DE2204028A1

DE2204028A1 - Einrichtung zur Übertragung von Wellen energie mit bestimmter Richtcharakteristik

Info

Publication number: DE2204028A1
Application number: DE19722204028
Authority: DE
Inventors: M A Chramiec; W L Konrad
Original assignee: Raytheon Co
Current assignee: Raytheon Co
Priority date: 1971-02-01
Filing date: 1972-01-28
Publication date: 1972-08-10
Also published as: NL160656C; NO133984C; AU3766472A; ES399340A1; CA950105A; AU459096B2; NO133984B; DE2204028B2; JPS5328784B1; FR2124285A1; IT949657B; NL160656B; FR2124285B1; BE778760A; SE377385B; NL7201109A; GB1360901A; DE2204028C3

Description

PATENTANWÄLTE JL i. U H U ί. Ο

DR.-PHIL. G. NICKKL · DR.-ING. J. DORNER

8 MÖNCHEN IS LANDWEHRSTR. 35 · POSTFACH 104

TEL. (Ο8 11) 555719

Münohen, den 26. Januar 1972 Anwaltsaktenz.: 27 - Pat. 20

Raytheon Company, 141 Spring Street, Lexington, Mass. 02173, Vereinigte Staaten von Amerika

Einrichtung zur Übertragung von Wellenenergie mit bestimmter Richtcharakteristik.

Die Erfindung betrifft Einrichtungen zur Übertragung von Wellenenergie mit bestimmter Richtcharakteristik und insbesondere Einrichtungen zur Untersuchung eines entfernten Bereiches durch Auswertung von Echosignalen.

Bisher hat es beispielsweise Schwierigkeiten bereitet, den Meeresboden oder einen Gewässerboden auf Ablagerungen oder auf im Meeresboden versenkte oder eingegrabene Gegenstände zu untersuchen, da eine Schallstrahlung hoher Frequenz erforderlich ist, um ein für ein hohes Auflösungsvermögen notwendiges, sohmales Strahlenbündel zu erzielen, während aber gleichzeitig solch hohe Frequenzen entweder bereits an der ersten Trennfläche zwisohen dem Meerwasser und den am Meeresboden befindlichen Ablagerungen, wie Sand und Kies, bereits reflektiert werden oder beim Durohgang durch solche Ablagerungen sehr stark gedämpft werden. Folglich lassen sich mit solchen Signalen hoher Frequenz nur in geringem Maße, wenn überhaupt Informationen mit großem Auflösungsvermögen hinsichtlich unter dem Meeresboden befindlicher Schichten oder versenkter oder eingegrabener Gegenstände erzielen.

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Im Gegensatz hierzu dringt eine Schallstrahlung niedriger Frequenz leicht durch die Ablagerungen unterhalb des Meeresbodens, wobei noch genügend Energie verbleibt, um eine Reflexion an unterirdischen Gegenständen, beispielsweise versenkt verlegten Röhren, zu erreichen. Es bereitet aber Schwierigkeiten, solche Schallstrahlung niedriger Frequenz praktisch zu verwenden, da im allgemeinen keine Wandler ausreichender körperlicher Größe eingesetzt werden können, welche ein Strahlungsbündel mit solcher Richtcharakteristik abgeben, daß sich ein genügend schmaler Strahl erzielen läßt, der für ein hohes Auflösungsvermögen bei der Untersuchung des Meeresbodens erforderlich ist.

Durch die Erfindung soll demgemäß die Aufgabe gelöst werden, Wellenenergie und insbesondere eine zur Untersuchung eines entfernten Bereiches verwendete Strahlung mit bestimmter Richtcharakteristik übertragen zu können. Im Anwendungsfalle der Untersuchung eines entfernten Bereiches durch Auswertung von Echosignalen sollen die günstigen Eigenschaften der Wellenenergie hoher Frequenz bezüglich des Auflösungsvermögens mit den günstigen Eigenschaften von Wellenenergie niedriger Frequenz bezüglich des Durchdringungsvermögens vereinigt werden.

Erfindungsgemäß wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, daß in ein Medium, welches nichtlineare Übertragungseigenschaften gegenüber mindestens zwei bestimmten Frequenzen besitzt, Signalschwingungen einer ersten Frequenz und einer zweiten Frequenz derart aussendbar sind, daß von einem Wechselwirkungsbereich des genannten Mediums ein gerichteter Strahl von Wellenenergie mit einer Frequenz ausgeht, welohe der Differenz aus den beiden genannten Frequenzen gleich ist und daß in einem Empfänger die Wellenenergie der Differenzfrequenz in einer Vergleichseinrichtung mit einer Bezugsschwingung vergleichbar ist.

Eine schmale Richtcharakteristik einer Strahlung niedriger Frequenz kann erfindungsgeraäß also dadurch erzeugt werden, daß eine Strahlungsantenne oder ein Wandler verhältnismäßig kleiner Ab-

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messungen für hohe Frequenzen bereitgestellt wird. Der Wandler wird mit einer Energie erregt, welche zwei hohe Frequenzen enthält. Der linear arbeitende Wandler sendet also zwei im wesentlichen gleich bemessene Strahlungsbündel hoher Frequenz aus, von denen das eine Strahlungsbündel eine Richtcharakteristik entsprechend der Wellenlänge der Energie der ersten hohen Frequenz besitzt, während das zweite Strahlungsbündel eine Richtcharakteristik entsprechend der Wellenlänge der Strahlung mit der zweiten hohen Frequenz aufweist. Die beiden Strahlungsbündel breiten sich also durch das nichtlineare Medium aus. Beispielsweise durchdringen zwei Strahlungsbündel einer Schallstrahlung einen Bereich eines Gewässers. Die beiden Strahlungsbündel treten dann in Wechselwirkung und bewirken eine aus dem Wechselwirkungsbereich hervortretende Energie, deren Frequenz gleich der Differenz aus der ersten und der zweiten hohen Frequenz ist. Nachdem der Wechselwirkungsbereich vielfach größer als der Sendewandler ist, kann von ihm aufgrund der verhältnismäßig großen Abmessung im Vergleich zur Wellenlänge der Strahlung niedriger Frequenz ein sehr schmales Strahlungsbündel ausgehen. Auf diese Weise wird ein schmales Schall-Strahlungsbündel niedriger Frequenz erzeugt, das den Meeresboden durchdringt und Informationen hoher Auflösung bezüglich der Schichten des Meeresbodens und versenkter Gegenstände liefert, auf welche die Schallenergie trifft. Reflexionen an solchen Gegenständen lassen sich durch geeignete Empfangseinrichtungen, beispielsweise mittels eines sogenannten Hydrophons, empfangen und werden auf einer Wiedergabeeinrichtung dargestellt, ähnlich, wie sie bei Eoholotsystemen zur geographischen Untersuchung des Meeresbodens und darin versenkter Gegenstände verwendet werden.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Einrichtung nach der Erfindung bilden im übrigen Gegenstand der anliegenden Patentansprüche. Einige Ausführungsbeispiele werden nunmehr unter Bezugnahme auf die anliegende Zeichnung erläutert. Es stellen dar:

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Figur 1 eine schematische, schaubildliche Darstellung eines Dereiches mit einem Schiff, welches mit einer erfindungsgemäßen Einrichtung ausgestattet ist und die Aufgabe hat, den Meeresboden zu untersuchen,

Figur 2 ein Blockschaltbild einer Einrichtung nach der Erfindung,

Figur 5 ein Beispiel für eine Darstellung eines Reliefs des Meeresbodens, wie es mit einer erfindungsgemäßen Einrichtung aufgenommen werden kann,

Figur k ein ins Einzelne gehendes Blockschaltbild eines Empfängers und einer Korrelationsschaltung für eine Einrichtung nach der Erfindung und

Figur 5 ein Blockschaltbild einer anderen Ausführungsform der Erfindung.

In Figur 1 ist also schaubildlich und schematisoh ein Übertragungssystem 10 dargestellt, welches in einem nichtlinearen Medium 12, im vorliegenden Falle dem Meerwasser, arbeitet und bei welchem eine Umwandlung von Energie verhältnismäßig hoher Frequenz entsprechend den Pfeilen IA in Energie niedriger Frequenz entsprechend den Pfeilen 16 stattfindet. Auf einem Schiff 18 ist ein Signalgenerator 20 angeordnet, der in unterbrochenen Linien angegeben ist. Außerdem befindet sich auf dem Schiff ein Sendewandler 22 zum Aussenden der Energie hoher Frequenz in das nichtlineare Medium 12 hinein sowie ein Empfangswandler 24 zur Aufnahme von niederfrequenter Energie, die von Ablagerungen im Meeresboden oder von Gegenständen reflektiert wird, wie beispielsweise von einer Rohrleitung 26, die in den Ablagerungen am Meeresboden 28 versenkt ist. Ein Wiedergabegerät 30, das teilweise durch das Fenster auf der Brücke des Schiffes 18 hindurch sichtbar ist, ermöglicht eine sichtbare Wiedergabe oder Aufzeichnung der Schallsignale, welche von den verschiedenen Schichten 32A und 32B des Gewässers 32, von der Trennfläche oder Grenze 34 zwischen dem Gewässer 32 und dem Meeresboden 28, von Lebewesen 36 im Meere

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und insbesondere von der Rohrleitung 26 reflektiert werden. Außerdem kann eine Wiedergabe der unter dem Meeresboden befindlichen Ablagerungen erfolgen, was für die geologische Untersuchung des Meeresbodens wertvoll ist. Der jeweilige Standort des Schiffes 18 kann in an sich bekannter Weise bestimmt werden, beispielsweise durch eine Trägheits-Navigationseinrichtung oder aber, wie in Figur 1 angedeutet, durch eine Anzahl von Stationen 38 an der Küste 40, welche mit der Antenne 42 in Sende- und Empfangsverbindung stehen und eine Triangulation ermöglichen, durch welche der Standort des Schiffes lö laufend überwacht und bestimmt wird, üie Standortinformation wird in an sich bekannter Weise in dem Wiedergabegerät 30 dazu verwendet, eine Karte des Meeresbodens 28 anzufertigen und eine schaubildliche Darstellung beispielsweise des Rohres 26 und seiner Lage zu lieiern.

In Figur 2 ist ein Blockdiegramm des Signalgenerators 20 und seiner Verbindung mit dem Sendewandler 22, dem Empfangswandler 24 und dem Wiedergabegerät 30 gezeigt. Der Signalgenerator 20 liefert elektrische Energie mit zwei Frequenzen, beispielsweise mit 194 kHz über die Leitung 44 und mit 206 kHz über die Leitung 46. Die beiden Frequenzen werden in einer Summationsschaltung 48 summiert und in einem Verstärker 50 auf eine Leistung verstärkt, welche für die Umwandlung in Schallenergie dieser beiden Frequenzen vermittels des Sendewandlers 22 geeignet ist. Die an der Leitung 44 auftretende elektrische Energie wird von einer Signalquelle 52 in Form eines kontinuierlich schwingenden, eine Sinuswelle von 194 kHz liefernden Oszillators bereitgestellt und über ein Torschaitglied 54 geführt, welches von einer Zeitsteuerschaltung 56 gesteuert wird. Die Zeitsteuerschaltung 56 bewirkt eine periodische Öffnung und Schließung des Torschaltgliedes 54, um auf der Leitung 44 ein pulsierendes, kontinuierliches Signal zu erzeugen. Das pulsierende Signal von dem Torsohaltglied 54 und ein zweites, kontinuierliches Signal von 467 kHz von einer Signalquelle 5^ werden in einer Multiplikationsschaltung 60 miteinander kombiniert, wobei es sich um eine an sich bekannte Hriieken-Modulationsschaltung handeln kann, wodurch elektrische

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Energie einer Mehrzahl von Frequenzen erhalten wird, wovon eine Frequenz von 661 kHz über den Filter 62 zu einer weiteren Multiplikationsschaltung 64 gelangt. Eine dritte Signalquelie 66 liefert ein kontinuierliches Signal von 12 kHz, welches einer dritten Multiplikationsschaltung 68 zugeführt wird, die ähnlich ausgebildet ist wie die Multiplikationssohaltung 60. Es sei nochmals erwähnt, daß der Sendewandler 22 Sohallenergie mit den Frequenzen \on 194 kHz und 206 kHz in das nichtlineare Medium 12 aussendet, wobei durch die Wechselwirkung zwischen diesen beiden hochfrequenten Schallsignalen in dem nichtlinearen Medium 12 ein Schal Isignal niedriger Frequenz von 12 kHz erzeugt wird, das an dem Rohr 26 reflektiert wird und von dem Empfangswandler 24 aufgenommen werden kann. Man erkennt also, daß das am Empfangswandler 24 auftretende, niederfrequente Signal von 12 kHz mit dem Signal der Signalquelle 66 frequenzgleich ist.

Die von den Signalquellen 58 und 66 beziehbaren Signale werden der Multiplikationsschaltung 68 zugeführt, die elektrische Energie mehrerer Frequenzen abgibt, von denen eine, nämlich die Frequenz von 455 kHz über einen Filter 70 zu der Multiplikationsschaltung 64 gelangt. Die von den Filtern 62 und 70 durchgelassenen Signale werden von der Multiplikationsschaltung 64 und dem Filter 72 in gieioher Weise verarbeitet und bilden das auf der Leitung 46 auftretende Signal von 206 kHz. Es sei bemerkt, daß das auf der Leitung 46 auftretende Signal ständig über die Summationsschaltung 48 und den Verstärker 50 zum Sendewandler 22 gelangt, während das Signal von der Leitung 44 pulsierend auftritt. Das zur Abtastung der Rohrleitung 26 verwendete, niederfrequente Signal von 12 kHz ist also ein pulsierendes Signal, dessen Impulsbreite mit derjenigen des Signales auf der Leitung 44 übereinstimmt.

Die vom Empfangswand Ier 24 aufgenommenen Signale werden über eine noch zu beschreibende Empfangsschaltung 73 und einen Schalter 74 dem Wiedergabegerät 30 zugeführt. Letzteres wird in bekannter Weise durch die über die Leitung 76 bezogenen Signale der Zeit-

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steuerschaltung 56 derart getastet, daß die Zeitverzögerungen, welche die Signale des Sendevrandlers 22 bei der Ausbreitung durch das Gewässer 32 gemäß Figur 1 erfahren haben, auf dem Anzeigegerät 30 als die Entfernungen zwischen dem Schiff 18 und der Grenzfläche 34 bzw. dem Rohr 26 gedeutet werden können. Aufeinanderfolgende Überquerungen der Rohrleitung 26 durch das Schiff 18 bzw. seiner Projektion ermöglichen die ztivor erwähnte Kartenaufzeichnung des Gewässerbodens mit Hilfe der Standortinformationen 78 des Schiffes (erhalten aus der Triangulation oder von einem Trägheits-Navigationsgerät), welche dem Wiedergabegerät 30 zugeführt werden.

Es kann wünschenswert sein, das auf die Rohrleitung 26 gerichtete, niederfrequente Schallsignal zu modulieren. Dies wird vermittels eines Modulators 80 erreicht, der ein Spannungssignal einer bestimmten Wellenform an die Signalquelle 66 liefert. Ist beispielsweise die Signalquelle 66 ein mit einer Spannung steuerbarer Oszillator, so kann die Phase oder Frequenz des Signales des Oszillators 66 phasen- oder frequenzmoduliert werden, um beispielsweise ein frequenzmoduliertes Signal mit einer Chirp-Modulation hervorzubringen, welches eine entsprechende Frequenzmodulation oder Chirp-Modulation in dem Signal bewirkt, das auf die Rohrleitung 26 trifft. Die Filter 70 und 72 werden in bekannter Weise mit ausreichender Bandbreite ausgestattet, um diese Signalmodulation durchlassen zu können. Bei einer solchen Ausbildung wird die Entfernungsinformation, welche den Abstand der Rohrleitung 26 von dem Schiff 18 angibt, durch eine Korrelation des am Empfangswandler 2k auftretenden Signales mit einer gespeicherten Wiederholung 8k des modulierten Signales in der Korrelationseinrichtung 82 abgeleitet, worauf nachfolgend unter Bezugnahme auf Figur 3 näher eingegangen wird. Die Daten werden über einen Sohalter Ik geleitet, so daß sie von der Korrelationseinrichtung 82 zum Wiedergabegerät 30 gelangen können.

Figur 3 zeigt ein Beispiel eines Diagramms oder Reliefs des Meeresbodens mit einem darin versenkten oder eingegrabenen Gegen-

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stand. Grenzflächen zwischen verschiedenen Gewässersohichten, die erste Oberfläche des Grundes und unter dem Meeresboden befindliche Ablagerungsschichten sind durch das Bezugszeichen 86 bezeichnet, während die Marken entsprechend einem versenkten Gegenstand durch das Bezugszeichen 88 bezeichnet sind. Die Gewässertiefe oder der Abstand des in Figur 1 gezeigten Schiffes 18 von dem versenkten Gegenstand entsprechend den Marken 88 ist an der Ordinate 90 ablesbar und der Abstand in Richtung des Meeresbodens wird an der horizontalen Achse oder Abszisse 92 angezeigt.

In Figur 4 ist nun ein genaueres Schaltbild der Empfangsschaltung 73 und der Korrelationseinrichtung 82 gemäß Figur 2 sowie ihre Verbindungen zu anderen Bauteilen der Einrichtung nach Figur 2 angegeben. Die Empfangsschaltung 73 enthält eine Summationsschaltung 100, einen Verstärker 102, eine Multiplikationsschaltung 104, einen Filter 106 und einen Begrenzer 108. Ein vom Empfangswandler 24 empfangenes Signal wird über die Summationsschaltung 100 zum Verstärker 102 geführt, welcher das Signal auf einen Pegel verstärkt, welcher für die Weiterverarbeitung des Signales in der Multiplikationssohaltung 104 geeignet ist. Die Multiplikationsschaltung 104 kann beispielsweise eine bekannte Dioden-Brücken-Modulationsschaltung sein, in welcher ein von der Bezugssignalquelle HO bezogenes Bezugssignal einer Frequenzen 15,5 kHz mit dem 12 kHz-Signal kombiniert wird, das von dem Verstärker 102 bezogen wird, so daß ein Signal von 3,5 kHz erhalten wird. Das Durchlaßband des Filters 106, welches mit seiner Mitte auf die Frequenz von 3,5 kHz ausgerichtet ist, läßt das Signal, nämlich eine pulsierende, frequenzmodulierte Sinusschwingung, zu dem Begrenzer 108 durch, der dann auf die Signalsohwingung eine symmetrische Abschneidwirkung ausübt, so daß auf der Leitung 111 ein umgeformtes Signal auftritt, das im wesentlichen Trapezgestalt oder Rechteckwellengestalt besitzt.

Der Verstärker 50, welcher sowohl in Figur 2 als auch in Figur 4 gezeigt ist und das Sendesignal hoher Leistung für den Sendewandler 22 bereitstellt, besitzt noch einen zweiten Ausgang, an welchen die Leitung 112 gelegt ist, über die ein Duplikat niedriger

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Leistung des dem Sendewandler 22 zugeführten Signales ausgekoppelt werden kann. Das Signal für die Leitung 112 kann beispielsweise dadurch erzeugt werden, daß ein Teil des Ausgangssignales des Verstärkers 50 über eine große Dämpfung (nicht dargestellt) geleitet wird. Das von der Leitung 112 abnehmbare Signal wird in der noch zu beschreibenden Art und Weise dazu verwendet, ein Vergleichssignal zu dem auf die Rohrleitung 26 gemäß Figur 2 treffenden 12 kHz-Signal zu der Korrelationseinrichtung 82 zu führen. Da die Frequenz des auf die Rohrleitung 26 treffenden, niederfrequenten Signales gleich der Differenz der beiden hoohfrequenten Signale ist, die dem Sendewandler 22 zugeführt werden, können die Signale von der Leitung 112 über ein niohtlineares Schaltungselement 114, beispielsweise eine Diode, welche ein niederfrequentes Signal von 12 kHz durchläßt sowie über einen Filter 116 mit einer Bandbreite, welche mindestens so groß wie diejenige des Filters 106 ist, auf dem Wege über eine Leitung 117 zu der Summationsschaltung 100 geführt werden. Bevor also ein Echosignal von der Rohrleitung 26 her über den Empfangswandler 2k empfangen wird, gelangt ein 12 kHz-Vergleichssignal über das nichtlineare Schaltungselement Ik zu dem Verstärker 102, wodurch erreicht wird, daß die Empfangsschaltung 73 zunächst ein niederfrequentes Bezugssignal der zur Abtastung der Rohrleitung 26 verwendeten Schwingung verarbeitet, worauf ein Echosignal niedriger Frequenz von der Rohrleitung 26 her folgt.

Es sei nun wieder Figur 2 betraohtet. Die Signalquelle 66 enthält einen frequenzveränderlichen Oszillator, dessen Schwingungen, was in den Zeichnungen nicht im einzelnen angedeutet ist, bei 3,5 kHz zentriert sind, sowie eine Multiplikationsschaltung und einen Filter ähnlich der Multiplikationsschaltung 104 und dem Filter 106 zur Bildung eines Signales einer Frequenz von 12 kHz durch Kombination des Signales der Frequenz von 3,5 kHz mit dem Signal der UezugssignaiquelIe 110. Die Frequenz von 3,5 WIz wird verwendet, da sie mit der Datenanfallsfrequenz von 3,5 Mz in dem hier betrachteten Ausfuhrungsbeispiel übereinstimmt. Man erkennt außerdem aua Figur k, daß das 12 kHz-Bezugssignal, das vom·FiI-

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ter 116 abgenommen werden kann, in einfacherer Weise auch dadurch bereitgestellt werden kann, daß der Ausgang der Signalquelle 66 gemäß Figur 2 unmittelbar mit der Summationsschaltung 100 verbunden wird. Allerdings ist das von dem Filter 116 abgegebene Bezugssignal vorteilhafter, da es in einfacherer Weise dem niederfrequenten Signal ähnlich gemacht werden kann, das tatsächlich zur Abtastung der Rohrleitung 26 gemäß Figur 2 verwendet wird.

Die Korrelationseinrichtung 82 kann an sich bekannter Bauart sein, etwa, wie in der US-Patentschrift 2 958 039 oder der US-Patentschrift 3 488 635 beschrieben oder etwa wie in Figur k gezeigt, wobei ein Taster 118 vorgesehen ist, welcher das von dem Begrenzer 108 gelieferte Signal mit verhältnismäßig hoher Tastgeschwindigkeit von beispielsweise 20 kHz tastet. Ferner enthält die Korrelationseinrichtung eine Bezugszeit-Kompressionsechaltung 120, welche auf die Bezugssignale von der Leitung 117 aufgrund einer Betätigung eines Torschaltgliedes 122 anspricht. Weiter ist eine Signalzeit-Kompressionsschaltung 124 vorgesehen, welche auf sämtliche, durch den Verstärker 102 laufende Signale ansprioht. Ferner enthält die Korrelationssohaltung 82 einen Koinzidenzdetektor 126 zur Anzeige des gleichzeitigen Auftretens zeitkomprimierter Signale in den beiden Zeit-Kompressionsschaltungen 120 und 124 bei identischen Tastungen und schließlich ist ein Integrator 128 in Form eines Tiefpaßfilters vorgesehen, weloher ein 3,5 kHz-Signal durchläßt, um die Ausgangsimpulse des Koinzidenzdetektors 126 zu integrieren, wodurch eine amplitudenmodulierte Sinusschwingung von 3,5 kHz erzeugt wird, deren Amplitude den Korrelationsgrad oder Überdeckungsgrad zwischen dem Bezugssignal und den Echosignalen angibt. Die Bezugssignal-Zeitkompressionseinrichtung 120 enthält ein Schieberegister 130 mit einer Serien-Speicherkapazität von 1032 Wortstellen oder Bits und einen Sohalter 132 zur selektiven Weiterleitung eines Ausgangssignals des Schieberegisters 130 oder eines von dem Taster 118 gelieferten Eingangssignales der Leitung 134. Die Signal-Zeitkompressionseinrichtung 124 enthält in entsprechender Weise ein Schieberegister 136 mit einer Serien-Speioherkapazität von 1031 Bits und einen Sohalter 138 zur selektiven Zuführung entwe-

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der eines Ausgangssignales des Schieberegisters 136 oder eines von der Leitung 134 bezogenen Eingangssignales an das Schieberegister 136.

Nunmehr seien nochmals die Figuren 2 und 4 der Zeichnungen betraohtet. Die Impulsbreiten des niederfrequenten, zur Abtastung beispielsweise der Rohrleitung 26 verwendeten Signales hat einen Wert von beispielsweise 50 Millisekunden, weloher durch das Torschaltglied 54 entsprechend den Steuersignalen der Zeitsteuereinrichtung 56 vorgegeben wird. Gleichzeitig mit dem Zustand der Durchlässigkeit des Torschaltgliedes 5** wird auch das Torschaltglied 122 durch Signale über die Leitung 76 von der Zeitsteuereinrichtung 56 aus leitend geschaltet, so daß die aui der Leitung 117 zur Verfügung stehenden Bezugssignale über den Taster 118 in die Bezugssignal-Zeitkompressionseinriohtung 120 gelangen können. Die Torschaltglieder 54 und 122 werden in gleioher Weise von der Zeitsteuereinrichtung 56 nichtleitend geschaltet, so daß hiernaoh Störsignale, wie beispielsweise Rauschsignale oder Rauschechos, welche zu dem Empfangswandler 24 gelangen, von einem Einziehen in die Bezugssignal-Zeitkompressionseinrichtung 120 duroh das Torsohaltglied 122 gehindert werden.

Die Tastgeschwindigkeit von 20 kHz des Tasters 118 ist relativ zur Impuls-Mittenfrequenz von 3,5 kHz des auf der Leitung 111 auftretenden Signales ausreichend hoch, so daß von dem Taster mehrere Tastungen eines Signales während einer einzigen Periode dieses Signales durchgeführt werden. Jede der Tastungen geschieht in Form eines sehr schmalen Impulses mit einer zeitlichen Breite in der Größenordnung von Nanosekunden.

Die beiden Zeit-Kompressionseinrichtungen 120 und 124 arbeiten im wesentlichen in gleioher Weise, so daß nur die Wirkungsweise der Signal-Kompressionseinrichtung 124 beschrieben zu werden braucht. Jede der impulsförmigen Tastungen der Leitung 134 gelangt über den Schalter 138 in das Schieberegister I36. Ein am Eingang des Schieberegisters I36 ankommender Impuls wird dann taktweise entsprechend den Zeitimpulsen, welche auf der Leitung

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76 von der Zeitsteuereinriohtung 56 bereitgestellt werden, durch das Schieberegister 136 weitergeschoben. Der Schalter 138 wird ebenfalls durch Zeitimpulse der Zeitsteuereinrichtung 56 betätigt. Der Taster 118 liefert eine Tastung entsprechend einer Stelle, wobei eine logische 1 einen positiven Teil der Welle auf der Leitung 111 darstellt, während eine logische 0 einen negativen Teil der Welle auf der Leitung 111 versinnbildlicht. Auf diese Weise erhält man eine Folge von einstelligen Digitalzahlen, die von dem Taster 118 abgegeben werden. Jede dieser einstelligen Tastungen oder Zahlen gelangt zum Eingang des Schieberegisters 136 und wird dann mit bedeutend größerer Geschwindigkeit durch das Schieberegister verschoben, als diese einstelligen Signale auf der Leitung 134 auftreten. Die einstelligen Signale werden also mit einer Taktgeschwindigkeit von etwa 20 MHz in dem Schieberegister 136 von Stufe zu Stufe verschoben.

Man erkennt, daß bei einer Breite des Signalimpulses auf der Leitung 111 von 50 Millisekunden und einer Tastgeschwindigkeit von 20 kHz je Signal 1000 Tastungen vorgenommen werden. Die Breite der Bezugssignale auf der Leitung 117 und die Tastgeschwindigkeit werden so eingestellt, daß je Bezugssignal auf der Leitung 117 IO32 Tastungen durchgeführt werden. Das Schieberegister 130 ist also mit Tastungsergebnissen vollständig aufgefüllt, welche durch Tastungen des Bezugssignales auf der Leitung 117 erzeugt wurden, während das Schieberegister I36 um eine Speicherstelle weniger besitzt und damit einen Überlauf bezüglich der ersten Tastung bewirkt, wodurch ein Vorrücken der im Schieberegister 136 gespeicherten Daten gegenüber den Daten erreicht wird, die in dem Schieberegister I30 gespeichert sind. Dieses Vorrücken wird auch durch den Schalter 138 bewirkt, welcher normalerweise die Tastungsergebnisse von dem Ausgang des Schieberegisters 13b zu dessen Eingang führt, jedoch eine kurzzeitige Sohaltung so vornimmt, daß ein Tastungsergebnis von der Leitung 13²» zugeführt wird, so daß ein Tastungsergebnis, welches I03I Tastungen früher zugeführt wurde, nun von der Speicherung ausgeschlossen wird. Die Zeit, welche ein Tastungsergebnis für einen vollständigen Umlauf durch das Schieberegister 136 oder I30 benötigt, ist etwa um ei-

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nen Zeitbetrag kleiner als der Zeitraum zwischen den Tastungen, welcher etwa der zeitlichen Breite einer Tastung entspricht, so daß ein neues Tastungsergebnis von der Leitung 134 unmittelbar in das Schieberegister 136 eintreten kann, nachdem das vorausgegangene Tastungsergebnis über den Schalter 138 in das Schieberegister 136 zurückgespeist worden ist. Bei einer Tastungsgeschwindigkeit von etwa 20 kHz stehen annähernd 50 Mikrosekunden je Tastung zur Verfügung. Bei IO32 Tastungen muß die Breite des Tastimpulses auf der Leitung 134 kleiner als 50 Nanosekunden sein und beispielsweise etwa im Bereich von 30 bis 40 Nanosekunden liegen.

Naohdem das Schieberegister 130 aufgefüllt worden ist, werden die binären, getasteten Daten mit einer Geschwindigkeit von 20 MHz über die Leitung 140 zu dem Koinzidenzdetektor 126 geführt. In gleicher Weise gibt das Schieberegister I36, welches zuvor ebenfalls mit Daten entsprechend dem Bezugssignal auf der Leitung 117 aufgefüllt worden ist, seine binären Daten oder Tastungsergebnisse über die Leitung 124 mit einer Geschwindigkeit von 20 MHz an den Koinzidenzdetektor 126 ab. Nachdem die beiden Schieberegister I36 und I30 zu gleichen Zeiten mit gleichen Daten aufgefüllt worden sind, befinden sich die Signale auf den Leitungen 140 und 142 in Phase, so daß der Koinzidenzdetektor 126 binäre Ausgangssignale mit einer Geschwindigkeit von 20 MHz an den Integrator 128 abgibt, wobei jedes Binärsignal eine logische 1 ist, wenn ein Zusammentreffen oder ein gleiohphasiges Auftreten der Tastungsergebnisse auf den Leitungen 140 und 142 festzustellen ist. Das binäre Ausgangssignal des Integrators 128 ist hingegen eine logische 0, wenn sich die Signale auf den Leitungen 140 und 142 nicht in Phase befinden. Man erkennt also, daß zunächst, während sich die Schieberegister I30 und I36 auffüllen, der Koinzidenzdetektor 126 eine Folge von Einsen abgibt. Später, wenn das Bezugssignal auf der Leitung 117 vollständig ist, treten auf der Leitung 111 Rauschsignale und Störsignale aus dem in Figur 1 gezeigten Gewässer 32 auf, welohe von dem Taster 118 erfaßt werden, so daß statistisch Tastungsergebnisse

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am Eingang der Signal-Zeitkompressionseinrichtung 124 auftreten. Aufgrund der Voreilung der Tastungssignale in den beiden Zeit-Kompressionseinrichtungen 120 und 124 mit Bezug aufeinander und außerdem aufgrund der Tatsaohe, daß die in der Signal-Zeitkompressionseinrichtung 124 gespeicherten Daten allmählich durch zufällig auftretende Tastungsergebnisse ersetzt werden, treten auch die Koinzidenzen zwischen den Signalen auf den Leitungen 140 und 142 zufällig auf, so daß die am Ausgang des Koinzidenzdetektors 126 erscheinenden Nullen und Einsen mehr und mehr statistisch auftreten.

Aus den statistisch auftretenden Eingangsimpulsen zum Integrator 128 resultiert an dessen Ausgang ein Ausgangs signal geringer Amplitude, während ein Signal verhältnismäßig hoher Amplitude am Ausgang des Integrators 128 aufgrund einer Folge von Einsen auftritt, die von dem Koinzidenzdetektor 126 abgegeben werden, Veiter ist einzusehen, daß ein Vorrücken entsprechend einem vollständigen Umlauf während eines Zeitintervalls auftritt, welches der Länge eines Bezugssignales auf der Leitung 117 gleich ist. Eine vollständige Verschiebung eines empfangenen Echosignales relativ zum Bezugssignal, welches in der Bezugssignal-Zeitkompressionseinrichtung 120 gespeichert ist, wird also während eines Zeitintervalls erzielt, welches der Dauer eines Bezugssignales gleich ist. Da sämtliche durch die Tastung erzielten Daten einstellige Werte sind, entspricht die Verwendung des Koinzidenzdetektors 126 vollständig einer Multiplikation jedes Tastungsergebnisses mit jedem anderen Tastungsergebnis während eines Vorriickungszyklus und der Integrator 128 liefert eine Summation dieser Ausdrücke, wodurch sich eine Korrelation ergibt, welche der bekannten mathematischen Definition einer Korrelation vollständig entspricht. Die Zeit, welche zwischen dem anfänglichen, hohen Korrelationsergebnis und einem später auftretenden hohen Wert der Korrelation verstreicht, die auftritt, wenn ein Echo empfangen wird, gibt die Tiefe des eingetauchten oder versenkten Gegenstandes an. Die auf der Leitung 144 auftretenden Signale und die dem Begrenzer 108 zugeführten Signale sind insofern

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gleich, als jedes der Signale sinusförmig ist und eine Frequenz von 3,5 kHz besitzt, wobei die Amplitude der Stärke eines Echos entspricht, das von dem Gewässerboden 28 oder einer Rohrleitung 26 oder dergleichen gemäß Figur i erhalten wird. Die beiden genannten Signale sind insofern voneinander verschieden, als das Signal auf der Leitung 144 ein hohes Signal-Rausch-Verhältnis im Vergleich zu dem Signal auf der Leitung 146 ( vom Filter iO6 kommend) in denjenigen Fällen besitzt, in welchen die Stärke des Echosignales gering im Vergleich zum Hintergrundrauschen ist.

Das Vorhandensein eines sinusförmigen Signales einer Frequenz von 3,5 kHz am Ausgang des Integrators 128 läßt sich folgendermaßen erklären. Zunächst ist zu beachten, daß die Vorrückung entsprechend einem vollen Umlauf während der Dauer eines Bezugssignales auf der Leitung 117 auftritt, wobei die Anzahl der Phasenumkehrungen zwischen den Signalen auf den Leitungen 140 und 142 gleich der Periodenzahl des Signales auf der Leitung 146 während der Dauer eines Bezugssignales auf der Leitung 117 ist. Die Anzahl von Phasenumkehrungen ist gleich der Frequenz der Sinusschwingung mal Impulsbreite und die Geschwindigkeit des Auftretens solcher Phasenumkehrungen ist daher gleich der Periodenzahl dividiert durch die Impulsbreite und damit einfach die Frequenz von 3,5 kHz. Auch dann, wenn also eine vollständige Korrelation vorherrscht, treten noch periodisch Gruppen von Einsen und Nullen am Ausgang des Koinzidenzdetektors 126 auf, wodurch eine Sinusschwingung hervorgerufen wird, welche eine Frequenz von 3,5 kHz hat und am Ausgang des Integrators 128 dargeboten wird.

Anhand des Blockschaltbildes von Figur 5 sei nun ein Signalgenerator 210 beschrieben, welcher gegenüber den Figuren 1 und 2 eine Abwandlung darstellt. Der Signalgenerator 210 maoht von zwei sinusförmigen Wellen der Frequenzen F. und F„ Gebrauch, welche in der Summationseinrichtung 212 summiert und einem Verstärker 114 zugeführt werden, um dann von dem Sendewandler 22 ausgesandt zu werden. Das sinusförmige, kontinuierliche Signal der Frequenz F wird von der Quelle 216 geliefert, während das sinusförmige,

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kontinuierliche Signal der Frequenz F. von einer Signalquelle . 218 in Verbindung mit einem an sich bekannten Frequenzvervielfacher 220 bereitgestellt wird. Wie beispielsweise bereits Figur k zu ersehen ist, liefert eine Signalquelle 218 eine Frequenz von F₁/^ und der Frequenzvervieliacher 220 multipliziert mit dem Faktor h, was zweckmäßig dadurch verwirklicht werden kann, daß ein nichtlineares Diodennetzwerk vorgesehen ist, dessen vierte Harmonische verwendet wird oder aber dadurch, daß zwei Frequenzverdoppler untereinandergeschaltet werden. Das Ausgangssignal der Signalquelle 216 wird durch Modulationssignale moduliert, die von einem Modulator 222 geliefert werden, so daß man beispielsweise eine Frequenzmodulation oder eine Chirp-Wellenform mit einer Mittenfrequenz von F. erhalt. Eine Differenzfrequenz F. = F. -F₀ entsteht durch die Wechselwirkung der Signale mit den einzelnen Frequenzen F₁ und F₀ im Meer oder im Wasser 32 und wird an der Rohrleitung 26 im Meeresgrund 28 reflektiert und von dem Empfangswandler 2h empfangen. Da die Frequenzmodulation des Signales mit der Frequenz F„ auf die Mittenfrequenz von F. ausgerichtet ist, versteht es sich, daß die Differenzfrequenz F„ einen momentanen Nulldurchgang besitzt. Kin Signal mit der Differenzfrequenz F₀ hat also die Eigenschaft, daß sich die Frequenz von einem Maximalwert auf einen Wert Null ändert und dann zu dem Maximalwert zurückkehrt, wobei die Phase des Signales eine Phasenverschiebung von IbO erfährt, wenn der Nulldurchgang der Frequenz durchlaufen wird. Die Bandbreite des Signales mit der Differenzfrequenz ist also im wesentl iclien das Zweifache der mittleren oder durchschnittlichen Frequenz, wobei der Ausdruck "im wesentlichen" deswegen gebraucht ist, well bei Frequenzen nahe Null die Umwand lungswirkung im Wasser beim Umsetzen der Frequenzen F. und F₀ in die Frequenz F.. sehr gering ist, so daß in einem praktischen System der Energiegehalt der Signale nahe der Differenzfrequenz Null zu niedrig ist, um ausgenützt werden zu können.

Um den EnergiegehaIt des Signales mit der Differenzfrequonz maximal ausnützen zu können, nimmt eine KorreI alionseinrichtune 22Ί eine Korrelation des vom F.mplängswand ] er 2Ί empfangenen Sia,-

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nales mit einem Bezugssignal oder einem Wiederholungssignal in der folgenden Weise vor. Das vom Empfangswandler 24 aufgenommene Signal wird von einem einstellig arbeitenden Taster 226 getastet, welcher die Informationen bezüglich der NTulldurchgänge des Signales erfaßt und die Daten in ein Schieberegister 228 einspeichert. Um die Tastung bei den niedrigeren Frequenzen zu erleichtern, wird das von dem Empfangswandler 24 bezogene Signal zunächst in einer Mischstufe 230 mit einem auf der Leitung 232 auftretenden, eine Frequenz von F./4 besitzenden Bezugssignal gemischt, so daß das zu dem Taster 226 gelangende Signal auf eine Mittenfrequenz von F,/4 ausgerichtet ist. In entsprechender Weise erfolgt die Tastung eines Bezugssignales durch den Taster vermittels Mischstufen 236 und 23^·· sowie unter Verwendung eines Schieberegisters 240. In der Mischstufe 236 werden die Signale mit Frequenzen von F./4 und F, dazu verwendet, ein Signal mit einer Frequenz von (3/4) F, zu bilden, welches nach Mischung in der Mischstufe 23b mit dem Ausgang der Signalquelle 216 ein Eingangssignal für den Taster 234 liefert, welches ein frequenzmoduliertes Signal ist, dessen Mittenfrequenz auf die Frequenz F./4 ausgerichtet, ist. Die Taster 226 und 234, die Schieberegister 22b und 240, die Korrelationseinrichtung 224 und ein Wiedergabegerät 242 sind zeitlich durch die Signale der Zeitsteuereinrichtung 244 aufeinander abgestimmt. Das Wiedergabegerät 242 ist ähnlich oder genauso ausgebildet wie das Wiedergabegerät 30 nach den Figuren 1 und 2 und liefert eine graphische Darstellung des Gewässerbodens 28 und des Gegenstandes bzw. der Rohrleitung 26 in Abhängigkeit von der Zeit oder dem von dem Schiff 18 gemäß Figur 1 zurückgelegten Weg.

Ι.» ist bemerkenswert, daß sowohl bei dem Ausführungsbeispiel nach Figur 2 als auch bei demjenigen nach F'igur 5 der Empfang eines Signal es mit niedrigerer Frequenz als derjenigen der ausgesendeten Frequenz mit einer breiteren Richtcharakteristik der empfangenen Schal 1signale möglich ist als die Richtcharalcterih I, ι k ilut ausgesendeten Schal 1 signale , wobei angenommen sei, daß dor i-jendfiwand 1 er 22 und der Emρ fan^^wand 1 or 24 gemäß Figur 1

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gleiche Größe besitzen. Dies ist insbesondere in denjenigen Fällen vorteilhaft, in welchen das Schiff 18 beim Mitführen der beiden Wandler 22 und 2k Gierbewegungen und/oder RoI!bewegungen aufgrund des Seeganges ausfuhrt. Die verhältnismäßig breite Richtcharakteristik für den Empfangswandler 2k erleichtert die Erfassung von Echosignalen, beispielsweise von Signalen aufgrund der Rohrleitung 26, wenn aufgrund einer Rollbewegung des Schiffes IB die Ausrichtung der Wandler 22 und 2k nach Aussendung von Schallenergie auf den zu erfassenden Gegenstand hin augenblicklich geändert wird.

Weiter ist festzustellen, daß sowohl bei dem Ausführungsbeispiel nach Figur 2 als auch bei demjenigen nach Figur 5 die Verwendung einer Frequenzmodulation Informationen hinsichtlich des Gewässerbodens 28 oder der versenkten Rohrleitung 26 gemäß Figur 2 liefert, welche bei Auswertung von empfangenen Schallsignalen mit konstanter Frequenz nicht leicht zu erhalten sind. Bekanntermaßen kann eine solche Modulation in den Echosignalen eine Kennzeichnung ergeben, welche einen Rückschluß auf das reflektierende Objekt gestattet. Im Rahmen der Erfindung bietet sich dem Fachmann noch eine große Anzahl von Weiterbildungsmöglichkeiten und Abwand lungen.

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Claims

220A028

Patentansprüche

,/ Einrichtung zur Übertragung von Wellenenergie mit bestimmter Richtcharakteristik, dadurch gekennzeichnet, daß in ein Medium (z. B. 32), welches nichtlineare Übertragungseigenschaiten gegenüber mindestens zwei bestimmten Frequenzen" besitzt, Signalschwingungen einer ersten Frequenz und einer zweiten Frequenz derart aussendbar (22) sind, daß von einem Wechselwirkungsbereich (12) des genannten Mediums ein gerichteter Strahl von Wellenenergie mit einer Frequenz ausgeht, welche der Differenz aus den beiden genannten Frequenzen gleich ist und daß in einem Empfänger (24, 73) die Wellenenergie der Differenzfrequenz in einer Vergleichseinrichtung (82 bzw. 224) mit einer Bezugs schwingung vergleichbar ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Wiedergabeeinrichtungen (30 bzw. 242) vorgesehen sind, mittels welchen die Ankunftszeiten von Wellenenergie der genannten Differenzfrequenz an der Vergleichseinrichtung (82 bzw. 224) darstellbar sind, derart, daß Reflexionsstellen in einem Medium, durch welches sieh die Energie mit der Differenzfrequenz ausbreitet, feststellbar sind.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Signalschwingungen durch Modulation (80 bzw. 222) eines Eingangssignales erzeugbar ist.
4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 in der Ausbildung als Schall-Informationsübertragungssystem, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalschwingungen als Schallschwingungen mittels eines Sendewandlers (22) aussendbar sind und daß zur Erzeugung mindestens einer der auszusenden Signalschwingungen eine

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von einer Signalquelle (66) bezogene Schwingung mit einer der Differenzfrequenz gleichen Frequenz mit einer von einer weiteren Signalquelle (58) bezogenen Schwingung höherer Frequenz überlagerbar (6ö) ist.
5. Einrichtung nach Anspruch 3 und/oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das von der erstgenannten Signalquelle (66) bezogene Signal, welches die Differenzfrequenz aufweist, modulierbar (80) ist und daß Wiedergabeeinrichtungen (30) zur Darstellung der Orte von Reflexionen der die Differenzfrequenz besitzenden, von reflektierenden Stellen zurückkommenden Energie vorgesehen sind.
6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die in das genannte Medium aussendbaren Signalschwingungen von einer Signalerzeugungseinrichtung (20 bzw. 210) beziehbar sind, welche in dem Ausgangssignal eine Bandbreite erzeugt, die im wesentlichen das Doppelte der Mittenfrequenz des betreffenden Bandbereiches beträgt.
7. Einrichtung zur Übertragung von Wellenenergie über eine Übertragungsstrecke hinweg, welche ein Medium mit nichtlinearen Übertragungseigenschaften enthält, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch Sendeeinrichtungen (22) zur Aussendung von Signalen mit einer Mehrzahl von Frequenzen in das genannte Medium hinein derart, daß dieses aus den Signalen ein Signal mit mindestens einer Frequenz bildet, die von den ausgesendeten Frequenzen verschieden ist, ferner durch Empfangseinrichtungen {2k), welche an das Medium angekoppelt sind und das Signal mit der genannten mindestens einen, verschiedenen Frequenz aufzunehmen vermögen sowie durch Vergleichseinrichtungen (82 bzw. 224) zur Auswertung des empfangenen Signales unter Verwendung eines Bezugssignales.
8. Einrichtung nach Anspruch 7_f dadurch gekennzeichnet, daß die ausgesendeten Signale modulierbar (so bzw. 222) sind.

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9. Einrichtung nach einem der Ansprüche i bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß an das genannte Medium (z. B. 32) ein weiteres Medium (z, B. 28) angekoppelt ist, in welchem sich ein Reflektor oder ein reflektierender Gegenstand (26) befindet und welches gegenüber dem in dem erstgenannten Medium aus den ausgesendeten Signalen gebildeten und davon verschiedenen Signal eine verhältnismäßig große Durchlässigkeit besitzt, während die Durchlässigkeit gegenüber den ausgesendeten Signalen gering ist, derart, daß der reflektierende Gegenstand oder Reflektor selektiv das aus den ausgesendeten Signalen in dem erstgenannten Medium gebildete Signal zu reflektieren vermag, während eine Reflexion der ausgesendeten Signale verhindert wird.
10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß Sendeeinrichtungen bzw. die Sendeeinrichtungen (22) auf einem Transportmittel (18) mitgeführt sind und die Signalschwingungen mit bestimmter Sende-Richtcharakteristik zur schrittweisen Abtastung in das genannte Medium (32) aussenden, während Empfangseinrichtungen bzw. die Empfangseinrichtungen (22) gegenüber Signalen niedrigerer Frequenz, welche aus den ausgesendeten Signalschwingungen in dem genannten Medium gebildet sind, eine im Vergleich zur Sende-Richtcharakteristik breitere Empfangs-Richtcharakteristik besitzen.
11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die zu den Empfangseinrichtungen (24) gelangende Signalenergie reflektierte Energie ist.
12. Einrichtung nach Anspruch 10 oder il, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangseinrichtungen (2k) ebenfalls auf dem Transportmittel (lb) mitgeführt sind, wobei die breitere Empfangs-Richtcharakteristik einen Empfang auch bei einer Bewegung des Sendestrahles bei der Portbewegung der Sendeeinrichtungen auf dem Transportmittel ermöglicht.

_ οι _
£t χ.

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13. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Lage des reflektierenden Gegenstandes (26) oder Reflektors durch Echosignal-Laufzeitmessung (56, 30 bzw. 224, 242) bestimmbar ist.
14. Einrichtung nach Anspruch 13, daduroh gekennzeichnet, daß die Empfangseinrichtungen (24) eine vorbestimmte Lage relativ zu den Sendeeinrichtungen (22) besitzen und daß der Zeitintervall zwischen der Aussendung der Signalschwingungen und dem Empfang des aus diesen in dem erstgenannten Medium gebildeten Signales nach Reflexion an dem reflektierenden Gegenstand oder Reflektor gemessen wird.
15. Einrichtung nach Anspruch I3 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Sendeeinrichtungen (22) auf einem Transportmittel (lö) mitfiihrbar sind, dessen Standortinformation (78) zusammen mit der Echosignal—Laufzeitmessung zur Aufzeichnung eines Reliefs oder einer Karte des erstgenannten Mediums (32) und der Beschaffenheit einer Begrenzung desselben verwendbar ist.
16. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einem Teil der ausgesendeten Signalschwingungen eine solche Modulation (80 bzw. 222) mitteilbar ist, daß im Empfänger anhand der aus den ausgesendeten Signalschwingungen im genannten Medium gebildeten und an einem bzw. dem Reflektor oderreflektierenden Gegenstand reflektierten Signale eine Identifizierung des Reflektors oder reflektierenden Gegenstandes möglich ist.

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