NO127521B - - Google Patents

Description

Anordning til lokalisering av objekter.

Den foreliggende oppfinnelse angår en anordning som tjener til å lokalisere et objekt i et omgivende medium, og arbeider etter ekkolodd-prinsippet, og som innbefatter en senderenhet innrettet til i gitt rekkefølge og på ekvidistante tidspunkter kontinuerlig å tilføre en elektro-akustisk omformer elektriske sendepulser av minst to typer som

er forskjellige med hensyn til minst én parameter av elektrisk karakter, for utsendelse av tilsvarende elektriske sendepulser i det omgivende medium, og hvor den nevnte omformer eller .en i nærheten beliggende ytterligere elektro-akustisk omformer er. innrettet til å oppfange derved fremkalte akustiske ekko-signaler og å formidle tilsvarende elektriske ekko-signaler til en mottagerenhet som er innrettet til i

tidsintervallene mellom de nevnte sendepulser å registrere bare de elektriske ekko-signaler som stammer fra sendepulser av den -type som sist blir utsendt fra omformeren.

En anordning - i det følgende betegnet lokaliseringsanordning -

av den ovennevnte art anvendes f.eks. i akustiske tennrør med avstands-virkning, såkalte akustiske sonerør, som med fordel kan være anbragt på forskjellige typer av undervannsvåpen som torpedoer, miner, synkbomber etc. Ved slike anvendelser vil de akustiske sendepulser som sendes ut av den elektro-akustiske omformer, bli reflektert mot det objekt som befinner seg i vannet omkring undervannsvåpenet, f.eks. fientlige

fartøy som man har til hensikt å bekjempe. Videre er den ovennevnte mottagerenhet i slike tilfeller innrettet til å tilføre en utløsnings-enhet de av mottagerenheten registrerte elektriske ekko-signaler for å iverksette den funksjon som ønskes i vedkommende forbindelse, -i det nevnte anvendelsestilfelle en detonasjon av en sprengladning båret av vedkommende undervannsvåpen. Utløsningsenheten er oftest slik innrettet at den iverksetter den ønskede funksjon bare i tilfelle av at de ekkoer som registreres av mottagerenheten, opptrer med en på forhånd gitt tetthet. De ovennevnte elektriske sendepulser og dermed også de tilsvarende akustiske sendepulser er fortrinnsvis forskjellige med hensyn til svingnings frekvens og utsendes med gitt pulsfrekvens og i gitt rekke-følge. Pulsfrekvensen og hastigheten av bølgeforplantningen for lyden i det omgivende medium, i dette tilfelle vann, bestemmer den avstand innen hvilken et objekt må befinne seg for at en sendepuls reflektert mot dette skal kunne gi opphav til et i mottagerenheten registrert ekko før det tidspunkt da neste sendepuls går ut fra sendeenheten, en avstand som i det følgende vil bli betegnet som rekkevidde. Ved at mottagerenheten i samsvar med det ovenstående er innrettet til i tidsintervallene mellom sendepulsene å være følsom for bare de ekko-signaler som skriver seg fra sendepulser av den type som sist ble utsendt fra omformeren, vil objekter i et område like utenfor rekkevidden gi opphav til ekko-signaler som mottagerenheten i mottagningsøyeblikket er ufølsom for? Med et endelig antall utsendte pulstyper n strekker det område innen hvilket objekter ikke kan gi opphav til ekko-signaler registrert av mottagerenheten, fra rekkeviddegrensen til en avstand lik n gange rekkevidden. Objekter innen avstandsintervallet n til n+1 gange rekkevidden gir opphav til ekko-signaler som mottagerenheten er følsom for. Por at objekter i en slik avstand fra lokaliseringsanordningen ikke skal detekteres og dermed ved en anvendelse for sonerør kunne forårsake-^,, utløsning av den sprengladning som bæres av vedkommende undervannsvåpen^^

kreves det at de sendepulser som reflekteres mot objektet ved bølgeut-bredelsen i mediet og refleksjonen, blir dempet til et signalnivå lavere enn mottagerenhetens terskelnivå.

Den ovenfor omtalte lokaliseringsanordning, som således represen-terer teknikkens nåværende stadium, er hovedsakelig beheftet med to alvorlige ulemper. Por det første må antallet av forskjellige typer av sendepulser 1 velges så stort at ekko-signaler stammende fra objekter innen avstandsintervallet n til n+1 gange rekkevidden, har et signalnivå som er lavere enn mottagerenhetens terskelnivå, noe som, hvis der foreligger ønske om høy pulsfrekvens og tilsvarende kort rekkevidde, gir et så stort antall av sendepulser som skiller seg fra hverandre f.eks. når det gjelder svingningsfrekvens, at lokaliseringsanordningen blir ytterst tungvint og kostbar å realisere konstruktivt. For det annet kan to lokaliseringsanordninger av den ovennevnte art som er innbyrdes like, men uavhengige av hverandre, forstyrre hverandre i tilfelle av en innbyrdes avstand som betydelig overstiger rekkevidden. Slike forstyrrelser.kan forekomme helt uavhengig av antall forskjellige sendepulstyper, da tidsforskyvningen mellom de sekvenser sendepulsene utsendes i fra de to lokaliseringsanordninger, og avstanden mellom anordningene kan slumpe til å samvirke slik at i det minste den ene anordning forstyrrer den annen eller omvendt.

De ovennevnte ulemper medfører selvsagt begrenset anvendelighet av slike lokaliseringsanordninger. Det vil lett innses at disse ikke kan anvendes som avstandsvirkende tennrør i torpedoer som, f.eks. som følge av samtidig avfyring fra vedkommende utskytningsposisjon, vil rykke frem parallelt, selv om avstanden mellom dem betydelig overstiger rekkevidden for vedkommende anordning.

I og med den foreliggende oppfinnelse er der skaffet en lokaliseringsanordning som ikke er beheftet med de ovennevnte ulemper. Hva som i første rekke kan anses å karakterisere anordningen ifølge oppfinnelsen, er at den i tillegg innbefatter elektriske organer som er tilsluttet senderenheten og mottagerenheten og utført for å bringe den nevnte givne sekvens til å påvirkes av de i mottagerenheten registrerte ekko-signaler.

Med en slik lokaliseringsanordning oppnår man således dels at ingen objekter utenfor den aktuelle rekkevidde, selv ved et begrenset antall forskjellige typer av sendepulser, kan gi kontinuerlig registrerte ekko-signaler, og dels at to like anordninger i en innbyrdes

* avstand større enn den dobbelte ønskede rekkevidde ikke kan forstyrre

hverandre kontinuerlig ved direkte sendepulser.

En utførelsesform med de trekk som karakteriserer oppfinnelsen, vil bli beskrevet nærmere i det følgende under henvisning til tegningen.

Fig. 1 er et blokkskjema over utførelsesformen.

Fig. 2 (a-h) viser formen av signalene på forskjellige steder i skjemaet på fig. 1. Fig. 3 (a-c) viser hvorledes objekter innen forskjellige av-standsintervaller påvirker anordningen ifølge utførelsésformen. Fig. k (a-d) viser hvorledes to like anordninger i samsvar med oppfinnelsen, beliggende i forskjellige avstander fra hverandre, påvirker hverandre innbyrdes. Fig. 5 viser hvorledes en første anordning ifølge oppfinnelsen påvirkes av samtidig opptredende ekko-signaler fra et objekt utenfor dens rekkevidde og av direkte signaler fra en annen forstyrrende anordning i henhold til oppfinnelsen.

På-fig. 1 betegner 1 en astabil vippe. Denne gir via en puls-generator 2 opphav til et pulstog av en form som vist på fig. 2a, på

et sted a. Dette pulstog styrer sendepulser utsendt fra en sender 3, med hensyn til pulsfrekvéns og sendepulslengde. En første logisk port 4 er med sin ene inngang tilsluttet punktet a. Ved denne port fås et pulstog i; samsvar med fig. 2b på et sted b. Dette pulstog styrer en logisk enhet 5 for sendefrekvensstyrihg av senderen 3. Så lenge en mottager 6 ikke registrerer noe ekko, er pulstoget i punktet b identisk med pulstoget i punktet a, noe son<f>médfører at sehdefrekvensen skiftes ett skritt i henhold til en på forhånd gitt sekvens for hver sendepuls.

Når mottageren 6 registrerer et første ekko, fås via en signalbehandlende enhet 7 tilsluttet den, en første puls c^ (fig. 2c) ved dennes utgang c, og denne første puls forårsaker via en annen logisk port 8

en puls véd dennes utgang d i samsvar med fig. 2d. Den sistnevnte puls trigger en monostabil vippe 9, hvorved der ved den annen inngang e til den første port 4 fås en puls (fig. 2e) av en lengde lik intervallet mellom to sendepulser. Pulsen i punktet e hindrer neste puls i punktet a i å passere porten 4. Derved vil en puls i pulstoget i punktet b utebli, noe som medfører at den tidligere nevnte skrittvise skiftning av sendefrekvensen, utført av logikkenheten 5» også vil utebli. Dette innebærer i sin tur at sendefrekvensen isteden blir forsinket ett skritt. Av fig. 2i fremgår det kronologiske forløp av det fra senderen. 3 utsendte pulstog, tillikemed frekvensene for de forskjellige pulstyper. Når den monostabile vippe 9 trigges, fås også en puls (fig. 2f) av en

lengde lik intervallet mellom to sendepulser, i et punkt f. Denne puls går til den ene inngang til en tredje logisk port-10, hvorved denne åpnes, så neste puls i punktet a, som den annen inngang til porten 10 er tilsluttet, gir en puls (fig. 2g) til utgangen g fra porten 10,

og denne puls trigger en ytterligere monostabi-1 vippe li. Denne vippe avgir derved en puls (fig. 2h) av en lengde lik intervallet mellom to sendepulser, ved sin utgang h, og med' denne puls stenger den annen port 8 en tilsvarende tid. Derved kan skrittskiftet i sendefrekvens ikke forhindres under neste sendeintervall, selv om der skulle opptre en annen puls (fig. 2c) på utgangen fra den signalbehandlende enhet 7 som følge av et annet ekko registrert i mottageren 6.

På fig. 3 er det anskueliggjort hvorledes objekter i forskjellige avstander fra en anordning ifølge oppfinnelsen påvirker denne anordning. I tilfellet av fig. 3a er avstanden mellom anordningen og objektet mindre enn fire ganger rekkevidden, hvorved der ikke blir registrert noe ekko. I tilfellet av fig. 3b er avstanden mellom anordningen og objektet fire til fem ganger rekkevidden, hvorved ekkoene blir registrert i hvert femte intervall. Av fig. 3b"fremgår også at der uten forsinkelse av sendefrekvens-sekvensen ville kunne skje kontinuerlig ekko-registrering. I tilfellet av fig. 3c er avstanden mellom anordningen og objektet større enn fem ganger rekkevidden, hvorved der igjen ikke blir registrert ekkoer.

På fig. 4 er der for forskjellige avstander mellom to anordninger A og B ifølge oppfinnelsen vist hvorledes disse påvirker hverandre. I tilfellet av fig. 4a er avstanden tre ganger rekkevidden, hvorved bare enkelte forstyrrende ekkoer kan fås i den ene anordning A. Det samme gjelder for avstander omkring 2, 3, 6, 7, 10, 11 etc. ganger rekkevidden, hvor begge anordninger A og B kan få forstyrrende ekkoer i hvert femte intervall. Det samme gjelder for .avstander omkring 8, 12 o.s.v. ganger rekkevidden. I tilfellet av fig. 4c er avstanden fem ganger rekkevidden, så begge anordningene A og B kan få forstyrrende ekkoer i hvert tredje intervall. Det samme gjelder for avstander omkring 9, 13 o.s.v. ganger, rekkevidden. Av fig. 4a og b fremgår at der uten en forsinkelse av sendefrekvens-sekvensen ville kunne inntreffe kontinuerlig forstyrrelse av anordningen A ved de viste avstands- og tidsrela-sjoner. Av fig. 4c fremgår på tilsvarende måte at begge anordningene A og B blir kontinuerlig forstyrret i hvert tredje intervall. Hvis forstyrrelsene, slik det i praksis ofte er tilfellet, til å begynne med bare går den ene vei, f.eks. fra anordning A til anordning B, fås ved en innbyrdes avstand lik fem-ganger rekkevidden det. gunstigere forløp ifølge ■. fig.. 4d, hvor der bare fås en enslig forstyrrende puls 1-. anordningen B.

På fig, 5 er det vist hvorledes ekko-signaler som opptrer i en første anordning A ifølge oppfinnelsen og kommer fra et obj ekt utenfor, rekkevidden og fra en annen forstyrrende anordning B.ifølge oppfinnelsen, påvirker anordningen A. Avstanden til objektet er her lik 1,5 ganger rekkevidden, mens avstanden til den forstyrrende anordning B er lik 3 ganger rekkevidden. Uten en forsinkelse av sendefrekvens-sekvensen i samsvar med oppfinnelsen.ville anordningen-B kontinuerlig forstyrre anordningen A.-Forsinkelsen av sendefrekvens-sekvensen må dog.ikke . gjentas oftere enn i annethvert intervall, for ellers ville objekter i. en avstand fra anordningen.mellom 1 og 2 ganger rekkevidden ha resultert i en fortsatt kontinuerlig .forsinkelse av sekvensen, ■så der ville ;ha inntrådt en kontinuerlig registrering av ekko-signaler.

Oppfinnelsen er selvsagt ikke begrenset til den utførelsesform

v som er omtalt; som eksempel- ovenfor, men kan undergå modifikasjoner innen patent kravenes ramme.. Således kan anordningen .ifølge oppfinnelsen istedenfor å være utført med forsinkelse av sendefrekvens-sekvensen i avhengighet av registrerte ekko-signaler være utrustet med organer.til endring i henhold til.visse mønstre av den nevnte sekvens..Videre kan de elektroniske kretser til å bevirke de registrerte ;ekko-signalers innvirkning på sendefrekvens-sekvensen selvsagt være utført på mange forskjellige måter.

Claims (3)

1. Anordning som tjener til lokalisering av objekter i et omgivende

medium, og som arbeider etter ekkblodd-prinsippet og innbefatter en senderenhet (1, 2, 3, 5): innrettet til i gitt sekvens pg på ekvidistahte tidspunkter kontinuerlig å tilføre en elektro-akustisk omformer elektriske, sendepulser av. minst to, fortrinnsvis fire, typér som skiller seg fra hverandre med hensyn til minst én parameter av elektrisk karakter, fortrinnsvis svingningsfrekvenseri, for utsendelse av tilsvarende akustiske sendepulser i det omgivende medium, og hvor den nevnte omformer eller en nærliggende ytterligere elektro-akustisk omformer er innrettet til å oppfange derved fremkommende akustiske signaler og å formidle tilsvarende elektriske ekko-signaler til en mottagerenhet' (6, 7) som er innrettet til i tidsintervallene mellom de nevnte sendepulser å registrere bare de elektriske ekko-signaler som stammer fra sendepulser av den type som sist ble utsendt fra omformeren, karakterisert ved at den tillike innbefatter elektriske organer (4, 8-11) som er tilsluttet senderenheten og mottågerenheten og utført for å bringe den nevnte givne sekvens til å påvirkes av de i mottagerenheten registrerte ekko-signaler. i

2. Anordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at de nevnte elektriske organer er utført for å bringe de i mottagerenheten registrerte ekko-signaler til i høyst annethvert av tidsintervallene mellom sendepulsene å bevirke forsinkelse av den nevnte givne sekvens ett skritt.

3. Anordning som angitt i krav 2, hvor senderenheten innbefatter en logikkenhet (5) til styring av den nevnte sekvens, samt en pulsgenererende enhet (1, 2) til å frembringe et pulstog (2a) som styrer repeti-sjons frekvensen og lengden av de nevnte elektriske sendepulser, karakterisert ved at en første logisk OG-port (4), som ved sin utgang er tilsluttet logikkenheten, med sin ene inngang er koblet til utgangen fra den pulsgenererende enhet og med sin annen inngang er koblet til den ene utgang fra en første monostabil vippe (9), at denne første monostabile vippe er innrettet til å få et triggersignal (2d) tilført fra en annen logisk OG-port (8), hvis ene inngang er tilsluttet mottagerenheten, og hvis annen inngang er tilsluttet den ene utgang fra en annen monostabil vippe (11), og at denne annen monostabile vippe er innrettet til å få et triggersignal (2g) tilført fra en tredje logisk OG-port (10), hvis ene inngang er tilsluttet den annen utgang fra den første monostabile vippe, og hvis annen inngang er tilsluttet utgangen fra den pulsgenererende enhet.