DE19612503A1 - Elektroakustischer Wandlermodul - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen elektroakustischen Wandlermodul mit mindestens zwei Wandlerelementen zum Empfangen von Schallwellen und Bestimmen ihrer Einfallsrichtung.

Ein elektroakustischer Wandlermodul besteht beispielsweise aus einem Schallwandler mit einer Vielzahl von Wandlerelementen auf einem zylindrischen Träger und einem Hüllkörper. Die Wandlerelemente sind mit einer Isolierschicht umgossen und von einem Hüllkörper umgeben, die zusammen in einem Gießvorgang hergestellt werden, wie es beispielsweise in der DE-OS 31 50 456 beschrieben ist. Empfangssignale der elektroakustischen Wandlerelemente werden in einem Richtungsbildner zu Richtcharakteristiken zusammengefaßt, um die Einfallsrichtung von Schallwellen zu bestimmen, wie es beispielsweise in der DE-OS 21 36 780 beschrieben ist. Dieser Schallwandler mit Hüllkörper ist insbesondere für Schallwellen im kHz-Frequenzbereich bis 100 kHz. einzusetzen und wird als Interceptbasis zum Empfangen von Schallimpulsen, die von anderen Sonaranlagen gesendet werden, verwendet, um Träger dieser Sonaranlagen zu orten.

Aus der EP 0 375 498 ist ein elektroakustischer Richtantennenmodul im Zusammenhang mit einer Schleppantenne beschrieben, der aus zwei Paaren von elektroakustischen Wandlern besteht. Die Paare bilden zwei orthogonale Dipole. Durch Verknüpfen der Empfangssignale der Dipole der Richtantennenmodule für die Richtungsbestimmung einfallender Schallwellen wird über die Nullstelle der mit den Dipolen gebildeten Kardioiden eine Seitenunterscheidung über die Schalleinfallsrichtung in bezug auf die Längsachse der Schleppantenne möglich. Die dort beschriebene Schleppantenne wird auch im kHz-Frequenzbereich angewendet und dient beispielsweise zur Torpedowarnung.

Beide Wandlermodule, die Interceptbasis oder der Richtantennenmodul der Schleppantenne, benötigen eine Signalverarbeitung ihrer Empfangssignale, die Phasenunterschiede oder Laufzeiten zwischen den Empfangssignalen der Wandlerelemente ausnutzt. Von der Interceptbasis werden die Empfangssignale der Wandlerelemente über Kabel zum Richtungsbildner im Innenraum ihres Trägerfahrzeugs übertragen. Jeweils vier Empfangssignale aller Richtantennenmodule der Schleppantenne werden zum Richtungsbildner an Bord des die Schleppantenne schleppenden Fahrzeugs übertragen, so daß die vierfache Übertragungskapazität benötigt wird, um eine Seitenkennung mit der Schleppantenne bei der Bestimmung der Schalleinfallsrichtung zu ermöglichen.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Wandlermodul der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art zu schaffen, bei dem Übertragungskapazität und/oder Signalverarbeitung zur Richtungsbildung reduziert werden. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im Kennzeichenteil des Anspruchs 1 gelöst.

Der Vorteil des erfindungsgemäßen elektroakustischen Wandlermoduls nach Anspruch 1 besteht darin, daß durch eine Trennwand aus Reflektor- oder Absorbermaterial zwischen zwei Wandlerelementen eine akustische Abschattung erreicht wird. Das Wandlerelement vor der Trennwand empfängt Schallwellen aus einem Halbraum vor der Trennwand, Schallwellen im Halbraum hinter der Trennwand werden durch die Trennwand abgeschattet. Im einfachsten Fall besteht der elektroakustische Wandlermodul aus zwei Wandlerelementen, zwischen denen die Trennwand liegt und die in eine Vergußmasse eingebettet sind und einem Umguß aus z. B. Polyurethan erhalten. Mit einem solchen Wandlermodul am Anfang und Ende des akustischen Teils einer Schleppantenne ist jeder Peilung eine Seitenkennung zuzuordnen.

Bei einer Anordnung mehrerer Wandlerelemente in einer Reihe vor oder hinter der Trennwand und elektrisches Zusammenfassen ihrer Empfangssignale ist eine zusätzliche Bündelung der sich vor der Trennwand bildenden Richtcharakteristik in einer Richtung, z. B. Azimut, bei flächiger Anordnung in zwei Richtungen, in Azimut und Elevation erzielbar.

Gemäß den Ansprüchen 2 und 3 wirkt die Trennwand entweder als akustischer Absorber oder Reflektor. Bei der als Absorber wirkenden Trennwand erfolgt die Auswahl des schallweichen Materials, z. B. Schaumstoff, und die Dickenbemessung der Trennwand abhängig von mechanischen Erfordernissen und dem Auftrieb für den Wandlermodul. Bei der als Reflektor wirkenden Trennwand werden die Dicke des Metallblechs und des Gummis sowie die zu verwendenden Werkstoffe abhängig von den aufzunehmenden Kräften am Einsatzort gewählt. Bei einem Verguß der Wandlerelemente und der Trennwand ist es vorteilhaft, den gleichen Kunststoff wie für den Umguß zu verwenden, nämlich Polyurethan, wie in Anspruch 4 angegeben.

Gemäß der vorteilhaften Weiterbildung des Wandlermoduls nach Anspruch 5 ist eine weitere Abschattung gegen Schallwellen aufgrund von Reflexionen an der Wasseroberfläche und/oder am Boden durch Abdeckungen aus dem gleichen Material wie die Trennwände vorteilhaft möglich.

Die Auswahl einer der Formen für den Wandlermodul, die in Anspruch 6 angegeben sind, beispielsweise eine Scheiben- oder Linsen- oder eine Zylinder- oder Tonnenform, die eine Ober- und Unterseite oder eine Stirn- und Rückseite aufweisen, zu der die Trennwände senkrecht angeordnet sind, erfolgt abhängig von seiner Verwendung.

Die vorteilhafte Weiterbildung des Wandlermoduls nach Anspruch 7 ermöglicht eine Verbesserung der Richtfunktion vor und/oder hinter der Trennwand, indem beispielsweise paarweise angeordnete Wandler vor und/oder hinter der Trennwand jeweils zusammengeschaltet sind. Dicke und Formgebung der Trennwand beeinflussen nicht nur Gewicht und Auftrieb des Wandlermoduls, sondern auch die Richtfunktion. Ein solcher Wandlermodul erhält durch einen stromlinienförmigen Umguß eine Scheibenform mit elliptischem Querschnitt, so daß Strömungsgeräusche an den Wandlerelementen gering sind.

Der Vorteil des elektroakustischen Wandlermoduls nach Anspruch 8 besteht darin, daß durch eine sternförmige Anordnung der Trennwände und jeweils mindestens eines Wandlerelements in den so entstehenden Segmenten eine Richtungsselektion einfallender Schallwellen ohne elektronische Signalverarbeitung der Wandlerelemente allein durch passive akustische Maßnahmen möglich ist. Ein Aufbau mit beispielsweise sechs im Kreis angeordneten Wandlerelementen und sternförmiger Anordnung ihrer Trennwände in einer Vergußmasse aus Polyurethan ist als Zylinder-Panoramabasis einzusetzen, mit der über den gesamten Azimut eine Unterscheidung der Einfallsrichtungen von Schallwellen in 60°-Sektoren möglich ist, indem Pegel der Empfangssignale der Wandlerelemente in den Segmenten miteinander verglichen werden. Eine zusätzliche Bündelung in Elevation ist möglich, indem statt eines Wandlerelements mit Rundumcharakteristik mehrere Wandlerelemente je Segment übereinander angeordnet und elektrisch verbunden werden und/oder eine Abdeckung aus Schaumstoff vorgesehen wird. Die äußere Kontur dieser Panoramabasis wird durch die Wahl der gesamten Gußform bestimmt und an einem Trägerfahrzeug angebracht, wie ein Hüllkörper mit Schallwandler, oder auch als Dippingsonar eingesetzt oder geschleppt.

Mit dem erfindungsgemäßen elektroakustischen Wandlermodul nach Anspruch 8 ist eine Richtungsselektion einfallender Schallwellen entsprechend der Segmente gegeben. Die erfindungsgemäße Weiterbildung nach Anspruch 9 ermöglicht bei einer Tonnenform eine Zusammenschaltung der Wandlerelemente über frequenzselektive Schaltelemente, so daß der Öffnungswinkel der Richtcharakteristik innerhalb eines Frequenzbereichs von 10 kHz bis 100 kHz konstant ist. Fertigungstechnisch vorteilhaft ist die Anordnung der Wandlerelemente in einer gewölbten Matrix aus Polyurethanhartschaum, in die die Wandlerelemente eingeklebt werden. Diese Segmente werden in den Stern aus Trennwänden eingefügt, wobei die Trennwände vorteilhaft aus beidseitig mit Gummi beschichtetem Metallblech bestehen, und die gesamte Tonnenform mit Polyurethan umgossen wird.

Gemäß der vorteilhaften Weiterbildung nach Anspruch 10 wird mittig in dem Wandlermodul ein rohrförmiger Durchgang vorgesehen, in den gemäß Anspruch 11 eine Elektronikschaltung für die Empfangssignale einfügbar ist, wie sie beispielsweise in der DE-PS 44 22 234 beschrieben ist. Die verstärkten und digitalisierten Empfangssignale werden über ein einziges Kabel aus dem Wandlermodul herausgeführt.

Der erfindungsgemäße elektroakustische Wandlermodul mit einer sternförmigen Anordnung der Trennwände, wie es im Zusammenhang mit Anspruch 8 und 9 dargestellt wurde, ist gemäß Anspruch 12 vorteilhaft als Interceptbasis zu verwenden. Der Vorteil einer solchen Interceptbasis besteht in ihrem robusten Aufbau. Weiterhin ist von Vorteil, daß Reflexionen innerhalb der Interceptbasis, die Peilungen vorspiegeln würden, sich wegen der Trennwände nicht ausbilden können. Die Interceptbasis ist nicht akustisch transparent. Die Wandlerelemente empfangen lediglich von außen einfallende Schallwellen, denen sich keine durch die Interceptbasis hindurch von rückwärts ausbreitende oder innerhalb eines Hüllkörpers reflektierte Schallwellen überlagern. Der Wandlermodul ist als Interceptbasis ausgesprochen preisgünstig, da sowohl der Aufwand für seine Herstellung und Fertigung, wie auch für die Signalverarbeitung der Empfangssignale gering ist.

Eine weitere vorteilhafte Verwendung des elektroakustischen Wandlermoduls ist in Anspruch 13 angegeben. Wird z. B. am Anfang und Ende einer mit rundumempfindlichen Wandlern bestückten akustischen Linearantenne einer Schleppantenne ein oder mehrere elektroakustische Wandlermodule gemäß Anspruch 7 eingesetzt, ist das Problem der Seitenkennung durch akustische Abschattung gelöst. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß jede akustische Schleppantenne durch einen oder mehrere entsprechende elektroakustische Wandlermodule gemäß der vorliegenden Erfindung nachgerüstet werden kann, um beispielsweise im höherfrequenten Bereich für einen Torpedoalarm eingesetzt zu werden.

Eine andere sternförmige Anordnung aus zwei sich kreuzenden Trennwänden und drei Wandlerelementen in den drei von vier Segmenten und einer Ausrichtung bezüglich der Längsachse der Schleppantennen, so daß die drei Wandlerelemente von rechts, links und oben einfallende Schallwellen empfangen, ist im akustischen Teil einer Schleppantenne einsetzbar, indem eine Mehrzahl so aufgebauter Wandlermodule torsionssteif aneinandergereiht werden. Durch die Trennwände wird eine seitliche Abschattung erzeugt. Von der Wasseroberfläche reflektierte Schallwellen werden vom dritten Wandlerelement empfangen. Sein Empfangssignal wird zur Störbefreiung der Empfangssignale der die Linearantenne bildenden anderen Wandlerelemente verwendet, aus denen Richtcharakteristiken mit Empfangsrichtungen nach rechts oder links von der Längsrichtung der Schleppantenne gebildet werden. Ihre Seitenzuordnung erhalten sie durch die akustische Abschattung der fluchtenden Trennwände der Wandlerelemente.

Der Vorteil eines scheibenförmigen Aufbaus des erfindungsgemäßen Wandlermoduls nach Anspruch 14 besteht darin, daß mehrere kleine Einheiten, z. B. mit Trennwand und zwei Wandlerelementen, zusammengefaßt werden. Bei Ausfall, z. B. eines Wandlerelements wird der Wandlermodul durch Auswechseln einer Scheibe wieder funktionsfähig, wodurch Reparatur- und Servicekosten sinken, da nicht der gesamte Wandlermodul ersetzt werden muß. Die Ausgestaltung gemäß Anspruch 15 erleichtert eine Montage und ermöglicht ein Auswechseln einzelner Scheiben.

Abhängig von der Lage der Trennwände der einzelnen Scheiben weist der Wandlermodul unterschiedliche Gesamtrichtcharakteristiken auf, die sich bei fluchtendem Aufbau gemäß Anspruch 16 durch einen seitenrichtigen Empfang der Schallwellen auszeichnet.

Bei einem elektroakustischen Wandlermodul gemäß Anspruch 17 mit spiralförmigem Aufbau der Wandlerelemente oder einer zufälligen Verteilung längs des Wandlermoduls wird die Gesamtrichtcharakteristik durch die jeweils einseitig abgeschatteten Eigenrichtcharakteristiken der Wandlerelemente bestimmt.

Bei Verwendung eines elektroakustischen Wandlermoduls, wie er in den Ansprüchen 14 bis 16 beschrieben ist, als torsionssteife akustische Linearantenne für eine Schleppantenne gemäß der Weiterbildung nach Anspruch 18 ist der Vorteil gegeben, daß im Gegensatz zu üblichen Schleppantennen eine Ölfüllung nicht notwendig ist. Das von den Durchgängen gebildete mittlere Rohr ist mit Luft gefüllt und nimmt Elektronikschaltungen, Daten- und Triggerleitungen und ggf. Schleppseile auf, wie es beispielsweise in der DE-PS 44 22 234 beschrieben ist. Durch die Bemessung der Trennwanddicke ist durch den Schaumstoff der Auftrieb einer solchen akustischen Linearantenne einstellbar. Eine solche Schleppantenne erhält mittels der akustischen Abschattung der Wandlerelemente durch die Trennwände eine Seitenkennung ohne weitere Signalverarbeitung, sie ist servicefreundlich durch den scheibenförmigen Aufbau, da bei Ausfall von Wandlerelementen ein Auswechseln an Bord vorgenommen werden kann und alle Vorkehrungen, die im Zusammenhang mit einer Ölfüllung notwendig sind, überflüssig sind.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Weiterbildung nach Anspruch 19 besteht darin, daß Abstände der Wandlerelemente kleiner als die kleinste halbe Wellenlänge der zu empfangenden Schallwellen sind und Grating-Lobes bei der Bildung von schwenkbaren Richtcharakteristiken aus den Empfangssignalen der Wandlerelemente vermieden werden.

Zur Erhöhung der Formstabilität weisen die Scheiben des Wandlermoduls mittig ein Rohr mit äußeren Verstrebungen in X-Form auf, das aus Aluminium oder glasfaserverstärktem Kunststoff gefertigt ist. Am Ende der Schenkel der X-Form sind die Wanderelemente vorgesehen. Zwischen den Schenkeln befindet sich die Trennwand. Wandlerelemente, Verstrebungen und Trennwand sind mit Polyurethan umgossen. Die äußere ovale Form der Scheibe weist oberhalb und unterhalb der X-Form Gleitflächen auf, so daß eine Schleppantenne mit dem erfindungsgemäßen Wandlermodul nach Anspruch 20 mit einer einfachen Winde für die Schleppseile und die Kabel an Bord des Schleppschiffs verbracht werden kann und der akustische Teil über eine Slip-Anlage an Bord gleitet. Eine Auftrommelung der Linearantenne entfällt, da ihre Länge bei Frequenzen im kHz-Bereich nur einige wenige Meter beträgt.

Die Erfindung ist in mehreren in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen eines Wandlermoduls mit mindestens zwei Wandlerelementen zum Empfangen von Schallwellen näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen kreisförmigen Wandlermodul mit einer Trennwand und zwei Wandlerelementen,

Fig. 2 mit T-förmiger Trennwand und zwei Wandlerelementen,

Fig. 3 mit gekreuzten Trennwänden und drei Wandlerelementen,

Fig. 4 einen Querschnitt eines Scheibenaufbaus für eine Schleppantenne,

Fig. 5 eine Verstrebung im Querschnitt gemäß Fig. 4,

Fig. 6 eine Längsansicht des Scheibenaufbaus aus Fig. 4 und Fig. 5,

Fig. 7 einen sternförmigen Aufbau für eine Interceptbasis,

Fig. 8 eine Schnittdarstellung des sternförmigen Aufbaus nach Fig. 7,

Fig. 9 eine modifizierte Interceptbasis,

Fig. 10 ein Segment der Interceptbasis gemäß Fig. 9 und

Fig. 11 ein Richtdiagramm.

Der Wandlermodul in Fig. 1 weist eine Trennwand 11 und zwei Wandlerelemente 12 und 13 auf, die rechts und links von der Trennwand 11 angeordnet sind. Die Trennwand 11 und die Wandlerelemente 12, 13 befinden sich in einer mit Polyurethan ausgegossenen zylindrischen Form 14. Das Wandlerelement 12 empfängt Schallwellen aus der Richtung I, Schallwellen aus der Richtung II werden durch die Wirkung der Trennwand 11 nicht vom Wandlerelement 12 empfangen. Umgekehrt empfängt das Wandlerelement 13 nur Schallwellen aus der Richtung II und keine Schallwellen aus der Richtung I. Die Trennwand 11 besteht aus Schaumstoff, z. B. Integralschaum der Firma Elastogram, der in Plattenform als Halbzeug geliefert wird. Die Höhe des Zylinders 14 und der Trennwand 11 wird durch die Form der Wandlerelemente 12 und 13 bestimmt. Die Wandlerelemente 12 und 13 haben beispielsweise Kugelform und eine rundum empfindliche Eigenrichtcharakteristik. Ebenfalls ist es möglich als Wandlerelemente 12 und 13, sog. Staves, d. h. übereinanderliegende, elektrisch miteinander verbundene elektroakustische Wandler mit rundumempfindlichen Eigenrichtcharakteristiken zu verwenden, deren Richtcharakteristik bezüglich der Längsachse der zylindrischen Form 14 einen kleineren Öffnungswinkel aufweist.

Fig. 2 zeigt einen Wandlermodul, bei dem die Trennwand 21 einen T-förmigen Querschnitt aufweist, wodurch auch eine Abschattung von Schallwellen aus der Richtung III erreicht wird. Die Wandlerelemente 12 und 13 befinden sich in den durch das T gebildeten Sektoren 22, 23. In dem Sektor 24 ist eine Elektronikschaltung 25 angeordnet, in der Empfangssignale der Wandlerelemente 12 und 13 für eine Übertragung verstärkt und digitalisiert werden. Die Elektronikschaltung ist beispielsweise in der DE-PS 44 22 234 beschrieben.

Fig. 3 zeigt einen Wandlermodul mit sich kreuzenden Trennwänden 31, 32 in Form eines Sterns, bei dem drei Wandlerelemente 12, 13 und 14 in drei Segmenten des Sterns angeordnet sind. Im vierten Segment befindet sich die Elektronikschaltung 25 für die Empfangssignale der Wandlerelemente 12, 13, 14. Das Wandlerelement 12 empfängt Schallwellen aus der Richtung I, das Wandlerelement 13 Schallwellen aus der Richtung II und das Wandlerelement 14 aus der Richtung III.

Die Wandlermodule gemäß Fig. 1, 2 und 3 weisen eine zylindrische Außenform mit kreisförmigen Stirn- und Rückseiten auf, die zu einem scheibenförmigen Aufbau und Einsatz bei einer Schleppantenne geeignet sind.

Fig. 4, 5 und 6 zeigen einen scheibenförmigen Aufbau eines Wandlermoduls für eine Schleppantenne, bei dem die Stirn- und Rückseite der einzelnen mit Polyurethan ausgegossenen Scheiben 40 einen angenähert elliptischen Querschnitt aufweisen und die Höhe durch die Wellenlänge der zu empfangenden Schallwellen bestimmt wird. Seitlich parallel zur längeren Halbachse über die Höhe der Scheibe sind Aussparungen, um das Gewicht zu reduzieren, senkrecht dazu Gleitflächen. Jede Scheibe 40 enthält ein rohrförmiges Gerüst, eine Trennwand 70 aus Schaumstoff, deren eine Seite der längeren Halbachse der Ellipse entspricht, je zwei Wandlerelemente rechts und links der Trennwand 70 und Schraubverbindungen 50 an der Stirn- und Rückseite.

Beispielsweise bilden acht solcher Scheiben 40.1, 40.2, den Akustikteil der Schleppantenne, der durch eine Stabilisierungseinheit in einer vertikalen Ausrichtung für die Trennwand 70 gehalten wird. Die vor und hinter der Trennwand 70 angeordneten Wandlerelemente sind in einem Abstand kleiner als die Hälfte der kleinsten zu empfangenden Wellenlänge von Schallwellen angeordnet. Der Abstand der Wandlerelemente von Scheibe 40.1 zu Scheibe 40.2 und Höhe der Scheiben sind genauso groß.

Ein Rohr 41 mit X-förmigen Verstrebungen 42 aus Aluminium oder glasfaserverstärktem Kunststoff bildet das Gerüst, das in Fig. 5 dargestellt ist. Vier Stege 43 im Innenraum des Rohres 41 an der Stirn- und Rückseite der Scheibe 40 nehmen Schraubverbindungen 50 auf, um die Scheiben 40.1, 40.2 zu verbinden, die als Längsansicht und im Schnitt VI-VI in Fig. 6 gezeigt sind. Jede Scheibe 40.1, 40.2 weist auf halber Höhe vier Wandlerelemente auf, deren Lage 60 der Scheibe 40.2 und dem Querschnitt in Fig. 4 zu entnehmen ist. Jeweils zwei Wandlerelemente befinden sich auf jeder Seite der Trennwand 70, die in Fig. 4 und als Schnitt VI-VI in Fig. 6 gezeigt ist. Die Trennwand 70 besteht aus Schaumstoff, das in Plattenform als Halbzeug vorliegt und auf das Rohr 41 zwischen den Schenkeln des X angebracht ist. Anschlüsse der Wandlerelemente vor der Trennwand 70 und hinter der Trennwand 70 werden einer Elektronikschaltung 80 zugeführt, die in jeder Scheibe 40 mittig im Rohr gelagert ist. Die Montage und Justage der Scheiben 40.1, 40.2 wird durch Zapfen und Bolzen 90 an Stirn- und Rückseite der Scheiben 40.1 und 40.2 erleichtert.

Fig. 7 zeigt den prinzipiellen Aufbau für eine Interceptbasis, bei der mit einer sternförmigen Anordnung 700 der Trennwände aus Schaumstoff und mittig in den so entstehenden Sektoren 701, 702, . . . 706 angeordneten Wandlerelementen oder Staves die Einfallsrichtung je Sektor 701, . . ., 706 bestimmt wird. Durch die Anordnung 700 aus Schaumstoff ist die Interceptbasis nicht akustisch transparent, da die Trennwände die Schallwellen reflektieren. Schallwellen aus der Einfallsrichtung IV werden lediglich von dem Wandlerelement in dem Sektor 703 empfangen. Sie gelangen nicht zu den Sektoren 701, 702, 704, 705 und 706. Die Interceptbasis weist einen kreisförmigen Querschnitt und eine Zylinderform auf, die durch ein Vergießen der Wandlerelemente und der Anordnung 700 der Trennwände erzielt wird.

Fig. 8 zeigt einen Schnitt VIII-VIII durch die Interceptbasis in Fig. 7, mit kreisförmigen Abdeckungen 801, 802, die ebenfalls aus Schaumstoff ausgeführt sind, so daß eine Abschattung von einfallenden Schallwellen aus den Richtungen V und VI gewährleistet ist. Eine Bohrung 710 nimmt die Elektronikschaltung für die Wandlerelemente auf.

Fig. 9 zeigt eine Konstruktionszeichnung für eine modifizierte Interceptbasis. Die äußere Kontur weist gewölbte Außenwände in Form einer Tonne auf. Die sternförmige Anordnung 900 der Trennwände besteht aus einem sechseckigen Aluminiumträger 910, in den Schlitze zur Aufnahme von Stahlblechen 911 eingearbeitet sind. Der Aluminiumträger 910 und die Stahlbleche 911 sind mit Gummi 912 beschichtet. Der Aluminiumkörper 910 weist eine Durchbohrung 915 für Kabelbäume zur Verdrahtung der Wandlerelemente 920 und eine Elektronikschaltung mit frequenzselektiven Schaltungen, z. B. Hoch- und/oder Tiefpässen, Verstärkern, A/D-Wandlern, auf. In die durch die sternförmige Anordnung 900 gebildeten Segmente 901 bis 906 sind gewölbte Segmentkörper aus Polyurethanhartschaum eingebracht, die sich durch große Festigkeit auszeichnen und in die die Wandlerelemente 920 eingeklebt sind. Ein Umguß aus Polyurethan sorgt dafür, daß der gesamte Wandlermodul wasserdicht ist.

Fig. 10 zeigt eine Seitenansicht des Segments 901 mit Bohrungen 921 für die Wandlerelemente 920.

Der Aufbau der sternförmigen Anordnung 900 verhindert einerseits eine Ausbreitung von Schallwellen innerhalb der Interceptbasis zwischen gegenüberliegenden Segmenten 901/904 bzw. 902/905 bzw. 903/906 und sorgt andererseits für eine Richtungsselektion zwischen benachbarten Segmenten 901/902 bzw. 906/901. Zusammen mit der Anordnung der Wandlerelemente auf der gekrümmten Kontur und einer frequenzselektiven Zusammenfassung ihrer Empfangssignale werden sechs Richtcharakteristiken gebildet, die in einem Frequenzbereich von 10 bis 100 kHz gleiche Eigenschaften aufweisen.

Fig. 11 zeigt ein Richtdiagramm für die Richtcharakteristiken der benachbarten Segmente 901 und 906. Die größte Empfindlichkeit der Richtcharakteristiken liegt in den Hauptempfangsrichtungen bei -30 und +30°. Betrachtet man die Richtcharakteristik des Sektors 901 mit ihrer Hauptempfindlichkeit unter -30°, so sieht man deutlich, daß Schall aus dem rückwärtigen Bereich aus den Sektoren 903 bis 905 um mehr als 30 dB gedämpft wird und daß ein Schalleinfall aus unmittelbar benachbarten Sektoren, z. B. aus dem Sektor 902 bereits eine Dämpfung von mehr als 10 dB erfährt. Das gleiche gilt für den Sektor 906. Der Übersichtlichkeit halber sind die Richtcharakteristiken für die übrigen Sektoren nicht in das Diagramm aufgenommen worden.

Claims (20)

1. Elektroakustischer Wandlermodul mit Wandlerelementen zum Empfangen von Schallwellen und Bestimmen ihrer Einfallsrichtung, gekennzeichnet durch eine Trennwand (11, 21, 31, 32, 70) aus Reflektor- oder Absorbermaterial zwischen mindestens zwei Wandlerelementen (12, 13) und einen Umguß aus wasserdichtem Kunststoff.

2. Elektroakustischer Wandlermodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand (11, 21, 31, 32, 70) aus schallweichem Material besteht.

3. Elektroakustischer Wandlermodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand (11, 21, 31, 32, 70) aus einem beidseitig mit Gummi beschichteten Metallblech besteht.

4. Elektroakustischer Wandlermodul nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß für den Umguß und/oder Vergießen der Trennwände und Wandlerelemente (12, 13) Polyurethan verwendet wird.

5. Elektroakustischer Wandlermodul nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß senkrecht auf den Trennwänden (Anordnung 700) ein- oder beidseitig eine Abdeckung (801, 802) aus dem gleichen Reflektor- oder Absorbermaterial vorgesehen ist.

6. Elektroakustischer Wandlermodul nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine Zylinder-, Tonnen- oder Scheibenform und eine Anordnung (700, 900) der Trennwände senkrecht zu ihrer Stirn- und Rückseite.

7. Elektroakustischer Wandlermodul nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch einen im wesentlichen elliptischen Querschnitt und durch eine Trennwand (70), deren Normale senkrecht zur längeren Halbachse der Ellipse liegt, und durch mindestens zwei längs der längeren Halbachse nebeneinander oder untereinander im Abstand der kleinsten halben Wellenlänge der empfangenen Schallwellen aufgereihte Wandlerelemente vor und hinter der Trennwand (70) und durch elektrisches Zusammenfassen der Empfangssignale der Wandlerelemente vor der Trennwand und der Empfangssignale der Wandlerelemente hinter der Trennwand.

8. Elektroakustischer Wandlermodul nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch einen kreisförmigen Querschnitt und eine sternförmige Anordnung (700, 900) mehrerer Trennwände.

9. Elektroakustischer Wandlermodul nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß in durch die Trennwände gebildeten Sektoren (901, 902, . . ., 906) eine Vielzahl von Wandlerelementen (920) in Reihen und Spalten in eine Matrix aus Polyurethanhartschaum eingeklebt ist.

10. Elektroakustischer Wandlermodul nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch einen mittig angeordneten rohrförmigen Durchgang (710, 915).

11. Elektroakustischer Wandlermodul nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Elektronikschaltung (80) für die Empfangssignale der Wandlerelemente in den Durchgang einfügbar ist.

12. Elektroakustischer Wandlermodul nach einem der Ansprüche 1 bis 11, gekennzeichnet durch seine Verwendung als Interceptbasis.

13. Elektroakustischer Wandlermodul nach einem der Ansprüche 1 bis 11, gekennzeichnet durch seine Verwendung zur Seitenkennung in einer Schleppantenne.

14. Elektroakustischer Wandlermodul nach einem der Ansprüche 1 bis 10 gekennzeichnet durch einen Scheibenaufbau.

15. Elektroakustischer Wandlermodul nach Anspruch 14, gekennzeichnet auf der Außenperipherie der Stirnseite durch einen oder mehrere Zapfen (90) und auf der Außenperipherie der Rückseite durch genauso viele Buchsen (90) und durch ein Rohr (41) in dem rohrförmigen Durchgang mit nach innen weisenden Stegen (43) für eine Schraubverbindung (50) zweier Scheiben.

16. Elektroakustischer Wandlermodul nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwände (11, 21, 31, 32) aller Scheiben (40.1; 40.2) fluchten.

17. Elektroakustischer Wandlermodul nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwände (11) benachbarter Scheiben Winkel aufweisen.

18. Elektroakustischer Wandlermodul nach einem der Ansprüche 14 bis 17, gekennzeichnet durch seine Verwendung als torsionssteife, akustische Linearantenne für eine Schleppantenne, wobei das mit Luft gefüllte Rohr (41) Elektronikschaltungen (80) und Kabel aufnimmt.

19. Elektroakustischer Wandlermodul nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß Abstände der Scheibenmitten kleiner als die kleinste halbe Wellenlänge der zu empfangenden Schallwellen sind.

20. Elektroakustischer Wandlermodul nach einem der Ansprüche 18 oder 19, gekennzeichnet durch einen Umguß mit äußeren Gleitflächen zum Ein- und Ausbringen über eine Slipanlage an Bord eines Schleppschiffs mit Hilfe einer Winde für Schleppseile und Kabel.