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Einrichtung zum Beseitigen des beim Senden und Empfangen von Wellenenergie
auftretenden Schielens Bei der benachbarten Anordnung zweier zum Senden oder Empfangen
von Wellenenergie dienender Schwinger, von denen mindestens der eine eine scharfe
Richtcharakteristik besitzt, macht sich im allgemeinen eine störende gegenseitige
Beeinflussung der beiden Nachbarschwinger bemerkbar, die als Schielen bezeichnet
wird. Das Wesen dieses Schielens sei an Hand der Abb. I erläutert. I bedeutet einen
elektroakustischen Empfänger, dessen Empfangscharakteristik durch die Kurve I' dargestellt
ist. Ein solcher Empfänger kann zur Richtungsbestimmung von aufgenommenen Schallwellen
dienen. Dabei liegt die Richtcharakteristik 1' symmetrisch zur Oberfläche des Schwingers
I, und bei einer Peilung der ankommenden Schallwellen nach der Maximal- oder Minimalmethode
ist der Schwinger I genau auf die ankommenden Schallwellen ausgerichtet.
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Diese symmetrische Beschaffenheit der Richtcharakteristik I' wird
jedoch gestört, sobald man in der Nachbarschaft des Schwingers I einen zweiten Schwinger
2 anordnet.
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Dies geschieht z. B. zu dem Zweck, mit den beiden Schwingern I und
2 zu peilen. Bei einer solchen Anordnung sind insbesondere die beiden Schwinger
1 und 2 gleichartig ausgebildet, d. h. sie besitzen jeder für sich die gleiche Richtcharakteristik.
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Der Schwinger I empfängt nun nicht nur aus der ursprünglichen Richtung
Schallwellen, sondern auch noch von der Seite. Dies liegt darin, daß der Schwinger
2 ebenfalls von den Sehallwellen getroffen wird und einen Teil derselben wieder
ausstrahlt. Es stellt also der SC}lWillger 2 in bezug auf den Schwinger 1 eine zweite
Schallquelle dar, deren Schallwellen jedoch beim Schwinger I mit einer Phasenverzögerung
gegenüber den ursprünglichen Sehallwellen eintreffen, die durch die Laufzeit der
Sehallwelle vom Schwinger 2 zum Schwinger 1 bedingt ist. Außerdem findet selbstverständlich
auch eine Reflexion bzw. Rückstrahlung von Schallvellen vom Schwinger I zum Schwinger
2 statt und von diesem wieder zurück zum Schwinger I. Setzt man nun alle auf diese
Weise auf den Schwinger I treffenden Schallwellen zusammen und konstruiert die hierzu
gehörige Empfangscharakteristik des Schwingers I, so ergibt sich die Kurve I".
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Diese unter der Einwirkung des Nachbarschwingers 2 entstandene tatsächliche
Richtcharakteristik liegt unsymmetrisch zum Schwinger I. Die vom Schwinger I ermittelte
Peilrichtung für die aM,'ommenden ellen weicllt also um einen gewissen Winkel von
der Richtung der ursprünglich aus der Ferne ankommenden Schalkvellen ab; der Empfänger
schielt also.
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Gemäß der Erfindung wird dieses Schielen eines gerichtet empfangenden
elektrischen Empfängers, in dessen Nachbarschaft sich ein weiterer Schwinger befindet,
dadurch beseitigt, daß die beiden Schwinger gegenpolig an eine elektrische Verzögerungskette
angeschlossen sind, deren Verzögerungszeit gleich der Schallaufzeit zwischen den
beiden Schwingern ist. Durch diese bIaßnahme wird erreicht, daß von dem Nachbarschwirlger
nicht nur sekundäre mechanische Wellen auf den ursprünglochen Schwinger treffen,
sondern außerdem der ursprüngliche Schwinger von dem Nachbarschwinger noch elektrisch
erregt wird, und zwar in einem solchen gegenphasigen Rhythmus, daß sich die vom
Nachbarschwinger herrührende mechanische und elektrische Erregung gerade aufheben.
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In der Zeichnung sind einige Ausführungsformen der Einrichtung nach
der Erfindung beispielsweise dargestellt. In Abb. 2 bedeuten I und 2 zwei elektroakustische
Schwinger, die aus einer durch die Pfeile 3 angedeuteten Richtung Schall empfangen.
Die beiden Schwinger sind je über einen Transformator 4 und 5 an die Klemmen je
eines Anzeigegerätes angeschlossen. Gemäß der Erfindung sind die beiden Schwinger
I und 2 durch eine elektrische Verzögerungskette 6 miteinander verbunden; sie ist
an ihren Enden durch ihrem Wellenwiderstand gleiche Widerstände 7 und 8 abgeschlossen,
so daß an ihren Enden keine Reflexionen auftreten können.
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Die Verzögerungszeit der Kette ist zwischen den beiden Anschlußstellen
g und io der Schwinger derart bemessen, daß sie gerade gleich der Laufzeit des Schalles
zwischen den beiden Schwingern I und 2 in dem die Schwinger umgebenden Medium, beispielsweise
Wasser, ist. Dabei ist die Polung der Schwinger derart vorgenommen, daß die vom
Schwinger 2 zum Schwinger 1 ausgehenden mechanischen Schallwellen den Schwinger
I zur selben Zeit aber gegenphasig erregen, wie die vom Schwinger I zum Schwinger
2 gehenden elektrischen Impulse.
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In Abb. 3 ist ein anderes Ausführungsbeispiel der Einrichtung nach
der Erfindung dargestellt. Die Kette 6, durch die nach der Erfindung die Schwinger
I und 2 verbunden sind, ist in diesem Fall über veränderbare induktive Kopplungen
11 und I2 an die Schwinger angeschlossen. Durch die Veränderung des Kopplungsgrades
des Schwingers an die Kette läßt sich die Amplitude, mit der der Schwinger I vom
Schwinger 2 elektrisch erregt wird, der Amplitude ihrer mechanischen Erregung derart
anpassen, daß eine völlige Auslöschung der Beeinflussung des Schwingers I durch
seinen Nachbarschwinger 2 erfolgt. Es genügt im übrigen auch, daß nur eine der beiden
Kopplungen II oder 12 veränderbar ausgebildet ist, oder überhaupt nur einer der
beiden Schwinger I oder 2 induktiv an die Kette angeschlossen ist.
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Der Erfindungsgedanke beschränkt sich nicht auf die Ausführungsbeispiele.
Es können insbesondere auch mehrere Nachbarschwinger vorhanden sein, die entweder
beliebig oder mit dem ursprünglichen Schwinger gleichartig sind. In diesem Fall
ist der ursprüngliche mit jedem seiner Nachbarschwinger mit entsprechenden Ketten
zu verbinden. Es läßt sich im übrigen der Erfindungsgedanke uf jede Gruppe von Schwingern
anwenden, die aus zueinander benachbarten Schwingern besteht, die nicht alle gemeinsam
von den ankommenden Schallwellen erregt werden, d. h nicht alle hintereinandergeschaltet
sind In einem solchen Fall sind sämtliche Schwinger der Gruppe durch entsprechende
Ketten zu verbinden.
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Schließlich ist der Erfindungsgedanke nicht auf das Gebiet der elektroakustischen
Schwinger beschränkt, von denen bisher hauptsächlich bei Unterwasserschallschwingern
die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe aufgetreten ist. Die Erfindung läßt
sich vielmehr sinngemäß auf die Antennen der Hochfrequenztechnik anwenden. Der allgemeine
Erfindungsgedanke ist nämlich der, neben der Erregung eines Empfängers durch einen
Xachbarschwinger auf Grund von Reflexionen und
Rückstrahlungen noch
eine zweite Erregung zu schaffen, die von dem Nachbarschwinger durch elektrische
Leitung in einem künstlichen Medium (Verzögerungskette) an den ursprünglichen Empfänger
abgegeben wird.
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Es ergibt sich ferner eine besondere Anwendung des Erfindungsgedankens
auf solche Fälle, in denen nur ein einziger Schwinger vor handen ist, der auf Grund
des Einflusses der ihn umgebenden Wände schielt. Sind nämlich die umgebenden Wände
unsymmetrisch zu dem Schwinger angeordnet, so treten ebenfalls störende Reflexionen
auf, die den Schwinger teilweise erreichen und zu einem Schielen veranlassen. Dieses
Schielen läßt sich gemäß einer besonderen Ausbildung des Erfindungsgedankens dadurch
vermeiden oder mindestens auf einen geringsten Betrag herabsetzen, daß man in den
umgebenden Wänden einen oder mehrere Hilfsschwinger anordnet, die mit dem Empfänger
durch entsprechende Verzögerungsketten verbunden sind. Die Hilfsschwinger werden
sonst nicht weiter benutzt und dienen nur dem Zweck, die Störbeeinflussung des Empfängers
durch die umgebenden Wände wieder aufzuheben.
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Sämtliche unter die Erfindung fallenden Maßnahmen lassen sich sowohl
auf Empfänger als auch auf Sender anwenden.