NO880982L - Avbildningssystemer. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår avbildningssystemer og særlig, men ikke utelukkende sonarsystemer med syntetisk appertur.

De prinsipper som beskrives her og de utførelser som vises kan imidlertid også anvendes i andre avbildningssystemer, f.eks. radarsystemer med syntetisk appertur.

Raskt dekkende sideavsøkende sonarsystemer med høy oppløsning finner:"anvendelser innenfor mange områder, f.eks. geologiske undersøkelser av sjøbunnen, rørledningsinspeks jon, mine^kp-p--søkning og lignende. Ved foreligge sideavsøkende sonarsystemer kan det område som avsøkes av et avbildningssystem pr. tidsenhet, etter hvert som omformeren slepes gjennom vannet, vises å være begrenset av det aksustiske signals forplantningshastighet, hvilket vil si lydhastigheten i vann. Ved konvensjonelle systemer er det nødvendig at ekkoet for en puls mottas før den neste puls sendes ut for å unngå fler-tydigheter i de oppsamlede avstandsdata. Største avstands-strekning for disse konvensjonelle systemer bestemmer således den øvre grense for omformerens pulsgjentagelsestakt. Denne pulsgjentagelsestakt bestemmer den største tillatelige hastighet for omformeren under dens bevegelse fremover. Jo lavere pulsgjentagelsestakt desto langsomere må slepefartøyet fremføres. Det vil derfor forstås at ettersom omformerens avstandsdekning økes, må-dens største bevegelseshastighet reduseres og omvendt. Den praktiske virkning er da at det avstandsområde som sveipes av omformerens lydstråle er begrenset. Det kan f.eks. vises at et konvensjonelt sideav-søkende sonaranlegg med syntetisk appartur og en omformer-lengde på 20 cm undéY.. bevegelse gjennom sjøen med en hastighet på 3 m/s vil ha et maksimalt entydig dekkende avstandsområde på omkring 25 m.

Griffiths J.W.R. "High Resolution Sonar System" Proe. Oceanology International '78, Brigton 1978 angit et system hvor den største oppnåelige avstandsdekning er omtrent 200 m. Det er foreslått å oppnå full dekning ved fartøyshastigheter på omkring 4 knob ved å anvende avsøkning innenfor hver puls

(sektoravsøkning). Dette system har en avstandsoppløsning på 7,5 cm og en azimut-oppløsning på 0,3°. Ved den maksimale avstand vil således den lineære azimut-oppløsning være omkring 1,1 m.

US patent nr. 4.400.803 angir et system hvor en rekke akustiske pulser innenfor et område av uavhengige" frekvenser sendes ut samtidig. Ekkoene filtreres ved anvendelse av båndpassfiltere og demoduleres så for båndbreddekompresjon på vanlig måte. Det antas imidlertid at dette beskrevene system ikke vil gi høy oppløsningsinformasjon, da bare et begrenset antall uavhengige puler kan rommes innenfor frekvensbåndet,

selv om båndet strekker seg ned til likestrøm. Avhengig av største strekningsavstand og fartøyshastighet kan antallet tilgjengelige uavhengige frekvenser bli utilstrekkelig. I tillegg er det velkjent at tilbakekastning og svekking er frekvensavhengig og bruk av forskjellige frekvenser for pulsene vil da innføre uensartetheter i systemet. Systemet omfatter også et interferometer, og det antas at det er upraktisk å konstruere et interferometer som er i stand til å behandle signaler med så sterkt varierende frekvenser.

I konvensjonelle sonar- og radarsystemer som er beregnet på å gi en anvisning av et bevegelig mål (MTI) foreligger lignende fysiske begrensninger ved drift av systemet. Etter hvert som detønskede maksimale avstandsområdeøker, må også pulsgjen-tagelsefrekvensen (p.r.f.) nedsettes for å tilpasses til den maksimale ekkotid. Den maksimale utvetydige målhastighet som kan påvises er imid-Lertid også avhengig av p.r.f. For å øke den utvetydige hastighet som kan påvises, må p.r.f. økes, og i konvensjonelle systemer kan således evnen til å fastlegge høyere utvetydige målhastigheter oppnås bare på bekostning av nedsatt maksimal dekningsavstand.

Det er funnet at det er mulig å frembringe et avbildningssystem som gjør det mulig å oppnå høyere effektiv p.r.f., men som likevel ikke er begrenset av det maksimale avstandsområde som skal overvåkes. Utførelse av et sådant system som er tilpasset sonaranvendelser, tillater økning av dekningshas-tigheten for det område som overvåkes av sonarsystemet, godt utover de grenser som vanligvis anses som mulige, samtidig som høy azimut- og romoppløsning oppnås. I både sonar og indikatorer for bevegelige mål er det ved utøvelse av oppfinnelsen mulig å øke det maksimale avstandsområde som kan undersøkes uten en tilsvarende reduksjon av den entydig på-visbare maksimale hastighet av målet.

I en aspekt av foreliggende oppfinnelse gjelder et avbildningssystem som omfatter: omformerutstyr for bevegelse langs en gitt bevegelsesbane og som omfatter senderutstyr og mottagerutstyr for henholdsvis å sende ut og motta i retning hovedsakelig på tvers av nevnte bane,

en kodegenerator innrettet for å frembringe og avgi til nevnte senderutstyr et forholdsvist smalt bånd av utsendte signaler som omfatter flere kodende bølgeformer som hver har en hovedsakelig delta-lignende autokorrelasjonsfunksjon samt en forholdsvis lav krysskorrelasjonsfunksjon, og dekodingsutstyr for å motta utgangssignalet fra nevnte mottagerutstyr

samt for å dekode dette utgangssignal for derved å trekke ut reaksjonsdata med hensyn til hver av nevnte flere kodede bølgeformer.

I henhold til en annen aspekt ved oppfinnelsen er det utviklet et sonarsystem med syntetisk appertur og som omfatter omformerutstyr for bevegelse langs en gitt bevegelsesbane og utstyrt med senderutstyr og mottagerutstyr for å sende ut og ta imot et sonarsignal i en retning hovedsakelig på tvers av den gitte bevegelsesbane, en kodegenerator for å tlføre nevnte senderutstyr flere kodede bølgeformer som hver har en hovedsakelig delta-lignende autokorrelasjonsfunksjon og en forholdsvis lav krysskorrelasjonsfunksjon, samt dekodingsut styr for å dekode utgangssignalet fra mottagerutstyret og derved trekke ut reaksjonsdata i forbindelse med hver av nevnte flere kodede bølgeformer.

Oppfinnelsen vil nå bli beskrevet ved hjelp av et ikke be-grensende utførelseseksempel og under henvisning til de ved-føyde tegninger, hvorpå: fig.' 1 viser skjematisk et skib som sleper en sonaromf ormer,

fig. 2 er et blokkskjema som viser elementene i et sideav-søkende sonarsystem med syntetisk appertur i samsvar med den utførelse av foreliggende oppfinnelse, og

fig. 3 viser skjematisk et filter med endelig pulsreaksjon

(FIR) .

Det skal først henvises til fig. 1, hvor det er vist at systemet omfatter en slepefisk 10 forbundet med et skib 11 over en slepekabel 12, som også kan tjene til å overføre digitaldata samt, hvis påkrevet, også effekt mellom slepefisken og skibet. I denne utførelse slepes slepefisken med en hastighet på 3 m/s (6 knob)i et dybdenivå på omtrent 15 m fra sjøbunnen. I slepefisken inngår et trehetsnavigasjonssystem 13 samt tilordnede reguleringskomponenter og/eller styrestråler (ikke vist) for å bringe slepefisken til følge en forut fastlagt kurs.

Den beskrevede utførelse av systemet er ment å gi en 10 cm x 10 cm oppløsning over et område på 200 m og en skibshastighet på 3 m/s (6 knob).

I fig. 2 er de elementer i systemet som befinner seg ombord på skibet adskilt fra elementene som rommes i slepefisken, ved hjelp av en stiplet linje D. Elementene ombord i skibet omfatter en direktehukoramelse (RA)M 14 som i digital form lagrer data som representerer en rekke kodede bølgeformer.

I den viste utførelse i fig. 2 lagrer RAM 14 basisbånddata som senere blandes opp til bærefrekvensen. RAM 14 avgir digitale data til en D/A omformer 15, og det analoge utgangs-signal fra denne tilføres et filter 16 og derpå en blander 17 hvor det blandes opp til bærefrekvensen. I dette tilfelle kreves 4"Br m 7c digitale ord fra RAM, hvor r m er den maksimale avstand, B er båndbredden og c er forplantnings-hastigheten. En liten variant av den beskrevne utførelse og som^fjerner behovet for en blander, men øker den nødvendige hukommelseskapasitet for å lagre kodene, går ut på å lagre samplene av den fullstendige bølgeform ved det dobbelte av den høyeste foreliggende frekvens. Dette ville da kreve en minsteverdi på 4frm/c digitale ord i RAM hvor F er den høyeste frekvens.

Utgangssignalet for blanderen 17 forsterkes av forsterkeren 18 og tilføres en projektor 19 over en slepekabel 12. RAM

14, D/A-omformeren 15 samt blanderen 17 drives under styring fra en hovedkrystalloscillator 20 og tilordnet frekvensdeler 21. Projektoren 19 er vanligvis 20 cm lang og en bølgelengde

bred. I tillegg til projektoren 19 rommer slepefisken 10

også en hydrofon 22. Utgangssignalet fra hydrofonen forsterkes av en buffer/forforsterker 23 og utsetter så ved 24 for en aktiv støysletningsprosess for å nedsette til et minimum det støynivå som hydrofonen mottar direkte fra projektoren. Innenfor støysletningsprosessen svekkes eller forsterkes ved 25 det signal som overføres til projektoren, hvorpå signalet utsettes for en variabel tidsforsinkelse ved 26 og kombineres såvmed utgangssignalet fra hydrofonen. I

tillegg er projektoren og hydrofonen anbragt i nullpunkter for hverandre utstråling og lydabsorberende material er plassert mellom hydrofonen og projektoren.

Etter den aktive støysletting ved 24 tilsettes tilfeldig støy fra støykilden 27 til signalet før det digitaliseres av en A/D-omformer 28 som styres av hovedoscillatoren 20 over slepekabelen 12. Støyen har et flatt spektrum opp til halv parten av samplingsfrekvensen for A/D-omformeren 28 samt en effektiv-verdi som stort sett tilsvarer ener-bitnivået for A/D-omformeren. Denne omformer digitaliseres signalet i en samplingstakt som er minst det dobbelte av båndbreddesig-nalet, og i denne utførelse er takten faktisk meget større enn det dobbelte av den høyeste frekvens (oversampling). Samplingsfrekvensen er fortrinnsvis et multippel av fire ganger bærerfrekvensen. Dette tillater lett utledning av de foreliggende signalkomponente henholdsvis i fase og kvadra-tur. Etter digitaliseringen overføres signalet til skibet gjennom slepekabelen 12. Som tidligere nevnt inneholder slepefisken også et trehetsnavigasjonssystem 13, som over-fører navigasjonsdata til skibet gjennom slepekabelen 12. Om bord i skibet tilføres det digitaliserte utgangssignal fra hydrofonen til et filter 29 med endelig pulsreaksjon (FIR). En skjematisk skisse av dette FIR-filter er vist i fig. 3. Et inngangssignal passerer da i fig. 3 gjennom en rekke forsinkelsestrinn 30 som forsinker inngangssignalet med en klokkeperiode. Før hver forsinkelsestrinn avtappes signalet og tilføres en multiplikator 31 hvor det multipliseres med en innstillbar koeffisient C^....C . Utgangssignalene fra alle tre multiplikatorer tilføres en akkumulator 32 med øket dynamisk område, hvo'r de summeres innenfor hver klokkeperiode for å frembringe et utgangssignal. A/D-omformeren og FIR-filteret styres begge fra hovedoscillatoren 20. Eksempler på FIR-filterbrikker er IMS A 100-brikken som har en 32-trinns 16 bit datakapasitet og 16 bits koeffisientkapasitet med en gjennomløpstakt på 2,5 MHz, samt markedsføres av Inmos Limited, Bristol, England, samt brikken ESP 56200 fra Motorola Inc. som kån programmeres med 256 24-bits koeffisienter. Motorola-brikken kan håndtere 16 bits data i en takt på 10, 25 MHz og har en 40 bits akkumulator med programerbar, automatisk avrundig til hvilken som helst ønsket utgangsopp-løsning. I. det foreliggende arrangement samler filteret FIR 29 opp data og utfører en middelverdiprosess på innbyrdes på-følgende dataord som tilføres filteret.

Det vil forstås at hvis alle koeffisientene C.1 .....C n inn-stilles til 1 vil akkumulatorens utgang tilsvare det nummer-isk totale resultat av n utgangssignaler i rekkeføgle fra A/D-omformeren. På grunn av at det analoge inngangssignal til A/D-omformeren omfatter tilfeldig støy på 1-bitsnivået, vil i eri rekke påfølgende signalsampler, når de behandles med støy, noen falle i et øvre kvantebånd og noén -i et nedre kvantebånd, hvis det analoge signals nivå i ubehandlet til-stand (hvilket vil si uten støy) ligger nær en kvanteterskel for omformeren. Forholdet mellom antall signalsampler som faller i hvert bånd vil således gi en anvisning om nivået av det ubehandlede signal i forhold til kvantenivået. Ved en sådan oppsamling av data fra påfølgende signalsampler og anvendelse av en akkumulator med øket dynamisk område, vil da utgangssignalet fra akkumulatoren være et digitalsignal med øket oppløsning og som representerer analogsignalets nivå.

Etter utvidelsen av det dynamiske området, utsettes signalet for en pulskompresjonsprosess. I denne prosess korreleres inngangsbølgeformen med hver av de kodede bølgeformer etter tur. Korrelasjonsprosessen tjener den dobbelte funksjon å både dekode og pulskomprimere vedkommende reaksjonsdata. På grunn av at de kodede bølgeformer som tilfører systemet er valgt til å ha deltalignende autokorrelasjonsfunksjoner samt ubetydelige krysskorrelasjonsfunksjoner, vil korrelasjonen av den mottatte bølgeform fra FIR-filteret med en spesiell kodet bølgeform bare trekke ut reaksjonsdata for vedkommede spesi-elle bølgeform. Under pulskompresjonstrinnet leses data som representerer gjengivelser av de forskjellige kodede bølge-former ut fra RAM 300 og anvendes i korrelasjonsprosessen.

Korrelasjonsprosessen kan også utføres ved anvendelse av et FIR-filter som forsynes fra RAM 33 med koeffisienter som representerer gjengivelser av de kodede bølgeformer som tilføres projektoren, og som styrer slik at det digitaliserte signal fra hydrofonen korreleres med de lagrede koder i rekkefølge. Korrelasjonen kan også utføres i parallell ved anvendelse av et separat filter for hver kodet, bølgeform. Utgangssignalet er da en rekke data som representerer reaksjonsdata for hver av de utsendte koder. Disse reaksjonsdata lagres i RAM 34

med hensyn på avstand (nemlig tiden etter utsendelsen av hver puls) samt den tilbakelagte avstand langs omformerens bevegelsesbane. Etter pulskompresjonen vil signalet i serie-form representere reaksjonsdata for hver av en rekke punkter langs omformerens bevegelsesbane.

Skjønt utvidelsen av det dynamiske område og pulskompresjonen i den viste utførelse er angitt i separate trinn, kan de også utføres ved anvendelse av et enkelt FIR-filter som tilføres kodede gjengivelser tilført fra kodelageret 33. Forutsatt at akkumulatoren for FIR-filteret 29 har tilstrekkelig dynamisk område, kan filteret 29 i dette tilfellet styres til å utføre de forskjellige middelverdiutledende funksjoner som er nød-vendig for å utvide dynamikkområde og samtidig det nødvendige korrelasjons for pulskompresjonen.

Data fra RMA 34 utsettes så ved 35 for azimutkompresjon. I denne prosess justeres de lagrede data ved å anvende kompleks avveining og eventuelt tidsforsinkelser for å fokusere om-formerrekken til å ta med i beregningen ekkoets kuleformede bølgefront. Det vil forstås at utenfor et visst avstandsområde vil bølgefrontens krumning være ubetydelig, således at ingen fokusering vil være nødvendig. Azimutkompresjonen krever kjenskap til slepefiskens posisjon og denne oppnås fra treg-hetsnavigasjonssystemet 13 ombord i slepefisken. De utledede data kan eventuelt avveies for å tillate appertur-skyggekor-reksjon.

Etter azimukompresjonen overføres avbildningsdata, hvis dette er hensiktsmessig, til en detektor 36 og etter en dynamisk områdesnevring kan da vedkommende avbildningsdata vises på f.eks. en VDU 37 eller overføres til en prosessor 38 for å utøve kunstig intlegens eller billedbehandlingsteknikk for å tolke de mottatte avbildningsdata.

Etter å ha beskrevet de forskjellig elementer i det syntetiske appertursystem, vil det nå følge en betraktning av de mer generelle vurderinger med hensyn til drift av systemet.

Syntetisk appertur har hatt vidstrakt bruk i radarteknikken (se f.eks. kapittel 23 i "Radar Handbook", Ed M. Skolnick. McGraw Hill 1970). Fire av de fordeler som oppnås ved anvendelse av syntetisk apparturteknikk er angitt i det følgende: (i) Det kan oppnås en høy romoppløsning i azimut som kan sammenlignes med de oppnåelige avstandsoppløsninger. Grensen for avstandsoppløsning er tilnærmet c/2B, hvor c er vedkommende bølges forplantningshastighet og B er signalbåndbredden. (ii) Denne teknikk gir en romoppløsning i azimutt som er tilnærmet lik halvparten av antennens (eller den akustiske omformers) fysiske omfang og er således egnet for små far-tøyer . (iii) Den rommelige azimutoppløsning er uavhengig av avstand og bølgelengde. (iv) Den normale radarlov som angir signaleffektens av-hengighet av avstanden på grunn av spærisk spredning (1/r H) erstattes med en invers kubisk lov (1/r •3) og større av-standsdekninger kan>,da oppnås.

Syntetisk apparturteknikk i forbindelse med radar anvendes vanligvis ved siderettede utførelser og gjør bruk av det forhold at reflekterende elementer forskjellige azimut-posisjoner kan skilles fra hverandre ved sine Doppler-frekvensforskyvninger.

Det antas en antenne med fysisk lengde d og som stråler ut samt mottar et smalt signalbånd omkring en midtfrekvens f. Hvis antennen translasjonsbeveges med en hastighet v, vil bærefrekvensen bli Doppler-forskjøvet med (2v sin /A • Spredningen i Doppler-frekvensforskyvninger (Doppler-båndbredden) som omfattes av en stråle av bredde 20 = ^/d vil da være 2v/d. Den romlige azimutoppløsning vil -da være gitt ved translasjonshastigheten delt på Doppler-båndbredden og vil således være lik d/2. I henhold til Nyquist-kriteriet bør samplingsfrekvensen (eller pulsgjentagelsesfrekvensen), (eller pulsgjentagelsestakten) PRF tilsvare signaletsDoppler-båndbredde, således at PRF = 2v/d. Dette vil da tillate en entydig maksimal avstand r m = c/2PRF = cd/4v.

Når praktiske anvendbare verdier for konvensjonelle sonarsystemer utnyttes for å beregne maksimalt entydig avstandsområde (f.eks. c=1500m/s, d=20cm, v=3m/s), vil det finnes at bare en beskjeden maksimal avstandsdekning kan oppnås (f.eks. 25m), som vanligvis ikke er tilstrekkelig for søkning eller lignende aktiviteter. (F.eks. akustisk avbildning med høy oppløsning for oljeindustrien). Uten ytterligere modifiser-ing av teknikken kan man imidlertid utvide det maksimale entydige avstandsområde ved å nedsette fartøyets hastighet v, men dette ville da begrense dekningstakten.

I den viste utførelse er utvidet avstandsområde og fartøys-hastighet oppnådd ved hjelp av en teknikk som øker den effektive PRF og overvinner de begrensninger som er beskrevet ovenfor. En famili^e. av kodede bølgeformer med stort BT-produkt (båndbredde/tid-produkt) blir sendt ut og har den egenskap at hver bølgef orm. har ..en delta-lignende autokorrela-sjons-funksjon samt en ubetydelig krysskorrelasjons-funksjon med de øvrige medlemmer av familien. På denne måte kan flere effektivt uavhengige pulser opprettholdes samtidig i vannet. Det er med andre ord ikke nødvendig å vente til en puls har vandret den maksimale avstand før den neste puls sendes ut. Den informasjon som har sammenheng med den enkelte puls, tas ut etter mottagelsen ved føring av signalne gjennom et tilsvarende sett av filtere som er tilpasset hver sin av ved-dkommende koder.

Med de aukustiske frekvenser som kan utnyttes i sonar og de signalbåndbredder som har interesse, er det da ganske enkelt å frembringe en hvilken helst ønsket bølgeform. Det høye be-handlingstakt av de mottatte signaler antas å ligge innenfor muligheten av kjent teknologi, men kan, hvis så ønskes, oppnås ved parallell datamaskinoppbygning og tilsvarende behand-lingsenheter.

Som beskrevet tidliger, begrenser Nykvist-kriteriet og forholdsvis liten lydhastighet, fartøyets fremdriftshastighet og det maksimale entydige avstandsområde. Den beskrevne utfør-else overvinner denne begrensning ved å sende ut i rekkefølge de forskjellige bølgeformsignaler i en familie av kodede bølgeformer. Denne signalfrekvens bør gjentas i den konvensjonelle PRF-takt (eller lavere). For rimlige kodelengder betyr dette at utsendelsene finner sted kontinuerlig (hvilket innebærer at de enkelte koder henger sammen "ende-mot-ende" eller "overlapper" hverandre) og dette har andre interessante følger for systemets konstruksjon.

En mulig systemutførelse vil nå bli beskrevet med noen num-meriske verdier som eksempler. Det antas at side-avsøkende system som vil kunne oppnå en maksimal rekkevidde på 200 m og gir en romlig oppløsning på 10 x 10 cm ved en fartøyshastig-het opp til 6 knob i^ m/ s). For å oppnås romlig azimutopp-løsnig på 10 cm bør den fysiske lengdeutstrekning av om-formerrekken være omtrent 20 cm, og fartøyets hastighet på 3m/s vil da innebære at en effektiv PRF på 30 Hz bør kunne anvendes. En vertikal strålebrede på 60° kan oppnås fra en omformer med bredde omtrent en bølgelengde.

Da løpetiden til maksimal rekkevidde og tilbake vil være 0,27s, vil 8 uavhengige koder være påkrevet. Hvis sonaren skal arbeide i kontinuerlig modus (de kodede bølgeformer følger etter hverandre "ende-mot-ende" eller "overlappe" hverandre) må hver kode ha en varighet lenger enn 33 m/s (men ikke lenger enn 0,27s). For å oppnå 10 cm oppløsning med hensyn på avstand bør signalbåndbredden være større enn ca. 7,5kHz og dette setter en absolutt nedre grense for bærefrekvensen. BT-produktet vil da falle i området 7500 x 0,033 = 248 til 7500 x 0,27 = 2025.

De kodede bølgeformer har amplityder og/eller faser som varierer som en funksjon av tiden. Med hensyn til de faktor-er som påvirker valget av bølgeform, vil signalets båndbredde bestemme avstandsoppløsningsgrensen, og en viss minste båndbredde må således opprettholdes. For å oppnå gode signal/ støy-forhold og høy innbyrdes avvisning mellom de enkelte koder, anvendes store BT-produkter. Etter fastleggelse av bølgeformene må den fullstendige 2D-tvetydighetsfunksjon optimaliseres. Den ideelle flertydighetsfunksjon vil være den sålkalte "tegnestift"-form. Passende kodetyper er fler-fasekoder eller koder basert på Fourier-rekker hvor fasen som funksjon av frekvensen gir de fri parametere som utnyttes for å optimalisere flertydighetsfunksjonene og krysskorrelasjons-funksjonene. Den sistnevnte utnyttelse av Fourier-rekker vil føre til en periodisk bølgeform som bør ha en periode lik rundvandringen til maksimal avstandsrekkevidde og tilbake, hvis de enkelte pulser "overlapper" hverandre vil pulsut-sendelsen bestå av summen av pulsene.

I den senere tid harven stokastisk optimaliseringsteknikk (som utnytter simulert utglødning) blitt anvendt for å frembringe bølgeformpar med korrelasjonsegenskaper av samme art som de påkrevede egenskaper for de foreliggende utførelser av oppfinnelsen, se f.eks. Kirkpatrick, S;. Gelatt Jr; CD. og Vecchi, M.P; "Optimisation by Simulated Annealing", Science, bind 220, Nr. 4598, sidene 671-680, mai 1984. Et par fler-fasekoder som hver har et BT-produkt på 100 og en autokorre-las jonsf unks jon med sidesløyfer lavere enn -25dB samt en krysskorrelasjonsfunksjon med verdier tilsvarende en avvisning bedre enne 25dB, er blitt utviklet. Valg av hensikts-messige bølgeformer som tilfredsstiller de ovenfor angitt kriterier antas å ligge godt innenfor kompetansen for vanlige fagfolk på omårdet.

Med en modifikasjon av det viste arrangement i fig. 1, kan systemet frembringe data for en indikator for å angi bevegelige mål. På grunn av økningen i den effektive pulsgjentagelsestakt, kan systemets rekkevidde økes uten at dette innebærer en tilsvarende nedsetning av den maksimale entydige deteksjonshastighet. Dette forholder seg slik fordi det beskrevne system gjør det mulig å ha flere kodede bølgeformer i vannet samtidig og som hver er uavhengig av de øvrige samt kan dekodes for å frembringe de respektive reaksjonsdata.

Med et lignende arrangement som ikke er vist, sender et radarsystem ut bølgeformer med en delta-lignende autokorrelasjonsfunksjon og ubetydelige krysskorrelasjonsfunksjoner, idet tilsvarende pulskompresjon og signalbehandling utføres som i sonarsystemet. Liksom ved sonarsystemet, ligger for-delen ved dette radarsystem i at det er mulig å opprettholde flere innbyrdes uavhengige kodede bølgeformer samtidig i overføringsmediet, således at den effektive pulsgjentagelses-frekvens kan økes uten at den maksimale rekkevidde nedsettes. Økning av pulsgjentagelsesfrekvensen gjør det mulig å konstruere et MTI-system hvor den største entydige målhasighet som kan fastlegges ligger høyere enn det som tidligere har vært ansett som tioretisk mulig.

Claims (1)

1. Avbildningssystem som omfatter omformerutstyr som er bevegelig langs en gitt bevegelsesbane og omfatter senderutstyr og mottagerutstyr for henholdsvis å sende ut og motta signaler i en retning hovedsakelig på tvers av nevnte bevegelsesbane, karakterisert ved at en kodegenerator innrettet for å frembringe og avgi til senderutstyret et forholdsvist smaltbåndet sendersignal som omfatter flere kodende bø lgeformer som hver har en hovedsakelig delta-lignende auto-korrelas jonsf unks jon samt en forholdsvis lav krysskorrelasjonsfunksjon, samt dekodingsutstyr for å motta utgangssignalet fra nevnte mottagerutstyr og dekode dette utgangs-signal for derved å trekke ut|L-ede| reaks jonsdata tilsvarende hver av nevnte flere kodede bø lgeformer.

2. Avbildningssystem som angitt i krav 1, karakterisert ved at nevnte reaksjonsdata lagres og behandles for å frembirnge data som representerer en syntetisk apperturavbildning av det område som avsø kes ved hjelp av omformerutstyret.

3. Avbildningssystem som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at omformerutstyret er innrettet for å sende ut og ta imot lydbølger.

4. Avbildningssystem som angitt i hvilket som helst av kravene 1 til 3, v. karakterisert ved at dekoderutstyret omfatter korrelasjonsorganer for å korrelere senderseignalet med utgangssignalet fra mottagerutstyret for derved å trekke ut og pulskomprimere rekasjonsdata tilsvarende hver av nevnte flere kodede bølgeformer.

5. Avbildningssystem som angitt i hvilket som helst av kravene 1 til 4, karakterisert ved at dekoderutstyret omfatter organer for amplitydeinnsfcilling, avveiningsorganer for regulering av faseavveiningen samt organer for regulering av tidsforsinkelsen for nevnte reaksjonsdata, for derved å frembringe fokusering av den avbildning som er avfølt av systemet:

6. Avbildningssystem som angitt i hvilket som helst av krav"ene 1 til 5, karakterisert ved at kodegeneratorutstyret omfatter organer for lagring i digital form av data som representerer basisbåndet for den kodede bø lgeform, digital/ analog-omformer for å omforme nevnte data, oscillator for å frembringe en bærefrekvens samt blandeorganer for blanding av bølgeformen fra nevnte omformer opp til nevnte bærefrekvens.

7. Sonarsystem med syntetisk appartur og som omfatter omformerutstyr for bevegelse langs en gitt bevegelsesbane og med senderutstyr samt mottagerutstyr for å henholdsvis sende ut og motta et sonar signal i en retning hovedsakelig på tvers av den gitte bevegelsesbane, karakterisert ved at en kodegenerator for å tilføre senderutstyret flere kodede bø lgeformer som hver har en hovedsakelig delta-lignende autokorrelasjonsfunksjon og en forholdsvis lav krysskorrelasjonsfunksjon, samt dekoderutstyr for å dekode utgangssignaler fra mottagerutstyret og derved utlede reaksjonsdata tilsvarende hver av nevnte flere kodede bølgeformer. v-

9. Sonarsystem med syntetisk appertur og som angitt i krav 8, karakterisert ved at nevnte system omfatter et vertfartøy og et omformerfartøy samt utstyr for å overføre data mellom nevnte fartøy, idet omformerfartøyet rommer nevnte omformerutstyr og vertfartøyet inneholder nevnte kode generator og nevnte dekoderutstyr.

10. Sonarsystem med syntetisk appertur samt rask område-dekning, idet systemet omfatter et vertfartøy og et omformer-fartøy, karakterisert ved at en. slepéforbindelse er anordnet mellom vertfartø yet og om-formerfartøyet samt inneholder dataoverføringsutstyr for å overføre data mellom data nevnte fartøyer, en hukommelse for lagring av data som representerer et antall kodede bølgeformer som hver har en hovedsakelig delta-lignende autokorrelasjonsfunksjon og en forholdsvis lav krysskorrelasjonsfunksjon, nevnte omformerfartøy inneholder senderutstyr og mottagerutstyr for henholdsvis å sende ut og ta imiot sonarsignaler, en signalgenerator innrettet for å ta imot data i nevnte hukommelse for å tilføre senderutstyret flere kodede bø lgeformer, samt analog/digitalt omformerutstyr for å digitalisere mottagerutstyr ets utgangs-signal for overføring til vertsfartø y-et over nevnte dataforbindelse, mens vertsfartøyet omfatter pulskompresjonsutstyr som reagerer på de data som representerer de kodede bø lgeformer med å avgi data som representerer reaksjonsdata for hver av disse bø lgeformer, lagringsutstyr for å lagre utgangsdata fra pulskompresjonsutstyret, samt utstyr for å databehandle og anvise vedkommende data i nevnte lagringsutstyr for derved å frembringe en avbildning av det område som avsø kes av omform-erfartøyet.