DE2903045A1

DE2903045A1 - Strahlformer

Info

Publication number: DE2903045A1
Application number: DE19792903045
Authority: DE
Inventors: Andrew Charles Callahan; Ronald Arthur Mucci; Roger Gregory Pridham
Original assignee: Raytheon Co
Current assignee: Raytheon Co
Priority date: 1978-01-27
Filing date: 1979-01-26
Publication date: 1979-08-02
Also published as: IT1114481B; FR2415925B1; US4170766A; JPS54113357A; GB2013446A; CA1124826A; IT7947801A0; JPS6217712B2; FR2415925A1; GB2013446B; DE2903045C2

Description

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München, den 17· Januar 1979 /WtI. Anwaltsaktenz.: 27 - Pat. 233

Raytheon Company, l4l Spring Street, Lexington, MA 021731 Vereinigte Staaten von Amerika

Strahlformer

Strahlformer werden in Verbindung mit Anordnungen von elektromagnetischen Strahlerelementen und akustischen Strahlerelementen eingesetzt, wobei letztere als Wandler bezeichnet werden, um Signale der Strahlerelemente miteinander zu kombinieren und bestimmte Strahlen von elektromagnetischer oder akustischer Energie hervorzubringen. Der Begriff Strahl wird sowohl für den ausgesandten Strahl als auch für den aus einer bestimmten Richtung empfangenen verwendet, da die Sende- und Empfangsstrahlungsmuster einer Anordnung von Strahlungselementen identisch sind. In Strahlformern werden Linearkreise verwendet, um die Signale der jeweiligen Strahlerelemente zu summieren und ihnen bestimmte Verzögerungen oder manchmal auch nur Phasenverschiebungen zu erteilen. Die Wahl spezieller Werte der Zeitverzögerung hängt ab von der Richtung des gewünschten Strahls relativ zur Strahleran-Ordnung.

In einigen Fällen werden die Signale der Strahlerelemente in wiederholter Folge getastet, wodurch Folgen von Signalproben von

9Q9831/Ü78Ö"

QRSGlNAL INSPECTED

jedem der Strahlerelemente entstehen. Diese Folgen von Proben werden dann dem Strahlformer zugeführt, der einen oder mehrere Strahlen je nach Wunsch formt. Ein wichtiges Anwendungsbeispiel für die vorstehend beschriebene Technik ist eine Sonarwandleranordnung, die von einem Schiff geschleppt wird, wobei dann der Strahlformer sich an Bord des Schiffs befindet und folglich von der Anordnung durch ein langes Kabel getrennt ist, das die Signale zwischen den Sonarwandlern der Anordnung von Strahlern und dem Strahlformer überträgt. Typischerweise werden dabei die Signale der Wandler getastet und dann zeitgeschachtelt (in Multiplexform), damit die Verbindung über einen einzigen Übertragungskanal zum Strahlformer hergestellt werden kann.

Eine Schwierigkeit erwächst daraus, daß die Genauigkeit des Strahlmusters von der Tastgeschwindigkeit '» ; ■ abhängt außer für den speziellen Fall, daß der Strahl breitseits von einer geradlinigen Anordnung für eine ebene Welle abgegeben wird, da die Anordnung der Strahlerelemente in der Strahleranordnung es ermöglicht, daß die getasteten Signalproben der einzelnen Strahlerelemente mit der abgestrahlten Wellenfront synchronisiert sind. Wie im Artikel "Digital Array Phasing" von Victor C. Anderson in Journal of the Acoustical Society of Amerika, July I960, Seiten 867 bis 87O, dargestellt, können Strahlen in einer begrenzten Zahl von Richtungen erzeugt werden, bei welchen die Abtastproben, die aus einer Entstehungsgeschichte der Proben von den entsprechenden Wandlern ausgewählt wurden, auf einer Wellenfront einer Welle in den bestimmten Richtungen ausgewählt wurden. Diese Strahlen können als Synchronstrahlen bezeichnet werden, weil die erforderlichen Verzögerungen der einzelnen Abtastproben synchron mit den Ankunftszeiten der Wellenfront an den entsprechenden Wandlern sind. Für alle anderen Strahlrichtungen muß ein Kompromiß eingegangen werden, in/flem eine Ab-

tastprobe ausgewählt wird, die entweder vor oder nach dem ge- [ wünschten Zeitaugenblick liegt. Als Folge dieses Kompromisses ist auch das Strahlungsmuster ein Kompromiß mit entsprechender Qualitätseinbüße, abhängig von der Abtastfolgegeschwindigkeit·

9 0 9 8 31/0780 ORiGlMAL JNSPECTED

Eine höhere Abtastfolgegeschwindigkeit führt zu einem kleineren Fehler in der Verzögerungszeit der Abtastproben, die für die Bildung des Strahls ausgewählt wurden.

Das Erfordernis nach hohen Abtastgeschwindigkeiten bringt andere Schwierigkeiten mit sich. Das Verbindungskabel zwischen den Wandlern der nachgeschleppten Anordnung und dem Strahlformer hat nur eine begrenzte Bandbreite, wodurch wiederum die Geschwindigkeit begrenzt wird, mit der die Abtastsignalproben übertragen werden können. In Systemen, bei denen eine Umwandlung von Analog- auf Digitalsignale durchgeführt wird, hat sich die Praxis durchgesetzt, einen einzigen Analog/Digital-Waiidler durch time-sharing auf mehrere Wandler aufzuteilen, was mit Hilfe eines Auswahlschalters erfolgt, der wahlweise die Signale der entsprechenden einzelnen Wandler auf den Analog/Digital-Wandler gibt. Aufgrund der Grenzgeschwindigkeit, bei der derartige Wandler arbeiten können, bestimmt eine höhere Abtastgeschwindigkeit die Abnahme der Zahl der Wandler der Anordnung, die mit einem einzigen A/D-Wandler betrieben werden können, so daß eine größere Zahl von A/D-Wandlern erforderlich ist. Die Schwierigkeiten erhöhen sich außerdem bei großen Wandleranordnungen mit einer großen Zahl von Strahlerelementen, mit denen eine größere Anzahl von hoch gerichteten Strahlen ausgesandt wird, wie dies bei Systemen der Fall ist, mit denen mit hoher Genauigkeit und hohem Auflösungsvermögen Winkel gemessen werden. Die Notwendigkeit zu höheren Abtastgeschwindigkeiten steigert auch die Komplexität des Systems, da höhere Speicherkapazitäten in dem Speicher benötigt werden, der die Abtastsignalproben speichert. Die vorstehend genannten Schwierigkeiten können ebenfalls bei einer elektromagnetisch arbeitenden Strahleranordnung auftreten, bei der zwischen der Strahleranordnung und dem Strahlformer ein Übertragungskanal mit begrenzter Bandbreite vorgesehen ist. Die nachfolgende Beschreibung der Erfindung ist auf den Sonarfall gerichtet, was lediglich die Erläuterungen vereinfacht, wobei jedoch der Begriff "Wandler" auch die Strahlerelemente für elektromagnetische Abstrahlung mit umfassen soll.

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Die vorstehend genannten Nachteile werden unter gleichzeitiger Erzielung weiterer Vorteile mit einem Strahlformer überwunden, der gemäß der Erfindung ein Strahlformungsfilter anstelle eines oder mehrerer Summierschaltkreise herkömmlicher Art verwendet, womit die Abtastproben eines Signals, die in Aufeinanderfolge an den Abstrahlwandlern einer Anordnung derartiger Wandler zur Erzeugung eines Sonarstrahls auftreten, kombiniert werden. Die Folgen der Signalabtastproben von jedem Wandler werden gegeneinander entsprechend der Richtung des Strahls gegenüber der Anordnung verzögert. Die Folgen der Signalabtastproben von den jeweiligen Wandlern werden mit ihren Verzögerungen auf ein gemeinsames Strahlformungsfilter gegeben, dessen Bandbreite für die Daten der Signale ausreicht, wobei die Impulsansprechzeit des Filters größer als das Intervall zwischen aufeinanderfolgenden Abtastungen des Signalabtastvorgangs ist. Auf diese Weise wird mit Hilfe des Strahlformungsfilters ein Strahl erzeugt, der der Summe der erzeugten Wandlersignale gleich ist. Das in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung eingesetzte Strahlformungsfilter ist ein Digitalfilter mit einer endlichen Impulsempfindlichkeit, deren Frequenzcharakteristik die eines Tiefpaßfilters mit im wesentlichen flacher Dämpfungscharakteristik in Durchlaßband ist, der ein scharfer Abriß folgt, wodurch das Auftreten von Harmonischen der Abtastfrequenz im Ausgangsstrahlsignal ausgeschlossen wird.

Eine wichtige Eigenschaft der Erfindung wird im Vergleich mit der Strahlformtechnik deutlich, die in dem oben genannten Artikel von Anderson beschrieben ist. Nach dieser Technik müssen einzelne Abtastproben mit anderen Proben summiert werden, gleichgültig, ob diese anderen Proben nun zeitsynchron mit dem Auftreten der Wellenfront erschienen sind. Mit Ausnahme der speziellen Situation des bereits erwähnten Breitseitstrahls einer linearen Wandleranordnung wird bei der Erfindung diese Summierung von Abtastproben, wie sie im Anderson-Artikel beschrieben ist, nicht durchgeführt, sondern es werden Abtastproben, die um Bruchteile des Abtastintervalls verzögert sind, dem Strahlformerfilter zu-

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geleitet. Da das Strahlformerfilter das Signal von jedem Wandler der Strahleranordnung regeneriert und da das Überlagerungsprinzip aufgrund der Linearität des Filters wirksam wird, sorgt das Filter für die Bildung einer Summe von Signalen der Wandler der Anordnung. Dadurch arbeitet das Strahlformerfilter im wesentlichen ohne Rücksicht auf die speziellen Augenblicke, in denen die verschiedenen Signalabtastproben der jeweiligen Wandler an der Eingangsklemme des Signalformerfilters ankommen. Somit können die Folgen von Abtastproben von den einzelnen Wandlern um eine Zeitspanne verzögert sein, die vollständig unabhängig von dem Abtastzwischenintervall ist. Daraus folgt, daß die Abtastgeschwindigkeit nach Belieben gewählt werden kann und nicht die überaus hohen Werte gewählt werden müssen, die bei den bekannten Strahlformersystemen erforderlich sind. Folglich ist die Abtastgeschwindigkeit durch das Kriterium diktiert, das bei der TeIephonie verwendet wird, wo die Abtastgeschwindigkeit nach der Bandbreite der zu übertragenden Daten ausgewählt wird und in Übereinstimmung mit der Nyquist-Abtastgeschwindigkeit gewählt wird, nach der sie wenigstens das Zweifache der Bandbreite der zu übertragenden Daten haben muß. Bei der praktischen Auslegung derartiger Systeme wird die Abtastgeschwindigkeit etwas höher als der zweifache Wert der Bandbreite der Daten gewählt, zum Beispiel gleich dem Dreifachen. Dies bedeutet eine erhebliche Verringerung der Abtastgeschwindigkeit und sie in der bisher üblichen Technik erforderlich war, die das Dreißigfache der Bandbreite der Daten betragen konnte.

Die Verzögerung der Abtastprobenfolgen der einzelnen Wandler läßt sich mit Hilfe eines Satzes von Schieberegistern oder vorzugsweise mit einem Speicher mit beliebigem Zugriff durchführen, der im exakten Augenblick zum Auslesen der Daten adressiert wird, womit die gewünschte Zeitverzögerung erreicht ist. In einem Ausführungsbeispiel ist die Verwendung eines mit Abgriffen versehenen Schieberegisters mit einer Auswahlschaltung zur Auswahl des benötigten Abgriffs dargestellt, um den Unterschied zwischen der Erfindung und dem bekannten System gemäß dem Artikel von

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Anderson herauszustellen. Da sehr lange Schieberegister benötigt werden, um kleine Stufen in der Verzögerung zu erhalten, stellt der Speicher mit beliebigem Zugriff ein sehr viel wirkungsvolleres Speichermedium mit der Folge eines weniger komplexen Aufbaus der Gesamtschaltung dar. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird ein Speicher mit wahlfreiem Zugriff und ein Satz von Strahlformungsfiltern verwendet, wobei für jede gleichzeitig hervorgebrachte Strahlrichtung je ein Filter benutzt wird. Die Auswahlschaltung für das Auswählen der jeweils benötigten Abtastprobe aus der Gesamtfolge von Abtastproben, die im Speicher gespeichert sind, enthält einen Summierkreis für den speziellen Fall, daß zwei Signalabtastproben von zwei gesonderten Wandlern gleichzeitig auftreten, und dieser Summierkreis gibt die Summe der beiden Abtastproben an das Strahlformungsfilter weiter, während je eine Abtastprobe zur Zeit von den anderen Wandlern an das Strahlformungsfilter weitergeleitet wird.

Die Erfindung wird nun anhang von Ausführungsformen, die in Figuren der Zeichnung im einzelnen dargestellt sind, näher erläutert. Es zeigen :

Fig. 1 das Schaltungsdiagramm einer geschleppten

Wandleranordnung und eines Strahlformers, die zusammen die Erfindung beinhalten; .

Fig. 2A, Speichereinrichtungen, mit denen Folgen von

on ·

_o„ Abtastproben der Wandlersignale gespeichert und mit Hilfe derer den Signalabtastproben die Verzögerungen erteilt werden können, um damit den in Fig. 1 gezeigten Strahl zu formen, wobei Fig. 2A einen Speicher für eine größere Zahl von Abtastproben zeigt, wie er in dem zum Stand der Technik gehörenden Artikel von Anderson beschrieben ist, während die Fig. ! 2B und 2C die geringen Speicheranforderungen j der Erfindung verdeutlichen; j

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Fig. 3 das Blockdiagramm eines Strahlformungsfilters gem. Fig. 1;

Strahl-

Fig. k ein dem Digital-formungsfilter der Fig. 3 entsprechendes Analogfilter, das zur Erläuterung der der Erfindung zugrunde liegenden Theorie vorteilhaft ist;

Fig. 5 eine Folge von Diagrammen zur Verwendung mit den Filtern der Fig. 3 und k, um die Regenerierung und das Kombinieren von Signalen der Wandler aus Fig. 1 für die Erzeugung eines Strahls zu demonstrieren;

Fig. 6 das Schaltbild einer Einrichtung ähnlich der in Fig. 1, wobei jedoch eine Analog/Digital-Umwandlung in einem Verbindungsglied und digitale Schieberegister anstelle von CCD-Registern eingesetzt werden, welche für die analogen Abtastproben in der Fig. 1 nötig sind;

Fig. 7 ein Blockschaltbild eines bevorzugten Ausführungsbeispiels des Strahlformers, der einen Speicher mit beliebigem Zugriff einschließt und für den Einsatz in einer Einrichtung gemäß Fig. 6 bestimmt ist; und

Fig. 8 ein Diagramm von Verzögerungszeiten, die eine Programmiereinrichtung gemäß Fig. 7 einführt, zum Fokussieren auf unendlich und auf einen in der Nähe liegenden Brennpunkt,

Die Fig. 1 zeigt ein Sonarsystem 20, das eine geschleppte Einrichtung 22 mit einer räumlichen Strahleranordnung 24 von einzelnen Strahlerwandlern 26 aufweist, wobei diese einzelnen Wandler 26 durch die Buchstaben A bis D unterschieden werden, sofern

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dies im Laufe der Beschreibung nötig ist. Zum System 20 gehört ferner die Einrichtung 28, die sich an Bord eines (in der Zeichnung nicht dargestellten) Schiffes befindet, während die Strahleranordnung 24 mit einem Kabel 38 hinter dem Schiff geschleppt wird, wobei dieses Kabel 30 außerdem als Übertragungsleitung für die Verbindung der Strahl er anordnung 24 mit der Einrichtung 28 dient. Die das Kabel 30 durchziehende gestrichelte Linie 32 deutet eine Trennung zwischen der geschleppten Einrichtung 22 im linken Teil der Figur und der auf dem Schiff befindlichen Einrichtung 28 im rechten Teil der Figur an.

Nur beispielsweise ist die Strahl er anordnung 24 in der Zeichnung als geradlinige Anordnung dargestellt, deren Wandler 26 auf einer geraden Linie liegen. Es versteht sich jedoch, daß die Anordnung auch anders gestaltet sein kann, so beispielsweise in Form eines Kreises oder auch dreidimensional, zum Beispiel als Kugelfläche. In dem die Anordnung 2k umgebenden Meerwasser ist eine sich ausbreitende akustische Welle Jk angedeutet, die eine mit dem Pfeil 36 angedeutete Ausbreitungsrichtung hat.

In der geschleppten Einrichtung 22 befindet sich ferner eine Abtastanordnung 38, die aus einer Gruppe von Abtast-Halte-Einheiten kO besteht, ferner ein Auswahlschalter 42, ein Summierer kk mit Leistungsverstärker für das nachfolgende Kabel 30, ein Taktgenerator k6 und ein Generator 48 zum Erzeugen eines Synchronisiersignali; . so daß damit die Arbeitsweise der geschleppten Einrichtung 22 mit der auf dem Schiff befindlichen Einrichtung 28 synchronisiert wird. Die Wandler 26 sind mit entsprechenden Eingängen des Schalters 42 über einzeln zugeordnete Abtast-Halte-Einheiten 40 verbunden. Die von den Wandlern 26 erzeugten elektrischen Signale in Abhängigkeit von der akustischen Welle 34, die auf die Wandler auftrifft, werden durch die Abtast-Halte-Einheiten 40 aufgrund eines Abtastsignals getastet, das den Ab- : tasthalteeinheiten 40 über die Leitung 50 vom Taktgenerator 46 zugeführt wird. |

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Die Signalabtastproben, die von den Abtast- und Halteeinheiten 40 gehalten werden, werden nacheinander durch den Schalter 42 angewählt, der durch ein Signal auf der Leitung 52 getrieben wird, das der Taktgenerator 46 bereitstellt. Der Taktgenerator 46 gibt außerdem Taktimpulse an den Generator 48 ab, wodurch dieser ein Synchronisiersignal erzeugt, das einem Eingang eines Summierers 44 zugeleitet wird. Die Signalabtastproben, die durch den Schalter 42 ausgewählt werden, werden einem weiteren Eingang des Summierers 44 eingegeben, der hier beispielsweise als Operationsverstärker mit Summierwiderständen dargestellt ist, die mit dem Schalter 42 bzw. dem Generator 48 verbunden sind.

Wie die Graphik 54 unterhalb des Taktgenerators 46 zeigt, gibt dieser zunächst ein wiederkehrendes Impulssignal auf der Seite an die Abtast- und Halteeinheiten 40 ab, dem ein Antreiben des Schalters 42 folgt, wodurch der Summierer 44 die einzelnen Signalabtastproben von den jeweiligen Wandlern 26A-D zugeführt erhält. Zum Schluß des Betriebsablaufs des Schalters 42 aktiviert der Taktgenerator 46 dann den Synchrongenerator 48, um das genannte Synchronisiersignal zu erzeugen, das in der Graphik 54 beispielsweise als eine Folge von binären Digitalsignalen dargestellt ist, die ein Codewort bilden. Danach wird der gesamte Vorgang wiederholt, wobei die Abtast- und Halteeinheiten 40 erneut abgetastet werden, um von den Wandlern wiederum Abtastsignalproben aufzunehmen. Auf diese Weise werden Folgen von Signalabtastproben der jeweiligen Wandler 26A-D über den Summierer 44 an das Kabel 30 zusammen mit einem Synchronisationscodewort abgegeben, das in der Figur durch den Buchstaben S bezeichnet ist und das der Generator 48 zwischen die jeweiligen Abtastsignalfolgen einfügt.

,Die auf dem Schiff installierte Baugruppe 28 ist ebenfalls mit einem Schalter 56 ausgestattet, der dem Schalter 42 gleich ist, ferner mit einem Taktgenerator 58, einem Synchroncodedetektor 60, um den Code des Generators 48 zu entschlüsseln, einem Puffer-■ speicher 62, der eine Anzahl von Tast- und Halteeinheiten 64 ,

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enthält, die den Tast- und Halteeinheiten 40 gleich sind, einem Registersystem 66 von ladungsgekoppelten Vorrichtungen (CCD), einem Filtersystem 68, das einen Satz von Strahlformfiltern 70 enthält, und einer Verbrauchereinheit, die beispielsweise durch den dargestellten Datenanalysator 72 mit einer Anzeige 74 verwirklicht sein kann. Der Schalter 56 wird vom Taktgenerator 58 in gleicher Weise getrieben, wie dies für den Schalter 42 in Verbindung mit dem Taktgenerator 46 zutrifft, wobei der Taktgenerator 58 mit dem Taktgenerator 46 synchronisiert ist und der Schalter 56 mit dem Schalter 42 durch einen Impuls synchronisiert ist, den der Taktgenerator 58 ^vom Detektor 6O zugeführt erhält. Der Taktgenerator 58 tastet nacheinander die Tast- und Halteeinheiten 64 entsprechend den Stellungsfolgen des Schalters 56, so daß die einzelnen Signalproben, die von den entsprechenden Wandlern 26A-D über das Kabel zugeführt werden, entsprechend aufgenommen werden. Darüber hinaus führt der Taktgenerator 58 Zeitsteuersignale an das Registersystem 66, das Filtersystem 68 und den Analysator 72, um deren Arbeitsweise mit der Arbeitsweise des Schalters 56 zu synchronisieren.

Die akustische Welle Jk ist als Gruppe ebener Wellenfronten gezeigt, die dort nahe zusammengezeichnet sind, wo Kompressionszonen herrschen,und dort weiter auseinanderliegen, wo der Druck in der akustischen Welle geringer ist. Die Wandler 26 haben voneinander einen Abstand, der kleiner als etwa die halbe Wellenlänge der Welle 3k ist, was die Möglichkeit gibt, ein wohldefiniertes Strahlmuster im wesentlichen ohne rasterbedingte Ausbuchtungen und Nullstellen zu gewinnen. Bei dem vorangehenden Beispiel von vier Wandlern 26 ist die Durchlaufzeit der Welle beim Überstreichen der Anordnung 25 in der Ende-Anfangs-Richtung gleich etwa der Dauer von zwei Perioden der Welle 34. Bei einer Fortsehreitrichtung breitseits zur Wandleranordnung trifft die ' Wellenfront auf alle vier Wandler 26 gleichzeitig auf. Soll also ' die Anordnung 24 in der Lage sein, einen Strahl zu formen, dann ist ausreichend Speicherplatz für das Speichern der Abtastproben der Wandlersignale erforderlich, um den zeitlichen Ablauf der Ab-;

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tastsignalproben über ein Zeitintervall von zwei Perioden der Welle 3k zu speichern. Sofern eine Anordnung benutzt wird, die langer als die Anordnung 2k ist, muß zusätzlicher Speicherraum zur Verfügung stehen entsprechend der längsten Zeitspanne, die die Welle 3k benötigt, um die längere Anordnung zu überstreichen. Wie nachfolgend deutlich wird, wird das Registersystem 66 dazu verwendet, um die Zeitfolge der Signalproben aller Wandler 26A-D zu speichern. Wegen des Synchronbetriebs der Schalter k2 und 56 ist der Satz von Abtastproben, der in der Pufferspeichereinheit 62 am Ende der Übertragung einer Folge von Abtastproben enthalten ist, identisch mit dem Satz von Abtastproben, der sich in der Probenhalteeinheitengruppe 38 nach dem Auftreten des Abtastsignals auf der Leitung 50 befindet. Somit können bezüglich der Bildung eines Strahls für die Anordnung 2k die Wandlersignalabtastproben des Pufferspeichers 62 als Eingabedaten für den Strahlformungsvorgang verwendet werden.

Wie nachfolgend beschrieben wird, wird ein Strahlformungsfilter 70 für die Bildung eines Strahls in einer einzigen Richtung benutzt. Für die Bildung eines Strahls in einer zweiten Richtung wird ein zweites Strahlformungsfilter benötigt. Beispielsweise zeigt die Fig. 1 drei Filter 70, mit denen drei Strahlen in drei unterschiedlichen Richtungen gleichzeitig erzeugt werden können. Jedes der Filter 70 benutzt Daten, die aus dem Werdegang der in dem Registersystem 66 gespeicherten Signalproben entnommen werden, um einen Strahl zu bilden. Signalproben der jeweiligen Strahlen werden von den entsprechenden Filtern 70 auf den Analysator 72 gegeben, der beispielsweise eine Fouriertransformation durchführt, wodurch die Herkunftserkennung eines Echosignals unterstützt wird, das die Welle 3k enthält, wobei die Richtung eines ermittelten Echos auf der Anzeige 7k dargestellt wird.

Als nächstes werden die Fig. 2A bis 2C betrachtet, in denen der Speichervorgang der Wandlersignalabtastproben und die Benutzung der gespeicherten Abtastproben für die Formung eines Strahls gezeigt ist. Fig. 2A zeigt das Speichern von Wandlersignalabtast-

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proben gemäß der Lehre des eingangs erwähnten Artikels von Anderson. In diesem Artikel wird die Verwendung einer Gruppe von Digitalschieberegistern beschrieben, wobei Fig. 2A beispielsweise eine Gruppe von CCD-Registern zeigt, um Analogabtastproben in einer Weise zu speichern, die der Speicherung der Digitalabtastproben bei Anderson entspricht. Ein bestimmendes Merkmal der Fig. 2A besteht darin, daß jede Zelle des Registers für die Speicherung von Wandlersignalproben verwendet wird.

In Übereinstimmung mit der Erfindung wird auch gemäß Fig. 2B ein Satz von CCD-Registern für ein Ausführungsbeispiel der Erfindung benutzt, wobei jedoch der größte Teil der Speicherzellen des Registers leer ist und nur ein kleiner Anteil der Zellen zu irgendeiner Zeit dazu verwendet wird, Wandlersignalproben zu speichern. Fig. 2C zeigt eine Speichereinrichtung nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel, welche die Gestalt eines Speichers mit wahlfreiem Zugriff hat, wodurch ein erheblicher Ausrüstungsanteil, der für das Speichern der Wandlersignalproben benötigt wird, im Vergleich zu dem ausgedehnten Register der Fig. 2B eingespart wird. Die Ausführungsform nach Fig. 2B dient im wesentlichen dazu, um den Unterschied zwischen der Verwendung des Speichers im System nach Anderson und dem Einsatz des Speichers bei der Erfindung deutlich zu machen.

Fig. 2A zeigt ein System 76 von CCD-Registern 78, in welchem Abtastproben von Analogdaten entlang jedem einzelnen Register 78 von Zelle zu Zelle durch Taktimpulssignale an dem Eingang C durchgetaktet werden. Das System 76 weist darüber hinaus Auswahlschalter 80 und einen Summierer 82 auf, wodurch Signalabtastproben von den einzelnen Registern 78, die dem Summierer über entsprechende Schalter 80 zugeführt werden, summiert werden. Jede Zelle eines Registers 78 hat einen Ausgangsanschluß; und diese Ausgänge der einzelnen Zellen sind einzeln über Leitungen, die in der Zeich- '■ nung zusammengefaßt durch eine Leitung Qk dargestellt sind, so ^: angeschlossen, daß jede Zelle des Registers 78 mit dem ihr züge- ; ordneten AuswählechaIter 80 verbunden ist. Signal-

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abtastproben von den einzelnen Wandlern der Anordnung 2k werden den Eingangsanschlüssen der einzelnen Register 78 zugeführt, während die Abtastproben des durch das Summieren im Summierer 82 hervorgerufenen Strahls an der Ausgangsklemme des Summierers 82 auftreten.

Mit # 1, #2 und 4f=3 gekennzeichnete Diagonallinien sind über die Gruppe der Register 78 gelegt. Jede dieser Linien stellt diagrammartig die Einfallsrichtung einer Wellenfront auf eine auf gerader Linie liegende Anordnung von Strahlerelementen oder Wandlern dar, wobei die Linie #2 eine breitseits auf die Anordnung auftreffende Wellenfront kennzeichnet. Die Schnittpunkte der Linien #1, 4fc2 und φ3 mit den Registern 78 entsprechen den Verzögerungsbeträgen, die den Signalabtastproben durch die Register 78 erteilt werden müssen, um die Unterschiede in der Auftreffzeit zu kompensieren, mit der eine Wellenfront nacheinander auf die einzelnen Wandler der Anordnung auftrifft. Betrachtet man die Linie ^: 1, so schneidet sie das zweite Register 78 an einer Stelle, die von der Eingangsklemme des Registers einen größeren Abstand hat, als der Schnittpunkt dieser Linie mit dem ersten Register 78, und entsprechendes gilt für die Schnittpunkte dieser Linie mit dem dritten und dem vierten Register, die noch weiter von den Eingangskiemmen zu diesen Registern entfernt liegen« Unter der Annahme einer Wandleranordnung auf gerader Linie sind die Linien ^fel, 4fc2 und #3 gerade gezogen mit dem Ergebnis, daß bezüglich #>1 die durch das zweite, dritte und vierte Register erteilten Verzögerungsbeträge linear über den durch das erste Register 78 erteilten Verzögerungsbetrag anwachsen. Die durch die Linie ^3 dargestellte Welle trifft zuerst auf einen Wandler am gegenüberliegenden. Ende der Anordnung auf. Folglich sind die durch die Schnittpunkte der Linie ^=3 mit den entsprechenden einzelnen Registern 78 dargestellten Verzögerungen derart, daß sie linear gegenüber dem Verzögerungswert des vierten Registers im dritten, zweiten und ersten Register anwachsen.

Die Register 78 sind in der Fig. 2A so dargestellt, daß sie eine große Anzahl von Speicherzellen haben, so daß das durch eine

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tasteten Strahls bei Verwendung des Registersystems 76 das Strahlungsmuster sich mit der Richtung des Strahls ändert, wobei das Strahlungsmuster in denjenigen Richtungen besonders exakt ist, in welchen die Wellenfront synchron mit den Abtastprobenverzögerungen ist, die durch die entsprechenden Zellen in den Registern 78 hervorgerufen werden, während eine geringere Genauigkeit des Abstrahlungsmusters für diejenigen Richtungen auftritt, bei denen der oben genannte Kompromiß eingegangen wird und gewisse Wichtungsfehler auftreten.

Das bei Anwendung der Erfindung verwendete Registersystem 66 der Fig. 2B, das auch in der Fig. 1 gezeigt ist, ist mit einer wesentlich geringeren Dichte von gespeicherten Abtastproben der WandlersignaIe gezeichnet, so daß die überwiegende Zahl von Speicherzellen im Registersystem 66 leer bleibt. Wie nachfolgend noch erläutert wird, kann das Registersystem 66 in Verbindung mit einem Strahlformerfilter 70 der Fig. 1 Strahlausgangssignalproben für jeden Strahl in einer beliebigen Richtung relativ zur räumlichen Anordnung der Wandler in einer Weise hervorbringen, die unabhängig von der Abtastgeschwindigkeit der Wandlersignale ist. Es besteht nun die Forderung, daß die Abtastgeschwindigkeit hinreichend hoch ist, um immer wieder Daten innerhalb der interessierenden Bandbreite in Übereinstimmung mit dem bekannten Abtasttheorem bereitzustellen, wobei diese Geschwindigkeit wenigstens das Zweifache der Bandbreite der Daten in dem Signal sein soll. Man bemerke jedoch, daß diese Einschränkung auf den minimalen Abtastgeschwindigkeitswert nicht mit dem Strahlformvorgang selbst zu tun hat, sondern einfach im Zusammenhang steht mit der erneuten Bereitstellung eines Signals von einem Satz von Abtastproben dieses Signals. Soweit es den Strahlformungsvorgang betrifft, liegt keinerlei Beschränkung der Abtastgeschwindigkeit vor; es läßt sich jede brauchbare Abtastgeschwindigkeit verwenden, solange diese mit dem Abtasttheorem für die Regenerierung der Signaldaten übereinstimmt.

Das Registersystem 66 nach Fig. 2B ist mit einem Satz von Re-

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^; eopr

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Gruppe von Registern 78 dargestellte Speichermedium das Aussehen von sehr dicht gepackten Speicherzellen hat. Aufgrund dieser dichten Anordnung der Zellen ist es möglich, Diagonallinien wie die Linie #zl, ή£2 und 4^3 zvl ziehen, wobei diese dann praktisch durch die Mitte einer Zelle jedes einzelnen Registers 78 hindurchgehen. Wellenfronten, die in Richtungen einfallen, welche durch die gezeichneten Linien dargestellt sind, ermöglichen eine Erzeugung von Strahlausgangs-Abtastproben für den Summierer 82, die im wesentlichen frei von Wichtungsfehlern sind, welche mit der Probenabtastung von Signalen zusammenhängen. In diesen Fällen scheinen die durch die dargestellten Diagonallinien angedeuteten Wellenfronten synchron mit den Auftrittszeiten der Abtastproben zu sein, die in den Zellen des Registers 78 gespeichert sind. Diagonallinien können jedoch in wesentlich mehr Richtungen gezeichnet werden, für die diese Synchronbeziehung nicht voll zutrifft und bei denen eine Diagonallinie die Mitten von einer oder zwei Zellen der Gruppe von Registern 78 schneidet, jedoch nicht die Mitten von allen Zellen entlang der Diagonallinie. In diesem letzteren Fall wird ein Kompromiß bei der Auswahl der Zellen, von denen die Signalabtastproben durch die Auswahlschalter 8O zur Erzeugung einer Entnahmeprobe des Strahls am Ausgang des Summierers 82 entnommen werden, eingegangen. Entweder verwendet man die Abtastprobe von dem Punkt, der dem Schnittpunkt der Diagonallinie mit einem Register 78 unmittelbar vorangeht, oder die Abtastprobe, die unmittelbar hinter dem Schnittpunkt der Diagonallinie liegt, wobei jedoch ein Wichtungsfehler hingenommen werden muß, der auf das Ungenügen der gespeicherten Signalabtastproben zurückgeht, wobei jedoch sichergestellt ist, daß ein Abtastprobenwert für jeden Schnittpunkt zur Auswertung kommt. Man erkennt daraus, daß mit steigender Speicherzellendichte in den Registergruppen 78 die Zahl der Strahlen zunimmt, die genau geformt werden können. Man stellt außerdem fest, daß bei einer hohen Dichte in der Speicherzellenanordnung die Größe des Wichtungsfehlers auch für den Fall abnimmt, bei welchem der oben beschriebene Kompromiß angewendet werden muß. Es wird also deutgeschalteten j lieh, daß für die Erzeugung eines digital. / azimutal abge-

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At

gistern 86 ähnlich den CCD-Registern 78 der Fig. 2A, mit Auswahlschal tem 88 , von denen die einzelnen wiederum mit A-D gekennzeichnet sind, Auswahlschaltern 89 A-D, Auswahlschaltern 90 A-D, Summierern 91_t 92 und 93 und Analog/Digital-Wandlern 96, 97 und 98 ausgestattet. Die Zellen der Register 86 sind mit den Schaltern 88 in derselben Weise verbunden, wie dies im Zusammenhang mit der Verbindung der Register 78 mit den Schaltern 8O beschrieben wurde. Die Schalter 88 sind mit dem Summierer 91 genauso verbunden wie die Schalter 80 mit dem Summierer 82 im Falle des Registersystems 76. Die Schalter 88 und der Summierer 91 erzeugen in Verbindung mit einem Strahlformfilter 70 der Fig· I Ausgangssignalproben für einen Strahl #*1. Die Schalter 89 und die Schalter 90 sind mit den jeweiligen einzelnen Registern 86 genauso verbunden, wie die Schalter 88. Die Schalter 89 sind mit dem Summierer 92 und die Schalter 90 mit dem Summierer 93 so in Verbindung, wie die Schalter 88 mit dem Summierer 9I· Analogausgangssignalproben der Summierer 91 bis 93 werden mit Hilfe der A/D-Wandler 96 bis 98 in Digitalsignale umgesetzt. Die von den A/D-Wandlern 96 bis 98 abgegebenen Signale werden den zugeordneten einzelnen Strahlformfiltern 70 des Filtersystems 68 zugeführt, die dann die beispielsweise gewählte Gruppe der drei Strahlen #■1, φ-2 und #9 erzeugen.

Wenngleich aufgrund der relativ niedrigen Abtastgeschwindigkeit nur ein verhältnismäßig kleiner Teil der in den Registern 86 enthaltenen Zellen Wandlersignalabtastproben gespeichert hat, sind die Ausgangsklemmen einer jeden Zelle doch mit den Schaltern 88 bis 90 über einzelne Leitungen verbunden, die in der Zeichnung zu den Leitungen 100 zusammengefächert dargestellt sind. Die Zellen des ersten Registers 86, das mit der Eingangsklemme A gekennzeichnet ist, um die Signale zu bezeichnen, die von dem Wandler 26A der Fig. 1 kommen, sind jeweils mit dem Schalter 88A, dem Schalter 89A und dem Schalter 9OA verbunden. Die Eingangsklemmen des zweiten, dritten und vierten Registers 86 sind vergleichbar mit den Buchstaben B, C und D bezeichnet, um die Herkunft ihrer Signale von den Wandlern BOB bis D zu

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kennzeichnen. Jede Zelle des zweiten, dritten und vierten Registers 86 ist in gleicher Weise über die Leitungen 100 jeweils mit den Schaltern 88B-D, 89B-D und 90B-D verbunden. Abtastproben, die in die Register 86 am linken Ende eingegeben werden, werden durch das Register nach rechts mit Hilfe von Taktsignalen durchgetaktet, die über eine Klemme C vom Taktgenerator 58 der Fig.l zugeführt werden. Obgleich lediglich drei Summierer 91 bis 93 in der Fig. 2B in Verbindung mit drei Strahlformfiltern 70 zur Bildung dreier Strahlen in drei unterschiedlichen Richtungen dargestellt sind, versteht es sich, daß weitere Summierer, Strahlformfilter und zusätzliche Satze v-on Auswahlschaltern vorgesehen sein können, wenn gleichzeitig weitere Strahlen in anderen Richtungen gebildet werden sollen.

Zwischen den Fig. 2A und 2B wird als Unterschied deutlich, daß die Diagonallinien in den Registern 86 der Fig. 2B meist nur einen Schnittpunkt mit einer gespeicherten Signalabtastprobe gleichzeitig haben. Ausnahmen sind etwa die vorstehend genannten synchronen Strahlen, die durch die Linien^l, $2. und φ3 wiedergegeben sind. Eine weitere Ausnahme tritt für Strahlrichtungen nahe der "Tastungsend- Richtung*' ein, bei denen die Zeitverschiebungen in der Durchlaufzeit von einem Wandler zum nächsten Wandler oder zwischen einem Wandler an einem Ende einer Anordnung und einem Wandler, der sich auf der Anordnung mehrere Wellenlängen entfernt befindet, mit dem Abtastintervall zwischen zwei Abtastproben, das bei der Abtastung der Wandlersignale verwendet wird, übereinstimmt. Als Ergebnis tritt eine grundlegende Unterscheidung zwischen der erfindungsgemäßen Verwendung des Speichers nach Fig. 2B im Vergleich zu der Verwendung des Speichers in herkömmlicher Art nach Fig. 2A hervor, die darin besteht, daß die Summierer 91 bis 93 nicht normal zwei oder mehr Abtastsignalproben zusammenaddieren, wie das der Summierer 82 tut, sondern vielmehr ale Einfächernetzwerk dient, durch das Signalproben von den Schaltern 88 bis 90 in zeitlicher Aufeinanderfolge den zugehörigen Strahlformfiltern 70 des Filtersystems 68 zugeführt werden, wobei die Verzögerungen zwischen aufeinanderfolgenden

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Zugängen der Abtastproben zu jedem der Strahlformfilter 70 von der Richtung eines zu formenden Strahls abhängt. Genauer gesagt sei bemerkt, daß im Gegensatz zu den Strahlausgangsabtastproben, die von dem Summierer 82 in Fig. 2A erzeugt werden, die Summierer 91 his 93 der Fig. 2B keine Strahlausgangssignalproben erzeugen außer für den speziellen Fall der Breitseitenrichtung und auch für die mögliche Ausnahme einer Welle nahe der Tastungs-

end- Richtung, wobei dann die Fortschreitzeit einer Wellenfront von einem Wandler zum nächsten Wandler in der Anordnung evtl. gleich dem Abtastintervall ist. Der Summierer 91 ist als Operationsverstärker mit einer Gruppe von Summierwiderständen dargestellt, die mit den einzelnen Schaltern 88 verbunden sind, wodurch die ausgewählten Abtastproben analog wie bei einem logischen Oderkreis eingefächert werden oder zusammensummiert werden, sofern zwei oder mehr Abtastproben zufällig im selben Augenblick dem Summierer 91 zugeführt werden. Gleiches gilt für die Summierer 92 und 93.

Obgleich das Registersystem 66 der Fig. 2B als eine mögliche Ausführungsform der Erfindung beschrieben wurde, da es sehr gut brauchbar ist, um den Unterschied zwischen der Erfindung und einem System herkömmlicher Art darzulegen, wird bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ein Speichersystem gemäß Fig. 2C eingesetzt, weil hiermit eine erhebliche Verringerung des Ausrüstungsaufwandes einhergeht, der zum Speichern der Wandlersignalabtastproben eingesetzt wird. Fig. 2C zeigt einen Speicher 102, etwa einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff, der in einer Weise verwendet wird, wie es in Verbindung mit der Fig. 7 später noch beschrieben wird. Ein Vergleich der Speichereinrichtung des Speichers 102 und des Registers 86 läßt erkennen, daß das Register 86 eine große Anzahl von Speicherplätzen oder Speicherzellen aufweist und eine hohe Taktgeschwindigkeit an der Klemme C benötigt, um Wichtungsfehler so klein wie möglich zu halten. Man erkennt also, daß wesentlich mehr Speicherraum im Register 86 benötigt wird, als tatsächlich ausgenutzt wird, was die zahlreichen leeren Zellen erkennen lassen. Der Speicher 102

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ist deshalb mit ausreichender Speicherkapazität ausgestattet, um die Anzahl der Signalabtastproben speichern zu können, die in dem Satz der Register 86 in irgendeinem Zeitaugenblick tatsächlich enthalten sind. Die erforderlichen ZeitverSchiebungen beim Auslesen der Abtastproben aus dem Speicher werden durch ein Auslösesignal auf der Leitung lOd bewerkstelligt, das ein Adressensignal und ein Abtastsignal enthält, welches durch das System der Fig. 7 so zeitgesteuert wird, daß es in Zeitaugenblicken auftritt, die der gewünschten Zeitverschiebung entsprechen.

In der Darstellung hat der Speicher 102 vier mit den Buchstaben A, B, C und D gekennzeichnete Zeilen, die den vier Wandlern 26A-D der Fig. 1 zugeordnet sind. Ferner hat er fünf Spalten, welche jede Zeile in die Zellen Al bis A5 usw. unterteilt, wobei jede Zelle eine Abtastsignalprobe speichert. Zu Beginn eines Strahlformungsvorgangs ist der Speicher 102 beispielsweise leer. Danach werden der Reihe nach die Signalabtastproben vom Wandler 26a in die Zellen der oberen Zeile des Sp« ichers 102 eingespeichert, wobei die Zelle Al die erste oder zeitlich älteste Abtastprobe speichert, die Zelle A2 die nächste usw. Auf dieselbe Art werden die Signalabtastproben von den Wandlern 26B-D in der zweiten, dritten und vierten Zeile des Speichers 102 gespeichert. Das Achsenkreuz 106 stellt auf der waagerechten Achse die Zeit und auf der vertikalen Achse den Platz der Wandler in der Anordnung 24b der Fig. 1 dar, wie sie in der durch Zeilen und Spalten aufgeteilten Matrix aufzufinden sind. Die Achsengraphik 106 zeigt, daß die aufeinanderfolgenden Zellen in einer Zeile, sowie die aufeinanderfolgenden Zellen Dl bis D5 neben der Identifizierung der Plätze der Signalabtastproben, die im Speicher 102 gespeichert sind, auch noch die Zeitverschiebung vom Anfang des Speicherns der Abtastproben in den Speicher bis zu dem Zeitpunkt, in dem der Speicher 102 mit Abtastprobensignalen angefüllt ist, kenntlich machen.Der Speicher 102 kann hinreichend Zeitverschiebung schaffen, wie es der Speicher 86 der Fig. 2B tut, so daß damit die benötigte Zeitspanne erreicht oder über-

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schritten wird, die eine Wellenfront beim Überstreichen einer Wandleranordnung wie der Anordnung 2k der Fig. 1 braucht. Da diese bei einer Tastungsend-Richtung (das heißt Fortschreitrichtung der Wellen in Richtung der hintereinanderliegenden Wandler) auftritt, muß die Anzahl von Spalten im Speicher 102 so ausreichend groß sein, daß die während der für das Überlaufen des Strahls über die Wandleranordnung benötigten Zeit auftretenden Abtastproben auch bei der Wellenausbreitungsrichtung in Richtung der hintereinanderliegenden Wandler ausreicht. In der Fig. 2C sind fünf Spalten dargestellt, doch versteht es sich, daß bei einer sehr langen Wandleranordnung auch wesentlich mehr Spalten benötigt werden können.

Mit Bezug auf die Fig. 2G und 1 wird für den Beispielsfall angenommen, daß die Wandler 26A-D etwa einen Abstand von einer halben Wellenlänge zueinander haben und daß die Abtastproben in hinreichender Geschwindigkeit entnommen werden, womit eine Signalbandbreite vnn Null bis zur Frequenz der Welle 3k erfaßt wird. Wenigstens vier Abtastproben werden während der Zeit abgenommen, die eine Wellenfront benötigt, um über die Anordnung der Wandler 2k hinwegzulaufen, womit das Abtasttheorem erfüllt ist. Die fünf Spalten des Speichers sind vorgesehen, damit eine etwas höhere Abtastgeschwindigkeit als die minimal erforderliche oder Nyquist-Abtastgeschwindigkeit gewählt werden kann. Wie anschließend mit Bezug auf Fig. 7 erläutert wird, wird, nachdem die Spalten des Speichers gefüllt wurden, die erste Spalte, die gefüllt worden ist, wieder gelöscht und mit neuen Abtastproben beschickt, woraufhin dann die nächstfolgenden Spalten gelöscht und neue Abtastproben dort eingespeichert werden.

Fig. 3 zeigt ein Blockdiagramm für eine digitale Ausführung des Strahlformfilters 70 der Fig. 1, welches eine endliche Impulsempfindlichkeit und eine Frequenz- und Phasencharakteristik hat, die sich einem idealen Tiefpaßfilter mit scharfer Grenzfrequenz nähert. Das Filter 70 ist in Form eines Transversalfilters konstruiert mit einer angezapften Verzögerungsleitung 108, einem

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Summierer 110, einem Speicher 112, der gewichtete Faktoren speichert, und einem Satz von Multiplizierern 114, die jeweils zwischen jede Anzapfung der Verzögerungsleitung 108 und den Speicher 112 eingeschaltet sind, wobei ihre Ausgänge über einzelne Leitungen, die in der Darstellung zur Leitung 116 zusammengefaßt sind, auf den Summierer 110 geführt sind. Signalproben vom Register 66 der Fig. 1 und der Fig. 2B werden über die Leitung Il8 auf die erste Zelle der Verzögerungsleitung 108 gegeben, wobei eine Signalabtastprobe von der ersten Zelle schrittweise durch die anderen Zellen hindurch nach rechts übertragen wird, wozu Taktimpulse verwendet werden, die am Eingang C auftreten. Die Verzögerungsleitung 108 ist als Vielfachbit-Schieberegister aufgebaut, in dem jede Zelle eine Gruppe von Schlitzen zum Speichern der Stellen der Digitalzahlen auf der Leitung Il8 aufweist, welche die Amplituden der Signalabtastproben darsteilen, wie sie von einem Umsetzer, wie etwa dem Umsetzer 96 in der Fig. 2B, dargeboten werden. Die einzelnen Multiplizierer Il4 werden aus dem Speicher 112 entsprechend den einzelnen Zellen der Verzögerungsleitung 108, die mit dem jeweiligen Multiplizierer 114 verbunden sind, mit speziellen Werten von Wichtungsfaktoren versorgt. Jeder Multiplizierer Il4 multipliziert den Wert des Signals in der zugehörigen Zelle mit dem entsprechenden Wichtungsfaktor und liefert das sich daraus ergebende Produkt an den Summierer 110, der seinerseits eine Summe aller Produkte von den Multiplizierern Il4 bildet und damit eine resultierende Strahlausgangsabtastprobe auf der Leitung 120 erzeugt. Bei jeder Taktfortschaltung des Schieberegisters der Verzögerungsleitung 108 aufgrund des Taktimpulses an der Eingangsklemme C tritt auf der Leitung 120 eine Ausgangsabtastprobe auf.

Man erkennt bei Betrachtung der Fig. 2B und 3» daß die Geschwindigkeit des Taktschaltens einer Signalabtastprobe von einer Zelle zur nächsten in einem Register 86 dieselbe ist wie die Geschwindigkeit des Taktschaltens einer Abtastprobe von einer Zelle zur nächsten in der Verzögerungsleitung 108. In Anbetracht der großen Zahl leerer Zellen, die in jedem Register 86 vorhanden sind,

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erkennt man, daß auf einer Leitung Il8 Nullwerte eingelagert zwischen von Null verschiedenen Werten der Wandlersignalabtastproben auftreten, während die aufeinanderfolgenden Nullwerte und von Null abweichenden Werte durch Taktimpulse an der Klemme C vom Registersystem 66 zu einem Strahlformfilter 70 weitergeschaltet werden. Die Impulsansprechzeit des Filters 70 ist, wie bereits an früherer Stelle vermerkt, langer als das Intervall zwischen den Abtastungen der Signalabtastproben von einem der Wandler 26 in Figur 1.

Beim Betreiben eines Filters 70 mag als Beispiel genommen die Zeit, die benötigt wird, um eine Signalabtastprobe von der ersten zur letzten Zelle der Verzögerungsleitung 108 durchzuleiten, das Fünffache des Intervalls zwischen zwei Abtastungen sein. Nimmt man an, daß die Verzögerungsleitung 108 aus dreißig Zellen aufgebaut ist, dann sind die Multiplizierer Il4 und der Speicher 112 durch Taktimpulse an der Klemme C zu triggern, so daß sie ihre jeweiligen Multiplikationen fünf mal während des Durchlaufs einer Signalprobe von der ersten Zelle zur letzten Zelle der Verzögerungsleitung 108 ausführen, damit am Ausgang eine Strahlabtastprobenfolge auf der Leitung 120 auftritt, die der Abtastprobenfolge von Signalabtastproben von irgendeinem der Wandler 26 gleich ist. Folglich wird eine Gruppe von Nullwerten und von Null verschiedenen Werten von DigitalSignalen auf der Leitung Il8 eingetaktet, bis die ersten sechs Zellen der dreißig Zellen voll sind, wonach die Multiplikation der Multiplizierer Il4 durchgeführt wird, wobei dieser Multiplikationsvorgang vor den nächsten Takten der Verzögerungsleitung 108 beendet ist. Mit den nächsten Takten der Verzögerungsleitung 108 werden die gespeicherten Daten vorgeschoben, so daß die siebte Zelle gefüllt ist; das Takten wird fortgesetzt, bis die ersten zwölf Zellen gefüllt sind, woraufhin die Multiplizierer Il4 und der Speicher , 112 abermals durch Taktsignale an der Klemme C getriggert werden, so daß wiederum ein Multiplikationsvorgang ausgeführt wird. Dies wird nun so fortgesetzt, daß nach jedem Vorrücken der Daten durch weitere sechs Zellen der Verzögerungsleitung 108 ein Multipli- j

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kationsvorgang durchgeführt wird» Auf diese Weise wird die bereits erwähnte Gleichheit zwischen der Ausgangstastprobengeschwindigkeit des Strahlformfilters 70 und der Abtastgeschwindigkeit eines Wandlersignals aufrechterhalten. Die Bemessung der Filter, etwa der Strahlformfilter 70 mit einer endlichen Impulsansprechcharakteristik, ist in zwei Artikeln beschrieben, deren erster in der Zeitschrift "Proceedings of the IEEE, Juni 1973 auf den Seiten 692 bis 702 unter dem Titel "A Digital Signal Processing Approach to Interpolation" erschienen ist, während der zweite Artikel die Bezeichnung "A Novel Implementation For Narrow-Band FIR Digital Filters" trägt und in der Zeitschrift "IEEE Transaction on Acoustical Speech and Signal Processing vom Oktober 1975, Seiten 457 bis 464" erschienen ist.

In der Fig. 4 ist ein anderes Ausführungsbeispiel des Strahlformfilters 70 aus Fig. 3 gezeigt, das die Bezeichnung 7OA trägt und beschrieben wird, um die Erläuterung der Strahlformungsfunktion des Filters 70 zu erleichtern. Das Strahlformungsfilter 7OA weist, wie ersichtlich, einen Digital/Analog-Wandler 122, einen Analog/Digital-Wandler 124 und ein Tiefpaßfilter 125 auf, das die beiden Wandler 122 und 124 miteinander verbindet, wobei das Tiefpaßfilter 125 aus zwei Widerständen und 128 und zwei Kondensatoren I30 und 132 besteht. Wahlweise können die beiden Wandler 122 und 124 auch, wie dies gestrichelt angedeutet ist, durch ein Bandpaßfilter 133 miteinander verbunden sein, das durch ein beispielhaft gezeichnetes Paar von L-C-Kreisen, die durch eine L-C-Reihenschaltung miteinander verbunden sind, gebildet wird. Die Impulsansprechzeit des Filters 125 und die des Filters 133 sind länger als das Abtastintervall zwischen zwei aufeinanderfolgenden Signalabtastproben irgendeines Wandlers 26 der Fig. 1, wodurch für eine Integration der einzelnen Abtastproben gesorgt ist, um ein. Signal von den Abtastproben zu regenerieren.

In Verbindung mit Fig. 5 wird die Funktionsweise des Strahlformfilters 70A der Fig. 4 und auch die Funktionsweise des Strahl-

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formfilters 70 der Fig. 3 erläutert. Fig. 5 zeigt vier Diagramme, die zueinander zeitbezogen aufgetragen und auf der linken Seite mit den Ziffern 1 bis k bezeichnet sind. Die Diagramme zeigen Signalproben für die Wandler 26A und 26B der Anordnung 2k der Fig. 1 für eine Wellenfortschreitrichtung der Welle Jk entlang der Fortschreitachse 36. Bei den ersten beiden Diagrammen zeigen die vertikalen Pfeile Signalabtastproben des Wandlers 26A bzw. 26B, wie diese am Pufferspeicher 62 erscheinen. Die Sinuslinien dieser ersten beiden Diagramme geben entsprechende Ausgangssignale wieder, die von einem Filter wie dem Filter 125 oder 133 erzeugt werden, sofern nur Abtastproben von einem Wandler 26A oder 26B abgenommen werden. Das dritte Diagramm zeigt die Situation, wenn die Signalabtastproben vom Wandler 26B zunächst durch das Registersystem 66 verzögert und dann dem Filter 125 oder zugeführt worden sind.

Für die in Fig. 1 gezeigte Richtung der Wellenfortschreitachse 36 ruft die akustische Welle Jk der Fig. 1 eine Verzögerung von etwas weniger als einer halben Periode beim Fortschreiten vom Wandler 26A zum Wandler 26B hervor. Das dritte Diagramm zeigt somit die Eingangsabtastproben zu den Filtern 125 oder 133 und die Ausgangswellenform dieser Filter, die um drei Achtel einer Periode der akustischen Welle 3^ nachläuft. Außerdem ist als

Aufzeichnung

Beispielswert für die / des Diagramms der Fig. 5 vorausgesetzt, daß die Wandlersignale, die sich aufgrund der auftreffenden akustischen Welle Jk bilden, mit einer Folgegeschwindigkeit von vier Abtastproben pro Periode der akustischen Welle Jk abgetastet werden. Das vierte Diagramm der Fig. 5 zeigt die Situation, in der die Eingangsabtastproben des ersten Diagramms und die Eingangsnbtastproben des dritten Diagramms gleichzeitig dem Filter 125 oder 133 der Fig. k zugeführt werden. Da das Tiefpeifilter 125 und auch das Bandpaßfilter 133 linear sind und die Grundsätze der Überlagerung anzuwenden sind, ist das Ausgangssignal des Filters 125 bzw. 133 gleich der Summe der Ausgangssignale des ersten und des dritten Diagramms. Wenn Folgen von Signalabtastproben von sämtlichen Wandlern 26 der Anordnung 24

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gleichzeitig dem Strahlformfilter 7OA zugeführt werden, wobei in diesem Fall die einzelnen Abtastproben aufgrund von Verzögerungen entsprechend Bruchteilen des Zwischenabtastintervalls nacheinander ankommen, dann gibt das Ausgangssignal des Strahlformfilters 7OA den gewünschten Strahl wieder« Gleiches gilt für das Strahlformfilter 70 der Fig„ 31 denn es ist ebenfalls linear, und es gelten auch dort die Grundsätze der Überlagerung. Da jedoch das Filter 70 ein Digitalfilter und kein Analogfilter ist, sind die dadurch erhaltenen Abtastprobenwerte des Strahls digitale Werte und kein analoges Strahlsignal; diese digitalen Werte sind im Diagramm k durch kleine Kreise angezeigt.

Die gewünschte Bandbreite des Strahlformfilters 70 der Fig. 3 kann außerdem mit Bezug auf Fig. Ji beschrieben werden. Bei den vorangehenden Beispielen wurde angenommen, daß eine Abtastgeschwindigkeit für die akustische Welle 3^ der Fig. 1 so ausreichend hoch sein muß, daß ein Sinussignal gleich der Frequenz der akustischen Welle erzeugt wird. Wenn außerdem Komponenten mit tieferer Frequenz als der Tonfrequenz der Welle auftreten, beispielsweise Meeres ger aus ehe, dann ist die Abtastgeschwindigkeit hoch genug, um auch diese Signale wiederzugeben. In Anbetracht des Tiefpaßfilters 25 der Fig. 4, dessen Grenzfrequenz etwas oberhalb der Frequenz der akustischen Welle 3^ liegt, werden die akustische Welle und das Meeresrauschen innerhalb der Bandbreite von Null bis zur Frequenz der akustischen Welle 3^ ^aus den Abtastproben wiedererzeugt. Eine niedrigere Abtastrate läßt sich verwenden, wenn nur die Daten des akustischen Wellensignals hervorgebracht werden sollen, die in einem relativ schmalen Bereich des Spektrums des akustischen Wellensignals enthalten sind. Nimmt man beispielsweise an, daß das akustische oder Tonwellensignal 3^ eine Frequenz von 10 kHz hat und daß tiefere Frequenzen der Meeresgeräusche interessieren, dann wird ein Tiefpaßfil- : ter 125 verwendet, dessen Grenzfrequenz etwa 10 kHz beträgt und dessen Durchlaßbandbreite 10 kHz ist. Wenn andererseits das _: interessierende Band lediglich eine Breite von 500 Hz hat und um

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die Frequenz der Tonwelle 34 von 10 kHz herum liegt, dann kann die Abtastfrequenz etwa auf die Spanne von 1000 bis 1500 Hz verringert werden, und das verwendete Bandpaßfilter 133 hätte dann eine Durchlaßbandbreite von 500 Hz. Die Diagramme der Fig. 5» die die Bildung eines Signals von einem einzigen Wandler und von der Kombination von Fandlersignalen zur Formung eines Strahls zeigen, treffen auch für das Beispiel der 500 Hz-Datenbandbreite mit dem Filter 133 zu.

Fig. 6 zeigt ein System 2OA, das dem System 20 der Fig. 1 gleicht, bei dem jedoch digitale Probenentnahme von den Wandlersignalen und digitale Schieberegister anstelle der analogen Signalprobenentnahme und der CCD-Register, wie bei der Fig. 1, verwendet werden. Das System 2OA weist eine Probenentnahmeeinheit 28, einen Schalter 42, einen Taktgenerator 46, einen Synchrongenerator 48, einen Summierer 44, das Verbindungskabel 30, einen Synchroncodedetektor 60, einen Taktgenerator 58, einen Schalter 56, ein Fil» tersystem 68 und einen Analysator 72 auf, was alles den bereits in der Fig. 1 dargestellten Baugruppen entspricht. Darüber hinaus hat die mit 22A bezeichnete, geschleppte Einheit der Fig. 6 einen Analog/Digital-Wandler I38, der zwischen den Schalter 42 und den Summierer 44 eingefügt ist. Die- mit 28A bezeichnete, auf dem Schiff installierte Einheit ist auch mit einem Pufferspeicher l40 und einem Schieberegistersystem 142 ausgerüstet. Die Betriebsweise der geschleppten Einheit 22A ist im wesentlichen gleich derjenigen der geschleppten Einheit 22 mit der Ausnahme, daß die am Ausgang des Schalters 42 auftretenden Analogsignalabtastproben in digitale Signalwerte durch den Wandler 138 umgesetzt werden. Die am Wandler I38 auftretenden Digitalsignale werden in einer Folge, wie dies die Graphik des Diagramms 54 der Fig. 1 zeigt, dem Kabel 30 übergeben, wobei der Synchronisiercode des Generators 48 zwischen den Folgen der Wandlersignalabtastproben auftritt, wie dies im Diagramm 54 gezeigt ist. Der Pufferspeicher l40 weist eine Gruppe von Digitalregistern anstelle der Abtast- und Halteeinheit 64 der Fig. 1 auf. Das Schieberegistersystem l42 hat denselben Aufbau wie das

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Registersystem 66 der Fig«, 1 und 2B, wobei nur anstelle des CCD-Registers 86 Schieberegister verwendet werden, anstelle der Auswahlschalter 88, 89 und 90 digitale Multiplexschalter und anstelle der Summierer 91» 92 und 93 digitale Addierer zum Einsatz kommen. Die Wandler 96 bis 98 werden nicht benötigt, da die Signale ja bereits in digitaler Form ankommen.

Fig. 7 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform der auf dem Schiff installierten Einheit 28A nach Fig. 6, weshalb diese abgewandelte Ausführungsform mit 28B bezeichnet ist. Sie ist an das Kabel 30 angeschlossen und enthält den Synchrondetektor 60, das Strahlformungsfiltersystem 68 und den Datenanalysator 72, die bereits aus den Fig. 1 und 6 bekannt sind. Zusätzlich sind ein Taktgenerator ikk, Adressengeneratoren lA6 und lA8, von denen der Generator 1A6 einen Zähler 150 enthält, ein Addierer 152, ein Zähler 15^, ein Programmierer I56, der Speicher 102 aus Fig. 2C, ein Speicher I58, eine Speichereinheit I60, ein Multiplizierer l62, ein Addierer 164, ein Schalter I66 und ein Multiplexer 168 vorhanden. Es wurde bereits in Verbindung mit der Fig. 2C gesagt, daß Daten aus dem Speicher 102 mit Hilfe eines Lesesignals ausgelesen werden, das auf der Leitung 104 auftritt. Die aus dem Speicher 102 ausgelesenen Daten werden über eine Leitung I70 an den Multiplizierer l62 weitergeleitet. In den Speicher 102 werden die Daten entsprechend einem Einschreibsignal auf der Leitung 172 eingeschrieben, wobei die Daten in den Speicher 102 aus dem Kabel 30 in Übereinstimmung mit diesem Einschreibsignal eintreten. Das Einschreibsignal auf der Leitung 172 setzt sich zusammen aus einer Zeilenadresse, die von einem Adressengenerator 146 hervorgebracht wird, und einer Spaltenadresse, die ein Zähler 150 im Generator l46 erzeugt. In ähnlicher Weise ist das Auslesesignal auf der Leitung 104 aus einem Zeilenadressensignal, das der Generator l48 erzeugt, und einem Spaltenadressensignal, hervorgebracht vom Generator 148 im Zusammenwirken mit dem Addierer 152, zusammengesetzt»

Der Taktgenerator lkk ist mit dem Taktgenerator 46 der Fig. 6

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durch den Sychroncodedetektor 6o in einer Weise synchronisiert, ■wie dies entsprechend an früherer Stelle mit Bezug auf den Taktgenerator 58 der Fig. 1 und 6 beschrieben ist. Der Taktgenerator lkk erzeugt Zeitsteuersignale, die den Adressengenerator l46, den Zähler 15k und den Programmierer 156 treiben. Der Programmierer 156 treibt seinerseits den Generator 148. Zur Erläuterung der Arbeitsweise der Einrichtung 28B ist der Zähler 15k beispielsweise ein Modulo-Fünf-Zähler entsprechend den fünf Spalten des Speichers 102 in Fig. 2C, und gleichermaßen ist auch der Addierer 152 ein Modulo-Fünf-Addierer, in Übereinstimmung mit den fünf Spalten des Speichers 102 in der Fig. 2C. Es wurde bereits an früherer Stelle in Verbindung mit der Beschreibung der Fig. 2C gesagt, daß die Spalten des Speichers 102 aufeinanderfolgend mit Daten in Form von Signalabtastproben von den Wandlern 26 in der Anordnung 2k aufgefüllt werden. Nachdem sämtliche Spalten angefüllt worden sind, werden die am längsten darin befindlichen Daten aus ihrer Spalte entfernt, so daß für neue Daten wieder eine Spalte zur Verfügung steht. In diesem Zusammenhang kann das Adressieren des Speichers 102 so betrachtet werden, als folge es einem rotierenden Schema, in welchem die Spalten von der ersten bis zur fünften Spalte aufeinanderfolgend besetzt werden, die sechste Spalte von Daten dann wieder in die erste Speicherspalte, die siebte Spalte von Daten in die zweite Speicherspalte und so weiter eingeführt werden, wobei das Adressenschema in Modul ο-Fünf-Art voranschreitet. Der Zähler IfJO des Generators l46 schafft durch Zählen in Modulo-Fünf die Spaltenadresse für das Schreibsignal auf der Zeile 172, wobei diese Spaltenadresse zyklisch durch die Ziffern 1 bis 5 läuft, wofür die Modulo-Fünf-Zählweise maßgebend ist. Durch das.Einführen neuer Daten vom Kabel 30 vermittels des Generators lk6 in die entsprechenden Zellen des Speichers 102 werden die vorher darin gespeicherten Daten gelöscht. Dadurch werden immer neue Daten zyklisch in den fünf Spalten gespeichert. Die einzelnen vier Zeilen des Speichers 102 entsprechend den einzelnen Wandlern 26A bis D werden durch den Benerator I*fc6 ausgewählt.

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Der Generator 1A8 erzeugt das vorstehend genannte¹ Ausiesesignal, mit dem eine spezielle Zelle des Speichers 102, die vom Programmierer 156 bezeichnet wurde, adressiert wird. Gemäß der zyklischen Vertauschung der Spalten der Einschreibadresse werden die Spalten der Leseadresse, die vom Generator 148 erzeugt wird, mit Hilfe des Addierers 159 und des Zählers 15^ zyklisch durchgetauscht. Für das Auslesen von Daten wird der Zähler 15^ anfangs auf Null gestellt, woraufhin der Addierer 152 den Wert von Null zur Spaltenadresse hinzuaddiert, die der Generator 1^8 erzeugt, so daß die Spaltenadresse des Auslesesignals auf der Leitung 10*t anfänglich gleich der Spaltenadresse aus dem Generator 156 ist. Der Zähler 15^ zahlt von Null bis Vier durch, und sein Zählwert wird der Spaltenadresse des Generators 1^8 mit Hilfe des Addierers 152 hinzuaddiert, der in Modulo-Fünf-Weise addiert und so die zyklische Vertauschung der Spaltenadresse des Lesesignals hervorruft.

Vor dem Kombinieren der Wandlersignalabtastproben in den Strahlformfiltern des Filtersystems 68 ist es häufig erwünscht, die Wandlersignalabtastproben zu wichten, um das Strahlungmuster der Anordnung Zk der Fig. 1 mit einer vorgegebenen Form auszustatten. In Übereinstimmung mit dem Lesesignal auf der Leitung 104 gibt der Speicher I58 einen Abschattungs- oder Wichtungskoeffizienten an die Multipliziereinrichtung 162 entsprechend der Signalabtastprobe ab, die aus dem Speicher 102 ausgelesen wird. Der Multiplizierer 162 multipliziert jede Signalabtastprobe des Speichers 102 mit dem entsprechenden Koeffizienten und erzeugt so Produkte, die die gewichteten Wandlersignalabtastproben sind.

Wie in Verbindung mit Fig. 2B beschrieben, können zwei Wandlersignalabtastproben in gewissen Situationen summiert werden, bevor sie an das Filtersystem 68 weitergegeben werden. Dieses Summieren wird mit Hilfe des Addierers l64t ausgeführt. In Anbe-•tracht der zeitlich aufeinanderfolgenden Entnahme von Daten aus dem Speicher 102 wird die erste von zwei oder mehr Abtastproben, die mit dem Addierer l6% summiert werden sollen, mittels des

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Schalters l66 an die Speichereinheit l60 weitergeleitet, wo sie bis zum Auftreten der nächsten Abtastprobe am Addierer 164 gehalten wird, so daß die beiden Abtastproben dann in diesem Augenblick zusammenaddiert werden. Zum Abschluß des Summiervorgangs des Addierers 164 wird die Summe über den Multiplexer l68 auf den benötigten Strahlformfilter des Systems 68 gegeben, der dann den speziellen Strahl formt. Der Schalter l66 und der Multiplexer l68 werden durch Signale vom Programmierer I56, die über die Klemmen Cl und C2 dem Schalter I66 bzw. Multiplexer I68 zugeleitet werden, betätigt. Der Multiplexer I68 sorgt durch Zuführen der entsprechend verzögerten Wandlersignalabtastproben zu jedem der Strahlformfilter des Systems 68 für die Erzeugung einer Vielzahl von Strahlen gleichzeitig. Die sich daraus ergebenden Strahlabtastproben werden dann dem Analysator 72 zugeleitet.

Betrachtet man Fig. 8, so ist erkennbar, daß der Betrieb des Programmierers I56 sowohl für das Formen eines Strahls als auch für das Fokussieren der Anordnung 24 der Fig. 1 auf einen bestimmten Brennpunkt erläutert ist. Der Einfachheit halber sind die Anordnung 24 und die Schallwellen Jk auf der linken Seite der Fig. 8 nochmals dargestellt. Wie bereits in Verbindung mit Fig. 2B beschrieben, ist die Beziehung zwischen der Wandlersignalzeitverschiebung in Abhängigkeit von der Position des Wandlers in der Anordnung 24 durch eine Gerade bei der Formung eines Strahlungstrahls dargestellt. Diese Gerade ist in dem Diagramm der Fig. 8 ebenfalls enthalten. Die genannte Linearbeziehung gibt die Verzögerungswerte bei der Fortschreitzeit einer ebenen Wellenfront wieder, die nacheinander auf die Wandler der Anordnung 24 auftrifft. Für das Fokussieren auf einen Brennpunkt "ist anzunehmen, daß die Wellenfront mit einem konstanten Radius um den Brennpunkt herum-gekrümmt ist, wie dies durch gestrichelte Linien in der Fig. 8 angedeutet ist. Die entsprechende Beziehung der j Verzögerung gegenüber der Wandlerstellung in der Anordnung 24 ist im Diagramm durch die gestrichelte Linie dargestellt. Die verti- 1 kale Achse des Diagramms kennzeichnet die Verzögerungszeit in ; Einheiten des Verhältnisses der Wellenlänge zur Ausbreitungsge- |

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schwindigkeit. Auf der horizontalen Achse ist die räumliche Wandlersteilung aufgetragen. Der Programmierer I56 aktiviert in Verbindung mit Taktsignalen vom Taktgenerator 14Λ den Generator 1A8 zu den erforderlichen Zeitpunkten, so daß die durch das Diagramm der Fig. 8 vorgeschriebenen Verzögerungswerte für den Fall einer Fokussierung der Anordnung auf unendlich (ebene Wellenfront) oder für den Fall einer Fokussierung auf einen näher gelegenen Brennpunkt (gekrümmte Wellenfront) hervorgerufen werden.

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QC«831 /0780 ORIGINAL INSPECTEO

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Claims

29Q3045

Patentansprüche

Strahlformer zur Formung eines Strahls aus Signalen einer Anordnung von Wandlern, gekennzeichnet durch Mittel (38, 42) zur Tastung von Signalen von einzelnen Wandlern (2ÖA - D) für die Bildung von Abtastproben der Signale, Mittel (62) zum Verzögern der Abtastproben, ein Strahlformfilter (68) und Kopplungsmittel, die zwischen die Verzögerungsmittel und das Filter eingeschaltet sind, um jeweils einzelne der Proben von den Verzögerungsmitteln zu dem Filter zu leiten, wobei die Impulsansprechzeit des Filters größer als der Abstand zwischen aufeinanderfolgenden Signalabtastproben sämtlicher Wandler (26 A - D) ist, um eine Integration der Signalabtastproben der Wandler zur Formung des Strahls vorzunehmen.
2. Strahlformer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplungsmittel zur Formung eines Strahls in vorbestimmter Richtung Einrichtungen für die Auswahl einzelner Abtastproben enthalten, die bestimmte Verzögerungswerte entsprechend den Plätzen bestimmter Wandler in der Anordnung (24) haben.
3. Strahlformer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungsmittel einen Speicher (102), der die Abtastproben speichert, und Mittel (l46, 152) zum Adressieren der Abtastproben im Speicher (I.02) in vorbestimmten Zeitaugenblicken entsprechend den relativen Plätzen der Wandler (26 A - D) in der Anordnung (24) enthalten.
4. Strahlformer nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplungsmittel Einrichtungen zum Summieren der Signalabtastproben von Wandlern, die gleichzeitig durch eine gemeinsame Strahlwellenfront getroffen werden, aufweisen.

~ 9 0 9 83 Γ/ Ο 7 8 0
ORIGINAL INSPECTED
5· Strahlformer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplungsmittel Einrichtungen aufweisen, die zwischen die Summiereinrichtungen und die Verzögerungsmittel geschaltet sind und einzelne Signalabtastproben gewichten.
6. Strahlformer nach Anspruch 5i dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zum Gewichten einen Speicher aufweisen, der gemeinsam mit dem Speicher (102) der Verzögerungsmittel zur Auswahl von Wichtungskoeffizienten adressiert wird, die zu den Signalproben gehören, welche von den Verzogerungsmitteln abgegeben werden.
7. Strahlformer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für das Fokussieren einer Wellenfront auf einen Brennpunkt die Kopplungsmittel Einrichtungen für das Auswählen von Signalproben enthalten, die bestimmte Verzögerungswerte entsprechend den Plätzen der zugehörigen Wandler in der Anordnung haben.

90°03 1/0780

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