| 研究課題/領域番号 |
06650451
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| 研究種目 |
一般研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
計測・制御工学
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| 研究機関 | 山形大学 |
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研究代表者 |
田村 安孝 山形大学, 工学部, 助教授 (40171904)
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| 研究分担者 |
赤塚 孝雄 山形大学, 工学部, 教授 (80091875)
小山 清人 山形大学, 工学部, 教授 (60007218)
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| 研究期間 (年度) |
1994 – 1995
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| キーワード | 超音波アレイセンサ / 信号処理 / 指向性制御 / 位相共役波 / 高分子圧電トランスデューサ |
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| 研究概要 |
空間並列な信号である波面を多重化する、という信号処理機能を持ち、さらにその性質を送信波形の制御により目的に応じて変更できる単一の信号線を持つ超音波アレイセンサの研究を進めた。成果として、
1.データ収集システムを構築した。並行して、M系列に従って設計したパターン電極を高分子圧電膜上に形成して取付け精度の影響の少ない送波子・受波子一体型トランスデューサを試作した。トランスデューサ全体のシールドにより、加算平均処理が不要となった。
2.直線上を走査して収集したエコーの実測波形を用いてセンサの校正と像再生を同時に行うオペレータを設計し、指向特性を測定した。その結果、従来の相関オペレータによる像再生と比べ、トランスデューサの周波数や指向性の影響を補正し、鋭いピークを得られることが確認された。さらに、対象とトランスデューサの相対運動を利用する像再生方式を検討し、少ない移動距離と送受信回数のわずかな増加により点拡がり関数の不要ピークを7dB低減できることを示した。
3.送信波形の制御により、任意の反射体からのエコーに対して大きなピークの波形を出力させる指向性制御ソフトウェアをPC上に開発した。空中での実験により、反射体からのエコーに対してアレイ出力の振幅を最大にできることを確かめた。これにより、任意の1点での大きな感度のピークの形成という信号処理がアレイと超音波の伝搬により実行されることが確認できた。次に、複数方向からの反射波の内、振幅最大のもの以外を妨害波と考えて感度を低減する適応型指向性制御の実験を行なった。これは、位相共役波による時間逆転鏡を近似していると考えることができる。結果では、2回の送受信の繰り返しでは、不要信号を4dB低減できたが、それ以上の繰り返しでは、逆に不要ピークが増加することが判明した。
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