DE2317662B2 - Verfahren zur Entfernungsmessung nach der Echolaufzeitmethode - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Enlfer-Hungsmessung nach der Echolaufzeitmethode, wobei Schall- oder Ultraschallimpulsc ausgesendet werden Und die von einem reflektierenden Objekt zur'ickkeh- fenden Echos in einem Empfangsgerät mittels einer Anzeigeeinrichtung hörbar oder sichtbar angezeigt herden.

Bei Ortungsgeräten, die nach dem vorgenannten Verfahren arbeiten, wird es als störender Mangel empfunden, daß auch solche Schall- bzw. Ultraschallimpulse angezeigt werden, die nicht Echos des eigenen Sendeimpulses sind, nämlich Schallimpulse fremder Schallquellen, beispielsweise Schiffsschraubengeräusche und Sende- oder Echoimpulse anderer, in der Nachbarschaft arbeitender Echolotgeräte.

Es bestand daher das Bedürfnis zu gewährleisten, 6$ daß die Anzeigeeinrichtung nur die Echos des eigenen Sendeimpulses anzeigt, dagegen alle Fremdimpulse un- Hierdurch wird erreicht, daß nur solche Echos zur Aufzeichnung gelangen können, die mit dem Hilfssignal moduliert sind, und da dies bei Fremd.mpulsen n.cht der Fall ist, wird die Anzeigeeinrichtung bei ihrem Eintreten nicht in Wirkung gesetzt

Es sind jedoch auch Fälle denkbar, in denen die Fremdimpulse zwar auch angezeigt werden sollen jedoch so daß sie ohne Schwierigkeit von den Echos des eigenen'sendeimpulses unterscheidbar s.nd

Für die^e Fälle wird als zweckmäßige Variante der Erfindung vorgeschlagen, daß das demodulierte Hüfssi-₂nal dazu benutzt wird, den Grad der Wahrnehmbarkeit der Anzeige von einem verhältnismäßig geringen Wert auf einen vergleichsweise hohen Wert heraufzusetzen. , ...

Um ein sicheres Arbeiten eines nach dem erhndungseemäßen Verfahren betriebenen Gerätes zu gewährleisten wird man das Hilfssignal nach der Demodulation über' Selektionsmittel (Filterkreise od. dgl.) leiten. Diese bewirken jedoch bekanntlich eine gewisse Laufzeitverzögerung des Hilfssignals, so daß die Anzeigeeinrichtung zu spät, nämlich erst nach Beginn des Eintreffens des anzeigenden Impulses, in Wirkung gesetzt wird. Dies wird in zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung dadurch vermieden, daß der anzuzeigende Schallbzw Ultraschallimpuls dem Anzeigeorgan über Verzögerungsglieder (Laufzeitkette. Schieberegister od dgl) zugeleitet wird, deren Verzögerung gleich der sich aus der Zeitkonstanten der Selvktionsmittel ergebenden Verzögerung bemessen ist.

Dient als Anzeigeeinrichtung eine Kathodenstrahlröhre so wird vorteilhaft eine aus dem Hilfssignal gewonnene Gleichspannung zur Hellsteuerung des durch eine Vorspannung dunkelgesteuerten bzw. schwach heligesteuerten Leuchtfleckes benutzt.

Wird als Anzeigeeinrichtung ein Schreibregistcrgerät verwendet, das mit elektrosensitivem Papier arbeitet und bei dem somit die Stärke der Schwärzung von der Höhe der Schreibspannung abhängt, so dient zweckmäßig eine aus dem Hilfssignal abgeleitete Gleichspannung zur Hochsteuerung des Verstärkungsgrades oder der Eingangsempfindlichkeit des Schreibspannungsverstärkers.

In der F i g. 1 ist das Blockschaltbild einer Echolotanlagc dargestellt, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitet.

Die F i g. 2 zeigt das Schirmbild eines Sichtgerätes bsi Anwendung der Variante gemäß Anspruch 2 des erfindungsgemäßen Verfahrens.

In der F i g. 1 ist 1 der Oszillator für die Hauptsignalfrequenz von beispielsweise 25 kHz, die impulsweise ausgesendet wird, und 2 ist ein Oszillator, der die Hilfssignalfrequenz erzeugt, die im vorliegenden Beispiel 1 kHz sein möge. Diese Hilfssignalfrequenz wird der Hauptsignalfrequenz in dem Modulator 3 aufgeprägt. Die Impulsgabe erfolgt in bekannter Weise mittels eines elektronischen Schalters 4, der von einem Taktgeber 5 gesteuert wird. Nachdem die von dem Schalter 4 abgegebenen Impulszüge die Leistungsverstärkerstu-

fe 6 durchlaufen haben, werden sie dem Wandler 8 zugeleitet, und da dieser Wandler sowohl zum Aussenden der Impulse als auch zum nachträglichen Empfang der Echos dienen soll, geschieht dies über eine Sende-Empfangsweiche 7. Diese Weiche läßt die vom Leistungs- verstärker 6 kommenden Sendeimpulse nur zum Wandler 8 und die vom Wandler aufgenommenen Echoimpulse nur zu dem Empfangsverstärker 9 gelangen.

Am Ausgang des Verstärkers 9 ist ein Verzweigungs punkt 10 vorgesehen, von dem eine Leitung 11 über eine Verzögerungseinheit 12 und einen Verstärker 13 zu der als Anzeigegerät dienenden Kathodenstrahlröhre 14 führt, und der Ausgang des Verstärkers 13 arbeitet auf deren Horizontal-Ablenkeinheit.

Die zweite von dem Verzweigungspunkt 10 abgehende Leitung 15 führt über einen Demodulator 16 und ein auf die Hilfssignalfrequenz abgestimmtes Filter 17 an einen Gleichrichter 18, und der Gleichrichter 18 ar beitet auf die Helligkeitssteuerelektrode der Kathoden-Strahlröhre 14.

Im Demodulator 16 wird das Hilfssignal vor dem als Träger dienenden Hauptsignal wieder abgenommen, und das Filter 17 gewährleistet, daß keine andere Frequenz als die des Hilfssignals an den Gleichrichter 18 gelangt.

Diese Schaltung wirkt nun so, daß zwar jedes Echosignal an die Horizontalablenkeinheit der Kathodenstrahlröhre 14 gelangen kann, auch, wenn es das Hilfssignal nicht enthält, jedoch erfolgt eine Hellsteuerung 3c des Leuchtfleckes nur dann, wenn auch das Hilfssigna¹ vorhanden ist und durch seine Gleichrichtung eine entsprechende Steuergleichspannung liefert.

Bei Verwendung eines mit elektrosensitivem Papier arbeitenden Schreibgerätes als Anzeigegerät würde man die von dem Gleichrichter 18 abgegebene Spannung dem Verstärker 13 über die gestrichelte Leitung 20 zwecks Steuerung des Verstärkungsgrades oder Jer Eingangsempfindlichkeit zuführen.

Diese Schaltung bietet auch die Möglichkeit, mehrere solcher Anlagen benachbart arbeiten zu lassen, ohne daß sie sich gegenseitig stören. Zu diesem Zweck ist der Hilfsoszillator auf verschiedene Frequenzen einstellbar ausgebildet, so daß man jede der benachbarten Anlagen mit einer anderen Hilfssignalfrequenz arbeiten lassen kann. Dementsprechend ist auch das Filter 17 einstellbar ausgebildet, und die Verstellorgane sind, wie durch die gestrichelte Linie 19 angedeutet, miteinander gekoppelt. Ferner ist auch die Verzögerungseinheit 12 verstellbar ausgebildet, um die Anpassung der Verzögerung an die sich ändernde Zeitkonstante des Filters 17 zu ermöglichen.

In der F i g. 2 ist das Bild einer Echolotanzeige auf dem Schirm der Kathodenstrahlröhre 14 dargestellt, ts handelt sich hierbei um ein Negati" d.h. daß eine größere Helligkeit auf dem Schirm durch stärkere Schwärzung in der Abbildung zum Ausdruck kommt.

Hierin ist 21 der sogenannte Nullschall, J. h. eine vom Sendeimpuls stammende Anzeige und 22 die Anzeige eines Echos dieses Sendeimpulses; diese Anzeige ist dementsprechend stark geschwärzt.

Die schwach dargestellten Anzeigen 23 stammen von Störechos bzw. von Echos des Sendeimpulses einer benachbarten Echolotanlage. Sie sind in diesem Falle nicht gänzlich unterdrückt, sondern nur so sehr geschwächt, daß sie gerade noch zu erkennen und somit ohne weiteres als Störungen identifizierbar sind.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Entfernungsmessung nach der Echolaufzeitmethodfc, wobei Schall- oder Ultra- S schallimpulse ausgesendet werden und die von einem reflektierenden Objekt zurückkehrenden Echos in einem Empfangsgerät mittels einer Anzeigeeinrichtung hörbar oder sichtbar angezeigt werden, dadurch gekennzeichnet, daß dem auszusendenden Schall- oder Ultraschallimpuls ein Hilfssignal aufmoduliert wird, dessen Frequenz von der Frequenz des Schall- bzw. Ultraschallimpulses gut unterscheidbar ist, und daß das Hilfssignal nach seiner Demodulation und gegebenenfalls deich- richtung im Empfangsgerät dazu benutzt wird, die Anzeigeeinrichtung über ein Steuerorgan in Wirkung zu setzen.

2. Verfahren ci^ch Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das demodulierte Hilfss'gnal dazu benutzt wird, den Grad der Wahrnehmbarkeit der Anzeige von einem verhältnismäßig geringen Wert auf einen vergleichsweise hohen Wert heraufzusetzen.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, wobei das Hilfssignal nach der Demodulation über Selektionsmitte! (Filterkreise od. dgl.) geleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der anzuzeigende Schall- bzw. Ultraschallimpuls dem Anzeigeorgan über Verzögerui^sglieder (Laufzeitkette, Schieberegister od. dgl.) zugeleitet wird, deren Verzögerung gleich der sich aus der Zt;itkons jnten der Selektionsmittel ergebenden Verzögerung bemessen ist.

4. Verfahren nach den Ansprüchen I bis 3, wobei als Anzeigegerät eine Kathodenstrahlröhre dient, dadurch gekennzeichnet, daß eine aus dem Hilfssignal gewonnene Gleichspannung zur Hellsteuerung des durch eine Vorspannung dunkelgesteuerten bzw. schwach hellgesteuerten Leuchtfleckes benutzt wird.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, wobei als Anzeigegerät ein Schreibregistergerät dient, das mit elektrosensitivem Papier arbeitet, dadurch gekennzeichnet, daß eine aus dem Hilfssignal abgeleitete Gleichspannung zur Hochsteuerung des Verstärkungsgrades oder der Eingangsempfindlichkeit des Schreibspannungsverstärkers benutzt wird.

Diebe Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst daß dem auszusendenden Schall- oder Ultraschallmpuls ein Hilfssignal aufmodulicrt wird, dessen Frennenz von der Frequenz des Schall- bzw. Ultraschallim-S gut unterscheidbar ist und daß das Hilfssigna. nach seiner Demodulation und gegebenenfalls Gleichrichtung im Empfangsgerät dazu benutzt wird, die An- zeigeeinricntung über ein Steuerorgan in Wirkung zu