NO142054B - Ultralyd-soekeanlegg. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår et ultralyd-søkeanlegg, og særlig et slikt hvor en ultralyd-bølgepuls sendes ut i et stort vinkelområde på hov-edsakelig 360° og de reflekterte bølger som kommer tilbake fra de respektive retninger, blir mottatt og indikert samtidig på et katode-strålerør.

På grunn av ultralydbølgenes forholdsvis lave forplantningshas-tighet er det umulig å indikere de mottatte bølger på et katode-strålerør ved planindikator-avsøkning (PPI scanning). Ved et tidlige kjent anlegg som har vært foreslått til formålet, blir et ultralyd-bølgesignal utsendt ikke-direktivt i alle retninger, og reflekterte bølgesignaler som kommer tilbake fra de respektive retninger, mottas ved hjelp av en flerhet av ultralyd-transduktorer anordnet med jevne mellomrom på en sirkel. For å oppnå høy direktivitet av mottagningen blir utgangssignalene fra flere transduktorer som følger umiddelbart på hverandre, sammenføyet og det resulterende signal indikert på katodestrålerøret. Skifter man så disse grupper av transduktorer skritt for skritt i omkretsretningen, kan de mottatte signaler fra alle retningene vises samtidig.

Imidlertid kan man i forbindelse med denne eldre anleggstype

støte på de følgende problemer, som er så alvorlige at anlegget nepj blir brukt i praksis. For det første må man, som det vil forstås ut fra det foregående, benytte et antall kretser til å sammensette trans-duktorenes utgangskretser lik antall transduktorer. Videre behøver man det samme antall kretser for å skifte settet av transduktorer en omgang. Disse krav betyr ikke bare et problem når det gjelder om-kostninger, men strider også mot ønsket om et enkelt og kompakt anlegg. For det annet får anlegget et relativt stort område som er

uvirksomt eller ikke kan detekteres, noe der blir gjort rede for senere, og denne alvorlige mangel er nok til å avholde fagfolk fra å benytte det tidligere kjente anlegg over et stort område. For det tredje er anlegget ofte beheftet med sterk støy på grunn av koblings-pulser til skiftning av trandsuktorer.

Det er derfor en hensikt med den foreliggende oppfinnelse å skaffe et ultralyd-søkearilegg som har et redusert antall utgangskretser, et meget smalt uvirksomt område og en stor ufølsomhet overfor støy.

i

Ultralyd-søkeanlegget ifølge oppfinnelsen omfatter en anordning til å utsende et ultralyd-bølgesignal i alle retninger, en flerhet av ultralyd-transduktorer, anordnet med jevne mellomrom på en sirkel for å motta de fra de nevnte retninger reflekterte ultralyd-bølgesig-nal er, en flerhet av sammensatte utgangskretser til å kombinere utgangene fra et antall k (>1) av de nevnte transduktorer, som følger på hverandre i en fastlagt omkretsretning for- å frembringe en flerhet av direktive sammensatte utgangssignaler, og anordninger til å avlede de nevnte sammensatte utgangssignaler tidsdelt og fortløpende for indikasjon. Ifølge et trekk av oppfinnelser er de nevnte ultralyd- transduktorer inndelt i m grupper, hver bestående av n transduktorer som følger på hverandre i den nevnte omkretsretning, idet antallet av sammensatte utgangskretser er betegnet som n, mens m og n er hele tall større enn 1 og n er lik eller større enn k, samtidig som n omkoblingskretser, som hver har m innganger tilsluttet de respektive utganger fra j-te (j =1, 2 ... n)' transduktorer i de nevnte m grupper, er tilkoblet de nevnte sammensatte utgangskretser slik at n grupper av omkoblingskrétser, hver på k omkoblingskretser som føl-ger på hverandre i den nevnte omkretsretning, tilkobles de nevnte sammensatte utgangskretser etter tur, og der er anordnet styrekretser til å avlede n utgangssignaler ad gangen fra de nevnte omkoblingskretser som følger på hverandre i den nevnte omkretsretning, og til samtidig å skifte de nevnte n utganger en for en i denne omkretsretning .

Andre trekk og hensikter med oppfinnelser vil bli omtalt i detalj i det følgende under henvisning til tegningen. Fig. 1 er et skjematisk grunnriss av en transduktor-anordning ved den foreliggende form for ultralyd-søkeanlegg. Fig. 2 er et koblingsskjerna som viser en utførelsesform for den forsinkelseskrets som benyttes i anlegget. Fig. 3A, 3B og 3C utgjør hver sin del av et samlet koblings-skjema for en utførelsesform for et ultralyd-søkeanlegg ifølge oppfinnelsen, og

fig. 4 er et bølgeform-diagram over de forskjellige bølgeformer som opptrer i kretsene på fig. 3A og 3C.

På fig. 1 er der som eksempel vist tredve ultralyd-transduktorer <A>^,<A>2, ••• A3q anordnet med jevne mellomrom på en sirkel for å motta ultralyd-bølgesignaler reflektert fra elle radiale retninger.

Disse transduktorer kan også benyttes for ultralyd-sendingsformål, skjønt der også kan være anordnet en særskilt ikke-direktiv ultralyd-transduktor utelukkende til dette formål. Hver enkelt transduktors retningskarakteristikk er ikke skarpere enn at endel på hinannen føl-gende transduktorer i alminnelighet vil virke i kombinasjon for å danne en skarp mottagnings-strålebunt. F.eks. blir ifølge den følgen-de beskrivelse utgangssignalene fra seks transduktorer A^, A2, ... Ag kombinert for å gi en representativ mottagnings-strålebunt fra retning e^. Blir denne kombinasjon av transduktorer skiftet eller omkoblet til A2, A^, ... A^, vil retningen av den representative mottagnings-strålebunt skifte til retning 62. Blir kombinasjonen av seks transduktorer på denne måte skiftet fortløpende tredve ganger i omkretsretningen, blir således de mottatte signaler fra alle retninger avledet som suksessive utgangssignaler fra transduktor-anordningen egnet til å vises på et katodestrålerør for å indikere objektene som bilder i radiale avstander svarende til de virkelige avstander til objektene.-. " :\\'*

Fig. 2 viser et eksempel på strømkretsen til å kombinere seks transduktor-utgangssignaler. Som vist på tegningen innbefatter kretsen seks inngangsklemmer P^iP^/ P2' P2' P3' P3 °9 en enkelt utgangsklemme PQ. Inngangsklemmene P^ og P£ er forbundet med utgahgsklemmen PQ via hver sin motstand.^ resp. R^, Inngangsklemmen P2 og P£ er for bundet med utgangsklemmen Pq via hver sin motstand Rj resp. og er felles induktivitet L^, og utgangsklemmene P3 og P^ er forbundet mec forbindelsespunktet mellom motstandene R2.bg Rj og dermed med induktiviteten via hver sin motstand R3 resp. R^ og en felles induktivitet Lj. Utgangsenden og inngangsenden av induktiviteten L^ér jordet via hver sin kapasitet henholdsvis og:Cj. De signaler som tilføres klemmene P^ og P^, uttas direkte fra utgangsklemmen Pq, mens dé signaler som tilføres klemmene P2 og P2, uttas fra utgangsklemmen Pq med en forsinkelse bestemt, ved elementene

Ll og Cl' og tidssignalet som tilføres klemmene P3 og P^, uttas med en ytterligere forsinkelse bestemt ved elementene L2 og C^, i forhold til de signaler som tilføres klemmene og P^. Når utgangssignalene fra transduktorene A^, A2, A^, A^, Ag og Ag tilføres hver sin av inngangsklemmene P^, P2, P3, P£, P^ og P^ og forsinkelseselementene L^, C^, L2 og C2 er valgt passende slik at de kompenserer forsinkelsen

i ankomsten av ultralyd-bølgen ved transduktorene A^ (og Ag) og A2 (og Ag) i forhold til transduktorene A3 (og A^) på grunn av avstands-forskjellene d^ og d2 mellom transduktorene som vist på fig. 1, blir bare det ultralyd-bølgesignal som kommer tilbake fra retning 6^, avledet fra utgangsklemmen;Pq.

Som det lett vil forstås, vil der i anlegget på fig. 1 imidlertid behøves tredve kretser av den form som er vist på fig. 2, og det samme antall omkoblingskretser for å gi en komplett arbeidssyklus, da der skal realiseres tredve kombinasjoner av seks transduk-

. torer. Dette fører til en kostbar og omfangsrik utførelse.

Den forsinkelse som'tilsvarer avstanden d^ på fig. 1, beregnes til ca. 22 ps hvis diameteren av transduktorsirkelen antas lik 50 cm. Der vil derfor behøves et tidsrom minst lik denne forsinkelse for at det mottatte signal fra retning 6^ skal kunne uttas fra utgangsklemmen Pq. I tillegg til denne forsinkelse har den mottatte signalpuls i praksis en forholdsvis lang innlednings- eller oppbygningstid, f.eks. 100 til 200 ps. Følgelig vil den samlede tid som behøves for fullstendig mottagning av det reflekterte signal fra retning 6^, bli anslags-vis omtrent 120 til 220 ps. Antar man nå den tid som behøves for å

avlede det mottatte signal fra en spesiell retning, til 200 ps i betraktning av signal-støyforholdet, blir den samlede tid som behøves for de tredve signal-sammensetningskretser som ble beskrevet ovenfor under henvisning til fig.' 2, lik 200 ps ganger 30 = 6000 ps, altså 6 ms. Da lydbølgen forplanter seg ca. 9 m på 6 ms, innbefatter den reflekterte bølge fra hvér retning avstandsforskjellen på 9 m for en full omgang og dermed 4,5 m for en vei. Det betyr at dette anlegg bare kan detektere objekter i'intervaller på 4,5 m, men ikke kan detektere dem som befinner seg midtveis i dette intervall. Et slikt anlegg er til ingen nytte i praksis.

Nå vil forbedringene ifølge oppfinnelsen bli beskrevet i for-bindelse med det ovennevnte anlegg med tredve ultralyd-mottager-transduktorer A^, A2, ... A3q anordnet på en sirkel som vist på fig. 1, og samtidig under henvisning til det koblingsskjerna som setter seg sammen av figurene 3A, 3B og 3C.

I anlegget ifølge oppfinnelsen blir de tredve transduktorer inndelt i tre grupper på ti transduktorer og slikt tilkoblet ti omkoblingskretser S^, S2, ... S1Q at hvert sett av tre transduktorer som ligger i 120<o>,s avstand, er forbundet med samme omkoblingskrets. Mer spesielt er transduktorene A^, A^ og A21 tilsluttet omkoblingskretsen S^, transduktorene A2, A^2 og A22 tilsluttet omkoblingskretsen S2, ..... og transduktorene A^q, A2q og A^q tilsluttet omkoblingskretsen S1Q. Hver omkoblingskrets innbefatter tre portkretser G og en ELLER-krets OR slik anordnet at de tre inngangssignaler fra de tilsvarende tre transduktorer blir ført gjennom de respektive portkretser G og den felles ELLER-krets OR til utgangsklemmen. Portkretsene styres av inngangs-styresignaler tilført tilsvarende styreklem-mer henholdsvis B^, B2 ... B3Q som vist på fig. 3A.

Inngangs-styresignalene til omkoblingskretsene S^, S2, ... S1Q leveres av et skiftregister 101 (fig. 3B). Skiftregisteret har tredve bits og overensstemmende hermed tredve parallelle utganger <C>l' <C>2' ""<*><C>30 <t>ilsluttet hver sin av styreklemmene B1# B2, ...B3Q for omkoblingskretsene S^, S2, ... S1Q. Skift-inngangssignalet til skiftregisteret 101 leveres fra en frekvensdeler 104 som får et ur-•pulstog tilført fra en urpuls-generator 102 via en portkrets 103, og den serielle inngang som skal skiftes i skiftregisteret 101, blir også matet fra frekvensdeleren 104 via en ytterligere frekvensdeler .

105 og en portstyrepuls-generator 106. '

Styresignalet til portkretsen 103 leveres av en nøkkelpuls-generator 107. Nøkkelpuls-generatoren 107 leverer også et aktiver-ingsslgnal til en ultralyd^bølgesender 108 forsynt med en ikke-direktiv. ultralyd-sendetransduktor 109.

Utgangen fra frekvensdeleren 104 er også forbundet med en tellerkrets 110 som har ti tellerutganger 1, 2 ... 10 og en tilbake-stillingsutgang, som f.eks. er tilsluttet den parallelle utgang C1Q fra skiftregisteret 101.

Der henvises nå påny til fig. 3A. Utgangene fra omkoblingskretsene S1# S2, ... S1Q er tilsluttet ti forsinkelseskretser D^, D2 ... D^q som har samme kretsoppbygning som vist på fig. 2, idet hver av dem har seks Inngangsklemmer P^, P2, P3, P^, P2 og P£ og en felles utgangsklemme Pq. Utgangene fra omkoblingskretsene S lf S2, ... S1Q er forbundet med forsinkelseskretsene D 1, D2, ... D1Q på en slik måte at de i syklisk rekkefølge på hinannen følgende seks omkoblingskretser er tilsluttet inngangsklemmene P^ P2, P3, P^, P£ og P^ til de respektive forsinkelseskretser. Mer spesielt er utgangene fra. omkoblingskretsene S1# S2# S3, S4, S5 og Sg tilsluttet de respektive inngangsklemmer P^ P2, P3, P^, <p>£ og P£ til forsinkelseskretsen D.^ utgangene fra omkoblingskretsene S2, S3, S4# S^, Sg og S? er tilsluttet de respektive inngangsklemmer med samme nummer til forsinkelseskretsen D2, ..... utgangene fra omkoblingskretsene Sg, S?, Sg, S9' S10 og Sl er ti:^-s3-uttet inngangsklemmene med samme nummer til forsinkelseskretsen Sg ..... og utgangene fra omkoblingskretsene S10' Sl' S2' S3' S4 og S5 er tilsluttet de respektive inngangsklemmer med samme nummer til forsinkelseskretsen D^q.

Utgangene fra forsinkelseskretsene D^ r D2, ... D1Q er via inte-grer ingskretser henholdsvis Q^, Q2, ... Q1Q og portkretser G^, G2, ... G^ q forbundet med en felles ELLER-krets 111. Integreringskretsene <Q>1, Q2, Q1Q har egne tilbakestillingsinnganger tilsluttet de respektive telleinnganger 2, 3, 4, ... 10 og 1 til tellerkretseh 110, mens portkretsene G^, G2, ... G^q har egne styreinnganger tilsluttet de respektive telleinnganger 1, 2, ... 9 og 10 til tellerkretsen 110, som vist på fig. 3B. Utgangen fra ELLER-kretsen 111 er via en forsterkerkrets 112 forbundet med katoden 114 i et katode-strålerør 113 (fig. 3C).

Utgangen fra urpuls-generatoren 102 er også via en portkrets 115, hvis styreklemme er forbundet med utgangen C^q fra skiftregisteret 101, forbundet med én tellerkrets 116 (fig. 3C). Det kodede utgangssignal fra tellerkretsen 116 tilføres en sinusbølge- og en cosi-nusbølge-generator henholdsvis 117 og 118 som via hver sin ampli-tude-modulator 119, 120 er forbundet med henholdsvis horisontal-avbøynings- og vertikal-avbøynings-elektroden 121 resp. 122 hos katodestrålerøret 113. Tellerkretsen 116 leverer også for hver tre-hundreogsekstiende telling en utgangspuls til en annen tellerkrets 123, hvis kodede utgangssignal tilføres modulatorene 119 og 120. Tellerkretsen 123 frembringer også for hver på forhånd bestemt telling en tilbakestillingspuls, og dens tilbakestillingsinngang er forbundet med frekvensdelerne 104 og 105, portkretsene 103 og 115 og tellerkretsen 116.

Virkemåten av anlegget ifølge oppfinnelsen vil nå bli beskrevet under henvisning til bølgéformdiagrammet på fig. 4.

I drift frembringer nøkkelpuls-generatoren 107 i på forhånd bestemte tidsavstander en nøkkelpuls. Nøkkelpulsen leveres til senderen 108 som aktivieringspuls for å påvirke den til å drive sender-transduktoren 109 for utsendelse av en ultralyd-bølgepuls ikke-direktivt i alle retninger. Ultralyd-bølgepulsen forplanter seg i det omgivende medium, f.eks. vann, og reflekteres av objekter tilbake til mottager-transduktorene A^, A2, ... a3q.

På den annen side blir den av nøkkelpuls-generatoren 107 frembragte nøkkelpuls også tilført portkretsen 103 som styrepuls for å åpne den. Det av urpuls-generatoren 102 frembragte Urpulstog blir således levert til frekvensdeleren 104, hvor det blir frekvensdelt med faktoren 12 for å gi et pulstog a med periode T, som vist på fig. 4. Dette urpulstog a leveres til skiftregisteret 101 som skift-inngangssignal. Urpulstoget a blir likeledes levert til frekvensdeleren 105 og påny frekvensdelt, denne gang med faktoren 30. Portstyrepuls-generatoren 106 styres av utgangssignalet fra frekvensdeleren 105, for å avgi en portstyrepuls b med varighet 10T og periode 30T. Etter hvert som pulstoget b skiftes suksessivt bit for bit av skift-pulsen a i skiftregisteret 101, vil de parallelle utgangssignaler fra skiftregisteret 101 fremtre som vist ved bølgeformede c^, c2,

• * * <c>30<*>

Portkretsene i omkoblingskretsene S^, S2, ... S^q styres av de respektive bølgeformer c^, c2, ... c3Q som tilføres styreklemmene henholdsvis B^, B2, ... B3Q. Som vist på tegningen faller den bakre flanke av bølgeformen c. sammen med den forreste flanke av bølgefor-men c^^, den bakre flanken av bølgeformen faller sammen med den forreste flanke av bølgeformen c2^ og den bakre flanke av bølgeform-en c2^ faller igjen sammen med den forreste flanke av bølgeformen c^. Ved hjelp av omkoblingskretsen S^ blir således utgangssignalene fra transduktorene A^, A^^ og A2^ avledet for et tidsrom av 10T i syklisk skiftende rekkefølge. Mer spesielt blir utgangssignalet fra transduktor A^ først avledet for et tidsrom 10T, og samtidig med avslutningen av dette tidsrom innledes avledningen av utgangssig- , naiet fra transduktoren A^^. Samtidig med fullførelsen av avledel-sen av utgangssignalet fra A^^ i tidsrommet 10T innledes avledning av utgangssignalet A2^, og ved fullførelsen av denne avledning i et like langt tidsrom blir neste avledning av utgangssignalet fra A^ innledet. Omkobling av utgangssignalene skjer på samme måte i alle omkoblingskretsene S^, S2, ... S^q

I tidsrommet mellom forreste og bakre flanke av bølge-

formen c. vil omkoblingskretsene S^, S2, .... S^q' som det vil forstås, avlede utgangssignalene fra transduktorene henholdsvis <A>1,<A>2</> ••• <A>io" Følgelig kombinerer forsinkelseskretsen D^^ utgangssignalene fra transduktorene A^, A2, A^, A^, A,., og Ag, som beskrevet tidligere i forbindelse med strømkretsen på fig. 2, for å

gi et utgangssignal som ex\ representativt for det ultralyd-bølgesig-nal som kommer tilbake fra retning 9^ (fig. i)• Pa lignende måte kombinerer forsinkelseskretsen D2 utgangssignalene fra transduktorene <A>j, Aj, A^, <A>5, Ag og <A>^ for å gi et utgangssignal som er representativt for det reflekterte signal fra retning 02, og på akkurat tilsvarende måte gir forsinkelseskretsene D3, D4 og D- utgangssignaler som er representative for de reflekterte bølger fra retningene henholdsvis e3» 64 og 9^, skjønt utgangssignalene fra forsinkelseskretsene Dg til D1(j i dette tidsrom ikke har noen hensikt.

Når bølgeformen begynner, opphører imidlertid bølgeformen

c^, og det fra omkoblingskretsen S. avledede utgangssignal fra transduktoren A^ blir erstattet med utgangssignalet fra transduktoren A^. Derfor får utgangssignalet fra forsinkelseskretsen Dg en"

mening som representativt for det reflekterte signal fra retning 6g.. På lignende måte vil forsinkelseskretsene D?, Dg, Dg og D1Q etter

hvert som bølgeformene ci3<»><c>i4 °<9><c>i5 suksessivt tilføres omkoblingskretsene, frembringe utgangssignaler som suksessivt er representative for de reflekterte signaler fra retningene henholdsvis 6^, øg, 8g og e1Q. Det vil forstås fra den foregående beskrivelse at omkoblingskretsene S^, S2, :... S1Q suksessivt avleder utgangssignalene fra transduktorene A^, A2, ... A1Q under første omgang, utgangssignalene fra transduktorene A^, A^2, ... A2q under annen omgang og utgangssignalene fra transduktorene A21,<A>22,<...><A>3Q under tredje omgang, og følgelig at forsinkelseskretsene D^, D2, ... D^q etter tur frembringer tredve utgangssignaler som er representative for de reflekterte signaler; fra tredve retninger 9^, 92, ... 93q under disse tre omganger, som tilsammen utgjør en arbeidssyklus. Disse utgangssignaler blir via integreringskretsene Q1# Q2, ... Q1Q tilført portkretsene henholdsvis G^, G2, ... G^ Q. Integreringskretsene tjener den funksjon å detektere og integrere inngangssignalene for å forbedre signal-støyfbrholdet.

Tellerkretsen 110 (fig. 3B) teller de urpulstog a som leveres

i

av frekvensdeleren 104, og frembringer ti utgangspulser g^, g2, ...

<?10' som vist på fig. 4, etter tur fra sine utgangsklemmer 1, 2, ...

10. Da det urpulstog a som telles av tellerkretsen 110, er identisk med skiftpulstoget til skiftregisteret 101 som styrer funksjonen av omkoblingskretsene S^, S2, ... S1Q/ blir omkoblingene av integreringskretsene Q^, Q^, ... Q^q og dermed av portkresene G^, G2, ... G1Q fullstendig synkronisert med utgangssignalene fra tellerkretsen 110. I denne utførelsesform blir tellerkretsen 110 ennvidere tilbake-stillet av den forreste flanke av portpulsen c10' FØ1^1^ vil den bakre flanke av utgangspulsen g^^ som frembringes ved utgangen 1 fra tellerkretsen 110 like etter tilbakestillingen, falle sammen med den bakre flanke av portstyrepulsen c^, som vist på fig. 4. Denne utgangspuls g^^ tilføres portkretsen G^^ for å drive den til ledende tilstand og bringe den til å slippe frem det i integreringskretsen 0^ lagrede utgangssignal fra forsinkelseskretsen D^ Etter en periode T av urpulstoget a opphører utgangspulsen g^^ for å lukke portkretsen Gjy og samtidig opptrer utgangspulsen g2 ved utgangen 2 fra tellerkretsen 110. Denne utgangspuls g2 tilføres integreringskretsen Q^ for å innlede neste lagring og tilføres samtidig portkretsen G2 for å drive den til ledende tilstand for å slippe frem det i integreringskretsen Q2 lagrede utgangssignal fra forsinkelseskretsen D2. Således blir inngangen til ELLER-kretsen 11 koblet om fra utgangen fra forsinkelseskretsen D^ til utgangen fra forsinkelseskretsen D2»

I samsvar med samme virkemåte blir portkretsene G^, G2, ... G^q etter tur drevet til ledende tilstand en ad gangen og funksjonen gjentatt syklisk. Da de signaler som er representative for de reflekterte signaler fra retningene 6^, e2, ... 8^q, som ovenfor omtalt, blir levert syklisk fra forsinkelseskretsene D^, D2# ... D^q via integreringskretsene Q^, Q2, ... Q1Q til portkretsene G^, G2, ... G^q som er tildelt de ovennevnte tre omganger, vil ELLER-kretsen 111 fortløp-ende gi ut disse signaler ett ad gangen, og de blir via forsterkeren 112 etter tur tilført katoden 114 i katodestrålerøret 113 for å modulere lysheten av det viste bilde.

Ved hjelp av den forreste flanke av portpulsen c1Q fra skiftregisteret 101 blir portkretsen 115 (fig. 3B) også åpnet for å levere urpulstoget fra urpuls-generatoren 102 til tellerkretsen 116. Denne tellerkrets 116 teller urpulsene og leverer det kodede utgangssignal suksessivt til sinusbølge-generatoren 117 og cosinusbølge-generatoren 118. Sinusbølge- og cosinusbølge-generatorene 117 og 118 frembringer henholdsvis et sinusbølge- og et cosinusbølgesignal basert på samme kodede utgangssignal og gir derfor på katodestrålerøret 113 ved hjelp av horisontal- og vertikal-avbøyningselektrodene henholdsvis 121 og 122 en sirkulær avsøkningslinje. I dette tilfelle er anlegget anordnet slik at trehundreogseksti tellinger hos tellerkretsen 116 svarer til en komplett sirkulær avsøkning. Da omkoblingen av transduktorene Ajy A2, ... A3Q <s>tyres av urpulstoget a, som har en frekvens lik 1/12 av frekvensen av det urpulstog som leveres av tellerkretsen 116, vil avsøkningen i en full sirkel på katodestrålerøret 113 tilsvare de tredve transduktorer A1, Aj, ... A3Q eller med andre ord de tredve retninger 0^, Øj, ... G3Q. Når som helst der fra ELLER-kretsen 11 er avledet et signal som er representativt for det reflekterte signal fra en bestemt retning, vil der derfor bli dannet en lysflekk på den sirkulære avsøkningslinje! i den vinkelstilling som tilsvarer denne bestemte retning.

Som tidligere omtaltj frembringer tellerkretsen 116 også en utgangspuls for hver 360de telling av urpulsene-, dvs. ved slutten av hver sirkulære avsøkning.| Telleren 123 teller denne utgangspuls og leverer det kodede teller-utgangssignal suksessivt til amplitude-modulatorene 119 og 120. Med stigende teller-utgangssignal fra tellerkretsen 123 blir amplitudene av sinus- og cosinusbølgene fra gene-ratorene 117 og 118 øket av modulatorene 119 og 120. Dette fører til en økning i diameteren av den sirkulære avsøkningslinje på katode-strålerøret 113 og dermed komplett avsøkning over hele skjermen. Når tellerverdien fra tellerkretsen. 123 når en bestemt høyde svarende til en fastlagt radius av fremviserskjermén, frembringer tellerkretsen 123 en tilbakestillingspuls som tilføres tellerkretsen 116 for å gjenopprette den opprinnelige tilstand for fornyet start av den sirkulære avsøkning fra skjermens sentrum. Ved en samvirkning mellom denne sirkulære avsøkning og den suksessive tilførsel av de sammensatte utgangssignaler fra forsinkelseskretsene D^, D^ t ••• D^q til katodestrålerøret 114 blir det objekt som skal detekteres, avbildet på fremviserskjermén i en stilling som med hensyn til retning og. avstand tilsvarer den virkelige.

Tilbakestillingspulsen fra tellerkretsen 123 blir også tilført frekvensdelerne 104 og 105 og portkretsene 103 og 115 for å stille disse kretser tilbake for gjenopprettelse av anleggets opprinnelige tilstand. Derpå blir anlegget påny aktivert av nøkkelpulsen fra nøk-kelpuls-generatoren 107 som beskrevet tidligere, og det samme funk-sjonsforløp blir gjentatt.

Som tidligere omtalt behøver man ved det foreliggende anlegg ifølge oppfinnelsen bare ti sett av omkoblings- og forsinkelseskretser for tredve ultralyd-transduktorer, mens man ved det tidligere kjente anlegg behøver tredve sett for samme antall transduktorer. Videre vil det forstås at man, hvis hver omkoblingskrets innrettes for å omkoble fem innkommende signaler, teoretisk bare behøver seks like sett for å realisere samme funksjon når utgangene fra seks transduktorer kombineres for å danne et direktivt mottagningssignal. Imidlertid tjener de fire ekstra sett ved denne utførelsesform en viktig funksjon, som vil bli omtalt i det følgende, og som er sær-egen for anlegget ifølge oppfinnelsen.

Mer spesielt må, i tilfellet av en utførelse med seks sett, de utgangssignaler fra seks omkoblingskretser som tilføres en bestemt forsinkelseskrets, settes sammen i denne og gis ut fra den etter en periode T av urpulstoget a. Imidlertid fører dette på grunn av den forholdsvis lange tid som går med til ultralydoverføring, til et behov for en relativ lang periode av urpulstoget a, f.eks. 200 ps som tidligere omtalt, og en tilsvarende lang avsøkningstid, slik det er nødvendig ved tidligere kjente anlegg. Ved den foreliggende utførelse med ti sett får imidlertid hver forsinkelseskrets en tid svarende ti] fire perioder 4T av urpulstoget a fra mottagningen av sine seks inngangssignaler til avgivelsen av sitt sammensatte utgangssignal. Legger man så til portstyretiden for hver portkrets, blir den tid som kan utnyttes i hver forsinkelseskrets for å sette sammen dets direktive utgangssignal, så lang som fem perioder 5T av urpulstoget a. Når den tid som behøves for å sette sammen hvert direktivt utgangssignal f.eks. er 200 ps som anskueliggjort ovenfor, blir den siste periode av urpulstoget a som behøves for denne operasjon, bare 40 ps. Følge-lig blir den nødvendige avsøkningstid for en syklus som tilsvarer en omgang på de tredve transduktorer A^, Aj» ••• ^^ 0' -^OO vS' Da en ultralyd-bølge forplanter seg 180 cm i 1200, ps, blir den avstandsdif feranse som er innbefattet i hver reflektert bølge, dvs. anleggets uvirksomme intervall, bare 90 cm. Denne avstand er tilstrekkelig neglisjerbar i betraktning av søkepulsens avstandsoppløsning. Som omtalt ovenfor, kan omkoblingsfrekvensen for de mottatte signaler ved anlegget ifølge oppfinnelsen gjøres så høy at der kan oppnås stor nøyaktighet av indikasjonen, selv innen en kort avstand.

Som det vil forstås fra den foregående beskrivelse, blir dess-uten de mottager-transduktorer som tilsvarer hver forsinkelseskrets. omkoblet i god tid før den tilsvarende portkrets G^, G^, ... G^q gjøres ledende. Følgelig finnes der ingen mulighet for sending av noen som helst støy forårsaket av omkoblingspulsen ut av hver portkrets.

Ved dette anlegg blir ennvidere hvert sammensatt direktivt utgangssignal fra forsinkelseskretsen først lagret i den tilsvarende integreringskrets innen det sendes ut gjennom den tilsvarende portkrets. Dette fører til et meget høyt signal-støynivå sammenholdt med tilfellet av avledning av den øyeblikkelige verdi av det sammensatte signal.

Skjønt den ovenstående beskrivelse er gitt i forbindelse med tilfellet av et antall (m x n) ultralyd-transduktorer lik tredve,

et antall (n) omkoblings- eller forsinkelseskretser lik ti og et antall (k) ultralyd-transduktorer tilsvarende en omkoblings- eller forsinkelseskrets lik seks, kan disse antall endres etter ønske. F.eks. kan antallet k økes opp til antallet n uten at oppfinnelsens ramme overskrides. Imidlertid vil endel fordeler ved den foreliggende oppfinnelse som høy omkoblingsfrekvens og uømfindtlighet overfor støy, gå tapt etter hvert som tallet k nærmer seg tallet n. Hvis man øker antall k transduktorer for å bedre det mottatte signals retningskarakteristikk, er det derfor ønskelig å øke antall n forsinkelseskretser

tilsvarende. Som omtalt ovenfor, er tidsmarginen for avledning av det sammensatte signal fra forsinkelseskretsen et fire perioders intervall av urpulstoget a ved den beskrevne utførelsesform. For å øke antallet k uten tap av fordeler, bør man også øke antallet n slik at differan-sen n - k alltid blir fire eller mer. Jo større denne differanse blir, jo høyere blir den oppnådde resulterende omkoblingsfrekvens. Antall omkoblingskretser S^ Sj,-... må alltid være lik antall forsinkelseskretser D^, Dj, .... En økning i antall forsinkelseskretser innebærer imidlertid en reduksjon av en annen fordel ved oppfinnelsen, nemlig innretningens enkle og kompakte utførelse, skjønt den på en annen side bedrer omkoblingshastigheten. De nevnte verdier bør derfor velges under hensyntagen til anleggets bruk.

Skjønt den parallelle utgang C1Q fra skiftregisteret 101 ved

den beskrevne utførelsesform benyttes til å tilbakestille tellerkretsen 110, gjelder dette bare nullpunkt-bestemmelsen for den sirkulære avsøkning på katode-strålerøret. Det er derfor mulig å oppnå den samme funksjon ved å benytte en hvilken som helst parallelle utgang fra skiftregisteret 101 istedenfor utgangen C^q.

Claims (3)

1. Ultralyd-søkeanlegg, omfattende en anordning (108, 109) til å sende ut et ultralyd-bølgesignal i alle radiale retninger, en flerhet av ultralyd-transduktorer (A1-A30) anordnet med jevne mellomrom på en sirkel for å motta de fra disse retninger reflekterte ultralyd-bølgesignaler, en flerhet av sammensatte utgangskretser (D1-D10) til å kombinere utgangene fra et antall k (k > 1) av de nevnte transduktorer som følger på hverandre i en fastlagt omkretsretning for å frembringe en flerhet av sammensatte direktive utgangssignaler, og anordninger (110, G1-G10) til å avlede de nevnte sammensatte utgangssignaler tidsdelt og fortløpende for indikasjon, karakterisert ved at de nevnte ultralyd-transduktorer er inndelt i m grupper hver bestående av n transduktorer som følger på hverandre i den nevnte omkretsretning, idet antallet av sammensatte utgangskretser er betegnet som n, mens m og n er hele tall større enn en og n er lik eller større enn k, samtidig som n omkoblingskretser(S1-S10) som hver har m innganger tilsluttet de respektive utganger fra de j-te (j = 1, 2, ... n) transduktorer i de nevnte m transduktorgrupper, at omkoblingskretsene er tilsluttet de nevnte sammensatte utgangskretser slik at n grupper av omkoblingskretser hver bestående av k omkoblingskretser som følger på hverandre i den nevnte omkretsretning, kobles til .de nevnte sammensatte utgangskretser etter tur, og at en styreanordning (101-106) tjener til å avlede n utgangssignaler ad gangen fra de nevnte omkoblingskretser som følger på hverandre i omkretsretningen, og samtidig å skifte om de nevnte n utganger én for én i den nevnte omkretsretning.

2. Ultralyd-søkeanlegg som angitt i krav 1, karakterisert ved at hver av de nevnte omkoblingskretser (S1-S10) innbefatter m portkretser (G) til å styre hver sin av de nevnte m innganger, at styreanordningen omfatter et skiftregister (101) med en flerhet av parallelle utganger (C1-C30) hvis antall svarer til antall ultralyd-transduktorer, en anordning (106) til å levere en styrepuls med en varighet svarende til omskiftningstiden for n transduktorer til den serielle inngang til skiftregisteret og en anordning (102, 104) til å levere et urpulstog sykronisert med om-skiftningen av transduktorene til skiftregisterets skiftinngang, og at de parallelle utganger fra skiftregisteret kobles etter tur til styreinngangene (B1-B30) til portkretsene i de omkoblingskretser som tilsvarer de respektive transduktorer i den nevnte omkretsretning.

3. Ultralyd-søkeanlegg som angitt i krav 1, karakterisert ved at det antall k av transduktorutganger som skal kombineres av hver sammensatt utgangskrets (D1-D10), er valgt mindre enn antallet av de nevnte sammensatte utgangskretser (Q1-Q10), og at der til utgangen fra hver sammensatt utgangskrets er koblet en lagringskrets.