DE69602579T2 - Sonarantenne mit empfindlichkeitsspitzen mindestens bei zwei frequenzen - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft Sonarantennen, insbesondere solche, die dazu bestimmt sind, an einer Unterwasserrakete als Kopfstück angesetzt zu werden.
• Sie befaßt sich insbesondere mit einer Sonarantenne, welche fähig ist, in verschiedenen Frequenzbändern zu arbeiten.
• Im allgemeinen besteht eine Sonarantenne aus einer großen Anzahl von Wandlern. Jeder Wandler, beispielsweise für den Empfang, besteht aus einem Element zum Umwandeln der Druckenergie, die sich in einem flüssigen Medium ausbreitet, in elektrische Energie, welche anhand von elektronischen Vorrichtungen verarbeitet werden kann. In einer Unterwasserantenne vom Typ der in Sonargeräten für Torpedos benutzten Antennen werden die Wandler auf einem schalldurchlässigen Material, das die Energieübertragung gewährleistet, nebeneinander angeordnet; zusätzlich werden sie mechanisch in mehr oder weniger komplexer Weise auf einem Träger befestigt, welcher fähig ist, den Druckbeanspruchungen zu widerstehen.
• Als Beispiel kann das Patent FR 2603761 erwähnt werden, welches eine Sonarantenne beschreibt, die das angesetzte Kopfstück einer Unterwasserrakete bildet und einen Kern in Form eines Blocks aus starrem syntaktischem Schaum enthält, der dem hydrostatischen Unterwasserdruck widersteht, wobei dieser Block Aufnahmen aufweist, in denen jeweils ein elektroakustischer Wandler eingesetzt ist, dessen Außenfläche mit der Außenfläche des besagten Blocks fluchtet. Diese Antenne enthält eine dichte Hülle aus schalldurchlässigem Material, die um den Block und die Wandler herumgeformt ist und ein spitzbogenförmiges hydrodynamisches Profil aufweist, welches das Profil des Rumpfes des Gerätes verlängert und mit Befestigungsmitteln zur Befestigung an der Außenfläche des Vorderendes dieses Rumpfes versehen ist.
• Die Unterwasserantennen können entweder ausschließlich passiv oder aktiv arbeiten, oder die Fähigkeit aufweisen, simultan aktiv und passiv zu arbeiten.
• In allen Fällen besitzt die Antenne eine optimale Betriebsfrequenz, welche dadurch gekennzeichnet ist, daß das Abtastvermögen der sensiblen Fläche, oder in anderen Worten die Anzahl der Wandler pro Flächeneinheit, gut angepaßt ist, und daß bei den aktiven Antennen jeder Wandler fähig ist, bei bestmöglicher Leistung die elektrische Energie in mechanische Energie umzuwandeln. Um zu versuchen, den Ansprüchen der Entwickler von Zielansteuerungsvorrichtungen für Torpedos Rechnung zu tragen, welche dem Sonar immer mehr frequenzielle Beweglichkeit abverlangen, haben die Studien im Bereich der sogenannten "breitbandigen" Aktivantennen dazu geführt, unter Anwendung von mehr oder weniger komplexen Mitteln Wandler zu entwickeln, deren Leistung bei einem Frequenzverlauf von ca. 30% der optimalen Frequenz ein ausreichendes Niveau beibehält. Die Faktoren, auf die es jedoch unmöglich bleibt, im Verhältnis zur Frequenz einzuwirken, bleiben einerseits die Abmessungen des Endkegels der Wandler, welcher das Kopplungsorgan zwischen dem Medium und dem Energieumwandlungsmaterial bildet, wobei diese Abmessungen das Flächenabtastvermögen bestimmen, und andererseits die Abmessungen der Teile, welche die Wandler bilden, wobei diese Abmessungen die optimale Betriebsfrequenz bestimmen.
• Unter Abmessungen des Endkegels eines Wandlers ist der Durchmesser des Endkegels, soweit dieser die Form eines abgeflachten Zylinders aufweist, oder die Länge einer Seite, wenn er die Form eines Parallelepiped-Rechtecks mit quadratischer Basis hat, zu verstehen.
• Aus physikalischen Gründen bei der Energieübertragung und der geringen Interaktion der Wandler untereinander ist der Entwickler gezwungen, die Elemente in Abständen anzuordnen, die annähernd der Hälfte der Wellenlänge, welche sich im Medium ausbreitet, entspricht.
• Das Patent GB 2077552 beschreibt eine Solarantenne, welche für das Aufspüren von Fischschwärmen oder Sandbänken geeignet ist und mit Wandlern ausgestattet ist, die bei zwei Frequenzen V&sub1; und V&sub2;, d. h. 55 kHz beziehungsweise 130 kHz, senden, wobei die Abmessungen des Endkegels eines jeden Wandlers ungefähr einer halben Wellenlänge X&sub1; entsprechen, welches der Frequenz V&sub1; entspricht. Mit einer solchen Antenne erfolgt jedoch ein erheblicher Leistungsabfall, wenn die Wandler in der Frequenz V&sub2; arbeiten. Außerdem kann eine solche Antenne aufgrund ihrer sehr geringen Richtfähigkeit nicht in einer zielansteuernden Vorrichtung für Torpedos eingesetzt werden.
• Die vorliegende Erfindung hat als wesentliches Ziel, diese Nachteile abzuschaffen; indem eine Sonarantenne mit hoher Leistungsfähigkeit in verschiedenen Frequenzbändern V&sub1;, V&sub2;... angeboten wird, wobei für diese verschiedenen Frequenzbänder ein optimales Flächabtastungsvermögen und das Beibehalten der Sendefunktion auf mehreren Frequenzbändern in Einklang gebracht werden.
• Eine erfindungsgemäße Sonarantenne umfaßt identische Wandler und weist mindestens in zwei Frequenzen V&sub1; und V&sub2; Empfindlichkeitsspitzen auf, dadurch gekennzeichnet, daß die Abmessungen des Endkegels dieser Wandler zwischen 0,35 und 0,65 mal die Wellenlänge λ&sub2; betragen, welches der höchsten Frequenz von V&sub1; und V&sub2; entspricht.
• Diese Fraktionierung der empfindlichen Fläche der Antenne führt zur Konstruktion einer großen Anzahl von Elementen, woraus verhältnismäßig hohe Kosten für eine herkömmliche industrielle Fertigung mit Nebeneinanderkleben der Elemente auf einer Fläche entstehen würden. Eine weitere Eigenschaft der Erfindung besteht darin, bei der Fertigung der Wandler in folgenden Etappen vorzugehen:
• - in einer ersten Etappe wird ein Platte aus einem Material, das dazu bestimmt ist, die Endkegel zu bilden, mit einem schalldurchlässigen Material verkleidet,
• - in einer folgenden Etappe wird die Platte, jedoch nicht die Verkleidung, zerschnitten, so daß eine Matrize mit den nebeneinander angeordneten, jedoch durch die besagten Schnitte voneinerander getrennten Endkegeln ensteht.
• Ein erfindungsgemäßes Fertigungsverfahren der die Antenne bildenden Wandlermatrize kann wie folgt verlaufen:
• - in einer ersten Etappe werden in einer Platte aus einem zum Bilden der Endkegel geeigneten Material, zum Beispiel Aluminium, entsprechend einer quadratischen Matrize Gewindebohrungen vorgenommen, wobei der Abstand zwischen zwei benachbarten Bohrungen annähernd der halben Wellenlänge λ&sub2; entspricht,
• - in einer zweiten Etappe wird die besagte Platte mit einer Schicht aus schalldurchlässigem Material verkleidet. Hierzu kann beispielsweise unter Anwendung eines Vulkanisierungsverfahrens aufgetragener Kautschuk verwendet werden, um ein perfektes Haften zu gewährleisten. Diese Verkleidung ist dazu bestimmt, die dichte Hülle der Antenne im Bereich des Torpedokopfstücks zu bilden,
• - in einer dritten Etappe wird die Platte mit längs und quer verlaufenden Rillen versehen, so daß ein Endkegelmosaik in quadratischer oder rechteckiger Form entsteht, dessen Achsen den Achsen der Gewindebohrungen entsprechen, und dessen Seitenlänge annähernd der halben Wellenlänge λ&sub2; entspricht,
• - in einer vierten Etappe wird je ein Vorspannungsstift, der an mindestens einem Ende mit einem Gewinde versehen ist, in jede Gewindebohrung der Platte geschraubt,
• - in einer fünften Etappe werden ein piezoelektrischer Antrieb sowie eine Gegenmasse mit einer axialen Bohrung, welche für den Betrieb in den beiden Frequenzen V&sub1; und V&sub2; ausgelegt sind, an jedem der Vorspannungsstifte befestigt, wonach dann jeder Wandler gebildet ist.
• So kann man also eine Sonarantenne mit mindestens zwei Wandlern vom Typ mit einem Vorspannungsstift, einem piezoelektrischen Antrieb, einem Endkegel und einer Gegenmasse herstellen, dadurch gekennzeichnet, daß die Endkegel aus einer mit Rillen versehenen Platte, um diese abzugrenzen, bestehen, wobei diese Platte mit einem schalldurchlässigen Material verkleidet ist.
• Mit dem Ziel, einen optimalen Betrieb der erfindungsgemäßen Antenne bei allen Frequenzen zu erreichen, besteht eine Durchführungsweise darin, daß, wenn die Wandler bei einer Frequenz arbeiten, die niedriger ist als die höchste Frequenz, ab welcher die Endkegel der Wandler ausgelegt wurden, mehrere Wandler elektrisch gruppiert werden, so daß für diese Frequenz die entsprechenden charakteristischen Abmessungen der Endkegel dieser Wandlergruppe zwischen 0,35 und 0,65 mal die entsprechende Wellenlänge liegen.
• Weitere Vorteile und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung werden in der Beschreibung einer für Unterwassertorpedos angewandten Durchführungsmethode unter Bezugnahme auf die anliegenden Abbildungen dargelegt, wobei:
• - die Abb. 1 einen herkömmlichen Wandler sowie eine herkömmliche Anordung der Wandler in einer Antenne darstellt,
• - die Abb. 2 einen erfindungsgemäßen Wandler sowie eine erfindungsgemäße Anordnung vorstellt,
• - die Abb. 3 verschiedene Durchführungsphasen einer erfindungsgemäßen Antenne illustriert,
• - die Abb. 4 ein vereinfachtes Schema eines Torpedokopfstücks, welcher mit einer Antenne ausgestattet ist, zeigt,
• - die Abb. 5 ein Schema der Gruppierungsmethode der Wandler darstellt.
• Die Abb. 1a zeigt einen dem aktuellen Stand der Technik entsprechenden Wandler. Er ist so ausgelegt, daß er bei einer oder mehreren Frequenzen arbeiten kann, und mit einem Element 101 für die Energieumwandlung, einem Endkegel 102 und einer Gegenmasse 103 ausgestattet ist, wobei alle Teile über einen nicht abgebildeten Vorspannungsstift fest miteinander verbunden sind.
• Die Abb. 1b stellt eine herkömmliche Anordung der Wandler in einer Antenne 100 dar.
• Diese Wandler sind identisch und für das Senden bei einer spezifischen Frequenz V&sub1; ausgelegt, wobei die Abmessungen der Endkegel der Wandler annähernd einer halben Wellenlänge λ&sub1; entsprechen und der Abstand zwischen zwei nebeneinanderliegenden Wandlern ebenfalls in etwa eine halbe Wellenlänge beträgt. Es wird darauf hingewiesen, daß die Frequenz und die Wellenlänge durch das Verhältnis V&sub1; = C/λ1 verbunden sind, wobei C die Schallgeschwindigkeit im Medium bezeichnet.
• Die Abb. 2 zeigt eine gemäß einer erfindungsgemäßen Methode durchgeführten Antenne 50. Die Wandler 60 sind identisch und auf bekannte Weise, zum Beispiel unter Anwendung einer Simulations-Software, so ausgelegt, daß bei einer ersten Frequenz V&sub1; sowie bei einer zweiten Frequenz V&sub2;, welche einer harmonischen Frequenz V&sub1; entspricht, gesendet wird. Als Beispiel kann für V&sub1; eine Frequenz von 15 kHz gewählt werden und V&sub2; einer Frequenz von ca. 45 kHz entsprechen. Sie umfassen ein Element 61 für die Energieumwandlung, einen Endkegel 62 und eine Gegenmasse 103, wobei alle Teile mit einem nicht abgebildeten Vorspannungsstift fest miteinander verbunden sind.
• Für das Flächenabtasten werden die charakteristischen Abmessungen des Endkegels, d. h. der Durchmesser, wenn dieser die Form eines abgeflachten Zylinders aufweist, oder die Länge einer Seite, wenn er die Form eines Parallelepiped-Rechtecks mit quadratischer Basis hat, gemäß der Wellenlänge λ&sub2;, welche der Frequenz V&sub2; entspricht, gewählt. In diesem Durchführungsbeispiel beträgt diese Abmessung die Hälfte dieser Wellenlänge λ&sub2;.
• Man wird verstehen, daß eine solche Auslegung im Vergleich zum aktuellen Stand der Technik die Anzahl der Wandler erhöht, und zwar um einen Faktor von gleich (λ&sub1;/λ&sub2;)² oder, äquivalent von gleich (V&sub2;/V&sub1;)². In diesem Durchführungsbeispiel ist dieser Faktor gleich 9.
• Um die Fertigungskosten einer solchen Antenne zu reduzieren ist es daher vorteilhaft, die die Antenne 50 bildenden Wandler gemäß einem Verfahren herzustellen, welches die folgenden zwei Etappen umfaßt:
• - in einer ersten Etappe wird die Platte aus dem zum Bilden der Endkegel bestimmten Material mit einer schalldurchlässigen Verkleidung fest verbunden,
• - in einer weiteren Etappe wird diese Platte, jedoch nicht die Verkleidung, zerschnitten, so daß eine Matrize mit nebeneinander angeordneten Endkegeln entsteht.
• Das Fertigungsverfahren für die Antenne kann folglich wie folgt verlaufen:
• In einer ersten Etappe werden in einer Platte aus einem zum Bilden der Endkegel geeigneten Material, zum Beispiel Aluminium, entsprechend einer quadratischen Matrize Gewindebohrungen vorgenommen, wobei der Abstand zwischen zwei benachbarten Bohrungen annähernd der halben Wellenlänge λ&sub2; entspricht.
• In einer zweiten Etappe wird die besagte Platte mit einer Schicht aus schalldurchlässigem Material verkleidet. Hierzu kann beispielsweise unter Anwendung eines Vulkanisierungsverfahrens aufgetragener Kautschuk verwendet werden, um ein perfektes Haften zu gewährleisten. Diese Verkleidung ist dazu bestimmt, die dichte Hülle der Antenne im Bereich des Torpedokopfstücks zu bilden.
• In einer dritten Etappe wird die Platte mit längs und quer verlaufenden Rillen versehen, so daß ein Endkegelmosaik in quadratischer oder rechteckiger Form entsteht, dessen Achsen den Achsen der Gewindebohrungen entsprechen, und dessen Seitenlänge annähernd der halben Wellenlänge λ&sub2; entspricht. Diese Rillen werden gefräst.
• In einer vierten Etappe wird je ein Vorspannungsstift, der an mindestens einem Ende mit einem Gewinde versehen ist, in jede der Gewindebohrungen der Platte geschraubt.
• In einer fünften Etappe werden ein piezoelektrischer Antrieb sowie eine Gegenmasse mit einer axialen Bohrung, welche für den Betrieb in den beiden Frequenzen V&sub1; und V&sub2; ausgelegt sind, an jedem Vorspannungsstift befestigt, wonach dann jeder Wandler gebildet ist.
• Als Beispiel könnte ein anderes Fertigungsverfahren der Wandler 60 für die Antenne 50, wie in den Abb. 3a bis 3d dargestellt, wie folgt verlaufen:
• In einer ersten Etappe werden in einer Platte 66 aus einem zum Bilden der Endkegel geeigneten Material, zum Beispiel Aluminium, gemäß einer quadratischen Matrize Bohrungen 64 mit einer Stirnsenkung 60 durchgeführt, wobei der Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Bohrungen 64 annähernd der halben Wellenlänge λ&sub2; entspricht.
• In einer zweiten Etappe wird in jeder Bohrung 64 ein Vorspannungsstift 67, welcher an einem Ende einen Kopf 68 aufweist, durch Ankleben befestigt, wobei der Kopf 65 auf der Stirnsenkung 65 der Platte 66 so aufliegt, daß er mit dem oberen Teil 66 dieser Platte fluchtet.
• In einer dritten Etappe wird die obere Fläche 69 der Platte 66 mit einer Schicht 70 aus einem schalldurchlässigen Material, zum Beispiel einem unter Anwendung eines Vulkanisierungsverfahrens aufgetragenen Kautschuk, verkleidet, um ein perfektes Haften zu gewährleisten.
• In einer vierten Etappe wird die Platte, jedoch nicht die Verkleidung, mit längs und quer verlaufenden Rillen 71 versehen, so daß ein Mosaik von unabhängigen Endkegeln 62 in quadratischer Form entsteht, dessen Achsen den Achsen der Gewindebohrungen 64 entsprechen, und dessen Seitenlänge annähernd die Hälfte der Wellenlänge λ&sub2; beträgt. Diese Rillen 71 werden gefräst.
• In einer fünften Etappe werden ein piezoelektrischer Antrieb 61 sowie eine Gegenmasse 63 mit einer axialen Bohrung, welche für den Betrieb in den beiden Frequenzen V&sub1; und V&sub2; ausgelegt sind, an jedem der Vorspannungsstifte befestigt, wonach dann jeder Wandler gebildet ist.
• Die Abb. 4 ist ein Schnittschema einer erfindungsgemäßen Sonarantenne an Bord eines Torpedos mit hohlem Rumpf 1.
• Der Rumpf des Unterwassergeschosses ist an seinem vorderen Ende mit einem Teil 2 ausgestattet, welches zum Tragen der Antenne bestimmt ist. Dieses Teil ist kegelstumpfförmig und weist eine Axialbohrung 3 auf. Es ist vom Rand bis zur Bohrung mit einem Material 7 verkleidet, welches zum Dämpfen der Schwingungen des sich in Betrieb befindlichen Geschosses geeignet ist, zum Beispiel ein Elastomer mit hohem Dämpffaktor, dessen Dicke variabel ist, so daß der Querschnitt annähernd perpendikular zur Achse des Geschosses verläuft.
• Das vordere Ende des Teils 2 enthält einen Kopf 4, welcher die allgemeine Form eines abgeflachten Spitzbogens aufweist, und dessen Außenfläche 70 mit der Platte 66, welche das Wandlermosaik bilden soll, durch Vulkanisation fest verbunden wurde.
• Der Kopf 4 bildet eine Sonarantenne, welche zum Gewährleisten der Sende- und Empfangsfunktionen von Schallwellen bestimmt ist.
• Er enthält einen Kern 5, welcher ein Block aus syntaktischem Schaum sein kann, und weist eine ausreichende mechanische Festigkeit auf, um dem hydrostatischen Druck zu widerstehen, wobei sich die akustische Impedenz von der Impedenz des Rumpfes und der Wandler unterscheidet und die Dichte unter 1 liegt.
• Dieser Kern 5 hat eine ebene Vorderseite, in welche Sacklöcher 6 für das Einlegen des Wandlernetzes vom Typ Tonpilz ausgespart sind, deren Bestandteile zuvor beschrieben worden sind und deren Elektroden auf einem elektrischen Verbinder 12 angeschlossen sind.
• Die Sacklöcher 6 sind mit einem axialen Hohlraum verbunden über Bohrungen im Kern 5, durch welche die mit den Elektroden und mit dem Verbinder 12, welcher zum Beispiel an einem mehradrigen Kabel befestigt ist, verbundenen Leiter zu den elektronischen Vorrichtungen im Inneren des Geschosses geführt werden.
• Das Kopfstück enthält außerdem eine Hülle 7, zum Beispiel aus einem schalldurchlässigen Material, vom Typ des an der Verkleidung der Endkegel befestigten Materials.
• Das Kopfstück wird anschließend auf bekannte Weise, wie zum Beispiel im Patent FR2603761 beschrieben, unter Anwendung eines Zentner- und Befestigungsteils 14 am Rumpf befestigt.
• Eine Auslegung der Endkegel der Wandler ermöglicht einen optimalen Betrieb der Antenne bei allen Frequenzen. Um sowohl bei der Frequenz V&sub1; als auch bei der Frequenz V&sub2; eine korrekte Flächenabtastung zu erzielen, genügt es, für die Frequenz V&sub1; die Wandler in Gruppen 80&sub1; bis 80n zu verteilen, zum Beispiel gemäß einem quadratischen Maschenwerk, so daß die äquivalente charakteristische Dimension einer jeden Gruppe von Wandlern annähernd der halben Wellenlänge λ&sub1; entspricht, und für jede Gruppe den Betrieb der dazugehörigen Wandler zu kombinieren. Hierfür werden die aus jedem Element einer Gruppe, beispielsweise von 4 oder 9 Elementen, kommenden Signale von einem operativen Verstärker elektronisch summiert, so daß eine einzige Quelle entsteht, welche von den vorformenden Schaltungen verarbeitet wird.
• Die Anzahl der Wandler in jeder Gruppe entspricht etwa der Größenordnung des Verhältnisses (λ&sub1;/λ&sub2;)², d. h. 9 in dieser Durchführungsmethode der Erfindung.
• Es können selbstverständlich zahlreiche Änderungen an der vorgestellten Durchführungsmethode vorgenommen werden. So kann der Wandler beispielsweise so ausgelegt werden, daß er bei mehr als zwei Frequenzen arbeitet, wobei die Abmessungen der Endkegel immer entsprechend der höchsten Betriebsfrequenz dimensioniert werden und der Betrieb der Wandler in Gruppen von Wandlern erfolgt, deren Anzahl von der Betriebsfrequenz abhängig ist. Weiterhin wird die Anzahl der Wandler pro Gruppe der Einfachheit halber so gewählt, daß die charakteristischen Abmessungen des Endkegels dieser Wandler für die betroffene Frequenz zwischen 0,35 und 0,65 mal die entsprechende Wellenlänge liegt und die Anzahl der Wandler pro Gruppe unter den Werten 4, 9, 16..., d. h. n², gewählt wird, wobei n eine ganze Zahl ist.

Claims (7)

1. Sonarantenne mit einer aus mindestens zwei identischen Wandlern bestehenden Matrize, wobei jeder Wandler mit einem Endkegel versehen ist, und welche bei mindestens zwei Frequenzen V&sub1; und V&sub2; Empfindlichkeitsspitzen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die charakteristischen Abmessungen des Endkegels dieser Wandler zwischen 0,35 und 0,65 mal die Wellenlänge λ&sub2; betragen, welches der höchsten der Frequenzen V&sub1; und V&sub2; entspricht.

2. Sonarantenne gemäß Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die besagten mindestens zwei Wandler mit einem Vorspannungsstift (67), einem piezoelektrischen Antrieb (61), einem Endkegel (62) und einer Gegenmasse (63) ausgestattet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Endkegel aus einer mit Rillen (71) versehenen Platte (66) bestehen, um diese zu begrenzen, wobei die Platte (66) mit einem schalldurchlässigen Material (70) verkleidet ist.

3. Verfahren zur Ausführung einer Antenne gemäß irgendeinem der Patentansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß es darin besteht, den Betrieb von mehreren Wandlern zu gruppieren, wenn die Wandler bei der Frequenz V&sub1; arbeiten, so daß die äquivalenten charakteristischen Abmessungen der Endkegel dieser Gruppe von Wandlern zwischen 0,35 und 0,65 mal die Wellenlänge λ&sub1; betragen, welches der niedrigsten der Frequenzen V&sub1; und V&sub2; entspricht.

4. Verfahren zur Fertigung der Endkegel (62; 66) gemäß irgendeinem der Patentansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß es darin besteht:

- eine Platte aus einem zum Bilden der Endkegel bestimmten Material mit einem schalldurchlässigen Material zu verkleiden,

- die Platte, jedoch nicht die Verkleidung, zu zerschneiden, so daß eine Matrize mit nebeneinander angeordneten und durch die besagten Schnitte getrennten Endkegeln entsteht.

5. Verfahren zur Fertigung einer Wandlermatrize gemäß Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es darin besteht:

- in einer ersten Etappe in einer Platte aus zum Bilden der Endkegel geeignetem Material entsprechend einer quadratischen Matrize Gewindebohrungen vorzunehmen, wobei der Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Bohrungen annähernd die Hälfte der Wellenlänge λ&sub2; beträgt,

- in einer zweiten Etappe die Platte mit einer Schicht aus schalldurchlässigem Material zu verkleiden,

- in einer dritten Etappe die Platte mit längs und quer verlaufenden Rillen zu versehen, so daß ein Endkegelmosaik in quadratischer Form entsteht, dessen Achsen den Achsen der Gewindebohrungen entsprechen, und dessen Seitenlänge annähernd der halben Wellenlänge λ&sub2; entspricht,

- in einer vierten Etappe einen Vorspannungsstift, der an mindestens einem Ende mit einem Gewinde versehen ist, in jede Gewindebohrung der Platte zu schrauben,

- in einer fünften Etappe einen piezoelektrischen Antrieb sowie eine Gegenmasse mit einer axialen Bohrung, welche für den Betrieb in den beiden Frequenzen V&sub1; und V&sub2; ausgelegt sind, an jedem der Vorspannungsstifte zu befestigen wonach dann jeder Wandler gebildet ist.

6. Verfahren zur Fertigung einer Wandlermatrize gemäß Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es darin besteht:

- in einer ersten Etappe in einer Platte aus einem zum Bilden der Endkegel geeigneten Material gemäß einer quadratischen Matrize Bohrungen mit einer Stirnsenkung durchzuführen, wobei der Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Bohrungen annähernd der halben Wellenlänge λ&sub2; entspricht,

- in einer zweiten Etappe in jeder Bohrung einen Vorspannungsstift, welcher an einem Ende einen Kopf aufweist, durch Ankleben zu befestigen, wobei der Kopf auf der Stirnsenkung der Platte so aufliegt, daß er mit dem oberen Teil dieser Platte fluchtet,

- in einer dritten Etappe die obere Fläche der Platte mit einer Schicht aus einem schalldurchlässigen Material zu verkleiden,

- in einer vierten Etappe die Platte, jedoch nicht die Verkleidung, mit längs und quer verlaufenden Rillen zu versehen, so daß ein Endkegelmosaik in quadratischer Form entsteht, dessen Achsen den Achsen der Gewindebohrungen entsprechen, und dessen Seitenlänge annähernd die Hälfte der Wellenlänge λ&sub2; beträgt,

- in einer fünften Etappe einen piezoelektrischen Antrieb sowie eine Gegenmasse mit einer axialen Bohrung, welche für den Betrieb in den beiden Frequenzen V&sub1; und V&sub2; ausgelegt sind, an jedem der Vorspannungsstifte zu befestigen, wonach dann jeder Wandler gebildet ist.

7. Verfahren gemäß irgendeinem der Patentansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnitte in der Platte durch Fräsen vorgenommen werden.