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Richtungsermittlung von Schallquellen mittels Tonaufzeichnungs gerätes
Zur
Richtungsermittlung von Schallquellen dienen bekanntlich magnetische Tonaufzeichnungsgeräte
mit mehreren Sprechköpfen, die mit mehreren Mikrophonen verbunden sind, die von
der von einem bestimmten Schallerzeuger ausgesandten Schallwelle je nach ihrer räumlichen
Aufstellung mit zeitlichen Abständen getroffen werden. Die den Sprechköpfen entsprechenden
verschiedenen Hörköpfe sind gegeneinander längs des Tonaufzeichnungsträgers verstellbar,
so daß eine Kompensation der durch die verschiedenen Hörköpfe aufgenommenen Schallimpulse
bei einer bestimmten Einstellung erzielt werden kann.
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Den bekannten Anordnungen ist gemeinsam, daß zunächst auf dem oder
den Tonträgern lediglich zwei Impulse vorhanden sind, von denen der eine zeitlich
so lange verschoben wird, bis die beiden Impulse sich im Abhörgerät zeitlich überdecken,
d. h. je nach der Schaltung der beiden Sprechköpfe sich zu einem einzigen Impuls
summieren oder einander mehr oder weniger aufheben.
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Das hierauf gegründete Meßverfahren erfordert eine sehr hohe Aufmerksamkeit
und bietet außerdem keine absolute Sicherheit gegen Meßfehler.
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Denn für die Dauer der teilweisen oder ganzen zeitlichen Überdeckung
der beiden Impulse ist der Messende lediglich auf die Beobachtung des Tonminimums
oder Tonmaximums angewiesen, um feststellen zu können, ob die beiden Impulse sich
zeitlich nur überlappen oder ob eine vollständige Deckung beider Impulse vorliegt.
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Die Erfindung bezieht sich auf eine ähnliche Einrichtung zur Richtungsermittlung
mittels magnetischen Tonaufzeichnungsgerätes, die gegenüber den bisher bekannten
Anlagen eine genauere und schnellere Messung erlaubt. Die Richtungs-
ermittlung
nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Schallimpulse sämtlicher
zur Peilung eingesetzten Mikrophone ein und demselben Sprechkopf zugeführt werden,
d. h. daß sämtliche Schallimpulse auf dem gleichen Aufzeichnungsband hintereinander
erscheinen und daß darauf eine Abtastung dieser aufeinanderfolgenden Schallimpulse
durch eine Hilfshörkopfeinrichtung erfolgt, die über einen Sprechstromverstärker
eine Hilfssprechkopfeinrichtung steuert; dieser Hilfssprechkopf zeichnet die gleiche
Impulsfolge auf eine zweite danebenliegende Spur des gleichen Sprechbandes; Beide
Aufzeichnungen werden von einem gemeinsamen, über beide Spuren reichenden Hörkopf
oder von zwei parallel geschalteten und gleichliegenden Hörköpfen abgetastet und
über dem Hörkopfverstärker einem Lautsprecher od. dgl. zugeführt.
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Durch Einstellung des Abstandes zwischen Hilfshörkopf und Hilfssprechkopf
kann erreicht werden, daß z. B. der zweite, vom Hauptsprechkopf aufgezeichnete Impuls
an der gleichen Stelle des Tonträgers liegt wie die auf dem danebenliegenxden Band
vom Hilfssprechkopf bewirkte Aufzeichnung des ersten Impulses. Bei dieser Einstellung
ergibt sich eine Kompensation des ersten und zweiten Impulses im letzten Hörkopf,
und aus dem eingestellten Abstand zwischen Hilfshörkopf und Hilfssprechkopf kann
auf die Richtung der Schallquelle geschlossen werden. Auf diese Weise wer- -den
gemäß der Erfindung jeweils vor und hinter demjenigen Impuls, dessen Dauer bzw.
dessen Verschwinden ein Maß für den Grad der angestrebten Kompensation ist, Vergleichs
impulse erzeugt. Hierdurch wird die Kompensierung wesentlich erleichtert, da der
Messende zur Beurteilung der zeitlichen Deckung der beiden beobachteten Schallimpulse
nicht nur auf die Beobachtung der Impulsintensität angewiesen ist, sondern hierzu
auch noch außerdem sein rhythmisches Gefühl zur Hilfe nehmen kann; denn gemäß der
Erfindung ist das Eintreten der zeitlichen Deckung auch mit Hilfe eines Abstandsvergleichs
dreier kurz hintereinander folgender Impulse bzw. mit Hilfe des Vergleiichs der
Dauer dieser drei Impulse feststellbar.
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Hierdurch wird die Kompensierung nicht nur für den Messenden bedeutend
erleichtert, sondern auch der Meßvorgang wesentlich beschleunigt, so daß das Meßgerät
sehr viel besser ausgenutzt und vielseitiger verwendet werden kann als mit dem bisher
bekannten Verfahren und Einrichtungen.
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Die Anwendung des Erfindungsgedankens ist grundsätzlich nicht auf
die Peilung mit zwei Mikrophonen und zwei nebeneinanderliegenden Aufzeichnungsbändern
beschränkt. Jedoch ist die Handhabung des Gerätes mit nur zwei Mikrophonen am übersichtlichsten
und einfachsten.
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Der Erfindungsgedanke soll daher an Hand des in der Zeichnung dargestellten
Beispiels mit zwei Mikrophonen näher erläutert werden. Über die Trommel I und 2
(Abb. I) läuft ein endloses magnetisierbares Band 3, welches in Abb. I a in Ansicht
dargestellt ist. Zur Besprechung des Bandes dient ein Sprechkopf 4 mit Sprechkopfverstärker
5, dem die Ströme zweier an verschiedenen Stellen aufgestellter Mikrophone6 und
7 zugeführt werden. Hinter dem Sprechkopf 4 ist ein Hilfshörkopf 8 angeordnet, der
den vom Sprechkopf 4 aufgeprägten Impuls (vgl. a in Abb. 1 a) abtastet und über
einen Verstärker g einem Hilfssprechkopf 10 zuführt. Dieser Hilfssprechkopf 10 ist
an einer Stelle des Bandes angeordnet, die in Richtung der Bandbewegung vor dem
Hörkopf 8 liegt. Der SprechkopfIo wirkt magnetisch auf einen anderen Bandbereich
des Tonaufzeichnungskörpers ein als der erste Sprechkopf 4 (vgl. den Impuls a' in
Abb. I a).
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Während der beispielsweise vom Mikrophon 6 aufgenommene Schalhmpuls,
wie beschrieben, die Aufzeichnungen a und d bewirkt, zeichnet der Sprechkopf 4 den
vom Mikrophon 7 aufgenommenen Impuls auf einem weiter zurückliegenden Teil des Bandes
auf (b in Abb. Ia). Auch der Impuls b wird bei der - Weiterbewegung des Bandes vom
Hörkopf 8 abgetastet und erzeugt die Aufzeichnung b' auf der zweiten Bandhälfte.
Durch geeignete Einstellung des Abstandes zwischen Hörkopf 8 und Sprechkopf 10 läßt
sich erreichen, daß die Impulse b und a' an genau der gleichen Stelle des Bandes
nebeneinanderliegen. Das so besprochene Band passiert beim Weiterlauf die über die
ganze Bandbreite reichende Hörkopfeinrichtung II, welche über einen Verstärker 12
einen Lautsprecher I3 steuert.
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Die Arbeitsweise der Einrichtung ist nun folgende: Solange die zur
Kompensation notwendige Einstellung nicht vorgenommen ist, liegen die Impulse a,
b, a', b' an vier verschiedenen Stellen des Tonträgers und werden vom Hörkopf 11
nacheinander einzeln aufgenommen. Die Kompensation kann nun auf zweierlei Weise
vor sich geheri.
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Die Aufzeichnung durch den Sprechkopf 10 kann so erfolgen, daß die
Sprechschwingungen der Impulse a' und b bei genauer Gleichlage dieser Gesamtimpulse
auf dem Band in Gegenphase sind, so daß sie sich für den Hörkopf II aufheben. Bei
Annäherung an die Kompensationseinstellung werden also im Lautsprecher 13 zunächst
nur noch drei Impulse hörbar sein, von denen der mittlere schließlich völlig verschwindet
oder zumindest ein Tonminimum durchläuft.
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Die Kompensation läßt sich aber auch dann dairchfüh ren, wenn die
5 prechs chwing'ungen gleich phasig aufgezeichnet werden, d. h. wenn die Impulse
b und a' sich bei Kompensationseinstellung addieren. Auch dann wird die Annäherung
an den Kompensationszustand dadurch bemerkt, daß im Lautsprecher 13 an Stelle von
vier Impulsen zunächst nur noch drei hörbar sind. Die genaue Einstellung ist daran
erkennbar, daß alle drei Impulse genau die gleiche Dauer haben müssen.
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Die Kompensationseinstellung kann sowohl durch Verstellung des Hörkopfes
8 erfolgen als auch durch Verschiebung des Sprechkopfes 10 oder aber auch durch
Verstellung beider Köpfe. Es ist dabei im Grunde genommen. gleichgültig, ob der
Sprech-
kopf 10 vor oder hinter dem Sprechkopf 4 angeordnet ist.
Die Anordnung des Sprechkopfes 10 vor dem Sprechkopf 4 und des Hörkopfes 8 unmittelbar
hinter dem Sprechkopf 4 hat gegebenenfalls den Vorteil, daß die Gesamteinrichtung
so kurz wie möglich gehalten werden kann.
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Um die beschriebene Kompensation auch für einmalige Schallimpulse
durchführen zu können, ist es notwendig, daß die von einem Schallimpuls herrührende
erste Aufzeichnung beliebig oft, d. h. bis zum erfolgten Abgleich der Einrichtung,
an den Köpfen vorbeilaufen kann. Zu diesem Zweck sieht eine Weiterbildung der Erfindung
vor, daß der Löschkopf 14 für die beiden Aufzeichnungsspuren in dem Augenblick abschaltbar
ist, in dem ein zu beobachtender Schallimpuls von den Mikrophonen aufgenommen ist.
Diese Ausschaltung kann von Hand oder selbsttätig erfolgen. Die Ausschaltung von
Hand ist dann am Platze, wenn ganz bestimmte Schallquellen aus einer Reihe anderer
vorhandener Schallquellen allein beobachtet werden sollen. Die Auswahl der Schallquelle
muß dann durch einen subjektiven Beobachter erfolgen.
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Es ist aber auch möglich, mit der Einrichtung eine Art Registrierpeilung
sämtlicher in einem gewissen Umkreis befindlicher Schallquellen vorzunehmen, wobei
das Gerät vorteilhaft halbselbsttätig arbeitet.
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Die Ausschaltung des Löschkopfes I4 erfolgt in diesem Fall selbsttätig
in Abhängigkeit vom Einfall von Schallimpulsen, deren Mindestpegel gegegebenenfalls
einstellbar ist. Die Kompensationseinstellung hat von Hand zu erfolgen. Gegebenenfalls
kann mit der selbsttätigen Ausschaltung des Löschkopfes die Betätigung einer Signaleinrichtung
gekoppelt sein, durch welche die Bedienung jeweils aufmerksam gemacht wird, wenn
eine Kompensationsmessung vorzunehmen und abzulesen ist.
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Nach beendeter Messung wird der Löschkopf wieder von Hand eingeschaltet
und so die Einrichtung zur Aufnahme des nächsten zu messenden Impulses vorbereitet.
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Um die die Messung beeinträchtigenden Störgeräusche möglichst gering
zu halten, kann zweckmäßig mit der Ausschaltung des Löschkopfes eine Abschaltung
der Mikrophone verbunden sein. In diesem Fall ist allerdings dafür zu sorgen, daß
die Abschaltung erst nach dem Eintreffen des letzten Peilimpulses am letzten Mikrophon
erfolgt. Zu diesem Zweck kann auch bei Handbedienung eine Einrichtung vorgesehen
sein, welche die Ausschaltung erst nach dem Eintreffen des letzten Teilimpulses
selbsttätig bzw. halbselbsttätig erfolgen läßt.
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Die Erfindung läßt sich also einerseits dazu verwenden, daß z. B.
die Richtung eines bestimmten feindlichen Geschützes ermittelt wird, welches in
einer Front anderer Geschütze schießt. Es ist hierzu lediglich notwendig, daß ein
Beobachter dieses Geschütz noch aus dem Gefechtslärm erkennen kann.
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Andererseits kann aber mit dem Gerät auch in einem größeren Zeitraum
eine Vielzahl von Geschützen, die eine gemeinsame Front bilden, hinsichtlich ihrer
einzelnen Stellungen erkundet werden. Hierbei spricht das Gerät jeweils, wenn eine
Messung beendet ist, auf den nächsten eintreffenden Schallstoß an, gleichgültig
woher er kommt.
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PATENTANSPROCHE: I. Richtungsermittlung von Schallquellen mittels
Tonaufzeichnungsgerätes mit mehreren Mikrophonen, Sprech- und Hörköpfen im Kompensationsverfahren,
dadurch gekennzeichnet, daß die von den verschiedenen Mikrophonen (6, 7) aufgenommenen,
durch den gleichen Sprechkopf (4) auf einen Teil des Aufzeichnungsträgers (3) aufgezeichneten
Schallimpulse (a, b) außer von der zum Abhören dienenden Hörkopfeinrichtung (11,
I2, I3) an einer vorher vom Band (3) durchlaufenen Stelle durch eine zweite Hörkopfeinrichtung
(8) abgetastet werden, die über einen besonderen Verstärker (g) eine besondere Sprechkopfeinrichtung
(10) speist, durch welche die Impulse nochmals auf den Aufzeichnungsträger (3) aufgezeichnet
werden (a', b'), und zwar auf einem neben den ersten Aufzeichnungen gelegenen Bandbereich.
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2. Anordnung zur Richtungsermittlung nach Anspruchs, dadurch gekennzeichnet,
daß die Hilfssprechkopfeinrichtung (Io) an einer vor der Hilfshörkopfeinrichtung
(8) gelegenen Stelle des Aufzeichnungsträgers (3) angeordnet ist.