NO163596B

NO163596B - DEVICE FOR ROLLING SKI.

Info

Publication number: NO163596B
Application number: NO875093A
Authority: NO
Inventors: Sivert Hoeoeg
Original assignee: Samhall Hoegland
Priority date: 1984-07-20
Filing date: 1987-12-07
Publication date: 1990-03-19
Also published as: NO875093L; NO875093D0; NO163596C

Description

Anordning ved ekkolodd og lignende søkeapparater. Device for sonar and similar search devices.

Foreliggende oppfinnelse angår en The present invention relates to a

anordning ved ekkolodd og lignende søke-apparater med et antall omformere for mottaking av ekkoer fra forskjellige retninger hvor de enkelte omformere mottar ekkoer fra en retning innen en sektor, og har hver sin mottakerkanal for detektering av de mottatte ekkoer, og en indikeringsinnretning for indikering av i det minste retningen av det mottatte ekko innenfor sektoren og forbundet med den av mottakerkanalene som detekterer vedkommende ekko. device for sonar and similar search devices with a number of converters for receiving echoes from different directions, where the individual converters receive echoes from a direction within a sector, and each has its own receiver channel for detecting the echoes received, and an indicator device for indicating at least the direction of the received echo within the sector and associated with that of the receiving channels that detect the echo in question.

Apparater av denne art kan være apparater som arbeider med akustiske bøl-ger (frekvensen behøver ikke nødvendig-vis ligge i det hørbare område) f. eks. i vann. Apparatet kaji også være et radar-apparat hvor det i stedet for akustiske bølger anvendes elektromagnetiske bøl-ger. Devices of this kind can be devices that work with acoustic waves (the frequency does not necessarily have to be in the audible range), e.g. in water. The device can also be a radar device where electromagnetic waves are used instead of acoustic waves.

Det er kjent ekkolodd hvor et antall It is known sonar where a number

ekkomottagerorganer er montert side om side i en rektangulær rekke. Hvert organ har en bredde som tilsvarer ti ganger bølgelengden av ekkobølgen og retnings-karakteristikken er begrenset av vinkel-retningen hvorfra ekko mottas av organet. Rekken av organer ligger i en konveks flate, slik at mottakingsretningen for de enkelte organer er spredt jevnt innen en sektor. Et ekkobilde av gjenstander som søkes innenfor denne sektor i samsvar med ekkoer som mottas av de enkelte organer, er definert av retningsskarpheten av hele rekken av organer. Denne ret- echo receiver organs are mounted side by side in a rectangular array. Each organ has a width corresponding to ten times the wavelength of the echo wave and the directional characteristic is limited by the angular direction from which the echo is received by the organ. The row of organs lies in a convex surface, so that the reception direction for the individual organs is spread evenly within a sector. An echo image of objects searched within this sector in accordance with echoes received by the individual organs is defined by the directional sharpness of the entire array of organs. This right-

ningsskarphet er ved det kjente apparat bestemt av to faktorer, nemlig av antallet organer som dekker sektoren og av de enkelte organers retningsskarphet. Den første faktor krever et størst mulig antall organer og den andre størst mulig bredde av organene. Begge disse faktorer vil medføre meget store dimensjoner og omkostninger hvis det skal oppnås god retningsskarphet. ning sharpness is determined by the known apparatus by two factors, namely by the number of organs covering the sector and by the directional sharpness of the individual organs. The first factor requires the greatest possible number of organs and the second the greatest possible width of the organs. Both of these factors will entail very large dimensions and costs if good directional sharpness is to be achieved.

Hensikten med oppfinnelsen er å unngå disse ulemper og det oppnås ifølge oppfinnelsen ved at en sfærisk eller sirkulært sylindrisk, konkav reflektor samvirker med alle omformerne, og at omformerne er anordnet nær hverandre side om side på eller nær reflektorens brennflate, for mottaking av ekkoer fra for-skjellig side om side beliggende vinkel-retninger innenfor sektoren. The purpose of the invention is to avoid these disadvantages and this is achieved according to the invention by a spherical or circular cylindrical, concave reflector cooperating with all the converters, and that the converters are arranged close to each other side by side on or near the focal surface of the reflector, for receiving echoes from - different side-by-side angular directions within the sector.

Med en sfærisk eller sirkulært sylindrisk, konkav reflektor er den minste vinkelavstand som kan oppnås mellom de enkelte mottakningsretninger hovedsakelig bestemt av hvor nær'omformerne kan anordnes side om side på brennflaten. Bredden av de enkelte omformere velges da fortrinnsvis så liten som praktisk mulig med hensyntagen til fordelingen av det mottatte ekko på brennflaten. Retningsskarpheten av hver omformer be-stemmes ved oppfinnelsesgjenstanden ikke av omformerens bredde, men av dens plasering i eller nær brennflaten for den sfæriske eller sylindriske reflektor, og bredden av hver omformer kan derfor gjøres mindre enn ved det kjente apparat. Dette medfører igjen at det kan anvendes et stort antall omformere, slik at det innenfor en bestemt sektor kan oppnås en meget stor retningsskarphet. With a spherical or circular-cylindrical, concave reflector, the smallest angular distance that can be achieved between the individual reception directions is mainly determined by how close the converters can be arranged side by side on the focal surface. The width of the individual converters is then preferably chosen as small as practically possible, taking into account the distribution of the received echo on the burning surface. The directional sharpness of each converter is determined by the object of the invention not by the width of the converter, but by its location in or near the focal surface of the spherical or cylindrical reflector, and the width of each converter can therefore be made smaller than with the known apparatus. This in turn means that a large number of converters can be used, so that a very high degree of directional sharpness can be achieved within a specific sector.

Med fordel kan det anvendes en i avstand fra reflektoren anordnet sperreinn-retning som begrenser den vinkel innenfor hvilken ekkoer kan mottas av reflektoren for refleksjon til omformerne. Advantageously, a blocking device arranged at a distance from the reflector can be used which limits the angle within which echoes can be received by the reflector for reflection to the converters.

Utførelseseksempler på oppfinnelsen skal forklares nærmere under henvisning til tegningene. Fig. 1 viser et blokkskjema for et apparat med anordning ifølge opfinnelsen. Fig. 2 viser et blokkskjema for indikeringsinnretningen på fig. 1. Fig. 3 og 4 viser to forskjellige ut-førelsesformer for detaljer ved indikeringsinnretningen. Embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to the drawings. Fig. 1 shows a block diagram for an apparatus with a device according to the invention. Fig. 2 shows a block diagram for the indicating device of fig. 1. Fig. 3 and 4 show two different embodiments of details of the indicating device.

Apparatet på fig. 1 er beregnet på anvendelse ombord i skip for å motta akustiske ekkoer fra objekter under vann. Objektene kan være fisk eller annet på bunnen eller i avstand fra bunnen, eller objektet kan være selve bunnen. The apparatus of fig. 1 is intended for use on board ships to receive acoustic echoes from underwater objects. The objects can be fish or other things on the bottom or at a distance from the bottom, or the object can be the bottom itself.

På fig. 1 er 70 identiske, avlange elek-tromekaniske omformere 1 montert tett side ved side på en del av en sfærisk brennflate for en sfærisk konkav reflektor 2 hvis sideveis begrensning er rektangulær. Omformerne 1 som er elektro-striktive omformere er individuelt forbundet med 70 forskjellige mottagerka-naler 3, idet hver omformer 1 er forbundet med sin respektive kanal 3 via en elektrisk leder 4. Kanalene 3 er hver ved hjelp av elektriske ledere 5 forbundet med en felles transmisjonsstyre-enhet 6 og ved elektriske ledere 7 med en felles indikeringsinnretning 8, idet de to en-heter 6 og 8 er forbundet med hverandre ved hjelp av en elektrisk leder 9. Elektriske bærebølgesvingninger tilføres de 70 kanaler 3 over en felles elektrisk leder In fig. 1 are 70 identical elongated electromechanical transducers 1 mounted closely side by side on part of a spherical focal surface for a spherical concave reflector 2 whose lateral limitation is rectangular. The converters 1, which are electro-strictive converters, are individually connected to 70 different receiver channels 3, each converter 1 being connected to its respective channel 3 via an electrical conductor 4. The channels 3 are each connected by means of electrical conductors 5 to a common transmission control unit 6 and by electrical conductors 7 with a common indicating device 8, the two units 6 and 8 being connected to each other by means of an electrical conductor 9. Electrical carrier wave oscillations are supplied to the 70 channels 3 via a common electrical conductor

10 fra enheten 6. 10 from unit 6.

Omformerne 1 og reflektoren 2 er montert utenpå skipsskroget under vann-flaten med hver omformer 1 hovedsakelig opprettstående og med den rektangulære reflektoråpning horisontalt. Under styr-ing av enheten 6 tilfører kanalene 3 pulser med bærebølgesvingninger over lederne 4 til omformerne 1 slik at disse sender ut akustiske svingninger i vannet mot reflektoren 2. De akustiske pulser reflekteres fra reflektoren 2 i en bestemt retning skrått nedover fra skipet, idet reflektoren 2 peker skrått nedover i forhold til omformerne 1 slik at disse ikke står i veien for de fra reflektoren reflekterte pulser. Hver enkel omformer 1 samvirker med reflektoren 2 fordi den er pla-sert i brennflaten for reflektoren og frembringer dermed en pulset akustisk stråle skrått nedover. Da omformerne 1 er anordnet tett side om side på brennflaten, vil de 70 utsendte stråler med liten vinkelavstand i vifteform peke i forskjellige retninger innenfor en bestemt sektor hvis sentrum ligger i skipet. Hvis noe av den utsendte akustiske energi reflekteres som et ekko fra en av disse retninger, vil den reflekteres av reflektoren 2 til vedkommende omformer 1 og dette bevirker sending i den retning. Mottagning av ek-ko i hvilken som helst av omformerne 1 frembringer et elektrisk signal som over lederen 4 tilføres kanalen 3. Etter for-sterkning og detektering leveres det elektriske ekkosignal over lederen 7 til indikerings-innretningen 8. Synkronisering av tidsbasis for indikerings-innretningen med utsendelsen av de akustiske pulser oppnås ved hjelp av et elektrisk signal som tilføres indikerings-innretningen 8 via lederen 9 i overensstemmelse med tids-styringen for tilførsel av pulser fra kanalen 3 til omformeren 1. The converters 1 and the reflector 2 are mounted on the outside of the ship's hull below the surface of the water with each converter 1 essentially upright and with the rectangular reflector opening horizontally. Under the control of the unit 6, the channels 3 supply pulses with carrier wave oscillations over the conductors 4 to the converters 1 so that these emit acoustic oscillations in the water towards the reflector 2. The acoustic pulses are reflected from the reflector 2 in a specific direction diagonally downwards from the ship, as the reflector 2 points obliquely downwards in relation to the converters 1 so that these do not stand in the way of the pulses reflected from the reflector. Each single converter 1 interacts with the reflector 2 because it is placed in the focal surface of the reflector and thus produces a pulsed acoustic beam obliquely downwards. As the converters 1 are arranged closely side by side on the burning surface, the 70 emitted rays with a small angular distance in a fan shape will point in different directions within a specific sector whose center is in the ship. If some of the emitted acoustic energy is reflected as an echo from one of these directions, it will be reflected by the reflector 2 to the relevant converter 1 and this causes transmission in that direction. Receipt of echo in any of the converters 1 produces an electrical signal which is supplied to the channel 3 via conductor 4. After amplification and detection, the electrical echo signal is delivered via conductor 7 to the indicating device 8. Synchronization of time base for the indicating device with the emission of the acoustic pulses is achieved by means of an electrical signal which is supplied to the indicating device 8 via the conductor 9 in accordance with the time control for the supply of pulses from the channel 3 to the converter 1.

Anvendelse av separate kanaler 3 ved mottagning av ekkosignalene sikrer at retningsinformasj onen for hvert ekko bevares, idet retningsskarpheten er avhengig av strålens bredde ved utsendelsen fra omformeren 1 via reflektoren 2 og også av antall omformere 1 i sektoren og dermed antall atskilte stråler. I foreliggende eksempel har hver stråle en halvbredde på 0,32° i planet for reflektorens lengste utstrekning og en halvbredde på 2° i planet for reflektorens minste utstrekning, idet de 70 stråler distribueres jevnt over en sektor på 30°. Bølgelengden for den akustiske energi i vannet er i dette tilfelle 0,6 cm og reflektoren 2 har en brennflatelengde på 50 cm og, den lan-ge og korte åpningsdimensjon for reflektoren er 95 cm resp. 15 cm. (Bredden av strålen i grader og målt i planet for hver åpningsdimensjon er i foreliggende til- The use of separate channels 3 when receiving the echo signals ensures that the directional information for each echo is preserved, as the directional sharpness depends on the width of the beam when sent from the converter 1 via the reflector 2 and also on the number of converters 1 in the sector and thus the number of separate beams. In the present example, each beam has a half-width of 0.32° in the plane of the reflector's longest extent and a half-width of 2° in the plane of the reflector's smallest extent, the 70 beams being distributed evenly over a sector of 30°. The wavelength for the acoustic energy in the water is in this case 0.6 cm and the reflector 2 has a focal surface length of 50 cm and the long and short opening dimensions for the reflector are 95 cm resp. 15 cm. (The width of the beam in degrees and measured in the plane for each opening dimension is in the present

felle ca. trap approx.

hvor « er bølgelengden og X where « is the wavelength and X

er vedkommende åpningsdimensjon). Hver omformer 1 har en lengde målt tilnærmet parallell med den korte åpnings-dimensjon av reflektoren 2, på 2,4 cm og en bredde målt tilnærmet parallell med den lengste åpnings-dimensjon, på 0,38 cm. is the relevant opening dimension). Each converter 1 has a length measured approximately parallel to the short opening dimension of the reflector 2, of 2.4 cm and a width measured approximately parallel to the longest opening dimension, of 0.38 cm.

Bredden særlig av hver omformer er valgt så liten som mulig på bakgrunn av effektiv virkning, i den hensikt at et størst mulig antall omformere 1 kan anbringes side om side på brennflaten for frembringelse av et tilsvarende stort antall stråler innenfor sektoren og derved sikre størst mulig grad av nøyaktighet. I den henseende er bredden valgt under hensyntagen til utstråling av den energi som hersker på brennflaten i en konkav sfærisk reflektor med sirkelformet åpning bestrålt med akustisk energi fra uendelig langt borte. I høy grad vil energien som mottas i dette tilfelle konsentre-res i et sentralt sirkelformet område i strålemønsteret hvor radien R i dette sir-kelformede område, stråleskiven, har et forhold til brennvidden F og diameterens D av åpningen og bølgelengden X gitt ved formelen: The width, in particular, of each converter has been chosen as small as possible on the basis of effective action, with the intention that the greatest possible number of converters 1 can be placed side by side on the burning surface to produce a correspondingly large number of beams within the sector and thereby ensure the greatest possible degree of accuracy. In this respect, the width is chosen taking into account the radiation of the energy that prevails on the focal surface in a concave spherical reflector with a circular opening irradiated with acoustic energy from infinitely far away. To a large extent, the energy received in this case will be concentrated in a central circular area in the beam pattern where the radius R in this circular area, the beam disk, has a relationship to the focal length F and the diameter D of the opening and the wavelength X given by the formula:

Med den verdi av brennvidden (50 cm) og bølgelengde (0,6 cm) som er fastlagt i forbindelse med fig. 1, representerer reflektoren en del av en sirkulær sfærisk flate med en diameter på 95 cm som gir en stråleskive med en radius på 0,38 cm. En betydelig del av energien innenfor stråleskiven er konsentrert i det sentrale området innenfor en sirkel av halvparten av denne radius slik at brukbar mottagning av energi derfor kan skje ved hjelp av en omformer som strekker seg tvers over dette sentrale område alene d.v.s. over en bredde på 0,38 cm. Følgelig kan brukbar mottagning av energi fra den rektangulært begrensede sfæriske reflektor 2 oppnås parallelt med den lengste åpningsdimensjon på 95 cm over en bredde av 0,38 cm i brennflaten, d.v.s. over den bredde som er valgt for hver omformer 1. Omformerne 1 er i dette tilfelle anbragt side om side langs en bue av brennflaten over 30° ved en radius på 50 cm. Med en bredde på 0,38 cm for hver, kan 70 omformere 1 lett anbringes langs buen for å gi effektiv mottagning av ekkoer fra 70 i vinkelavstand atskilte retninger innenfor sektoren på 30°. With the value of the focal length (50 cm) and wavelength (0.6 cm) determined in connection with fig. 1, the reflector represents part of a circular spherical surface with a diameter of 95 cm which provides a beam disc with a radius of 0.38 cm. A significant part of the energy within the radiation disc is concentrated in the central area within a circle of half this radius so that usable reception of energy can therefore take place with the help of a converter that extends across this central area alone, i.e. over a width of 0.38 cm. Accordingly, usable reception of energy from the rectangularly confined spherical reflector 2 can be achieved parallel to the longest aperture dimension of 95 cm over a width of 0.38 cm in the focal plane, i.e. over the width chosen for each converter 1. In this case, the converters 1 are placed side by side along an arc of the burning surface over 30° at a radius of 50 cm. With a width of 0.38 cm each, 70 transducers 1 can be easily placed along the arc to provide effective reception of echoes from 70 angularly spaced directions within the 30° sector.

Lengden av hver omformer 1 målt parallelt med den kortere åpningsdimensjon av reflektoren 2, er valgt lik 2,4 cm på samme basis som valget av bredden. Det er tatt hensyn til, på dette punkt, at stråleskiven for anvendelse i forbindelse med en konkav, sfærisk reflektor med sirkelformet åpning på 15 cm, har en radius R på 2,4 cm. The length of each transducer 1 measured parallel to the shorter opening dimension of the reflector 2 is chosen equal to 2.4 cm on the same basis as the choice of the width. It has been taken into account, at this point, that the beam disc for use in connection with a concave, spherical reflector with a circular opening of 15 cm, has a radius R of 2.4 cm.

Det antas at i apparatet på fig. 1 har hver mottagningsoverførings-kanal 3 en sende-mottagnings-vender 11 og det er til denne vender 11 at den tilhørende omformer 1 er koplet over forbindelsen 4. En senderforsterker 12 og en mottagerfor-sterker 13 er begge forbundet med venderen 11 i kanalen 3, og venderen 11 tjener til å kople forsterkeren 13 fra de pulsede elektriske bærebølgesignaler som leveres av forsterkeren 12 for overføring til omformeren 1 via ledningen 4 og også å kople forsterkeren 12 fra ledningen 4 mens ekkosignaler passerer fra omformeren 1 til kanalen 3 via ledningen 4. De pulsede bærebølgesignaler tilføres gjennom forsterkeren 12 fra en portkrets 14 som mottar fra styreenheten 6 signaler som leveres til kanalen 3 via ledninger 5 og 10. Enheten 6 leverer et styrepulstog til ledningen 5 og disse pulser styrer port-kretsen 14 slik at denne slipper gjennom pulser av elektriske bærebølgesvingnin-ger til forsterkeren 12 fra ledningen 10. Bærebølgesvingningene i foreliggende eksempel har en frekvens på 250 kHz og hver puls av svingninger har en varighet på 30 mikrosekunder. It is assumed that in the apparatus of fig. 1, each receiving transmission channel 3 has a transmitting-receiving inverter 11 and it is to this inverter 11 that the associated converter 1 is connected via connection 4. A transmitter amplifier 12 and a receiver amplifier 13 are both connected to the inverter 11 in channel 3 , and the inverter 11 serves to decouple the amplifier 13 from the pulsed electrical carrier wave signals supplied by the amplifier 12 for transmission to the converter 1 via the line 4 and also to decouple the amplifier 12 from the line 4 while echo signals pass from the converter 1 to the channel 3 via the line 4. The pulsed carrier wave signals are supplied through the amplifier 12 from a gate circuit 14 which receives from the control unit 6 signals which are delivered to the channel 3 via lines 5 and 10. The unit 6 supplies a control pulse train to the line 5 and these pulses control the gate circuit 14 so that it passes through pulses of electrical carrier wave oscillations to the amplifier 12 from the line 10. The carrier wave oscillations in the present example have a frequency of 250 kH z and each pulse of oscillations has a duration of 30 microseconds.

I løpet av intervallet mellom etter-hverandre tilførte pulser til ledningen 4 via forsterkeren 12 og venderen 11, vil ekkosignaler passere via ledningen 4 til kanalen 3 gjennom venderen 11 til forsterkeren 13. Forsterkeren 13 som har automatisk forsterknings-regulering, for-sterker hvert ekkosignal og leverer dette til en detektor 15 hvis utgangssignal til-føres fra kanalen 3 til indikeringsinnretningen 8 via den tilhørende leder 7. During the interval between successively applied pulses to line 4 via amplifier 12 and inverter 11, echo signals will pass via line 4 to channel 3 through inverter 11 to amplifier 13. Amplifier 13, which has automatic gain control, amplifies each echo signal and supplies this to a detector 15 whose output signal is supplied from the channel 3 to the indicating device 8 via the associated conductor 7.

Indikeringsinnretningen 8 frembringer i samsvar med signalene som mottas via de 70 ledere 7, en indikering både med hensyn til retning og avstand hvorfra ekkoene mottas av apparatet. Signaler som representerer ekkoet som mottas fra forskjellige mål mottas indikeringteinnret-ningen 8 via forskjellige ledere 7 og den bestemte leder 7 representerer retningen. Tidspunktet for det mottatte ekko i forhold til den utsendte puls måler på van-lig måte avstanden som vedkommende ekko mottas fra. Indikeringsinnretnin-gens 8 konstruksjon er ikke av spesiell betydning, men kan være som vist på fig. 2. The indicating device 8 produces, in accordance with the signals received via the 70 conductors 7, an indication both with regard to direction and distance from which the echoes are received by the device. Signals representing the echo received from different targets are received by the indicating device 8 via different conductors 7 and the particular conductor 7 represents the direction. The timing of the received echo in relation to the transmitted pulse measures in the usual way the distance from which the relevant echo is received. The construction of the indicating device 8 is not of particular importance, but can be as shown in fig. 2.

Indikeringsinnretningen på fig. 2 be-står av en katodestrålerørenhet 17 som er forbundet med lederne 7 en av gangen i tur og orden ved hjelp av en elektronisk velger 18. Velgeren 18 mottar sammen med tidsbasisenheten 19 synkroniserings-signalet som leveres over lederen 9 fra styreenheten 6 og dette synkroniserings-signal tjener til å koordinere koplingsføl-gen i venderen 18 med tidsbasisen for indikeringen. Tidsbasisenheten 19 leverer til katodestrålerørenheten 17 en tidsba-sisbølgeform for i kartesiske koordinater å angi avstanden i forhold til retningen, d.v.s. i samsvar med type B indikering. Ved en slik indikering er ekkoene indi-kert ved styrke-modulasjon av elektron-strålen, idet alle lederne 7 er forbundet med enheten 17 i tur og orden når elek-tronstrålen progressivt sveiper over indi-katorens retningsakse. Hele strålens sveiping og dermed prøving av alle 70 lederne, finner sted innenfor varigheten av en ut-sendt puls, d.v.s. alle innenfor 30 mikrosekunder. The indicating device in fig. 2 consists of a cathode ray tube unit 17 which is connected to the conductors 7 one at a time in turn by means of an electronic selector 18. The selector 18 together with the time base unit 19 receives the synchronization signal which is delivered over the conductor 9 from the control unit 6 and this synchronization -signal serves to coordinate the switching sequence in the inverter 18 with the time base for the indication. The time base unit 19 supplies to the cathode ray tube unit 17 a time base waveform to indicate in Cartesian coordinates the distance in relation to the direction, i.e. in accordance with type B indication. With such an indication, the echoes are indicated by strength modulation of the electron beam, as all the conductors 7 are connected to the unit 17 in turn when the electron beam progressively sweeps over the direction axis of the indicator. The entire sweep of the beam, and thus testing of all 70 conductors, takes place within the duration of an emitted pulse, i.e. all within 30 microseconds.

Hvor det fra et praktisk standpunkt er ønskelig å unngå nødvendigheten av en velger slik som f. eks. velgeren 18, kan det anvendes en indikerings-innretning 8 som ikke innbefatter tidsbasis. Alterna-tive former for en indikeringsinnretning 8 som ikke innbefatter tidsbasis er vist på fig. 3 og 4. Where, from a practical point of view, it is desirable to avoid the necessity of an elector such as e.g. the selector 18, an indicating device 8 which does not include a time base can be used. Alternative forms for an indication device 8 which does not include a time base are shown in fig. 3 and 4.

På fig. 3 er de 70 ledere 7 hver forbundet med 70 skriveredskaper 20 som med et felles bæreorgan er båret i avstand fra hverandre tvers over bredden av et registreringspapir 21. Papiret 21 beveges langsomt i sin lengderetning under skriveorganene 20 som anbringer merker på papiret i samsvar med de mottatte ekkosignaler idet hvert skriveor-gans stilling indikerer avstanden over og langs papiret 21 resp. for retning og avstand hvorfra vedkommende ekko mottas. Det kan sørges for at samme papir-lengde beveges under skriveorganene 20 i løpet av gjentatte opptegningsrekkeføl-ger slik at opptegningen av vedkommende ekkoer som er mottatt i løpet av etter hverandre følgende rekkefølger er sam-ordnet med hverandre på opptegnelsen. In fig. 3, the 70 conductors 7 are each connected to 70 writing implements 20 which are carried with a common carrier at a distance from each other across the width of a registration paper 21. The paper 21 is moved slowly in its longitudinal direction under the writing means 20 which place marks on the paper in accordance with the received echo signals, as the position of each writing device indicates the distance above and along the paper 21 or for the direction and distance from which the relevant echo is received. It can be ensured that the same length of paper is moved under the writing means 20 during repeated recording sequences so that the recording of the relevant echoes received during successive sequences is coordinated with each other on the record.

På fig. 4 er de 70 ledere 7 forbundet med hver sin av 70 indikeringslamper 22. Lampene 22 (som f. eks. kan være neon-lamper eller gallium-arsenidlamper) alle bæres i avstand fra hverandre tvers over et rektangulært indikeringsområde 23. Lampene beveges som en enhet fra en ende til den andre i områdets 23 lengderetning og lampene lyser i samsvar med signaler som tilføres fra lederne 7. Stillingen over bredden av området 23 og langs dets lengde som belyses, indikerer retningen og avstanden fra det objekt hvorfra ekkoet mottas. In fig. 4, the 70 conductors 7 are connected to each of 70 indicator lamps 22. The lamps 22 (which may for example be neon lamps or gallium arsenide lamps) are all carried at a distance from each other across a rectangular indication area 23. The lamps are moved as a unit from one end to the other in the longitudinal direction of the area 23 and the lamps light up in accordance with signals supplied from the conductors 7. The position across the width of the area 23 and along its length that is illuminated indicates the direction and distance from the object from which the echo is received.

Det apparat som ovenfor er beskrevet under henvisning til fig. 1 gir kon-stant overvåking med høy grad av nøy-aktighet innenfor en bestemt sektor og dette skjer uten nødvendighet av mekan-iske eller elektroniske fremgangsmåter for gjentatt sveiping av sektoren med en skarp stråle av akustisk energi. Fordi det ikke er noen begrensning av avsøknings-hastigheten er det derfor ikke noen begrensning av varigheten av de utsendte pulser. Denne fordel oppnås på enkel og økonomisk måte idet nødvendigheten av et antall atskilte sende-mottagnings-kanaler 3 lett kan tilveiebringes ved anvendelse f. eks. av den teknikk som trykte kret-ser innebærer. Det er klart at kanalene 3 kan forenkles ved at deres funksjon er begrenset bare til mottagning, idet sendingen utføres ved hjelp av en felles enhet for alle omformerne 1. Dette vil ikke nød-vendigvis føre til økonomiske fordeler og mere effektiv drift, fordi den nødvendige energi fra en felles sende-enhet vil kreve 70 ganger den energi som er nødvendig for hver av kanalene 3. I tillegg hertil vil det være nødvendig å tilveiebringe en meget hurtig omkopling av forbindelsene til omformerne 1 mellom perioder for sending og mottagning. For å unngå denne omkopling kan det anvendes særskilte omformere for sending og mottagning, idet sendingen da kunne foretas uten at dette skjer i samarbeide med reflektoren 2. The apparatus described above with reference to fig. 1 provides constant monitoring with a high degree of accuracy within a specific sector and this occurs without the need for mechanical or electronic methods for repeatedly sweeping the sector with a sharp beam of acoustic energy. Because there is no limitation of the scanning speed, there is therefore no limitation of the duration of the emitted pulses. This advantage is achieved in a simple and economical way, since the necessity of a number of separate sending-receiving channels 3 can be easily provided by using e.g. of the technique that printed circuits involve. It is clear that the channels 3 can be simplified in that their function is limited to reception only, the transmission being carried out using a common unit for all the converters 1. This will not necessarily lead to economic benefits and more efficient operation, because the necessary energy from a common transmitting unit will require 70 times the energy required for each of the channels 3. In addition to this, it will be necessary to provide a very rapid switching of the connections to the converters 1 between periods of transmission and reception. In order to avoid this switching, separate converters can be used for transmission and reception, as the transmission could then be carried out without this happening in cooperation with the reflector 2.

Med særskilte sende- mottagnings-kanaler 3 vil sendingen av pulser fra de enkelte omformere 1 kunne skje samtidig eller i tur og orden og kan også hvis ønskelig anvende forskjellige bære-frekven-ser for omformerne 1. Anvendelse av forskjellige bærefrekvenser på denne måte kan være av praktisk viktighet for å kunne skille mellom ekkoer som mottas fra områder hvor til hverandre grensende stråler overlapper hverandre. Overlapp-ing kan reduseres ved forming av selve omformerne 1, men den samme virkning kan lettere oppnås ved forming av reflektoren 2. With separate transmission-reception channels 3, the transmission of pulses from the individual converters 1 can take place simultaneously or in turn and can also, if desired, use different carrier frequencies for the converters 1. Application of different carrier frequencies in this way can be of practical importance to be able to distinguish between echoes received from areas where adjacent beams overlap. Overlap can be reduced by shaping the converters 1 themselves, but the same effect can be more easily achieved by shaping the reflector 2.

Forenkling av konstruksjonen av reflektoren 2 kan oppnås ved å bruke en sylindrisk heller en sfærisk konkav form. Den avbøyning som innføres ved at den sfæriske reflektor 2 erstattes av en sylindrisk reflektor, hvis krumningsakse ■ strekker seg parallelt med den korte åpnings-dimensjon, er avhengig av denne dimensjon og den krumningsradius som anvendes. Forutsatt at endringen i akustisk ganglengde som innføres i ethvert punkt i åpningen, er betraktelig mindre enn V* bølgelengde, vil avbøyningen for normalt bruk være liten. Simplification of the construction of the reflector 2 can be achieved by using a cylindrical rather than a spherically concave shape. The deflection introduced when the spherical reflector 2 is replaced by a cylindrical reflector, whose axis of curvature ■ extends parallel to the short opening dimension, depends on this dimension and the radius of curvature used. Provided that the change in acoustic path length introduced at any point in the opening is considerably less than V* wavelength, the deflection for normal use will be small.

Med det apparat som er beskrevet under henvisning til fig. 1, kan retnings-nøyaktighet oppnås innenfor en sektor i bare et plan. Hvis retningsnøyaktighet er ønskelig i begge plan, må det anvendes to rekker av omformere i stedet for den ene rekke på fig. 1 i forbindelse med en sfærisk reflektor. Hvis en firkantet rekke anvendes i forbindelse med en reflektor med sirkulær åpning, kan samme retningsskarphet oppnås i begge plan. Ekko-signalet som utledes av de enkelte kanaler i en to-dimensjonal rekke kan anvendes for å tilveiebringe en to-dimensjonal indikering av vannet i en valgt avstand, idet mål i et plan vinkelrett på den akustiske stråle i denne avstand representeres ved indikering i stillinger som svarer til stillingen i dette plan. Det akustiske signal som sendes ut i dette tilfelle kan være kontinuerlige bølger i stedet for pulsede bølger. Det kan være nødvendig i enkelte tilfelle å øke frekvensen på disse signaler for å oppnå den ønskede nøyaktighet. With the apparatus described with reference to fig. 1, directional accuracy can be achieved within a sector in only one plane. If directional accuracy is desired in both planes, two rows of converters must be used instead of the one row in fig. 1 in connection with a spherical reflector. If a square array is used in conjunction with a reflector with a circular aperture, the same directional sharpness can be achieved in both planes. The echo signal derived from the individual channels in a two-dimensional array can be used to provide a two-dimensional indication of the water at a selected distance, targets in a plane perpendicular to the acoustic beam at this distance being represented by indication in positions which corresponds to the position in this plan. The acoustic signal emitted in this case may be continuous waves instead of pulsed waves. It may be necessary in some cases to increase the frequency of these signals in order to achieve the desired accuracy.

Indikerings-teknikk som omfatter steroskopiske effekter, reelle eller simu-lerte kan anvendes i dette aparat. Ved i tillegg å flytte rekken av omformere 1 noe i forhold til reflektoren 2, kan avstanden ved hvilken målene er i brennpunktet, innstilles selektivt. Ved egnet valg av pa-rametre for omformerrekken og reflektoren 2 kan det oppnås en liten dybde av feltet slik at mål innenfor fokus videre-føres til indikering uten partiell elimi-nering av mål utenfor fokus. En stoppe-innretnnig anbragt i krumningssentret for reflektoren 2, kan anvendes for å be-grense den ut- og inngående vinkel for den akustiske energi i forhold til reflektoren 2 og derved sikre jevn akustisk be-stråling tvers over systemets effektive åpning. Indication techniques that include stereoscopic effects, real or simulated, can be used in this apparatus. By also moving the row of converters 1 somewhat in relation to the reflector 2, the distance at which the targets are in the focal point can be selectively set. By suitable selection of parameters for the converter array and the reflector 2, a small depth of field can be achieved so that targets within focus are passed on to indication without partial elimination of targets outside focus. A stop device placed in the center of curvature of the reflector 2 can be used to limit the outgoing and incoming angle of the acoustic energy in relation to the reflector 2 and thereby ensure uniform acoustic radiation across the effective opening of the system.

Apparatet som er beskrevet ovenfor under henvisning til fig. 1 kan naturlig-vis anvendes på et skip for søkning enten forover eller sideveis. Søkesektorens plan kan være vertikalt i stedet for horisontalt som beskrevet og i dette tilfelle kan det ordnes slik at hver stråle heller nedover mot vertikalplanet. En indikering som er begrenset til bunnen og områder rett over bunnen kan i dette tilfelle oppnås ganske enkelt-ved å sørge for at enheten 8 indikerer med takten for de detekterte signaler som tilføres over lederne 7. Det første ekko som mottas fra bunnen etter utsendelsen av en puls, er den som stam-mer fra en stråle med minst helning fra vertikalplanet, slik at valget av det detekterte signal fra lederen 7 tilhører denne stråle og deretter følger i tur og orden signaler som detekteres fra de andre ledere 7, idet en indikering som er begrenset til bunnen og dens nærmeste område i betydelig avstand kan oppnås med meget stor grad av nøyaktighet. The apparatus described above with reference to fig. 1 can naturally be used on a ship for searching either forward or sideways. The plane of the search sector can be vertical instead of horizontal as described and in this case it can be arranged so that each beam leans downwards towards the vertical plane. An indication which is limited to the bottom and areas immediately above the bottom can in this case be achieved quite simply by ensuring that the unit 8 indicates with the rate of the detected signals supplied over the conductors 7. The first echo received from the bottom after the sending of a pulse is that which originates from a beam with the least inclination from the vertical plane, so that the selection of the detected signal from the conductor 7 belongs to this beam and then follows in turn signals detected from the other conductors 7, as an indication which is limited to the bottom and its immediate area at a considerable distance can be obtained with a very high degree of accuracy.

Claims

1. Device for sonar and similar search devices with a number of converters where the individual converters receive echoes from one direction within a sector and each have their own receiver channel for detecting the received echoes, and an indicator device for indicating at least the direction of the received echo within the sector and connected to that of the receiver channels that detect the relevant echo, characterized in that a spherical or circular cylindrical, concave reflector (2) cooperates with all the converters (1), and that the converters (1) are arranged close to each other side by side on or near the focal surface of the reflector (2), for receiving echoes from different side-by-side angular directions within the sector.

2. Device according to claim 1, characterized by a blocking device arranged at a distance from the reflector (2) which limits the angle within which echoes can be received by the reflector (2) for reflection to the transducers (1).