DE2401791B2 - Verfahren bzw. Einrichtung zur Erzeugung einer Schallstrahlung vorgegebener Richtcharakteristik und veränderbarer Richtung - Google Patents
Verfahren bzw. Einrichtung zur Erzeugung einer Schallstrahlung vorgegebener Richtcharakteristik und veränderbarer RichtungInfo
- Publication number
- DE2401791B2 DE2401791B2 DE2401791A DE2401791A DE2401791B2 DE 2401791 B2 DE2401791 B2 DE 2401791B2 DE 2401791 A DE2401791 A DE 2401791A DE 2401791 A DE2401791 A DE 2401791A DE 2401791 B2 DE2401791 B2 DE 2401791B2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- frequency
- radiation
- signals
- sound
- signal
- 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
-
- 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
- G01S15/02—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems using reflection of acoustic waves
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Description
■»'> Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur
Erzeugung einer Schallstrahlung vorgegebener Richtcharakteristik in einem Medium, das mindestens
gegenüber vorbestimmten Schallfrequenzen nichtlineare akustische Übertragungseigenschaften besitzt, wobei
r<<) von einer Sendewandleranordnung gerichtete Strahlungsfelder einer ersten und einer zweiten Frequenz
ausgesendet werden, aus denen in einem Wechselwirkungsbereich des Mediums ein gerichteter Strahl von
Wellenenergie in einer gewünschten dritten, aus der
">r> Differenz der beiden genannten Frequenzen gebildet
wird. Ein Verfahren dieser Art ist der deutschen Offenlegungsschrift 22 04 028 zu entnehmen.
Man hat bereits zahlreiche Experimente zur Untersuchung einer parametrischen Wechselwirkung zwischen
6(1 zwei SchaJIstrahlen durchgeführt, welche mit unterschiedlichen Frequenzen durch ein nichtlineare Übertragungseigenschaften besitzendes Medium geschickt
wurden, wobei durch die Wechselwirkung ein Strahl einer Schallenergie mit anderen Frequenzen gebildet
fir) wurde, die jeweils einer arithmetischen Kombination
der beiden zuerst genannten Frequenzen gleich sind. Die anderen Frequenzen, welche meistens untersucht
wurden, sind die Summenfreauenz und die Differenzfre-
quenz. Hierbei gilt der Differenzfrequenzstrahlung besonderes Interesse, da Wellenenergie in einem
schmalen Strahlenbündel mit geringer Frequenz übertragen werden kann, wobei nur ein verhältnismäßig
kleiner Sendewandler erforderlich ist und bestimmte ι Stoffe durchdrungen werden können, beispielsweise ein
Gewässerboden oder der Meeresboden, von wo höhere Frequenzen im allgemeinen reflektiert würden. Außerdem ist es bekannt, daß die Dämpfung der Schallwellen
in einem fluidischen Medium, beispielsweise in Wasser, w
von der Frequenz der Strahlung abhängig ist, derart,
daß niedrigere Frequenzen eine geringere Dämpfung erfahren als höhere Frequenzen. Ln größeren Abständen
von einer Schallquelle, wo sewohl die hohen Frequenzen als auch die niedrigeren Frequenzen aufgrund der ι >
Dämpfungswirkung des Mediums bereits verhältnismäßig geringe Intensität besitzen, kann die Intensität der
Strahlung niedrigerer Frequenz aufgrund der selektiven, unterschiedlichen Dämpfung durchaus größer sein,
als die Intensität der Strahlung höherer Frequenz, obwohl ursprünglich die Intensitäten der Stral'lungsanteile höherer Frequenz bedeutend größer als die
Intensität der Strahlungsanteile niedrigerer Frequenz gewesen sind, welche durch die parametrische Wechselwirkung der Schalistrahlungen höherer Frequenz
gebildet wurden. Praktisch ist die Intensität der Schallstrahlung niedriger Frequenz, beispielsweise nach
Reflexion am Sandboden oder Schlammboden in einem Hafenbecken so gering, daß die Erfassung der Strahlung
mit der geringen Frequenz durch Korrelationstechniken s<>
erfolgen muß, wobei die reflektierten Signale mit einem künstlich erzeugten Vergleichssignal verglichen werden.
Die optimale Ausnützung der Differenzfrequenzstrahlung erfordert die Möglichkeit einer Steuerung
eines Strahlenbündels oder einer Richtcharakteristik r> dieser Strahlung, so daß der Boden, beispielsweise eines
Hafenbeckens, abgetastet werden kann oder die Richtcharakteristik oder das Strahlungsbündel während
eines Hin- unH Herschaukeins des mit der Sendeeinrichtung ausgerüsteten Schiffes oder Bootes stabilisiert
werden kann.
Es entstehen Schwierigkeiten dadurch, daß der Strahlungsstrahl oder die Richtcharakteristik mit der
Differenzfrequenz durch nichtlineare Wechselwirkung zweier Strahlungsstrahlen mit höher; r Frequenz gebildet wird und daher jede der Richtcharakteristiken oder
Strahlungsstrahlen höherer Frequenz so gesteuert oder gelenkt werden muß, daß der resultierende Strahlungsstrahl mit der gewünschten Differenzfrequenz in die
jeweils gewünschte Richtung gelenkt wird. Weiterhin ist "><>
bekannt, daß ein SendewancMer oder eine Sendeantenne
für Schallenergie nicht eine Richtcharakteristik mit einer einzigen Strahlungskeule, sondern vielmehr eine
Strahlung mit einer Richtcharakteristik erzeugt, die eine Hauptstrahlungskeule und mehrere Nebenstrahlungskeulen oder Seitenstrahlungskeulen aufweist, deren
relative Amplituden von verschiedenen Faktoren abhängig sind, beispielsweise der Größe des Sendewandlers und, falls die Sendeantenneneinrichtung aus
einer Anordnung von Wandlerelementen besteht, auch «> vom Abstand dieser Wandlerelemente.
Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art so
auszugestalten, daß das Strahlungsdiagramm der im Wechselwirkungsbereich gebildeten, resultierenden t>r>
Schallenergie in solchem Maße frei von Nebenstrahlungskeulen gehalten * ' ', daß Störungen bei der
Signalverarbeitung sicher vermieden werden, insbeson
dere auch dann, wenn eine Abtastbewegung durchzuführen ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zur Vermeidung von Nebenstrahlungskeulen der
Strahlungsenergie mit der dritten Frequenz die bei der Abstrahlung der Hauptiitrahlungskeule der ersten
Schallfrequenz entstehenden Nebenstrahlungskeulen sich nicht mit den bei der Abstrahlung der Hauptstrahlungskeule der zweiten Schallfrequenz entstehenden
Nebenstrahlungskeulen decken, gleichgültig, auf welchen gemeinsamen Bereich des Medium·: die Hauptstrahlungskeulen gerade gerichtet sind.
Durch die Erfindung wird auch eine Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens vorgeschlagen, welche
gekennzeichnet ist durch eine Vielzahl von Wandlerelementen, von denen mittels einer ersten Speiseschaltung
eine bestimmte Zahl mit Signalen der ersten Frequenz und von denen mit einer zweiten Speiseschaltung eine
bestimmte Zahl mit Signalen der zweien Frequenz mit solcher Energie anregbar ist. daß die genannte dritte
Frequenz in den gemeinsamen Bereichen entsteht und daß die Speiseschaltungen jeweils mit den zugehörigen
Wandlern verbundene Steuermittel zur Veränderung der Richtungen der genannten Hauptstrahlungskeulen
enthalten.
Besondere Ausgestaltungen bilden im übrigen Gegenstand der anliegenden Patentansprüche, auf welche
hier zur Verkürzung und Vereinfachung der Beschreibung ausdrücklich hingewiesen wird.
Ein fchallenergie-Ubertragungssystem der hier vorgesc'ilajenen Art enthält also eine Anordnung von
Wandlerelementen, die Schallenergie mit einer ersten Frequenz und mit einer zweiten Frequenz abstrahlen
und so angeordnet sind, daß Strahlungsstrahlen bestimmter Form gebildet werden, welche in ein
nichtlineare Übertragungseigenschaften besitzendes Medium ausgeschickt werden, beispielsweise in das
Meerwasser, so daß es zu einer parametrischen Wechselwirkung zwischen den Strahlungsstrahlen
kommt Diese Wechselwirkung, welche auf den Wellenübertragungseigenschaften des Mediums beruht
und oft als endliche Amplitudenübertragung bezeichnet wird, führt zur Erzeugung eines resultierenden Schallstrahlungsbündels, das von einem Bereich des Mediums
ausgeht, der gleichzeitig von der Schallstrahlung der ersten Frequenz und der zweiten Frequenz durchsetzt
ist, wobei die resultierende Schallstrahlung Frequenzen aufweist, die iirithmetischen Kombinationen der ersten
und der zweiten Frequenz gleich sind. Besonders interessiert hier das resultierende Strahlungsbündel mit
einer Frequenz entsprechend der Differenz zwischen der ersten und der zweiten Frequenz. Bei den hier
angegebenen Systemen sind weiter Einrichtungen zur Erzeugung vom Signalen mit der ersten und der zweiten
Frequenz und mit der gewünschten Modulation vorgesehen, welche über entsprechende Kopplungseinrichtungen mit bestimmter, jeweils eingestellter Verzögerung den einze'nen Wandlerelementen zugeführt
werden. Bei einem Ausführungsbeispiel werden die jeweils selektiv verzögerten Signale der ersten Frequenz an die eine Hälfte der Wandle>'elemente
angekoppelt, während die selektiv verzögerten Signale mit der zweiten Frequenz an die andere Hälfte von
Wandlerelemisnten ar,gekc>ppelt werden, wobei die mit
der ersten !Frequenz gespeisten Wandlerelemente jeweils zwischen den Wandlerelementen gelegen sind,
die mit der zweiten Frequenz gespeist werden, derart, daß sich ein gemeinsames Phasenzentrum für die
Strahlungsstrahlen ergibt, die jeweils von den Wandlergruppen erzeugt werden, die mit der ersten bzw. der
zweiten Frequenz betrieben werden. In einem hier vorgeschlagenen Empfangssystem sind Mittel vorgesehen, um ein künstliches Vergleichssignal mit der
Differenzfrequenz zu bilden, um dieses mit dem aus dem genannten Medium empfangenen Signal der Differenzfrequenz korrelieren zu können.
Gemäß einer anderen Ausführungsform werden die verzögerten Signale der einen Frequenz mit den
entsprechenden, verzögerten Signalen der zweiten Frequenz zuerst addiert und dann den Wandlerelementen
zugeführt, so daß jedes Wandlerelement sowohl ein Signal der ersten Frequenz als auch ein Signal der
zweiten Frequenz aussendet. Bei beiden Ausführungsformen wird die zeitliche Beziehung zwischen einer
Modulation des Signals mit der ersten Frequenz und dem Signal der zweiten Frequenz an allen Punkten längs
der Wandleranordnung aufgrund der veränderlichen Verzögerungswerte aufrecht erhalten, wobei diese
Verzögerungswerte durch eine Rechenanlage entsprechend den für eine Überlagerung geltenden Gesetzmäßigkeiten
gerechnet werden.
Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme
auf die Zeichnung. Es stellt dar
Fig. I eine Abbildung eines Schiffes, welches mit einer Einrichtung dor hier vorgeschlagenen Art zur
Abtastung des Meeresbodens mit Schallwellen ausgerüstet ist,
Fig. 2 ein Blockschaltbild der Schall-Abtasteinrichtung
gemäß Fi g. 1,
F i g. 3 eine schematische Abbildung einer Antenneneinrichtung mit einer Wandleranordnung zur Verwendung
in der Einrichtung gemäß F i g. 2,
F i g. 4 eine schematische Abbildung einer gegenüber Fig. 3 abgewandelten Form eines Antennensystems
und
Fig. 5 und 6 schematische Abbildungen von Richtcharakteristiken
der von einer Sendewandleranordnung geradlinig bzw. unter einem bestimmten Winkel
ausgehenden Schallstrahlung, wobei jeweils zwei Richtcharakteristiken entsprechend einer ersten Frequenz
und einer zweiten Frequenz der Schallstrahlung übereinander gezeichnet sind.
In F i g. 1 ist ein System 20 dargestellt, welches eine
Sendewandleranordnung oder eine Antennenanordnung 22 enthält, die am Boden eines Schiffes 24
angeordnet ist und zur Erzeugung eines Schallstrahlungsbündels 26 dient, das auf ein Objekt gerichtet
werden kann, beispielsweise auf ein Treibholzstück 28, das in dem Gewässer oder im Meer 30 schwebt, oder auf
ein anderes Objekt beispielsweise eine Rohrleitung oder ein Rohr 32, das in dem sandigen Meeresboden 34
unter dem Wasser 30 eingegraben ist Das System 20 enthält weiter eine Strahlbildungseinrichtung 36, eine
Empfangseinrichtung 38 und ein Unterwassermikrofon oder Hydrophon 40, wobei die Sendewandleranordnung
22 mit der Strahlbildungseinrichtung 36 über elektrische Leitungen verbunden ist welche mit 42 bezeichnet sind
und zur Unterscheidung die Bezugsbuchstaben A\ bis An und B\ Bn tragen, wie genauer im Zusammenhang
mit F i g. 2 beschrieben wird. Taktsignale werden von
der Strahlbildungseinrichtung 36 über die Leitung 44 an
die Empfangseinrichtung 38 geliefert und die von dem
Unterwassermikrophon oder Hydrophon 40 empfangenen Signale werden über die Leitung 46 in die
Empfangseinrichtung 38 eingegeben.
Wie weiter unten genauer beschrieben, enthält das Sendeantennensystem 22 eine Wandleranordnung 48,
welche zwei zusammentreffende Schallstrahlungsbündel erzeugt, deren Frequenzen etwas verschieden sind.
Die Amplituden der Schallstrahlungen sind groß genug, um das zuvor erwähnte StrahlungsbUndel 26 zu
erzeugen, das eine Frequenz besitzt, die der Differenz zwischen den beiden Frequenzen der von der
Sendewandleranordnung 48 ausgehenden Schallstrah lungsbündel ist, wobei die Entstehung des Strahlungsbündels 26 auf einer nichtlinearen Wechselwirkung bzw.
der endlichen Amplitudenübertragungseigenschaft des Meerwassers 30 gegenüber den beiden von der
Sendewandleranordnung 48 ausgehenden Schallstrahlungsbündeln beruht. Die Breiten der Strahlungsstrahlen
der von der Sendewandleranordnung 48 ausgehenden Schallenergie sind leicht unterschiedlich aufgrund
Hp.r nnlprsrhipHlirhpn Frcn|jenz£n. doch sind die e!\V2
gleich der Breite des Schallstrahlungsbündels 26 der niedrigen Frequenz. Die Schallenergie der niedrigen
Frequenz ist durch die Wellenlinien 50 und 52 bezeichnet, welche auf das Treibholzstück 28 und auf
das Rohr 32 auftreffen bzw. von dort wieder reflektiert werden. Das die niedrige Frequenz aufweisende
Schallstrahlungsbündel 26 wird zur Abtastbewegungen gegenüber dem Sanduntergrund 34 des Gewässerbodens
30 in der hier vorgeschlagenen Weise veranlaßt, was mittels der Strahlbildungseinrichtung 36 und der
Antenneneinrichtung 22 geschieht, so daß über das Echo entsprechend den Wellen 52 und das Unterwassermikrophon
oder Hydrophon 40 Daten bezüglich der unter Wasser befindlichen Objekte gesammelt werden können.
In Fig. 2 ist ein Blockschaltbild des Systems 20 gezeigt, welches die Antenneneinrichtung 22, das
Hydrophon 40, die Strahlbildungseinrichtung 36 und die Empfangseinrichtung 38 enthält, wie zuvor in Fig. 1
gezeigt wurde. Die Strahlbildungseinrichtung 36 sorgt für die für akustische Untersuchungen geeignete
Signalmodulation und liefert zwei Signale hoher Frequenz, die von der Sendewandleranordnung 48
ausgesendet werden können, und enthält schließlich Einrichtungen zur Ankopplung der Signale an die
einzelnen Elemente der Sendewandleranordnung 48 zur Bildung des Schallstrahlungsbündels 26. Die Strahlbildungseinrichtung
36 enthält einen Sigualgenerator 54, einen Oszillator 56, einen Mischer 58, eine Taktgebereinheit
60, einen Taktimpulsgenerator 62, zwei Signalformer oder Signalbegrenzer 64 und 66, zwei UND-Schaltelemente
68 und 70, zwei Schieberegister 7Γ und 74 sowie eine Recheneinrichtung 76, welche auf die über
eine Leitung 78 herbeigeführten Taktimpulssignale des Taktimpulsgenerators 62 sowie auf Schiffpositionssignale anspricht die über eine Leitung 80 von dem bei 82
angedeuteten Kreiselkompaß des Schiffes zugeführt werden. Weiter enthält die Strahlbildungseinrichtung 36
eine Gruppe von Schaltern 84, welche über Filter 86 mit der Antenneneinrichtung 22 gekoppelt sind, sowie eine
weitere Gruppe von Schaltei ι 88, die mit der
Antenneneinrichtung 22 über Filter 90 gekoppelt sind. Die Schalter der Schaltergruppen 84 und 88 sind digitale
Multiplexschalter, weiche in Abhängigkeit von einem vielstelligen Befehlssignal der Recheneinrichtung 76
bestimmte, ausgewählte Ausgänge der jeweils zugehörigen Schieberegister 72 bzw. 74 über die Filter 86 bzw. SO
an die Antenneneinrichtung 22 ankoppeln. Die Ausgänge der Schieberegister 72 und 74 sind, wie aus F i g. 2
ersichtlich ist über Leitungsstränge oder Kabel 92 bzw.
94 mit den .Schaltern 88 bzw. 84 verbunden. Die Kabel
oder Leitungsstränge, welche die vielsteiligen Befehlssignale von der Recheneinrichtung 76 an die Schalter 84
bzw. 88 liefern, enthalten jeweils eine Anzahl paralleler Leitungen, die in Fig.2 durch eine einzige, stark
ausgezogene Linie angedeutet sind und die Bezugszahl 96 trapci. wobei es sich versteht, daß die Kabelstränge
oder Kabel % im allgemeinen unterschiedliche Befehlssignale an die jeweiligen Schalter 84 und 88 liefern. Der
Signalgenerator 54 kann beispielsweise an s'ch bekannter
Bauart sein und die für die akustischen Untersuchungen notwendige Signalmodulation erzeugen. Im vorliegenden
Ausführungsbeispiel ist ein Oszillator gezeigt, welcher eine Frequenzmodulation mit Überstreichung
eines bestimmten Frequenzbereiches erzeugt. Eine graphische Darstellung des erzeugten Signales ist in
dem Blocksymbol des Signalgenerators 54 eingezeichnet. Der Signalgenerator 54 liefert ein impulsweise
abgegebenes Sinuswellensignal, dessen Frequenz während jedes Impulses sich entsprechend der gezeigten
Kennlinie ändert, wobei sich diese Kennlinie von Impuls zu Impuls wiederholt. Die Frequenz des Signales ist mit
Fi bezeichnet, wobei diese Kennzeichnung auch /ur
Identifizierung der Leitung dient, über welche das Signal von dem Signalgenerator 54 an den Mischer 58
angekoppelt wird.
Der Oszillator 56 liefert eine kontinuierliche Sinuswelle an den Mischer 58 und den Signalformer 66, wobei
dieses Signal die Bezeichnung F2 trägt, wobei die Frequeiz F2 bedeutend größer als die Frequenz F\ ist.
Der Mischer 58 kombiniert die beiden eingegebenen Signale mit den Frequenzen F\ und F2 zur Bildung eines
Ausgangssignales auf der Leitung 98, welches die Frequenz F1 + Fi hat, wobei der Mischer 58 beispielsweise
an sich bekannter Bauart sein kann und ein geeignetes Bandpaßfilter enthält, um sicherzustellen,
daß nur das Signal mit der Frequenz Fi + F2 zu dem
Impulsformer 64durchgelassen wird.
Der Impulsformer 64 setzt das auf der Leitung 98 erscheinende, sinuswellenförmige Signal in eine Signalschwingung
um, welche im wesentlichen Rechteckwellenform besitzt und auf der Leitung 100 auftritt, wobei
die Rechteckwelle eine Wiederholungsfrequenz von Fi + F2 besitzt. In gleicher Weise formi der Impulsformer
66 das auf der Leitung 102 anstehende Signal in eine auf der Leitung 104 auftretende Rechteckwelle um. Die
auf den Leitungen 100 und 104 auftretende Signale werden jeweils UND-Schaltelementen 68 bzw. 70
zugeführt
Die UN D-Schaltelemente 68 und 70 werden als Tastungsschaltungen verwendet, um eine Folge von
Tastungen während jeder Periode der Rechteckweüe
auf der Leitung 100 und der Rechteckwelle auf der Leitung 104 zu erhalten. Der Taktimpulsgenerator 62
liefert Taktimpulse über die Leitung 106 an die UND-Schaltelemente 68 und 70. Das UND-Schaltelement
68 liefert beim gleichzeitigen Auftreten eines Taktimpulses auf der Leitung 106 und eines positiven
Teiles der Rechteckwelle auf der Leitung 100 entsprechend dem logischen Zustand Eins einem Impuls der
logischen Bedeutung Eins an die Leitung 108. In entsprechender Weise liefert das UND-Schaltelement
70 einen Impuls an die Leitung HO, wenn ein gleichzeitiges Auftreten des Taktimpulses der Leitung
106 und der positiven Halbwelle der RechteckweHs auf
der Leitung 104 festzustellen ist Nachdem die Wiederholungsfrequenz der Taktimpulse auf der Leitung
106 bedeutend größer als die Frequenz sowohl der
Rechteckwelle auf der Leitung 100 als auch der Rechteckwelle auf der Leitung 104 ist und beispielsweise
etwa 512 Taktimpulse je Periode der Rechteckwelle auf der Leitung 100 beträgt, hat die Folge der auf der
Leitung 108 auftretenden Impulse die in der Darstellung 112 gezeigte Gestalt, wobei eine Folge von 256
Impulsen während eines Zeitintervalls auftritt, das einer halben Periode der Rechteckwelle der Leitung 100
gleich ist, worauf ein Zeitintervall, ebenfalls gleich einer halben Periode der Rechteckwelle, folgt, in welchem auf
der Leitung 108 keine Impulse auftreten. Diese Form der Impulsfolgen wiederholt sich danach. Die Taktimpulse
des Taktimpulsgenerators 62 gelangen auch zu der Taktgebereinheit 60, welche geeignete Zählerschaltungen
enthält, um Syrichronisationsimpulse auf die Leitungen 114, 115 und 116 liefern zu können, welche
den Betrieb des Signalgenerators 54 mit der Tastung durch die UND-Schaltelemente 68 und 70 ferner mit
dem Betrieb der Recheneinrichtung 76 und der Betätigung einer Wiedergabeeinrichtung 118 und eines
Korrelators 120 synchronisieren, wie nachfolgend genauer beschrieben wird.
Die Schieberegister 72 und 74 werden durch Taktimpulse der Leitung 106 weitergeschaltet, um
aufeinanderfolgende Impulse der auf den Leitungen 108 und HO auftretenden Impulsleisten oder Impulsfolgen
zuzuführen. Nachdem die Wiederholungsfrequenzen der Impulse auf den Leitungen 100 und 104 ungleich
sind, sind auch die Wiederholungsfrequenzen der auf den Leitungen 108 und 110 auftretenden Impulse nicht
gleich. Weiter ist darauf hinzuweisen, daß die Frequenz der auf der Leitung 108 auftretenden Impulse sich
entsprechend der Modulation ändert, welche durch den Signalgenerator 54 eingeführt wird und daß diese
Impulse vollständig in den Intervallen zwischen den Impulsen der F|-Sinuswelle verschwinden, welche am
Ausgang des Signaigenerators 54 abgegeben wird. Aufgrund des Fehlens des Synchronismus zwischen den
Taktimpulsen auf der Leitung 106 und der Rechteckwelle auf der Leitung 100 verändert sich die Anzahl der auf
der Leitung 108 während jeder Halbwelle der Rechteckschwingung erscheinenden Impulse geringfügig
von Periode zu Periode dieser Rechteckwelle. Gleiches gilt für die Beziehung zwischen den Impulsen
auf der Leitung 110 und den Impulsen auf der Leitung
104. Die Impulse auf der Leitung 108 rücken durch das Schieberegister 72 vor und werden abgegeben, wenn sie
das Ende des Schieberegisters 72 erreicht haben, In gleicher Weise rücken die impulse der Leitung IiO
durch das Schieberegister 74 vor und werden abgegeben, wenn sie das Ende dieses Schieberegisters erreicht
haben.
Es versteiit sich, daß die Wellenform, weiche in irgend
einer Zelle des Schieberegisters 72 auftritt identisch mit der Wellenform ist, die auf der Leitung 108 festzustellen
ist jedoch mit der Ausnahme, daß sie zeitlich verzögert ist wobei in jeder Zelle des Schieberegisters unterschiedliche
Verzögerungswerte gelten. In entsprechender Weise erscheinen verzögerte Wiederholungen der
Impulsfolge auf der Leitung 110 in den einzelnen, aufeinanderfolgenden Zellen des Schieberegisters 74.
Betrachtet man nun zunächst F i g. 3, so erkennt man eine schematische Darstellung einer Ausführungsform
der Antenneneinrichtung 22, bei welcher eine Anordnung 48 aus Wandlereleinenten !22 aufgebaut ist Die
Antenneneinrichtung 22 enthält außerdem eine Gruppe von Leistungsverstärkern 124, über welche jeweils
bestimmte der Leistungen 42 mit bestimmten der
Wandlerelemente 122 gekoppelt sind. Die Wandlerelemente 122 sind, wie bereits erwähnt, weiterhin mit den
Bezugsbuchstaben At bis An und B\ bis Bn bezeichnet,
wobei diese Bezeichnungen mit den Zusatzbezeichnungen der Leitungen 42 übereinstimmen, über die die
Strahlbildungseinrichtung 36 mit der Antenneneinrichtung 22 verbinden ist, wie aus den Fig. I und 2
ersichtlich ist, Es sei bemerkt, daß die Wandlerelemente 122 mit den Bezeichnungen A\ bis An in statistischer
Verteilung zwischen den Wandlerelementen 122 mit der Bezeichnung B\ bis Sn gelegen sind, wie nachfolgend
genauer beschrieben wird. Aus den F i g. 2 und 3 ist zu ersehen, daß die Ausgänge der Schalter 84 über Filter 86
und jeweils zugehörige Leitungen 42 A\ bis An sowie
über zugehörige Leistungsverstärker 124 an die Wandlerelemente 122^4, bis 122,4*angekoppelt sind. In
entsprechender Weise sind die Ausgänge der Schalter 88 über Filter 90 und über jeweils 7ugehnrigp I pitnngen
42ßi bis Bn sowie über entsprechende Leistungsverstärker 124 mit den Wandlerelementen 122 S1 bis 122ö,v
verbunden. Abhängig von Signalen auf den jeweils zugehörigen der Leitungen 96 leitet jeder der Schalter
84 eine Wiederholung des Signales der Leitung 110 zu dem jeweils zugehörigen Filter 86, wobei die Größe der
Verzögerung der Wiederholung des Signales der Leitung 110 durch die betreffende Zelle oder Stufe des
Schieberegisters 74 festgelegt wird, welche durch den Schalter 84 ausgewählt worden ist. In entsprechender
Weise wählen die Schalter 88 in bestimmter Weise verzögerte Wiederholungen des Signales auf der
Leitung 108 aus und leiten sie den Filtern 90 zu. Die Filter 86 haben jeweils eine Durchlaßcharakteristik,
welche eine Ausfilterung der Frequenzen gestattet, die den Tastungsfrequenzen entsprechen oder, was dasselbe
bedeutet, der Wiederholungsfrequenz der Taktimpulse auf der Leitung 106 entsprechen. Beispielsweise
kann jedes Filter 86 ein Bandpaßfilter sein, dessen Mittenfrequenz bei etwa Fi liegt, wobei die obere
Grenzfrequenz ausreichend unterhalb einer Harmonischen der Rechteckwelle auf der Leitung 104 gelegen ist
und außerdem ausreichend unterhalb der Frequenz der Taktimpulse auf der Leitung 106 gelegen ist. In dieser
Weise erreicht man, daß die auf den Leitungen 42 A\ bis 42 An auftretenden Signale Sinuswellen mit einer
Frequenz Fi sind, welche jedoch gegenüber dem auf der
Leitung 110 auftretenden Signal verzögert sind.
In entsprechender Weise besitzen die Filter 90 eine Durchlaßcharakierisiik, aufgrund weicher die Frequenz
F\ + Fi durchgelassen wird, wobei aber Frequenzen
entsprechend einer Harmonischen der Rechteckwelle der Leitung 100 ebenso wie die Wiederholungsfrequenz
der Takiimpuise auf der Leitung lOö ausgeschlossen
werden. Die auf den Leitungen 42 B\ bis 42 Bn
erscheinenden Signale sind also Sinusschwingungen mit der Frequenz F\ + Fi und sind gegenüber dem auf der
Leitung 108 auftretenden Signal verzögert Die Wandlerelemente 122 A\ bis 122 An werden also mit
Sinussignalen der Frequenz Fi gespeist, während die
Wandlerelemente 122 B1 bis 122 Bn mit Sinussignalen
der Frequenz F\ + F% gespeist werden. Gegebenenfalls
können die Filter 86 und 90 in solchen Fällen weggelassen werden, in denen eine schmaibandige
Filter-Durchlaßcharakteristik der Wandlerelemente 122
selbst für die Ausfilterung der Hochfrequenzkomponenten der an den Ausgängen der Schalter 84 und 88
auftretenden Signale sorgt Beispielsweise haben Wandlerelemente der bekannten piezoelektrischen Bauart
etwa Wandlerelemente aus Barriumtitanat, eine schmaibandige
Filter-Durchlaßcharakteristik, welche anstelle der Filter 86 und 90 ausgenützt werden kann.
Vorzugsweise wird man jedoch die Filter 86 und 90 vorsehen, da sie die Möglichkeit einer Zwischenmodulationsverzerrung
in den Leistungsverstärkern 124 beseitigen.
Die Wandlerelemente 122 Ai bis 122 An können einen
gegenseitigen Abstand von einer halben Wellenlänge bei der Frequenz Fi aufweisen und liegen zwischen den
Wandlerelementen 122 B\ bis 122 Bn, welche ebenfalls einen Abstand entsprechend einer halben Wellenlänge
bei der Frequenz Fi + Fj haben. Die Anordnung der
Wandlerelemente der einen Gruppe und der anderen Gruppe jeweils ineinanderliegend ist unregelmäßig, um
die Amplituden der Seitenstrahlungskeulen in di-n
Richtcharakteristiken entsprechend den Frequenzen F7
und Fi + Fi minimal zu halten. Auch der Abstand von
U/ρΙΙρπΙαηπρ
derung der Größe der Seitenstrahlungskeulen. Wie aus
.'(i der Antennentheorie bekannt, können diese Abstände
noch kleiner gemacht werden, so daß die Amplituden der Seitenstrahlungskeulen weiter vermindert werden.
Es ist jedoch interessant festzustellen, daß durch die Ausnutzung der endlichen Amplitudenübertragungsei-
-··-. genschaft des Übertragungsmediums der Abstand
zwischen den Wandlerelementen 122 A\ bis 122 An und der Abstand zwischen den Wandlerelementen 122 B\ bis
122 Bn durchaus auch bis auf eine volle Wellenlänge und
sogar darüber vergrößert werden kann, wobei bereits
in Richtcharakteristiken mit vielen Abstrahlungsmaximen
entstehen, wobei die Intensitäten der Seitenslrahlungskeulen bereits verhältnismäßig groß im Vergleich zu
derjenigen der Hauptstrahlungskeule sind, wie weiter unten im Zusammenhang mit den Fig. 5 und 6
s"> beschrieben werden wird. Richtcharakteristiken mit
Seitenstrahlungskeulen minimaler Amplitude sind jedoch vorzuziehen, da sie eine Konzentration der
Leistung auf die Hauptstrahlungskeule ermöglichen, wo eine wirtschaftliche Ausnützung erfolgt.
Die von der Sendewandleranordnung ^8 mit der
Frequenz Fi ausgehende Schallstrahlung breitet sich in einer Richtung senkrecht zur Außenfläche der Sendewandleranordnung
48 aus, wenn die Schalter 84 gleiche Verzögerungswerte für sämtliche Signale auf den
■r> Leitungen 42 A\ bis An ausgewählt haben. Sind diese
Verzögerungswerte so ausgewählt worden, daß die von den Wandlerelementen 122 nahe einem Ende der
Sendewandleranordnung 48 ausgehenden Signale eine größere Verzögerung als diejenigen Signale aufweisen,
-,η welche von den Wandlerelementen am gegenüberliegenden
Ende der Sendewandleranordnung abgegeben werden, wobei angenommen wird, daß ein gleichförmiger
Abfall der Verzögerungswerte längs der Fläche der Sendewandleranordnung 48 gewählt ist und daß der
dem Ausgangssignal irgend eines Wandlerelementes 122 aufgeprägte Verzögerungswert proportional dem
Abstand dieses Wandlerelementes von dem Ende der Sendewandleranordnung mit der minimalen Verzögerung
ist so wird die mit der Frequenz Fi abgegebene
Schallstrahlung unter einem Winkel gegenüber der Normalen zur Basislinie der Sendewandleranordnung
abgestrahlt Durch entsprechende Auswahl der Verzögerungswerte für jedes Wandlerelement 122 A\ bis
4/v kann der Strahlungsstrahl der akustischen Energie, welche die Frequenz Fi aufweist gegenüber zwei
Achsen gelenkt werden, nämlich bezüglich der Längsachse und der Querachse des in F i g. 1 gezeigten
Schiffes 24. Entsprechendes gilt für die Schallenergie,
welche mit der Frequenz Fi + F2 abgegeben wird.
Aus Fig. 2 ist zu entnehmen, daß das Empfangssystem
38 einen Vorverstärker 126, den Korrelator 120 und ein Wiedergabegerät 118 enthält. Die von der
Sendewandleranordnung 48 abgestrahlte Schallenergie, welche an dem Treibholzstuck 28 und an dem Rohr 32
reflektiert worden ist, wird von dem Hydrophon 40 empfangen, welches beispielsweise bekannter Bauart
sein kann, und wird in dem Vorverstärker 126 verstärkt. Die Recheneinrichtung 76 liefert gleich/pitig Strahlsteuerungssignale
sowohl für den Strahl der akustischen Energie der Frequenze Fi als auch für den Strahl mit der
akustischen Energie der Frequenz Fi + F2, so daß die
Hauptstrahlungskeulen der jeweiligen Richtcharakteristik in die gleiche Richtung weisen. Die akustische
Energien der beiden Frequenzen durchsetzen das Wasser 30 des Meeres mit ausreichender Intensität, um
in dein uciiefieridcii Bereich eine riic'riiiineare Wechselwirkung
aufgrund der endlichen Amplitudenübertragung hervorzubringen, welche zur Erzeugung von
akustischer Energie mit einer Anzahl von Frequenzen führt, die jeweils eine arithmetische Kombination der
Frequenzen F2 und Fi + F2 darstellen. Die auf diese
Weise erzeugte Schallstrahlungsenergie mit der Differenzfrequenz aus den beiden Frequenzen, nämlich mit
der Frequenz Fi, ist besonders gut verwertbar, da diese Frequenz bedeutend langsamer gedämpft wird als die
Strahlungen höherer Frequen.·, so daß die relative Amplitude mit wachsendem Abstand von der Sendewandleranordnung
48 wächst. Besonders wertvoll ist die Tatsache, daß die Strahlung dieser niedrigen Frequenz
den Sandboden 34 durchdringen kann und darin eingegrabene Gegenstände, beispielsweise das Rohr 32
leichter zu entdecken hilft als dies mit Strahlungen höherer Frequenz möglich ist, welche von der
Oberfläche des Bodens des betreffenden Gewässers 30 reflektiert werden. Das Unterwassermikrophon oder
Hydrophon 40 besitzt eine Bandpaßcharakteristik, welche besonders auf den Empfang von Schallenergie
der Frequenz Fi abgestimmt ist und auch der Vorverstärker 126 hat eine Bandpaßcharakteristik zur
Verstärkung gerade dieser Signale. Das Wiedergabegerät 118 kann eine Kathodenstrahlröhre enthalten und
die Ausgangssignale des Vorverstärkers 126, welche auf der Leitung 128 erscheinen, können, was in den
Zeichnungen allerdings nicht gezeigt ist, unmittelbar in das Wiedergabegerät 118 eingespeist werden, um dort
zur Darstellung zu gelangen. Da die Frequenz F\ sich im Tonfrequenzbereich befindet, kann das Wiedergabegerät
118 mit einer Kopfhöreranordnung zusammenarbeiten, um ein unmittelbares Abhören der von dem
Treibholzstück 28 oder dem Rohr 32 beispielsweise reflektierten Signale zu gestatten, wobei eine Frequenzmodulation
der Signale ein Identifizieren erleichtert. Bei den normalerweise in Hafenbecken anzutreffenden
Tiefen und in größeren Tiefen sind jedoch die Signale, welche mit der Differenzfrequenz F\ empfangen
werden, möglicherweise im Vergleich zu dem Störhintergrund außerordentlich schwach, so daß eine
unmittelbare Darstellung dieser Signale in dem Wiedergabegerät 118 ausgeschlossen ist. In diesem
Falle wird der Korrelator 120 eingesetzt und eine Wiederholung des Ausgangssignales des Signalgenerators
54 wird über die Leitung 130 zugeführt, um einen Vergleich mit dem auf der Leitung 128 auftretenden
Signal durchzuführen. Insbesondere werden digitale Korrelationsschaltungf ■>
verwendet, wobei Taktimpulse der Leitung 116 zur Steuerung des Korrelators 12*
verwendet werden. Der Ausgang des Korrelators 120 wird dann dem Wiedergabegerät 118 zugeführt.
In Fig.4 ist eine andere Ausführungsform der Antenneneinrichtung 22 gemäß Fig.2 rtergtstellt.
welche hier mit 22/4 bezeichnet ist. Zur Ankopplung der
gemäß Fig.:? auf den Leitungen 42 anstehenden Signale
an die einzelnen Wandlerelemente 134, welche zusammen eine Sendewandleranordnung 136 bilden, dienen
Verstärker 1132. Jeder dieser Verstärker addiert die
in Signale der Leitungen 42 in solcher Weise, daß das
Signal der Leitung 42 A\ mit dem Signal Jer Leitung 42 B\ addiert wird, daß ferner das Signal der Lei'.ung 42 A2
mit dem Signal der Leitung 42 S2 addiert wird usw. für
alle Leitungen bis zudem Leitungspaar 42 An und 42 Bn-
i> Auf diese Weise wird erreicht, daß die Sendewandkrelemente
134 jeweils Sciiallenergie mit den beiden Frequenzen Fi und Fi + F2 abstrahlen. Der Rechner 76
iicfeii cmc Giuppc vein Sirahisieucrsignaien, weiche
verschieden von den Strahlsteuersignalen sind, die für
2(i die Sendewandleranordnung 48 gemäß Fig. 3 erzeugt
wurden, da die Schallenergie im Falle der Sendewandleranordnunj;
136 nun von jeweils anderen Punkten abgestrahlt wird.
In den F i g. 5 und 6 sind Richtcharakteristiken der
:'. Schallenergie aufgezeichnet, welche von der Sendewandleranordnung
48 gemäß Fig. 2 abgestrahlt wird. wobei die Hauptstrahlungskeule gemäß Fig. 5 in einer
Richtung senkrecht zur Sendewandleranordnung weist und gemäß F i g. 6 in einem bestimmten Winkel
gegerüber der Achse oder dem Lot zur Sendewandlerannrdiung
48 ausgerichtet ist. Die Richtcharakteristik entsprechend der ausgezogenen Linie mit der Bezeichnung
138,4 in F i g. 5 und 138ß in F i g. 6 entspricht der Strahlung mit der Frequenz F2. während die durch
("■ unterbrochene Linien dargestellten Richtcharakteristiken
mit der Bezeichnung 1404 in Fig. 5 und 140S in
F i g. 6 die Schallenergie deutlich machen, welche mit der Frequenz F, + F2 abgestrahlt wird. Die Richtcharakteristiken
wurden ferner für den Fall eingezeichnet.
■tu daß der Abstand zwischen den Strahlerelement
größer als die Wellenlänge ist, um die Seitenstrahlungskeulen deutlicher zu machen. Bemerkenswert is' Sier die
Tatsache, daß sich zwar die Hauptstrahlungskeulen in den beiden Darstellungen nach F i g. 5 und nach F i g. 6
■»·) überdecken, während sich die Seitenstrahlungskeulen
nicht überdecken, da die Richtcharakteristiken aufgrund der unterschiedlichen Wellenlängen der beiden Schall-Strahlungen
unterschiedlich sind. Der Effekt endlicher AmplitudenüiDertragung ist für die Seitenstrahlungskeu-
w len beträchtlich vermindert, da ihre Intensität geringer
als diejenige der Haiiptstrahlungskeulen ist. Eine weitere Verminderung des Effektes endlicher Amplitudenübertragupg
ergibt sich durch das Fehlen einer räumlichen Überdeckung der Seitenstrahlungskeulen
5ϊ der einen Frequenz und der Seitenstrahlungskeulen der
anderen Frequenz, so daß bezüglich der Seitenstrah-Iungskeulen die akustische Wechselwirkung zwischen
den Strahlungsenergien in nur geringem Maße zustande kommt Es ergibt sich also, daß die hier nicht
bo eingezeichnete Richtcharakteristik für die Differenzfrequenz
F1 ein starkes Obergewicht der Hauptstrahlungskeule
über die Seitenstrahlungskeulen selbst dann aufweist, wenn die Richtcharakteristiken der höheren
Schallstrahlungsfrequenzen, welche die Differenzfrequenzstrahlung erzeugen, Seitenstrahlungskeulen bemerkenswerter
Amplitude aufweisen. Aus diesem Grunde kann ein gut gebündelter Schallstrahlungsstrahl
der Differenzfrequenz mit dem System 20 nach den
F i g. 1 und 2 leicht gesteuert und abgelenkt werden, wobei die Bündelung auch im abgelenkten Zustand
beibehalten werden kann, ohne daß die Richtcharakteristiken der üblichen Auffächerung entstehen, wie sie von
phasengesteuerten Antennensystemen sowohl bei akustischen Einrichtungen als auch bei Radaranlagen
bekannt sind. Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen,
daß diese Betrachtung des Effektes endlicher Amplitudenübertragung
und die Anwendung der hier vorgetragenen Gedanken in entsprechender Weise auch für
nichtlineare Vorgänge bei der Strahlungsausbreitung in anderen Medien als Wasser, beispielsweise in fluidischen
Medien wie etwa Luft oder auch in Feststoffen gültig ist.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (12)
1. Verfahren zur Erzeugung einer Schallstrahlung vorgegebener Richtcharakteristik in einem Medium,
das mindestens gegenüber vorbestimmten Schallfrequenzen nichtlineare akustische Übertragungseigenschaften besitzt, wobei von einer Sendewandleranordnung gerichtete Strahlungsfelder einer ersten
und einer zweiten Frequenz ausgesendet werden, aus denen in einem Wechselwirkungsbereich des
Mediums ein gerichteter Strahl von Wellenenergie in einer gewünschten dritten, aus der Differenz der
beiden genannten Frequenzen gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vermeidung von Nebenstrahlungskeulen der Strahlungsenergie in der dritten Frequenz die bei der
Abstrahlung der Hauptstrahlungskeule der ersten Schallfrequenz entstehenden Nebenstrahlungskeulen sich nicht mit den bei der Abstrahlung der
Hauptstrahlungskeule der zweiten Schallfrequenz entstehenden Nebenstrahiungskeuien decken,
gleichgültig, auf welchen gemeinsamen Bereich des Mediums die Hauptstrahlungskeulen gerade gerichtet sind.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung der Richtung der
Hauptstrahlungskeulen durch selektive Verzögerung der zur Speisung der Wandler der Sendewandleranordnung dienenden Signale erfoigt.
3. Einrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach einem d<„τ Ansprüche 1 und 2, gekennzeichnet
durch eine Vielzahl von W?ndlerelementen (122
bzw. 134), von denen mittels einer ersten Speiseschaltung (74, 84, 86) eine bp"4immte Zahl mit
Signalen der ersten Frequenz und von denen mittels einer zweiten Speiseschaltung (72, 88, 90) eine
bestimmte Zahl mit Signalen der zweiten Frequenz mit solcher Energie anregbar ist, daß die genannte
dritte Frequenz in den gemeinsamen Bereichen entsteht und daß die Speiseschaltungen jeweils mit
den zugehörigen Wandlern verbundene Steuermittel (76,72,84,86) zur Veränderung der Richtung der
genannten Hauptstrahlungskeulen enthalten.
4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die mit der ersten Speiseschaltung
verbundenen Wandler (122AJ zwischen den mit der
zweiten Speiseschaltung verbundenen Wandlern (122£r;sind(Fig.3).
5. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandler (134) jeweils mit beiden
Speiseschaltungen verbunden (132) sind (Fig. 4).
6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermittel (72,
74,76,84,86,88,90) zur Veränderung der Richtung
der genannten Hauptstrahlungskeulen Verzögerungseinrichtungen (62,72,74) zur Verzögerung der
von einem Teil der Sendewandleranordnung (48 bzw. 136) gegenüber den von einem anderen Teil der
Sendewandleranordnung abgestrahlten Signale enthalten.
7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungseinrichtung Verzögerungsschaltungen (72,74) mit einer Vielzahl von
Ausgängen enthalten und daß eine Anzahl von Schaltern (84, 88) vorgesehen ist, über welche
bestimmte Ausgänge der Verzögerungsmittel mit entsprechenden Teilen der Sendewandleranordnung
(48 bzw. 136) verbindbar sind.
8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungsmittel zwei Schieberegister (72,74) enthalten,
9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Steuermittel eine
Signalerzeugungsschaltung (54, 56, 58, 64, 66) zur Erzeugung einer Rechteckwelle der genannten
ersten Frequenz und zur Erzeugung einer Rrchteckwelle der genannten zweiten Frequenz sowie
Tasteinrichtungen (60, 62, 68, 70) zur Tastung der Rechteckwelle der ersten Frequenz und der
Rechteckwelle der zweiten Frequenz mit einer Tastfrequenz, die bedeutend größer als die erste und
die zweite Frequenz ist, enthalten, wobei die Tastschaltung auch an die Schieberegister (72, 74)
angeschlossen ist
10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalerzeugungsschaltung
einen Oszillator (56) zur Erzeugung einer Schwingung mit der ersten Frequenz sowie einen
Signalgenerator (54) enthält und daß ein Mischer (58) zur Kombination des Ausgangs des Signalgenerators mit dem Ausgang des Oszillators zur Bildung
einer Schwingung der zweiten Frequenz vorgesehen ist
11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß eine der Speiseschaltungen Schaltmittel (60,116,54,130) zur Ableitung
einer Tastung eines Signales mit der genannten dritten Frequenz enthält, mittels welcher eine
Korrelation mit einem empfangenen, die genannte dritte Frequenz aufweisenden, aus den Schallstrahlungen der beiden erstgenannten Frequenzen
gebildeten Signal durchgeführt wird.
12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Sende-Wandlerelementen der Sendewandleranordnung
bestimmte Wandlerelemente gelegen sind, die zum Empfang von Schallsignaien der genannten dritten
Frequenz aus dem genannten Medium dienen.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US00323602A US3824531A (en) | 1973-01-15 | 1973-01-15 | Plural beam steering system |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2401791A1 DE2401791A1 (de) | 1974-08-01 |
DE2401791B2 true DE2401791B2 (de) | 1979-09-06 |
DE2401791C3 DE2401791C3 (de) | 1980-05-22 |
Family
ID=23259917
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2401791A Expired DE2401791C3 (de) | 1973-01-15 | 1974-01-15 | Verfahren bzw. Einrichtung zur Erzeugung einer Schallstrahlung vorgegebener Richtcharakteristik und veränderbarer Richtung |
Country Status (10)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US3824531A (de) |
JP (1) | JPS49105567A (de) |
AU (1) | AU473587B2 (de) |
BE (1) | BE809731A (de) |
CA (1) | CA997051A (de) |
DE (1) | DE2401791C3 (de) |
FR (1) | FR2214132B1 (de) |
GB (1) | GB1418614A (de) |
IT (1) | IT1002623B (de) |
NL (1) | NL163326C (de) |
Families Citing this family (30)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3924259A (en) * | 1974-05-15 | 1975-12-02 | Raytheon Co | Array of multicellular transducers |
JPS5125124A (ja) * | 1974-08-24 | 1976-03-01 | Oki Electric Ind Co Ltd | Choonpahoshahoho |
FR2385271A1 (fr) * | 1977-03-25 | 1978-10-20 | Thomson Csf | Dispositif de teletransmission d'informations, notamment pour systeme de teleguidage de vehicules soumis a de grandes accelerations, et systeme de teleguidage comportant un tel dispositif |
US4255797A (en) * | 1977-07-05 | 1981-03-10 | Raytheon Company | Sonic attenuation system |
US4190818A (en) * | 1977-08-25 | 1980-02-26 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Digital beamsteering for a parametric scanning sonar system |
FR2589248B1 (fr) * | 1978-02-17 | 1988-01-22 | Thomson Csf | Amelioration des systemes d'autoguidage acoustique de vehicules sous-marins |
DE2914560A1 (de) * | 1978-04-14 | 1979-10-25 | Plessey Handel Investment Ag | Zielortungsanordnung |
FR2443113B1 (fr) * | 1978-06-30 | 1985-12-06 | Deutsch Pruef Messgeraete | Procede et dispositif d'emission d'impulsions acoustiques, particulierement dans le domaine des ultra-sons, et application de ces impulsions notamment au controle non destructif de materiaux |
EP0008455B1 (de) * | 1978-08-21 | 1984-03-14 | Leslie Kay | Verfahren und Einrichtung zum Anzeigen des Vorhandenseins oder der Lage von Objekten |
JPS55155269A (en) * | 1979-05-22 | 1980-12-03 | Nec Corp | Doppler detection system for active sonar unit |
US4296482A (en) * | 1980-03-24 | 1981-10-20 | Sperry Corporation | Parametric array Doppler sonar apparatus |
US4404563A (en) * | 1980-11-12 | 1983-09-13 | Motorola, Inc. | System of directional antennas with means for reducing flutter |
US4414654A (en) * | 1981-02-06 | 1983-11-08 | Canadian Patents And Development Limited | Thinned array transducer for sonar |
DE3104993A1 (de) * | 1981-02-12 | 1982-08-26 | Fried. Krupp Gmbh, 4300 Essen | "verfahren zur richtungsortung und schaltungsanordnung zur durchfuehrung des verfahrens" |
DE3113261A1 (de) * | 1981-04-02 | 1982-10-21 | Fried. Krupp Gmbh, 4300 Essen | "echolot" |
FR2509869A1 (fr) * | 1981-07-17 | 1983-01-21 | Sintra Alcatel Sa | Sonar |
US4442713A (en) * | 1982-03-09 | 1984-04-17 | Sri International | Frequency varied ultrasonic imaging array |
US4550606A (en) * | 1982-09-28 | 1985-11-05 | Cornell Research Foundation, Inc. | Ultrasonic transducer array with controlled excitation pattern |
FR2534383B1 (fr) * | 1982-10-12 | 1986-01-17 | Thomson Csf | Sonar interferometrique en acoustique non-lineaire |
FR2538124B1 (fr) * | 1982-12-17 | 1986-02-07 | Thomson Csf | Systeme acoustique a antennes parametriques multifaisceaux |
US5526325A (en) * | 1995-09-21 | 1996-06-11 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Steerable beamformer |
DE19931386C2 (de) * | 1999-07-07 | 2003-10-09 | Innomar Technologie Gmbh | Anordnung zum Empfang von Signalen bei parametrischer Sendung zur Echolotung des Bodens, von Sedimentschichten und von Objekten am und im Boden sowie zur Unterwassernachrichtenübertragung |
US6181643B1 (en) * | 1999-07-19 | 2001-01-30 | The Boeing Company | Interferometer with a single projector array and a single receiver array |
US7833158B2 (en) * | 2005-02-14 | 2010-11-16 | Bartz James C | Methods and apparatus for beamforming applications |
GB2456426B (en) * | 2008-01-19 | 2012-02-22 | Furuno Electric Co | Underwater detector |
RU2444760C1 (ru) * | 2010-09-13 | 2012-03-10 | Василий Алексеевич Воронин | Способ съемки нижней поверхности ледяного покрова |
DE102011079706A1 (de) * | 2011-07-25 | 2013-01-31 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zur Bestimmung der Größe und der Position von Objekten |
RU2500985C1 (ru) * | 2012-06-27 | 2013-12-10 | Открытое акционерное общество "Концерн "Океанприбор" | Способ дистанционного определения осадки, толщины и высоты льда |
US20180011190A1 (en) * | 2016-07-05 | 2018-01-11 | Navico Holding As | High Ping Rate Sonar |
US20230036543A1 (en) * | 2020-01-17 | 2023-02-02 | Ixblue | Depointable parametric echosounder, and method for characterizing a portion of the sub-bottom of a subaquatic environment |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3613069A (en) * | 1969-09-22 | 1971-10-12 | Gen Dynamics Corp | Sonar system |
-
1973
- 1973-01-15 US US00323602A patent/US3824531A/en not_active Expired - Lifetime
- 1973-12-13 AU AU63590/73A patent/AU473587B2/en not_active Expired
-
1974
- 1974-01-02 CA CA189,328A patent/CA997051A/en not_active Expired
- 1974-01-08 NL NL7400246.A patent/NL163326C/xx not_active IP Right Cessation
- 1974-01-10 IT IT47636/74A patent/IT1002623B/it active
- 1974-01-11 FR FR7400942A patent/FR2214132B1/fr not_active Expired
- 1974-01-14 GB GB157974A patent/GB1418614A/en not_active Expired
- 1974-01-14 BE BE139799A patent/BE809731A/xx not_active IP Right Cessation
- 1974-01-15 DE DE2401791A patent/DE2401791C3/de not_active Expired
- 1974-01-16 JP JP49007153A patent/JPS49105567A/ja active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2214132B1 (de) | 1978-09-15 |
NL163326C (nl) | 1980-08-15 |
FR2214132A1 (de) | 1974-08-09 |
AU473587B2 (en) | 1976-06-24 |
BE809731A (fr) | 1974-05-02 |
US3824531A (en) | 1974-07-16 |
NL7400246A (de) | 1974-07-17 |
AU6359073A (en) | 1975-06-19 |
JPS49105567A (de) | 1974-10-05 |
GB1418614A (en) | 1975-12-24 |
DE2401791A1 (de) | 1974-08-01 |
NL163326B (nl) | 1980-03-17 |
DE2401791C3 (de) | 1980-05-22 |
IT1002623B (it) | 1976-05-20 |
CA997051A (en) | 1976-09-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2401791C3 (de) | Verfahren bzw. Einrichtung zur Erzeugung einer Schallstrahlung vorgegebener Richtcharakteristik und veränderbarer Richtung | |
DE2920826C2 (de) | Ultraschall-Abbildungssystem mit einer Anordnung ringförmiger Wandler | |
DE2920828C2 (de) | Ultraschall-Abbildungssystem | |
DE2900129C2 (de) | ||
DE2920920C2 (de) | Ultraschall-Abbildungsgerät | |
DE2945343C2 (de) | ||
DE3829999C2 (de) | ||
DE2645738A1 (de) | Ultraschallstrahlabtastung | |
DE19853389A1 (de) | Bildgebung mit großer Apertur unter Verwendung eines Wandler-Arrays mit adaptiver Steuerung der Elementabstände | |
DE2854783A1 (de) | Sonargeraet | |
DE2920852A1 (de) | Ultraschall-abbildungsanordnung | |
DE3144196C2 (de) | Verfahren zur seismischen Untersuchung des Meeresgrundes | |
DE3003967A1 (de) | Ultraschallabbildungssystem | |
DE2450402A1 (de) | Mit mehreren frequenzen arbeitendes ultraschall-pruefsystem | |
DE2618178A1 (de) | Ultraschallsende- und empfangsgeraet | |
DE3038111C2 (de) | ||
DE2749442A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur untersuchung einer probe mit ultraschall | |
DE2204028C3 (de) | Verfahren und Einrichtung zur Übertragung von Wellenenergie mit bestimmter Richtcharakteristik | |
DE3034096C2 (de) | ||
DE2016642A1 (de) | Verfahren und Sonar-Impuls-System zur Steuerung von Fahrzeugen | |
DE2804128C2 (de) | Marine-Radarsystem | |
DE2615973C3 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Verringerung der Echos von außerhalb der Brennlinie liegenden Reflektoren bei einem Echolotverfahren | |
DE69734345T2 (de) | Verfahren zur Übertragung von Radarsendeimpulsen | |
DE2508478C2 (de) | ||
DE3104993A1 (de) | "verfahren zur richtungsortung und schaltungsanordnung zur durchfuehrung des verfahrens" |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OD | Request for examination | ||
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) |