DE3048638A1

DE3048638A1 - Verfahren und vorrichtung zum verbessern des richtempfangs einer wandleranordnung

Info

Publication number: DE3048638A1
Application number: DE19803048638
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl.-Ing. 2805 Stuhr Stedtnitz
Original assignee: Fried Krupp AG
Current assignee: Fried Krupp AG
Priority date: 1980-12-23
Filing date: 1980-12-23
Publication date: 1982-08-19
Also published as: JPS57168176A; FR2496901A1

Description

3048B38

FRIED. KRUPP GESELLSCILXFT MIT BESCHRÄNKTER HAFTUNG in Essen

Verfahren und Vorrichtung /um Verbessern tins Ri f.¹ \ !enrpfangs einer Wan dl er anordnung.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbesserung des Richtempfangs einer Wandleranordnung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art und eine Vorrichtung zum Ausüben des Verfahrens.

Bei derartigen Verfahren ist es erforderlich, Wellenenergie aus festgelegten vorgebbaren Empfangsrichtungen aufzunehmen und für die Informationsauswertung verfügbar zu machen, denn die relevante Information ist allein in den zugehörigen WandlerausgangsSignalen vorhanden. So wird z. B. bei Schiffen Schallenergie schräg abgestrahlt und die Dopplerfrequenz der Empfangssignale zur genauen Bestimmung der Geschwindigkeit des Fahrzeugs verwendet. Der Hauptteil der abgestrahlten Wellenenergie wird bei ebenem Boden vom Sender weg reflektiert. An Unebenheiten ergeben sich jedoch Rückstreuungen, die mit einer Empfangsrichtung wieder das Schiff treffen, die im Bereich der auf die Senderichtung ausgerichteten Hauptkeule der Richtcharakteristik liegt. Wird dabei Wellenenergie über Nebenzipfel der Sendeanordnung nicht schräg, sondern direkt zum Boden senkrecht unter das Schiff abgestrahlt, so wird von dort Wellenenergie reflektiert und von den Wandlern über entsprechend senkrecht nach unten weisende Nebenzipfel aufgenommen und empfangen. Die aus diesen Wandlerausgangssignalen gewonnenen Empfan^ssigna-Ie können kurzzeitig trotz Aufnahme über Nobonzipfol ox~ ne wesentlich größere Amplitude als das Nutzsignal aus

der vorgegebenen Einfallsrichtung aufweisen. Die aus diesen Empfangssignalen bestimmbare Dopplerverschiebung ist jedoch null und würde ein unbewegtes Schiff vortäuschen. Somit muß die Auswertung von Empfangssignalen von einer Empfangsrichtung, die nicht der Senderichtung entspricht, vermieden werden, da die Auswertung der in diesen Signalen enthaltenen Dopplerfrequenz zu einer falschen Geschwindigkeit sangabe führt.

Es ist bekannt, den Richtempfang einerseits durch den mechanischen Aufbau der Wandler bzw. Wandleranordnungen und andererseits durch elektronische Maßnahmen der Richtungsbildung zu verbessern. So gibt die DE-OS 25 16 001 ein Verfahren an,bei dem Empfangssignale multiplikativ verarbeitet werden. Aus Wandlerausgangssignalen werden die Empfangssignale mit unterschiedlichen Frequenzen und Richtcharakteristiken gebildet, deren Nullstellen durch Auswahl der Frequenzen so angeordnet sind, daß sich bei der Verknüpfung eine Verbesserung der Richtcharakteristik der gesamten Wandleranordnung ergibt. Bei einer derartigen Wandleranordnung kann trotz aufwendiger Richtungsbildung nicht mit Sicherheit verhindert werden, daß auch Empfangssignalο zur Informationsauswertung herangezogen werden, deren Wellenenergie aus von der Einfallsrichtung abweichenden Empfangsrichtungen, z. B. über Nebenzipfel, aufgenommen worden ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Verbesserung des Richtempfangs einer Wandleranordnung der eingangs genannten Art anzugeben, mit dem Empfangssignale aus anderen Empfangsrichtungen als einer vorgegebenen Einfallsrichtung ausgeblendet und Meßfehler bei der Informationsauswertung verhindert werden, sowie eine vorteilhafte Vorrichtung zum Ausüben des Verfahrens.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der im Oberbegriff

des Anspruchs 1 definierten Art erfindungsgemäß durch die im Kennzeichenteil des Anspruchs 1 angegebenen Merlanale gelöst.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Verbesserung des Richtempfangs einer Wandleranordnung mit vorgegebener Richtcharakteristik werden Phasenverschiebungen von Wandlerausgangssignalen geprüft. Nur die Wandlerausgangssignale, die eine Phasenverschiebung aufweisen, die einem ausgewählten, vorgebbaren Bereich der Richtcharakteristik entspricht, werden beim Empfang zugelassen und zur Informationsauswertung freigegeben. Die zu prüfende Phasenverschiebung der Wandlerausgangssignale ist abhängig vom Wandlerabstand, von Wellenlänge und Einfallsrichtung der von der Wandleranordnung aufgenommenen Wellenenergie. In diesem Zusammenhang wird unter Empfang die Aufnahme von Wellenenergie durch die Wandleranordnung, eine Signalvorverarbeitung und die Prüfung der Wandlerausgangssignale bis zu ihrer Freigabe für die Inforrnationsauswertung verstanden.

Im Gegensatz hierzu enthalten alle Verfahren zur Verbesserung von Wandleranordnungen durch bessere Winkelselektion, Erzeugung schärferer Richtcharakteristiken oder Erhöhung der Nebenzipfeldämpfung und elektronische Maßnahmen zur Störbefreiung, z. B. Filterung, dann, wenn die Empfangssignale aufgenommen wurden und damit die Empfangsrichtung durch Aufbau oder elektronische Richtungsbildung bestimmt ist, keine Möglichkeit mehr, Phasenunterschiede zu erkennen, da allein die Amplituden der empfangenen Signale ausgewertet werden.

Eine vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ergibt sich aus Anspruch 2. Die Prüfung der Y/andlerausgangssignalo erfolgt dabei derart, daß sio zunächst um eine Phasenverschiebung phasenkompensiert werden, die aus einer vorgegebenen Einfallsrichtung der

-δι Richtcharakteristik resultiert. Zwei von benachbarten Wandlern oder Wandler gruppen abgegebene phasenkompensierte Wandlerausgangssignale stellen dann zwei phasengleichc Empfangssignale dar, wenn Wellenenergie aus einer Empfangsrichtung, die gleich der vorgegebenen Einfallsrichtung ist, aufgenommen wurde. Bei Prüfung werden deshalb die Empfangssignale miteinander phasenmäßig verglichen und diese nur dann zur Informationsauswertung zugelassen, wenn sie gegeneinander eine Restphasenver-Schiebung aufweisen, die kleiner ist als eine Phasenverschiebung von Empfangssignalen, deren Wellenenergieaus Empfangsrichtungen aufgenommen wurde, die am Rande eines ausgewählten Bereichs der Richtcharakteristik liegen. Der Vergleich bereits phasenkompensierter Signale ist besonders vorteilhaft, da nur Phasengleichheit der Empfangssignale in einem bestimmten vorgegebenen Phasenwinkelbereich zu prüfen ist und kein Absolutbetrag einer Phasenverschiebung zwischen zwei Empfangssignalen ermittelt und ausgewertet werden muß.

Eine zusätzliche Berücksichtigung von Empfangssignalen weiterer Wandler erhöht die Sicherheit des Phasenvergleichs. Die Empfangssignale werden untereinander alle ίπιΓ Phnsongleichheit überprüft und für die Informationsauswertung nur dann zugelassen, wenn sie gegeneinander keine Phasenverschiebung aufweisen.

Eine vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ergibt sich aus Anspruch 3· Dabei werden aus den Empfangssignalen Rechtecksignale mit einer Phasenbeziehung entsprechend der der Empfangssignale abgeleitet, deren Impulsfolgefrequenz der Empfangsfrequenz entspricht und deren Impulsdauer gleich dem halben Reziprokwert der Impulsfolgefrequenz ist. Die Prüfung von Rechtecksignalen auf Phasengleichheit ist besonders einfach, da positive Flanken dos einen. Rechtccksignals mit positiven Flanken

des anderen Rechtecksignals dann zum gleichen Zeitpunkt auftreten. Ebenso können die negativen Flanken der Rechtecksignale ausgeifertet werden, so daß eine Prüfung des Empfangssignals zu zwei signifikanten Zeitpunkten während einer Periode erfolgt, die einfach zn diskriminieren sind. Eine zeitliche Verschiebung der Rechtecksignale gegeneinander ist insoweit zulässig, als sie durch den Phasenwinkelbereich bestimmt ist, der dem ausgewählten Bereich der Richtcharakteristik entspricht.

Dieser Phasenwinkelbereich gibt eine zulässige restliche Phasenverschiebung der Empfangssignale untereinander vor, nachdem die Wandlerausgangssignale bereits um eine der Einfallsrichtung entsprechend vorgegebene Phasenverschiebung kompensiert waren. Der entsprechende Bereich der Richtcharakteristik gibt damit einen Winkelsektor an, der auf die Einfallsrichtung bezogen ist. Nur aus diesem Winkelsektor kann Wellenenergie empfangen werden, deren Empfangssignale trotz einer geringen zulässigen Phasenverschiebung als quasi phasengleich für die Informationsauswertung zugelassen werden.

Eine vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ergibt sich aus Anspruch k. Dabei wird aus dem einem ersten Empfangssignal zugehörigen Rechtecksignal ein Referenzsignal und aus dem einem damit zu vergleichenden zweiten Empfangssignal zugehörigen Rechtecksignal ein Toleranzsignal jeweils mit einer Folgefrequenz erzeugt, die der doppelten Empfangsfrequenz entspricht. Das Referenzsignal und das Toleranzsignal bestehen somit aus zwei Impulsen je Periode des Empfangssignals, deren Anstiegsflanken Nulldurchgänge der Rechtecksignale und somit auch der Empfangssignale kennzeichnen. Die Impulsdauer des Referenzsignals und des Toleranzsignals sind kleiner, im allgemeinen um Größenordnungen kleiner, als der halbe Reziprokwert der Folgofroquenz,und ihre Summe

-ιοί bestimmt als Toleranzfenster die zulässige maximale Verschiebung der Flanken für die Prüfung auf Phasengleichheit. Bei Phasengleichheit oder aber auch bei einer zeitlichen Verschiebung der Rechteclcsignale innerhalb des zulässigen Phasenwinlcelbereichs überlappen sich das Referenzsignal und das Toleranzsignal zeitlich und ergeben bereits bei unmittelbarer Verknüpfung ein Durchschaltsignal für die Empfangssignale.

Da beide Nulldurchgänge innerhalb einer Periode der Empfangssignale allein durch Anstiegsflanken des Referenzsignals und des Toleranzsignals gekennzeichnet sind, kann die Phasengleichheit allein aus phasenmäßiger Übereinstimmung des Referenz- und des Toleranzsignals nicht bestimmt werden. Die gegenüber der Impulsfolgefrequenz der Rechtecksignale verdoppelte Folgefrequenz bewirkt eine Mehrdeutigkeit, \feil auch Phasengleichheit von Referenz- und Toleranzsignal für Empfangssignale mit Phasenverschiebungen gegeneinander entsprechend dem halben Reziprokwert der Empfangsfrequenz auftritt.

Bei einer derartigen Phasenverschiebung sind jedoch die jeweils dem Referenzsignal bzw. Toleranzsignal entsprechenden Rechtecksignale gegeneinander ebenfalls um den halben Reziprokwert der Empfangsfrequenz erkennbar phasenverschoben und unterscheiden sich durch nicht mehr gleichzeitig auftretende positive und negative Flanken. Nur bei phasenmäßiger Übereinstimmung der Rechteclcsignale als Testsignale, des Referenzsignals und des Toleranzsignals innerhalb einer zulässigen Verschiebung, die wesentlich geringer als der halbe Reziprokwert der Empfangsfrequenz sein muß, ergibt ihre logische Verknüpfung ein Durchschaltsignal für die Empfangssignale.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens nach Anspruch 5 ist die Impulsdauer des Toleranzsignals als Toleranzzeit wesentlich

größer als die Impulsdauer des Referenzsignals als Torzeit vorgegeben. Bei einem logischen Vergleich des Referenzsignals mit dem Toleranzsignal, beispielsweise in einer UND-Schaltung, hat deren Ausgangssignal Impulse von der Dauer der Torzeit, wenn sich das Referenz- und das Toleranzsignal vollständig zeitlich überlappen. Eine Phasenverschiebung von Referenz- und Toleranzsignal gegeneinander wirkt sich erst dann aus, wenn sie einen zulässigen Viert, der im wesentlichen durch die Toleranzzeit bestimmt ist, überschreitet. Dann überlappen sich Torzeit und Toleranzzeit nicht mehr. Die Torzeit bestimmt somit die maximale Dauer des Durchschaltsignals für Empfangssignale und die Toleranzzeit den Wert der zulässigen Phasenverschiebung, für den die Dauer des Durchschaltsignals konstant ist. Überlappen sich Torzeit und Toleranzzeit bei größerer Phasenverschiebung nur noch teilweise, so verringert sich die Dauer des Durchschaltsignals entsprechend. Entsprechend kürzer ist ein ausgegebener Anteil der Empfangssignale mit der Konsequenz, daß auch die durch diesen Anteil für die Auswertung bereitgestellte Leistung in gleichem Maße wie die Überlappung vermindert wird.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens nach Anspruch 7 werden das Referenzsignal und das Toleranzsignal vor ihrer Prüfung auf Phasengleichheit gegeneinander um eine kurze Zeit verzögert, die gleich der halben Toleranzzeit vermindert um die halbe Torzeit ist. Die Impulse des Referenzsignals treten damit bei phasengleichen Empfangssignalen zeitlich symmetrisch zur halben Toleranzzeit auf, d. h. halbe Torzeit und halbe Toleranzzeit sind zu einem gleichen Zeitpunkt verstrichen. Diese Verzögerung wirkt sich vorteilhaft auf Empfangssignale aus, deren Wellenenergie aus anderen Empfangsrichtungen als der vorgegebenen Einfausrichtung, jedoch noch aus dem durch die Toleranzzeit bestimmten Winkelsektor empfangen werden. Dabei kön-

Mm ·

f» ·

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nen das Referenzsignal und das Toleranzsignal gegeneinander bezogen auf die Lage ihrer Impulse bei Phasengleichheit gleiche positive wie negative restliche Phasenverschiebungen aufweisen, um noch als phasengleich innerhalb zulässiger Toleranzen erkannt zu werden. Damit können auch die Empfangsrichtungen um entsprechende positive und negative Winkel von der Einfallsrichtung abweichen und der durch zulässige Winkelabweichungen bestimmte Winkelbereich liegt symmetrisch zur Einfallsrichtung.

Eine vorteilhafte Vorrichtung zum Ausüben des erfindungsgemäßen Verfahrens ergibt sich aus Anspruch 8. Die Vorrichtung nimmt die Wellenenergie über zumindest zwei Wandler auf, die in einem gegenseitigen Abstand kleiner als die halbe Wellenlänge angeordnet sind und an deren Ausgängen Wandlerausgangssignale anstehen. Mehrere Wandler können zu Wandlergruppen zusammengeschaltet sein, wobei ebenfalls benachbarte Wandler von unterschiedlichen Wandlergruppen einen Abstand kleiner als die halbe Wellenlänge einhalten und die zusammengefaßten Ausgangssignale aller Wandler einer Gruppe das Wandlerausgangssignal ergeben. Die Wandler bzw. Wandlergruppen sind über eine Phasenschieberschaltung jeweils mit einem Eingang einer Phasenvergleichsschaltung verbunden.

Die Phasenschieberschaltung kompensiert bei bekannter Eingangsfrequenz eine Phasenverschiebung der Wandlerausgangssignale, die durch die vorgegebene Einfallsrichtung bestimmt ist. Phasenbeziehungen zwischen Wandlerausgangssignalen bleiben unbeeinflußt, wenn in einer Empfangsan-Ordnung Frequenzumsetzungen,z.B. bei Zwischenfrequenzverfahren, vorgenommen werden.

Aufgrund der Phasenkompensation in der Phasenschieberschaltung sind die Empfangssignale an den Eingängen

der Phasenvergleichsschaltung phasengleich, wenn Wellenenergie aus der vorgegebenen Einfallsrichtung, die z. D. durch die Richtung der Keulenachse der Richtcharakteristik gegeben ist, von den Wandlern aufgenommen worden ist. Bei Phasengleichheit steht am Ausgang der Phasenvergleichsschaltung, der mit dem Steuereingang eines Analogschalters verbunden ist, ein Durchschaltsignal an, das sich aus den Empfangssignalen bei ihrer Prüfung auf Phasengleichheit ergibt.

Die Ausgänge der Phasenschieberschaltung sind über einen Suramierverstärker zur Summierung der Empfangssignale und über einen weiteren Phasenschieber mit dem Eingang des Analogschalters verbunden. Der Phasenschieber bewirkt eine Phasenänderung der summierten Empfangssignale gegenüber dem Durchschaltsignal, so daß zum Zeitpunkt des Durchschaltens vorzugsweise ein Maximalwert der summierten Empfangssignale am Eingang des Analogschalters ansteht. Ein Ausgang des Analogschalters, der z.. B. als Pulsdauermodulator oder Sampl-Hold-Verstärker ausbildbar ist, ist mit einer Meßschaltung zur Auswertung durchgeschalteter Empfangssignale verbunden.

Empfangssignale mit Empfangsrichtungen ihrer Wellenenergie, die nicht gleich der Einfallsrichtung sind, jedoch noch im ausgewählten Bereich der Richtcharakteristik liegen, haben gegeneinander eine hinreichend kleine Restphasenverschiebung und bewirken deshalb an der Phasenvergleichsschaltung ein Durchschaltsignal. Damit stehen am Ausgang des Analogschalters nur impulsförmige Anteile solcher Empfangssignale an, deren RestphasenverSchiebung null oder kleiner als eine maximal zulässige zeitliche Verschiebung aufgrund des vorgegebenen Phasenwinkelbereichs ist. Wellenenergie aus allen anderen Empfangsrichtungen ist somit von dem Empfang und der Informationsauswertung ausgeschlossen.

Eine vorteilhafte i\usführungsform der erf indungs gemäß en Vorrichtung ergibt sich aus Anspruch 9« In der Phasenvergleichsschaltung ist ihrem ersten Eingang über eine IClippstufe zur Bildung eines Rechtecksignals eine erste Rechteckstufe nachgeschaltet, die durch die Flanken des Rechtecksignals gesteuert ist und in der ein Referenzsignal mit einer Folgefrequenz gleich der doppelten Empfangsfrequenz und einer kurzen vorgebbaren Impulsdauer, die kleiner als der halbe Reziprolcwert der Folgefrequenz ist, gewonnen wird.

In einem ganz ähnlich aufgebauten Zweig ist einem zweiten Eingang der Vergleichsschaltung über eine zweite Klippstufe zur Bildung eines weiteren Rechtecksignals eine zweite Rechteckstufe nachgeschaltet, in der ein Toleranzsignal generiert wird, dessen Folgefrequenz ebenfalls gleich der doppelten Empfangsfrequenz und dessen Impulsdauer als Toleranzzeit kürzer als der halbe Reziprokwert der Folgefrequenz ist. Je kurzer die Torzeit und die Toleranzzeit sind, umso schärfer sind die Nulldurchgänge der Empfangssignale markiert. Den Rechteckstufen ist zur vergleichenden Auswertung des Referenz- und des Toleranzsignals eine Vergleichsstufe nachgeschaltet, die vorzugsweise als logisches NAND nur dann ein Ausgangssignal abgibt, wenn die Phasendifferenz des Referenzsignals gegenüber dem Toleranzsignal so gering ist, daß sich Impulse beider Signale zeitlich überlappen. Die Bedingung "Phasengleichheit" wird dabei umso schärfer erfüllt, je geringer die Torzeit und die Toleranzzeit vorgegeben sind.

An die Klippstufen sind ebenfalls Testeingänge einer Testschaltung angeschlossen, die vorzugsweise die logische Funktion einer Antivalenzschaltung zur Bildung eines Gattersignals erfüllt,das logisch "0" ist, wenn die Rechtecksignale beider Klippstufen phasengleich sind. Eine derartige Testschaltung weist z. B. vorteilhaft

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eine UND-Schaltung und eine NOR-Schaltung auf, denen ein NOR-Gatter nachgeschaltet ist.

Das am Ausgang der Vergleichsstufe anstehende Torsignal hat bei Phasengleichheit von Referenz- und Toleranzsignal für die Dauer der Torzeit den logischen Pegel "O" und nimmt für seine restliche Periodendauer den logischen Pegel "1" an. Die Vergleichsstufe und die Teststufe sind über ein NOR-Verknüpfungsgatter, an deren Ausgang das Durchschaltsignal, das für die Dauer der Torzeit den logisehen Pegel "1" hat, ansteht, mit einem Analogschalter verbunden, der über einen Summierverstärker mit den Empfangssignalen ansteuerbar ist. Ein dem Summierverstärlcer nachgeschalteter Phasenschieber ist über den Analogschalter für die Dauer des Durchschaltsignals an eine Meßschaltung zur Auswertung der Empfangssignale durchgeschaltet.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung nach Anspruch 10 sind die Rechteckstufen aus Antivalenzschaltungen aufgebaut. Von beiden Eingängen der Antivalenzschaltung ist der eine direkt und der andere über eine Verzögerungsschaltung mit der zugehörigen Klippstufe verbunden. Die Verzögerungsschaltung bewirkt Phasenungleichheit an den Eingängen der Antivalenzschaltung für die Dauer der Verzögerungszeit, so daß ihr Ausgangssignal nach jeder Impulsflanke nur für die Dauer der Verzögerungszeit logisch "1" annimmt. Die Verzögerungsschaltung ist vorteilhaft durch eine RC-Schaltung realisiert, deren Zeitkonstante die Verzögerungszeit bestimmt.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung nach Anspruch I3 ist der ersten Rechteckstufe eine Verzögerungsstufe nachgeschaltet, in der das Referenzsignal um die halbe Toleranzzeit vermindert

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um die halbe Torzeit verzögert wird. Die Verzögerungsstufe symmetriert den Bereich, um den das Referenzsignal links- bzw. rechtsseitig verschoben werden kann, und gibt somit Winkeltoleranzen an, um die die Empfangsrichtungen zu beiden Seiten der Einfallsrichtung abweichen können. In Verbindung mit dem Phasenschieber, der die summierten Empfangssignale um eine Phase proportional einem Viertel der Periodendauer des Empfangssignals vermindert um die halbe Torzeit verschiebt, ist das Durchschalt*ignal gegenüber dem Empfangssignal zeitlich so ausgerichtet, daß bei phasengleichen Empfangssignalen solche /pj.t.1.5-c'i'üi Anteile ausgegeben werden, die symmetrisch zu den Maxima bzw. Minima der Empfangssignale liegen.

Eine Anlage mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Empfangen von Wellenenergie hat den Vorteil, daß bereits vor der Auswertung der Empfangssignale eine abweichende Phasenverschiebung erkannt wird, wenn Wellenenergie mit von der Einfallsrichtung abweichender Empfangsrichtung empfangen worden ist. Mit einer einfachen logischen Prüfung lassen sich Nutzsignale aus der Hauptkeule aufgrund einer Phasenverschiebung der Empfangssignale nach von über Nebenzipfel empfangene Störsignale unterscheiden, wenn alle Maßnahmen zur Verbesserung der Richtcharakteristik ihren Empfang nicht verhindern. Empfangene Wellenenergie, die sich aus einer Mischung von Nutz- und Störsignalen, d. h. Wellenenergie aus der Einfallsrichtung und Wellenenergie aus anderen Empfangsrichtungen, zusammensetzt, hat als Summensignal ebenfalls falsche, nicht kompensierbare Phasenverschiebungen und wird nicht durchgeschaltet. Es ist ein weiterer Vorteil, daß die Phasenprüfung die Empfangssignale unmittelbar ohne zeitliche Verzögerung und ohne aufwendige Signalverarbeitung auswertet und bei Phasengleichheit ein Schaltsignal abgibt, daß die Empfangssignale unmittelbar durchschaltet.

• ♦ »

* · ft * Λ

• · * t, Λ

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Eine Ausgestaltung der Erfindung beinhaltet darüber hinaus den Vorteil, daß mit vorgebbaren Tor- und Toleranzzeiten Winkelsektoren für durchzuschaltende Empfangssignale bestimmbar und bezüglich der Einfallsrichtung beliebig dimensionierbar sind. Da weiterhin durch eine Überlappung der Torzeit und der Toleranzzeit die Dauer für das Durchschalten von Empfangssignalen bestimmt ist, erfolgt abhängig von der Dauer eine mehr oder weniger starke Berücksichtigung des durchgeschalteten Empfangssignals bei der Auswertung. Andererseits ist für die Dauer vollständiger Überlappung der durchgeschaltete Anteil des Empfangssignals konstant gleich der Dauer der Torzeit. Ungerichtete, isotrope Schallenergie und Geräusche ergeben kein Schaltsignal, da ihre Phasenverschiebungen statistisch

15 sind.

Stark eingestreute elektromagnetische Störungen werden zwar gleichphasig aufgenommen, sie sind jedoch nach der Phasenschieberschaltung nicht mehr gleichphasig und können kein Durchschaltsignal bewirken.

Anlagen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren werden besonders vorteilhaft bei Verwendung in Sonar- oder Echolot-Geraten eingesetzt, für die ein besonders sicherer Empfang von Wellenenergie aus einer vorgegebenen Einfallsrichtung gewährleistet sein muß, der über übliche Verfahren zur Richtungsbildung hinausgeht und Wellenenergie aus nicht vorgegebenen Empfangsrichtungen vollständig unterdrückt. Eine geeignete Schaltung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ist - wie beschrieben - mit einfachen logischen digitalen Schaltkreisen besonders preiswert zu realisie-

30 ren.

Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels im folgenden näher beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Richtcharakteristik in kartesischer Darstellung,

Fig. 2 ein Signaldiagramm zur zeitlichen Gegenüberstellung von Empfangssignalen und der

aus ihnen abgeleiteten rechteckförmigen Signale entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren,

Fig. 3 ein Blockschaltbild für eine nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitende

Empfangsvorrichtung.

Mit Fig. 1 wird der Zusammenhang zwischen zulässigen Empfangsrichtungen aus vorgebbarem Bereich einer Richtcharakteristik und Phasenverschiebungen von Wandlerausgangssignalen verdeutlicht, dabei lassen sich aus Phasenverschiebungen von Empfangsrichtungen an Bereichsgrenzen maximal zulässige zeitliche Verschiebungen der Wandlerausgangssignale angeben oder zu einer maximalen Impulsdauer für ein Durchschaltsignal festlegen.

Die Fig. 1 zeigt einen Teil einer Richtcharakteristik für eine lineare Wandleranordnung mit einem Abstand der einzelnen Wandler voneinander, der kleiner als die halbe Wellenlänge λ/2 ist. In einer kartesischen Darstellung ist an der Abszisse die Empfangsrichtung α und an der Ordinate die Amplitude U für WandlerausgangsSignaIe angetragen. Die Richtcharakteristik in Abhängigkeit von der Empfangsrichtung α ist symmetrisch bezüglich einer Empfangsrichtung α und nimmt für a ihre maximale Amplitude U an. Für Empfangsrichtungen α, die um einen Winkelδ größer oder kleiner als die Einfallsrichtung α sind, nimmt die Amplitude des Empfangssignals um 3 dB auf

den Wert U ab. Die Nullstellen der Richtcharakteristik

-3 dB
werden für die Empfangsrichtungen α eingenommen, die sich von der Einfall sr χ chtung cc um Winkel i <v , , ΐ<νΓ_ο, ...,

O 1 *™ ώ

* nj*. unterscheiden. So ergibt beispielsweise ein Winkelbereich von α - „J¹'. bis α +& den Winkelbereich zum Empfangen von Wellenenergie an, der der Hauptkeule der Richtcharakteristik entspricht und in dem empfangene Wellenenergie als Nutzsignal betrachtet wird. Ein Winkelbereich von α +/vp, bis α + pP _o schließt eine Nebenkeule ein und die aus diesem Winkelbereich empfangene Wellenenergie ist als Störsignal bezüglich der vorgegebenen Einfallsrichtung α aufzufassen. Wird Wellenenergie aus der Empfangsrichtung α von zwei benachbarten Wandlern aufgenommen, so weisen Signale an ihren Ausgängen eine Phasenver-Schiebung φ gegeneinander auf, die von dem Wandlerabstand a, der Wellenlänge λ, der Empfangsrichtung oc und einer Konstanten 2* nach der bekannten Formel

_cos

bestimmt werden kann. Aus dieser Phasenverschiebung cp wird eine zeitliche Verschiebung t bezüglich der Perioden dauer T nach Gleichung

1
T

bestimmt.

Ein aus der Richtcharakteristik ausgewählter, vorgebbarer Winkelbereich, aus dem Wellenenergie mit unterschiedlichen, zulässigen von der Einfallsrichtung α abweichenden Empfangsrichtungen α aufgenommen wird, kann in ein Zeitintervall umgesetzt werden, um das die aus den Wandlerausgangssignalen gewonnenen Empfangssignale gegeneinander verzögert sein können, um noch als quasi phasengleich erkannt zu werden. Zur Auswertung von derart gegeneinander verschobenen Empfangssignalen werden durch diese

Zeitintervalle Impulsdauern von rechteckförmigen Signalen definiert, mit denen logische Schaltungen zur Prüfung auf Phasengleichheit der Empfangssignale und zur Generierung eines Durchschaltsignals ansteuerbar sind.

So ist aus einem Winkelbereich, der durch die Empfangsrichtungen α +/und α - <ί begrenzt ist, d. h. Empfangsrichtungen ex, für die die Amplitude des Wandlerausgangssignals um 3 dB geringer ist als die der Einfallsrichtung α , ein Zeitintervall der Dauer τ aus

T^⁼ Γ I L^COS <^ao⁺«f) "

zu bestimmen, das im wesentlichen die maximale zeitliche Verschiebung der Empfangssignale angibt.

Aus einem anderen Winkelbereich, für Empfangsrichtungen

zwischen α + /und α + rS\ wird ein Zeitintervall der ο ^w öl

Dauor τ abgeleitet,

1 α r = τ

|cos(oc +ro.) - cos(a +0

das im wesentlichen die Impulsdauer des Durchschaltsignals und damit die Zeit für eine Freigabe der Wandlerausgangssignale bzw. der Empfangssignale für die Informationsauswertung angibt.

In dem Signaldiagramm nach Fig. 2 sind als Funktion der Zeit t untereinander die aus den Wandlerausgangssignalen gewonnenen Empfangssignale und die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erzeugten rechteckförmigen Signale zum Vergleich ihrer Phasenbeziehungen dargestellt. Für die Darstellung aller Signale ist ein Zeitintervall berücksichtigt, das etwa 1,5 Perioden der Empfangssignale entspricht. Periodendauer und Impulsdauer aller Signale sind

an einer Zeitskala im unteren Teil der Fig. 2 markiert. Alle rechteckförmigen Signale haben nur die logischen Pegel ¹¹O" oder "1".

Die Empfangssignale A und A¹ sind sinusförmig, haben eine Periodendauer T die gleich dem Reziprokwert der Empfangsfrequenz ist und sind genau gleichphasig, d.h. die Empfangsrichtung von Wellenenergie an der Wandleranordnung entspricht der vorgegebenen und in einer Phasenschieberschaltung kompensierten Einfallsrichtung. Die Amplituden der Empfangssignale A, A¹ haben für die nachfolgende Betrachtung keine Bedeutung. Allein der Zusammenhang der in der Fig. 2 dargestellten rechtockförmigen Signale und ihrer Flanken mit den Nulldurchgängen der Empfangssignale A, A¹ ist verdeutlicht, um die Prüfung der Empfangssignale A, A¹ auf Phasengleichheit, die Berücksichtigung einer zulässigen Restphasenverschiebung und die Generierung eines Durchschaltsignals G zu veranschaulichen.

Aus den Empfangssignalen A und A' ergeben sich durch Klippen die Rechtecksignale B und B¹. Dabei werden exakt die Nulldurchgänge der Empfangssignale A und A' ausgewertet, mit denen somit die Flanken der Rechtecksignale B und B¹ zeitlich übereinstimmen müssen.

Aus dem Rechtecksignal B wird durch Begrenzen der Impuls-, dauer das Referenzsignal C gewonnen, dessen Impulsdauer als Torzeit τ., wesentlich kleiner, nämlich hier etwa ein Zwanzigstel der Periodendauer T des Empfangssignals A ist. Durch jede positive und negative Flanke des Rechtecksignals B wird ein Impuls des Referenzsignals C erzeugt. Damit hat das Referenzsignal C eine Folgefrequenz gleich der doppelten Empfangsfrequenz und allein die Anstiegsflanken seiner Impulse kennzeichnen die Nulldurchgänge des Empfangssignals A. Das Toleranzsignal G' entspricht in seinem Aufbau dem Referenzsignal C. Es unterscheidet sich vom Referenzsignal C dadurch, daß die Impixlsdauer

als Tolcranzzeit T_n doppelt so groß ist, wie die Torzeit T.. des Referenzsignals C. Sie entspricht etwa einem Zehntel der Periodendauer T des Empfangssignals A bzw. A'.

Die logische Verknüpfung des Referenzsignals C und des Toleranzsignals C, beispielsweise in einem NAND-Gatter, führt zum Torsignal D, das nur dann für die Dauer der Torzeit τ auf "0" schaltet, wenn die Rechteckimpulse des Referenzsignals C und des Toleranzsignals C¹ zeitlich übereinstimmen. Diese Übereinstimmung oder Überlappung ist je-

T doch auch bei allen Vielfachen der halben Periodendauer ητ des Empfangssignals gegeben und ist somit mehrdeutig bei

T gegeneinander um die halbe Periodendauer — verzögerten Empfangssignalen A und A¹. Es ist daher eine Koinzidenzprüfung notwendig, zu der die Rechtecksignale B und B' herangezogen werden.

Die Rechtecksignale B und B¹ sind phasengleich mit den zugehörigen Empfangssignalen A und A¹ und ihre Impulsfolgefrequenz ist gleich der Empfangsfrequenz. Ihre logische Verknüpfung ergibt ein Gattersignal F mit dem logischen Pegel "0" für die phasengleichen Rechtecksignale B und B¹, da beide Rechtecksignale B und B' gleichzeitig entweder den logischen Pegel "1" oder den logischen Pegel "0" haben. Das Gattersignal F würde jedoch dauernd den logischen Pegel "1" dann annehmen, wenn die Empfangssignale A und A¹ und die daraus abgeleiteten Rechtecksignale B und B¹ um

T
die halbe Periodendauer -^ gegeneinander phasenverschoben sind.

Eine Zusammenführung des Torsignals D und des Gattersignals F über die logische Funktion NOR zur Koinzidenzprüiung hat das Durchschaltsignal G zum Ergebnis. Das Durchschaltsignal G entspricht dem invertierten Torsignal D, da das Torsignal D und das Gattersignal F gleichzeitig den logischen Pegel "0" haben. Die Vorderflanken der rechteck-

förinigen Impulse des Durchschaltsignals G stimmen mit den Nulldurchgängen des Empfangssignals A, A¹ überein. Seine Impulsdauer ist gleich der Dauer der Torzeit τ, des Referenzsignals C. Mit dem durch Phasenvergleich von Referenzsignal C und Toleranzsignal C und durch Koinzidenzprüfung mit den Rechtecksignalen B und B' nach diesem Verfahren gewonnenen Durchschaltsignal G werden die Empfangssignale A₁A' oder seine den Impulsen des Durchschaltsignals G entsprechenden Anteile unmittelbar ausgegeben und einer weiteren Auswertung zugeführt.

Der Fall gegeneinander phasenverschobener Empfangssignale A und A', für die die Phasenverschiebung aufgrund
ihrer von der Einfallsrichtung abweichenden Empfangsrichtung nicht vollständig kompensiert wurde, ist zwar nicht dargestellt aber ohne weiteres aus Fig. 2 ableitbar. Ergibt sich aufgrund der Abweichung der Empfangsrichtung
von der Einfallsrichtung eine Verschiebung des Empfangssignals A nach links um eine Zeit, größer oder zumindest gleich T.., so verschiebt sich auch das Referenzsignal C

um eine entsprechende Zeit nach links. Impulse des Referenzsignals C und des Toleranzsignals C stimmen nicht
mehr zeitlich überein, so daß das Torsignal D konstant dem logischen Pegel "1" wird.

Andererseits bewirkt eine Verschiebung des Empfangssignals A gegenüber A¹ nach rechts um eine Zeit größer oder gleich T₀ ein entsprechend verschobenes Referenzsignal C und keine zeitliche Übereinstimmung mit dem Toleranzsignal C, so daß das Torsignal D auch in diesem Fall ständig den logischen Pegel "1" annimmt. Damit bestimmt die
Summe von Torzeit T₁ und Toleranzzeit T₀ einen Bereich
möglicher zeitlicher Verschiebungen der Empfangssignale A und A¹ gegeneinander, für den das Torsignal D noch
nicht ständig den logischen Pegel "1" annimmt.

!«"ach der Zusarnmenführung des Torsignals D mit dem Gattersignal P bleibt das Durchschaltsignal G ständig auf dem
logischen Pegel "0", obwohl das Gattersignal F rechteckförmige Impulse enthält, die seitlich mit Impulsen des

Referenzsignals C zusammenfallen, so daß lccine Anteile der , Empfangssignale ausgegeben werden. ;

Bei einer Verschiebung der Empfangssignale gegeneinander i

T
um genau eine halbe Periodendaucr 77 ändern sich die Im-

Cj r

pulsdiagramme für das Referenzsignal C, das Toleranzsig- '

nal C und das Torsignal D nicht. Das Gattersignal F ist
jedoch ständig logisch "1", so daß zur Koinzidenzprüfung
eine NOR-Verknüpfung mit dem Torsignal D unabhängig von
dessen Änderung ständig zu einem Durschaltsignal G identisch dem logischen Pegel "0" führt. Die Zusammenführung

von Torsignal D und Gattersignal F bewirkt somit eine "

Ausblendung der bezüglich der halben Periodendauer ης mehrdeutigen Referenz- und Toleranzsignale C und C und verhindert die Erzeugung eines wirksamen Durchschaltsignals G \ zum Ausgeben der Empfangssignale.

In Fig. 3 ist eine Empfangsvorrichtung dargestellt, in der Wandler 1 und 2 an eine Phasenschieberschaltung 3 angeschlossen sind, die die Phasenverschie- ί bung von Wandlerausgangssignalen der Wandler 1 und 2 ent- : sprechend einer vorgegebenen Einfallsrichtung kompensiert, !

so daß an ihren Ausgängen 4 und 5 Empfangssignale A und j

A¹ anstehen. Diese Empfangssignale A und A¹ sind genau [

dann gleichphasig, wenn Wellenenergie aus der vorgegebe- f

nen Einfallsrichtung auf die Wandler 1, 2 auftrifft. Den f

Ausgängen k und 5 der Phasenschieberschaltung 3 sind über ;■ Eingänge 6 und 7 einer Phasenvergleichsschaltung 10 Klippstufen 11 und 12 nachgeschaltet, die Rechteclcsignale B

und D¹ liefern mit einer Impulsfrequenz gleich der Emp-

i fangsfrequenz der Empfangssignale A, A¹ und einer Impuls- j

dauer, die gleich dem halben Reziprokwert der Empfangs-

frequenz ist. An die Klippstufen 11 und 12 sind parallel eine Prüfstufe Ik mit Prüfeingängen 1$ und 16 und eine Testschaltung 17 mit Testeingängen 18 und 19 angeschlossen. Die Prüfstufc Ik und die Testschaltung 1? sind über ein Verknüpfungsgatter 20 mit einer Analogschaltung als Pulsdauermodulator 2k.

Zum Prüfen auf Phasengleichheit in der Prüfstufe Ik ist ihr erster Prüfeingang 15 in einer ersten Rechteckstufe zur Erzeugung des Referenzsignals C einmal direkt und einmal über eine erste Verzögerungsschaltung 30 mit einer ersten Antivalenzschaltung 31 und der zweite Prüfeingang l6 in einer zweiten Rechteckstufe 26 zur Erzeugung des Toleranzsignals C· zum einen direkt und zum anderen über eine zweite Verzögerungsschaltung 33 mit einer zweiten Antivalenzschaltung 3k verbünden. Die Antivalcnzschaltungen 31 und 3k nehmen bei gleichen Eingangszuständen einen Ausgangszustand logisch "0" an. Eine Änderung der logischen Pegel an den Prüfeingängen 15, l6 bei Auftreten einer positiven oder negativen Flanke der Rechtecksignale B und B' ändert den einen Eingangszustand der Antivalenzschaltung 31 bzw. 3k unverzögert, den anderen jedoch, bedingt durch die vorgeschaltete Verzögerungsschaltung 30 bznr. 33, erst um die Verzögerungszeit T₁ bzw. T„ verzögert. Für die Dauer ungleicher Eingangszustände wird der Ausgangszustand logisch "1". Das an der ersten Antivalenzschaltung 31 anstehende Referenzsignal C und das an der zweiten Antivalenzschaltung 3k anstehende Toleranzsignal C¹ haben somit eine doppelt so große Folgefrequenz wie die Rechtecksignale B, B¹,aus denen sie hervorgegangen sind. Den Rechteckstufen 25 und 26 ist eine Vergleichsstufe 35 zur Auswertung des Referenzsignals C und des Toleranzsignals C nachgeschaltet, die nur dann ein Ausgangssignal als Torsignal D liefert, wenn die Rochtcckimpulse des Referenzsignals C und dos Toleranzsignals C gleichzeitig anstehen. Die Vergleichsstufe 35 ist hier als NAND-Schaltung

realisiert, bei der das Torsignal D den logischen Zustand "1" annimmt Tür alle die Zeiten, für die das Referenzsignal C und das Toleranzsignal C¹ ungleiche logische Zustände oder den logischen Zustand "0" haben. Bei Phasengleichheit haben Referenzsignal C und Toleranzsignal C gleichzeitig den logischen Zustand "1", für eine Dauer, die durch die Verzögerungszeit als Torzeit T^ der ersten Verzögerungsschaltung 30 bestimmt ist, und das Torsignal D nimmt für die Torzeit T^ den logischen Zustand "0" an.

In der Testschaltung 17 ist der erste Testeingang 18 mit ersten Eingängen einer .UirD-Schaltung 40 und einer NOR-Schaltung 4l und der zweite Testeingang 19 ßiit zweiten Eingängen der UND-Schaltung 40 und der KOR-Schaltung '±1 verbunden, denen ein NOR-Gatter 42 zur Erzeugung eines Ausgangssignals der Teststufe als Gattersignal F nachgeschaltet ist. Die Testschaltung 17 hat die logische Funktion einer Antivalenzschaltung bezüglich der Rechtecksignale B, B', wobei das Gattersignal F einen vom logischen Zustand "0" abweichenden Zustand logisch "1" nur dann einnimmt, wenn die Rechtecksignale B, B¹ der Klippstufen 11 und 12 gegeneinander phasenverschoben sind.

Das Verlcnüpfungsgatter 20 ist als NOR-Schaltung ausgeführt und das von ihm an den Pulsdauermodulator 24 übertragene Durchschaltsignal G entspricht dem invertierten Torsignal D, wenn das Gattersignal E identisch logisch "0" ist.

Die Ausgänge 4 und 5 der Phasenschieberschaltung 3 sind an einen Summierverstärker 50 angeschlossen, der über einen Phasenschieber 5I mit dem Pulsdauermodulator 24 verbunden ist. Der Phasenschieber 5I erzeugt eine Phasenverschiebung von annähernd 90 des von dem Summierverstärker 5I gebildeten Summensignals gegenüber den

Empfangssignalen A und A¹ und damit gegenüber dem Durchschaltsignal G, so daß der Pulsdauermodulator 2k aufgrund des Durchschaltsignals G Anteile des Summonsignals durchschaltet, die bei dem Maximum bzw. dem Minimum des Summensignals beginnen.

An den Pulsdauermodulator 2k ist eine Meßschaltung 52 angeschlossen, in der die in den Empfangssignalen A und A' enthaltene Information bestimmt und angezeigt wird.

Zur Verzögerung des Referenzsignals C ist zwischen die erste Rechteckstufe 25 und die Vergleichsstufe 35 eine Verzögerungsstufe 55 geschaltet. Eine Zeitverzögerung des Referenzsignals C gegenüber dem Toleranzsignal C', die durch die Verzögerungsstufe 55 gleich der halben Toleranzzeit vermindert um die halbe Torzeit ist, hat zur Folge, daß Impulsmitten von Toleranzsignal C und Referenzsignal C genau gleichzeitig auftreten. Mit einem angepaßten nicht genau auf 90 Phasenverschiebung eingestellten Phasenschieber 51 wird dann erreicht, daß der Pulsdauermodulator 2k solche Anteile des Summensignals durchschaltet, die symmetrisch zu Maxima gleichphasiger Empfangssignale A,A¹ liegen. Die symmetrische Lage der Impulse von Referenzsignal C und Toleranzsignal C für die vorgegebene Einfallsrichtung ermöglicht ferner zur Einfallsrichtung um gleiche Winkeländerungen symmetrisch geänderte Empfaiigsrichtungen in dem Maße, wie eine rechts- bzw. linksseitige zeitliche Verschiebung der Impulse von Referenzsignal C und Toleranzsignal C noch zu einem Durchschaltsignal G führt.

Die mit dem Ausfuhrungsbeispiel angegebenen logischen Verknüpfungsschaltungen stellen nur eine mögliche Realisierung dar. Gleichwertige Ausführungsformen können sich durch Invertieren der rechteckförmigen Signale ergeben. Ferner können insbesondere die Prüfstufe l'jfc und die Testschaltung 17 bei gleicher logischer Funktion mit anderen

1 logischen Bauelementen realxsiert werden.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. /Verfahren zur Verbesserung des Richtempfangs einer Wandleranordnung mit vorgegebener Richtcharakteristik, insbesondere einer Wandleranordnung für eine Dopplermeßeinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß beim Empfang ausschließlich Wandlerausgangssignale mit einer Phasenverschiebung entsprechend einem ausgewählten Bereich der Richtcharakteristik, vorzugsweise ihrer Hauptkeule, zugelassen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandlerausgangssignale um eine von Wellenenergie aus einer vorgegebenen Einfallsrichtung resultierende Phasenverschiebung phasenkompensiert werden und daß mindestens zwei von benachbarten Wandlern der Wandleranordnung herrührende phasenkompensierte Wandlerausgangssignale als Empfangssignale miteinander phasenmäßig verglichen und die Empfangssignale nur dann zugelassen werden, wenn ihre Restphasenverschiebung kleiner als ein dem ausgewählten Bereich der Richtcharakteristik entsprechender Phasenwinkelbereich ist.

3· Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der phasenmäßige Vergleich mit aus den Empfangssignalen abgeleiteten Rechtecksignalen mit einer Impulsfolgefrequenz gleich der Frequenz der Empfangssignale durchgeführt wird, wobei die maximale zeitliche Verschiebung miteinander zu vergleichender Rechtecksignale durch den Phasenwinkelbereich bestimmt ist.

k. Verfahren nach Anspruch 3i dadurch gekennzeichnet,

daß aus dem dem einen Empfangssignal zugehörigen Recht-KAE 2-79 ecksignal ein Referenzsignal und aus dem der anderen, l8.12.80
GAP Si/jο

damit zu vergleichenden Empfangssignal zugehörigen Rechtecksignal ein Toleranzsignal abgeleitet wird, deren Folgefrequenz jeweils gleich der doppelten Empfangsfrequenz und deren Impulsdauer kleiner als der halbe Reziprokwert der Folgefrequenz ist, wobei die Summe von, Impulsdauer des Referenzsignals und Impulsdauer des Toleranzsignals von der maximal zulässigen zeitlichen Verschiebung der zugehörigen Rechtecksignale bestimmt wird und daß ein Durchschaltsignal für die Empfangssignale erzeugt wird, wenn sich das Referenzsignal und das Toleranzsignal zeitlich überlappen und die zeitliche Verschiebung der Rechtecksignale die maximal zulässige nicht übersteigt.

5. Verfahren nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Impulsdauer des Toleranzsignals als Toleranzzeit größer ist als die Impulsdauer des Referenzsignals als Torzeit.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis ^, dadurch gekennzeichnet, daß die maximal zulässige zeitliche Verschiebung proportional der Differenz von Cosinusfunktionen ist, deren Argumente Empfangsrichtungen der der Einfallsrichtung benachbarten Nullstellen einer Richtcharakteristik der Wandleranordnung sind.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Referenzsignal und das Toleranzsignal zeitlich gegeneinander so verzögert sind, daß für phasengleiche Empfangssignale eine positive Flanke des Referenzsignals auf eine positive Flanke des Toleranzsignals nach der halben Toleranzzeit vermindert um die halbe Torzeit folgt.

8. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 2 bis 7 ■> dadurch gekennzeichnet, daß die

Wandleranordnung mindestens zwei Wandler (l;2) oder Wandlergruppen mit einer Vielzahl von Wandlern aufweist, deren gegenseitiger Abstand kleiner ist als die halbe Wellenlänge der aufgenommenen Wellenenergie, daß der Wandler (l;2) bzw. die Wandlergruppe über eine Phasenschieberschaltung (3) jeweils mit einem Eingang (657) einer Phasenvergleichsschaltung (10) verbunden ist,deren Ausgang an den Steuereingang eines Analogschalters (Pulsdauermodulator 2k) angeschlossen ist, und daß die Ausgänge (ft;5) der Phasenschieberschaltung (3) über einen Summierverstärker (50) und vorzugsweise über einen weiteren Phasenschieber (51) mit dem Eingang des Analogschalters (Pulsdauermodulator 2^) verbunden ist., (<etn eine Moß.sc'.altung (52) zur Auswertung der vom Analogschalter (Pulsdauermodulator 2^) durchgeschalteten Empfangssignale nachgeschaltet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasenvergleichsschaltung (10) mindestens zwei jeweils mit einem Eingang (6;7) der Phasenvergleichsschaltung (10) verbundene Klippstufen(ll;12) und eine gleiche Anzahl von diesen nachgeschalteten Rechteckstufen (25;26) vorgebbarer Impulsdauer aufweist, wobei eine erste Rechteckstufe (25) das Referenzsignal (C) und eine zweite Rechteckstufe (26) das ToIeranzsignal (C) jeweils mit einer Folgefrequenz gleich der doppelten Empfangsfrequenz erzeugt, daß die Ausgänge der Rechteckstufen (25;26) an eine vorzugsweise als NAND-Schaltung ausgebildete Vergleichsstufe (35) angeschlossen sind, daß die Klippstufen (11;12) weiterhin jeweils mit Testeingängen (l8;19) einer Testschaltung (17) verbunden sind, die vorzugsweise die logische Funktion einer Antivalenzschaltung erfüllt, daß die Vergleichsstufe (35) und die Testschaltung (17) über ein Verknüpfungsgatter (20), vorzugsweise NOR-Glied, mit dem Ausgang dar Phasenvergleichsschaltung (10) verbunden sind.

* · X at

10. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rechteckstufe (25; 26) aus einer Antivalenzschaltung (31; 34) aufgebaut ist, deren einer Eingang direkt und deren anderer Eingang über eine Verzögerungsschaltung (30; 33)ι deren Verzögerungszeit der Impulsdauer entspricht, mit der zugehörigen Klippstufe (11; 12) verbunden ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungsschaltung (30; 33) aus einer RC-Schaltung besteht, deren Zeitkonstante die Impulsdauer bestimmt.

12. Vorrichtung nach Anspruch 7i dadurch gekennzeichnet, daß die Testschaltung (17) eine UND-Schaltung CiO) und eine NOR-Schaltung (4l), die an die Testeingänge (18;

19) angeschlossen sind, sowie ein NOR-Gatter (42) aufweist, das der UND-Schaltung (40) und der NOR-Schaltung (4l) nachgeschaltet ist.

13- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der ersten Rechteckstufe (25) zur Bildung eines verzögerten Referenzsignals (C) eine Verzögerungsstufe (55) mit einer Zeitverzögerung gleich der halben Toleranzzeit vermindert um die halbe Torzeit nachgeschaltet ist.

l4. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Phasenschieber (51) die summierten Empfangssignale gegenüber dem Durchschaltsignal um eine Phase proportional einem Viertel der Periodendauer des Empfangssignals vermindert um die halbe Torzeit verschiebt.