DE959355C

DE959355C - Verfahren und Vorrichtung zur Stoerbefreiung beim Aufzeichnen von Echos zum Zwecke der Entfernungsmessung nach dem Rueckstrahlverfahren

Info

Publication number: DE959355C
Application number: DEA22858A
Authority: DE
Inventors: Dr Hans Kietz
Original assignee: Atlas Werke AG
Current assignee: Atlas Werke AG
Priority date: 1955-06-15
Filing date: 1955-06-15
Publication date: 1957-03-07

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Störbefreiung beim Aufzeichnen von Echos zum Zwecke der Entfernungsmessung nach dem Rückstrahlverfahren Bei der Echolotung mit Wasserschallimpulsen hängt die mit einer gegebenen Anlage erzielbare Reichweite im hohen Maße von dem Störpegel ab.
Dies trifft besonders dann zu, wenn die empfange nen Echos aufgeschrieben werden sollen. Es ist zwar bekannt, durch Abstimmen des Empfangsverstärkers auf die Frequenz der Impulse die Amplitude der Störungen herabzusetzen, jedoch hat man bisher mit Rücksicht auf die Genauigkeit der Entfernungsmessung keine kleineren Bandbreiten als etwa 500 Hz angewendet. Die übliche Impulslänge ist in der Größenordnung von I Millisekunde.
Aus der Übertragungstechnik ist es bekannt, beim selektiven Empfang von Schwingungsimpuisen mit einer nur einen beschränkten Frequenzbereich durchlassenden Empfangsanordnung für das Produkt von Bandbreite (Hz) und Impulslänge (sec) einen gewissen Mindestwert, z. B. den Wert 2, einzuhalten, um seinen ausreichend verzerrungsfreien Empfang der Impulse zu ermöglichen. Die Wahl des Mindest- wertes hängt von der zugelassenen Impulsverzervung bzw. -schwächung ab. Im folgenden ist bei der Benutzung von Impulsen für Echolotzwecke der Wert I für das genannte Produkt als noch zulässig angenommen. Damit wird der an sich bekannten Tatsache Rechnung getragen, daß bei einer Verringerung der Bandbreite die Einschwingzeit für die Impulse zunimmt.
Es hat sich nun gezeigt, daß man beim Loten auf große Entfernungen mit Aufzeichnung der Echos eine wesentlich bessere Störblefreiung erhält, wenn man die Bandbreite der Empfangsanordnung außer. gewöhnlich klein wählt. Gemäß der Erfindung benutzt man eine Empfangsanordnung, insbesondere einen Empfangsverstärker mit einer Bandbreite unter 200 Hz, und wählt die Länge der Lotimpulse so, daß das Produkt von Bandbreite (Hz) und Impulslänge (sec) gleich oder größer als I ist.
Durch die Anpassung der Impulslänge an die jewseilige Einschwingdauer der Empfangsanordnung wird bei einer gemäß der Erfindung gewählten Bandbreite eine Abnahme der Empfangsamplitude vermieden.
Bei gleicher Verstärkung der Echos ist bei kleinerer Bandbreite eine längere Zeit nach dem Eintreffen des Anfangs des Echosignal bis zur Erreichung einer eine Aufzeichnung erzeugenden Ausgangsspannung-ierforderlich, und diegemesseneEntfernung erscheint vergrößert. Eine Verringerung dieses Fehlers durch Erhöhung der Verstärkung der empfangenen Echos ist bei Vorliegen eines die Reichweite begrenzenden Störpegeis nicht möglich, da eine solche Erhöhung der durch die Bandbreitenverringerung erzielten Störbefreiunglentgegenwirken würde. Der Meßfehler ist seiner Größe nach abschätzbar, jedoch weist das Meßergebnis stets eine entsprechende Unsicherheit auf. Bei Entfernungen von über I000 m fällt diese gegenüber anderen Fehlern nicht ins Gewicht. Aber auch bei kleineren Entfernungen kann sie in Kauf genommen werden, wenn dadurch bei Vorliegen eines hohen Störpegels überhaupt erst eine Lotung ermöglicht wird.
Bei der Vertikallotung muß man bei einer Impuls. frequenz von z. B. 30 kHz mit einem Dopplereffekt von etwa i 20 Hz durch die Schiffsbewegungen rechnen. Die hierdurch gegebene, von der frequenz der Impulse abhängende Grenze wird man bei einer Verkleinerung der Bandbreite nicht unterschreiten.
Bei der Horizontallotung wird man von Fall zu Fall die möglichen Relativgeschwindigkeiten des Zieles berücksichtigen, um durch zu scharfe Abstimmung den Empfang des Echos nicht auszuschließen.
Um sowohl für kleine wie für große Tiefen jeweils die wünschenswerte Störbefreiung erzielen zu können, ohne aber die Möglichkeit zu verlieren, unter günstigen Umständen mit großer Bandbreite und daher scharf einsetzenden Echosignalen genaue Messungen durchführen zu können, kann man die Bandbreite der Empfangsanordnung veränderlich machen. Um die genannte Bedingung für das Produkt von Bandbreite und Impulslänge zu erfüllen, wird man zweckmäßig nur eine für alle Bandbreiten ausreichende Impulslänge verwenden oder eine Veränderung der Impulslänge in wenigen, z. B. zwei Stufen vorstehen.
Die bei der Echolotung benutzten elektroakustischen Wandler sind im allgemeinen ziemlich stark gedämpft, so daß die Bandbreite der Empfangsanordnung im wesentlichen durch die des Empfangsverstärkers gegeben ist.
Um die bei Benutzung schmaler Bandbreiten auftretende Vergrößerung der Einschwingzeit und die sich daraus ergebende Vergrößerung der aufgezeichneten Tiefen mit einiger Genauigkeit berücksichtigen zu können, empfiehlt es sich, die Amplitude der verstärkten, dem Schreibgerät zugeführten Echosignale stets auf den gleichen) zur Erzielung gut erkennbarer Aufzeichnungen erf orderlichen Wert einzustellen. Die an den geschriebenen Tiefen anzubringende Korrektur ist dann allein von der benutzten Bandbreite abhängig. Die Anwendung unnötig großer Verstärkungen ist zu vermeiden, da dadurch die Zahl der aufgezeichneten Störungen zunimmt.
Eine Ausführung der Erfindung ist in der Abbildung beispielsweise dargestellt. Das eigentliche, die synchrone Aussendung der Lotimpulse steuernde und die Aufzeichnung der empfangenen Echos bewirkende Lotgerät enthält einen über Rollen I gleichmäßig umlaufenden Riemen 2. Der Riemen trägt einen Schreibgriffel 3, der über einen Auifzeichnungsstreifen 4 läuft, und einen Nocken 5, der zu Beginn jedes überlaufs Kontakte 6 schließt. Bei Kontaktschluß erzeugt der Röhrengenerator 7 einen Schwingungsimpuis einer Frequenz von 15 kHz, dessen Länge mit einem Schalter 8 auf 5 msec oder 50 sec eingestellt werden kann. Ein Wandler 9 strahlt einen entsprechenden Schallimpuls ab, dessen Echo von einem Wandler 10 empfangen, in einem Verstärker I I verstärkt und dem Schreibgrirfel 3 zugeführt wird. Der Verstärker ii enthält einen Vorverstärker, eine Mischröhre und einen Zwischenfrequenzverstärker für 500 Hz. Die Verstärkung wird mit einem Drehknopf I2 geregelt. Mit dem Zeiger I3 kann die Bandbreite des Verstärkers zwischen IOOO und 20 Hz, bei gleichbleibender Verstärkung, eingestellt werden.

Claims

PATENTANSPRÜcHE: I. Verfahren zur Echolotung mit Aufzeichnung der empfangenen Echos, dadurch gekennzeichnet, daß eine Empfangsanordnung, insbesondere ein Empfangsverstärker, mit einer Bandbreite unter 200 Hz benutzt und die Länge der Lotimpulse so gewählt wird, daß das. Produkt aus Impulslänge (sec) und Bandbreite (Hz) gleich oder größer als I ist.
2. Schreibendes Echolotgerät zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Empfangsverstärker mit einer Bandbreite unter 200 Hz und eine Sende-,einrichtung zur Erzeugung von Lotimpulsen solcher Länge vorgesehen ist, daß. das Produkt aus der Impulslänge und der Bandbreite gleich oder größer als I ist.
3. Schreibendes Echolot nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bandbreite des Empfangsverstärkers zwischen etwa 2000 und IoHz veränderlich ist und die Impulslänge der Stendeeinrichtung entweder gleichbleibend so groß gemacht ist daß das Produkt aus Impulslänge und Bandbreite stets gleich oder größer als: I ist, oder, vorzugsweise in Stufen veränderlich ist In Betracht gezogene Druckschriften: Dleutsche Patentschrift Nr. 363 799; britische Patentschrift Nr. 420 558.