FR2489966A1

FR2489966A1 - SONAR WITH CONSTANT THICK REFLECTOR

Info

Publication number: FR2489966A1
Application number: FR8116573A
Authority: FR
Inventors: Phillip Leicester Mont Johnson
Original assignee: Plessey Overseas Ltd
Current assignee: Plessey Overseas Ltd
Priority date: 1980-09-10
Filing date: 1981-08-31
Publication date: 1982-03-12
Also published as: DE3132266A1; GB2083989A

Abstract

L'INVENTION CONCERNE LES SONARS. ELLE SE RAPPORTE A UN SONAR AYANT UN REFLECTEUR 10 DONT LA SURFACE AVANT 11 EST REFLECHISSANTE. UN TRANSDUCTEUR 13 EST DESTINE A RECEVOIR LE RAYONNEMENT RENVOYE PAR CETTE SURFACE 11. SELON L'INVENTION, LE REFLECTEUR 10 A UNE EPAISSEUR CONSTANTE T ENTRE SES DEUX SURFACES 11 ET 12, CETTE EPAISSEUR ETANT EGALE A (2N-1) L4, SI BIEN QUE LES SIGNAUX DU SONAR PEUVENT ETRE RENFORCES AUX FREQUENCES DE TRAVAIL. APPLICATION AUX SONARS.THE INVENTION CONCERNS SONARS. IT RELATES TO A SONAR HAVING A REFLECTOR 10 WHOSE FRONT SURFACE 11 IS REFLECTIVE. A TRANSDUCER 13 IS INTENDED TO RECEIVE THE RADIATION RETURNED BY THIS SURFACE 11. ACCORDING TO THE INVENTION, THE REFLECTOR 10 HAS A CONSTANT THICKNESS T BETWEEN ITS TWO SURFACES 11 AND 12, THIS THICKNESS BEING EQUAL TO (2N-1) L4, IF GOOD THAT THE SONAR SIGNALS CAN BE REINFORCED AT WORKING FREQUENCIES. APPLICATION TO SONARS.

Description

La présente invention concerne les sonars et en particulier un sonarThe present invention relates to sonars and in particular sonar

comprenant un réflecteur del'énergie comprising an energy reflector

acoustique qu'il recoit du sonar.acoustic that it receives sonar.

Un sonar selon l'invention comporte un réflecteur destiné à diriger le rayonnement reçu vers un dispositif à transducteur, ce réflecteur ayant une épaisseur sensiblement constante t qui est pratiquement égale à (2n 1), X étant la longueur d'onde de travail du sonar et n un nombre entier. Le sonar peut être réalisé afin qu'il fonctionne à plusieurs longueurs d'ondes différentes, correspondant A sonar according to the invention comprises a reflector for directing the received radiation towards a transducer device, this reflector having a substantially constant thickness t which is substantially equal to (2n 1), X being the working wavelength of the sonar and n an integer. The sonar can be made to work at different wavelengths, corresponding

toutes à l'équation 4t n ayant des valeurs diffé- all in equation 4t n having different values

rentes. Le réflecteur peut être courbé dans un plan afin annuities. The reflector can be bent in a plane so

qu'il forme une surface réfléchissante courbée vers l'in- it forms a reflective surface curved towards the

térieur, la courbure du réflecteur pouvant être de toute forme convenable assurant la focalisation du rayonnement interior, the curvature of the reflector being of any suitable shape ensuring the focusing of the radiation

acoustique réfléchi, par exemple de forme elliptique, para- reflected acoustic, for example elliptical, para-

bolique ou en partie de cylindre.bolique or part of the cylinder.

D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- Other features and advantages of the invention

tion ressortiront de la description qui va suivre, faite en will be apparent from the following description, made in

référence au dessin annexé sur lequel: la figure 1 est une vue en plan d'un réflecteur reference to the appended drawing in which: FIG. 1 is a plan view of a reflector

d'un ensemble à transducteur destiné au sonar selon l'in- of a sonar transducer assembly according to the

vention; et la figure 2 est une élévation latérale droite vention; and Figure 2 is a right side elevation

de l'ensemble représenté sur la figure 1. of the assembly shown in Figure 1.

L'ensemble représenté sur le dessin comporte un The assembly shown in the drawing comprises a

réflecteur plein 10 de laiton ayant une section longitu- full brass reflector having a longitudinal section

dinale de forme courbe, par exemple elliptique, parabolique ou correspondant à une partie de cylindre. Comme l'indique la figure 1, le réflecteur 10 a une épaisseur constante et une surface réfléchissante il courbée vers l'intérieur, avec dinal of curved shape, for example elliptical, parabolic or corresponding to a portion of cylinder. As shown in FIG. 1, the reflector 10 has a constant thickness and a reflective surface it curves inwards, with

une surface arrière 12 séparée de la première par l'épais- a rear surface 12 separated from the first by the thick

seur t. Un transducteur 13 est placé devant la surface 11 et est destiné à recevoir les signaux du sonar qui sont seur t. A transducer 13 is placed in front of the surface 11 and is intended to receive sonar signals which are

réfléchis par le miroir. Le transducteur est fixé par rap- reflected by the mirror. The transducer is fixed by

port au réflecteur par un support 14. to the reflector by a support 14.

L'invention repose sur la reconnaissance du fait que l'aptitude à la réflexion d'un réflecteur d'un sonar The invention is based on the recognition that the reflectivity of a sonar reflector

dépend de l'épaisseur car l'énergie parvenant sur la sur- depends on the thickness because the energy reaching the sur-

face il dépend de l'énergie renvoyée par la surface 12. face it depends on the energy returned by the surface 12.

Suivant le déphasage relatif des deux composantes de l'éner- Following the relative phase shift of the two components of energy

gie à la surface 11, le signal subit une annulation ou un renforcement. L'énergie du sonar subit une inversion de phase à la surface 12 si bien que, lorsque la distance comprise entre les surfacesil et12 est rendue égale à À/4, On the surface 11, the signal is canceled or enhanced. The sonar energy is phase inverted at the surface 12 so that when the distance between the surfaces and 12 is made equal to λ / 4,

le déphasage total subi par le rayonnement du sonar lors- the total phase shift experienced by sonar radiation during

qu'il passe de la surface il à la surface 12 et lorsqu'il revient de la surface 12 à la surface 11, est égal à 2+ 2 + = 2n, c'est-à-dire qu'il est en phase et le signal réfléchi par la surface 11 est ainsi renforcé. Le même renforcement apparait lorsque la distance entre les surfaces 11 et 12 est égale à un nombre impair de quarts de longueur d'onde de la fréquence de travail du sonar. On peut exprimer cette propriété par la formule t = (2n - 1) À dans laquelle t est l'épaisseur du réflecteur (la distance séparant les that it passes from the surface it to the surface 12 and when it returns from the surface 12 to the surface 11, is equal to 2 + 2 + = 2n, that is to say that it is in phase and the signal reflected by the surface 11 is thus reinforced. The same reinforcement appears when the distance between the surfaces 11 and 12 is equal to an odd number of quarter-wavelengths of the working frequency of the sonar. This property can be expressed by the formula t = (2n - 1) where t is the thickness of the reflector (the distance between

surfaces 11 et 12), n est un nombre entier et X est la lon- surfaces 11 and 12), n is an integer and X is the

gueur d'onde à la fréquence de travail du sonar. wavelength at the working frequency of the sonar.

L'épaisseur t du réflecteur peut légèrement dif- The reflector thickness t may be slightly different

férer-de la valeur (2n - 1) À, la tolérance pouvant être the value (2n - 1) to, the tolerance being

fonction de la valeur de n, ainsi que du rapport de l'im- function of the value of n, as well as the ratio of the

pédance de réflexion à l'impédance de l'eau. reflection pedestrians at the impedance of water.

Dans un mode de réalisation de l'invention par- In one embodiment of the invention,

ticulièrement avantageux, le sonar a un générateur de si- particularly advantageous, the sonar has a generator of

gnaux à plusieurs fréquences, ayant chacun une longueur d'onde dépendant de l'épaisseur t du réflecteur, assurant multi-frequency signals, each having a wavelength dependent on the thickness t of the reflector, ensuring

un renforcement lorsque le signal est réfléchi à la sur- a reinforcement when the signal is reflected to the over-

face 11. Les longueurs d'onde convenables peuvent être cal- 11. Suitable wavelengths can be

culées d'après la formule À = 4t afin qu'elles satis- abutments according to the formula λ = 4t so that they satisfy

2n-1 fassent à ce critère. Le réflecteur convient particulièrement bien à un arrangement courbe de transducteuistel que décrit 2n-1 do this criterion. The reflector is particularly suitable for a curved transducereuistel arrangement as described

dans la demande de brevet britannique no 80.29 193, dépo- in British Patent Application No. 80.29 193,

sée par la Demanderesse sous le titre "Improvements in or Appointed by the Claimant under the title "Improvements in gold

Relating to Sonar Systems".Relating to Sonar Systems ".

Claims

1. Sonar, of the type which includes a reflector des-

for directing the received radiation to a transducer device, said sonar being characterized in that the reflector (10) has a substantially constant thickness which is substantially equal to (2n - 1) 4X, where A is the wavelength of the acoustic signal of work in the material of the

reflector and n being an integer.

2. Sonar according to claim 1, characterized in that it is intended to operate at several different frequencies, each determined by the equation X to 4t and corresponding to different values of the integer n.

Sonar according to one of claims 1 and 2,

characterized in that the reflector is curved in a plane so that it forms a reflective surface curved inwardly.

Sonar according to claim 3, characterized

in that the reflector is elliptical.

Sonar according to Claim 3, characterized

in that the reflector is parabolic.

Sonar according to Claim 3, characterized

in that the reflector is in the form of a cylinder part.