Peilgenauigkeit einer Empfängeranordnung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erhöhen der Peilgenauigkeit einer Empfängeranordnung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie eine Vorrichtung zur Erhöhung der Peilgenauigkeit einer Empfängeranordnung nach dem Oberbegriff von Anspruch 10.

Gemäß dem Stand der Technik werden in der Sonartechnik schallabstrahlende oder schallreflektierende Ziele über Richtcharakteristiken gepeilt. Die Richtcharakteristiken entsprechen Richtungssignalen relativer Empfangsrichtungen zu einer Empfängeranordnung einer Sonaran- lage. Die Schallwellen der schallabstrahlenden oder schallreflektierenden Ziele werden dazu mit den Empfängern einer Empfangsanlage in elektrische Signale umgewandelt und aus den elektrischen Signalen, die als Empfangssignale bezeichnet werden, werden durch zeitverzögertes Addieren Richtungssignale einer relativen Empfangsrichtung bestimmt.

In DE 24 59 219 werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Richtungsbildung beschrieben. Dazu weist ein Sonar eine Empfängeranordnung mit räumlich verteilten elektroakustischen Wandlern auf. Der Gesamtöffnungswinkel aus dem Schallwellen mit der Empfängeranordnung empfangen und in Empfangssignale gewandelt werden können, wird dazu in Teilöffnungswinkel zerlegt. Für jeden der Teilöffnungswinkel wird aus den Empfangssignalen durch Laufzeitkompensation ein Richtungssignal gebildet.

Zur Erhöhung der Peilgenauigkeit der Empfangsrichtung muss der Gesamtöffnungswinkel in möglichst viele Teilöffnungswinkel des Gesamtöffnungswinkels zerlegt werden und für jeden dieser Teilöffnungswinkel separat ein Richtungssignal berechnet werden.

Nachteilig hierbei ist, dass die Laufzeitkompensation, also das Addieren der einzelnen zeitversetzten Empfangssignale zur Berechnung eines Richtungssignals, sehr rechenintensiv ist. Daher ist eine Erhöhung der Peilgenauigkeit der Empfangsrichtung nur mit hohem Rechenaufwand möglich. Der vorliegenden Erfindung liegt daher das technische Problem zugrunde, die Peilgenauigkeit der Empfangsrichtungen einer Empfängeranordnung zu erhöhen, ohne zusätzliche Richtungssignale aus den Empfangssignalen zu berechnen.

Die Erfindung löst dieses Problem durch die Merkmale eines Verfahrens zum Erhöhen der Peilgenauigkeit einer Empfängeranordnung gemäß Anspruch 1 sowie durch die Merkmale einer Vorrichtung zur Erhöhung der Peilgenauigkeit einer Empfängeranordnung gemäß Anspruch 10.

Das erfindungsgemäße Verfahren sowie die erfindungsgemäße Vorrichtung sind dazu derart ausgelegt, dass aus den jeweils einer Empfangsrichtung zugeordneten Frequenzlinien bereits berechneter Richtungssignale einer Empfängeranordnung Frequenzlinien weiterer Richtungen interpoliert werden.

Dazu betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Erhöhen der Peilgenauigkeit einer Empfängeranordnung. Das Verfahren kann z.B. mit einer Sonaranlage, z.B. an einem Unterwasserfahrzeug oder einem Unterwasserlaufkörper, durchgeführt werden. Mit der Empfängeranordnung werden aus einem Gesamtöffnungswinkel einfallende Schallwellen in Empfangssignale und aus den Empfangssignalen Richtungssignale ermittelt. Die Richtungssignale sind dabei jeweils einer zur Empfängeranordnung, also zur Ausrichtung bzw. der Position der Empfängeranordnung, relativen Empfangsrichtung zugeordnet und stellen die aus der jeweiligen relativen Empfangsrichtung empfangenen Schallwellen dar. Aus jedem Richtungssignal werden derselben Empfangsrichtung des Richtungssignals zugeordnete Frequenzlinien ermittelt bzw. berechnet, indem das Richtungssignal in den Spektralbereich transformiert wird und das Betragsspektrum, durch Betragsbildung des in den Spektralbereich transformierten Richtungssignals, ermittelt bzw. gebildet wird. Jedes der Betragsspektren eines Richtungssignals weist Frequenzlinien jeweils einer Frequenz des Frequenzbereichs des Betragsspektrums auf, die derselben Empfangsrichtung des Richtungssignals zugeordnet werden, aus dem das Betragsspektrum berechnet wurde. Ferner weist jede Frequenzlinie des Betragsspektrums einen Amplitudenwert auf.

Es werden Richtungsfunktionen jeweils einer Frequenz mit ersten Funktionsargumenten gebildet. D.h. für jede Frequenz des Frequenzbereichs wird separat eine Richtungsfunktion gebildet. Jede Richtungsfunktion weist erste Funktionsargumente jeweils mit einem Funktionswert auf. Benachbarte erste Funktionsargumente einer der Richtungsfunktionen werden aus den Frequenzlinien der benachbarten Empfangsrichtungen mit derselben Frequenz, für die die Richtungsfunktion gebildet wird, gebildet. Jedes Funktionsargument weist als Funktionswert den Amplitudenwert oder einen aus dem Amplitudenwert abgeleiteten Wert der Frequenzlinie der Frequenz der jeweiligen Richtungsfunktion der dem jeweiligen ersten Funktionsargument entsprechenden Empfangsrichtung auf.

Jede der Richtungsfunktionen wird in den Spektralbereich, also aus einen sog. Winkelbereich in einen sog. Winkelfrequenzbereich, transformiert, wodurch aus jeder Richtungsfunktion eine erste Spektralfunktion mit ersten Spektralfunktionsargumenten erhalten wird. Zwischen den mittleren Spektralfunktionsargumenten der ersten Spektralfunktionsargumente werden weitere Spektralfunktionsargumente in die erste Spektralfunktion eingefügt bzw. die erste Spektralfunktion mit weiteren Spektralfunktionsargumenten aufgefüllt. Die weiteren Spektralfunktionsargumente weisen jeweils Funktionswerte im Bereich von Null oder Null auf.

Die mit weiteren Spektralfunktionsargumenten aufgefüllte erste Spektralfunktion wird aus dem Spektralbereich, also aus dem sog. Winkelfrequenzbereich in den sog. Winkelbereich, rücktransformiert, wodurch sich eine interpolierte erste Richtungsfunktion für die Frequenz ergibt, für die die zugrundegelegte Richtungsfunktion gebildet wurde. Diese interpolierte erste Richtungsfunktion weist interpolierte Funktionsargumente zwischen den ersten Funktionsargumenten auf. Die interpolierten Funktionsargumente entsprechen dabei Frequenzlinien weiterer relativer Richtungen zur Empfängeranordnung mit der Frequenz der Richtungsfunktion. Jede der weiteren relativen Richtungen jeweils eines interpolierten Funktionsarguments liegt dabei zwischen den Empfangsrichtungen der ersten Funktionsargumente zwischen denen das jeweilige interpolierte Funktionsargument liegt. Aus den interpolierten Funktionsargumenten der gleichen relativen Richtung aller interpolierten ersten Richtungsfunktionen, also für alle Frequenzen des Frequenzbereichs, kann z.B. ein Spektrum dieser relativen Richtung gebildet werden.

Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Erhöhung der Peilgenauigkeit einer Empfängeranordnung. Die Vorrichtung kann z.B. Bestandteil einer Sonaranlage, z.B. eines Unterwasserfahrzeugs oder Unterwasserlaufkörpers, sein. Die Vorrichtung ist derart ausgebildet, um Schallwellen mit einer Empfängeranordnung zu empfangen und aus den Schallwellen Empfangssignale zu ermitteln. Aus den Empfangssignalen werden dann Richtungssignale jeweils einer zur Empfängeranordnung relativen Empfangsrichtung gebildet bzw. ermittelt und aus jedem Richtungssignal Frequenzlinien, z.B. durch Fourier-Transformation, diskrete Fourier- Transformation oder schnelle Fourier-Transformation des Richtungssignals mit anschließender Betragsbildung, berechnet bzw. ermittelt. Die Frequenzlinien werden derselben Empfangsrichtung zugeordnet, der auch das Richtungssignal, aus dem die Frequenzlinien bestimmt worden sind, zugeordnet ist. Jede Frequenzlinie entspricht dabei einer Frequenz eines Frequenzbereichs und weist einen Amplitudenwert auf. Ferner ist die Vorrichtung derart ausgebildet, um Richtungsfunktionen jeweils für eine Frequenz mit ersten Funktionsargumenten zu bilden. Hierbei entsprechen die benachbarten ersten Funktionsargumente den Frequenzlinien der benachbarten Empfangsrichtungen mit der Frequenz, für die die Richtungsfunktion gebildet wird. D.h. jeder Empfangsrichtung sind mehrere Frequenzlinien jeweils einer von verschiedenen Frequenzen eines Frequenzbereichs zugeordnet. Zur Bildung einer Richtungsfunktion werden die Frequenzlinien der Empfangsrichtungen der gleichen Frequenz als Funktionsargumente der Richtungsfunktion dargestellt. Eine Richtungsfunktion enthält dann alle Frequenzlinien der gleichen Frequenz, nämlich der Frequenz der jeweiligen Richtungsfunktion, für alle Empfangsrichtungen. Benachbarte erste Funktionsargumente entsprechen benachbarten Empfangsrichtungen. Jedes Funktionsargument weist als Funktionswert den Amplitudenwert oder einen aus dem Amplitudenwert abgeleiteten Wert der Frequenzlinie der Frequenz der jeweiligen Richtungsfunktion der dem ersten Funktionsargument entsprechenden Empfangsrichtung auf.

Außerdem ist die Vorrichtung derart ausgebildet, um jede der Richtungsfunktionen in den Spektralbereich zu transformieren. Nach der Transformation wird aus jeder Richtungsfunktion eine erste Spektralfunktion erhalten, die erste Spektralfunktionsargumente aufweist. Ferner ist die Vorrichtung derart ausgebildet, um zwischen den mittleren Spektralfunktionsargumenten der ersten Spektralfunktionsargumente weitere Spektralfunktionsargumente einzufügen bzw. aufzufüllen. Die weiteren Spektralfunktionsargumente werden derart gewählt, dass diese jeweils Funktionswerte im Bereich von Null oder Null aufweisen. Zudem ist die Vorrichtung derart ausgebildet, um die mit weiteren Spektralfunktionsargumenten aufgefüllte erste Spektralfunktion aus dem Spektralbereich zurück zu transformieren, wodurch sich eine interpolierte erste Richtungsfunktion ergibt.

Die interpolierte erste Richtungsfunktion weist interpolierte Funktionsargumente zwischen den ersten Funktionsargumenten auf. D.h. die interpolierte erste Richtungsfunktion entspricht weitestgehend der jeweilig für die Berechnung zugrundegelegten Richtungsfunktion, weist jedoch zusätzliche interpolierte Funktionsargumente zwischen den ersten Funktionsargumenten auf. Die interpolierten Funktionsargumente einer interpolierten ersten Richtungsfunktion entsprechen Frequenzlinien von weiteren relativen Richtungen.

Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist, dass durch die Ermittlung der interpolierten Frequenzlinien weiterer relativer Richtungen, die Peilgenauigkeit der Empfängeranordnung, z.B. einer Sonaranlage, erhöht werden kann, ohne dass weitere Richtungssignale aus dem Empfangssignalen gebildet werden müssen. Die Peilgenauigkeit wird erhöht, da empfangene Schallwellen bzw. die daraus ermittelten Frequenzlinien nicht nur Empfangsrichtungen, sondern auch weiteren relativen Richtungen zugeordnet werden können, wodurch die Auflösung des Gesamtöffnungswinkels der Empfängeranordnung erhöht wird.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Frequenzbereich, z.B. des Betragsspektrums eines der Richtungssignale, in Frequenzbänder eingeteilt. Für jedes Frequenzband wird dann eine Frequenzbandlinie aus den Amplitudenwerten bzw. aus den aus den Amplitudenwerten abgeleiteten Werten der Frequenzlinien des jeweiligen Frequenzbandes mit einem Frequenzbandamplitudenwert, ermittelt. Ferner werden die Richtungsfunktionen jeweils aus den Frequenzbandlinien der Frequenzbänder, anstatt aus den Frequenzlinien, jeweils für ein Frequenzband, anstatt für eine Frequenz, gebildet. Die Richtungsfunktion wird dabei aus den Frequenzbandamplitudenwerten für das Frequenzband der Richtungsfunktion aller Empfangsrichtungen gebildet, indem diese als Funktionsargumente der Richtungsfunktion für ein Frequenzband dargestellt werden.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Vorrichtung ist diese derart ausgebildet, um den Frequenzbereich in Frequenzbänder jeweils eines Teilfrequenzbereichs einzuteilen. Zudem ist die Vorrichtung derart ausgebildet, um für jedes Frequenzband einen Frequenzbandlinie aus den Frequenzlinien des jeweiligen Frequenzbandes mit einem Frequenzbandamplitudenwert zu ermitteln, wobei der Frequenzbandamplitudenwert aus den Amplitudenwerten oder aus den aus den Amplitudenwerten abgeleiteten Werte der Frequenzlinien eines Frequenzbandes der jeweiligen Frequenzbandamplitudenwerts durch mathematische Methoden wie z.B. Mittelwertbildung oder Addition ermittelt wird. Ferner ist die Vorrichtung derart ausgebildet, um die Richtungsfunktionen aus den Frequenzbandamplitudenwerten für einen Frequenzbereich zu bilden, indem die ersten Funktionsargumente aus den Frequenzbandamplitudenwerten des Frequenzbandes der Richtungsfunktion aller Empfangsrichtungen gebildet werden. Jede Richtungsfunktion wird also für ein Frequenzband gebildet und die Funktionsargumente der Richtungsfunktion durch die Frequenzbandamplitudenwerte dargestellt, wobei die Richtungsfunktion jeweils durch die Frequenzbandamplitudenwerte desselben Frequenzbandes aller Empfangsrichtungen gebildet wird.

Vorteil der Bildung von Richtungsfunktionen aus Frequenzbändern und Frequenzbandamplitudenwerten anstatt aus Frequenzen und Amplitudenwerten bzw. aus den Amplitudenwerten abgeleiteten Werten ist, dass zur Berechnung interpolierter Frequenzbandamplitudenwerte weiterer relativer Richtungen weniger Richtungsfunktionen gebildet werden müssen, um den gesam- ten Frequenzbereich abzudecken, und somit eine schnellere Berechnung mit geringerem Energieaufwand ermöglicht wird. Dies ist besonders dann vorteilhaft, wenn eine genauere Auflösung der Richtungen des Gesamtöffnungswinkels einer genaueren Auflösung des Frequenzbereichs vorgezogen wird.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung werden die Empfangssignale zum Ermitteln der Richtungssignale in ein tieferes Band bzw. einen tieferen Frequenzbereich frequenzumgesetzt. Die frequenzumgesetzten Empfangssignale werden daraufhin tiefpassgefil- tert und die tiefpassgefilterten frequenzumgesetzten Empfangssignale digitalisiert. Ferner werden aus den digitalisierten tiefpassgefilterten frequenzumgesetzten Empfangssignalen Richtungssignale, z.B. durch zeitversetztes also laufzeitkompensiertes Addieren ermittelt bzw. berechnet.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, ist diese derart ausgebildet, um die Empfangssignale zum Ermitteln der Richtungssignale in ein tieferes Frequenzband frequenzumzusetzen. Ferner ist die Vorrichtung derart ausgebildet, um die frequenzumgesetzten Empfangssignale tiefpasszufiltern und die tiefpassgefilterten frequenzumgesetzten Empfangssignale zu digitalisieren. Au ßerdem ist die Vorrichtung derart ausgebildet, um aus den digitalisierten tiefpassgefilterten frequenzumgesetzten Empfangssignalen Richtungssignale zu bilden.

Vorteil der Frequenzumsetzung der Empfangssignale ist, dass eine Digitalisierung aufgrund des Nyquist-Shannon-Abtasttheorems mit einer geringeren Samplingfrequenz möglich ist, wodurch vergleichsweise geringere Mengen von Daten verarbeitet werden müssen bzw. geringere Rechenleistung bei einer nachgeschalteten Digitalisierung notwendig ist.

Vorteil der Tiefpassfilterung ist, dass nur die wesentlichen Informationen der frequenzumgesetzten Empfangssignale nach der Tiefpassfilterung erhalten bleiben. Durch die Frequenzumsetzung entstehen nämlich z.B. Summenmischprodukte, die für die weitere Verarbeitung unwesentliche Informationen enthalten. Durch Entfernen dieser unwesentlichen Informationen wird somit ein geringerer Aufwand an Rechenleistung für die weitere Verarbeitung benötigt.

Vorteil der Digitalisierung der tiefpassgefilterten frequenzumgesetzten Empfangssignale ist, dass die weitere Signalverarbeitung nach der Digitalisierung digital durchgeführt werden kann, wodurch ebenfalls eine geringe Rechenleistung und somit geringere Energie für die weitere digitale Verarbeitung im Vergleich zu einer analogen Verarbeitung benötigt wird. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird jede der Richtungsfunktionen mit einer komplexen diskreten Fourier-Transformation in den Spektralbereich transformiert und mit einer inversen komplexen diskreten Fourier- Transformation aus dem Spektralbereich zurück transformiert.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist diese derart ausgebildet, um jede der Richtungsfunktionen mit einer komplexen diskreten Fourier- Transformation in den Spektralbereich zu transformieren und mit einer inversen komplexen diskreten Fourier-Transformation aus dem Spektralbereich zurück zu transformieren.

Vorteil der Transformation der Richtungsfunktionen mit einer komplexen diskreten Fourier- Transformation bzw. der Rücktransformation mit einer inversen komplexen diskreten Fourier- Transformation ist, dass für diese eine geringe Rechenleistung benötigt wird als z.B. für eine normale Fourier-Transformation. Dadurch kann Rechenleistung eingespart werden bzw. die Zeit für die Transformation und für die Rücktransformation verkürzt werden.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung wird jede der Richtungsfunktionen mit linksseitigen und rechtsseitigen Funktionsargumenten aufgefüllt, wobei die linksseitigen Funktionsargumente Richtungen, die linksseitig der Winkel der Empfangsrichtungen der ersten Funktionsargumente liegen, entsprechen. Ferner entsprechen die rechtsseitigen Funktionsargumente Richtungen, die rechtsseitig der Empfangsrichtungen der ersten Funktionsargumente liegen. Linksseitige Funktionsargumente und rechtsseitige Funktionsargumente entsprechen also Richtungen, die au ßerhalb des Gesamtöffnungswinkels der Empfängeranordnung liegen. Hierzu geht man von einer Darstellung aus, dass von einem Nullwinkel, den z.B. eine der Empfangsrichtungen bildet, im Uhrzeigersinn bzw. rechtsdrehend von diesem Nullwinkel aus einige Empfangsrichtungen innerhalb des Gesamtöffnungswinkels rechtsseitigen des Nullwinkels liegen und damit ersten Funktionsargumenten entsprechen. Wiederum liegen weitere Richtungen rechtsseitig bzw. im Uhrzeigersinn au ßerhalb des Gesamtöffnungswinkels der Empfängeranordnung, die dann den rechtsseitigen Funktionsargumenten entsprechen. Linksseitige Funktionsargumente liegen entsprechend linksseitig, also gegen den Uhrzeiger von einem Nullwert gesehen, neben dem Gesamtöffnungswinkel der Empfängeranordnung.

Die linksseitigen Funktionsargumente werden jeweils unterhalb bzw. linksseitig des Funktionsarguments der ersten Funktionsargumente, das der am weitesten links liegenden Empfangsrichtung der Gesamtöffnungswinkel entspricht, und die rechtsseitigen Funktionsargumente oberhalb bzw. rechtsseitig des Funktionsarguments der ersten Funktionsargumente, das der am weitesten rechts liegenden Empfangsrichtung des Gesamtöffnungswinkels entspricht, eingefügt bzw. aufgefüllt. Es werden genauso viele kleinere und größere Funktionsargumente zu den ersten Funktionsargumenten in eine Richtungsfunktion aufgefüllt, so dass die Gesamtanzahl der Funktionsargumente einer Zweierpotenz entspricht.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist diese derart ausgebildet, um jede der Richtungsfunktionen mit linksseitigen und rechtsseitigen Funktionsargumenten aufzufüllen. Hierbei entsprechen die linksseitigen Funktionsargumente linksseitig der Empfangsrichtungen liegende Richtungen und die rechtsseitigen Funktionsargumente rechtsseitig der Empfangsrichtungen liegende Richtungen. Ferner ist die Vorrichtung derart ausgebildet, um die linksseitigen Funktionsargumente linksseitig bzw. unterhalb des Funktionsarguments der ersten Funktionsargumente, das der am weitesten links liegenden Empfangsrichtung des Gesamtöffnungswinkels entspricht, und die rechtsseitigen Funktionsargumente rechtsseitig bzw. oberhalb des Funktionsarguments der ersten Funktionsargumente, das der am weitesten rechts liegenden Empfangsrichtung des Gesamtöffnungswinkels entspricht, aufzufüllen. Die Vorrichtung ist derart ausgebildet, um genau so viele linksseitige und rechtsseitige Funktionsargumente zu den ersten Funktionsargumenten in eine Richtungsfunktion hinzuzufügen bzw. aufzufüllen, so dass die Gesamtanzahl der Funktionsargumente einer Zweierpotenz entspricht.

Vorteil des Hinzufügens bzw. Auffüllens der Richtungsfunktionen mit linksseitigen und rechtsseitigen Funktionsargumenten ist, dass die Richtungsfunktionen jeweils mit einer komplexen schnellen Fourier-Transformation (FFT) in den Spektralbereich transformiert werden können, wodurch weitere Rechenleistung eingespart wird und somit eine schnellere Berechnung mit geringem Energieaufwand als bei der Transformation mit einer komplexen diskreten Fourier- Transformation möglich ist.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens, weist der Funktionswert des am weitesten links liegenden Funktionsarguments der linksseitigen Funktionsargumente, also das Funktionsargument, das der am weitesten links liegenden Richtung entspricht, einen Wert im Bereich von Null oder Null auf. Ebenfalls weist der Funktionswert des am weitesten rechts liegenden Funktionsarguments der rechtsseitigen Funktionsargumente, also das Funktionsargument, das der am weitesten rechts liegenden Richtung entspricht, ebenfalls einen Wert im Bereich von Null oder Null auf. Auch gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist diese derart ausgebildet, um den Funktionswert des am weitesten link liegenden Funktionsarguments der linksseitigen Funktionsargumente derart zu wählen, dass dieses einen Wert im Bereich von Null oder Null aufweist. Ferner ist die Vorrichtung derart ausgebildet, um den Funktionswert des am weitesten rechts liegenden Funktionsarguments der rechtsseitigen Funktionsargumente derart zu wählen, so dass dieser einen Wert im Bereich von Null oder Null aufweist.

Vorteil die Funktionswerte des am weitesten links liegenden Funktionsarguments der linksseitigen Funktionsargumente und des am weitesten rechts liegenden Funktionsarguments der rechtsseitigen Funktionsargumente im Bereich von Null oder Null ist, dass bei der Spektraltransformation der Richtungsfunktionen mit der Fourier-Transformation der sog. "Leck-Effekt" weitestgehend vermieden wird.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Steigungsverlauf der Funktionswerte der ersten Funktionsargumente durch die Funktionswerte der linksseitigen Funktionsargumente im Bereich des liegenden Funktionsarguments der ersten Funktionsargumente, das der am weitesten links liegenden Empfangsrichtung entspricht, in diesem Bereich zunächst fortgeführt, bevor die Funktionswerte der linksseitigen Funktionsargumente bis zum Funktionsargument der linksseitigen Funktionsargumente, das der am weitesten links neben den Empfangsrichtungen links liegenden Richtung entspricht, auf einen Wert im Bereich von Null oder Null abfallen. Ferner wird der Steigungsverlauf der Funktionswerte der ersten Funktionsargumente durch die Funktionswerte der rechtsseitigen Funktionsargumente im Bereich des Funktionsarguments der ersten Funktionsargumente, das der am weitesten rechts liegenden Empfangsrichtung entspricht, in diesem Bereich zunächst fortgeführt, bevor die Funktionswerte der rechtsseitigen Funktionsargumente bis zum Funktionsargument der rechtsseitigen Funktionsargumente, das der am weitesten rechts neben den Empfangsrichtungen rechts liegenden Richtung entspricht, auf einen Wert im Bereich von Null oder Null abfallen. Der Steigungsverlauf der Funktionswerte der ersten Funktionsargumente wird also in den Randbereichen der ersten Funktionsargumente jeweils zu den linksseitigen und den rechtsseitigen Funktionsargumenten betrachtet und jeweils durch die Funktionswerte der linksseitigen und rechtsseitigen Funktionsargumente im jeweiligen Randbereich mit derselben Steigung fortgesetzt.

Vorteil der Fortsetzung der Steigung der Funktionswerte der ersten Funktionsargumente einer Richtungsfunktion in den Randbereichen ist, dass hierdurch eine genauere Interpolation der Frequenzlinien der Empfangsrichtungen in den Randbereichen der Empfängeranordnung, also in den Randbereichen des Gesamtöffnungswinkels, ermöglicht wird.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung wird jeweils eine zu der ersten Spektralfunktion identische zweite Spektralfunktion mit der Funktionsvariablen oder der negierten Funktionsvariablen multipliziert und in gleicher Weise wie die jeweilige erste Spektralfunktion, mit weiteren Spektralfunktionsargumenten aufgefüllt. D.h. zu jeder der ersten Spektralfunktionen wird eine zweite Spektralfunktion erzeugt. Diese zweite Spektralfunktion entspricht sozusagen einer Kopie der ersten Spektralfunktion. Die zweite Spektralfunktion wird dann mit der Funktionsvariablen oder negierten Funktionsvariablen der Spektralwinkelbereichsfunktion multipliziert. Hierbei entspricht die Funktionsvariable der transformierten variablen der Richtungsfunktion multipliziert mit der imaginären Einheit "i" also ^ . Ferner wird die zweite Spektralfunktion in gleicher Weise wie die jeweilige erste Spektralfunktion mit weiteren Spektralfunktionsargumenten zwischen den mittleren Spektralfunktionsargumenten der ersten Spektralfunktionsargumente aufgefüllt. Zuletzt wird jede der aufgefüllten zweiten Spektralfunktionen aus dem Spektralbereich rücktransformiert, wodurch sich eine interpolierte zweite Richtungsfunktion ergibt. Die interpolierte zweite Richtungsfunktion entspricht dabei der abgeleiteten interpolierten ersten Richtungsfunktion.

Vorteil der Bildung der Ableitung der ersten interpolierten Richtungsfunktion durch Multiplikation im Spektralbereich ist, das Maxima der interpolierten ersten Winkelbereichsfunktion einfach bestimmt werden können, wodurch Frequenzlinien mit hohen Amplitudenwerten erkannt werden.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird jede der interpolierten ersten Richtungsfunktionen durch lineare Interpolation mit zusätzlichen weiteren Funktionsargumenten mit interpolierten Funktionswerten aufgefüllt. Es werden also zwischen die ersten Funktionsargumente und die interpolierten Funktionsargumente zusätzliche weitere Funktionsargumente eingefügt, die einen interpolierten Funktionswert aufweisen, der jeweils z.B. dem Mittelwert der dem zusätzlichen weiteren Funktionsargument benachbarten Funktionsargumenten entspricht.

Vorteil der linearen Interpolation ist, dass mit geringer Rechenleistung Frequenzlinien weiterer interpolierter Empfangsrichtungen erzeugt werden können. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus den anhand der beigefügten Zeichnung näher erläuterten Ausführungsbeispielen. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zur Durchführung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens;

Fig. 2 eine genauere Darstellung eines Richtungsbildners der Vorrichtung aus Fig. 1 ;

Fig. 3 eine genauere Darstellung eines Spektralbildners der Vorrichtung aus Fig. 1 ;

Fig. 4 eine genauere Darstellung eines Panoramainterpolators der Vorrichtung aus Fig. 1 ;

Fig. 5a einen Frequenzbereich eines Betragsspektrums mit Frequenzlinien:

Fig. 5b ein Frequenzband mit einem Frequenzbandamplitudenwert;

Fig. 6 eine Richtungsfunktion einer Frequenz;

Fig. 7 die Richtungsfunktion aus Fig. 6, wobei diese mit linksseitigen und rechtsseitigen

Funktionsargumenten aufgefüllt ist;

Fig. 8 den Betrag einer ersten Spektralfunktion;

Fig. 9 den Betrag einer ersten Spektralfunktion mit aufgefüllten weiteren Spektralfunkti- onsargumenten;

Fig. 10 eine interpolierte erste Richtungsfunktion mit linksseitigen und rechtsseitigen Funktionsargumenten und

Fig. 1 1 eine interpolierte erste Richtungsfunktion.

Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung, z.B. einer Sonaranla- ge z.B. an einem Unterwasserfahrzeug oder Unterwasserkörper, mit einer Empfängeranordnung 12, bestehend aus mehreren Empfängern 14a bis 14c zum Empfangen einfallender Schallwellen 15. Die Empfänger 14a bis 14c sind z.B. elektroakustische und/oder optoakusti- sehe Empfänger und/oder Wandler bzw. Hydrophone. Die empfangenen Schallwellen 15 werden mit den Empfängern 14a bis 14c in Empfangssignale 16a bis 16c umgewandelt. Diese Empfangssignale 16a bis 16c werden einem Richtungsbildner 18 zugeführt, der daraus Richtungssignale 20a bis 20c erzeugt. Jedes der Richtungssignale 20a bis 20c entspricht jeweils einer relativen Empfangsrichtung 21 a bis 21 c zur Empfängeranordnung 12.

Die Empfangsrichtungen 21 a bis 21 c entsprechen jeweils einem relativen Winkel zur Empfängeranordnung 12. Beispielhaft ist es vorteilhaft eine der Empfangsrichtungen 21 a bis 21 c als Bezugswinkel oder Nullwinkel festzulegen. In Fig. 1 ist die Empfangsrichtung 21 b als Nullwinkel festgelegt, da diese mittig im Gesamtöffnungswinkel senkrecht zur Empfängeranordnung 12 liegt. Die Empfangsrichtung 21 a liegt dann linksseitig und die Empfangsrichtung 21 b rechtsseitig des Nullwinkels bzw. der Empfangsrichtung 21 c.

Die Richtungssignale 20a bis 20c werden jeweils einem Spektralbildner 22 zugeführt, der jeweils aus einem der Richtungssignale 20a bis 20c ein Frequenzspektrum sowie dessen Betragsspektrum ermittelt. Jedes in einem Spektralbildner 22 ermittelte Betragsspektrum wird einem Panoramainterpolator 24 zugeführt, der dem Spektralbildner 22 nachgeschaltet ist.

Im Panoramainterpolator 24 werden aus den Frequenzlinien der Betragsspektren der Richtungssignale 20a bis 20c einer Empfangsrichtung 21 a bis 21 c weitere Betragsspektren weiterer relativer Richtungen gebildet. Am Ausgang des Panoramainterpolators 24 werden die Frequenzlinien der Empfangsrichtungen 21 a bis 21 c sowie weiterer interpolierter Frequenzlinien weiterer relativer Richtungen ausgegeben.

Fig. 2 zeigt eine genauere Darstellung des Richtungsbildners 18 aus Fig. 1 . Dem Richtungsbildner 18 werden die Empfangssignale 16a bis 16c zugeführt, wobei jedes der Empfangssignale 16a bis 16c jeweils einem Frequenzumsetzer 25 zugeführt wird. Im Frequenzumsetzer 25, der z.B. ein Quadraturmischer ist, werden die Empfangssignale 16a bis 16c in einen tieferen Frequenzbereich frequenzumgesetzt bzw. in einen tieferen Frequenzbereich gemischt. Jedes der frequenzumgesetzten Empfangssignale wird nachfolgend einem Tiefpassfilter 26 zugeführt, um darin die unwesentlichen Frequenzanteile, die z.B. bei der Frequenzumsetzung entstanden sind, zu entfernen.

Jedes der frequenzumgesetzten tiefpassgefilterten Empfangssignale wird einem Analog- /Digital-Wandler 28 zugeführt, der dem Tiefpassfilter 26 nachgeschaltet ist. Der Analog-/Digital- Wandler digitalisiert das frequenzumgesetzte tiefpassgefilterte Empfangssignal mit einer Abtast- rate, die frei wählbar ist jedoch das Nyquist-Shannon-Abtasttheorem berücksichtigen muss. Die frequenzumgesetzten tiefpassgefilterten digitalisierten Empfangssignale werden danach einer Zeitverzögerungsadditionseinheit 30 zugeführt.

In der Zeitverzögerungsadditionseinheit 30 wird eine Laufzeitkompensation der frequenzumgesetzten tiefpassgefilterten digital gewandelten Empfangssignale durchgeführt, um am Ausgang der Zeitverzögerungsadditionseinheit 30 die Richtungssignale 20a bis 20c jeweils einer Empfangsrichtung 21 a bis 21 c auszugeben.

In der Fig. 2 ist eine Zeitverzögerungsadditionseinheit 30 dargestellt, jedoch wäre es auch möglich, Richtungssignale mit einer Phasenverzögerungsadditionseinheit zu ermitteln. Anstatt die Empfangssignale 16a bis 16c wie in einer Zeitverzögerungsadditionseinheit bzgl. ihrer Laufzeit zu kompensieren, also die Empfangssignale 16a bis 16c zeitverzögert miteinander zu addieren, würde die Phase jedes frequenzumgesetzten tiefpassgefilterten digitalisierten Empfangssignals 16a bis 16c in bestimmter Weise verschoben und diese Empfangssignale dann miteinander addiert werden, um die Richtungssignale 21 a bis 21 c zu bilden.

Fig. 3 zeigt den Spektralbildner 22 aus Fig. 1 . Dem Spektralbildner 22 wird ein Richtungssignal 20a der Richtungssignale 20a bis 20c zugeführt und daraus ein Betragsspektrum 32 derselben der Empfangsrichtungen 21 a bis 21 c des Richtungssignals 20a ermittelt.

Das Richtungssignal 20a der Richtungssignale 20a bis 20c wird zunächst einem Fensterbildner 34 zugeführt. Im Fensterbildner 34 wird aus dem Richtungssignal 20a ein Zeitfenster einer definierten Zeitdauer ausgeschnitten. Dieses Zeitfenster, also der zeitliche Abschnitt des Richtungssignals 20a wird einer dem Fensterbildern 34 nachgeschalteten DFT-Einheit 36 zugeführt. In der DFT-Einheit 36 wird aus dem Zeitfenster des Richtungssignals 20a, z.B. mit einer diskreten Fourier-Transformation oder schnellen Fourier-Transformation, ein Frequenzspektrum des zeitlichen Abschnitts des Richtungssignals 20a ermittelt. Das Frequenzspektrum wird einem Betragsbildner 38 zugeführt, der der DFT-Einheit 36 nachgeschaltet ist und durch Betragsbildung des Frequenzspektrums ein Betragsspektrum 32 ermittelt. Das Betragsspektrum 32 wird am Ausgang des Spektralbildners 22 ausgegeben.

Fig. 4 zeigt den Panoramainterpolator 24 aus Fig. 1 . Dem Panoramainterpolator 24 werden die Betragsspektren 32 jedes Richtungssignals 20a bis 20c einer Empfangsrichtung 21 a bis 21 c zugeführt. Jedes Betragsspektrum 32 weist Frequenzlinien auf, die jeweils einer Frequenz des Frequenzbereichs des Betragsspektrums entsprechen und einen Amplitudenwert aufweisen, der ein Maß für die Intensität der Frequenz der jeweiligen Frequenzlinie ist, die aus der dem Betragsspektrum 32 zugeordneten Empfangsrichtung 21 a bis 21 c auf die Empfängeranordnung 12 in Form von Schallwellen 15 einfällt. Die Frequenzlinien werden zunächst im Panoramain- terpolator 24 einem Richtungsfunktionsbildner 40 zugeführt. Im Richtungsfunktionsbildner 40 werden Richtungsfunktionen jeweils für eine Frequenz der Frequenzlinien einer Frequenz des Frequenzbereichs gebildet, wobei jede Richtungsfunktion erste Funktionsargumente aufweist. Die ersten Funktionsargumente einer Richtungsfunktion werden aus den Frequenzlinien derselben Frequenz aller jeweils einer Empfangsrichtung 21 a bis 21 c zugeordneten Betragsspektren 32 gebildet. Benachbarte erste Funktionsargumente entsprechen den Frequenzlinien benachbarter Empfangsrichtungen 21 a bis 21 c.

Für jede Frequenz des Frequenzbereichs des Betragsspektrums 32 wird eine einzelne Richtungsfunktion im Richtungsfunktionsbildner 40 erzeugt. Hierbei können die folgenden Schritte parallel für die einzelnen Richtungsfunktionen in parallelen Verarbeitungswegen oder nacheinander im gleichen Verarbeitungsweg durchgeführt werden.

Jede der Richtungsfunktionen, die im Richtungsfunktionsbildner 40 ermittelt wird, wird einer Auffülleinheit 42 zugeführt. In der Auffülleinheit 42 werden den ersten Funktionsargumenten linksseitige Funktionsargumente und rechtsseitige Funktionsargumente hinzugefügt. Die Richtungsfunktion wird also durch die linksseitige Funktionsargumente sowie die rechtsseitigen Funktionsargumente aufgefüllt. Da jedes Funktionsargument einer Richtungsfunktion verschiedener Empfangsrichtung entspricht, wird hier die Bezeichnung linksseitige Funktionsargumente bzw. rechtsseitige Funktionsargumente gewählt, um damit Funktionsargumente zu beschreiben, die gedachten Richtungen zur Empfängeranordnung 12 entsprechen, die gegen den Uhrzeigersinn, also linksseitig, und im Uhrzeigersinn, also rechtsseitig, neben den Empfangsrichtungen liegen. Durch das Auffüllen ergibt sich eine aufgefüllte Richtungsfunktion, die einer der Auffülleinheit 42 nachgeschalteten zweiten DFT-Einheit 44 zugeführt wird.

Die der zweiten DFT-Einheit 44 zugeführte aufgefüllte Richtungsfunktion wird in eine erste Spektralfunktion transformiert. Hierbei kann exemplarisch analog zur Bezeichnung einer Zeitfunktion, die aus dem Zeitbereich in den Frequenzbereich transformiert wird, die Bezeichnung für die Richtungsfunktion, die aus dem Winkelbereich in den Winkelfrequenzbereich transformiert wird, gewählt werden. Die aufgefüllte Richtungsfunktion wird also spektral, z.B. mit einer komplexen diskreten Fourier-Transformation, transformiert. Die in der zweiten DFT-Einheit 44 erzeugte erste Spektralfunktion 46 wird einem ersten Verarbeitungspfad 48 zugewiesen und dieselbe erste Spektralfunktion 46 wird als zweite Spektralfunktion 50 einem zweiten Verarbeitungspfad 52 zugewiesen. Die zweite Spektralfunktion 50 wird im zweiten Verarbeitungspfad 52 mit der Funktionsvariablen jW bestehend aus der imaginären Einheit, meist als "j" oder "i" bezeichnet und der Winkelfrequenz z.B. W, über den die Spektralfunktionsargumente aufgetragen sind, multipliziert. Ferner ist auch eine Multiplikation mit der negierten Funktionsvariablen -jW möglich.

Nach der Multiplikation wird die multiplizierte zweite Spektralfunktion 50 einem Nullauffüller 54 zugeführt, der zwischen den mittleren Spektralfunktionsargumenten der ersten Spektralfunktionsargumente der zweiten Spektralfunktion 50 weitere Spektralfunktionsargumente hinzufügt, also die zweite Spektralfunktion 50 mit weiteren Spektralfunktionsargumenten auffüllt. Hierbei weisen die weiteren Spektralfunktionsargumente Funktionswerte im Bereich von Null oder Null auf. Nach Auffüllen mit weiteren Spektralfunktionsargumenten wird die aufgefüllte multiplizierte zweite Spektralfunktion 50 einer IDFT-Einheit 56 zugeführt. In der IDFT-Einheit 56 wird die aufgefüllte multiplizierte zweite Spektralfunktion 50, gemäß obiger analog zu einer Zeitfunktion gewählten Bezeichnung aus dem Winkelfrequenzbereich "W" in den Winkelbereich "w", aus dem Spektralbereich zurücktransformiert, z.B. mit einer komplexen inversen diskreten Fourier- Transformation. Am Ausgang des zweiten Verarbeitungspfads 52 entsteht somit eine interpolierte zweite Richtungsfunktion 58.

Die erste Spektralfunktion 46 wird im ersten Verarbeitungspfad 48 in gleicher Weise wie die zweite Spektralfunktion 50 mit weiteren Spektralfunktionsargumenten in einem Nullauffüller 54 aufgefüllt und danach einer IDFT-Einheit 56 zugeführt. Nach Rücktransformation der aufgefüllten ersten Spektralfunktion entsteht am Ausgang der IDFT-Einheit 56 des ersten Verarbeitungspfad 48 eine interpolierte erste Richtungsfunktion 60.

Die interpolierten Richtungsfunktionen enthalten interpolierte Funktionsargumente zwischen ihre ersten linksseitigen und rechtsseitigen Funktionsargumenten. Diese interpolierten Funktionsargumente entsprechen Frequenzlinien der Frequenz der jeweiligen Richtungsfunktion von interpolierten weiteren Richtungen. Die interpolierten Funktionsargumente aller erzeugten Richtungsfunktionen der gleichen Richtung können nun jeweils in einem Betragsspektrum dargestellt werden, das einem interpolierten Betragsspektrum einer interpolierten weiteren Richtung entspricht. Fig. 5a zeigt das einer der relativen Richtungen 21 a bis 21 c zugeordnete Betragsspektrum 32, das am Ausgang des Spektralbildners 22 erzeugt wird. Das Betragsspektrum 32 wird z.B. aus einem Zeitfenster eines der Richtungssignale 20a bis 20c erhalten, wenn dieses Zeitfenster einer DFT-Einheit 36 zugeführt und mit dem Betragsbildner 38 der Betrag berechnet wird. Das Betragsspektrum 32 umfasst einen Frequenzbereich 62. Jede der innerhalb des Frequenzbereichs 62 auftretenden Frequenzlinien 64a bis 64j entspricht einem der Funktionsargumente, also einer Frequenz, des Betragsspektrums 32 auf einer Frequenzachse 66 und weist als Funktionswert einen Amplitudenwert 68 größer Null auf. Hier und im Weiteren wird von einem Amplitudenwert 68 ausgegangen. Es ist jedoch auch möglich das weitere Verfahren mit aus den Amplitudenwerten abgeleiteten Werten durchzuführen. Aus dem Amplitudenwert abgeleitete Werte sind z.B. durch Anwendungen mathematischer Methoden, wie der Logarithmusfunktion, und/oder durch Addition und/oder Multiplikation mit einer Konstanten erhaltene Werte. Die Amplitudenwerte 68 können dabei auf der Amplitudenachse 70 abgelesen werden. Der Frequenzbereich 62 des Betragsspektrums 32 wird durch Einteilung des Frequenzbereichs 62 des Betragsspektrums 32 in benachbarte Frequenzbänder 72a bis 72h eines Teilfrequenzbereichs eingeteilt.

Fig. 5b zeigt eines der Frequenzbänder 72a bis 72h aus Fig. 5b, wobei dieses nur noch eine Frequenzbandlinie 74 anstatt mehrerer Funktionsargumente mit Funktionswerten, also Frequenzlinien 64a bis 64j mit Amplitudenwerten 68, aufweist. Die Frequenzbandlinie 74 ist hier durch Addition der Amplitudenwerte 68 bzw. der Funktionswerte der innerhalb eines der Frequenzbänder 72a bis 72h auftretenden Frequenzlinie 64a bis 64j bzw. Funktionsargumente zu- sammengefasst worden. Die Frequenzbandlinie 74 ist derselben Empfangsrichtung 21 a bis 21 c zugeordnet, der auch das Richtungssignal 20a, aus dem das Betragsspektrum 32 ermittelt wurde, zugeordnet ist, aus dem die Frequenzbandlinie 74 ermittelt wurden. Die Frequenzbandlinie 74 entspricht den Frequenzen des jeweiligen Frequenzbandes 72a bis 72h und weist einen Frequenzbandamplitudenwert 76 auf, der den, z.B. durch Addition oder andere mathematischen Methoden, zusammengefassten Amplitudenwerten der Frequenzlinien 64a bis 64j eines der Frequenzbänder 72a bis 72h entspricht.

Fig. 6 zeigt eine Richtungsfunktion 78, die aus den Frequenzlinien 64a bis 64j oder den Frequenzbandlinien 74 der gleichen Frequenz bzw. des gleichen Frequenzbandes 72a bis 72h unterschiedlicher Empfangsrichtungen 21 a bis 21 c gebildet werden. Jede Frequenzlinie 64a bis 64j bzw. Frequenzbandlinie 74 entspricht einem der ersten Funktionsargumente 82 auf einer ersten Achse 80 und weist einen Funktionswert 84 auf, wobei auf der ersten Achse 80 die unterschiedlichen Empfangsrichtungen 21 a bis 21 c aufgetragen sind. Die Achse wird hier bei- spielhaft mit "w" für Winkel der Empfangsrichtung bezeichnet. Entsprechend der Bezeichnung einer Zeitfunktion in einem Zeitbereich kann die dargestellte Funktion daher als Richtungsfunktion in einem Winkelbereich bezeichnet werden.

Fig. 7 zeigt in einem mittleren Abschnitt 86 die Richtungsfunktion 78 aus Fig. 6. Linksseitig des mittleren Abschnitts 86 sind in einem linksseitigen Abschnitt 88 linksseitige Funktionsargumente 90 unterhalb der ersten Funktionsargumente 64 hinzugefügt worden. Im Bereich 92 des am weitesten links liegenden Funktionsarguments der ersten Funktionsargumente 80 wird die Steigung der ersten Funktionsargumente 80 durch die linksseitigen Funktionsargumente 90 zunächst fortgeführt, bevor die linksseitigen Funktionsargumente 90 bis zum am weitesten links liegenden Funktionsargument der linksseitigen Funktionsargumente 90 auf einen Wert im Bereich von Null bzw. Null abfallen, also einen Funktionswert 84 im Bereich von Null bzw. Null aufweisen.

Rechtsseitig des mittleren Abschnitts 86 in einem rechtsseitigen Abschnitt 94 ist die Richtungsfunktion aus Fig. 6 mit rechtsseitigen Funktionsargumenten 96 aufgefüllt worden. Hierbei setzen im Bereich 98 des am weitesten rechts liegenden Funktionsarguments der ersten Funktionsargumente 80 die rechtsseitigen Funktionsargumente 96 die Steigung der ersten Funktionsargumente 80 fort, bevor das am weitesten rechts liegende der rechtsseitigen Funktionsargumente 96 auf einen Wert im Bereich von Null bzw. Null abfallen.

Fig. 8 zeigt den Realteil 100 einer ersten Spektralfunktion 46, der z.B. mit einer Fourier- Transformation einer Richtungsfunktion 78, wie sie in Fig. 6 dargestellt ist, aus dem Winkelbereich "w" in einen Winkelfrequenzbereich "W" erzeugt wird. Der dargestellte Realteil 100 weist erste Spektralfunktionsargumente 102 auf und ist bzgl. der mittleren Spektralfunktionsargumen- te 104 der ersten Spektralfunktionsargumente 102 symmetrisch, da die für die Erzeugung zugrundegelegte Richtungsfunktion 78 reelwertig ist.

Fig. 9 zeigt einen aufgefüllten Realteil 100 einer ersten Spektralfunktion 46, die in einem mittleren Abschnitt 106 mit weiteren Spektralfunktionsargumenten 108 zwischen den mittleren Spekt- ralfunktionsargumenten 104 der ersten Spektralfunktionsargumente 102 aufgefüllt wurde. Die weiteren Spektralfunktionsargumente 108 im mittleren Abschnitt 106 weisen jeweils einen Funktionswert 1 10 im Bereich von Null, hier gleich Null, auf.

Fig. 10 zeigt eine interpolierte erste Richtungsfunktion 60, die durch Rücktransformation einer aufgefüllten ersten Spektralfunktion 46 erzeugt wurde. Diese interpolierte erste Richtungsfunkti- on 60 ähnelt der Richtungsfunktion 78 aus Fig. 6, wobei die interpolierte erste Richtungsfunktion 60 aus Fig. 10 zwischen den ersten, linksseitigen und rechtsseitigen Funktionsargumenten interpolierte Funktionsargumente 1 12 aufweist. Diese interpolierten Funktionsargumente 1 12 entsprechen interpolierten weiteren relativen Richtungen, die zwischen den Empfangsrichtungen 21 a bis 21 c bzw. Richtungen der entsprechenden ersten Funktionsargumente 80 linksseitigen Funktionsargumenten 90 und rechtsseitigen Funktionsargumenten 96 liegen.

Fig. 1 1 zeigt den mittleren Abschnitt 86 aus Fig. 10 der interpolierten ersten Richtungsfunktion 60, der nach Auskopplung des linksseitigen Abschnitts 88 sowie des rechtsseitigen Abschnitts 94, z.B. durch einfaches Ausblenden, erhalten wird. Es werden nur noch die ersten Funktionsargumente 80 und die interpolierten Funktionswerte 1 12 dargestellt, deren entsprechende Empfangsrichtung 21 a bis 21 c bzw. interpolierte weitere relative Richtung im Bereich des Gesamt- öffnungswinkels der Empfangsanordnung 12 liegt.

Eine derartige interpolierte erste Richtungsfunktion 60 kann nun für jede Frequenzlinie 64a bis 64j bzw. Frequenz des Frequenzbereichs 62 bestimmt werden. Hieraus ergeben sich interpolierte Funktionsargumente 1 12 für jede Frequenz einer interpolierten Richtung. Aus diesen interpolierten Funktionsargumenten 1 12 derselben interpolierten Richtung können dann Betragsspektren 32 jeweils einer interpolierten Richtung gebildet werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die erfindungsgemäße Vorrichtung sowie deren Ausführungsbeispiele können vorteilhafterweise im Bereich von Unterwasserfahrzeugen oder Unterwasserlaufkörpern eingesetzt werden. Hierbei wird eine Sonaranlage des Unterwasserfahrzeugs bzw. des Unterwasserlaufkörpers durch die erfindungsgemäße Vorrichtung ergänzt bzw. derart ausgelegt, dass die Sonaranlage das erfindungsgemäße Verfahren durchführen kann.

Alle in der vorgenannten Figurenbeschreibung, in den Ansprüchen und in der Beschreibungseinleitung genannten Merkmale sind sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander einsetzbar. Die Offenbarung der Erfindung ist somit nicht auf die beschriebenen bzw. beanspruchten Merkmalskombinationen beschränkt. Vielmehr sind alle Merkmalskombinationen als offenbart zu betrachten.