した曲線形状とされ、前記外周面は、前記底面外周の船尾側の端部から予め定められた所定の傾斜角で前記上面外周の船尾側の端部に到る形状を有する、ソナーアレイ。
続きを表示（約 930 文字）【請求項２】
前記上面外周の船首側は、前記底面外周の船首側に対応した形状とされる、請求項１に記載のソナーアレイ。
【請求項３】
前記底面外周の平面形状は円形であり、
前記上面外周の船首側の平面形状は、前記船首側に凸の半円であり、前記底面外周の船首側の半円に対応しており、
前記上面外周の船尾側の平面形状は、半短軸が前記上面外周の船首側の前記半円の半径と等しく、半長軸が前記半円の半径よりも大とされ、前記船尾側に突出した半楕円形であり、前記上面外周の前記半円の船尾側の端部と、前記上面外周の前記半楕円形の船首側の端部同士は連続して繋がっており、
前記外周面の船尾側は、前記底面外周の前記円形の船尾側から傾斜して前記上面外周の前記半楕円形の船尾側に到る形状を有する、請求項１に記載のソナーアレイ。
【請求項４】
前記外周面において、前記上面外周の前記船尾側の端部と前記底面外周の前記船尾側の端部を繋ぐ領域に配設される前記送受波器は、前記所定の傾斜角に対応した所定の俯角を有する、請求項１に記載のソナーアレイ。
【請求項５】
前記送受波器の前記俯角は、前記ソナーアレイよりも前記船体の後部側に位置するエンジンやスクリュープロペラが、前記ソナーアレイの垂直方向の探査範囲から外れる角度に設定されている、請求項４に記載のソナーアレイ。
【請求項６】
前記外周面において、前記底面外周の前記船尾側の端部から前記上面外周の船尾側の端部に到る前記傾斜角が所定の鋭角であり、
前記外周面に直交して配設される前記送受波器のうち、前記上面外周の前記船尾側の端部と前記底面外周の前記船尾側の端部を繋ぐ領域の前記外周面に配設される前記送受波器の俯角は、前記所定の鋭角と等しい、請求項１に記載のソナーアレイ。
【請求項７】
前記上面外周の船首側は、前記底面外周の船首側を上面まで平行移動した形状に対応している、請求項１に記載のソナーアレイ。
【請求項８】
船首下部のソナードームに収容される、請求項１乃至７のいずれか１項に記載のソナーアレイ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、ソナーアレイに関する。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
３次元ソナーは、送信用の複数の音響素子で音波を水中に送信し、受信用の複数の音響素子で水中音波を受信し受信信号を処理することで、水中の物標を３次元映像で表示する。３次元ソナーとして、例えば円筒形状の筐体の外周面（底面および上面の外周同士を繋ぐ筐体側壁の外周面）において、縦方向に配設された複数の音響素子の組を周回方向に複数組配設したソナーアレイが用いられる。例えば特許文献１には、３次元ソナーとして円筒形状の筐体のほか、円筒形状の下部が半球状に形成された筐体、下向きに半球状の筐体、球状の筐体のそれぞれについて、複数の送受波器（音響素子）を備えた構成が開示されている。船舶用ソナーアレイとして、船体前部（例えば船首下部や船底）に配置されるものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１９－２００２０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
船体前部に配置されるソナーアレイは、例えば船体中央部のエンジンの作動音や船体後部のスクリュープロペラの回転による推進音等の影響を受ける。また、ソナーアレイの位置によっては、船体そのものが水中音波を遮蔽する。このため、船体前部に配置されるソナーアレイでの送波と受波による水中音波の探査において、船体後方に探査が不可能な範囲が生じる。
【０００５】
本開示は、船体前部に配設されるソナーアレイであって、船体後方の探査が不可能な範囲を縮減し、水平方向について全方位の探査を可能とするソナーアレイを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示によれば、ソナーアレイは、筐体の外周面の縦方向に配設された複数の送受波器の組を前記外周面の周回方向に複数組備え、船体の前部に配設されるソナーアレイであって、前記筐体の上面外周の船尾側は、前記筐体の底面外周の船尾側をさらに船尾方向に突出するように拡延した曲線形状とされ、前記外周面は、前記底面外周の船尾側の端部から予め定められた所定の傾斜角で前記上面外周の船尾側の端部に到る形状を有する。
【発明の効果】
【０００７】
本開示によれば、船体後方の探査不可能範囲を縮減し、全方位の検出を可能とするソナーアレイを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
（Ａ）は比較例のソナーアレイを船舶の船首に装備した一例を模式的に示す図である。（Ｂ）は比較例の船首部の拡大模式図である。（Ｃ）は比較例のソナードームの一例の模式図である。（Ｄ）は比較例の円筒型ソナーアレイの模式斜視図である。
（Ａ）は比較例のソナーアレイの模式平面図である。（Ｂ）は比較例のソナーアレイの模式正面図である。（Ｃ）は比較例のソナーアレイの模式側面図である。
比較例のソナーアレイの水平探査範囲を模式的に説明する図である。
（Ａ）は本開示のソナーアレイを船舶の船首に装備した一例を模式的に示す図である。（Ｂ）本開示の船首部の拡大模式図である。（Ｃ）は本開示のソナーアレイの模式図である。
（Ａ）は本開示のソナーアレイの模式平面図である。（Ｂ）は本開示のソナーアレイの模式正面図である。（Ｃ）は本開示のソナーアレイの模式側面図である。
比較例のソナーアレイの垂直指向性の一例を示すグラフである。
本開示のソナーアレイの垂直指向性の一例を示すグラフである。
本開示のソナーアレイの水平探査範囲を模式的に説明する図である。
（Ａ）は本開示における船体前方の水中音波伝搬経路の例を模式的に説明する図である。（Ｂ）は本開示における船体前方の水中音波伝搬経路の例を模式的に説明する図である。
（Ａ）は本開示における船体後方の水中音波伝搬経路の例を模式的に説明する図である。（Ｂ）は本開示における船体後方水中音波伝搬経路の例を模式的に説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本開示の実施形態について説明する。以下では、はじめに、比較例を説明する。図１（Ａ）は、比較例として、船舶用ソナーアレイを船首下部に固定した典型的な一例を模式的に示す図である。図１（Ａ）において、ソナーアレイ２は、船舶１の船首下部に固定されるソナーアレイである。この比較例では、ソナーアレイ２は円筒形状（円筒型）とされる。船舶１の船体中央に搭載されるエンジン４は、ディーゼルエンジンまたはガスタービンエンジン等であってよい。スクリュープロペラ５は、船体後部に装備される。船舶１に装備される舵６の数に制限はない。船舶１の航行時、エンジン４やスクリュープロペラ５はソナーアレイ２に対して雑音源となる。船首（喫水部）７は、船舶１が前進する際に海面３の波浪を切り裂くため、砕波音が発生する。この砕波音がソナーアレイ２に対して雑音源となる。なお、図１（Ａ）では、船舶１として船首側に機関砲等を搭載した護衛艦が模式的に示されているが、船舶１は護衛艦等に制限されるものでないことは勿論である。なお、図面では、方向をわかりやすくするため、ＸＹＺ座標系を適宜示してある。ＸＹＺ座標系は左手系としており、例えばソナーアレイ２の中心を原点として、Ｙ軸の正方向は船舶１の進行方向（船首方向）、負方向は船舶１の後方（船尾方向）、Ｘ軸の正方向は、船舶１の左舷、負方向は船舶１の右舷、Ｚ軸の正方向は上方向、負方向は下方向としている。
【００１０】
図１（Ｂ）は、図１（Ａ）の船首のソナードーム８の近傍を部分的に拡大して模式的に示している。船舶１の船体の船首の下部の空洞部７１にソナーアレイ２が収容され、ソナードーム８は空洞部７１を海水等で満たすように船体に取り付けられている。ソナードーム８は、船舶１の航行により発生する海中で水流の抵抗を軽減するため流線形に成形され、海水の水流が直接接触することにより生じる摩擦音を軽減する構成とされている。
（【００１１】以降は省略されています）

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