NO128791B - - Google Patents

Description

Doppler-navigeringssystem.

Foreliggende oppfinnelse angår et Doppler-navigeringssystem

av den type som er angitt i innledningen til patentkrav 1.

Mange Doppler-navigeringssystemer utnyttes for tiden i militære og sivile luftfartøyer, som marinefartøyer. Disse systemer innbefatter radar- og sonarsendende og -mottagende' utstyr og avføler Doppler-effekten på de utsendte signaler som reflekteres fra terrenget under luft- eller marinefartøyer. Andre Doppler-navigeringssystemer som benyttes for nautisk navigering utnytter sonarsendende og

-mottagende utstyr og avføler Doppler-effekten på lydbølger som reflekteres fra havbunnen. Arbeidsprinsippene for de to systemer er ofte like, og konstruksjonsforskjellene beror ikke på forskjellige

i s; . r;■■ • ■ ..■ r-i ■■: .-. <,.».■ ji,'U; ■• , arbeidsprinsipper, men heller på forskjeller når det gjelder frekvens, forplantningshastighet, fartøyenes hastighet og teknikken for avføling og sending. '■■'•■" t

I en del kjente Doppler-navigeringssystemer freifibri<;>nges

et Doppler-frekvenssignal ved blanding av den kjente frekvens.og den mottatte frekvens, og signalet mates til analogikretser hvori det omformes til bevegelser eller aksialforskyvning som representerer Doppler-frekvensendringen eller fartøyets hastighet. I de kjente \ Doppler-systemer benyttes en sonar Doppler-anordning for e-n'kontinuerlig bølge, hvilken anordning mottar all informasjon som et resul-tat av den utsendte frekvens. Da informasjonen har kontinuerlig hastighet, er det ikke mulig å tidsdiskriminere for separasjon av Doppler- frekvensene mellom faste og bevegelige mål. Selv om puls-Doppler-prinsippene benyttes i alminnelighet i radaranordninger for avføling og overvåkning av. relativ bevegelse, utnytter disse anordninger et pulssystem for andre formål enn; formålet med foreliggende., oppfinnelse. Som eksempel er formålet med et kjent radarpulssystem at forholdet mellom toppeffekt og middelef^f ekt kan gjøres større enn én for oppnåelse av større rekkevidde <p>g lavere energiforbruk og at samme antenne kan utnyttes både for sending og mottagning"ved tids-deling når det gjelder antennen. Selv om mediet for energi i sonar-systemer er vann er ikke noen av de ovennevnte foranstaltninger passende for sonar-navigeringsformål. Videre er overhøring mellom senderen og mottageren et problem i systemer med kontinuerlig bølge

såvel som de problematiske signaleffekter som skyldes "volumekko". Méd volumekko menes at havvann i motsetning til ferskvann, inneholder millioner av mikroorganismer som er meir eller mindre jevnt fordelt

.^"^ områder av jorden* Disse mikroorganismer

>.og -gas sbob 1 er ér årsak til et re;tursprednings fenomen for sonaruts ty r ' og fagfolk på området betégrieridette fenomen som "volumekko"*

En del.kjente anordninger med kontinuerlig bølgeutsehdelse

som, har nettopp, de ulemper og-problemer som; er nevnt .ovenfor., er beskrevet i U.S. patent ir. 3.231.852, 3.065.463, 2.912.671 og 2.961.190. Alle disse systemer utnytter en.kontinuerlig bølgeutsend-else. der overhøring er et; problem,og de er også behef tet med den ulempe at. systemer- med kontinuerlige bølgeutsendelser ikke kan be-r nyttes til nøyaktig, navigering med volumekkosignaler -i-en vannT, .. ,.. omgivelse som er urolig. De ovennevnte problemer, og ■vanskeligheter oppheves ved..^ foreliggende .oppfinnelse ved ,at det. tidligere angitte

system gis de karakteristiske trekk som finnes i ett eller flere av patentkravene.

Med Doppler-forskyvning menes her at en.frekvensforskyvning finner sted på grunn av den relative bevegelse mellom en sender eller mottaker, og det tilbakespredende medium, f.eks. havbunnen. For bevegelse mot er frekvensforskyvningen oppad og for bevegelse bort er frekvensforskyvningen nedad. Størrelsen på frekvensforskyvningen er også direkte avhengig av den utsendte frekvens og forplantnings-hastigheten.

Foreliggende oppfinnelse vil i det følgende bli nærmere beskrevet under henvisning til tegningene.

Fig. 1 viser, rent skjematisk, en skisse av den måte hvorpå sendere og mottagere for akustisk energi er anordnet i bunnen av et skrog,

fig. 2 viser et generelt blokkdiagram over det elektroniske utstyr for pulssonar-navigeringssystemet,

fig. 3 viser et koplingsskjerna over en forsterkningsreguleringskrets for mottageren, hvilken krets har en automatisk forsterkningsreguleringsdetektor, manuell forsterkningsregulering og tidsvarierende forsterkning, og

fig. 4 viser et skjema for den automatiske tilpasningsdel

i følgeanordningen som benyttes i systemet på fig. 2.

På fig. 1 vises et fartøy 10 med heltrukne linjer, og det har et skrog hvori pulssonar-navigeringssystemet er installert. For oversiktens skyld vil fartøyets langskips akse i det følgende bli betegnet som Y-aksen og tverrskipslinjen vil bli betegnet som X-aksen slik det fremgår av fig. 1. Fartøyets 10 skrogbunn har sendere (strålere) og mottagere (hydrofoner), der en sats på fire sendere 11, 12, 13 og 14 for nøyaktig retningsutsendelse, er anordnet langs X- og Y-aksen i et ukritisk forhold, men i bestemte avstander fra hverandre. I nærheten av hver sender finnes en mottager 15, 16, 17 resp. 18. Om det ønskes kan sendere og mottagere være anordnet i en gruppe som strekker seg ut fra siden av fartøyet 10 eller fra siden av fartøyets skrog. Det skal her bare påpekes at senderne frembringer smale stråler av ultralydenergi som reflekteres fra havbunnen 10 til en tilhørende mottager. I én praktisk utførelsesform utsendes strålene i en vinkel på omtrent 60° på stråler fra to sendersatser og med en bredde på omtrent 3°. Parallelliteten mellom de utsendte stråler og

de reflekterte stråler opprettholdes.

Det skal også. påpekes at havbunnen eller bunnen for en hvilken som helst vannmasse aldri er fullstendig plan og vil derfor reflektere de utsendte ultralydenergier i alle retninger, slik at en del. av den utsendte energi kommer til å bli reflektert (tilbakespredd) til mottagerne. Det er klart at anvendelse av to mottagere langs hver akse gir kompensasjon for frekvensendringer på grunn av helning til siden, helning på langs eller, girering av fartøyet.

Systemet for igangsetning av pulsbølgesending og for tolk-ning av Doppler-informasjonen fra mottagerne 15-18 vises i blokk-diagrammet på fig. 2. Senderen i det foreliggende system innbefatter en oscillator 21 som gir en spenning med ultralydfrekvens. Denne frekvens overføres til de fire utsendende givere 11, 12, 13 og 14, via en passende sender 12. De utstrålende givere har form av projek-turer med bariumtitanatreflektorer eller liknende. Et slukkesignal fåes fra en slukkepulsgenerator 23, og dette signal påtrykkes senderen 22 for til- og fråkopling av senderen på en slik måte at frekvensen for signalet fra strålerne eller projektorene 11-14 har form av et pulssignaltog.

De. utsendte pulssignaler treffer bunnen 20 og spres tilbake til en hydrofonmottager 15. Det skal her pekes på at selv om én hydrofon er vist kan ytterligere tre hydrofoner benyttes.. De ytterligere hydrofoner 16, 17 og 18 benyttes sammen med ytterligere kretser og vil bli beskrevet på samme måte som hydrofonen 15. Den akustiske energi som mottas av hydrofonen 15 mates, via en for-forsterker 19 og en forsterker 24, til en forsterkningsreguleringskrets 25 som har en automatisk for-forsterkningsregulerende. detektor 26, en manuell forsterkningsreguleringskrets 27 og en tidsvarierende forsterkningskrets 28.

I' den tidsperiode som senderen sender energi i vannet via projektorene 11 og 1.4 reduseres forsterkningen av de tilbakeførte signaler ved hjelp av forsterkningsreguleringskretsen: 2.5 under ut-sendelse og ved hjelp av slukkepulsgeneratoren 23 som er koplet, direkte til den manuelle fdrsterkningsreguleringskrets 27. Den automatiske fofsterkningsreguleririgskrets i detektoren 27 regulerer den totale forsterkning av de. mottatte tilbakespredde signaler, noe som skjer gjennom fbrsterknirigsregulering av for-forsterkeren. Når for-forsterkeren drives .mer positiv. , reduseres 'fors.terkningen av signalene mens signalforsterkningen. øker proporsjonalt når forforsterkeren drives mer negativt. Den manuelle forsterkningsreguleringskrets 27 er selektivt virksom for redusering av signalforsterkningen bare under sendeperioden fordi utgangssignalene fra slukkepulsgeneratoren påtrykkes kretsen 27 direkte. Utgangssignalene fra den manuelle forsterkningsreguleringskrets påtrykker forforsterkeren 19 en positiv spenning for reduksjon av signalforsterkningen. Et potensiometer i den manuelle forsterkningsreguleringskrets bestemmer størrelsen på forsterkningsdempningen. Både den automatiske forforsterkningsreguler-ingsdetektor og den manuelle forsterkningsreguleringskrets mater den varierende forsterkningsreguleringskrets 28. Den tidsvarierende forsterkningsreguleringskrets regulerer avslutningen av fallkurven under den tidsperiode som den manuelle forsterkningsreguleringskrets har i funksjon ved hjelp av en RC-krets, slik at den normale forsterkning opprettes under regulering av den automatiske forsterkningsreguleringskretsen under returpulsmottagning (ikke utslukning). Forsterkningsreguleringskretsen 25 skal beskrives i detalj under henvisning til fig. 3. Forsterkningsreguleringskretsen 25 behandler en omhylningskurve av RF-energien som har den frekvens som mottas fra vannet og er frekvensforskjøvet på grunn av en Doppler-effekt i vannet.

Denne prøve på pulsenergi fra forsterkeren 24 gjøres kontinuerlig med samme frekvens som man hadde på pulssegmentet av det mottatte signal som til slutt påtrykkes en følgekrets 30. Pulsinforma-sjonen gjøres kontinuerlig ved hjelp av en spenningsregulert oscillator i følgekretsen. Frekvensfølgekretsen 30 betraktes av fagmenn på området som en fastlåsningssløyfe som låser seg selv både når det gjelder frekvens og fase. En diskrimineringskrets i følgekretsen sammenlikner utgangssignalene fra den spenningsregulerte oscillator med de innkommende signaler og avgir et forskjellssignal. Forskjells-signalet utgjør forskjellen ved sammenlikningen, både når det gjelder frekvens og fase, mellom signalene fra den spenningsregulerte oscillator og de innkommende signaler. Forskjellssignalene påtrykkes deretter en reguleringskrets som kan betraktes som en kombinasjon av en forsterker og integrator.

Den signalinformasjon som påtrykkes følgekretsen er av puls-baerebølgetypen og har form av et kontinuerlig pulstog slik at den opptrer bare under den tidsperiode da signaler mottas. Den spenningsregulerte oscillator styres til den fase og frekvens som kreves for oppnåelse av eksakt synkronisering med de innkommende signaler. Av denne grunn benyttes en automatisk tilpasningskrets 60 som skal beskrives mer i detalj i forbindelse med fig. 4. I korthet utnytter tilpasningskretsen logisk informasjon fra en fasedetektor og en kohe-rent detektor for regulering av en omkopler som kortslutter signalene til integratoren i følgekretsen. Herved bringes utgangssignalene fra integratoren til å endre frekvensen på den spenningsregulerte oscillator i retning av signalfrekvensen slik at man får frekvenskoinsidens og dermed låsning.

Utgangssignalet fra følgekretsen påtrykkes en demodulator

31 som er koplet til senderoscillatoren 21, slik at den opprinnelige utsendte frekvens fra oscillatoren kan sammenliknes med den nu kontinuerlige frekvens som mottas av hydrofonen 15 og følgekretsen slik at en frekvensforskjell oppnås, hvilket utgjør Doppler-frekvensen. Frekvensendringen beror på den relative bevegelse mellom giverne på fartøyet og havbunnen enten de fjerner seg fra hverandre eller kommer nærmere.

Demodulatorenheten har et par utganger for behandling av

de positive Doppler-signaler og de negative Doppler-signaler. Utgangssignalene ved disse utganger kan ikke opptre samtidig, men må opptre den ene etter den annen. Utgangssignalene fra demodulatoren påtrykkes en omformer 32. Det skal pekes på at foruten utgangssignalene fra demodulatorenheten 31 er det vist tre ytterligere par demodulator-enhetsutganger 33, 34, 35, som er beregnet for tilsvarende kretser som for hydrofonen 15, mottagerforsterkningsreguleringskretsen 25, følgeenheten 30 og demodulatoren 31.

Etter matning av disse signaler til omformeren opptar signalene fra de forskjellige kanaler i systemet sekvenstidskanaler og opptrer derfor ikke samtidig. Signalene behandles deretter for digi-tal addisjon i en addisjonsenhet 36, der signalene summeres fra de forskjellige utganger fra omformeren på en slik måte at ekvivalenten av pulsene representerer fire hastigheter ved hjelp av passende indi-katorer 37, 38, 40 og 41, som angir hastighet forut, hastighet akter-ut, hastighet på styrbord og hastighet på babord. Videre kan den vertikale hastighet opp eller ned indikeres.

Hovedformålet'med å benytte pulstransmisjonssystemet i henhold til foreliggende oppfinnelse er å komme frem til et middel for regulering eller styring av de signaler som kommer frem til hydrofonen, for på en effektiv måte å eliminere de ikke ønskede signaler. Pulsteknikken innebærer at senderen pulses ved omtrent 70-80 mf og

at mottagerens forsterkning reduseres under denne tidsperiode for å diskriminere mellom ønskede og ikke ønskede signaler. De ønskede signaler som er de signaler som reflekteres fra havbunnen, er alltid det signal som opptrer sist på grunn av den forflytningstid som går med for lyden til å nå bunnen fra senderen og til å gå tilbake til mottageren. På grunn av denne gangtid som er lydens hastighet i vann, blir de signaler som kommer tilbake først kraftigst og ikke ønskede signaler som opptrer meget nær bunnen av mottageren. Da de akustiske pulsbølger går til havbunnen, kommer de svake, spredte signaler til å falle proporsjonalt med tiden i forhold til de utsendte pulser.

Ved å redusere mottagerens forsterkning under utsendelsesperioden

vil en reduksjon av den tilbakekommende energi under den tidsperiode som den.utsendes til å favorisere de spredte svakere signaler som er bunnsignalene som opptrer senere i tiden.

I forbindelse med fig. 3 skal det igjen påpekes at det automatiske forsterkningsreguleringssignal må gjøres positivt for reduksjon av forsterkningen og negativt for å øke forsterkningen.

Den manuelle forsterkningsreguleringskrets benyttes for å redusere forsterkningen under sendeperioden, og med denne reduserte forsterkning fås et mer positivt signal som påtrykkes den automatiske forsterkningsreguleringskrets via den tidsvarierende forsterkningskrets, den automatiske forsterkningsreguleringskrets og forforsterkeren.

Den tidsvarierende forsterkningskrets vil komme til langsomt å gå tilbake for normal forsterkning i henhold til en på forhånd bestemt tidskonstant etter den periode da forsterkningen har vært redusert.

De innkomne slukkesignaler påtrykkes forsterkningsregula-toren 25 og mates direkte til den manuelle forsterkningsreguleringskrets 27 via lederen 50. Signaler opptrer i den tidsperiode da det er ønskelig å redusere systemets forsterkning, hvilken periode ligger i tidskoinsidens med pulsutsendingen. Signalene påtrykkes den manuelle forsterkningsreguleringskrets via en diode CR 9 ved hjelp av hvilken de påtrykkes en transistor Q 2 for enten å slutte eller bryte for-bindelsesstedet til Q 2 og motstanden R 35 til jord. Når det opptrer en brytning, reduseres systemets forsterkning. Denne reduksjon oppnås ved innstilling av den amplitude som reguleres ved hjelp av et potensiometer R 39 som er innstillbart for hånd når systemet arbeider på dypt vann. I løpet av den tidsperiode som denne del av forsterkningen ikke reduseres vil polariteten for transistoren Q 2 komme til å kople forbindelsen av Q 2, kollektoren og motstanden R 35 til jord ved hjelp av transistoren slik at en diode CR 14 forspennes i sperre-retning og tar kretsen ut av forsterkningsreguleringsslyngen. Diodene CR 11 og CR 12 er kompénseringsdioder slik at fremspenningsfallet

på CR 11 og CR 12 er lik spenningsfallet over CR 14 i serie med basis-emitterspenningen på en transistor Q 4. Kretsen vil således få til-bøyelighet til å være temperaturfølgende og innstillingen vil ikke bli temperaturfølsom.

De innkommende pulssignaler fra hydrofonen 15 påtrykkes

den automatiske forsterkningsreguleringsdetektor 26 via lederen 51

som kopler forsterkeren 24 via en bufferkrets til detektoren. Utgangssignalene fra detektoren påtrykkes den tidsvarierende forsterkningskrets 28 via lederen 52, mens utgangssignalene fra kretsen 27 påtrykkes kretsen 28 via lederen 53. Utgangssignalene fra kretsen 28 påtrykkes forforsterkeren 19 ved hjelp av en automatisk forsterk-ningsreguleringsdrivkrets 54 som er koplet til utgangen fra kretsen

28 via lederen 55 og til forforsterkeren via lederen 56.

Kretsen 28 omfatter en RC krets som består av en kondensator

C 33 og en motstand R 41 til frembringelse av en forsterkningsdemp-ning som langsomt går tilbake til normal forsterkning i henhold til kretsens tidskonstant.

I forbindelse med fig. 4 skal det igjen påpekes at frekvens-følgeenheten 30 vanligvis betegnes som faselåsningsslyngekrets inn-befattende en spenniiigsregulert oscillator og en for denne beregnet reguleringskrets'som er en kombinasjon av en forsterker og en integrator. I følgekretsen skjer en sammenlikning av den spenningsregulerte oscillators utgangssignal og de innkommende pulssignaler, hvorved enheten frembringer et forskjellssignal som gir en forskjell ikke bare i frekvens, men også i fase. Det sistnevnte signal béhand-les deretter i oscillatorens reguleringskrets som styrer den spenningsregulerte oscillator når det gjelder fase og frekvens, hvorved det blir nødvendig å ha nøyaktig synkronisering med de innkommende sig-nalf rekvenser fra forsterkeren 24. Det skal pekes på at forsterkeren 24 er koplet til følgeenheten 30 via lederen 57 på fig. 2. Videre skal det påpekes at referansefrekvensen for den spenningsregulerte snoi ,',nv-i 2npnin?.sqi i.l -jsfRsiojl , pn.tT^r.pus.tji :tci prtBprrr-. !* 25^r?.+ sds3?.

oscilråto^WFe^i ferft^Wg^ f^e^og3 ^^^rik^hsen'! ^Tnn^ <Lli >kommenke<J> sl^nÉeV^^^ S^eTW p'ul^o^a^bn'r of f^ e^ ne grunn1 •skåfF*&l;g4e^h^t'en::'!ba'r(e< 1 Væt4!'~i drlYt~'anker 'åen periocle få<*>"^:''"° mottas<1> i*nn*kbm*mefåF:^ tø%e: e'r° årsaken ''tifaV raan3fc ' ~ haSHh1 -ate^t^^ soTn^tkr' refer^ef^kv^sVn^ fra deh"; ^e^^hgWeguiit^''bs^Wiskor1"''' ville<i>deren<1> IV og1 et<a3b><Vfe >signa*i<0>%ed<3>bVs'te*mt^ f^l'geenneleV via"riedere^iXa 62~ 1V^ifeinfté 1 ign^F"bft^å^é'^Wre^i^-h"'6¥'''en^dis^rlnfTni tor sbmJ utgjør '0"' en del a v*' f'akél'å's'nin'g44iyn'g'é<r>n<r->'''i<:>"' f øigeenhetén og'1 en' korts1! utnings-,"J'"'r'r omk o p léx me 1'1 o'rri' b~s bi' ilatoréns reguleringskrets' og c/isRriminatoten"," " ''"' h vo rve<3'J ir e gu le ri ng sl&fe tpé%!h Worfufeél^"'!!^ å"'" n'6'ide*"* og" styre'" "åen" spennings-' réguier^e^ oscillator<;> p'å' en<1>' slTk*"* 'nar om^opl e:re'nv er^Tcor ts luttet'^ <:>'u at den" ikke' endfer frekvensen"<1>,"'" men3 bortsette r" a<1> f remb ringe' frekvenser"' i h-énnoi d" t i l' den" s V'^-^^ jtiiå' i n*f brrnas^ ©w'. s''' vr''~:'" :i :"J"iJ ""'"""'"'!'"n'"5 '1J

Den automatiske tilpasningskréts skal beskrives nærmere"!"' ' d e t a 15 '"' u n d é r' ■ n:e'ri'v i sn i 'rig'': t i lx "fig''; " % \ S'i g ri alt rek v ens én e" fra den

spe nnlftgs r'é gil i e'rte''' ose" i il å*t"o rL påtr^k^s''<*> e'n'''f Srs t'é rki ra'é 3': v'i a1! lederen'' "<* >61j" Dé fbrsterkéde signaler måtes "dérpa' t'il'<:> e'h'diskrim'inåtbr<1> 6<*>4'"'med'"'''"'"<* >nullf åséfbrskyvriing"" v*iaJ gierilédereir 6'5fbg ti i' en" ''di skr iminåtbf"' 6*6 °": med ' 90^ fåséfbrskyvriing ' é'ttér'vg"j ehriomgang1' g'jénhom éh; 90o' Tåsefbr-"'' skyvningskré ts' 67 ' via "léderén"1 68 . '* De' mott åtte'' signålf rekveriser: på'' ' <J>" leder en' 57: matés ' til:'diskr iminåtbf éné"'64 <1> 'resp f ""66 ,"'siik åt f åséut-"'"'""' gari''gs<;>signaier''med'<:>uiik'e ' frekvenser méiibmdéri mottåtte' signålf rékveris''* og den spenningsregulerte oscillators frekvens fåes på lederen 70' resp".'"'71 r"'Nar*'ét nuil"'bpptrbr^'i^nuilfåsédisktiminåtofén; 64",'' bpptrer en positiv""*verdi" på<J> léderén"-' l>i'' :xr6r'-'- diskrimihåtbren! 66 .'' Dénné pbsitivé" ve rål 'påstrykes''* en-bistafeil "krété 72' g jennbm'éri 'kbnvéhs'jb'n'éli<J>'' "<!>'<r**>"""'" Schmidt^atløser -73': Detter posi ti vé^spénhingsnivå "'Hb Ider den biståbilé " krets'' i"én uvirksom^klåf tilstand'.Et'''negativt"'åpéhhingsnivå f ra' ut'-' "' gångéh''^>å 'diskfiminatbf eh';66'Jbvef fører' de'n:'bi stabl lé R r ets"' f rapens"' klare'' tilé tåhlå'"* §1 ik'1 åt 2d<*m! biståbilé^kréts'" kan* i irns tilles Méd 8§"n"' A'~' l~ ene eller den ånnéri'"åv ' iriirgan'gs'signålene " sbm" ré^f é'sérit'eté's";av' 'sp^n-"'"''"' ningshivået'på' Si 6g'rS2. L""''"Mi'1 ""'' '"" ' '• "•" ■-• o- a.. ^år'''"diskriminåt8féhS"''6:4f'utgSngs^fg , "'<*>" mates* en"' korirékt''puis én'té'n'"tii S1 C)éi lér~!*å'2, '*'n vorv^d ' deH 'fil sftiåVi l'e' " """ krets irin'stil'i'ésV<r>'6tgångsSigriåléhé"<;>rrå ''éiskriminåtoferi "'64" måtés '!til*' * ' den biståbi£é<vi>kréts*''v*iå"'é^ 74''"bg^invBf tfefendé" pbftéf'"' x 75 og 76. Når diskriminatoren 66 mater et negativt signal til den bi-

stabile krets' inngang for klargjøring, kommer tilpasningssignalene til å opphøre når det ikke er nødvendig å tilpasse et signal. Når det oppstår en frekvensforskjell, kommer den bistabile krets til å oppstilles fra negativ til positiv tilstand. De positive signaler til den bistabile krets og klargjøringsinngangen kommer ikke til å medføre noen som helst funksjon, men vil bare muliggjøre innstilling av den bistabile krets via noen av dennes innstillingsinnganger. Disse kommer til å medføre omstilling av den bistabile krets, noe

som resulterer i funksjon av kortslutningsomkopleren 77. Når diskriminatoren 64 går over fra positiv til negativ eller negativ til positiv, kommer den bistabile krets til å endre tilstand slik at man får en kortslutning av diskriminatoren. Med andre ord er den bistabile krets uvirksom når den har inntatt sin klare tilstand eller sin klargjøringstilstand. Når oen bistabile krets er virksom eller i sin innstilte tilstand, bringes kortslutningsomkopleren til å bryte signalene til følgeintegratoren.

Det skal pekes på at hver fasediskriminator sammenlikner frekvensen for de innkommende mottatte signaler og også signalenes fase med frekvens og fase fra den spenningsregulerte oscillator slik at man får et utgående forskjellsignal både når det gjelder sekvens og fase. I ikke låst tilstand vil tilpasningskretsen eliminere 1/4

av en energisyklus fra integratoren i følgeenheten via kortslutningsomkopleren 77. Denne energibalanse medfører styring av den spenningsregulerte oscillator i følgeenheten i riktig frekvensretning for opp-låsing.

Ved hjelp av følgeenheten og den automatiske tilpasningskrets mates et kontinuerlig spenningsregulert oscillatorfrekvens-signal til demodulatorenheten 31 via lederen 80 (fig. 2). Hvis dette signal har samme frekvens som det mottatte signal, utnyttes det i demodulatoren for bestemmelse av Doppler-frekvensen. Den nu kontinuerlige frekvens fra følgeenheten via lederen 80 og den kontinuerlige frekvens fra senderoscillatoren 21, via en leder 81, sammenliknes i demodulatorenheten. Oscillatorens frekvens faseforskyves 90° slik at både null og 90° faser benyttes for demodulering. I hver og en av de to separate demodulatordelene sammenliknes.oscillatorfrekvensen med den spenningsregulerte oscillators frekvens. Utgangssignalene fra demodulatorenheten gir en frekvensforskjell i fase mellom de respektive inngangssignaler. Hvis Doppler-frekvensen er positiv, angir den en hastighet som målene kommer nærmere hverandre med, og utgangssignalene opptrer da først på en positiv demodulatorleder 82. Hvis Doppler-frekvensen er negativ, angir den en hastighet som for-teller at avstanden øker hvorved utgangssignalene kommer til å opptre først på en negativ demodulatorleder 83. Krysskopling av NAND-porter kommer til å hindre de andre utgangssignaler. En utgangsleder fra demodulatorenheten kommer således til å gi positiv Doppler-effekt mens den annen utgangsleder kommer til å negativ Doppler-effekt.

Utgangslederne 82 og 83 fra Doppler-enheten er koplet til omformeren 32. Det er klart at tre andre par demodulatorenheters utganger 33, 34, 35 også er koplet til omformeren. Kretsene og koplingen mellom de tre ledere 33', 34' og 35' fra slukkepulsgeneratoren er koplet til motsvarende par ledere 33, 34, 35, med de samme kretser som er beskrevet i forbindelse med hydrofonen 15.

Det er således klart at Doppler-navigeringssystemet i henhold til foreliggende oppfinnelse er særpreget innenfor området for et pulsdopplersystem, dempning av tilbakespredningssignalene ved mottagerens forsterkningsreguleringskrets 25 og en automatisk tilpasningskrets 60 i fastlåsningssløyfen for følgeenheten 30. Hele systemet gir større nøyaktighet enn konvensjonelle navigeringssystemer. Den automatiske tilpassingskretsen mater kunstig et frekvenssignal ved hjelp av den spenningsregulerte oscillator for matning av et frekvenssignal mellom pulsgapene på det innkommende signal på en slik måte at det frembringes et kontinuerlig signal med den innkommende frekvens, hvilket signal sammenliknes med den utsendte oscillator-frekvens i demodulatoren. Ved hjelp av den nye mottagerforsterknings-krets 25 dempes de innkommende signaler på hensiktsmessig måte under sendeperioden av pulsenergien slik at uheldige innvirkninger av volumekko oppheves.

Claims (1)

1. Doppler-navigerinssystem, som har en første anordning (11, 14) for avgivning av akustisk energi i et pulstog, en andre anordning (15, 18) for avføling av reflektert akustisk energi fra pulstoget og en tredje anordning for dempning av en valgt del av den reflekterte energi, mens den første anordning (11, 14) avgir akustisk energi hvorved den tredje anordning innbefatter en forsterkningsreguleringskrets (25) som er innkoplet mellom den første avgivningsanordning og den annen avfølingsanordning og som videre innbefatter en tidskrets

po , bem oiba&iovti u:a;nsn -i&uvno* saolsm moa -i9.1tvi d;</:r! nob nip;;r>

ene-<r>?oi' -noa Js^j^^.f /fa -Vfb ^..^rfc , ^iife-i^n^f cftøswdrø*^^ aivJi s°^,,|.r0 koPjLej; ^^^Jp JJ£ , b,] u& 4o& <3 -e-r;.- 4 nn.r-tffetc?b/ st ide å:tu.C {s.j omfan.[\fq.^A.pul^er.^ .-ty-ji-ji frekvens ig^al^^ spenné;nq^ regu 1 erpscil taXgr jU;.f rembx i nge jL se<,^v0e£E r^e^jjs.<?sig<aad\fsfflmlBefafiU)t> beregnet^på^|^sammen^iknes);med?jog; br-i^gjesj t-iJ.-;.f rekyepsJ.ikh.©**,medf> arom de ayf^1te? re |l©kter^edr.f J^rf Ignalgr^ og en <3emp.dwlø*0ranotrdaing (31) som er. innkoplejt^mellom,,avgivgingsanp^dningen^ogoÆøleanoBdsm^oirrrc' ningen for sammeniikning-.ay0f^ avpitte akusti$ke:>-.v:;v,v;i< energi med f rekvensen på , ref eransesignalenef,f or :>f remhri-ngéiser-ayoenqc.s Dop^7f$?k^F;r^ ,rc ,r- w; .Ms^"-* 2 • System .som a.ng,^11,.;i, krav_ J/.r-k, j.a-tr>>a ,k -twe^r^ius-a© cot •('•ei v e_d at :en,51 u^k.q^perjat.or.Fer...innkoblet ra©l,Jom<-:3>Y,givju ng-sanoird-<ni>ngeq (lhljj.)., °(?.i^.?<*>M<n>S^d.^^fM } :fUP. <3^©C <i>nn<r>«tte:t-jtil !å j bi oil frembringe .det t n.evate^ .jPuis.tpg,^ --a^ -dejir^frlÆlctérrtie i ■ => retursi<g>naler.......... ...... ••••:«•'>.-• r: =,>( ,j :>. >■ :. ■■■ :/- ' t, r.* i»\ ?zi i mi