DE19931386A1 - Verfahren und Anordnung zum Empfang von Signalen bei parametrischer Sendung zur Echolotung des Bodens, von Sedimentschichten und von Objekten am und im Boden sowie zur Unterwassernachrichtenübertragung - Google Patents
Verfahren und Anordnung zum Empfang von Signalen bei parametrischer Sendung zur Echolotung des Bodens, von Sedimentschichten und von Objekten am und im Boden sowie zur UnterwassernachrichtenübertragungInfo
- Publication number
- DE19931386A1 DE19931386A1 DE1999131386 DE19931386A DE19931386A1 DE 19931386 A1 DE19931386 A1 DE 19931386A1 DE 1999131386 DE1999131386 DE 1999131386 DE 19931386 A DE19931386 A DE 19931386A DE 19931386 A1 DE19931386 A1 DE 19931386A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- frequency
- primary
- elements
- amplifier
- secondary frequency
- 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
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B11/00—Transmission systems employing sonic, ultrasonic or infrasonic waves
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO 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
- G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
- G01S15/88—Sonar systems specially adapted for specific applications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO 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
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/52—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00
- G01S7/523—Details of pulse systems
- G01S7/526—Receivers
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
- G01V1/00—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
- G01V1/16—Receiving elements for seismic signals; Arrangements or adaptations of receiving elements
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
- G01V1/00—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
- G01V1/38—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting specially adapted for water-covered areas
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Geology (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geophysics (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Oceanography (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Die Erfindung betrift ein Verfahren und eine Anordnung zum Empfang von Signalen bei parametrischer (nichtlinearer) Sendung zur Echolotung des Bodens, von Sedimentschichten und von Objekten am und im Boden insbesondere in Flachwasserbereichen und zur Unterwassernachrichtenübertragung. Als Empfangsschallwandler für die niederfrequenten Sekundärsignale werden Flächen- oder Linien-Arrays aus einer Anzahl von Hydrofon-Elementen mit akustischen Resonanzfrequenzen oberhalb der Sekundärfrequenzen und unterhalb der Primärfrequenzen, Flächen- oder Linien-Arrays aus einer Anzahl von Hydrofon-Elementen mit Resonanzfrequenzen oberhalb der Primärfrequenzen mit vorgeordneten akustischen Tiefpässen oder der Sendeschallwandler selbst mit Entkopplungsbaugruppen zwischen Schallwandler und Empfänger verwendet. An den Empfängereingängen werden Sperrfilter vorgebbarer Sperrdämpfung für die Primärfrequenzen angeordnet und es können Torschaltungen angeordnet werden. Es schließen sich eine oder mehrere Frequenzweichen und Verstärker zur Trennung der hochfrequenten und niederfrequenten Frequenzbänder und zur Signalverstärkung an. Die Niederfrequenzverstärker enthalten zur Verhinderung von Übersteuerung weitere Sperrfilter für die Primärfrequenzen, deren Betrag der Sperrdämpfung mindestens gleich der Verstärkung ist. Zur Entkopplung von Sender und Schallwandler im Empfangsfall werden einzelne oder Reihenschaltungen antiparallel geschalteter Dioden zwischen Schallwandler und Kompensationsnetzwerk ...
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zum Empfang von Signalen bei para
metrischer (nichtlinearer) Sendung zur Echolotung des Bodens, von Sedimentschichten und
von Objekten am und im Boden insbesondere in Flachwasserbereichen und zur Unterwasse
rnachrichtenübertragung. Als Empfangsschallwandler für die niederfrequenten Sekundärsignale
werden Flächen- oder Linien-Arrays aus einer Anzahl von Hydrofon-Elementen mit
akustischen Resonanzfrequenzen oberhalb der Sekundärfrequenzen und unterhalb der Primär
frequenzen, Flächen- oder Linien-Arrays aus einer Anzahl von Hydrofon-Elementen mit Reso
nanzfrequenzen oberhalb der Primärfrequenzen mit vorgeordneten akustischen Tiefpässen oder
der Sendeschallwandler selbst mit Entkopplungsbaugruppen zwischen Schallwandler und
Empfänger verwendet. An den Empfängereingängen werden Sperrfilter vorgebbarer
Sperrdämpfung für die Primärfrequenzen angeordnet und es können Torschaltungen
angeordnet werden. Es schließen sich eine oder mehrere Frequenzweichen und Verstärker zur
Trennung der hochfrequenten und niederfrequenten Frequenzbänder und zur Signalverstärkung
an. Die Niederfrequenzverstärker enthalten zur Verhinderung von Übersteuerung weitere
Sperrfilter für die Primärfrequenzen, deren Betrag der Sperrdämpfung mindestens gleich der
Verstärkung ist. Zur Entkopplung von Sender und Schallwandler im Empfangsfall werden
einzelne oder Reihenschaltungen antiparallel geschalteter Dioden zwischen Schallwandler und
Kompensationsnetzwerk verwendet. Zur Entkopplung von Sender und Empfänger im Sendefall
wird ein Diodenbegrenzer eingesetzt, dessen antiparallel geschalteten Dioden ein Widerstand
zur Festlegung der unteren Empfangs-Grenzfrequenz und ein mit einem Widerstand
bedämpfter Reihenschwingkreis zur definierten Dämpfung der Primärfrequenzen im Em
pfangssignal parallel geschaltet ist. Als Hydrofon-Elemente kommen Piezo-Keramiken als
Dicken- oder Radial-Schwinger mit geeigneten Resonanzfrequenzen, Piezo-Schläuche oder
Piezo-Folien mit bezüglich der Richtchakteristik optimierten Formen und Abmessungen zur
Anwendung. Die Torschaltungen sperren den Signaldurchgang während des Sendens und des
Ausschwingvorganges. Die Frequenzweichen für die niederfrequenten Sekundärsignale sind
Bandfilter mit in einem ganzzahligen Verhältnis der Mittenfrequenzen.
Die Erfindung wird in der Meeres- und Umwelttechnik angewendet.
Es ist bekannt, parametrische Schallquellen vorteilhaft zur Unterwasserortung und -nachrich
tenübertragung einzusetzen. Üblicherweise werden die Entfernungen zwischen Schallquelle
und Empfänger größer als die Länge des Wechselwirkungsraumes gewählt. Der Anteil der
hochfrequenten Primärsignale am Empfangssignal hat sich so reduziert, daß die Abtrennung
der tieffrequenten Sekundärsignale mit üblichen Mitteln gelingt. Als Schall-Empfänger werden
einzelne Hydrofone oder Hydrofon-Arrays verwendet. Bei geringen Entfernungen kann der
Pegel der Primärfrequenzsignale um mehrere Größenordnungen über dem der Sekundärsignale
liegen und es kann zur Übersteuerung der Schallempfänger und der nachfolgenden Verstärker
kommen, verbunden mit Informationsverlusten bei der Signalauswertung. Der Sendewandler
selbst wird i. a. nicht als Empfänger für die Sekundärfrequenzsignale verwendet, weil sich seine
elektrische Impedanz außerhalb seines Resonanzbereiches so ändert, daß die angeschaltete
Sendeleistungsstufe die Empfangsempfindlichkeit erheblich verringert und die Probleme der
Filterung und Übersteuerung weiter verschärft werden, weil sich der Pegelunterschied
zwischen den Primär- und Sekundärsignalen vergrößert. Sein Einsatz auch als Em
pfangswandler für die Sekundärfrequenzsignale würde jedoch den technischen Aufwand und
die Kosten auf der Empfängerseite erheblich verringern, wenn keine großen Anforderungen an
die Richtwirkung gestellt werden.
Der im Patentanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren
und eine Anordnung mit mehreren Ausführungsbeispielen zum Empfang von Signalen, die bei
parametrischer Sendung entstehen, zu schaffen, mit denen es ohne nichlineare Verzerrungen
und Verluste an Störabstand möglich ist, die einzelnen mit extrem hohen Pegelunterschieden
vorhandenen Frequenzbänder zu trennen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in den Patentansprüchen aufgeführten
Merkmale gelöst.
Bei parametrischer Sendung und geringen Entfernungen, wie sie innerhalb des
Wechselwirkungsraumes auftreten, können die Pegel der Primärsignale um einige
Größenordnungen höher als die der Sekundärsignale liegen. Mit herkömmlichen
Empfangsverfahren und Empfangsanordnungen kann diese Aufgabe nicht oder nur
unzureichend gelöst werden. Es kommt zu Übersteuerungen der Verstärker oder zu
nichtlinearen Verzerrungen bei der Großsignalaussteuerung. Erfindungsgemäß wird der Pegel
der Primär-Empfangssignale durch eine Reihe sich ergänzender Maßnahmen reduziert und die
Pegel der Sekundär-Empfangssignale werden angehoben. Ist die Eigenresonanz der
Empfangselemente niedriger als die Primärfrequenzen, ergibt sich eine Filterwirkung wie beim
Tiefpaßfilter. Der Pegel der hohen Frequenzen wird gesenkt. Ein ähnlicher Effekt wird
erreicht, wenn vor den Empfangselementen schalldämmende angeordnet werden, deren
Dämpfungsfaktor mit steigender Frequenz stark zunimmt. Eine weitere definierte
Pegelreduzierung der Primärfrequenzen wird durch Sperrfilter an den Empfängereingängen mit
vorgebbarer Sperrdämpfung erreicht. Besonders hohe Signalpegel treten während des Sendens
und beim sich anschließenden Ausschwingvorgang auf. Sie können nachfolgende Baugruppen
bis in die Sättigung aussteuern und zur nur langsam abklingenden Verschiebung der
Arbeitspunkte der Verstärker führen, so daß die Signalverarbeitung bei kleinen Entfernungen
zwischen Sender und Empfänger beeinträchtigt wird. Diese Probleme werden vorteilhaft wie
angegeben durch geeignete Torschaltungen vermieden. Sowohl die Primär- als auch die
Sekundärfrequenzsignale sind informationshaltig. Eine einfache Signalauswertung ist möglich,
wenn die einzelnen Frequenzbänder frequenzselektiv verstärkt werden. Es besteht dabei die
Möglichkeit, die Verstärkung an die Pegel der einzelnen Bänder anzupassen und den
Dynamikbereich von nachfolgenden Baugruppen, z. B. von A/D-Wandlern, voll auszunutzen.
Mit den weiteren angegebenen Sperrfiltern soll verhindert werden, daß die noch in den
Sekundärfrequenz vorhandenen Primärsignalanteile die Verstärker übersteuern. Bedeutende
Einsparungen an Aufwand und Platz sind möglich, wenn entsprechend Patentanspruch 1 durch
spezielle Entkopplungsbaugruppen der Sendewandler auch als Empfangswandler eingesetzt
werden kann.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist im Patentanspruch 2 angegeben. Aus
den Echosignalen der Boden- und Sedimentortung sowie der Objektortung mit parametrischen
Mehrfrequenz-Sendesignalen können außer den üblichen Informationen über Entfernung und
Richtung auch Informationen zu den Materialeigenschaften gewonnen werden. Dazu ist eine
genaue Analyse der Amplituden- und Phasenverhältnisse der einzelnen Frequenzbänder
erforderlich. Mit dem im Patentanspruch 4 angegebenen Verfahren ist es möglich, die einzelnen
Frequenzbänder mit maximalem Störabstand und geringem Aufwand für die Signalanalyse
bereitzustellen.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist auch im Patentanspruch 3 angegeben. Mit
Hilfe einfacher und kostengünstiger passiver elektronischer Bauelemente wird eine
wirkungsvolle und zuverlässige Entkopplung zwischen Schallwandler und Sender im
Empfangsfall erreicht. Ebenso einfach wird die Entkopplung von Sender und Empfänger im
Sendefall gelöst, ohne daß der Signalempfang beeinträchtigt wird. Mittels weniger weiterer
Bauelemente gelingt die erforderliche Beeinflussung des Frequenzganges ohne größeren
Aufwand.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist im Patentanspruch 4 angegeben. Em
pfangselemente für die Sekundärfrequenzsignale müssen eine große relative Bandbreite und
eine hohe Übersteuerungsfestigkeit aufweisen. Weiterhin ist es wegen der kleinen Signalpegel
dieser Signale von Vorteil, zur Verbesserung des Signal/Rausch-Verhältnisses und zur Redu
zierung von Mehrwegeeinflüssen bei der Schallausbreitung gerichtet zu empfangen, was bei
niedrigen Frequenzen große Wandlerflächen erfordert. Im Gegensatz zum Sendeschallwandler
müssen nur geringe Leistungen übertragen werden. Aufwand und Kosten des Wandlers werden
wesentlich durch Anzahl und Kosten der Elementarwandler bestimmt. Mit dem im Patent
anspruch 2 angegebenen Verfahren ist es möglich, leistungsfähige großflächige Empfangs
wandler mit geringen Kosten und mit kleiner Einbautiefe zu realisieren.
Die Erfindung soll nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel beschrieben werden. Es zeigen:
Fig. 1 Schematische Anordnung der Funktionseinheiten des parametrischen Empfangs
verfahrens
Fig. 2 Schematische Darstellung des Empfangsschallwandlers als Flächen- oder Linien-Array
mit spezieller Resonanzfrequenz, Querschnitt und Eigenschaften
Fig. 2a Einzelheit A2, Amplitudenfrequenzgang eines Hydrofon-Elementes
Fig. 2b Einzelheit B2, Amplitudendichtespektrum am Ausgang des Wandlers
Fig. 3 Schematische Darstellung des Empfangsschallwandlers als Flächen- oder Linien-Array
mit akustischen Tiefpässen, Querschnitt und Eigenschaften
Fig. 3a Einzelheit A3, Amplitudenfrequenzgang des akustischen Tiefpasses
Fig. 3b Einzelheit B3, Amplitudendichtespektrum am Ausgang des Wandlers
Fig. 4 Schematische Darstellung des Sendewandlers als Empfangswandler, Querschnitt und
Eigenschaften
Fig. 4a Einzelheit A4, Amplitudenfrequenzgang eines Hydrofon-Elementes
Fig. 4b Einzelheit B4, Amplitudendichtespektrum am Ausgang des Wandlers
Fig. 5a Anordnung der Hydrofon-Elemente des Empfangsschallwandlers um den Sende
wandler herum
Fig. 5b Anordnung der Hydrofon-Elemente des Empfangsschallwandlers neben dem Sende
wandler
Fig. 6 Aufbau der Entkopplungsbaugruppe
Die parametrischen akustischen Empfangssignale 2, 3 werden mit dem Empfangsschallwandler
1 empfangen und in elektrische Signale gewandelt. Als Empfangsschallwandler 1 für die
niederfrequenten akustischen Sekundärfrequenz-Signale 2 werden Flächen- oder Linien-Arrays
11 aus einer Anzahl von Hydrofon-Elementen 22 mit akustischen Resonanzfrequenzen fR
oberhalb des Sekundärfrequenzspektrums und unterhalb des Primärfrequenzspektrums ver
wendet. Die Resonanzfrequenzen fR werden so niedrig gelegt, daß der Amplitudenfrequenz
gang A1(f) der Hydrofon-Elemente 22 im Bereich des Primärfrequenzspektrurns die Primär
frequenzsignale im Amplitudendichtespektrum U1(f) des elektrischen Empfangssignals 15
erheblich dämpft. Weiterhin können als Empfangsschallwandler 1 Flächen- oder Linien-Arrays
12 aus einer Anzahl von Hydrofon-Elementen 22 mit akustischen Resonanzfrequenzen fR
oberhalb des Sekundärfrequenzspektrums und vorgeordneten akustischen Tiefpässen 23 mit
Grenzfrequenzen fG oberhalb des Sekundärfrequenzspektrums eingesetzt werden. Der Ampli
tudenfrequenzgang A2(f) des akustischen Tiefpasses weist oberhalb seiner Grenzfrequenz fG
einen solchen Abfall auf, daß die Primärfrequenzsignale im Amplitudendichtespektrum U2(f)
des elektrischen Empfangssignals 15 erheblich gedämpft sind. Durch entsprechende Wahl der
Resonanzfrequenzen fR der Hydrofon-Elemente 22 wird eine verstärkte Dämpfung erreicht.
Die Empfangswandler 11 und 12 werden vorrangig zum Empfang der akustischen
Sekundärfrequenzsignale 2 verwendet. Die Empfangswandler 11 und 12 werden neben dem
Sendewandler 26 oder um den Sendewandler 26 herum angeordnet und als Hydrofon-Ele
mente 22 werden Piezokeramik-Elemente mit oberhalb des Sekundärfrequenzbandes liegenden
Dicken- und Radial-Resonanzfrequenzen oder Piezo-Schläuche bzw. Piezo-Folien mit bezüg
lich der Richtcharakteristik optimierter Anzahl, Größe, Form und Anordnung der
Einzelelemente und optimierten Gesamtabmessungen eingesetzt.
Weiterhin kann der Sendeschallwandler 1 selbst als Sende/Empfangswandler 13 zum Empfang
der hochfrequenten akustischen Primärfrequenzsignale 3 und der niederfrequenten akustischen
Sekundärfrequenzsignale 2 verwendet werden. Der Amplitudenfrequenzgang A3(f) des
Sende/Empfangswandlers 13 weist im Bereich des Primärfrequenzspektrums eine
Resonanzüberhöhung auf und im Amplitudendichtespektrum U3(f) des elektrischen
Empfangssignals 15 sind die Amplituden der Primärfrequenzsignale wesentlich größer als die
der Sekundärfrequenzsignale. Zwischen Sende/Empfangswandler 13, Sender 10 und Empfän
ger 20 befindet sich die Entkopplungsbaugruppe 4. In der Entkoplungsbaugruppe 4 werden zur
Entkopplung von Sender 10 und Schallwandler 13 im Empfangsfall einzelne oder Reihen
schaltungen antiparallel geschalteter Dioden 17 zwischen Schallwandler 1 und Sender 10
verwendet und zur Entkopplung von Sender 10 und Empfänger 20 im Sendefall wird ein
Diodenbegrenzer 18 eingesetzt, dessen antiparallel geschalteten Dioden 19 ein Widerstand 25
zur Festlegung der unteren Empfangs-Grenzfrequenz und ein mit einem Widerstand
bedämpfter Reihenschwingkreis 21 zur definierten Dämpfung der Primärfrequenzen im
Empfangssignal parallel geschaltet ist. Im weiteren Empfangssignalweg ist eine Torschaltung 6
angeordnet, die den Signaldurchgang während des Sendens und des Ausschwingvorganges mit
einem Torsignal 24 entsprechender Dauer sperrt. Es folgen mehrere Frequenzweichen 7 zur
Trennung der hochfrequenten und niederfrequenten Frequenzbänder. Die Frequenzweichen 7
für die niederfrequenten elektrischen Sekundärfrequenz-Signale sind Bandfilter mit Mitten
frequenzen F1, F2, F3, . . . einem ganzzahligen Verhältnis und für das hochfrequente elektrische
Primärfrequenzsignal wird ein Bandfilter mit der Mittenfrequenz f0 verwendet. Es schließen
sich Primärfrequenz-Verstärker 83 und Sekundärfrequenz-Verstärker 82 zur Signalverstärkung
an. Die Sekundärfrequenzverstärker 82 enthalten zur Verhinderung von Übersteuerung
aufeinander folgend Verstärker-Sperrfilter 9 für die Primärfrequenzen und
Verstärker-Elemente 8. Der Betrag der Sperrdämpfung der Verstärker-Sperrfilter 9 ist
mindestens gleich der Verstärkung der Verstärker-Elemente 8.
1
Empfangsschallwandler
2
Niederfrequente akustische Sekundärfrequenzsignale
3
Hochfrequente akustische Primärfrequenzsignale
4
Entkopplungsbaugruppe
5
Eingangs-Sperrfilter
6
Torschaltung
7
Frequenzweiche
72
Niederfrequente elektrische Sekundärfrequenzsignale
73
Hochfrequente elektrische Primärfrequenzsignale
8
Verstärker-Element
82
Sekundärfrequenz-Verstärker
83
Primärfrequenz-Verstärker
9
Verstärker-Sperrfilter
10
Sender
11
Flächen- oder Linien-Array mit spezieller Resonanzfrequenz
12
Flächen- oder Linien-Array mit akustischen Tiefpässen
13
Sende/Empfangswandler
14
Sende- und Empfangssignal
15
Empfangssignal
16
Sendesignal
17
Sender-Schallwandler-Entkopplungsdioden
18
Diodenbegrenzer
19
Antiparallele Dioden
20
Empfänger
21
Widerstandsbedämpfter Reihenschwingkreis
22
Hydrofon-Element
23
Akustischer Tiefpaß
24
Torsignal
25
Parallelwiderstand
26
Sendewandler
FS
FS
Mittenfrequenz des Sekundärfrequenz-Bandes
F1,2,3
F1,2,3
Bandfilter-Mittenfrequenzen
f0
f0
Mittenfrequenz des Primärfrequenz-Bandfilters
fP
fP
Mittenfrequenz des Primärfrequenz-Bandes
fR
fR
Resonanzfrequenz des Hydrofon-Elementes
fG
fG
Grenzfrequenz des akustischen Tiefpasses
A1,2,3
A1,2,3
(f) Amplitudenfrequenzgang
U1,2,3
U1,2,3
(f) Amplitudendichtespektrum
Claims (4)
1. Verfahren zum Empfang von Signalen bei parametrischer (nichtlinearer) Sendung zur
Echolotung des Bodens, von Sedimentschichten und von Objekten am und im Boden ins
besondere in Flachwasserbereichen und zur Unterwassernachrichtenübertragung, dadurch
gekennzeichnet,
daß als Empfangsschallwandler (1) für die niederfrequenten akustischen
Sekundärfrequenz-Signale (2) Flächen- oder Linien-Arrays (11) aus einer Anzahl von
Hydrofon-Elementen (22) mit akustischen Resonanzfrequenzen fR oberhalb des
Sekundärfrequenzspektrums und unterhalb des Primärfrequenzspektrums oder Flächen-
oder Linien-Arrays (12) aus einer Anzahl von Hydrofon-Elementen (22) mit akustischen
Resonanzfrequenzen fR oberhalb des Sekundärfrequenzspektrums und vorgeordneten
akustischen Tiefpässen (23) mit Grenzfrequenzen fG oberhalb des
Sekundärfrequenzspektrums verwendet werden, oder daß der Sendeschallwandler (1) als
Sende/Empfangswandler (13) durch Entkopplungsbaugruppen (4) zum Empfang der hoch
frequenten akustischen Primärfrequenzsignale (3) und der niederfrequenten akustischen
Sekundärfrequenzsignale (2) verwendet wird, daß an den Empfängereingängen
Eingangs-Sperrfilter (5) vorgebbarer Sperrdämpfung für die Primärfrequenzen angeordnet
werden und Torschaltungen (6) angeordnet werden können, die den Signaldurchgang
während des Sendens und des Ausschwingvorganges mit einem Torsignal (24)
entsprechender Dauer sperren, daß sich eine oder mehrere Frequenzweichen (7),
Primärfrequenz-Verstärker (83) und Sekundärfrequenz-Verstärker (82) zur Trennung der
hochfrequenten und niederfrequenten Frequenzbänder und zur Signalverstärkung an
schließen und daß die Sekundärfrequenzverstärker (82) zur Verhinderung von
Übersteuerung aufeinander folgend Verstärker-Sperrfilter (9) für die Primärfrequenzen und
Verstärker-Elemente (8) enthalten und daß der Betrag der Sperrdämpfung der
Verstärker-Sperrfilter (9) mindestens gleich der Verstärkung der Verstärker-Elemente (8)
ist.
2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Frequenzweichen (7) für die niederfrequenten elektrischen Sekundärfrequenz-
Signale Bandfilter mit Mittenfrequenzen F1, F2, F3, . . . einem ganzzahligen Verhältnis sind
und für das hochfrequente elektrische Primärfrequenzsignal ein Bandfilter mit der
Mittenfrequenz f0 verwendet wird.
3. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch 1, dadurch
gekennzeichnet,
daß in der Entkopplungsbaugruppe (4) zur Entkopplung von Sender (10) und Schallwandler
(1) im Empfangsfall einzelne oder Reihenschaltungen antiparallel geschalteter Dioden (17)
zwischen Schallwandler (1) und Sender (10) verwendet werden und daß zur Entkopplung
von Sender (10) und Empfänger (20) im Sendefall ein Diodenbegrenzer (18) eingesetzt
wird, dessen antiparallel geschalteten Dioden (19) ein Widerstand (25) zur Festlegung der
unteren Empfangs-Grenzfrequenz und ein mit einem Widerstand bedämpfter Reihen
schwingkreis (21) zur definierten Dämpfung der Primärfrequenzen im Empfangssignal
parallel geschaltet ist.
4. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch 1, dadurch
gekennzeichnet,
daß zum Empfang vorrangig der akustischen Sekundärfrequenzsignale (2) der Empfangs
wandler (1) neben dem Sendewandler (26) oder um den Sendewandler (26) herum
angeordnet wird und daß als Hydrofon-Elemente (22) Piezokeramik-Elemente mit oberhalb
des Sekundärfrequenzbandes liegenden Dicken- und Radial-Resonanzfrequenzen oder
Piezo-Schläuche bzw. Piezo-Folien mit bezüglich der Richtcharakteristik optimierter
Anzahl, Größe, Form und Anordnung der Einzelelemente und optimierten Gesamtab
messungen eingesetzt werden.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1999131386 DE19931386C2 (de) | 1999-07-07 | 1999-07-07 | Anordnung zum Empfang von Signalen bei parametrischer Sendung zur Echolotung des Bodens, von Sedimentschichten und von Objekten am und im Boden sowie zur Unterwassernachrichtenübertragung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1999131386 DE19931386C2 (de) | 1999-07-07 | 1999-07-07 | Anordnung zum Empfang von Signalen bei parametrischer Sendung zur Echolotung des Bodens, von Sedimentschichten und von Objekten am und im Boden sowie zur Unterwassernachrichtenübertragung |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19931386A1 true DE19931386A1 (de) | 2001-02-01 |
DE19931386C2 DE19931386C2 (de) | 2003-10-09 |
Family
ID=7913964
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1999131386 Expired - Lifetime DE19931386C2 (de) | 1999-07-07 | 1999-07-07 | Anordnung zum Empfang von Signalen bei parametrischer Sendung zur Echolotung des Bodens, von Sedimentschichten und von Objekten am und im Boden sowie zur Unterwassernachrichtenübertragung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19931386C2 (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10117528A1 (de) * | 2001-04-07 | 2003-02-06 | Daimler Chrysler Ag | Ultraschallbasiertes parametrisches Mehrwege-Lautsprechersystem |
DE102012208849A1 (de) * | 2012-05-25 | 2013-11-28 | Robert Bosch Gmbh | Vorrichtung zur Unterdrückung von Schwebungen bei der aktiven Dämpfung von Ultraschallsensoren |
WO2014019876A1 (de) * | 2012-08-02 | 2014-02-06 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zum betrieb eines ultraschallwandlers |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102007061573A1 (de) | 2007-12-18 | 2009-06-25 | Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg | Vorrichtung zur Ermittlung und/oder Überwachung zumindest eines Füllstands von zumindest einem Medium in einem Behälter gemäß einer Laufzeitmessmethode und/oder einer kapazitiven Messmethode |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3824531A (en) * | 1973-01-15 | 1974-07-16 | Raytheon Co | Plural beam steering system |
US4581726A (en) * | 1982-04-28 | 1986-04-08 | West Electric Co., Ltd. | Ultrasonic distance measuring apparatus |
DE2905898C2 (de) * | 1978-02-17 | 1989-05-03 | Thomson-Csf, Paris, Fr | |
DE3113261C2 (de) * | 1981-04-02 | 1989-06-22 | Fried. Krupp Gmbh, 4300 Essen, De | |
DE4017849C2 (de) * | 1990-06-02 | 1992-03-12 | Honeywell-Elac-Nautik Gmbh, 2300 Kiel, De |
-
1999
- 1999-07-07 DE DE1999131386 patent/DE19931386C2/de not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3824531A (en) * | 1973-01-15 | 1974-07-16 | Raytheon Co | Plural beam steering system |
DE2905898C2 (de) * | 1978-02-17 | 1989-05-03 | Thomson-Csf, Paris, Fr | |
DE3113261C2 (de) * | 1981-04-02 | 1989-06-22 | Fried. Krupp Gmbh, 4300 Essen, De | |
US4581726A (en) * | 1982-04-28 | 1986-04-08 | West Electric Co., Ltd. | Ultrasonic distance measuring apparatus |
DE4017849C2 (de) * | 1990-06-02 | 1992-03-12 | Honeywell-Elac-Nautik Gmbh, 2300 Kiel, De |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10117528A1 (de) * | 2001-04-07 | 2003-02-06 | Daimler Chrysler Ag | Ultraschallbasiertes parametrisches Mehrwege-Lautsprechersystem |
DE10117528B4 (de) * | 2001-04-07 | 2004-04-01 | Daimlerchrysler Ag | Ultraschallbasiertes parametrisches Mehrwege-Lautsprechersystem |
DE102012208849A1 (de) * | 2012-05-25 | 2013-11-28 | Robert Bosch Gmbh | Vorrichtung zur Unterdrückung von Schwebungen bei der aktiven Dämpfung von Ultraschallsensoren |
CN103454627A (zh) * | 2012-05-25 | 2013-12-18 | 罗伯特·博世有限公司 | 用于抑制超声传感器的主动阻尼时的波动的装置 |
CN103454627B (zh) * | 2012-05-25 | 2017-08-08 | 罗伯特·博世有限公司 | 用于抑制超声传感器的主动阻尼时的波动的装置 |
WO2014019876A1 (de) * | 2012-08-02 | 2014-02-06 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zum betrieb eines ultraschallwandlers |
CN104508510A (zh) * | 2012-08-02 | 2015-04-08 | 罗伯特·博世有限公司 | 用于运行超声换能器的方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE19931386C2 (de) | 2003-10-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2401791B2 (de) | Verfahren bzw. Einrichtung zur Erzeugung einer Schallstrahlung vorgegebener Richtcharakteristik und veränderbarer Richtung | |
DE3735121A1 (de) | Impulskompressionsvorrichtung fuer ultraschallabbildungsverfahren | |
DE19836997B4 (de) | Sende/Empfangs-Schaltkreis und Sende/Empfangs-Verfahren für einen Wandler | |
DE2347732C3 (de) | Ultraschallwellenempfängergerät | |
DE19931386C2 (de) | Anordnung zum Empfang von Signalen bei parametrischer Sendung zur Echolotung des Bodens, von Sedimentschichten und von Objekten am und im Boden sowie zur Unterwassernachrichtenübertragung | |
DE69510969T2 (de) | Vorrichtung zur Vergrösserung des Signal-Rauschverhältnisses | |
DE2905898C2 (de) | ||
DE3151028C2 (de) | ||
DE19648327B4 (de) | Verfahren zur Richtstrahlbildung in Peilanlagen und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens | |
DE3008553A1 (de) | Schallkopf fuer untersuchungen mit ultraschall nach dem impuls-echoverfahren und mit diesem schallkopf ausgestattetes ultraschallgeraet | |
DE69524378T2 (de) | Verfahren zum abtasten eines kanals | |
EP1160581B1 (de) | Verfahren zum Bestimmen der Einfallsrichtung von Schallwellen | |
DE4414746C2 (de) | Sende-Empfangsschaltung für ein akustisches Pulsecho-Entfernungsmeßsystem | |
DE2038687A1 (de) | Akustischer Wandler | |
DE2516001C2 (de) | Verfahren zur Verbesserung der Richtcharakteristik einer ebenen Echolot- Empfangsbasis und Vorrichtung zum Ausüben dieses Verfahrens | |
DE3113261C2 (de) | ||
DE2709647A1 (de) | Schallantenne | |
DE102018213077B4 (de) | Objekterfassungsvorrichtung | |
DE1948290A1 (de) | Zweitourige magnetoelastische Verzoegerungsleitung | |
DE4409117C2 (de) | Echolot | |
DE102022205472A1 (de) | Hydroakustisches Schallsenderarray | |
DE732892C (de) | Einrichtung zum Beseitigen des beim Senden und Empfangen von Wellenenergie auftretenden Schielens | |
DE4443883C1 (de) | Vorrichtung zur stereophonen Wiedergabe | |
DE60005094T2 (de) | Bandpassfilter | |
DE3538649C2 (de) |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8304 | Grant after examination procedure | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee | ||
8370 | Indication of lapse of patent is to be deleted | ||
R073 | Re-establishment requested | ||
R073 | Re-establishment requested | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |
Effective date: 20120201 |
|
R074 | Re-establishment allowed | ||
R074 | Re-establishment allowed |
Effective date: 20120611 |
|
R071 | Expiry of right |