WO2018103786A1 - Sonaranlage und verfahren zur unterwasserkommunikation - Google Patents

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WO2018103786A1
WO2018103786A1 PCT/DE2017/101008 DE2017101008W WO2018103786A1 WO 2018103786 A1 WO2018103786 A1 WO 2018103786A1 DE 2017101008 W DE2017101008 W DE 2017101008W WO 2018103786 A1 WO2018103786 A1 WO 2018103786A1
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data
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underwater
sound
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Jan-Philip Schwarz
Florian Schulz
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Atlas Elektronik GmbH
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
    • G01S15/88—Sonar systems specially adapted for specific applications
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/80—Optical aspects relating to the use of optical transmission for specific applications, not provided for in groups H04B10/03 - H04B10/70, e.g. optical power feeding or optical transmission through water

Definitions

  • the invention relates to underwater communication between two or more vessels, in particular between two or more submersibles or between a surface ship and several submersibles.
  • Electromagnetic waves such as radio waves
  • Electromagnetic waves can propagate relatively poorly due to absorption in water. Electromagnetic waves thus spread only a few meters depending on the signal strength and frequency. Therefore, it is known that sound waves under water, so an acoustic method, used to achieve greater ranges for data transmission.
  • Underwater communication systems are known that can transmit and receive sound waves with frequencies in the range of a few kilohertz, for example in the range of 5 to about 50 kHz. These systems usually consist of a transducer for transmitting and receiving underwater sound and a modem for controlling the transducer. Due to the usually low transmission power and the low reception sensitivity, however, the range is also limited in these known underwater acoustic communication devices, so that these systems are not suitable for desired applications. For example, today more and more autonomous or semi-autonomous underwater vehicles for a variety of tasks, such as cartography or reconnaissance, are used. Due to the ever-advancing development of battery technology, these vehicles can be used with an ever wider range of action. In order to obtain as timely status information from these vehicles, therefore, the reception of communication data or the transmission of communication data to such underwater vehicles over long distances is desired. With the previous systems, however, such communication is severely limited.
  • the invention relates to a sonar system with a receiving device for this purpose.
  • the receiving device comprises at least two subsonic sound receivers for converting underwater sound into electrical and / or optical reception signals.
  • the subsea sound receivers are preferably hydrophones which transform the water sound into electrical voltage in accordance with its sound pressure.
  • the hydrophones are hollow cylinders or hollow spheres made of a piezoelectric electrical material. The hydrophones generate a voltage depending on a change in circumference due to underwater sound waves to conductive coatings, which are arranged inside and outside of the hollow cylinder and the hollow sphere.
  • the sonar system comprises a processing device with a conditioner and preferably an evaluation unit.
  • the conditioner is used to generate conditioned received signals from the electrical and / or optical reception signals.
  • the evaluation unit is used to determine a bearing and / or a distance of objects that radiate and / or reflect sound.
  • the evaluation unit is set up to determine the bearing and / or distance determination from the processed reception signals which have been processed by the conditioner.
  • the sonar system includes a decoder configured to decode data from the conditioned receive signals.
  • data are for example text data, audio data, video data and / or command data.
  • the processing device as well as the underwater sound receivers of a sonar system are used to provide conditioned received signals from underwater sound.
  • the decoder which is part of an underwater communication device, for example, to extract data, which may also be called communication data.
  • the decoder preferably an underwater communication device, is thus preceded by a particularly receivable-sensitive sonar system, so that even severely disturbed data or communication data or data or communication data with a low amplitude can be received safely and unambiguously.
  • the reception of data or communication data transmitted from a relatively high distance is thus possible thanks to the invention.
  • the sonar system also comprises a transmitting device in addition to the receiving device.
  • the transmitting device comprises an encoder for generating signal patterns from data that can be input, for example, by a user or provided by a computer unit.
  • the data is in particular text data, audio data, video data and / or command data.
  • a signal pattern corresponds to a bit string that is representative of the data.
  • the transmitting device comprises a signal generator for generating electrical and / or optical transmission signals from the signal patterns.
  • the signal generator therefore generates, for example, a signal having a carrier frequency from a bit sequence of the signal pattern, and payload data modulated thereon containing the bits.
  • the modulated signal then corresponds, for example, to an electrical transmission signal.
  • the transmitting device comprises at least one underwater sound transmitter for converting the electrical and / or optical transmission signals in underwater sound.
  • the sonar system thus includes the ability to receive data from the sound of the water with the receiving device and also to transmit data in the form of water sound. Since the transmitting device of the sonar system is also used for transmitting and thus also underwater sounders are used, which can produce underwater sound with a much higher amplitude than ordinary transducers of underwater communication devices, data with the sonar system can be emitted, the safe and unambiguous over a long range are receivable.
  • the or at least one of the underwater sound transmitters is a transducer, wherein one of the subsea sound receivers is integrated in the transducer.
  • hydrophones are used as transducers with which, on the one hand, underwater sound can be received and, on the other hand, underwater sound can be transmitted. This saves the redundant arrangement of at least one underwater sound receiver and at least one underwater sounder.
  • the conditioner comprises a direction generator.
  • the direction generator is set up to generate direction signals from the received signals and to output the direction signals as processed received signals.
  • the direction generator generates the direction signals from the received signals by adding the received signals, for example offset in time or out of phase, in order to generate a direction signal which is representative of one direction.
  • a direction builder is also called an beamformer. Accordingly, in the case of an existing direction generator processed reception signals are output, each corresponding to a predefined direction.
  • the directions are to consider the directions as relative angles to an orientation of the subsonic sounder assembly.
  • These directional signals are output as processed received signals, for example, on the one hand for determining the bearing and / or distance of objects.
  • the processed received signals that is to say the direction signals, are supplied to the decoder for decoding data from the direction signals.
  • the conditioner comprises a multipath filter.
  • the multipath filter is supplied with either the electrical and / or optical transmission signals or the direction signals.
  • the multipath filter is set up to detect echo signals of a multipath reception in the electrical and / or optical transmission signals or direction signals and to suppress or at least reduce the echo signals in the processed reception signals.
  • the propagation of waterborne sound in various ways results in a mixing of the direct signal with signals that are offset in time, which are reflected, for example, at the bottom of the river, especially in shallow waters.
  • a signal to be transmitted during the data transmission of an underwater signal is therefore transmitted on the one hand directly and on the other hand reflected on the water body from the transmitter to the receiver.
  • the underwater sound, which has passed directly to the receiver in this case has a higher amplitude than the water sound, which has reached the receiver by reflection at the bottom of the water.
  • the direct transmission path also has the lowest transmission time and thus is the first to arrive at the receiver.
  • the multipath filter is thus configured to detect signal echoes arriving at lower amplitudes and later in time at the receiver, and to eliminate or suppress the echo signals, which thus do not correspond to the underwater sound which has traveled directly from the transmitter to the receiver.
  • the multipath filter thus further improves the data communication.
  • the conditioner comprises a noise filter, low-pass filter, high-pass filter and / or band-pass filter for filtering the electrical and / or optical reception signals or direction signals. Thanks to the filter or filters, frequencies of underwater sound emitted and / or reflected by an object and containing no data or communication data are filtered out.
  • the sonar system comprises a towed antenna with several hydrophones.
  • the subsea sound receivers correspond to the hydrophones of the towed antenna.
  • the sonar system has a flank and / or bow sonar array with hydrophones.
  • the underwater sound receiver according to this alternative correspond to the hydrophones of the edge and / or nose sonar array.
  • Towing antennas, flank sonar arrays, which are also called flank array sonar, or bug sonar arrays comprise a plurality of hydrophones, which in any case provide input signals for underwater reconnaissance, for example for sighting, and are preferably usable for receiving underwater communication data in the sonar system according to the invention.
  • the sensitivity and thus the distance from which communication data can be received are thus further increased by using the special antennas mentioned.
  • the invention relates to an underwater communication unit having a decoder with a receiving interface for connection to a processing device, in particular to a processor of a processing device, a sonar system, in particular according to one of the aforementioned embodiments.
  • the decoder can receive signals that have been processed via the receiving interface from the processing device of the sonar system.
  • the refurbished receive signals correspond to processed or refurbished electrical and / or optical received signals, wherein the processing can be carried out with a conditioner of the processing device.
  • the electrical and / or optical reception signals can be fed to the conditioner of at least two subsonic sound receivers with which the electrical and / or optical reception signals can be generated from underwater sound.
  • the decoder is further adapted to decode data, in particular text data, audio data, video data and / or command data, from the processed received signals.
  • the underwater communication unit can therefore be connected to an existing sonar system and therefore makes it possible to decode data directly from the underwater sound that is received and processed by the sonar system.
  • the underwater communication unit has an encoder for generating signal patterns from data, in particular text data, audio data, video data and / or command data. Furthermore, the underwater communication unit comprises a transmission interface for connecting the encoder to a sonar system. The signal pattern generated by the encoder can be supplied via the transmission interface to a signal generator of the sonar system for generating electrical and / or optical transmission signals from the signal patterns. The electrical and / or optical transmission signals then serve an underwater sound transmitter for generating or converting the electrical and / or optical transmission signals in underwater sound.
  • the invention relates to an underwater communication method.
  • the underwater communication method is carried out in particular with a sonar system according to one of the aforementioned embodiments.
  • underwater sound is converted into electrical and / or optical reception signals with at least two subsonic sound receivers.
  • received signals which have been prepared from the electrical and / or optical received signals by a conditioner of a processing device are generated.
  • the processed received signals are then fed to a decoder, which decodes data from the processed received signals.
  • a signal pattern of data is generated with a coder for transmission.
  • the signal patterns are supplied to a signal generator, which generates electrical and / or optical transmission signals from the signal patterns. Furthermore, the electric and / or optical transmission signals are converted into underwater sound by means of underwater sound transmitters.
  • direction signals are generated from the electrical and / or optical reception signals with a direction generator of the conditioner.
  • the directional signals are output as conditioned receive signals for the decoder.
  • the invention relates to the use of a sonar system with a receiving device.
  • the sonar system has at least two subsonic sound receiver for converting underwater sound into electrical and / or optical reception signals.
  • the sonar system comprises a processing device with a conditioner for generating conditioned received signals from the electrical and / or optical received signals and an evaluation unit for Beilungs- and / or distance determination of sound emitting and / or reflecting objects depending on the processed received signals.
  • the sonar system is now used to To decode data, in particular text data, audio data, video data and / or command data, from the processed received signals with a decoder.
  • FIG. 1 shows an embodiment of the sonar system according to the invention
  • Fig. 2 shows the steps of receiving with an embodiment of the method
  • the sonar system 10 includes underwater sound receiver 12, which are arranged here as an antenna array 14, for example a flank array and / or a bow array.
  • antenna array 14 for example a flank array and / or a bow array.
  • electrical received signals 18 are output as a function of received sound waves, which may also be called underwater noise or underwater sound waves.
  • the electrical received signals 18 are fed to a noise filter 20, the noise, such as predefined types of noise, removed or suppressed from the electrical received signals 1 8.
  • the interference-filtered electrical reception signals 18 are then fed to a multipath filter 22, which removes echo signals from the filtered electrical reception signals 18 or suppresses these echo signals.
  • the multi-path filtered electrical reception signals 18 are fed to a direction generator 24 which generates direction signals 26 from the electrical reception signals 18. Accordingly, in the direction generator 24, the individual received signals 18 of the underwater sound receiver 12 are added together in a time-delayed or phase-shifted manner in accordance with their arrangement.
  • the direction generator 24 is also called beamformer.
  • the direction signals 26 are then fed to a bandpass filter 28.
  • the bandpass filter 28 limits the directional signals 26 with respect to their frequency to frequency ranges in which data communication is expected. This is for example a Frequency band between 8 kHz and 14 kHz provided, the frequencies of which are passed through the bandpass filter 28. The remaining frequencies are substantially suppressed or at least reduced.
  • the noise filter 20, the multipath filter 22 and the direction generator 24 and the bandpass filter 28 are referred to as conditioner 30.
  • the direction signals 26 are fed to an evaluation unit 32, which can determine bearing positions and / or distances of sound-emitting and / or reflecting objects on the basis of the direction signals 26.
  • the bearing and / or distance of a detected object is then output to a computer unit 34.
  • Picks and / or distances of one or more objects are displayed, for example, with a screen 36 of the computer unit 34 for an operator.
  • the directional signals 26 are also supplied to a decoder 38 after bandpass filtering.
  • the decoder 38 has an input interface 40 for this purpose.
  • the decoder 38 generates data from the direction signals 26, which are band-pass filtered, and supplies them to the computer unit 34. These data are then also displayed on screen 36, for example.
  • the decoder 38 together with an encoder 42, corresponds to an underwater communication unit 44.
  • the underwater communication unit 44 is supplied with data 46 to be transmitted by the computer unit 34.
  • the data 46 was previously input to the computer 34 with an input device 48.
  • the data 46 is supplied to the encoder 42 and transferred from the encoder 42 in signal pattern 43, the signal pattern 43 are output via an output interface 45.
  • the signal patterns 43 are then fed to a signal generator 50, which generates electrical transmission signals 52 therefrom. Transmitting signals are, for example, sinusoidal signals in which the data is contained by frequency modulation or amplitude modulation.
  • the electrical transmission signals 52 are then supplied to a transmitting antenna 54 having a plurality of underwater sound transmitters 56 and converted by the underwater sounder 56 in underwater sound.
  • the sonar system 10 is used for transmitting underwater sound whose properties depend on the data 46 to be transmitted.
  • the sonar system 1 0 is used to receive underwater noise with data contained therein 46th data is here For example, text data, audio data, video data or commands, such as control commands.
  • Fig. 2 shows the steps for receiving data 46 in an underwater communication method.
  • a first step 60 sound waves are received with underwater sound receivers and generated in step 62 from the sound waves receiving electrical signals 1 8.
  • the received signals 18 are fed to a conditioner 30, which processes the signals 18 in a step 64.
  • the conditioned receive signals 18 are fed to a decoder 38 and in step 66 data 46 is decoded from the processed electrical receive signals 18.
  • step 68 the decoded data 46 is reproduced with a playback device, such as a screen 36.
  • a signal pattern 43 is generated from data 46 and the signal pattern 43 is supplied to a signal generator 50.
  • the signal generator 50 generates electrical and / or optical transmission signals 52.
  • the electrical and / or optical transmission signals 52 are supplied to an underwater sounder 56, which in step 74 subsonic sound, ie sound waves, in dependence of the electrical and / or optical transmission signals 52 and thus generated as a function of the data 46 to be sent.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Sonaranlage (10) mit einer Empfangseinrichtung, umfassend mindestens zwei Unterwasserschallempfänger (12) zur Wandlung von Unterwasserschall in elektrische und/oder optische Empfangssignale (18), eine Verarbeitungseinrichtung mit einem Aufbereiter (30) zur Erzeugung von aufbereiteten Empfangssignalen (26) aus den elektrischen und/oder optischen Empfangssignalen (18) und vorzugsweise mit einer Auswerteeinheit (32) zur Peilungs- und/oder Entfernungsbestimmung von schallabstrahlenden und/oder reflektierenden Objekten in Abhängigkeit der aufbereiteten Empfangssignale (26) und einen Dekodierer (38) zum Dekodieren von Daten (46), insbesondere Textdaten, Audiodaten, Videodaten und/oder Befehlsdaten, aus den aufbereiteten Empfangssignalen (26). Ferner betrifft die Erfindung eine Unterwasserkommunikationseinheit (44) und ein Unterwasserkommunikationsverfahren mit einer solchen Sonaranlage (10).

Description

Sonaranlage und Verfahren zur Unterwasserkommunikation
Die Erfindung betrifft die Unterwasserkommunikation zwischen zwei oder mehreren Wasserfahrzeugen, insbesondere zwischen zwei oder mehr Unterwasserfahrzeugen oder zwischen einem Oberflächenschiff und mehreren Unterwasserfahrzeugen.
Es ist bekannt, dass die an sich bekannte Funkkommunikation, wie sie bei einer Übertra- gung durch das Medium Luft erfolgt, aufgrund der physikalischen Eigenschaften des Übertragungsmediums Wasser unter Wasser nicht möglich ist. Elektromagnetische Wellen, wie beispielsweise Radiowellen, können sich aufgrund der Absorption in Wasser verhältnismäßig schlecht ausbreiten. Elektromagnetische Wellen breiten sich demnach je nach Signalstärke und Frequenz nur wenige Meter aus. Daher werden bekanntermaßen Schallwellen unter Wasser, also ein akustisches Verfahren, eingesetzt, um auch größere Reichweiten zur Datenübertragung zu erzielen.
Es sind Unterwasserkommunikationssysteme bekannt, die Schallwellen mit Frequenzen im Bereich von wenigen Kilohertz, zum Beispiel im Bereich von 5 bis etwa 50 kHz, aussenden und empfangen können. Diese Systeme bestehen üblicherweise aus einem Transducer zum Senden und Empfangen von Unterwasserschall sowie einem Modem zur Ansteuerung des Transducers. Aufgrund der meist geringen Sendeleistung sowie der geringen Empfangssensitivität ist jedoch auch bei diesen bekannten akustischen Unterwasserkommunikationseinrichtungen die Reichweite begrenzt, sodass auch diese Systeme nicht geeignet für gewünschte Anwendungen sind. Beispielsweise werden heutzutage immer mehr autonome oder halbautonome Unterwasserfahrzeuge für verschiedenste Aufgaben, beispielsweise zur Kartographie oder Aufklärung, eingesetzt. Aufgrund der immer weiter fortschreitenden Entwicklung der Batterietechnologie sind diese Fahrzeuge mit einem immer größeren Aktionsradius einsetzbar. Um von diesen Fahrzeugen möglichst zeitnahe Statusinformationen zu erhalten, ist daher auch der Empfang von Kommunikationsdaten oder das Senden von Kommunikationsdaten an derartige Unterwasserfahrzeuge über große Entfernung gewünscht. Mit den bisherigen Systemen ist jedoch eine derartige Kommunikation stark eingeschränkt.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zu finden, um die Reichweite zwischen zwei unter Wasser miteinander kommunizieren- den Stellen zu erhöhen. Die Erfindung betrifft hierzu eine Sonaranlage mit einer Empfangseinrichtung. Die Empfangseinrichtung umfasst mindestens zwei Unterwasserschallempfänger zum Wandeln von Unterwasserschall in elektrische und/oder optische Empfangssignale. Hierbei sind die Unterwasserschallempfänger vorzugsweise Hydrophone, die den Wasserschall entsprechend seinem Schalldruck in elektrische Spannung wan- dein. Vorzugsweise sind die Hydrophone Hohlzylinder oder Hohlkugeln aus einem piezo- elektrischen Material. Die Hydrophone erzeugen in Abhängigkeit einer Umfangsänderung aufgrund von Unterwasserschallwellen eine Spannung an leitenden Beschichtungen, die innen und außen auf dem Hohlzylinder und der Hohlkugel angeordnet sind.
Ferner umfasst die Sonaranlage eine Verarbeitungseinrichtung mit einem Aufbereiter und vorzugsweise einer Auswerteeinheit. Der Aufbereiter dient zur Erzeugung von aufbereiteten Empfangssignalen aus den elektrischen und/oder optischen Empfangssignalen. Die Auswerteeinheit dient zur Bestimmung einer Peilung und/oder einer Entfernung von Objekten, die Schall abstrahlen und/oder reflektieren. Die Auswerteeinheit ist eingerichtet, um die Peilungs- und/oder Entfernungsbestimmung aus den aufbereiteten Empfangs- Signalen, die mit dem Aufbereiter aufbereitet wurden, zu bestimmen.
Außerdem umfasst die Sonaranlage einen Dekodierer, der eingerichtet ist, um Daten aus den aufbereiteten Empfangssignalen zu dekodieren. Diese Daten sind beispielsweise Textdaten, Audiodaten, Videodaten und/oder Befehlsdaten.
Dank der Erfindung werden die Verarbeitungseinrichtung sowie die Unterwasserschall- empfänger einer Sonaranlage verwendet, um aufbereitete Empfangssignale von Unterwasserschall bereitzustellen.
Diese aufbereiteten Empfangssignale werden dann dem Dekodierer, der beispielsweise Bestandteil einer Unterwasserkommunikationsvorrichtung ist, zur Verfügung gestellt, um daraus Daten, die auch Kommunikationsdaten genannt werden können, zu extrahieren. Dem Dekodierer, vorzugsweise einer Unterwasserkommunikationsvorrichtung, wird somit eine besonders empfangssensitive Sonaranlage vorgeschaltet, sodass auch stark gestörte Daten beziehungsweise Kommunikationsdaten oder Daten bzw. Kommunikationsdaten mit einer geringen Amplitude sicher und eindeutig empfangbar sind. Das Empfangen von Daten oder Kommunikationsdaten, die aus einer verhältnismäßig hohen Entfernung ausgesendet wurden, ist somit dank der Erfindung möglich.
Gemäß einer ersten Ausführungsform umfasst die Sonaranlage neben der Empfangseinrichtung auch eine Sendeeinrichtung. Die Sendeeinrichtung umfasst einen Kodierer zum Erzeugen von Signalmustern aus Daten, die zum Beispiel vom einem Benutzer eingebbar sind oder von einer Rechnereinheit bereitgestellt werden. Die Daten sind insbesondere Textdaten, Audiodaten, Videodaten und/oder Befehlsdaten. Ein Signalmuster entspricht zum Beispiel einer Bitfolge, die stellvertretend für die Daten ist. Ferner umfasst die Sendeeinrichtung einen Signalgenerator zum Erzeugen elektrischer und/oder optischer Sendesignale aus den Signalmustern. Der Signalgenerator erzeugt daher zum Beispiel aus einer Bitfolge des Signalmusters ein Signal mit einer Trägerfrequenz und darauf modulierte Nutzdaten, die die Bits enthalten. Das modulierte Signal entspricht dann zum Beispiel einem elektrischen Sendesignal. Außerdem umfasst die Sendeeinrichtung mindestens einen Unterwasserschallsender zum Wandeln der elektrischen und/oder optischen Sendesignale in Unterwasserschall.
Gemäß dieser Ausführungsform umfasst die Sonaranlage also die Fähigkeit, mit der Empfangseinrichtung Daten aus Wasserschall zu empfangen und zusätzlich auch Daten in Form von Wasserschall auszusenden. Da zum Aussenden ebenfalls die Sendeeinrichtung der Sonaranlage verwendet wird und somit auch Unterwasserschallsender zum Einsatz kommen, die Unterwasserschall mit einer wesentlich höheren Amplitude als gewöhnliche Transducer von Unterwasserkommunikationseinrichtungen erzeugen können, sind auch Daten mit der Sonaranlage aussendbar, die über eine hohe Reichweite hinweg sicher und eindeutig empfangbar sind.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der oder mindestens einer der Unterwasserschallsender ein Transducer, wobei einer der Unterwasserschallempfänger in den Transducer integriert ist. Demnach werden beispielsweise Hydrophone als Transducer eingesetzt, mit denen einerseits Unterwasserschall empfangen und andererseits Unterwasser- schall ausgesendet werden kann. Dies erspart die redundante Anordnung von mindestens einem Unterwasserschallempfänger und mindestens einem Unterwasserschallsender.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst der Aufbereiter einen Richtungsbildner. Der Richtungsbildner ist eingerichtet, um Richtungssignale aus den Empfangssignalen zu erzeugen und die Richtungssignale als aufbereitete Empfangssignale auszugeben.
Der Richtungsbildner erzeugt die Richtungssignale aus den Empfangssignalen, indem zum Erzeugen eines Richtungssignals, das stellvertretend für eine Richtung ist, die Empfangssignale beispielsweise zeitversetzt oder phasenverschoben aufaddiert werden. Ein Richtungsbildner wird auch Beamformer genannt. Demnach werden im Falle eines vorhandenen Richtungsbildners aufbereitete Empfangssignale ausgegeben, die jeweils einer vordefinierten Richtung entsprechen. Hierbei sind die Richtungen als relative Winkel zu einer Ausrichtung der Unterwasserschallempfängeranordnung zu betrachten.
Diese Richtungssignale werden als aufbereitete Empfangssignale, zum Beispiel einerseits zur Bestimmung der Peilung und/oder Entfernung von Objekten ausgegeben . Ande- rerseits werden die aufbereiteten Empfangssignale, also die Richtungssignale, dem Dekodierer zum Dekodieren von Daten aus den Richtungssignalen zugeführt.
Es sind somit richtungsselektiv Daten empfangbar. Hierdurch wird es ermöglicht, störenden Unterwasserschall herauszufiltern, der nicht Bestandteil einer Datenübertragung ist und auf einfache Weise identifiziert werden kann, da dieser Unterwasserschall aus einer anderen Richtung als der Richtung auf die Sonaranlage eintrifft, aus der die Daten auf die Sonaranlage eintreffen . Ein Unterdrücken von störendem Unterwasserschall, wie zum Beispiel Geräusche eines Jammers, aus nicht interessierenden Empfangsrichtungen ist somit auf einfache Weise möglich.
Außerdem sind im Falle, dass eine Datenkommunikation mit mehreren Kommunikations- partnern, wie zum Beispiel mehreren halbautonomen Unterwasserfahrzeugen, die in verschiedenen Richtungen angeordnet sind, erfolgt, durch Bildung von richtungsselektiven Signalen, die hier kurz Richtungssignale genannt sind, Zuordnungen der Kommunikationen zu verschiedenen Fahrzeugen basierend auf der Kenntnis unterschiedlicher Empfangsrichtungen möglich. Es kann zu jedem Zeitpunkt zumindest sicher bestimmt werden, dass beispielsweise Kommunikationsdaten von unterschiedlichen Kommunikationspartnern stammen , wenn diese aus unterschiedlichen Richtungen auf die Sonaranlage eintreffen .
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst der Aufbereiter ein Mehrwegefilter. Dem Mehrwegefilter werden entweder die elektrischen und/oder optischen Sendesignale oder die Richtungssignale zugeführt. Das Mehrwegefilter ist eingerichtet, Echosignale eines Mehrwegeempfangs in den elektrischen und/oder optischen Sendesignalen oder Richtungssignalen zu detektieren und die Echosignale in den aufbereiteten Empfangssignalen zu unterdrücken oder zumindest zu reduzieren .
Durch Ausbreitung von Wasserschall auf verschiedenen Wegen entsteht eine Vermi- schung des direkten Signals mit zeitlich versetzten Signalen, die beispielsweise am Gewässergrund, insbesondere bei Flachwasser, reflektiert werden . Ein Signal, das bei der Datenübertragung eines Unterwassersignals beispielsweise übertragen werden soll, wird demnach einerseits auf direktem Wege und andererseits reflektiert über den Gewässergrund vom Sender zum Empfänger übertragen. Der Unterwasserschall, der auf direktem Wege zum Empfänger gelangt ist, weist hierbei eine höhere Amplitude als der Wasserschall auf, der durch Reflektion am Gewässergrund zum Empfänger gelangt ist. Der direkte Übertragungsweg weist außerdem die geringste Übertragungszeit auf und trifft somit als erstes am Empfänger ein.
Das Mehrwegefilter ist somit eingerichtet, Signalechos, die mit geringeren Amplituden und zeitlich später beim Empfänger eintreffen, zu detektieren und die Echosignale, die somit nicht dem Unterwasserschall entsprechen, der auf direktem Wege vom Sender zum Empfänger gelangt ist, zu eliminieren oder zu unterdrücken.
Durch das Mehrwegefilter wird also die Datenkommunikation weiter verbessert.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst der Aufbereiter ein Störfilter, Tiefpassfilter, Hochpassfilter und/oder Bandpassfilter zum Filtern der elektrischen und/oder optischen Empfangssignale oder Richtungssignale. Dank des oder der Filter sind Frequen- zen von Unterwasserschall, die von einem Objekt abgestrahlt und/oder reflektiert wurden und die keine Daten oder Kommunikationsdaten enthalten, herausgefiltert werden.
Ist nämlich beispielsweise ein Kommunikationskanal mit einem bestimmten vordefinierten Übertragungsfrequenzbereich, beispielsweise im Bereich von +/- 1 kHz um 10 kHz, festgelegt worden und wird Wasserschall am Unterwasserschallempfänger mit Frequen- zen, die beispielsweise mehr als 1 kHz nach oben oder unten von den vordefinierten 10 kHz abweichen, empfangen, so können dank der Filter diese nicht interessierenden Frequenzen des Unterwasserschalls herausgefiltert werden. Im Idealfall bleiben somit nur noch die für die Datenkommunikation interessierenden Frequenzen und somit die interessierenden Signale übrig, um im Dekodierer weiterverarbeitet zu werden. Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die Sonaranlage eine Schleppantenne mit mehreren Hydrophonen. Die Unterwasserschallempfänger entsprechen hierbei den Hydrophonen der Schleppantenne. Alternativ weist die Sonaranlage ein Flanken- und/oder Bug-Sonararray mit Hydrophonen auf. Die Unterwasserschallempfänger entsprechen gemäß dieser Alternative den Hydrophonen des Flanken- und/oder Bug- Sonararrays. Schleppantennen, Flanken-Sonararrays, die auch flank array sonar genannt werden, oder Bug-Sonararrays umfassen eine Vielzahl von Hydrophonen, die ohnehin Eingangssignale zur Unterwasseraufklärung, zum Beispiel zum Peilen, liefern und vorzugsweise zum Empfangen von Unterwasserkommunikationsdaten in der erfindungsgemäßen Sonaranlage einsetzbar sind. Die Empfindlichkeit und damit die Entfernung, aus der Kommunikationsdaten empfangen werden können, werden somit durch Einsatz der genannten speziellen Antennen weiter erhöht.
Außerdem betrifft die Erfindung eine Unterwasserkommunikationseinheit mit einem Dekodierer mit einer Empfangsschnittstelle zum Anschließen an eine Verarbeitungsein- richtung, insbesondere an einen Aufbereiter einer Verarbeitungseinrichtung, einer Sonaranlage, insbesondere nach einer der vorgenannten Ausführungsformen.
Dem Dekodierer sind über die Empfangsschnittstelle aufgearbeitete Empfangssignale von der Verarbeitungseinrichtung der Sonaranlage zuführbar. Die aufgearbeiteten Empfangssignale entsprechen dabei aufbereiteten oder aufgearbeiteten elektrischen und/oder optischen Empfangssignalen , wobei die Aufbereitung mit einem Aufbereiter der Verarbeitungseinrichtung ausführbar ist. Die elektrischen und/oder optischen Empfangssignale sind dem Aufbereiter von mindestens zwei Unterwasserschallempfängern, mit denen die elektrischen und/oder optischen Empfangssignale aus Unterwasserschall erzeugbar sind, zuführbar. Der Dekodierer ist ferner dazu eingerichtet, um Daten, insbesondere Textdaten, Audiodaten , Videodaten und/oder Befehlsdaten, aus den aufgearbeiteten Empfangssignalen zu dekodieren. Die Unterwasserkommunikationseinheit lässt sich demnach mit einer vorhandenen Sonaranlage verbinden und ermöglicht es daher, direkt aus dem Unterwasserschall, der mit der Sonaranlage empfangen und aufbereitet wird, Daten zu dekodieren . Aufgrund der aufwändigen, mit einer Sonaranlage möglichen Signalverarbeitung sind somit auch Unterwasserschallwellen mit nur geringer Amplitude noch eindeutig empfangbar und entsprechend die Kommunikationsdaten in den Schallwellen entschlüsselbar. Aus weiter Ferne eintreffende Schallwellen können demnach aufgrund der hohen Sensiti- vität einer Sonaranlage noch im Hinblick auf enthaltene Kommunikationsdaten eindeutig ausgewertet werden.
Gemäß einer Ausführungsform weist die Unterwasserkommunikationseinheit einen Kodierer zum Erzeugen von Signalmustern aus Daten, insbesondere Textdaten, Audio- daten, Videodaten und/oder Befehlsdaten, auf. Ferner umfasst die Unterwasserkommunikationseinheit eine Sendeschnittstelle zum Anschließen des Kodierers an eine Sonaranlage. Die mit dem Kodierer erzeugten Signalmuster können über die Sendeschnittstelle einem Signalgenerator der Sonaranlage zum Erzeugen elektrischer und/oder optischer Sendesignale aus den Signalmustern zugeführt werden. Die elektrischen und/oder optischen Sendesignale dienen dann einem Unterwasserschallsender zum Erzeugen oder Wandeln der elektrischen und/oder optischen Sendesignale in Unterwasserschall.
Ferner betrifft die Erfindung ein Unterwasserkommunikationsverfahren. Das Unterwasserkommunikationsverfahren wird insbesondere mit einer Sonaranlage nach einer der vorgenannten Ausführungsformen ausgeführt. Gemäß dem Verfahren wird Unterwasserschall in elektrische und/oder optische Empfangssignale mit mindestens zwei Unterwasserschallempfängern gewandelt. Ferner werden aus den elektrischen und/oder optischen Empfangssignalen mit einem Aufbereiter einer Verarbeitungseinrichtung aufbereitete Empfangssignale erzeugt. Die aufbereiteten Empfangssignale werden dann einem Deko- dierer zugeführt, der Daten aus den aufbereiteten Empfangssignalen dekodiert.
Gemäß einer Ausführungsform wird zum Senden ein Signalmuster aus Daten mit einem Kodierer erzeugt. Die Singalmuster werden einem Signalgenerator zugeführt, der elektrische und/oder optische Sendesignale aus den Signalmustern erzeugt. Ferner werden mittels Unterwasserschallsendern die elektrischen und/oder optischen Sendesignale in Unterwasserschall gewandelt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens werden Richtungssignale aus den elektrischen und/oder optischen Empfangssignalen mit einem Richtungsbildner des Aufbereiters erzeugt. Die Richtungssignale werden als aufbereitete Empfangssignale für den Dekodierer ausgegeben. Ferner betrifft die Erfindung die Verwendung einer Sonaranlage mit einer Empfangseinrichtung. Die Sonaranlage weist mindestens zwei Unterwasserschallempfänger zum Wandeln von Unterwasserschall in elektrische und/oder optische Empfangssignale auf. Außerdem umfasst die Sonaranlage eine Verarbeitungseinrichtung mit einem Aufbereiter zur Erzeugung von aufbereiteten Empfangssignalen aus den elektrischen und/oder optischen Empfangssignalen und eine Auswerteeinheit zur Peilungs- und/oder Entfernungsbestimmung von schallabstrahlenden und/oder reflektierenden Objekten in Abhängigkeit der aufbereiteten Empfangssignale. Die Sonaranlage wird nun verwendet, um Daten, insbesondere Textdaten, Audiodaten, Videodaten und/oder Befehlsdaten, aus den aufbereiteten Empfangssignalen mit einem Dekodierer zu dekodieren.
Weitere Ausführungsformen ergeben sich anhand der in den Figuren näher erläuterten Ausführungsbeispielen. Hierzu zeigt Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Sonaranlage,
Fig. 2 die Schritte eines Empfangens mit einem Ausführungsbeispiel des Verfahrens und
Fig. 3 die Schritte eines Sendens mit einem Ausführungsbeispiel des Unterwasserkommunikationsverfahrens. Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Sonaranlage 10. Die Sonaranlage 10 umfasst Unterwasserschallempfänger 12, die hier als Antennenarray 14, beispielsweise eines Flank-Arrays und/oder eines Bug-Arrays, angeordnet sind. Am Ausgang 16 des Anten- nenarrays 14 werden elektrische Empfangssignale 1 8 in Abhängigkeit empfangener Schallwellen, die auch Unterwasserschall oder Unterwasserschallwellen genannt werden können, ausgegeben.
Die elektrischen Empfangssignale 18 werden einem Störfilter 20 zugeführt, der Störgeräusche, wie beispielsweise vordefinierte Rauscharten, aus den elektrischen Empfangssignalen 1 8 entfernt oder unterdrückt. Daraufhin werden die störgefilterten elektrischen Empfangssignale 18 einem Mehrwegefilter 22 zugeführt, der Echosignale aus den gefil- terten elektrischen Empfangssignalen 18 entfernt oder diese Echosignale unterdrückt.
Daraufhin werden die mehrweggefilterten elektrischen Empfangssignale 18 einem Richtungsbildner 24 zugeführt, der Richtungssignale 26 aus den elektrischen Empfangssignalen 18 erzeugt. Im Richtungsbildner 24 werden demnach die einzelnen Empfangssignale 1 8 der Unterwasserschallempfänger 12 entsprechend ihrer Anordnung zeitverzögert oder phasenverschoben miteinander addiert. Der Richtungsbildner 24 wird auch Beamformer genannt.
Die Richtungssignale 26 werden danach einem Bandpassfilter 28 zugeführt. Das Bandpassfilter 28 beschränkt die Richtungssignale 26 im Hinblick auf ihre Frequenz auf Frequenzbereiche, in denen Datenkommunikation erwartet wird. Hierzu ist zum Beispiel ein Frequenzband zwischen 8 kHz und 14 kHz vorgesehen, dessen Frequenzen durch das Bandpassfilter 28 hindurch gelassen werden. Die übrigen Frequenzen werden im Wesentlichen unterdrückt oder zumindest reduziert. Das Störfilter 20, der Mehrwegefilter 22 sowie der Richtungsbildner 24 und das Bandpassfilter 28 werden als Aufbereiter 30 bezeichnet.
Außerdem werden die Richtungssignale 26 einer Auswerteeinheit 32 zugeführt, die anhand der Richtungssignale 26 Peilungen und/oder Entfernungen von schallabstrahlenden und/oder reflektierenden Objekten bestimmen kann. Die Peilung und/oder Entfernung eines erkannten Objekts wird dann an eine Computereinheit 34 ausgegeben. Pei- lungen und/oder Entfernungen eines oder mehrerer Objekte werden beispielsweise mit einem Bildschirm 36 der Computereinheit 34 für einen Operator dargestellt.
Die Richtungssignale 26 werden nach der Bandpassfilterung auch einem Dekodierer 38 zugeführt. Der Dekodierer 38 weist dazu eine Eingangsschnittstelle 40 auf. Der Dekodierer 38 erzeugt aus den Richtungssignalen 26, die bandpassgefiltert sind, Daten und führt diese der Computereinheit 34 zu. Diese Daten werden dann ebenfalls beispielsweise auf dem Bildschirm 36 dargestellt.
Der Dekodierer 38 entspricht zusammen mit einem Kodierer 42 einer Unterwasserkommunikationseinheit 44. Der Unterwasserkommunikationseinheit 44 werden zu sendende Daten 46 von der Computereinheit 34 zugeführt. Die Daten 46 wurden beispielsweise mit einem Eingabegerät 48 zuvor in den Computer 34 eingegeben. Die Daten 46 werden dem Kodierer 42 zugeführt und vom Kodierer 42 in Signalmuster 43 überführt, wobei die Signalmuster 43 über eine Ausgabeschnittstelle 45 ausgegeben werden.
Die Signalmuster 43 werden dann einem Signalgenerator 50 zugeführt, der daraus elektrische Sendesignale 52 erzeugt. Sendesignale sind beispielsweise Sinussignale, in denen die Daten durch Frequenzmodulation oder Amplitudenmodulation enthalten sind. Die elektrischen Sendesignale 52 werden daraufhin einer Sendeantenne 54 mit mehreren Unterwasserschallsendern 56 zugeführt und durch die Unterwasserschallsender 56 in Unterwasserschall umgewandelt.
Somit dient die Sonaranlage 10 zum Senden von Unterwasserschall, dessen Eigenschaf- ten abhängig von den zu sendenden Daten 46 ist. Außerdem dient die Sonaranlage 1 0 zum Empfangen von Unterwasserschall mit darin enthaltenen Daten 46. Daten sind hier beispielsweise Textdaten, Audiodaten, Videodaten oder Befehle, wie beispielsweise Steuerbefehle.
Fig. 2 zeigt die Schritte zum Empfangen von Daten 46 bei einem Unterwasserkommunikationsverfahren. In einem ersten Schritt 60 werden mit Unterwasserschallempfängern 12 Schallwellen empfangen und im Schritt 62 aus den Schallwellen elektrische Empfangssignale 1 8 erzeugt. Die Empfangssignale 18 werden einem Aufbereiter 30 zugeführt, der die Signale 18 in einem Schritt 64 aufbereitet. Die aufbereiteten Empfangssignale 18 werden einem Dekodierer 38 zugeführt und im Schritt 66 Daten 46 aus den aufbereiteten elektrischen Empfangssignalen 18 dekodiert. Im Schritt 68 werden die dekodierten Daten 46 mit einem Wiedergabegerät, beispielsweise einem Bildschirm 36, wiedergegeben.
Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Sendeschritts eines Unterwasserkommunikationsverfahrens. In einem Schritt 70 wird ein Signalmuster 43 aus Daten 46 erzeugt und das Signalmuster 43 einem Signalgenerator 50 zugeführt. Im Schritt 72 erzeugt der Signalgenerator 50 elektrische und/oder optische Sendesignale 52. Die elektrischen und/oder optischen Sendesignale 52 werden einem Unterwasserschallsender 56 zugeführt, der im Schritt 74 Unterwasserschall, also Schallwellen, in Abhängigkeit der elektrischen und/oder optischen Sendesignale 52 und damit in Abhängigkeit der zu sendenden Daten 46 erzeugt.
Bezuqszeichenliste
10 Sonaranlage
12 Unterwasserschallempfänger
14 Antennenarray
16 Ausgang
18 elektrische Empfangssignale
20 Störfilter
22 Mehrwegefilter
24 Richtungsbildner
26 Richtungssignale
28 Bandpassfilter
30 Aufbereiter
32 Auswerteeinheit
34 Computereinheit
36 Bildschirm
38 Dekodierer
40 Empfangsschnittstelle
42 Kodierer
43 Signalmuster
44 Unterwasserkommunikationseinheit
45 Sendeschnittstelle
46 Daten
48 Eingabegerät
50 Signalgenerator
52 elektrische Sendesignale
54 Sendeantenne
56 Unterwasserschallsender
60 Schritte des Verfahrens
bis 74

Claims

Ansprüche
1 . Sonaranlage mit einer Empfangseinrichtung, umfassend:
- mindestens zwei Unterwasserschallempfanger (12) zur Wandlung von Unterwasserschall in elektrische und/oder optische Empfangssignale (18),
- eine Verarbeitungseinrichtung mit einem Aufbereiter (30) zur Erzeugung von aufbereiteten Empfangssignalen (26) aus den elektrischen und/oder optischen Empfangssignalen (1 8) und vorzugsweise mit einer Auswerteeinheit (32) zur Peilungs- und/oder Entfernungsbestimmung von schallabstrahlenden und/oder reflektierenden Objekten in Abhängigkeit der aufbereiteten Empfangssignale (26) und
- einen Dekodierer (38) zum Dekodieren von Daten (46), insbesondere Textdaten,
Audiodaten, Videodaten und/oder Befehlsdaten, aus den aufbereiteten Empfangssignalen (26).
2. Sonaranlage nach Anspruch 1 , wobei die Sonaranlage (10) eine Sendeeinrichtung aufweist, umfassend:
- einen Kodierer (42) zur Erzeugung von Signalmustern (43) aus Daten (46), insbesondere Textdaten, Audiodaten, Videodaten und/oder Befehlsdaten,
- einen Signalgenerator (50) zur Erzeugung elektrischer und/oder optischer Sendesignale (52) aus den Signalmustern (43) und
- mindestens einen Unterwasserschallsender (56) zur Wandlung der elektrischen und/oder optischen Sendesignale (52) in Unterwasserschall.
3. Sonaranlage nach Anspruch 1 oder 2, wobei der oder mindestens einer der Unterwasserschallsender (56) ein Transducer ist und einer der Unterwasserschallempfanger (12) in den Transducer integriert ist.
4. Sonaranlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, wobei der Aufbe- reiter (30) einen Richtungsbildner (24) zur Erzeugung von Richtungssignalen (26) aus den elektrischen und/oder optischen Empfangssignalen (18) und zur Ausgabe der Richtungssignale (26) als aufbereitete Empfangssignale (26) für den Dekodierer (38) aufweist.
5. Sonaranlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Aufbereiter (30) ein Mehrwegefilter (22) umfasst und das Mehrwegefilter (22) eingerichtet ist, Echo- Signale eines Mehrwegeempfangs in den elektrischen und/oder optischen Empfangssignalen (18) oder den Richtungssignalen (26) zu detektieren und zu unterdrücken oder zu reduzieren.
6. Sonaranlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Aufbereiter (30) ein Störfilter (20), ein Tiefpassfilter, ein Hochpassfilter und/oder ein Bandpassfilter (28) zum Filtern der Empfangssignale (18) und/oder Richtungssignale (26) aufweist.
7. Sonaranlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei
die Sonaranlage (10) eine Schleppantenne mit mehreren Hydrophonen umfasst und die Unterwasserschallempfanger (12) den oder mehreren der Hydrophone der Schleppantenne entsprechen oder
die Sonaranlage ein Flanken- und/oder Bugsonararray mit Hydrophonen aufweist und die Unterwasserschallempfanger (12) den oder mehreren der Hydrophone des Flanken- und/oder Bugsonararrays entsprechen.
8. Unterwasserkommunikationseinheit mit einem Dekodierer (38) mit einer Empfangsschnittstelle (40) zum Anschließen an eine Verarbeitungseinrichtung einer Sonaranlage (1 0), insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei dem Dekodierer (38) über die Empfangsschnittstelle (40) aufbereitete Empfangssignale (26), die mit einem Aufbereiter (30) der Verarbeitungseinrichtung aus elektrischen und/oder optischen Empfangssignalen (18) aufbereitet und mit mindestens zwei Unterwasserschallempfangern (12) aus Unterwasserschall gewandelt wurden, wobei der Dekodierer (38) eingerichtet ist, um Daten (46), insbesondere Textdaten, Audiodaten, Videodaten und/oder Befehlsdaten, aus den aufbereiteten Empfangsdaten (26) zu dekodieren.
9. Unterwasserkommunikationseinheit nach Anspruch 8, wobei die Unterwasserkommunikationseinheit (44) einen Kodierer (42) zum Erzeugen von Signalmustern (43) aus Daten (46), insbesondere Textdaten, Audiodaten, Videodaten und/oder Befehlsdaten, und eine Sendeschnittstelle (45) zum Anschließen des Kodierers (42) an einen Signalgenerator (50) einer Sonaranlage (10) umfasst, wobei die Schnittstelle (45) einge- richtet ist, dem Signalgenerator (50) Signalmuster (43) zur Erzeugung elektrischer und/oder optischer Sendesignale (52) aus den Signalmustern (43) zuzuführen, wobei die elektrischen und/oder optischen Sendesignale (52) mindestens einem Unterwasserschallsender (56) zur Wandlung der elektrischen und/oder optischen Sendesignale (52) in Unterwasserschall zuführbar sind.
10. Unterwasserkommunikationsverfahren, insbesondere mit einer Sonaranlage (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, umfassend zum Empfangen die Schritte:
- Wandeln von Unterwasserschall in elektrische und/oder optische Empfangssignale (1 8) mit mindestens zwei Unterwasserschallempfangern (12), - Erzeugen von aufbereiteten Empfangssignalen (26) aus den elektrischen und/oder optischen Empfangssignalen (18) mit einem Aufbereiter (30) einer Verarbeitungseinrichtung und vorzugsweise Peilungs- und/oder Entfernungsbestimmung von schallabstrahlenden und/oder reflektierenden Objekten in Abhängigkeit der aufbereiteten Empfangssignale (26) mit einer Auswerteeinheit (32) der Verarbeitungseinrichtung und
- Dekodieren von Daten (46), insbesondere Textdaten, Audiodaten, Videodaten und/oder Befehlsdaten, aus den aufbereiteten Empfangssignalen (26) mit einem Dekodierer (38).
1 1 . Unterwasserkommunikationsverfahren nach Anspruch 1 0, umfassend zum Senden die Schritte:
- Erzeugen von Signalmustern (43) aus Daten (46), insbesondere Textdaten, Audiodaten, Videodaten und/oder Befehlsdaten, mit einem Kodierer (42),
- Erzeugen elektrischer und/oder optischer Sendesignale (52) aus den Signalmustern (43) mit einem Signalgenerator (50) und
- Wandeln der elektrischen und/oder optischen Sendesignale (52) in Unterwasserschall mit mindestens einem Unterwasserschallsender (56).
12. Unterwasserkommunikationsverfahren nach Anspruch 10 oder 1 1 , wobei Richtungssignale (26) aus den elektrischen und/oder optischen Empfangssignalen (18) mit einem Richtungsbildner (24) des Aufbereiters (30) erzeugt und die Richtungssignale (26) als aufbereitete Empfangssignale (26) für den Dekodierer (38) ausgegeben werden.
13. Verwendung einer Sonaranlage (10) mit einer Empfangseinrichtung, umfassend:
- mindestens zwei Unterwasserschallempfänger (12) zum Wandeln von Unterwasserschall in elektrische und/oder optische Empfangssignale (18),
- eine Verarbeitungseinrichtung mit einem Aufbereiter (30) zur Erzeugung von auf- bereiteten Empfangssignalen (26) aus den elektrischen und/oder optischen Empfangssignalen (18) und mit einer Auswerteeinheit (32) zur Peilungs- und/oder Entfernungsbestimmung von schallabstrahlenden und/oder reflektierenden Objekten in Abhängigkeit der aufbereiteten Empfangssignale (26), wobei die Sonaranlage (1 0) einen Dekodierer (38) aufweist, um aus den aufbereiteten Empfangssignalen (26) Daten (46), insbesondere Textdaten, Audiodaten, Videodaten und/oder Befehlsdaten, zu dekodieren.
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