NO175117B - Deteksjonssystem - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår et deteksjonssystem for mottaking av innkommende signaler som kommer fra mange forskjellige retninger, og fremvisning av indikasjoner av retningen og/eller avstanden til en kilde for innkommende signaler.

Mer spesielt angår oppfinnelsen et deteksjonssystem som omfatter et antall ultralydomvandlere for mottaking av innkommende signaler, et antall forforsterkere for forsterkning av mottakingssignalene som frembringes av ultralydomvandlerne, et tilpasset filter for pulskomprimering av mottakingssignalene som frembringes av ultralydomvandlerne, et første koplingsanordning for suksessiv kopling av forforsterkernes utgangsklemmer til det tilpassede filters inngangsklemme, og en indikator for fremvisning av utgangssignaler fra det tilpassede filter slik at innkommende signaler fra et antall retninger mottas på en slik måte at dopplereffekten frembringes for å variere bærefrekvensen av de innkommende signaler, og en fremvisning som er et resultat av de mottatte, innkommende signaler, på indikatoren. Denne type deteksjonssystem er vist og beskrevet i US-patentskrift 4 425 634.

Et relevant parti av et deteksjonssystem ifølge den kjente teknikk er vist på fig. 12, der etthundreogtjue ultralydomvandlere 1CH - 120CH er anbrakt med like vinkelavstander på en imaginær sirkel som danner én rekke av omvandlere. Forforsterkere Pl - P120 forsterker mottakingssignaler som oppfanges av respektive av ultralydomvandlerne 1CH - 120CH. En velger eller bryter SW tilkopler suksessivt, med en forutbestemt hastighet, utgangsklemmen av hver av forforsterkerne Pl - P120 til inngangsklemmen til en stråleformer BM for å forsyne stråleformeren med utgangssignalene fra hver av forforsterkerne Pl - P120. Som et resultat frembringes dopplereffekten for å variere bærefrekvensen av de innkommende signaler som mottas. Stråleformeren, som omfatter et tilpaset filter, pulskomprimerer de mottatte signaler for å frembringe signaler som er innkommet i en ønsket retning og detektert. Mottakingssignalene som frembringes av hver av omvandlerne 1CH - 120CH, utvelges og avledes på forforsterkernes Pl - Pl 20 utgangsklemmer for å tilføres til stråleformerens inngangsklemme.

Med det tidligere kjente deteksjonssystem er seks rekker av ultralydomvandlere anbrakt i parallell med hverandre på overflaten av en sylinder langs dennes omkrets, idet hver rekke omfatter etthundreogtjue ultralydomvandlere. Således er sjuhundreogtjue ultralydomvandlere anbrakt på overflaten av en sylinder, og det samme antall forforsterkere kreves innlemmet i deteksjonssystemets mottakingsenhet, da alle ultralydomvandlere tilkoples separat og respektivt til de tilsvarende forforsterkere. Bryteren SW er innlemmet mellom forforsterkernes Pl - P120 utgangsklemmer og stråleformerens inngangsklemme, og de mottakingssignaler som frembringes av hver av omvandlerne 1CH - 120CH, utvelges av bryteren SW for å tilføres til stråleformerens BM inngangsklemme. Dimensjonene på mottakingsenheten og den elektriske effekt som forbrukes av mottakingsenheten, bestemmes følgelig av antallet av forforsterkere. Fremstillingsomkost-ningene for mottakingsenheten bestemmes i det vesentlige av omkostningene for forforsterkerne.

Det er følgelig et formål med oppfinnelsen å tilveiebringe et deteksjonssystem som er vesentlig redusert i størrelse uten å forringe systemets ytelse, slik at det er lettvint å håndtere og vedlikeholde.

Et annet formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe et deteksjonssystem som er i stand til suksessivt å avlede utgangssignaler for hver av ultralydomvandlerne med et mindre antall forforsterkere, for derved å redusere dimensjonene på mottakingsenheten, dens fremstillingsomkostninger og dens elektriske effektforbruk.

Ovennevnte formål oppnås med et deteksjonssystem av den innledningsvis angitte type som ifølge oppfinnelsen er kjennetegnet ved at det videre er forsynt med en andre koplingsanordning for tilkopling av hver av ultralydomvandlerne til tilsvarende av forforsterkerne.

Ifølge oppfinnelsen er det også tilveiebrakt et deteksjonssystem av den innledningsvis angitte type som er kjennetegnet ved at ultralydomvandlerne er klassifisert i n grupper som hver omfatter m fortløpende omvandlere, idet antallet av forforsterkere er m og den første koplingsanordning suksessivt kopler utgangsklemmene av de m forforsterkere til det tilpassede filters inngangsklemme, og at deteksjonssystemet videre er forsynt med den andre koplingsanordning for tilkopling av hver av ultralydomvandlerne til en tilsvarende av de m forforsterkere.

Oppfinnelsen skal i det følgende beskrives nærmere under henvisning til tegningene, der fig. 1 viser et skjematisk blokkskjerna av en relevant hoveddel av en utførelse av et deteksjonssystem ifølge oppfinnelsen, fig. 2 viser et tidssek-vens- eller tidsfølgediagram som illustrerer hvordan bryterne på fig. 1 manøvreres, og hvordan ultralydomvandlerne og stråleformerens inngangsklemme koples, fig. 3 viser en kretsutforming av en del av en bryter SWa i en utførelse ifølge oppfinnelsen som er vist på fig. 6, fig. 4 viser en kretsutforming av en signalgenerator som frembringer styresignalet for styring av feltef fekttransistorer som er vist på fig. 3, fig. 5 viser et tidsfølgediagram som illustrerer hvordan bryterne SWa, SWbl og SWb2 som er vist på fig. 6, manøvreres, dvs. hvordan stråleformerens inngangsklemme koples til omvandlerne, fig. 6 viser et blokkskjema av en utførelse ifølge oppfinnelsen, fig. 7 viser amplitudevariasjoner av inngangssignaler som tilføres på de to inngangsklemmer til multiplikatorene 11 og 12 som er vist på fig. 6, fig. 8, 9 og 10 viser responskarakteristikker for et filter som er inkludert i hver av f orf orsterkerne som er vist på fig. 1, 3 og 6, fig. 11 viser et blokkskjema av hver av forforsterkerne som benyttes i en utførelse av oppfinnelsen, fig. 12 viser et skjematisk blokkskjema av en relevant del av et tidligere kjent deteksjonssystem, og fig. 13 viser en annen kretsutforming av signalgeneratoren som frembringer styresignaler for styring av felteffekttransistorer som er vist på fig. 3.

På alle tegninger er like komponenter betegnet med de samme henvisningstall og symboler.

Oppfinnelsen vil i det følgende bli beskrevet slik den er utført i en avsøkende sonar for mottaking av innkommende signaler fra mange forskjellige retninger i et vidt område av vinkler, for å indikere retningen og avstanden til gjenstander på fronten av en indikator.

Prinsippet for den foreliggende oppfinnelse skal forklares i det følgende under henvisning til fig. 1 og 2. Etthundreogtjue ultralydomvandlere 1CH - 120CH er anbrakt med like vinkelavstander på en sirkel. Disse omvandlere er inndelt i to grupper, hvor den ene gruppe omfatter omvandlerne 1CH - 60CH og den andre gruppe omfatter omvandlerne 61CH - 120CH. Inngangsklemmen til hver av et antall forforsterkere Pl - P60 blir ved hjelp av en bryter SWa vekselvis tilkoplet til en tilsvarende omvandler i de to omvandlergrupper, dvs. omvandlerne 1CH - 60CH og omvandlerne 61CH - 120CH. Bryteren SWa omfatter seksti bryterelementer SW1 - SW60. En bryter SWb kopler suksessivt forforsterkernes Pl - P60 utgangsklemmer til inngangsklemmen til en stråleformer BM. Bryteren SWb omfatter digitalt styrte, analoge brytere, for eksempel analoge multipleksere av typen MC14051BS som fremstilles av Motorola Inc. Mottakingssignalene som forsterkes av forforsterkerne Pl - P60, avledes således suksessivt og tilføres til stråleformeren BM.

Idet det henvises til fig. 2, illustrerer de partier som er betegnet (a) til (e), hvordan bryteren SWa som omfatter seksti bryterelementer SW1 - SW60, manøvreres. Symboler 1CH til 120CH er de symboler som er tildelt til ultralydomvandlerne. Figuren illustrerer således den måte på hvilken ultralydomvandlerne tilkoples til inngangsklemmene til tilsvarende forforsterkere. De partier som er betegnet (f) til (j), illustrerer hvordan bryteren SWb manøvreres, dvs. hvordan utgangsklemmen fra en forforsterker som svarer til en omvandler, tilkoples til inngangsklemmen til stråleformeren. Symboler 1CH til 120CH er også de som er tildelt til omvandlerne. Ut fra tidssekvensdiagrammene vil det være åpenbart at ultralydomvandlerne 1CH - 120CH koples suksessivt til stråleformerens BM inngangsklemme ved hjelp av bryterne SWa og SWb som styres ved hjelp av en styreenhet.

Idet det henvises til fig. 6, er etthundreogt jue elektrostriktive ultralydomvandlere 1CH - 120CH anbrakt med like vinkelavstander på en sirkel. Disse omvandlere er inndelt i to grupper, hvor den ene gruppe omfatter omvandlerne 1CH - 60CH og den andre gruppe omfatter omvandlerne 61CH - 120CH. Inngangsklemmen til hver av forforsterkerne Pl - P60 er ved hjelp av en bryter SWa koplet til en tilsvarende av omvandlerne i hver av de to grupper 1CH - 60CH og 61CH - 120CH. Bryteren SWa omfatter seksti koplingselementer SW1 - SW60. Koplingselementet SW1 kopler vekselvis forforsterkerens Pl inngangsklemme til den ene av omvandlerne 1CH og 61CH. Koplingselementet SW2 kopler forforsterkerens P2 inngangsklemme til den ene av omvandlerne 2CH og 62CH. På samme måte kopler hvert av koplingselementene SW3

- SW60 vekselvis inngangsklemmen til én av forforsterkerne P3 - P60 til én omvandler i hvert tilsvarende par av omvandlere 3CH og 63CH til 60CH og 120CH. En bryter SWbl omfatter tretti koplingselementer som suksessivt tilkopler utgangsklemmen fra de ulikenummererte forforsterkere Pl, P3...P59 til inngangsklemmen til en multiplikator 11. En bryter SWb2 omfatter tretti koplingselementer som suksessivt tilkopler utgangsklemmene fra de likenummererte forforsterkere P2, P4,...P60 til inngangsklemmen til en multiplikator 12. En brytervalgstyrekrets 10 styrer bryterne SWa, SWbl og SWb2 slik at de velger koplingselementer for å utføre tilkoplings- og frakoplingsoperasjoner etter ønske. Bryteren SWa kopler først og suksessivt inngangsklemmen til hver av forforsterkerne Pl - P60 til tilsvarende av ultralydomvandlerne 1CH - 60CH, og tilkopler deretter suksessivt inngangsklemmen til hver av forforsterkerne Pl - P60 i rekkefølgen Pl, P2 ... P60 til tilsvarende av omvandlerne 61CH - 120CH. Bryterne SWbl og SWb2 tilkopler suksessivt og respektivt utgangsklemmene fra de ulikenummererte og likenummererte forforsterkere Pl - P60 til multiplikatorenes 11 og 12 inngangsklemmer, slik at forforsterkernes Pl - P60 utgangsklemmer suksessivt koples til stråleformerens inngangsklemme. En signalgenerator 13 frembringer trekantede bølgeformsignaler som er forskjøvet i fase i forhold til hverandre, og forsyner multiplikatorene 11 og 12 med disse formede signaler som er betegnet som "c" og "d" (vist på fig. 7), på respektive av disses andre innganger. Multiplikatoren 11 multipliserer de mottakingssignaler som er betegnet "a" (vist på fig. 7) og tilføres fra forforsterkerne på dennes ene inngang, med trekantede bølgesignaler som er betegnet "c" (vist på fig. 7) og tilføres på dennes andre inngangsklemme, og forsyner en adderer 14 med de resulterende signaler på dennes ene inngangsklemme. Multiplikatoren 12 multipliserer de mottakingssignaler som er betegnet "b" (vist på fig. 7) og tilføres fra forforsterkerne på dennes ene inngangsklemme, med trekantede bølgesignaler som er betegnet "d" (vist på fig. 7) og tilføres på dennes andre inngang, og forsyner addereren 14 med de resulterende signaler på dennes andre inngang. Addereren 14 adderer de signaler som tilføres på de to inngangsklemmer, til hverandre, og tilfører de resulterende, adderte signaler til en signalinngangsklemme til en

analog-forsinkelseskrets 15.

Sammenhengen mellom de signaler som er betegnet "a", "b", "c" og "d", er vist på fig. 7. På fig. 7a og fig. 7b svarer de tall som er gitt til hver blokk, til de tall som er tildelt til ultralydomvandlerne 1CH - 120CH. Slik det vil være klart, er de mottakingssignaler som frembringes av to tilstøtende omvandlere, økende eller avtakende vektlagt med tiden for å ta middelverdien av mottakingssignalene, for derved å oppnå de samme signaler som de som mottas av én ultralydomvandler som roteres mekanisk med konstant hastighet.

Den analoge forsinkelseskrets 15 har et antall, dvs. n utgangsklemmer med samme innbyrdes avstand, og lagrer mottakingssignalene som frembringes av ultralydomvandlerne i en gruppe som benyttes for forming av en mottakingsstråle. Motstander ri, r2, r3, ... rn er innkoplet mellom tilsvarende utgangsklemmer fra den analoge forsinkelseskrets 15 og den ene inngangsklemme til operasjonsforsterkere 16 og 17. Til den ene inngangsklemme til operasjonsforsterkeren 16 tilføres signaler som oppnås ved sampling av de positive partier av de inngangssignaler som tilføres på inngangen til den analoge forsinkelseskrets 15. Til den ene inngang til operasjonsforsterkeren 17 tilføres signaler som oppnås ved sampling av de negative partier av de signaler som innmates til forsinkelseskretsen 15. Utgangsklemmene fra operasjonsforsterkerne 16 og 17 er koplet til respektive av de to inngangsklemmer til en operasjonsforsterker 18. Inngangssignalene som tilføres til forsinkelseskretsens 15 signalinngang, fremflyttes i denne hver gang et taktsignal tilføres til kretsens 15 taktinngang, og de signaler som er lagret i kretsen, fremkommer på tilsvarende utgangsklemmer. Disse utgangssignaler fra analog-forsinkelseskretsen 15 vektlegges av motstandene ri, r2, r3, ... rn og motstander RI og R2 som er innkoplet mellom de ene inngangsklemmer til operasjonsforsterkerne 16 og 17 og disses respektive utgangsklemmer, for å frembringe resulterende signaler som adderes til hverandre ved hjelp av operasjonsforsterkeren 18. De respektive verdier av motstandene ri, r2, r3, ... rn og motstandene RI og R2 bestemmes på en slik måte at amplituden av signalene fra en lydkilde i en ønsket retning blir maksimal i forhold til amplituden av andre innkommende signaler fra andre retninger når et første signal som tilføres på signalinngangen til analog-forsinkelseskretsen, når frem til dens høyre ende og alle utgangssignaler fremkommer på dennes respektive utgangsklemmer. Det er således dannet et tilpasset filter ved hjelp av analog-forsinkelseskretsen 15, motstandene ri, r2, r3, ... rn, operasjonsforsterkerne 16, 17 og 18 og motstandene RI, R2, R3 og R4.

En forsterker 21 forsterker de utgangssignaler fra operasjonsforsterkeren 18 som inneholder bare de innkommende signaler som har kommet fra en ønsket retning, og tilfører de resulterende, forsterkede signaler til inngangsklemmen til en indikator 22 som omfatter f.eks. et katodestrålerør. En avbøyningskrets 23 frembringer avbøyningssignaler for konsentrisk avbøyning av katodestrålerørets elektronstråler. En styreenhet 20 frembringer tidsinnstillingsstyresignaler og forsyner brytervalgstyrekretsen 10, signalgeneratoren 13, analog-forsinkelseskretsen 15 og avbøyningskretsen 23 med de respektive styresignaler.

Idet det henvises til fig. 3, er den ene utgangsklemme fra ultralydomvandleren 1CH koplet til kildeklemmen S ("source") til en felteffekttransistor (heretter kalt "FET") Ql av typen med utarmingsmodus (depletion mode) og p-kanal-sjikt, såsom 2SJ103 som produseres av Toshiba. FET-transistorens Ql slukklemme D ("drain") er koplet til forforsterkerens Pl inngangsklemme. Den ene utgangsklemme fra ultralydomvandleren 61CH er koplet til kildeklemmen S til en FET-transistor Q61. FET-transistorens Q61 slukklemme D er også koplet til forforsterkerens Pl inngangsklemme. FET-transistorenes Ql og Q61 respektive styreelektrodeklemmer G ( "gate" ) forsynes med styresignaler med TTL-ampli-tudenivå fra brytervalgstyrekretsen 10 for å kople FET-transistorene på og lede mottakingssignaler gjennom disse som oppfanges av omvandlerne 1CH og 61CH. To par dioder som er vist på fig. 3, danner begrensningskretser for å begrense ampiitudenivåene av de inngangssignaler som tilføres til FET-transistorene Ql og Q61.

Fig. 4 viser et koplingsskjema for frembringelse av de styresignaler som tilføres til styreelektrodeklemmene til FET-transistorene, såsom Ql og Q61 som er vist på fig. 3. Idet det henvises til fig. 4, er skiftregistre 30 og 31 koplet i serie med hverandre for å ha tretti utgangsklemmer. Til den ene inngangsklemme til skiftregisteret 30 tilføres FS-signaler som bestemmer på-av-periodene for FET-transistorene, såsom FET-transistorene Ql og Q61 som er vist på fig. 3, mens klokke- eller taktpulser tilføres til registerets taktinngangsklemme. På respektive utgangsklemmer fra skiftregistrene 30 og 31 frembringes FS-signaler som forskyves suksessivt med en tid som er ekvivalent med taktpulsenes gjentakelsesperiode. En bølge-form-omformingskrets 32 består av en operasjonsforsterker, en kondensator, en motstand og zenerdioder, og tjener til å omforme et FS-signal med rektangulær form til en i hovedsaken trapes-formet bølgeform. En signalnivåsenkende krets 33 utgjøres av operasjonsforsterkere og motstander. En signalnivåomformingskrets 36 tjener til å heve spenningsnivået av utgangssignalene fra den signalnivåsenkende krets 33 til FET-transistorens strupespenning (pinch-off voltage). En polvendingskrets 34 utgjøres av en operasjonsforsterker og motstander og tjener til å invertere polariteten av utgangssignalene fra den signalnivåsenkende krets 33. En signalnivåomformingskrets 35 er konstruert på samme måte som signalnivåomformingskretsen 36. Utgangssignalet fra signalnivåomformingskretsen 35 tilføres til FET-transistorenes Ql og Q2 styreelektrodeklemmer. Utgangssignalet fra signalnivåomformingskretsen 36 tilføres til FET-transistorenes Q61 og Q62 styreelektrodeklemmer. På samme måte koples de respektive utgangsklemmer fra de andre signal-nivåomformingskretser til styreelektrodeklemmene i et tilsvarende par av FET-transistorer. Koplingselementene, dvs. FET-transistorene, drives således av signaler med rektangulær bølgeform hvis fremre og bakre flanker er avrundet i sine øvre og nedre punkter. Anvendelsen av sådanne modifiserte signaler undertryk-ker høyfrekvenskomponenter som er inkludert i styresignalene, slik at støy som frembringes når omkoplingsoperasjoner utføres av FET-transistorene, reduseres drastisk.

Idet det henvises til fig. 5, illustrerer de partier som er betegnet med (1) til (10), hvordan bryteren SWa manøvre-res. Tall i parentes svarer til de tall som er tildelt til ultralydomvandlerne 1CH - 120CH. De partier som er betegnet med (11) til (20), illustrerer hvordan bryterne SWbl og SWb2 koples på og av. Tall i denne del av figuren svarer til de respektive omvandlere som tilfører sine utgangssignaler til de tilsvarende forforsterkere. I denne utførelse av oppfinnelsen, som vist på fig. 5 (1) til (10), blir par av to tilstøtende omvandlere, såsom 1CH og 2CH, 3CH og 4CH, tilkoplet til eller frakoplet fra tilsvarende forforsterkere Pl til P4 på samme tid. Dette arrangement reduserer det antall drivkretser som er vist på fig.

4 for omkoplingselementene, med halvparten.

Noen aspekter ved det filter som er inkludert i forforsterkeren, skal beskrives i det følgende. I den foregående utførelse av oppfinnelsen tilføres f.eks. de mottakingssignaler som oppfanges av omvandlerne 1CH og 61CH, vekselvis til forforsterkerens Pl inngang. Når FET-transistorene Ql og Q61 henholdsvis innkoples og utkoples for å tilkople omvandlerne 1CH og 61CH til forforsterkerens Pl inngangsklemme og frakople omvandlerne fra denne, blir støy frembrakt og også tilført til forforsterkerens inngangsklemme. Uttrykt i amplitude er støyen fremtredende i forhold til de mottakingssignaler som tilføres til forforsterkerens inngangsklemme, da mottakingssignalene som overføres fra omvandlerne til denne, er svake og små. Mottakingssignalene med rektangulære former som tilføres til forforsterkernes inngangsklemme, blir videre avrundet av disse ved signalenes fremre og bakre flanker, på grunn av at forforsterkernes frekvenskarakteristikker har smal båndbredde. Fenomenene er illustrert på fig. 8. Idet det henvises til fig. 8, viser "Ta" et øyeblikk i hvilket de mottakingssignaler som frembringes av omvandleren 1CH, samples, mens "Tb" viser et øyeblikk i hvilket de mottakingssignaler som frembringes av omvandleren 61CH, samples. Dersom en støyhale eller støyrest som skriver seg fra omkoplingsoperasjonen i forbindelse med omvandleren 61CH, fremdeles eksisterer i øyeblikket "Ta", blir støyresten støy som har retningsinformasjon, slik at signal/støy-forholdet dermed reduseres. Om derimot en støyrest som skriver seg fra omkoplingsoperasjonen i forbindelse med omvandleren 1CH, fremdeles eksisterer i øyeblikket "Tb", vil støyen være krysstale (overhøring) for de signaler som frembringes av omvandleren 61 CH. Virkninger som forårsakes av støyresten, må følgelig reduseres ved utforming av det filter som er inkludert i forforsterkeren.

Idet det henvises til fig. 11, forsynes en blander 40 med mottakingssignalene med en frekvens "fi" fra de tilsvarende omvandlere på sin ene inngangsklemme, og med signaler med en frekvens "fl" fra en lokaloscillator på sin andre inngangsklemme, og utfører frekvensomforming for å frembringe utgangssignaler med en frekvens "fo = f i - fl" til inngangsklemmen til en forsterker 41 for forsterkning av inngangssignalene. Et båndpassfilter 42 slipper gjennom de signaler som har frekvenser innenfor et forutbestemt frekvensområde. De virkninger som er beskrevet foran, reduseres ved å utforme filterets 42 frekvenskarakteri-stikk på passende måte.

Når det gjelder støy som frembringes av en tilsvarende FET-transistor når den koples på og av, analyseres først den pulsrespons som filteret er i besittelse av. Fig. 9 viser en bølgeform som illustrerer en pulsrespons for filteret. Tiden "ts" representerer en periode fra et tidsøyeblikk i hvilket en omkoplingsstøy frembringes, til et annet tidsøyeblikk i hvilket signaler samples. Filteret er utformet for å ha en pulsrespons hvis verdi blir mindre enn en forutbestemt verdi i forhold til amplituden av mottakingssignalene i det tidsøyeblikk da signalene samples.

Med hensyn til en signalrest som skriver seg fra mottakingssignalene, analyseres filterresponsen på et pulstog-signal (burst signal). Fig. 10 viser pulstogsignaler og resulterende responsbølgeformer. Her representerer "to" forsinkelsestid og er gitt ved fasespektrumhelling i filterets frekvensområde. "tr" er stigetiden, og er omvendt proporsjonal med filterets frekvensbåndbredde. Amplituden av pulsasjoner som er inkludert i et restparti, oppnås videre ved å analysere variasjonen av en sinusformet integralfunksjon. På denne måte bestemmes filterkarakteristikken på en slik måte at filterets pulsrespons på pulstogsignaler analyseres, og differansen mellom amplituden av de mottakingssignaler som frembringes av omvandleren 1CH, og amplituden av de mottakingssignaler som frembringes av omvandleren 61CH, dvs. krysstaleforhold, blir større enn et forutbestemt nivå.

Reduksjon av omkoplingsstøyen og forbedring av av-kopling av krysstalen oppnås ved å utvide forforsterkernes frekvensbåndbredde. Utilbørlig utvidelse av båndbredden resulterer imidlertid i reduksjon av signal/støy-forholdet. Det er således nødvendig at filterets frekvensbåndbredde gjøres så smal som mulig. En ønsket frekvensbåndbredde for forforsterkerne bestemmes basert på frekvensbåndbredden i forhold til dopplerforskyvningen med bærefrekvensen og frekvensbåndbredden i relasjon til pulsbredden av det søkepulssignal som utstråles i vannet. Med hensyn til dopplerforskyvningen, benyttes følgende tilnærmede likning for å oppnå frekvensbåndbredden:

± A fl = 0,7 m f [ Hz ]

hvor m = relativ fartøyhastighet i forhold til detekterte obj ekter (knop), og

f = senterfrekvens (kHz)

Med hensyn til pulsbredden av søkepulssignalet, benyttes følgende tilnærmede likning for å oppnå frekvensbåndbredden:

± A f2 = 1,3/2 A T

hvor A T = pulsbredde av søkepulssignalet

Det skal bemerkes at selv om signalgeneratoren som frembringer styrepulser for styring av FET-transistorene, benyttes i den foregående utførelse, benyttes også en annen signalgenerator som er vist på fig. 13. Idet det henvises til fig. 13, omfatter signalgeneratoren en teller 130, et lager 131, en velger 132 og tretti digital/analog-omformere (heretter betegnet som D/A-omformere) 133, 140. D/A-omformeren 133 omfatter en låsekrets 134 omfattende D-type-vipper, motstander, to operasjonsforsterkere 135 og 136, to motstander og to kondensatorer. Operasjonsforsterkeren 135 frembringer styresignaler som tilføres til FET-transistorenes Ql og Q2 styreelektrodeklemmer, mens operasjonsforsterkeren 136 frembringer styresignaler som tilføres til FET-transistorenes Q61 og Q62 styreelektrodeklemmer. Styresignalene er utformet med øvre og nedre flatnivåpartier og buede partier mellom de øvre og nedre nivåer, med de buede partier formet som sinusbølgeformer. Fire utgangssignaler som fremkommer på fire utgangsklemmer av en gruppe i låsekretsen 134, vektlegges med de fire respektive motstander hvis verdier er henholdsvis representert som R, R/2, R/4 og R/8. De resulterende, vektlagte signaler tilføres til den ene inngangsklemme til operasjonsforsterkeren 135. Fire utgangssignaler som fremkommer på fire utgangsklemmer av den andre gruppe i låsekretsen 134, vektlegges med de respektive fire motstander. De resulterende, vektlagte signaler tilføres til den ene inngangsklemme til operasjonsforsterkeren 136. Taktpulser tilføres til de ene inngangsklemmer til telleren 130 og velgeren 132. Telleren 130 frembringer suksessivt varierende tellingsver-dier som tilføres til de femten inngangsklemmer til lageret 131 som omfatter et leselager (ROM). Lageret 131 lagrer tretti typer av digitale signaler som hvert representerer to partier av en sinusbølgeform svarende til de buede eller krumme partier av de signaler som frembringes av D/A-omformeren. Lageret 131 tilfører digitale signaler av en gruppe som representerer partier av sinusbølgeformer, til de fire inngangsklemmer til låsekretsen 134, og tilfører også digitale signaler av den andre gruppe til velgeren 132 som omfatter en dekoder. Velgeren 132 velger suksessivt de tretti D/A-omformere og forsyner D/A-omformernes låsekretser med pulser på disses taktinngangsklemmer. Låsekretsen 134 frembringer utgangssignaler som reaksjon på de pulser som tilføres til dennes taktinngangsklemmer.

Det skal bemerkes at selv om signalgeneratoren 13 frembringer trekantbølger for multiplikatorene 11 og 12 i den foregående utførelse, kan den også frembringe og utsende sinus-eller cosinus-bølger til disse for å oppnå det samme resultat som i ovenstående utførelse.

Det skal bemerkes at selv om bare en rekke på etthundreogtjue ultralydomvandlere som er anbrakt på en imaginær sirkel, benyttes i den foregående utførelse ifølge oppfinnelsen, kan et antall av rekkene av omvandlere være anordnet vertikalt med lik innbyrdes avstand mellom to tilstøtende rekker av omvandlere. Dette arrangement muliggjør at man kan rette mottakingsstrålene i hvilken som helst ønsket hellingsretning ved å styre fasen av de mottakingssignaler som oppfanges av omvandlere som er anbrakt på en imaginær, vertikal linje i forhold til hverandre.

Det skal bemerkes at selv om antallet av forforsterkere er redusert med halvparten i den foregående utførelse ifølge oppfinnelsen, kan antallet av forforsterkere reduseres med to tredjedeler ved å oppdele ultralydomvandlerne i tre grupper.

Claims (5)

1. Deteksjonssystem omfattende et antall ultralydomvandlere (1CH-120CH) for mottaking av innkommende signaler, et antall forforsterkere (P1-P120, P1-P60) for forsterkning av mottakingssignalene som frembringes av ultralydomvandlerne, et tilpasset filter (15, 16, 17, 18, RI, R2, R3, R4) for pulskomprimering av mottakingssignalene som frembringes av ultralydomvandlerne, en første koplingsanordning (SW, SWb, SWbl, SWb2) for suksessiv kopling av forforsterkernes utgangsklemmer til det tilpassede filters inngangsklemme, og en indikator (22) for fremvisning av utgangssignaler fra det tilpassede filter slik at innkommende signaler fra et antall retninger mottas på en slik måte at dopplereffekten frembringes for å variere bærefrekvensen av de innkommende signaler, og en fremvisning som er et resultat av de mottatte, innkommende signaler, på indikatoren, KARAKTERISERT VED at det videre er forsynt med en andre koplingsanordning (SWa, SW1-SW60) for tilkopling av hver av ultralydomvandlerne til tilsvarende av forforsterkerne.

2. Deteksjonssystem ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at den andre koplingsanordning omfatter felteffekttransistorer hvor hver felteffekttransistors kildeklemme er koplet til ultralydomvandleren og dens slukklemme er koplet til inngangsklemmen til en tilsvarende forforsterker.

3. Deteksjonssystem ifølge krav 2, KARAKTERISERT VED at felteffekttransistorens styreelektrodeklemme forsynes med et pulssignal som er formet til rektangulær bølgeform, og hvis fremre og bakre flanker er avrundet.

4. Deteksjonssystem ifølge krav 2, KARAKTERISERT VED at antallet av feltef fekttransistorer med sine respektive kildeklem-mer koplet til antallet av innbyrdes tilstøtende ultralydomvandlere drives på samme tid for å overføre de mottakingssignaler som oppfanges av omvandlerne, til respektive av de tilsvarende forforsterkere.

5. Deteksjonssystem omfattende et antall ultralydomvandlere (1CH-120CH) for mottaking av innkommende signaler, et antall forforsterkere (P1-P120, P1-P60) for forsterkning av mottakingssignalene som frembringes av ultralydomvandlerne, et tilpasset filter (15, 16, 17, 18, RI, R2, R3, R4) for pulskomprimering av mottakingssignalene som frembringes av ultralydomvandlerne, en første koplingsanordning (SW, SWb, SWbl, SWb2) for suksessiv kopling av forforsterkernes utgangsklemmer til det tilpassede filters inngangsklemme, og en indikator (22) for fremvisning av utgangssignaler fra det tilpassede filter slik at innkommende signaler fra et antall retninger mottas på en slik måte at dopplereffekten frembringes for å variere bærefrekvensen av de innkommende signaler, og en fremvisning som er et resultat av de mottatte, innkommende signaler, på indikatoren, KARAKTERISERT VED at ultralydomvandlerne er klassifisert i n grupper som hver omfatter m fortløpende omvandlere (1CH-60CH, 61CH-120CH), idet antallet av forforsterkere er m og den første koplingsanordning suksessivt kopler utgangsklemmene av de m forforsterkere (P1-P60) til det tilpassede filters inngangsklemme, og at deteksjonssystemet videre er forsynt med en andre koplingsanordning (SWa, SW1-SW60) for tilkopling av hver av ultralydomvandlerne til en tilsvarende av de m forforsterkere.