DE1904261A1 - Doppler-Navigationsanlage - Google Patents

Doppler-Navigationsanlage

Info

Publication number
DE1904261A1
DE1904261A1 DE19691904261 DE1904261A DE1904261A1 DE 1904261 A1 DE1904261 A1 DE 1904261A1 DE 19691904261 DE19691904261 DE 19691904261 DE 1904261 A DE1904261 A DE 1904261A DE 1904261 A1 DE1904261 A1 DE 1904261A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
circuit
signal
frequency
backscattered
gain
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19691904261
Other languages
English (en)
Other versions
DE1904261B2 (de
DE1904261C3 (de
Inventor
Goulet Thomas A
Sofen Irving A
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Marquardt Corp
Original Assignee
Marquardt Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Marquardt Corp filed Critical Marquardt Corp
Publication of DE1904261A1 publication Critical patent/DE1904261A1/de
Publication of DE1904261B2 publication Critical patent/DE1904261B2/de
Application granted granted Critical
Publication of DE1904261C3 publication Critical patent/DE1904261C3/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S15/00Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
    • G01S15/02Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems using reflection of acoustic waves
    • G01S15/50Systems of measurement, based on relative movement of the target
    • G01S15/58Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems
    • G01S15/60Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems wherein the transmitter and receiver are mounted on the moving object, e.g. for determining ground speed, drift angle, ground track
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S15/00Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
    • G01S15/02Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems using reflection of acoustic waves
    • G01S15/50Systems of measurement, based on relative movement of the target
    • G01S15/58Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems
    • G01S15/582Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems using transmission of interrupted pulse-modulated waves and based upon the Doppler effect resulting from movement of targets
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/52Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00
    • G01S7/523Details of pulse systems
    • G01S7/526Receivers
    • G01S7/529Gain of receiver varied automatically during pulse-recurrence period
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S367/00Communications, electrical: acoustic wave systems and devices
    • Y10S367/90Sonar time varied gain control systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Description

Unser Zeichen: M 1139
THE MARQUARDT CORPORATIOlI I6555 Saticoy Street, Van Huys, California/V.St.A.
Doppler-Navigationsanlage
Die Erfindung bezieht sich auf eine Doppler-Navigationsanlage und insbesondere auf eine Ultraschallunterwasser- oder Sonar-Navigationsanlage zur Bestimmung der Geschwindigkeit eines Seefahrzeugs bezüglich des Bodens oder Grundes eines Wasserkörpers, bei welcher pulsierende akustische Energie verwendet wird, um die nachteiligen Wirkungen der Kreuzkopplung und der Volumenrückstrahlung auszuschalten.
Bu/ku
Einige
909886/0923
Einige Doppler-Mavigationsanlagen werden gegenwärtig auf militärischen und zivilen Luft- und Seefahrzeugen verwendet. Diese Anlagen enthalten Radar- bzw. Sonar-Sende- und Empfangseinrichtungen und stellen die Doppler-Verschiebung von ausgesendeten Signalen fest, welche von dem Gelände un-~ terhalb des Fahrzeugs reflektiert werden. Andere für Seenavigation verwendete Doppler-Navigationsanlagen benutzen Sonar-Sende- und Empfangseinrichtungen und stellen die Dopp-' lerverschiebung von Schallwellen fest, welche vom Meeres-' boden reflektiert werden. Diese beiden Anlagen arbeiten' oftmals auf dem gleichen Prinzip und die Unterschiede in ihrem Aufbau werden nicht durch ein anderes Arbeitsprinzip, sondern mehr durch Unterschiede in Frequenz, Fortpflanzungsgeschwindigkeit, Fahrzeuggeschwindigkeit sowie Verfahren zum Empfangen und Aussenden bedingt.
Bei einigen bekannten Doppler-liavigationsanlagen wird ein Doppler-Frequenzslgnal, welches durch Wischen der ausge- : sandten Frequenz mit der empfangenen Frequenz erhalten wird, in analoge Schaltungen eingeleitet und in denselben in Bewegungen oder Wellenverschiebungen umgesetzt, welche der Doppler-Frequenzversehiebung oder der Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechen. Die bekannten DoppTer-Anlagen verwenden jedoch eine mit kontinuierlichen Wellen arbeitende Sonar- ; Doppler-Anlage, welche alle Information als Ergebnis der ausgesandten Frequenz empfängt. Da die Information kontinuierlich auftritt, ist es nicht möglich, eine zeitliche Diskriminierung durchzuführen, um Doppler-Frequenzen zwischen festen und bewegten Gegenständen zu trennen. Impuls-Doppler-Verfahren In einer allgemeinen Form sind zwar in Radaranlagen zur Feststellung und Überwachung von Relativbewegungen verwendet worden, diese Anlagen verwenden jedoch
.'■■_■'-., ein
0-9-8 86/092.3 ßAD 0R1GmAL
ein Impulssystem-.für andere;Zweckeals "es erf ixidtingsgemäß verwendet wird.... Beispielsweise besteht der Zweck einer bekannten Radarimpulsanlage darin, daß das Verhältnis'von Spitzenleistung zu Durchschnittsleistung £ür einen größeren Bereich, und geringeren.Leistungsverbrauch Über den Wert Eins gesteigert werden kann,und der Zweck besteht weiterhin darin, daß die gleiche Antenne für Sendung und Empfang verwendet werden kann, indem die Antenne im Zeitteilverfähren verwendet wird. Soweit das Medium zur Führung der Energie in Sonaranlagen Wasser ist, ist keiner dieser Gründe für Sonar- " Navigationszwecke anwendbar. Außerdem stellt die Kreuzkopplung zwischen Sender.und Empfänger ein:Problern in mit kontinuierlichen Wellen arbeitenden Anlagen dar, wie auch die auf der "Volumenrückstrählung" beruhenden Signalwirkungen nachteilig sind. Volumenrückstrahlung bedeutet, daß Seewasser im Gegensatz zu Süßwasser Millionen von Mikroorganismen in einer mehr oder weniger gleichförmigen,Weise über die Temperatur- und Tropenbereiche der Welt enthält. Diese Mikroorganismen und die von denselben erzeugten Gasbläschen bewirken eine Rückstreuungserscheinung bei. Sonaranlagen, welche dem Fachmann als Volumenrückstrahlung, bekannt ist.
■ ■:■■■■■ ■ ■ . ■ (
Einige der bekannten Vorrichtungen mit Aussendung von kontinuierlichen Wellen, bei welchen die obigen Schwierigkeiten und Probleme auftreten, sind in den U.S.A.-Patentschriften 3 231 852, 3 O65 M6y, 2 9.12-671 und 2 961 190 beschrieben. Alle diese Anlagen verwenden.ein Sendeverfahren mit kontinuierlichen Wellen, bei welchem die Schwierigkeit· der Kreuz-kopplung auftritt, sowohl ein Sender als auch ein Empfänger erforderlich ist und eine genaue Navigation aufgrund von Volumenrückstrahlungssignalen in einer Umgebung von aufgerührtem Wasser unmöglich ist, ■
Dementsprechend
098 86/092 3
Dementsprechend werden die Probleme und Schwierigkeiten bei bekannten Sonar-Navigationsanlagen mit Anwendung . ,... _/ von kontinuierlichen Wellen durch die vorliegende Erfindung überwunden, weiche eine Impuls-Sonaranlage mit einer Einrichtung zum Abstrahlen akustischer Energie schafft * die zur Erzeugung einer Impulsaussendung unter der Steuerung eines Austastgenerators, geeignet ist. Pie abgestrahlte Energie wird vom Meeresboden sowie v-on Fische anwärmen durch Volumenrückstrahlung und andere Quellen für äußere ■ Echos zu einer Empfangseinrichtung zurückgestreut. Der Austastgenerator ist m it der Empfangseinrichtung derart gekoppelt > daß gleichzeitig die Ausstrahieinriehtung und; die Empfangseinrichtung ausgetastet werden, wodurch nur stärkere und mehr erwünschte Reflektierte Signale vom Meeresboden von der Empfangseinrichtung abgetastet werden. Das ausgewählte Rückkehrsignal wird Über ,einen Vei?stärkungsregler und einen Demodulator auf eine Nachlauf schaltung, gegeben/ in welcher ein Vergleich zwischen der Frequenz des Rückkehrsignals und der Frequenz des abgestrahlten Signals durchge-* führt wird, so daß sich eine Differenz- oder Üopplerfrequenz ergibt. Die erhaltene Frequenz wird in einen Umsetzer und sodann in eine digitale Addierschaltung gegebens so daß zuletzt eine Anzeige bezüglich der Fährzeuggeschwindigkeit * der Entfernung oder der Abtrift in Vorwärts-j Rückwärts-,, steuerbord- und Backbordrichtung erzielt wird«
Der Ausdruck Dopplerverschiebung soll bedeuten 4 daß eine . Frequenzverschiebung durch die.Relativbewegung zwischen einem Sender oder Empfänger und dem zurückstreuenden Medium^ beispielsweise dem Meeresbodehj hervorgerufen wird. Für eine Annäherungsbewegung erfolgt die Prequenzverschiebung nach oben. Für eine Entfernungsbewegung erfolgt die Frequenzver-
schiebting
BAD ORIGINAL -
Schiebung nach unten. Der Betrag der Frequenzverschiebung ist ebenfalls direkt von der ausgesandten Frequenz und der Fortpflanzungsgeschwindigkeit abhängig.
Die erfindungsgemäße Anlage weist eine neuartige Nachlaufschaltung auf, welche mit einer Erfassungsanordnung arbeitet, die weniger Schaltungselemente und weniger kritische Schaltungselemente aufweist als bekannte Machlaufschaltungen. Es wird ein Phasendetektor und ein Kohärenzdetektor verwendet und die Erfassüngsanordnung verwendet logische Information aus diesen Detektoren zur Steuerung eines Schal ters, welcher das Signal zu einem Integrator mit Phasenfest legungsschleife kurzschließt. Dies bewirkt, daß der Integratorausgang die Frequenz eines spannungsgeregelten Oszillators in Richtung der Signalfrequenz verändert, so daß Frequenzübereinstimmung und dadurch "Festlegung" auftreten kann. Die Veränderung der Frequenz des spannungsgeregelten Oszillators tritt nur auf, wenn das Impulssignal aiwesend ist. Daher werden Frequenzübereinstimmung und "Festlegung" stets innerhalb einer vernünftigen Zeit gewährleistet.
Die erfindungsgemäße Impulssonar-Doppler-Navigationsanlage enthält weiter einen neuartigen Verstärkungsregler, welcher einen geschalteten Hand-Verstärkungsregler mit zeitabhängiger Verstärkung kombiniert, so daß die Verstärkung während der Sendezeit und kurz danach unterdrückt wird. In Verbindung mit diesem Verstärkungsregler wird ein automatischer Spitzendetektor-Verstärkungsregler verwendet. Durch diese erfindungsgemäße Kombination wird das Volumenrückstrahlungs signal unterdrückt und daher eine genauere Doppler-Information einschließlich des gewünschten Bodensignals erzielt.
"■"--'. Das
909886/0923
Das Impülssignal wird nur teilweise unterdrückt und nicht vollständig ausgetastet, wie bei bekannten Impulsradaranlagen und daher ist das Tastverhältnis konstant. Dieses. Merkmal unterstützt weitgehend die Auswahl von Nachführungskoeffizienten für ein optimales Arbeiten.
Ein Hauptziel der Erfindung ist daher die Schaffung einer Vorrichtung mit Impuls-Sonaraussendung für Navigationszwecke, in welcher die Relativgeschwindigkeit zwischen zwei Gegenständen auf einfache Weise bestimmt werden kann.
Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, eine Impulswellen-Sonar-Dopplervorrichtung zu schaffen, in welcher eine Zeit— diskriminierung derart durchgeführt werden kann, daß die Dopplerfrequenz vom Boden eines Wasserkörpers die einzige..., in der Anlage zur Bestimmung der Geschwindigkeit, verwendete Information ist.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Sonar-Navigationsanlage, bei welcher Impulswellen-Aussendung angewendet wird j wodurch eine Kreuzkopplung ausgeschaltet wird, indem das Empfänger- oder Hydrophonsignal während der Sendezeit unterdrückt wird.
Hoch ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Impuls-Sonaranlage, bei welcher die Signalrückkehr von nahe dem Hydrophon gelegenen Bereichen unterdrückt wird, so daß die Volumenrückstrahlung ausgeschaltet wird und dadurch die Signalrückkehr vom Meeresboden vorherrschend sein kann.
Noch ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Impulswellen-Sonaranlage für Navigationszwecke, in welcher
das 909886/0923
BAD
das Verhältnis von Spitzenleistung zu Durchschnittslei-, stung vergrößert ist, wodurch mittlere Kraftanlagen zur Erzielung einer brauchbaren Signalrückkehr in tiefem Was-. ser möglich werden.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Havigationsanlage mit Impulswellenaussendung akustischer Energie, wodurch es möglich ist, aufgrund des Volumenrückstrahlungssignals in einer Tiefseeumgebung zu navigieren, wenn es unmöglich ist, eine Doppler-Sonar-Anlage zu verwenden, welche aufgrund der Signalrückkehr vom Meeresboden arbeitet. Um die Volumenrückstrahlung zur Erzielung genauer Ergebnisse vom unaufgerührten oder ungestörten Wasser zu verwenden, wird die frühe Signalrückkehr durch Anwendung der Impulsanlage, ausgetastet, wodurch eine genauere Information für liavigationszwecke erhalten wird.
Anhand der Figuren wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeigt ■
Figur 1 eine schematisehe Darstellung der Art, in welcher die akustische Energie abstrahlenden Wandler und akustische Energie empfangenden Wandler am Boden eines Schiffskörpers gemäß der Erfindung angeordnet sind,
Figur 2 ein allgemeines Blockschaltbild der in der erfindungsgemäßen Impuls-Sonar-Navigationsanlage verwendeten elektronischen Anordnung,
Figur 3 eine schematische Schaltskizze der Empfängerverstärkungs-Steuerschaltung einschließlich des Steuerdekektors für die automatische Verstärkung, der Handverstärkungssteuerung
und 309886/09 23
BAD ORIGINAL
und der zeitlich veränderlichen Verstärkungsschaltung, welche darin enthalten sind, und .
Figur ^ ein Blockschaltbild des automatischen Erfassungsteils, welcher in der in der in Figur 2 gezeigten Anlage verwendeten Nachlaufschaltung enthalten ist.
In Figur 1 ist ein Seefahrzeug 10 in ausgezogenen Linien dargestellt, welches einen Schiffsrumpf aufweist, in den die
™ erfindungsgemäße Impuls-Sonar-Navigationsanlage eingebaut ist. Zur Vereinfachung wird nachfolgend die von vorne nach hinten verlaufende Achse des Bootes als Y-Achse und die von Backbord, nach Steuerbord verlaufende Achse als X-Achse bezeichnet, wie dargestellt. Der Schiffskörperboden des Fahrzeugs 10 weist Sendewandler (Projektoren) und Empfangswandler (Unterwasserschallgeräte oder Hydrophone) auf,, wobei ein Satz von vier Sendewandlern 11, 12, 13 und 1*J mit hoher Richtwirkung längs der X- und Y-Achse in nicht-kritischen festen gegenseitigen Abständen angeordnet ist. Neben jedem Sendewandler ist ein Empfängswandler 15. l6, 17 und 18 angeordnet. Wenn gewünscht, können die Sendewandler und die Empfangswandler in einer Grup-
■| pe angeordnet werden, welche auf der Seite des Rumpfes des. . Fahrzeugs 10 vorsteht. Hier genüge die Bemerkung, daß die Sendewandler schmale Bündel von ültra'schallenergie erzeugen, xielche von einem Meeresboden 20 zu einem zugehörigen Empfangswandler zurückgestreut werden. Bei einer in Betrieb genommenen Ausführungsform wurden die Strahlenbündel unter einem Winkel von etwa 60° bezüglich der Bündel von zwei Sätzen von Wandlern und mit einer Breite von etwa 3° ausgestrahlt. Die Parallelisierung der abgestrahlten und zurückkehrenden Bündel -wir aufrecht erhalten. -
Es ist mit der vorliegenden Erfindung verträglich, daß der
909888/09 2 3
BAD ORIGINAL
Boden des Meeres oder irgend ein Wasserkörper niemals vollständig eben ist und daher die ausgesandte Ultraschallenergie in allen Richtungen ausstrahlt, so daß ein Teil der ausgesandten Energie zu den Empfangswandlern zurückkehrt ' bzw. zurückgestreut wird. Es wird weiter unten ersichtlich, daß die Verwendung von zwei Wandlern längs jeder Achse die Frequenzänderungen ausgleicht, welche durch Rollen, Stampfen oder Gieren des Bootes hervorgerufen werden können.
Die Anlage zur Auslösung einer Impulswellenäussendung und g
zur Entschlüsselung der von den Empfangswandlern 15 bis 18 aufgenommenen Doppler-Information ist als Blockschaltbild in Figur 2 dargestellt. Die Sendeeinrichtung der erfindungsgemäßen Anlage weist einen Oszillator 21 auf, welcher eine Spannung bei einer ültraschall'frequenz erzeugt und mit den vier Sendewandlern 11, 12, 13 und 14 über einen geeigneten Sender 22 gekoppelt ist. Die Strahlungswandler besitzen die Form von Projektoren, welche Bariumtitanat-Strahler oder dergleichen enthalten. Ein Austastsignal wird von einem Austastgenerator 23 erzeugt, welches in den Sender 22 eingeleitet wird, um diesen abwechselnd ein- und auszuschalten, so daß die Frequenz des von den Projektoren 11 bis 14' abgestrahlten Signals eine pulsierende Signalreihe ist. (
Die abgestrahlten Impulssignale treffen auf die Oberfläche des Meeresbodens 20 auf und werden zu einer Hydrophon-Empfangseinrichtungj beispielsweise der Einrichtung 15 zurückgestreut. Es wird jedoch bemerkt, daß zwar nur ein Hydrophon dargestellt ist, jedoch drei weitere Hydrophone verwendet v/erden können. Zusätzliche Hydrophone i6, 17 und l8 werden mit zusätzlichen Schaltungen verwendet, wie eine in bezug auf das Hydrophon 15 erläutert wird. Die vom Hydrophon 15 empfangene
9098-86/0923-
BAD ORIGINAL
- ίο -
akustische Energie wird über einen Vorverstärker 19 und einen Verstärker 24 auf ein Verstärkungsregel-Metzwerk 25 gegeben, welches einen automatischen Verstärkungsregel-Detektor 26, einen Hand-Verstärkungsregler 27 und eine zeitabhängige Verstärkungsschaltung 28 enthält.
Während der Zeit, in der der Sender Energie über die Projektoren 11 bis 'lh in das Wasser abstrahlt, wird die Verstärkung des durch das Verstärkungsregel-Netzwerk 25 zurückgeleiteten Signals durch den Austastgenerator 23 vermindert, welcher direkt mit dem Hand-Verstärkungsregler 27 gekoppelt ist. Die automatische Verstärkungsregelschaltung4, welche im Detektor 26 enthalten ist, regelt die Gesamtverstärkung des zurückkehrenden zurückgestreuten Signals, welches durch regulierende Verstärkung des Vorverstärkers verarbeitet ist. Wenn der Vorverstärker zu positiveren Werten gesteuert wird, wird die Verstärkung des Signals vermindert, während bei Steuerung des Vorverstärkers zu negativeren Werten die Signalverstärkung proportional vergrößert wird. Die Hand-Verstärkungsregelschaltung 27 wird wahlweise wirksam, um die Signalverstärkung nur während der Sendeperiode zu vermindern, da der Ausgang des Austastgenerators direkt damit gekoppelt ist. Der Ausgang des Hand-Verstärkungsreglers legt einen positiven Spannungswert an den Vorverstärker 19, so daß die Signalverstärkung vermindert wird. Ein Potentiometer in der .Hand-Verstärkungsregelschaltungstellt den Wert der VerstärkungsSchwächung ein. Sowohl die automatische Verstärkungsregel-Detektorschaltung als auch der Hand-Verstärkungsregler speisen die zeitabhängige Verstärkungsschaltung 28. Die zeltabhängige Verstärkungsschaltung steuert die Beendigung des Abfalls während der Zeit, in der die Hand-Verstärkungsregelschaltung mittels einer RC-Schaltung
• arbeitet
90 S3 88/0923 - .
BAD
arbeitet, so daß" die normale Verstärkung während der Rückkehrimpulsverarbeitung (IJicht-Aus/tastting) wieder unter die Steuerung der automatischen Verstärkungs'regelschaltung zu-• rückgebracht wird. Das Verstärkungsregel-Netzwerk 25 wird im einzelnen anhand von Figur 3 beschrieben. Dadurch verarbeitet die Verstärkungssteuerung 25 eine Einhüllende von Ilochfrequeiizenergie, welche die Frequenz besitzt, die aus dem Wasser empfangen worden ist und Infolge eines Dopplereffekts im Wasser frequenzverschoben ist.
Diese Probe von Impulsenergie aus dem Verstärker 21 wird sodann mit der gleichen Frequenz kontinuierlich gemacht, welche der Impulsausschnitt des empfangenen Signals besitzt, das zuletzt auf eine -Nachlaufschaltung 30 gegeben wird.
Die verarbeitete Impulsinformation wird durch einen spannungsgeregelten Oszillator in der nachlaufschaltung kontinuierlich gemacht. Die Frequenznachlaufschaltung 30 wird von Fachleuten gewöhnlich als Phasen-Festlegeschleife (phase lock loop) bezeichnet, welche sich selbst bezüglich Frequenz und Phase' festlegt". Eine Unters cheiduhgs schaltung in der nachlauf schaltung" vergleicht den Ausgang des spannungsgeregelten Oszillators mit dem ankommenden Signal und erzeugt ein Differenzsignal. Das erzeugte Differenzsignal stellt die Differenz des Vergleichs bezüglich Frequenz und Phase des spannungsgeregelten Oszillatorsignals und des ankommenden Signals dar. Das Differerizsignal wird sodann von einer Steuerschaltung verarbeitet, Vielehe als kombinierte.Verstärker- und Integratorschaltung bezeichnet werden kann. ""..-■■
Die in die Phasen-Festlegschleifen-Nachlaufschaltung eingeführte Signaiinformatiön besteht aus einer Information mit
pulsierendem 908888/0923
pulsierendem Träger und besitzt die Form einer kontinuierlichen Impulsreihe, so daß diese nur während der Zeit %n Betrieb ist, in der das Signal empfangen wird. Daher wird der spannungsgeregelte Oszillator zu der Phase und der Frequenz gesteuert, welche zur Erzielung einer genauen Synchronisierung mit dem ankommenden Signal erforderlich ist. Zu diesem Zweck wird eine automatische Erfassungsschaltung 60 verwendet, welche ausführlich anhand von Figur 4 beschrieben wird. Kurz gesagt verwendet die Erfassungsschaltung logische Information von einem Phasendetektor und einem Kohärenzdetektor zur Steuerung eines Schalters, welcher das Signal zum Integrator der Nachlaufschaltung kurzschließt. Dies bewirkt, daß der Integratorausgang die Frequenz des spannungsgeregelten .Os ZIaT(LIt or s in Richtung der Signalfrequenz verändert, so daß Frequenzabstimmung und daher Festlegung eintreten kann.
Der Ausgang der Nachlaufschaltung wird auf eine Demodulatoranordnung 31 gegeben, welche mit dem Senderoszillator 21 gekoppelt ist, so daß die ursprünglich vom Oszillator gesendete Frequenz mit der nunmehr kontinuierlichen, über das Hydrophon 15 und die Nachlaufschaltung empfangenen Frequenz verglichen werden kann und daraus eine Frequenzdifferenz hergeleitet wird, welche die Dopplerfrequenz darstellt. Eine Frequenzverschiebung wird durch die Relativbewegung.zwischen den vom Fahrzeug getragenen Wandlern und' dem Meeresboden in einer sich entfernenden und sich nähernden Weise hervorgerufen.
Die Demodulatoranordnung-ergibt zwei Ausgänge zur Verarbeitung des positiven Dopplersignals und des negativen Dopplersignals. Ausgänge aus diesen beiden Leitungen können nicht gleichzeitig auftreten, sondern müssen nacheinander auftreten.
Die 909886/0923
BAD ORIGINAL
Die Ausgänge des Demodulators werden auf einen Umsetzer 32 gegeben. Es wird bemerkt, daß zusätzlich zu dem dargestellten Ausgang aus der Demodulatoranordnung 31 drei weitere Paare 33, 3^ und 35 von Demodulatorausgängen dargestellt sind, welche mit einer Schaltung verbunden sind, die dem Hydrophon 15, dem Empfangs-VerstMrkungsregler 25 und der Nachlaufanordnung 30 sowie dem Eemodulator 31 ähnlich ist.
Nachdem die Signale auf den Umsetzer gegeben sind, nehmen ^ die Signale aus den verschiedenen Kanälen der Anlage aufeinanderfolgende Zeitkanäle ein und treten daher nicht gleichzeitig auf. Die Signale werden sodann verarbeitet, damit sie anschließend in einer Addierschaltung 36 digital addiert werden können, in welcher die Signale von den verschiedenen Ausgängen des Umsetzers derart summiert werden, daß die den Impulsen entsprechenden Werte vier Geschwindigkeiten durch geeignete Anzeigen 37, 38, 1JO und Hl darstellen, welche jeweils die Vorwärtsgeschwindigkeit, Rückwärts geschwindigkeit, Steuerbordgeschwindigkeit bzw* Backbordgeschwindigkeit anzeigen. Zusätzlich kann die vertikale oder Auf- und Abgeschwindigkeit angezeigt werden.
■ ■■. - ■.■.■■■-■-
Der Hauptgedanke bei der Anwendung der erfindungsgemäßen Impulssendeanlage betrifft eine Einrichtung zur Austastung des das Hydrophon erreichenden Signals, um dadurch die unerwünschten Signale wirksam zu löschen oder auszuschalten. Dieses Impulsverfahren besteht darin, daß der Sender für etwa 70 bis 80 Millisekunden impulsiert und die Verstärkung des Empfängers während dieser Zeit vermindert wird, um zwischen den gewünschten und ungewünschten Signalen zu unterscheiden. Das gewünschte Signal, wel-ches das vom Meeres-
boden 909886/0923
boden reflektierte Signal ist, ist stets das eine, welches infolge der Laufzeit des den Boden von den Sendewandlern aus erreichenden und zu den Empfangswandlern zurückkehrenden Schalls am letzten auftritt. Infolge.der verstreichenden Zeitspanne, welche der Schallgeschwindigkeit im Was.ser entspricht, sind die zuerst zurückkehrenden Signale die stärksten und unerwünschten Signale, welche sehr nahe ah der Basis des Empfangswandlers auftreten. Wenn die akustischen Impulswellen zum Meeresboden wandern, werden die schwächeren zurückgestreuten Signale zeitlich proportional gegenüber dem ausgesandten Impuls verzögert. Durch Verminderung der Verstärkung des.Empfängers während der Sendezeit ermöglicht daher eine Verminderung der zurückkehrenden Energie während der Zeit., in der sie ausgesandt wird, die Begünstigung der zurückgestreuten schwächeren Signale, .welche die zeitlich am spätesten auftretenden Bodensignale.sind.
Bezüglich Figur 3 wird daran erinnert," daß In der erfindungsgemäßen Anlage das automatische Verstärkungsreglersignal zur Verminderung der Verstärkung in der Anlage positiv gesteuert werden muß und zur Erhöhung der Verstärkung der automatische Verstärkungsregler negativ gemacht wird. Die Hand-Verstärkungsregelschaltung wird zur Erzeugung der Verstärkung während der Sendeperiode verwendet und mit dieser verminderten Verstärkung wird ein positives Signal erzeugt, welches in die automatische Verstärkungsreglerschaltung über die zeitabhängige Verstärkungsschaltung, die Steuerstufe für den automatischen Verstärkungsregler und den Vorverstärker gegeben wird. Die zeitabhängige Verstärkungsschaltung .JaLIt-. nach der Zeitspanne, in der die Verstärkung vermindert ist, langsam zur Erzielung einer normalen Verstärkung entsprechend einer voreingestellten Zeitkonstante zurück.
Das 9 0 9886/0 9 23
Das ankommende Austastsignal wird in·den Verstärkungsregler 25 eingeleitet und wird direkt über die Leitung 50 auf die Hand-Verstärkungsregelschaltung 27 gegeben. Das Signal wird während der Zeit aufgegeben, in der eine Verminderung der Verstärkung in der Anlage erwünscht ist und welche zeitlich mit der Impulsaussendung zusammenfällt. Dieses Signal v/ird über eine Diode CR9 in die Hand-Verstärkungsregelschaltung eingeleitet, in welcher es auf einen Transistor Q2 gegeben wird, so daß der Verbindungspunkt von Q2 und dem Widerstand R35 entweder mit Erde verbunden oder von dieser " getrennt wird. Wenn eine Trennung auftritt, wird die Verstärkung in der Anlage vermindert. Diese Verminderung wird durch Einstellung der Amplitude erzielt, welche durch ein Potentiometer R39 gesteuert wird, das von Hand einstellbar ist, wenn die Anlage insbesondere in tiefem Wasser betrieben wird. Während der Zeit, wenn dieser Teil der Verstärkung nicht vermindert ist, koppelt die an den Transistor Q2 gelegte Polarität die Verbindungsstelle des Kollektors von Q2 und des Widerstandes R35 über den Transistor mit Erde, so daß eine Diode CRl^ rückwärts-spannungsgeregelt wird und die Schaltung -aus der Verstärkungsreglerschleife herausnimmt. Die Dioden CRIl und CR12 sind Ausgleichsdioden, so i daß der Vorwärts-Spannungsabfall von CRIl und CR12 gleich dem Spannungsabfall von CRIi] in Reihe mit der Basis-Emitter-Spannun^, eines Transistors Q1J ist. Daher sucht die Schaltung bezüglich der Temperatur nachzulaufen und die Einstellung ist nicht temperaturabhängig.
Das ankommende Impulssignal vom Hydrophon 15 wird in den automatischen Verstärkungsreglerdetektor 26 über die Leitung 51 eingeleitet, welche die Pufferschaltung des Ver-
stärkers
9098 86/09 2 3
BAD ORDINAL
stärkers 2k mit dem Detektor koppelt. Der Ausgang-des auto matischen Verstärkungsreglerdetektors wird auf die zeitabhängige Verstärkungsschaltung 28 über die Leitung 52 gegeben, während der Ausgang der Hand-Verstärkungsreglerschaltung 27 auf die zeitabhängige Verstärkungsschaltung 28 über die Leitung 53 gegeben wird. Der Ausgang der zeitabhängigen Verstärkungsschaltung 28 wird auf den Vorverstärker 19 mittels einer Steuerschaltung 51J für den automatischen Verstärkungsregler gegeben, welche mit dem Ausgang der zeitabhängigen Verstärkungsschaltung durch die Leitung 55 und mit dem Vor^ verstärker über die Leitung 56 verbunden ist.
Die zeitabhängige Verstärkungsschaltung 28 enthält ein RC-Netzwerk, welches aus dem Kondensator C 33 und dem Widerstand R kl besteht und den Abfall der Verstärkung bewirkt, während diese gemäß der Zeitkonstante langsam auf die normale Verstärkung zurückfällt.
Bezüglich Figur *l wird daran erinnert, daß die Frequenznachlaufschaltung 30 gewöhnlich als Phasenfestlegungsschleifen-Schaltung bezeichnet wird, welche einen spannungsgeregelten Oszillator und eine Steuerschaltung für denselben enthält, die aus einer Kombination eines Verstärkers und eines Integrators besteht. Innerhalb der "Nachlaufschaltung wird ein Vergleich zwischen dem Ausgang des spannungsgeregelten Oszillators und dem ankommenden Impulssignal durchgeführt, wodurch ein Differenzsignal erzeugt wird, welches eine Differenz nicht nur bezüglich der Frequenz, sondern auch bezüglich der Phase darstellt. Dieses letztere Signal wird sodann durch die Steuerschaltung für den spannungsgeregelten Oszillator verarbeitet, welche denselben zu der Phase und Frequenz steuert, welche erforderlich ist, um eine genaue
Synchronisierung 909886/0923
Synchronisierung mit der Frequenz des vom Verstärker 24 kommenden Signals zu erzielen. Es wird bemerkt, daß der Verstärker 24 mit der Nachlaufschaltung 30 über die Leitung 57 gemäß Figur 2 gekoppelt ist. Es wird daran erinnert, daß die Bezugsfrequenz des spannungsgeregelten Oszillators eine kontinuierliche Frequenz ist und daß die Frequenz des auf der Leitung 57 ankommenden Signals eine Impulsinformation darstellt, so daß die Nachlaufsehaltung nur während der Zeit arbeiten soll, in welcher die Frequenz des ankommenden Signals empfangen wird. Zu diesem Zweck ist ein automatisches Erfassungsnetzwerk 60 vorgesehen, welches die Bezugsfrequenz vom spannungsgeregelten Oszillator Über die Leitung 6l empfängt und welche eine bestimmte Signalhöhe auf den Integrator der Nachlaufschaltung über die Leitung 62 liefert.
Allgemein weist das automatische Erfassungsnetzwerk einen Diskriminator auf, welcher einen Teil der Phasenfestlegungs schleife in der Nachlaufsehaltung darstellt, und ein Kurzschlußschalter ist zwischen die Steuerschaltung des spannungsgeregelten Oszillators und de η Diskriminator derart eingeschaltet, daß bei Kurzschließung des Schalters die Steuerschaltung für den spannungsgeregelten Oszillator denselben so hält und steuert, daß er seine Frequenz nicht ändert, jedoch weiterhin die Frequenz der zuletzt empfangenen Information erzeugt.
Nachfolgend wird ausführlich das in Figur M dargestellte automatische Erfassungsnetzwerk erläutert. Die Signalfrequenz vom spannungsgeregelten Oszillator wird auf einen Verstärker 63 über die Leitung 61 gegeben. Bas verstärkte Signal des spannungsgeregelten Oszillators wird sodann über
80»888/0923
eine Zweigleitung 65 zu einem Diskriminator 64 mit der Phasenverschiebung Null und zu einem Diskriminator 66 mit der Phasenverschiebung 90° nach Durchleitung durch ein Phasenschiebernetzwerk 67 mit 90° Phasenverschiebung über die Leitung 68 gegeben. Die in der Letung 57 geführte, empfangene Signalfrequenz wird auch auf die Diskriminatoren 64 bzw. 66 gegeben, so daß zwei Ausgangsphasen der verschiedenen Frequenzen zwischen der empfangenen Signalfrequenz und der Frequenz des spannungsgeregelten Oszillators an den Leitungen 70 bzw. 71 abgenommen wird. Wenn eine Hull im Diskriminator 6*1 mit der Phasenverschiebung Hull auftritt, dann ist ein positiver Signalwert in der Leitung 71 des Diskriminators 66 mit 90° Phasenverschiebung vorhanden. Dieser positive Signalwert wird auf eine Flipflop-Schaltung 72 über eine übliche Schmidt-Trigger-Schaltung 73 gegeben. Dieser positive Spannungsviert hält die Fllpflop-Schalturig in einem ungesetzten Außerbetriebszustand. Ein negativer Spannungswert vom Ausgang des Diskriminators mit 90° Phasenverschiebung setzt die Flipflop-Schaltung aus ihrem ungesetzten Zustand frei, so daß die Flipflop-Schaltung durch einen der daraufgegebenen Eingänge, welche durch die Spannungswerte Sl und S2 dargestellt werden, gesetzt werden kann.
Wenn der Ausgang des Diskriminators mit Null Grad Phasenverschiebung durch Null geht, gibt er einen geeigneten Impuls auf einen der Eingänge Sl oder S2 der Flipflop-Schaltung, so daß diese Schaltung gesetzt wird. Der Ausgang aus dem Diskriminator 64 mit der Phasenverschiebung Null 3St mit der Flipflop-Schaltung über eine Sehmidt-Trigger-Schaltung 74 und Negatorschaltungen 75 und 76 gekoppelt.
Wenn der Diskriminator mit 90° Phasenverschiebung ein Signal
- - ; : : \ :■■■■:-:■ ■. . /. mit 9098ΐ6'/$9'2'3 ΐ
mit negativer Polarität auf den Rücksetzeingang C der Flipflop-Schaltung gibt, wird die Erfassungsschaltung daran gehindert, in Tätigkeit zu treten, wenn es nicht erforderlich ist, ein Signal zu erfassen. Wenn die Frequenzdifferenzauftritt, wird das Flipflop von negativen zu positiven Werten gesteuert. Das positiv verlaufende, auf den Rücksetzeingang des Flipflop gegebene Signal verursacht keinerlei Wirkung, sondern setzt lediglich das Flipflop in Bereitschaft, damit es durch einen der Setzeingänge getriggert werden kann. Die Setzeingänge setzen die Flipflop-Schaltung, was eine Betätigung eines .Kurzschlußschalters 77 bewirkt. Wenn jedoch der Diskriminator mit der Phasenverschiebung Null ™ von positiven zu negativen oder von negativen zu positiven Werten übergeht, ändert das Flipflop seinen Zustand, so daß es die Kurzschließung des Diskriminator bewirkt. Mit anderen Worten, die Flipflop-Schaltung ist außer Betrieb, wenn der Rücksetzzustand oder Außerbetriebszustand erreicht ist. Wenn die Flipflop-Schaltung in Tätigkeit oder in ihrem gesetzten Zustand ist, dann wird der Kurzschlußschalter betätigt, so daß kein Eingang in den Integrator der Nachlaufschaltung ' gegeben wird.
Es- wird daran erinnert, daß jeder Phasendiskriminator Frequenz und Phase des ankommenden, empfangenen Signals mit der j Frequenz und Phase des spannungsgeregelten Oszillators vergleicht, ;Was zu einer Ausgangsdifferenz in Frequenz und Phase^ führt. -In nicht festgelegtem Zustand bewirkt die Erfassungsschaltung über den Kurzschlußschalter 77 die Löschung von 1/1I Zyklus der Energie vom Integrator, in der Nachlaufschaltungi Dieses mangelhafte Energiegleichgewicht bewirkt, daß der spannungsgeregelte Oszillator in der Nachlaufschaltung in der richtigen Frequenzrichtung zur Erzielung der Festlegung:·gesteuert wird. .
Mittels
9098 86/09 23 ^S ; *
Λθ ■■-■■ . Γ
Mittels der Nacnlaufschaltung und des automatischen Erfassungsnetzwerks wird eine kontinuierliche Frequenz des spannungsgeregelten Oszillators über die Leitung 80 gemäß Pl- ~ gur 2 auf die Demodulatoranordnung 31 gegeben. Soweit dies die gleiche Frequenz wie die Frequenz des empfangenen Signals ist, wird sie bei der Demodulation'zur Bestimmung der Dopplerfrequenz verwendet. Die nunmehr kontinuierliche Frequenz von der Nachlaufschaltung über die Leitung 8o und die kontinuierliche Sendefrequenz vom Sendeoszillator 21 über eine Leitung 81 werden in der Demodulatoranordnung vergll- .
φ chen. Die Oszillatorfrequenz wird um 90° phasenverschoben,
so daß sowohl die Null G rad- als auch die 9QÖ-Phase zu Demodulationszwecken verwendet werden. In jedem der zwei getrennten Demodulatorteile wird die Oszillatorfrequenz mit 'der Frequenz des spannungsgeregelten Oszillators verglichen* Die Ausgänge der Demodulatoranordnung ergeben die unterschiedliche Frequenz und Phase der Jeweiligen Eingänge. Wenn die Dopplerfrequenz positiv ist, wodurch eine Annäherungsbewegung angezeigt wird, tritt der Ausgang zuerst auf einer positiven Demodulatorleitung 82 auf. Wenn die Dopplerfrequenz· negativ ist, wodurch eine Abwärts- oder Entfernungsbewegung angezeigt wird, so" tritt der Ausgang zuerst auf einer negativen Demodulatorleitung 83 auf. Weiter sperrt die Kreuzkopplung von ne-
P gierenden ünd-Schaltungen den zweiten Eingang. Daher zeigt eine.Ausgangsleitung der'Demodulatoränordnung eine positive Dopplerfrequenz an, während die andere Ausgangsleitung eine negative Doppl'erfrequenz anzeigt.
Die. Aus gangs leitungen 82 und 83 der Doppler-Anlage sind mit dem Umsetzer 32 gekoppelt. Es wird bemerkt, daß drei weitere Paare 33, 3^ und 35 von Demodulatoranordnungs-Ausgangen ebenfalls mit dem Umsetzer gekoppelt sind. Zur Vereinfachung wird
erwähnt 90988670923
erwähnt, daß die Schaltungen und Netzwerke zwischen den drei mit Klammern versehenen Leitungen 33's 3**f und 35r vom Austastgenerator mit den entsprechenden Leitungspaaren 33, 32I und 35 über die gleiche Schaltung verbunden sind, wie sie oben bezüglich des Hydrophons 15 beschrieben wurde.
Aus dem Vorangehenden ist ersichtlich, daß die erfindungsgemäße Doppler-Navigationsanlage neue Merkmale auf dem Gebiet einer Impuls-Doppler-Anlage, eine Rückstreu-Signalschwächung über den Empfänger-Verstärkungsregler 25 und I ein automatisches Erfassungsnetzwerk 60 aufweist, welches in der Phasenfestlegungsschleife der Nachlaufschaltung 30 enthalten 'ist. Die Gesamtanlage ergibt eine größere Genauigkeit als sie mit bekannten Navigationsanlagen erzielbar ist« Das automatische Erfassungsnetzwerk liefert künstlich ein Prequenzsignai mittels des spannungsgeregelten Oszillators, so daß ein Frequenzsignal zwischen den Impulslücken des ankommenden, empfangenen Signals und dadurch ein kontinuierliches Signal mit der ankommenden Frequenz erzeugt wird, welches mit der Sende-Oszillatorfrequenz im Demodulator verglichen werden kann. Mittels der erfindungsgemäßen Empfänger-Verstärkungsschaltung 25 wird das ankommende Signal während des Sendeabschnitts der pulsierenden Energieaussendung in geeigneter Weise so geschwächt, daß die nachteiligen Wirkungen der Volumenrückstrahlung ausgeschaltet werden.
109886/0923 Patentansrüche

Claims (1)

1*04261
Patentansprüche
1. Impuls-Doppler-Navlgationsanlage9 gekennzeichnet durch einen Sender zur Erzeugung eines akustischen ImpulsslgnalSj einen Empfänger zum Empfangen eines zurückgestellten Teils des Impulssignals, eine Einrichtung zur gegen— ' seitigen Verbindung des Senders und des Empfängers zur Unterdrückung eines frühen Teiles des zurückgestreutezi Rückkehrsignals zur Begünstigung eines späteren Teiles und durch eine Einrichtung zum Vergleichen von Frequenz und Phase des ausgesandten Signals mit- den zurückgestrsuten Rückkehrsignal, wobei die Anlage auf diesen Vergleich anspricht, um eine Messinformation zu erzeugen.
2. Anlage nach Anspruch I3 dadurch gekennzeichnet9 das Sender und Empfänger nahe aneinander angeordnet sind.
3. Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Signalunterdriickung eine Verstärkungsregelschaltung und eine Zeitsteuereinrlehtung @nthält9 welche zur Bestimmung der Abfallgeschwindigkeit der Slgnalunterdrückung geeignet 1st.
4. Anlage nach Anspruch 3S dadurch gekennzeichnet a daß die Verstärkungsregelschaltung ein iiandbetätlgbares Potentiometer zur Einstellung des Betrages ü®t Signalunterdrileknng enthält und daß die Zeitsteuereinrichtung ein RC-Metswerk aufweist.
ta
5. Anlage nach Anspruch I3, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalunterdrückungseinrichtung eine Verstärkungsregelschaltung, welche zur Schwächung des frühen Teils des zurückgestreuten Rückkehrsignals geeignet ist, sowie eine Zeitsteuereinrichtung zur Beendigung dieser Schwächung aufweist,
6. Doppler-Navigationsanlage, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Abstrahlung akustischer Energie in einer Impulsreihe, ,eine Einrichtung zur Abtastung von aus dieser f Impulsreihe stammender, zurückgestreuter akustischer Energie, eine Einrichtung zur Schwächung eines ausgewählten Teils der zurüekgestreuteh Energie, während die erstgenannte Einrichtung abstrahlt, eine Nachlaufeinrichtung, welche mit der Abtasteinrichtung verbunden und zur Umwandlung der zurückgestreuten Impulsenergie in ein Signal mit kontinuierli.ch.er· Frequenz geeignet ist, und durch eine pemodülatoreinriehtung, welche zwischen die erstgenannte Einrichtung· und die Nachlaufeinrichtung geschaltet ist und die Frequenz der abgestrahlten Energie mit der Frequenz der zurückgestreuten Energie vergleicht, so daß eine Doppler-Frequenz erzeugt wird. ,
7. Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwächungseinrichtung eine Verstärkungsregeisehaltung, welche zwischen die Abstrahleinrichtung und die Äbtasteinrichtung geschaltet ist, sowie eine Zeitsteuerschaltung zur Beendigung der Schwächung des ausgewählten Teils der zurückgestreuten Energie enthält.
8. Anlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die
Nachlaufeinrichtung 809886/0923
Nachlaufeinrichtung eine Phasenfestlegungsschleifen-Nachlaufschaltung sowie einen spannungsgeregelten Oszillator zur Erzeugung.eines Bezugssignals aufweist, welches mit dem abgetasteten, zurückgestreuten Rückkehrsignal verglichen werden kann.
9.' Anlage nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch einen Austastgenerator, welcher zwischen die Abstrahleinrichtung und die Abtasteinrichtung geschaltet und zur Erzeugung der Impuls reihe sowie zur Auslösung der Schwächung des zurückgestreu-. ten Rückkehrsignals gleichzeitig damit geeignet ist.
10. Anlage nach Anspruch 9j dadurch gekennzeichnet, daß die Wachlaufeinrichtung eine automatische Erfassungsschaltung enthält, welche in die Phasenfestlegungsschleife derselben geschaltet und geeignet ist, nur während des Intervalls zwischen Impulsen des zurückgestreuten Rückkehrsignals zu arbeiten, so daß das Bezugssignal während dieses Intervalls auf die lJachlaufeinrichtung gegeben wird.
11. Anlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die automatische Erfassungsschaltung ein Paar von Dlskriminatorschaltungen enthält, welche mit einem Kurzschlußschalter gekoppelt sind, welcher so betätigbar ist, daß er das in Fre-
' quenz und Phase veränderte Bezugssignäl auf die Nachlaufeinrichtung in, Abhängigkeit von dem Vergleich des Bezugssignals vom spannungsgeregelten Oszillator mit dem zurückgestreuten Rückkehrsignal, welches jeweils auf die J)iskriminatoren gegeben wird, leitet. - .
12. Impuls-Doppler-lTavigationsanlage zur Verv/endung in einer
Meeres Umgebung 909886/0923
QAD ORIGINAL
%s
Meere3umgebung mit Tiefwasser, gekennzeichnet durch einen Sender zur Erzeugung eines elektrischen Signals mit kontinuierlicher Frequenz, einen mit dem Sender gekoppelten Austastgenerator zur Unterbrechung des Signals mit kontinuierlicher Frequenz, so daß eine Impulsreihe erzeugt wird, eine mit dem Sender gekoppelte Abstrahleinrichtung zur Abstrahlung einer pulsierenden akustischen Energie entsprechend der Impulsreihe, einen Empfänger, welcher zur Abtastung eines auf der pulsierenden akustischen Energie beruhenden, zurückgestreuten Rückkehrsignals geeignet ist und welcher einen Verstärker enthält, eine Verstärkungs-Steuerschaltung, welche zwischen den Verstärker und den Austastgenerator geschaltet und zur Schwächung eines ausgewählten Teils des zurückgestreuten Rückkehrsignals und der Steuerung des Austastgenerators geeignet ist, eine mit dem Verstärker ver bundene PhasenfestXegungsschlelfen-Nachlaüfschaltung zur Verarbeitung des ungeschwgLchten Teils des zurückgestreuten Rückkehrsignals, eine automatische Erfassungsschaltung, welche In die Schleife der Nachlaufschaltung geschaltet ist und ein kontinuierliches, zurückgestreutes Rückkehrsignal erzeugt, sowie durch einen mit dem Sender und der Nachlaufschaltung verbundenen Demodulator zum Vergleichen der Frequenz der beiden kontinuierlichen Signale, so daß eine Frequenzdifferenz zwischen denselben festgestellt wird, welche für Navigationszwecke verwendbar ist.
13« Anlage nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch einen mit dem Demodulator gekoppelten Umsetzer zur Speicherung und Zeltsteuerung.
14. Anlage nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch eine mit dem
Umsetzer 909886/0923
it
Umsetzer verbundene digitale Addierschaltung zur Summierung der in den Umsetzer eingeleiteten Signällnformation, wodurch der der Signalinformation analoge Viert die Vorwärtsgeschwindigkeit, Rückwärtsgeschwindigkeit, Steuerbordgeschwindigkeit bzw. Backbordgeschwindigkeit darstellt.
15· Anlage nach Anspruch l4, gekennzeichnet durch eine mit der Addierschaltung gekoppelte Anzeigeeinrichtung zum Anzeigen, der Geschwindigkeitsinformation.
16. Anlage nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungsregelschaltung einen automatischen Verstärkungsr regler und einen zwischen den Austastgenerator und den automatischen Verstärkungsregler geschalteten Hand-Verstärkungsregler enthält, welcher zur wahlweisen Verminderung der Verstärkung des automatischen Verstärkungsreglers in Abhängigkeit von der Erregung des Austastgenerators geeignet ist.
17. Anlage nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch eine mit dem automatischen Verstärkungeregler und dsm Hand-Verstärkungsregler gekoppelte zeitabhängige Verstärkungsschaltung zur Beendigung der Verminderung der Verstärkung des automatischen Verstärkungsreglers durch den Hand-Veratärfcungsregjerv
18. Anlage nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Demodulator zur abwechselnden Erzeugung positiver und negativer Dopplerinformation geeignet ist.
19. Anlage nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die automatische Erfassungsschaltung einen Diskriminator mit 90° Phasenverschiebung und einen Diskriminator mit 0° Phasenver
schiebung 909886/0923
8AD ORIGINAL
Schiebung, einen mit der Nachlaufschaltung gekoppelten Kürsschlußschalter und eine zwischen die Diskriminatoren und den Kurzschlußschalter geschaltete Flipflop-Schaltung enthält.
20. Anlage nach Anspruch 19, gekennzeichnet durch einen spannungsgeregelten Oszillator in der Nachlaufschaltung, welcher mit den Diskriminatoren verbunden ist, und durch eine das zurückgestreute Rückkehrsignal auf die Diskriminatoren gebende Einrichtung, wodurch der Kurzschlußschalter wahl- M weise betätigbar ist, um zu verhindern, daß das zurückgestre'ute Rückkehrsignal die Nachlaufschaltung erreicht.
909886/09 2 3
< - BAD
L e e r s e i t e
DE1904261A 1968-06-14 1969-01-29 Dopplernavigationsanordnung Expired DE1904261C3 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US73712368A 1968-06-14 1968-06-14

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE1904261A1 true DE1904261A1 (de) 1970-02-05
DE1904261B2 DE1904261B2 (de) 1977-08-04
DE1904261C3 DE1904261C3 (de) 1978-03-30

Family

ID=24962674

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE1904261A Expired DE1904261C3 (de) 1968-06-14 1969-01-29 Dopplernavigationsanordnung

Country Status (6)

Country Link
US (1) US3491333A (de)
DE (1) DE1904261C3 (de)
FR (1) FR1594201A (de)
GB (1) GB1239466A (de)
NO (1) NO128791B (de)
SE (1) SE352746B (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2131164A1 (de) * 1970-06-24 1972-01-05 Inst Francais Du Petrol Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen der von einem Fahrzeug durchfahrenen Bahn bezueglich einer Bezugsflaeche

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU422241B2 (en) * 1968-12-23 1972-03-09 The Commonwealth Of Australia Method of and means for recording characteristics ofthe troposphere
US3719923A (en) * 1969-04-24 1973-03-06 Edo Western Corp Pulse doppler and navigation system
US3648225A (en) * 1969-12-04 1972-03-07 Sperry Rand Corp Digital sonar doppler navigator
US3754207A (en) * 1970-06-22 1973-08-21 Inst Francais Du Petrole Method for directly measuring the distance travelled over by a vehicle moving in a water body, with respect to the submerged ground surface and device therefor
US3721977A (en) * 1971-08-26 1973-03-20 Singer Co Image beam lock-on detector
JP5850145B2 (ja) * 2012-05-07 2016-02-03 株式会社村田製作所 超音波センサ駆動回路

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3028578A (en) * 1956-05-25 1962-04-03 Varo Acoustic airspeed indicator
GB816716A (en) * 1956-07-04 1959-07-15 Secr Defence Brit Doppler radar system
US3257638A (en) * 1962-11-21 1966-06-21 Janus Products Inc Doppler navigation system
NL301217A (de) * 1963-01-23
US3234548A (en) * 1963-05-16 1966-02-08 Lab For Electronics Inc Doppler radar system
US3217323A (en) * 1963-08-27 1965-11-09 Gen Precision Inc Receiver gating circuit
US3295127A (en) * 1965-04-12 1966-12-27 Lab For Electronics Inc Doppler frequency tracker

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2131164A1 (de) * 1970-06-24 1972-01-05 Inst Francais Du Petrol Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen der von einem Fahrzeug durchfahrenen Bahn bezueglich einer Bezugsflaeche

Also Published As

Publication number Publication date
GB1239466A (de) 1971-07-14
FR1594201A (de) 1970-06-01
NO128791B (de) 1974-01-07
DE1904261B2 (de) 1977-08-04
SE352746B (de) 1973-01-08
US3491333A (en) 1970-01-20
DE1904261C3 (de) 1978-03-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2945343C2 (de)
DE102010063733B4 (de) Beobachtungssignalverarbeitungsvorrichtung
DE3885891T2 (de) Unterdrückung von azimutaler mehrdeutigkeit im sar-signal.
DE60130223T2 (de) Signalverarbeitung
DE2854783A1 (de) Sonargeraet
DE3120490A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur echtzeit-radarsignalverarbeitung
DE2808941A1 (de) Anordnung zur messung von doppler- frequenzen
DE2425920C2 (de) Vorrichtung zur Messung der Geschwindigkeit eines Schiffes
DE3705695C1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur näherungsweisen Bestimmung des Aufenthaltsortes eines Ziels
DE2233241A1 (de) Doppler-geschwindigkeitslog fuer seefahrzeuge
DE69525227T2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Geschwindigkeit eines bewegbaren Körpers mittels eines Radars oder Sonars mit Impulskompression
DE1963559A1 (de) Elektronisches Geraet zur Entfernungsmessung
DE1904261A1 (de) Doppler-Navigationsanlage
DE2059846A1 (de) Doppler-Navigationseinrichtung
DE102009054664A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur aktiven Erfassung von Objekten unter Berücksichtigung vorangehender Erfassungsergebnisse
DE2133395C3 (de) Einrichtung zur Kompensation der Eigenbewegung einer kohärenten Impuls-Doppler-Radaranlage
DE2440591C3 (de) Anordnung zur Messung der Geschwindigkeit eines Fahrzeuges
DE102010063739B4 (de) Beobachtungssignalverarbeitungsvorrichtung
DE1074675B (de)
DE69322921T2 (de) Verbesserte Signalprozessor und Anzeigesystem für Sonaranlagen
DE2016642A1 (de) Verfahren und Sonar-Impuls-System zur Steuerung von Fahrzeugen
US4197539A (en) Target detecting and ranging system
DE69213726T2 (de) Verfahren zur kompensation der antennenbewegung bei einem sonargerät
EP0253277B1 (de) Passives Verfahren zur Schätzung von Zieldaten eines im Wasser sich bewegenden, zeitkontinuierliche Wasserschallsignale abstrahlenden Ziels
DE1190845B (de) Einrichtung zum Feststellen von schallreflektierenden Koerpern, insbesondere von Fischen

Legal Events

Date Code Title Description
C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
8339 Ceased/non-payment of the annual fee