EP0469242A2 - Circuit arrangement for pulse emission of sound waves - Google Patents

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EP0469242A2
EP0469242A2 EP91106752A EP91106752A EP0469242A2 EP 0469242 A2 EP0469242 A2 EP 0469242A2 EP 91106752 A EP91106752 A EP 91106752A EP 91106752 A EP91106752 A EP 91106752A EP 0469242 A2 EP0469242 A2 EP 0469242A2
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EP
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phase
switching arrangement
phase values
base
opening angle
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Wilfried Dipl.-Ing. Meuser
Werner Dipl.-Ing. Loges
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    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/18—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound
    • G10K11/26—Sound-focusing or directing, e.g. scanning
    • G10K11/34—Sound-focusing or directing, e.g. scanning using electrical steering of transducer arrays, e.g. beam steering
    • G10K11/341—Circuits therefor
    • G10K11/346—Circuits therefor using phase variation

Definitions

  • the transmission signals of the two outermost converters must have a maximum phase value ⁇ max : and in degrees

Abstract

2.1 To increase the aperture of a sector into which sound waves are emitted from a flat base, the base is electronically curved into a conic section function, for example a sector of a circle, by phase-delay networks. 2.2 To economise on power amplifiers, transmission signals are, according to the invention, subjected to phase shifts, phase values being determined according to a parabola for each transducer position, the focal point of the parabola being equal to a quarter of a maximum phase shift. The maximum phase shift is equal to half the base length, referred to the mean wavelength of the sound waves, which is multiplied by pi times half the aperture. The phase values for the individual transducer positions are reduced by modulo 2 pi and combined to form residual phase values if they are within a specifiable interval. The number of power amplifiers is determined by the interval. Transducers having equal residual phase values are combined and fed from the same power amplifier. 2.3 The circuit arrangement is advantageously applicable in underwater sound engineering and in medical diagnosis. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltanordnung zum impulsförmigen Abstrahlen von Schallwellen der im Oberbegriff genannten Art.The invention relates to a switching arrangement for the pulsed emission of sound waves of the type mentioned in the preamble.

Bei aktiv arbeitenden Sonar-Ortungsanlagen in der Wasserschalltechnik soll ein möglichst breiter Sektor mit Schallenergie überdeckt werden, um den Ort reflektierender Objekte im Wasser oder am Meeresgrund in bezug auf Entfernung und Richtung zu bestimmen. Im allgemeinen ist es üblich, eine Vielzahl von einzelnen elektroakustischen Wandlern derart anzuordnen, daß die Gesamtheit ihrer Außenfläche als Basis angenähert einer Zylinderwandung entspricht. Die Wandler werden konphas mit Sendesignalen angesteuert. Reflektierte Anteile werden mit einander dicht benachbarten oder einander überlappenden Empfangsrichtcharakteristiken mit sehr kleinem Öffnungswinkel empfangen und ausgewertet. Aus konstruktiven Gründen ist jedoch ein Aufbau einer Sonar-Ortungsanlage mit einer im wesentlichen ebenen Basis einer zylinderförmigen Basis vorzuziehen. Eine ebene Basis ist bei Seegang einfacher dreiachsig raumfest zu stabilisieren, insbesondere wenn auch die Empfangsbasis eine ebene Basis ist. Für manche Ortungsangabe ist es vorteilhaft, die Wandler zum Senden der Schallwellen in die Bordwand eines Schiffes einzubauen, die im wesentlichen als eben zu bezeichnen ist.In actively working sonar location systems in waterborne sound technology, the widest possible sector should be covered with sound energy in order to determine the location and distance of reflecting objects in the water or on the seabed. In general, it is customary to arrange a large number of individual electroacoustic transducers in such a way that the entirety of their outer surface as the base approximately corresponds to a cylinder wall. The converters are controlled in phase with transmission signals. Reflected components are received and evaluated with closely adjacent or overlapping reception directivity characteristics with a very small opening angle. For constructional reasons, however, it is preferable to build a sonar location system with an essentially flat base over a cylindrical base. A flat base is easier to stabilize in a three-axis, spatially stable manner, especially when the receiving base is also a flat base. For some location information, it is advantageous to install the transducers for transmitting the sound waves in the side wall of a ship, which can essentially be described as flat.

In der Diagnostik mit Ultraschall und zum Kartographieren des Meeresbodens werden ebenfalls Sonaranlagen verwendet, bei denen Schallwellen in einem breiten Sektor ausgesendet und gerichtet empfangen werden, bei denen es vorteilhaft ist, auch zum Senden eine ebene Basis zu verwenden.Sonar systems are also used in ultrasound diagnostics and for mapping the seabed, in which sound waves are emitted and received in a broad sector and in which it is advantageous to also use a flat base for transmitting.

Bei konphaser Ansteuerung der Wandler einer ebenen Basis ist der Öffnungswinkel, unter dem die Schallwellen abgestrahlt werden, durch die äußeren Abmessungen der Basis bestimmt. Dieser Öffnungswinkel ist zu klein für die Aufgaben der vorher genannten Sonaranlage. Aus der DE-PS 20 64 588 ist bereits eine Schaltanordnung bekannt, bei der die Sendesignale gegeneinander derart verzögert werden, als wenn die Wandler nicht auf einer ebenen Basis, sondern auf einer Zylinderbasis oder einer Kreisbasis angeordnet wären. Zur Berechnung der Verzögerungen wird tangierend an die Basis beispielsweise ein Kreisausschnitt gezeichnet, dessen Mittelpunkt der Scheitelpunkt des Sektors ist und dessen Öffnungswinkel durch die Lage der äußersten Wandler auf der ebenen Basis bestimmt ist. Es werden radiale Abschnitte zwischen der ebenen Basis und dem so konstruierten Kreisausschnitt bestimmt und durch die Ausbreitungsgeschwindigkeit des Schalls geteilt und liefern Verzögerungszeiten für die Sendesignale der einzelnen Wandler. Bei dieser Ansteuerung der Wandler löst sich eine Schallwelle von der ebenen Basis, deren Wellenfront durch die Krümmung des Kreisausschnitts bestimmt ist. Diese Wellenfronten würden auch entstehen, wenn mit einer Kreisbasis von der Größe des Sektors gesendet würde.When the transducers of a flat base are driven in phase, the opening angle at which the sound waves are emitted is determined by the outer dimensions of the base. This opening angle is too small for the tasks of the previously mentioned sonar system. From DE-PS 20 64 588 a switching arrangement is already known, in which the transmission signals are delayed against each other in such a way as if the transducers were not arranged on a flat base, but on a cylinder base or a circular base. To calculate the delays, a circle is drawn tangentially to the base, the center of which is the vertex of the sector and the opening angle of which is determined by the position of the outermost transducers on the flat base. Radial sections between the flat base and the circular section constructed in this way are determined and divided by the speed of propagation of the sound and provide delay times for the transmission signals of the individual transducers. With this control of the transducers, a sound wave is released from the flat base, the wavefront of which is determined by the curvature of the circular section. These wavefronts would also arise if broadcasting with a circular base the size of the sector.

Für jeden einzelnen Wandler ist ein spezielles Verzögerungsnetzwerk zwischen Sendegenerator und Leistungsverstärker, beispielsweise in Form eines Schieberegisters, sowie eine Kabelverbindung zwischen Leistungsverstärker und Wandler auf der Basis vorzusehen. Diese Lösung ist aufwendig und kostenintensiv.For each individual converter, a special delay network between the transmission generator and the power amplifier, for example in the form of a shift register, and a cable connection between the power amplifier and the converter must be provided on the basis. This solution is complex and costly.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Schaltanordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der der schaltungstechnische Aufwand an Verzögerungsnetzwerken, Leistungsverstärkern und Kabelverbindungen reduziert wird.It is an object of the present invention to provide a switching arrangement of the type mentioned at the outset in which the circuitry outlay on delay networks, power amplifiers and cable connections is reduced.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichenteil des Anspruchs 1 genannten Maßnahmen gelöst.This object is achieved by the measures mentioned in the characterizing part of claim 1.

Die Wandler sind nebeneinander längs einer Linie auf der ebenen Basis angeordnet. Der äußerste Wandler wird gegenüber dem in der Mitte angeordneten Wandler mit einer solchen Phasenverschiebung angesteuert, daß die Wellenfront der Schallwelle an der äußersten Begrenzung des Sektors senkrecht zur Sektorbegrenzung liegt. Diese Phasenverschiebung ist der maximale Phasenwert für das Sendesignal und gewählt zu

Figure imgb0001
wobei 275max der Öffnungswinkel des Sektors ist, innerhalb dessen Schallwellen abgestrahlt werden, L die Länge der Basis und die mittlere Wellenlänge der abgestrahlten Schallwellen. Für kleinere Öffnungswinkel beispielsweise unter 30° wird sin max durch den Winkel max approximiert. Die Schallwellen werden impulsförmig abgestrahlt und haben eine Bandbreite, die durch die Länge des Sendeimpulses bestimmt ist. Diese Bandbreite ist im Vergleich zur Mittenfrequenz des Schallimpulses gering, so daß es zulässig ist, die Mittenfrequenz zur Berechnung des maximalen Phasenwertes zugrunde zu legen.The transducers are arranged side by side along a line on the flat base. The outermost transducer is controlled with respect to the transducer arranged in the middle with such a phase shift that the wavefront of the sound wave at the outermost boundary of the sector is perpendicular to the sector boundary. This phase shift is the maximum phase value for the transmission signal and is selected to
Figure imgb0001
 where 2 7 5 max is the aperture angle of the sector within which sound waves are emitted, L is the length of the base and the mean wavelength of the emitted sound waves. For smaller opening angles, for example below 30 °, sin max is approximated by the angle max . The sound waves are emitted in pulse form and have a bandwidth that is determined by the length of the transmission pulse. This bandwidth is small compared to the center frequency of the sound pulse, so that it is permissible to use the center frequency to calculate the maximum phase value.

Die Phasenverschiebung der Sendesignale der Wandler nimmt quadratisch von der Mitte der Basis ansteigend zu und ist durch eine Parabel zu bestimmen, deren Brennpunkt gleich 1/4 des maximalen Phasenwertes 4)max ist und deren Abszissenwerte die Wandlerorte sind. Der Phasenwert je Wandler beträgt φi = φmax(i/N)2, wobei i = 0, ±1, ±N die Wandlerorte und 2N + 1 die Vielzahl der Wandler auf der Basis ist. i ist in der Mitte der Basis gleich Null und am Ende der Basis ±N. Von Wandler zu Wandler nimmt der Gradient der Phasenverschiebung oder der Phasensprung zwischen den Sendesignalen von der Mitte nach außen zu den Seiten linear zu. Dadurch ist eine gleichmäßige Verteilung der Wandler auf unterschiedliche Abstrahlrichtungen der Schallwellen in das schallübertragende Medium gegeben.The phase shift of the transmit signals of the transducers increases quadratically from the center of the base and can be determined by a parabola whose focal point is 1/4 of the maximum phase value 4) max and whose abscissa values are the transducer locations. The phase value per converter is φ i = φ max (i / N) 2 , where i = 0, ± 1, ± N is the converter locations and 2N + 1 is the number of converters on the basis. i is zero in the middle of the base and ± N at the end of the base. The gradient of the phase shift or the phase jump between the transmission signals increases linearly from converter to converter from the center to the side. This ensures that the transducers are evenly distributed over different directions of radiation of the sound waves into the sound-transmitting medium.

Virtuelle Speichen, ausgehend von jedem Wandlerort auf der Basis, liegen senkrecht zu der sich ausbreitenden Wellenfront und sind von Wandler zu Wandler um gleiche Winkelinkremente geschwenkt. In der Mitte der Basis weist die Speiche in die Mittelsenkrechte, an ihrer äußeren Begrenzung zu beiden Seiten des Sektors in Richtung des halben Öffnungswinkels.Virtual spokes, starting from each transducer location on the base, are perpendicular to the spreading wavefront and are pivoted from transducer to transducer by the same angle increments. In the center of the base, the spoke points to the perpendicular, on its outer boundary on both sides of the sector in the direction of half the opening angle.

Die nach der Parabel ermittelten Phasenwerte φi liegen beispielsweise zwischen 0 und 2900° und werden um modulo 2π bzw. Vielfache von 360 vermindert. Verminderte Phasenwerte φi-r·360, r=0, 1, ..., die beispielsweise innerhalb eines Intervalls liegen, werden als ein Restphasenwert betrachtet. Mit den verbleibenden Restphasenwerten φ werden die Sendesignale für die Wandler beaufschlagt. Durch diese Maßnahme wird die Schallausbreitung im Wasser längs der virtuellen Speichen nicht verändert, da es nur auf die Phasenbeziehungen der Sendesignale benachbarter Wandler ankommt und nicht auf ihre Laufzeitunterschiede. Beim Sendevorgang wird von allen Wandlern die volle Sendeleistung ohne Verzögerung abgestrahlt. In weiterem Abstand sorgt die Ausbreitungszeit der Schallwelle dafür, daß die "verschluckten" Vielfachen ausgeglichen sind und kein Unterschied besteht, ob eine volle Phasenkompensation oder eine Restphasenkompensation vorgenommen wird. Aber auch direkt vor der Basis im Nahbereich ist eine Auswertung bezüglich Entfernung und Richtung möglich, da der Impuls sich längs der Speichen ausbreitet und die Wellenfront auf jeder Speiche den gleichen Abstand zum Wandlerort auf der Basis aufweist.The phase values φ i determined according to the parabola are, for example, between 0 and 2900 ° and are reduced by modulo 2π or multiples of 360. Reduced phase values φ i -r 360 360, r = 0, 1, ..., which lie for example within an interval, are considered as a residual phase value. The remaining phase values φ are applied to the transmit signals for the converters. This measure does not change the sound propagation in the water along the virtual spokes, since it is only the phase relationships of the transmit signals from neighboring converters that are important and not their differences in transit time. During the transmission process, all converters emit the full transmission power without delay. At a further distance, the propagation time of the sound wave ensures that the "swallowed" multiples are balanced and there is no difference whether a full phase compensation or a residual phase compensation is carried out. However, an evaluation of the distance and direction is also possible directly in front of the base in the vicinity, since the impulse spreads along the spokes and the wavefront on each spoke is at the same distance from the transducer location on the base.

Durch die Bestimmung der Restphasen und die Ansteuerung der Wandler mit Sendesignalen, die nur um die Restphasen gegeneinander verschoben sind, ist die Anzahl der benötigten Phasendrehglieder und Leistungsverstärker erheblich reduziert, da nicht mehr für jeden Wandler ein individuelles phasenverzögerndes Netzwerk benötigt oder vorgesehen werden muß. Der Vorteil der erfindungsgemäßen Schaltanordnung nach Anspruch 1 besteht in einer erheblichen Kostenreduktion und Platzersparnis. Beispielsweise wird bei einer Basis mit 41 Wandlern und einem natürlichen Öffnungswinkel von 0,7° durch die Bereitstellung von nur 10 Sendesignalen mit unterschiedlichen Restphasen, die auf die 41 Wandler verteilt werden, ein Öffnungswinkel von 90 erzielt.By determining the remaining phases and activating the converters with transmission signals that are only shifted from one another by the remaining phases, the number of phase rotators and power amplifiers required is considerably reduced, since an individual phase-delaying network is no longer required or provided for each converter. The advantage of the switching arrangement according to the invention according to claim 1 is a considerable reduction in costs and space. For example, with a base with 41 transducers and a natural opening angle of 0.7 °, an opening angle of 90 is achieved by providing only 10 transmission signals with different remaining phases, which are distributed among the 41 transducers.

Ein weiterer besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Schaltanordnung nach Anspruch 1 besteht darin, daß nicht nur der Hardwareaufwand und damit Kosten und Platzbedarf für Bauelemente, sondern auch Fehlermöglichkeiten und Prüfarbeiten in den Schaltungen wesentlich geringer sind als bei einer Lösung mit Laufzeitverzögerungen. Es werden nur so viele Leistungsverstärker wie Restphasenwerte benötigt. Die Leistungsverstärker sind in einem Elektronikteil untergebracht, der an einem geeigneten, zugänglichen Ort installiert ist. Zur Basis mit den Wandlern, die in aller Regel örtlich an anderer Stelle eingebaut ist, sind jeweils nur so viele Kabelverbindungen wie Leistungsverstärker vorzusehen, so daß ihre Anzahl nicht durch die Vielzahl der Wandler bestimmt ist. Da Elektronikteil und Basis, insbesondere bei einem Wasserfahrzeug, nicht direkt nebeneinander angeordnet sind, ist eine Reduktion der Kabel besonders vorteilhaft, da Platzbedarf und Materialkosten sowie technisch die Möglichkeit des Übersprechens herabgesetzt sind.Another particular advantage of the switching arrangement according to the invention is that not only the hardware expenditure and thus the costs and space required for components, but also the possibility of errors and test work in the circuits are significantly lower than in a solution with runtime delays. Only as many power amplifiers as residual phase values are required. The power amplifiers are housed in an electronic part that is installed in a suitable, accessible location. For the base with the converters, which is usually installed locally elsewhere, only as many cable connections as power amplifiers are to be provided, so that their number is not determined by the large number of converters. Since the electronic part and base, in particular in the case of a watercraft, are not arranged directly next to one another, a reduction in the cables is particularly advantageous since space requirements and material costs, as well as technically the possibility of crosstalk, are reduced.

Gemäß der vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Schaltanordnung nach Anspruch 2 sind die Wandler in der Basis so verschaltet, daß Wandler mit gleicher Restphasenansteuerung miteinander verbunden sind und von der gleichen Kabelverbindung gespeist werden.According to the advantageous development of the switching arrangement according to the invention according to claim 2, the converters are connected in the base so that converters with the same residual phase control are connected to one another and are fed by the same cable connection.

Die Restphasenwerte, die zu einer Gruppe von Wandlern gehören, liegen innerhalb eines Intervalls. Dieses Intervall wird nach einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Schaltanordnung nach Anspruch 3 entsprechend der Dämpfung zwischen Hauptkeule mit dem gewünschten Öffnungswinkel und den außerhalb des Sektors der Hauptkeule liegenden Nebenpegeln gewählt. Ist beispielsweise das Intervall bei einer Basis mit 200 Wandlern auf einer Basislänge von ca. 2 m und einem Öffnungswinkel von 2ϑmax= 10° mit 6 gewählt, so verändert sich die Nebenzipfeldämpfung von -40 dB um ca. 5 dB gegenüber der theoretischen Richtfunktion. Der Vorteil der erfindungsgemäßen Schaltanordnung nach Anspruch 3 besteht insbesondere darin, daß abhängig von der Aufgabenstellung der Sonaranlage das Intervall und somit die Richtfunktion individuell festgelegt werden kann.The residual phase values belonging to a group of transducers are within an interval. According to an advantageous development of the switching arrangement according to the invention, this interval is selected according to the damping between the main lobe with the desired opening angle and the secondary levels lying outside the main lobe sector. If, for example, the interval for a base with 200 transducers on a base length of approx. 2 m and an opening angle of 2ϑ max = 10 ° is chosen with 6, the secondary zip field attenuation changes from -40 dB by approx. 5 dB compared to the theoretical directional function. The advantage of the switching arrangement according to the invention according to claim 3 is in particular that the interval and thus the directional function can be individually determined depending on the task of the sonar system.

Mit der Festlegung des Intervalls wird gemäß der vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Schaltanordnung nach Anspruch 4 die Anzahl der Leistungsverstärker bestimmt, die gleich dem 0,3fachen Wert der kompletten Phase von 360°, bezogen auf das Intervall und aufgerundet auf eine ganze Zahl ist.With the determination of the interval, the number of power amplifiers is determined according to the advantageous development of the switching arrangement according to the invention, which is equal to 0.3 times the value of the complete phase of 360 °, based on the interval and rounded up to an integer.

Besonders vorteilhaft ist es nach der erfindungsgemäßen Schaltanordnung nach Anspruch 5, die Restphasenwerte als Mittelwerte mit einer zulässigen mittleren Streuung festzulegen und daraus das Intervall zu bestimmen.According to the switching arrangement according to the invention, it is particularly advantageous to determine the residual phase values as mean values with a permissible mean scatter and to determine the interval therefrom.

Soll im Betrieb der Sonaranlage zuerst mit einem Öffnungswinkel von beispielsweise 30° gesendet werden, um innerhalb dieses Sektors eine Vorabortung vorzunehmen, um anschließend innerhalb eines kleineren Sektors von z.B. 20° oder 10° eine Feinortung mit größerer Reichweite durchzuführen, so bietet die vorteilhafte Weiterbildung nach Anspruch 6 die Möglichkeit, ohne neue Berechnungen mit den bereits ermittelten Restphasenwerten eine Verdoppelung und Verdreifachung des kleinsten Öffnungswinkels durch Verdoppeln und Verdreifachen des Restphasenwertes zu erhalten. Der Vorteil dieser Schaltanordnung gemäß Anspruch 6 besteht insbesondere darin, daß keine Umschalter mit Ansteuerung in der Basis für die Wandler vorgesehen zu werden brauchen, Prüfung und Wartung in der nach dem Einbau schwer zugänglichen Basis sind somit nicht notwendig. Auch die Leistungsverstärker werden unverändert weiterbetrieben, lediglich im Ansteuerungsteil der Elektronik ist eine Umschaltung auf die doppelte oder dreifache Restphasenwerte durchzuführen. Ein Vorteil besteht darin, daß keine Leistungen geschaltet zu werden brauchen und einfache Logikschaltungen die Umschaltung bewerkstelligen.If, during operation of the sonar system, transmission is to be carried out first with an opening angle of, for example, 30 °, in order to undertake pre-location within this sector, and then within a smaller sector of e.g. 20 ° or 10 ° to carry out a fine locating with a greater range, the advantageous further development according to claim 6 offers the possibility of obtaining a doubling and tripling of the smallest opening angle by doubling and tripling the remaining phase value with the already determined residual phase values. The advantage of this switching arrangement according to claim 6 is, in particular, that no changeover switches with control need to be provided in the base for the converter, so testing and maintenance in the base which is difficult to access after installation are not necessary. The power amplifiers will continue to operate unchanged, only in the control part of the electronics a switchover to double or triple residual phase values has to be carried out. An advantage is that no powers need to be switched and simple logic circuits can switch over.

Nach der vorteilhaften Weiterbildung der Schaltanordnung nach Anspruch 7 werden Phasendrehglieder zur Realisierung der Phasenverschiebungen um die Restphasenwerte in konventioneller Schaltungstechnik verwendet, die vorteilhaft auch für eine Nachrüstung bestehender Anlagen geeignet sind. Die Phasendrehglieder sind mit diskreten Bauelementen aufgebaut und stehen als Baugruppen zur Verfügung. Für eine Umschaltung auf Vielfache eines kleinsten gewählten Öffnungswinkels gemäß Anspruch 8 sind die Baugruppen zum Realisieren des kleinsten Öffnungswinkels mehrfach gleich aufzubauen und im Betrieb zu-und abschaltbar. Der Vorteil besteht in der fertigungstechnischen Ersparnis und Verminderung der Prüfkosten, da nicht jeweils für jeden Öffnungswinkel individuell verschieden aufgebaute Phasendrehglieder benötigt werden, sondern Vielfache der gleichen Baugruppe.According to the advantageous further development of the switching arrangement according to claim 7, phase rotators are used to implement the phase shifts around the residual phase values in conventional circuit technology, which are also advantageously suitable for retrofitting existing systems. The phase rotators are constructed with discrete components and are available as assemblies. For switching to multiples of a smallest selected opening angle according to claim 8, the assemblies for realizing the smallest opening angle are to be constructed several times in the same way and can be switched on and off during operation. The advantage lies in the saving in terms of production technology and the reduction in testing costs, since it is not necessary to have individually constructed phase rotators for each opening angle, but multiples of the same assembly.

Bei Verwendung von Rechnerbausteinen, z.B. Mikroprozessoren und ROMs oder RAMs, in der Sonaranlage ist die vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Schaltanordnung nach Anspruch 9 vorzusehen. Die ermittelten Restphasenwerte werden in einer Wertetabelle als komplexe Zahlen eiφ abgespeichert. In einem Signalgenerator werden komplexe Sinussignale eiωt bereitgestellt und mit den Restphasenwerten eiφ multipliziert. eiωt·eiφ=eiωt+φ. Realteil cos (ωt+φ) oder Imaginärteil sin (ωt+φ) werden zur Ansteuerung der Leistungsverstärker benutzt. Der Vorteil dieser Signalverarbeitung besteht darin, daß die Wertetabellen z.B. in ein ROM (read-only-memory) einmal eingespeichert werden. Eine Veränderung im Betrieb ist überflüssig. Die Multiplikation mit Hilfe von Mikroprozessoren ist schnell durchführbar. Die benötigten Rechenbausteine sind beim heutigen Stand der Technik serienmäßig erhältlich. Ihre Ansteuerung gehört zu den üblichen Routinen. Der geringe Hardwareaufwand und alle damit verbundenen Vorteile sind auch bei dieser Lösung zu verzeichnen.When using computer components, for example microprocessors and ROMs or RAMs, in the sonar system, the advantageous further development of the switching arrangement according to the invention is to be provided. The determined residual phase values are stored in a table of values as complex numbers e iφ . Complex sinusoidal signals e iωt are provided in a signal generator and multiplied by the residual phase values e iφ . e iωt · e iφ = e iωt + φ. Real part cos (ωt + φ) or imaginary part sin (ωt + φ) are used to control the power amplifier. The advantage of this signal processing is that the value tables are stored once in a ROM (read-only-memory), for example. A change in operations is unnecessary. The multiplication with the help of microprocessors can be carried out quickly. The required computing modules are available as standard with the current state of the art. Controlling them is part of the usual routines. The low amount of hardware and all the associated advantages can also be seen with this solution.

Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels für eine Schaltanordnung zum impulsförmigen Abstrahlen von Schallwellen näher erläutert. Es zeigen

  • Fig. 1 eine Skizze für eine ebene Basis und ihre parabolische Phasenansteuerung und
  • Fig. 2 ein Blockschaltbild für umschaltbare Öffnungswinkel.
The invention is explained in more detail using an exemplary embodiment for a switching arrangement for the pulsed emission of sound waves. Show it
  • Fig. 1 is a sketch for a flat base and its parabolic phase control and
  • Fig. 2 is a block diagram for switchable opening angle.

In einem Koordinatensystem i, φ sind auf der i-Achse Wandlerorte von i = -N bis i = + N eingezeichnet. Sie entsprechen den Wandlerorten von elektroakustischen Wandlern auf einer ebenen Basis, die die Sendeantenne einer Sonaranlage bilden. Wenn alle N Wandler konphas angesteuert würden, wäre ihr Öffnungswinkel durch die Basislänge 2N·d, wobei d der Abstand zwischen den Wandlern ist und die Wellenlänge X bestimmt, wobei der Mittenfrequenz eines abgestrahlten Schallimpulses zuzuordnen ist, dessen Bandbreite B durch seine Impulsdauer bestimmt ist. Bei den hier betrachteten Frequenzen und verwendeten Impulsdauern ist die Bandbreite klein gegenüber der Mittenfrequenz, so daß von einer monochromatischen Schallabstrahlung ausgegangen werden darf, auch wenn ein FM-Sweep ausgesendet wird.In a coordinate system i, φ, converter locations from i = -N to i = + N are shown on the i-axis. They correspond to the transducer locations of electro-acoustic transducers on a flat base, which form the transmitter antenna of a sonar system. If all N transducers were driven in phase, their opening angle would be determined by the base length 2Nd, where d is the distance between the transducers and the wavelength X, the center frequency of a radiated sound pulse being assigned, the bandwidth B of which is determined by its pulse duration. With the frequencies and pulse durations used here, the bandwidth is small compared to the center frequency, so that monochromatic sound radiation can be assumed, even if an FM sweep is emitted.

Fig. 1 zeigt im unteren Teil das Koordinatensystem i,φ und im oberen Teil einen Sektor mit einem Öffnungswinkel 2ϑmax, wobei ϑmax symmetrisch zur Scheitellinie des Sektors liegt, in dem Schallwellen von Wandlern an Wandlerorten i = 0, ±1, ±2, ..., ±N abgestrahlt werden sollen.Fig. 1 shows in the lower part the coordinate system i, φ and in the upper part a sector with an opening angle 2ϑ max , where ϑ max is symmetrical to the apex of the sector, in which sound waves from transducers at transducer locations i = 0, ± 1, ± 2 , ..., ± N are to be emitted.

Zur Vergrößerung des natürlichen Öffnungswinkels einer solchen Sonarbasis der Länge 2'N'd auf einen Wert 2·ϑmax, der hier gleich 90 0 gewählt ist, werden die 2N + Wandler auf der Basis mit Sendesignalen angesteuert, die gegeneinander um Phasenverschiebungen entsprechend den gepunktet eingezeichneten Ordinatenwerten vom Wandlerort i zur Parabel P verzögert sind. Die Phasenverschiebungen weisen im folgenden kein negatives Vorzeichen auf, sondern nur den Betrag, um den gegenüber einem Wandler bei i = verzögert werden soll. Die Steigung der Parabel P ist abhängig vom Öffnungswinkel 275max des Sektors. Ihre Steigung ist um so geringer, je kleiner der Öffnungswinkel 2ϑmax gewählt wird.To increase the natural opening angle of such a sonar base of length 2'N'd to a value 2 · ϑ max , which is chosen to be 9 0 0 here, the 2N + transducers are controlled on the basis of transmission signals which are mutually phase-shifted in accordance with dotted ordinate values from converter location i to parabola P are delayed. The phase shifts do not have a negative sign in the following, but only the amount by which a converter should be decelerated at i =. The slope of the parabola P depends on the opening angle 2 7 5 max of the sector. The smaller the opening angle 2ϑ max is chosen, the smaller the slope.

Steigung und Brennpunkt einer Parabel sind unmittelbar geometrisch miteinander verknüpft. Zur Konstruktion der Parabel P wird ihr Brennpunkt 0/1 4φmax bestimmt. Der Wandler an der Position i = ±N erfährt die maximale Phasenverschiebung φmax. Damit die Wandler jeweils in Winkel ϑi strahlen, die von Wandler zu Wandler um den gleichen Betrag Δϑ zunehmen, ist die Steigung der Parabel an der Stelle i = N gerade gleich dem Phasenunterschied gewählt, der durch den Abstand N'd des äußeren Wandlers von der Mitte und den halben Öffnungswinkel ϑmax bestimmt ist. Dadurch ergibt sich ein maximaler Phasenwert φmax

Figure imgb0002
The slope and focus of a parabola are directly geometrically linked. For the construction of the parabola P, its focal point 0/1 4φ max is determined. The converter at position i = ± N experiences the maximum phase shift φ max . So that the transducers each radiate at angles ϑ i that of To increase converter to converter by the same amount Δϑ, the slope of the parabola at point i = N is chosen to be exactly the same as the phase difference, which is determined by the distance N'd of the outer converter from the center and half the opening angle ϑ max . This results in a maximum phase value φ max
Figure imgb0002

Der Brennpunkt der Parabel liegt bei φ = 1 4φmax The focal point of the parabola is φ = 1 4φ max

Der Wert φmax ist um so größer, je größer ϑmax ist. Die Steigung der Parabel wird für größere Öffnungswinkel 2φmax größer. Ihr Brennpunkt liegt bei größeren Ordinatenwerten auf der φ -Achse. Die Phasenwerte für die einzelnen Wandler berechnen sich zu φi = φmax·( N )2.The value φ max is larger the larger ϑ max . The slope of the parabola increases 2φ max for larger opening angles. In the case of larger ordinate values, their focal point lies on the φ axis. The phase values for the individual converters are calculated as φ i = φ max · (N) 2 .

In Fig. 1 ist an jedem Wandlerort eine Speiche Si, S2 bis SN eingezeichnet. Diese Speichen sind gegenüber der Senkrechten um Vielfache eines Winkelimkrements

Figure imgb0003
geschwenkt, der Winkel zwischen der Speiche und der Senkrechten ist abhängig vom Wandlerort i ϑi = ϑmax·(i N) und beträgt am Wandlerort i = N gerade gleich ∂max.1 shows a spoke Si, S 2 to S N at each converter location. These spokes are multiples of an angular increment compared to the vertical
Figure imgb0003
 pivoted, the angle between the spoke and the vertical depends on the converter location i ϑ i = ϑ max · (i N) and is just equal to ∂ max at the converter location i = N.

Die Speichen S1, S2, ..., SN schneiden sich in einem Punkt. Beim Senden breiten sich die Schallwellen vom jeweiligen Wandlerort in Richtung der Speiche S aus und erreicht nach einer Zeit gleiche Abstände A auf den Speichen S. Ihre Wellenfront W steht jeweils senkrecht auf den Speichen S.The spokes S 1 , S 2 , ..., S N intersect at one point. When transmitting, the sound waves propagate from the respective transducer location in the direction of the spoke S and after a time reach equal distances A on the spokes S. Their wavefront W is perpendicular to the spokes S.

In der Nähe der Basis liegt die Wellenfront eines abgestrahlten "Wellenpakets" praktisch parallel zur Basis, ihre Krümmung nimmt bei größeren Entfernungen zu und wirkt im Fernfeld so, als wenn ein punktförmiger Wandler das impulsförmige Wellenpaket abgestrahlt hat.Near the base, the wavefront of a radiated "wave packet" is practically parallel to the base, its curvature increases with greater distances and acts in the far field as if a point-shaped transducer had radiated the pulse wave packet.

Nachdem die Phasenwerte φi abhängig vom Öffnungswinkel 2ϑmax des Sektors, der Basislänge, der mittleren Wellenlänge der Schallwellen und dem Wandlerort ermittelt ist, werden aus den Phasenwerten φi Restphasenwerte φ bestimmt. Von den Phasenwerten φi werden Vielfache von 2π oder 360 abgezogen und zu einem Restphasenwert φ zusammengefaßt, wenn sie innerhalb eines vorgegebenen Intervalls liegen. Mit den Restphasenwerten φ werden die Sendesignale beaufschlagt.After the phase values φ i are determined as a function of the opening angle 2ϑ max of the sector, the base length, the mean wavelength of the sound waves and the transducer location, residual phase values φ are determined from the phase values φ i . Multiples of 2π or 360 are subtracted from the phase values φ i and combined to form a residual phase value φ if they lie within a predetermined interval. The transmission signals are applied with the residual phase values φ.

Zur Verdeutlichung wird im folgenden eine Sonaranlage, die innerhalb eines Sektors mit einem Öffnungswinkel 2ϑmax = 10° Schallwellen aussendet, dimensioniert. Die Basis weist 201 Wandler auf, die im Abstand d = 0,7X angeordnet sind. Die Frequenz der Schallwellen beträgt 100 kHz, die Impulsdauer 100 ms. Der natürliche Öffnungswinkel der Basis beträgt aufgrund ihrer Abmessungen 0,4°.For the sake of clarity, a sonar system that emits sound waves within a sector with an opening angle 2ϑ max = 10 ° is dimensioned below. The base has 201 transducers arranged at a distance of d = 0.7X. The frequency of the sound waves is 100 kHz, the pulse duration is 100 ms. The natural opening angle of the base is 0.4 ° due to its dimensions.

Die Basis weist am Wandlerort i = 0 in der Mitte einen Wandler auf, rechts und links davon sind N = 100 Wandler jeweils im Abstand d angeordnet. Die Sendesignale der beiden äußersten Wandler müssen gemäß der parabolischen Ansteuerung nach Fig. 1 einen maximalen Phasenwert φmax aufweisen:

Figure imgb0004
und in grad
Figure imgb0005
Figure imgb0006
 The base has a transducer in the middle at the transducer location i = 0, to the right and left of it there are N = 100 transducers each at a distance d. According to the parabolic control according to FIG. 1, the transmission signals of the two outermost converters must have a maximum phase value φ max :
Figure imgb0004
 and in degrees
Figure imgb0005
Figure imgb0006

Gegenüber dem mittleren Wandler an der Position i = 0 müssen die beiden äußeren Wandler um 1100 verzögert angesteuert werden. Die Phasenwerte für die i Wandler rechts und links der Basis ergeben sich zu

Figure imgb0007
Figure imgb0008
 Compared to the middle converter at position i = 0, the two outer converters have to be triggered with a delay of 1100. The phase values for the i converters on the right and left of the base result in
Figure imgb0007
Figure imgb0008

Die Phasenwerte φi werden um r·360° vermindert:

Figure imgb0009
Figure imgb0010
 The phase values φ i are reduced by r360 °:
Figure imgb0009
Figure imgb0010

Die nachfolgende Tabelle 1 zeigt je Wandler i die verminderten Phasenwerte φ*i, die jeweils zu Restphasenwerten φ in Gruppen 1 bis 20 zusammengefaßt sind. Die Restphasenwerte φ sind verminderte Phasenwerte φ*i, die innerhalb eines vorgebbaren Intervalls liegen.

Figure imgb0011
The following Table 1 shows the reduced phase values φ * i for each converter i, which are each grouped into residual phase values φ in groups 1 to 20. The residual phase values φ are reduced phase values φ * i which lie within a predeterminable interval.
Figure imgb0011

Die zu einer Gruppe 1, 2, ..., 20 gehörenden Wandler i werden in der Basis elektrisch verbunden und mit Sendesignalen beaufschlagt, deren Restphasenwerte φ in der nachfolgenden Tabelle 2 angegeben sind. Die Restphasenwerte φ sind Mittelwerte der zu Gruppen zusammengefaßten, verminderten Phasenwerte φ*i der Tabelle 1, ihre Streuung σ ist in Tabelle 2 angegeben. Das Intervall für die Restphasenwerte φ ist so gelegt worden, daß eine mittlere Streuung σ = 60 zugelassen ist.

Figure imgb0012
The converters i belonging to a group 1, 2,... 20 are electrically connected in the base and are supplied with transmission signals, the residual phase values φ of which are given in Table 2 below. The residual phase values φ are mean values of the reduced phase values φ * i of Table 1, their scatter σ is given in Table 2. The interval for the residual phase values φ has been set so that an average spread σ = 60 is permitted.
Figure imgb0012

Aus der mittleren Streuung σ=6° wird eine minimale Anzahl der Leistungsverstärker ermittelt.

Figure imgb0013
A minimum number of power amplifiers is determined from the mean scatter σ = 6 °.
Figure imgb0013

Um alle Leistungsverstärker gleich zu belasten, wird m = 20 gewählt. Dann umfaßt jede Gruppe 10 Wandler, nur die Gruppe 1 umfaßt 11 Wandler.In order to load all power amplifiers equally, m = 20 is selected. Then each group comprises 10 converters, only group 1 comprises 11 converters.

In Fig. 2 ist eine solche Sonaranlage als Blockschaltbild angegeben. Die Sonaranlage strahlt Schallwellen innerhalb eines Sektors mit umschaltbarem Öffnungswinkel ϑ =10°, 2ϑ =20°, 3ϑ =30° ab. 201 Wandler sind äquidistant im Abstand d auf einer ebenen Basis 1000 angeordnet und symmetrisch zur Basismitte durchnumeriert. Die 201 Wandler werden auf der Basis 1000 gemäß Tabelle 1 zu Gruppen 1 bis 20 zusammengeschaltet. Die Tabelle 1 weist die Wandlernummern von der Mitte i = 0 bis i = 100 auf, wobei i = 100 jeweils die beiden äußeren Wandler der Basis 1000 kennzeichnet. Für einen Öffnungswinkel ϑ werden die Restphasenwerte aus Tabelle 2 entnommen. Es werden also die Wandler an den Wandlerorten i = 0, 1, 2, 3, 4 und 81 rechts und links zur Mitte der Basis zusammengeschaltet und mit einem Restphasenwert von φ = 1 beaufschlagt. Diese Wandler bilden die Gruppe 1. Die Wandler an den Wandlerorten i = 31, 32, 33, 66 und 87 rechts und links zur Mitte der Basis bilden die Gruppe 10 und sind mit einem Restphasenwert von 114" beaufschlagt. Die Wandler an den Wandlerorten i = 56, 57, 80, 98 und 99 bilden die Gruppe 20 und werden mit dem Restphasenwert § = 348° beaufschlagt.2 shows such a sonar system as a block diagram. The sonar system emits sound waves within a sector with a switchable opening angle ϑ = 10 °, 2ϑ = 20 °, 3ϑ = 30 °. 201 transducers are arranged equidistantly at a distance d on a flat base 1000 and numbered symmetrically to the base center. The 201 converters are connected to groups 1 to 20 on the basis of 1000 according to Table 1. Table 1 shows the converter numbers from the middle i = 0 to i = 100, where i = 100 identifies the two outer converters of the base 1000. For an opening angle ϑ, the remaining phase values are taken from Table 2. The converters at converter locations i = 0, 1, 2, 3, 4 and 81 are connected to the right and left to the center of the base and a residual phase value of φ = 1 is applied. These converters form group 1. The converters at converter locations i = 31, 32, 33, 66 and 87 to the right and left towards the center of the base form group 10 and have a residual phase value of 114 "applied to them. The converters at converter locations i = 56, 57, 80, 98 and 99 form group 20 and the remaining phase value § = 348 ° is applied.

Die entsprechenden Restphasenwerte φ sind durch zwanzig Phasendrehglieder 200 realisiert, in denen die Restphasenwerte φ vermerkt sind. Sie werden mit Signalfolgen aus einem Signalgenerator 210 beaufschlagt. Diese Signalfolgen sind beispielsweise 100 kHz-Schwingungen oder FM-Sweeps von 90 kHz bis 110 kHz während einer vorgebbaren Impulsdauer. Durch eine Steuereinheit 220 werden die Phasendrehglieder 200 mit zwanzig Leistungsverstärkern 300 verbunden, die über zwanzig Kabelverbindungen 400 mit den Gruppen 1 bis 20 der Wandler auf der Basis 1000 verbunden sind.The corresponding residual phase values φ are realized by twenty phase rotators 200, in which the residual phase values φ are noted. They are generated with signal sequences from a signal generator 210 acted upon. These signal sequences are, for example, 100 kHz oscillations or FM sweeps from 90 kHz to 110 kHz during a predefinable pulse duration. The phase rotators 200 are connected by a control unit 220 to twenty power amplifiers 300, which are connected to groups 1 to 20 of the converters on the base 1000 via twenty cable connections 400.

Die Steuereinheit 220 steuert ein Schalternetzwerk an, mit dem bei Vergrößerung des Öffnungswinkels von 10° auf 20° oder 30° entsprechende gleiche Phasendrehglieder mit gleichen Restphasenwerten <p zugeschaltet werden.The control unit 220 controls a switch network with which, when the opening angle is increased from 10 ° to 20 ° or 30 °, corresponding phase rotators with the same residual phase values <p are connected.

Die Phasendrehglieder 200 sind in gleicher Weise durch Wertetabellen in Form von ROMs (read-onlymemorys) und Mikroprozessoren zu realisieren, in denen die Phasenverschiebung der Signalfolgen durch Multiplikation komplexer Zahlen erfolgt. In den ROMs werden die Restphasenwerte als komplexe Zahl abgelegt. Bei Umschalten auf größere Öffnungswinkel können die Restphasenwerte wieder um Modulo 27T vermindert abgelegt werden. Der Multiplizierer wird durch Mikroprozessoren realisiert. Im Sendegenerator 210 werden Signalfolgen als komplexe Zahlen in digitaler Form bereitgestellt. Das Steuerteil 220 sorgt per Programm für den richtigen Sendeablauf. Die Leistungsverstärker 300 und Kabelverbindungen 400 bleiben in gleicher Form erhalten.The phase rotators 200 can be implemented in the same way by means of value tables in the form of ROMs (read-only memories) and microprocessors, in which the phase shift of the signal sequences takes place by multiplying complex numbers. The residual phase values are stored in the ROMs as a complex number. When switching to a larger opening angle, the remaining phase values can be stored again reduced by modulo 2 7T . The multiplier is implemented by microprocessors. In the transmission generator 210, signal sequences are provided as complex numbers in digital form. The control part 220 ensures the correct transmission process by program. The power amplifiers 300 and cable connections 400 are retained in the same form.

Claims (9)

1. Schaltanordnung zum impulsförmigen Abstrahlen von Schallwellen von einer Vielzahl von elektroakustischen Wandlern einer ebenen Basis in einen Sektor mit vorgebbarem Öffnungswinkel, der größer ist als der Öffnungswinkel bei konphaser Ansteuerung der Wandler, mit phasenverzögernden Netzwerken vor Leistungsverstärkern für ihre Sendesignale, wobei die Verzögerungen durch eine die Basis tangierende Kegelschnittfunktion bestimmt sind, deren Symmetrieachse die Scheitellinie des Sektors ist, dadurch gekennzeichnet, daß ausgehend vom Öffnungswinkel (2ϑmax) ein maximaler Phasenwert (φmax) für den äußersten der Wandler gleich der halben auf die mittlere Wellenlänge der Schallwellen bezogenen Basislänge multipliziert mit mal dem halben Öffnungswinkel oder dem Sinus des halben Öffnungswinkels gewählt ist, daß die Phasenwerte (φi) für die Wandler von der Mitte der Basis nach außen entsprechend einer Parabel als Kegelschnittfunktion quadratisch zunehmend ausgebildet sind und der Brennpunkt der Parabel gleich des maximalen Phasenwerts (φmax) ist und daß die Phasenwerte um Vielfache von 2 vermindert innerhalb eines vorgebbaren Intervalls als Restphasenwerte (φ) Verzögerungen für die Sendesignale sind und den Sendesignalen als Phasenverschiebung aufprägbar sind.1.Switching arrangement for the pulsed emission of sound waves from a multiplicity of electroacoustic transducers of a flat base into a sector with a predefinable opening angle, which is greater than the opening angle when the converters are driven with a phase, with phase-delaying networks in front of power amplifiers for their transmission signals, the delays being caused by a the basic tangent conic function is determined, the axis of symmetry of which is the apex line of the sector, characterized in that, starting from the opening angle (2ϑ max ), a maximum phase value (φ max ) for the outermost of the transducers is multiplied by half the basic length related to the mean wavelength of the sound waves with times half the opening angle or the sine of half the opening angle is chosen so that the phase values (φ i ) for the transducers increase in square from the center of the base to the outside in accordance with a parabola as a conic section function are and the focal point of the parabola is equal to the maximum phase value (φ max ) and that the phase values are reduced by multiples of 2 within a predeterminable interval as residual phase values (φ) are delays for the transmission signals and can be impressed on the transmission signals as a phase shift. 2. Schaltanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diejenigen Wandler am Ort der Basis zu einer Gruppe elektrisch zusammengefaßt sind, deren verminderte Phasenwerte im Intervall liegen.2. Switching arrangement according to claim 1, characterized in that those converters at the base are electrically combined to form a group whose reduced phase values lie in the interval. 3. Schaltanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Intervall abhängig von einer gewünschten Nebenpegeldämpfung außerhalb des Sektors vorgebbar ist.3. Switching arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the interval can be predetermined depending on a desired secondary level attenuation outside the sector. 4. Schaltanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Leistungsverstärker durch das vorgegebene Intervall bestimmbar ist.4. Switching arrangement according to claim 3, characterized in that the number of power amplifiers can be determined by the predetermined interval. 5. Schaltanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Intervall aus einer zulässigen Streuung um den jeweiligen Restphasenwert abgeleitet ist.5. Switching arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized in that the interval is derived from a permissible spread around the respective residual phase value. 6. Schaltanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zum weiteren Vergrößern des Öffnungswinkels um ganzzahlige Vielfache Vielfache der Restphasenwerte die Verzögerungen für die Sendesignale sind und umschaltbar als Phasenverschiebungen aufprägbar sind.6. Switching arrangement according to one of claims 1 to 5, characterized in that for further increasing the opening angle by integer multiples multiples of the residual phase values, the delays for the transmission signals and are switchable as phase shifts. 7. Schaltanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als phasenverzögernde Netzwerke Phasendrehglieder zur Phasenverschiebung um die Restphasenwerte zwischen Signalgenerator und Leistungsverstärker für die Wandler angeordnet sind.7. Switching arrangement according to one of claims 1 to 5, characterized in that phase-shifting elements for phase shifting the residual phase values between the signal generator and power amplifier for the converters are arranged as phase-delaying networks. 8. Schaltanordnung nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß Vielfache der Phasendrehglieder mit gleicher Phasenverschiebung zuschaltbar sind.8. Switching arrangement according to claims 6 and 7, characterized in that multiples of the phase rotating elements can be connected with the same phase shift. 9. Schaltanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Restphasenwerte in einer Wertetabelle abspeicherbar sind, daß in einem Signalgenerator so viele Sinussignale wie Restphasenwerte bereitstellbar sind, daß die Sinussignale mit dem Restphasenwert aus der Wertetabelle durch Multiplikation phasenverschoben auf Leistungsverstärker für die Wandler aufschaltbar sind.9. Switching arrangement according to one of claims 1 to 6, characterized in that the residual phase values can be stored in a value table that as many sinusoidal signals as in a signal generator Residual phase values can be provided so that the sinusoidal signals with the residual phase value from the value table can be switched out of phase by multiplication on power amplifiers for the converters.
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