KR101080520B1 - 전자음향 트랜스듀서의 수신 신호의 시계열 전송을 위한 방법 및 장치 - Google Patents

전자음향 트랜스듀서의 수신 신호의 시계열 전송을 위한 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

공간적으로 분산된 수신 장치(10)의 상이한 트랜스듀서 위치(13)에 배치된 전자음향 트랜스듀서(11)의 수신 신호의 신호 처리 유닛(12)으로의 시계열 전송을 위한 방법에 있어서, 각각의 트랜스듀서 위치(13)에서 전자 모듈(20)에 의해 수신 신호는 디지털화되고 디지털화된 신호는 동기화 클럭의 패턴에서 신호 처리 유닛(12)으로 이어지는 데이터 라인(14, 15, 16) 상으로 스위칭된다. 방해받지 않는 데이터 전송을 갖는 높은 데이터 레이트를 얻기 위해, 상기 패턴에 의해 결정되는 스위칭 순간에 관하여 전자 모듈(20)에 고유한 스위칭 시간 에러가 측정되고, 트랜스듀서 위치(13)에서 스위칭될 신호의 개개의 시간 지연만큼 보상된다.
전자음향 트랜스듀서, 스위칭 시간 에러, 보상, 시계열 전송

Description

전자음향 트랜스듀서의 수신 신호의 시계열 전송을 위한 방법 및 장치{METHOD AND DEVICE FOR THE TIME-SERIAL TRANSMISSION OF RECEPTION SIGNALS OF ELECTRO-ACOUSTIC TRANSDUCERS}
본 발명은 청구항 1의 서두부에 따른 전자음향 트랜스듀서의 수신 신호의 시계열 전송을 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
전자 모듈이라고도 불리는, 데이터 라인 또는 버스 상으로의 수신 신호의 시계열 전송을 위한 공지된 회로 장치(EP 0 689 188 B1)는, 복수의 전자음향 트랜스듀서로 구성된 공간적으로 분산된 수신 장치의 각각의 트랜스듀서의 위치를 할당받고, 이 위치에서 모든 트랜스듀서 위치들을 통해 라우팅되는 동기화 라인과 트랜스듀서에 접속된다. 동기화 라인 상에서 전송되는 동기화 펄스들은 마스타 클럭 발생기에 의해 발생된다. 마스타 클럭 발생기의 주파수는, 가장 높은 수신 주파수 범위의 수신 신호, 복수의 트랜스듀서 위치들, 및 트랜스듀서 출력에서 수신 신호를 디지털화하기 위한 정의된 비트 길이에 대하여, 샘플링 이론에 의해 명시된다. 이 회로 장치의 클럭 발생기는, 마스타 클럭 발생기의 주파수를 더블링(double)하고, 수신 신호를 디지털화하여 디지털화된 수신 신호를 전송하기 위한 클럭 펄스를 공급한다. 2개의 순차 동기화 펄스들 사이의 간격에서, 패턴 펄스를 포함하는 타 이밍 패턴이 카운터에 의해 클럭 발생기의 클럭 펄스들로부터 발생되고, 특정한 패턴 펄스 상에서 게이트가 개방되며, 회로 장치의 쉬프트 레지스터 내에 저장된 디지털화된 수신 신호는 개방된 게이트를 통해 데이터 라인 상으로 전송된다. 각각의 패턴 펄스에서의 타이밍 패턴 내에서, 특정한 비트 길이의 데이터 패킷으로서의 디지털화된 신호는, 트랜스듀서 위치들 중 하나에서 데이터 라인 상으로 항상 스위칭되기 때문에, 타이밍 패턴은 데이터 패킷 중첩을 방지하도록 적절하게 설계되어야 한다. 트랜스듀서 위치들에서의 개개의 회로 장치의 컴포넌트들에서의 허용오차, 예를 들어, 컴포넌트들의 전파 지연에서의 허용 오차는, 각각의 데이터 패킷의 실제 스위칭이 각각의 패턴 펄스에 관하여 쉬프팅되는 결과를 항상 초래한다. 이것은 무오류 신호 전송을 위해서 순차적 데이터 패킷들 사이에서 충분히 큰 시간 갭이 유지되어야 한다는 것을 의미한다. 그 결과, 이하에서는 타이밍 패턴 주파수라고 불리는 타이밍 패턴의 클럭 주파수의 값과, 데이터 라인 상에서 전송될 수 있는 데이터 레이트에 대해 제한이 설정된다. 많은 양의 데이터를 전송하기 위해, 복수의 병렬 데이터 라인이 사용된다. 각각의 데이터 라인은 한 섹션의 트랜스듀서 위치들로부터 수신 설비로의 데이터 전송을 수행한다.
본 발명의 목적은, 보다 높은 타이밍 패턴 주파수 및 그에 따른 더 나은 데이터 라인 이용율을 갖는 데이터 전송을 달성하도록 서두부에서 언급한 유형의 방법 및 장치를 개선하는 것이다.
이 목적은 각각 청구항 1 및 청구항 6의 특징들에 의해 본 발명에 따라 달성된다.
본 발명에 따른 방법 및 본 발명에 따른 장치는, 전송될 데이터의 비트 길이를 변경하지 않고 전자 모듈들의 고유 타이밍 에러들을 보상함으로써, 전송 경로 상에서 데이터 패킷들이 중복되지 않는 것을 확신하기 위해 개개의 트랜스듀서 위치들에서 데이터의 연속된 스위칭 사이에 이와 같은 큰 시간 갭이 더 이상 유지될 필요가 없다는 잇점을 가진다. 이것은, 타이밍 에러에 대한 본 발명의 보상이 없다면, 이전 데이터 패킷의 끝과 후속된 데이터 패킷의 시작 사이의 각각의 시간 갭을, 적어도 임의의 전자 모듈에서 발생하는 최대 지연을 흡수할 수 있을 정도로 크게 유지하는 것이 항상 필요했기 때문이다. 이제는 개별적으로 설정되고 타이밍 패턴과는 상이하며, 전자 모듈들의 개개의 타이밍 오류를 고려하는, 트랜스듀서 위치들에서의 스위칭 시간 때문에, 모든 순차적 데이터 패킷들은 대략 일정한 시간 간격만큼 서로 분리된다. 이 일정한 시간 간격은 그 불변성 때문에 매우 작게 만들어질 수 있다. 데이터 패킷들 사이의 시간 간격에서의 가능한 저감은, 패턴 펄스들의 시간 간격도 역시 단축될 수 있고, 그에 따라, 동기화 펄스 간격 내에 놓여있는 타이밍 패턴의 타이밍 패턴 주파수는, 상당히 증가, 예를 들어, 2배가 될 수 있다는 것을 의미한다. 여기에는, 데이터 라인의 더 높은 이용율이 수반되어, 실질적으로 더 많은 트랜스듀서 위치들이 데이터 라인에 접속될 수 있고, 데이터 패킷들은 더 빠른 레이트로 신호 처리 유닛에 전송될 수 있다.
청구항 2 내지 5는, 본 발명의 유익한 진전과 설계를 포함하는 본 발명에 따른 방법의 실시예를 포함한다.
청구항 7 내지 10은 본 발명의 유익한 진전과 설계를 포함하는 본 발명에 따른 장치의 실시예를 포함한다.
본 발명의 유익한 실시예에 따르면, 타이밍 에러 또는 스위칭 시간 에러를 보상하기 위해 요구되는, 상이한 트랜스듀서 위치들에서 스위칭되는 신호들의 개개의 시간 지연은, 측정된 가장 큰 스위칭 시간 에러와, 각각의 트랜스듀서 위치에서 측정된 전자 모듈의 스위칭 시간 에러간의 시간 차이로부터 결정된다.
본 발명의 유익한 실시예에 따르면, 완전하게 이용되는 데이터 라인을 위해 많은 수의 신호 또는 데이터 항목들을 전송할 수 있기 위해 병렬 데이터 라인이 이용된다. 여기서, 트랜스듀서 위치들은 항상 본 발명에 따른 방식으로 데이터 라인들에 접속되었다. 데이터 라인들은 상이한 신호 전파 지연을 가지고 있기 때문에, 그리고, 온라인 신호 처리에 대해, 예를 들어, 빔포밍에 대해, 모든 트랜스듀서 위치들로부터의 모든 디지털화된 신호들은, 동기화 간격의 끝 이전에 동시에 이용가능할 것이 필요하기 때문에, 본 발명의 유익한 실시예에 따라, 모든 데이터 라인들 상의 신호 전파 지연이 측정되고, 데이터 라인들 상에서 전송되는 모든 신호 또는 데이터는 측정된 가장 긴 신호 전파 지연으로 지연된다.
타이밍 에러 및 신호 전파 지연을 측정하고, 시간 지연을 판정 및 설정하는 것은, 수신 장치 상에서 스위칭할 때 수동으로 수행되거나, 온라인 동작 동안에 자동으로 수행된다. 자동 측정 및 시간 보상은 잠수함의 수신 장치에서 특히 유익한데, 이것은 데이터 라인을 따른 전파 지연이 잠수함의 운전 깊이에 따라 변동하기 때문이다.
본 발명의 유익한 실시예에 따르면, 이것은, 데이터 라인의 끝에서, 동일한 데이터 라인 상에서 전송된 모든 신호들은 동일한 시간 지연을 갖는 데이터 라인으로부터 회수되도록 하는 수단에 의해 이루어진다. 동일한 데이터 라인 상에서 전송된 신호들에 대한 지연은, 모든 병렬 데이터 라인들 상에서 측정된 가장 긴 신호 전파 지연과, 그 데이터 라인 상의 개개의 신호 전파 지연간의 시간 차이와 동일하도록 설정된다.
본 발명은, 도면들에 도시된 신호 또는 데이터 전송을 위한 장치의 실시예를 참조하여 이하에서 더 상세히 기술된다.
도 1은 음향전자 트랜스듀서의 수신 신호들의 시계열 전송을 위한 장치의 회로도이다.
도 2는 본 발명에 따른 신호 전송의 방법을 예시하기 위한 한 세트의 상이한 타이밍도를 도시한다.
도 3은 본 발명에 따른 방법이 사용되지 않는 도 2와 등가의 한 세트의 타이밍도를 도시한다.
도 1에 회로도로 도시된 장치는, 공간적으로 분산된 수신 장치(10)의 전자음향 트랜스듀서(11)의 수신 신호의 중앙 신호 처리 유닛(12)으로의 시계열 전송을 인에이블한다. 트랜스듀서들(11)은 상이한 트랜스듀서 위치들(13)에 배치되며, 그들의 수신 신호들은, 버스라고도 불리는 복수의 병렬 데이터 라인, 도 1의 실시예 에서는 3개의 병렬 데이터 라인(14, 15, 16)을 통해 전송된다. 트랜스듀서 위치(13)는 견인형 안테나(towed antenna)에 위치하거나, 캐리어, 예를 들어, 잠수함 표면 상에서 규칙적인 배열 또는 무작위 배열로 위치할 수 있다. 각각의 전자음향 변환기는 하나의 수중청음기(17) 또는 한 그룹(18)의 상호접속된 수중청음기(17)일 수 있다. 이와 같은 그룹은 도 1에 점선(dash)으로 도시되어 있다. 동기화 라인(19)은 모든 트랜스듀서 위치(13)에 라우팅되고, 그 입력은, 동기화 주파수의 동기화 펄스를 동기화 라인(19)상에 공급하는 마스타 클럭 발생기(미도시)에 접속되어 있다. 이들 동기화 펄스들 중 2개가 도 2.1에 예로서 도시되어 있다.
각각의 트랜스듀서 위치(13)는 전자 모듈(20)을 할당받는다. 이 전자 모듈은 트랜스듀서(11)에 접속된 신호 입력(201), 동기화 라인(13)에 접속된 입력(202), 및 신호 출력(203)을 가진다. 각각의 전자 모듈(20)에서, 그 신호 입력(201)에 인가되는 수신 신호는 디지털화되어 한 시점에서 3개의 데이터 라인들(14, 15, 또는 16) 중 하나 상으로 스위칭된다. 이 시점은 동기화 라인(19) 상에 존재하는 동기화 펄스로부터 유도되는 타이밍 패턴에 의해 결정된다. 이와 관련하여 참조되는 EP 0 689 188 B1은 이와 같은 전자 모듈(20)의 설계와 동작을 기술한다. 동기화 클럭, 즉, 동기화 라인(19)의 시작점의 마스타 클럭 발생기의 클럭 주파수는, 가장 높은 수신 주파수 범위의 수신 신호, 복수의 트랜스듀서 위치(13), 및 신호 입력(201)에서의 수신 신호를 디지털화하기 위한 정의된 비트 길이에 대하여, 샘플링 이론에 의해 명시된다. 마스타 클럭 발생기의 주파수는 전자 모듈(20)에 존재하는 클럭 발생기에서 승산되고, 신호 입력(201)에 존재하는 수신 신호를 디지털화하기 위한 클럭 펄스를 공급한다. 또한, 동기화 클럭에 의해 정의되고, 디지털화된 수신 신호를 전자 모듈(20)로부터 데이터 라인들(14 내지 16) 중 하나 상으로 전송하기 위한 패턴 펄스를 포함하는 타이밍 패턴은, 카운터를 이용하여 클럭 발생기에 의해 발생된다. 여기서, 카운터는 클럭 발생기로부터의 클럭 펄스를 계수하고, 전자 모듈(20)에 대하여 개별적으로 정의된 계수값에 도달하면 패턴 펄스가 출력된다. 도 2.2는 타이밍 패턴의 4개 패턴 펄스를 예로서 도시하고 있다. 이 4개의 패턴 펄스들은, 동일한 데이터 라인(14)에 할당된 4개의 상이한 트랜스듀서 위치(13)의 4개의 전자 모듈(20)에서 발생된다. 각각의 패턴 펄스는 게이트를 개방하고, 쉬프트 레지스터 내에 저장된 디지털화된 수신 신호는 개방된 게이트를 통해 디지털 데이터 패킷으로서 각각의 데이터 라인(14 내지 16)상으로 전송된다. 2개의 동기화 펄스들 사이에서, 모든 트랜스듀서 위치들(13)에서의 수신 신호는 샘플링되어 신호 처리 유닛(12)에 전송된다. 새로운 샘플링 및 전송 싸이클은 각각의 동기화 펄스와 함께 시작하며, 모든 트랜스듀서 위치들(13)에서의 수신 신호는 초기에 디지털화되어 시간 간격 TA(도 2.3)에서 쉬프트 레지스터에 저장된다. 쉬프트 레지스터는, 각각의 패턴 펄스가 각각의 트랜스듀서 위치(13)에서 발생할 때 판독되고, 데이터 패킷으로서의 디지털화된 신호는 각각의 데이터 라인(14, 15, 또는 16) 상으로 스위칭된다.
예로서의 도 1에서, K1 내지 K4로 표기된 전자 모듈(20)은 데이터 라인(14)에 할당되고, Kn으로 표기된 전자 모듈(20)은 데이터 라인(16)에 할당된다. 이 데 이터 라인(16)은 명백히 전자 모듈 K(n-1), K(n-2) 등에 추가로 할당될 수 있다. 다른 트랜스듀서 위치들(13)의 전자 모듈(20)은 여기서는 더 이상 상세히 도시되지 않는 방식으로 데이터 라인(15)에 할당된다. 따라서, 도 2.2에 도시된 패턴 펄스들 중 첫번째 펄스는 전자 모듈 K1 내의 게이트를 개방하고, 두번째 펄스는 전자 모듈 K2 내의 게이트를 개방하며, 세번째 펄스는 전자 모듈 K3 내의 게이트를 개방하며, 네번째 펄스는 전자 모듈 K4 내의 게이트를 개방한다. 따라서, 각각의 게이트 개방과 더불어, 쉬프트 레지스터에 저장된 디지털 수신 신호에 대응하는 데이터 패킷은 이론적으로 데이터 라인(14) 상으로 스위칭될 것이다.
전자 모듈(20) 내의 모든 컴포넌트들 및 유닛들은 본래 허용오차에 종속되고, 그 결과, 전자 모듈(20)의 타이밍 에러를 초래한다. 이와 같은 타이밍 에러는, 디지털화된 수신 신호의 각각의 데이터 패킷이 타이밍 패턴의 패턴 펄스들에 의해 이론적으로 명시된 시간보다 더 이르거나 더 늦은 시점에서 각각의 데이터 라인(14, 15, 또는 16) 상으로 스위칭되는 방식으로 나타난다. 이것이 도 2의 타이밍 도에 도시되어 있다. 도 2.2는 패턴 펄스의 이론적 발생을 도시하고, 도 2.3은 패턴 펄스가 상이한 트랜스듀서 위치들(13)에서 발생할 때 데이터 라인(14, 15, 16) 상에서 이론적으로 전송된 데이터 패킷들을 도시한다. 허용오차에 예속되지 않은 컴포넌트들의 경우, 각각의 데이터 패킷은 패턴 펄스의 가장자리(edge)에서 데이터 라인 상으로 스위칭된다. 그러나, 사실상, 컴포넌트들의 상이한 전파 지연 및 일반적 허용오차 때문에, 데이터 패킷들은 이론적 시간에 관하여 시간차 △만큼 시간적으로 쉬프팅된 시점에서 스위칭된다. 도 2.4의 타이밍도에서 예로서, 데이 터 패킷은, 시간차 △1을 갖는 시간 t1에서 전자 모듈 K1에 의해, 시간차 △2를 갖는 시간 t2에서 전자 모듈 K2에 의해, 시간차 △3를 갖는 시간 t3에서 전자 모듈 K3에 의해, 각각의 패턴 펄스에 관하여 시간차가 없는 시간 t4에서 전자 모듈 K4에 의해, 데이터 라인들(14, 15, 16) 상으로 스위칭된다. 만일 타이밍 패턴 주파수가 너무 높게 설정되면, 즉, 패턴 펄스들 사이의 시간 간격이 너무 작다면, 이들 시간 차이는 데이터 패킷들이 중첩하게끔 유발할 수 있고, 그에 따라 신호 전송에서 에러를 생성한다. 이것이, 시간 t3 및 t4에서 데이터 라인(14)상으로 스위칭되는 전자 모듈 K3 및 K4의 데이터 패킷들에 대해 예로서 도 2.4에 예시되어 있다. 데이터 패킷들은 여기서는 음영 영역에서 중첩된다.
이와 같은 중첩은, 상이한 트랜스듀서 위치(13)에서 데이터 라인(14)상으로 스위칭되는 데이터 패킷들이 시간 영역에서 서로 접촉하지 않게 스위칭 시간이 충분히 따로 떨어지도록, 비교적 낮은 타이밍 패턴 주파수를 선택함으로써 종래 기술에서 회피된다. 이것이 도 3에 예시되어 있으며, 도 3.1은 동기화 라인(19)상의 순차 동기화 펄스들 중 2개를 포함하고 있는 도 2.1에 도시된 간격을 다시 한번 도시하고 있고, 도 3.2는 개개의 트랜스듀서 위치(13)에서 발생하는 패턴 펄스들의 도 2.2에 도시된 동일한 타이밍 패턴을 다시 한번 도시하고 있다. 전자 모듈 K3 및 전자 모듈 K4에 의해 데이터 라인(19) 상으로 스위칭되는 데이터 패킷들의 중첩을 회피하기 위해, 도 3.3에서 예로서 취해지고 도 2.4로부터 채택된 4개의 트랜스듀서 위치(13)에서의 4개의 전자 모듈(20)의 스위칭 시간 에러가 주어졌다고 했을 때, 타이밍 패턴 주파수는 도 3.4에 도시된 바와 같이 도 3.2의 타이밍 패턴 주파수에 비해 감소된다. 도 3.5에 도시된 바와 같이, 이것은 전자 모듈 K3 및 전자 모듈 K4에 의해 스위칭되는 데이터 패킷들이 소정의 시간 간격만큼 서로 분리되고 더 이상 중첩 영역을 보이지 않는다는 것을 의미한다. 그러나, 낮은 타이밍 패턴 주파수를 수락해야만 하는 것은 불리하다. 예를 들어, 만일 도 3.2의 타이밍 패턴 주파수가 500Hz와 동일하다면, 도 3.5에서의 중첩을 회피하는데 요구되는 타이밍 패턴 주파수는 단지 350 Hz이다. 더 낮은 데이터 전송 레이트는, 데이터 패킷들이 도 3.1에 도시된 것과 동일한 시간 간격으로 더 적은 갯수의 트랜스듀서 위치(13)로부터 전송될 수 있도록, 낮은 타이밍 패턴 주파수와 더불어 허용되어야 한다.
높은 데이터 레이트를 달성하기 위해 각각의 데이터 라인(14, 15, 또는 16) 상에서 데이터 패킷들의 조밀한 팩킹을 여전히 유지하면서, 각각 상이한 트랜스듀서 위치(13)에서 동일한 데이터 라인(14, 15, 또는 16) 상으로 스위칭되는 데이터 패킷들의 이와 같은 중첩을 피하기 위해, 본 명세서에서 제시되는 방법에 따라, 수신 신호를 전송하기 위해 공통의 데이터 라인을 이용하는, 트랜스듀서 위치들(13)에서의 모든 전자 모듈(22)의 타이밍 에러 또는 스위칭 시간 에러가 측정되고, 스위칭될 신호 또는 데이터 패킷들의 개개의 시간 지연만큼 트랜스듀서 위치(13)에서 보상된다. 이 목적을 위해 개별적으로 설정된 지연 τ를 갖는 지연 요소(21)가 제공되고, 전자 모듈(20)의 신호 출력(203)과 데이터 라인들(14, 15, 16) 사이에 배열된다(도 1). 설정된 개개의 지연들 τ 각각은, 각각 공통 데이터 라인(14, 15, 16)을 공유하는 트랜스듀서 위치(13)들 중 하나에서 측정된 가장 큰 스위칭 시간 에러와, 개개의 트랜스듀서 위치(13)에서 측정된 스위칭 시간 에러 사이의 시간 차이와 같다.
도 1의 실시예에서, 전자 모듈 K1 내지 K4를 갖는 트랜스듀서 위치(13)는 전송 라인(14)에 할당된다. 도 2.4에서 예로서 도시된 바와 같이, 전자 모듈 K3은 가장 큰 스위칭 시간 에러 △3을 가진다. 이와 비교해 볼 때, 전자 모듈 K2는 더 작은 스위칭 시간 에러 △2를 가지며, 전자 모듈 K1은 훨씬 더 작은 스위칭 시간 에러 △1을 가진다. 전자 모듈 K4는 어떠한 스위칭 시간 에러도 갖지 않는 것으로 가정된다. 전술된 내용을 이용하여, 지연 τ1 = △3-△1이 전자 모듈 K1에 대해 결정되고, 지연 τ2 = △3-△2이 전자 모듈 K2를 갖는 트랜스듀서 위치(13)에 대해 결정되고, 전자 모듈 K3을 갖는 트랜스듀서 위치(13)에 대해 지연 τ3 = 0이 결정되고, 전자 모듈 K4를 갖는 트랜스듀서 위치(13)에 대해 지연 τ4 = △3이 결정된다. 전자 모듈 Kn을 갖는 트랜스듀서 위치(13)는 고려될 필요가 없는데, 이것은 데이터 라인(16) 상으로 스위칭되기 때문이며, 데이터 라인(16)에 할당된 다른 트랜스듀서 위치들(13)과 연계하여 다루어져야 한다. 지연 τ가 도 2.5에 도시되어 있다. 도 2.6에 도시된 바와 같이, 데이터 패킷은, 전자 모듈 K1을 갖는 트랜스듀서 위치(13)에서 시간 t1 + τ1에서, 전자 모듈 K2를 갖는 트랜스듀서 위치(13)에서 시간 t2 + τ2에서, 전자 모듈 K3을 갖는 트랜스듀서 위치(13)에서 시간 t3 + τ3에서, 전 자 모듈 K4를 갖는 트랜스듀서 위치(13)에서 시간 t4 + τ4에서, 데이터 라인(14) 상으로 전송된다. 도 2.6에 도시된 바와 같이, 데이터 패킷들은 조밀하게 패킹되고 중첩하지 않는다. 따라서, 높은 데이터 레이트를 갖는 에러없는 전송이 데이터 라인(14) 상에서 달성된다.
병렬로 동작하는 3개의 데이터 라인(14, 15, 16)은 전형적으로 상이한 신호 전파 지연을 가진다. 그러나, 온라인 신호 처리에 대해, 모든 트랜스듀서 위치들(13)로부터의 수신 신호들이 동시에 이용가능할 것이 필수적이다. 이를 보장하기 위해, 모든 데이터 라인들(14, 15, 16) 상에서의 신호 전파 지연이 측정되고, 데이터 라인들(14, 15, 16) 상에서 전송된 모든 신호들은 측정된 가장 긴 신호 전파 지연으로 시간적으로 지연된다. 이것은, 동일한 데이터 라인(14, 15, 16) 상에서 전송된 신호들 모두가 데이터 라인의 끝에서 동일한 시간 지연을 갖고 각각 출력되도록 함으로써 이루어진다. 각각의 데이터 라인(14, 15, 또는 16) 상의 신호들에 대한 지연은, 모든 데이터 라인들(14, 15, 또는 16)의 신호 전파 지연을 측정할 때 측정된 가장 긴 신호 전파 지연과, 각각의 데이터 라인(14, 15, 또는 16) 상의 개개의 신호 전파 지연 사이의 시간 차이와 같다. 도 1에서, 지연 요소들은 보상 요소(22)에서 그룹화되고, 그들의 지연은 T14, T15, 및 T16으로 표기된다. 만일, 예를 들어, 가장 긴 신호 전파 지연 SL16이 데이터 라인(16) 상에서 측정되면, T14 = SL16 - SL14 및 T15 = SL16 - SL15를 얻게 된다. 여기서, SL14는 데이터 라인(14)의 신 호 전파 지연이고, SL15는 데이터 라인(15)의 신호 전파 지연이다.
개개의 지연 요소(22) 대신에, 데이터 라인(14, 15, 16) 상의 가장 느린 신호 전파 지연과 가장 빠른 신호 전파 지연간의 차이와 동일한 시간 간격 이후에 모든 데이터가 병렬로 읽혀들여지고 읽혀 내어지는, 버퍼 메모리가 제공될 수도 있다.
공간적으로 분산된 수신 장치(10)는, 앞뒤로 정렬된 트랜스듀서 위치들에서의 복수의 트랜스듀서들을 포함하는, 예를 들어, 수직 안테나 또는 견인 어레이 시스템(TOS; Towed Array System)이라고도 알려진 견인 안테나(Towed antenna)와 같은 피복 안테나(sheathed antenna)의 음향 섹션, 선측 어레이 시스템(flank array system)이라고도 알려진 잠수함의 동체 외피 상의 선측 안테나(flank antenna), 수동 원격 감지 시스템(PRS)을 위한 3개의 트랜스듀서 그룹(여기서, 각 트랜스듀서 그룹은 3개의 넓게 이격된 트랜스듀서 위치들 각각에 배열됨), 잠수함 위에 분포하고 IDRS(intercept detection ranging sonar)의 일부를 형성하는 수중청음기 장치, 예를 들어, 드라이브 또는 타워 부근과 같은, 상이한 트랜스듀서 위치들에 구조적-원인의 노이즈 트랜스듀서들이 배열되어 있는 잠수함의 온보드 자체-노이즈 분석을 위한 측정 장치들과 같은, 상이한 공지된 안테나 구성에 의해 구현될 수 있다.

Claims (11)

  1. 공간적으로 분산된 수신 장치(10)의 상이한 트랜스듀서 위치(13)에 배치된, 전자음향 트랜스듀서(11)의 수신 신호의 신호 처리 유닛(12)으로의 시계열 전송을 위한 방법으로서, 각각의 트랜스듀서 위치(13)에서 수신 신호들은 전자 모듈(20)에 의해 디지털화되고, 디지털화된 수신 신호는, 동기화 클럭의 타이밍 패턴에서, 신호 처리 유닛(12)으로 이어지는 데이터 라인들(14, 15, 16) 상으로 스위칭되는 것인, 상기 방법에 있어서, 전자 모듈(20)의 고유 스위칭 시간 에러는 상기 타이밍 패턴에 의해 정의된 스위칭 시간에 관하여 측정되고, 스위칭될 신호들의 개개의 시간 지연만큼 상기 트랜스듀서 위치(13)에서 보상되는 것을 특징으로 하는, 수신 신호의 시계열 전송을 위한 방법.
  2. 제1항에 있어서, 트랜스듀서 위치(13)에서 만들어진 개개의 시간 지연은, 측정된 가장 큰 스위칭 시간 에러와, 상기 트랜스듀서 위치(13)에서 측정된 개개의 스위칭 시간 에러 사이의 시간 차이와 동일하게 설정되는 것을 특징으로 하는, 수신 신호의 시계열 전송을 위한 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 신호를 전송하기 위해 병렬 데이터 라인들(13, 15, 16)이 이용되고, 모든 데이터 라인들(14, 15, 16) 상의 신호 전파 지연이 측정되며, 데이터 라인들(14, 15, 16) 상으로 스위칭되는 모든 신호들은 측정된 가장 긴 신호 전파 지연으로 지연되는 것을 특징으로 하는, 수신 신호의 시계열 전송을 위한 방법.
  4. 제3항에 있어서, 데이터 라인(14, 15, 또는 16)의 끝에서, 동일한 데이터 라인(14, 15, 또는 16 각각)을 통해 전송된 모든 신호는 동일한 시간 지연을 갖고 출력되는 것을 특징으로 하는, 수신 신호의 시계열 전송을 위한 방법.
  5. 제4항에 있어서, 동일한 데이터 라인(14, 15, 또는 16 각각) 상의 신호들에 대한 지연은, 병렬 데이터 라인들(14, 15, 또는 16 각각) 상에서 측정된 가장 긴 신호 전파 지연과, 데이터 라인(14, 15, 또는 16 각각) 상에서 측정된 개개의 신호 전파 지연 사이의 시간 차이와 동일하게 설정되는 것을 특징으로 하는, 수신 신호의 시계열 전송을 위한 방법.
  6. 제3항에 있어서, 스위칭 시간 에러 및 신호 전파 지연이 측정되고, 스위칭 온시에 수동으로 또는 온라인시에 자동으로 보상되는 것을 특징으로 하는, 수신 신호의 시계열 전송을 위한 방법.
  7. 공간적으로 분산된 수신 장치(10)의 상이한 트랜스듀서 위치(13)에 배치된, 전자음향 트랜스듀서(11)의 수신 신호의 신호 처리 유닛(12)으로의 시계열 전송을 위한 장치로서, 상기 트랜스듀서 위치(13)에 할당된 전자 모듈(20)을 가지며, 각 전자 모듈(20)은, 상기 수신 신호를 디지털화하고 디지털화된 수신 신호를, 동기화 클럭의 타이밍 패턴에 의해 정의된 시점에서, 상기 신호 처리 유닛(12)으로 이어지는 데이터 라인(14, 15, 16) 상으로 스위칭하기 위한 하나의 트랜스듀서에 접속된 것인, 상기 장치에 있어서,
    각각의 전자 모듈(20)은 전자 모듈(20)의 스위칭 시간 에러에 따라 설정된 개개의 시간 지연을 갖는 지연 요소(210)를 할당받는 것을 특징으로 하는, 수신 신호의 시계열 전송을 위한 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 지연 요소(21)는 상기 전자 모듈(20)의 신호 출력(203)과 상기 데이터 라인(14, 15, 16) 사이에 배열되는 것을 특징으로 하는, 수신 신호의 시계열 전송을 위한 장치.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 지연 요소(21)에서 설정된 개개의 시간 지연은, 데이터 라인(14, 15, 또는 16 각각)의 전자 모듈(20)에서 측정된 가장 큰 스위칭 시간 에러와, 상기 전자 모듈(20)의 개개의 측정된 스위칭 시간 에러 사이의 시간 차이와 동일한 것을 특징으로 하는, 수신 신호의 시계열 전송을 위한 장치.
  10. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 수신 신호를 전송하기 위해, 상기 트랜스듀서 위치들(13)은 알려진 신호 전파 지연을 갖는 복수의 병렬 데이터 라인들(14, 15, 16) 위에 분포하고, 모든 데이터 라인들(14, 15, 16)의 신호 전파 지연을 가장 느린 데이터 라인의 가장 긴 신호 전파 지연으로 조정하는 보상 요소(22)가 상기 데이터 라인들(14, 15, 16)의 끝에 배열되는 것을 특징으로 하는, 수신 신호의 시계열 전송을 위한 장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 보상 요소(22)는 개별적으로 설정된 지연을 갖는 지연 요소들을 포함하고, 이들 지연 요소들 각각은, 상기 데이터 라인들(14, 15, 또는 16 각각) 중 하나와 상기 신호 처리 유닛(12) 사이에 접속되고, 개별적으로 설정된 지연(T14, T15, 또는 T16 각각)을 가지며, 상기 개별적으로 설정된 지연은, 상기 병렬의 데이터 라인들(14, 15 또는 16 각각) 상에서 발생하는 가장 긴 신호 전파 지연과, 상기 지연 요소가 접속되어 있는 상기 데이터 라인(14, 15, 또는 16 각각)의 개개의 신호 전파 지연 사이의 시간 차이와 동일한 것을 특징으로 하는, 수신 신호의 시계열 전송을 위한 장치.
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