Otrzymuję wiele pytań od Czytelników i muszę stwierdzić, że w nawale nowych modeli echosond wciąż są wędkarze którzy czują się lekko zagubieni. Dlatego postanowiłem usystematyzować podstawową wiedzę na temat sonaru, a dla bardziej ambitnych Czytelników dodać nigdy nie publikowane szczegóły.

Zaczynamy od przetwornika echosondy. Przetwornik to część echosondy, która wysyła impuls ultradźwiękowy oraz odbiera sygnały odbite od ryb, dna i podwodnych przeszkód. Zrozumienie, jak działa czujnik, bardzo ułatwia interpretowanie obrazu na ekranie echosondy. Jest kilka parametrów, dzięki którym możemy scharakteryzować przetwornik.

Stożek sygnału.

Na początek, niestety, zburzę wasz dotychczasowy wizerunek stożka sygnału. Powinniśmy sobie zdawać sprawę, że to, co serwują nam producenci, to bardzo mocno uproszczony obraz tego, jak naprawdę rozchodzą się ultradźwięki emitowane przez czujnik.

Na rysunku widzicie rzeczywistą charakterystykę dwóch przetworników.

Na obrazku pokazane są dwie charakterystyki przetworników. Ten z lewej jest uznawany za szerokokątny, ten z prawej za wąskokątny. Publikowanie takich charakterystyk dla wysokiej jakości przetworników to norma. Taki czujnik będzie również pasował do Waszego urządzenia, jedyny szkopuł to cena nawet około 1000 dolarów – często więcej niż sama echosonda.

Ten z lewej jest uznawany za szerokokątny, ten z prawej za wąskokątny (rys 1).To, w jaki sposób rozchodzi się energia fal, ma olbrzymie znaczenie dla odczytu. Jak widzicie bardzo dużo energii kumuluje się w odległości do kilkudziesięciu centymetrów od czujnika. Tej energii jest tak dużo, że wszystkie, nawet najmniejsze, drobiny zawieszone w wodzie bardzo mocno odbijają sygnał. Jak to wpływa na odczyt?

 Na pewno większość z Was zastanawiała się, dlaczego na ekranie echosondy przy powierzchni występuje dziwna warstwa (zazwyczaj jest to pas bardzo mocnych odbić) zwana zakłóceniami powierzchniowymi lub z ang surface clutter. (rys 2)

Na tej grafice w zielonej ramce widzicie klasyczny przykład zakłóceń powierzchniowych (ang. surface clutter). Zakłócenia sięgają nawet do głębokości 2 m od powierzchni. Dlatego tak ważne jest przy pracy na mniejszych głębokościach zmniejszenie siły sygnału poprzez obniżenie czułości urządzenia, inaczej wszystkie echa zleją się w jeden nierozpoznawalny ciąg sygnałów.

Tak to właśnie wpływ charakterystyki przetwornika. Jeśli penetrujecie większe głębokości, zakłócenia te nie mają większego znaczenia, ale na płytkiej wodzie mogą bardzo utrudnić odczyty. Czy jest jakieś remedium na to zjawisko? Echosondy mają automatyczny tryb obniżania energii impulsu w zależności od głębokości, ale nie zawsze daje to zadowalające rezultaty. Wtedy trzeba ręcznie obniżyć czułość lub włączyć filtr, który zredukuje zakłócenia. Większość echosond ma taką funkcję. Oczywiście ustawienia trzeba przetestować, aby nie wylać dziecka z kąpielą i razem z zakłóceniami nie odfiltrować sygnałów pochodzących od ryb.

Kąt stożka sygnału.

To prawdziwy fetysz wędkarskiej elektroniki. Szeroki kąt stożka sygnału – będę widział więcej, w domyśle złowię więcej ryb. Na fetysze nie ma rady. Zauważyli to producenci i hojnie raczą nas parametrami echosond. Przetworniki w folderach mają 60, a nawet 120 stopni.

Na grafice został schematycznie przedstawiony strumień rozchodzenia się sygnału czujnika o tzw. kącie 120 stopni. Jak widzicie, wokół głównego rdzenia rozmieszczone są boczne stożki, które sumując się dają w efekcie kąt 120 stopni (A–A). Główny rdzeń sygnału ma znacznie węższy kąt (B–B).

Jakie to pociąga konsekwencje? Echosonda rzeczywiście może wykrywać ryby w ramach stożka o kącie 120 stopni, ale nie wszystkie, na przykład ryba numer 2 może nie zostać wykryta. Natomiast ryby 1 i 3 wygenerują obraz na ekranie echosondy. Ot, kreatywne podejście do charakterystyki przetwornika.
Ważne, żeby wiedzieć, jak wygląda to w rzeczywistości.

Jak to wygląda w praktyce?

    Znowu wracamy do rysunku (rys 3).Tak wygląda charakterystyka przetwornika o kącie 120 stopni. Jak widzicie, główny strumień energii ultradźwiękowej nie rozchodzi się pod deklarowanym kątem, ale dzięki specjalnej konstrukcji przetwornika wokół rdzenia wykwitają dodatkowe baloniki. Są to tzw. side loobes, czyli boczne stożki. Każdy obiekt, który znajdzie się w obszarze tych baloników, zostanie zarejestrowany i pokazany na ekranie. Ten typ przetwornika nadaje się szczególnie do wykrywania ławic drobnicy, które przebywają w pół wody lub przy powierzchni.

Jeszcze jedna uwaga: każdy przetwornik ma boczny stożek, taka jest już natura energii ultradźwiękowej, że część energii emitowanej z przetwornika ucieka w bok. Nie tak dawno było to nawet wykorzystywane do tworzenia echosond, które miały funkcję patrzenia poziomego. Wystarczyło wytłumić wiązkę skierowaną w dół i wzmocnić tę patrzącą w bok.

 Obecnie, kiedy do powszechnego użytku wchodzą boczne sonary, pomysł ten traci na znaczeniu. Jest jednak sytuacja, kiedy dodatkowy boczny wąs może wprowadzić zakłócenia do odczytu naszej echosondy. Czasami zdarza się, że płynąc wzdłuż stromego brzegu rzeki lub wzdłuż nabrzeża na ekranie echosondy pojawia się dziwny odczyt. Coś jakby linia, którą trudno wytłumaczyć. Może to być sygnał wygenerowany przez boczny stożek, który ociera się o pionowe ściany nabrzeża. Łatwo to sprawdzić. Dziwny sygnał występuje na głębokości równej odległości od brzegu.

Za miesiąc: jak dobrać oczy i uszy echosondy, tak aby wykorzystać wszystkie możliwości sonaru, oraz jak działa i jak jest zbudowany przetwornik najbardziej pożądanej ostatnimi czasy wędkarskiej zabawki – bocznego sonaru.

Echosonda w praktyce

Cezary Karpiński