DE102013100894A1 - Underwater sound signal, Underwater transmitter or Underwater receiver, Underwater sonar, Underwater vehicle and Retrofit kit - Google Patents
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Abstract
Insbesondere bei einem Sidescan-Sonar werden, um Objekte in großen Entfernungen detektieren zu können, große Intensitäten in Bezug auf den Schalldruck unter Wasser ausgesendet, sodass das reflektierte Signal von weit entfernten Objekten gut detektierbar ist. Dieses Vorgehen hat einige Nachteile. Um den hohen Schalldruck erreichen zu können, sind leistungsfähige Energiequellen wie Batterien notwendig. Zudem werden an der Wasseroberfläche ebenfalls (Stör-)Signale reflektiert. Weiterhin sind Reflexionen nahliegender Objekte sehr stark, sodass die Empfindlichkeit von Unterwassermikrophonen herabgesetzt werden muss. Die Erfindung betrifft somit ein Unterwasserschallsignal, welches einen ersten Laufzeitunterschied und/oder einen ersten Intensitätsunterschied entlang eines ersten Abstrahlwinkels aufweist, wobei der erste Laufzeitunterschied und/oder der erste Intensitätsunterschied dem Unterwasserschallsignal aufgeprägt ist und diese Aufprägen insbesondere bei einem Senden oder einem Empfangen erfolgt.In particular in the case of a sidescan sonar, in order to be able to detect objects at great distances, great intensities are emitted in relation to the sound pressure under water, so that the reflected signal from objects far away can be easily detected. This approach has some disadvantages. To be able to reach the high sound pressure, powerful energy sources such as batteries are necessary. In addition, (interference) signals are also reflected on the water surface. Furthermore, reflections from nearby objects are very strong, so the sensitivity of underwater microphones must be reduced. The invention thus relates to an underwater sound signal which has a first transit time difference and / or a first intensity difference along a first radiation angle, the first transit time difference and / or the first intensity difference being impressed on the underwater sound signal and these impressions taking place in particular when transmitting or receiving.
Description
Die Erfindung betrifft ein Unterwasserschallsignal, welches einen ersten Laufzeitunterschied und oder einen ersten Intensitätsunterschied entlang eines ersten Abstrahlwinkels aufweist und einen Unterwassersender oder -empfänger, sowie ein Unterwassersonar, eine Unterwasserfahrzeug, ein Wasserfahrzeug und einen Nachrüstsatz. The invention relates to an underwater sound signal having a first time difference and or a first intensity difference along a first radiation angle and an underwater transmitter or receiver, and an underwater sonar, an underwater vehicle, a watercraft and a retrofit kit.
Insbesondere bei einem Sidescan-Sonar werden, um Objekte in großen Entfernungen detektieren zu können, große Intensitäten in Bezug auf den Schalldruck unter Wasser in einen weiten Sektor ausgesendet, sodass das reflektierte Signal sowohl von nahe liegenden als auch von weit entfernten Objekten gut detektierbar ist. Particularly in the case of a sidescan sonar, in order to be able to detect objects at great distances, high intensities with respect to the sound pressure under water are emitted into a wide sector, so that the reflected signal can be well detected both from nearby and from distant objects.
Dieses Vorgehen hat einige Nachteile. Um den hohen Schalldruck in einem großen Sektor erreichen zu können, sind leistungsfähige Energiequellen wie Batterien notwendig. Zudem werden an der Wasseroberfläche ebenfalls (Stör-)Signale reflektiert (Multipathausbreitung). Weiterhin sind die Echos nahliegender Objekte im Vergleich zu Objekten in großen Entfernungen sehr stark, woraus sich hohe Anforderungen an die Dynamik des Empfängers ergeben. This procedure has some disadvantages. In order to achieve the high sound pressure in a large sector, powerful energy sources such as batteries are necessary. In addition, (interfering) signals are also reflected on the water surface (multipath propagation). Furthermore, the echoes of nahliegender objects are very strong compared to objects in long distances, resulting in high demands on the dynamics of the receiver.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile des Standes der Technik zu verbessern. The object of the invention is to improve the disadvantages of the prior art.
Gelöst wird die Aufgabe durch ein Unterwasserschallsignal, welches einen ersten Laufzeitunterschied und/oder einen ersten Intensitätsunterschied entlang eines ersten Abstrahlwinkels aufweist, wobei der erste Laufzeitunterschied und/oder der erste Intensitätsunterschied dem Unterwasserschallsignal aufgeprägt ist und diese Aufprägen insbesondere bei einem Senden oder einem Empfangen erfolgt. The object is achieved by an underwater sound signal, which has a first time difference and / or a first intensity difference along a first radiation angle, wherein the first time difference and / or the first intensity difference is impressed on the underwater sound signal and these impressions takes place in particular when transmitting or receiving.
Durch das Aussenden derartiger Unterwasserschallsignale können die Sender in kleineren Bauformen hergestellt werden, da Kühlung und Energieversorgung geringer dimensioniert oder ausgelegt werden können. Zudem ist eine geringere Kühlleistung notwendig. Auch können bei gleicher Energieversorgung Unterwasserschallsignale über einen längeren Zeitraum als nach dem Stand der Technik ausgesandt werden. Insbesondere kann die Sendeleistung bis zu 80% reduziert werden. By emitting such underwater sound signals, the transmitters can be manufactured in smaller designs, since cooling and power supply can be dimensioned or dimensioned smaller. In addition, a lower cooling capacity is necessary. Also under the same energy supply underwater sound signals can be sent over a longer period of time than in the prior art. In particular, the transmission power can be reduced by up to 80%.
Empfängerseitig können die Empfänger mit hoher Sensibilität eingesetzt werden, um weit entfernte Objekte detektieren zu können, wobei gleichzeitig reflektierte Signale aus dem Nahbereich mit großer Empfindlichkeit messbar sind. On the receiver side, the receivers can be used with high sensitivity in order to be able to detect distant objects, while at the same time measuring reflected signals from the near range with great sensitivity.
Zudem erfolgt ein geringerer Volumennachhall als auch Oberflächennachhall. Auch Multipatheffekte, welche insbesondere durch das zusätzliche Reflektieren an der Wasseroberfläche entstehen, können minimiert werden. In addition, there is less volume reverberation as well as surface reverberation. Also multipath effects, which arise in particular by the additional reflection on the water surface, can be minimized.
Folgendes Begriffliche sei erläutert:
„Unterwasserschallsignale“, im Folgenden auch Unterwassersignale genannt, umfassen sämtliche Schallsignale, die zum Orten von Gegenständen unter Wasser verwendet werden. Insbesondere sind die Unterwasserschallsignale umfasst, welche bei einem Sonar (sound navigation and ranging) eingesetzt werden. Besonders bevorzugt werden Unterwasserultraschallsignale im Bereich vom 10kHz bis 1000kHz. Vorliegende Unterwasserschallsignale werden insbesondere mittels Piezokeramiken unter Wasser erzeugt. The following concept is explained:
"Underwater sound signals", hereinafter also referred to as underwater signals, include all sound signals that are used to locate objects under water. In particular, the underwater sound signals are included, which are used in a sonar (sound navigation and ranging). Underwater ultrasound signals in the range from 10 kHz to 1000 kHz are particularly preferred. Present underwater sound signals are generated in particular by means of piezoceramics under water.
Ein „Laufzeitunterschied“ umfasst sowohl ein verspätetes als auch ein verfrühtes Aussenden in Bezug auf ein unbeeinflusstes Unterwasserschallsignal. A "runtime difference" includes both a delayed and a premature emission with respect to an unaffected underwater sound signal.
Ein „Intensitätsunterschied“ ist dann gegeben, wenn die Intensität von der Intensität eines Referenzsignals abweicht, wobei das Referenzsignal eine im Wesentlichen einheitliche und über einen (Sende-)Winkel φ konstante Intensität aufweist. An "intensity difference" is given when the intensity deviates from the intensity of a reference signal, wherein the reference signal has a substantially uniform and over a (transmission) angle φ constant intensity.
Sowohl der Intensitätsunterschied als auch der Laufzeitunterschied können über die Apertur der Antenne winkelabhängig so gewählt werden, dass diese an die Aufgabe angepasst werden. Insbesondere können Intensitätsunterschied und Laufzeitunterschied an die winkelabhängige Meeresbodenentfernung angepasst werden. Both the intensity difference and the transit time difference can be selected via the aperture of the antenna as an angle so that they are adapted to the task. In particular, the intensity difference and transit time difference can be adapted to the angle-dependent seabed distance.
Die Apertur der Antenne bezeichnet die freie, aktive Öffnung, durch welche die Schallwellen ausgesendet oder empfangen werden. The aperture of the antenna designates the free, active aperture through which the sound waves are emitted or received.
Ein „Abstrahlwinkel“ kann insbesondere durch einen mathematischen Linienwinkel beschrieben werden, welcher wiederum durch ein mathematisches Winkelmaß beschreibbar ist. Der Linienwinkel kann alternativ als eindimensionaler Winkel bezeichnet werden. In Bogenmaß kann dieser (eindimensionale) Abstrahlwinkel Werte zwischen 0 und 2π, im Gradmaß zwischen 0° und 360° und im geodätischen Winkelmaß einen Wert zwischen 0gon und 400gon annehmen. Der Abstrahlwinkel erstreckt sich insbesondere entlang der Apertur. An "emission angle" can be described in particular by a mathematical line angle, which in turn can be described by a mathematical angle measure. The line angle may alternatively be referred to as a one-dimensional angle. In radian measure, this (one-dimensional) radiation angle can assume values between 0 and 2π, in the degree measure between 0 ° and 360 ° and in the geodesic angle measure a value between 0gon and 400gon. The emission angle extends in particular along the aperture.
„Aufprägen“ umfasst eine technisch bedingte Einflussnahme auf das Unterwasserschallsignal, sodass sich ein entsprechender Laufzeitunterschied und/oder ein Intensitätsunterschied gegenüber einem unbeeinflussten Signal ergeben. Dies kann sowohl beim eigentlichen Senden als auch beim Empfangen erfolgen. Dennoch sind auch Fälle umfasst, in denen technisch auf ein ausgesandtes Signal nach dem Senden und vor dem Empfangen eingewirkt wird. Dies kann insbesondere dadurch erfolgen, dass ein bereits ausgesandtes Signal erst durch Wasser geleitet, anschließend durch Beugung an Schichten unterschiedlicher Dicke oder unterschiedlicher akustischer Impedanz geführt wird, bevor es den eigentlichen Empfänger erreicht. "Impact" includes a technical influence on the underwater sound signal, so that there is a corresponding difference in transit time and / or a difference in intensity compared to an uninfluenced signal. This can be done both during the actual transmission and when receiving. Nevertheless, cases are also included in which technically acted upon a transmitted signal after transmission and before receiving becomes. This can be done in particular by passing an already emitted signal first through water, then passing it through diffraction at layers of different thickness or different acoustic impedance before it reaches the actual receiver.
In einer weitern Ausführungsform weist das Unterwasserschalsignal einen zweiten Laufzeitunterschied und/oder einen zweiten Intensitätsunterschied entlang eines zweiten Abstrahlwinkels auf, wobei der erste Abstrahlwinkel und der zweite Abstrahlwinkel nicht parallel zueinander sind, sodass der erste Abstrahlwinkel und der zweite Abstrahlwinkel einen Raumwinkel bilden, wobei der zweite Laufzeitunterschied und/oder der zweite Intensitätsunterschied dem Unterwasserschallsignal aufgeprägt ist und dieses Aufprägen insbesondere beim Senden oder beim Empfangen erfolgt. In a further embodiment, the underwater scarf signal has a second transit time difference and / or a second intensity difference along a second radiation angle, wherein the first radiation angle and the second radiation angle are not parallel to each other, so that the first radiation angle and the second radiation angle form a solid angle, wherein the second Difference in transit time and / or the second intensity difference is impressed on the underwater sound signal and this imprinting takes place in particular during transmission or reception.
Somit kann ein Unterwasserschallsignal bereitgestellt werden, welches geeignet ist, flächige Bereiche zu scannen. Thus, an underwater sound signal can be provided which is suitable for scanning areal areas.
Durch die „Nichtparallelität“ oder die „Orthogonalität“ des ersten und zweiten Abstrahlwinkels ist beispielsweise ein ausgesandter Schallkegel mit umfasst. Weiterhin umfasst die Nichtparallelität sowohl rechtwinklig zueinander stehende Linienwinkel als auch andere Winkel. Charakteristisch dabei ist jeweils immer, dass ein flächiges Scannen realisierbar ist. By "non-parallelism" or "orthogonality" of the first and second radiation angle, for example, a transmitted sound cone is included. Furthermore, the non-parallelism comprises both perpendicular line angles and other angles. It is always characteristic in this case that flat scanning is feasible.
Der „Raumwinkel“ beschreibt insbesondere die Größe eines Raumbereichs, der von einem Kegelmantel aufgespannt wird. The "solid angle" describes, in particular, the size of a spatial area that is spanned by a conical surface.
Um für Sonare unterschiedliche Unterwasserschallsignale mit unterschiedlichen Ausbreitungscharakteristiken bereitstellen zu können, kann einer der Abstrahlwinkel einen Wert zwischen 0° und 360°, insbesondere zwischen 0° und 180° oder zwischen 0° und 90° oder zwischen 10° und 80° aufweisen. Auch kleinere Winkel beispielsweise zwischen 20° und 40° sind realisierbar. In order to be able to provide different underwater sound signals with different propagation characteristics for sonars, one of the emission angles can have a value between 0 ° and 360 °, in particular between 0 ° and 180 ° or between 0 ° and 90 ° or between 10 ° and 80 °. Even smaller angles, for example, between 20 ° and 40 ° can be realized.
Der Winkelwert von 0° bis 360° kann beispielsweise durch ein durch eine Piezokeramikkugel oder einen Piezokeramikring ausgesandtes Signal erreicht werden. Auch mit kleinen Abständen zueinander beabstandete Sendeelemente können derartige Abstrahlwinkel ausfüllen, wobei es unschädlich ist, dass kleine Bereiche ausgespart werden. Kleine Abstände in diesem Zusammenhang umfassen Werte von 1mm bis zu Werten von einigen Zentimetern, wobei dies insbesondere von der Sendewellenlänge abhängt. Grob gilt je höher die Sendefrequenz desto kleiner kann der Abstand gewählt werden (z.B. 1000kHz entspricht ca. 1mm Abstand). The angle value of 0 ° to 360 ° can be achieved, for example, by a signal emitted by a piezoceramic ball or a piezoceramic ring. Even with small distances from each other spaced transmission elements can fill such radiation angle, it is harmless that small areas are recessed. Small distances in this context include values from 1 mm to values of a few centimeters, depending in particular on the transmission wavelength. Roughly speaking, the higher the transmission frequency, the smaller the distance can be chosen (for example, 1000 kHz equals about 1 mm spacing).
In einer weiteren Ausführungsform erfolgt das Aufprägen des Laufzeitunterschieds und/oder des Intensitätsunterschieds mittels eines Dämpfungselements und/oder mittels einer Sender- und/oder Empfangsgeometrie und/oder mittels einer elektronischen Schaltung. In a further embodiment, the imprinting of the transit time difference and / or the intensity difference takes place by means of a damping element and / or by means of a transmitter and / or receiver geometry and / or by means of an electronic circuit.
Somit können alternative Erzeugungsmethoden für erfindungsgemäße Unterwasserschallsignale bereitgestellt werden. Thus, alternative generation methods for underwater sound signals according to the invention can be provided.
Folgendes Begriffliche sei erläutert:
Ein „Dämpfungselement“ umfasst insbesondere einen Werkstoff, welcher eine andere Ausbreitungsgeschwindigkeit für den Schall als Wasser aufweist. Somit sind sowohl „Verzögerungen“ als auch „Beschleunigungen“ möglich. Insbesondere kann das Dämpfungselement in Ausbreitungsrichtung des Wasserschalls unterschiedliche Dicken aufweisen, durch die das Unterwasserschallsignal technisch modelliert werden kann. The following concept is explained:
In particular, a "damping element" comprises a material which has a different propagation velocity for the sound than water. Thus, both "delays" and "accelerations" are possible. In particular, the attenuation element in the propagation direction of the water sound can have different thicknesses, by means of which the underwater sound signal can be technically modeled.
Das Aufprägen mittels einer „Sender- und/oder Empfangsgeometrie“ erfolgt beispielsweise dadurch, dass mehrere einzelne Unterwasserschallsender nicht eben, sondern gekrümmt zueinander angeordnet sind. Insbesondere Unterwasserschallsender mit Keramikfilamenten, welche in einer Harzstruktur angeordnet sind und welche mittels Fräse eine von einer Ebene abweichende Struktur aufweisen, sind mit umfasst. The imprinting by means of a "transmitter and / or receiving geometry" takes place, for example, in that a plurality of individual underwater sound transmitters are not arranged flat but curved relative to one another. In particular, underwater sounders with ceramic filaments, which are arranged in a resin structure and which have a deviating from a plane structure by means of milling cutter are included.
Bei dem Aufprägen eines Laufzeitunterschieds oder eines Intensitätsunterschiedes mittels einer „elektronischen Schaltung“ werden Einzelsender oder Einzelempfänger derart elektronisch angesteuert, dass sie gegenüber benachbarten Einzelsendern oder -empfängern verfrüht oder verspätet Senden oder Empfangen. When imposing a time difference or an intensity difference by means of an "electronic circuit", individual transmitters or individual receivers are electronically controlled in such a way that they send or receive ahead of neighboring individual transmitters or receivers premature or delayed.
Weiterhin wird die Aufgabe gelöst durch einen Unterwassersender oder einen Unterwasserempfänger, welcher ein zuvor beschriebenes Unterwasserschallsignal aussendet oder empfängt. Furthermore, the object is achieved by an underwater transmitter or an underwater receiver, which emits or receives a previously described underwater sound signal.
Somit kann ein Unterwassersender mit einer besseren Reichweite, mit geringerem Volumennachhall, mit geringerem Oberflächennachhall, mit geringerem Multipatheinflüssen, mit einer geringeren Sendeleistung, mit einer geringeren Kühlung, mit einem geringeren Energieverbrauch und in kleinerer Bauform bereitgestellt werden. Thus, an underwater transmitter can be provided with better range, lower volume reverberation, lower surface echo, lower multipath, lower transmit power, lower cooling, lower power consumption, and smaller form factor.
Weiterhin kann die Aufgabe gelöst werden durch einen Unterwassersender oder einen Unterwasserempfänger, wobei der Unterwassersender oder der Unterwasserempfänger derart eingerichtet ist, dass der Unterwassersender oder der Unterwasserempfänger einem Unterwasserschallsignal aktiv und/oder passiv einen ersten Laufzeitunterschied und/oder einen ersten Intensitätsunterscheid entlang eines ersten Abstrahlwinkels und/oder dass der Unterwassersender oder der Unterwasserempfänger dem Unterwasserschallsignal aktiv und/oder passiv einen zweiten Laufzeitunterschied oder einen zweiten Intensitätsunterschied entlang eines zweiten Abstrahlwinkels aufprägt. Furthermore, the object can be achieved by an underwater transmitter or an underwater receiver, wherein the underwater transmitter or the underwater receiver is set up such that the underwater transmitter or the underwater receiver active and / or passive an underwater sound signal Difference in transit time and / or a first intensity difference along a first radiation angle and / or that the underwater transmitter or underwater receiver actively and / or passively impress a second time difference or a second intensity difference along a second radiation angle to the underwater sound signal.
Dieser Unterwassersender oder Unterwasserempfänger weist ebenfalls die Vorteile des zuvor beschriebenen Unterwassersender oder Unterwasserempfängers auf. This underwater transmitter or underwater receiver also has the advantages of the previously described underwater transmitter or underwater receiver.
In einer diesbezüglichen Ausprägungsform weist der Unterwassersender zwei oder mehr Subsender und/oder der Unterwasserempfänger zwei oder mehr Subempfänger auf. In one embodiment, the underwater transmitter has two or more subsenders and / or the underwater receiver has two or more sub-receivers.
Dadurch kann besonders effektiv einem Unterwasserschallsignal ein Laufzeitunterschied oder ein Intensitätsunterschied aufgeprägt werden. Ganz besonders vorteilhaft dabei ist, dass beliebig angepasste Laufzeitunterschiede und Intensitätsunterschiede realisierbar sind. So kann beispielsweise die Intensität und/oder Laufzeit als Funktion eines Abstands eines zu untersuchenden Meeresbodens dem Sender oder Empfänger aufgeprägt werden. As a result, a transit time difference or an intensity difference can be impressed on an underwater sound signal in a particularly effective manner. It is particularly advantageous that any desired time differences and intensity differences can be realized. Thus, for example, the intensity and / or transit time can be impressed on the transmitter or receiver as a function of a distance of a seabed to be examined.
Dabei umfassen die Subsender sowohl (Piezo-)Keramikfilamente als auch flächig angeordnete (Piezo-)Keramikelemente oder auf einer gekrümmten Bahn angeordnete (Piezo-)Keramikelemente. In this case, the subsenders comprise both (piezo) ceramic filaments and also flat (piezo) ceramic elements or (piezoceramic) ceramic elements arranged on a curved path.
Um insbesondere mit bestehenden Sonaren erfindungsgemäße Unterwasserschallsignale aussenden zu können, kann das aktive Aufprägen elektronisch erfolgen. Insbesondere können einzelne Subsender oder Subempfänger verfrüht und/oder verspätet ein Schallsignal aussenden oder empfangen. In order to be able to emit underwater sound signals according to the invention, in particular with existing sonars, the active impingement can take place electronically. In particular, individual subscribers or sub-receivers can prematurely and / or late send or receive a sound signal.
Der große Vorteil in diesem Fall besteht insbesondere darin, dass eine Adaption des bestehenden Sonars zu einem erfindungsgemäßen System leicht durch ein Software-Update umsetzbar ist. The big advantage in this case is in particular that an adaptation of the existing sonar to a system according to the invention can be easily implemented by a software update.
In einer weiteren Ausprägungsform erfolgt das passive Aufprägen durch eine geometrische Anordnung des Unterwassersenders und/oder durch eine geometrische Anordnung des Unterwasserempfängers und/oder durch ein Dämpfungselement. In another embodiment, the passive imposition is effected by a geometric arrangement of the underwater transmitter and / or by a geometric arrangement of the underwater receiver and / or by a damping element.
Bezüglich der Realisierungen und Definitionen der geometrischen Anordnung und des Dämpfungselements wird auf vorherige Ausführungen, welche analog gelten, verwiesen. With regard to the realizations and definitions of the geometric arrangement and the damping element is made to previous versions, which apply analogously.
In einer weiteren Ausgestaltung wird die Aufgabe gelöst durch ein Unterwassersonar, welches einen zuvor beschriebenen Unterwassersender und/oder einen zuvor beschriebenen Unterwasserempfänger aufweist. In a further embodiment, the object is achieved by an underwater sonar, which has a previously described underwater transmitter and / or a previously described underwater receiver.
Somit können leistungsfähige Ortungsgeräte zum Detektieren von Unterwasserobjekten bereitgestellt werden. Thus, powerful locators for detecting underwater objects can be provided.
Weiterhin wird die Aufgabe gelöst durch ein Unterwasserfahrzeug, welches einen zuvor beschriebenen Unterwassersender und/oder einen zuvor beschriebenen Unterwasserempfänger und/oder ein zuvor beschriebenes Unterwassersonar aufweist. Furthermore, the object is achieved by an underwater vehicle having a previously described underwater transmitter and / or a previously described underwater receiver and / or a previously described underwater sonar.
Das „Unterwasserfahrzeug“ umfasst sowohl U-Boote (ferngesteuert, autonom, mit und ohne Besatzung) als auch Bojen, Torpedos, oder auch Schlepp-Sonare. The "underwater vehicle" includes both submarines (remote-controlled, autonomous, with and without crew) as well as buoys, torpedoes, or towing sonars.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch ein Wasserfahrzeug, welches einen zuvor beschriebenen Unterwassersender und/oder einen zuvor beschriebenen Unterwasserempfänger und/oder ein zuvor beschriebenes Unterwassersonar und/oder ein zuvor beschriebenes Unterwasserfahrzeug aufweist. In a further embodiment of the invention, the object is achieved by a watercraft, which has a previously described underwater transmitter and / or a previously described underwater receiver and / or a previously described underwater sonar and / or a previously described underwater vehicle.
„Wasserfahrzeuge“ im vorliegenden Sinne umfasst sämtliche Schiffe, Plattformen oder sonstige auf dem Wasser fahrende oder verweilende Objekte. "Watercraft" in the present sense includes all ships, platforms or other moving or lingering objects on the water.
Abschließend kann die Aufgabe gelöst werden durch einen Nachrüstsatz zum Nachrüsten eines Sonars, wobei der Nachrüstsatz einem vom Sonar ausgesandten oder empfangenen Unterwasserschallsignal einen erste Laufzeitunterschied und/oder einen ersten Intensitätsunterschied entlang eines ersten Abstrahlwinkels und/oder dass der Unterwassersender oder Unterwasserempfänger dem Unterwasserschallsignal einen zweiten Laufzeitunterschied und/oder einen zweiten Intensitätsunterschied entlang eines zweiten Abstrahlwinkels aufprägt, wobei dieses Aufprägen insbesondere beim Senden oder Empfangen erfolgt. Finally, the object can be achieved by a retrofit kit for retrofitting a sonar, wherein the retrofit kit a sonar transmitted or received underwater sound signal a first time difference and / or a first intensity difference along a first radiation angle and / or that the underwater transmitter or underwater receiver the underwater sound signal a second delay difference and / or impresses a second intensity difference along a second radiation angle, wherein said impacting occurs in particular during transmission or reception.
Somit kann ein Bauteil oder ein Software-Update bereitgestellt werden, welches im Einsatz befindliche Sonare derart einrichtet, dass diese Sonare ein zuvor beschriebenes Unterwasserschallsignal senden oder empfangen. Dies führt bei geringen Kosten zu hohen Effizienzsteigerungen bestehender Sonar-Systeme. Thus, a component or software update can be provided which sets in-use sonars such that these sonars send or receive a previously described underwater sound signal. This leads to high efficiency increases of existing sonar systems at low cost.
In einer diesbezüglichen Ausprägungsform ist der Nachrüstsatz passiv und/oder aktiv ausgestaltet. Somit können alternative Nachrüstsätze bereitgestellt werden. In a related embodiment, the retrofit kit is passive and / or active. Thus, alternative retrofit kits can be provided.
Zur Definition der Begrifflichkeiten „passiv“ und „aktiv“ wird auf die vorherigen Ausführungen verwiesen. For the definition of the terms "passive" and "active", reference is made to the previous statements.
Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen Furthermore, the invention will be explained in more detail with reference to embodiments. Show it
In einer ersten Alternative des Unterwasserschallsenders
Bei einem einfachen Herstellungsverfahren für den vorliegenden Unterwasserschallsender
Vorliegender erster Unterwasserschallsender
Eine weitere Alternative besteht darin, jedes einzelne Keramikfilament einzeln zu beschalten. Durch entsprechendes früheres oder späteres Beschalten kann eine gewünschte Signalform mit entsprechender gewünschter Signalintensität und oder mit einem winkelabhängigen Laufzeit- und/oder Intensitätsunterschied bereitgestellt werden. Another alternative is to individually connect each individual ceramic filament. By corresponding earlier or later wiring, a desired signal shape with a corresponding desired signal intensity and / or with an angle-dependent transit time and / or intensity difference can be provided.
In einer zweiten Alternative ist ein zweiter Unterwasserschallsender
Dadurch dass die Keramikplatten
In einer dritten Alternative weist ein dritter Unterwasserschallsender
Durch die geometrische Anordnung (Wölbung) wird bei gleichzeitigen Ansteuerungen der Piezokeramiken
Wie auch in den vorherigen Beispielen, kann durch zeitversetztes Ansteuern oder durch unterschiedliches Ansteuern ein Laufzeitunterschied und/oder ein Intensitätsunterschied einem Unterwasserschallsignal aufgeprägt werden. As in the previous examples, a time difference and / or an intensity difference can be impressed on an underwater sound signal by time-delayed activation or by different activation.
Jeder der zuvor beschriebenen alternativen Unterwasserschallsender
Um gegenseitiges Stören zu minimieren oder zu vermeiden, weisen die gescannten Flächen
Dadurch dass das Sidescan-Sonar
Ein Sidescan-Sonar
Grundsätzlich erfolgt die Beschaltung wie folgt. Basically, the wiring is as follows.
Es wird der Unterwasserschallsender
Durch Anpassen (in Abhängigkeit von der Höhe
Dadurch können insbesondere Objekte
Ein typischer Intensitätsverlauf in Abhängigkeit von der Detektionsrichtung ist in
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 101 101
- erster Unterwasserschallsender first underwater sounder
- 103 103
- Trägerschicht backing
- 105 105
- Keramikfilament Keramikfilament
- 201 201
- zweiter Unterwasserschallsender second underwater sounder
- 203 203
- Trägerschicht backing
- 205 205
- ebene Piezoelemente planar piezo elements
- 207 207
- Signalfront signal front
- 301 301
- dritter Unterwasserschallsender third underwater sounder
- 303 303
- Trägerschicht backing
- 305 305
- gekrümmte Piezoelement curved piezo element
- 411 411
- Side Scan Sonar Side scan sonar
- 413 413
- rechte Scanfläche right scanning surface
- 415 415
- linke Scanfläche left scan area
- 417 417
- Scanweite R Scan width R
- 418 418
- Scanweite R Scan width R
- 419 419
- Scanbreite scan width
- 421 421
- Scanlücke scan gap
- 423 423
- Scanausdehnung scan expansion
- 531 531
- Oberfläche surface
- 533 533
- Unterwassersignal Underwater signal
- 611 611
- Side Scan Sonar Side scan sonar
- 641 641
- erster Gegenstand first object
- 643 643
- zweiter Gegenstand second item
- 650 650
- Wasseroberfläche water surface
- 652 652
- vertikaler Bodenabstand vertical ground clearance
- 661 661
- erste Schallregelbegrenzung first sound control limit
- 662 662
- zweite Schallregelbegrenzung second sound control limit
Claims (14)
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102013100894.1A DE102013100894A1 (en) | 2013-01-29 | 2013-01-29 | Underwater sound signal, Underwater transmitter or Underwater receiver, Underwater sonar, Underwater vehicle and Retrofit kit |
EP14703520.8A EP2951610A1 (en) | 2013-01-29 | 2014-01-03 | Underwater sound signal, underwater transmitter or underwater receiver, underwater sonar, underwater vehicle and retrofitting kit |
PCT/DE2014/100000 WO2014117767A1 (en) | 2013-01-29 | 2014-01-03 | Underwater sound signal, underwater transmitter or underwater receiver, underwater sonar, underwater vehicle and retrofitting kit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102013100894.1A DE102013100894A1 (en) | 2013-01-29 | 2013-01-29 | Underwater sound signal, Underwater transmitter or Underwater receiver, Underwater sonar, Underwater vehicle and Retrofit kit |
Publications (1)
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DE102013100894A1 true DE102013100894A1 (en) | 2014-07-31 |
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ID=50071375
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102013100894.1A Withdrawn DE102013100894A1 (en) | 2013-01-29 | 2013-01-29 | Underwater sound signal, Underwater transmitter or Underwater receiver, Underwater sonar, Underwater vehicle and Retrofit kit |
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2014
- 2014-01-03 EP EP14703520.8A patent/EP2951610A1/en not_active Ceased
- 2014-01-03 WO PCT/DE2014/100000 patent/WO2014117767A1/en active Application Filing
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Title |
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Wikipedia: Ultraschall. Online Enzyklopädie. Version 26.01.2013. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP2951610A1 (en) | 2015-12-09 |
WO2014117767A1 (en) | 2014-08-07 |
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