水中からの音波発信と地上での受信について

質問

水中で発信した音波は地上で受信可能でしょうか？

よく船の底に受信機を付けていますが、そうではなく船上では無理でしょうか？

私はまったく知識がないためお詳しい方がおられましたらどうぞご教授お願いします。

回答No.6

noname#215107 · ベストアンサー

＞ところで水中は電波が届かないと聞きましたので、音波なのかなと思っていましたが、音波以外にも何か方法はあるんでしょうか？

２０ｍ程度なら、超長波帯域の電波ですね。電波法の定義では３～３０ｋHzとなっていますが、
このあたりの周波数であれば水深の浅い潜水艦との交信に使われています。

指向性のある磁界式アンテナ（AMラジオや電波時計に内蔵されているいわゆるバーアンテナ）を航空機に搭載すれば、電波の飛来方向から位置を特定することが可能でしょう。発信源が浅いことが分かっているので三角測量等はしなくても良いので、水平位置の特定は簡単です。

お礼

お詳しい情報ありがとうございました！
私のやりたいことに対して少し可能性が見えてきました。
超長波または電波法などについても調べてみたいと思います！

回答No.5

noname#215107

No.2です。
＞実は私は海上で水中の音波をキャッチしたいので海の波が多くてノイズが多すぎるんじゃないかと思います。

技術的にはまだ荒唐無稽かもしれませんが、私の想像ですのでご容赦ください。
水中で音波を発生させるときに工夫しておきます。音波は、数ｋHz～数十ｋHzの単一周波数で発信します。
音波にデータを乗せたい場合は、それより低い周波数で更に変調しておきます。

レーザーで水面までの距離を非常に短い間隔で継続的に測定し、それを微分すると水面の振動グラフが作れます。

その振動グラフをバンドパスフィルターで、波や泡などのノイズを除去し、発振器の周波数のみ取り出します。
データを取り出したい場合は復調の処理をします。

ただ、思いつきですので、次のような疑問ものこります。
・本当にレーザーで水面までの距離が測れるのか・・・。マイクロ波のほうが良い？とすると音声の微細な振動は検出不可・・・・
・ノイズの混入は目的の信号をかき消さないのか

お礼

TXV12003さん、アイデアを出していただいてありがとうございます！とても興味深く拝見いたしました。実現可能かわかりませんが斬新なアイディアを教えていただいて嬉しいです。

ところで水中は電波が届かないと聞きましたので、音波なのかなと思っていましたが、音波以外にも何か方法はあるんでしょうか？

やりたいのは以下なんです。ちなみに水深は最大でも20ｍほどです。

受信機
　■
　↑
～↑～～～～～～～海面
　↑
　□
送信機

送信機が移動すれば受信機側も移動する。

　　　　受信機
　　　⇒　■
　　　　　↑
～～～～～↑～～～海面
　　　　　↑
　　　⇒　□
　　　　送信機

見てわかるかと思いますが、受信側は空中です（笑）
また何かアイデアがありましたらお願いします！

回答No.4

TooManyBugs

全く出来ないわけではありませんが非常に効率が悪く実用にはならないですね。
水中で受けた方が遙かに小さい音まで拾えるし空中の雑音も無くなる。
ソナーや魚群探知機などなら方向が重要なので水中で拾う事になります。

お礼

そうですか、やはり実用的ではないのですか。
どうしても水中ではなく海上で音波をキャッチしてみたかったんですが・・・。
ありがとうございました。

回答No.3

mpascal

＞水中の発信器の位置(真上)がわかる程度でいいのですが可能でしょうか？

超音波探傷でもマルチフェイズドのものが使用され始めています。

海面に平行に巨大なマルチフェイズドの音波探知機を作れれば、可能かもしれませんね。

お礼

ありがとうございます。

回答No.2

noname#215107

ソナーやマイク、その他のセンサーを水に漬けずにということですか。

いま思いついたんですが、部屋の窓ガラスにレーザー光を反射させて、遠くから部屋の中の音声を盗聴する方法があったと思います。

水面に向かってレーザーを当て、水面で反射したレーザー光で水面までの距離を測定します。
距離の変化を電気信号にかえ、ノイズとなる水面の波などの低周波をハイパスフィルターでカットし、オーディオ帯域の周波数のみ通過させてはいかがでしょうか。

お礼

そうなんです、「水に漬けずに」なんです…。
窓ガラスにレーザーを当てて盗聴とはすごいこと考え付く人もいるもんですね。実は私は海上で水中の音波をキャッチしたいので海の波が多くてノイズが多すぎるんじゃないかと思います。
でも、大変面白い知識を教えていただきありがとうございました。

回答No.1

mpascal

水中の音は水面が空気中に使わる段階で、拡散散乱を起こしてしまうのではないでしょうか。

お礼

早速のご解答ありがとうございます。少し
質問の補足を加えて再質問させていただいました。

補足

水中の発信器の位置(真上)がわかる程度でいいのですが可能でしょうか？