WO2014190969A1 - Schnittstellenmodul für eine akustische unterwasserantenne, windeneinrichtung mit derartigem schnittstellenmodul sowie sonaranlage mit derartiger windeneinrichtung - Google Patents

Schnittstellenmodul für eine akustische unterwasserantenne, windeneinrichtung mit derartigem schnittstellenmodul sowie sonaranlage mit derartiger windeneinrichtung Download PDF

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Siegfried Krüger
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V1/00—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
    • G01V1/38—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting specially adapted for water-covered areas
    • G01V1/3843—Deployment of seismic devices, e.g. of streamers
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02G—INSTALLATION OF ELECTRIC CABLES OR LINES, OR OF COMBINED OPTICAL AND ELECTRIC CABLES OR LINES
    • H02G11/00—Arrangements of electric cables or lines between relatively-movable parts
    • H02G11/02—Arrangements of electric cables or lines between relatively-movable parts using take-up reel or drum

Definitions

  • the present invention is in the field of the dispensing devices, in particular winches, for underwater acoustic antennas on vessels, with the aid of which the antenna can be deployed, retrieved and stored on board.
  • Such an underwater acoustic antenna is used as a sensor of a sonar system for seismic measurement of the seabed of research vehicles or for locating vessels by bearing, distance, speed and heading of a target are determined by means of the sonar.
  • the underwater antenna is towed as a towed antenna, for example, from a watercraft or lowered as a vertical antenna of a watercraft.
  • Drawn underwater antennas have a length of some 100 meters at a diameter of one to several inches and together with the sonar system form a towing sonar, which can operate actively or passively.
  • the underwater antenna on a variety of electro-acoustic and / or opto-acoustic transducers, with which it receives water sound signals or emits sound signals into the water. Sensors for determining the position of individual sections of the underwater antenna as well as required signal and supply lines are arranged in the underwater antenna.
  • such a conventional towed antenna has a trailing cable, a sender hose or towed body and / or a receiver hose, one or more damping modules and possibly an end piece for stabilizing the position and orientation of the towed antenna in the water and forms a tubular tow unit as a whole.
  • a transfer device for discharging and retrieving the towing unit from the watercraft, a transfer device, in particular a winch device, is present on board the watercraft. If the towed sonar is an active sonar with a towed body as an acoustic transmission part, the transfer device usually has a further winch device for the pull cable and an offset device for the towed body.
  • An active sonar with a transmitter tube and a receiver tube can be deployed and overtaken with the same spreader, since the transmitter tube and the receiver tube form a towing unit.
  • the transfer device has a winch drum of sufficient size to receive the entire towing unit.
  • a large and heavy winch construction is required to safely and stably support the entire towing unit on the vessel.
  • Such a winch construction therefore typically has a winch drum with a large diameter winch drum diameter.
  • the sonar system also has at least one on board the vessel located data or signal processing unit which is connected to the towing unit and generates the signals to be transmitted and / or processed sonar data processed to obtain, for example, a situation image of other vessels.
  • the invention is therefore based on the problem of reducing the number of electrical and / or optical contacts between the relatively movable parts, wherein the contacts an electrical and / or optical connection between the towing unit and the units on board, such as data processing unit and Produce signal processing unit.
  • the invention solves this problem with an interface module for an underwater acoustic antenna, in particular trailing antenna or vertical antenna, for processing and transmitting electrical and / or optical signals between the underwater acoustic antenna and at least one data processing unit and / or signal processing unit on board a watercraft.
  • the interface module according to the invention has one or more electronic components, which are configured in such a way as to process optical and / or electrical signals.
  • the interface module according to the invention also has one or more electrical and / or optical contacts, which are designed in such a way to produce an electrical and / or optical connection between parts that are movable relative to one another, in particular rotating parts.
  • the inventive design of the one or more electrical and / or optical contacts advantageously allows a direct connection of the interface module according to the invention on the towing unit, although the towing unit via relatively movable, in particular rotating, parts with the data or signal processing unit on board the vessel connected is.
  • the at least one electronic component of the interface module is designed as a power amplifier and configured to amplify electrical signals within the interface module.
  • the at least one electronic module of the interface module is designed as a signal processing module, wherein the signal processing module has an analog-to-digital converter and / or a digital-to-analog converter.
  • the digital-to-analog conversion of the signals takes place in the course of preprocessing in order to bring a digitally coded information, for example a generated transmission signal, into a form that can be understood by an analog device, for example a sinusoidal alternating voltage at a transmitting transducer for generating sound waves ,
  • a digitally coded information for example a generated transmission signal
  • an analog device for example a sinusoidal alternating voltage at a transmitting transducer for generating sound waves
  • the digital-to-analog conversion in the interface module advantageously allows fast signal transmission of one or more generated transmission signals via a common data bus.
  • the analog-to-digital conversion is also carried out as part of preprocessing in order to digitize the electrical reception signals of the sensors of the towing unit for data transmission via a central data bus.
  • the analog-to-digital conversion usually takes place close to the converter within the towing unit.
  • the at least one electronic component of the interface module is designed as a transformation unit and configured in such a way to convert electrical signals into optical signals or to convert optical signals into electrical signals.
  • the inventive design of the electronic module as a transformation unit has the advantage, already within the interface module to adapt to the transmission medium to be used, such as. Optical fiber or fiber optic cable or electrical cable or the like, make.
  • the at least one electronic module of the interface module is designed as a signal processing module, which is configured to evaluate signals from sensors within the acoustic underwater antenna.
  • a sensor evaluation is advantageously already carried out within the interface module.
  • a data line instead of a plurality of individual sensor lines needs to be led out to the data processing unit on board the watercraft.
  • the invention solves o.g. Problem by a winch device for deploying and retrieving an acoustic underwater antenna, in particular towed antenna or vertical antenna, with a rotatably mounted winch drum, which is at least partially hollow inside, and an interface module according to the invention, which is arranged inside the winch drum.
  • the outsourcing of various signal processing tasks from the signal processing unit on board the watercraft in the interface module, which is housed within the winch drum, advantageously leads to a Reduction of the contacts for the electrical and / or optical connection between the relatively movable parts of the winch device for a data or signal transmission between the towing unit and the data or signal processing unit on board the vessel, which advantageously results in lower manufacturing costs.
  • the at least one electrical contact of the interface module forms a transmission device for transmitting electrical signals and is designed to establish an electrical connection between at least one electronic component inside the rotatably mounted winch drum and a contact in a fixed line design of the winch drum.
  • the at least one electrical contact is preferably designed as a sliding contact, in particular slip ring contact.
  • the electrical transmission can be done for example with a fixed inner ring and a ring rotating about the inner ring and standing in sliding contact with the inner ring outer ring.
  • slip ring contacts are characterized by a high reliability and low maintenance costs.
  • the number of sliding contacts remains unaffected in the event of a change in the number of channels for the transmitting transducers within the towing unit, since the associated signal processing takes place in the interface module.
  • the at least one optical contact of the interface module forms a transmission device for transmitting optical signals and is configured to provide an optical connection for relaying optical signals between the interior of the rotatably mounted winch drum and a fixed line configuration of the winch drum.
  • Such an optical interface is preferably produced by means of a rotary coupling or rotary transformer. This advantageously allows large amounts of data to be transferred.
  • the invention solves the above-mentioned problem by a sonar system having an underwater acoustic antenna and at least one above-described winch device for deploying and retrieving a towed body and / or the underwater acoustic antenna, wherein the winch device has an interface module explained above.
  • the sonar system according to the invention with the above-described winch device makes the entire sonar system more modular.
  • the signal processing unit on board the watercraft is advantageously reduced by the components which are now arranged in the interface module inside the winch drum.
  • the signal processing unit on board the watercraft preferably comprises only the transmission signal generation and the integrated power generation. This has the advantage that the sonar system is independent of the ship and a faster flexible use of the sonar system can be done.
  • 1 is a watercraft with a towed tow unit with transmitting antenna and receiving antenna
  • Fig. 5 is a block diagram for explaining the operation of the
  • Fig. 6 is a block diagram for explaining the operation of the
  • Fig. 7 is a block diagram for explaining the operation of the
  • Interface module for sensor evaluation of the towed sonar.
  • Fig. 1 shows a watercraft 2, which is shown here as an overwater or surface ship, but may also be a submarine. It is equipped with a sonar system, wherein the sonar system is suitable, for example, for determining target data of another watercraft. For this purpose, sound signals are emitted into the surrounding water 4 with a transmitting antenna 6 and receive reflected portions of these sound signals with a receiving antenna 8.
  • trailing unit 16 Transmitting antenna 6 and receiving antenna 8 together with a trailing cable 10, damping modules 12 and an end piece for stabilization 14 an acoustic underwater antenna 16, hereinafter referred to as trailing unit 16.
  • the tubular traction unit 16 whose outer shell is preferably made of polyurethane or polyethylene, has a plurality of electroacoustic and / or opto-acoustic transducers, which are interconnected by electrical lines or optical fibers for power supply and power line. Signals are transmitted by the towing unit 16 via corresponding power connections in the interior of the towing unit 16 to the vessel 2 and further processed on board the watercraft 2.
  • a transfer device 18 is installed on the deck of the watercraft 2.
  • the transfer device 18 comprises a winch device shown in detail in FIG. 2 for receiving the towing unit 16.
  • the invention is not limited to a towing unit 16, as shown in Fig. 1, limited.
  • a use of a towed body as a transmitting antenna conceivable.
  • a loading device on board with a winching device for the pulling cable, a further winching device for the receiving antenna and an offset device for the towed body.
  • the use of a towing unit is conceivable, which only has a receiving antenna for passive operation.
  • Fig. 2 shows an exemplary embodiment of a winch device of a spreader 18 mounted on board a watercraft 2.
  • the winch device comprises a winch drum 20 with a winch shaft 22, the winch drum 20 being rotatably attached via the winch shaft 22 to a stationary reference frame 24 which is such is designed to accommodate high tensile forces or moments that act on the winch device when the tow unit 16 is designed.
  • the winch device has an electric drive not shown here and a guide carriage 26 for guiding the towing unit 16.
  • the towing unit 16 is unrolled by rotating the winch drum 20 therefrom. To retrieve the tow unit 16, this is rolled up by rotating the winch drum 20 on the winch drum 20.
  • a fixed conduit 28 extends coaxially within the rotating winch shaft 22.
  • the conduit 28 carries electrical and / or optical lines from the winching device to one Not shown data or signal processing unit on board the watercraft. 2
  • the winch drum 20 has a cavity in the interior, which is advantageously utilized to receive one or more electronic components of the interface module according to the invention. These electronic components are electrically and / or optically via the conduit 28 the data or signal processing unit connected on board the watercraft 2.
  • FIG. 3 shows a section through the winch drum 20, specifically perpendicular to the axis of rotation of the winch shaft 22.
  • four signal processing units 30 are arranged uniformly.
  • the invention is not limited to such an arrangement. Rather, any number of signal processing units 30 or even a single signal processing unit can be arranged anywhere within the winch drum 20.
  • the signal processing units 30 are connected to one another via individual lines and / or line bundles 32, so that data and / or signals can be transmitted between the signal processing units 30 via the lines or the line bundles 32.
  • the lines and / or line bundles 32 are preferably optical waveguides, such as glass fibers, or electrical lines.
  • the tubular traction unit 16 is passed through an opening in the interior winch drum 20, wherein the opening is sealed against penetrating water.
  • the towing unit 16 has at least one electrical supply line. Furthermore, the towing unit 16 has one or more data lines, by means of which received waterborne sound signals or measured sensor data are conducted by the towing unit 16 to the watercraft 2.
  • optical sensors and / or optoacoustic transducers within the tow unit 16 is conceivable.
  • water sound waves are converted by means of an optically active component, for example a photonic crystal, into a modulated optical signal and conducted by means of an optical waveguide through the towing unit 16 to the watercraft 2.
  • the electrical and / or optical lines of the towing unit 16 are fed inside the winch drum 20 to the interface module according to the invention for processing and forwarding the signals.
  • the processing takes place in the electronic components of the signal processing units 30 belonging to the interface module.
  • FIG. 4 shows a possible embodiment of a transmission device of the interface module as a sliding contact for the transmission of electrical signals.
  • the fixed conduit 28 is inserted into the relative to the conduit 28 rotatably mounted winch shaft 22, wherein the winch shaft 22 is formed for the most part hollow and connected to the winch drum 20.
  • the transmission device illustrated in FIG. 4 shows a sliding contact arranged within the winch shaft 22, in particular an electrical sliding contact, for establishing an electrical and / or optical connection between the moving parts.
  • the sliding contact has a first fixed body 34 which is fixedly connected to the conduit 28.
  • a second body 36 of the sliding contact is rotatably mounted relative to the first body 34.
  • an electrical sliding contact 38th is an electrical sliding contact 38th
  • the electrical leads are routed through the conduit 28 into the first fixed body 34 of the transfer device. Electrical signals and / or electrical energy are then transmitted via the sliding contact 38 to the rotating second body 36. Via electrical lines 40 are These signals and / or the electrical energy from the second body 36 through a cable feedthrough into the winch drum 20 out. From there, the lines 40 are supplied to the electronic components of the signal processing units 30. The leading out of the signals and / or electrical energy from the winch device takes place in an analogous manner.
  • the invention is not limited to the transmission device described above. Rather, any transmission devices are conceivable which are suitable for transmitting electrical and / or optical signals between relatively movable parts. This can be, for example, a rotary coupling for optical transmission in addition to the aforementioned sliding contact.
  • Fig. 5 shows a block diagram for explaining an embodiment of the invention for the operation of the signal processing unit of the interface module for the transmission mode of a towing sonar.
  • the transmission signal generation takes place by means of a signal generator.
  • the corresponding electrical transmission signal 45 is transferred to the interface module 46 via its transmission device.
  • a variety of power amplifiers are required to operate the transducers with many channels that are independent of each other.
  • the signal processing unit 30 of the interface module 46 has a multiplicity of power amplifiers in order to process the incoming signal such that the output power is greater than the corresponding input variable.
  • the processed signals 47 of the power amplifiers are input from the interface module 46 into the train unit 16.
  • Another embodiment of the invention provides to convert the generated transmission signal 45 in the interface module 46 by means of a suitable signal processing unit 30 into a corresponding optical signal 48.
  • the optical signal 48 is guided by means of a plurality of optical waveguides from the interface module 46 in the towing unit 16 to operate corresponding opto-acoustic transmitting transducer.
  • the conversion of electrical signals into optical signals in the interface module 46 has the advantage that a multiplicity of optical waveguides can be fed into the towing unit 16 without an optical connection between the rotating winch drum 20 and the signal processing unit 44 aboard the watercraft 2 for the latter To use variety of optical fibers.
  • Fig. 6 shows a block diagram for explaining an embodiment of the invention for the operation of the signal processing unit of the interface module for the receiving operation of a towing sonar.
  • electroacoustic transducers 16 are used to receive sound waves in the receiving antenna 8 of the towing unit 16, the electrical received signals 50 of the transducers within the interface module 46 are pre-amplified and digitized by means of the signal processing unit 30. The signals processed in this way can be transferred via the transmission device of the interface module 46 to the data processing unit 44 on board the watercraft 2.
  • the optical reception signals 50 are transmitted from the towing unit 16 to the interface module 46 via a plurality of optical lines.
  • the optical signals are transformed into electrical signals and digitized in order to transfer them via a suitable transmission device of the interface module 46 to the data processing unit 44 on board the watercraft 2.
  • Fig. 7 shows a block diagram for explaining an embodiment of the invention for the operation of the sensor evaluation of the interface module for the towed sonar.
  • a plurality of fiber Bragg grating sensors are arranged in the drag unit 16 for measuring strain within an optical waveguide.
  • the curvature of the antenna can be determined and carried out a precise location determination of the individual transducers.
  • the associated optical waveguides 54 are supplied by the towing unit 16 to the interface module 46, whose signal processing unit 30 carries out an evaluation of the sensors. The result of the evaluation is transmitted as an electrical signal 56 via the transmission device of the interface module 46 to the data processing unit 44 on board the watercraft 2.
  • the invention is not limited to the aforementioned fiber Bragg grating sensors. Rather, in the interface module 46, the signals of any sensors of the towing unit 16 can be evaluated.
  • the interior of the winch drum 20 is located on board the vessel 2.
  • chen spreader 18 for a towing unit 16 exploited. This results in a compact and space-saving arrangement of the sonar system, since part of the signal processing is already accommodated in the interface module 46.
  • the elements arranged in the interior of the winch drum 20 are advantageously protected against external disturbances, such as mechanical effects or weather influences.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Schnittstellenmodul (46) für eine akustische Unterwasserantenne (16) einer Sonaranlage, insbesondere eine Schleppantenne oder eine Vertikalantenne, zum Verarbeiten und Weiterleiten elektrischer und/oder optischer Signale zwischen der akustischen Unterwasserantenne (16) und wenigstens einer Datenverarbeitungseinheit und/oder Signalverarbeitungseinheit (44) an Bord eines Wasserfahrzeugs (2). Dabei weist das Schnittstellenmodul (46) einen oder mehrere Elektronikbausteine auf, welche derart ausgestaltet sind, um optische und/oder elektrische Signale zu verarbeiten. Ferner weist das Schnittstellenmodul (46) einen oder mehrere elektrische und/oder optische Kontakte auf, welche derart ausgestaltet sind, um eine elektrische und/oder optische Verbindung zwischen relativ zueinander beweglichen Teilen herzustellen. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Windeneinrichtung zum Ausbringen und Einholen einer akustischen Unterwasserantenne (16) mit einer drehbar gelagerten Windentrommel (20) und einem vorstehend genannten Schnittstellenmodul (46), welches im Inneren der Windentrommel (20) angeordnet ist, sowie eine Sonaranlage mit einer vorstehend genannten Windeneinrichtung und einem vorstehend genannten Schnittstellenmodul (46).

Description

Schnittstellenmodul für eine akustische
Unterwasserantenne, Windeneinrichtung mit derartigem
Schnittstellenmodul sowie Sonaranlage mit derartiger
Windeneinrichtung
Die vorliegende Erfindung liegt auf dem Gebiet der Verbringvorrichtungen, insbesondere Windeneinrichtungen, für akustische Unterwasserantennen auf Wasserfahrzeugen, mit deren Hilfe die Antenne ausgebracht, eingeholt und an Bord aufbewahrt werden kann.
Eine derartige akustische Unterwasserantenne wird als Sensor einer Sonaranlage zur seismischen Vermessung des Meeresgrundes von Forschungsfahrzeugen aus oder zur Ortung von Wasserfahrzeugen eingesetzt, indem Peilung, Entfernung, Geschwindigkeit und Kurs eines Ziels mittels der Sonaranlage bestimmt werden. Dabei wird die Unterwasserantenne als Schleppantenne beispielsweise von einem Wasserfahrzeug gezogen oder aber als Vertikalantenne von einem Wasserfahrzeug abgesenkt.
Gezogene Unterwasserantennen weisen bei einem Durchmesser von einem bis zu mehreren Zoll eine Länge von einigen 100 Metern auf und bilden zusammen mit der Sonaranlage ein Schleppsonar, welches aktiv oder passiv arbeiten kann. Dazu weist die Unterwasserantenne eine Vielzahl von elektroakustischen und/oder optoakustischen Wandlern auf, mit denen sie Wasserschallsignale empfängt oder Schallsignale ins Wasser aussendet. Auch Sensoren zur Ortsbestimmung einzelner Abschnitte der Unterwasserantenne sowie erforderliche Signal- und Versorgungsleitungen sind in der Unterwasserantenne angeordnet.
Ferner weist eine derartige herkömmliche Schleppantenne ein Schleppkabel, einen Senderschlauch bzw. Schleppkörper und/oder einen Empfängerschlauch, ein oder mehrere Dämpfungsmodule und ggf. ein Endstück zur Stabilisierung der Lage und Ausrichtung der Schleppantenne im Wasser auf und bildet als Ganzes eine schlauchförmige Schleppeinheit.
Zum Ausbringen und Einholen der Schleppeinheit vom Wasserfahrzeug aus ist an Bord des Wasserfahrzeugs eine Verbringvorrichtung, insbesondere eine Windeneinrichtung, vorhanden. Handelt es sich bei dem Schleppsonar um ein Aktivsonar mit einem Schleppkörper als akustisches Sendeteil, weist die Verbringvorrichtung üblicherweise eine weitere Windeneinrichtung für das Zugkabel sowie eine Versatzvorrichtung für den Schleppkörper auf.
Ein Aktivsonar mit einem Senderschlauch und einem Empfängerschlauch kann hingegen mit der gleichen Verbringvorrichtung ausgebracht und eingeholt werden, da der Senderschlauch und der Empfängerschlauch eine Schleppeinheit bilden. Dazu weist die Verbringvorrichtung eine Windentrommel in ausreichender Größe auf, um die gesamte Schleppeinheit aufzunehmen.
Aufgrund des großen Gewichtes und des geringen zulässigen Krümmungsradius' der Schleppeinheit ist eine große und schwere Windenkonstruktion erforderlich, um die gesamte Schleppeinheit sicher und stabil auf dem Wasserfahrzeug zu lagern. Eine derartige Windenkonstruktion weist daher üblicherweise eine Windentrommel mit einem großen Windentrommeldurchmesser auf.
Die Sonaranlage verfügt ferner über wenigstens eine an Bord des Wasserfahrzeugs befindliche Daten- bzw. Signalverarbeitungseinheit, welche mit der Schleppeinheit verbunden ist und die zu sendenden Signale erzeugt und/oder die gewonnenen Sonardaten verarbeitet, um beispielsweise ein Lagebild anderer Wasserfahrzeuge zu erhalten.
Um die Sendewandler im Senderschlauch oder im Schleppkörper mit vielen Kanälen, voneinander unabhängig, d.h. phasenverzögert, zu betreiben, sind eine Vielzahl von Leistungsverstärkern notwendig, welche herkömmlicherweise in einer Verstärkereinheit der Signalverarbeitungseinheit an Bord des Wasserfahrzeugs untergebracht sind. Eine derartige Signalübertragung zwischen den an Bord befindlichen Einheiten und der Schleppeinheit erfordert jedoch in Abhängigkeit der Kanalanzahl und der Anzahl der Sensoren der Schleppeinheit eine große Anzahl von elektrischen Kontakten, insbesondere Schleifringkontakten, an der Windeneinrichtung, um die Signale über die drehbar gelagerte Windentrommel in die Schleppeinheit einzuspeisen.
Der Erfindung liegt daher das Problem zugrunde, die Anzahl der elektrischen und/oder optischen Kontakte zwischen den relativ zueinander beweglichen Teilen zu reduzieren, wobei die Kontakte eine elektrische und/oder optische Verbindung zwischen der Schleppeinheit und den an Bord befindlichen Einheiten, wie beispielsweise Datenverarbeitungseinheit und Signalverarbeitungseinheit herstellen.
Die Erfindung löst dieses Problem mit einem Schnittstellenmodul für eine akustische Unterwasserantenne, insbesondere Schleppantenne oder Vertikalantenne, zur Verarbeitung und Weiterleitung elektrischer und/oder optischer Signale zwischen der akustischen Unterwasserantenne und wenigstens einer Datenverarbeitungseinheit und/oder Signalverarbeitungseinheit an Bord eines Wasserfahrzeugs. Das erfindungsgemäße Schnittstellenmodul weist dazu ein oder mehrere Elektronikbausteine auf, welche derart ausgestaltet sind, um optische und/oder elektrische Signale zu verarbeiten.
Das erfindungsgemäße Schnittstellenmodul weist ferner ein oder mehrere elektrische und/oder optische Kontakte auf, welche derart ausgestaltet sind, um eine elektrische und/oder optische Verbindung zwischen relativ zueinander beweglichen, insbesondere rotierenden, Teilen herzustellen.
Durch den Elektronikbaustein bzw. die Elektronikbausteine innerhalb des Schnittstellenmoduls entsteht der Vorteil, dass weniger elektrische und/oder optische Verbindungen zwischen der akustischen Unterwasserantenne bzw. der Schleppeinheit und der Daten- oder Signalverarbeitungseinheit benötigt werden, da ein Teil der Signalverarbeitung, insbesondere die Vorverarbeitung der Signale, bereits in dem Elektronikbaustein innerhalb des Schnittstellenmoduls erfolgt. Die erfindungsgemäße Ausgestaltung des einen bzw. der mehreren elektrischen und/oder optischen Kontakte ermöglicht vorteilhaft eine direkte Verbindung des erfindungsgemäßen Schnittstellenmoduls an der Schleppeinheit, obwohl die Schleppeinheit über relativ zueinander bewegliche, insbesondere rotierende, Teile mit der Daten- bzw. Signalverarbeitungseinheit an Bord des Wasserfahrzeugs verbunden ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der wenigstens eine Elektronikbaustein des Schnittstellenmoduls als Leistungsverstärker ausgebildet und derart ausgestaltet, um elektrische Signale innerhalb des Schnittstellenmoduls zu verstärken.
Um vorhandene Sendewandler einer Schleppeinheit über viele Kanäle voneinander unabhängig zu betreiben, sind eine Vielzahl von Leistungsverstärkern notwendig. Werden diese Leistungsverstärker innerhalb des Schnittstellenmoduls angeordnet, werden vorteilhaft weniger elektrische Kontakte, insbesondere Schleifkontakte, zwischen den rotierenden Teilen benötigt.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der wenigstens eine Elektronikbaustein des Schnittstellenmoduls als Signalverarbeitungsbaustein ausgebildet, wobei der Signalverarbeitungsbaustein einen Analog- Digital-Wandler und/oder einen Digital-Analog-Wandler aufweist.
Die Digital-Analog-Umwandlung der Signale erfolgt im Rahmen der Vorverarbeitung, um eine digital codierte Information, beispielsweise ein erzeugtes Sendesignal, in eine Form zu bringen, die ein analog arbeitendes Gerät verstehen kann, beispielsweise eine sinusförmige Wechselspannung an einem Sendewandler zum Erzeugen von Schallwellen. Die Digital-Analog-Umwandlung im Schnittstellenmodul ermöglicht vorteilhaft eine schnelle Signalübertragung eines oder mehrerer erzeugter Sendesignale über einen gemeinsamen Datenbus.
Die Analog-Digital-Umwandlung erfolgt ebenfalls im Rahmen der Vorverarbeitung, um die elektrischen Empfangssignale der Sensoren der Schleppeinheit zur Datenübertragung über einen zentralen Datenbus zu digitalisieren. Herkömmli- cherweise erfolgt die Analog-Digital-Umwandlung in Wandlernähe innerhalb der Schleppeinheit. Bei einer Auslagerung dieser Analog-Digital-Umwandlung in das Schnittstellenmodul ist vorteilhaft ein kleinerer Querschnitt der Schleppeinheit möglich.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der wenigstens eine Elektronikbaustein des Schnittstellenmoduls als Transformationseinheit ausgebildet und derart ausgestaltet, um elektrische Signale in optische Signale umzuwandeln bzw. optische Signale in elektrische Signale umzuwandeln.
Die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Elektronikbausteins als Transformationseinheit hat den Vorteil, bereits innerhalb des Schnittstellenmoduls eine Anpassung an das zu verwendende Übertragungsmedium, wie bspw. Lichtwellenleiter bzw. Glasfaserkabel oder elektrisches Kabel o.ä., vorzunehmen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der wenigstens eine Elektronikbaustein des Schnittstellenmoduls als Signalverarbeitungsbaustein ausgebildet, welcher derart ausgestaltet ist, um Signale von Sensoren innerhalb der akustischen Unterwasserantenne auszuwerten. Dadurch erfolgt eine Sensorauswertung vorteilhaft bereits innerhalb des Schnittstellenmoduls. Somit braucht aus dem Schnittstellenmodul lediglich eine Datenleitung anstatt einer Vielzahl von einzelnen Sensorleitungen zur Datenverarbeitungseinheit an Bord des Wasserfahrzeugs herausgeführt zu werden.
Des Weiteren löst die Erfindung o.g. Problem durch eine Windeneinrichtung zum Ausbringen und Einholen einer akustischen Unterwasserantenne, insbesondere Schleppantenne oder Vertikalantenne, mit einer drehbar gelagerten Windentrommel, welche im Inneren zumindest teilweise hohl ist, und einem erfindungsgemäßen Schnittstellenmodul, welches im Inneren der Windentrommel angeordnet ist.
Die Auslagerung verschiedener Signalverarbeitungsaufgaben aus der Signalverarbeitungseinheit an Bord des Wasserfahrzeugs in das Schnittstellenmodul, welches innerhalb der Windentrommel untergebracht ist, führt vorteilhaft zu einer Verringerung der Kontakte für die elektrische und/oder optische Verbindung zwischen den relativ zueinander beweglichen Teilen der Windeneinrichtung für eine Daten- bzw. Signalübertragung zwischen der Schleppeinheit und der Daten- bzw. Signalverarbeitungseinheit an Bord des Wasserfahrzeugs, wodurch vorteilhaft geringere Herstellungskosten entstehen.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bildet der wenigstens eine elektrische Kontakt des Schnittstellenmoduls eine Übertragungseinrichtung zur Übertragung elektrischer Signale und ist derart ausgestaltet, um eine elektrische Verbindung zwischen wenigstens einem Elektronikbaustein im Inneren der drehbar gelagerten Windentrommel und einem Kontakt in einer feststehenden Leitungsausführung der Windentrommel herzustellen. Dabei ist der wenigstens eine elektrische Kontakt bevorzugt als Gleitkontakt, insbesondere Schleifringkontakt, ausgebildet. Die elektrische Übertragung kann beispielsweise mit einem feststehenden Innenring und einem um den Innenring rotierenden und in Schleifkontakt mit dem Innenring stehenden Außenring erfolgen. Derartige Schleifringkontakte zeichnen sich vorteilhaft durch eine hohe Zuverlässigkeit und geringe Wartungskosten aus.
Bei der vorstehend genannten Übertragungseinrichtung bleibt vorteilhaft die Anzahl der Gleitkontakte bei einer Änderung der Kanalanzahl für die Sendewandler innerhalb der Schleppeinheit unberührt, da die zugehörige Signalverarbeitung im Schnittstellenmodul erfolgt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bildet der wenigstens eine optische Kontakt des Schnittstellenmoduls eine Übertragungseinrichtung zur Übertragung optischer Signale und ist derart ausgestaltet, um eine optische Verbindung zur Weiterleitung optischer Signale zwischen dem Inneren der drehbar gelagerten Windentrommel und einer feststehenden Leitungsausführung der Windentrommel herzustellen.
Eine derartige optische Schnittstelle wird bevorzugt mittels Drehkupplung oder Drehübertrager hergestellt. Dadurch lassen sich vorteilhaft große Mengen an Daten übertragen. Schließlich löst die Erfindung o.g. Problem durch eine Sonaranlage mit einer akustischen Unterwasserantenne und wenigstens einer vorstehend erläuterten Windeneinrichtung zum Ausbringen und Einholen eines Schleppkörpers und/oder der akustischen Unterwasserantenne, wobei die Windeneinrichtung ein vorstehend erläutertes Schnittstellenmodul aufweist.
Durch die erfindungsgemäße Sonaranlage mit der vorstehend erläuterten Windeneinrichtung wird das gesamte Sonarsystem modularer. Die Signalverarbeitungseinheit an Bord des Wasserfahrzeugs verringert sich vorteilhaft um die Komponenten, welche nunmehr im Schnittstellenmodul im Inneren der Windentrommel angeordnet sind. Bevorzugt umfasst die Signalverarbeitungseinheit an Bord des Wasserfahrzeugs lediglich die Sendesignalerzeugung und die integrierte Stromerzeugung. Das hat den Vorteil, dass das Sonarsystem unabhängig vom Schiff ist und ein schneller flexibler Einsatz des Sonarsystems erfolgen kann.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus den anhand der anliegenden Zeichnung näher erläuterten Ausführungsbeispielen. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 ein Wasserfahrzeug mit einer nachgeschleppten Schleppeinheit mit Sendeantenne und Empfangsantenne,
Fig. 2 eine Windeneinrichtung einer Verbringvorrichtung,
Fig. 3 einen Querschnitt durch eine Windentrommel,
Fig. 4 einen Gleitkontakt des Schnittstellenmoduls,
Fig. 5 ein Blockschaltbild zur Erläuterung der Funktionsweise des
Schnittstellenmoduls im Sendebetrieb des Schleppsonars,
Fig. 6 ein Blockschaltbild zur Erläuterung der Funktionsweise des
Schnittstellenmoduls im Empfangsbetrieb des Schleppsonars und Fig. 7 ein Blockschaltbild zur Erläuterung der Funktionsweise des
Schnittstellenmoduls zur Sensorauswertung des Schleppsonars.
Fig. 1 zeigt ein Wasserfahrzeug 2, welches hier als Überwasser- oder Oberflächenschiff dargestellt ist, aber auch ein U-Boot sein kann. Es ist mit einer Sonar- anlage ausgestattet, wobei die Sonaranlage beispielsweise zum Bestimmen von Zieldaten eines weiteren Wasserfahrzeugs geeignet ist. Dazu werden Schallsignale in das umgebende Wasser 4 mit einer Sendeantenne 6 ausgesendet und reflektierte Anteile dieser Schallsignale mit einer Empfangsantenne 8 empfangen.
Sendeantenne 6 und Empfangsantenne 8 bilden zusammen mit einem Schleppkabel 10, Dämpfungsmodulen 12 und einem Endstück zur Stabilisierung 14 eine akustische Unterwasserantenne 16, nachfolgend auch Schleppeinheit 16 genannt.
Die schlauchförmige Schleppeinheit 16, deren Außenhülle vorzugsweise aus Polyurethan oder Polyethylen besteht, weist eine Vielzahl von elektroakustischen und/oder optoakustischen Wandlern auf, welche durch elektrische Leitungen o- der Lichtleitfasern zur Stromversorgung und Stromleitung miteinander verbunden sind. Signale werden durch die Schleppeinheit 16 über entsprechende Stromanschlüsse im Innern der Schleppeinheit 16 zum Wasserfahrzeug 2 übertragen und an Bord des Wasserfahrzeugs 2 weiterverarbeitet.
Zum Einholen und Ausbringen der Schleppeinheit 16 ist auf dem Deck des Wasserfahrzeugs 2 eine Verbringvorrichtung 18 installiert. Die Verbringvorrichtung 18 umfasst eine in Fig. 2 detailliert dargestellte Windeneinrichtung zum Aufnehmen der Schleppeinheit 16.
Die Erfindung ist jedoch nicht auf eine Schleppeinheit 16, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist, beschränkt. Beispielsweise ist gemäß einer hier nicht weiter dargestellten Ausführungsform eine Verwendung eines Schleppkörpers als Sendeantenne denkbar. Zum Ausbringen und Einholen des Schleppkörpers und der Empfangsantenne vom Wasserfahrzeug aus ist an Bord eine Verbringvorrichtung vorhanden mit einer Windeneinrichtung für das Zugkabel, einer weiteren Windeneinrichtung für die Empfangsantenne und einer Versatzvorrichtung für den Schleppkörper. Ebenso ist die Verwendung einer Schleppeinheit denkbar, welche zum passiven Betrieb lediglich eine Empfangsantenne aufweist.
Fig. 2 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform einer Windeneinrichtung einer an Bord eines Wasserfahrzeugs 2 angebrachten Verbringvorrichtung 18. Die Windeneinrichtung weist eine Windentrommel 20 mit einer Windenwelle 22 auf, wobei die Windentrommel 20 über die Windenwelle 22 drehbar an einem stationären Bezugsrahmen 24 befestigt ist, welcher derart ausgelegt ist, um hohe Zugkräfte bzw. Zugmomente aufzunehmen, die bei ausgelegter Schleppeinheit 16 auf die Windeneinrichtung wirken. Ferner weist die Windeneinrichtung einen hier nicht weiter dargestellten elektrischen Antrieb sowie einen Führungsschlitten 26 zur Führung der Schleppeinheit 16 auf.
Während des Ausbringvorgangs der Schleppeinheit 16 in das umgebende Gewässer 4 wird die Schleppeinheit 16 durch Drehen der Windentrommel 20 von dieser abgerollt. Zum Einholen der Schleppeinheit 16 wird diese durch Drehen der Windentrommel 20 auf die Windentrommel 20 aufgerollt.
Um eine elektrische und/oder optische Verbindung zwischen der rotierenden Windentrommel 20 und dem relativ dazu feststehenden Teilen der Windeneinrichtung herzustellen, verläuft innerhalb der rotierenden Windenwelle 22 koaxial ein feststehendes Leitungsrohr 28. Das Leitungsrohr 28 führt elektrische und/oder optische Leitungen aus der Windeneinrichtung zu einer nicht weiter dargestellten Daten- bzw. Signalverarbeitungseinheit an Bord des Wasserfahrzeugs 2.
Entsprechend der Erfindung weist die Windentrommel 20 einen Hohlraum im Inneren auf, welcher vorteilhaft ausgenutzt wird, um einen oder mehrere Elektronikbausteine des erfindungsgemäßen Schnittstellenmoduls aufzunehmen. Diese Elektronikbausteine sind über das Leitungsrohr 28 elektrisch und/oder optisch mit der Daten- bzw. Signalverarbeitungseinheit an Bord des Wasserfahrzeugs 2 verbunden.
Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch die Windentrommel 20 und zwar senkrecht zur Drehachse der Windenwelle 22. Im Inneren der Windentrommel 20 sind vier Signalverarbeitungseinheiten 30 gleichmäßig angeordnet. Die Erfindung ist jedoch nicht auf eine derartige Anordnung beschränkt. Vielmehr können beliebig viele Signalverarbeitungseinheiten 30 oder auch nur eine einzige Signalverarbeitungseinheit beliebig innerhalb der Windentrommel 20 angeordnet sein.
Die Signalverarbeitungseinheiten 30 sind über einzelne Leitungen und/oder Leitungsbündel 32 miteinander verbunden, so dass Daten und/oder Signale zwischen den Signalverarbeitungseinheiten 30 über die Leitungen bzw. die Leitungsbündel 32 übertragen werden können. Dabei handelt es sich bei den Leitungen und/oder Leitungsbündeln 32 bevorzugt um Lichtwellenleiter, wie beispielsweise Glasfasern, oder um elektrische Leitungen.
Die schlauchförmige Schleppeinheit 16 wird durch eine Öffnung in das Innere Windentrommel 20 geführt, wobei die Öffnung gegen eindringendes Wasser abgedichtet ist.
Zur Versorgung der Sensoren und/oder der elektroakustischen Wandler innerhalb der Schleppeinheit 16 mit elektrischer Energie weist die Schleppeinheit 16 mindestens eine elektrische Versorgungsleitung auf. Ferner weist die Schleppeinheit 16 ein oder mehrere Datenleitungen auf, mittels derer empfangene Wasserschallsignale oder gemessene Sensordaten durch die Schleppeinheit 16 zum Wasserfahrzeug 2 geleitet werden.
Ebenso ist eine Verwendung von optischen Sensoren und/oder optoakustischen Wandlern innerhalb der Schleppeinheit 16 denkbar. Dabei werden Wasserschallwellen mittels eines optisch wirksamen Bauelementes, beispielsweise eines photonischen Kristalls, in ein moduliertes optisches Signal umgewandelt und mittels eines Lichtwellenleiters durch die Schleppeinheit 16 zum Wasserfahrzeug 2 geleitet. Die elektrischen und/oder optischen Leitungen der Schleppeinheit 16 werden im Inneren der Windentrommel 20 dem erfindungsgemäßen Schnittstellenmodul zur Verarbeitung und Weiterleitung der Signale zugeführt. Die Verarbeitung erfolgt in den zum Schnittstellenmodul gehörenden Elektronikbausteinen der Signalverarbeitungseinheiten 30.
Über eine elektrische und/oder optische Verbindung des Schnittstellenmoduls zwischen der rotierenden Windentrommel 20 und dem dazu feststehenden Leitungsrohr 28, welches aus der Windenwelle 22 hinausgeführt wird, werden die Daten bzw. Signale zwischen der Schleppeinheit 16 und der Daten- bzw. Signalverarbeitungseinheit an Bord des Wasserfahrzeugs 2 übertragen.
Fig. 4 zeigt eine mögliche Ausführungsform einer Übertragungseinrichtung des Schnittstellenmoduls als Gleitkontakt zur Übertragung von elektrischen Signalen. Dabei ist das feststehende Leitungsrohr 28 in die relativ zum Leitungsrohr 28 drehbar gelagerten Windenwelle 22 eingeführt, wobei die Windenwelle 22 zum überwiegenden Teil hohl ausgebildet und mit der Windentrommel 20 verbunden ist.
Die in Fig. 4 dargestellte Übertragungseinrichtung zeigt einen innerhalb der Windenwelle 22 angeordneten Gleitkontakt, insbesondere einen elektrischen Schleifkontakt, zum Herstellen einer elektrischen und/oder optischen Verbindung zwischen den beweglichen Teilen.
Der Gleitkontakt weist einen ersten feststehenden Körper 34 auf, der mit dem Leitungsrohr 28 fest verbunden ist. Ein zweiter Körper 36 des Gleitkontaktes ist drehbar gegenüber dem ersten Körper 34 gelagert. Zwischen dem ersten Körper 34 und dem zweiten Körper 36 besteht ein elektrischer Schleifkontakt 38.
Die elektrischen Leitungen werden durch das Leitungsrohr 28 in den ersten feststehenden Körper 34 der Übertragungseinrichtung geführt. Elektrische Signale und/oder elektrische Energie werden dann über den Schleifkontakt 38 auf den rotierenden zweiten Körper 36 übertragen. Über elektrische Leitungen 40 werden diese Signale und/oder die elektrische Energie aus dem zweiten Körper 36 durch eine Leitungsdurchführung in die Windentrommel 20 geführt. Von dort werden die Leitungen 40 den Elektronikbausteinen der Signalverarbeitungseinheiten 30 zugeführt. Das Hinausführen der Signale und/oder elektrischen Energie aus der Windeneinrichtung erfolgt in analoger Weise.
Die Erfindung ist jedoch nicht auf die vorstehend beschriebene Übertragungseinrichtung beschränkt. Vielmehr sind jedwede Übertragungseinrichtungen denkbar, die geeignet sind, elektrische und/oder optische Signale zwischen relativ zueinander beweglichen Teilen zu übertragen. Dies kann neben dem genannten Schleifkontakt beispielsweise auch eine Drehkupplung für eine optische Übertragung sein.
Fig. 5 zeigt ein Blockschaltbild zur Erläuterung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung zur Funktionsweise der Signalverarbeitungseinheit des Schnittstellenmoduls für den Sendebetrieb eines Schleppsonars.
Innerhalb der Signalverarbeitungseinheit 44 an Bord des Wasserfahrzeugs 2 erfolgt mittels eines Signalgenerators die Sendesignalerzeugung. Das entsprechende elektrische Sendesignal 45 wird dem Schnittstellenmodul 46 über dessen Übertragungseinrichtung übergeben. Damit die Schallwandler des Schleppsonars gerichtete Schallstrahlen senden können, sind eine Vielzahl von Leistungsverstärkern notwendig, um die Sendewandler mit vielen Kanälen, die voneinander unabhängig sind, zu betreiben.
Dazu weist die Signalverarbeitungseinheit 30 des Schnittstellenmoduls 46 eine Vielzahl von Leistungsverstärkern auf, um das eingehende Signal derart zu verarbeiten, dass die Ausgangsleistung größer ist als die entsprechende Eingangsgröße. Die verarbeiteten Signale 47 der Leistungsverstärker werden aus dem Schnittstellenmodul 46 in die Schleppeinheit 16 gegeben.
Durch die Unterbringung der Leistungsverstärker in dem Schnittstellenmodul 46 entfällt die herkömmlicherweise benötigte hohe Anzahl an Schleifkontakte an der Windeneinrichtung, da sich die Leistungsverstärker in der Windentrommel 20 mitdrehen.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, das erzeugte Sendesignal 45 in dem Schnittstellenmodul 46 mittels einer geeigneten Signalverarbeitungseinheit 30 in ein entsprechendes optisches Signal 48 umzuwandeln. Das optische Signal 48 wird mittels einer Vielzahl von Lichtwellenleitern von dem Schnittstellenmodul 46 in die Schleppeinheit 16 geführt, um entsprechende optoakustische Sendewandler zu betreiben.
Die Umwandlung von elektrischen Signalen in optische Signale in dem Schnittstellenmodul 46 hat dabei den Vorteil, dass eine Vielzahl von Lichtwellenleiter in die Schleppeinheit 16 eingespeist werden können, ohne eine optische Verbindung zwischen der rotierenden Windentrommel 20 und der Signalverarbeitungseinheit 44 an Bord des Wasserfahrzeugs 2 für diese Vielzahl von Lichtwellenleitern zu verwenden.
Fig. 6 zeigt ein Blockschaltbild zur Erläuterung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung zur Funktionsweise der Signalverarbeitungseinheit des Schnittstellenmoduls für den Empfangsbetrieb eines Schleppsonars.
Werden für den Empfang von Schallwellen in der Empfangsantenne 8 der Schleppeinheit 16 elektroakustische Wandler eingesetzt, werden die elektrischen Empfangssignale 50 der Wandler innerhalb des Schnittstellenmoduls 46 mittels der Signalverarbeitungseinheit 30 vorverstärkt und digitalisiert. Die derart verarbeiteten Signale können über die Übertragungseinrichtung des Schnittstellenmoduls 46 an die Datenverarbeitungseinheit 44 an Bord des Wasserfahrzeugs 2 übergeben werden.
Es ist jedoch auch denkbar, die elektrischen Empfangssignale 50 der Wandler innerhalb des Schnittstellenmoduls 46 mittels der Signalverarbeitungseinheit 30 in optische Signale zu transformieren, um diese mittels eines zentralen Lichtwellenleiters 52 über eine geeignete Übertragungseinrichtung des Schnittstellenmo- duls 46 der Datenverarbeitungseinheit 44 an Bord des Wasserfahrzeugs 2 zu übergeben.
Ebenso ist die Verwendung von optoakustischen Wandlern in der Empfangsantenne 8 der Schleppeinheit 16 denkbar. Hierbei werden die optischen Empfangsignale 50 über eine Vielzahl optischer Leitungen von der Schleppeinheit 16 dem Schnittstellenmodul 46 übergeben. Innerhalb der Signalverarbeitungseinheit 30 des Schnittstellenmoduls werden die optischen Signale in elektrische Signale transformiert und digitalisiert, um diese über eine geeignete Übertragungseinrichtung des Schnittstellenmoduls 46 an die Datenverarbeitungseinheit 44 an Bord des Wasserfahrzeugs 2 zu übergeben.
Fig. 7 zeigt ein Blockschaltbild zur Erläuterung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung zur Funktionsweise der Sensorauswertung des Schnittstellenmoduls für das Schleppsonar.
In diesem Ausführungsbeispiel sind eine Vielzahl Faser-Bragg-Gitter-Sensoren in der Schleppeinheit 16 zum Messen der Dehnung innerhalb eines Lichtwellenleiters angeordnet. Anhand der sich infolge der Dehnung ändernden Wellenlänge des reflektierten und/oder transmittierten Lichts kann die Krümmung der Antenne bestimmt werden und eine genaue Lageermittlung der einzelnen Wandler erfolgen. Zur Auswertung der Faser-Bragg-Gitter-Sensoren werden die zugehörigen Lichtwellenleiter 54 von der Schleppeinheit 16 dem Schnittstellenmodul 46 zugeführt, dessen Signalverarbeitungseinheit 30 eine Auswertung der Sensoren durchführt. Das Ergebnis der Auswertung wird als elektrisches Signal 56 über die Übertragungseinrichtung des Schnittstellenmoduls 46 an die Datenverarbeitungseinheit 44 an Bord des Wasserfahrzeugs 2 übergeben.
Die Erfindung ist jedoch nicht auf die vorstehend genannten Faser-Bragg-Gitter- Sensoren beschränkt. Vielmehr können in dem Schnittstellenmodul 46 die Signale jedweder Sensoren der Schleppeinheit 16 ausgewertet werden.
Vorteilhaft wird mittels des erfindungsgemäßen Schnittstellenmoduls 46 der Innenraum der Windentrommel 20 einer an Bord des Wasserfahrzeugs 2 befindli- chen Verbringvorrichtung 18 für eine Schleppeinheit 16 ausgenutzt. Daraus ergibt sich eine kompakte und platzsparende Anordnung des Sonarsystems, da ein Teil der Signalverarbeitung bereits in dem Schnittstellenmodul 46 untergebracht ist.
Ferner sind die im Innenraum der Windentrommel 20 angeordneten Elemente vorteilhaft gegenüber äu ßere Störungen, wie mechanische Einwirkungen oder Witterungseinflüssen, besonders geschützt.
Sämtliche in der vorstehenden Beschreibung sowie in den Ansprüchen genannten Merkmale sind erfindungsgemäß sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander einsetzbar. Die Offenbarung der Erfindung ist daher nicht auf die beschriebenen bzw. beanspruchten Merkmalskombinationen beschränkt. Vielmehr sind alle Kombinationen von Einzelmerkmalen als offenbart zu betrachten.

Claims

Ansprüche
Schnittstellenmodul für eine akustische Unterwasserantenne zur Verarbeitung und Weiterleitung elektrischer und/oder optischer Signale zwischen der akustischen Unterwasserantenne (16) und wenigstens einer Datenverarbeitungseinheit und/oder Signalverarbeitungseinheit (44), welches aufweist:
ein oder mehrere Elektronikbausteine, welche derart ausgestaltet sind, um optische und/oder elektrische Signale zu verarbeiten,
ein oder mehrere elektrische und/oder optische Kontakte, welche derart ausgestaltet sind, um eine elektrische und/oder optische Verbindung zwischen relativ zueinander beweglichen, insbesondere rotierenden, Teilen herzustellen.
Schnittstellenmodul nach Anspruch 1
gekennzeichnet durch
eine Ausgestaltung des wenigstens einen Elektronikbausteins als Leistungsverstärker zum Verstärken von elektrischen Signalen im Schnittstellenmodul (46).
Schnittstellenmodul nach Anspruch 1 oder 2,
gekennzeichnet durch
eine Ausgestaltung des wenigstens einen Elektronikbausteins als Signalverarbeitungsbaustein, wobei der Signalverarbeitungsbaustein ein Ana- log-Digital-Wandler und/oder Digital-Analog-Wandler aufweist.
Schnittstellenmodul nach einem der vorstehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch
eine Ausgestaltung des wenigstens einen Elektronikbausteins als Transformationseinheit zur Umwandlung von elektrischen Signalen in optische Signale und/oder eine Transformationseinheit zur Umwandlung von optischen Signalen in elektrische Signale. Schnittstellenmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch
eine Ausgestaltung des wenigstens einen Elektronikbausteins als Signalverarbeitungsbaustein, wobei der Signalverarbeitungsbaustein derart ausgestaltet ist, um Signale von Sensoren innerhalb der akustischen Unterwasserantenne (16) auszuwerfen.
Windeneinrichtung zum Ausbringen und Einholen einer akustischen Unterwasserantenne (16) mit wenigstens einer drehbar gelagerten Windentrommel (20), welche im Inneren zumindest teilweise hohl ist, und einem Schnittstellenmodul (46) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Schnittstellenmodul (46) im Inneren der Windentrommel (20) angeordnet ist.
Windeneinrichtung nach Anspruch 6,
gekennzeichnet durch
eine Ausgestaltung des wenigstens einen elektrischen Kontaktes derart, um eine elektrische Verbindung zwischen wenigstens einem Elektronikbaustein im Inneren der drehbar gelagerten Windentrommel (20) und einem Kontakt in einer feststehenden Leitungsausführung (28) der Windentrommel (20) herzustellen.
Windeneinrichtung nach Anspruch 6,
gekennzeichnet durch
eine Ausgestaltung des wenigstens einen optischen Kontaktes derart, um eine optische Verbindung zur Weiterleitung optischer Signale zwischen dem Inneren der drehbar gelagerten Windentrommel (20) und einer feststehenden Leitungsausführung der Windentrommel (20) herzustellen.
Sonaranlage mit einer akustischen Unterwasserantenne (16) und einer Windeneinrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8 zum Ausbringen und Einholen der akustischen Unterwasserantenne (16), wobei die Windeneinrichtung ein Schnittstellenmodul (46) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 aufweist.
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