DE2604048C2

DE2604048C2 - Strahlergruppe, deren Strahler in zu einer Symmetrieachse koaxialen, axial beabstandeten Ringen angeordnet sind

Info

Publication number: DE2604048C2
Application number: DE2604048A
Authority: DE
Inventors: Arent Hendrik Kits van Newport R.I. Heyningen
Original assignee: Raytheon Co
Current assignee: Raytheon Co
Priority date: 1975-02-03
Filing date: 1976-02-03
Publication date: 1984-04-19
Also published as: IT1053573B; JPS51103464A; GB1509333A; FR2299737A1; US4001763A; DE2604048A1; ES444846A1; JPS5848867B2; CA1061445A; FR2299737B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Strahlergruppe mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1. Strahler der hier betrachteten Art können mit Schallstrah-

b5 lung oder mit elektromagnetischer Strahlung betrieben werden. Eine Strahlergruppe zum Betrieb mit elektromagnetischer Energie mit den Merkmalen des Oberbegriffes von Anspruch 1 ist aus der US-Patentschrift 36 97 994 bekannt In dem bekannten System bilden die Strahler der Strahlergruppe eine zylindrische Anordnung, wobei den einzelnen Strahlern jeweils Verzögerungseinheiten und diesen wiederum jeweils einzelne Kombinationsschaltungen zugeordnet sind, der jeweils einerseits ein die Lage eines Strahlers innerhalb eines Ringes der Anordnung berücksichtigendes Verzögerungsbefehlssignal und andererseits ein die Lage des betreffenden Strahlers innerhalb einer Spalte der Anordnung berücksichtigendes Verzögerungsbefehlssignal zugeführt wird, so daß am Ausgang der betreffenden Kombinationsschaitung ein resultierendes Verzögerungsbefehlssignal auftritt, das für die an die Kombinationsschaltung angeschlossene Verzögerungseinheit bestimmt ist.

Für die elektronische Steuerung des Empfangsrichtstrahles ist ein beträchtlicher Rechenaufwand erforderlich, um bei der bekannten Strahlergruppe in dem Speicher aer Steuer- und Wähleinrichtungen die für die einzelnen Kombinationsschaltungen erforderlichen Verzögerungsbefehlssignale bereitzustellen. Die soeben angedeutete Schwierigkeit ist besonders in solchen Systemen bedeutsam, bei denen der Empfangsrichtstrahl rasch sowohl hinsichtlich des Höhenwinkels als auch hinsichtlich des Azimutwinkels relativ zu einer Achse der Strahlergruppe verschwenkt werden soll, da die erforderliche große Rechenzeit ein rasches Verschwenken des Empfangsrichtstrahles verhindert.

Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, eine Strahlergruppe der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art so auszugestalten, daß eine rasche Änderung der Richtung des Empfangsrichtstrahles möglich ist und der Aufwand bezüglich der erforderlichen Recheneinrichtungen auch bei hohen Änderungsgeschwindigkeiten der Richtung des Empfangsrichtstrahles vergleichsweise gering gehalten werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen bilden Gegenstand der Ansprüche 2 bis 4, auf welche zur Vereinfachung und Verkürzung der Beschreibung hindurch ausdrücklich hingewiesen wird.

Die hier angegebene Ausbildung einet Strahlergruppe ermöglicht die Verschwenkung des Empfangsrichtstrahles in Azimutrichtung mit einer solchen Geschwindigkeit um die Achse der Anordnung, daß diese Geschwindigkeit größer als das Zweifache der Bandbreite der empfangenen Signale ist, um eine kontinuierliche Überdeckung der Abtastung in Azimutrichtung zu erhalten. Ein mit einer Trägheitsnavigation oder mit dem Kreiselkompaß eines Schiffes gekoppelter Rechner errechnet den notwendigen Neigungswinkel des Empfangsrichtstrahles gegenüber der Achse der Strahlergruppe, um einen stabilisierten Empfangsrichtstrahl unabhängig von einem Stampfen, Gieren oder Rollen eines mit der Strahlergruppe ausgerüsteten Fahrzeugs, insbesondere Schiffes, zu erhalten. Die elektronische Steuerung der Neigung des F.mpfangsrichtstrahles gegenüber der Achse der Strahlergruppe ist von besonderen Wert für verhältnismäßig kleine Schiffe, bei welchen Roll- und Gierbewegungen bedeutend rascher verlaufen als bei großen Schiffen, so daß eine mechanische Stabilisierung der Strahlergruppe, etwa durch eine kar-

danische Aufhängung, nicht möglich ist, nachdem auch beträchtliche Störungen durch Motor- und Getriebsgeräusche eingeführt werden.

Wie zuvor angedeutet, können Strahlergruppen der vorliegend angegebenen Art in Radarsystemen und in Sonarsystemen Verwendung finden. Nachfolgend werden im Zuge der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels Sonarsysteme näher betrachtet, deren Strahlerelemente als Wandler bezeichnet werden. Dieser Ausdruck ist demgemäß auch in der nachfolgenden Beschreibung des Ausführungsbeispiels verwendet, welches anhand der Zeichnungen erläutert wird. Im einzelnen stellt dar:

F i g. 1 eine stilisierte schaubildliche Darstellung eines Stampfbewegungen und Rollbewegungen ausführenden Schiffes und ein Koordinatenkreuz, welches auf die Achse einer im Bug des Schiffes vorgesehenen Wandleranordnung ausgerichtet ist

F i g. 2 eine perspektivische Darstellung einer zylindrischen Wandleranordnung mit eingezeichneten Koordinatenachsen zur Beschreibung der Richtung eines einfallenden Strahlungsbündels mit Bezug auf die Wandleranordnung,

F i g. 3 eine Aufsicht auf die Wandleranordnung gemäß F i g. 2, aus welcher die Verzögerungen zwischen den aufeinanderfolgenden Gruppen von Wandlerelementen ersichtlich sind,

F i g. 4 eine Seitenansicht der Wandleranordnung gemäß Fig.2, in welcher die Verzögerungen zwischen denjenigen aufeinanderfolgenden Gruppen von Wandlern eingezeichnet sind, welche jeweils in Radialebenen mit Bezug auf die Achse der Wandleranordnung gelegen sind,

Fig.5 eine Abbildung einer weiteren Ausführungsform einer Wandleranordnung, wie sie von dem Schiff gemäß Fig. 1 mitgeführt wird, wobei die äußere Begrenzungsfläche der Wandleranordnung einem Stumpf eines sphärischen Rotationskörpers entspricht, wodurch eine Orientierung des Empfangsrichtstrahles erzielbar ist, die stärker gegen den Gewässerboden gemäß F i g. 1 gerichtet ist,

F i g. 6 ein Blockschaltbild der einer gekrümmten Wandleranordnung der hier angegebenen Art zugeordneten Schaltung, aus welchem die Verbindungen zwischen der Wandleranordnung und einer auf dem in Fig. 1 gezeigten Schiff befindlichen Wiedergabeeinrichtung ersichtlich sind,

Fi g. 7 ein Blockschaltbild einer Sende-Empfangsweiche des Systems gemäß F i g. 6,

Fig.8 einen genaueren Schaltplan einer einem Wandlerring zugeordneten Kombinationsschaltung gemäß F ig. 6,

F i g. 9 ein Blockschaltbild eines Wähle-s gemäß Fig. 8,

Fig. 10 ein Blockschaltbild eines weiteren Wählers gemäß F i g. 8,

F i g. 11 ein Blockschaltbild einer jeweils einer Wandlerspalte zugeordneten Kombinationsschaltung gemäß Fig. 6,

Fig. 12 ein Blockschaltbild einer Steuereinrichtung gemäß F i g. 6,

Fig. 13 ein Schaltbild einer Umlauf-Speichereinheit für die Steuereinrichtung gemäß F i g. 12 und

F i g. 14 einen Speicher für die Steuereinrichtung gemäß F ig. 12.

In F i g. 1 ist ein Schiff 20 dargestellt, welches in eine Welle 22 des betreffenden Gewässers einfährt, wobei diese Welle das Schiff 20 zu Stampfbewegungen und Rollbewegungen veranlaßt Das Schiff 20 ist mit einer Anordnung 24 akustischer Wandler versehen, weiche sich innerhalb eines Gehäuses 26 am Bug des Schiffes 20 befindet und welcher eine Wiedergabeeinrichtung 28 zugeordnet ist von der ein Teil durch das Fenster der Kabine des Schiffes 20 sichtbar ist Weitere Bauteile der gesamten Einrichtung, welche in der Schaltung zwischen der Wiedergabeeinrichtung 28 und der Wandleranordnung 24 liegen, sind in F i g. 6 dargestellt Die ίο Wandleranordnung 24 nimmt Sehallstrahlung auf, wobei zwei Empfangs-Richtcharakteristiken bei 30 und 32 angedeutet sind. Die Empfangs-Richtcharakteristiken oder Ortungsstrahlen 30 und 32 sind im schrägen Winkel zum Meeresboden oder Gewässerboden 34 orientiert und schließen entsprechende andere Winkel gegenüber der Wandleranordnung 24 ein. Zur Vereinfachung der Beschreibung der jeweiligen Orientierung der Richtcharakteristiken 30 und 32 relativ zu der Wandleranordnung 24 sei ein Koordinatensystem 36 festgelegt welches die Achsen X, Y und Z aufweist und nahe der Wandleranordnung 24 eingezeichnet ist, wobei die Z-Achse des Bezugskoordinatensystems 36 mit der Mittelachse der Wandleranordnung 24 zusammenfällt. Die X-Achse verläuft parallel zur Längsachse oder zur Achse der Rollbewegungen des Schiffes 20 und die Y-Achse verlauft parallel zur Querachse oder zur Achse mit Bezug auf die Stampfbewegungen des Schiffes 20. Die Wandleranordnung 24 erzeugt und empfängt Schallstrahlen zui· Feststellung und Ortung von unter Wasser befindlichen Objekten. Bei der hier vorgeschlagenen Einrichtung sind die Schallstrahlen oder die Richtcharakteristiken in bestimmter Weise mit Bezug auf den Gewässerboden 34 im wesentlichen unabhängig von Rollbewegungen oder Stampfbewegungen des Schiffes 20 orientiert.

In den Fig.2, 3 und 4 sind nun eine perspektivische Darstellung bzw. eine Aufsicht bzw. eine Seitenansicht der Wanderanordnung 24 gemäß F i g. 1 gezeigt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform enthält die Wandleranordnung 24 acht Ringe von Wandlerelementen 38, wobei diese Ringe aus sechsunddreißig Wandlerelementen 38 bestehen und auf Radialebenen mit Bezug auf die Z-Achse gelegen sind, welche bestimmten Abstand voneinander haben, wobei die Mittelpunkte der Ringe auf dieser Z-Achse gelegen sind. In der Aufsicht gemäß Fig.3 sind die einzelnen Wandlerelemente nur als kleine Kreise angedeutet und mit Nummern bezeichnet, um einzelne Wandlerelemente 38 voneinander unterscheiden zu können. Durch das Bezugskoordinatensystem 36 wird deutlich, daß die X-Achse und die Y-Achse eine Ebene aufspannen, welche parallel zu den Radialebenen verläuft, welche jeweils d'e Ringe oder Kränze von Wandlerelementen 38 enthalten.

In F i g. 2 ist ferner ein Vektor eingezeichnet, welcher mit V_n bezeichnet ist und welcher senkrecht zur Wellenfront einer ankommenden Schallwelle und in die Richtung der Geschwindigkeit bzw. der Bewegung der Wellenfront weist. Die Komponente des Vektors Vn längs der Z-Achse ist mit Vz bezeichnet und die Komponente des Vektors V_n in der XV-Ebene trägt die Bezeichnung Vxγ. Die Vektorkomponente Vxy schließt mit der X-Achse einen der Radialrichtung entsprechenden Winkel β ein und der Vektor V_n schließt mit dem Vektor Vw einen Neigungswinkel α ein. Der Radialrichtungswinkel /S'und der Neigungswinkel λ sollen nachfolgend zur Beschreibung der Richtung des Vektors Vv relativ zur Wandleranordnung 24 verwendet werden.

Man erkennt, daß eine ankommende Schallwelle die

verschiedenen Punkte der Wandleranordnung 24 zu verschiedenen Zeiten erreicht, wenn die Wellenfront an der Wandleranordnung 24 vorbeiläuft. Demgemäß sind die Signale, welche von den einzelnen Wandlerelementen 38 aufgenommen werden, je nach der Lage der betreffenden Wandlerelemente 38 gegeneinander und in Abhängigkeit von der Richtung des Vektors V^ verzögert. Wie beispielsweise auch aus der US-Patentschrift 33 56 989 zu entnehmen ist, werden die Verzögerungen der Signale, welche von den verschiedenen Wandlerelementen 30 aufgenommen werden, durch Verzögerungen kompensiert, welche durch elektronische Schaltungsmittel eingeführt werden, so daß die Signale miteinander kombiniert werden können.

Durch geeignete Wahl der durch die elektronische Schaltung eingeführten Verzögerungswerte kann eine Richtcharakteristik in der gewünschten Richtung erzeugt werden, wobei diese Richtung durch den Neigungswinkel λ und den Radialrichtungswinkel β definiert ist. Insbesondere ist festzustellen, daß mit Bezug auf das Schiff 20 gemäß F i g. 1 die Richtung zu irgendeinem Punkt innerhalb des Gewässers relativ zu der Wandleranordnung 24 jeweils durch den Neigungswinkel λ und den Radialrichtungswinke! β ausgedrückt werden kann.

Die Bestimmung der geeigneten Verzögerungswerte, welche durch die elektronische Schaltung eingeführt werden, um die Signale der Wandlerelemente 38 miteinander kombinieren zu können, ist verhältnismäßig kompliziert, insbesondere dann, wenn ein Empfangsrichtstrahl der Wandleranordnung 24 erzeugt werden soll, welcher rasch von einer ersten gewünschten Richtung auf eine zweite gewünschte Richtung überwechseln soll. Im Hinblick auf die Stampfbewegungen und Rollbewegungen des Schiffes 20 nach F i g. 1 ist es offenbar am günstigsten, die gewünschte Richtung des Richtstrahles relativ zur Wandleranordnung 24 mitteis eines elektronischen Rechners auszurechnen. Das Ausrechnen entsprechender Werte mit ausreichender Geschwindigkeit unter Berücksichtigung der Stampf- und Rollbewegungsgeschwindigkeit des Schiffes 20 bereitet keine besonderen Schwierigkeiten, während demgegenüber die Errechnung der Signalverzögerungen zwischen benachbarten der Wandlerelemente 38 außerordentlich kompliziert ist und sehr lange Rechenzeiten erforderlich gemacht hat, wodurch rasche Richtungsänderungen des Richtstrahles der Wandleranordnung 24 verhindert wurden. Vorliegend wird die Symmetrie der Lagen der Wandlerelemente 38 mit Bezug auf das Bezugskoordinater.system 36 ausgenützt, um Gruppen von Verzögerungswerten für verschiedene Neigungswinkel λ abzuleiten, wobei diese Gruppen von Verzögerungswerten selektiv auf Wandlerelemente 38 entsprechend dem gewünschten Radialrichtungswinkel β aufgeschaltet werden, um einen Richtstrahl der Wandleranordnung 24 in eine gewünschte Richtung zu orientieren. Durch die Verwendung der soeben erwähnten Gruppen von Verzögerungswerten brauchen keine einzelnen Verzögerungen zwischen den Wandlerelementen errechnet zu werden. Auf diese Weise wird erreicht, daß der Empfangsrichtstrahl der Wandleranordnung 24 ohne Schwierigkeiten rasche Abtastbewegungen ausführen kann.

Zur Ableitung der Gruppen von Verzögerungswerten, welche auf die Signale der Wandlerelemente 38 einwirken sollen, werden die in Axialrichtung weisende Komponente Vz und die in der Radialebene gelegene Komponente Vxy jeweils gesondert betrachtet Aus F i g. 3 sind die Verzögerungen zwischen zueinander benachbarten Wandlerelementen 38 ersichtlich, die jeweils in einer Radialebene gelegen sind. Die Verzögerungswerte werden nachfolgend als die »Ringverzögerungswerte« bezeichnet, welche proportional zu den Abständen zwischen den Sehnen 40 und umgekehrt proportional zur Phasengeschwindigkeit der Wellenfront in der Radialebene in Richtung der Komponente Va>■ sind. Die Phasengeschwindigkeit in der XV-Ebene ist proportional zu Sekans λ. Die Sehnen 40 werden zwischen Paaren von Wandlerelementen 38 gezogen, die symmetrisch zu der Vektorkotnponente Vxy liegen. In der US-Patentschrift 33 70 267 findet sich eine entsprechende geometrische Konstruktion. Es sei darauf hingewiesen, daß keine relative Verzögerung zwischen den Wandlerelementen eines auf einer Sehne 40 gelegenen Wandlerelementpaares herrscht. Die Wellenfront trifft also an den Wandlerelementen 38 mit den Nummern 3 und 10 gleichzeitig ein, was bewirkt, daß die Signale dieser Wandlerelemente 38 unmittelbar miteinander addiert werden können, ohne daß vor der Addition eine Verzögerung eingeführt zu werden braucht. Entsprechendes gilt für die Wandlerelemente mit den Nummern 2 und 11,1 und 12,4 und 9,5 und 8 sowie 6 und 7. Die Verzögerungen, zwischen den Wandlerelementen mit den Nummern 7 und 12,8 und 12,9 und 12,10 und 12 sowie 11 und 12 sind mit DEL I bzw. DEL Il bzw. DEL III, DEL IV bzw. DEL V bezeichnet.

Aus F i g. 4 ist ohne weiteres zu entnehmen, daß die zu der Vektorkomponente V? gehörenden Verzögerungswerte von Radialebene zu Radialebene unabhängig von der Lage der Wandlerelemente 38 auf dem Ring in der betreffenden Radialebene sind. Die Seitenansicht nach F i g. 4 macht deutlich, daß die Wandlerelemente 38 in senkrechten Spalten angeordnet sind, und daher wird die Verzögerung zwischen den Empfangssignalen benachbarter Wandlerelemente 38 innerhalb ein und derselben Spalte nachfolgend als »Spaltenverzögerung« bezeichnet. Man erkennt, daß die Spaltenverzögerung proportional zum Abstand benachbarter Wandlerelemente 38 in Richtung der Z-Achse und umgekehrt proportional zu Z-Komponente der Phasengeschwindigkeit der Wellenfront in Richtung der Vektorkomponente V₇. ist. Es ist ohne weiteres einzusehen, daß die Größe der Vektorkomponente Vz von dem Neigungswinkel tx abhängig ist und daß daher die Werte der Spaltenverzögerungen von Kosekans λ abhängig sind. Ferner ergibt sich, daß durch Verwendung eines gleichbleibenden Abstandes zwischen den Radialebenen der Wandleranordnnng 24 die Spaltenverzögerungswerte jeweils gleich sindTso daß nur ein solcher Spaltenverzögerungswert für einen bestimmten Wert des Neigungswinkels « gespeichert werden muß. Ebenso ergibt sich bei Betrachtung der Fig.2 und 3, daß die Ringverzögerungen ebenfalls von dem Neigungswinkel tx abhängig sind. Durch Wahl eines gleichbleibenden Abstandes zwischen den Wandlerelementen 38 in den Ringen von Wandlern der Wandleranordnung 24 wird erreicht, daß die Ringverzögerungswerte unabhängig von der Größe des Radialrichtungswinkels/?sind. Man erkennt, daß bei dem hier betrachteten, bevorzugten Ausführungsbeispiel nur 12 Wandlerspalten der insgesamt 36 Wandlerspalten zur Erzeugung einer Empfangsrichtcharakteristik verwendet werden, woraus folgt wie aus F i g. 3 zu entnehmen ist daß nur 5 Verzögerungswerte plus ein sechstes Verzögerungsbefehlssignal mit dem Wert Null für einen bestimmten Wert des Neigungswinkels κ gespeichert zu werden brauchen. Die Summe der Signale

der Wandlerelemente 38 irgendeines Ringes der Wandleranordnung ist gegenüber der Gesamtheit der Signale der Wandler eines benachbarten Ringes um eine Spaltenverzögerungszeit verzögert. Auf diese Weise können die Signale entsprechend der Lage der zugehörigen Wandlerelemente 38 in den Ringen und den Spalten miteinander kombiniert werden.

In F i g. 5 ist eine Wandleranordnung 24A abgebildet, welche gegenüber der Wandleranordnung 24 des zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiels abgewandelt ist. Bei der Wandleranordnung 24Λ sind die Wandlerelemente 38 ebenfalls auf zur Z-Achse konzentrischen Kreisen angeordnet, wobei die Z-Achse wieder Teil des Bezugs-Koordinatensystems ist, doch vermindert sich der Durchmesser mindestens einiger Kreise gegen das untere Ende der Wandleranordnung 24Λ hin, so daß die Außenfläche eine Krümmung aufweist, wobei der Krümmungsradius in einer Ebene gelegen ist, welche die Z-Achse enthält. Außerdem sind die Wandlerelemente 38 in den unteren Kränzen oder Ringen gegenüber denjenigen in den oberen Ringen geneigt, so daß ihre Achse senkrecht zur Außenfläche der Wandleranordnung 244 steht. Auf diese Weise ist es leichter möglich, eine Richtcharakteristik oder einen Ortungsstrahl in Richtung nach abwärts von dem Schiff 20 gemäß F i g. 1 aus zu erzeugen, als dies bei Verwendung der Wandleranordnung 24 der zuvor beschriebenen Ausführungsform der Fall ist, nachdem die einzelnen Wandlerelemente 38 jeweils eine bestimmte Richtcharakteristik besitzen, die in den meisten Fällen ein Maximum längs der Mit'elachse des Wandlerelementes besitzt, jedoch von der Mitte aus seitlich stark abfällt.

F i g. 6 zeigt ein Blockschaltbild einer Einrichtung 42 der hier angegebenen Art mit einer Wandleranordnung, die in den F i g. 2 bis 4 bei 24 wiedergegeben ist. Die Einrichtung 42 enthält 8 Wandlerringschaltungen 44, eine Wandlerspalten-Kombinationsschaltung 46, einen Empfänger 48, eine Strahlformungseinrichtung 50 zum Aussenden von Schallenergie von den Wandlerelementen 38 aus, einen Signalgenerator 52, einen Taktgeber 54, einen Kreiselkompaß oder ein Gyroskop 56 zur Festlegung stabiler Bezugsrichtungen relativ zu dem Schiff 20 nach F i g. 1 und eine Steuerschaltung 58 zur Bestimmung der Verzögerungswerte für die verschiedenen Wandlerelemente 38 Jn der Wandlerringschaltung 44. jede Wandlerringschaltung 44 enthält sechsunddreißig Wandlerelemente 38, sechsunddreißig Sende-Empfangsweichen 60 und eine Wandlerring-Kombinationsschaltung 62. Die Sende-Empfangsweichen 60, die Wandlerring-Kombinationsschaltung 62 und die Wandierspaiien-Kornbinaticnsschaitung 46 werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die F i g. 7 bis 11 beschrieben. Die Strahlformungseinrichtung 50 wird anhand von Fig. 15 erläutert, und die Beschreibung der Steuereinrichtung soll anhand der F i g. 12,13 und 14 erfolgen.

Im Betrieb arbeiten die Sende-Empfangsweichen 60 im wesentlichen in der Weise, daß sie von den einzelnen Wandlerelementen 38 eines bestimmten Wandlerringes empfangene Signale an die Wandlerring-Kombinationsschaltung 62 ankoppeln und außerdem Signale von der Strahlformungseinrichtung 50 an die jeweils zugehörigen Wandlerelemente 38 zur Aussendung von Schallstrahlung weiterleiten. Bei Betrachtung von F i g. 3 erkennt man, daß die Wandlerring-Kombinationsschaltung 62 innerhalb eines Wandlerringes eine Gruppe von 12 Wandlerelementen 38 aus insgesamt sechsunddreißig Wandlerelementen dieses Wandlerringes auswählt, wobei die ausgewählten Wandlerelemente zur Erzeugung der akustischen Empfangs-Richtcharakteristik dienen. Die Signale der 12 ausgewählten Wandlerelemente 38 werden dann verzögert und von der Wandlerring-Kombinationsschaltung 62 summiert, wobei die Kombination beispielsweise die Summe der Signale der Wandlerelemente Nr. 6 und Nr. 7 gemäß F i g. 3, verzögert um einen Verzögerungswert DEL I plus die Summe der Signale der Wandlerelemente Nr. 5 und Nr. 8, verzögert um einen Verzögerungswert = DfLIl usw., ist, wobei zur Bildung der endgültigen Summe fortzufahren ist, bis sämtliche 12 Signale der Wandlerelemente Nr. 1 bis Nr. 12 miteinander kombiniert sind. Der Ausgang jeder Wandlerringschaltung 62 an der Klemme H der Wandlerringschaltung 44 stellt also den Geis samtbeitrag des betreffenden Ringes oder Kranzes von Wandlerelementen zu dem Empfangsstrahl oder der Empfangs-Richtcharakteristik dar. Die Wandlerringschaltungen 44 sind mit der Wandlerspalten-Kombinationsschaltung 46 verbunden. Die erste Wandlerringschaltung ist über die Leitung 64 an den Anschluß H1 der Wandlerspalten-Kombinationsschaltung 46 gelegt, welcher diese Ausgänge zusammenaddiert, wobei der Ausgang der Wandlerspalten-Kombinationsschaltung 46 eine Gesamtkombination entsprechend 96 = (8 · 12) Wandlerelementen 38 zu der Empfangs-Richtcharakteristik darstellt. Die Ausgangssignale der Wandlerspalten-Kombinationsschaltung 46 werden dann in dem Empfänger 48 weiterverarbeitet und gelangen in der Wiedergabeeinrichtung 28 zur Darstellung. Die Steuereinrichtung 58 liefert die erforderlichen Steuersignale, welche eine Radialrichtungswinkelanzeige für die Wandlerring-Kombinationsschaltung 62 enthalten, um diejenigen Wandlerelemente 38 auszuwählen, welche um den Vektor Vxy nach F i g. 2 herum liegen, und außerdem gibt die Steuerschaltung 58 eine Verzögerungsinformation an die Wandlerring-Kombinationsschaltung 62 über die Wandlerspalten-Kombinationsschaltung 46 ab, welche in einer noch zu beschreibenden Art und Weise die Ring- und Spalten-Verzögerungsbefehle zusammenaddiert, um die richtigen Verzögerungen für die Kombination der Signale zu erhalten. Der Signalgenerator 52 liefert an die Strahlformungseinrichtung 50 ein Signal, wobei die Strahlformungseinrichtung dieses Signal für die verschiedenen Spalten der Wandleranordnung 24 nach F i g. 2 in veränderlichem Maße verzögert. Die Arbeitsweise des Signalgenerators 52, der Steuerschaltung 58, des Empfängers 48 und der Wiedergabeeinrichtung 28 werden durch den Taktgeber 54 aufeinander abgestimmt und synchronisiert.

In F i g. 7 ist ein Blockschaltbild einer Sende-Empfangsweiche 60 gezeigt welche bereits in F i g. 6 angedeutet war. Die Sende-Empfangsweiche 60 enthält eine Sende- und Empfangsschaltung T/R 66, einen Leistungsverstärker 68, einen Vorverstärker 70 und eine Tastschaltung, welche in F i g. 7 mit 72 bezeichnet ist. Die Sende-Empfangsschaltung 66 koppelt die Signale von dem Leistungsverstärker 68 über den Ausgang Dan das zugehörige Wandlerelement 38 an, um eine Anregung des Wandlerelementes 38 im Sinne der Abstrahlung von Schallenergie zu veranlassen. Außerdem koppelt die Sende-Empfangsschaltung Signale, weiche von dem Wandlerelement 38 empfangen werden, an den Vorverstärker 70 an. Die Sende-Empfangsschaltung 66 kann an sich bekannter Bauart sein, wie sie für akustisehe Ortungsgeräte in Gebrauch ist, und kann eine transformatorische Ankopplung der Signale vom Leistungsverstärker 68 vorsehen, wobei an den die Verbindung zu dem Vorverstärker 70 herstellenden Ausgang

Dioden gelegt sind, um den Vorverstärker vor hohen Signalwerten zu schützen, während die Empfangssignale mit ihrer verhältnismäßig niedrigen Amplitude zu dem Vorverstärker 70 gelangen können. Der Leistungsverstärker 68 nimmt Eingangssignale über den Eingang A auf und verstärkt sie auf einen für die Aussendung über das betreffende Wandlerelement 38 geeigneten Amplitudenwert. Der Vorverstärker 70 verstärkt die empfangenen Signale auf eine Amplitude, welche zur Betätigung der Tastschaltung 72 ausreicht. Die Tastschaltung 72 wird in Abhängigkeit von Taktimpulsen betätigt, welche die Tastschaltung über den Eingang C zugeführt werden. Die Tastschaltung wandelt die analogen Tastungen des Empfangssignales in eine mehrstellige Digiulzah! um. Falls gewünscht, kann die Tastschaltung 72 einen Deltamodulator enthalten, wie dies in der US-Patentschrift 33 56 989 beschrieben ist. In diesem Falle sind in dem Empfänger 48 nach F i g. 6 bekannte Schaltmittel zur Demodulation der zuvor aufgebrachten Deltamodulation vorgesehen, um die Tastungen des Empfangssignales zu rekonstruieren. Die Tastschaltung 72 kann jedoch auch ein einfacher, einstelliger Taster oder Begrenzer sein, so daß man als Tastungsergebnis im wesentlichen eine Rechteckwelle erhält.

Fig.8 zeigt ein Blockschaltbild der Wandlerring-Kombinationsschaltung 62, welche eine Verzögerungseinheit 73, eine Radialrichtungs-Wählerschaltung 74, eine weitere Radialrichtungs-Wählerschaltung 75 und eine Summationsschaltung 76 enthält. Die Verzögerungseinheit 73 wiederum enthält ein Schieberegister 77 mit einzelnen Zellen, welche über Leitungen 78 mit Schaltmitteln 79 verbunden sind. Für jede der Sende-Empfangsweichen 60 nach F i g. 6 ist jeweils eine Verzögerungseinheit 73 vorgesehen, deren Ausgang jeweils auf Leitungen 80 auftritt, die von den Schaltmitteln 79 wegführen. Insgesamt sind sechsunddreißig Leitungen 80 vorgesehen, die an Anschlüsse mit den Nummern 1 bis 36 der Radialrichtungs-Wählerschaltung 74 angekoppelt sind. Die Steuersignale der Verzögerungseinheiten 73, welche die Verzögerungswerte bezeichnen, werden von der Radialrichtungs-Wählerschaltung 75 über Leitungen 81 den Schaltmitteln 79 der Verzögerungseinheiten 73 zugeführt. Die Ausgangssignale der Radialrichtungs-Wählerschaltung 74 werden über Leitungen 82 von jedem der zwölf Ausgangsanschlüsse der Radialrichtungs-Wählerschaltung 74 zu der Summationsschaltung 76 übertragen.

Die Verzögerungseinheiten 73 vermitteln den an die zugehörigen Wandlerelemente 38 gemäß Fig.6 angekoppelten Signalen eine ausreichende, Verzögerung, um eine Richtcharakteristik zu erzeugen und diese sowohl bezüglich des Neigungswinkels als auch bezüglich des Radialrichtungswinkels zu steuern. Aus Fig.8 ist zu entnehmen, daß das Schieberegister 77 eine Anzahl zueinander paralleler Abschnitte besitzt, welche jeweils eine Folge von Zellen besitzen, um eine Stelle der vielstelligen Tastungen der Tastschaltung 72 nach F i g. 7 weiterzuschieben. Handelt es sich bei der Tastschaltung 72 um einen einfachen Begrenzer, welcher einstellige Tastungen liefert, so braucht das Schieberegister 77 nur einen einzigen Abschnitt zu besitzen. Die Schaltmittel 79 koppeln in Abhängigkeit von einer auf der Leitung 81 anstehenden Digitalzahl ein auf einer bestimmten der Leitungen 78 auftretendes Signal an die Ausgangsleitung 80 an. Aufgrund der Tatsache, daß aufeinanderfolgende der Leitungen 78 jeweils mit aufeinanderfolgenden der Zellen des Schieberegisters 77 in Verbindung kommen, versteht es sich, daß jede der Leitungen 78 eine Mehrzahl von Leitungen repräsentiert, welche an den jeweiligen Abschnitt des Schieberegisters 77 angekoppelt sind, wobei die Auswahl einer der Leitungen 78 durch die Schaltmittel 79 bewirkt, daß eine verzögerte.

vierteilige Tastung des Wandlersignales auf die Leitung 80 gelangt. Der Verzögerungswert hängt dabei von der ausgewählten Zelle des Schieberegisters 77 ab.

Die beiden Radialrichtungs-Wählerschaltungen 74 und 75 arbeiten abhängig von einem Radialrichtungs-Befehlssignal, welches an dem Eingang E eingegeben wird. Wie aus Fig.3 zu entnehmen ist, sind die Wandlerelemente 38 mit den Nummern 1 bis 12 symmetrisch um den Vektor V_XY angeordnet und bilden einen Strahl oder eine Richtcharakteristik aus. Die Radialrichtungs-Wählerschaltung 74 empfängt verzögerte Signale von jedem der sechsunddreißig Wandlerelemente 38 über die Eingangsanschlüsse und wählt zwölf nebeneinander liegende Wandlerelemente 38 aus, um mit diesen den Ortungsstrahl oder die Richtcharakteristik zu erzeugen.

Die Radialrichtungs-Wählerschaltung 74 kann also in Abhängigkeit von einem an dem Eingang E auftretenden Radialrichtungs-Befehlssignal Wandlersignale der Wandlerelemente 1 bis 12 oder Wandlersignale der Wandlerelemente 2 bis 13 oder Wandlersignale irgendeiner anderen Gruppe der insgesamt 36 Gruppen von jeweils zwölf Wandlerelementen 38 entsprechend den sechsunddreißig möglichen Orientierungen des Vektors V\> auswählen. In ähnlicher Weise koppelt die Radialrichtungs-Wählerschaltung 75 Verzögerungs-Befehlssignale an die Schaltmittel 79 der Verzögerungseinheiten 73 an, um die 5 Verzögerungswerte gemäß F i g. 3. nämlich die Verzögerungswerte DEL I bis V für die zwölf ausgewählten Wandlerelemente 38 zur Bildung der Richtcharakteristik oder des Ortungsstrahles zur Wirkung zu bringen. Bezüglich der durch die Wandlerelemente Nr. 1 bis Nr. 12 gebildeten Abstrahlungsöffnung empfangen also die Verzögerungseinheiten 73, welche mit den Wandlerelementen Nr. 6 und Nr. 7 verbunden sind. Verzögerungs-Befehlssignale über die zugehörigen Leitungen 81. um eine Verzögerung entsprechend dem Weil DEL 1 zu erzeugen, während weitere Verzögerungseinheiten 73 die Verzögerungswerte DEL II bis V zu Wandlerelementpaaren Nr. 5 und Nr. 8, Nr. 4 und Nr. 9. Nr. 3 und Nr. 10 wie Nr. 2 und Nr. 11 aufprägen.

Zusätzlich ist, wie aus der Darstellung des Speichers gemäß Fig. 14 zu ersehen ist. ein sechstes Verzögerungs-Befehlssignal vorgesehen, welches einen Verzögerungswert null mit den Signalen der Verzögerungselemente 1 und 12 verknüpft.

Wie aus den F i g. 6 und 8 zu entnehmen, wird das über den Eingangsanschluß Fder Radialrichtungs-Wählerschaltung 75 zugeführte Verzögerungs-Befehlssignal von der Wandlerspalten-Kombinationsschaltung 46 abgeleitet welche, wie zuvor bereits angemerkt, die Verzögerungswerte, die zur Bildung eines Ortungsstrahls oder einer Richtcharakteristik in der Horizontalrichtung benötigt werden, wie in F i g. 3 ausgeführt wurde, mit den Verzögerungswerten zusammenaddiert, welche aus der Neigung des Ortungsstrahls oder der Richtcharakteristik resultieren, wie anhand von F i g. 4 erläutert wurde. Die Verzögerungs-Befehlssignale, welche auf den Leitungen 81 für jedes der sechsunddreißig Wandlerelemente 38 in der Wandlerringschaltung 44 nach F i g. 6 auftreten, bilden also die notwendigen Verzögerungsbefehle zur Bildung der Richtcharakteristik oder des Ortungsstrahles und zur Neigung des Ortungsstrahles, wobei die Verzögerungs-Befehlssignale von der Radialrichtungs-Wählerschaltung 75 zu den zwölf Spalten

von Wandlern geführt werden, die zur Bildung der Richtcharakteristik oder des Ortungsstrahles entsprechend der Lage des Vektors V,\y nach F i g. 3 notwendig sind. Die Summierung der verzögerten Signale der zwölf ausgewählten Wandlerelemente 38 in der Wandlerring-Kombinationsschaltung 62 geschieht, wie zuvor im Zusammenhang mit Fig. 6 angedeutet, durch die Summationsschaltung 76, welche in ihrer Funktion mit derjenigen einer weiteren Summationsschaltung übereinstimmt, welche nachfolgend im Zusammenhang mit Fig. 11 näher betrachtet wird. Der Ausgang der Summationsschaltung 76, welcher auch der Ausgang der Wählerring-Kombinationsschaltung 62 ist, tritt an dem Anschluß H auf, von wo aus eine Leitung 64 zu der Wandlerspalten-Kombinationsschaltung 46 von Fig.6 führt.

In Fig.9 ist ein Blockschaltbild einer Radialrichtungs-Wählerschaltung 74 gezeigt, die bereits als Blocksymbol in F i g. 8 eingezeichnet war. Die Radialrichtungs-Wählerschaltung 74 enthält eine Gruppe elektronischer Schalter 84, welche jeweils sechsunddreißig Eingänge entsprechend den sechsunddreißig Wandlerelementen 38 eines Ringes der Wandleranordnung 24 nach F i g. 2 besitzen und welche einen Ausgangsanschluß aufweisen, der wahlweise mit einem der Eingangsanschlüsse zusamengeschaltet werden kann. Die Schalter 84 werden in Abhängigkeit von einer Digitalzahl betätigt, welche an dem Eingangsanschluß E eingegeben wird und welche bestimmt, welcher der Eingänge eines Schalters 84 mit dem zugehörigen Ausgangsanschluß zu verbinden ist. Die Wählerschaltung 74 enthalt zwölf Schalter 84, deren Ausgangsanschlüsse über die von 1 bis 12 numerierten Ausgangsanschlüsse der Wählerschaitung 74 sowie über Leitungen 82 mit der Summationsschaltung 76 nach F i g. 8 verbunden sind. Die sechsunddreißig Eingangsanschlüsse der Radialrichtungs-Wählerschaltung 74 sind von 1 bis 36 numeriert und stehen jeweils mit zugehörigen Sende-Empfangsweichen 60 von F i g. 6 in Verbindung.

Die Verbindungen zwischen den Schaltern 84 und den Eingangsanschlüssen der Radialrichtungs-Wählerschaltung 74 sind so gewählt, daß jeder Ausgangsanschluß der Wählerschaltung 74 mit einem jeweils verschiedenen Eingangsanschluß der Schaltung verbunden ist. Ferner sind die 36 Eingangsanschlüsse der Schalter 84 so mit den 36 Eingangsanschlüssen der Radialrichtungs-Wählerschaltung 74 verbunden, daß mit Bezug auf eine Aufsicht auf einen Ring von Wandlerelementen der Wandleranordnung 24 gemäß F i g. 3 die an den 12 Ausgangsanschlüssen der Radialrichtungs-Wählerschaltung 74 erscheinenden Signale jeweils einer Gruppe von 12 nebeneinander liegenden Wandlcrclcrnentcri 38 entsprechen, nämlich der zuvor bereits erwähnten Gruppe von t 2 Wandlerelementen innerhalb eines Ringes von Wandlern, welche zur Bildung der Empfangs-Richtcharakteristik für die Schallenergie jeweils gerade eingesetzt werden.

Wie aus F i g. 9 zu ersehen ist, sind die Verbindungen zwischen den Eingangsanschlüssen der Schalter 84 und den Eingangsanschlüssen zu der Radialrichtungs-Wählerschaltung 74 folgendermaßen geordnet: Die einzelnen Schalter 84 sind von 1 bis 12 durchnumeriert Bezüglich der Eingangsanschlüsse zu dem Schalter 84 mit der Nummer 1 und der Eingangsanschlüsse zu der Radialrichtungs-Wählerschaltung 74 erkennt man, daß der Schaltereingang Nr. 1 mit dem Wählerschaltungseingang Nr. 1, der Schaltereingang Nr. 2 mit dem Wählerschaltungseingang Nr. 2 usw. verbunden sind, so daß also Schaltereingänge und Wählerschaltungseingänge mit gleicher Numerierung miteinander in Verbindung stehen. Bezüglich der Verbindungen zwischen den Eingangsanschlüssen des Schalters 84 mit der Nummer 2 und den Eingangsanschlüssen der Radialrichtungs-Wählerschaluing 74 erkennt ma:i, daß der Schaltereingang Nr. 1 mit dem Wählerschaltungseingang Nr. 2, der Schaltereingang Nr. 2 mit dem Wählerschaltungseingang Nr. 3, der Schaltereingang Nr. 3 mit dem Wähler-Schaltungseingang Nr. 4 usw., verbunden sind, derart, daß der Schaltereingang Nr. 35 mit dem Wählerschaltungseingang Nr. 36 und der Schaltereingang Nr. 36 schließlich mit dem Wählerschaltungseingang Nr. 1 verbunden sind. Hinsichtlich der Verbindungen zwischen dem Schalter 84 mit der Nummer 3 und den Eingangsanschlüssen der Radialrichtungs-Wählerschaltung 74 ist festzustellen, daß der Schaltereingang Nr. 1 mit dem Wählerschaltungseingang Nr. 3, der Schaltereingang Nr. 2 mit dem Wählerschaltungseingang Nr. 4, der Schaltereingang Nr. 3 mit dem Wählerschaltungseingang Nr. 5, der Schaltereingang Nr. 4 mit dem Wählerschaltungseingang Nr. 6, usw., verbunden sind, derart, daß schließlich der Schaltereingang Nr. 34 mit dem Wählerschaltungseingang Nr. 36, der Schaltereingang Nr. 35 mit dem Wählerschaltungseingang Nr. 1 und der Schaltereingang Nr. 36 mit dem Wählerschaltungseingang Nr. 2 verbunden sind. Es ergibt sich somit, daß die Schaltungsverbindungen für die verschiedenen Schalter 84 durch Permutation der Schaltereingänge hergestellt werden, wobei aufeinanderfolgend numerierte Schalter 84 mit ihrem Eingangsanschluß Nr. 1 jeweils mit Wählerschaltungsanschlüssen steigender Numerierung verbunden werden. Zur Vereinfachung der Darstellung in F i g. 1 sind nur die Schalter 84 mit den Nummern 1, 2,3 und 12 dargestellt, doch ergibt sich aus obigem ohne weiteres, daß der Schaltereingang Nr. 1 des Schalters Nr. 4 mit dem Wählerschaltungseingang Nr. 4, der Schaltereingang Nr. 1 des Schalters Nr. 5 mit dem Wählerschaltungseingang Nr. 5, der Schaltereingang Nr. 1 des Schalters Nr. 6 mit dem Wählerschaltungseingang Nr. 6 usw., verbunden ist.

Aus den F i g. 3 und 8 ergibt sich, daß jede Gruppe von Schaltzuständen in der Radialrichtungs-Wählerschaltung 74 einer von 36 möglichen Orientierungen des Vektors V_XY entspricht. Der Vektor Va >· der Empfangs-Richtcharakteristik kann die Sehne, welche die Wandlerelemente Nr. 6 und Nr. 7 verbindet oder die Sehne, welche die Wandlerelemente Nr. 7 und Nr. 8 verbindet oder die Sehne halbieren, welche irgendein anderes Paar von Wandlerelementen aus der Gruppe der zwölf symmetrisch zueinander gelegenen Wandlerelemente verbindet, so daß sich insgesamt sechsunddreißig mögliche Orientierungen des Vektors V_XY ergeben. Hierdurch sind 36 mögliche Radialrichtungswinkel der Empfangs-Richtcharakteristik definiert und demgemäß bezeichnet die am Eingang £der Radialrichtungs-Wählerschaltung 74 eingeführte Digitalzahl die Radialrichtung der Empfangs-Richtcharakteristik. Die Radialrichtungs-Information wird der Radialrichtungs-Wählerschaltung 74 von der Steuereinrichtung 58 nach F i g. 6 zugeführt

Die in dem genaueren Schaltbild von F i g. 10 gezeigte Radialrichtungs-Wählerschaltung 75, welche auch in F i g. 8 angeueutet war, enthält eine Anzahl von Schaltern 86, deren Wirkungsweise analog zu derjenigen der Schalter 84 nach F i g. 9 ist. Jeder Schalter nimmt eingangsseitig ein Verzögerungs-Befehlssignal von dem Anschluß F her auf und doppelt in Abhängigkeit von dem über den Anschluß £ eingegebenen Radiairich-

tungs-Befehlssignal das Eingangssignal vom Anschluß F an einen der 36 Ausgärige an. jeder Ausgangsanschluß jedes Schalters 86 ist mit einem bestimmten der 36 Ausgangsanschlüsse der Radialrichtungs-Wählerschaltung 75 angeschlossen, wobei diese Ausgänge wiederum, wie aus F i g. 8 hervorgeht, über Leitungen 81 Verbindung mit den Verzögerungselementen 73 haben. Die Schaltungsverbindungen der 36 Ausgänge der 12 Schalter 86 der Radialrichtungs-Wählerschaltung 75 entsprechen den Schaltungsverbindungen, wie sie anhand von F i g. 9 bezüglich der 36 Eingänge der Schalter 84 beschrieben wurden, so daß eine Permutation der 36 Ausgangsanschlüsse eines Schalters 86 gegenüber dem jeweils nächstfolgenden Schalter 86 durchgeführt wird, so daß in Abhängigkeit von einem jeweiligen Radialrichtungs-Befehlssignal die entsprechende Gruppe von Verzögerungselementen 73 für eine Gruppe von 12 nebeneinander liegenden Wandlerelementen 38 gemäß Fig.3 in Tätigkeit gesetzt wird.

Unter Bezugnahme auf die F i g. 3 und 10 sei bemerkt, daß für die Wandlerelemente 38 mit den Nummern 6 und 7 derselbe Verzögerungswert gilt und demgemäß werden die Verzögerungs-Befehlssignale vom Anschluß F der Wandlerring-Kombinationsschaltung 62 nach F i g. 8 über den Eingang Nr. 6 der Radialrichtungs-Wählerschaltung 75 den Schaltern Nr. 6 und Nr. 7 zugeführt. In entsprechender Weise gilt, wie aus F i g. 3 zu entnehmen ist, für die Wandlerelemente Nr. 1 und Nr. 12 dieselbe Verzögerung und daher wird das von dem Anschluß Füber den Eingang Nr. 1 der Radialrichtungs-Wählerschaltung 75 zugeführte Verzögerungs-Befehlssignal an die Schalter 1 und 12 angekoppelt. Entsprechendes gilt auch für die anderen Paare von Wandlerelementen beziehungsweise Schaltern mit den Nummern 2 und 11,3 und 10,4 und 9 sowie 5 und 8.

In Fig. 11 ist ein Schaltbild einer Wandlerspalten-Kombinationsschaltung 46 gezeigt, welche auch in Fig.6 angedeutet war und welche eine Summationsschaltung 87 mit einer Gruppe von sieben Addierwerken 88/4 bis 88G, eine Gruppe von sechs Addierwerken 89/1 bis 89F, eine Gruppe von acht Summationsschaltungen 9OA bis 90/-/, die jeweils wieder eine Gruppe von sechs Addierwerken 9i A bis 91Fenthalten, sowie einen Schalter 92 aufweist. Die Summalionsschaltung 87 ist an acht Eingangsanschlüsse Wl bis HS der Wandlerspalten-Kombinationsschaltung 46 von Fig. 6 angeschlossen, wobei die Eingangsansehliisse H\ bis H 8 jeweils Signale von der entsprechend numerierten Wandlerringschaltung 44 an die Summationsschaltung 87 weitergeben, welche die Aufgabe hat, die Signale zusammenzuaddieren, so daß an einem Ausgang /ein Ausgangssignal abgegeben wird, welches eine Kombination der Signale sämtlicher acht Wandlerelemente in jeder der zwölf Wandlerspalten der empfangenden oder strahlenden Fläche der Wandlcranordnung 24 nach F i g. 2 darstellt. Das Addierwerk 88Λ ist mehrstellig ausgebildet und hat eine ausreichende Kapazität, um die Signale von den beiden Tastschaltungen 72 nach Fi g. 7 zusammenzuaddieren. Das Addierwerk 88ß besitzt eine ausreichende Kapazität, um dieses Summationsergebnis mit der mehrstelligen Zahl der Tastschaltung 72 der dritten Wandlerringschaltung 44 nach F i g. (S zusammenzuzählen usw., derart, dall schließlich das Addierwerk 88(7 eine ausreichende Stellenknpaz.iiät besitzt, um die Addition für den Ausgang sämtlicher acht Wandlerringschaltungen 44 von F i g. 6 vorzunehmen.

Der Eingang G der Wandlerspaltcn-Konibinations-.schaltung 46 nimmt sämtliche Verzögerungs-Hefehlssignale auf, bei welchen es sich um Spaltenverzögerungs-Befehlssignale handelt, wobei eine Vorzeichenstelle anzeigt, ob die Richtcharakteristik einen positiven oder negativen Winkel relativ zu der Mittelachse der Wandleranordnung 24 nach F i g. 2 einschließt und außerdem empfängt dieser Eingang die sechs Ringverzögerungs-Befehlssignale entsprechend den sechs Paaren von Wandlerelementen jedes Wandlerringes innerhalb der abstrahlenden oder Strahlungsempfangenden Fläche oder öffnung. Wie oben festgestellt, nimmt die Wandlerspalten-Kombinationsschaltung 46 eine Kombination der Wandlerspalten-Verzögerungsbefehlssignale mit den Ringverzögerungs-Befehlssignalen vor, so daß für jedes der 36 Wandlerelemente in jedem Wandlerring der Anordnung 24 jeweils eine einzige Verzögerungseinheit 73 mit zugehörigem Verzögerungs-Befehlssignal in der Wandlerring-Kombinationsschaltung 62 nach F i g. 8 verwendet werden kann. Wie im Zusammenhang mit F i g. 4 festgestellt wurde, sind die Spaltenverzögerungswerte zwischen den Wandlerelementen benachbarter Wandlerringe bei jeweils gleichem Abstand zwischen benachba. .en Wandlerringen gleich. Daher ist die Spaltenverzögerung zwischen Wandlerring Nr. 1 und Wandlerring Nr. 3 das Zweifache der Spaltenverzögerung zwischen Wandlerring Nr. 1 und Wandlerring Nr. 2. In entsprechender Weise ist die Spaltenverzögerung zwischen Wandlerring Nr. 1 und Wandlerring Nr. 4 das Dreifache der Spaltenverzögerung zwischen Wandlerring Nr. 1 und Wandlerring Nr. 2 usw., so daß schließlich die Verzögerung zwischen den Wandlerelementen des ersten Ringes und den Wandlerelementen des achten Ringes das Siebenfache der Spaltenverzögerung zwischen den Wandlerelementen des ersten und zweiten Ringes ist. Die vorstehend angegebene Beziehung zwischen den Verzögerungswerten für die Wandlerelemente aufeinanderfolgender Wandlerringe der Anordnung 24 wird durch die Addierwerke 89Λ bis 89F verwirklicht, wobei das Addierwerk 89A den Spaltenverzögerungswert zu sich selbst hinzuaddiert. Der Ausgang des Addierwerkes 89/4 erscheint auf der Leitung D 6 und dient zur Beaufschlagung der Wandlerelemente des sechsten Wandlerringes der Anordnung 24. Die Leitung D8 liefert ein Verzögerungs-Befehlssignal entsprechend der Verzögerung null, da bei Eintreffen von Strahlungsenergie oder Schallenergie längs eines Strahles, der einen positiven Neigungswinkel zu der Anordnung 24 einnimmt, eine Wellenfront zuerst auf den ersten Wandlerring und zuletzt auf den achten Wandlerring trifft, so daß eine maximale Verzögerung den Signalen der Wandlerelemente des ersten Ringes und die Verzögerung null den Signalen der Wandlerelemente des achten Wandlerringes aufgeprägt werden muß, um die Signale der acht Ringe phasenrichtig kombinieren zu können. Die Leitung D 7 liefert ein Verzögerungs-Befehlssignal entsprechend einem Wert gleich der Spal tenverzögerung, während an der Leitung D 6 ein Verzögerungs-Befehlssignal auftritt, welches, wie oben gesagt der zweifachen Spaltenverzögerung entspricht. In ent sprechender Weise tritt auf der Leitung D 5 ein Befehls Mi signal entsprechend der dreifachen Spaltern erzögcrimj auf, wobei dieser Wert durch das Addierwerk 89Ö er zeugt wird, welches den Signalwert entsprechend dei Spaltenver/ögerung zu dem Ausgang des Addicrwer kes 89.4 hinzuaddiert. Ähnliches gilt für die weiicrci h5 Leitungen D\ bis D4, so daß schließlich ein Befchlssi gnal entsprechend einem maximalen Verzögerungs wert, weicher dem Siebenfachen der Spaltenverzöge rung entspricht, auf der Leitung D i auftritt.

Die auf den Leitungen Dl bis DS auftretenden Signale werden über den Neigungswinkel-Steuerschalter 92 an die Leitungen 51 bis 58 weitergegeben, von wo aus die Signale zu den Suimiationsschaltungen 90Λ bis 90// fließen, um dort mit den Ringverzögerungs-Befehlssignalen kombiniert zu werden, so daß zusammengesetzte Verzögerungs-Befehlssignale für jeden der acht Wandlerringe der Wandleranordnung 24 entstehen. Diese zusammengesetzten Verzögerungs-Befehlssignale erscheinen auf den Leitungen, welche mit Ring 1 bis Ring 8 bezeichnet sind, sowie auf den Ausgangsanschlüssen Fl bis FS. Die Summationsschaltungen 9OA bis 90//haben sämtlich dieselbe Form, wobei Einzelheiten in F i g. 11 für die Summationsschaltung 90/4 angegeben sind. Man erkennt also, daß jede der Summationsschaltungen 90Λ bis 90// sechs Addierwerke 91A bis 91Fenthält, welche zum Addieren je eines der sechs Ringverzögerungs-Befehlssignale DEL 1 bis DEL VI zu dem Wert des Verzögerungs-Befehlssignales von dem Steuerschalter 92 dienen. An jedem der Ausgangsanschlüsse F1 bis FS erscheinen also insgesamt sechs Verzögerungs-Befehlssignale, welche jeweils die Summe eines Ringverzögerungs- Befehlssignales und eines entsprechenden Vielfachen eines Spaltenverzögerungssignales sind.

Der Neigungswinkel-Steuerschalter 92 wird durch die Vorzeichenstelle des über den Eingang G eingegebenen Signales betätigt, derart, daß bei einem positiven Wert der Vorzeichenstelle die Leitungen D1 bis D S an die entsprechend numerierten Leitungen 51 bis 58 angekoppelt werden. Bei einem negativen Wert der Vorzeichenstelle verbindet der Steuerschalter 92 die Leitung 51 mit der Leitung D 8, die Leitung 52 mit der Leitung Dl usw, so daß schließlich die Leitung 58 mit der Leitung D1 in Verbindung gebracht wird. Bei Auftreten einer negativen Vorzeichenstelle oder eines negativen Vorzeichenbits dreht also der Schalter 92 die Werte der Vielfachen des Spaltenverzögerungs-Befehlssignales um, so daß der Wert null der Verzögerung dem Wandlerelement 38 des ersten Wandlerringes nach F i g. 2 aufgeprägt wird, während die Maximalverzögerung in dem Wandlerelement 38 des achten Ringes der Wandleranordnung 24 nach F i g. 2 zur Wirkung kommt. Die zuvor kurz beschriebene Ankopplung der Wandlerspalten-Verzögerungswerte führt zur Bildung einer Empfangsrichtcharakteristik, welche einen negativen Neigungswinkel gegenüber der Mittelachse der Wandleranordnung 24 aufweist. Verläuft der Vektor VW nach F i g. <· horizontal, so erreicht die ankommende Wellenfront sämtliche Wandlerelemente einer Spalte gleichzeitig und in diesem Falle entspricht das an dem Eingang G eingegebene Spaltenverzögerungs-Befehlssignal dem Wert Null der Spaltenverzögerung. Nähen sich die Richtung des Vektors Vn der Vertikalrichtung, so nimmt die Größe der Verzögerungen zwischen den Wandlerringen zu, wobei der maximale Verzögerungswert anzusetzen ist, wenn der Vektor Vn mit der Z-Achse zusammenfällt. Praktisch wird bei einem System 42 nach Fig.6 angenommen, daß der Neigungswinkel λ nicht über etwa 40° hinausgeht, was zur Berücksichtigung extremer Zustände des Gewässers oder Meeres ausreicht, wie etwa in F i g. 1 angedeutet.

F i g. 12 zeigt ein Blockschaltbild einer Steuereinrichtung 58, welche zuvor im Zusammenhang mit Fig. 6 erwähnt worden ist und welche einen Speicher 96, einen Pufferspeicher 98, eine Umlaufspeichereinheit 100, ein Rechenwerk 102, einen Adressengenerator 104, einen Zeitgeber 106 und ein Register 108 enthält. Wie aus F i g. 6 zu entnehmen ist, hat die Steuereinrichtung 58 über den Eingang G mit der Wandlerspalten-Kombination?scha!tung 46, über den Anschluß E mit der Wandlerring-Kombinationsschaltung 62 und über eine Leituiig 110 mit der vorliegend nicht näher interessierenden Strahlformungseinrichtung SO für den Sendebetrieb Verbindung. Das Rechenwerk 102 und der Zeitgeber 106 arbeiten in Abhängigkeit von Taktsignalen der Leitung 112 Der Rechner 102 empfängt außerdem ein Batriebssteuersignal von der Wiedergabeeinrichtung 28 im Führerstand gemäß F i g. 6 und ein weiteres Signal von dem Schiffskompaß oder Kreiselkompaß 56.

Wie zuvor dargelegt wurde, ist es eine Eigenschaft der hier beschriebenen Einrichtung, daß Verzögerungs-

!5 Steuersignale in solcher Weise gebildet werden, daß eine Richtcharakteristik oder ein Empfangsstrahl mittels einer Gruppe vorbereiteter und gespeicherter Befehlssignale erzeugt werden kann, wobei die Anzahl der gespeicherten Befehlssignale verhältnismäßig klein im Vergleich zur Anzahl der möglichen Orientierungen der Richtcharakteristik oder des betreffenden Strahles und auch klein im Vergleich zur Anzahl der einzelnen Wandlerelemente ist, welche an der Bildung und der Orientierung der Richtcharakteristik in diese vielen verschiedenen Richtungen beteiligt sind. Der Speicher % enthält sämtliche Befehlssignale, welche zum Anfordern der Gruppen von Verzögerungswerten gemäß Fig.6 für die Wandlerring-Kombinationsschaltung 62, die Wandlerspalten-Kombinationsschaltung 46 und die Strahlformungseinrichtung 50 erforderlich sind. Das Rechenwerk 102 tritt auf entsprechende Anforderung von der Wiedergabeeinrichtung 28 in Tätigkeit, weiche über die Betriebssteuerleitung mit dem Rechner verbunden ist, und außerdem arbeitet der Rechner in Abhängigkeit von Lageinformationsdaten des betreffenden Schiffes, welche von dem Kreiselkompaß 56 des Schiffes abgeleitet sind. Das Rechenwerk errechnet daraus die gewünschte Orientierung der Empfangs-Richtcharakteristik durch Bestimmung der Werte für den Neigungswinkel und für den Radialrichtungswinkel, welche in F i g. 2 eingezeichnet sind. Das Rechenwerk 102 überträgt ein Neigungswinkel-Befehlssignal an den Speicher 96, der in Abhängigkeit von diesem Signal eine entsprechende Gruppe von Verzögerungs-Befehlssignalen an den Pufferspeieher 98 abgibt. Ferner überträgt das Rechenwerk 102 ein Radialrichtungs-Befehlssignal an den Pufferspeicher 98, um die Wählerring-Kombinationsschaltung 62 dazu zu veranlassen, die Richtcharakteristik in die gewünschte Richtung einzustellen. Die Wirkungsweise der Steuereinrichtung 58 wird besser verständlich, wenn zunächst die Umlaufspeichereinheit 100 unter Zuhilfenahme von Fig. 13 und der Speicher 96 anhand von Fig. 14 näher beschrieben wird.
F i g. 13 zeigt ein Blockschaltbild der Umlaufspeichereinheit 100, welche ein Schieberegister 114, das sich aus einer Anzahl von Abschnitten 116 zusammensetzt, sowie zugehörige Steuereinheiten 118 enthält. Jede der Steuereinheiten 118 ist mit einem zugehörigen Schieberegisterabschnitt 116 verbunden. Jeder Schieberegisterabschnitt 116 enthält wiederum Zellen 122, durch welche hindurch mehrstellige Digitalzahlen in Abhängigkeit von Taktimpulsen C1 nach rechts verschoben werden, wobei die Taktimpulse von dem Zeitgeber oder Taktgeber 106 nach Fig. 12 bezogen werden. Die einzelnen Zellen 122 sind in Abteilungen 124 unterteilt, die jeweils eine Stelle einer durch einen Schieberegisterabschnitt 116 zu verschiebenden Digitalzahl aufnehmen kann. Jede der Steuereinheiten 118 enthält einen Steuer-

einheitenabschnitt 126 für je eine Stelle der Digitalzahl, welche in einen Schieberegisterabschnitt 116 eintritt, wobei sich die Steuereinheitenabschnitte 126 wiederum aus zwei U N D-Schaltelementen 128/4 und 128Ö zusammensetzen.

Die Umlaufspeichereinheit 100 empfängt als ihre Eingangssignale die Verzögerungs- Befehlssignale von dem Speicher 96 über den Pufferspeicher 98, ferner das Vorzeichenbit und, ebenfalls über den Pufferspeicher 98 von dem Rechenwerk 102 das Radialrichtungswinkel-Steuersignal, weiter das Taktsignal Cl und schließlich das Aufdatierungssignal von dem Zeitgeber 106. Die Ausgangssignale der Umlaufspeichereinheit 100 sind die zuvor bereits erwähnten, an den Anschlüssen C und £ von Fig. 12 auftretenden Signale. Die Verzögerungs-Befehlssipnale entsprechend den Verzögerungswerten DEL I bis DEL V gemäß F i g. 3 und entsprechend dem Verzögerungswert DEL VI, welcher der Verzögerung null entspricht, werden jeweils an einen der Schiebere gisterabschnitte 116 angekoppelt und das Spaltenverzö- gerungs-Befehlssignal entsprechend der sich aus F i g. 4 ergebenden Spaltenverzögerung wird an einen weiteren Schieberegisterabschnitt 116 angekoppelt, wie man F i g. 13 entnehmen kann. Das Signal entsprechend dem Vorzeichenbit und das Radialrichtungs-Befehlssignal werden jeweils in einzelne Schieberegisterabschnitte 116 eingegeben. Die Eingabe der zuvor erwähnten Eingangssignale zu den Schieberegisterabschnitten 116 geschieht über die zugehörigen Steuereinheiten 118, die in Abhängigkeit von dem Auldatierungssignal eine Wiedereinspeisung der gespeicherten Digitalzahlen vom hinteren Ende des Schieberegisters 114 zum Vorderende des Schieberegisters oder aber ein Ersetzen der gespeicherten Digitalzahlen durch neue Werte der Verzögerungs-Befehlssignale, des Vorzeichenbits und des Radialrichtungs-Befehlssignales ermöglichen.

Hinsichtlich der Steuereinheitenabschnitte 126 sei bemerkt, daß jedes der UND-Schaltelememe 128Λ und 128ß mit der das Aufdatierungssignal zuführenden Leitung Verbindung hat. Der mit der Signalleitung für das Aufdatierungssignal verbundene Anschluß des UND-Schaltelementes 128/4 ist komplementiert, so daß bei einem niedrigen Signalwert des Aufdatierungssignales entsprechend dem logischen Zustand null das UND-Schaltelement 128/4 Signale von einem Ausgangsan-Schluß des Schieberegisters 114 zu dem entsprechenden Eingangsanschluß leitet. Hat das Aufdatierungssignal einen hohen Signalwert entsprechend dem logischen Zustand eins, so wird das Signal an dem betreffenden Ausgangsanschluß unbeachtet gelassen und das entsprechende Eingangssignal tritt in das Schieberegister 114 ein.

Im Betrieb nimmt daher die Umlaufspeichereinheit 100 immer dann neue Eingangsdaten auf, wenn das Aufdatierungssignal einen hohen Signalwert besitzt, während ein ständiger Datenumlauf stattfindet, wenn das Aufdatierungssignal niedrig ist. Diese Wiedereinspeisung oder dieser Datenumlauf liefert der Reihe nach die Werte der Verzögerungs-Befehlssignale, das Vorzeichenbit und das Radialrichtungs-Befehlssignal, welche an den Anschlüssen G und Eauftretcn.

Fig. 14 zeigt ein Schaltbild des Speichers 96, der im allgemeinen zweckmäßig als Festwertspeicher ausgebildet ist, in welchem die Daten ständig gespeichert sind. Der Speicher ist in einzelne Abschnitte unterteilt, wel- bs ehe jeweils die sechs Befehlswörter DEL I bis DEL Vl für die Wandlerring-Kombinationsschaltung 64 nach F i 2. 9 sowie ein Befehlswort für die Wandlerspalten-Kombinationsschaltung 46 von F i g. 11 enthalten. Ein solcher Speicherabschnitt ist für einen Neigungswinkel von 0° vorgesehen, ein weiterer Speicherabschnitt für einen Neigungswinkel von 2°, weitere einzelne Spei cherabschnitte für die Neigungswinkel von 4°, 6° usw, bis 40°. In Abhängigkeit von einem Neigungswinkel-Befehlssignal, das von dem Rechenwerk 102 bezogen wird, liefert der Festwertspeicher 96 eine entsprechende Gruppe von Verzögerungs-Befehlssignalen an den Pufferspeicher 98, wobei die Daten taktweise in Abhängigkeit von den Taktimpulsen C1 des Zeitgebers 106 ausgegeben werden. Während Fig. 14 einen Speicher 96 mit einzelnen Speicherabschnitten für verschiedene Neigungswinkel in Abstufungen von 2° zeigt, können auch Abschnitte für Neigungswinkel in Abstufungen von 4° vorgesehen sein, wobei die Anzahl der Abschnitte je nach der gewünschten Breite der Richtcharakteristik mit Bezug auf die Axialrichtung der Wandleranordnung 24 gemäß F i g. 2 gewählt werden kann.

Betrachtet man nun wieder Fig. 12, so erkennt man, daß die Steuereinrichtung 58 aufeinanderfolgend die Werte der Signale an den Anschlüssen G und E mit einer Geschwindigkeit darbietet, welche von der Taktgeschwindigkeit der Taktimpulse C1 abhängig ist, die wiederum mit den Taktsignalen der Leitung 112 synchronisiert -.ind. Die Radialrichtungs-Wählerschaltungen 74 und 75 der Wandlerring-Kombinationsschaltung 62 nach F i g. 6 werden also in periodischen Zeitabständen betätigt, um die Empfangs-Richtcharakteristik neu auszurichten, während gleichzeitig die Verzögerungseinheiten 73 der Wandlerring-Kombinationsschaltungen 62 und die Wandlerspalten-Kombinationsschaltung 46 nach F i g. 6 aufdatiert oder auf neuesten Stand gebracht werden, wenn dies notwendig ist. Liegt beispielsweise das Schiff 20 nach F i g. 1 vollkommen gerade und soll eine Rundum-Abtastbewegung der Empfangs-Richtcharakteristik erzeugt werden, so veranlaßt das Spaltenverzögerungs-Befehlssignal in der Wandlerspalten-Kombinationsschaltung 46 ständig einen Nullwert der Verzögerung für die Signale jeder der acht Wandlerring-Schaltungen 44 in Abhängigkeit von aufeinanderfolgenden Datenwerten der Umlaufspeichereinheit 100 und entsprechend bleiben die Verzögerungswerte, welche durch die Wandlerring-Kombinationsschaltungen 62 erzeugt werden, mit aufeinanderfolgenden Werten der Ausgänge der Umlaufspeichereinheit 100 unverändert.

Als weiteres Beispiel sei der Fall betrachtet, in welchem das Schiff 20 nach Fig. 1 eine Neigung von 10° durch eine Rollbewegung nach Steuerbord erreicht hat. Das Rechenwerk 102 nach Fig. 12 nimmt die 10°-Neigung aufgrund seiner Verbindung zu dem Kreiselkompaß 56 gemäß Fig. 6 wahr. Das Rechenwerk 102 errechnet dann die Werte des Neigungswinkels λ für jeden der 36 Werte des Radialrichtungswinkels ß. Das Rechenwerk adressiert dann aufeinanderfolgend den Speicher % mit den entsprechenden Werten des Neigungswinkels für jeden der 36 Radialrichtungswinkel und dann werden die zugehörigen Werte der Radialrichtungswinkel, die Vorzeichenstelle und die Gruppe von Vcrzögerungs-Befehlssignalen entsprechend dem jeweils bezeichneten Neigungswinkel in den Pufferspeicher 98 an Speicherplätzen eingeschrieben, welche durch den Adressengenerator 104 bezeichnet werden, wobei der Adressengenerator 104 durch den Taktgeber oder Zeitgeber 106 mit dem Rechenwerk 102 synchronisiert ist. Die in dem Pufferspeicher 98 eingespeicherten Daten werden hierauf in Abhängigkeit vom Aufdatie-

rungssignal des Zeitgebers 106 zu der Umlaufspeichereinheit iOO übertragen. Man erkennt ohne weiteres, daß bei einer Neigung des Schiffes von 10° aufgrund einer Rollbewegung zur Erzeugung einer Rundum-Abtastung in einer Horizontalebene durch entsprechende Bewegung der Richtcharakteristik die Wandlerspalten-Kombinationsschaltung 46 Verzögerungswerte entsprechend einem Höhenwinkel der Richtung der Richtcharakteristik von 10° einführt wenn die Richtcharakteristik nach Steuerbord orientiert ist, daß Verzögerungswerte entsprechend einem Höhenwinkel von 0° eingeführt werden, wenn die Richtcharakteristik zum Bug oder zum Heck des Schiffes 20 weist und daß Verzögerungswerte entsprechend einer relativen Abwärtsneigung der Richtcharakteristik um 10° eingeführt werden, wenn die Richtcharakteristik nach Backbord weist Für Zwischenwerte des Radialrichtungswinkels zwischen den soeben behandelten 4 Richtungen liefert das Rechenwerk 102 entsprechende Höhenwinkelwerte zwischen +10° und 0° in Schritten von 2°, wobei ein positiver Wert des Vorzeichenbits für Richtungen der Richtcharakteristik zur rechten Seite des Schiffes von dessen Mittellinie aus gilt Höhenwinkel im Bereich von 0° bis — 10° werden, ebenfalls in Schritten von 2°, für die Abtastbewegung zur Backbordseite des Schiffes ausgegeben, wobei negative Werte des Vorzeichenbits in diesem Abtastbereich gelten.

Ein wesentlicher Vorteil der hier beschriebenen Einrichtung ist es, daß die Änderung der Werte am Ausgang der Umlaufspeichereinheit 100 mit einer Geschwindigkeit geschehen kann, welche bedeutend größer als die Geschwindigkeit ist, mit welcher das Rechenwerk 102 die notwendigen Rechnungen zur Aufdatierung des Pufferspeichers 98 vornimmt. Wenn beispielsweise der Empfänger 48 nach F i g. 6 Ausgangssignale mit einer Basisbandbreite von 3 kHz liefert, so ist die Nyquist-Abtastgeschwindigkeit 6 kHz und die Tastschaltung 72 der Sende-Empfangsweiche 60 nach den F i g. 6 und 7 kann die Abtastung des Eingangssignales mit einer Geschwindigkeit über der Nyquist-Abtastgeschwindigkeit vornehmen, beispielsweise mit 10 kHz. Da neue Daten in jeder der 36 Stellungen der Empfangs-Richtcharakteristik oder des Abtaststrahles erhalten werden, muß die Tastung mit einer Geschwindigkeit von 1OkHz für jede dieser 36 Stellungen des Abtast-Strahles erfolgen. Es ergibt sich, daß eine Empfangs-Richtcharakteristik, welche eine Rundum-Abtastung vornimmt, um die Achse der Wandleranordnung 24 nach F i g. 2 mit einer Geschwindigkeit von 10 kHz rotieren muß und daß die einzelnen Verschiebungsbewegungen der Richtung der Richtcharakteristik für jeden der 36 Radialrichtungswinkel mit einer Geschwindigkeit von 36 · 1OkHz durchgeführt werden. Es ergibt sich also eine Geschwindigkeit von 360 kHz, mit welcher aufeinanderfolgende Datenwerte an dem Ausgang der Umlaufspeichereinheit 100 auftreten. Mit anderen Worten, am Ausgang der Umlaufspeichereinheit 100 ergibt sich ein Zeitintervall von etwa 3 Mikrosekunden zwischen aufeinanderfolgenden Datenwerten. Dieser Zeitraum von 3 Mikrosekunden ist zu kurz, als daß ein Rechner neue Werte für sämtliche Verzögerungen errechnen könnte, die den Wandlerring-Kombinationsschallungen 62 der F i g. 6 mitzuteilen sind. Bei der hier vorgeschlagenen Einrichtung braucht jedoch der Rechner 102 nicht mit so großer Geschwindigkeit zu rechnen, da nur eine Rechengeschwindigkeit erforderlich ist, welche den Geschwindigkeiten der Rollbewegung und der Stampfbewegung des Schiffes 20 nach F i g. 1 angepaßt ist Diese Geschwindigkeiten sind bedeutend langsame! als die entsprechenden Geschwindigkeiten für die Aufdatierung der Datenwerte am Ausgang der Umlaufspeichereinheit 100. Während das Rechenwerk 102 die Aufditierung der erforderlichen Werte der Verzögerung für die Wandlerring-Kombinationsschaltungen 62 vornimmt werden diese Werte in den Pufferspeicher 98 eingespeist und dann zu der Umlaufspeichereinheit 100 übertragen, so daß die Orientierung der Empfangs-Richtcharakteristik auf dem Abtastweg allmählich geändert wird, während die Richtcharakteristik sich rasch um die Mittelachse der Wandleranordnung 24 nach F i g. 2 dreht

Bezüglich der Wandleranordnung 24Λ nach Fig.5 sei bemerkt daß die vorstehend angestellten Überlegungen auch für diese Wandleranordnung gelten. Allerdings sind gewisse Abwandlungen der beschriebenen Schaltungen erforderlich. Beispielsweise ist hinsichtlich F i g. 6 zu beachten, daß aufgrund der Tatsache, daß der achte Wanderring weniger Wandlerelemente besitzt als der erste Wandlerring, einige der Sende-Empfangs weichen nicht mit irgendeinem Wandlerelement 38 verbunden sind. Auch sind die Werte der Verzögerungs-Befehlssignale, welche in dem Speicher 96 gemäß Fig. 14 gespeichert sind, etwas abzuwandeln, um die Krümmung der abstrahlenden Oberfläche der Wandleranordnung 24Λ zu berücksichtigen. Die verschiedenen Punkte der gekrümmten abstrahlenden Oberfläche der Wandleranordnung 24A werden von einer Wellenfront eines Schallstrahles zu Zeiten überstrichen, welche sich etwas von den Zeiten unterscheiden, welche für eine Wandleranordnung mit genau zylindrischer Oberfläche gelten.

Bei Betrachtung von F i g. 6 ist zu erkennen, daß die Einrichtung 42 die Aussendung und den Empfang von Strahlungsenergie bei im Raum stabilisierter Richtcharakteristik ermöglicht. Die Ankopplung eines Sendesignal-Bezugswertes von dem Signalgenerator 52 zu dem Empfänger 48 gestattet die Anwendung einer Korrelationstechnik für den Empfang von Entfemungsmeß-Echosignalen. Zusätzlich ermöglicht die Synchronisation des Empfängers mit den Sendeeinrichtungen und den Strahlformungseinrichtungen des Systems 42, daß die Empfangssignale durch Torschaltungen geführt werden, um die Signale zu untersuchen, derart, daß durch Törschaltungen bestimmte Bereiche hinsichtlich Abstand des echoerzeugenden Zielobjektes, Azimut und Höhenwinkel durch Torschaltungen ausgeblendet werden. Die Verbindung der an der Konsole des Führerstandes angeordneten Wiedergabeeinrichtung 28 über das Betriebssteuersignal mit dem Taktgeber 54 und der Steuereinrichtung 58 gibt in einfacher Weise die Möglichkeit einer Sektorabtastung und einer passiven Ortung von unter Wasser befindlichen Zielobjekten. Aufgrund der Synchronisation der Wiedergabeeinrichtung 28 mit dem Taktgeber 54 erfolgt eine Darstellung der Daten auf der Wiedergabeeinrichtung synchron beziehungsweise in Übereinstimmung mit der räumlichen Verteilung der datenerzeugenden Objekte in dem Gewässer um das Schiff 20 nach F i g. 1 herum. Diese Signalverarbeitung erfolgt nach aufeinanderfolgenden Tastungen der in Azimutrichtung Abtastbewegungen ausführenden Richtcharakteristik, wobei diese Tastun- £"n entsprechend aufeinanderfolgenden Werten des Radialrichtungswinkels der Richtcharakteristik zusammengesetzt werden, wie in F i g. 6 bezüglich des Empfängers 48 angedeutet ist.

Aus F i g. 6 ist ersichtlich, daß der Empfänger 48 eine aus vielen Abschnitten bestehende Speichereinheit 132

enthält, welche über ihren Eingang / Verbindung mit den zuvor beschriebenen Schaltungsteilen hat und über diesen Eingang einzuspeichernde Signale aufnimmt. Die Speichereinheit 132 besitzt 36 einzelne Speicherabschnitte, welche von einem Radialrichtungs-Befehlssignal adressiert werden, das von der Steuereinrichtung 58 über den Anschluß Eons Empfängers 48 eingegeben wird. Die aufeinanderfolgend aufgenommenen Tastungen von Daten entsprechend bestimmten Orientierungen der Abtast-Richtcharakteristik werden also der Reihe nach in einzelnen Abschnitten der Speichereinheit entsprechend den zugehörigen Werten des Radialrichtungswinkels der Richtcharakteristik eingeschrieben. Die auf diese Weise gespeicherten Daten der Speichereinheit 132 stehen dann für die zuvor erwähnte Datenverarbeitung zur Verfugung.

Hierzu 10 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Strahlergruppe, deren Strahler (38) in zu einer Symmetrieachse koaxialen, axial beanstandeten Ringen so angeordnet .sind, daß entsprechende Strahler der einzelnen Ringe in einer Spalte liegen, mit Einrichtungen zur tastweise Entnahme von Proben an den Strahlerausgängen, wobei diese Proben jeweils den einzelnen Strahlern zugeordneten Verzöge rungseinheiten (73) zuführbar sind, die mit Steuer- und Wähleinrichtungen (74, 75, 46, 58) in Verbindung stehen, welche an den Verzögerungseinheiten (73) den gewünschten Strahlrichtungen entsprechende Verzögerungen einstellen, und wobei ferner die Steuer _und Wähleinrichtungen (74, 75, 46, 58) einen Speicher (96,100) enthalten, aus dem Verzögerungsbefehlssignale entnehmbar sind, aus welchen in Kornbinationsschaltungsmitteln unter Kombination von die Lage eines Strahlers innerhalb eines Ringes berücksichtigenden Verzögerungsbefehlssignalen mit die Lage des betreffenden Strahlers innerhalb einer Spalte berücksichtigenden Verzögerungsbefehlssignalen die Verzögerungsbefehle für die Verzögerungseinheiten (73) erzeugbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß den je nach gewünschter Strahlrichtung ausgewählten Verzögerungseinheiten (73) der Strahler (38) eines Ringes jeweils mittels eines Wählers (58) der Steuer- und Wähleinrichtung (74, 75, 46, 58) jeweils eine Gruppe von Verzögerungsbefehlen von einer die Kombinationsschaltungsmittel bildenden gemeinsamen Kombinationsschaltung (46) her zuführbar ist, welche aus einer bestimmten Gruppe von Ring-Verzögerungsbefehlssignalen, welche die Lage der einzelnen Strahler innerhalb des Ringes berücksichtigen, und einem bestimmten Spalten-Verzögerungsbefehlssignal, welches die Lage der einzelnen Strahler innerhalb einer Spalte berücksichtig, die genannten Verzögerungsbefehlssignale kombiniert.

2. Strahlergruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicher (96, 100) eine Umlaufspeichereinheit (100) enthält, welche eine Folge von Gruppen von Verzögerungs-Befehlssignalen ständig mit einer Geschwindigkeit darbietet, welche größer als die Rechengeschwindigkeit eines Rechenwerkes (102) der Steuer- und Wähleinrichtungen (74, 75, 46, 58) ist, wobei das Rechenwerk in Abhängigkeit von der Lage der Strahler (38) gegenüber einem Bezugskoordinatensystem die Adressen für den Speicher (96,100) bildet.

3. Strahlergruppe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlaufspeichereinheit (100) mit der tastweisen Entnahme von Proben an den Strahlerausgängen synchronisiert ist.

4. Strahlergruppe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die tastweise entnommenen Proben speicherbar sind, wobei jeder Speicherplatz für die Proben jeweils einer Gruppe aus der Folge von Gruppen von Verzögerungs-Befehlssignalen der Umlaufspeichereinheit (100) entspricht.