RU31444U1 - Device for graduating flexible hydroacoustic extended towed antennas (GPBA) (options) - Google Patents

Description

Устройство для градуировки гибких гидроакустических протяженных буксируемых антенн (ГПБАУ Варианты Полезная модель относится к технике гидроакустических измерений,Device for calibrating flexible hydroacoustic extended towed antennas (GPBAU Variants The utility model relates to the technique of hydroacoustic measurements,

а более конкретно, к устройствам для измерения частотных характеристик чувствительности приемных гидроакустических антенн.and more specifically, to devices for measuring the frequency response characteristics of receiving hydroacoustic antennas.

Гидроакустические гибкие протяженные буксируемые антенны (ГГТБА) находят широкое применение как в военной гидроакустике, так и в технике измерений подводной шумности рыбопромысловых судов. Они выполняются в виде пшанга, включающего в себя приемники, электронные блоки и линии электрических коммуникаций. Шланг заполняется изоляционным материалом с обеспечением нейтральной плавучести ГПБА. Длина активной части ГПБА у американской ГАС типа ТБ-16 порядка 180 м, длина кабель-тросса порядка 800 м. Буксировка за судном осуществляется с помощью кабель-буксира. Рабочий диапазон частот ГПБА обычно от 5 до 1000 Гц. А.А.Гуревич, Н.М.Гусев, Г.В.Яковлев. Гидроакустические системы с гибкими протяженными буксируемыми антеннами. Судостроение за рубежом, № 10 (214), 1984. - Л.: ЦНИИ М.Соколов. Гибкие протяженные буксируемые антенны. - Морской сборник, 1985, № 3. - с.81-83.Hydroacoustic flexible extended towed antennas (GGTBA) are widely used both in military hydroacoustics and in the technique of measuring the underwater noise of fishing vessels. They are carried out in the form of a pshang, which includes receivers, electronic components and electrical communications lines. The hose is filled with insulating material to ensure neutral buoyancy GPBA. The length of the active part of the GPAA for an American ASG-type TB-16 is about 180 m, the length of the cable cable is about 800 m. Towing the vessel is carried out using a cable tug. The operating frequency range of GPAA is usually from 5 to 1000 Hz. A.A. Gurevich, N.M. Gusev, G.V. Yakovlev. Hydroacoustic systems with flexible long towed antennas. Shipbuilding abroad, No. 10 (214), 1984. - L .: TsNII M.Sokolov. Flexible long towed antennas. - Marine collection, 1985, No. 3. - p.81-83.

В тех случаях, когда ГПБА используются для измерительных задач, они нуждаются в градуировке. Термин «градуировка означает выполнение измерительной процедуры, в результате которой получают количественные характеристики измерительного тракта в рабочем диапазоне частот. К таким основным характеристикам ГПБА относится частотная характеристика чувствительности. Под чувствительностью приемного тракта понимается модуль отношения напряжения на выходе сумматора ГПБА к давлению в плоской волне, падающей на антенну из направления главного максимума ее характеристики направленности М.Д.Смарышев, Ю.Ю.Добровольский. Гидроакустические антенны. Справочник. -Л.: Судостроение. - с.23.In those cases when GPBA are used for measuring tasks, they need graduation. The term “graduation” means the performance of a measuring procedure, as a result of which quantitative characteristics of the measuring path are obtained in the operating frequency range. These basic characteristics of GPAA include the frequency response of sensitivity. The sensitivity of the receiving path is understood as the module of the ratio of the voltage at the output of the GPBA adder to the pressure in a plane wave incident on the antenna from the direction of the main maximum of its directivity characteristics M.D.Smaryshev, Yu.Yu. Dobrovolsky. Hydroacoustic antennas. Directory. -L.: Shipbuilding. - p.23.

G 01 Н 3/00G 01 N 3/00

Известно устройство для градуировки преобразователей методом взаимности при линейном расположении преобразователей А.Е.Колесников. Акустические измерения. -Л., Судостроение, 1983. - с. 105. Устройство содержит три преобразователя: приемник, измеритель и обратимый преобразователь, связанные между собой через среду, генератор, усилитель и вольтметр, а также переключатель.A device for calibrating converters by the reciprocity method with a linear arrangement of converters A.E. Kolesnikov. Acoustic measurements. -L., Shipbuilding, 1983. - p. 105. The device contains three converters: a receiver, a meter and a reversible converter, interconnected via a medium, a generator, an amplifier and a voltmeter, as well as a switch.

Недостатком устройства является невозможность его реализации для ГПБА.The disadvantage of this device is the impossibility of its implementation for GPBA.

Известно устройство для градуировки приемников звука замещением А.Е.Колесников. Акустические измерения. - Л., Судостроение, 1983. с.98. Устройство содержит последовательно соединенные генератор и излучатель звука, а также связанные с ними через среду последовательно соединенные измеряемый приемник, усилитель и вольтметр, а также образцовый приемник, помещаемый в ту же точку, что испытуемый (здесь и ниже под образцовым приемником понимается приемник с заранее измеренной чувствительностью).A device for calibrating sound receivers by replacing A.E. Kolesnikov. Acoustic measurements. - L., Shipbuilding, 1983. p. 98. The device contains a series-connected generator and sound emitter, as well as a measured receiver, amplifier and voltmeter connected in series through the medium, as well as an exemplary receiver placed at the same point as the test person (here and below, an exemplary receiver means a receiver with a previously measured sensitivity).

Такое устройство не пригодно для измерения частотных характеристик ГПБА, т.е. практически невозможно осзтцествить замещение.Such a device is not suitable for measuring the frequency characteristics of GPAA, i.e. it’s almost impossible to make a substitution.

Известна градуировка с помощью пистонфона А.Е.Колесников. Акустические измерения. - Л.: Судостроение, 1983. - с. 116. Пистонфон представляет собой малую по сравнению с длиной волны камеру с жесткими стяжками, в которой имеется поршень, перемещаемый по гармоническому закону.Known graduation using pistonphone A.E. Kolesnikov. Acoustic measurements. - L .: Shipbuilding, 1983. - p. 116. A pistonphone is a small chamber with rigid couplers compared to the wavelength, in which there is a piston that moves according to harmonic law.

Недостатком градуировки с помощью пистонфона является невозможность обеспечить градуировку всей ГПБА в водной среде.The disadvantage of graduation using a pistonphone is the inability to ensure graduation of the entire GPA in an aqueous medium.

Наиболее близким по технической сущности является устройство для градуировки приемников звука методом сличения А.Е.Колесников. Акустические измерения. - Л.: Судостроение, 1983. - с.97. Устройство содержит последовательно соединенные генератор и излучатель зв5пка, акустически связанные через среду с двумя параллельными трактами образцового и испытываемого приемников, каждый из которых содержит последовательно соединенные приемник, усилитель, вольтметр.The closest in technical essence is a device for calibrating sound receivers by comparison by A.E. Kolesnikov. Acoustic measurements. - L .: Shipbuilding, 1983. - p. 97. The device contains a serially connected generator and a sound transmitter, acoustically connected through a medium with two parallel paths of the model and test receivers, each of which contains a receiver, amplifier, and voltmeter connected in series.

Недостатком устройства-прототипа является непригодность его использования для ГПБА из-за невозможности расположения в одной точке иThe disadvantage of the prototype device is the unsuitability of its use for GPBA due to the impossibility of location at one point and

ГПБА и образцовый приемник, а также большие временные затраты на измерения.GPAA and an exemplary receiver, as well as large time costs for measurements.

Задачей полезной модели является обеспечение фадз ровки ГПБА по частотной характеристике чувствительности в реальном буксируемом состоянии на заданной глубине и, по возможности, в короткое время.The objective of the utility model is to ensure GPAA fuzzing by the frequency response of sensitivity in a real towed state at a given depth and, if possible, in a short time.

Поставленная задача решается с помош;ью вариантов полезной модели, имеюш;их одно назначение, а именно: измерение частотных характеристик чувствительности ГПБА в реальном положении буксировки в возможно короткое время, т.е. достижение одного и того же технического результата с использованием измерительных способов гидроакустики.The problem is solved with the help of the variants of the utility model that are available; they have one purpose, namely: measuring the frequency characteristics of the sensitivity of the GPAA in the real towing position in the shortest possible time, i.e. achievement of the same technical result using hydroacoustic measuring methods.

Первый вариант устройства для градуировки ГПБА содержит как и устройство-прототип последовательно соединенные генератор и гидроакустический излучатель, акустически связанные через морскую среду с параллельными усилительными трактами ГПБА и образцового приемника. При этом образцовый приемник выполняется всенаправленным и располагается в акустическом центре ГПБА, лини задержек в ГПБА выбираются так, что характеристика направленности ГПБА ориентируется на гидроакустический излучатель. Генератор и гидроакустический излучатель выполняются с возможностью обеспечить широкополосный шумовой сигнал в рабочем диапазоне частот ГПБА. В устройство введены последовательно соединенные двзосканальный узкополосный спектроанализатор, парвый и второй входы которого соединены с выходами усилительного трактов и формирователя направленности ГПБА и усилителя образцового приемника, блок расчета частотной характеристики чувствительности ГПБА и индикатор.The first version of the GPBA calibration device contains, as well as the prototype device, a generator and a sonar emitter connected in series acoustically connected through the marine environment with parallel amplification paths of the GPBA and a reference receiver. In this case, the exemplary receiver is omnidirectional and is located in the acoustic center of the GPAA, the delay lines in the GPAA are selected so that the directional characteristic of the GPAA is oriented to the hydroacoustic emitter. The generator and the hydroacoustic emitter are configured to provide a broadband noise signal in the operating frequency range of the GPBA. A two-channel narrow-band spectrum analyzer is introduced into the device in series, the first and second inputs of which are connected to the outputs of the amplifier paths and the directivity shaper of the GPAA and the amplifier of the model receiver, a block for calculating the frequency response of the sensitivity of the GPAA and an indicator.

ратора, переключателя и приема сигнала, подключенного к всенаправленному образцовому приемнику, который выполнен обратимым, и к выходу усилительного тракта, блок вычисления чувствительности образцового приемника и второй индикатор, а импульсный генератор предназначенa rotor, a switch and a signal receiving connected to an omnidirectional model receiver, which is made reversible, and to the output of the amplification path, the sensitivity calculation unit of the model receiver and a second indicator, and the pulse generator is designed

для работы на частотах от /„ - до fe, где с - скорость звука в среде, h глубина погружения образцового приемника, /в - верхняя частота рабочего диапазона ГПБА.for operation at frequencies from / „- to fe, where c is the speed of sound in the medium, h is the immersion depth of the model receiver, / in is the upper frequency of the GPA working range.

Второй вариант устройства для градуировки гибких гидроакустических протяженных буксируемых антенн (ГПБА), также как и устройствопрототип, содержит последовательно соединенные генератор и излучатель, акустически связанные с ГПБА и приемником и с усилительным трактом и формирователем характеристик направленности ГПБА и усилителем приемника. Генератор выполнен в виде генератора -шума в рабочей полосе частот ГПБА; приемник выполнен обратимым, т.е. обладающим способностью работать как в режиме приема, так и излучения. Обратимый преобразователь включен через переключатель к выходу генератора пгума и расположен на кабель-троссе линейно по отношению к излз ателю и ГПБА; в устройство введены последовательно соединенные двухканальный узкополосный спектроанализатор, блок расчета частотной характеристики чувствительности ГПБА и индикатор.The second version of the device for calibrating flexible hydroacoustic extended towed antennas (GPBA), as well as the prototype device, contains serially connected generator and emitter, acoustically connected to the GPBA and the receiver and to the amplification path and the shaper of the directivity characteristics of the GPBA and the receiver amplifier. The generator is made in the form of a noise generator in the working band of the GPBA; the receiver is made reversible, i.e. with the ability to work in both reception and radiation modes. The reversible converter is connected via a switch to the output of the Pgum generator and is located on the cable-cable linearly with respect to the receiver and the GPAA; a two-channel narrow-band spectrum analyzer, a block for calculating the frequency response of the sensitivity of the GPAA, and an indicator are introduced in series with the device.

Третий вариант устройства для градуировки гибких гидроакустических протяженных буксируемых антенн (ГПБА), как и устройствопрототип, содержит генератор. Генератор выполнен с возможностью создавать шумовой сигнал в рабочем диапазоне частот ГПБА, введен излучатель, выполненный широкополосным всенаправленным и помещенным в шланг ГПБА, введен обратимый широкополосный и всенаправлеьшый электроакустический преобразователь также встроенный в шланг ГПБА; он через переключатель, введенный в устройство, подключен к выходу пхумового генератора, в устройство также введены последовате.пьно соединенные переключатель приемных каналов ГПБА, подключенный к выходу усилительного тракта ГПБА, узкополосный спектроанализатор, блок поочередного расчета частотных характеристик чз ствительности приемных каналов, блок расчета частотной характеристики чувствительности ГПБА по измереннымThe third version of the device for calibrating flexible hydroacoustic extended towed antennas (GPBA), as well as prototype devices, contains a generator. The generator is configured to create a noise signal in the operating frequency range of the GPAA, an emitter made by a broadband omnidirectional and placed in the GPBA hose is introduced, a reversible broadband and omnidirectional electro-acoustic transducer is also integrated in the GPBA hose; it is connected through the switch inserted into the device to the output of the phum generator, sequentially connected to the device are the newly connected GPBA receiver channel switch, connected to the GPBA amplifier channel output, a narrow-band spectrum analyzer, a unit for alternately calculating the frequency characteristics of the receiving channel sensitivity, a frequency calculation unit sensitivity characteristics of HPA measured

частотным характеристикам приемников и индикатор.frequency response of receivers and indicator.

Техническим результатом всех вариантов полезной модели является обеспечение возможности градуировки (определения частотной характеристики чувствительности) ГПБА в процессе эксплуатации, в рабочем положении. Кроме того, по сравнению с прототипом обеспечивается ускорение градуировки за счет того, что она производится одновременно во всей рабочей полосе частот, а не по отдельным частотным точкам. Кроме того, поскольку ГПБА обычно используется для определения п мовых сигналов измерение частотных характеристик чувствительности ГПБА на шумовых тестовых сигналах наиболее оправдано.The technical result of all variants of the utility model is the provision of the possibility of graduation (determining the frequency response of the sensitivity) of the GPBA during operation, in the working position. In addition, in comparison with the prototype, the calibration is accelerated due to the fact that it is performed simultaneously in the entire working frequency band, and not at individual frequency points. In addition, since GPBA is usually used to determine peak signals, the measurement of the frequency characteristics of the sensitivity of GPBA on noise test signals is most justified.

Па фиг. 1 приведена блок-схема первого варианта устройства.Pa fig. 1 shows a block diagram of a first embodiment of the device.

Па фиг. 2 приведена блок-схема первого варианта устройства с дополнительно введенным трактом градуировки образцового приемника методом самовзаимности.Pa fig. 2 shows a block diagram of a first embodiment of the device with an additionally introduced calibration path for a reference receiver using the self-reciprocity method.

Па фиг.З приведена блок-схема второго варианта устройства.Pa fig.Z shows a block diagram of a second embodiment of the device.

Па фиг.4 приведена блок-схема третьего варианта устройства.Pa figure 4 shows a block diagram of a third variant of the device.

Первый вариант устройства (фиг.1) содержит последовательно соединенные генератор шума 1 и широкополосный излучатель 2, акустически связанные через среду с последовательно соединенными ГПБА 3, усилительным трактом ГПБА 4, формирователем характеристик направленности ГПБА 5, двухканальным узкополосным спектроанализатором 6, блоком расчета частотной характеристики чувстврггельности ГПБА 7, индикатором 8, также содержит последовательно соединенные образцовый приемник 8 и усилительный тракт образцового приемника 9, выход которого подключен ко второму входу двухканального спектроанализатора 6.The first embodiment of the device (Fig. 1) comprises a noise generator 1 and a broadband emitter 2 connected in series, acoustically connected through a medium with a GPA 3 in series, a GPA 4 amplification path, a directional characteristics shaper 5, a two-channel narrow-band spectrum analyzer 6, and a unit for calculating the frequency response of sensitivity GPAA 7, indicator 8, also contains a series-connected reference receiver 8 and the amplification path of the reference receiver 9, the output of which is connected to the second input of the two-channel spectrum analyzer 6.

разом. Переднающий тракт из генератора 1 и излучателя 2 создает шумовой сигнал, который принимается ГПБА 3, создавая на ее выходе энергетический спектр ОГПБА(/) в рабочем диапазоне частот/е fa, fe. На выходе образцового приемника 8 возникает энергетический спектр Gon(/)Так как чувствительность образцового приемника известна и равна ;ко(/), то частотная характеристика чувствительности ГПБА 3 имеет видat once. The transmitting path from the generator 1 and emitter 2 creates a noise signal, which is received by GPBA 3, creating at its output the energy spectrum of OGPBA (/) in the operating frequency range f e fa, fe. At the output of the exemplary receiver 8, the energy spectrum Gon (/) arises since the sensitivity of the exemplary receiver is known and is equal to; co (/), then the frequency response of the sensitivity of the GPBA 3 has the form

yrnEA(f)-yo(f)(1)yrnEA (f) -yo (f) (1)

Спектральный анализ производится в блоке 6, расчеты по формуле (1) в блоке 7. Чувствительность УГПБА(/) отображается на индикаторе 8.The spectral analysis is performed in block 6, the calculations according to the formula (1) in block 7. The sensitivity of UHPBA (/) is displayed on indicator 8.

Какизвестно М.О.Смарышев,Ю.Ю.Добровольский.As it is known M.O.Smaryshev, Yu.Yu. Dobrovolsky.

Гидроакустические антенны. Справочник. - Л.: Судостроение, 1983. с. 142, при обычно используемом в ГПБА четном относительно центра антенны в виде отрезка прямой амплитудном и нечетном фазовом распределении антенна имеет фазовый центр, совпадающий с ее геометрическим центром. Поэтому образцовый приемник целесообразно расположить в фазовом центра антенны, обычно в ее геометрическом центре. При таком расположении образцового приемника не сказывается на результаты измерений 7гпБА(1) амплитудное распределение шумового сигнала, связанное с тем, что измеритель создает волны, акустическое давление которых снижается пропорционально расстоянию от излучателя 2. Поэтому на ближней к излучателю половине ГПБА 3 будет повышенное акустическое давление, а на дальней - пониженное. Это практически не повлияет на результирующее значение чувствительности всей ГПБА 3. В тех случаях, когда амплитудное распределение вдоль ГПБА 3 не четное, необходимо выбирать расстояние г от излучателя до ГПБА 3 из условия г 5,5 /, где / - длина ГПБА, предполагая допустимость, что 20% изменения давления практически не скажутся на результатах измерения частотных характеристик чувствительности ГПБА.Hydroacoustic antennas. Directory. - L .: Shipbuilding, 1983. p. 142, when the antenna, usually used in the GPA, is even with respect to the center of the antenna in the form of a segment of a direct amplitude and odd phase distribution, the antenna has a phase center that coincides with its geometric center. Therefore, it is advisable to position the model receiver in the phase center of the antenna, usually in its geometric center. With this arrangement of the exemplary receiver, the amplitude distribution of the noise signal does not affect the measurement results of 7 hPBA (1), due to the fact that the meter generates waves whose acoustic pressure decreases in proportion to the distance from the emitter 2. Therefore, there will be increased acoustic pressure at the half of the GPBA 3 and on the far - lowered. This will practically not affect the resulting sensitivity value of the entire HPBA 3. In cases where the amplitude distribution along the HPBA 3 is not even, it is necessary to choose the distance r from the emitter to GPBA 3 from the condition r 5.5 /, where / is the length of the GPBA, assuming admissibility that 20% of the pressure change will practically not affect the results of measuring the frequency characteristics of the sensitivity of the GPAA.

V on(j)V on (j)

соединенные переключатель 11, соединенный с образцовым приемником 9 и усилителем 10, имнульсвпый генератор 12, блок вычисления чувствительности 13 и второй индикатор 14.connected switch 11 connected to an exemplary receiver 9 and amplifier 10, an impulse generator 12, a sensitivity calculation unit 13, and a second indicator 14.

Работа дополнительно введенного тракта градуировки образцовогоThe work of the additionally introduced calibration path exemplary

приемника методом самовзаимности осзшдествляется следующим образом: излученный импульс, создаваемый импульсным генератором 10 и образцовым всенаправленным обратимым приемником 8, который усиливается и поступает на блок вычисления чувствительности образцового приемника 12. Искомая чувствительность находится в блоке 12 по формуле:the receiver by the method of self-reciprocity is implemented as follows: the emitted pulse generated by the pulse generator 10 and the exemplary omnidirectional reversible receiver 8, which is amplified and fed to the sensitivity calculation unit of the exemplary receiver 12. The desired sensitivity is in block 12 by the formula:

К„,,Р™.(2)K „,, P ™. (2)

где ui - напряжение, создаваемое импульсным генератором 10; w - напряжение на выходе приемника 8 после приема отраженного импульса от поверхности моря; h - глубина погружения приемника 8; Я- параметр взаимности для сферических волн. Диапазон частот такой градуировки ограничен /, 3с / /2, где с - скорость звука и верхней частотой рабочего диапазона у. Причем, измерения производятся при волнении моря, когда высота волн много меньше длины волны на.where ui is the voltage generated by the pulse generator 10; w is the voltage at the output of the receiver 8 after receiving a reflected pulse from the sea surface; h is the immersion depth of the receiver 8; I is the reciprocity parameter for spherical waves. The frequency range of such a calibration is limited to /, 3s / / 2, where c is the speed of sound and the upper frequency of the operating range y. Moreover, the measurements are made during sea waves, when the wave height is much less than the wavelength at.

Второй вариант устройства (фиг.З) для градуировки гибких гидроакустических протяженных буксируемых антенн (ГПБА) содержит последовательно соединенные генератор шума 1, переключатель 16, широкополосный излучатель 2, также содержит обратимый преобразователь 16, подключенный ко второму выходу переключателя 15. Устройство содержит также последовательно соединенные ГПБА 3, усилительный тракт ГПБА 4, формирователь характеристик направленности ГПБА 5, двухканальный спектроанализатор 6, блок расчета частотной характеристики чувствительности ГПБА 7, индикатор 8, также содержит усилительный тракт 9, вход которого через переключатель 15 подключен к выходу обратимого преобразователя 16, а выход - ко второму входу двз жанального спектроанализатора 6.The second variant of the device (FIG. 3) for calibrating flexible hydroacoustic extended towed antennas (HBA) contains a noise generator 1 connected in series, a switch 16, a broadband emitter 2, and also contains a reversible converter 16 connected to the second output of the switch 15. The device also contains a series connected GPBA 3, GPBA 4 amplification path, GPBA 5 directivity driver, two-channel spectrum analyzer 6, GPB sensitivity frequency response calculator A 7, indicator 8, also contains an amplification path 9, the input of which through a switch 15 is connected to the output of the reversible transducer 16, and the output to the second input of the dual-band spectrum analyzer 6.

разом. Измеритель 2, обратимый преобразователь 15 и ГПБА 3 расположены на одной линии в дальней зоне ГПБА. Характеристика направленности ГПБА 3 ориентируется на из.лучатель 2. Сперва излучают шумовой тестовый сигнал с помощью тракта генератор 1 и излучатель 2 и регистрируют энергетические спектры на выходе ГПБА 3 G7( и на выходе обратимого преобразователя 15 . Затем регистрируют энергетический спектр на выходе ГПБА 3 и на малом сопротивлении включенном последовательно с ГПБА 3 G4(f). Тогда частотная характеристика ГПБА 3 определяется из соотношенияat once. The meter 2, the reversible Converter 15 and GPBA 3 are located on the same line in the far zone of the GPBA. The directional characteristic of GPA 3 is oriented to emitter 2. First, a noise test signal is emitted using the generator 1 and emitter 2 paths and the energy spectra are recorded at the output of GPBA 3 G7 (and at the output of the reversible transducer 15. Then, the energy spectrum is recorded at the output of GPBA 3 and at low resistance connected in series with GPBA 3 G4 (f). Then the frequency response of GPBA 3 is determined from the relation

((f(f} ((f (f}

(7Ж7) J (7ZH7) J

где Я - параметр взаимности; К - коэффициент, учитывающий положения излучателя 2, преобразователя 15 и акустического центра ГПБА 3.where I - reciprocity parameter; K is a coefficient taking into account the position of the emitter 2, the transducer 15 and the acoustic center GPBA 3.

Третий вариант устройства (фиг.4) содержит последовательно соединенные генератор щума 1, переключатель 15, обратимый преобразователь, встроенный в шланг 17, усилительный тракт 9, двухканальный узкополосный спетроанализатор 6, блок поочередного расчета частотных характеристик чувствительности приемников ГПБА 20, блок памяти частотных характеристик чувствительности приемников 21, блок расчета частотной характеристики чувствительности ГПБА по измеренным частотным характеристикам чувствительности приемников 22, индикатор 8, также содержит последовательно соединенные ГПБА 3, усилительный тракт ГПБА 4, переключатель приемников ГПБА 18, выход которого подключен ко второму входу двухканального узкополосного спектроанализатора 6, также содержит широкополосный излучатель, встроенный в шланг 19, вход которого соединен с выходом переключателя 15.The third variant of the device (Fig. 4) contains a series-connected oscillator 1, a switch 15, a reversible converter integrated in the hose 17, an amplification path 9, a two-channel narrow-band spectro analyzer 6, a unit for alternately calculating the frequency characteristics of the sensitivity of receivers GPBA 20, a memory block for the frequency characteristics of sensitivity receivers 21, a block for calculating the frequency response sensitivity of the GPAA based on the measured frequency response characteristics of the sensitivity of the receivers 22, indicator 8, also contains therefore, connected GPBA 3, GPBA amplification path 4, GPBA receiver switch 18, the output of which is connected to the second input of a two-channel narrow-band spectrum analyzer 6, also contains a broadband emitter built into the hose 19, the input of which is connected to the output of switch 15.

Работа третьего варианта устройства принципиально отличается от второго варианта тем, что измеряется чувствительность не всей ГПБА 3 в целом, а поочередно измеряется чувствительность каждого приемного блока, встроенного в шланг ГПБА 3, а затем определяется расчетным путемThe operation of the third variant of the device differs fundamentally from the second variant in that the sensitivity of not the entire GPBA 3 is measured, and the sensitivity of each receiver unit integrated in the GPBA 3 hose is measured in turn, and then determined by calculation

частотная характеристика чувствительности всей ГПБА 3. Частотные характеристики чувствительности / приемных элементов определяются по алгоритму формулы 3 и в присутствии всех остальных элементов ГПБА 3, которые не рабочих частотах ГПБА являются ненаправленными. Поэтомуthe frequency response of the sensitivity of the entire GPBA 3. The frequency characteristics of the sensitivity / receiving elements are determined by the algorithm of formula 3 and in the presence of all other elements of the GPBA 3, which are not operating frequencies of the GPBA are non-directional. therefore

чувствительность ГПБАGPA sensitivity

(/)),(4)(/)),(4)

где п - общее число приемных блоков в ГПБА, определяется по расчету в блоке 7.where n is the total number of receiving blocks in GPBA, is determined by calculation in block 7.

Таким образом, все варианты устройства решают поставленную задачу. Первый вариант устройства наиболее целесообразен в тех случаях, когда можно в кормовой оконечности судна разместить широкополосный излучатель 2, а также заранее отградуировать образцовый приемник 9. Второй вариант устройства также нуждается в установке излзд1ателя на корме судна и кабель-троссе ГПБА 3. Третий вариант удобнее конструктивно, так как излучатель 2 и обратимый преобразователь 16 встроены в шланг ГПБА 3. Однако на измерение затрачивается большее время, т.к. нужно измерить чувствительность каждого приемного блока. С другой стороны, эта операция является полезной с точки зрения проверки (контроля) работоспособности каждого приемного блока ГПБА 3.Thus, all variants of the device solve the problem. The first version of the device is most appropriate in cases where it is possible to place a broadband emitter 2 in the aft end of the vessel, and also pre-calibrate the model receiver 9. The second version of the device also requires the installation of a receiver on the stern of the vessel and a cable-cable GPBA 3. The third option is more convenient constructively , since the emitter 2 and the reversible transducer 16 are integrated in the hose of the gas-turbine engine 3. However, more time is spent on the measurement, since you need to measure the sensitivity of each receiving unit. On the other hand, this operation is useful from the point of view of checking (monitoring) the operability of each receiver block GPBA 3.

Построение блоков устройства известно из практики гидроакустики. Излучатель 2, образцовый приемник 9 и обратимый приемник 16 описаны, например, в книге А. В.Богородский, Г.В.Яковлев, Е.А.Корепин, А.К.Должиков. Гидроакустическая техника исследования и освоения океана. - Л.: Гидрометеоиздат, 1984. - с.176-195. Узкополосные спектроанализаторы описан, например, в книге Л.Рабинер, Б.Гоулд. Теория и применение цифровой обработки сигналов. - М.: Мир, 1978. - с.394-432.The building blocks of the device is known from the practice of sonar. The emitter 2, the exemplary receiver 9 and the reversible receiver 16 are described, for example, in the book by A.V. Bogorodsky, G.V. Yakovlev, E.A. Korepin, A.K. Dolzhikov. Hydroacoustic technology for research and development of the ocean. - L .: Gidrometeoizdat, 1984. - p.176-195. Narrow-band spectrum analyzers are described, for example, in the book of L. Rabiner, B. Gould. Theory and application of digital signal processing. - M .: Mir, 1978. - p. 394-432.

Claims (4)

1. Устройство для градуировки гибких гидроакустических протяженных буксируемых антенн (ГПБА), содержащее последовательно соединенные генератор и излучатель, акустически связанные с ГПБА и приемником с двумя усилительными трактами ГПБА и приемника, отличающееся тем, что генератор выполнен с обеспечением возможности создавать шумовой сигнал в рабочем диапазоне частот ГПБА, излучатель выполнен широкополосным на тот же диапазон частот, приемник выполнен образцовым и помещен в акустический центр ГПБА, линии задержек в усилительном тракте и формирователе характеристик направленности ГПБА выполнены так, что максимум характеристики направленности ГПБА направлен на гидроакустический излучатель, в устройство введены последовательно соединенные двухканальный узкополосный спектроанализатор, первый и второй входы которого соединены с выходами усилительного тракта и формирователя характеристик направленности ГПБА и усилителем образцового приемника, блок расчета частотной характеристики чувствительности ГПБА и индикатор.1. A device for calibrating flexible hydroacoustic extended towed antennas (HBA), containing a series-connected generator and emitter, acoustically connected with HBA and a receiver with two amplifying paths of HBA and receiver, characterized in that the generator is made with the possibility of creating a noise signal in the operating range GPBA frequencies, the emitter is made broadband for the same frequency range, the receiver is made exemplary and placed in the acoustic center of the GPBA, delay lines in the amplification path and the GPAA directivity characteristics generator are configured so that the maximum GPA directivity characteristics are directed to a hydroacoustic emitter, a two-channel narrow-band spectrum analyzer is introduced into the device, the first and second inputs of which are connected to the outputs of the amplification path and the GPA directivity characteristics generator and the model receiver amplifier, frequency calculation unit sensitivity of HPA and indicator. 2. Устройство для градуировки гибких гидроакустических протяженных буксируемых антенн (ГПБА) по п.1, отличающееся тем, что в него дополнительно введен тракт градуировки образцового приемника методом самовзаимности из последовательно соединенных импульсного генератора и переключателя, один выход которого подключен к всенаправленному образцовому приемнику, выполненному обратимым, а второй выход которого подключен к выходу усилительного тракта образцового приемника, также введены последовательно соединенные блок вычисления чувствительности образцового приемника, входы которого подключены к импульсному генератору и переключателю, и второй индикатор, а импульсный генератор выполнен для работы на частотах от f_н ≥ 3с/h до f_в, где с - скорость звука в среде, h - глубина погружения образцового приемника, f_в - верхняя частота рабочего диапазона ГПБА.2. The device for calibrating flexible hydroacoustic extended towed antennas (GPAA) according to claim 1, characterized in that it further includes a calibration path of the model receiver by the method of self-reciprocity from a series-connected pulse generator and switch, one output of which is connected to an omnidirectional model receiver made reversible, and the second output of which is connected to the output of the amplification path of the reference receiver, also connected in series to the calculation unit feel nosti exemplary receiver, whose inputs are connected to the pulse generator and the switch, and a second indicator and the pulse generator is configured to operate at frequencies f _n ≥ 3s / h to f _a, where c - the speed of sound in the medium, h - exemplary receiver immersion depth , f _in - the upper frequency of the working range of the GPAA. 3. Устройство для градуировки гибких гидроакустических протяженных буксируемых антенн (ГПБА), содержащее последовательно соединенные генератор и излучатель, акустически связанные с ГПБА и приемником с двумя усилительными трактами ГПБА и приемника, отличающееся тем, что генератор выполнен в виде генератора шума в рабочей полосе частот ГПБА, приемник выполнен обратимым, он подключен через введенный в устройство переключатель к выходу генератора шума и расположен на кабель-троссе линейно по отношению к излучателю и ГПБА, в устройство введены последовательно соединенные двухканальный узкополосный спектроанализатор, блок расчета частотной характеристики чувствительности ГПБА и индикатор, а формирователь характеристик направленности ГПБА ориентирует максимум характеристики направленности ГПБА вдоль линии на излучатель и обратимый преобразователь.3. A device for calibrating flexible hydroacoustic extended towed antennas (GPBA), containing a series-connected generator and emitter, acoustically connected to GPBA and a receiver with two amplification paths of GPBA and receiver, characterized in that the generator is made in the form of a noise generator in the working frequency band of GPBA , the receiver is made reversible, it is connected through the switch introduced into the device to the output of the noise generator and is located on the cable cable linearly with respect to the emitter and GPBA; A two-channel narrow-band spectrum analyzer, a block for calculating the frequency characteristic of the sensitivity of the GPAA and an indicator are connected in series, and the shaper of the directivity characteristics of the GPBA orientates the maximum directivity characteristics of the GPBA along the line to the emitter and the reversible converter. 4. Устройство для градуировки гибких гидроакустических протяженных буксируемых антенн (ГПБА), содержащее генератор, отличающееся тем, что генератор выполнен с возможностью создавать шумовой сигнал в рабочем диапазоне частот ГПБА, введен излучатель, выполненный широкополосным всенаправленным и помещенным в шланг ГПБА, также введен обратимый широкополосный всенаправленный электроакустический преобразователь, также встроенный в шланг ГПБА, который через переключатель, введенный в устройство, подключен к выходу генератора шума, в устройство также введены последовательно соединенные усилительный тракт обратимого приемника, двухканальный узкополосный спектроанализатор, блок поочередного расчета частотных характеристик чувствительности приемников ГПБА, блок памяти частотных характеристик чувствительности приемников, блок расчета частотных характеристик чувствительности ГПБА по измеренным частотным характеристикам чувствительности приемников и индикатор, также введен переключатель приемников ГПБА, вход которого подключен к выходу усилительного тракта ГПБА, а выход - ко второму входу узкополосного спектроанализатора.4. A device for calibrating flexible hydroacoustic extended towed antennas (HBA), containing a generator, characterized in that the generator is configured to generate a noise signal in the operating frequency range of the HBA, an emitter is introduced, made by a broadband omnidirectional and placed in the GPBA hose, a reversible broadband is also introduced an omnidirectional electro-acoustic transducer, also built into the GPBA hose, which is connected to the output of the noise generator through a switch inserted into the device, into the device The system also introduced a series-connected amplifier path of a reversible receiver, a two-channel narrow-band spectrum analyzer, a unit for alternately calculating the frequency characteristics of the sensitivity of the receivers of the GPA, a memory unit for calculating the frequency characteristics of the sensitivity of the receivers, the measured frequency characteristics of the sensitivity of the receivers and an indicator, and a switch for receivers of the GPAA was also introduced whose input is connected to the output of the GPBA amplification path, and in move - to the second input of the narrowband spectrum analyzer.