DE669549C - Horchgeraet mit paraboloidisch ausgebildetem Schallsammlungssystem - Google Patents

Horchgeraet mit paraboloidisch ausgebildetem Schallsammlungssystem

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DE669549C
DE669549C DEA72035D DEA0072035D DE669549C DE 669549 C DE669549 C DE 669549C DE A72035 D DEA72035 D DE A72035D DE A0072035 D DEA0072035 D DE A0072035D DE 669549 C DE669549 C DE 669549C
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    • G10MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10KSOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/18Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound
    • G10K11/26Sound-focusing or directing, e.g. scanning
    • G10K11/28Sound-focusing or directing, e.g. scanning using reflection, e.g. parabolic reflectors
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S1/00Beacons or beacon systems transmitting signals having a characteristic or characteristics capable of being detected by non-directional receivers and defining directions, positions, or position lines fixed relatively to the beacon transmitters; Receivers co-operating therewith
    • G01S1/72Beacons or beacon systems transmitting signals having a characteristic or characteristics capable of being detected by non-directional receivers and defining directions, positions, or position lines fixed relatively to the beacon transmitters; Receivers co-operating therewith using ultrasonic, sonic or infrasonic waves

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Description

  • Horchgerät mit paraboloidisch ausgebildetem Schallsammlungssystem Für die Ortung von Schallwellen sind eine Reihe von Abhorchgeräten bekannt. Beim Bau solcher Geräte muß nach Möglichkeit die Bildung von Eigentönen vermieden werden. Zu diesem Z-vveck wurden beispielsweise Geräte entwickelt, bei denen die Schallstrahlen in Paraboloiden gesammelt werden und vom Brennpunkt des Paraboloids beispielsweise mit Schläuchen oder anderen Hohlkörpern dem Ohr des Beobachters zugeführt werden. Um die auch hierbei in den Schallfortleitungselementenauftretenden Eigentöne nach Möglichkeit zu beschränken, wurden bereits Horchgeräte mit paraboloidisch ausgegebildetem Schallsammler bekannt, in dessen Brennpunkt eine Schalldurchtrittsöffnung vorgesehen ist, hinter der der durch sie hindurchtretende Schall in ein Rotationsellipsoid fällt, dessen einer Brennpunkt in dem des Paraboloids liegt und in dessen anderem Brennpunkt der Schall abgehört wird.
  • Bei der Erkundung des Standortes einer Schallquelle ist es nun einerseits zum Auffinden von in ihrer Stellung noch nicht vorbeka.nnten Schallquellen erwünscht, daß das Horchgerät nur eine geringe Richtwirkung besitzt, andererseits ist nach Auffinden der gesuchten Schallquelle eine scharfe Richtwirkung um so notwendiger, je genauer der Standort der Schallquelle ermittelt werden soll.
  • Um nun Horchgeräte wie das obengenannte auch in dieser Richtung zu verbessern, wird gernäß der Erfindung die in ihrer Größe einstellbare Durchlaßöffnung einer aus schalldämpfendem Stoff hergestellten Schallblende als Schalldurchtrittsöffnung zwischen Paraboloid und der zur weiteren Fortleitung an den Abhörpunkt dienenden Rotationsellipsoidfläche vorgesehen. Hiermit wird es möglich, lediglich durch Verstellen der Größe der Durchlaßöffnung dem Horchgerät eine mehr oder weniger scharfe Richtwirkung zu geben, ohne daß durch Schallreflektionen an der Blende die Richtwirkung herabgesetzt und damit das Peilen beeinträchtigt wird. Es ist hierbei ferner notwendig, störende _ Resonanzcrscheinungen an der Ellipsoidfläche zu vermeiden (wie sie erfahrungsgemäß an dem einen geschlossenen Hohlraum bildenden Ellipsoid des bekannten Horchgerätes auftreten) und das Gerät so zu bauen, daß die einzelnen Schallstrahlen alle die gleiche Weglänge bis zum Aufnahmeort innerhalb des Horchgerätes zurücklegen,, um eine Verwischung sowohl des Tones als auch der Peilschärfe durch Interferenzen zwischen den einzelnen Schallstrahlen zu vermeiden. Um dies zu ermöglichen, wird erfindungsgemäß der Brennpunkt des Ellipsoids, in' dem der Schall abgehört wird (Abhörpunkt 24 in Abb. i ), etwa auf die durch den Schwerpunkt des paraboloidisch ausgebildeten Schallsammlers gehende und zur Rotationsachse des Paraboloids senkrechte Linie gelegt, und außer-.dem wird, im Gegensatz zu den bisher bekannten Anordnungen, die Verwendung geschlossener Hohlräume zur Schallableitung überhaupt vermieden, vielmehr die zur Fortleitung des Schalles vom Brennpunkt des rotationshalbparaboloidischen Schallsammlers dienende Rotationshalbellipsoidfläche nur ,e `` kleiner Ellipsoidteil ausgebildet.
  • In den Abb. i und 3 ist ein Ausführung.' beispiel der Erfindung dargestellt.
  • Für die Schallsammlung wird ein großes Rotationshalbparaboloid i verwendet, wie es beispielsweise die Abb. i zeigt.
  • An diesem ist ein Teil eines Rotationshalbellipsoids 2 so angebracht, daß der eine Brennpunkt des Ellipsoids mit dem Brennpunkt des Paraboloids zusammenfällt, während der andere Brennpunkt des Ellipsoids an die Stelle gelegt wird, an der sich das Beobachtungsorgan, beispielsweise das Ohr des Beobachters, befindet. 3, ¢ und 5 seien in das Gerät einfallende Schallstrahlen. An den Wänden des Rotationsparaboloids i werden diese Schallstrahlen in der gezeicluieten Weise reflektiert. Sie gehen durch den gemeinsamen Brennpunkt 23 des Rotationsparaboloids i und des Rotationshalbellipsoids 2 b111-durch, werden an den Wänden des Rotationsha.lbellipsoids 2 erneut reflektiert und gelangen in den am Beobachtungsort gelegenen zweiten Brennpunkt 24 des Rotationshalbellipsoids 2.
  • Am gemeinsamen Brennpunkt 23 ist erfindungsgemäß eine den Brennpunkt konzentrisch umschließende Schallblende 25 vorgesehen, deren Öffnung beliebig verkleinert oder vergrößert werden kann.
  • Die Wirkungsweise der Schallblende soll an Hand der in Abb.2 dargestellten Richtcharakteristik nähr erläutert werden. Als Abszisse sind zu beiden Seiten des Nullpunktes die Winkelabweichungen der akustischen Achse des Horchgerätes von der Richtung der zu ortenden Schallquelle nach links und rechts aufgetragen. Die -Ordinate stellt die zugehörige, im Beobachtungspunkt herrschende Schallintensität dar. Die Kurven 26 und 27 zeigen nun die Abhängigkeit der Intensität von der Einstellung der Schallblende. Kurve 26 gilt für eine große üffnung der Schallblende, Kurve 27 für eine kleine Öffnung. Wie ersichtlich, wird die Selektivität des Horchgerätes bezüglich der Richtung durch Verkleinerung der Blendenöffnung vergrößert.
  • Die Schallblende besteht zweckmäßig aus einem luftgefüllten Gummiring, der so gefaßt ist, daß bei einer Vergrößerung des in dem Ring herrschenden Luftdrucks die Öffnung des Ringes verringert wird. Der beispielsweise luftgefüllte Gummiring hat den Vorteil, daß die auf der Innenseite auftreffenden Schallintensitäten gegen eine elastische Masse wirken, so daß ihre Fortpflanzung in Form von Körperschall nach dem Reflektionsrautn des Halbellipsoids 2 verhindert wird. Ähnliche Effekte lassen sich jedoch mit jedem anderen genügend schalldämpfenden Kon-#" rlzktionsmaterial erreichen. Ist das Schall-!,.pfangssystem, bestehend aus dem Rota-.4#önsparaboloid i und dem Rotationsellipsoid 2, nicht so eingestellt, daß die Achse des Rotationsparaboloids i genau auf die zu ortende Schallquelle weist, so werden die Schallstrahlen in einem gewissen Winkel zu der Rotationsachse des Paraboloids i einfallen. Hiermit wandert der Sammelpunkt der Schallstrahlen im Paraboloid i aus dem Punkt 23 _ heraus, aber bei weit geöffneter Schallblende wird immer noch ein Teil der Strahlen in den Reflektionsbereich des Rotati:onsellipsoids 2 gelangen und dem Ohr des Beobachters, wenn auch mit gewissen Interferenzen, zugeführt werden. Wird jedoch die Durchlaßöffnung der Schallblende verringert, so wird die Intensität der zum Ohr des Beobachters dringenden Schallwellen erheblich kleiner sein, bei demselben Abweichungswinkel der einfallenden Schallstrahlen gegen die Rotationsachse des Paraboloids i wie vorher, d. h. die Ausprägung des Schallmaximums in Abhängigkeit von der Stellung der Abhörorgane zu der Schallquelle wird erheblich schärfer.
  • Ein solches Gerät bietet also den Vorteil, daß man mit einer verhältnismäßig schwach ausgeprägten Schallmaximumkurve unter Ausnutzung der großen Aufnahmefläche des Gerätes und seiner bedeutenden Horchweite eine Schallquelle, deren Lage nicht bekannt ist, verhältnismäßig .auch bei großer Entfernung leicht finden kann. Zur Festlegung ihrer genauen Lage benutzt man sodann die Schallblende, mit deren Hilfe man eine immer schärfere Ausprägung des Maximums in Abhängigkeit von der Lage der Aufnahmeorgane zur Schallquelle .erreichen kann, womit eine stetig erhöhte Genauigkeit der Schallortung verbtmden ist. Durch die in der Abb. i gezeigte Kombination der Schallaufnahme- und Fortleitungsorgane i und 2 ist es möglich, unter Vermeidung irgendwelcher geschlossener Hohlräume, die ja, wie oben bereits ausgeführt, stets Eigentöne erzeugen, den Beobachtungspunkt 2q. an ,eine solche Stelle zu verlegen, daß eine günstige Gewichtsverteilung und Bauhöhe des Gerätes erreicht wird, indem z. B. der Beobachtungspunkt in Höhe der Mitte der.Rotationsachse des Paraboloids seitlich von der Rotationsachse angeordnet wird, wie üi Abb. i dargestellt, indem man das ganze System um eine Achse schwenkbar macht, die einerseits durch dieen Abhörpunkt geht, andererseits auf der' Rötationsachse des Paraboloids senkrecht steht, kann man auch bei Paraboloiden mit verhältnismäßig großer Öffnung geringe Bauhöhe erzielen.
  • Bei einem Horchgerät wird man zwei solche parallel gestellte Aufnahmesysteme, die Auf je ein Ohr eines Beobachters_ oder entspre= chende andere Schallbe.obachtungsorgane wirken, verwenden. Hierdurch kann man für die Seitenbestimmung den Binauraleffekt in Verbindung mit dem Maximaleffekt und für die Höhenbestimmung den reinen Maximaleffekt benutzen. Die Anordnung der Höhenschwenkachse des ganzen Systems etwa in der Mitte der Paraboloide gestattet die Verwendung sehr großer Paraboloide bei verhältnismäßig geringer Bauhöhe des Gerätes und damit die Erzielung großer Reichw eiten. Die praktische Ausführung eines solchen Gerätes ist in der Abb.3 im Schnitt durch die Mitte des Gerätes dargestellt. Das Paraboloid i, das mechanisch fest mit dem Rotationsellipsoid.2 verbunden ist, ist in dem Punkt 6 schwenkbar. Der Kopf -des Beobachters wird durch mit dem Grundgestell des Gerätes fest verbundene Platten 7 in der vorgegebenen Stellung festgehalten. Die Verbindung der zu beiden Seiten des Beobachters angeordneten Halbparaboloide wird durch die Rohre 8, 9 und i o bewirkt. Die Platten 7 sind an der Steuersäule i i schwenkbar angeordnet, um ein Hineinschlüpfen des Beobachters zwischen die Platten zu gestatten und auch die Festlegung des Kopfes des Beobachters bei verschiedenen Kopfgrößen zu gewährleisten. Die Schwenkvorrichtung der Platten 7 ist so gewählt, daß die Mittellinie des Kopfes des Beobachters stets unabhängig von seiner Kopfgröße sich an derselben Stelle befindet. An der Steuersäule i i befindet sich .ein Handrad 12 für die Verdrehung des Gerätes um die Vertikalachse Lund ein Handrad 13 zur Verdrehung des Gerätes um die Horizontalachse 6. Das Handrad 12 überträgt seine Bewegungen über die Kegelräder 14, 15 auf die Achse 16, die das Ritze117,drebt, das mit dem im Grundgestell fest verankerten großen Zahnrad 18 im Eingriff steht. Die Lagerung des Gerätes ist als Pivot mit Kugellagern i 9 und 2o ausgebildet. Der Beobachter sitzt auf 4em an der Steuersäule verschiebbar angeordneten Sitz 2i. Das ganze Gerät wird zweckmäßigerweise zur Erhöhung seiner Standsicherheit auf einer an sich bekannten Kreuzlafette 22 aufgebaut.

Claims (4)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Horchgerät mit paraboloidisch ausgebildetem Schallsammler. und mit einer Schalldurchtrittsöffnung im Brennpunkt des Paraboloids, hinter der der durch sie hindurchtretende Schall auf eine Rotationsellipsoidfläche fällt, deren einer Brennpiuikt in dem des Paraboloids liegt und in deren anderem Brennpunkt der Schall abgehört wird, dadurch gekennzeichnet, daß als Schalldurchtrittsöffnung die in ihrer Größe einstellbare Durchlaßöffnung einer aus schalldämpfendem Stoff hergestellten Schallblende (25) dient.
  2. 2. Horchgerät nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Schallblende (25) ein mit Luft gefüllter Gummiring ist.
  3. 3. Horchgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe der Durchlaßöffnung des Gummiringes durch Veränderung des Luftdruckes im Gummiring verändert wird.
  4. 4. Horchgerät nach Anspruch i bis 3,. dadurch gekennzeichnet, daß der' Abhörpunkt (24) auf der etwa durch.den Schwerpunkt des paraboloidisch ausgebildeten Schallsammlers gehenden und zur Rotationsachse des Paraboloids senkrechten Linie liegt, und daß das zur Schallableitung vom Brennpunkt des rotationshalbparaboloidischen Schallsammlers (i) dienende Rotationshalbellipsoid (2) nur als kleiner Ellipsoidteil ausgebildet ist.
DEA72035D 1933-12-13 1933-12-13 Horchgeraet mit paraboloidisch ausgebildetem Schallsammlungssystem Expired DE669549C (de)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE977511C (de) * 1954-12-25 1966-11-03 Telefunken Patent Richtantenne fuer sehr kurze elektromagnetische Wellen
DE3341284A1 (de) * 1982-11-17 1984-05-17 Mitsubishi Denki K.K., Tokio/Tokyo Antennenanlage mit zwei reflektoren

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE977511C (de) * 1954-12-25 1966-11-03 Telefunken Patent Richtantenne fuer sehr kurze elektromagnetische Wellen
DE3341284A1 (de) * 1982-11-17 1984-05-17 Mitsubishi Denki K.K., Tokio/Tokyo Antennenanlage mit zwei reflektoren

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