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Schallempfangsanordnung Die Erfindurig bezieht sich auf die Anordnung
von Echolotempfängern am Schiff.
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Ein Hauptaugenmerk ist dabei darauf zu richten, daß die stets vorhandenen
Störungen, die vom Schiff oder vom Seegang herrühren, in ihrem Einfluß auf das Anzeigegerät
zurücktreten. Diese Störungen treffen aus zwei wesentlichen Hauptrichttlngen auf
den oder die Empfänger. Soweit sie direkt von der Störquelle (Schraube, Bug, M,eeresoberflächle,
fremden Störern, Nachbarschiff u. dgl.) kommen, erreichen sie den Empfänger aus
horizontaler Richtung her. Es kommen jedoch auch vom Meeresboden reflektierte Störungen
auf den Empfänger. Bei diesen ist die ein fallsrichtung von dem Abstand zwischen
Störer und Empfänger und der Meerestiefe abhängig. Während nun die erste Gruppe
von Störungen im wesentlichen stets aus konstanter Richtung, aber auch mit konstanter
L,autstärke auftritt, wechselt bei der zsveiten Gruppe Richtung und Lautstärke mit
der Tiefe.
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Nun nimmt die Echointensität mit steigender Tiefe gesetzmäßig ab,
ebenso die Stärke der reflektierten Strömungen. Die Stärke der hauptsächlichen direkten
Störungen nämlich Schiffsschraube und Bugwelle, bleibt jedoch stets konstant. Es
kommt also, wenn man die lotbare Tiefe steigern will, nicht so sehr auf die Ausschaltung
der reflektierten (ebenfalls abnehmenden) Störungen als auf die Ausschaltung der
stets mit großer Stärke vorhandenen direkten Störwellen an. Da diese im wesentlichen
aus horizontaler Richtung eintreffen, löst man das Problem durch Verwendung einer
Empfängeranordnung mit einer Empfangs charakteristik, die in der horizontalen Ebene,
d. h. im Wasser parallel zur Wasseroberfläche, ein Minimum besitzt.
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Es sind bereits Anordnungen für Unterwasserschallempfang auf Schiffen
mit symmetrisch zur Schiffslängsachse liegenden und gegeneinandergescllalteten Empfängern
bekannt, bei denen auf jeder Schiffsseite zwei Einzeiempfänger oder zwei Reihen
von mehreren Empfängern im Abstand von einer halben Wellenlänge lotrecht über,einanderliegend
und zu je leinem Paar hinterein,andergeschaltet sind. Durch diese Anordnung wird
erreicht, daß sich die von den Schiffsschrauben und den Bugwellen herrührenden Schallxvelllen
in ihrer Wirkung auf das Anzeigegerät aufheben, und zwar sowohl die direkt, also
in horizontaler Richtung ankommenden Wellen als auch die vom Meeresboden redtektierten.
Dagegen treffen Schallwellen, die von einer seitlich liegenden Schallquelle herrühren,
nicht gleichzeitig an den ,entsprechenden Empfängern oder Empfängerpaaren an den
beiden Schiffsseiten ein, so daß sie sich trotz der Gegeneinanderschaltung nicht
völlig aufheben.
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Eine solche Anlage ist daher für den Geräusch- oder Signalempfang
aus der horizontalen
Richtung bestimmt, für Echolotung aber natürlich
nicht geeignet.
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Es sind ferner Schallempfangsanlagen zur Richtungsbestimmung von
Schallquellen nach der WIinimummethodle bekannt, bei denen zwei horizontal nebeneinanderliegende
Empfänger gegeneinandergeschaltet sind. Befindet sich die zu peilende Geräuschquelle
senkrecht zur Verbindungslinie der beiden Empfänger, so entsteht im Anzeigegerät
ein Mimmurneindruck. Diese Anordnung ist für Echolotung ebensowenig zu gebrauchen.
Der vom Meeresboden kommende Echoschall wird durch die Gegeneinanderschaltung der
beiden Empfänger unwirlSsam gemacht.
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Es ist ferner bekannt, bei einer vertil-alen Gruppe von Empfängern
zusätzliche Verzögerungsketten zwischen den Empfängern vorzusehen, so daß beim Einschalten
dieser Verzögerungsketten die zunächst in der Horizontaleb ene verlaufende Richtcharakteristik
in eine vertikal verlaufende, zigarrenförmige Empfangscharakteristik verwandelt
wird. Hierdurch soll erreicht werden, daß ein und die selbe Empfängergruppe wahhveise
für den Signalverkehr in der Horizontalebene und für die Echolotung in der Vertikalen
verwendbar gemacht werden kann. Beim Einschalten der Verzögerungsglieder ist bei
dieser Einrichtung zwar die Vertikalrichtung start bevorzugt, es treten jedoch hierbei
zusätzliche -NTebenmasima auf, die je nach den Abmessungen und der Anzahl der Empfänger
u. U. auch in der Horizontalebene liegen können, so daß also hierdurch auch keine
vollständige Ausschaltung der aus der Horizontalebene stammenden Störgeräusche erreicht
wird.
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Gemäß der Erfindung wird bei einer Schallempfangsanordnwlg, die ein
oder mehrere Empfängerpaare mit paarweise gleichen und paarweise senkrecht übereinanderliegenden
Empfängern aufweist, eine völlige Aufhebung der aus einer horizontalen Ebene einfallenden
Störimpulse bei der Echolotung dadurch erreicht, daß die Empfänger jedes Paares,
die auf eine bestimmte Frequenz abgestimmt sind und deren Abstand voneinander gleich
der halben Wellenlänge ihrer Åbstimmungsfrequenz ist, am Anzeigeort gegeneinandFergeschaltet
sind. Es werden bei einer solchen Anordnung nicht nur die vom Schiff selbst herrührenden.
in horizontaler Richtung verlaufenden Störgeräuscb wie z. B. die Geräusche der Schiffsschrauben
oder der Bugwelle, sondern alle aus beliebiger Windrosenrichtung in der horizontalen
Ebene auf das Schiff und die Empfänger treffenden und den Empfang des Echos vom
Meeresboden störenden Schallwellen unwirksam gemacht.
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Eine solche Anordining ist in der Abbildung dargestellt. Es sind
I und 2 zwei Spulenempfänger z. B. elektromagnetischer oder elektrodynamischer Bauart,
die in einem Ausbau am Schiffsboden sitzen. Ihre Membranen können vertikal oder
horizontal angeordnet sein. Letzteres ist vorzuziehen. Ihre Empfangsspulen sind
über die beiden Primärspulen 9 und Io und die Sekundärspule 11 eines Transformators
auf ein Anzeigegerät I2 beliebiger Art, z. B. einen der bekannten elektrisch betriebenen
Kurzzeitmesser oder ein Telephon, geschaltet. Die Primärspulen 9 und 10 sind gegeneinandergeschaltet.
Dadurch wird erreicht, daß gleichzeitig, d. h. also aus einer horizontakn Ebene
eintreffende Impulse sich in ihrer Wirkung- auf das Anzeigegerät aufheben.
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Vorteilhafter ist es noch, die Empfänger in an sich bekannter Weise
nach dem Bug des Schiffes hin zu verlegen, etwa an die Plätze 3. 4 oder 5, 6, weil
dort gegenüber den direkten Schraubengeräuschen noch die Abschattungswirkung der
Schiffskrümmung hinzukommt. Die Bugwelle erzeugt ihre Störunben ebenfalls erst verhältnismäßig
weit hinten nämlich dort, wo sie sich abzulösen beginnt. etwa bei der Einsenkunge
der das Profil der Bugwelle darstellenden strichpunktierten Linie, so daß auch diese
Störung die Empfinger im svesentlichell aus horizontaler Richtung trifft.
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Als Empfänger können alle Empfängerarten in Frage kommen, die bei
gleicher Bauart gleich ansprechen, also insbesondere einwellige elektrodynamische
oder elektromagne tische Empfänger; es können aber auch gut konstante und abgeglichene
Mikrophon empfänger oder Kondensatorempfänger oder andere verwendet werden. Es kann
auch von Vorteil sein, bei Schlagsendern auf irgendeinen beliebigen, abler für beide
Empfänger gleichen Ton abgestimmte Empfänger zu verwenden, weil die Störungen solcher
Empfänger in der gleichen Frequenz und, wenn sie aus horizontaler Richtung kommen,
zeitgleich erregen, so daß hier eine vollständige Auslöschung erfolgt. Der Echoimpuls
erregt sie ebenfalls zu Eigenschwingungen in ihrer Frequenz, aber nicht zeitgleich,
wird also nicht kompensiert. Der Empfängerabstand muß dann gleich der halben Wellenlänge
der Empfängerabstimmung sein. Bei Tonsendem muß selbstverständlich die Abstimmung
der Empfänger gleich der des Senders sein.
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Naturgemäß kann man auch mehrere solche Empfängerpaare miteinander
kombinieren, in neben- oder über,einanderliegender Anordnung und gleichzeitig auf
das Anzeigegerät zur Wirkung bringen. Oder man kann mehrere Paare an verschiedenen
Stellen im Schiff einbauen und umschaltbar (Schalter 20) an das Anzeigegerät legen.
Die Erfindung ist
in ihrer Anwendbarkeit nicht auf Seeschiffe beschränkt,
sondern ist auch von Bedeutung für Luftfahrzeuge und ähnliche Fälle, wo auch in
der Regel die Hauptstörquellen ziEemlich in einer durch den Empfänger gehenden horizontalen
Ebene liegen.