DE1548516C3 - - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf Echolotgeräte, bei welchen eine Mehrzahl von Echo-Empfangselementen Echos aus verschiedenen Richtungen über einen Winkelsektor hinweg empfangen, wobei andere der Elemente Echos aus anderen der Richtungen empfangen und jedes Element seinen eigenen individuellen Empfangskanal zum Ermitteln der durch das jeweilige Element empfangenen Echos aufweist, und wobei eine Darstellung zumindest der Richtung innerhalb des Sektors, aus dem ein Echo empfangen wird, in Übereinstimmung mit jeweils demjenigen der Empfangskanäle, der das jeweilige Echo ermittelt, vorgesehen ist.

Es ist bereits ein Schall-Ortungsgerät der genannten Gattung bekannt, bei welchem eine Mehrzahl von Echo-Empfangselementen nebeneinander in einer rechteckigen Anordnung vorgesehen ist. Jedes der Empfangselemente hat eine Breite von etwa dem Zehnfachen der Wellenlänge der verwendeten akustischen Wellenenergie und hat dadurch eine Richtungscharakteristik, welche die Winkelrichtung, aus welcher Echos durch das Element empfangen werden, beschränkt. Die Anordnung von Empfangselementen liegt auf einer konvexen Oberfläche und zeigt von dieser nach außen, so daß die Empfangsrichtungen der verschiedenen Elemente einheitlich über einen wesentlichen Beobachtungswinkelsektor ausgebreitet werden. Eine bildliche Darstellung des Objektes innerhalb dieses Sektors ist in Übereinstimmung mit den Echos vorgesehen, welche durch die Empfangskanäle der verschiedenen Empfangselemente in der Anordnung ermittelt werden, wobei der Grad der Definition, mit welchem irgendein solches Objekt dargestellt wird, von dem Grad der Richtungsschärfe der Anordnung abhängig ist.

Die Richtungsschärfe der Anordnung von Empfangselementen ist beim bekannten Gerät von zwei Hauptfaktoren abhängig. Erstens ist sie abhängig von der Anzahl von Elementen, die dazu verwendet werden, den gewünschten Beobachtungssektor abzudekken, wobei der Grad der Schärfe bei größerer Anzahl um so größer ist. Zweitens ist sie abhängig von dem Richtungsvermögen jedes einzelnen Empfangselementes, und dieses ist wiederum direkt abhängig von der Breite des verwendeten Elementes. Somit kann die Richtungsschärfe der Anordnung durch Erhöhung der Anzahl, von Elementen, die den jeweiligen Sektor abdecken, und durch Vergrößerung ihrer individuellen Breiten verbessert werden, aber es ist klar, daß diese beiden Schritte nur mit dem Aufwand einer wesentlichen Vergrößerung der Abmessung der Anordnung unternommen werden können. In der Praxis gibt es eine Grenze für die Abmessung der Anordnung, die verwendet werden kann, und das Vorsehen der Anordnung wird notwendigerweise einen Kompromiß zwischen den beiden Faktoren der Anzahl und der Breite der verwendeten Empfangselemente mit sich bringen. Das bekannte Gerät hat folglich den Nachteil, daß der Grad der Richtungsschärfe (und daher der Darstellungsdefinition), die erzielt werden kann, vom praktischen Gesichtspunkt her begrenzt ist.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Ausführungsform von einem Schall-Ortungsgerät der genannten Gattung zu schaffen, durch welche dieser Nachteil in einem erheblichen Ausmaß überwunden wird.

Dies wird erfindungsgemäß in erster Linie dadurch erreicht, daß ein sphärischer oder rundzylindrischer Konkavrefiektor allen Elementen zugeordnet wird und daß die Elemente dicht nebeneinander auf oder nahe der Fokalfläche des Reflektors so angeordnet werden, daß sie dadurch Echos aus individuellen, dicht-beabstandeten Winkelrichtungen über den Sektor hinweg empfangen.

Bei Verwendung des sphärischen oder zylindrischen Konkavreflektors ist der Mindestwinkelabstand, der zwischen den individuellen Empfangsrichtungen erzielt werden kann, bis zu einem wesentlichen Ausmaß abhängig von der Dichte, mit welcher die Empfangselemente nebeneinander auf der Fokalfläche angeordnet werden können. Die Breite jedes Empfangselementes wird in dieser Hinsicht vorzugsweise so klein gewählt, wie es hinsichtlich der Verteilung der aus der jeweiligen Richtung empfangenen Echoenergie über die Fokalfläche gewöhnlich praktikabel ist. Das jedem Empfangselement im Gerät nach der Erfindung zugeordnete Richtungsvermögen ergibt sich nicht aus der Breite des Elementes selbst, sondem eher aus dem Umstand, daß es auf oder nahe der Fokalfiäche des sphärischen oder zylindrischen Reflektors angeordnet ist; somit wird die Breite nicht durch das erforderliche Richtungsvermögen diktiert, und sie kann wesentlich kleiner als sonst sein. Der Umstand, daß eine kleine Breite verwendet werden kann, ergibt die Möglichkeit, eine große Anzahl von Empfangselementen anzuordnen, um jeden besonderen Winkelsektor mit einem hohen Grad von Richtungsschärfe abzudecken.

Die Erfindung wird nunmehr an Hand der sie beispielsweise wiedergebenden Zeichnungen näher beschrieben, und zwar zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung eines Schall-Ortungsgerätes,

F i g. 2 ein schematisches Schaltbild einer Wiedergabeeinheit des Schall-Ortungsgerätes nach Fig. 1, während die

Fig. 3 und 4 Alternativausführungsformen der Wiedergabeeinheit veranschaulichen.

Das Echolotgerät ist für die Verwendung auf Schiffen bestimmt, um akustische Echos von Unterwasser-Objekten zu empfangen. Die Objekte können Fische oder andere unter Wasser, von dem Meeresboden auf Abstand gehaltene oder auf dem Meeresboden befindliche Gegenstände sein, und der Meeresboden selbst kann ein Objekt sein.

Wie in Fig. 1 angedeutet, sind siebzig identische und längliche elektromechanische Umwandler bzw. Übertrager 1 Seite an Seite rund um ein Teilstück der runden Fokalfläche eines runden Konkavreflektors 2 von einer rechteckigen Öffnung befestigt. Die Übertrager 1, welche elektrostriktive Umwandler bzw. Übertrager sind, sind jeweils siebzig separaten Sende-Empfangskanälen 3 zugeordnet, wobei jeder Übertrager 1 mit seinem jeweils zugeordneten Kanal 3 über einen elektrischen Stromweg 4 gekoppelt ist. Jeder der Kanäle 3 ist über einen eigenen elektrischen Stromweg 5 an eine gemeinsame Sendekontrolleinheit 6 und über einen eigenen elektrischen Stromweg 7 an eine gemeinsame Wiedergabeeinheit 8 gekoppelt, wobei zwei Einheiten 6 und 8 über einen elektrischen Stromweg 9 miteinander verbunden sind. Elektrische Trägerwellen-Schwingungen werden den siebzig Kanälen 3 über einen gemeinsamen elektrischen Stromweg 10 von der Einheit 6 her zugeführt.

Der Übertrager 1 und der Reflektor 2 sind außerhalb des Bootsrumpfes des Schiffes unterhalb der Wasseroberfläche angeordnet, wobei jeder Über-

träger 1 im wesentlichen hochkant und mit der längeren öffnungsdimension des Reflektors 2 horizontal ausgerichtet ist. Unter der Kontrolle der gemeinsamen Sendekontrolleinheit 6 übermitteln die Kanäle 3 Impulse von Trägerwellen-Schwingungen über^% den Stromweg 4 nach dem Übertrager 1, was zur Folge hat, daß der Übertrager 1 in das Wasser hinein und in Richtung auf den Reflektor 2 entsprechende Impulse von akustischen Schwingungen ausstrahlt. Diese akustischen Impulse werden vom Reflektor 2 in einer allgemeinen Richtung, die schräg nach unten vom Schiff her geneigt ist, reflektiert, wobei der Reflektor 2 relativ zum Übertrager 1 leicht nach unten geneigt wird, so daß der Übertrager 1 die reflektierten Impulse nicht behindert. Jeder einzelne Übertrager 1 wirkt, da er auf der Fokalfläche des Reflektors 2 angeordnet ist, mit dem Reflektor 2- zusammen, um einen Strahl pulsierender akustischer Energie zu erzeugen, der in Seitenansicht schräg nach unten geneigt ist. Da die Übertrager 1 dicht nebeneinander um die Fokalfläche angeordnet sind, sind die siebzig ausgesandten Strahlen im Azimut in dichtem Winkelabstand zueinander gehalten, wobei die Übertrager 1 in Kombination mit dem Reflektor 2 siebzig separate Strahlen von pulsierender akustischer Energie übertragen, die in Seitenansicht schräg nach unten geneigt sind, die aber fächerförmig in verschiedenen Richtungen über einen begrenzten Azimut-Sektor, der auf das Schiff zentriert ist, auseinandergehen. Falls irgendetwas von der ausgestrahlten akustischen Energie als Echo aus einer dieser Richtungen reflektiert wird, dann wird diese reflektierte Energie entsprechend durch den Reflektor 2 auf den zugeordneten Übertrager 1 gerichtet, was zu einer Übertragung in dieser Richtung führt. Durch den Empfang eines Echos durch irgendeinen Übertrager 1 wird darin ein elektrisches Signal erzeugt, welches über den entsprechenden Stromweg 4 dem zugeordneten Kanal 3 übermittelt wird. Nach Verstärkung und Ermittlung wird das elektrische Echosignal über den entsprechenden Stromweg 7 zwecks Wiedergabe durch die Wiedergabeeinheit 8 weitergeleitet. Die Synchronisation der Zeitbasis der Wiedergabe mit der Übertragung des akustischen Impulses wird mittels eines elektrischen Signals erreicht, welches der Einheit 8 über die Ader 9 zugeführt und in seiner Zeiteinteilung mit der Übermittlung von Impulsen von den Kanälen 3 nach den Übertragern 1 koordiniert wird.

Die Verwendung von separaten Kanälen 3 beim Empfang von Echosignalen stellt sicher, daß die Richtungsanzeige bzw. -information, die zu jedem Echo gehört, erhalten bleibt, wobei die Richtungsschärfe von der Breite des Strahles, der von jedem Umwandler 1 über den ,Reflektor 2 ausgeht, sowie auch von der Anzahl der Umwandler 1 (und somit der Anzahl der verwendeten separaten Strahlen) für den abgedeckten Sektor abhängig ist. Beim vorliegenden Beispiel hat jeder Strahl eine Halbleistungsbreite von 0,32° in der Ebene der längeren öffnungsdimension des Reflektors 2 und eine Halbleistungsbreite von 2° in der Ebene der kürzeren öffnungsdimension, wobei die siebzig Strahlenbündel gleichförmig über einen Sektor von 30° hinweg verteilt sind. Die Wellenlänge der akustischen Energie im Wasser ist in diesem Falle 0,6 cm, und der Reflektor 2 hat eine Brennweite von 50 cm mit längeren und kürzeren Öffnungsdimensionen von jeweils 95 und 15 cm. (Die Breite des Strahles in Grad, und in der Ebene jeder öffnungsdimension gemessen, ist im vorliegenden Fall ungefähr 51 XIX, worin λ die Wellenlänge und X die zugehörige öffnungs- bzw. Blendendimension sind.) Jeder Übertrager 1 hat eine Länge, im wesentliehen parallel zur kürzeren Blendendimension des Reflektors 2 gemessen, von 2,4 cm und eine Breite, im wesentlichen parallel zur längeren Blendendimension gemessen, von 0,38 cm.

Die Breite, insbesondere eines jeden Übertragers 1,

ίο wird so gewählt, daß sie so klein wie möglich bei ausreichendem Wirkungsgrad ist, damit eine große Zahl von Umwandlern 1 nebeneinander auf der Fokalfläche untergebracht werden kann, um eine entsprechend große Zahl von Strahlen innerhalb des Sektors zu erzeugen und dadurch eine hohe Schärfe sicherzustellen. In dieser Hinsicht wird die Breite durch Bezugnahme auf die Energieverteilung gewählt, die auf der Fokalfläche eines konkaven Kugelreflektors mit kreisförmiger öffnung bzw. Blende herrscht, und mit akustischer Energie aus Unendlich beaufschlagt wird. In einem großen Ausmaß ist die Energie, die im letzteren Falle empfangen wird, auf einen kreisförmigen zentralen Bereich des Verteilungsmusters konzentriert, wobei der Radius R dieses kreisförmigen Bereiches, der sogenannten »Airy-Scheibe«, relativ zur Brennweite F und zum Durchmesser D der Blendenöffnung und relativ zur Wellenlänge λ durch die Formel

R = 1,22F?JD

gegeben ist. Bei den spezifischen Werten der Brennweite (50 cm) und der Wellenlänge (0,6 cm), wie oben mit Bezug auf Fig. 1 angegeben, ergibt ein Reflektor mit einer kreisförmigen Blendenöffnung mit dem Durchmesser von 95 cm eine Airy-Scheibe, die einen Radius von 0,38 cm hat. Ein wesentlicher Teil der innerhalb der Äiry-Scheibe verteilten Energie wird auf den Zentralbereich konzentriert, welcher durch einen Kreis mit der Hälfte dieses Radius begrenzt wird, so daß ein brauchbarer Empfang von Energie demgemäß durch einen Übertrager erfolgen kann, der sich über diese Zentralfläche allein, d. h. über eine Breite von 0,38 cm, erstreckt. Analog wird ein brauchbarer Empfang von Energie von dem Kugelreflektor 2 mit rechteckiger öffnung parallel zur längeren öffnungsdimension von 95 cm über eine Breite von 0,38cm in der Fokalfläche erreicht, d.h. über die Breite hinweg, wie sie für jeden Übertrager 1 gewählt ist. Die Übertrager! sind in diesem Falle nebeneinander entlang einem Bogen der Fokalfläche angeordnet, der sich über 30° bei einem Radius von 50 cm erstreckt; mit einer Breite von je 0,38 cm werden siebzig Übertrager 1 demgemäß unschwer emiang diesem Bogen untergebracht, um so einen leistungsstarken Empfang von Echos aus siebzig winkelig beabstandeten Richtungen innerhalb des Sektors von 30° sicherzustellen.

Die Länge eines jeden Übertragers 1, gemessen parallel zur kürzeren öffnungsdimension des Reflektors 2, wird mit 2,4 cm gewählt und zwar auf einer ähnlichen Basis wie die für die Wahl der Breite. Bei diesem Beispiel ist eine Airy-Scheibe bei einem sphärischen Konkavreflektor anwendbar, der eine kreisförmige Blendenöffnung von 15cm hat, wobei der Radius/? dieser Scheibe 2,4 cm beträgt.

Nunmehr soll das Gerät nach Fig. 1 mehr im einzelnen beschrieben werden. Jeder Sende-Empfangskanal 3 weist einen Antennenumtastschalter bzw. Sende/Empfang-Schalter 11 auf, und mit diesem

Schalter 11 wird der zugeordnete Umwandler 1 über den zugehörigen Stromweg 4 gekoppelt. Ein Sendeverstärker 12 und ein Empfangsverstärker 13 sind beide mit dem Schalter 11 im Kanal 3 verbunden, wobei der Schalter 11 dazu dient, den Verstärker 13 von pulsierenden elektrischen Trägerwellensignalen zu trennen, die durch den Verstärker 12 zur Übertragung nach dem Übertrager 1 über den Stromweg 4 geliefert werden, und dient außerdem dazu, den Verstärker 12 vom Stromweg 4 zu trennen, während Echosignale vom Übertrager 1 nach dem Kanal 3 über den Stromweg 4 weitergeleitet werden. Die pulsierenden Trägerwellensignale werden über den Verstärker 12 von einem Tor 14 her übermittelt, wobei das Tor 14 die Signale, die dem Kanal 3 über die Stromwege 5 und 10 zugeführt werden, von der gemeinsamen Übertragungskontrolleinheit 6 empfängt. Die Einheit 6 liefert eine Reihe von Torimpulsen an die Ader 5, und diese Impulse steuern die Funktion des Tores 14, um entsprechende Impulse der elektrischen Trägerwellenschwingungen, die vom Stromweg 10 zugeführt werden, dem Verstärker 12 zuzuführen. Die Trägerwellenschwingungen haben im vorliegenden Beispiel eine Frequenz von 250 kHz, und jeder Impuls der Schwingungen hat eine Dauer von 30 Mikrosekunden.

Während der Intervalle zwischen aufeinanderfolgenden Impulsen, die dem Stromweg 4 über den Verstärker 12 und den Schalter 11 zugeführt werden, werden Echosignale, die über den Stromweg 4 dem Kanal 3 übermittelt werden, über den Schalter 11 dem Verstärker 13 zugeführt. Der Verstärker 13, der eine automatische Verstärkungsregelung hat, verstärkt jedes Echosignal und gibt dieses an einen Detektor 15 weiter, wobei das resultierende ermittelte Signal vom Kanal 3 her der gemeinsamen Wiedergabeeinheit 8 über den zugehörigen Stromweg 7 zugeführt wird.

Die Wiedergabeeinheit 8 liefert im Einklang mit den Signalen, die sie über die siebzig Stromwege 7 empfängt, eine Anzeige, weiche sowohl die Richtung als auch den Bereich, aus welchem Echos vom Gerät empfangen werden, anzeigt. Signale, die Echos wiedergeben, weiche aus verschiedenen Peilwinkeln empfangen werden, werden von der Einheit 8 über verschiedene der Stromwege 7 empfangen, wobei der besondere Stromweg 7, der in jedem Fall mit eingeschlossen ist, die jeweilige Richtung anzeigt. Die Zeiteinteilung des empfangenden Echos im Verhälnis zum übertragenen Impuls sieht in der herkömmlichen Weise ein Maß für den Bereich vor, aus welchem das Echo empfangen wird. Die tatsächliche Konstruktion der Wiedergabeeinheit 8 ist nicht von besonderer Bedeutung, kann aber zweckmäßig so sein, wie in F i g. 2 dargestellt.

Nach Fig. 2 erfolgt die Wiedergabe durch eine Kathodenstrahlrohreinheit 17, wobei die Einheit 17 mit den Stromwegen 7 einzeln. nacheinander über einen elektronischen Schalter 18 verbunden wird. Der Schalter 18 empfängt gemeinsam mit einer Zeitgebereinheit 19 das Synchronisierungssignal, welches über den Stromweg 9 von der gemeinsamen Sendekontrolleinheit 6 geliefert wird, und diese dient dazu, die Schrittschaltfolge des Schalters 18 mit der Zeitbasis der Wiedergabe zu koordinieren. Die Zeitgebereinheit 19 liefert der Einheit 17 Zeitbasis-Wellenformcn, die für die Darstellung im kartesischen Koordinatensystem des Bereichs gegen Peilrichtung angemessen sind, d. h. für-eine Wiedergabe des Typs B.

Bei dieser Wiedergabe werden die Echos mittels einer Intensitäts-Modulation der Kathodenstrahlspur angezeigt, wobei alle Wege 7 mit der zeitanteiligen Einheit 17 in Aufeinanderfolge verbunden werden, während die Spur progressiv quer über die Peilachse der Wiedergabe streicht. Die volle Ablenkung der Spur und damit das Probenehmen aller siebzig Stromwege 7 findet während der Dauer eines gesendeten Impulses statt, d. h. innerhalb von 30 Mikro-Sekunden.

Wenn es vom praktischen Standpunkt aus erwünscht ist, von einem Auswählschalter, wie dem Schalter 18, abzusehen oder ihn zu vermeiden, kann eine Form der Wiedergabeeinheit 8, welche keine Zeitteilung in sich schließt, verwendet werden. Alternativformen der Einheit 8, welche keine Zeitteilung aufweist, sind in den F i g. 3 und 4 dargestellt.

Gemäß F i g. 3 sind die siebzig Wege 7 jeweils mit siebzig Schreibstiften 20 verbunden, die zusammengefaßt, aber über die Breite eines Registrierstreifens 21 auf Abstand voneinander gehalten werden. Der Registrierstreifen 21 bewegt sich langsam in Längsrichtung unter den Schreibstiften 20 und wird von diesen in Übereinstimmung mit den empfangenen Echosignalen markiert, wobei die einzelne Stelle in jedem Falle durch jeweils ihren Abstand quer zum und entlang dem Registrierstreifen 21 eine Anzeige für die Peilrichtung und den Bereich oder die Entfernung ist, aus welchem das jeweils in Betracht kommende Echo empfangen wird. Es kann so eingerichtet werden, daß die gleiche Länge des Registrierstreifens 21 sich unter den Schreibstiften 20 während wiederholter Registrier- bzw. Aufschreibefolgen bewegt, so daß die Wiedergaben von entsprechenden Echos, die während der Aufeinanderfolgen empfangen werden, auf dem Registrierstreifen in wechselweise Beziehung zueinander gesetzt werden.

Gemäß F i g. 4 werden die siebzig Stromwege 7 in diesem Falle jeweils mit siebzig Anzeigelampen 22 verbunden. Die Lampen 22 (welche beispielsweise Neon- oder Gallium-Arsenmetallampen sein können) sind zusammengefaßt, werden aber über die Breite der rechteckigen Wiedergabefläche 23 voneinander auf Abstand gehalten. Die Lampen 22 werden zusammen vom einen Ende zum anderen in Längsrichtung der Fläche 23 bewegt, wobei die Lampen 22 Licht in Ansprecherwiderung auf Signale, die von den Stromwegen 7 her geliefert werden, ausstrahlen. Die Position über die Breite der Fläche 23 hinweg und in dessen Längsrichtung, an welcher Licht ausgestrahlt wird, zeigt die Pfeilrichtung und die Entfernung an, aus welcher ein Echo empfangen wird.

Das an Hand von F i g. 1 vorbeschriebene Gerät ermöglicht eine konstante Überwachung mit hohem Schärfegrad über den gesamten abgegrenzten Winkelsektor hinweg, und zwar ohne daß irgendwelche mechanische oder elektronische Methoden zur wiederholten Abtastung oder Bestreichung des Sektors durch einen schmalen Strahl akustischer Energie notwendig ist. Weil somit keine Begrenzung durch die Strahlabtastgeschwindigkeit vorliegt, gibt es auch keine schwer zu handhabende Einschränkung bezüglich der Dauer des verwendeten, ausgesandten Impulses. Diese Vorteile werden einfach und wirtschaft-

lieh erreicht, wobei die Notwendigkeit, eine Vielzahl separater Sendc-Empfangskanälc 3 vorzusehen, leicht erfüllt wird, z. B. durch Anwendung von Techniken mit gedruckter Schaltung. Wie leicht einzusehen, kön-

Claims (7)

1. 7 8

   nen die Kanäle 3 vereinfacht werden, indem die sein; es kann in einigen Fällen notwendig sein, die Funktion eines jeden Kanals auf den Empfang be- Frequenz dieser Signale zu erhöhen, um die gegrenzt wird, während das Senden mittels einer Ein- wünschte Schärfe zu erhalten.

   heit, die allen Übertragern 1 gemeinsam zugehört, Anzeige- oder Wiedergabeverfahren, welche stereodurchgeführt wird. Dies braucht nicht unbedingt zu 5 skopische Effekte, und zwar tatsächliche oder simueiner Wirtschaftlichkeit und zu einem leistungsfähige- licrte, mit sich bringen, können mit dem (erfindungsren Betrieb zu führen, schon deswegen nicht, weil die gemäßen) Gerät verwendet werden. Außerdem kann von der gemeinsamen Sendeeinheit benötigte Energie dadurch, daß man die Reihenanordnung der Überetwa siebzigmal größer als die von jedem einzelnen trager bzw. Sender 1 leicht relativ zum Reflektor 2 Kanal 3 benötigte sein würde. Zusätzlich wäre es not- io verlagert, der Bereich bzw. die Entfernung, bei welwendig, eine sehr schnelle Schaltung der Verbindun- chem bzw. welcher die Objekte im Brennpunkt sind, gen nach den Übertragern 1 zwischen den Sende- und in selektiver Weise einjustiert werden. Durch ent-Empfangsperiodcn zu bewirken. Um diese Schaltung sprechende Wahl der Parameter von Reihenanordzu vermeiden, könnten separate Übertrager für Sen- nung und Reflektor 2 kann eine kleine Feldtiefe erdung und Empfang verwendet werden, wobei die 15 reicht werden, wobei Objekte innerhalb des Brenn-Sendung durch einen Übertrager bzw. Sender erfolgt, punkts für die Wiedergabe oder Abbildung dargeboder nicht dem Reflektor 2 zugeordnet ist. ten werden, und zwar bei teilweiser Eliminierung von

   Mit den separaten Sende/Empfangskanälen 3 kann Objekten außerhalb des Brennpunkts. Ein Anschlag,

   die Ausstrahlung der Impulse von den verschiedenen welcher im Krümmungs-Mittelpunkt des Reflektors 2

   Übertragern 1 her zusammenlaufend bzw. gleichzeitig 20 angeordnet wird, kann dazu dienen, den Austritts-

   oder auch nacheinander erfolgen, außerdem auch und den Eintrittswinkel der akustischen Energie mit

   zweckmäßig durch Verwendung unterschiedlicher Bezug auf den Reflektor zu begrenzen und dadurch

   Trägerfrequenzen zwischen diesen Übertragern 1. Die eine gleichförmige akustische Illuminierung über die

   Verwendung unterschiedlicher Trägerfrequenzen in effektive Blendenöffnung des Systems hinweg sicher-

   dieser Weise kann von praktischer Bedeutung bei der 25 zustellen.

   Unterscheidung zwischen Echos, die aus dem Bereich, Das Schall-Ortungsgerät, welches vorstehend an

   wo Nebenzipfel oder Seitenbänder benachbarter Sen- Hand von Fig. !'beschrieben wurde, kann, wie leicht

   der 1 einander überlappen, empfangen werden. Die ersichtlich, am Schiff zur Anwendung kommen, um

   Seitenbänder der Sender 1 können durch Formung dadurch entweder eine vorwärtsgerichtete oder eine

   der Übertrager 1 selbst reduziert werden; der gleiche 30 seitwärtsgerichtete Suche durchzuführen. Die Ebene

   Effekt kann aber leichter durch Formen des Reflek- des Suchsektors kann lotrecht — statt, wie beschrie-

   tors 2 erreicht werden. ben horizontal -— verlaufen, und in diesem Falle kann

   Eine Vereinfachung der -Ausführung des Reflek- dafür Sorge getragen werden, daß jeder Strahl nach tors 2 kann durch eine eher zylindrische als sphärische unten zur Vertikalen geneigt ist. Eine Wiedergabe, Konkavform erreicht werden. Die Abweichung, die 35 welche auf den Wasser-, Meeres- oder Seeboden beeintritt, wenn der sphärische Reflektor 2 durch einen grenzt ist sowie auf den Bereich gerade oberhalb deszylindrischen Reflektor ersetzt wird, dessen Krüm- selben, kann unter diesen Umständen einfach dadurch mungsachse parallel zur kürzeren Öffnungsdimension erreicht werden, daß man es so einrichtet, daß die verläuft, ist von dieser Dimension und dem betreffen- Einheit 8 in Aufeinanderfolge die ermittelten Signale den Krümmungsradius abhängig. Vorausgesetzt, daß 4° wiedergibt, welche über die Stromwege 7 übertragen die Änderung der akustischen Weglänge, die an werden. Das früheste Echo des Seebodens, welches irgendeinem Punkt in der öffnung bzw. Blende ein- durch das Gerät nach der Aussendung eines Impulses tritt, wesentlich kleiner als ein Viertel der in Betracht empfangen wird, ist dasjenige, welches von dem kommenden Wellenlänge ist, kann für normale Ver- Strahlenbündel mit geringster Neigung zur Vertikalen wendungszwecke mit einer geringen Abweichung ge- 45 herrührt, so daß durch die Auswahl des ermittelten rechnet werden. Signals an der Ader 7, die diesem Strahl zugeordnet

   Bei dem an Hand von Fig. 1 beschriebenen Echo- ist, und daraufhin der ermittelten Signale an den anlotgerät wird eine Richtungsschärfe über einen gan- deren Adern 7 in der Folge danach, eine Wiedergabe, zen Sektor in nur einer Ebene erhalten. Wenn eine die auf den Meeresboden und den benachbarten Be-Richtungsschärfe sowohl in bezug auf Höhe als auch 5° reich begrenzt ist, über eine erhebliche Entfernung Azimut gewünscht wird, dann kann eine zweidimen- mit einem hohen Ausmaß an Bildschärfe erreicht sionale Anordnung von Übertragern statt der in werden kann.
   Fig. 1 gezeigten eindimensionalen Anordnung mit ...
   einem sphärischen Reflektor verwendet werden. Wenn Patentansprüche:
   eine quadratische Anordnung mit einem Reflektor 55 1. Schall-Ortungsgerät, bei welchem eine Mehrvon kreisförmiger öffnung verwendet wird, dann zahl von Echo-Empfangsclementen Echos aus kann dieselbe Richtungsschärfe in beiden Ebenen er- verschiedenen Richtungen über einen Winkelzielt werden. Die Echosignale, die von den separaten sektor hinweg empfangen, wobei andere der EIe-Kanälen der zweidimensionalen Anordnung abgelei- mente Echos aus anderen der Richtungen emptet werden, können dazu verwendet werden, eine 60 fangen und jedes Element seinen eigenen individuzweidimensionale »Bild«-Wiedergabe des Wassers in eilen Empfangskanal zum Ermitteln der durch das einem ausgewählten Bereich hervorzurufen, wobei jeweilige Element empfangenen Echos aufweist, Objekte in der Ebene, die senkrecht zu den akusti- und wobei eine Darstellung zumindest der Richschen Strahlen in diesem Bereich verläuft, in der Wie- lung innerhalb des Sektors, aus dem ein Echo dergabe an Stellen wiedergegeben werden, die den 65 empfangen wird, in Übereinstimmung mit jeweils Stellen in der Ebene entsprechen. Die akustischen demjenigen tier Empfanuskannle, der das jeweilige Signale, die in diesem Falle übermittelt werden, kön- - Echo ermittelt, vorgesehen ist, dadurch »enen kontinuierliche Wellen (Cl)') anstatt pulsierende kennzeichnet, daß ein sphärischer oder

   ' 309 648/473

   rundzylindrischer Konkavreflektor (2) allen Elementen (I) zugeordnet ist und daß die Elemente

   (1) dicht nebeneinander auf oder nahe der Fokalfläche des Reflektors (2) so angeordnet sind, daß sie dadurch Echos aus individuellen, dicht-beabstandeten Winkelrichtungen über den Sektor hinweg empfangen.
2. 2. Schall-Ortungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Echoempfangselemente (1) als eine zweidimensionale Anprdnung an oder in der Nähe der Fokalfläche des Reflektors (2) angebracht sind.
3. 3. Schall-Ortungsgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Anschlag, der vom Reflektor (2) auf Abstand gehalten ist, den Winkel, aus welchem Echos von' dem Reflektor

   (2) zur Reflektion auf die Echoempfangsgeräte (1) empfangen werden können, begrenzt.
4. 4. Schall-Ortungsgerät nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jedes ermittelte Echo mit sowohl der Richtung als auch dem Ge-

   ·. biet, aus welchem das Echo empfangen wird, wiedergegeben wird.
5. 5. Schall-Ortungsgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wiedergabevorrichtung (17, F i g. 2) ein Teil von einer Wiedergabeeinheit (8) ist, welche in Aufeinanderfolge die Verbindung mit den Empfangskanälen (3) herstellt. »
6. 6. Schall-Ortungsgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiedenen Empfangskanäle (3) mit einzelnen Vorrichtungen (20, Fig. 3; 22, Fig. 4) zur Registrierung oder Anzeige der Echos, die von den einzelnen Kanälen (3) ermittelt werden, verbunden sind.
7. 7. Schall-Ortungsgerät nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente (1) dazu benutzt werden, sowohl die Impulse der Wellenenergie zu übertragen als auch Echos zu empfangen und daß die Empfangskanäle (3) ebenfalls als Übertragungskanäle für die einzelnen Elemente (1) wirken.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen