DE102016118238A1

DE102016118238A1 - UNDERWATER ANTENNA FOR A UNDERWATER VEHICLE AND SLEEPING BODY WITH SUCH A UNDERWATER ANTENNA

Info

Publication number: DE102016118238A1
Application number: DE102016118238.9A
Authority: DE
Inventors: Christoph Hoffmann; Jan-Philip Schwarz
Original assignee: Atlas Elektronik GmbH
Current assignee: Atlas Elektronik GmbH
Priority date: 2016-09-27
Filing date: 2016-09-27
Publication date: 2018-03-29
Also published as: WO2018059613A1

Abstract

Es wird eine Unterwasserantenne für ein Unterwasserfahrzeug (52) vorgesehen, wobei die Unterwasserantenne (34) einen Reflektor (22), mehrere Hydrophone (18) und mindestens eine Halterung (42) zur Befestigung der Unterwasserantenne (34) an einem Unterwasserfahrzeug (52) umfasst. Der Reflektor (22) weist einen oder mehrere Reflektorflächenbereiche (44a–44c) auf und die Hydrophone (18) sind vor dem oder den Reflektorflächenbereichen (44a–44c) angeordnet. Die Halterung (42) ist derart am Reflektor (22) angeordnet, um den Reflektor (22) an einem Unterwasserfahrzeug (52) anzubringen, so dass im bestimmungsgemäß mit der Halterung (42) an ein Unterwasserfahrzeug (52) angebauten Zustand der Unterwasserantenne (34) der eine Reflektorflächenbereich (44a–44c), die überwiegende Mehrzahl der mehreren Reflektorflächenbereiche (44a–44c) oder alle Reflektorflächenbereiche (44a–44c) jeweils einen Normalenvektor (46a–46c) aufweisen, der einen Winkel zur Hochachse (62) oder Hochachsenparallele des Unterwasserfahrzeugs (52) aufweist, der ein stumpfer Winkel, insbesondere größer als 95°, oder ein spitzer Winkel, insbesondere kleiner als 85°, ist.There is provided an underwater antenna for an underwater vehicle (52), the underwater antenna (34) comprising a reflector (22), a plurality of hydrophones (18) and at least one support (42) for attaching the underwater antenna (34) to an underwater vehicle (52) , The reflector (22) has one or more reflector surface areas (44a-44c) and the hydrophones (18) are arranged in front of the reflector surface areas (44a-44c). The holder (42) is arranged on the reflector (22) in order to attach the reflector (22) to an underwater vehicle (52) so that the underwater antenna (34) is attached to the underwater vehicle (52) in the intended manner with the holder (42) ) of the one reflector surface area (44a-44c), the vast majority of the plurality of reflector surface areas (44a-44c) or all reflector surface areas (44a-44c) each have a normal vector (46a-46c) at an angle to the vertical axis (62) or Hochachsenparallelele of Underwater vehicle (52), which is an obtuse angle, in particular greater than 95 °, or an acute angle, in particular less than 85 °.

Description

Die Erfindung betrifft den Bereich von Unterwasserantennen für Unterwasserfahrzeuge, insbesondere Unterseeboote, und Hüllkörper für Unterwasserfahrzeuge mit derartigen Unterwasserantennen sowie das Empfangen von Schallwellen mit einer Unterwasserantenne.The invention relates to the field of underwater antennas for underwater vehicles, in particular submarines, and enveloping bodies for underwater vehicles with such underwater antennas and the receiving of sound waves with an underwater antenna.

Aus dem Stand der Technik sind Unterwasserfahrzeuge mit Sonareinrichtungen bekannt. Die Sonareinrichtung weist üblicherweise eine Vielzahl von Unterwasserschallempfängern, nämlich sogenannte Hydrophone, auf. Die Hydrophone sind mit einer elektronischen Signalverarbeitungsrichtung elektronisch verbunden und dienen zum Empfangen von Schallwellen, die sich unter Wasser ausbreiten und auf die Hydrophone treffen.Underwater vehicles with sonar devices are known from the prior art. The sonar device usually has a multiplicity of underwater sound receivers, namely so-called hydrophones. The hydrophones are electronically connected to an electronic signal processing device and are used to receive sound waves that propagate underwater and strike the hydrophones.

Es ist bekannt, dass sich Schallwellen unter Wasser in bestimmter Weise ausbreiten, so dass die Hydrophone vorzugsweise zum Empfang von Schallwellen mit einem tiefen Frequenzbereich dienen. Die empfangenen Schallwellen werden von den Hydrophonen in elektrische Signale gewandelt und einer Signalverarbeitungseinrichtung der Sonareinrichtung zur weiteren Verarbeitung zugeführt.It is known that sound waves propagate under water in a certain way, so that the hydrophones are preferably used to receive sound waves with a low frequency range. The received sound waves are converted by the hydrophones into electrical signals and fed to a signal processing device of the sonar device for further processing.

Zum Empfangen der Schallwellen des sich im Wasser ausbreitenden Schalls sind die Hydrophone häufig an der Außenseite eines Unterwasserfahrzeugs, nämlich der Außenseite eines Hüllkörpers des Unterwasserfahrzeugs, angeordnet. Der Hüllkörper bildet die äußere Hülle des Unterwasserfahrzeugs. Diese Anordnung ist bevorzugt, da die Schallwellen so direkt auf die Hydrophone eintreffen können, ohne durch den Hüllkörper des Unterwasserfahrzeugs oder das Unterwasserfahrzeug selbst gehindert zu werden.For receiving the sound waves of the sound propagating in the water, the hydrophones are often arranged on the outside of an underwater vehicle, namely the outside of an enveloping body of the underwater vehicle. The enveloping body forms the outer shell of the underwater vehicle. This arrangement is preferred because the sound waves can thus arrive directly on the hydrophones without being hindered by the enveloping body of the underwater vehicle or the underwater vehicle itself.

Ferner sind sogenannte Reflektoren zur Verstärkung der Signale vorgesehen, die zwischen dem Hüllkörper des Unterwasserfahrzeugs und den Hydrophonen angeordnet sind. Dank der Reflektoren treffen die Schallwellen nicht nur direkt auf die Hydrophone, sondern es werden auch am Reflektor reflektierte Schallwellen auf die Hydrophone zurückgeworfen. Demnach erhöht sich der Schalldruck der auf die Hydrophone treffenden Schallwellen, da sich die Energien der direkt und indirekt auftreffenden Schallwellen addieren. Hieraus resultieren dann Signale der Hydrophone, die gegenüber Signalen einer Unterwasserantenne ohne Reflektor ein vergleichsweise besseres Signal-zu-Rausch-Verhältnis aufweisen.Furthermore, so-called reflectors for amplifying the signals are provided, which are arranged between the enveloping body of the underwater vehicle and the hydrophones. Thanks to the reflectors, the sound waves not only hit the hydrophones directly, but reflected sound waves are reflected back to the hydrophones at the reflector. Accordingly, the sound pressure of the sound waves striking the hydrophones increases as the energies of the directly and indirectly incident sound waves add up. This then results in signals of the hydrophones, which have a comparatively better signal-to-noise ratio compared to signals of an underwater antenna without a reflector.

Neben dem genannten Vorteil des Reflektors zur Verstärkung der empfangenen Signale weist der Einsatz eines Reflektors jedoch auch einen signifikanten Nachteil auf. Da der Reflektor gerade eingerichtet ist, um Schallwellen zu reflektieren, werden nämlich auch Schallwellen derart reflektiert, dass durch die reflektierten Schallwellen auf die Position des Unterwasserfahrzeugs geschlossen werden kann.In addition to the stated advantage of the reflector for amplifying the received signals, however, the use of a reflector also has a significant disadvantage. Because the reflector is currently set up to reflect sound waves, sound waves are also reflected in such a way that the position of the underwater vehicle can be deduced by the reflected sound waves.

Weist beispielswiese ein erstes Unterwasserfahrzeug eine Unterwasserantenne mit Reflektor auf und treffen Schallwellen eines Aktivsonars eines weiteren Unterwasserfahrzeugs oder die Fahrzeuggeräusche des weiteren Unterwasserfahrzeugs selbst auf den Reflektor des ersten Unterwasserfahrzeugs, werden diese besonders gut reflektiert. Die reflektierten Schallwellen können vom weiteren Unterwasserfahrzeug empfangen werden und es kann auf die Position des Unterwasserfahrzeugs mit der Unterwasserantenne mit dem Reflektor geschlossen werden. Eine Peilung eines Unterwasserfahrzeugs mit einem Reflektor wird also durch den Reflektor vereinfacht, was für ein üblicherweise gewünschtes Unerkanntbleiben natürlich nachteilig ist.For example, if a first underwater vehicle has an underwater antenna with reflector and sound waves of an active sonar of another underwater vehicle or the vehicle noise of the other underwater vehicle itself hit the reflector of the first underwater vehicle, they are reflected particularly well. The reflected sound waves can be received by the further underwater vehicle and it can be closed to the position of the underwater vehicle with the underwater antenna with the reflector. A bearing of an underwater vehicle with a reflector is thus simplified by the reflector, which of course is disadvantageous for a usually desired undetected.

Es wurden bereits verschiedene Anstrengungen unternommen, um die Reflexionen einer Unterwasserantenne insgesamt zu minimieren. Beispielsweise erfolgte ein „Einpacken“ der Unterwasserantenne durch schaumähnliche Materialien, um die Reflexionen zu absorbieren. Derartige Gegenmaßnahmen eignen sich jedoch hauptsächlich, um Schallwellen mit vergleichsweise hohen Frequenzen gegenüber den Schallwellen mit niedrigen Frequenzen, die sich vornehmlich gut unter Wasser ausbreiten, zu absorbieren. Schallwellen mit vergleichsweise niedrigen Frequenzen werden daher weiterhin reflektiert.Various efforts have been made to minimize the reflections of an underwater antenna as a whole. For example, "wrapping" the underwater antenna through foam-like materials has occurred to absorb the reflections. However, such countermeasures are mainly suitable for absorbing sound waves having comparatively high frequencies with respect to low frequency sound waves which propagate primarily well under water. Sound waves with comparatively low frequencies are therefore still reflected.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es demnach, eine Unterwasserantenne für ein Unterwasserfahrzeug zu finden, die durch Einsatz eines Reflektors ein verbessertes Signal-zu-Rausch-Verhältnis aufweist und die Reflexionen zur Peilung des Unterwasserfahrzeugs möglichst minimiert.Object of the present invention is therefore to find an underwater antenna for an underwater vehicle, which has an improved signal-to-noise ratio by using a reflector and minimizes the reflections to the bearing of the underwater vehicle as possible.

Die Erfindung betrifft hierzu eine Unterwasserantenne für ein Unterwasserfahrzeug, das vorzugsweise ein Unterseeboot oder kurz U-Boot ist. Die Unterwasserantenne umfasst einen Reflektor, mehrere Hydrophone und mindestens eine Halterung. Die Halterungen dienen zur Befestigung der Unterwasserantenne an einem Unterwasserfahrzeug.The invention relates to an underwater antenna for an underwater vehicle, which is preferably a submarine or short submarine. The underwater antenna comprises a reflector, a plurality of hydrophones and at least one holder. The brackets are used to attach the underwater antenna to an underwater vehicle.

Der Reflektor dient zum Reflektieren von Schallwellen, so dass nicht reflektierte Schallwellen mit den Hydrophonen direkt und indirekt nach der Reflexion am Reflektor empfangen werden. Durch den direkten Empfang einerseits und durch den indirekten Empfang andererseits wird das Signal-zu-Rausch-Verhältnis der aus den Schallwellen erzeugten Signale der Hydrophone verbessert.The reflector is used to reflect sound waves, so that unreflected sound waves are received with the hydrophones directly and indirectly after the reflection at the reflector. Due to the direct reception on the one hand and the indirect reception on the other hand, the signal-to-noise ratio of the signals generated by the sound waves of the hydrophones is improved.

Der Reflektor weist zur Reflexion einen oder mehrere Reflektorflächenbereiche auf. Vor den Reflektorflächenbereichen sind die Hydrophone angeordnet. Wird beispielsweise eine Schalleinfallrichtung definiert, aus der Schallwellen hauptsächlich auf einen Reflektorflächenbereich treffen, so liegen die Hydrophone demnach direkt oder beabstandet aus dieser Richtung gesehen vor dem Reflektorflächenbereich.The reflector has one or more reflector surface areas for reflection. Before Reflector surface areas are arranged hydrophones. If, for example, a sound incidence direction is defined, from which sound waves mainly strike a reflector surface area, then the hydrophones are located directly or at a distance from this direction in front of the reflector surface area.

Erfindungsgemäß ist die Halterung derart am Reflektor angeordnet, um den Reflektor an einem Unterwasserfahrzeug anzubringen, so dass im bestimmungsgemäß mit den Halterungen an einem Unterwasserfahrzeug angebauten Zustand der Unterwasserantenne der eine Reflektorflächenbereich, die überwiegende Mehrzahl der mehreren Reflektorflächenbereiche oder alle Reflektorflächenbereiche jeweils einen Normalenvektor aufweisen, der einen Winkel zur Hochachse oder einer Hochachsenparallele des Unterwasserfahrzeugs aufweist, der ein stumpfer Winkel, insbesondere größer als 95°, oder ein spitzer Winkel, insbesondere kleiner als 85°, ist.According to the invention, the holder is arranged on the reflector in order to attach the reflector to an underwater vehicle, so that in the mounted with the brackets on an underwater vehicle state of the underwater antenna of a reflector surface area, the vast majority of the plurality of reflector surface areas or all reflector surface areas each have a normal vector, the has an angle to the vertical axis or a Hochachsenparallel of the underwater vehicle, which is an obtuse angle, in particular greater than 95 °, or an acute angle, in particular less than 85 °.

Hierbei entspricht gemäß üblicher Bezeichnung eines fahrzeugfesten Koordinatensystems die Längsachse der Achse, die der Richtung der größten Ausdehnung des Unterwasserfahrzeugs und/oder der Bewegungsrichtung des Unterwasserfahrzeugs entspricht und die demnach vom Heck zum Bug verläuft. Gemäß dem Koordinatensystem ist außerdem eine Hochachse definiert, die der vertikalen Achse durch den Schwerpunkt des Unterwasserfahrzeugs entspricht und senkrecht zur Längsachse verläuft. Zuletzt entspricht die Querachse des Unterwasserfahrzeugs einer Achse, die rechtwinklig zur Hochund Längsachse verläuft.In this case, according to the usual designation of a vehicle-fixed coordinate system, the longitudinal axis corresponds to the axis which corresponds to the direction of the greatest extent of the underwater vehicle and / or the direction of movement of the underwater vehicle and which accordingly runs from the rear to the bow. According to the coordinate system also a vertical axis is defined, which corresponds to the vertical axis through the center of gravity of the underwater vehicle and perpendicular to the longitudinal axis. Finally, the transverse axis of the underwater vehicle corresponds to an axis which is perpendicular to the vertical axis and the longitudinal axis.

Geht man demnach z.B. von einer ebenen Ausgestaltung eines Reflektorflächenbereichs einer Unterwasserantenne aus, so ist dieser Reflektorflächenbereich im bestimmungsgemäß an einem Unterwasserfahrzeug angebauten Zustand der Unterwasserantenne schief, schräg oder geneigt gegenüber der Hochachse oder einer Hochachsenparallele des Unterwasserfahrzeugs angeordnet. Eine Hochachsenparallele entspricht einer Achse, die parallel zur Hochachse des Unterwasserfahrzeugs liegt.If one goes accordingly from a planar configuration of a reflector surface region of an underwater antenna, this reflector surface region is arranged obliquely or inclined with respect to the vertical axis or a vertical axis parallel to the underwater vehicle in the state of the underwater antenna attached as intended to an underwater vehicle. A vertical axis parallel corresponds to an axis that is parallel to the vertical axis of the underwater vehicle.

Gemäß der Erfindung ist also eine Anordnung der Halterung oder Halterungen am Reflektor vorgesehen, so dass dieser in bestimmter Weise an ein Unterwasserfahrzeug anbringbar ist. Der Reflektor weist ein oder mehrere Reflektorflächenbereichen auf, die z.B. unterschiedlichen Schalleinfallrichtungen zugeordnet sind. Diese Reflektorflächenbereiche entsprechen demnach Abschnitten von Flächen des Reflektors, die insbesondere teilweise unmittelbar aneinander grenzen.According to the invention, therefore, an arrangement of the holder or holders on the reflector is provided so that it can be attached to a submersible in a certain way. The reflector has one or more reflector surface areas, e.g. are assigned to different sound incident directions. These reflector surface areas accordingly correspond to sections of surfaces of the reflector, which in particular partially adjoin one another directly.

D. h. der Reflektor ist derart an einem Unterwasserfahrzeug befestigbar, dass die Tangentialvektoren der Reflektorflächenbereiche gerade nicht senkrecht zu einer Ebene stehen, die durch eine Längs- und Querachse des Unterwasserfahrzeugs aufgespannt wird. Während der üblichen Fahrt oder auch im Stillstand des Unterwasserfahrzeugs, bei dem die Ebene, die durch die Längs- und Querachse aufgespannt wird, im Wesentlichen parallel zur Seeoberfläche ist, steht also der Reflektor niemals senkrecht zur Seeoberfläche oder Wasseroberfläche.Ie. the reflector can be fastened to an underwater vehicle in such a way that the tangential vectors of the reflector surface areas are not perpendicular to a plane which is spanned by a longitudinal and transverse axis of the underwater vehicle. During normal driving or even when the underwater vehicle, in which the plane is spanned by the longitudinal and transverse axis, is substantially parallel to the sea surface, so the reflector is never perpendicular to the sea surface or water surface.

Dank der Erfindung treffen sich ausbreitende Schallwellen unter Wasser, die sich vorzugsweise horizontal unter Wasser ausbreiten, auf den Reflektor und werden von diesem reflektiert, um das Signal-zu-Rausch-Verhältnis der Signale der Hydrophone zu verbessern. Hierbei werden die Reflexion der Schallwellen jedoch durch die schräge Anordnung der Reflektorflächenbereiche vornehmlich in schräger Richtung auf den Seeboden oder die Seeoberfläche abgelenkt. Es wird somit eine Reflexion der Schallwellen in horizontaler Richtung minimiert, so dass die Reflexionen von einem weiteren Unterwasserfahrzeug zur Peilung, um so auf den Standort des Unterwasserfahrzeugs mit dem Reflektor zu schließen, im Wesentlichen ungeeignet sind.Thanks to the invention, propagating sound waves under water, which preferably propagate horizontally under water, meet and are reflected by the reflector in order to improve the signal-to-noise ratio of the signals of the hydrophones. However, the reflection of the sound waves are deflected by the oblique arrangement of the reflector surface areas primarily in an oblique direction on the lake bottom or the lake surface. It is thus minimized reflection of the sound waves in the horizontal direction, so that the reflections from another underwater vehicle for bearing, so as to close the location of the underwater vehicle with the reflector, are substantially unsuitable.

Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist der Reflektor der Unterwasserantenne als Flächenelement mit einer Oberseite und einer Unterseite sowie einer umlaufenden Kante ausgestaltet. Der Reflektor entspricht also einem Flächenelement, wobei dieses Flächenelement durch eine Kante begrenzt ist. Auf der einen Seite der Kante ist dann die Oberseite ausgestaltet und auf der anderen Seite der Kante ist die Unterseite ausgestaltet. Die Oberseite ist durch die Reflektorflächenbereiche gebildet. Demnach bilden also die Reflektorflächenbereiche der Unterwasserantenne die Oberseite des Reflektors. Die Halterungen sind gemäß dieser Ausführungsform an der Unterseite und zusätzlich oder alternativ an den Kanten angeordnet.According to a first embodiment of the invention, the reflector of the underwater antenna is designed as a surface element having an upper side and a lower side and a circumferential edge. The reflector thus corresponds to a surface element, wherein this surface element is bounded by an edge. On one side of the edge then the top is designed and on the other side of the edge, the bottom is configured. The top is formed by the reflector surface areas. Accordingly, therefore, the reflector surface areas of the underwater antenna form the top of the reflector. The brackets are arranged according to this embodiment at the bottom and additionally or alternatively at the edges.

Dank der Anordnung der Halterungen an der Unterseite und/oder den Kanten ist eine Anordnung der Hydrophone an der Oberseite, also vor den Reflektorflächenbereichen des Reflektors, insbesondere aus einer Schalleinfallrichtung, möglich. Eine Reflexion am Reflektor, nämlich den Reflektorflächenbereichen, ist somit ungehindert durch die Halterungen möglich.Thanks to the arrangement of the brackets on the underside and / or the edges, an arrangement of the hydrophones on the upper side, ie in front of the reflector surface areas of the reflector, in particular from a sound incident direction, is possible. A reflection on the reflector, namely the reflector surface areas, is thus possible unhindered by the brackets.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die Halterungen an der Unterseite und zusätzlich oder alternativ an den Kanten des Flächenelementes angeordnet und eingerichtet, um den Reflektor am Druckkörper eines Unterwasserfahrzeugs und zusätzlich oder alternativ an einem Hüllkörper des Unterwasserfahrzeugs zu befestigen.According to a further embodiment, the holders are arranged on the underside and additionally or alternatively at the edges of the surface element and arranged to attach the reflector to the pressure hull of an underwater vehicle and additionally or alternatively to an enveloping body of the underwater vehicle.

Ein Vorteil der Halterungen zur Befestigung am Druckkörper des Unterwasserfahrzeugs ist, dass der Reflektor beispielsweise unabhängig von einem Hüllkörper des Unterwasserfahrzeugs mit dem Druckkörper des Unterwasserfahrzeugs befestigt werden kann. Andererseits ist eine Verbindung mit Halterungen, die eingerichtet sind, am Hüllkörper des Unterwasserfahrzeugs befestigt zu werden, vorteilhaft, da somit keine Befestigung am Druckkörper des Unterwasserfahrzeugs nötig ist, und eine derartige Befestigung auch keinen Einfluss auf die Stabilität des Druckkörpers, z.B. durch Verbindungselemente am Druckkörper, haben kann. An advantage of the holders for attachment to the pressure hull of the underwater vehicle is that the reflector, for example, can be fixed independently of an enveloping body of the underwater vehicle with the pressure hull of the underwater vehicle. On the other hand, a connection with brackets, which are adapted to be attached to the envelope of the underwater vehicle, advantageous, since thus no attachment to the pressure hull of the underwater vehicle is necessary, and such attachment also has no effect on the stability of the pressure hull, for example by connecting elements on the pressure hull , may have.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Oberseite des Reflektors eine Länge und eine Höhe auf, wobei die Länge einem Vielfachen der Höhe entspricht. Gemäß dieser Ausführungsform sind mehrere Hydrophonelemente, nämlich vorzugsweise mehr als 500 Hydrophonelemente, nebeneinander entlang der Länge des Reflektors angeordnet. Jedes der Hydrophonelemente umfasst hierbei mehrere, nämlich vorzugsweise drei, fünf oder acht, übereinander angeordnete Hydrophone. Die übereinander angeordneten Hydrophone sind vorzugsweise entlang der Höhe, also z. B. senkrecht zur Länge, angeordnet.According to a further embodiment, the upper side of the reflector has a length and a height, the length corresponding to a multiple of the height. According to this embodiment, a plurality of hydrophone elements, namely preferably more than 500 hydrophone elements, are arranged side by side along the length of the reflector. Each of the hydrophone elements comprises several, namely preferably three, five or eight, superimposed hydrophones. The stacked hydrophones are preferably along the height, ie z. B. perpendicular to the length arranged.

Durch die Anordnung der Hydrophonelemente nebeneinander wird ein horizontales Beamforming, das auch als horizontales richtungsselektives Empfangen von Schallwellen bezeichnet wird, mit der Unterwasserantenne ermöglicht. Durch die Anzahl von mehreren Hydrophonen innerhalb eines Hydrophonelementes wird das Signal-zu-Rausch-Verhältnis der Unterwasserantenne erhöht, wobei die Einzelsignale eines Hydrophonelements hierzu beispielsweise addiert werden.By arranging the hydrophone elements side by side, a horizontal beamforming, also referred to as horizontal directionally selective receiving of sound waves, is made possible with the underwater antenna. The number of several hydrophones within a hydrophone element increases the signal-to-noise ratio of the underwater antenna, with the individual signals of a hydrophone element being added thereto, for example.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform entspricht die Länge des Reflektors einer Mittellinie oder Linie, die innerhalb einer Ebene liegt. Im bestimmungsgemäß an ein Unterwasserfahrzeug angebauten Zustand der Unterwasserantenne liegt die Ebene, in der die Linie liegt, parallel zu einer Ebene, die durch die Quer- und Längsachse des Unterwasserfahrzeugs aufgespannt wird.According to another embodiment, the length of the reflector corresponds to a center line or line lying within a plane. In the state of the underwater antenna attached to an underwater vehicle as intended, the plane in which the line lies lies parallel to a plane spanned by the transverse and longitudinal axis of the underwater vehicle.

Ein richtungsselektives Empfangen von Schallsignalen aus verschiedenen in der Horizontalen gesehenen Richtungen ist somit in einer Signalverarbeitungseinrichtung, wie beispielsweise einer Sonaranlage, mit verhältnismäßig geringem Signalverarbeitungsaufwand möglich.A directionally selective receiving of sound signals from different directions seen in the horizontal direction is thus possible in a signal processing device, such as a sonar system, with relatively little signal processing overhead.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Unterwasserantenne eingerichtet, um am Bug und zusätzlich oder alternativ an den Flanken eines Unterwasserfahrzeugs befestigt zu werden. Es ist somit möglich, die Unterwasserantenne so an einem Unterwasserfahrzeug zu befestigen, dass Schallwellen mit der Unterwasserantenne aus nahezu jeder Schalleinfallrichtung empfangen werden können.According to a further embodiment, the underwater antenna is arranged to be attached to the bow and additionally or alternatively to the flanks of an underwater vehicle. It is thus possible to attach the underwater antenna to an underwater vehicle so that sound waves can be received by the underwater antenna from almost every sound incident direction.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Flächenelement entlang seiner Länge Uförmig gebogen. Außerdem weisen die Kanten, die parallel oder im Wesentlichen parallel zur Länge des Flächenelementes verlaufen und einander gegenüberliegen, unterschiedliche Längen auf. D. h., die Kanten des Reflektors, vorzugsweise die obere Kante und die untere Kante, die in Richtung der Länge des Flächenelementes, also des Reflektors, verlaufen, weisen unterschiedliche Längen auf. Hierdurch entsteht eine Form, die im Verbindungsbereich der Schenkel der U-Form einem schräggestellten Kreissegment, ähnlich einem teilweise abgerollten Segment eines Kegelstumpfes, gleichen. Die Schenkel der U-Form schließen dann an den Verbindungsbereich an und setzen die Neigung oder Schrägstellung des Verbindungsbereichs fort.According to a further embodiment, the surface element is bent U-shaped along its length. In addition, the edges, which run parallel or substantially parallel to the length of the surface element and facing each other, have different lengths. D. h., The edges of the reflector, preferably the upper edge and the lower edge, which extend in the direction of the length of the surface element, so the reflector, have different lengths. This results in a shape that in the connecting region of the legs of the U-shape an oblique circular segment, similar to a partially unrolled segment of a truncated cone, same. The legs of the U-shape then connect to the connection area and continue the inclination or inclination of the connection area.

Dank dieser Form ist die Unterwasserantenne vorteilhafterweise am Bug und den Flanken eines Unterwasserfahrzeugs durchgängig befestigbar. Der Empfang von Schallsignalen aus im Wesentlichen allen möglichen horizontalen Schalleinfallrichtungen wird dadurch ermöglicht. Die Form der Unterwasserantenne ist hier so gewählt, dass diese der Form des Hüllkörpers oder des Druckkörpers eines Unterwasserfahrzeugs folgt. Demnach wird durch die U-Form das durchgängige Anbringen am Bug und den Flanken ermöglicht. Durch die unterschiedlichen Längen der Kanten, insbesondere im Bereich des Teils der Unterwasserantenne, die am Bug anbringbar ist, kann die Form der Unterwasserantenne der Form des Hüllkörpers oder des Druckkörpers am Bug oberhalb oder unterhalb einer Mittelline des Unterwasserfahrzeugs folgen.Thanks to this form, the underwater antenna can advantageously be fastened continuously to the bow and the flanks of an underwater vehicle. The reception of sound signals from substantially all possible horizontal sound incident directions is thereby made possible. The shape of the underwater antenna is chosen here so that it follows the shape of the envelope or the pressure hull of an underwater vehicle. Accordingly, the U-shape allows the continuous attachment to the bow and the flanks. Due to the different lengths of the edges, in particular in the region of the part of the underwater antenna which can be attached to the bow, the shape of the underwater antenna can follow the shape of the enveloping body or of the pressure hull at the bow above or below a center line of the underwater vehicle.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind alle Hydrophone der Unterwasserantenne jeweils mit einem im Wesentlichen gleichen Abstand von der Oberseite des Reflektors beabstandet angeordnet. Hierdurch wird die Signalverarbeitung vereinfacht, da Reflexionen von Schallwellen am Reflektor auf die Hydrophone mit gleichem Laufzeitunterschied zu den direkt empfangenen Schallwellen fallen und daher dieser Laufzeitunterschied bei der Signalverarbeitung identisch für alle Hydrophone berücksichtigt werden kann.According to a further embodiment, all hydrophones of the underwater antenna are each arranged at a substantially equal distance from the upper side of the reflector. As a result, the signal processing is simplified, since reflections of sound waves at the reflector on the hydrophones with the same delay difference to the directly received sound waves fall and therefore this delay difference in the signal processing can be considered identical for all hydrophones.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die Signale der einzelnen Hydrophone einer Hydrophoneinheit oder aus diesen Signalen abgeleitete Signale an einem Signalausgang der Unterwasserantenne derart bereitgestellt, um einzeln ausgewertet zu werden.According to a further embodiment, the signals of the individual hydrophones of a hydrophone unit or signals derived from these signals are provided at a signal output of the underwater antenna so as to be evaluated individually.

Demnach werden also Signale der einzelnen Hydrophone einer Hydrophoneinheit nicht mehr nur zur Verstärkung des Signal-zu-Rausch-Verhältnisses einfach aufaddiert und das daraus entstehende Summensignal als Signal einer Hydrophoneinheit ausgegeben. Vielmehr ist die einzelne Auswertung der Signale möglich, um somit auch ein richtungsselektives Empfangen aus unterschiedlichen vertikalen Richtungen zu ermöglichen. Accordingly, therefore, signals of the individual hydrophones of a hydrophone unit are no longer simply added up to amplify the signal-to-noise ratio and the resulting sum signal is output as a signal of a hydrophone unit. Rather, the individual evaluation of the signals is possible, thus also allowing a direction-selective reception from different vertical directions.

Die schräg oder geneigt zur horizontalen Schalleinfallrichtung liegende Oberseite des Reflektors und somit auch die schräge oder geneigte Anordnung der Hydrophoneinheiten kann daher durch die Auswertung der einzelnen Signale der Hydrophone ausgeglichen werden. Trotz der schrägen oder geneigten Anordnung des Reflektors und der Hydrophoneinheiten ist somit ein Empfangen von sich im Wesentlichen parallel zur Seeoberfläche ausbreitenden Schallwellen, die sich also horizontal ausbreiten, möglich.The obliquely or inclined to the horizontal sound incident direction lying top of the reflector and thus also the oblique or inclined arrangement of the hydrophone units can therefore be compensated by the evaluation of the individual signals of the hydrophones. Despite the oblique or inclined arrangement of the reflector and the hydrophone units, it is thus possible to receive sound waves which propagate substantially parallel to the sea surface and thus propagate horizontally.

Ferner betrifft die Erfindung einen Hüllkörper für ein Unterwasserfahrzeug, wobei der Hüllkörper eingerichtet ist, um außerhalb des Druckkörpers eines Unterwasserfahrzeugs angeordnet zu werden und der Hüllkörper mehrere Hüllkörperflächenbereiche aufweist. Hierbei sind die überwiegende Mehrzahl der Hüllkörperflächenbereiche oder alle Hüllkörperflächenbereiche so angeordnet, dass im an ein Unterwasserfahrzeug angebauten Zustand des Hüllkörpers jeder der Hüllkörperflächenbereiche oder zumindest die überwiegende Mehrzahl der Hüllkörperflächenbereiche jeweils einen Normalenvektor aufweist, der einen Winkel zur Hochachse oder einer Hochachsenparallele des Unterwasserfahrzeugs aufweist, der ein stumpfer Winkel, insbesondere größer als 95°, oder ein spitzer Winkel, insbesondere kleiner als 85°, ist.Furthermore, the invention relates to an enveloping body for an underwater vehicle, wherein the enveloping body is arranged to be arranged outside the pressure hull of an underwater vehicle and the enveloping body has a plurality of enveloping body surface areas. Here, the vast majority of Hüllkörperflächenbereiche or all Hüllkörperflächenbereiche arranged so that when mounted on an underwater vehicle state of the envelope each of Hüllkörperflächenbereiche or at least the vast majority of Hüllkörperflächenbereiche each having a normal vector having an angle to the vertical axis or a Hochachsenparallel of the underwater vehicle, the an obtuse angle, in particular greater than 95 °, or an acute angle, in particular less than 85 °, is.

Der Hüllkörper weist eine Öffnung in Form eines Flächenelementes auf und in der Öffnung ist eine Unterwasserantenne nach einer der zuvor genannten Ausführungsformen angeordnet. Die Unterwasserantenne ist hierbei vorzugsweise so in den Hüllkörper integriert, dass diese gegenüber der Außenseite des Hüllkörpers nicht hervorsteht.The enveloping body has an opening in the form of a surface element and in the opening an underwater antenna according to one of the aforementioned embodiments is arranged. The underwater antenna is in this case preferably integrated into the enveloping body so that it does not protrude from the outside of the enveloping body.

Ferner betrifft die Erfindung ein Unterwasserfahrzeug mit einer Unterwasserantenne, vorzugsweise einer Unterwasserantenne nach einer der vorgenannten Ausführungsformen, wobei die Unterwasserantenne einen Reflektor und mehrere Hydrophone umfasst. Ferner ist mindestens eine Halterung vorgesehen, mit der die Unterwasserantenne an dem Unterwasserfahrzeug befestigt ist. Der Reflektor weist einen oder mehrere Reflektorflächenbereiche auf, vor dem oder denen Hydrophone angeordnet sind. Der Reflektorflächenbereich, die überwiegende Mehrzahl der Reflektorflächenbereiche oder alle Reflektorflächenbereiche weisen jeweils einen Normalenvektor auf, der einen spitzen oder stumpfen Winkel zur Hochachse oder einer Hochachsenparallele des Unterwasserfahrzeugs aufweist.Furthermore, the invention relates to an underwater vehicle with an underwater antenna, preferably an underwater antenna according to one of the aforementioned embodiments, wherein the underwater antenna comprises a reflector and a plurality of hydrophones. Furthermore, at least one holder is provided with which the underwater antenna is attached to the underwater vehicle. The reflector has one or more reflector surface areas in front of which or hydrophones are arranged. The reflector surface region, the overwhelming majority of the reflector surface regions or all reflector surface regions each have a normal vector which has an acute or obtuse angle to the vertical axis or a vertical axis parallel of the underwater vehicle.

Gemäß einer Ausführungsform des Unterwasserfahrzeugs weist dieses einen den Druckkörper umgebenden Hüllkörper auf. Die Oberfläche des Hüllkörpers ist aus mehreren Hüllkörperflächenbereichen gebildet, wobei im Wesentlichen alle oder zumindest die überwiegende Mehrzahl der Hüllkörperflächenbereiche jeweils einen Normalenvektor aufweisen, der einem stumpfen oder spitzen Winkel zur Hochachse oder einer Hochachsenparallele des Unterwasserfahrzeugs entspricht. Der stumpfe Winkel beträgt vorzugsweise mehr als 95° und der spitze Winkel beträgt vorzugsweise weniger als 85°.According to one embodiment of the underwater vehicle, this has an enveloping body surrounding the pressure body. The surface of the enveloping body is formed from a plurality of enveloping body surface regions, wherein essentially all or at least the vast majority of the enveloping body surface regions each have a normal vector which corresponds to an obtuse or acute angle to the vertical axis or a vertical axis parallel of the submersible. The obtuse angle is preferably more than 95 ° and the acute angle is preferably less than 85 °.

Ferner ist der Reflektor als Flächenelement mit einer Oberseite und einer Unterseite sowie einer umlaufenden Kante ausgestaltet und der Hüllkörper weist eine Öffnung auf, die im Wesentlichen der Form der Oberseite des Reflektors entspricht. In der Öffnung ist die Unterwasserantenne, insbesondere der Reflektor der Unterwasserantenne, angeordnet.Furthermore, the reflector is configured as a surface element having an upper side and a lower side as well as a circumferential edge, and the enveloping body has an opening which substantially corresponds to the shape of the upper side of the reflector. The underwater antenna, in particular the reflector of the underwater antenna, is arranged in the opening.

Gemäß einer Ausführungsform des Unterwasserfahrzeugs weist das Unterwasserfahrzeug eine Sonarsignalverarbeitungseinrichtung auf. Die Sonarsignalverarbeitungseinrichtung ist mit den Hydrophoneinheiten der Unterwasserantenne elektrisch verbunden. Außerdem ist die Sonarsignalverarbeitungseinrichtung eingerichtet, um aus den Signalen der Hydrophone oder aus Signalen, die von den Signalen der Hydrophone abgeleitet sind, Richtungssignale verschiedener zum Unterwasserfahrzeug gesehen vertikaler Schalleinfallrichtungen zu bilden.According to one embodiment of the underwater vehicle, the underwater vehicle has a sonar signal processing device. The sonar signal processing device is electrically connected to the hydrophone units of the underwater antenna. In addition, the sonar signal processing means is arranged to form, from the signals of the hydrophones or from signals derived from the signals of the hydrophones, directional signals of different vertical incident sound directions to the underwater vehicle.

Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer Unterwasserantenne nach einer der vorgenannten Ausführungsformen, wobei ein Flächenelement mit einer U-förmigen Mittellinie aus einem Blech, z.B. durch Schneiden oder Stanzen, herausgelöst wird und das Flächenelement eine Oberseite und eine Unterseite aufweist. Auf der Oberseite des Flächenelementes werden Hydrophoneinheiten nebeneinander entlang der Mittellinie und an den Kanten und/oder der Unterseite Halterungen angebracht. Zuletzt wird das Flächenelement im Verbindungsbereich der U-Form gebogen, bis die Mittellinie im Wesentlichen in einer Ebene verläuft.In addition, the invention relates to a method for producing an underwater antenna according to one of the aforementioned embodiments, wherein a surface element with a U-shaped center line of a sheet, e.g. by cutting or punching, and the surface element has an upper side and a lower side. Hydrophone units are mounted side by side along the center line and on the edges and / or the bottom brackets on top of the surface element. Finally, the surface element is bent in the connection area of the U-shape until the center line extends substantially in one plane.

Außerdem umfasst die Erfindung ein Verfahren zum Auswerten von Schallsignalen, die mit einer Unterwasserantenne nach einer der vorgenannten Ausführungsformen empfangen werden. Gemäß dem Verfahren werden mit einer Sonarsignalverarbeitungseinrichtung die Signale der Hydrophone oder von den Signalen der Hydrophone abgeleitete Signale derart verarbeitet, dass vorzugsweise Schallsignale von der Sonareinrichtung empfangen werden, die aus einer horizontalen Schalleinfallrichtung, also aus einer Horizontalen zu einer Seeoberfläche, auf die Unterwasserantenne einfallen.In addition, the invention includes a method for evaluating sound signals received with an underwater antenna according to one of the aforementioned embodiments. According to the method, with a sonar signal processing device, the signals of the hydrophones or signals derived from the signals of the hydrophones are processed such that preferably Sound signals are received by the sonar device, which come from a horizontal sound incident direction, ie from a horizontal to a sea surface, on the underwater antenna.

Weitere Ausführungsformen ergeben sich anhand der in den Figuren näher erläuterten Ausführungsbeispiele. Hierbei zeigt:Further embodiments will become apparent from the embodiments explained in more detail in the figures. Hereby shows:

1 ein Hydrophonelement, 1 a hydrophone element,

2 mehrere nebeneinander angeordnete Hydrophonelemente vor einem Reflektor, 2 several juxtaposed hydrophone elements in front of a reflector,

3 ein Ausführungsbeispiel der Unterwasserantenne und 3 an embodiment of the underwater antenna and

4 ein Unterwasserfahrzeug mit der Unterwasserantenne. 4 an underwater vehicle with the underwater antenna.

1 zeigt ein Hydrophonelement 10, das einen Grundkörper 12 mit einer Grundkörperoberseite 14 aufweist. Auf der Grundkörperoberseite 14 sind mehrere Hydrophonhalterungen 16 angeordnet. In den Hydrophonhalterungen 16 ist jeweils in Hydrophon 18 angeordnet. Das Hydrophon 18 wird auch als Unterwassermikrofon bezeichnet. Elektrische Leitungen 20 sind vorgesehen, um die Hydrophone 18 unmittelbar oder mittelbar mit einer Signalverarbeitungseinrichtung, die vorzugsweise Bestandteil einer Sonareinrichtung ist, zu verbinden. Durch die elektrische Verbindung sind die Hydrophonsignale oder aus den Hydrophonsignalen abgeleitete Signale an die Sonarsignalverarbeitungseinrichtung übertragbar. 1 shows a hydrophone element 10 that is a basic body 12 with a body shell top 14 having. On the main body top 14 are several hydrophone mounts 16 arranged. In the hydrophone holders 16 is each in hydrophone 18 arranged. The hydrophone 18 is also known as an underwater microphone. Electric lines 20 are provided to the hydrophones 18 directly or indirectly with a signal processing device, which is preferably part of a sonar device to connect. Due to the electrical connection, the hydrophone signals or signals derived from the hydrophone signals can be transmitted to the sonar signal processing device.

Das Hydrophonelement 10 umfasst vorliegend 8 Hydrophone, die übereinander angeordnet sind. In der 1 ist ein Ausführungsbeispiel eines Hydrophonelements 10 dargestellt, bei dem die Hydrophone 18 auf dem Grundkörper 12 frei liegen und für sich gesehen mit einem Kunststoffkörper, wie z.B. einem Schaum, ummantelt sind, um die Hydrophone 18 vor Einflüssen beispielsweise durch Seewasser zu schützen. Gemäß anderen Ausführungsbeispielen sind die Hydrophone zusammen mit dem Grundkörper als eine Art Stab geformt, wobei hier die Hydrophone 18 in ähnlicher Weise in einer Reihe übereinander auf einem Grundkörper 12 angeordnet sind, jedoch insgesamt der Grundkörper 12 und die Hydrophone 18 mit einem Kunststoff umhüllt sind. Außerdem weist das Hydrophonelement 10 zwei Verbindungsteile 21 am oberen und unteren Ende auf, mit der das Hydrophonelement 10 an einem Reflektor einer Unterwasserantenne befestigbar ist.The hydrophone element 10 includes present 8th Hydrophones arranged one above the other. In the 1 is an embodiment of a hydrophone element 10 shown in which the hydrophones 18 on the body 12 lie freely and in isolation with a plastic body, such as a foam, are sheathed to the hydrophones 18 to protect against influences such as seawater. According to other embodiments, the hydrophones are formed together with the base body as a kind of rod, in which case the hydrophones 18 similarly in a row one above the other on a base 12 are arranged, but a total of the main body 12 and the hydrophones 18 are wrapped with a plastic. In addition, the hydrophone element points 10 two connecting parts 21 at the top and bottom on, with the hydrophone element 10 attachable to a reflector of an underwater antenna.

In 2 sind mehrere Hydrophonelemente 10 nebeneinander vor einem Reflektor 22 einer Unterwasserantenne angeordnet. Gegenüber den in 1 dargestellten Hydrophonelementen 10 handelt es sich in 2 um ein Ausführungsbeispiel der Hydrophonelemente 10, bei dem der Grundkörper 12 zusammen mit den Hydrophonen mit einem Kunststoff umhüllt ist und als eine Art Stab mit Verbindungsteilen 21 am oberen und unteren Stabende ausgestaltet ist.In 2 are several hydrophone elements 10 next to each other in front of a reflector 22 an underwater antenna arranged. Opposite the in 1 Hydrophone elements shown 10 is it in 2 to an embodiment of the hydrophone elements 10 in which the main body 12 is wrapped with a plastic along with the hydrophones and as a kind of rod with connecting parts 21 is designed at the upper and lower end of the rod.

Der Reflektor 22 mit den Hydrophonelementen 10 ist nur ausschnittsweise dargestellt. Wie in 2 erkennbar ist, entspricht der Reflektor 22 einem Flächenelement, das eine Oberseite 26 und eine gegenüber der Oberseite 26 liegende, hier durch die Darstellung nicht sichtbare Unterseite 28 aufweist. Begrenzt wird das Flächenelement durch eine Kante 32. Die Kante 32 umfasst hierbei eine obere Kante 24 und eine untere Kante 30. Außerdem umfasst die Kante 32 zwei seitliche Kanten, die hier aufgrund der ausschnittsweisen Darstellung nicht dargestellt sind. Die Kante 32 kann auch als Rand oder Begrenzung der Oberseite 26 und der Unterseite 28 bezeichnet werden.The reflector 22 with the hydrophone elements 10 is only partially shown. As in 2 is recognizable, corresponds to the reflector 22 a surface element that has a top 26 and one opposite the top 26 lying, not visible here by the representation underside 28 having. The surface element is bounded by an edge 32 , The edge 32 this includes an upper edge 24 and a lower edge 30 , In addition, the edge includes 32 two lateral edges, which are not shown here due to the sectional representation. The edge 32 can also be used as a border or boundary of the top 26 and the bottom 28 be designated.

Über die obere Kante 24 des Reflektors 22 verlaufen die elektrischen Leitungen 20 der einzelnen Hydrophonelemente 10 zur Rückseite des Reflektors 22, um dann von dort aus einer Signalverarbeitungseinrichtung zugeführt zu werden.Over the top edge 24 of the reflector 22 the electrical wires run 20 the individual hydrophone elements 10 to the back of the reflector 22 to then be supplied from there to a signal processing device.

3 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Unterwasserantenne 34. Zur besseren Übersicht ist vorliegend nur der Reflektor 22 der Unterwasserantenne ohne die davor angeordneten Hydrophonelemente 18 dargestellt. Der Reflektor 22 weist eine Höhe 36 auf. Außerdem weist der Reflektor eine Mittellinie 38 auf, die gleichzeitig der Länge 40 des Reflektors 22 entspricht. Die Länge 40 des Reflektors 22 entspricht einem Vielfachen der Höhe 36 des Reflektors 22. Es ist erkennbar, dass die Mittellinie 38 in der hier in 3 dargestellten perspektivischen Ansicht einen U-förmigen Verlauf aufweist. Der Reflektor 22 ist auf seiner Rückseite mit einer Halterung 42 verbunden, wobei die Halterung 42 dazu eingerichtet ist, die Unterwasserantenne 34 an einem Unterwasserfahrzeug zu befestigen. Die Halterung 42 ist hierzu durch nicht dargestellte Schraubverbindungen mit der Unterseite 28 des Reflektors 22 fest verbunden. 3 shows an embodiment of the underwater antenna according to the invention 34 , For clarity, in the present case, only the reflector 22 the underwater antenna without the previously arranged hydrophone elements 18 shown. The reflector 22 has a height 36 on. In addition, the reflector has a centerline 38 on, at the same time the length 40 of the reflector 22 equivalent. The length 40 of the reflector 22 equals a multiple of the height 36 of the reflector 22 , It can be seen that the midline 38 in the here in 3 shown perspective view has a U-shaped profile. The reflector 22 is on its back with a bracket 42 connected, with the holder 42 to set up the underwater antenna 34 to attach to an underwater vehicle. The holder 42 is this by not shown screw with the bottom 28 of the reflector 22 firmly connected.

Außerdem sind mehrere Reflektorflächenbereiche 44a, 44b und 44c dargestellt. Die Reflektorflächenbereiche weisen jeweils einen Normalenvektor 46a, 46b und 46c auf. Die Normalenvektoren 46a–46c weisen einen spitzen Winkel gegenüber einer Hochachse oder einer Hochachsenparallele eines Unterwasserfahrzeugs auf, wenn die Unterwasserantenne im bestimmungsgemäßen Gebrauch mit der Halterung 42 am Unterwasserfahrzeug befestigt ist. Ferner ist erkennbar, dass die obere Kante 24 des Reflektors 22 gegenüber der unteren Kante 30 des Reflektors 22 länger ist. Hierdurch ergibt sich eine Neigung des Reflektors 22.In addition, several reflector surface areas 44a . 44b and 44c shown. The reflector surface areas each have a normal vector 46a . 46b and 46c on. The normal vectors 46a - 46c have an acute angle with respect to a vertical axis or a vertical axis parallel of an underwater vehicle, when the underwater antenna in its intended use with the holder 42 attached to the underwater vehicle. It can also be seen that the upper edge 24 of the reflector 22 opposite the lower edge 30 of the reflector 22 is longer. This results in an inclination of the reflector 22 ,

Die Neigung lässt sich noch besser in 4 erkennen, in der die Unterwasserantenne 34 an einem Hüllkörper 50 eines Unterwasserfahrzeugs 52 angebracht ist. Hierzu ist die Halterung 42 mit dem Hüllkörper 50 innerhalb einer Öffnung 53 des Hüllkörpers 50 fest verbunden.The inclination can be better in 4 recognize in the underwater antenna 34 on an envelope 50 an underwater vehicle 52 is appropriate. This is the holder 42 with the envelope body 50 inside an opening 53 of the envelope 50 firmly connected.

Die Unterwasserantenne ist in 4 an den Flanken 54 und am Bug 56 angeordnet. Durch die perspektivische Darstellung ist nur die steuerbordseitige Flanke erkennbar, wobei die Unterwasserantenne 34 auch auf der backbordseitigen Flanke angeordnet ist.The underwater antenna is in 4 on the flanks 54 and at the bow 56 arranged. By perspective view, only the starboard side edge is visible, the underwater antenna 34 is also arranged on the port side flank.

Der Hüllkörper 50 des Unterwasserfahrzeugs 52 weist eine Mittellinie 58 auf. Die Unterwasserantenne 34 ist demnach unterhalb der Mittellinie 58 angeordnet, wobei die Unterwasserantenne so am Hüllkörper 50 befestigt ist, dass die obere Kante 24 sowie die untere Kante 30, aber auch die Mittellinie 38 jeweils in parallelen Ebenen liegen. Diese parallelen Ebenen liegen wiederum parallel zu einer Ebene, die durch die Längsachse 60 und Querachse des Unterwasserfahrzeugs 52 gebildet wird. Zur besseren Übersicht wurden in 4 lediglich die Längsachse 60 sowie die Hochachse 62 schematisch dargestellt. Die Querachse – wie sie üblicherweise bei Fahrzeugen, insbesondere auch bei Unterwasserfahrzeugen, bezeichnet ist – entspricht einer Achse, die von Steuerbord nach Backbord oder umgekehrt verläuft und senkrecht zur Hochachse 62 sowie auch zur Längsachse 60 ist.The envelope body 50 of the underwater vehicle 52 has a centerline 58 on. The underwater antenna 34 is therefore below the midline 58 arranged, the underwater antenna so on the envelope body 50 attached is that the upper edge 24 as well as the lower edge 30 but also the midline 38 each lie in parallel planes. These parallel planes are in turn parallel to a plane passing through the longitudinal axis 60 and transverse axis of the underwater vehicle 52 is formed. For a better overview were in 4 only the longitudinal axis 60 as well as the vertical axis 62 shown schematically. The transverse axis - as it is usually referred to in vehicles, especially underwater vehicles - corresponds to an axis that goes from starboard to port or vice versa and perpendicular to the vertical axis 62 as well as to the longitudinal axis 60 is.

In der 4 ist außerdem dargestellt, dass der Reflektor 22 eine Neigung gegenüber der Hochachse 62 oder einer Hochachsenparallelen aufweist und somit alle Reflektorflächenbereiche 44a–44c jeweils einen Normalenvektor 46a–46c aufweisen, der einen stumpfen oder spitzen Winkel zur Hochachse 62 oder einer Hochachsenparallele aufweist.In the 4 is also shown that the reflector 22 an inclination to the vertical axis 62 or a Hochachsenparallelen and thus all reflector surface areas 44a - 44c each a normal vector 46a - 46c have a blunt or acute angle to the vertical axis 62 or a vertical axis parallel.

Demnach ist die Unterwasserantenne 34 so ausgestaltet, dass keine senkrechten Flächen zu einer Ebene, die durch die Längsachse 60 und die Querachse des Unterwasserfahrzeugs 52 gebildet wird, vorhanden ist. Schallwellen, die also auf den Reflektor 22 treffen, werden demnach nur teilweise in eine horizontale Richtung, aber hauptsächlich schräg zum Seeboden, reflektiert.Accordingly, the underwater antenna 34 designed so that no vertical surfaces to a plane passing through the longitudinal axis 60 and the transverse axis of the underwater vehicle 52 is formed, is present. Sound waves, that is on the reflector 22 are therefore only partially reflected in a horizontal direction, but mainly obliquely to the lake bottom.

Im Übrigen ist auch der Hüllkörper 50 derart ausgestaltet, dass im Wesentlichen alle Hüllkörperflächenbereiche jeweils einen Normalenvektor aufweisen, der einen spitzen oder einen stumpfen Winkel gegenüber der Hochachse 62 oder einer Parallele zur Hochachse 62 des Unterwasserfahrzeugs 52 aufweist. Dank der Erfindung wird somit eine Peilung des Unterwasserfahrzeugs 52 erschwert.Incidentally, the envelope is also 50 configured such that substantially all Hüllkörperflächenbereiche each having a normal vector having an acute or an obtuse angle relative to the vertical axis 62 or a parallel to the vertical axis 62 of the underwater vehicle 52 having. Thanks to the invention thus becomes a bearing of the underwater vehicle 52 difficult.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010: Hydrophonelement Hydrophonelement
1212: Grundkörper body
1414: Grundkörperoberseite Body top
1616: Hydrophonhalterungen Hydrophonhalterungen
1818: Hydrophon hydrophone
2020: elektrische Leitungen electric lines
2222: Reflektor reflector
2424: obere Kante upper edge
2626: Oberseite top
2828: Unterseite bottom
3030: untere Kante lower edge
3232: Kante edge
3434: Unterwasserantenne Underwater antenna
3636: Höhe des Reflektors Height of the reflector
3838: Mittellinie center line
4040: Länge des Reflektors Length of the reflector
4242: Halterung bracket
44a, 44b, 44c44a, 44b, 44c: Reflektorflächenbereiche Reflector surface areas
46a, 46b, 46c46a, 46b, 46c: Normalenvektor normal vector
5050: Hüllkörper enveloping body
5252: Unterwasserfahrzeug Underwater vehicle
5353: Öffnung im Hüllkörper Opening in the enveloping body
5454: Flanken flanks
5656: Bug bow
5858: Mittellinie center line
6060: Längsachse longitudinal axis
6262: Hochachse vertical axis

Claims

Underwater antenna for an underwater vehicle ( 52 ), the underwater antenna ( 34 ) a reflector ( 22 ), several hydrophones ( 18 ) and at least one holder ( 42 ) for fixing the underwater antenna ( 34 ) on an underwater vehicle ( 52 ), the reflector ( 22 ) one or more reflector surface areas ( 44a - 44c ) and the hydrophones ( 18 ) in front of the reflector area or areas ( 44a - 44c ) are arranged, wherein the holder ( 42 ) on the reflector ( 22 ) is arranged to the reflector ( 22 ) on an underwater vehicle ( 52 ), so that in the intended manner with the holder ( 42 ) to an underwater vehicle ( 52 ) mounted state of the underwater antenna ( 34 ) of a reflector surface area ( 44a - 44c ), the overwhelming majority of the multiple reflector surface areas ( 44a - 44c ) or all reflector surface areas ( 44a - 44c ) each have a normal vector ( 46a - 46c ) which is at an angle to the vertical axis ( 62 ) or to a vertical axis parallel of the underwater vehicle ( 52 ), which is an obtuse angle, in particular greater than 95 °, or an acute angle, in particular less than 85 °.

An underwater antenna according to claim 1, wherein the reflector ( 22 ) as a surface element with a top side ( 26 ) and a bottom ( 28 ) such as a circumferential edge ( 32 ) and the top ( 26 ) through the reflector surface areas ( 44a - 44c ) is formed and the holder ( 42 ) on the bottom ( 28 ) and / or the edge ( 32 ) is arranged.

An underwater antenna according to claim 2, wherein the support ( 42 ) on the bottom ( 28 ) and / or the edge ( 32 ) of the surface element is arranged to the reflector ( 22 ) on an enveloping body ( 50 ), in particular in an opening ( 53 ) of the enveloping body ( 50 ), and / or a pressure hull of the underwater vehicle ( 52 ) to fix.

An underwater antenna according to claim 2 or 3, wherein the top surface ( 26 ) of the surface element has a length ( 40 ) and a height ( 36 ), wherein the length ( 40 ) a multiple of the height ( 36 ), the underwater antenna ( 34 ) a plurality of hydrophone elements ( 10 ) along the length ( 40 ) of the reflector ( 22 ) are arranged side by side and each of a plurality, in particular 3, 5 or 8, one above the other, in particular substantially along the height ( 40 ), arranged hydrophones ( 18 ).

An underwater antenna according to any one of the preceding claims, wherein the reflector has a centerline ( 38 ) along which the length ( 40 ) and the condition of the underwater antenna ( 34 ) lies in a plane parallel to a plane passing through the transverse and longitudinal axes ( 60 ) of the underwater vehicle ( 52 ) is stretched.

Underwater antenna according to one of the preceding claims, wherein the underwater antenna ( 34 ) is installed at the bow ( 56 ) and / or the flanks ( 54 ) of an underwater vehicle ( 52 ) to be attached.

Underwater antenna according to one of the preceding claims, wherein the surface element along its length bent in a U-shape and parallel to the length extending opposite regions of the edge ( 32 ), namely the upper edge ( 24 ) and lower edge ( 30 ), are of different lengths.

Underwater antenna according to one of the preceding claims, all hydrophones ( 18 ) of the underwater antenna ( 34 ) each with a substantially equal distance from the top ( 26 ) of the reflector ( 22 ) are arranged at a distance.

Underwater antenna according to one of the preceding claims, wherein signals of the individual hydrophones ( 18 ) of a hydrophone unit ( 10 ) or signals derived from the signals at at least one signal output of the underwater antenna ( 34 ) are so available to be evaluated individually.

Covering body for an underwater vehicle ( 52 ), wherein the enveloping body ( 50 ) has one or more enveloping body surface regions and in the condition of the enveloping body attached to an underwater vehicle as intended all or at least the vast majority of the enveloping body surface regions each have a normal vector which forms an angle to the vertical axis or a vertical axis parallel of the underwater vehicle ( 52 ), which is an obtuse angle, in particular greater than 95 °, or an acute angle, in particular less than 85 °, and the enveloping body has an opening ( 53 ) for receiving an underwater antenna according to any one of claims 1 to 9.

Underwater vehicle with an underwater antenna, in particular according to one of claims 1 to 9, wherein the underwater antenna ( 34 ) a reflector ( 22 ), several hydrophones ( 18 ) and at least one holder ( 42 ), with which the underwater antenna ( 34 ) on the underwater vehicle ( 52 ), the reflector ( 22 ) one or more reflector surface areas ( 44a - 44c ) and the hydrophones ( 18 ) in front of the reflector area or areas ( 44a - 44c ), wherein the one reflector surface area ( 44a - 44c ), the overwhelming majority of the multiple reflector surface areas ( 44a - 44c ) or all reflector surface areas ( 44a - 44c ) each have a normal vector ( 46a - 46c ) which is at an angle to the vertical axis ( 62 ) or to a vertical axis parallel of the underwater vehicle ( 52 ), which is an obtuse angle, in particular greater than 95 °, or an acute angle, in particular less than 85 °.

Underwater vehicle according to claim 11, wherein the underwater vehicle ( 52 ) one a pressure hull of the underwater vehicle ( 52 ) surrounding enveloping body ( 50 ), the surface of which is formed by a plurality of enveloping body surface regions, wherein essentially all or at least the vast majority of the enveloping body surface regions each have a normal vector which is at an angle to the vertical axis (FIG. 62 ) or a vertical axis parallel of the underwater vehicle ( 52 ), which is an obtuse angle, in particular greater than 95 °, or an acute angle, in particular less than 85 °, the reflector ( 22 ) as a surface element with a top side ( 26 ) and a bottom ( 28 ) and a peripheral edge ( 32 ) is configured and the enveloping body ( 50 ) an opening ( 53 ) substantially the shape of the top ( 26 ) of the reflector, wherein in the opening ( 53 ) the underwater antenna ( 34 ) is arranged.

Underwater vehicle according to one of claims 11 or 12, wherein the underwater vehicle ( 52 ) has sonar signal processing means associated with the hydrophone units ( 10 ) of the underwater antenna ( 34 ) is electrically connected and which is arranged to form from the hydrophone signals or signals derived from the hydrophone signals direction signals of different, to the underwater vehicle seen vertical sound incident directions.

A method of manufacturing an underwater antenna according to any one of claims 1 to 9, wherein a surface element having a U-shaped centerline ( 38 ) of a flat metal, for. B. sheet, is separated on the top of the surface element hydrophone elements ( 10 ) along the midline ( 38 ) and on the underside and / or the edges ( 32 ) of the surface element at least one holder ( 42 ) and the surface element after cutting along the center line ( 38 ) until the midline ( 38 ) lies in one plane.

Method for evaluating sound signals received with an underwater antenna according to one of claims 1 to 9, wherein with a sonar signal processing device connected to hydrophone units ( 10 ) of the underwater antenna ( 34 ) is electrically connected, direction signals of various, to the underwater vehicle seen vertical sound incident directions are formed.