NO173528B - Undervanns-peileanordning - Google Patents

Undervanns-peileanordning Download PDF

Info

Publication number
NO173528B
NO173528B NO89893321A NO893321A NO173528B NO 173528 B NO173528 B NO 173528B NO 89893321 A NO89893321 A NO 89893321A NO 893321 A NO893321 A NO 893321A NO 173528 B NO173528 B NO 173528B
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
receiving
transducer
transmission
transmitting
receiver
Prior art date
Application number
NO89893321A
Other languages
English (en)
Other versions
NO893321L (no
NO173528C (no
NO893321D0 (no
Inventor
Friedrich Hoering
Original Assignee
Honeywell Elac Nautik Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Honeywell Elac Nautik Gmbh filed Critical Honeywell Elac Nautik Gmbh
Publication of NO893321D0 publication Critical patent/NO893321D0/no
Publication of NO893321L publication Critical patent/NO893321L/no
Publication of NO173528B publication Critical patent/NO173528B/no
Publication of NO173528C publication Critical patent/NO173528C/no

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S15/00Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
    • G01S15/02Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems using reflection of acoustic waves
    • G01S15/06Systems determining the position data of a target
    • G01S15/08Systems for measuring distance only
    • G01S15/10Systems for measuring distance only using transmission of interrupted, pulse-modulated waves
    • G01S15/102Systems for measuring distance only using transmission of interrupted, pulse-modulated waves using transmission of pulses having some particular characteristics
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S15/00Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
    • G01S15/02Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems using reflection of acoustic waves
    • G01S15/06Systems determining the position data of a target
    • G01S15/42Simultaneous measurement of distance and other co-ordinates

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

Ved en undervanns-peileanordning dreies en sende- og mottakstransduser med lik hastighet om en felles akse på en slik måte at sendetransduseren (1) ligger foran mottakstransduseren (2). Enten har mottakstransduseren en skarpt avgrenset eller fokusert retningskarakteristikk og sendetransduseren en stor åpningsvinkel (Fig. 1) eller omvendt (Fig. 2). Under overlapping i den store åpningsvinkelen <p blir under den felles rotasjon flere forskjellig kodede sendepulser utstrålt.

Description

Oppfinnelsen angår en elektroakustisk undervanns-peileanordning som har sende- og mottakstransdusere som roterer likt om en vertikal akse, og som tjener til rund-scanning av et vannområde som omgir peileanordningen.
På grunn av den i forhold til radarsignaler lave ut-bredelseshastighet av akustiske signaler i vann er det ved en lik hurtig dreiebevegelse av sende- og mottakstransdusere i azimut-tretningen ikke formålstjenlig å innrette begge transdusere akseparallelt med et skarpt avgrenset retningsdiagram. Som følge av den forholdsvis lange ekkoløpetiden mellom sendeimpuls og det mottatte ekko har mottakstransduseren nemlig beveget seg fra senderetningen og derved retningen til målet før ekkoet kommer tilbake. Man kan dog på kjent måte (DE-OS 27 03 413) sørge for en skrittvis lik dreiebevegelse av sende- og mottakstransduser slik at de etter hverandre scanner det samme azimutområde, men for dette kreves et relativt langt tidsrom. Dessuten er oppnåelsen av en slik skrittvis dreiebevegelse mekanisk komplisert og følgelig kostbar. Etterstrebes en mest mulig enkel oppbygging av en peileanordning hvor rund-scanningen skal foretas på relativt kort tid, skiller samtidig anvendelse av sende- og mottakstransdusere med tilstrekkelig skarpt avgrensede antennediagrammer for bestemmelse av målpeilingen seg ut når det gjelder peileanordninger som skal anvendes i vann.
Fra DE-PS 767 520 er det kjent et horisontalt lydreflek-sjonsanlegg med kjennetegnene angitt i ingressene til patentkrav 1 og 7. Sendediagrammet løper foran mottaksdiagrammet. Under en sendefølge blir én enkelt puls utstrålt, og med tiltagende avstand blir dreiehastigheten til transduserne minsket, med henblikk på den ønskede entydighet i resultatet, på grunn av den forlengede løpetid ved store avstander, for at færre pulser pr. tidsenhet skal utsendes. For undervanns-peileanordninger hvor det opptrer mål i forskjellige sektorer under rund-scanningen i forskjellig avstand, er en slik fremgangsmåte uegnet.
Et sonaranlegg som i ingressen til de selvstendige patentkravene 2 og 8, er beskrevet i GB-PS 11 25 152. Her blir en rundstråler brukt som sendetransduser slik at bare mottaks-retningsdiagrammet omløpes. Sendetransduseren stråler ut en passende lang tilmålt puls, hvilken puls varer så lenge at den omløpende retningsmottakeren har scannet den samlede azimut. Anvendelsen av slike lange sendepulser resulterer i en dårlig energiutnyttelse og er uegnet spesielt på grunn av faren for flerekko ved fjerntliggende mål. Dessuten er det lett å stedsbestemme selve peileanordningen.
Det foreligger således den oppgave å fremskaffe en undervanns-peileanordning som innenfor et forutbestemt område og med forutbestemt peilenøyaktighet rundt peileanordningen og som innenfor et tilstrekkelig kort tidsrom på f.eks. 3s, fullstendig scanner etter eventuelle mål eller forstyrrelses-legemer, og hvis apparatmessige oppbygging er enklest mulig. Peileanordninger med transdusergrupper som samtidig utstråler i flere retninger og oppfanger fra flere retninger i azimut-retningen, og er jevnt fordelt over omkretsen, skiller seg således ut av kostnadsgrunner.
Løsningen av den stilte oppgave oppnås med de utførelses-former av oppfinnelsen som kjennetegnes i de selvstendige patentkrav 1, 2, 7 og 8, som alle angår anvendelse av enten en sendetransduser med bredt retningsdiagram i forbindelse med en skarpt avgrenset mottakstransduser, eller omvendt en skarpt avgrenset sendetransduser i forbindelse med en mottakstransduser med stor åpningsvinkel. Samtidig roteres begge transdusere likt, og hovedsenderetningen løper foran i forhold til hovedmottaksretningen med en forholdsvinkel på halve bredden til den bredeste retningskarakteristikken. Dessuten har alle utføringsformene det felles, at flere sendepulser utstråles i forutbestemt tidsmessig avstand i løpet av en ved den maksimale ekkoløpetid forutbestemt sendefølge, og disse sendepulsene er forskjellig kodet. Under anvendelsen av en skarpt avgrenset eller fokusert transduser i forbindelse med en transduser med en stor åpningsbredde og hvor foran-løpet til hovedsenderetningen er sikret en fast gjensidig overlapping av sende- og mottakssektor, sikres ved anvendelsen av flere kodede sendepulser også en fullstendig overdekning av hver sektor såvel som en entydig vinkeltilordning av mottaks-pulsen. Ytterligere fordelaktige utførelsesformer av oppfinnelsen er beskrevet i de uselvstendige patentkravene.
Dreiebevegelsen til transduseranordningen kan oppnås enten ved hjelp av en egnet drivanordning eller ved en dreiebevegelse frembragt ved hjelp av utragende styreflater anordnet på huset til peileanordningen og som sørger for at denne dreies etter at den f.eks. er blitt kastet ut av et fly og på grunn av sin vekt synker i vannet. Den utregnede peileretning til målet kan i tilfellet med vannovervåkning utnyttes for utløsning av en alarm eller for innledning av tiltak for bekjempelse av et mål. Mens det ved peileanordningen i henhold til patentkrav 1 og 2 anvendes en diskret koding av sendepulsene, angir patentkrav 7 og 8 en kontinuerlig avstemming av sendefrekvensen mellom en nedre og en øvre frekvensverdi, hvorved den aktuelle frekvensen er gitt ut fra startposisjonen til sendetransduseren ved begynnelsen av wobbelperioden samt vinkelbevegelsen innenfor åpningsvinkelen.
Oppfinnelsen skal nå beskrives under henvisning til de medfølgende tegninger, hvor: Fig. 1 viser skjematisk en peileanordning som anvender en sendetransduser med stor åpningsvinkel og en skarpt avgrenset mottakstransduser; Fig. 2 viser en anordning med skarpt avgrenset sendetransduser og en mottakstransduser med en stor vinkeloverdekning; Fig. 3 viser blokkskjema overen peileanordning med en transduseranordning i henhold til Fig. 1 ved anvendelse av diskrete, etter hverandre utsendte sendefrekvenser; og Fig. 4 viser som blokkskjema en peileanordning med en transduseranordning i henhold til Fig. 1 ved kontinuerlig frekvensmodulasjon av sende-
signalene.
På figurene 1 og 2 er sendetransduseren 1 og mottakstransduseren 2 alltid anordnet inntil hverandre, selv om de også kan være anordnet over hverandre. Den viste fremstilling er nå valgt for å forklare oppfinnelsen på en mest mulig oversiktlig måte. Begge transduseranordningene dreier seg likt i retning mot klokken om en felles dreieakse og med en vinkel-hastighet fi. Dersom man legger til grunn en maksimal rekkevidde rm for peileanordningen t så vil den maksimale ekkoløpetid være tm=2rm/c, hvorved c er lydhastigheten i vann. Dersom såvel sendetransduseren som mottakstransduseren er utformet med skarp avgrensning og innrettet akseparallelt, oppfanges ikke det tilbakekommende ekko etter tiden tm, siden mottakstransduseren i mellomtiden med sin hovedmottaksretning har dreid seg ut fra mottaksfeltet for det innkommende signalet. Man må således, som angitt på fig. 1, anvende en skarpt avgrenset mottakstransduser 2 sammen med en sendetransduser 1 som stråler over en bred åpningsvinkel cp, eller omvendt, som på fig. 2, anvende en skarpt avgrenset sendetransduser 1 i forbindelse med en mottakstransduser 2 som har en bred åpningsvinkel cp. Vinkel-oppløsningen blir i begge tilfeller bestemt av åpningsvinkelen til de skarpt avgrensede eller fokuserte transdusere. Åpningsvinkelen cp avhenger av den maksimale ekkoløpetiden tm, av åpningsvinkelen 3 til den skarpt avgrensede transduser og av vinkelhastigheten Q, som begge transduserne dreier seg med. Under forutsetning av en egnet skarp avgrensning for de skarpt avgrensede transdusere, må vinkelen <p selvfølgelig være større enn vinkelområdet til den skarpt avgrensede transduser mens den maksimale ekkoløpetiden overløpes, dvs. at følgende forhold må gjelde: cp > Qtm = 2 Q rm/c. For å sikre at sende- og mottaks-retningsdiagrammene under den samme ekkoløpetid overlapper hverandre, må hovedaksen S til sendetransduseren løpe foran hovedaksen E til mottakstransduseren med en vinkel <p/2.
Med den hittil beskrevne anvendelse av to transdusere med forskjellig fokusering eller avgrensning av utstrålingen er det dog fremdeles ikke mulig å oppnå en fullstendig scanning over hele azimutområdet. Tar man f.eks. utgangspunkt i anordningen vist på fig. 1 og forutsetter at med den felles vinkelstilling til begge transduserne, blir en sendepuls i retningen til hoved-stråleretningen S utsendt og målet i retningen til denne hovedstråleaksen S befinner seg i en avstand r^, så kommer ekkoet etter den maksimale ekkoløpetiden tm tilbake til mottakeren, og denne har i mellomtiden dreiet sin hovedmottaksretning en vinkel cp. Den vender således i retningen til linjen Zl; og ekkoet blir ikke oppfanget. Bare når målet ligger i en avstand tilsvarende den halve maksimale målavstanden, kommer ekkoet fra retningen S tilbake i et tidspunkt hvor mottakstransduseren 2 vender mot retning S. Ligger på den annen side målet i retningen Zl i den maksimale avstand rm, så kommer ekkoet tilbake i et tidspunkt når mottakstransduseren er rettet i retning Zl. Et mål i retning Z2 kan bare peiles når det ligger umiddelbart foran transduseranordningen. Det er også åpenbart at på grunn av at de forskjellige åpningsvinkler til sende- og mottakstransduseren har en lik overlapping, vil den maksimale ekkoløpetiden under det tilbakelagte dreievinkel-området bare kunne oppnås når det under denne tiden blir utsendt flere sendepulser. Antallet nødvendige sendepulser bestemmes på bakgrunn av forholdet til åpningsvinkelen til den bredt strålende transduser og åpningsvinkelen p til den sterkt avgrensede eller fokuserte transduser. Som eksempel nevnes cp = 16° og e = 2°, og da må i den samme avstanden under dreining av transduseranordningen en vinkel cp i det minste 16:2=8
pulser i lik avstand utsendes, dvs. N = <p/P. Dermed er det mulig å få til en fullstendig scanning av omkretsen i azimut-retningen uavhengig av dreiehastigheten.
Ved anordningen på fig. 1 bestemmer den aktuelle mottaks-retningen E til mottakstransduserne peilingen av målene.
Dersom det i tillegg ønskes en avstandsbestemmelse for målet, fører dette ved den hittil beskrevne fremgangsmåte til flertydig-heter siden mottakstransduseren ikke kan skille ut hvilke av de N etter hverandre utstrålte pulser som reflekteres fra målet.
Jo fjernere målet er, desto lenger er ekkopulsen underveis.
Mål som ligger langt unna, må også treffes av en tidligere puls enn et nærmål om ekkoet skal ankomme til mottakstransduseren i et bestemt tidspunkt. For her å kunne gjøre et skille og dermed foreta en avstandsbestemmelse, blir de enkelte etter hverandre følgende utsendte sendepulser kodet, f.eks. slik at de sendes ved forskjellige frekvenser. På den måten kan alltid den mottatte frekvensen sammen med utsendelsestidspunktet og løpetiden gi avstanden til målet.
Mens målretningen er entydig gitt ved anordningen på Fig.
1 ved hjelp av hovedmottaksretningen til mottakstransduseren og pulskodingen tjener til å avklare mertydigheten i avstands-bestemiiielsen, er ved utføringsformen i henhold til Fig. 2 avstanden entydig bestembar, mens målretningen er mertydig. Her sender sendetransduseren 1 en romlig skarpt avgrenset eller fokusert sendepuls, mens mottakstransduseren 2 har en stor åpningsvinkel <p i sitt retningsdiagram. Hvilket lett kan innses blir det også her benyttet utstråling av flere pulser under dreining av begge retningsdiagrammene om vinkelen cp for å oppnå en fullstendig overdekning av hele azimutområdet. Mottakstransduseren 2 kan ikke bestemme fra hvilken spesiell vinkel innenfor området (p som ekkoet kommer tilbake fra. Mottakeren kan imidlertid på bakgrunn av det kjente sendetidspunkt og tidspunktet hvor ekkoet inntreffer, bestemme løpetiden og dermed avstanden fra målet. For å bestemme målretningen må mottakeren kunne bestemme i hvilken retning den skarpt fokuserte sendetransduseren har sendt pulsen. Av de foran nevnte grunner blir flere påfølgende pulser sendt og det er igjen nødvendig med en koding. På bakgrunn av kodingen av det mottatte ekko, som f.eks. gjenkjennes ved sin bestemte frekvens, vil senderekke-følgen av de aktuelle sendepulser gi i hvilken retning til enhver tid sendetransduseren er rettet. Dette er den søkte peileretning til målet.
Er peileretningen til målet av den vesentligste interesse og målavstanden av underordnet betydning, så utpeker det seg anvendelsen av en peilefremgangsmåte i henhold til Fig. 1. Oppbyggingen av den hertil tjenende sende- og mottaksomkopling av peileanordningen er vist skjematisk i blokkskjemaet på Fig. 3. I en frekvensgenerator 10 blir det fra en felles taktgiver 11 styrt de forskjellige sendefrekvensene som skal anvendes, og disse blir ført over en kanalvelger 12 til en effektforsterker 13 og en tilpasningskopling 14 til sendetransduseren 1. Mottakstransduseren 2 mater over en sende/mottaks-vender 15 og en filterkopling 16 som er avstemt til en av de forskjellige sendefrekvensene, de enkelte sendefrekvensenes tilordnede kanaler til en flerkanalforsterker. Utgangssignalene fra filteret 16 kan, etter rytmen til taktgiveren 11, også omsettes til en felles mellomfrekvens og forsterkes i forsterkeren 17.
Forsterkningsgraden til hver kanal lar seg, da frekvensen og dermed sendetidspunktet er bestemt, på bekjent måte regulere avstandsuavhengig, og derved vil de i hovedsak svake ekkoene fra fjerne mål på sin utgang gi et like sterkt utgangssignal som de relativt sterke mottakssignalene fra nærmål. Hver av de tilordnede forsterkningskanalene til de enkelte frekvensene omfatter utover reguleringsforsterkeren 17 en etterkoplet ekkodetektor 18 og en påfølgende integrator 19. Utgangssignalet fra alle forsterkningskanalene 17 til 19 blir ført til inngangen til en multiplekser 20 som på samme måte fra taktgiveren 11 styrer de enkelte kanaler som scannes etter hverandre. Denne mater på sin utgang en terskelverdikopling 21. Denne kan enten styre en alarminnretning som viser målretningen eller f.eks. starte opp en utløseinnretning 22 som er anbragt i flytelegemet til peileanordningen for å bekjempe flere av målene. En trykkføler 23 frigjør ved innføringen av peileanordningen i vannet på den ene side terskelverdikopleren 21 og aktiverer på den andre side, over en kopleinnretning 24, strømforsynings-innretningen 25 for peileanordningen.
På utgangen til detektoren 18 er det videre tilkoplet en bunnavfølingskopling 26 som påvirker forsterkeren 17 på en slik måte at det vesentlig sterkere ekkoet fra havbunnen ikke automatisk regulerer forsterkningen til forsterkeren 17 og derved ikke behandles som et ekte mål.
Signalbearbeidelsen kan utføres som antydet på blokkskjemaet enten analogt eller digitalt ved hjelp av en mikroprosessor. Bekreftelsen av de forskjellige sendefrekvensene følger i filteret 16. Dersom forskjellige frekvenser ved annen type koding av de enkelte sendepulsene anvendes, så er det anordnet et frekvensfilter hvor det kan innsettes diskriminatorer med de aktuelle kodinger. Sendeforsterkerkopleren 15 sperrer mottakskanalene under utsendingen av sendepulsen for å forhindre overstyring og stopping av mottakskanalen av selve sendepulsen.
Dersom det istedenfor transduseranordningen på Fig. 1 innsettes en av typen vist på Fig. 2, blir koplingsoppbyggingen til peileanordningen i hovedsak den samme. Som ovenfor vil bare løpetiden og dermed avstanden kunne måles direkte, mens målretningen må utledes på bakgrunn av kodingen. Koplingsanord-ninger hvor løpetiden til en ekkopuls anvendes for å bestemme målavstanden, f.eks. en ekkoforsterker med en avstandsavhengig forsterkningsregulering, er velkjent i tallrike variasjoner fra ekkoloddteknikken.
Slik oppfinnelsen er fremstilt hittil, har man gått ut ifra at de enkelte sendepulsene blir kodet forskjellig, eksempelvis ved at de utstråles ved forskjellige sendefrekvenser. Istedenfor å anvende forskjellige diskrete sendefrekvenser kan også frekvensen under en lydperiode veksles kontinuerlig mellom en nedre frekvensverdi fu og en øvre frekvensverdi fQ. Denne fremgangsmåte er kjent fra radarteknikken. Det lar seg gjøre å anvende en slik løsning for den foreliggende oppgave når det anvendes en anordning som angitt i kravene 7 eller 8.
Ved denne fremgangsmåte (CTFM) er ikke nødvendigvis varigheten til det økende eller fallende frekvensforløp knyttet til den maksimale rekkevidden rm. Informasjonen vedrørende målavstanden ligger i f.eks. frekvensdifferansen mellom det øyeblikkelige mottatte signal og det umiddelbare utsendte signalet. Selv når den eksplisitte kjennskap til målavstanden ikke er nødvendig for funksjonen til anordningen, er en avstandsavhengig regulering av signalforsterkningen som regel nødvendig og ønskelig. Da i dette tilfellet differansefrekvensen er et mål for målavstanden, kan den avstandsavhengige forsterk-ningsstyringen ved en frekvensavhengig forsterkning også erstattes med et filter for signalet til differansefrekvensen, hvilket filter må ha et egnet frekvensforløp.
Fordelen med frekvensmodulasjonsfremgangsmåten i denne anvendelsen er at det ikke som ved den ovenfor beskrevne fremgangsmåte er nødvendig for hver av de N = (p/P frekvens-eller på annen måte kodede signaler er nødvendig med en signalkanal som er utstyrt med egen avstandsavhengig forsterk-ningsinnstilling, men at en enkelt mottakskanal er tilstrekkelig. Mindre gunstig er den i alminnelighet nødvendige større mottaksbåndbredden og dermed det dårligere signal/støy-forholdet. Videre må det sørges for liten krysstale mellom de til samme
tid arbeidende sende- og mottakskanaler. Det kan her dreie seg om såvel elektrisk som akustisk krysstale. Et middel som påvirker krysstalen (differansefrekvens) for å minske denne, er
akustiske sperrer og elektriske avskjerminger, her også en egnet filtrering av differansefrekvensen. Transduseranordningen må ved denne fremgangsmåten være av typen som vist på Fig. 1 da det ikke kan gis et entydig utsagn vedrørende målpeilingen.
På Fig. 4 er et blokkskjema over en slik anordning vist.
Som på Fig. 3 er det anordnet en sendetransduser 1 og en mottakstransduser 2. Signalgeneratoren 31 som styres av en tidsgiver 3 0 frembringer et lineært frekvensmodulert signal som gjentar seg selv. Dermed er det generelt tidsbestemt om det dreier seg om et signal med fallende eller stigende frekvens. Dette signalet blir forsterket i effektforsterkeren 32, ført over tilpasningsleddet 33 for impedanstilpasning til sendetransduseren 1 og utstrålt i en bred sektor cp. Mottaksgrenen inneholder den høyfokuserte hydrofonen 2 som omformer de akustiske ekkosignalene tilbake til elektriske signaler. Filteret 34 fjerner forstyrrelsessignaler som ikke ligger i arbeidsfrekvensområdet til anlegget. Det gjenværende signalet blir forsterket i forsterkeren 35 og blandet med signalet til signalgeneratoren 31 i blanderen 36. Derved kan det være tvilsomt å anvende en frekvens som er fast forskjøvet fra den momentane avstrålte sendefrekvensen. Det tilsluttende filteret 37 filtrerer ut differansefrekvensen, undertrykker krysstaledelen og trekker ut de høyere differansefrekvensene og dermed de fjerneste målekkoene. En filterbank 38 gjør det mulig å frembringe en støyfri signaldeteksjon i en bank av detektorer 39. De aktuelle signalene blir sammenført i en multiplekser 40 og ledet til en prosessor 42 over dennes analog/digital-omformer 41. Denne sentralenhet styrer taktgiveren 30 og dermed sendeprosessen, og utfører likeledes signalbearbeidelsen. Dertil hører registrering og avblending av bunnekkoet ved hjelp av signalet av trykksensorene 23 såvel som den gyldige utgave av utløsersignalene ved registrering av et gyldig mål.
Ved det her beskrevne blokkskjema-utførelseseksempel
dreier det seg alltid om prinsippskisser. Andre utførelsesformer er tenkbare. Eksempelvis kan signalfrembringelsen, den frekvensselektive filtreringen og detekteringen også foretas i en signalprosessor. Grensesnittet mellom analog- og digital-bearbeidelse skiller seg bare ved hva som er fornuftig for den
aktuelle oppgave. Det samme gjelder for utførelsesformen på
Fig. 3. Også her vil det i den praktiske utførelsesform bli anvendt en mikroprosessor med tilordnede mateinnretninger for signalfrembringelse og eksempelvis -koding og signalbe-arbeidelse.

Claims (11)

1. Elektroakustisk undervanns-peileanordning med roterende sende- og mottakstransdusere som roterer med lik hastighet om en vertikal akse, hvorved a) sendetransduseren (1) sender ut en skarpt avgrenset eller fokusert stråle i retning av sin hovedstråleretning; b) mottakstransduseren (2) oppviser en større åpningsvinkel cp i sitt retningsdiagram enn sendetransduseren; c) hovedsenderetningen løper foran hovedmottaksretningen med en forutbestemt vinkel; d) en evalueringskopling tilknyttet mottakeren beregner innfallsretningen til ekkoene fra målet på bakgrunn av vinkelstillingen til sendetransduserne, karakterisert ved at e) mottakstransduseren (2) oppviser en åpningsvinkel cp i mottaksdiagrammet som tilfredsstiller betingelsen cp > 2rmn/c, hvor rm er den maksimalt tydbare målavstand, c lydhastigheten i utbredningsmediet og D. vinkelhastigheten ved rotasjonen av sende- og mottakstransduserne; f) forløpsvinkelen er lik cp/2; g) flere (N) sendepulser i forutbestemt tidsavstand blir utstrålt i løpet av en ved den maksimale ekkoløpetid tm = 2rm/c forutbestemt sendefølge; h) de i en sendefølge (tm) etter hverandre utstrålte sendepulser er forskjellig kodet; i) det er anordnet flere tilordnede signalkanaler (16-19) i mottakeren, en for hver enkelt koding; og at j) evalueringskoplingen beregner innfallsretningen til ekkoet fra målet (Fig. 2) på bakgrunn av den mottatte koding og den hertil tilordnede vinkelstilling for sendetransduseren.
2. Elektroakustisk undervanns-peileanordning med sende- og mottakstransdusere som roterer med lik hastighet om en vertikal akse, hvor a) mottakstransduseren (2) oppviser et fokusert mottaksdiagram i retning av dens hovedmottaksretning; b) sendetransduseren (1) har en større åpningsvinkel i sitt sendediagram enn mottakstransduseren; og c) en evalueringskopling tilknyttet mottakeren ved mottak av ekkoene beregner innfallsretningen til ekkoene fra målet, på bakgrunn av vinkelstillingen til mottakstransduseren, karakterisert ved at d) sendetransduseren (1) oppviser en åpningsvinkel cp i sitt retningsdiagram, hvilken vinkel tilfredsstiller cp > 2rmf2/c, hvor rm er den maksimale målavstand som kan tydes, c lydhastigheten i utbredningsmediet og f2 er vinkelhastigheten ved rotasjonen av sende- og mottakstransduserne; e) hovedsenderetningen løper i en vinkel <p/2 foran hovedmottaksretningen ; f) flere (N) sendepulser blir avstrålt i forutbestemt tidsavstand i løpet av en ved den maksimale ekkoløpetid tm = 2rm/c forutbestemt sendefølge; g) de etter hverandre utstrålte sendepulser i en sendefølge (tm) er forskjellig kodet; og at h) mottakeren er utstyrt med forskjellige tilordnede signalkanaler (16-19) for de enkelte koder (Fig. 1 og 3).
3. Peileanordning i henhold til krav 2, karakterisert ved at evalueringsanordningen til mottakeren på bakgrunn av det ved den mottatte koding bestemte sendetidspunkt og tidspunktet for ekkomottaket, beregner ekkoløpetiden t = 2r/c, og derav målavstanden r.
4. Peileanordning i henhold til krav 2 eller 3, karakterisert ved at kodingen av de på hverandre følgende sendepulser skjer ved forskjellige sendefrekvenser.
5. Peileanordning i henhold til krav 2, 3 eller 4, karakterisert veda) en taktgiver (11) som styrer på den ene side koding av sendepulsene og på den annen side omkoplingen av inngangene til en multiplekser (20) som er tilkoplet de forskjellige mottakskanalene (16-19); b) en kodegenerator (10) for de enkelte sendepulser; c) en filterkopling (16) i mottakeren som er avstemt til de enkelte kodinger (frekvenser) til sendesignalene; d) en ekkodetektor (18) med etterkoplet integrator (19) i hver av mottakskanalene mellom filterkoplingen (16) og multiplekseren (20); e) en alarm eller utløseanordning (22) som står i forbindelse med utgangen fra multiplekseren (20).
6. Peileanordning i henhold til et av kravene 1 til 5, karakterisert ved at ved en åpningsvinkel cp for transduseren med det brede retningsdiagrammet og ved en åpningsvinkel f3 for den skarpt avgrensede eller fokuserte transduseren, er antallet N utsendte sendepulser som sendes med lik tidsavstand, under en sendefølge minst lik N = 9//3.
7. Elektroakustisk undervanns-peileanordning med sende- og mottakstransdusere som roterer med lik hastighet om en vertikal akse, hvor a) sendetransduseren (1) sender ut en skarpt fokusert stråle i retning av sin hovedstråleretning; b) mottakstransduseren (2) oppviser en større åpningsvinkel cp i sitt retningsdiagram enn sendetransduseren; c) hovedsenderetningen løper foran hovedmottaksretningen med en forutbestemt vinkel; d) en evalueringskopling i mottakeren beregner innfalls-retningen til ekkoene fra målet på bakgrunn av vinkelstillingen til sendetransduseren, karakterisert ved at e) mottakstransduseren (2) oppviser en åpningsvinkel 9 i sitt mottaksdiagram, hvilken vinkel tilfredsstiller 9 > 2rmn/c, hvor rm er den maksimale målavstand som skal tydes, c lydhastigheten i utbredningsmediet og n vinkelhastigheten ved rotasjonen av sende- og mottakstransduserne; f) forløpsvinkelen er cp/2 ; g) frekvensen til sendeutstrålingen blir endret på jevn måte mellom en nedre grenseverdi (fu ) og en øvre grenseverdi (fD) i løpet av en ved den maksimale ekkoløpetid tm = 2rm/c forutbestemt sendefølge (tm) ; h) mottakeren er utstyrt med en frekvensdetektor (38, 39) som dekker frekvensområdet til sendeutstrålingen; og at i) evalueringskoplingen (40-42) på bakgrunn av utgangssignalet fra frekvensdetektoren og sendertransduserens vinkelstilling som er tilordnet mottaksfrekvensen, beregner innfalls-retningen til ekkoene fra målet (Fig. 2).
8. Elektroakustisk undervanns-peileanordning med sende- og mottakstransdusere som roterer med lik hastighet om en vertikal akse, hvor a) mottakstransduseren (2) oppviser et fokusert mottaksdiagram i retningen av sin hovedmottaksretning; b) sendetransduseren (1) har en større åpningsvinkel i sitt sendediagram enn mottakstransduseren; og c) en evalueringskopling i mottakeren beregner innfalls-retningen til ekkoene fra målet ut fra vinkelstillingen til mottakstransduseren ved mottak av ekko; karakterisert ved at d) sendetransduseren (1) oppviser en åpningsvinkel cp i sitt retningsdiagram, hvilken vinkel tilfredsstiller cp > 2rmf2/c, hvor rm er den maksimale målavstand som skal tydes, c lydhastigheten i utbredelsesmediet og n vinkelhastigheten ved rotasjonen av sende- og mottakstransduserne; e) hovedsenderetningen løper en vinkel cp/2 foran hovedmottaksretningen ; f) frekvensen i sendeutstrålingen endres jevnt mellom en nedre grenseverdi (fu) og en øvre grenseverdi (fQ) i løpet av en ved den maksimale ekkoløpetid tm = 2rm/c forutbestemt sendefølge (tm); og at g) mottakeren er utstyrt med en frekvensdetektor som dekker frekvensområdet til sendeutstrålingen (Fig. 1 og 4) .
9. Peileanordning i henhold til krav 8, karakterisert ved at mottakerens evalueringskopling er innrettet for å beregne ekkoløpetiden t = 2t/c og derav målavstanden r, ut fra det av mottaksfrekvensen bestemte sendetidspunkt og tidspunktet for ekkomottaket.
10. Peileanordning i henhold til krav 8 eller 9, karakterisert veda) en ved hjelp av en taktgiver (30) styrt frekvensmodulator (31) i sendekanalen (30-33); b) en blander (36) i mottakskanalen (34-38), som på den ene side blir tilført sendesignalet og på den andre side mottakssignalet; c) en selektiv detektorkopling (38, 39) som står i forbindelse med utgangen fra blanderen (36); d) en med utgangene fra detektorkoplingen (38, 39) tilsluttet multiplekser (40) med etterkoplet analog/digital-omformer (41); e) en prosessor (42) som er tilkoplet analog/digital-omf ormeren, og en av prosessoren styrt alarm- eller utløseanordning (22). (Fig. 1 og 4.)
11. Peileanordning i henhold til krav 1 eller 7, karakterisert ved at mottakerens evalueringskopling er innrettet for å beregne målavstanden r på bakgrunn av ekkoløpetiden t = 2r/c.
NO893321A 1988-08-19 1989-08-18 Undervanns-peileanordning NO173528C (no)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3828151A DE3828151A1 (de) 1988-08-19 1988-08-19 Unterwasser-peilgeraet

Publications (4)

Publication Number Publication Date
NO893321D0 NO893321D0 (no) 1989-08-18
NO893321L NO893321L (no) 1990-02-20
NO173528B true NO173528B (no) 1993-09-13
NO173528C NO173528C (no) 1993-12-22

Family

ID=6361166

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO893321A NO173528C (no) 1988-08-19 1989-08-18 Undervanns-peileanordning

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP0355669B1 (no)
DE (2) DE3828151A1 (no)
ES (1) ES2051332T3 (no)
NO (1) NO173528C (no)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4327841C1 (de) * 1993-08-19 1995-03-09 Honeywell Elac Nautik Gmbh Elektroakustisches Unterwasser-Peilgerät

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE767520C (de) * 1939-02-19 1952-09-15 Electroacustic Gmbh Horizontallotanlage mit nacheilender Empfangsrichtcharakteristik
US3016513A (en) * 1943-05-26 1962-01-09 Karl S Van Dyke Fm echo-ranging system
US2871459A (en) * 1946-05-06 1959-01-27 Gen Electric Submerged object locating
GB1125152A (en) * 1965-01-19 1968-08-28 Marconi Co Ltd Improvements in or relating to sub-aqueous pressure wave sonar systems
US4119940A (en) * 1976-10-18 1978-10-10 The Bendix Corporation Underwater viewing system
DE2703413A1 (de) * 1977-01-28 1978-08-03 Ulrich Krebs Vorrichtung und verfahren zum vermessen unterirdischer hohlraeume
US4259734A (en) * 1979-12-21 1981-03-31 Western Electric Company, Inc. Fine-resolution, water-depth measuring system
US4322974A (en) * 1980-02-05 1982-04-06 New York University Ultrasound scanner
US4472793A (en) * 1982-05-25 1984-09-18 Eastport International, Inc. Data selector circuit with channel skipper for data acquisition system

Also Published As

Publication number Publication date
ES2051332T3 (es) 1994-06-16
EP0355669A3 (en) 1990-12-05
DE3828151A1 (de) 1990-02-22
EP0355669A2 (de) 1990-02-28
NO893321L (no) 1990-02-20
NO173528C (no) 1993-12-22
EP0355669B1 (de) 1994-04-06
DE3828151C2 (no) 1991-07-04
NO893321D0 (no) 1989-08-18
DE58907386D1 (de) 1994-05-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5168473A (en) Integrated passive acoustic and active marine aquatic apparatus and method
US4216537A (en) Sonar for the topographic representation of a submerged surface and underlying strata
US4270191A (en) Doppler current meter for use at great depths
US3967233A (en) Sonar system for classifying submerged objects
NO147352B (no) Hastighetsmaalende korrelasjonssonarinnretning.
CA2540596A1 (en) Sonar system and process
NO158900B (no) Akustisk posisjoneringssystem.
US5469403A (en) Digital sonar system
EP0025437A1 (en) RADAR SYSTEM.
US3863198A (en) Doppler sonar utilizing period measurement with thresholded receivers
WO2004099815A1 (ja) 超音波送受信装置
US4982384A (en) Split beam sonar
US3950724A (en) Horizontal fish detection sonar
US5089996A (en) Transducer device for acoustic log
GB1254728A (en) Method and system for determining reflectivity of the ocean bottom
NO173528B (no) Undervanns-peileanordning
US4870628A (en) Multipulse acoustic mapping system
EA035249B1 (ru) Система обнаружения и способ контроля положения трубопровода в дне водной массы
US4471473A (en) Direction finding circuit arrangement
RU2161319C1 (ru) Способ обнаружения подводных объектов на морском рубеже в мелком море
US4939698A (en) Sonar system
JP3528580B2 (ja) 物体計測装置
GB2044571A (en) Pulse radar system
JPS6144382A (ja) アクテイブソ−ナ−装置
JP2772647B2 (ja) 超音波映像装置