WO2017063631A1 - Verfahren zum kompensieren einer kabeleigenschaft eines unterwasserkabels sowie unterwasserkabel und wasserfahrzeug - Google Patents

Verfahren zum kompensieren einer kabeleigenschaft eines unterwasserkabels sowie unterwasserkabel und wasserfahrzeug Download PDF

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    • G01V1/38—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting specially adapted for water-covered areas

Definitions

  • the invention relates to a method for compensating a cable characteristic of an underwater cable as well as an underwater cable and a watercraft.
  • Towing antennas such as those used for the detection of low-frequency underwater sound signals, may have a considerable length [500m-1500m]. This has the consequence, in particular, that the cable with the hydrophones extends over different layers of water. As a result, the cable is subjected to different pressures. In addition, individual layers of water can be different
  • Temperatures and / or salinity have, which can also act on the towed antenna and thus the cable.
  • the object of the invention is to improve the state of the art.
  • the object is achieved by a method for compensating a cable characteristic of a
  • Underwater cable wherein the underwater cable has at least one pair of conductors and a terminating resistor and by means of the conductor pair is a digital signal transmission of a digital signal, wherein the digital signal added redundancy information and the
  • Redundancy information is evaluated so that an evaluation result is present, using the
  • “Compensating” is to be understood in particular as the setting of a terminating resistor, so that the transmitted digital signal with the corresponding redundancies corresponds to an expected signal (progression) .
  • This compensation can be effected, in particular, by means of electronic computers and associated software, which is a current signal This can be compared, for example, in an electronic circuit or in an FPGA (Field Programmable Gate Array).
  • a "cable characteristic" represents in particular a single or a whole property of the underwater cable, which is determined by the external existing influences or earlier influences on the underwater cable and the cable construction itself In a simple variant this cable property is the complex resistance of the conductor pair.
  • the "underwater cable” is in particular the part of a towed aerial antenna occupied by hydrophones
  • passive hydrophones which can detect low frequencies in particular by electronic evaluation, are arranged one after the other in such a trailing-console antenna. The longer the towed antenna and the more hydrophones it has, the higher the resolution of the signals and can be the depth of the received frequencies.
  • the "digital signal transmission" transmits digital signals, in particular to the hydrophones, digitally to an evaluation unit, which is located, for example, on a boat which draws the towed antenna, whereby in particular the signals applied to the hydrophones can be electronically determined and signal processed Signal conditioning are basically the analogue
  • the power supply of the individual sensors -hier hydrophone- and the transport of the information and signals to be evaluated are ensured via the "pair of conductors."
  • the pair of conductors can be designed as coaxial cable.
  • a "terminating resistor” (also called equivalent load, dummy load or short termination) is also referred to as the technical design (usually in the form of a plug) of a high-frequency capable resistor, for example, for measuring purposes or to avoid reflections as a load to a signal source or line is connected.
  • Termination resistors can be constructed with low inductance, in which case, in particular, uncoiluted sheet resistors or ground resistors are used.
  • the terminating resistor is constructed in particular such that its values for ohmic resistance, inductance and / or capacitance are adjustable. For example, this may be one of the techniques of adaptive impedance matching based on ferromagnetic or semiconductor components
  • Capacitance diodes or special circuits with operational amplifiers are used.
  • a "digital signal” comprises a signal which digitally describes the information or measured values to be transmitted.
  • a "redundancy information" is in particular a signal which adds further information to the actual signal to be transmitted
  • Redundancy information is not used in particular for the transmission of information as such, but should allow, in particular for a receiver, that the signals which carry the information are correctly evaluated.
  • redundancy information is known in mobile radio standards such as UMTS or LTE, by means of which, in particular, concepts such as channel estimation are realized.
  • An "evaluation result” is in particular a difference between the expected signal and a specific (measured) signal this evaluation result determined by a computer or an integrated circuit.
  • this evaluation result determined by a computer or an integrated circuit.
  • the characteristics of the signal to be expected are stored in a memory. By comparing measured characteristics and the stored characteristics, setting of the terminating resistor can be initiated.
  • the "adjustment" of the terminating resistor includes, in particular, the imposing of definite values for ohmic resistance, inductance and / or capacitance
  • a control or a regulation is included, in which the controller carrying out the regulation (eg computer) compares within a control loop running the signal of the reference variable (setpoint, here the stored characteristics) with the measured and feedback control variable (actual value, here the measured characteristics) and determine from the difference between the two variables - the control deviation (control difference) - a manipulated variable (ohmic Resistance, inductance and / or capacitance), which influences the controlled system so that the control deviation in the steady state to a minimum.
  • the underwater cable may have other conductors over which the digital signal transmission takes place.
  • one part of the conductors for the power supply and another part for the digital signal transmission can be used.
  • the pair of conductors and the other conductors can for example form an electronic bus system, an example of such a bus system are RS485 and M-LVDS.
  • Submersible cables as used in dragons, may have different parameters such as density, temperature and pressure affecting cable characteristics.
  • supplementary measurements can be carried out.
  • temperature sensors such as Pt100 sensors can locally determine the temperature of the underwater cable.
  • Submarine cable is known, can already be compensated, so that, for example, the influence of the pressure must be compensated. This can speed up the compensation.
  • Supplementary information can be in particular information regarding temperature, temperature distribution, pressure, pressure distribution, salinity and / or
  • Salinity distribution include.
  • the underwater cable has a sensor, in particular a hydrophone, or a plurality of sensors, in particular a hydrophone array, which by means of the conductor pair or the queried and / or supplied with electronic energy.
  • the hydrophone may in particular be a passive but also an active hydrophone. In such hydrophones generate in particular
  • Such hydrophones generally have piezoceramics which can correspondingly convert the signals.
  • the individual hydrophones and sensors can, of course, have their own evaluation electronics which, for example, already have signal processing and realize the conversion into a digital signal.
  • Submarine cable segments is constructed to use that may have the underwater cable route segments for which the process is carried out separately.
  • forward feather correction is a technique that serves to lower the error rate in the storage and transmission of digital data, and thus constitutes an error correction method.
  • This forward correction is particularly in the context of channel coding and is a part of the coding theory. Redundancy can be added to the digital and initially source-coded signal on the transmitter side (here, for example, on the hydrophone side) in a channel code assigned to the hydrophone, which should allow a channel decoder in the receiver (sonar evaluation unit) to correct errors which have occurred on the transmission channel.
  • a receiver can also be assigned to the terminating resistor or connected upstream accordingly.
  • OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing
  • channel coding digital information can be protected during transmission via disturbed channels (here pair of wires and conductors) by adding redundancy to transmission errors, whereby not only the actual information acquisition but also the components that disturb the channels are determined and compensated by means of the terminating resistor can be.
  • disturbed channels here pair of wires and conductors
  • Pilots are in particular signal components of a digital signal to be transmitted, based on which the actual synchronization of the data and in this case in particular a comparison with an expected pilot design leads.
  • the pilots implement the redundancy information to be added.
  • the problem is solved by an underwater cable, in particular a
  • Schleppsonarantenne the underwater cable such is set up that a previously described method is feasible.
  • a Schleppsararantenne be provided in which in addition to the actual digital signal information, the transmission of the digital signal is carried out under optimal conditions.
  • the object is achieved by a watercraft, in particular ship or submarine, which has a previously described underwater cable.
  • Fig. 1 is a schematic representation of one of a
  • Fig. 2 is a schematic representation of an end of the towed antenna towed.
  • a tugboat 111 travels on the water surface 113 of a sea.
  • a towed body 103 is arranged via a connection 105, and the actual towed antenna 101 is arranged via a further connection 105.
  • the towed antenna 101 has individual hydrophones 107 lined up behind one another, which are interconnected by a digital bus 231. Three hydrophones 107 each form an antenna segment 109.
  • Each individual hydrophone 107 has a signal processing which converts the signals applied to the hydrophone into a digital signal and transmits them digitally via the digital bus system 231 to the towed vessel 111.
  • an electronic system which processes digital signals, which are transmitted via the digital bus system 231.
  • the signals are exchanged digitally via the bus system 231 and redundancy information in the form of a pilot or several pilots is added by each individual hydrophone.
  • the towed antenna 101 Due to the fact that individual segments 109 of the towed antenna 101 are located at different depths below the water surface 113 and are thus exposed to different pressures and temperatures, the towed antenna 101 is compressed differently for each antenna segment 109, thereby increasing the complex resistance of the conductors of the antenna Bus system 231 changes.
  • the complex resistor of the digital bus system 231 is adapted to the terminator 241 by feedback.
  • the terminating resistor 241 has a computer 243, an adjustable ohmic resistor 245, an adjustable one Inductance 247 and an adjustable capacitance 249.
  • the computer determines the corresponding manipulated variables and imposes on the adjustable ohmic resistor 245, the adjustable inductance 247 and / or the adjustable capacitance 249 corresponding setpoint values. This optimizes the terminating resistance and makes it high

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kompensieren einer Kabeleigenschaft eines Unterwasserkabels, wobei das Unterwasserkabel wenigstens ein Leiterpaar und einen Abschlusswiderstand aufweist, wobei mittels des Leiterpaars eine digitale Signalübertragung eines digitalen Signals erfolgt, wobei dem digitalen Signal eine Redundanzinformation hinzugefügt und die Redundanzinformation ausgewertet wird, sodass ein Auswerteergebnis vorliegt, wobei mittels des Auswerteergebnisses der Abschlusswiderstand eingestellt wird.

Description

Verfahren zum Kompensieren einer Kabeleigenschaft eines Unterwasserkabels sowie Unterwasserkabel und Wasserfahrzeug
[Ol] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kompensieren einer Kabeleigenschaft eines Unterwasserkabels sowie ein Unterwasserkabel und ein Wasserfahrzeug.
[02] Schleppantennen, wie sie beispielsweise für die Detektion tieffrequenter Unterwasserschallsignale verwendet werden, können eine beträchtliche Länge [500m-1500m] aufweisen. Dies hat insbesondere zur Folge, dass das Kabel mit den Hydrophonen sich über unterschiedliche Wasserschichten hinweg erstreckt. Dies hat zur Folge, dass das Kabel unterschiedlichen Drücken ausgesetzt ist. Zudem können einzelne Wasserschichten unterschiedliche
Temperaturen und/oder Salinität aufweisen, welche ebenfalls auf die Schleppantenne und somit das Kabel wirken können.
[03] Insbesondere ist problematisch, dass sich aufgrund von Druck komprimierte Kabel ( segmente ) oder Bestandteile nicht reversibel zurückbilden, sodass sich beispielsweise der Leitungsquerschnitt eines signalführenden oder stromführenden Leiters innerhalb der Schleppantenne verändert. Dies kann beispielsweise zu einem veränderten (komplexen) Widerstand dieses Leiters führen.
[04] Um alleine den unterschiedlichen (komplexen) Widerstand des Kabels bestimmen zu können, müssten an den unterschiedlichsten Stellen möglichst mit hoher Auflösung Widerstandsmessungen und entsprechende Kompensationen oder Aufbereitungen des Signals erfolgen. Dies ist praktisch nicht realisierbar, da die Aufwände enorm groß wären und die Kabel somit größere Durchmesser und aufwendigere Elektronik aufweisen würden.
[05] Aufgabe der Erfindung ist es den Stand der Technik zu verbessern .
[06] Gelöst wird die Aufgabe durch ein Verfahren zum Kompensieren einer Kabeleigenschaft eines
Unterwasserkabels, wobei das Unterwasserkabel wenigstens ein Leiterpaar und einen Abschlusswiderstand aufweist und mittels des Leiterpaars eine digitale Signalübertragung eines digitalen Signals erfolgt, wobei dem digitalen Signal eine Redundanzinformation hinzugefügt und die
Redundanzinformation ausgewertet wird, sodass ein Auswerteergebnis vorliegt, wobei mittels des
Auswerteergebnisses der Abschlusswiderstand eingestellt wird .
[07] Somit kann je nach aktuellen Bedingungen eine optimale Übertragung des digitalen Signals im Unterwasserkabel gewährleistet werden. So wird beispielsweise ein komplexer Widerstand des Leiterpaars im Unterwasserkabel anhand der Redundanzinformation ermittelt und der Abschlusswiderstand eingestellt. Weiterhin können somit etwaige Fehler, welche sich durch die Widerstandsveränderung des Leiterpaars bezüglich etwaig ausgewerteter Hydrophone ergeben könnten, verhindert werden. [08] Weiterhin ist es möglich im Betrieb und beispielsweise bei Messungen einer Schleppsonarantenne, das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen.
[09] Ein weiterer wichtiger Vorteil ist, dass aufgrund des eingestellten Abschlusswiderstandes die Datenrate der Übertragung im Kabel optimal ist.
[10] Folgendes Begriffliche sei erläutert.
[11] Unter „Kompensieren" ist insbesondere ein Einstellen eines Abschlusswiderstandes zu verstehen, sodass das übertragene digitale Signal mit den entsprechenden Redundanzen einem zu erwartenden Signal (verlauf ) entspricht. Dieses Kompensieren kann insbesondere mittels elektronischer Rechner und zugehöriger Software erfolgen, welche ein aktuelles Signal mit einem zu erwartenden Signal vergleicht und anhand dessen den Abschlusswiderstand einstellt. Weiterhin kann dies beispielsweise in einer elektronischen Schaltung oder in einem FPGA (Field Programmable Gate Array) realisiert werden.
[12] Eine „Kabeleigenschaft" repräsentiert insbesondere eine einzelne oder eine Gesamteigenschaft des Unterwasserkabels, welche durch die äußeren bestehenden Einflüsse beziehungsweise frühere Einflüsse auf das Unterwasserkabel und dem Kabelaufbau selbst determiniert ist. In einer einfachen Variante ist diese Kabeleigenschaft der komplexe Widerstand des Leiterpaars.
[13] Das „Unterwasserkabel" ist insbesondere der mit Hydrophonen besetzte Teil einer Schleppsonarantenne. Bei einer solchen Schleppsonarantenne sind hintereinander insbesondere passive Hydrophone angeordnet, welche durch elektronische Auswertung insbesondere tiefe Frequenzen detektieren können. Je länger die Schleppsonarantenne ist und je mehr Hydrophone dieses aufweist, desto höher kann die Auflösung der Signale und kann die Tiefe der empfangenen Frequenzen sein.
[14] Die „digitale Signalübertragung" überträgt insbesondere an den Hydrophonen anliegende Signale digital zu einer Auswerteeinheit, welche beispielsweise an einem Boot verortet ist, welches die Schleppsonarantenne zieht. Dabei können insbesondere die an den Hydrophonen anliegenden Signale elektronisch bestimmt und signalaufbereitet werden. Bei der Signalaufbereitung werden die grundsätzlich analog anliegenden
(Unterwasserschall ) Signale digitalisiert und entsprechend aufbereitet und in ein Übertragungssignal überführt.
[15] Über das „Leiterpaar" wird insbesondere die Energieversorgung der einzelnen Sensoren -hier Hydrophone- und der Transport der Informationen und auszuwertenden Signale gewährleistet. In einem einfachen Aufbau kann das Leiterpaar als Koaxialkabel ausgestaltet sein.
[16] Ein „Abschlusswiderstand" (auch Ersatzlast, Dummy-Load oder kurz Abschluss genannt) wird auch als die technische Ausführung (meistens in Form eines Steckers) eines hochfrequenz-tauglichen Widerstands bezeichnet, der beispielsweise für Messzwecke oder zur Vermeidung von Reflexionen als Last an eine Signalquelle oder Leitung angeschlossen wird. Abschlusswiderstände können induktionsarm aufgebaut sein, wobei dann insbesondere ungewendelte Schichtwiderstände oder Massewiderstände zum Einsatz kommen. Vorliegend ist der Abschlusswiderstand insbesondere derart aufgebaut, dass dessen Werte für ohm'schen Widerstand, Induktivität und/oder Kapazität einstellbar sind. Beispielsweise kann hierfür einer der Techniken der adaptiven Impedanzanpassung auf Basis von ferromagnetischen oder Halbleiterbauelementen
(Kapazitätsdioden) oder aber auch spezielle Schaltungen mit Operationsverstärkern verwendet werden.
[17] Ein „digitales Signal" umfasst insbesondere ein Signal, welches die zu sendenden Informationen oder Messwerte digital beschreibt.
[18] Eine „Redundanzinformation" ist insbesondere ein Signal, welches zum eigentlichen zu übertragenden Signal eine weitere Information hinzufügt. Diese
Redundanzinformation dient insbesondere nicht der Informationsübertragung als solches, sondern soll insbesondere bei einem Empfänger ermöglichen, dass die Signale, welche die Informationen transportieren korrekt ausgewertet werden. In abgewandelter Form sind derartige Redundanzinformationen bei Mobilfunkstandards wie UMTS oder LTE bekannt, mittels denen insbesondere Konzepte wie Kanalschätzung realisiert werden.
[19] Ein „Auswerteergebnis" ist insbesondere ein Unterschiedswert zwischen dem zu erwartenden Signal und einem bestimmten (gemessenen) Signal. Beispielsweise wird dieses Auswerteergebnis durch einen Rechner oder einen integrierten Schaltkreis bestimmt. Dazu sind insbesondere die Charakteristika des zu erwartenden Signals in einem Speicher abgelegt. Durch einen Vergleich von gemessenen Charakteristika und den gespeicherten Charakteristika, kann ein Einstellen des Abschlusswiderstandes initiiert werden.
[20] Das „Einstellen" des Abschlusswiderstandes umfasst insbesondere das Aufprägen von dezidierten Werten für ohm' sehen Widerstand, Induktivität und/oder Kapazität. Weiterhin ist ein Steuern oder ein Regeln mit umfasst. Dazu vergleicht der das Regeln durchführende Regler (z.B. Rechner) innerhalb eines Regelkreises laufend das Signal der Führungsgröße (Sollwert, hier die gespeicherten Charakteristika) mit der gemessenen und zurückgeführten Regelgröße (Istwert, hier die gemessenen Charakteristika) und ermitteln aus dem Unterschied der beiden Größen - der Regelabweichung (Regeldifferenz) - eine Stellgröße (ohm'schen Widerstand, Induktivität und/oder Kapazität), welche die Regelstrecke derart beeinflusst, dass die Regelabweichung im eingeschwungenen Zustand zu einem Minimum wird.
[21] Um die Signal- und/oder Energieversorgung zu verbessern, kann das Unterwasserkabel weitere Leiter aufweisen, über welche die digitale Signalübertragung erfolgt. So kann beispielsweise ein Teil der Leiter für die Energieversorgung und ein weiterer Teil für die digitale Signalübertragung verwendet werden. [22] In einer einfachen Ausgestaltung kann das Leiterpaar und können die weiteren Leiter beispielsweise ein elektronisches Bussystem bilden, ein Beispiel für ein derartiges Bussystem sind RS485 und M-LVDS .
[23] Insbesondere bei sehr langen geschleppten
Unterwasserkabeln, wie sie bei Schleppsonaren verwendet werden, können unterschiedliche Parameter wie beispielsweise Dichte, Temperatur und Druck die Kabeleigenschaft beeinflussen.
[24] Um ergänzende Informationen zu ermitteln, können beispielsweise ergänzende Messungen durchgeführt werden. Beispielsweise können Temperatursensoren wie beispielsweise mit PtlOO-Sensoren jeweils lokal die Temperatur am Unterwasserkabel bestimmen. Wenn der Einfluss der Temperatur oder der Temperaturverteilung des
Unterwasserkabels bekannt ist, kann bereits ein Kompensieren erfolgen, sodass beispielsweise der Einfluss des Druckes darüberhinaus kompensiert werden muss. Dies kann die Kompensation beschleunigen.
[25] Ergänzende Informationen können dabei insbesondere Informationen bezüglich Temperatur, Temperaturverteilung, Druck, Druckverteilung, , Salinität und/oder
Salinitätsverteilung umfassen.
[26] In einer weiteren Ausführungsform weist das Unterwasserkabel einen Sensor, insbesondere ein Hydrophon, oder mehrere Sensoren, insbesondere ein Hydrophonarray, auf, welche oder welches mittels des Leiterpaars oder der weiteren Leiter abgefragt und/oder mit elektronischer Energie versorgt wird oder werden.
[27] Bei dem Hydrophon kann es sich insbesondere um ein passives, aber auch um ein aktives Hydrophon handeln. Bei derartigen Hydrophonen erzeugen insbesondere
Druckunterschiede elektronische Signale oder werden aufgrund von elektronischen Signalen dem umgebenden Medium Druckunterschiede aufgeprägt. Derartige Hydrophone weisen im Allgemeinen Piezokeramiken auf, welche entsprechend die Signale umwandeln können. Die einzelnen Hydrophone und Sensoren können selbstverständlich eigene zugeordnete Auswerteelektronik aufweisen, welche beispielsweise bereits eine Signalaufbereitung aufweisen und die Umwandlung in ein digitales Signal realisieren.
[28] Insbesondere um das Verfahren für ein segmentiertes Unterwasserkabel, welches aus mehreren
Unterwasserkabelsegmenten aufgebaut ist, zu verwenden, kann das das Unterwasserkabel Streckensegmente aufweisen, für welche das Verfahren separat durchgeführt wird.
[29] In einer besonderen Ausprägung ist das Hinzufügen der Redundanzinformation ein Bestandteil einer
Vorwärtsfehlerkorrektur , einer Synchronisation, einer Kanalkodierung und/oder eines Pilotenauswerteverfahrens .
[30] Beispielsweise ist die Vorwärtsfederkorrektur eine Technik, die dazu dient die Fehlerrate bei der Speicherung und Übertragung digitaler Daten zu senken und stellt somit ein Fehlerkorrekturverfahren dar. Diese Vorwärtskorrektur erfolgt insbesondere im Rahmen der Kanalkodierung und ist ein Teil der Kodierungstheorie. Dabei können dem digitalen und zunächst quellkodierten Signal auf der Senderseite (hier beispielsweise hydrophonseitig) in einem dem Hydrophon zugeordneten Kanalkode gezielt Redundanz hinzugefügt werden, die es einem Kanaldecoder im Empfänger ( Sonarauswerteeinheit ) ermöglichen soll Fehler, die auf dem Übertragungskanal aufgetreten sind, zu korrigieren. Ein derartiger Empfänger kann auch dem Abschlusswiderstand zugeordnet oder entsprechend vorgeschaltet sein.
[31] Auch kann ein sogenanntes OFDM (Orthogonal Frequency- Division Multiplexing) verwendet werden.
[32] Bei der Kanalkodierung können digitale Informationen bei der Übertragung über gestörte Kanäle (hier Leiterpaar und Leiter) durch Hinzufügen der Redundanz gegenüber Übertragungsfehler geschützt werden, wobei nicht nur die eigentliche Informationsgewinnung, sondern auch die die Kanäle störenden Bestandteile ermittelt und mittels des Abschlusswiderstandes kompensiert werden können.
[33] Piloten sind insbesondere Signalbestandteile eines digital zu übertragenden Signals, anhand welcher die eigentliche Synchronisation der Daten und vorliegend insbesondere ein Abgleich mit einer zu erwartenden Pilotenausgestaltung führt. Die Piloten realisieren insbesondere die hinzuzufügende Redundanzinformation.
[34] In einer weiteren Ausprägung wird die Aufgabe gelöst durch ein Unterwasserkabel, insbesondere eine
Schleppsonarantenne , wobei das Unterwasserkabel derart eingerichtet ist, dass ein zuvor beschriebenes Verfahren durchführbar ist.
[35] Somit kann eine Schleppsonarantenne bereitgestellt werden, bei der neben der eigentlichen digitalen Signalinformation die Übertragung des digitalen Signals unter optimalen Bedingungen erfolgt.
[36] Insbesondere ist in einer diesbezüglichen
Ausprägungsform ein Sensor ein Hydrophon.
[37] Weiterhin wird die Aufgabe gelöst durch ein Wasserfahrzeug, insbesondere Schiff oder U-Boot, welches ein zuvor beschriebenes Unterwasserkabel aufweist.
[38] Im Weiteren wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei zeigen
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer von einem
Schiff gezogenen Schleppantenne und
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Endstücks der gezogenen Schleppantenne.
[39] Ein Schleppschiff 111 fährt auf der Wasseroberfläche 113 eines Meeres. Im Heckbereich des Schleppschiffs 111 ist über eine Verbindung 105 ein Schleppkörper 103 und über eine weitere Verbindung 105 die eigentliche Schleppantenne 101 angeordnet.
[40] In dem Schleppkörper 103 sind aktive Schallemitter, welche entsprechende Schallsignale in den
Unterwasserbereich einbringen. [41] Die Schleppantenne 101 weist einzelne hintereinander aufgereihte Hydrophone 107 auf, welche durch einen digitalen Bus 231 untereinander verbunden sind. Jeweils drei Hydrophone 107 bilden ein Antennensegment 109.
[42] Jedes einzelne Hydrophon 107 weist eine Signalaufbereitung auf, welche die an dem Hydrophon anliegenden Signale in ein digitales Signal umwandelt und digital über das digitale Bussystem 231 an das Schleppschiff 111 übermittelt.
[43] An den jeweiligen Segmentgrenzen ist eine Elektronik angeordnet, welche digitale Signale, welche über das digitale Bussystem 231 übermittelt werden, aufbereitet. Über das Bussystem 231 werden die Signale digital ausgetauscht und es wird von jedem einzelnen Hydrophon eine Redundanzinformation in Form eines Piloten oder mehrerer Piloten hinzugefügt.
[44] Aufgrund dessen, dass einzelne Segmente 109 der Schleppsonarantenne 101 sich in unterschiedlichen Tiefen unterhalb der Wasseroberfläche 113 befinden und somit unterschiedlichen Drücken und Temperaturen ausgesetzt sind, wird die Schleppsonarantenne 101 für jedes Antennensegment 109 unterschiedlich komprimiert, wodurch sich der komplexe Widerstand der Leiter des Bussystemes 231 ändert.
[45] Aufgrund der zugefügten Piloten wird der komplexe Widerstand des digitalen Bussystems 231 den Abschlusswiderstand 241 durch Rückkopplung angepasst. Der Abschlusswiderstand 241 weist einen Rechner 243, einen einstellbaren ohm'schen Widerstand 245, eine einstellbare Induktivität 247 und eine einstellbare Kapazität 249 auf. Der Rechner bestimmt die entsprechenden Stellgrößen und prägt dem einstellbaren ohm'schen Widerstand 245, der einstellbaren Induktivität 247 und/ der einstellbaren Kapazität 249 entsprechende Sollwerte auf. Dadurch wird der Abschlusswiderstand optimiert und eine hohe
Datendurchsat zrate über den digitalen Bus 231 gewährleistet .
Bezugs zeichenliste
101 Schleppantenne
103 Schleppkörper
105 Verbindung
107 Hydrophon
109 Antennensegment
111 Schleppschiff
113 Wasseroberfläche
231 digitales Bussystem
241 komplexer Abschlusswiderstand
243 Rechner
245 einstellbarer ohm'schen Widerstand
247 einstellbare Induktivität
249 einstellbare Kapazität

Claims

Patentansprüche :
1. Verfahren zum Kompensieren einer Kabeleigenschaft eines Unterwasserkabels, wobei das Unterwasserkabel wenigstens ein Leiterpaar und einen Abschlusswiderstand aufweist, wobei mittels des Leiterpaars eine digitale Signalübertragung eines digitalen Signals erfolgt, wobei dem digitalen Signal eine Redundanzinformation hinzugefügt und die Redundanzinformation ausgewertet wird, sodass ein Auswerteergebnis vorliegt, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Auswerteergebnisses der Abschlusswiderstand eingestellt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Unterwasserkabel weitere Leiter aufweist, über welche die digitale Signalübertragung erfolgt.
3. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Leiterpaar und/oder die weiteren Leiter ein elektronisches Bussystem bilden.
4. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kabeleigenschaft ein komplexer Widerstand des Leiterpaars, der weiteren Leiter oder des elektronischen Bussystems ist.
5. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Unterwasserkabel einen Sensor, insbesondere ein Hydrophon, oder mehrere Sensoren, insbesondere ein Hydrophonarray, aufweist, welcher oder welche mittels des Leiterpaars oder der weiteren Leiter abgefragt und/oder mit elektrischer Energie versorgt wird oder werden.
6. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Unterwasserkabel Streckensegmente aufweist, für welche das Verfahren separat durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Hinzufügen der
Redundanzinformation als Bestandteil einer
Vorwärtsfehlerkorrektur , einer Synchronisation, einer Kanalkodierung und oder eines Pilotenauswerteverfahrens erfolgt .
Unterwasserkabel, insbesondere eine Schleppsonarantenne, dadurch gekennzeichnet, dass das Unterwasserkabel derart eingerichtet ist, dass ein Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche durchführbar ist.
Unterwasserkabel nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Unterwasserkabel, ein Leiterpaar, einen einstellbaren Abschlusswiderstand und ein Hydrophon aufweist .
Wasserfahrzeug, insbesondere Schiff oder U-Boot, dadurch gekennzeichnet, dass das Wasserfahrzeug ein
Unterwasserkabel nach einem der Ansprüche 9 oder 10 aufweist .
PCT/DE2016/100408 2015-10-14 2016-09-05 Verfahren zum kompensieren einer kabeleigenschaft eines unterwasserkabels sowie unterwasserkabel und wasserfahrzeug Ceased WO2017063631A1 (de)

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