DE736452C

DE736452C - Correction device for acoustic direction finding systems

Info

Publication number: DE736452C
Application number: DEE50184D
Authority: DE
Inventors: Joachim Uhing
Original assignee: ELAC Electroacustic GmbH
Current assignee: ELAC Electroacustic GmbH
Priority date: 1937-09-17
Filing date: 1937-09-17
Publication date: 1943-06-17

Description

Korrektionseinrichtung bei akustischen Peilanlagen Bei akustischen Peilanlagen, die zur Ortung und Verfolgung von bewegten Luftzieien dienen, ist im algemeinen eine Recheneinrichtung vorgesehen, die die durch die endliche Ausbreitungsgeschwindigkeit des Schalles bewirkte Abweichung der gepeilten Richtung gegenüber der wahren optischen Peilrichtung ausgleicht. Die bisher bekannten Schallverzugsrechner sind nun derartig ausgebildet, daß der Schallverzugsrechnung eine ganz bestimmte Schallgeschwindigkeit zugrunde gelegt wird, die an dem Rechengerät auf einer Skala einstellbar ist. Die Schallgeschwindigkeit muß dabei nach der jewelligen Temperatur und Windrichtung besonders eingestellt werden. Da nun aber im allgemeinen in der Atmosphäre längs des Schallweges ein Temperaturgefälle bzw. ein Windstärkengefälle herrscht, so wird durch den Schallverzugsrechner, an dem dine mittlere Schallgeschwindigkeit eingestellt ist, nur eine angenäherte Bestimmung des Schallverzuges erreicht. Infolge des herrschenden Temperatur-und Windgradienten beschreibt nämlich der Schall keinen geradlinigen, son dern einen gekrümmten Weg. Da der Schallverzugsrechner jedoch mit einem geradlinigen Schaltwege rechnet, so ergeben sich je nach dem Verhältnis zu kleine oder zu große Werte.Correction device for acoustic direction finding systems Direction finding systems that are used to locate and track moving air targets is in the generally a computing device is provided, which is determined by the finite speed of propagation of the sound caused a deviation of the direction of the bearing compared to the true optical one Bearing direction compensates. The previously known sound delay calculators are now of this type trained that the sound delay calculation a very specific speed of sound is used as a basis, which is adjustable on the computing device on a scale. the The speed of sound must depend on the respective temperature and wind direction specially adjusted. Since now, however, in general in the atmosphere lengthways the sound path has a temperature gradient or a wind strength gradient, then by the sound distortion calculator, on which the mean speed of sound is set is, only an approximate determination of the sound delay is achieved. As a result of the ruling Temperature and wind gradients namely the sound does not describe a straight line, but a curved path. Since the sound delay calculator, however, with a straight line Switching travel is calculated, depending on the ratio, the result is either too small or too large Values.

Es ist bereits eine Einrichtung zur Berücksichtigung des Temperatureinflusses bei Schallrichtungshörern bekanntgeworden, deren Merkmal darin besteht, daß die um die waagerechte Achse stattfindenden Verschwenkungen der Schallaufnehmer in der zur Achse senkrechten Ebene mittels eines Gestänges oder Getriebes auf den Anzeiger der Höhenlage der Schallquelle derartig übertragen werden. daß bei waagerechter Lage der akustischen Schallrichtungsachse der Ilöhenlagezeiger mit dieser Achse in der genannten senkrechten Ebene einen Winkel bildet, der entsprechend der metrischen Schallböhe und der Bodentemperatur einstellbar ist. und daL bei wachsender Neigung der Schallrichtungsachse dieser Winkel gesetzmäßig abnimmt und bei Einstellung der Schallaufnahmeachse auf lotrechten Empfang verschwindet. It is already a device for taking the influence of temperature into account became known in sound directional listeners, the feature of which is that the about the horizontal axis taking place pivoting of the sound sensor in the to the axis perpendicular plane by means of a linkage or gear on the indicator the height of the sound source are transmitted in such a way. that at horizontal Position of the acoustic direction of sound axis of the elevation pointer with this Axis in said vertical plane forms an angle corresponding to the metric sound height and the floor temperature is adjustable. and that with growing Inclination of the sound direction axis this angle decreases lawfully and with adjustment the sound pick-up axis on perpendicular reception disappears.

Schematisch ist diese bekannte Anordnung in der Abb. 1 dargestellt. an Hand deren die Wirkungsweise und die Mängel der bekannten Einrichtung erläutert seien. Und zwar sind in der Abbildung der Einfachheit halber nur die Verhältnisse für den Höhenwinkel dargestellt. Die Empfangstricbter II eines Hochgerätes sind um ihre Höhenwinkelwelle mittles einer Kurel K verschwenkbar. This known arrangement is shown schematically in FIG. on the basis of which the mode of operation and the shortcomings of the known device are explained be. For the sake of simplicity, only the relationships are shown in the illustration shown for the elevation angle. The receptionists II of a high device are can be pivoted about its elevation angle wave by means of a Kurel K.

Mit der Höhenwinkelwelle sind sowohl der Schallverzugsrechner VR als auch das Korrektiongsgetriebe KG kraftschlüssig verbunden.Both the sound distortion calculator VR and also the correction gear KG is positively connected.

Und zwar stellt das Korrektionsgetriebe in erster Näherung ein Tangensgetriebe dar. das zwischen die Höbenwinkelwelle und den Eingang des Schallverzugsrechners geschaltet ist. Schalverzugsrechner und Korrektionsgetriebe sind also hintereinandergeschal tet. d. h. bei einer Betätigung der Kurbel K sind sämtliche im Schallverzugsrechner, im Korrektionsgetriebe und in der Höhenwinkelwelle selbst auftretenden Reibungskräfte zu überwinden. Dementsprechend müssen alle beteiligten Getriebe- und Kupplungsteile diese gleichen Reibungskräfte aushalten können und dementsprechend dimensioniert sein. Es ergibt sich also der Nachteil. daß das Rorrektionsgetriebe verhältnismäßig robust ausgebildet sein muß. Der zweite Nachteil besteht darin. daß durch Hintereinanderschaltung des Korrektionsgetriebes und des Verzugsrechners eine Vergrößerung der Gesamtreibung eintritt. die sich als Summc aus den Einzel reibungen der einzelnen Teile zusammensetzt und infolgedessen die ohnchin heim Schallverzugsrechner infolge der Reibungskräfte vorhandenen Schwierigkeiten erhöht.In a first approximation, the correction gear represents a tangential gear that between the Höbenwinkelwelle and the input of the sound delay calculator is switched. Shear distortion calculator and correction gear are therefore connected one behind the other tet. d. H. when the crank K is operated, all are in the sound delay calculator, frictional forces occurring in the correction gear and in the elevation angle shaft itself to overcome. All gear and clutch parts involved must accordingly can withstand these same frictional forces and dimensioned accordingly be. So there is the disadvantage. that the Rorrektionstrieb relatively must be robust. The second disadvantage is that. that by cascading the correction gear and the delay calculator increase the total friction entry. which is composed as a sum of the individual frictions of the individual parts and as a result the already home sonic delay calculator due to the frictional forces existing difficulties increased.

Die durch die Reibungskräfte hervorgerufenen Schwierigkeiten im Schallverzugsrechner bestehen erstens darin. daß bei gewissen steilen Winkelbereichen die Reibungskräfte so stark anwachsen. daß aus diesem Grunde ohnehin der Verzugsrechner in seinem Wirkungsbereich winkelmäfig beschränkt ist; eine zweite Schwierigkeit ist darin zu sehen. daß sich unter Umständen die Notwendigkeit ergibt, an den Scballverzugsrechner weitere Geräte, wie Kursermittler, Höhenrechner 0. dgl.. anzuschließen. die wiederum eine Erhöhung der Reibung bewirken und die dann nur unter Zwischenschaltung von Drehmomentverstärkern oder Folgezeigeranordnungen betrieben werden können.The difficulties in the sound distortion calculator caused by the frictional forces consist first of all. that at certain steep angle ranges the frictional forces grow so much. that for this reason the delay calculator is in its sphere of activity anyway is limited angularly; a second difficulty can be seen in it. that itself it may be necessary to connect additional devices to the ball delay calculator, like course finder, height calculator, etc. to connect. which in turn is an increase the friction and then only with the interposition of torque amplifiers or sequential pointer arrangements can be operated.

Es sind ferner Korrektionseinrichtungen an Horchgeräten bekanntgeeorden, die äußerst geringe Reibungskräfte besitzen. die jedoch bisher noch niemals zur Korrektur von atmssphärischen Einflüssen verwendet worden sind. There are also correction devices on listening devices known, which have extremely low frictional forces. but so far never to Correction of atmospheric influences have been used.

Sie dienten nur zur Korrektur des persönlichen Fehlers des Horchers und bestanden in der Verlängerung oder Verkürzung mindestens eines der beiden Schallwege vom Trichtereingang zum Ohr des Beobachters. Sie. waren beispielsweise als Posaunenauszüge oderals Ventile zur Veränderung der Querschnittsbreiten ausgebildet.They were only used to correct the listener's personal error and consisted of lengthening or shortening at least one of the two sound paths from the funnel entrance to the observer's ear. She. were for example as trumpet extracts or designed as valves for changing the cross-sectional widths.

Gemäß der Erfindung werden die vorerwähnten lVIängel einer Korrektionseinrichtung zum Ausgleich der durch Wind und oder Temperatureinflüsse hervorgerufenen Fehler eines Schallverzugsrechners an einem nach dem binauralen Verfahren arbeitenden akustischen Ortungsgerät für bewegte Luftziele dadurch bvermieden. daß die Schallweglängen zwischen den Schalleintrittsöffnungen des Horchgerätes und den Ohren des Horchers in ihrem Verhältnis zueinander in an sich bekannter Weise veränderbar ausgebildet sind und der die Schallweglänge verändernde Teil mindestens eines Schallweges, beispielsweise eines Posaunenauszuges. über derartige gegebenenfalls an sich bekannte Getriebe mit der Antriebswelle für den Seiten-und oder Höhenwinkel gekuppelt ist, daß eine die atmosphärischen Einflüsse ausgleichende Verschiebung des Mitteneindrucks in dem die Schallweglänge verändernden Teil für einen beliebigen vorgegebenen Winkel einstellbar ist und sich dann selbsttätig den anderen Winkeln anpaßt. According to the invention, the aforementioned defects of a correction device to compensate for errors caused by wind and / or temperature influences a sound delay calculator on an acoustic one that works according to the binaural method Locating device for moving air targets thereby avoided. that the sound path lengths between the sound entry openings of the listening device and the ears of the listener in theirs Relationship to one another are designed to be changeable in a manner known per se and the part of at least one sound path which changes the sound path length, for example of a trombone excerpt. via such transmissions, which may be known per se with the drive shaft for the side and or elevation angle is coupled that one the atmospheric influences compensating shift of the center impression in the part changing the sound path length for any given angle is adjustable and then automatically adapts to the other angles.

Dabei wird unter Schaltweg die Zeit verstanden. die der Schall braucht. um von der Schalleintrittsöffnung des Horchgeräts zum Ohr zu gelangen. Die Verlängerung bzw Verkürzung des Sehaliweges kann daher sowohl in einer wirklichen mechanischen Verlängerung bzlv. Verkürzung der Rohre bzw Schläuche bestehen. durch die der Schall fortgeleitet wird und wie sie zum Zwecke der Justierung des Mitteneindruckes an sich bereits bekannt ist, oder auch durch irgendwelche unter Umständen ebenfalls an sich bekannte phasenverzögernde Mittel erreicht werden. The switching path is understood to mean the time. that sound needs. to get from the sound inlet opening of the listening device to the ear. The extension or shortening of the Sehaliweg can therefore both in a real mechanical Extension or There is a shortening of the pipes or hoses. through which the sound is forwarded and how it is used for the purpose of adjusting the center impression is already known, or through any of them phase retarding means known per se can be achieved.

Das Maß, in dem das Verhältnis des rechten zum linken Schallweg von eins verscliieden gemacht wird, ist an einee Skala einstiellbar, auf der die herrschenden Temperatur und Windgradienten aufzutragen sind. Die Temperatur- und Windgradienten selbst müssen vorher durch meteorologische Messungen bestimmt werden. The degree to which the ratio of the right to the left sound path of one is made different, can be adjusted to a scale on which the ruling ones Temperature and wind gradients are to be plotted. The temperature and wind gradients themselves must be determined beforehand by meteorological measurements.

Ein besonders einfaches Verfahren zur itrmittlung des jeweiligen Verhältnisses der beiden Schallweglängen besteht gemäß einer wei teren Ausbildung des Erfindungsgedankens darin, daß vor der Benutzung des Horchgeräts ein Flugzeug, das optisch beobachtet werden kann. das Hochgerät umfliegt und bei der optischen Ans peilung dies es Flugzeuges das Verhältnis der Schallweglängen so lange verstellt wird, bis die von dem Schallverzugsrechner errechneten optischen Höhen- und Seitenwinkel mit den unmittelbar gemessenen Werten übereinstimmen. Durch dieses Verfahren gemäß der Erfindung werden Wind-und Temperaturgradient gleichzeitig berücksichtigt, ohne daß besondere meteorologische AIessungen hierzu notwendig sind. A particularly simple method for determining the respective The relationship between the two sound path lengths is based on a white teren Formation of the inventive concept in the fact that before using the listening device an aircraft that can be visually observed. the high device flies around and at the optical orientation of this aircraft is the ratio of the sound path lengths is adjusted until the optical The elevation and side angles agree with the directly measured values. By this method according to the invention are wind and temperature gradients simultaneously taken into account without the need for special meteorological measurements.

In Abb. 2 ist eine Ausführungsform der Einrichtung nach der Erfindung schematisch dargestellt. Die Rezugszeichen sind die gleiehen wie in Abb. 1. Der Unterschied gegenüber der bekannten Einrichtung besteht dann, daß das Korrektionsgetriebe KG nicht an den Schallverzugsrechner VR, sondern an die Posaunenauszüge bzw. einen Posaunenauszug der Horchtrichter H angeschlossen ist. Der Antrieb der- Posaunenauszüge erfolgt also durch die gleiche Kurbel K. die die Höhenwinkelwelle des Horchgerätes und den Schallverzugsrchner VR antreibt. Da jedoch die Höhenwinkelwelle des Horchgerätes H und der Verzugsrechner einerseits und das Korrektionsgetriebe zur Verschiebung der Posaunenauszüge oder des Posaunenauszuges an dererseits parallel geschaltet sind und infolgedessen kraftmäßig unabhängig voneinander durch die Kurbel. angetrieben werden, so übt erstens das Korrektionsgetriebe KG keine zusätzlichen Reibungskräfte auf den Schall verzugsrchner VR aus. so daß die an Hand der Abb. i geschilderten Nachteile in Fortfall kommen. Zweitens ist es möglich, das Korrektionsgetriebe KG selbst sehr klein zu dimensionieren.* da die Verschiebung der Posaunenauszüge nur ganz geringe Reibungskräfte erfordert und also nur die eigenen Reibungskräfte des Korrektionsgetriebes KG zu überwinden sind, so daß eine Durchbiegung oder Zerstörung der Getriebeteile nicht zu befürchten ist. In Fig. 2 is an embodiment of the device according to the invention shown schematically. The reference symbols are the same as in Fig. 1. The The difference compared to the known device is that the correction gear KG not to the sound delay calculator VR, but to the trombone extracts or a Trumpet excerpt the horn H is connected. The drive of the trumpet extracts thus takes place through the same crank K. that the elevation angle wave of the listening device and drives the sound delay calculator VR. Since, however, the height angle wave of the listening device H and the delay calculator on the one hand and the correction gear for shifting the trombone extracts or the trombone extract on the other hand connected in parallel are and consequently independent of each other in terms of force by the crank. driven first, the correction gear KG does not exert any additional frictional forces on the sound delay calculator VR. so that those described on the basis of Fig Disadvantages come in omission. Second, it is possible to use the KG even to be dimensioned very small. * since the trumpet parts are only shifted requires very little frictional forces and therefore only the own frictional forces of the Correction gear KG must be overcome, so that a deflection or destruction of the transmission parts is not to be feared.

Die in den Abb. i und 2 dargestellten Schaltungen des Korrektionsgetriebes in bezug auf den Schallverzugsrechner sind grundsätzlich die beiden möglichen Anordnungen der Hintereinanderschaltung und der Parallelschaltung. Die in Abb. 2 dargestellte Anordnung nach der Erfindung bringt die Vorteile mit sich, daß erstens raum- und materialmäßig ein geringerer Aufwand als bei der bekannten Einrichtung betrieben wird und außerdem der Schallverzugsrechner, der ohnehin große Reibungskräfte zu überwinden hat, in dieser Hinsicht keine zusätzliche Belastung erfährt. The circuits of the correction gear shown in Fig. I and 2 With regard to the sound delay calculator, there are basically the two possible arrangements the series connection and the parallel connection. The one shown in Fig. 2 Arrangement according to the invention has the advantages that, firstly, space and materially operated with a lower cost than in the known device and also the sound distortion calculator, which increases the friction forces that are already large has overcome, does not experience any additional burden in this regard.

Claims

PATENT CLAIM: Correction device to compensate for the wind and / or temperature influences caused errors of a sound delay computer on an acoustic locating device working according to the binary method for moving air targets, their sound path lengths between the sound entry openings of the hearing device and the ears of the listener in their relationship to one another changeable are trained. characterized in that the changing the sound path length Part of at least one sound path, for example a trombone excerpt. about such possibly known transmission with the drive shaft for 'the side and or elevation angle is coupled that a balancing the atmospheric influences Shift of the center impression in the part that changes the sound path lengths for any given angle is adjustable and then automatically the other angles anps t.