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Online-Nachschlagewerk zur Meeresforschung
Herausgeber: Dr. D. Völker

Fächersonare

Autor: Dr. David Voelker

Fächersonare sind Instrumente der akustischen Erfassung der Gestalt des Meeresbodens. Rechtwinklig zur Fahrtrichtung wird ein Streifen des Meeresbodens durch einzelne Schallstrahlen abgetastet. Die Daten können zu Konturkarten oder 3D-Bildern des Meeresbodens aufgearbeitet werden.

Fächersonare oder Fächerecholote (engl. swath echosounder oder multibeam-echosounder) wie das SEABEAM-System oder das System HYDROSWEEP sind in den Schiffsrumpf eingebaute Sonare, die - anders als herkömmliche Echolotsysteme- zusätzlich zum zentralen Schallstrahl nach unten weitere Schallstrahlen seitlich zur Fahrtrichtung aussenden (den Schallfächer oder "swath"). Für jeden der Schallstrahlen wird die Laufzeit des Signals ermittelt, daraus die Wassertiefe errechnet und damit eine flächenhafte Information zur Wassertiefe unterhalb des Boots zusammengesetzt - in fast-Echtzeit.

HYDROSWEEP-FÄCHERSONAR

Funktionsprinzip des HYDROSWEEP-Fächersonars: der Boden wird durch ein seitlich zur Fahrtrichtung ausgesandten Fächer von akustischen Signalen abgetastet. Zur kontinuierlichen Kalibrierung wird in regelmäßigen Abständen ein Signalfächer in Fahrtrichtung ausgesandt, um die angenommene Schallausbreitungsgeschwindigkeit zu korrigieren. Abbild der SAM-Electronics

Abbildung der Topographie des Meeresbodens durch das SEABEAM-System während der Datenaufzeichnung.

Die Signale tasten entlang der Fahrtroute am Meeresboden eine Fläche ab, deren Breite typischerweise der zweifachen Wassertiefe entspricht. Vorraussetzung für die Technik ist die relativ gute Bündelung der Schallenergie und Empfangssysteme, die auch die schwachen Signale, die von den äußersten Strahlen zurückkommt (die Hauptenegie wird ja am Meeresboden vom Schiff weg reflektiert) noch auswerten können.

Fächersonare arbeiten mit Schallwellen einer hohen Frequenz, die vom Meeresboden zurückgeworfen werden, aber kaum in das Sediment eindringen (~20 bis 100 kHz). Trotzdem erlaubt die Art der Rückstreuung und die Auswertung der Signalstärke ("Backscatter", "Side Scan") Rückschlüsse auf die Bodenbeschaffenheit (Rauhigkeit, Mikrotopographie, Sedimentbeschaffenheit).