RU2658508C1 - System and method of measurement of acoustic characteristics of antennas with the submersible vehicle - Google Patents
System and method of measurement of acoustic characteristics of antennas with the submersible vehicle Download PDFInfo
- Publication number
- RU2658508C1 RU2658508C1 RU2017112186A RU2017112186A RU2658508C1 RU 2658508 C1 RU2658508 C1 RU 2658508C1 RU 2017112186 A RU2017112186 A RU 2017112186A RU 2017112186 A RU2017112186 A RU 2017112186A RU 2658508 C1 RU2658508 C1 RU 2658508C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- antenna
- ship
- measured
- antennas
- signal
- Prior art date
Links
- 238000005259 measurement Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 18
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 14
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims abstract description 7
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 11
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 claims description 4
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- ZZUFCTLCJUWOSV-UHFFFAOYSA-N furosemide Chemical compound C1=C(Cl)C(S(=O)(=O)N)=CC(C(O)=O)=C1NCC1=CC=CO1 ZZUFCTLCJUWOSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 230000010365 information processing Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 7
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- HELXLJCILKEWJH-NCGAPWICSA-N rebaudioside A Chemical compound O([C@H]1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@H]([C@@H]1O[C@H]1[C@@H]([C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1)O)O[C@]12C(=C)C[C@@]3(C1)CC[C@@H]1[C@@](C)(CCC[C@]1([C@@H]3CC2)C)C(=O)O[C@H]1[C@@H]([C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1)O)[C@@H]1O[C@H](CO)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H]1O HELXLJCILKEWJH-NCGAPWICSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
- G01S15/87—Combinations of sonar systems
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области гидроакустики и может быть использовано для измерения полевых акустических характеристик корабельных антенн.The invention relates to the field of hydroacoustics and can be used to measure field acoustic characteristics of ship antennas.
Первичные измерения антенн, как правило, выполняются в лабораторных условиях, т.е. в опытовых измерительных бассейнах [1], где антенны и средства испытаний устанавливают на поворотно-координатных устройствах. В условиях бассейна невозможно измерить акустические характеристики антенн больших волновых размеров. Акустические характеристики антенн, установленных на объекте, отличаются от характеристик, измеренных в условиях бассейна, т.к. в реальных условиях корабельные конструкции могут значительно искажать полевые характеристики антенн.The primary measurements of antennas are usually performed in laboratory conditions, i.e. in experimental measuring pools [1], where antennas and test tools are installed on rotary-coordinate devices. In pool conditions, it is not possible to measure the acoustic characteristics of large wavelength antennas. The acoustic characteristics of the antennas installed at the facility differ from the characteristics measured in the pool, as in real conditions, ship structures can significantly distort the field characteristics of antennas.
Известен ряд способов измерений полевых акустических характеристик антенн, установленных на объекте. Так, в авторском свидетельстве СССР [2] эти характеристики измеряют с помощью измерительного координатного устройства (ИКУ), которое представляет собой многотонную конструкцию типа крана, устанавливаемую на палубе корабля. Помимо проблем, связанных с размещением ИКУ, в том числе транспортировкой ИКУ при следовании в полигон измерений, длина стрелы ИКУ ограничена, что не позволяет измерять характеристики антенн больших волновых размеров. Кроме того, корабельные конструкции не дают возможности измерять характеристики антенн, раскрывы которых обращены в траверсных или кормовых направлениях.A number of known methods for measuring the field acoustic characteristics of antennas installed on an object. So, in the USSR author's certificate [2], these characteristics are measured using a measuring coordinate device (IKU), which is a multi-ton crane-like structure mounted on the deck of a ship. In addition to the problems associated with the placement of IKUs, including the transportation of IKUs when moving to the test site, the length of the IKU boom is limited, which does not allow measuring the characteristics of antennas with large wave sizes. In addition, ship structures do not allow measuring the characteristics of antennas, the openings of which are turned in the traverse or aft directions.
В патенте США [3] предлагается измерять полевые характеристики с помощью подводного аппарата (ПА), управляемого дистанционно. Поскольку на первый план здесь выходят задачи динамического позиционирования участвующих в измерениях объектов (корабль с измеряемой антенной и ПА со средствами измерений), измеряемые объекты в [3] ограничены стационарными системами типа трубопроводов (регистрация шумов от утечек нефтепродуктов) или антеннами, расположенными на морских платформах.In US patent [3] it is proposed to measure field characteristics using an underwater vehicle (PA), remotely controlled. Since the tasks of dynamic positioning of objects participating in measurements (a ship with a measured antenna and PA with measuring instruments) come to the fore here, the measured objects in [3] are limited to stationary systems such as pipelines (recording noise from oil product leaks) or antennas located on offshore platforms .
Наиболее близким по функциональным и конструктивным признакам к предлагаемому техническому решению является способ, представленный в патенте [4], а также устройство, реализующее этот способ, которые приняты за прототип. В патенте [4], описан способ определения характеристики направленности гидроакустической антенны посредством буксировки гидроакустического измерительного излучателя по различным траекториям вблизи измеряемой приемной антенны, которая размещена на дне водоема. В процессе буксировки измеряют расстояние между измерительным излучателем и измеряемой приемной антенной, а принятый приемной измеряемой антенной сигнал передают в береговую аппаратуру обработки. При обработке по известным расстояниям между излучателем и приемной антенной, а также по напряжениям, соответствующим этим расстояниям, вычисляют характеристику направленности (ХН) измеряемой антенны.The closest in functional and structural features to the proposed technical solution is the method presented in the patent [4], as well as the device that implements this method, which are taken as a prototype. In the patent [4], a method is described for determining the directivity of a sonar antenna by towing a sonar measuring emitter along different paths near the measured receiving antenna, which is located at the bottom of the reservoir. In the process of towing, the distance between the measuring emitter and the measured receiving antenna is measured, and the signal received by the receiving measuring antenna is transmitted to the on-shore processing equipment. When processing the known distances between the emitter and the receiving antenna, as well as the voltages corresponding to these distances, calculate the directivity characteristic (XI) of the measured antenna.
Предложенный в [4] способ и устройство, его реализующее, имеют ряд недостатков:The method and device proposed in [4], which implements it, have several disadvantages:
- невозможно измерить характеристики излучающих антенн;- it is impossible to measure the characteristics of radiating antennas;
- для вычисления ХН необходимо знать траверсное расстояние между излучателем и приемной антенной; откуда брать эти данные, а также уровень напряжения, соответствующий этому расстоянию, в [4] не указано;- to calculate the CN, it is necessary to know the traverse distance between the emitter and the receiving antenna; where to get these data, as well as the voltage level corresponding to this distance, is not indicated in [4];
- при буксировке практически невозможно выдержать равномерность хода и прямолинейность траектории буксируемого излучателя, что приводит к значительному повышению погрешностей полученных результатов;- when towing it is almost impossible to maintain the uniformity of the course and the straightness of the trajectory of the towed emitter, which leads to a significant increase in the errors of the results;
- предлагаемое в [4] техническое решение невозможно использовать для корабельных антенн, т.к. отсутствуют средства динамического позиционирования измерительного средства (буксируемого аппарата) и измеряемой антенны.- the technical solution proposed in [4] cannot be used for ship antennas, because no means of dynamic positioning of the measuring means (towed device) and the measured antenna.
Основной задачей предлагаемой системы и способа ее реализации является расширение функциональных возможностей измерительной системы при одновременном повышении качественных характеристик измерений, связанных с учетом реального размещения антенн и уменьшением погрешностей измерений.The main objective of the proposed system and method of its implementation is to expand the functionality of the measuring system while improving the quality characteristics of measurements associated with taking into account the actual placement of the antennas and reducing measurement errors.
Техническими результатами предлагаемой системы и способа ее реализации являются:The technical results of the proposed system and method of its implementation are:
- возможность измерения характеристик как приемных, так и излучающих антенн, размещенных на реальных носителях;- the ability to measure the characteristics of both receiving and radiating antennas located on real media;
- динамический учет текущих взаимных координат измерительного излучателя/приемника и измеряемой антенны;- dynamic accounting of the current mutual coordinates of the measuring emitter / receiver and the measured antenna;
- возможность измерения характеристик антенн в практически не ограниченном диапазоне частот;- the ability to measure the characteristics of the antennas in a virtually unlimited frequency range;
- автоматический учет при измерениях реальных характеристик антенн, размещенных на объекте-носителе;- automatic accounting when measuring the actual characteristics of the antennas located on the carrier object;
- возможность измерения в реальных условиях, близких к условиям эксплуатации.- the ability to measure in real conditions close to the operating conditions.
Для решения поставленных задач и достижения заявляемого технического результата в измерительную систему, содержащую измеряемую приемную антенну (ИПА), аппаратуру обработки и регистрации и подводный аппарат, на котором установлена излучающая антенна (АИ1) и аппаратура формирования сигналов, введены новые признаки, а именно:To solve the tasks and achieve the claimed technical result, new features have been introduced into the measuring system containing the measured receiving antenna (IPA), processing and recording equipment, and the underwater vehicle on which the radiating antenna (AI1) and signal conditioning equipment are installed, namely:
- дополнительно измеряемой является излучающая антенна,- additionally measured is a radiating antenna,
- измеряемая приемная антенна (ИПА) и измеряемая излучающая антенна (ИАИ) установлены на корабле;- the measured receiving antenna (IPA) and the measured radiating antenna (IAI) are installed on the ship;
- дополнительно введены корабельный тракт управления (ТрУ) движением ПА и корабельный тракт измерения (ТрИ) характеристик антенн;- the ship’s control path (TRU) for PA movement and the ship’s path for measuring (TRI) antenna characteristics have been introduced;
- ПА выполнен с возможностью перемещения по сигналам управления с ТРУ, передаваемым по кабелю, выполненному многожильным;- PA made with the ability to move on control signals with TRU transmitted over a cable made stranded;
- на ПА дополнительно установлены первая приемная антенна (АП1), вторая излучающая антенна (АИ2) и вторая приемная антенна (АП2), причем антенны АП1, АИ1, АИ2, АП2 выполнены ненаправленными, а в состав аппаратуры ПА введен блок управления движением ПА (БУПА);- the first receiving antenna (AP1), the second radiating antenna (AI2) and the second receiving antenna (AP2) are additionally installed on the PA; moreover, the antennas AP1, AI1, AI2, AP2 are omnidirectional, and the PA motion control unit is introduced into the PA equipment (BUPA );
- на корабле дополнительно размещены третья излучающая антенна (АИ3), выполненная ненаправленной, и третья приемная антенна (АП3), выполненная в виде фазированной антенной решетки с возможностью формирования статического веера характеристик направленности в двух плоскостях, при этом АП1, АИ1 и БУПА соединены через кабель с ТрУ, АИ2 и АП2 соединены через кабель с ТрИ, ТрИ соединен с ИПА и с ИАИ, а ТрУ и ТрИ соединены с аппаратурой обработки и регистрации, выполненной пультовой, установленной на корабле.- the ship additionally houses a third radiating antenna (AI3), made non-directional, and a third receiving antenna (AP3), made in the form of a phased antenna array with the possibility of forming a static fan of directivity characteristics in two planes, while AP1, AI1 and BUPA are connected via cable with TRU, AI2 and AP2 are connected through a cable with TRI, TRI is connected to IPA and IAI, and TRU and TRI are connected to processing and registration equipment made by the console installed on the ship.
В способ измерения, состоящий в перемещении по заданной траектории подводного аппарата (ПА) относительно измеряемой приемной антенны, излучении в сторону измеряемой приемной антенны (ИПА) сигнала первой излучающей антенной (АИ1), установленной на ПА, приеме излучаемого сигнала, вычислении дистанции и направления от АИ1 на ИПА, накоплении и обработке результатов измерений при перемещении ПА, введены новые признаки, а именно:In the measurement method, consisting in moving along a predetermined trajectory of the underwater vehicle (PA) relative to the measured receiving antenna, radiation towards the measured receiving antenna (IPA) of the signal of the first radiating antenna (AI1) installed on the PA, receiving the radiated signal, calculating the distance and direction from AI1 on the IPA, the accumulation and processing of measurement results when moving the PA, introduced new features, namely:
- дополнительно измеряемой является излучающая антенна, а измеряемую приемную антенну (ИПА) и измеряемую излучающую антенну (ИАИ) устанавливают на корабле;- additionally measured is the emitting antenna, and the measured receiving antenna (IPA) and the measured radiating antenna (IAI) are installed on the ship;
- на ПА дополнительно устанавливают первую приемную антенну (АП1), вторую излучающую антенну (АИ2), вторую приемную антенну (АП2), причем антенны АП1, АИ1, АИ2, АП2 выполнены ненаправленными, а на корабле размещают третью излучающую антенну (АИ3), выполненную ненаправленной, и третью приемную антенну (АП3), выполненную в виде фазированной антенной решетки, формирующей статический веер характеристик направленности в двух плоскостях;- the first receiving antenna (AP1), the second radiating antenna (AI2), the second receiving antenna (AP2) are additionally installed on the PA, and the antennas AP1, AI1, AI2, AP2 are omnidirectional, and the third radiating antenna (AI3) is placed on the ship, made non-directional, and a third receiving antenna (AP3), made in the form of a phased antenna array, forming a static fan of directivity in two planes;
- производят управление траекторией движения ПА с корабельного тракта управления (ТрУ), передавая сигналы управления через кабель на блок управления движением ПА;- they control the trajectory of the PA from the ship control path (TRU), transmitting control signals via cable to the PA motion control unit;
- излучают в сторону ПА сигнал с помощью антенны АИ3, принимают этот сигнал приемной антенной АП1 и передают через кабель в ТрУ, где определяют дистанцию до ПА;- they emit a signal to the side of the PA using the AI3 antenna, receive this signal with the receiving antenna AP1 and transmit it through the cable to the control panel, where the distance to the PA is determined;
- излучают сигнал установленной на ПА антенной АИ1, принимают этот сигнал корабельной приемной антенной АП3 и передают в ТрУ, где определяют угловые координаты ПА,- emit a signal installed on the PA antenna AI1, receive this signal ship receiving antenna AP3 and transmit to the TRU, where they determine the angular coordinates of the PA,
- информацию о текущей дистанции от корабля до ПА и текущих углах угловых координатах ПА передают в корабельный тракт измерения (ТрИ);- information about the current distance from the ship to the PA and the current angles of the angular coordinates of the PA is transmitted to the ship’s measurement path (TRI);
- для измерения характеристик измеряемой приемной антенны ИПА формируют сигнал заданной структуры в ТрИ, передают этот сигнал по кабелю на ПА и излучают его расположенной на ПА излучающей антенной АИ2;- to measure the characteristics of the measured receiving antenna, the IPA generates a signal of a given structure in the TRI, transmits this signal via cable to the PA and emits it from the radiating antenna AI2 located on the PA;
- осуществляют прием этого сигнала измеряемой приемной антенной ИПА и передают в ТрИ, а накопление и обработку принятых сигналов в ТрИ осуществляют совместно с переданной из ТрУ информацией о координатах ПА;- this signal is received by the measured IPA receiving antenna and transmitted to the TR, and the accumulation and processing of the received signals in the TR are carried out together with the information about the coordinates of the PA transmitted from the TR;
- для измерения характеристик измеряемой излучающей антенны ИАИ принимают сигнал расположенной на ПА приемной антенной АП2, передают по кабелю принятый сигнал в ТрИ, где его накапливают и обрабатывают совместно с переданной из ТрУ информацией о координатах ПА.- to measure the characteristics of the measured emitting antenna, the IAI receives the signal located on the receiver antenna AP2, transmit the received signal via cable to the transmitter, where it is accumulated and processed together with the information about the coordinates of the transmitter transmitted from the transmitter.
Процесс измерения акустических характеристик состоит в определении чувствительности (для приемных антенн) или давления (для излучающих антенн) в зависимости от взаимных координат измерительной и измеряемой антенн [1]. Далее по измеренным чувствительности (давлению) вычисляют, используя данные по координатам для каждого значения измеряемых величин [4], характеристику направленности или максимальное значение чувствительности (давления).The process of measuring acoustic characteristics consists in determining the sensitivity (for receiving antennas) or pressure (for radiating antennas) depending on the mutual coordinates of the measuring and measured antennas [1]. Next, the measured sensitivity (pressure) is calculated using the coordinates for each value of the measured values [4], the directivity characteristic or the maximum value of sensitivity (pressure).
В предлагаемом техническом решении измерение характеристик ИПА выполняется с помощью установленной на ПА измерительной излучающей антенны АИ2; измерение характеристик ИАИ выполняется с помощью установленной на ПА измерительной приемной антенны АП2. При измерениях принятые сигналы с ИПА и АП2 передаются в корабельный тракт измерения (ТрИ), при этом сигналы с АП2 передаются на корабль по кабелю.In the proposed technical solution, the measurement of the IPA characteristics is performed using the AI2 measuring emitting antenna mounted on the PA; the measurement of the characteristics of the IAI is carried out using the measuring receiver antenna AP2 installed on the PA. During measurements, the received signals from the IPA and AP2 are transmitted to the ship’s measurement path (TRI), while the signals from the AP2 are transmitted to the ship by cable.
Для того чтобы определить текущие координаты, соответствующие каждому измеренному значению чувствительности (давления), дополнительно устанавливаютIn order to determine the current coordinates corresponding to each measured value of sensitivity (pressure), additionally set
- на корабле - ненаправленную излучающую антенну (АИ3) и приемную антенну (АП3), формирующую статический веер ХН в двух плоскостях;- on the ship - an omnidirectional emitting antenna (AI3) and a receiving antenna (AP3), which forms a static fan XN in two planes;
- на подводном аппарате - ненаправленные излучающую (АИ1) и приемную (АП1) антенны.- on the underwater vehicle - non-directional emitting (AI1) and receiving (AP1) antennas.
Совокупность антенн АИ1, АП1, АИ3 и АП3 дает возможность в каждый момент времени получать информацию о взаимных координатах корабля и ПА, что осуществляется в корабельном тракте управления (ТрУ). Перемещение ПА по заданной траектории, в том числе для измерений характеристик различных корабельных антенн, осуществляется по сигналам, передаваемым из ТрУ по многожильному кабелю на ПА, где сигналы управления движением ПА отрабатываются блоком управления движением ПА (БУПА).The combination of antennas AI1, AP1, AI3 and AP3 makes it possible at each moment of time to obtain information about the mutual coordinates of the ship and the PA, which is carried out in the ship control path (TRU). The movement of the PA along a predetermined trajectory, including for measuring the characteristics of various ship antennas, is carried out according to the signals transmitted from the TRU via a multicore cable to the PA, where the PA motion control signals are processed by the PA motion control unit (BUA).
Таким образом решается задача измерения полевых характеристик излучающих и приемных антенн, расположенных на корабле.Thus, the problem of measuring the field characteristics of the emitting and receiving antennas located on the ship is solved.
На фиг. 1 представлена обобщенная функциональная схема системы.In FIG. 1 presents a generalized functional diagram of the system.
В состав системы входят аппаратура подводного аппарата 1 и аппаратура 2, размещенная на корабле.The structure of the system includes equipment of the
На ПА 1 размещены излучающие измерительные антенны АИ1 3, АИ2 4 и приемные измерительные антенны АП1 5, АП2 6, а также блок 7 управления ПА (БУПА).On
На корабле 2 размещены излучающая измерительная антенна АИ3 8 и приемная измерительная антенна АП3 9, а также тракты управления позиционированием ТрУ 10 и измерения координат ТрИ 11.On ship 2 there is a radiating measuring antenna AI3 8 and a receiving measuring antenna AP3 9 , as well as control paths for positioning the TRU 10 and measuring the coordinates of the TRI 11 .
Аппаратура ПА 1 и корабля 2 соединены многожильным кабелем 12.The
Измеряемыми корабельными антеннами являются излучающая антенна ИАИ 13 и приемная антенна ИПА 14.Measured ship antennas are the radiating antenna IAI 13 and the receiving antenna IPA 14 .
Жилы кабеля 12 соединены с антеннами АИ1, АП1, АИ2, АП2 и блоком БУПА. Антенны АИ3 и АП3 соединены с трактом ТрУ, который соединен с трактом ТрИ, через кабель 12 тракт ТрУ соединен с антенной АИ1, а тракт ТрИ - с антенной АП2. Тракт ТрИ, кроме того, соединен с измеряемыми антеннами ИАИ и ИПА. Пульты 15 предназначены для обработки, регистрации данных, поступающих из ТрУ и ТрИ, а также для управления режимами движения ПА и измерений. На фиг. 1 отдельно не выделеныThe cores of cable 12 are connected to antennas AI1, AP1, AI2, AP2 and the BUUP unit. Antennas AI3 and AP3 are connected to the TrU path, which is connected to the TRI path, through cable 12, the TRU path is connected to the AI1 antenna, and the TPI path is connected to the AP2 antenna. The TRI path, in addition, is connected to the measured IAI and IPA antennas.
- блоки формирования сигналов управления и формирования сигналов при позиционировании, которые совмещены с трактом ТрУ 10;- blocks the formation of control signals and the formation of signals during positioning, which are combined with the path TrU 10 ;
- блоки формирования сигналов излучения измерительной антенной АИ2 4 и измеряемой антенной ИАИ 13; эти блоки входят в состав тракта ТрИ 11.- blocks for generating radiation signals with a measuring antenna AI2 4 and a measured antenna IAI 13 ; these blocks are part of the tract TRI 11 .
На фиг. 1 также опущены системы электропитания аппаратуры ПА и корабельной аппаратуры.In FIG. 1 also omitted the power supply systems of the PA equipment and ship equipment.
Работу системы и действия по заявляемому способу целесообразно рассматривать совместно.The operation of the system and actions of the claimed method, it is advisable to consider together.
После выхода в полигон испытаний корабль выпускает расположенный на его борту телеуправляемый ПА, при этом кабель 12 соединен с аппаратурой на ПА и на корабле. С пультов 15 передаются через тракт ТрУ 10 сигналы на включение на излучение измерительных излучающих антенн АИ1 5 и АИ3 8, а также на прием сигналов для позиционирования с приемных измерительных антенн АП1 5 и АП3 9. Сигнал, излучаемый антенной АИ3, принимается антенной АП1, принятый сигнал по кабелю 12 передается в приемный канал тракта ТрУ, где по времени между началом излучения и приема с учетом скорости звука определяется текущее расстояние между ПА и кораблем. Сигнал, излучаемый антенной АИ1 3, принимается измерительной приемной антенной АП3 9, которая формирует статический веер ХН. Сигнал, принятый антенной АП3, передается в тракт ТрУ, где определяются текущие курсовой угол и угол места ПА. Таким образом, оказываются известными координаты ПА относительно корабля. Эти данные поступают в пульты 15, где строится траектория движения ПА для вывода ПА в точку пространства с целью измерения характеристик выбранной корабельной антенны. Процесс определения текущих координат выполняется в течение всего цикла измерений.After reaching the test site, the ship releases a remote-controlled PA located on its board, while cable 12 is connected to the equipment on the PA and on the ship. From the
Для измерения характеристик излучающей антенны ПА с помощью команд из пультов 15 через тракт ТрУ выводится на направление, соответствующее максимуму излучения измеряемой излучающей антенны ИАИ 13. Антенна ИАИ излучает сигнал, который принимается измерительной приемной антенной АП2 6, расположенной на ПА. Выполняют настройку на максимум сигнала по известной методике [1] путем изменения местоположения ПА относительно корабля. При настройке выбирается и фиксируется уровень сигнала излучения антенной ИАИ, который в дальнейшем, для измерения характеристик данной измеряемой антенны остается неизменным, уровень максимального принятого антенной АП2 сигнала запоминается и передается в тракт ТрИ. Далее, продолжая излучение антенной ИАИ, перемещают ПА по заданной траектории (в секторе измерения ХН) с помощью сигналов управления, которые по кабелю 12 передаются в блок БУПА 7. Принятый антенной АП2 массив сигналов передается в тракт ТрИ, где сопоставляется с соответствующими текущими координатами, приводится к общему расстоянию (аналитическое выражение приведено в [4]) и нормируется к значению максимума. Нормированный массив представляет собой ХН, а максимальное значение - уровень акустического давления, развиваемого антенной ИАИ на том расстоянии, где было измерено это максимальное значение давления. Данные по ХН и давлению передаются на пульты 15 для дальнейшего анализа, документирования и т.п.To measure the characteristics of the emitting antenna, the PA with the help of the
Для измерения характеристик приемной антенны ПА с помощью команд из пультов 15 через тракт ТрУ выводится на направление, соответствующее максимуму чувствительности измеряемой приемной антенны ИПА 14. Настройку на максимум чувствительности осуществляют по аналогии с настройкой на максимум излучения антенны ИАИ, но при этом излучают измерительной излучающей антенной АИ2 4, расположенной на ПА. Максимальное значение чувствительности вместе с соответствующими координатами запоминается. Действия по измерению ХН приемной антенны аналогичны действиям по измерению ХН излучающей антенны, но излучение постоянного уровня осуществляют антенной АИ2.To measure the characteristics of the receiving antenna, the PA with the help of commands from the
По окончании измерений ПА подводят к кораблю и подымают на борт.At the end of the measurements, the PA is brought to the ship and lifted aboard.
В заявляемой системе используются известные технические решения по конструкциям и работе входящих в систему устройств. Принцип работы, конструктивные характеристики излучающих и приемных антенн изложены в книге [6]. Тракты ТрУ и ТрИ выполняются как аппаратно-программные средства гидроакустических систем и описаны в книге [7]. Подводные аппараты, в том числе телеуправляемые, а также системы и средства управления движением ПА представлены в [8].The claimed system uses well-known technical solutions for the designs and operation of the devices included in the system. The principle of operation, the design characteristics of the emitting and receiving antennas are described in the book [6]. The tracts of TRU and TRI are performed as hardware and software of sonar systems and are described in the book [7]. Underwater vehicles, including telecontrolled ones, as well as systems and means for controlling the movement of PA are presented in [8].
Введение в систему измерения акустических характеристик новых существенных признаков обеспечивает заявленный технический результат, связанный не только с расширением номенклатуры измеряемых антенн, но и с учетом различных факторов работы антенн в реальных условиях. В частности:Introduction to the system of measuring the acoustic characteristics of new significant features provides the claimed technical result, associated not only with the expansion of the range of measured antennas, but also taking into account various factors of antenna operation in real conditions. In particular:
- имеется возможность измерения характеристик любых типов антенн, как приемных, так и излучающих;- it is possible to measure the characteristics of any type of antenna, both receiving and radiating;
- учитывается и фиксируется динамический процесс изменения текущих взаимных координат измерительного излучателя/приемника и измеряемой антенны, что позволяет производить измерения на изменяемой в процессе измерений измерительной базе, в том числе на течениях, при дрейфе и т.п.;- the dynamic process of changing the current mutual coordinates of the measuring emitter / receiver and the measured antenna is taken into account and recorded, which allows measurements to be made on the measuring base that is changed during the measurement, including currents, during drift, etc .;
- измерения характеристик антенн можно выполнять в практически не ограниченном диапазоне частот, оперативно изменяя измерительные антенны, заранее установленные на ПА;- measurements of the characteristics of the antennas can be performed in an almost unlimited frequency range, quickly changing the measuring antennas pre-installed on the PA;
- автоматически учитываются реальные полевые характеристики антенн, с учетом их размещения, влияния корабельных конструкций или донной/поверхностной реверберации (отражений);- the real field characteristics of the antennas are automatically taken into account, taking into account their location, the influence of ship structures or bottom / surface reverberation (reflections);
- измерения выполняются в реальных условиях, близких к условиям эксплуатации.- measurements are carried out in real conditions close to the operating conditions.
Предлагаемая система может быть использована для измерений акустических характеристик антенн надводных кораблей и подводных лодок, для измерения характеристик длинномерных антенн, в том числе буксируемых. Дополнительно можно использовать систему при измерениях шумности различных объектов, в том числе для измерения шумности при различной скорости движения шумящего объекта.The proposed system can be used to measure the acoustic characteristics of antennas of surface ships and submarines, to measure the characteristics of long antennas, including towed ones. Additionally, you can use the system when measuring the noise of various objects, including for measuring noise at different speeds of the movement of a noisy object.
Источники информацииInformation sources
1. Колесников А.Е. Акустические измерения. Л., Судостроение, 1983.1. Kolesnikov A.E. Acoustic measurements. L., Shipbuilding, 1983.
2. Авт. свид. СССР №1840603. Способ измерения собственного подводного шумоизлучения и шумоизмеритель. МПК G01K 11/00. Заявл. 06.02.1989, опубл. 20.08.2007.2. Auth. testimonial. USSR No. 1840603. A method of measuring their own underwater noise and noise meter. IPC G01K 11/00. Claim 02/06/1989, publ. 08/20/2007.
3. Пат. США №5047990. Underwater acoustic data acquisition system. МПК G01S 1/72, 15/89. Заявл. 01.06.1990, опубл. 10.09.1991.3. Pat. US No. 5047990. Underwater acoustic data acquisition system.
4. Патент РФ №2029314. Способ определения характеристики направленности гидроакустической антенны. МПК G01S 3/80. Заявл. 15.09.1992, опубл. 20.02.1995 (ПРОТОТИП).4. RF patent No. 2029314. A method for determining the directivity characteristics of a sonar antenna. IPC G01S 3/80. Claim 09/15/1992, publ. 02.20.1995 (PROTOTYPE).
5. Патент РФ №2551834. Способ телеуправления подводным аппаратом. МПК B63G 5/00, G01S 5/74. Заявл. 04.12.2013, опубл. 27.05.2015.5. RF patent No. 2551834. The remote control method of the underwater vehicle. IPC B63G 5/00, G01S 5/74. Claim 12/04/2013, publ. 05/27/2015.
6. Смарышев М.Д., Добровольский Ю.Ю. Гидроакустические антенны. Л., Судостроение, 1984.6. Smaryshev M.D., Dobrovolsky Yu.Yu. Hydroacoustic antennas. L., Shipbuilding, 1984.
7. Корякин Ю.А., Смирнов С.А., Яковлев Г.В. Корабельная гидроакустическая техника. СПб: Наука, 2004.7. Koryakin Yu.A., Smirnov S.A., Yakovlev G.V. Ship sonar equipment. St. Petersburg: Science, 2004.
8. Войтов Д.В. Телеуправляемые необитаемые подводные аппараты. М.: Моркнига, 2012.8. Voitov D.V. Telecontrolled uninhabited underwater vehicles. M .: Morkniga, 2012.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017112186A RU2658508C1 (en) | 2017-04-10 | 2017-04-10 | System and method of measurement of acoustic characteristics of antennas with the submersible vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017112186A RU2658508C1 (en) | 2017-04-10 | 2017-04-10 | System and method of measurement of acoustic characteristics of antennas with the submersible vehicle |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2658508C1 true RU2658508C1 (en) | 2018-06-21 |
Family
ID=62713581
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017112186A RU2658508C1 (en) | 2017-04-10 | 2017-04-10 | System and method of measurement of acoustic characteristics of antennas with the submersible vehicle |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2658508C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2724300C1 (en) * | 2019-10-30 | 2020-06-22 | Акционерное общество "Концерн "Центральный научно-исследовательский институт "Электроприбор" | Method of performing hydroacoustic communication between autonomous underwater vehicles |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5047990A (en) * | 1990-06-01 | 1991-09-10 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Underwater acoustic data acquisition system |
| RU2029314C1 (en) * | 1992-09-15 | 1995-02-20 | Научно-производственное объединение "Всесоюзный научно-исследовательский институт физико-технических и радиотехнических измерений" | Method of measuring directional characteristic of hydroacoustic aerial |
| RU2551834C1 (en) * | 2013-12-04 | 2015-05-27 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия имени Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" | Underwater vehicle telecontrol system |
| RU2602993C1 (en) * | 2015-09-11 | 2016-11-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Специальное конструкторское бюро средств автоматизации морских исследований Дальневосточного отделения Российской академии наук | System of acoustic tomography of hydrophysical and geophysical fields in marine environment |
| RU2602770C1 (en) * | 2015-09-11 | 2016-11-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Специальное конструкторское бюро средств автоматизации морских исследований Дальневосточного отделения Российской академии наук | Method of hydrophysical and geophysical fields acoustic tomography in marine environment |
-
2017
- 2017-04-10 RU RU2017112186A patent/RU2658508C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5047990A (en) * | 1990-06-01 | 1991-09-10 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Underwater acoustic data acquisition system |
| RU2029314C1 (en) * | 1992-09-15 | 1995-02-20 | Научно-производственное объединение "Всесоюзный научно-исследовательский институт физико-технических и радиотехнических измерений" | Method of measuring directional characteristic of hydroacoustic aerial |
| RU2551834C1 (en) * | 2013-12-04 | 2015-05-27 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия имени Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" | Underwater vehicle telecontrol system |
| RU2602993C1 (en) * | 2015-09-11 | 2016-11-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Специальное конструкторское бюро средств автоматизации морских исследований Дальневосточного отделения Российской академии наук | System of acoustic tomography of hydrophysical and geophysical fields in marine environment |
| RU2602770C1 (en) * | 2015-09-11 | 2016-11-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Специальное конструкторское бюро средств автоматизации морских исследований Дальневосточного отделения Российской академии наук | Method of hydrophysical and geophysical fields acoustic tomography in marine environment |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2724300C1 (en) * | 2019-10-30 | 2020-06-22 | Акционерное общество "Концерн "Центральный научно-исследовательский институт "Электроприбор" | Method of performing hydroacoustic communication between autonomous underwater vehicles |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU2016203271B2 (en) | Sonar systems and methods using interferometry and/or beamforming for 3d imaging | |
| CA2941477C (en) | Adaptive beamformer for sonar imaging | |
| US9335412B2 (en) | Sonar transducer assembly | |
| US10018719B2 (en) | Systems and associated methods for producing a 3D sonar image | |
| KR101294493B1 (en) | Method and device for measuring a contour of the ground | |
| CN109900256A (en) | A kind of mobile sound tomographic system in adaptive ocean and method | |
| RU2012153734A (en) | METHOD FOR SHOOTING AQUATORIA BOTTOM RELIEF AND DEVICE FOR SHOOTING AQUATORIA BOTTOM RELIEF | |
| RU2010109969A (en) | METHOD FOR SHOOTING AQUATORIA BOTTOM RELIEF AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION | |
| RU2593651C1 (en) | Hydroacoustic method for location of autonomous underwater vehicles | |
| RU2451300C1 (en) | Hydroacoustic navigation system | |
| RU2225991C2 (en) | Navigation sonar to illuminate near situation | |
| RU2658508C1 (en) | System and method of measurement of acoustic characteristics of antennas with the submersible vehicle | |
| RU2477497C2 (en) | Hydroacoustic navigation system | |
| RU2568935C1 (en) | Method of determining torpedo motion parameters | |
| CN111537946A (en) | Underwater beacon directional positioning system and method | |
| RU2529207C1 (en) | Navigation system for towed underwater vehicle | |
| JP5200987B2 (en) | Method and apparatus for exploring and classifying objects under water | |
| RU151204U1 (en) | HYDROACOUSTIC LIGHTING SYSTEM FOR UNDERWATER SPACE | |
| RU2614854C2 (en) | Method of measuring depth and echo sounder therefor | |
| RU2660292C1 (en) | Method for determining object immersion depth | |
| RU2010148968A (en) | METHOD FOR SHOOTING AREA BOTTOM RELIEF WITH MOVING VESSEL BY A MULTI-BEAM Sounder with a vertical sounding of a hydro-acoustic bosom and a multi-beam bosom | |
| RU2271021C1 (en) | Method for determining cable-laying route and depth for underwater cable | |
| RU2572666C1 (en) | Hydroacoustic system for imaging underwater space | |
| RU2558017C1 (en) | Active sonar | |
| CN216013634U (en) | Real-time self-calibration device for position of underwater acoustic receiver for water surface movable platform |