DE2650379C1 - Electromagnetic floating or submerged metal body detection and location device - Google Patents

Abstract

The device uses a transmitter (1) providing signals in the telegraphy and audio frequency range and a receiver (3) with one or more spaced reception dipoles (5,6,7). The transmission and reception dipoles (2; 5,6,7) are supported by a common carrier, with phase demodulation of the received signals. The time characteristic of the received voltage is processed via regression analysis, correlation analysis, or a similar estimation method, with comparison with previously entered stored values defining a master function or a model function.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur elektromagnetischen Ortung und Identifizierung von metallisch leitfähigen Körpern in Medien, deren Leitfähigkeit von Ort zu Ort veränderlich ist, die aus einem Sender im Telegrafie- und Tonfrequenzbereich und einem aus Empfänger mit einem oder mehreren räumlich versetzten Empfangsdipolen besteht, wobei die Sende- und Empfangsdipole auf einem gemeinsamen Trägerkörper angeordnet sind und wobei die Empfangsanordnung über eine phasenrichtige Demodulation der empfangenen Strahlung in Bezug auf die gesendete Strahlung verfügt und die Relativgeschwindigkeit zwischen Ortungsanordnung und metallischem Körper ungleich Null ist.The invention relates to an arrangement for electromagnetic Locating and identifying metallic conductive Bodies in media, the conductivity of which varies from place to place, that from a transmitter in the telegraphy and audio frequency range and one from the receiver with one or more spatially offset Receiving dipoles exist, the sending and receiving dipoles are arranged on a common carrier body and the receiving arrangement via in-phase demodulation the received radiation in relation to the transmitted radiation and the relative speed between the location arrangement and metallic body is not zero.

Bisher sind mehrere Anordnungen zur elektromagnetischen Ortung von metallisch leitfähigen Körpern vorgeschlagen worden, bei denen das elektromagnetische Strahlungsfeld des Sendedipols durch die im Körper induzierten Wirbelströme verändert wird und die durch einen Empfänger mit einem Empfangsdipol die Veränderung zur Anzeige bringen (deutsche Patente 26 36 474 und 26 37 046). Durch entsprechende geometrische Anordnung des Empfangsdipols, in den meisten Fällen orthogonal zum Sendedipol, wird die Wirkung des Sendefeldes auf den Empfangsdipol ausgeschaltet und nur die im metallischen Körper fließenden Wirbelströme erzeugen eine Empfangsspannung.So far there are several arrangements for electromagnetic location of metallic conductive bodies have been proposed which the electromagnetic radiation field of the transmit dipole is changed by the eddy currents induced in the body and that by a receiver with a receiving dipole Report change (German patents 26 36 474 and 26 37 046). By appropriate geometric Arrangement of the receiving dipole, in most cases  The effect of the transmission field becomes orthogonal to the transmission dipole switched off on the receiving dipole and only the generate eddy currents flowing in the metallic body a receive voltage.

Derartige Ortungsanordnungen sind in der Lage, die Anwesenheit von metallischen Körpern anzuzeigen, geben jedoch keinen Aufschluß über die Größe und die Art des Körpers; darüber hinaus bewirken auch Leitfähigkeitsveränderungen der Umgebung eine - fehlerhafte - Anzeige. Dieses wird bei den bekannt gewordenen Anforderungen durch eine gezielte Auswertung der Trägerfrequenz der empfangenen Signalspannung erreicht, indem die unterschiedliche Phasenlage der in einem metallischen Körper oder in der natürlichen Umgebung erzeugten Wirbelströme als Grundlage zur Auswertung mit phasenrichtigen Gleichrichtern benutzt wird. Je nach Wellenzahl des elektromagnetischen Sendefeldes kann eine teilweise oder vollständige Unterdrückung der Leitfähigkeitsveränderungen der natürlichen Umgebung erreicht werden.Such location arrangements are capable of presence of metallic bodies indicate, however no information about the size and type of the body; In addition, changes in conductivity also result a - faulty - display in the environment. This will when the requirements become known through a targeted Evaluation of the carrier frequency of the received signal voltage achieved by the different phase of the in one metallic body or generated in the natural environment Eddy currents as the basis for evaluation with correct phases Rectifiers is used. Depending on the number of waves of the electromagnetic transmission field can be a partial or complete suppression of changes in conductivity the natural environment.

Auch mit diesen Ortungsanordnungen ist keine Unterscheidung nach Größe und Art der metallischen Körper möglich, da die empfangene Signalspannung nach der Demodulation ausschließlich auf Lage des Maximums, des Wendepunktes oder auch der Zeit, in der eine vorgegebene Amplitudenwelle überschritten wird, geprüft wird. Die Prüfung auf Lage des Wendepunktes ist erforderlich, um die Auswirkung der unterschiedlichen Geschwindigkeiten des Trägerkörpers auf den Zeitpunkt größter Annäherung zu mildern, da dieser durch die fest vorgegebene Verarbeitungszeit nur sehr ungenau, insbesondere bei hohen Geschwindigkeiten, bestimmt werden kann. So ist z. B. nur durch die Prüfung des Wendepunktes die Zündung einer mitgeführten Sprengladung durch die Ortungseinrichtung in einer Nähe zum metallischen Körper möglich, in der eine ausreichende Beschädigung des Körpers erreicht wird.There is no distinction even with these location arrangements possible according to the size and type of the metallic body, since the received signal voltage after demodulation only on the location of the maximum, the turning point or the Time in which a predetermined amplitude wave is exceeded will be checked. The check for the location of the turning point is required the impact of different speeds of the carrier body to the point of greatest approximation mitigate, since this is due to the fixed processing time only very imprecise, especially at high speeds, can be determined. So z. B. only by examining the  Turning point is the ignition of an explosive charge carried along by the location device in proximity to the metallic Possible body in which there is sufficient damage to the Body is reached.

Als gemeinsamer Nachteil haftet allen bisherigen elektromagnetischen Ortungsanordnungen an, daß keine Unterscheidung hinsichtlich ihrer Größe und ihrer geometrischen Form und damit keine Identifikation und Klassifikation möglich ist. Darüber hinaus ist die Bestimmung des Zeitpunktes sehr unsicher, zu dem die Ortungsanordnung in den Bereich eintritt, in welchem die Wirkung einer mitgeführten Sprengladung bei ihrer Detonation auf den metallischen Körper ein Maximum besitzt. Dadurch kann eine Detonation außerhalb des Beschädigungsbereiches des Körpers auftreten, die den Angreifer verrät und damit selbst in Gefahr bringt, zerstört zu werden.As a common disadvantage is all previous electromagnetic Location orders indicate that no distinction with regard to their size and their geometric shape and so that no identification and classification is possible. In addition, the determination of the time is very uncertain, for which the location arrangement enters the area in which the effect of carrying an explosive charge their detonation on the metallic body a maximum owns. This can cause a detonation outside the damage area of the body that betrays the attacker and thus puts yourself in danger of being destroyed.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anordnung zu schaffen, mit der metallische Körper hinsichtlich ihrer Größe und geometrischen Form identifiziert und damit zumindest eine Unterscheidung zwischen U-Booten, Fracht- und Tankschiffen, Fregatten und Zerstörern sowie Minen und Tauchkörpern erreicht werden kann.The object of the invention is to provide an arrangement with the metallic body in terms of their size and identified geometric shape and thus at least one Distinction between submarines, cargo and tankers, Frigates and destroyers as well as mines and diving bodies reached can be.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der zeitliche Verlauf der Empfangsspannung mit Hilfe der Regressionsanalyse, Korrelationsanalyse oder einer anderen Schätzwertmethode verarbeitet wird, wobei er mit vor Beginn der Mission eingegebenen und gespeicherten Werten einer Musterfunktion oder mit Modellfunktionsverläufen verglichen wird. Der üblichen elektromagnetischen Meßanordnung wird somit ein Auswerte-Baustein nachgeschaltet, welcher Modelle verschiedener metallischer Körper und den durch sie hervorgerufenen Veränderungen des elektromagnetischen Sendefeldes als mathematische Verknüpfungen, Koeffizienten von Gleichungssystemen und Konstanten, sowie die dazugehörigen Toleranzbereiche als Festwerte gespeichert enthält oder aus vorgegebenen Hilfsgrößen simultan errechnet. Dabei werden die Modelle auf Grund von Messungen an Simultananordnungen oder auch durch vorgegebene theoretische Berechnungen z. B. mit Hilfe der Methode der finitiven Elemente und diese Modelle mit den empfangenen Signalverläufen über entsprechende mathematische Verknüpfungen, wie Regressionsanalyse, Ausgleichsrechnung, Korrelationsrechnung oder auch nur Bildung von Differenzquotienten verglichen. Damit kann der metallische Körper hinsichtlich seiner Größe und geometrischen Form identifiziert und gleichzeitig der Zeitpunkt bestimmt werden, bei dem die Ortungsanordnung in dem für eine Detonation günstigsten Bereich eintritt, wobei der letztere ebenfalls als Festwert gespeichert vorliegen kann.The object is achieved in that the temporal course of the received voltage with the help of the regression analysis, Correlation analysis or another Estimation method is processed using with before the mission begins entered and saved values of a sample function or is compared with model function curves. The usual electromagnetic measuring arrangement  thus an evaluation module, which models various metallic bodies and the ones they cause Changes in the electromagnetic field as mathematical links, coefficients of systems of equations and constants, as well as the associated tolerance ranges stored as fixed values or from given Auxiliary variables calculated simultaneously. The Models based on measurements on simultaneous arrangements or also by predetermined theoretical calculations z. B. with Using the method of finitive elements and these models with the received signal curves via corresponding mathematical Links such as regression analysis, compensation calculation, Correlation calculation or just formation of Difference quotients compared. So that the metallic Body identified in terms of its size and geometric shape and at the same time determine the time at which the location arrangement in the most favorable for a detonation Range occurs, the latter also as a fixed value may be stored.

In dieser Weise kann der Nutzwert des Ortungs- und Trägerkörpers und der Sprengladung gesteigert und die Verratsgefahr vermindert werden, indem mit großer Zuverlässigkeit der Bereich bei Annäherung an den metallischen Körper erkannt wird, in dem die Sprengladung eine größtmögliche, zerstörende Wirkung hat.In this way, the usefulness of the location and carrier body and increased the explosive charge and the risk of betrayal be reduced by with great reliability the area recognized when approaching the metallic body in which the explosive charge is the largest, most destructive Has an effect.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.Further developments of the invention are in the subclaims featured.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung erläutert. The following is an embodiment of the invention explained.  

Fig. 1 zeigt eine elektromagnetische Ortungsanordnung, Fig. 1 shows an electromagnetic locating arrangement,

Fig. 2 eine Ortungsanordnung mit geänderter Dipolanordnung, Fig. 2 is a locating arrangement with modified dipole,

Fig. 3 typische Signalverläufe, Fig. 3 shows typical waveforms,

Fig. 4 ein Blockdiagramm und Fig. 4 is a block diagram and

Fig. 5 eine weitere Dipolanordnung. Fig. 5 shows a further dipole arrangement.

Die Ortungsanordnung nach Fig. 1 besteht aus einem Sender 1 für elektromagnetische Strahlung mit einem Sendedipol 2, einem zugehörigen Empfänger 3 mit den Empfangsdipolen 5, 6, 7, einer nachgeordneten Auswerteschaltung 4, die am Ausgang 12 die Zündspannung U_Z liefert und deren Eingänge 10 und 11 vom Drucksensor und von dem akustischen Wassertiefensensor oder anderen Sensoren gespeist werden. Im Strahlungsfeld des Sendedipols 2 befindet sich ein metallischer Körper 8 - hier der Rumpf eines Frachters mit der Breite b - der sich auf der Wasseroberfläche bewegt, wobei das Wasser die Leitfähigkeit σ_W besitzt. Die Grenzschicht zwischen Luft mit der Leitfähigkeit 0 und dem Wasser ist mit 9 und der Abstand zwischen dem Boden des Körpers 8 und der Dipolanordnung mit h bezeichnet.The locating arrangement according to Fig. 1 consists of a transmitter 1 for electromagnetic radiation having a transmitter dipole 2, an associated receiver 3 with the Empfangsdipolen 5, 6, 7, to a downstream evaluation circuit 4, which provides the ignition voltage U _Z at the output 12 and its inputs 10 and 11 are powered by the pressure sensor and the acoustic water depth sensor or other sensors. In the radiation field of the transmit dipole 2 there is a metallic body 8 - here the hull of a freighter with the width b - which moves on the water surface, the water having the conductivity σ _W. The boundary layer between air with the conductivity 0 and the water is denoted by 9 and the distance between the bottom of the body 8 and the dipole arrangement by h.

Fig. 2 entspricht der Anordnung Fig. 1, wobei nur der Sendedipol 2 in Abstand a und die Empfangsdipole 5, 6, 7 in Abstand S₁ und S₂ gezeichnet sind, die untereinander zur Entkopplung des Sendefeldes von den Empfangsdipolen von der direkten Einwirkung orthogonal angeordnet sind. Als metallischer Körper 8 ist hier eine Platte mit der Breite b und der Länge L angenommen, deren Dicke d groß gegen die Eindringtiefe der elektrischen Wellen und deren Leitfähigkeit σ₂ » σ₁ ist. Die Anordnung befindet sich in einer natürlichen Umgebung mit der Leitfähigkeit σ₁=f (x, y, z), die sich in Abhängigkeit von den Ortskoordinaten ändern kann. Fig. 2 corresponds to the arrangement of Fig. 1, with only the transmit dipole 2 at a distance and the receive dipoles 5 , 6 , 7 at a distance S₁ and S₂, which are arranged orthogonally to each other for decoupling the transmit field from the receive dipoles from the direct action . A plate with the width b and the length L is assumed as the metallic body 8 , the thickness d of which is large compared to the penetration depth of the electrical waves and the conductivity σ₂ »σ₁. The arrangement is in a natural environment with the conductivity σ₁ = f (x, y, z), which can change depending on the location coordinates.

In Fig. 3 sind mehrere typisierte Signalverläufe gezeigt, die sich ergeben, wenn ein Schiff mit der Breite b (Fig. 1) von der Anordnung unterlaufen wird, wobei sich Sende- und Empfangsdipol im Abstand a voneinander befinden. Kurve 1 gilt für b ≈ a, Kurve 2 für ein breites Schiff b » a, Kurve 3 für ein sehr schmales Schiff b « a und Kurve 4 für ein Schiff mit keilförmigem Boden und b ≈a.In Fig. 3 several typed signal curves are shown, which result when a ship with the width b ( Fig. 1) is undermined by the arrangement, with the transmitting and receiving dipole at a distance a from each other. Curve 1 applies to b ≈ a, curve 2 for a wide ship b »a, curve 3 for a very narrow ship b« a and curve 4 for a ship with a wedge-shaped bottom and b ≈a.

Fig. 4 gibt im Blockdiagramm eine mögliche Amplitudenanordnung und Verstärkung des charakteristischen Signalverlaufs durch Logarithmierung und Differentation wieder. Fig. 4 shows in block diagram a possible amplitude assembly and amplification of the characteristic waveform by taking the logarithm and differentiation again.

Dabei kennzeichnet 13 die Logarithmierungsstufe und 14 den Differentiator. In dem hier erläuterten Beispiel befindet sich die in Fig. 1 und 2 gezeigte elektromagnetische Ortungsanordnung 1 bis 7 innerhalb eines Trägerkörpers, der sich im Meerwasser mit der Geschwindigkeit v₀ bewegt. Bei Annäherung an einen metallischen Körper, der sich über oder unter Wasser seinerseits mit der Geschwindigkeit v_R bewegen kann, werden in dessen Oberflächen Wirbelströme induziert, deren Feld in den Empfangsdipolen 5 bis 7 eine Spannung induziert, wenn mann Spulen mit n Windungen dazu verwendet. Empfangs- und Sendedipole befinden sich im Abstand a voneinander, orthogonal angeordnet, so daß das Sendefeld keine Spannung induziert. Im Empfänger 3 wird die Spannung phasenrichtig zum Sendefeld gleichgerichtet und in die senkrechte und parallele Komponente aufgespalten, wobei die senkrechten Komponenten keinen direkten Beitrag für eine Zündentscheidung liefern. 13 denotes the logarithmic level and 14 the differentiator. In the example explained here, the electromagnetic location arrangement 1 to 7 shown in FIGS. 1 and 2 is located within a carrier body which moves in the seawater at the speed v₀. When approaching a metallic body, which in turn can move above or below water at the speed v _R , eddy currents are induced in its surfaces, the field of which induces a voltage in the receiving dipoles 5 to 7 when using coils with n turns. Receiving and transmitting dipoles are at a distance a from one another, arranged orthogonally, so that the transmitting field does not induce any voltage. In the receiver 3 , the voltage is rectified in phase with the transmission field and split into the vertical and parallel components, the vertical components making no direct contribution to an ignition decision.

Die zum Sendefeld gleichphasige Komponente der Empfangsspannung wird in der Auswerteschaltung 4 hinsichtlich ihrer charakteristischen Eigenschaften untersucht. Aus dem zeitlichen Verlauf und der Größe der Werte der charakteristischen Eigenschaften wird ein Schätzwert für die Art des metallischen Körpers und den Punkt größtmöglicher Wirkung für eine mitgeführte Sprengladung und der Zeitpunkt der Zündung der Sprengladung ermittelt.The component of the reception voltage which is in phase with the transmission field is examined in the evaluation circuit 4 with regard to its characteristic properties. From the course of time and the size of the values of the characteristic properties, an estimated value for the type of metallic body and the point of greatest possible effect for an explosive charge carried along and the time of ignition of the explosive charge are determined.

Im allgemeinsten Falle wird eine Regressionsanalyse nach der Methode der kleinsten Fehlerquadrate zur Gewinnung von besten Schätzwerten verwandt, die als Ausgangsbasis ein vorgegebenes Gleichungssystem verwendet, dessen Koeffizienten so ermittelt werden, daß sie den Verlauf der Empfangsspannung ausreichend sicher approximiert. Ein Vergleich der so gefundenen Werte der Koeffizienten mit gespeicherten Werten, die vor Beginn der Mission eingegeben werden, ergibt eine Identifizierung des Körpers nach Art, Größe und günstigstem Detonationsabstand. Ähnlich wirksam sind Korrelationsverfahren, die den Korrelationsgrad von normierten gespeicherten Signalverläufen mit dem empfangenen Signal feststellen und aus dessen Größe die Entscheidungen ableiten. Die praktische Durchführung der Berechnung und der Auswertung erfolgt in einem oder mehreren Mikroprozessoren, welche in on-line-Verfahren simultan und kontinuierlich arbeiten.In the most general case, a regression analysis according to the Least squares method to obtain the best Estimates are used that are based on a given one Equation system used, the coefficients determined in this way be that the course of the receiving voltage is sufficient approximated safely. A comparison of the values found in this way of coefficients with stored values before the start entered into the mission provides identification of the body according to type, size and most favorable detonation distance. Correlation methods are equally effective Degree of correlation of standardized stored waveforms determine with the received signal and from its size derive the decisions. The practical implementation of the Calculation and evaluation is done in one or more Microprocessors operating simultaneously and in online processes work continuously.

Der Aufwand der Regressionsanalyse und der Korrelationsrechnung wird dadurch sehr gering, wenn die Zahl der Glieder der Gleichungssysteme klein ist und somit nur wenige Koeffizienten oder Korrelationsgrad-Werte zu bestimmen sind. Dies ist dadurch erreichbar, indem man sich die metallischen Körper auf ihrer Oberfläche mit stromtragenden Schleifen oder "magnetischen Blättern" als finite Elemente bedeckt denkt und nur fordert, daß die Normalkomponente des Ortungsfeldes durch geeignete Feldstärken der finiten Elemente nicht in den Körper eindringt. Die Betrachtung gilt streng bei ausreichender Dicke der Hülle des metallischen Körpers und liefert noch brauchbare Ergebnisse bei einer Dicke, die gleich der Eindringtiefe ist. Unter diesen Voraussetzungen ist die Bestimmung des Signalverlaufs bei Annäherung der Ortungsanordnung an das metallische Objekt für jede beliebige Körperform möglich. Die Ausgangsgleichungen vereinfachen sich weiter, wenn die Form des Körpers idealisiert als Zylinder (∼ U-Boot), Quader (∼ Frachter), Prisma (∼ Zerstörer) und Kugel (∼ Tauchobjekt) betrachtet wird. Es genügt dann im allgemeinen eine Gleichung mit drei bis sechs Gliedern, deren Koeffizienten zu bestimmen sind, je nachdem, welche Größe des Fehlers als zulässig betrachtet wird. Für die Berechnungen ist es oft hinreichend, als finite Elemente elektromagnetische Dipole zu verwenden, die in Richtung der Normalen zur Oberfläche stehen und das Eindringen der Normalkomponente des Sendefeldes verhindern, wobei dieses Verfahren sich als besonders wirkungsvoll bei idealisierten geometrischen Körperformen wie Zylinder, Quader usw. erweist. Beispiele dafür zeigt die Fig. 3, die ein fünfgliedriges Polynom zur Darstellung der Signalverläufe als Basis besitzt.The effort of the regression analysis and the correlation calculation is very low if the number of members of the systems of equations is small and therefore only a few coefficients or correlation degree values can be determined. This can be achieved by thinking that the metallic bodies on their surface are covered with current-carrying loops or "magnetic sheets" as finite elements and only demands that the normal component of the location field does not penetrate the body through suitable field strengths of the finite elements. The consideration applies strictly with a sufficient thickness of the shell of the metallic body and still gives usable results with a thickness which is equal to the depth of penetration. Under these conditions, it is possible to determine the signal curve for any body shape when the location arrangement approaches the metallic object. The initial equations are further simplified if the shape of the body is idealized as a cylinder (∼ submarine), cuboid (∼ freighter), prism (∼ destroyer) and sphere (∼ diving object). An equation with three to six terms is then generally sufficient, the coefficients of which must be determined, depending on the size of the error which is considered admissible. For the calculations, it is often sufficient to use electromagnetic dipoles as finite elements, which stand in the direction of the normal to the surface and prevent the normal component of the transmission field from penetrating, this method being particularly effective in idealized geometric body shapes such as cylinders, cuboids, etc. turns out. Examples of this are shown in FIG. 3, which has a five-part polynomial as a basis for representing the signal profiles.

Um die Zuverlässigkeit der Identifikation und der Festlegung des Zündzeitpunktes zu erhöhen sowie die Fehlortungsrate zu vermindern, kann durch Druckmeßdosen die Wassertiefe gemessen werden und in den Berechnungen der Auswerteschaltungen berücksichtigt werden, so daß in jedem Fall U-Boote und Überwasserschiffe auch bei unterschiedlichsten Vorbeilauf-Konfigurationen unterschieden werden. Darüber hinaus sind die Größen von Überwasserschiffen eindeutiger feststellbar. Dazu können auch Hilfsgrößen dienen, die durch punktweise akustische oder optische Abtastung der Oberfläche oder des Grundes mit akustischen oder optischen Einrichtungen gewonnen werden. In jedem Falle sind dann über der Wasseroberfläche schwebende metallische Körper wie Luftkissenboote, Tragflächenboote und niedrig fliegende Hubschrauber zu identifizieren. Bei Anordnung von mehreren Empfangsdioden nach Fig. 1 und 2 und gleichzeitiger Verarbeitung der empfangenen Signalspannung ist die Falschortungsrate stark reduzierbar bei gleichzeitiger Verbesserung der Erkennung des besten Zündzeitpunktes. Dabei hat sich eine Anordnung eines Empfangsdipols am Ort des Sendedipols und zweier weiterer in gleichen Abständen a/2 als günstig erwiesen (Fig. 5).In order to increase the reliability of the identification and the determination of the ignition timing and to reduce the fault location rate, the water depth can be measured by pressure transducers and taken into account in the calculations of the evaluation circuits, so that in any case submarines and surface vessels even with the most varied bypass configurations be distinguished. In addition, the sizes of surface vessels are more clearly ascertainable. Auxiliary variables can also be used for this purpose, which are obtained by point-by-point acoustic or optical scanning of the surface or the ground with acoustic or optical devices. In any case, metallic bodies such as hovercraft, hydrofoils and low-flying helicopters can be identified above the water surface. If several receiving diodes according to FIGS . 1 and 2 are arranged and the received signal voltage is processed at the same time, the incorrect location rate can be greatly reduced while at the same time improving the detection of the best ignition timing. An arrangement of a reception dipole at the location of the transmission dipole and two others at equal intervals a / 2 has proven to be advantageous ( FIG. 5).

Der apparative Aufwand und die Verarbeitung läßt sich verringern, wenn die von den Dipolen abgegebenen Empfangsspannungen vor der Verarbeitung normiert und die signifikanten Eigenschaften herausgehoben werden. Dazu werden die Signale der folgenden Umformung unterworfen:The expenditure on equipment and processing can be reduced, if the received voltages emitted by the dipoles standardized before processing and the significant Properties are highlighted. To do this, the Signals subjected to the following transformation:

die in Fig. 4 im Blockbild gezeigt ist. Hierin ist Û_o · f (t) die empfangene Spannung mit der Amplitude U_o, welche dann in Block 13 logarithmiert und in Block 14 differenziert wird.which is shown in Fig. 4 in the block diagram. Herein Û _o · f (t) is the received voltage with the amplitude U _o , which is then logarithmized in block 13 and differentiated in block 14 .

Das vorhergehend beschriebene Beispiel zeigt, daß gegenüber den herkömmlichen Ortungsanordnungen mit elektromagnetischen Feldern eine Signalverarbeitung mit Hilfe der Regressionsanalyse und Korrelationsrechnung unter Verwendung der Methoden der finiten Elemente eine wesentliche Verbesserung der Zielerkennung und Identifikation bei gleichzeitig verringerter Falschortungsrate erreicht. Darüber hinaus ist durch die bessere Feststellung des Zeitpunktes für die Zündung der mitgeführten Sprengladung eine Erhöhung der Effektivität der Ortungsanordnung bei der Bekämpfung von metallischen Zielen, auch wenn sie sich über der Meeresoberfläche befinden, zu erwarten.The example described above shows that opposite the conventional location arrangements with electromagnetic Fields signal processing using regression analysis and correlation calculation using the methods of the finite elements a significant improvement in target recognition and identification with a reduced rate of mislocations reached. In addition, by the better  Determination of the time for the ignition of the carried Explosive charge an increase in the effectiveness of the location arrangement in fighting metallic targets, too if they are above the surface of the sea.

Claims (7)

1. Anordnung zur elektromagnetischen Ortung und Identifizierung von metallisch leitfähigen Körpern in Medien, deren Leitfähigkeit von Ort zu Ort veränderlich ist, die aus einem Sender im Telegrafie- und Tonfrequenzbereich und aus einem Empfänger mit einem oder mehreren räumlich versetzten Empfangsdipolen besteht, wobei die Sende- und Empfangsdipole auf einem gemeinsamen Trägerkörper angeordnet sind und wobei die Empfangsanordnung über eine phasenrichtige Demodulation der empfangenen Strahlung in bezug auf die gesendete Strahlung verfügt und die Relativgeschwindigkeit zwischen Ortungsanordnung und metallischem Körper ungleich Null ist, dadurch gekennzeichnet, daß der zeitliche Verlauf (A) der Empfangsspannung (U) mit Hilfe der Regressionsanalyse, Korrelationsanalyse oder einer anderen Schätzwertmethode verarbeitet wird, wobei er mit vor Beginn der Mission eingegebenen und gespeicherten Werten einer Musterfunktion oder mit Modellfunktionsverläufen verglichen wird.1. Arrangement for the electromagnetic location and identification of metallic conductive bodies in media, the conductivity of which can be changed from place to place, which consists of a transmitter in the telegraphy and audio frequency range and of a receiver with one or more spatially offset reception dipoles, the transmission and receiving dipoles are arranged on a common carrier body and the receiving arrangement has a phase-correct demodulation of the received radiation with respect to the transmitted radiation and the relative speed between the locating arrangement and the metallic body is not equal to zero, characterized in that the time profile (A) of the received voltage (U) is processed with the aid of regression analysis, correlation analysis or another estimation method, whereby it is compared with values of a sample function entered and stored before the start of the mission or with model function profiles. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gespeicherten Modelle mit Hilfe der Methode der finiten Elemente gemessen werden, wobei die Elemente aus mit dem Sendefeld verknüpften stromtragenden Schleifen oder "magnetischen Blättern" bestehen. 2. Arrangement according to claim 1, characterized in that saved models using the finite method Elements are measured, with the elements coming out with the sending field linked current carrying loops or "magnetic Scroll "exist.   3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als finite Elemente einzelne magnetische Dipole benutzt werden die normal zur Oberfläche des metallischen Körpers (8) angeordnet und in ihrer Stärke so bemessen sind, daß das Eindringen der Normalkomponente des Sendefeldes in den metallischen Körper verhindert wird.3. Arrangement according to claim 2, characterized in that individual magnetic dipoles are used as finite elements which are arranged normal to the surface of the metallic body ( 8 ) and are dimensioned in such a way that the penetration of the normal component of the transmission field into the metallic body is prevented becomes. 4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als metallischer Körper (8) zum Zwecke der Berechnung idealisierte Formen wie Zylinder, Quader, Würfel, Prismen und Kugeln gewählt werden.4. Arrangement according to claim 3, characterized in that idealized shapes such as cylinders, cuboids, cubes, prisms and spheres are selected as the metallic body ( 8 ) for the purpose of calculation. 5. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Empfangsdipole (5, 6, 7) in räumlichem Abstand (S₁, S₂; ) zueinander angeordnet und die Spannungen der einzelnen Dipole simultan verarbeitet und miteinander verknüpft werden.5. Arrangement according to claim 3, characterized in that a plurality of receiving dipoles ( 5 , 6 , 7 ) spaced apart (S₁, S₂;) to each other and the voltages of the individual dipoles are processed simultaneously and linked together. 6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erhöhung der Zuverlässigkeit der Identifikation die Signale und Informationen anderer Hilfseinrichtungen, wie Druckmesser, akustische Tiefenmesser und Ortungsgeräte, optische Tiefenmeß- und Ortungsgeräte, in die Auswertung der Empfangssignale der elektromagnetischen Ortungsanordnungen einbezogen werden.6. Arrangement according to one of claims 1 to 5, characterized in that to increase the reliability of the identification Signals and information from other auxiliary facilities, such as Pressure gauges, acoustic depth gauges and locators, optical depth measuring and locating devices, in the evaluation the received signals of the electromagnetic location devices be included. 7. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangssignale (U) vor der Auswertung normiert werden z. B. durch Logarithmierung (13) und Differentiation (14) oder durch Bildung der Differenzquotienten.7. Arrangement according to claim 1, characterized in that the received signals (U) are standardized prior to the evaluation z. B. by logarithmization ( 13 ) and differentiation ( 14 ) or by forming the difference quotient.