RU2593673C2 - Radio-hydroacoustic system for parametric reception of waves of sources and phenomena of atmosphere, ocean and earth's crust in marine environment - Google Patents
Radio-hydroacoustic system for parametric reception of waves of sources and phenomena of atmosphere, ocean and earth's crust in marine environment Download PDFInfo
- Publication number
- RU2593673C2 RU2593673C2 RU2015115230/28A RU2015115230A RU2593673C2 RU 2593673 C2 RU2593673 C2 RU 2593673C2 RU 2015115230/28 A RU2015115230/28 A RU 2015115230/28A RU 2015115230 A RU2015115230 A RU 2015115230A RU 2593673 C2 RU2593673 C2 RU 2593673C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- waves
- parametric
- radio
- acoustic
- receiving
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к гидрофизике, геофизике и радиофизике. Оно предназначено для формирования пространственно-развитых просветных радиогидроакустических систем мониторинга акустических, гидродинамических и электромагнитных полей, формируемых искусственными и естественными источниками, а также опасными явлениями атмосферы, океана и земной коры. Диапазон частот измеряемых полей составляет сотни-десятки-единицы-доли герц, включая сверхнизкочастотные (СНЧ) волны, формируемые колебаниями движущихся объектов и неоднородностей морской среды как целого.The invention relates to hydrophysics, geophysics and radiophysics. It is intended for the formation of spatially-developed translucent radio-acoustic systems for monitoring acoustic, hydrodynamic and electromagnetic fields generated by artificial and natural sources, as well as dangerous phenomena of the atmosphere, ocean and earth's crust. The frequency range of the measured fields is hundreds, tens, units, or fractions of hertz, including ultra-low-frequency (ELF) waves formed by vibrations of moving objects and inhomogeneities of the marine environment as a whole.
Разработки гидроакустических систем мониторинга полей объектов и среды на основе приемных параметрических антенн (ППА) в России, а также в зарубежных странах (преимущественно в США и Японии) интенсивно проводились еще в прошлом столетии. В России параметрические антенны разрабатывались и были успешно реализованы акустиками Таганрогского политехнического института, что широко опубликовано в изданиях различного уровня и изложено в монографиях (Новиков Б.К., Тимошенко В.И. Параметрические антенны в гидролокации. - Л.: Судостроение, 1990. С. 17-40, 203-225). Параметрические антенны и реализующие их радиотехнические системы основаны на использовании естественных нелинейных свойств морской среды. В протяженных ППА, буксируемых морскими суднами, дополнительно к нелинейным свойствам морской среды используются нелинейные свойства области кильватерного следа судна-носителя. Во всех указанных случаях применялась только высокочастотная акустическая накачка среды, частота которой составляла десятки, чаще сотни кГц. Параметрические антенны расширили возможности приема информационных волн в низкочастотную область, а также повысили чувствительность приема таких волн. При этом дальность приема волн в системах с высокочастотными параметрическими антеннами оставалась незначительной и составляла сотни метров и только в отдельных случаях более одного километра. Основными недостатками параметрических систем с высокочастотными приемными антеннами являются ограниченная дальность приема информационных полей и ограниченная возможность измерения их пространственно-временных характеристик.The development of sonar systems for monitoring the fields of objects and the environment based on receiving parametric antennas (PAP) in Russia, as well as in foreign countries (mainly in the USA and Japan), was intensively carried out as far back as the last century. In Russia, parametric antennas were developed and successfully implemented by acoustics of the Taganrog Polytechnic Institute, which has been widely published in publications of various levels and set out in monographs (Novikov B.K., Timoshenko V.I. Parametric antennas in sonar. - L .: Sudostroenie, 1990. S. 17-40, 203-225). Parametric antennas and their radio engineering systems are based on the use of the natural nonlinear properties of the marine environment. In extended PAP towed by sea vessels, in addition to the nonlinear properties of the marine environment, nonlinear properties of the wake area of the carrier vessel are used. In all these cases, only high-frequency acoustic pumping of the medium was used, the frequency of which was tens, usually hundreds of kHz. Parametric antennas have expanded the ability to receive information waves in the low-frequency region, as well as increased the sensitivity of reception of such waves. At the same time, the wave reception range in systems with high-frequency parametric antennas remained insignificant and amounted to hundreds of meters and, in some cases, more than one kilometer. The main disadvantages of parametric systems with high-frequency receiving antennas are the limited range of reception of information fields and the limited ability to measure their spatio-temporal characteristics.
Сформулируем принципиальные недостатки высокочастотных параметрических антенн, которые необходимо устранить в предлагаемом изобретении.We formulate the fundamental disadvantages of high-frequency parametric antennas, which must be eliminated in the present invention.
1. Малый объем рабочей зоны нелинейного взаимодействия волн накачки среды и измеряемых информационных, что особенно ограничивает возможность эффективного приема волн инфранизкого и дробного диапазонов частот, которые формируются явлениями в атмосфере, океане и земной коре.1. The small volume of the working zone of the nonlinear interaction of the pumping medium waves and the measured information waves, which especially limits the possibility of efficient reception of waves of the infra-low and fractional frequency ranges that are formed by phenomena in the atmosphere, ocean and the earth's crust.
2. Малая протяженность параметрической антенны и формирование ее объема только вблизи приемных блоков, что также ограничивает возможность дальнего приема информационных сигналов как волн «малых амплитуд».2. The small length of the parametric antenna and the formation of its volume only near the receiving units, which also limits the possibility of distant reception of information signals as waves of "small amplitudes".
3. Не используются закономерности многолучевого распространения волн накачки среды и информационных волн на протяженных трассах, что, в свою очередь, не обеспечивает эффективный параметрический прием информационных волн, формируемых в воздушной и морской среде, а также в донном грунте за счет их взаимодействия с просветными волнами на протяженных трассах их распространения.3. The laws of multipath propagation of medium pumping waves and information waves along extended paths are not used, which, in turn, does not provide efficient parametric reception of information waves generated in the air and sea environment, as well as in the bottom soil due to their interaction with translucent waves on long routes of their distribution.
4. Отсутствует контролируемая взаимосвязь работы излучающего и приемного трактов системы мониторинга предпочтительно по каналам радиосвязи. Это исключает возможность оперативной подстройки режимов работы системы к изменяющимся условиям среды распространения просветных волн, а также к многообразному проявлению измеряемых информационных волн.4. There is no controlled relationship between the operation of the emitting and receiving paths of the monitoring system, preferably via radio channels. This excludes the possibility of promptly adjusting the operating modes of the system to the changing environmental conditions of the propagation of translucent waves, as well as to the manifold manifestation of the measured information waves.
Устранение этих недостатков и достижение новых положительных эффектов в предлагаемом изобретении может быть достигнуто на основе научно-технических разработок нелинейной просветной гидроакустики за счет формирования низкочастотной просветной системы мониторинга как пространственно-развитой многолучевой параметрической антенны, соизмеримой с объемом и протяженностью контролируемой акватории, что представляется в последующем изложении материалов заявки.The elimination of these shortcomings and the achievement of new positive effects in the present invention can be achieved on the basis of scientific and technical developments of nonlinear translucent hydroacoustics due to the formation of a low-frequency translucent monitoring system as a spatially developed multipath parametric antenna, commensurate with the volume and length of the monitored water area, which is presented in the following statement of application materials.
Известна гидроакустическая система, реализующая способ параметрического приема волн различной физической природы в морской среде (патент №2474794 RU, МПК G01H 3/00, G10K 11/00, от 15.06.2011 г.). Гидроакустическая система параметрического приема волн различной физической природы в морской среде включает в себя разнесенные на противоположные границы контролируемой среды излучающий и приемные акустические преобразователи, сформированную между ними рабочую зону нелинейного взаимодействия и параметрического преобразования просветных акустических и информационных волн различной физической природы, соединенные с преобразователями, соответственно, излучающий тракт, который включает последовательно соединенные блоки формирователя просветных сигналов стабилизированной частоты, усилителя мощности и акустического преобразователя (излучателя) сигналов подсветки среды, а также тракт приема нелинейно преобразованных просветных волн, который включает в себя последовательно соединенные блоки двухканального усилителя просветных сигналов в полосе параметрического преобразования, измерителя их разности фаз, преобразователя частотно-временного масштаба в высокочастотную область, узкополосного анализатора спектров, регистратора информационных сигналов (рекордера). Идентификация выделяемых информационных сигналов проводится с учетом их частотно-временного и параметрического преобразования в приемном тракте и морской среде.Known sonar system that implements a method of parametric reception of waves of various physical nature in the marine environment (patent No. 2474794 RU, IPC
Наиболее близкой по технической сущности к заявляемому изобретению является гидроакустическая просветная система, реализующая способ параметрического приема волн различной физической природы в морской среде (патент №2474793 RU, МПК G01H 3/00, G10K 11/00, от 15.06.2011). Гидроакустическая система параметрического приема волн различной физической природы в морской среде включает в себя размещенные на противоположных границах контролируемой морской среды излучающий и три приемных акустических преобразователя, сформированные между ними три зоны нелинейного взаимодействия просветных и информационных волн (просветные параметрические антенны), соединенные с излучающим и приемными преобразователями соответственно, а также излучающий тракт системы, который включает последовательно соединенные блоки формирователя сигналов стабилизированной звуковой частоты, усилителя мощности и акустического преобразователя (излучателя) сигналов подсветки среды, а также тракт приема нелинейно преобразованных просветных волн, который включает последовательно соединенные блоки: трехканального усилителя просветных сигналов в полосе параметрического преобразования, преобразователя частотно-временного масштаба в высокочастотную область, узкополосного анализатора спектров и функционально связанного с ним регистратора (рекордера); при этом выходы приемных преобразователей соединены также с входами блока измерения функций корреляции сигналов между средним и крайними приемниками, далее с блоком функции их взаимной корреляции и регистратором. Идентификация выделяемых при анализе информационных волн проводится с учетом частотно-временного и параметрического преобразования просветных волн в приемном тракте системы и в рабочей зоне среды. Рассмотренная гидроакустическая система выбрана в качестве прототипа, но имеет недостатки, которые будут устранены в заявляемом изобретении. Исходя из этого, рассмотрим их сущность.The closest in technical essence to the claimed invention is a hydroacoustic luminaire system that implements a method for parametric reception of waves of various physical nature in the marine environment (RU patent No. 2474793, IPC
Недостатками системы-прототипа и приведенной выше гидроакустической системы являются ограниченные возможности параметрического приема волн, формируемых в атмосфере, океанской среде и земной коре, в том числе формируемых вне зоны размещения параметрической просветной системы. Это выражается также в недостаточной чувствительности приема и, как следствие, дальности приема, но особенно характерно это проявляется при приеме волн, поступающих в морскую среду из атмосферы и земной коры (морского грунта). Не решается также задача подстройки режимов работы излучающего и приемного трактов системы мониторинга к изменяющимся условиям среды распространения просветных волн и к многообразию проявления источников информационных волн. Основной причиной перечисленных недостатков является то, что просветная система мониторинга не рассматривается как пространственно-развитая по объему и протяженности среды многолучевая параметрическая антенна, в которой используются закономерности многолучевого распространения волн на протяженных морских трассах в наблюдаемых секторах контролируемой акватории.The disadvantages of the prototype system and the above hydroacoustic system are the limited capabilities of the parametric reception of waves generated in the atmosphere, ocean environment and the earth's crust, including those formed outside the zone of placement of the parametric lumen system. This is also expressed in the insufficient sensitivity of reception and, as a result, in the range of reception, but it is especially characteristic when receiving waves entering the marine environment from the atmosphere and the earth's crust (sea soil). The problem of adjusting the operating modes of the emitting and receiving paths of the monitoring system to the changing environmental conditions of the propagation of translucent waves and to the manifold manifestation of sources of information waves is also not being solved. The main reason for these shortcomings is that the luminal monitoring system is not considered as a spatially developed in terms of volume and extent of the medium multi-beam parametric antenna, which uses the laws of multipath wave propagation along long sea routes in the observed sectors of the controlled area.
Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, заключается в увеличении дальности параметрического приема информационных волн, формируемых естественными и искусственными источниками, а также процессами и явлениями атмосферы, океана и земной коры в звуковом, инфразвуковом, дробном и сверхнизкочастотном (СНЧ) диапазонах. Подстройка согласованного режима работы излучающего и приемного трактов системы мониторинга к изменяющимся условиям среды распространения просветных волн и к проявлениям информационных волн решается путем введения в систему мониторинга информационно-аналитического центра (ИАЦ), обеспечивающего оперативный анализ многоканально принимаемой многофункциональной информации. ИАЦ дополнительно к управлению работой системы мониторинга обеспечивает также оперативный обмен измеряемой информацией о полях атмосферы, океана и земной коры. Это особенно необходимо при формировании системы мониторинга как широкомасштабной в пределах смежных акваторий, например акваторий Охотского моря и Курильской островной гряды. Именно на этих акваториях были получены используемые в заявке материалы морских исследований макетов экспериментальных систем мониторинга.The problem to which the claimed invention is directed is to increase the range of the parametric reception of information waves generated by natural and artificial sources, as well as processes and phenomena of the atmosphere, ocean and the earth's crust in the sound, infrasound, fractional and ultra-low-frequency (ELF) ranges. The adjustment of the agreed mode of operation of the emitting and receiving paths of the monitoring system to changing environmental conditions of the propagation of luminous waves and to the manifestations of information waves is solved by introducing into the monitoring system an information-analytical center (IAC) that provides operational analysis of multichannel received multifunctional information. In addition to managing the monitoring system, the IAC also provides an operational exchange of measurable information on the fields of the atmosphere, ocean and the earth's crust. This is especially necessary when creating a monitoring system as large-scale within adjacent water areas, for example, the waters of the Sea of Okhotsk and the Kuril Islands. It was in these water areas that the materials used in the application for marine studies of the models of experimental monitoring systems were obtained.
Технический результат предлагаемого изобретения выражается в разработке и реализации радиогидроакустической просветной системы мониторинга как многолучевой параметрической антенны, соизмеримой с протяженностью пространства контролируемой среды. Система обеспечивает дальний параметрический прием в морской среде волн различной физической природы (акустических, электромагнитных, гидродинамических), формируемых естественными и искусственными источниками, явлениями и процессами атмосферы, океана и земной коры. Диапазон частот принимаемых волн составляет сотни-десятки-единицы-доли герц, включая СНЧ колебания движущихся объектов как целого. Система обеспечивает также возможность оперативной подстройки режимов своей работы к изменениям условий среды распространения просветных волн, а также к проявлению признаков источников информационных волн.The technical result of the invention is expressed in the development and implementation of a radio-acoustic acoustic monitoring system as a multi-beam parametric antenna, commensurate with the length of the space of the controlled environment. The system provides long-range parametric reception in the marine environment of waves of various physical nature (acoustic, electromagnetic, hydrodynamic) generated by natural and artificial sources, phenomena and processes of the atmosphere, ocean and the earth's crust. The frequency range of the received waves is hundreds, tens, units, or fractions of hertz, including the VLF oscillations of moving objects as a whole. The system also provides the ability to quickly adjust its operating modes to changes in the conditions of the propagation medium of luminal waves, as well as to the manifestation of signs of sources of information waves.
Для решения поставленной задачи радиогидроакустическая система параметрического приема волн, источников и явлений атмосферы, океана и земной коры в морской среде включает в себя установленные на противоположных границах контролируемой среды излучающий и как минимум три приемных акустических преобразователя, сформированные между ними три зоны нелинейного взаимодействия просветных и информационных волн как просветные параметрические антенны, а также соединенные с излучающим и приемными преобразователями соответственно излучающий тракт, который включает в себя последовательно соединенные блоки формирователя сигналов стабилизированной частоты в диапазоне частот десятки-сотни герц, усилителя мощности сигналов и акустического преобразователя как излучателя сигналов подсветки среды, а также тракт приема нелинейно преобразованных просветных волн, который включает в себя последовательно соединенные блоки: трехканального полосового усилителя просветных сигналов, преобразователя частотно-временного масштаба в высокочастотную область, узкополосного анализатора спектров, измерителя функций корреляции сигналов между средним и крайними приемными преобразователями, далее блока выделения функции их взаимной корреляции и регистратора сигналов. Предлагаемая радиогидроакустическая система принципиально отличается тем, что рабочая зона нелинейного взаимодействия и параметрического преобразования просветных и информационных волн сформирована в вертикальной плоскости среды как многолучевая пространственно развитая просветная параметрическая антенна, для чего используются три всенаправленных излучающих преобразователя, вертикально расположенных в центре акватории и установленных на оси, ниже и выше оси подводного звукового канала (ПЗК), а приемные преобразователи объединены в три одинаковых блока, расположенных в вертикальной плоскости по равнобедренным треугольникам, которые установлены относительно оси ПЗК аналогично излучающим блокам и размещены по кругу и (или) периметру на противоположной границе акватории. При этом приемный тракт измерительной системы сформирован как многоканальный и включает один канал (линию) спектрального анализа для выделения информационных сигналов, содержащий последовательно соединенные блоки полосового усилителя, преобразователя временного масштаба принимаемых сигналов в высокочастотную область, узкополосного анализатора спектров и функционально связанного с ним регистратора (рекордера). При этом одиночные гидрофоны каждого приемного блока посредством кабелей через блок переключения каналов соединены с тремя линиями корреляционного и взаимно-корреляционного анализа измерительной системы, а выходы каналов (линий) спектрального и корреляционного анализа принимаемых просветных сигналов соединены с входом блока анализа выделяемой комплексной информации, выход которого через радиоблок соединен с информационно-аналитическим центром системы мониторинга. Информационно-аналитический центр содержит последовательно соединенные: приемный радиоблок, блок системного анализа и передающий радиоблок, выход которого по радиоканалу соединен с блоком формирователя сигналов передающего тракта системы мониторинга. Кроме того, многоканальная просветная параметрическая система сформирована как комплекс вертикальных многолучевых параметрических антенн, расположенных по кругу или периметру контролируемой акватории через 45° и ориентированных радиально от излучающего центра к периферии, что обеспечивает формирование общей пространственно-развитой параметрической системы мониторинга. Кроме того, расстояние между акустическими преобразователями приемных блоков, размещенных в вертикальной плоскости, устанавливается в соответствии с корреляционными характеристиками вертикальной структуры просветного акустического поля. Кроме того, широкомасштабная просветная радиогидроакустическая система может масштабироваться (наращивается) путем объединения измеряемой информации с аналогичных подсистем мониторинга, сформированных на смежных акваториях, в информационно-аналитическом центре с использованием каналов радиосвязи.To solve the problem, a radio-acoustic system for the parametric reception of waves, sources and phenomena of the atmosphere, ocean and the earth's crust in the marine environment includes emitting radiation and at least three receiving acoustic transducers installed at the opposite boundaries of the controlled environment, three zones of nonlinear interaction between the transmission and information waves as translucent parametric antennas, as well as those connected with radiating and receiving transducers respectively radiating a path that includes serially connected blocks of a stabilized frequency signal generator in the frequency range of tens to hundreds of hertz, a signal power amplifier and an acoustic transducer as an emitter of medium illumination signals, and a path for receiving nonlinearly transformed translucent waves, which includes serially connected blocks: a three-channel band amplifier of translucent signals, a converter of the time-frequency scale to the high-frequency region, a narrow-band analyzer pektrov, measuring correlation functions of signals between the middle and extreme receiving transducers selection unit further function of their cross-correlation signal and registrar. The proposed radio-acoustic system is fundamentally different in that the working area of nonlinear interaction and parametric transformation of the luminous and information waves is formed in the vertical plane of the medium as a multi-beam spatially developed luminous parametric antenna, for which three omnidirectional radiating transducers are used, vertically located in the center of the water area and mounted on the axis, below and above the axis of the underwater sound channel (PZK), and the receiving transducers are combined They are in three identical blocks located in a vertical plane along isosceles triangles, which are installed relative to the SLC axis similarly to radiating blocks and are placed in a circle and (or) perimeter at the opposite boundary of the water area. In this case, the receiving path of the measuring system is formed as a multi-channel one and includes one channel (line) of spectral analysis for extracting information signals, containing series-connected blocks of a strip amplifier, a converter of the time scale of the received signals in the high-frequency region, a narrow-band spectrum analyzer, and a functionally associated recorder (recorder) ) In this case, the single hydrophones of each receiving unit are connected via cables through the channel switching unit to three lines of correlation and cross-correlation analysis of the measuring system, and the outputs of the channels (lines) of the spectral and correlation analysis of the received transparency signals are connected to the input of the analysis unit of the extracted complex information, the output of which through a radio block connected to the information and analytical center of the monitoring system. The information-analytical center contains serially connected: a receiving radio block, a system analysis block and a transmitting radio block, the output of which is connected via a radio channel to the signal conditioning unit of the transmitting path of the monitoring system. In addition, the multichannel lumen parametric system is formed as a complex of vertical multipath parametric antennas located around the controlled area around the circle or perimeter through 45 ° and oriented radially from the emitting center to the periphery, which ensures the formation of a common spatially developed parametric monitoring system. In addition, the distance between the acoustic transducers of the receiving units placed in a vertical plane is set in accordance with the correlation characteristics of the vertical structure of the translucent acoustic field. In addition, a large-scale translucent radio-acoustic system can be scaled (scaled up) by combining measured information from similar monitoring subsystems formed in adjacent water areas in an information-analytical center using radio communication channels.
Сопоставительный анализ признаков заявляемого изобретения и известных технических решений свидетельствует о его соответствии критерию «новизна».A comparative analysis of the features of the claimed invention and known technical solutions indicates its compliance with the criterion of "novelty."
Признаки отличительной части формулы изобретения решают следующие функциональные задачи.The features of the characterizing part of the claims solve the following functional tasks.
Признак, указывающий на то, что «рабочая зона нелинейного взаимодействия и параметрического преобразования просветных и информационных волн сформирована в вертикальной плоскости среды как многолучевая пространственно развитая просветная параметрическая антенна», обеспечивает возможность решения всех последующих отличительных признаков, а по их совокупности решение обобщенной задачи изобретения. Многолучевое распространение просветных волн в протяженной морской среде наиболее эффективно реализуется при приеме волн искусственных и естественных источников, поступающих из атмосферы или с морского дна. Необходимо отметить также, что расположение излучающих и приемных акустических преобразователей в вертикальной плоскости основывается на закономерностях многолучевого распространения волн в протяженном гидроакустическом канале. В мелководной среде распространения акустических волн с переходом в глубоководную зону, расположение преобразователей будет определяться в соответствии с указанными отличительными свойствами канала распространения волн (Л.М. Бреховских. Волны в слоистых средах. - М.: Наука, 1973. - 340 с.).A sign indicating that "the working area of nonlinear interaction and parametric transformation of the luminal and information waves is formed in the vertical plane of the medium as a multi-beam spatially developed luminal parametric antenna", provides the opportunity to solve all the following distinguishing features, and together they solve the generalized problem of the invention. The multipath propagation of translucent waves in an extended marine environment is most effectively realized when receiving waves of artificial and natural sources coming from the atmosphere or from the seabed. It should also be noted that the location of the emitting and receiving acoustic transducers in a vertical plane is based on the laws of multipath wave propagation in an extended sonar channel. In a shallow-water medium of propagation of acoustic waves with a transition to the deep-water zone, the location of the transducers will be determined in accordance with the indicated distinctive properties of the wave propagation channel (L. M. Brekhovskikh. Waves in layered media. - M .: Nauka, 1973. - 340 p.) .
Признак, указывающий на то, что «для чего используются три всенаправленных излучающих преобразователя, вертикально расположенные в центре акватории и установленные: на оси, ниже и выше оси подводного звукового канала (ПЗК), а приемные преобразователи объединены в три одинаковых блока, расположенных в вертикальной плоскости по равнобедренным треугольникам, которые установлены относительно оси ПЗК аналогично излучающим блокам и размещены по кругу и (или) периметру на противоположной границе акватории», обеспечивает технологию размещения излучающих и приемных блоков для реализации работы создаваемой просветной системы мониторинга.A sign indicating that “for which three omnidirectional radiating transducers are used, vertically located in the center of the water area and installed: on the axis below and above the axis of the underwater sound channel (PPC), and the receiving transducers are combined into three identical blocks located in the vertical planes along isosceles triangles, which are installed relative to the PZZ axis in the same way as radiating blocks and are arranged in a circle and (or) perimeter on the opposite border of the water area, ”provides placement technology I transmitting and receiving units for the implementation of the work of the created enlightened monitoring system.
Признак, указывающий на то, что «приемный тракт измерительной системы сформирован как многоканальный и включает один канал (линию) спектрального анализа для выделения информационных сигналов, содержащий последовательно соединенные блоки полосового усилителя, преобразователя временного масштаба принимаемых сигналов в высокочастотную область, узкополосного анализатора спектров и функционально связанного с ним регистратора (рекордера)», обеспечивает технологию выделения из принимаемых просветных сигналов информационных волн в диапазоне частот сотни-десятки-единицы-доли герц, включая СНЧ колебания движущихся объектов.A sign indicating that the "receiving path of the measuring system is formed as a multichannel one and includes one channel (line) of spectral analysis for extracting information signals, containing series-connected blocks of a strip amplifier, a converter of the time scale of the received signals in the high-frequency region, a narrow-band spectrum analyzer and functionally the associated recorder (recorder) ”, provides a technology for extracting information waves from the received translucent signals in a range zone pass hundreds to tens of unit-share of Hertz, including ELF vibrations of moving objects.
Признак, указывающий на то, что «одиночные гидрофоны каждого приемного блока посредством кабелей через блок переключения каналов соединены с тремя линиями корреляционного и взаимно-корреляционного анализа измерительной системы», обеспечивает возможность приема информационных волн атмосферы, океана и земной коры на основе корреляционного и взаимно-корреляционного анализа для разделения лучей просветных сигналов «сверху и снизу», принимаемых блоками системы, расположенными выше оси, на оси и ниже оси ПЗК.A sign indicating that “single hydrophones of each receiving unit are connected via cables through a channel switching unit to three lines of correlation and cross-correlation analysis of the measurement system”, provides the possibility of receiving information waves of the atmosphere, ocean and the earth's crust based on correlation and mutual correlation analysis for separation of the rays of the transparent signals “above and below”, received by the blocks of the system located above the axis, on the axis and below the SLC axis.
Признак, указывающий на то, что «выходы каналов (линий) спектрального и корреляционного анализа принимаемых просветных сигналов соединены с входом блока анализа выделяемой комплексной информации», обеспечивает обобщение и предварительный анализ комплексной информации, а также ее подготовку для передачи по каналам связи в информационно-аналитический центр.A sign indicating that "the outputs of the channels (lines) of the spectral and correlation analysis of the received translucent signals are connected to the input of the analysis unit of the extracted complex information", provides a synthesis and preliminary analysis of complex information, as well as its preparation for transmission over communication channels in information analytical center.
Признак, указывающий на то, что «выход блока анализа комплексной информации через радиоблок соединен с информационно-аналитическим центром системы мониторинга, содержащим последовательно соединенные приемный радиоблок, блок системного анализа и передающий радиоблок, выход которого по радиоканалу соединен с блоком формирователя сигналов передающего тракта системы мониторинга», обеспечивает обобщающий технический результат создаваемой пространственно развитой просветной системы мониторинга полей различной физической природы атмосферы, океана и земной коры в широком диапазоне частот. Это заключается в том, что блок системного анализа многоканально измеряемой многофункциональной информации завершает анализ и идентификацию источников формирования волн атмосферы, океана и земной коры с последующей выработкой управляющих (корректирующих) команд (сигналов) и их передачей по каналам связи в передающий тракт системы мониторинга.A sign indicating that “the output of the complex information analysis unit through the radio block is connected to the information and analytical center of the monitoring system containing the receiver radio block in series, the system analysis block and the transmitting radio block, the output of which via radio channel is connected to the signal conditioning unit of the transmitting path of the monitoring system ", Provides a generalized technical result of the created spatially developed enlightened system for monitoring fields of various physical nature atm sphere, and ocean crust over a wide frequency range. This consists in the fact that the system analysis unit of multichannel measured multifunctional information completes the analysis and identification of the sources of formation of waves of the atmosphere, ocean and the earth's crust with the subsequent development of control (correcting) commands (signals) and their transmission via communication channels to the transmitting path of the monitoring system.
Дополнительный признак, указывающий на то, что «многоканальная просветная параметрическая система формируется как комплекс вертикальных многолучевых параметрических антенн, расположенных по кругу или периметру контролируемой акватории через 45° и ориентированных радиально от излучающего центра к периферии», обеспечивает возможность формирования системы мониторинга как пространственно-развитой по всему пространству контролируемой акватории.An additional sign indicating that “a multichannel luminous parametric system is formed as a complex of vertical multipath parametric antennas located around a circle or perimeter of a controlled water area at 45 ° and oriented radially from the emitting center to the periphery”, makes it possible to form a monitoring system as spatially developed throughout the space of the controlled water area.
Дополнительный признак, указывающий на то, что «расстояние между акустическими преобразователями приемных блоков, размещенных в вертикальной плоскости, устанавливается в соответствии с корреляционными характеристиками вертикальной структуры просветного акустического поля», обеспечивает помехоустойчивое выделение информационных сигналов и надежность работы системы мониторинга в условиях многолучевого распространения просветных акустических волн на протяженных трассах.An additional feature indicating that “the distance between the acoustic transducers of the receiving units located in the vertical plane is set in accordance with the correlation characteristics of the vertical structure of the luminous acoustic field”, provides noise-resistant separation of information signals and the reliability of the monitoring system in multipath propagation of luminous acoustic waves on long tracks.
Дополнительный признак, указывающий на то, что «просветная радиогидроакустическая система может масштабироваться (наращивается) путем объединения измеряемой информации с аналогичных подсистем мониторинга, сформированных на смежных акваториях, в информационно-аналитическом центре с использованием каналов радиосвязи», обеспечивает возможность ее наращивания в пределах соседних акваторий.An additional feature indicating that the “translucent radio-acoustic system can be scaled (scaled up) by combining the measured information from similar monitoring subsystems formed in adjacent water areas in an information-analytical center using radio communication channels,” makes it possible to build it up in neighboring water areas .
Заявленное изобретение иллюстрируется чертежами.The claimed invention is illustrated by drawings.
На фиг. 1 приведена структурная схема широкомасштабной радиогидроакустической системы мониторинга.In FIG. 1 is a structural diagram of a large-scale radio-acoustic monitoring system.
На фиг. 2 приведена схема пространственного расположения излучающего и приемных трактов (блоков) системы мониторинга на контролируемой акватории.In FIG. Figure 2 shows the spatial arrangement of the emitting and receiving paths (blocks) of the monitoring system in a controlled area.
На фиг. 3-5 приведены спектры и спектрограммы гидрофизических полей источников морской среды (источников полей океана). При этом на фиг. 3 - спектрограмма упругих резонансных и гидродинамических полей движущегося морского судна, измеренных параметрическим способом. Частота подсветки среды составляла 400 Гц, протяженность обследуемой акватории 30 км. Фиг. 4 - спектр электромагнитных излучений морского судна. Измерения проводились параметрическим просветным способом, частота подсветки - 390 Гц. Протяженность обследуемой акватории 45 км. Фиг. 5 - спектр и спектрограмма шумового излучения морского судна (вально-лопастного звукоряда). На чертеже представлен результат «тройного» нелинейного взаимодействия волн различной физической природы в морской среде. На просветной трассе протяженностью 30 км наблюдаются акустические волны на частоте подсветки среды 386 Гц, электромагнитные волны на частоте 400 Гц и акустические волны вально-лопастного звукоряда морского судна.In FIG. 3-5 show spectra and spectrograms of hydrophysical fields of sources of the marine environment (sources of ocean fields). Moreover, in FIG. 3 is a spectrogram of the elastic resonant and hydrodynamic fields of a moving marine vessel, measured in a parametric manner. The frequency of illumination of the medium was 400 Hz, the length of the surveyed water area was 30 km. FIG. 4 - spectrum of electromagnetic radiation of a marine vessel. The measurements were carried out by the parametric translucent method, the backlight frequency was 390 Hz. The length of the surveyed water area is 45 km. FIG. 5 - spectrum and spectrogram of noise radiation of a marine vessel (shaft-lobe scale). The drawing shows the result of the "triple" nonlinear interaction of waves of various physical nature in the marine environment. Acoustic waves at a frequency of illumination of 386 Hz, electromagnetic waves at a frequency of 400 Hz and acoustic waves of a vane-blade scale of a marine vessel are observed on a 30-km long path.
Фиг. 6, 7 - запись сигнала предвестника землетрясений (амплитудно-временная характеристика) и спектр в формате 3D (поля источников земной коры). Измерения соответствуют формированию сейсмических возмущений в районах Курильской островной гряды и их приему на измерительном поле о. Сахалин, протяженность трассы составляет около 200 км.FIG. 6, 7 - recording of the earthquake precursor signal (amplitude-time characteristic) and spectrum in 3D format (fields of the sources of the earth's crust). The measurements correspond to the formation of seismic disturbances in the areas of the Kuril island chain and their reception on the measuring field o. Sakhalin, the length of the route is about 200 km.
На фиг. 8, 9 представлены спектр и две спектрограммы шумового излучения атмосферного источника (летательного аппарата).In FIG. 8, 9 show the spectrum and two spectrograms of the noise radiation of an atmospheric source (aircraft).
На фиг. 10 - спектрограмма сигналов синоптических возмущений морской среды за полный период прохождения циклона, протяженность просветной линии 345 км (возмущения морской среды атмосферным полем). Измерения выполнялись на акустическом просветном поле, оборудованном в переходной зоне Охотского и Японского морей.In FIG. 10 is a spectrogram of signals of synoptic disturbances of the marine environment for the full period of passage of the cyclone, the length of the luminal line is 345 km (disturbances of the marine environment by the atmospheric field). The measurements were performed on an acoustic translucent field equipped in the transition zone of the Sea of Okhotsk and the Sea of Japan.
На фиг. 11 - спектр и спектрограмма сейсмических излучений береговых инженерных источников на трассе о. Сахалин - береговая линия Приморья (м. Сосунова), протяженность просветной трассы составляла 310 км.In FIG. 11 - spectrum and spectrogram of seismic emissions of coastal engineering sources on the island. Sakhalin is the coastline of Primorye (metro Sosunova), the length of the luminal route was 310 km.
На фиг. 12 представлены атмосферные радиолокационные измерения волнений поверхности моря при наличии и отсутствии движущегося подводного объекта. Измерения выполнялись разнесенными в атмосфере радиолокационными станциями.In FIG. 12 presents atmospheric radar measurements of sea surface waves in the presence and absence of a moving underwater object. The measurements were carried out by radar stations spaced in the atmosphere.
На фиг. 13 - спектрограмма просветных сигналов (400 Гц), модулированных гидродинамическими волнами и СНЧ колебаниями движущегося морского судна на трассе протяженностью 345 км.In FIG. 13 is a spectrogram of transmission signals (400 Hz) modulated by hydrodynamic waves and VLF oscillations of a moving sea vessel along a 345 km long path.
Фиг. 14 - объемная структура зон Френеля между точками излучения и приема акустических волн.FIG. 14 - volumetric structure of Fresnel zones between the points of emission and reception of acoustic waves.
Фиг. 15 - лучевая структура просветного акустического поля в гидроакустическом канале распространения волн.FIG. 15 - beam structure of the translucent acoustic field in the hydro-acoustic wave propagation channel.
Радиогидроакустическая система параметрического приема волн различной физической природы источников и явлений атмосферы, океана и земной коры в морской среде на протяженных морских акваториях, реализующая предлагаемое изобретение, показана на фиг.1, где:Radio-acoustic system of parametric reception of waves of various physical nature of sources and phenomena of the atmosphere, ocean and the earth's crust in the marine environment over long sea areas that implements the invention is shown in figure 1, where:
1 - излучающий тракт;1 - radiating path;
2 - генератор стабилизированной частоты;2 - stabilized frequency generator;
3 - усилитель мощности;3 - power amplifier;
4 - трехканальный блок согласования;4 - three-channel matching unit;
5-7 - излучающие блоки;5-7 - emitting blocks;
8-10 - приемные блоки;8-10 - receiving blocks;
11 - приемный тракт;11 - receiving path;
12 - блок коммутации и переключения линий анализа принимаемых сигналов;12 - block switching and switching lines of analysis of received signals;
13-16 - линии корреляционного и спектрального анализа;13-16 - lines of correlation and spectral analysis;
13-1, 14-1, 15-1, 16-1 - широкополосные усилители сигналов;13-1, 14-1, 15-1, 16-1 - broadband signal amplifiers;
13-2, 13-3, 14-2, 14-3, 15-2, 15-3 - блоки измерения функций корреляции между средним и крайними одиночными приемниками;13-2, 13-3, 14-2, 14-3, 15-2, 15-3 - blocks for measuring the correlation functions between the middle and extreme single receivers;
13-4, 14-4, 15-4 - блоки измерения функции взаимной корреляции;13-4, 14-4, 15-4 - blocks for measuring the cross-correlation function;
16-2 - преобразователь временного масштаба сигналов в высокочастотную область;16-2 - a converter of the time scale of the signals in the high-frequency region;
16-3 - узкополосный анализатор спектров;16-3 - narrowband spectrum analyzer;
17 - блок регистрации измеряемых функций;17 - block registration of measured functions;
18 - регистратор выделяемых информационных сигналов;18 - registrar allocated information signals;
19 - блок анализа комплексной информации;19 - block analysis of complex information;
20, 24 - передающие радиоблоки;20, 24 - transmitting radio units;
21 - информационно-аналитический центр;21 - information and analytical center;
22 - блок системного анализа измеряемой информации;22 - block system analysis of the measured information;
23, 25 - приемные радиоблоки;23, 25 - receiving radio blocks;
26 - источник излучения гидрофизических информационных волн;26 - radiation source of hydrophysical information waves;
27 - волны атмосферных источников;27 - waves of atmospheric sources;
28 - источник излучения геофизических информационных волн;28 - a source of radiation of geophysical information waves;
29 - морское дно;29 - the seabed;
30 - поверхность моря;30 - surface of the sea;
31 - среда многолучевого распространения волн;31 - medium multipath wave propagation;
32 - излучения береговых источников;32 - radiation from coastal sources;
33 - рабочая зона нелинейного взаимодействия и параметрического преобразования просветных и информационных волн.33 - working area of nonlinear interaction and parametric transformation of the lumen and information waves.
Как показано на фиг. 1, излучающий тракт 1 радиогидроакустической системы представляет собой электронную схему, содержащую последовательно соединенные генератор стабилизированной частоты 2, усилитель мощности 3 и трехканальный блок согласования 4 выходов усилителя мощности с подводными кабелями и далее с излучающими блоками 5-7. Измерительная система включает также многоканальный приемный тракт выделения и регистрации информационных волн 11, входы которого соединены с приемными блоками 8-10, сформированными из трех расположенных в вертикальной плоскости по треугольникам преобразователей каждый. Приемный тракт системы 11 представляет собой многоканальную электронную схему, включающую блок коммутации и переключения линий анализа принимаемых сигналов 12, соединенный с четырьмя линиями корреляционного и спектрального анализа 13-16, каждый канал спектрального анализа включает последовательно соединенные широкополосные усилители 13-1, 14-1, 15-1, далее с блоками измерения функций корреляции между средним и крайними одиночными приемниками блоки 13-2, 13-3, 14-2, 14-3, 15-2, 15-3, далее выходы блоков измерения функций корреляции сигналов соединены с блоками измерения функции взаимной корреляции 13-4, 14-4, 15-4, а их выходы соединены с блоком регистрации измеряемых функций 17, а также с входами блока анализа комплексной информации 19 и далее с радиоблоком передачи измеряемой информации 20 в ИАЦ 21. При этом линия спектрального анализа 16 включает последовательно соединенные широкополосный усилитель сигналов 16-1, вход которого через блок переключения каналов 12 соединен с акустическими преобразователями приемных блоков 8-10, а выход широкополосного усилителя соединен с преобразователем временного масштаба сигналов в высокочастотную область 16-2, далее с узкополосным анализатором спектров 16-3 и функционально связанным с ним регистратором (рекордером) выделяемых информационных сигналов 18, а также с входами блока анализа комплексной информации 19. Информационно аналитический центр (ИАЦ) 21 системы мониторинга включает блок системного анализа измеряемой информации 22, соединенный с выходом приемного радиоблока 23 и входом передающего радиоблока 24, выход которого по радиоканалу через приемный радиоблок 25 связан с излучающим трактом системы мониторинга 1.As shown in FIG. 1, the radiating
Кроме того, на фиг. 1 показаны: обследуемая акватория (среда многолучевого распространения волн) 31; источники излучения гидрофизических и геофизических информационных волн 26 и 28; источники атмосферных и береговых волн 27 и 32, морское дно 29, поверхность моря 30, рабочая зона нелинейного взаимодействия и параметрического преобразования просветных и информационных волн 33.In addition, in FIG. 1 shows: the surveyed water area (multi-path wave propagation medium) 31; radiation sources of hydrophysical and geophysical information waves 26 and 28; sources of atmospheric and coastal waves 27 and 32, the seabed 29, the surface of the
Работа просветной радиогидроакустической системы освещения обстановки и мониторинга полей атмосферы, океана и земной коры осуществляется следующим образом. Излучатели подсветки среды 5-7 и приемные блоки 8-10 разносят по контролируемой акватории на необходимое расстояние (десятки-сотни километров) и размещают (заглубляют и устанавливают) на оси ПЗК, а также ниже и выше оси ПЗК, что обеспечивает формирование в ней пространственно развитой многолучевой параметрической антенны 33. Измерение признаков проявления информационных волн атмосферы, донных морских, а также береговых источников проводится параллельно и одновременно, а их идентификация осуществляется по характерным признакам спектров и пространственно временной динамики, принимаемых и анализируемых в блоке анализа комплексной информации 19 и окончательно в ИАЦ 21. Для геофизических волн, например волн предвестников землетрясений, может также проводится специальная обработка сигналов методом полиспектрального анализа, обеспечивающего динамику пространственно-временных характеристик спектральных составляющих как характерных информационных признаков зарождения и прохождения сейсмических возмущений земной коры (Бочков Г.Н., Горохов К.В. Полиспектральный анализ и синтез сигналов. - Нижний Новгород, 2007. - 113 с.).The operation of the translucent radio-acoustic system for lighting the situation and monitoring the fields of the atmosphere, ocean and the earth's crust is as follows. The medium backlight emitters 5-7 and receiving units 8-10 are distributed along the controlled water area to the required distance (tens to hundreds of kilometers) and placed (deepened and installed) on the S-axis, as well as below and above the S-axis, which ensures the spatial formation in it developed multipath parametric antenna 33. Measurement of the signs of the manifestation of information waves of the atmosphere, bottom sea, and also coastal sources is carried out simultaneously and simultaneously, and their identification is carried out by the characteristic signs of the spectra and spatial-temporal dynamics, received and analyzed in the complex information analysis unit 19 and finally in
Создаваемая радиогидроакустическая система может входить в общую региональную систему освещения морской обстановки посредством объединения комплексной информации в блоке ИАЦ 21. Это, в свою очередь, обеспечивает возможность подстройки формируемых в излучающем тракте 1 просветных сигналов с учетом состояния среды распространения просветных волн. Кроме того, это обеспечивает возможность подстройки режимов работы системы мониторинга как широкомасштабной к изменяющимся условиям среды распространения просветных сигналов, а также к многообразию проявления источников информационных волн.The created radio-acoustic system can be included in the general regional marine lighting system by combining complex information in the
Основными закономерностями нелинейной просветной гидроакустики, которые использовались при разработке изобретения, являются: параметрическая модель просветной гидроакустики, принципы формирования просветных параметрических антенн в условиях протяженного канала распространения акустических волн, а также нелинейное взаимодействие волн различной физической природы в морской среде. Исходя из этого проведем их анализ.The main laws of nonlinear translucent hydroacoustics that were used in the development of the invention are: a parametric model of translucent hydroacoustics, the principles of formation of translucent parametric antennas in an extended acoustic wave propagation channel, and non-linear interaction of waves of various physical nature in the marine environment. Based on this, we will analyze them.
Параметрическая модель низкочастотного просветного метода гидролокации в условиях протяженного океанического волноводаA parametric model of the low-frequency translucent sonar method in an extended ocean waveguide
Формируемая пространственно-развитая параметрическая система является просветной многолучевой параметрической (бестелесной) антенной. Для обоснования просветной активно-пассивной системы гидролокации как параметрической с низкочастотной подсветкой контролируемой среды или рубежа рассмотрим закономерность формирования просветной линии при распространении акустической энергии из точки излучения в точку приема.The formed spatially developed parametric system is a transparent multibeam parametric (incorporeal) antenna. To justify the luminaire active-passive sonar system as a parametric one with low-frequency illumination of the controlled medium or boundary, we consider the pattern of formation of the luminal line when acoustic energy propagates from the radiation point to the receiving point.
На фиг. 16 приведена качественная картина пространственной структуры зон Френеля между точками излучения и приема просветных сигналов. Каждая из зон (1…hn) в пространстве образует эллипсоиды вращения. Первая зона образует область пространства, которая в основном определяет перенос энергии просветных акустических волн из точки излучения А в точку приема В. Энергия сигнала из точки излучения А в точку приема В распространяется в пределах области пространства, границы которой определяются на основе принципа Гюйгенса и построения зон Френеля.In FIG. Figure 16 shows a qualitative picture of the spatial structure of Fresnel zones between the points of emission and reception of translucent signals. Each of the zones (1 ... h n ) in space forms ellipsoids of revolution. The first zone forms a region of space, which basically determines the transfer of energy of the translucent acoustic waves from the radiation point A to the receiving point B. The signal energy from the radiation point A to the receiving point B propagates within the space region, the boundaries of which are determined based on the Huygens principle and the construction of the zones Fresnel.
Действие всех остальных зон в результате их попарной нейтрализации (вследствие отличия по фазе на 180°) эквивалентно действию примерно половины первой зоны. То есть для получения в точке приема энергии сигнала такой же величины, как и в свободном пространстве, необходимо, чтобы первая зона на всем пути распространения волн оставалась «чистой» от экранирования препятствиями или преобразования рассеивающими неоднородностями. Радиус h зоны номера n определяется по формуле ФренеляThe effect of all other zones as a result of their pairwise neutralization (due to a phase difference of 180 °) is equivalent to the action of about half of the first zone. That is, in order to receive the signal of the same magnitude as in free space at the point of energy reception, it is necessary that the first zone along the entire wave propagation path remains “clean” from screening by obstacles or conversion by scattering inhomogeneities. The radius h of zone n is determined by the Fresnel formula
, ,
где R1, R2 - расстояния, определяющие положение объекта на линии излучения - приема; λ - длина просветной акустической волны; n - номер зон Френеля (достаточно взять нечетное число зон, например три или пять).where R 1 , R 2 - distances that determine the position of the object on the line of radiation - reception; λ is the length of the translucent acoustic wave; n is the number of Fresnel zones (it is enough to take an odd number of zones, for example, three or five).
В случае расположения в пределах пространства первой зоны Френеля излучающего объекта с сопутствующей нелинейной неоднородностью среды будет происходить не только экранирование проходящих волн, но также их интенсивное параметрическое преобразование на этой неоднородности. В этом случае первая зона Френеля выполняет функции пространственной параметрической просветной антенны бегущей волны накачки. Особенностью реализации просветного метода гидролокации как параметрического в океаническом волноводе является то, что гидроакустическая система контроля среды в этом случае представляет собой многолучевую приемоизлучающую антенну, как показано на фиг. 17, обоснование преимуществ которой является предметом рассмотрения.If the emitting object with the accompanying nonlinear inhomogeneity of the medium is located within the space of the first Fresnel zone, not only screening of the transmitted waves will occur, but also their intensive parametric transformation on this inhomogeneity. In this case, the first Fresnel zone functions as a spatial parametric luminous antenna of a traveling pump wave. A feature of the implementation of the translucent sonar method as a parametric one in the oceanic waveguide is that the hydroacoustic medium control system in this case is a multi-beam receiving-emitting antenna, as shown in FIG. 17, the justification of the benefits of which is the subject of consideration.
Формирование просветных пространственно-развитых параметрических антенн в условиях многолучевого распространения акустических волн в морской средеThe formation of luminous spatially developed parametric antennas in the conditions of multipath propagation of acoustic waves in the marine environment
Использование закономерностей многолучевого распространения сигналов по трассам контролируемой морской акватории обеспечивает достижение нового эффекта, а именно дальнего параметрического приема информационных волн различной физической природы, формируемых в воздушной и морской среде, а также донном грунте.Using the laws of multipath signal propagation along the paths of a controlled marine area provides a new effect, namely the long-range parametric reception of information waves of various physical nature formed in the air and sea environment, as well as in the bottom soil.
Формирование совокупности просветных линий по трассам контролируемой акватории выполняется относительно неподвижного излучающего центра по кругу или по периметру акватории. Именно это обеспечивает получение соизмеримой с пространственным объемом и протяженностью акватории пространственно-развитой просветной параметрической антенны. В просветной системе мониторинга для формирования многолучевой пространственно-развитой антенны используется три ненаправленных излучателя (преобразователя), которые располагают на оси подводного звукового канала (ПЗК), выше и ниже оси ПЗК. Приемные блоки, состоящие из трех ненаправленных преобразователей, располагают в вертикальной плоскости по треугольнику. В каждом приемном блоке измеряют функции корреляции принимаемых просветных сигналов между средним и крайними (верхним и нижним) преобразователями, затем измеряют функции их взаимной корреляции, по которым затем определяют направления приема информационных волн по просветным лучам сверху и снизу с повышенной точностью. Определение углов прихода просветных лучей сверху и снизу тремя приемными блоками обеспечивает наблюдение и контроль всех горизонтов трассы, кроме тех горизонтов, которые попадают в зоны тени, где просветное поле формируется слабыми отраженными от дна и морской поверхности лучами (Андреева И.Б. Физические основы распространения звука в океане. - Л.: Гидрометеоиздат, 1975). При этом пологие лучи, распространяющиеся вдоль оси ПЗК, обеспечивают сплошную засветку пространства на горизонте оси канала. Формирование зон освещенности по трассе распространения просветных волн обеспечивается специальным расположением излучающих преобразователей системы мониторинга. Точное размещение излучающих блоков по глубине определяется путем расчетов лучевой структуры просветного поля по разработанным программам (Василенко A.M., Малиновский В.Э., Алюшин Д.А. «Дальность» программа расчета и анализа параметров гидроакустического поля. АС РФ на программу №2003611941, Владивосток, в/ч 90720, 2003; Карачун Л.Э., Мироненко М.В., Василенко A.M., Табояков А.А. Амплитудно-фазовая структура акустического поля в протяженном океаническом волноводе с переменными характеристиками среды «Амплитудно-фазовый фронт». - г. Южно-Сахалинск, СКБ САМИ ДВО РАН. Св. об официальной регистрации программы для ЭВМ, №2004611325 от 29.03.2004). Большой пространственный объем просветных параметрических антенн, а также их протяженность по контролируемой акватории (десятки-сотни километров) обеспечивает возможность дальнего параметрического приема волн различной физической природы в диапазоне частот сотни-десятки-единицы-доли герц.The formation of a set of luminal lines along the paths of a controlled water area is performed relative to a stationary radiating center in a circle or around the perimeter of the water area. This is what ensures the obtaining of a spatially developed luminal parametric antenna commensurate with the spatial volume and extent of the water area. In the luminal monitoring system for the formation of a multi-beam spatially developed antenna, three omnidirectional emitters (transducers) are used, which are located on the axis of the underwater sound channel (CCD), above and below the CCD axis. The receiving units, consisting of three non-directional converters, are placed in a vertical plane along a triangle. In each receiving unit, the correlation functions of the received translucent signals between the middle and extreme (upper and lower) transducers are measured, then the functions of their mutual correlation are measured, which then determine the directions of the reception of information waves by the translucent rays from above and below with increased accuracy. Determination of the angles of arrival of the luminal rays from above and below by three receiving units provides observation and control of all horizons of the route, except those horizons that fall into the shadow zone, where the lumen field is formed by weak rays reflected from the bottom and sea surface (Andreeva IB sound in the ocean .-- L .: Gidrometeoizdat, 1975). At the same time, gentle rays propagating along the SLC axis provide continuous illumination of the space on the horizon of the channel axis. The formation of light zones along the propagation path of the translucent waves is ensured by a special arrangement of the emitting transducers of the monitoring system. The exact placement of the emitting blocks in depth is determined by calculating the radiation structure of the lumen field using the developed programs (Vasilenko AM, Malinovsky V.E., Alyushin D.A. , military unit 90720, 2003; Karachun L.E., Mironenko M.V., Vasilenko AM, Taboyakov A.A. Amplitude-phase structure of the acoustic field in an extended ocean waveguide with variable characteristics of the medium "Amplitude-phase front." Yuzhno-Sakhalinsk, SKB SA MI FEB RAS. St. on the official registration of a computer program, No. 2004611325 of March 29, 2004). The large spatial volume of the luminaire parametric antennas, as well as their length over a controlled area (tens to hundreds of kilometers), provides the possibility of long-range parametric reception of waves of various physical nature in the frequency range of hundreds-tens-units-fractions of hertz.
Взаимодействие волн различной физической природы в морской средеInteraction of waves of various physical nature in the marine environment
В отличие от классических параметрических устройств излучения и приема сигналов просветная система контроля морских акваторий, основанная на реализации закономерностей нелинейной акустики, представляет собой многоканальную широкомасштабную параметрическую антенну с низкочастотной подсветкой (накачкой) среды. Параметрическое взаимодействие просветных и информационных сигналов, а также преобразование их полями (или специальными излучениями) объектов происходит на всем пути распространения в водной среде. При этом наиболее эффективное параметрическое взаимодействие осуществляется в сопутствующей движущимся объектам нелинейной области, которая имеет достаточно большие величины (например, в случае возмущения среды кильватерным следом она может составлять единицы кубических километров). Переходя к обоснованию нелинейного взаимодействия и преобразования просветных волн с упругими информационными волнами, отметим, что классические выражения взаимодействия волн применительно к низкочастотному просветному методу не могут быть использованы непосредственно. В этом случае взаимодействие может происходить на больших удалениях от приемника (десятки-сотни километров). Исходя из этого, в классических выражениях взаимодействия просветных волн с объектными волнами следует учитывать:In contrast to the classical parametric devices for emitting and receiving signals, the translucent marine monitoring system, based on the implementation of the laws of nonlinear acoustics, is a multichannel large-scale parametric antenna with low-frequency illumination (pumping) of the medium. The parametric interaction of the luminal and information signals, as well as their conversion by the fields (or special emissions) of objects occurs along the entire propagation path in the aquatic environment. In this case, the most effective parametric interaction is carried out in the nonlinear region that accompanies moving objects, which has sufficiently large values (for example, in the case of a perturbation of the medium by the wake trace, it can be units of cubic kilometers). Turning to the substantiation of nonlinear interaction and the transformation of translucent waves with elastic information waves, we note that the classical expressions of wave interaction as applied to the low-frequency translucent method cannot be used directly. In this case, the interaction can occur at large distances from the receiver (tens to hundreds of kilometers). Based on this, in the classical expressions of the interaction of translucent waves with object waves, one should take into account:
- затухание просветной волны Pn, обусловленное ее расхождением при распространении в волноводе в соответствии с известными принципами, которое обратно пропорционально квадрату расстояния Pn/R2;- attenuation of the translucent wave P n , due to its divergence during propagation in the waveguide in accordance with known principles, which is inversely proportional to the square of the distance P n / R 2 ;
- взаимодействие волн по объему нелинейно-возмущенной среды V;- the interaction of waves in the volume of a nonlinearly perturbed medium V;
- повышенную степень нелинейности среды в объеме взаимодействия γ;- an increased degree of nonlinearity of the medium in the interaction volume γ;
- малое отличие частот просветных волн ωn и полезного сигнала ωс, которое в этом случае находится в пределах одного порядка и обеспечивает их более интенсивное взаимодействие.- a small difference between the frequencies of the translucent waves ω n and the useful signal ω s , which in this case is within the same order and ensures their more intense interaction.
С учетом этих поправок, аналитические зависимости для амплитуд комбинационных волн и индекса фазовой модуляции могут быть представлены в следующем виде:With these corrections, the analytical dependences for the amplitudes of the Raman waves and the phase modulation index can be represented as follows:
; , ; ,
где V - объем среды нелинейного взаимодействия и параметрического преобразования волн; R - расстояние от точки излучения до точки расположения объема локации; γ - коэффициент нелинейности морской среды.where V is the volume of the medium of nonlinear interaction and parametric wave transformation; R is the distance from the radiation point to the location point of the location volume; γ is the coefficient of nonlinearity of the marine environment.
Как видно из выражений, давление комбинационных волн и индекс фазовой модуляции аналогичны классической зависимости, но в этом случае возрастет полезная фазовая модуляция просветных сигналов измеряемыми низкочастотными, что обусловлено усилением взаимодействия волн в объеме среды с повышенной нелинейностью.As can be seen from the expressions, the pressure of the Raman waves and the phase modulation index are similar to the classical dependence, but in this case the useful phase modulation of the luminal signals with measured low-frequency signals will increase, which is due to the increased interaction of waves in the medium with increased nonlinearity.
Характеристика направленности просветной параметрической антенны подобна пространственной антенне бегущей волны и, в этой связи, обладает высокой направленностью и помехозащищенностью.The directivity characteristic of a luminous parametric antenna is similar to a spatial traveling wave antenna and, in this regard, has a high directivity and noise immunity.
Она может быть представлена в видеIt can be represented as
. .
Таким образом, ширина характеристики направленности просветной параметрической антенны ограничивается пределами первых зон Френеля, которые, в свою очередь, определяются длиной волны просветных сигналов и протяженностью просветной трассы между излучающими и приемными преобразователями. Из этого следует, что направленность и помехозащищенность приемной просветной антенны в отдельных случаях могут значительно превосходить классические. Понятие ширины характеристики направленности на уровне половины мощности для такой антенны практически отпадает, что также обеспечивает ее преимущество.Thus, the width of the directivity characteristics of the luminous parametric antenna is limited by the limits of the first Fresnel zones, which, in turn, are determined by the wavelength of the luminal signals and the length of the luminal path between the emitting and receiving converters. From this it follows that the directivity and noise immunity of the receiving luminal antenna in some cases can significantly exceed the classical ones. The notion of the width of the directivity characteristic at half power for such an antenna practically disappears, which also provides its advantage.
Перейдем к обоснованию нелинейного взаимодействия и преобразования просветных волн информационными волнами различной физической природы. Известно, что характеристики гидрофизических полей морской среды, в которой распространяется гидроакустическая волна, влияют на ее параметры. Это связано с тем, что влияние гидрофизических полей осуществляется через изменение плотности и коэффициента упругости среды. По своей физической сущности заявляемая система предусматривает изменение плотности и (или) температуры контролируемой водной среды. Распределение этих величин в протяженной рабочей зоне параметрического приема (взаимодействия волн) является следствием воздействия на морскую среду измеряемых информационных полей, формируемых комплексом сигналов, распространяющихся в обследуемой акватории. Очевидно, что и инфранизкочастотные волны, сформированные специальными морскими источниками или стихийными явлениями, будут проявляться аналогичным образом.Let us pass to the substantiation of nonlinear interaction and the transformation of luminal waves by information waves of various physical nature. It is known that the characteristics of the hydrophysical fields of the marine environment in which the hydroacoustic wave propagates affect its parameters. This is due to the fact that the influence of hydrophysical fields is carried out through a change in the density and coefficient of elasticity of the medium. According to its physical nature, the claimed system provides for a change in the density and (or) temperature of a controlled aquatic environment. The distribution of these values in the extended working area of parametric reception (wave interaction) is a consequence of the impact on the marine environment of the measured information fields generated by a complex of signals propagating in the surveyed water area. Obviously, the infra-low-frequency waves generated by special marine sources or natural disasters will manifest themselves in a similar way.
Математически процесс распространения электромагнитной волны описывается известным уравнением диффузии, которое выводится на основе теории взаимодействия электромагнитной волны в проводящей жидкости, приблизительно описывающей морскую среду. Теоретическая основа рассматриваемой закономерности заключается в том, что электрические токи, генерируемые электромагнитной волной, переходят в джоулево тепло. Диссипативные потери на ток проводимости в морской среде преобразовываются в тепловые потери, которые в свою очередь изменяют механические характеристики проводящей жидкости (плотность, температуру, теплоемкость и т.д.). При пропускании по такой модулированной в пространстве нелинейной среде акустической волны накачки ее параметры будут модулированы за счет изменения фазовой скорости волны по трассе распространения. Спектр упругой волны накачки за счет нелинейного преобразования изменяется, в нем формируются высокочастотные и низкочастотные параметрические составляющие. Параметрический прием информационных волн в рассматриваемой системе проявляется как амплитудно-фазовая модуляция акустической волны накачки, которая распространяется вместе с ней в точку приема и затем выделяется в тракте обработки сигналов. Параметрический прием информационных волн просветной гидроакустической системой можно объяснить уравнениями гидродинамики, разработанными для вязкой жидкости, при наложении на уравнение состояния соответствующих изменений фазовой скорости звука во времени и пространстве (Воронин В.А., Кириченко И.А. Исследование параметрической антенны в стратифицированной среде с изменяющимся полем скорости звука. Журнал «Известия ВУЗов», Электромеханика, - №4, -1995; Шостак СВ., Мироненко М.В., Сургаев И.Н. Амплитудно-фазовая модуляция просветных акустических волн при их взаимодействии с электромагнитными в морской среде // Сб. ст. - Владивосток: ТОВМИ. - Вып. 22, 2001, С. 82-88; Мироненко М.В., Короченцев В.И. Закономерности взаимодействия упругих и электромагнитных волн в морской воде // Международный симпозиум «Подводные технологии - 2000». Япония, Токио. Май 2000. - С. 105-109).Mathematically, the process of propagation of an electromagnetic wave is described by the well-known diffusion equation, which is derived on the basis of the theory of the interaction of an electromagnetic wave in a conducting fluid, which approximately describes the marine environment. The theoretical basis of the pattern under consideration is that the electric currents generated by the electromagnetic wave pass into Joule heat. Dissipative losses on the conduction current in the marine environment are converted into heat losses, which in turn change the mechanical characteristics of the conductive fluid (density, temperature, heat capacity, etc.). When an acoustic pump wave is transmitted through such a nonlinear medium modulated in space, its parameters will be modulated by changing the phase velocity of the wave along the propagation path. The spectrum of the elastic pump wave changes due to nonlinear conversion; high-frequency and low-frequency parametric components are formed in it. The parametric reception of information waves in the system under consideration is manifested as amplitude-phase modulation of the acoustic pump wave, which propagates with it to the receiving point and then is allocated in the signal processing path. The parametric reception of information waves by the translucent hydroacoustic system can be explained by the hydrodynamic equations developed for a viscous fluid when superimposed on the equation of state of the corresponding changes in the phase velocity of sound in time and space (V. Voronin, I. A. Kirichenko. Study of a parametric antenna in a stratified medium with a changing field of sound velocity. Izvestiya VUZov Journal, Electromechanics, No. 4, -1995; Shostak SV., Mironenko MV, Surgaev IN Amplitude-phase modulation of luminous acoustics waves during their interaction with electromagnetic waves in the marine environment // Sat. - Vladivostok: TOVMI. - Issue 22, 2001, pp. 82-88; Mironenko M.V., Korochentsev V.I. Laws of interaction of elastic and electromagnetic waves in sea water // International Symposium "Underwater Technologies - 2000". Japan, Tokyo. May 2000. - P. 105-109).
Качественно, любые изменения плотности и давления в морской среде при постоянной температуре приводят к изменению фазовой скорости звука во времени в зоне взаимодействия электромагнитной волны с упругой через морскую среду, проводящую электрический ток. То есть в отличие от классических уравнений гидродинамики для идеальной жидкости, которые используются в теории нелинейных параметрических излучателей, фазовая скорость упругой волны изменяется во времени и пространстве по закону изменения электромагнитной волны. Таким образом, если в рабочей зоне просветной параметрической системы распространяется электромагнитная волна гармонической частоты Ωэм, то фазовая скорость упругой (просветной акустической) волны будет меняться с той же частотой Ωзв=Ωэм. Количественные характеристики глубины модуляции можно получить, используя конкретные инженерные модели реализации способа.Qualitatively, any changes in density and pressure in the marine environment at a constant temperature lead to a change in the phase velocity of sound over time in the zone of interaction of an electromagnetic wave with an elastic wave through a marine medium that conducts electric current. That is, in contrast to the classical equations of hydrodynamics for an ideal fluid, which are used in the theory of nonlinear parametric emitters, the phase velocity of an elastic wave changes in time and space according to the law of change of the electromagnetic wave. Thus, if an electromagnetic wave of a harmonic frequency Ω em propagates in the working zone of the lumen parametric system, then the phase velocity of the elastic (lumen acoustic) wave will change with the same frequency Ω sv = Ω em . Quantitative characteristics of the modulation depth can be obtained using specific engineering models for implementing the method.
Теоретическими и морскими экспериментальными исследованиями обоснованы закономерность и эффективность так называемого «тройного» взаимодействия акустических просветных волн с акустическими и электромагнитными полями источников морской среды. Показано, что морские источники, например сейсмические возмущения морского дна, могут быть обнаружены по признакам преобразования их упругими и электромагнитными полями распространяющихся в среде просветных акустических волн. Аналитический вид такого преобразования представляется в следующем виде:Theoretical and marine experimental studies substantiate the regularity and effectiveness of the so-called “triple” interaction of acoustic translucent waves with acoustic and electromagnetic fields of marine sources. It is shown that marine sources, for example, seismic disturbances of the seabed, can be detected by signs of their transformation by elastic and electromagnetic fields of transparent acoustic waves propagating in the medium. The analytical form of such a transformation is as follows:
, ,
где P∗(t), P(t) - результирующее (модулированное) и мгновенное значения просветной акустической волны; 2ω - частота нелинейно сформированной волны; Ω - низкочастотная акустическая волна от объекта; t - текущее время; Jn - функции Бесселя n-го порядка; А - амплитуда модулированной волны; mp - коэффициент модуляции.where P ∗ (t), P (t) is the resulting (modulated) and instantaneous values of the translucent acoustic wave; 2ω is the frequency of a nonlinearly generated wave; Ω is the low-frequency acoustic wave from the object; t is the current time; J n - n-th order Bessel functions; A is the amplitude of the modulated wave; m p is the modulation coefficient.
Анализ этого выражения показывает, что спектр колебаний взаимодействующих волн состоит из бесконечного числа составляющих, расположенных симметрично относительно удвоенной центральной частоты 2ω, равной сумме частот взаимодействующих волн, значения частот которых отличаются от 2ω на nΩ, где n - любое целое число. Амплитуды n-х боковых составляющих будут определяться выражениемAn analysis of this expression shows that the vibrational spectrum of interacting waves consists of an infinite number of components located symmetrically with respect to twice the center frequency 2ω, equal to the sum of the frequencies of the interacting waves whose frequency values differ from 2ω by nΩ, where n is any integer. The amplitudes of the n-th side components will be determined by the expression
Jn(2A/P)·0,5P2.J n (2A / P) · 0.5P 2 .
Из него следует, что вклад различных боковых составляющих в суммарную мощность модулированного колебания определяется величиной 2А/Р. Причем при малых значениях коэффициента модуляции mp спектр колебания состоит приближенно из гармоник центральной частоты 2ω (суммарной) и двух боковых частот: верхней (2ω+Ω) и нижней (2ω-Ω).It follows from this that the contribution of various side components to the total power of the modulated oscillation is determined by the value 2A / P. Moreover, for small values of the modulation coefficient m p, the vibrational spectrum consists approximately of harmonics of the center frequency 2ω (total) and two side frequencies: the upper (2ω + Ω) and lower (2ω-Ω).
Итак, совместное распространение в нелинейной морской среде просветной звуковой волны с информационными волнами, в том числе с волнами «малых амплитуд», сопровождается их взаимодействием и параметрическим преобразованием. Следует отметить, что преобразование просветных акустических волн может осуществляться излучениями (волнами) различной физической природы (акустическими, электромагнитными, гидродинамическими). Результатом параметрического преобразования взаимодействующих волн является их взаимная амплитудно-фазовая модуляция. Сформированные в результате преобразования просветных волн параметрические составляющие суммарной и разностной частоты эффективно выделяются при спектральном анализе как признаки фазовой модуляции, что обосновано математическими зависимостями и подтверждено результатами морских экспериментов. Предлагаемая в изобретении просветная параметрическая система, основанная на низкочастотной подсветке контролируемой среды, формируется по каждому отдельному акустическому лучу, при этом каждый луч просветной системы представляет собой протяженную параметрическую антенну, обеспечивающую эффективное решение задачи дальнего параметрического приема волн различной физической природы в широком диапазоне частот. Совокупность сформированных в среде «лучевых трубок» в вертикальной плоскости обеспечивает формирование многолучевой параметрической антенны пространственно развитой по протяженности и пространству контролируемой акватории. Расположение излучающих преобразователей системы относительно ПЗК на горизонтах выше, ниже и на его оси обеспечивает формирование зон освещенностей вблизи поверхности моря и дна, а также вдоль оси канала ПЗК. Секторное расположение вертикальных просветных антенн по кругу или периметру контролируемой акватории при стационарно расположенном в центре излучателе обеспечивает формирование пространственно-развитой параметрической антенны, соизмеримой с объемом и протяженностью пространства контролируемой среды. Кроме того, круговое горизонтальное разнесение вертикальных многолучевых параметрических антенн целесообразно устанавливать через 45 град, т.е. в количестве не менее 8-ми штук, что соответствует реализации корреляционных свойств антенн, принимающих просветные сигналы стабилизированной частоты, и обеспечивает подавление помех среды с низкой корреляцией как случайных сигналов. Преимуществом разработок широкомасштабной радиогидроакустической просветной параметрической системы является простота ее создания и эксплуатации. Излучающий и приемный тракты системы могут быть сформированы из существующих радиотехнических средств. В качестве низкочастотных излучающих преобразователей могут быть использованы подводные звуковые маяки наведения типа ПЗМ - 400. Приемные блоки как направленные корреляционные системы могут быть сформированы из протяженных многоэлементных дискретных антенн, разрабатываемых Специальным конструкторским бюро средств автоматизации морских исследований ДВО РАН.So, the joint propagation of a translucent sound wave in a nonlinear marine environment with information waves, including with waves of "small amplitudes", is accompanied by their interaction and parametric transformation. It should be noted that the transformation of translucent acoustic waves can be carried out by radiation (waves) of various physical nature (acoustic, electromagnetic, hydrodynamic). The result of the parametric transformation of the interacting waves is their mutual amplitude-phase modulation. The parametric components of the total and difference frequencies formed as a result of the transformation of the luminal waves are effectively distinguished in spectral analysis as signs of phase modulation, which is justified by mathematical dependences and confirmed by the results of marine experiments. The luminal parametric system of the invention, based on the low-frequency illumination of the controlled medium, is formed for each individual acoustic beam, and each lumen of the luminal system is an extended parametric antenna that provides an effective solution to the problem of long-range parametric reception of waves of various physical nature in a wide frequency range. The totality of the “ray tubes” formed in the medium in the vertical plane provides the formation of a multi-beam parametric antenna spatially developed in length and space of the controlled area. The location of the system’s radiating transducers relative to the CCD at horizons above, below and on its axis ensures the formation of illuminance zones near the sea surface and the bottom, as well as along the axis of the CCP channel. The sectorial arrangement of vertical luminal antennas in a circle or perimeter of a controlled water area with a stationary emitter in the center provides the formation of a spatially developed parametric antenna commensurate with the volume and extent of the space of the controlled medium. In addition, it is advisable to install the horizontal horizontal spacing of vertical multipath parametric antennas through 45 degrees, i.e. in the amount of not less than 8 pieces, which corresponds to the implementation of the correlation properties of antennas receiving transmissive signals of a stabilized frequency, and provides suppression of environmental noise with a low correlation as random signals. The advantage of developing a large-scale radio-acoustic luminaire parametric system is the simplicity of its creation and operation. The radiating and receiving paths of the system can be formed from existing radio equipment. PZM-400 type underwater sound beacons can be used as low-frequency emitting transducers. Receiving units as directional correlation systems can be formed from extended multi-element discrete antennas developed by the Special Design Bureau of Marine Research Automation FEB RAS.
Заявленное изобретение представляет значительный интерес для решения практических задач морской науки, оборонного и народнохозяйственного комплексов, так как оно может быть использовано в радиогидроакустических системах параметрического приема волн различной физической природы источников и явлений атмосферы, океана и земной коры в морской среде.The claimed invention is of significant interest for solving the practical problems of marine science, defense and national economic systems, as it can be used in radio-acoustic systems for parametric reception of waves of various physical nature sources and phenomena of the atmosphere, ocean and Earth's crust in the marine environment.
Система промышленно применима, так как для ее создания используются распространенные компоненты и изделия радиотехнической промышленности и вычислительной техники.The system is industrially applicable, since it is used for the creation of common components and products of the radio industry and computer technology.
Заявляемая радиогидроакустическая система не оказывает отрицательного воздействия на экологическое состояние морской среды и атмосферы.The inventive radio-acoustic system does not adversely affect the ecological state of the marine environment and atmosphere.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015115230/28A RU2593673C2 (en) | 2015-04-22 | 2015-04-22 | Radio-hydroacoustic system for parametric reception of waves of sources and phenomena of atmosphere, ocean and earth's crust in marine environment |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015115230/28A RU2593673C2 (en) | 2015-04-22 | 2015-04-22 | Radio-hydroacoustic system for parametric reception of waves of sources and phenomena of atmosphere, ocean and earth's crust in marine environment |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2015115230A RU2015115230A (en) | 2016-05-20 |
RU2593673C2 true RU2593673C2 (en) | 2016-08-10 |
Family
ID=56011899
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015115230/28A RU2593673C2 (en) | 2015-04-22 | 2015-04-22 | Radio-hydroacoustic system for parametric reception of waves of sources and phenomena of atmosphere, ocean and earth's crust in marine environment |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2593673C2 (en) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2659100C1 (en) * | 2017-06-05 | 2018-06-28 | Федеральное Государственное Казенное Военное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Тихоокеанское Высшее Военно-Морское Училище Имени С.О. Макарова" Министерства Обороны Российской Федерации (Г. Владивосток) | Large-scale radio-hydro acoustic system formation and application method for monitoring, recognizing and classifying the fields generated by the sources in marine environment |
RU2659105C1 (en) * | 2017-06-05 | 2018-06-28 | Федеральное Государственное Казенное Военное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Тихоокеанское Высшее Военно-Морское Училище Имени С.О. Макарова" Министерства Обороны Российской Федерации (Г. Владивосток) | Large-scale radiohydroacoustic system of monitoring, recognizing and classifying fields generated by sources in marine environment |
RU2660311C1 (en) * | 2017-07-21 | 2018-07-05 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Дальневосточный государственный технический рыбохозяйственный университет" | Horizontally developed radio hydro-acoustic system of the objects and marine environment hydrophysical and geophysical fields monitoring |
RU2681242C1 (en) * | 2018-05-21 | 2019-03-05 | Федеральное Государственное Казенное Военное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Тихоокеанское Высшее Военно-Морское Училище Имени С.О. Макарова" Министерства Обороны Российской Федерации (Г. Владивосток) | Intellectual system for detection and classification of marine targets |
RU2681252C1 (en) * | 2018-04-16 | 2019-03-05 | Федеральное Государственное Казенное Военное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Тихоокеанское Высшее Военно-Морское Училище Имени С.О. Макарова" Министерства Обороны Российской Федерации (Г. Владивосток) | Hydro acoustic signals detection and their neural network classification system |
RU2682088C1 (en) * | 2018-06-05 | 2019-03-14 | Федеральное Государственное Казенное Военное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Тихоокеанское Высшее Военно-Морское Училище Имени С.О. Макарова" Министерства Обороны Российской Федерации (Г. Владивосток) | Method of detection and neural network recognition of the signs of the fields of different physical nature generated by marine purposes |
RU2691295C2 (en) * | 2017-09-01 | 2019-06-11 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Специальное конструкторское бюро средств автоматизации морских исследований Дальневосточного отделения Российской академии наук | Global radiohydroacoustic system of monitoring fields of atmosphere, ocean and earth crust in the marine environment and determining formation sources thereof |
RU2691294C2 (en) * | 2017-09-01 | 2019-06-11 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Специальное конструкторское бюро средств автоматизации морских исследований Дальневосточного отделения Российской академии наук | Method for forming and application of global radiohydroacoustic system of monitoring atmospheric, oceanic and crustal fields in marine environment and recognition of sources thereof |
RU2700798C2 (en) * | 2017-07-11 | 2019-09-23 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия им. Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" | Apparatus for detecting broadband polyharmonic signals on background of additive interference |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08201500A (en) * | 1995-01-31 | 1996-08-09 | Nec Corp | Underwater acoustic signal detector |
RU2087055C1 (en) * | 1993-04-26 | 1997-08-10 | Пахотин Владимир Александрович | Radio-sonar antenna assembly |
RU2452040C1 (en) * | 2010-10-11 | 2012-05-27 | Учреждение Российской академии наук Специальное конструкторское бюро средств автоматизации морских исследований Дальневосточного отделения РАН (СКБ САМИ ДВО РАН) | Method for parametric reception of waves of different physical nature in marine environment |
RU2472116C1 (en) * | 2011-06-15 | 2013-01-10 | Учреждение Российской академии наук Специальное конструкторское бюро средств автоматизации морских исследований Дальневосточного отделения РАН (СКБ САМИ ДВО РАН) | Hydro acoustic system of parametric reception of different-origin waves in sea water |
RU2474793C1 (en) * | 2011-06-15 | 2013-02-10 | Учреждение Российской академии наук Специальное конструкторское бюро средств автоматизации морских исследований Дальневосточного отделения РАН (СКБ САМИ ДВО РАН) | Method for parametric reception of waves of different physical nature in marine environment |
-
2015
- 2015-04-22 RU RU2015115230/28A patent/RU2593673C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2087055C1 (en) * | 1993-04-26 | 1997-08-10 | Пахотин Владимир Александрович | Radio-sonar antenna assembly |
JPH08201500A (en) * | 1995-01-31 | 1996-08-09 | Nec Corp | Underwater acoustic signal detector |
RU2452040C1 (en) * | 2010-10-11 | 2012-05-27 | Учреждение Российской академии наук Специальное конструкторское бюро средств автоматизации морских исследований Дальневосточного отделения РАН (СКБ САМИ ДВО РАН) | Method for parametric reception of waves of different physical nature in marine environment |
RU2472116C1 (en) * | 2011-06-15 | 2013-01-10 | Учреждение Российской академии наук Специальное конструкторское бюро средств автоматизации морских исследований Дальневосточного отделения РАН (СКБ САМИ ДВО РАН) | Hydro acoustic system of parametric reception of different-origin waves in sea water |
RU2474793C1 (en) * | 2011-06-15 | 2013-02-10 | Учреждение Российской академии наук Специальное конструкторское бюро средств автоматизации морских исследований Дальневосточного отделения РАН (СКБ САМИ ДВО РАН) | Method for parametric reception of waves of different physical nature in marine environment |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2659100C1 (en) * | 2017-06-05 | 2018-06-28 | Федеральное Государственное Казенное Военное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Тихоокеанское Высшее Военно-Морское Училище Имени С.О. Макарова" Министерства Обороны Российской Федерации (Г. Владивосток) | Large-scale radio-hydro acoustic system formation and application method for monitoring, recognizing and classifying the fields generated by the sources in marine environment |
RU2659105C1 (en) * | 2017-06-05 | 2018-06-28 | Федеральное Государственное Казенное Военное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Тихоокеанское Высшее Военно-Морское Училище Имени С.О. Макарова" Министерства Обороны Российской Федерации (Г. Владивосток) | Large-scale radiohydroacoustic system of monitoring, recognizing and classifying fields generated by sources in marine environment |
RU2700798C2 (en) * | 2017-07-11 | 2019-09-23 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия им. Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" | Apparatus for detecting broadband polyharmonic signals on background of additive interference |
RU2660311C1 (en) * | 2017-07-21 | 2018-07-05 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Дальневосточный государственный технический рыбохозяйственный университет" | Horizontally developed radio hydro-acoustic system of the objects and marine environment hydrophysical and geophysical fields monitoring |
RU2691295C2 (en) * | 2017-09-01 | 2019-06-11 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Специальное конструкторское бюро средств автоматизации морских исследований Дальневосточного отделения Российской академии наук | Global radiohydroacoustic system of monitoring fields of atmosphere, ocean and earth crust in the marine environment and determining formation sources thereof |
RU2691294C2 (en) * | 2017-09-01 | 2019-06-11 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Специальное конструкторское бюро средств автоматизации морских исследований Дальневосточного отделения Российской академии наук | Method for forming and application of global radiohydroacoustic system of monitoring atmospheric, oceanic and crustal fields in marine environment and recognition of sources thereof |
RU2681252C1 (en) * | 2018-04-16 | 2019-03-05 | Федеральное Государственное Казенное Военное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Тихоокеанское Высшее Военно-Морское Училище Имени С.О. Макарова" Министерства Обороны Российской Федерации (Г. Владивосток) | Hydro acoustic signals detection and their neural network classification system |
RU2681242C1 (en) * | 2018-05-21 | 2019-03-05 | Федеральное Государственное Казенное Военное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Тихоокеанское Высшее Военно-Морское Училище Имени С.О. Макарова" Министерства Обороны Российской Федерации (Г. Владивосток) | Intellectual system for detection and classification of marine targets |
RU2682088C1 (en) * | 2018-06-05 | 2019-03-14 | Федеральное Государственное Казенное Военное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Тихоокеанское Высшее Военно-Морское Училище Имени С.О. Макарова" Министерства Обороны Российской Федерации (Г. Владивосток) | Method of detection and neural network recognition of the signs of the fields of different physical nature generated by marine purposes |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2015115230A (en) | 2016-05-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2593673C2 (en) | Radio-hydroacoustic system for parametric reception of waves of sources and phenomena of atmosphere, ocean and earth's crust in marine environment | |
RU2602763C2 (en) | Method for parametric reception of waves of different physical nature of sources, processes and phenomena of atmosphere, ocean and earth's crust in marine environment | |
RU2550588C1 (en) | Method of formation of parametric antenna in marine conditions | |
RU2474793C1 (en) | Method for parametric reception of waves of different physical nature in marine environment | |
JPS63502138A (en) | Marine seismic exploration device | |
RU2659100C1 (en) | Large-scale radio-hydro acoustic system formation and application method for monitoring, recognizing and classifying the fields generated by the sources in marine environment | |
RU2536836C1 (en) | System for parametric reception of hydrophysical and geophysical waves in marine environment | |
RU104732U1 (en) | MULTI-FREQUENCY HYDROACOUSTIC RECEIVING ANTENNA DEVICE | |
RU2483326C2 (en) | Hydroacoustic synchronous range-finding navigation system for positioning underwater objects in navigation field of randomly arranged hydroacoustic transponder beacons | |
RU2593625C2 (en) | Method of transmitting information waves from sea medium into atmosphere and back | |
Hui et al. | Underwater acoustic channel | |
RU2452041C1 (en) | Method for parametric reception of waves of different physical nature in marine environment | |
RU2453930C1 (en) | Method of parametric reception of waves of different physical origin in sea medium | |
RU2484492C1 (en) | Hydroacoustic system for measuring coordinates of sound source in shallow sea | |
RU2691295C2 (en) | Global radiohydroacoustic system of monitoring fields of atmosphere, ocean and earth crust in the marine environment and determining formation sources thereof | |
RU2495448C1 (en) | Method of detecting underwater objects | |
RU2451300C1 (en) | Hydroacoustic navigation system | |
RU2452040C1 (en) | Method for parametric reception of waves of different physical nature in marine environment | |
RU2624607C1 (en) | Method of acoustic tomography system fields in the atmosphere, the oceans and crust of different physical nature in the marine environment | |
RU2424538C1 (en) | Method of searching for mineral deposits using submarine geophysical vessel | |
RU75062U1 (en) | DOPPLER LOCATION SYSTEM | |
RU2602995C2 (en) | Method of formation and spatial development of luminal parametric antenna in the marine environment | |
RU2474794C1 (en) | Method for parametric reception of waves of different physical nature in marine environment | |
RU83140U1 (en) | PARAMETRIC ECHO-PULSE LOCATOR | |
RU2691294C2 (en) | Method for forming and application of global radiohydroacoustic system of monitoring atmospheric, oceanic and crustal fields in marine environment and recognition of sources thereof |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
HE9A | Changing address for correspondence with an applicant | ||
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180423 |