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Verfahren zur Schallrichtungsbestimmung Verfahren zur Schallrichtungsbestimmung
unter Benutzung einer Mehrzahl von Empfängern nach der Maximal- oder Binauralmethode
und verschieden langer Basen sind bekannt. Andererseits ist es bekannt, eine Mehrzahl
von Empfängern auf einen Kompensator zu schalten und dadurch die Richtungsbestimmung
vorzunehmen.
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Gemäß der Erfindung wird bei einem Verfahren zur Schallrichtungsbestimmung
unter Benutzung einer Mehrzahl von Empfängern nach der Maximal- oder Binauralmethode
und mehrerer, z. B. zweier, verschieden langer Basen zunächst durch Beobachtung
mit der kleineren Basis die ungefähre Lage der Schallquelle mittels eines für diese
Basis gebauten Kompensators ermittelt und dann nach Umschaltung auf eine größere
Basis unter Zwischenschaltung einer entsprechenden festen Verzögerung die genauere
Richtung mit demselben Kompensator ermittelt.
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Das Verfahren nach der Erfindung hat besondere Bedeutung, wenn es
sich um eine Mehrzahl von Empfängern oder Empfängergruppen handelt, die sich im
wesentlichen in einer Richtung erstrecken, wobei die einzelnen Gruppen selbst geradlinig
oder nach einer beliebigen Figur in einer Ebene oder im Raum verteilt angeordnet
sein können. Bei einer solchen Anordnung ist die Peilschärfe senkrecht zur Verbindungslinie
bzw. zur Ebene, in der die Empfänger angeordnet sind, verhältnismäßig groß, während
schräg dazu oder in der Richtung der Verbindungslinie bzw. der Ebene die Peilschärfe
wesentlich geringer ist. Wenn es sich um Unterwasserschall handelt, ist z. B. bei
solchen in der Längsrichtung des Schiffes an der Schiffswand angeordneten Empfängergruppen
die Peilschärfe in dem Sektor quer zum Schiff recht gut. Wenn es sich dagegen darum
handelt, mit einer solchen Anordnung in dem Sektor nach voraus oder nach rückwärts
zu peilen, so ergibt sicli eine wesentlich geringere Peilschärfe. Es ist nun bekannt,
daß man durch Vergrößern der Basis die Genauigkeit der Richtungsbestimmung beliebig
vergrößern kann. Bisher hat man es aber immer für nötig gehalten, bei Benutzung
einer größeren Basis auch. einen entsprechend größeren Kompensator zu verwenden.
Derartige Kompensatoren sind aber außerordentlich kostspielige Geräte.
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Durch das Verfahren nach der Erfindung ist es möglich, mit einem an
sich nur für eine kleine Basis gebauten Kompensator auch in den Sektoren, in denen
die Richtungsbestimmung an sich relativ ungenau ist, eine große Peilgenauigkeit
zu erreichen.
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Das Verfahren nach der Erfindung ist an
Hand der beiliegenden
schematischen Zeichnung beispielsweise veranschaulicht. Es stellt dar: Fig. i eine
Seitenansicht des vorderen Teiles eines Schiffes mit drei Empfängern und deren Schaltungsschema,
Fig.2 ein Schema der verschiedenen mit der Empfängeranordnung der Fig. i erreichbaren
Peilgenauigkeiten.
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In Fig. i bedeutet i ein Schiff, 2, 3 und 4 drei Empfänger, wobei
die Empfänger 3 und 4 eine kleine Basis cl, die Empfänger :2 und 4 eine große Basis
A bilden. Die beiden Empfänger 3 und 4 können mittels des Schalters 5 unmittelbar
auf einen Kompensator 6 geschaltet werden, wie durch die Leitungen 7 und 8 angedeutet
ist. Die Empfänger 2 und 4 andererseits können unter Einschaltung eines festen Verzögerungsgliedes
9 mit dem gleichen Kompensator 6 verwendet werden durch die Leitungen ro und i i,
wenn der Schalter 5 in die StellungA gebracht wird. Nach der Seite des Schiffes
(Richtung Pfeil B) ist es möglich, mit den Empfängern 3 und 4 (kleine Basis a) bereits
eine verhältnismäßig große Peilschärfe zu erzielen, wie dies durch den Sektor 12
angedeutet ist. In der Richtung des Pfeiles C dagegen ist die Peilgenauigkeit bei
der Benutzung der kleinen Basis verhältnismäßig gering, wie dies durch den größeren
Sektor #i3 dargestellt ist. Schaltet man nun aber auf die große Basis A um, so kann
man auch in dieser Richtung C eine größere Peilgenauigkeit erzielen, wie dies beispielsweise
durch den Sektor 14 angedeutet ist. Wollte man die Drehung der natürlichen Charakteristik
der großen Basis von der Richtung B in die Richtung C, wie dies` durch den Pfeil
D angedeutet ist, durch einen Kompensator bewirken, so würde derselbe verhältnismäßig
große Dimensionen aufweisen müssen und sehr teuer werden. Erfindungsgemäß wird nun
für die Drehung der natürlichen Charakteristik der großen Basis in den Bereich der
geringeren Genauigkeit der kleinen Basis, z. B. in .den Bereich des Sektors
13, nicht ein Kompensator von großen Dimensionen verwendet, sondern es wird
eine feste Verzögerungseinrichtung 9 vor den Empfänger 4 -geschaltet, und man kann
dann innerhalb dieses Sektors 13 mit dem Kompensator, der an sich nur für die kleinere
Basis a gebaut ist, die Schallrichtung mit wesentlich größerer Genauigkeit einstellen.
Diese Peilgenauigkeit, die mit der großen Basis innerhalb des Sektors
13 erreicht werden kann, ist beispielsweise durch den Sektor 14 angedeutet.
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Will man die Peilung mit größerer Genauigkeit nicht in der Richtung
C, sondern auch in der Richtung E vornehmen, so hat man entsprechend die feste Verzögerung
9 nicht in die Leitung I i des Empfängers 4, sondern in die Leitung ro des
Empfängers 2 einzuschalten.
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An Stelle der Einzelempfänger 2, 3 und 4 können nun, wie dies an sich
bekannt ist, für die Richtungsbestimmung auch irgendwelche Gruppenanordnungen von
Empfängern benutzt werden. Der Kompensator und die feste Verzögerungseinrichtung
ist dann entsprechend zu bauen.
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Der Kompensator wird zweckmäßig mit verschiedenen Skalen versehen,
z. B. innen mit einer Skala, die für die Benutzung der kleinen Basis gilt, und außen
mit einer Skala, an der bei Benutzung der großen Basis abzulesen ist.
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Wenn man die genaue Richtungsbestimmung nur in den Sektoren, die in
der Vorausrichtung bzw. in der rückwärtigen Richtung des Schiffes liegen, vornehmen
will, so genügt es, eine feste Verzögerungseinrichtung vorzusehen, deren Verzögerungswert
so bemessen ist, daß sie bei Hintereinanderschaltung mit dem für die kleine Basis
gebauten Kompensator den größten bei Benutzung der großen Basis auftretenden Zeitunterschied
zu kompensieren gestattet. Will man dagegen die Vorteile der größeren Basis auch
in den schräg seitlich liegenden Sektoren ausnutzen, so empfiehlt es sich, die -feste
Verzögerungseinrichtung in Stufen zu unterteilen, von denen man wahlweise je nach
der Richtung, in der die anzupeilende Schallquelle liegt, mehr oder weniger vor
den Kompensator vorschaltet. Zweckmäßig wird dabei die Größe der Stufen der festen
Verzögerungseinrichtung so bemessen, daß ihr Verzögerungswert dem Verzögerungswert
des Kompensators gleich ist.
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Wenn die Erfindung auch besonders zweckmäßig für Unterwasserschallempfangseinrichtungen
auf -Schiffen ist, so ist sie doch nicht auf dieses Gebiet beschränkt, sondern
kann sinngemäß auch für fest im Wasser angeordnete Geräte zur S'challrichtungsbestimmung
angewendet werden. Weiter kann sie auch mit Vorteil für die Bestimmung der Richtung
von Schallquellen in Luft Verwendung finden.