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Echolotgerät für die Schrägortung in der Grundnetzfischerei Fischer
sind auf den rationellen Einsatz ihrer Boote angewiesen. Sie müssen möglichst alle
fangwürdigen Fischschwärme ausmachen und diese bereits beim einmaligen Überlaufen
vollständig abfischen. Mehrmaliges Überlaufen oder gar Verfehlen eines guten Fischschwarmes
setzt die Rentabilität herab, und zum anderen geht viel Fangzeit verloren, die wegen
der für deutsche Fischer sehr weiten Anmarschwege und der insgesamt beschränkten
Auslaufzeit nur relativ kurz und daher sehr wertvoll ist.
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Es ist deshalb für die Fischer wichtig, einen Fischschwarm voraus
und genau genug anpeilen zu können, um den Kurs des Schiffes exakt darauf auszurichten.
Insbesondere in der Schleppnetzfischerei ergeben sich bei der dazu nötigen Schrägortung
mit den bekannten Echolotgeräten erhebliche Schwierigkeiten oder der Aufwand ist
nicht tragbar.
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Es sind Echolotgeräte mit sogenanntem »narrow beam,« d. h. mit extrem
schmaler Richtcharakteristik entwickelt worden. Beispielsweise werden mit einem
1 qm großen Schwinger bei 30 kHz Öffnungswinkel von weniger als 30 erreicht. Die
Vorteile einer derartigen Anlage sind ungeheuer. Es können mit sehr großer Peilschärfe
auch relativ dicht über dem Boden stehende Fische weit voraus ausgemacht werden.
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Diese Bestimmung ist wichtig für den Bodentrawl bzw. die Schleppnetzfischerei
mit dem Grundnetz, weil mit den üblichen Grundnetzen nur Fische bis zu einer gewissen
Höhe über dem Grund, bei Kabeljau und Rotbarsch etwa bis zu 2,5 m und bei Hering
bis zu etwa 8 m, gefangen werden können. Bei der geometrisch scharfen Bündelung
ist im allgemeinen auch bei der Schräglotung eine Unterscheidung der Fische vom
Boden möglich, während mit den »normalen« Echolotgeräten mit geringerer Bündelung
gleichzeitig Echosignale von Fisch und Boden empfangen werden, die miteinander verschmolzen
sind so daß die Fische nicht ausgemacht werden können.
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Die außerordentlichen Vorteile der »Narrow-Beam«-Anlage müssen mit
einem sehr großen Aufwand auch an Schiffsraum erkauft werden. Außerdem muß ein derartig
scharf gebündelter Strahl gegen Schiffsschwankungen, die je nach Schiffsgröße um
100 liegen können, stabalisiert werden. Auch benötigen derartig große Wandler-»Matratzen«
von etwa 1 qm eine mechanische Neigungseinrichtung.
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Der Großteil der Fischereifahrzeuge hat aber keinen Platz, der sowohl
außerhalb des Schiffsrumpfes als auch innerhalb desselben sehr begrenzt ist. So
können keine großen Koker vorgesehen werden, denn einfahrbar müssen große Geräte
sein, weil viele Fischereifahrzeuge in relativ kleinen, d. h. auch ila-
chen Häfen
beheimatet sind und Schiffe auch eindockbar sein müssen. Abgesehen vom Raumproblem
sind auch die Kosten für Fischereifahrzeuge untragbar.
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Die Erfindung stellt sich deshalb die Aufgabe, ein auch für kleine
Fischereifahrzeuge, die mit Grundnetz fangen, geeignetes Echolotgerät zur Schräglotung
mit hoher Peilschärfe und geringem Raumbedarf zu erstellen. Zur Lösung geht die
Erfindung den umgekehrten Weg, wie er, vorstehend beschrieben, von der Technik beschritten
wurde.
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Zur Lösung benutzt die Erfindung die Erkenntnis, daß es trotz der
bisherigen Mißerfolge zweckmäßig ist, von an sich bekannten Echolotgeräten für Unterwasserschall
mit einer Zweikanal-Empfangsanordnung sowie mit einer Summe-Differenz-Auswertung
auszugehen. Sie ist dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangswandler für die Schrägortung
in der Grundnetzfischerei eine relativ zum Fischschwarm in einer vertikalen Schnittebene
durch das Wasser wenigstens dreimal breitere Richtcharakteristik aufweisen und elektrische
Siebmittel im Zuge des Differenzk an als mit einer derartigen Lage ihres Durchlaßbereiches
vorgesehen sind, daß sie das Differenzsignal des durch die Wahl der breiten Richtcharakteristik
langen Meeresbodenechos unterdrücken, nicht aber das des kurzen Fischschwarmechos.
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Summe-Differenz-Anlagen sind an sich bekannt.
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Sie besitzen ebenfalls eine große Peilschärfe und haben trotzdem nur
einen geringen Raum- und Kostenaufwand. Sie sind aber ohne weiteres bei der Schrägortung
von Bodenfischen nicht funktionsfähig.
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Die Erfindung stellt diese Funktionsfähigkeit durch das Zusammenwirken
zweier gegensinniger Maßnahmen her: der Verbreiterung der Richtcharakteristik gegenüber
der »Narrow-Beam«-Anlage und der Anordnung von Kompensationsmitteln für das verlängerte
Bodensignal.
Hierdurch wird das sonst vorteilhafte Summe-Differenz-Verfahren auf die Schrägortung
von Bodenfischen übertragbar. Die Erfindung vereinigt so die eingangs erläuterten
außerordentlichen Vorteile der »Narrow-Beam«-Anlage mit den Vorteilen des Summe-Differenz-Verfahrens
unter Vermeidung ihrer Nachteile.
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Ferner ist es bekannt, elektrische Siebmittel vorzusehen, die eine
ähnlich einer Zwischenfrequenz bei Rundfunksupern mit Hilfe des während der ganzen
Lotperiode frequenzmodulierten Sendeoszillators aus dem einkanalig empfangenen,
ebenfalls frequenzmodulierten und sich ebenfalls über die ganze Lotperiode erstreckenden
Echosignal gebildete Differenzfrequenz aussiebt und die Summenfrequenz unterdrückt.
Die weitere Auswertung endet nach mehrfacher Frequenztransponierung in einer hörbaren
Frequenz als Alarmsignal für das Vorkommen von Bodenfischen. Diese Anlage setzt
aber ein zeitlich getrenntes Einfallen von Fisch- und Bodenecho und deshalb einen
scharf bündelnden Wandler von etwa 30 Bündelung voraus und ist deshalb für Fischereifahrzeuge,
wie eingangs bereits ausgeführt, zu aufwendig; sie vermag außerdem auch nicht, einen
Fischschwarm anzupeilen, wie es für das Ansteuern des Schleppnetzes notwendig ist,
noch ein Echogramm zu schreiben.
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In weiterer Ausbildung der Erfindung ist die Richtcharakteristik
so breit gewählt, daß das Fischschwarmsignal kürzer als der Abstand der beiden Maxima
des Differenzsignals des Bodens ist. Hierdurch wird eine Kompensation des Bodens
erleichtert und die Peilung verbessert. Die Erfindung ist in dieser Richtung, der
Verkürzung der Fischschwarmsignale relativ zum Bodensignal durch Verbreiterung der
Richtcharakteristik, weiter ausbaufähig. In Beispielen ist die Richtcharakteristik
wenigstens dreimal breiter als der Fischschwarm und/oder die Breite der Richtcharakteristik
so gewählt, daß das Fischschwarmsignal kürzer als die Halbwertsbreite des Differenzsignals
des Bodens ist. Dies benutzt die der Erfindung zugrunde liegende, der bekannten
Entwicklung entgegengerichtete Erkenntnis, daß eine Verbreiterung der Richtcharakteristik
die Peilschärfe erhöhen kann, in verstärktem Maße.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung werden an Hand der Ausführungsbeispiele
und der Patentansprüche erläutert. Es zeigt F i g. 1 einen senkrechten Schnitt durch
das Wasser, Fig.2 ein den geometrischen Verhältnissen der F i g. 1 entsprechendes
Summe- und Differenz-Echosignal, F i g. 3 Kennlinie eines Hochpasses zur Trennung
von Fisch- und Bodenecho, Fig.4 eine Draufsicht auf die Wasseroberfläche mit einer
zu Fig. 1 senkrechten Bündelung, F i g. 5 Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels
der Erfindung, F i g. 6 ein weiteres, detailiertes Ausführungsbeispiel.
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In der Fig. 1 sind mit 1 die Wasseroberfläche, mit 2 der Meeresboden,
mit 3 ein Fischschwarm und mit 4 ein Kutter für die Grundnetzfischerei bezeichnet.
Mittels mehrerer Schwinger 5 am Kutter können Ultraschallimpulse in an sich bekannter
Weise gesendet und empfangen werden. 6 ist ein derartiger Sendeimpuls in einer momentanen
Lage beim Erreichen des Bodens 2. Die Länge bzw. Dauer des
Sendeimpulses ist kurz,
verglichen mit der Zeit, die der Impuls bei der Schrägortung benötigt, um längs
des Bodens, in der Zeichnung von links nach rechts, entlangzulaufen. Die - strichpunktierte
Linie 7 kennzeichnet die Lotrichtung, die um den Winkel a gegenüber der Horizontalen
geneigt ist. Die Lotrichtung ist nur eine rechnerische Größe, während die Lotung
selbst immer mit einem endlichen Öffnungswinkel erfolgen muß, um die notwendige
Schallenergie transportieren zu können. Hierdurch verschlechtert sich die Peilgenauigkeit
mit der Breite des Öffnungswinkels, weshalb sich die Technik um einen möglichst
engen Öffnungswinkel bemüht, der aber wegen der Wellennatur des Schalles einen großen
Aufwand erfordert, wodurch sich die eingangs geschilderte Diskrepanz bei der Ausstattung
und dem Betrieb von Fischereifahrzeugen ergibt. Aber auch der eingangs geschilderte
Wandler mit einer »Matratze« von lm Kantenlänge sowie einer Frequenz von 30 kHz
und einem daraus resultierenden Öffnungswinkel der Richtcharakteristik von weniger
als 30, mit einem für Fischereifahrzeuge undiskutablen Aufwand, führt noch zu Versagern.
Ein Öffnungswinkel von 30 ist in der F i g. 1 durch ß, dargestellt. Wie ersichtlich,
verschmelzen auch hierbei ein sehr dicht über dem Boden stehender Fischschwarm 3
und die beschallte Bodenfläche miteinander, so daß der Fischschwarm trotz der bereits
als extrem zu bezeichnenden Bündelung bei der Schräglotung nicht auflösbar ist.
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Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß für Fischereifahrzeuge
der zur bestehenden Entwicklungstendenz umgekehrte Weg eines gegenüber dem »narrow
beam« breiteren Öffnungswinkels, beispielsweise wie er etwa durch ß2 veranschaulicht
ist, vorteilhafter ist und dazu das an sich bekannte Summe-Differenz-Verfahren heranzuziehen
und Kompensationsmittel dafür vorzusehen, daß sich durch die Verbreiterung des Öffnungswinkels
der Fischschwarm von dem Boden noch schlechter abhebt als vorher.
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Es ist erfindungsgemäß erkannt worden, daß sich aber durch diese Maßnahme
nicht nur ein Ausgleich für den größeren Öffnungswinkel erzielen läßt, sondern daß
sich eine überschießende Wirkung ergibt, die sogar zu besseren Resultaten führen
kann, als sie in dem dargestellten Fall mit der extremen Bündelung P1 erhalten wird.
Ganz abgesehen davon, ist der Aufwand um Größenordnungen geringer, so daß das erfindungsgemäße
Echolotgerät zum rechtzeitigen Ausmachen und Anpeilen von Fischschwärmen nach Richtung
und Entfernung auch für die Mehrzahl der Fischereifahrzeuge geeignet ist. Wie nämlich
eine Betrachtung des bei der Schrägortung eines mit dem Grundnetz zu befischenden
Fischschwarmes zu erwartenden umfassenden Echosignals zeigt, lassen sich elektrische
Kompensationsmittel, Korrektionsmittel, Siebmittel im Verlauf des Echolotgerätes
und/ oder Verstärkers finden, die bei einem verbreiterten Öffnungswinkel in der
Lage sind, das Fischecho vom Bodenecho zu trennen bzw. das Bodenecho ganz zu unterdrücken.
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Zur Erläuterung dieses Sachverhalts sind in der F i g. 2 die Einhüllenden
des Summensignals und des Differenzsignals aus der Fig. 1 abgeleitet. 8 stellt das
Summensignal des Bodens dar, in dessen Verlauf das Fischecho g erscheint. 10 ist
die Einhüllende des Differenzsignals, in der das Fischecho nicht mehr vorhanden
ist. Das liegt daran, daß für den über dem Boden liegenden Fischschwarm 3 eine der
gestrichelten
Linie 11 zuzuordnende Empfindlichkeitskurve 12 der
Summe-Differenz-Anordnung gilt. Hierin kommt das Fischsignal in das Minimum 13 zu
liegen und tritt auch wegen seiner Kürze praktisch nicht mehr in Erscheinung. Auf
der Ausnutzung dieser relativ scharfen Lage im Minimum der Differenzspannung statt
einer Auswahl aus mehreren benachbarten und nur wenig unterschiedlichen Scheitellagen
auf dem Summensignal 8 beruht die an sich durch das Summe-Differenz-Prinzip mögliche
große Peilschärfe. Es kommen aber sämtliche der Empfindlichkeitskurve 12, d. h.
sämtliche innerhalb des Öffnungswinkels P2 liegenden Echos in einer der Empfindlichkeitsverteilung
der Kurve 12 in Abhängigkeit von der Winkellage innerhalb des Öffnungswinkels Bi
entsprechenden Stärke gleichzeitig herein, so daß das Peilminimum in der Anzeige
nicht mehr erscheint.
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Dadurch geht auch die Peilschärfe verloren, und die spezifische Wirkung
des Summe-Differenz-Verfahrens kann nicht ausgenutzt werden. Dadurch sind bisher
Summe-Differenz-Anlagen für die in der F i g. 1 dargestellten Lotverhältnisse, wie
sie aber gerade für die Fischerei wichtig sind, nicht anwendbar. Zur Abhilfe ordnet
die Erfindung zunächst dem Empfindlichkeitsverlauf, wie er sich unter Einbeziehung
der Sendestärke innerhalb der Summenrichtcharakteristik der beiden Empfangswandler
einer Summe-Differenz-Anlage darstellt, eine Wellenlänge zu, wie sie etwa zur Hälfte
durch 1l in der F i g. 2 beispielhaft wiedergegeben ist. Ebenso wird dem Fischecho
9 eine 2.1.2 entsprechende Wellenlänge zugeordnet. Wird sodann der Öffnungswinkel
P- in einer zunächst befremdenden Weise gegenüber ß vergrößert bzw. gegenüber dem
Fischschwarm 3 verbreitert, so liegen die beiden Wellenlängen2-1, und 2-12 schließlich
so weit auseinander, daß sie beispielsweise mittels eines Hochpasses mit einer der
Fig. 3 entsprechenden Kennlinie 14, Durchlässigkeit (y) in Abhängigkeit von der
Wellenlänge (x) getrennt werden kann. 24 möge 2.11 und As 2 l2 entsprechen. Die
Folge davon ist, daß die an sich zu erwartende Verschlechterung des Peilminimums
ausbleibt und im Gegenteil dieses bei der Schrägortung von Bodenfischen überhaupt
erst einstellbar bzw. anzeigbar wird. Durch den Hochpaß kann jetzt nämlich das Bodenecho
abgetrennt werden, so daß bei der richtigen Lage des Fischschwarmes 3 auf der Peilrichtung
bzw. Lotstrahlrichtung 7 im Differenzkanal tatsächlich ein Peilminimum vorhanden
ist. So hat die zunächst zu erwartende Verschlechterung des allein bei der Schrägortung
von Bodenfischen im allgemeinen funktionierenden, geometrisch scharf bündelnden
Wandlers zu der Möglichkeit einer Anwendung des an sich bekannten Summe-Differenz-Verfahrens
mit ebenfalls guter Peilschärfe, aber geringerem Aufwand geführt, das ohne weiteres
bei der Schrägortung von Bodenfischen nicht einsetzbar ist. Dabei kann der gezeichnete
Fall in der Fischerei vorkommen, in dem sogar das geometrisch extrem bündelnde Gerät
versagt, während dagegen das erfindungsgemäße Gerät bei ähnlich guter Peilschärfe
funktioniert, aber darüber hinaus einen wesentlich geringeren Aufwand erfordert.
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Im Summensignal kann an sich das gesamte Signal unbeeinflußt bleiben,
weil die Peilschärfe vor allem durch das Minimum des Differenzsignals bestimmt wird.
Dieser Effekt läßt sich aber verstärken, wenn zusätzlich im Zuge des Summensignals
ebenfalls
Mittel zur Benachteiligung der Verstärkung des Bodensignals vorgesehen
sind. Diese Benachteiligung kann mehr oder weniger stark und auch den besonderen
Umständen anpaßbar sein, so daß durchaus auch ein Teil des Bodens im Anzeigegerät
sichtbar bleiben kann.
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In der Fig.5 ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Echolotgerätes in Form eines Blockschaltbildes dargestellt. 16 ist ein Stück der
Wandung eines Fischkutters im Schnitt, an dem eine stromlinienförmige, schalldurchlässige
Hülle 17 befestigt ist. Sie verhindert Störungen durch Wirbelbildungen an den schräggestellten
Wandlern 18, 19, die von einem Halter 20 getragen werden. Die Wandler können sowohl
piezoelektrische als auch magnetostriktive Schwinger enthalten, wie auch aus den
beiden Hälften eines größeren, umfassenden Wandlers gebildet sein. Von den beiden
Wandlern führen getrennte Leitungen 21, 22 zu einem Summe-Differenz-Rechner 23,
in dem sowohl die Summe
als auch die Differenz A der von den beiden Wandlern empfangenen Signale gebildet
werden. Dadurch ist den beiden Wandlern die üblicherweise als Richtcharakteristik
bezeichnete Keule 24 des Summensignals und die Doppelkeule 25 des Differenzsignals
zugeordnet.
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Wird mit der Summenkeule24 gesendet, so ergibt sich im Zusammenhang
mit der Verteilung der Sendeenergie innerhalb des Öffnungswinkels für das Differenzsignal
nur der schraffierte Bereich. Demzufolge ergeben sich die Summen- und Differenzspannungsverläufe
in einer in der F i g. 2 bereits dargestellten Form.
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Der Sendegenerator ist mit 26 bezeichnet und kann beispielsweise
mittels des Umschalters 27 an die Leitungen 21, 22 und damit an die Wandler 18,
19 gelegt werden. 28 ist ein Phasenschieber, durch den die Keulen 24, 25 elektrisch
geschwenkt werden können, so daß es nicht nötig ist, die Wandler 18, 19 durch Getriebe
mechanisch zu neigen, sondern es genügt, sie zweckmäßigerweise in einer mittleren
Stellung fest zu haltern. Das ist zwar bei Summe-Differenz-Anlagen an sich bekannt,
wird aber durch die Erfindung auf die Schrägortung bei Fahrzeugen der Schleppnetzfischerei
übertragbar, wodurch sich die einfache und raumsparende, vor allem auch innenraumsparende
Konstruktion für die relativ kleinen Fischkutter vorteilhaft zum Tragen kommt, wie
es die Teile 16 bis 20 im Schema beispielhaft zeigen.
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Aus dem Summe-Differenz-Rechner 23 führen ein Summenkanal 28 und ein
Differenzkanal 29, die beide in einer gemeinsamen Anzeigeeinrichtung 30 enden.
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Die Kanäle enthalten zunächst je einen Verstärker 31, 32. Zwischen
dem Summe-Differenz-Rechner 23 und der gemeinsamen Anzeigevorrichtung 30 sind Mitte135,
36 zur Benachteiligung der Meeresbodensignale vorgesehen. Dadurch tritt die im Zusammenhang
mit der F i g. 2 beschriebene vorteilhafte Wirkung ein. Diese Mittel können recht
unterschiedlicher Natur sein. Beispielsweise können sie auch über die im Zusammenhang
mit den Fig.2,3 beschriebene Wirkungsweise hinausgehen und auf andere oder zusätzliche
Kriterien des Meeresbodens ansprechen.
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So können sie auf die Amplitude der Meeresbodensignale ansprechen.
Diese Mittel können auch im Zuge des Verstärkers zur Benachteiligung der Meeresbodensignale
bei der Verstärkung angeordnet
sein. Weiterhin lassen sich diese
Mittel einfacher und wirkungsvoller ausbilden, wenn zwischen dem Summe-Differenz-Rechner
23 und diesen Mitteln 35, 36 Demodulationsmittel 33, 34 angeordnet sind. Beispielsweie
ist es dann möglich, einen einfach gebauten Hochpaß zu wählen, wie er bereits in
den Kästen 35, 36 angedeutet ist, dessen Flankenlage 15 entsprechend der Fig. 3
wählbar ist.
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Geeignete Siebmittel sind auch aus der Technik der Frequenzweichen
aus dem Fernmelde- und Rundfunkwesen entnehmbar. Die Erfindung überträgt solche
Frequenzweichen auf Echolotgeräte. Ebenfalls ist es z. B. bekannt, daß sich die
Flankensteilheit eines Durchlaßbereiches durch Schwingkreise versteilen läßt. Zweckmäßigerweise
werden bei Echolotgeräten Schwingkreise auf die Länge des Fischschwarmsignals abgestimmt.
Durch diese Maßnahme ergibt sich ein Minimum an Einstell- und Nachstellarbeit bei
sich ändernden Lotverhältnissen.
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Es ist bereits erfindungsgemäß vorgeschlagen, Mittel zur Unterdrückung
der Meeresbodensignale nur im Zuge des Differenzsignals anzuordnen. Wie bereits
erwähnt, tritt aber eine verstärkte Wirkung ein, wenn derartige Mittel auch im Zuge
des Summensignals vorgesehen sind. Auch ist es keineswegs notwendig, daß diese Mittel
in beiden Kanälen gleich stark wirken, insbesondere wird man eine stärkere Wirkung
im Differenzkanal bevorzugen. Auch die Flankenlage braucht in beiden Kanälen nicht
gleich zu sein, wenn dieses an sich auch zur Erzielung gleicher Bausteine nützlich
ist.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden in der
Fig.6 erläutert. Von einem Taktgeber 40 wird ein Generator 41, der über Phasenschieber
42 auf die Wandler 45 bis 47 wirkt, angestoßen. Der Taktgeber 40 kann ein mechanischer
Schalter sein, der beispielsweise durch einen Motor zusammen mit einem Schreiber
angetrieben wird. Als Beispiel ist ein elektrischer Taktgeber gezeichnet, der durch
einen astabilen Multivibrator veranschaulicht wird. Die Zeitkonstanten, die die
Pausen und Impulsdauer bestimmen, sind ungleich gewählt. Außerdem sind sie einstellbar
ausgebildet. Der Multivibrator liefert lange negative Rechteckimpulse, die sich
durch Ca, Rg in ihrer Länge einstellen lassen. Dazwischen sind kurze Pausen, in
denen der Oszillator schwingt.
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Der Ausgangsimpuls des Multivibrators dient als Gittervorspannung
der Generatorröhre Rö 7. Der Generator stellt eine Oszillatorschaltung mit induktiver
Rückkupplung dar, dessen Schwingungsfähigkeit durch den Multivibrator gesteuert
wird, so daß er nur in den kurzen Impulspausen schwingen kann.
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Der gezeichnete Generator stellt nur ein einfaches Schema dar, dem
auch noch eine Endverstärkerstufe nachzuordnen ist.
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Mittels der Umschalter Sl, 52 sind zusätzliche Wandler 46, 47 zu-
und abschaltbar. Durch eine Zuschaltung ergibt sich ein geringerer Öffnungswinkel
der Richtcharakteristik. Überhaupt sind auch sonstige Mittel zur Änderung der Breite
der Richtcharakteristik bei der Erfindung vorteilhaft anwendbar. Eine Änderung kann
auch durch Umschaltung auf eine andere Ultraschallfrequenz erfolgen. Durch diese
Breitenänderung wird die Möglichkeit gegeben, die Wellenlänge 2 2.1, Il bzw; 2 -
ls (Fig. 2) den Lotverhältnissen anzupassen. Insbesondere ist es zweckmäßig, diese
Anpassung in Abhängigkeit von der Lotentfernung vorzunehmen. Es ist hier bereits
eine
einmalige Anpassung bzw. änderung der Breite der Richtcharakteristik vorteilhaft.
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Um immer sicher zu sein, unter optimalen Bedingungen zu loten und
um eine möglichst gute Ausnutzung der Erfindung auch im vielseitigen und ablenkenden
Bordbetrieb sicherzustellen, ist es zweckmäßig, die Mittel zur Änderung der Breite
der Richtcharakteristik mit Mitteln zum Wählen eines Entfernungsbereiches zu kuppeln.
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Diese Kupplung ist beispielhaft durch die gestrichelte Linie 48 veranschaulicht,
die einerseits von den Schaltern Sj, S2 und andererseits zu dem Taktgeber 40 bzw.
zur Bereichsumschaltung führt, die dessen elektrische Einstellglieder für die Steuerimpulslänge
Ca, Cg betätigt.
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Durch diese Anpaßbarkeit ist es möglich, dafür zu sorgen, daß auch
bei sehr kurzen Entfernungen das Bodensignal immer langwelliger bleibt als das Fischschwarmsignal.
Zweckmäßigerweise wird die Richtcharakteristik so breit gewählt bzw. in ihrer Breite
einstellbar ausgebildet, daß für einen gewissen Variationsbereich der Lotentfernung
die Richtcharakteristik wenigstens dreimal breiter als der Fischschwarm bleibt.
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Die Wandler 44 bis 47 dienen gleichzeitig zum Empfangen der Echos.
Die Wandler werden schematisch gezeichnet mittels der gekuppelten Schalter S4 an
die Empfänger gelegt. Es gibt viele andere bekannte Konstruktionen, um den starken
Sendeimpuls bei Benutzung derselben Wandler zum Senden und Empfangen von den Empfängereingängen
fernzuhalten, beispielsweise die Anordnung von antiparallelen Dioden zwischen einem
mit Vorwiderstand versehenen Empfängereingang und Erde. Die von den Wandlern abgegebenen
Signale werden sodann über Phasenschieber 43 in getrennten Kanälen den Vorverstärkern,
veranschaulicht durch die Röhren Röl und Rö24 zugeführt. Die Phasenschieber 42 für
den Sender und 43 für den Empfänger sind miteinander gekuppelt. Es können selbstverständlich
auch gemeinsame Phasenschieber für Senden und Empfang und/oder in jedem Kanal Phasenschieber
angeordnet sein.
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Der Summe-Differenz-Rechner 49 enthält die beiden Transformatoren
T1, T2. In T, bildet sich das Differenzsignal A und in T2 das Summensignal
Mit 50, 51 sind je ein festes Phasenglied vorgesehen, um die in den Summe- bzw.
Differenztransformatoren entstehende gegenseitige Verschiebung von 900 in der Phase
wieder rückgängig zu machen. Die Phasenglieder bestehen aus je einem in Reihe geschalteten
Kondensator mit der Kapazität C und einem Widerstand vom Wert R, die mit der verwendeten
Schall-oder Ultraschallfrequenz i der Meßimpulse in folgender Beziehung stehen:
2 zf = 1/RC.
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Durch die beiden Phasenglieder werden die Signale das eine Mal um
+450 und das andere Mal und - 450 verschoben, so daß sich insgesamt eine ausgleichende
Phasenverschiebung von 90° ergibt.
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In der RöhreRö3 werden das Differenzsignal A und in der Röhre Rö4
das Summensignal
weiter verstärkt. Es schließen sich sodann Demodulationsmittel 52, 53 an, beispielsweise
Diode mit Siebglied für den Träger, an deren Ausgang Signale entsprechend
der
Fig.2 erscheinen. Mit 54, 55 sind Hochpässe bezeichnet, von denen der für das Differenzsignal
mit einem längs angeordneten, auf die Länge des Fischschwarmsignals abgestimmten
Serienresonanzkreis aufgebaut ist, um dort eine verstärkte bzw. eine steilere Flanke
zu erzielen. Unterstützt wird die Wirkung der Hochpässe54, 55 durch eine knappe
Abblockung des Kathodengliedes 56 bzw. 57 der Verstärkerröhren Rö 5 bzw. Rö 6. Dadurch
entsteht für das langwellige Bodensignal eine Gegenkopplung, so daß es bei der Verstärkung
zusätzlich benachtelligt wird.
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Schließlich gelangen die ausreichend verstärkten Echosignale an die
Ablenkplatten einer Kathodenstrahlröhre 5, wobei z. B. in an sich bekannter Weise
das Summensignal
an die senkrechten Platten und das Differenzsignal A an die waagerechten Platten
gelegt ist. Als Folge davon erscheint bei der Ortung eines Fisches ein Strich 59
auf dem Schirm, dessen Neigung die Ablage von der Lotrichtung erkennen läßt. Insbesondere
zeigt er beim Einschwenken der Lotrichtung auf den Fischschwarm die richtige Peilrichtung
durch eine senkrechte Stellung an. Ohne die Erfindung würde diese an sich bekannte
Peilanzeige bei der Schrägortung von Bodenfischen einen breiten Fächer bilden, dem
die Richtung des Fischschwarmes nicht entnehmbar ist.
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Die Erfindung ist noch vielfältiger weiterer Ausbildungen fähig.
Insbesondere ist es möglich, die Mittel zur Benachteiligung bzw. Unterdrückung der
Meeresbodensignale einstellbar auszubilden, beispielsweise die Flankenlage 15 (Fig.3)
durch elektrische Einstellmittel veränderbar zu machen. Dazu können in beispielhafter
Ausbildung die elektrischen Bauelemente der Hochpässe 54, 55 (F i g. 6) einstellbar
und/ oder umschaltbar auf Bauelemente anderer Werte, wie es in der Meßtechnik an
sich bekannt ist, ausgebildet werden; dadurch kann unter allen nur vorkommenden
Lotverhältnissen eine optimale Anpassung bzw. Trennung von Fisch- und Bodensignale
erreicht werden.
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Weiterhin können Bedienungserleichterungen durch eine Einstellbarkeit
der Flankenlage bzw. des Durchlaßbereiches der elektrischen Siebmittel in Abhängigkeit
von einzelnen Parametern vorgesehen werden.
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Es ist möglich, Parameter einzeln zu berücksichtigen, indem einzelne
Bauelemente der Hochpässe bzw.
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Siebmittel einzelnen Parametern einstellbar zugeordnet werden. Derartige
Parameter sind z. B. Öffnungswinkel der Richtcharakteristik, Neigung der Lotrichtung
usw. Besonders einfache Verhältnisse ergeben sich, wenn der Durchlaßbereich auf
den Fischschwarm abgestimmt ist. Dann berücksichtigt eine Zuordnung der Abstimmung
zur Lotentfernung bereits weitgehendst die sich bei der Verfolgung des Fischschwarmes
bis unter das Schiff sich ändernden Lotverhältnisse. Die Realisierung dieser Zuordnung
kann durch Skalen und/oder Kupplungen erfolgen.
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So ist beispielsweise die Anordnung einer Entfernungsskala bei einer
Handhabe für elektrische Einstellmittel des Durchlaßbereichs vorteilhaft, wie auch
im verstärkten Maße die Anordnung einer Kupplung zwischen Mitteln zur Entfernungsbereichumschaltung
und den elektrischen Einstellmitteln für den Durchs laßbereich. Auch ist es zweckmäßig,
eine zusätzliche Einstellbarkeit des Durchlaßbereiches von Hand vorzusehen.
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Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele
beschränkt, sondern auch in Teilen bei anderen Summe-Differenz-Anlagen vorteilhaft
anwendbar. Das ist beispielsweise eine vorgeschlagene Lotanlage, in der das Differenzsignal
die Anzeigestärke des Summensignals regelt. Auch können von anderen Echolotgeräten
Verfahren und Hilfsgeräte bei der Erfindung benutzt werden. Beispielsweise kann
ebenso die Peilschärfe durch das Summe-Differenz-Verfahren in der horizontalen Ebene
erfolgen, wie es Fig. 4 in der Draufsicht zeigt. Dies kann durch die Anordnung der
beiden unter dem Schiff 4" befindlichen Wandler 18", 19" nebeneinander erreicht
werden. Es sind in der Fig.4 dieselben Bezeichnungen wie in der F i g. 1, nur mit
zweigestrichenen Bezugszeichen benutzt. Möglich ist auch die gleichzeitige Anwendung
der Bündelung in beiden Ebenen, so daß sowohl Neigungswinkel als auch seitliche
Ablage der Lotrichtung ablesbar werden.
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Auch können die phasenschiebenden Mittel zur elektrischen Neigung
bzw. Schwenkung der Lotrichtung in an sich bekannter Weise mit einem Kreisel gekuppelt
sein.