RU90574U1

RU90574U1 - Активный гидролокатор

Info

Publication number: RU90574U1
Application number: RU2009133590/22U
Authority: RU
Inventors: Евгений Берович Либенсон; Татьяна Борисовна Стреленко
Original assignee: ОАО "Концерн "Океанприбор"
Priority date: 2009-09-07
Filing date: 2009-09-07
Publication date: 2010-01-10

Abstract

Активный гидролокатор, содержащий последовательно соединенные устройство синхронизации, устройство формирования зондирующего сигнала, генераторное устройство и излучающую акустическую антенну, последовательно соединенные приемную акустическую антенну, устройство формирования характеристик направленности, устройство согласованной фильтрации, устройство обнаружения эхосигналов от цели и устройство выделения эхосигналов по лучам, а также блок вертикального разреза скорости звука, при этом второй выход устройства формирования зондирующего сигнала соединен со вторым входом устройства согласованной фильтрации, также содержащий N блоков измерения τк (), где τк - время задержки к-го эхосигнала от цели относительно момента излучения зондирующего сигнала, N блоков измерения γк, где γк - угол прихода к-го эхосигнала в вертикальной плоскости, N блоков измерения глубины Hцк, N блоков измерения дистанции Дцк, блок определения дистанции до цели, причем второй выход устройства синхронизации соединен с N первыми входами блоков измерения τк, выходы устройства выделения эхосигналов по лучам соединены с N вторыми входами блоков измерения τк и N входами блоков измерения γк, выходы N блоков измерения τк соединены со вторыми входами N блоков измерения глубины Hцк, третьи входы N блоков измерения глубины Hцк соединены с выходом блока вертикального разреза скорости звука, первые выходы N блоков измерения γк соединены с первыми входами N блоков измерения глубины Нцк, вторые выходы N блоков измерения γк соединены со вторыми входами N блоков измерения дистанции Дцк, третьи входы N блоков измерения дистанции Дцк соединены с выходам

Description

Полезная модель относится к гидроакустической технике, конкретнее к области активной гидролокации, в том числе к активным гидролокаторам, предназначенным для обнаружения объектов, измерения координат и параметров движения обнаруженных объектов.

Известны активные гидролокаторы, содержащие акустические излучающую и приемную антенны, устройство формирования зондирующего сигнала, генераторное устройство, блок синхронизации, устройство формирования характеристик направленности, устройство согласованной фильтрации, устройство обнаружения эхосигналов от цели, блок измерения времени задержки эхосигнала от объекта относительно момента излучения зондирующего сигнала, блок измерения угла прихода эхосигнала в вертикальной плоскости, блоки измерения дистанции до цели и глубины цели (Гидроакустические средства связи и наблюдения. - Л.: Судостроение, 1982, с.26, 27, 29, 33-39, 73, 122; Справочник по гидроакустике. А.П.Евтютов, А.Е.Колесников, Е.А.Корепин и др. 2-е изд. - Л.: Судостроение, 1988. с.18-26, 54-57). В этих гидролокаторах измерение дистанции и глубины цели производится без учета вертикальной рефракции звука.

Известны активные гидролокаторы, содержащие блок вертикального разреза скорости звука и блок измерения дистанции до цели с учетом вертикальной рефракции звука на основе использования среднегоризонтальной скорости звука (Мс Keown D.L. Survey techniques for acoustic positioning arrays, - Navigation, 1975, v.22, N1, p.59-67).

Известен также активный гидролокатор по патенту РФ №2346295, содержащий блоки измерения времени задержки эхосигнала от объекта относительно момента излучения зондирующего сигнала, блок измерения угла прихода эхосигнала в вертикальной плоскости, блок вертикального разреза скорости звука и блок измерения глубины цели с учетом вертикальной рефракции звука.

Однако недостатком указанных выше устройств является возможность их использования только для случая однолучевого распространения эхосигнала.

Техническим результатом полезной модели является повышение точности определения дистанции до цели путем обеспечения возможности разделения эхосигналов по нескольким лучам, измерения значений дистанции по каждому из этих лучей с учетом вертикальной рефракции звука, а также осреднения измеренных значений дистанции до цели по нескольким лучам.

Для достижения указанного технического результата предлагается активный гидролокатор, содержащий последовательно соединенные устройство синхронизации, устройство формирования зондирующего сигнала, генераторное устройство и излучающую акустическую антенну, последовательно соединенные приемную акустическую антенну, устройство формирования характеристик направленности, устройство согласованной фильтрации, устройство обнаружения эхосигналов от цели и устройство выделения эхосигналов по лучам, а также блок вертикального разреза скорости звука, при этом второй выход устройства формирования зондирующего сигнала соединен со вторым входом устройства согласованной фильтрации, также содержащий N блоков измерения τ_к (), где τ_к - время задержки к-го эхосигнала от цели относительно момента излучения зондирующего сигнала, N блоков измерения γ_к, где γ_к - угол прихода к-го эхосигнала в вертикальной плоскости, N блоков измерения глубины Hц_к, N блоков измерения дистанции Дц_к блок определения дистанции до цели, причем второй выход устройства синхронизации соединен с N первыми входами блоков измерения τ_к, выходы устройства выделения эхосигналов по лучам соединены с N вторыми входами блоков измерения τ_к и N входами блоков измерения γ_к, выходы N блоков измерения τ_к соединены со вторыми входами N блоков измерения глубины Hц_к, третьи входы N блоков измерения глубины Hц_к соединены с выходом блока вертикального разреза скорости звука, первые выходы N блоков измерения γ_к соединены с первыми входами N блоков измерения глубины Hц_к, вторые выходы N блоков измерения γ_к соединены со вторыми входами N блоков измерения дистанции Дц_к, третьи входы N блоков измерения дистанции Дц_к соединены с выходами N блоков измерения глубины Hц_к, первые входы N блоков измерения дистанции Дц_к соединены с выходом блока вертикального разреза скорости звука, выходы N блоков измерения дистанции Дц_к соединены со входом блока определения дистанции до цели.

Новыми признаками в предложенной полезной модели, являются: устройство выделения эхосигналов по лучам, (N-1) блоков измерения τ_к, (N-1) блоков измерения γ_к, (N-1) блоков измерения глубины Hц_к, (N-1) блоков измерения дистанции Дц_к, блок определения дистанции до цели, связи устройства выделения эхосигналов по лучам с N блоками измерения τ_к и N блоками измерения γ_к, связи N блоков измерения дистанции Дц_к с N блоками измерения γ_к, N блоками измерения глубины Hц_к, а также с блоком вертикального разреза скорости звука и блоком определения дистанции до цели.

Наличие этих признаков в совокупности с известными позволяет обеспечить заявленный технический результат.

Сущность изобретения поясняется на фиг.1, где приведена блок-схема предложенного активного гидролокатора.

Активный гидролокатор, содержит излучающую 1 и приемную 2 акустические антенны, генераторное устройство 3, устройство 4 формирования зондирующего сигнала, устройство 5 синхронизации, устройство 6 формирования характеристик направленности, устройство 7 согласованной фильтрации, устройство 8 обнаружения эхосигналов от цели, устройство 9 выделения эхосигналов по лучам, блоки 10₁, 10₂ … 10_N измерения τ_к (), где τ_к - время задержки к-го эхосигнала от цели относительно момента излучения зондирующего сигнала, блоки 11₁, 11₂ … 11_N измерения γ_к, где γ_к - угол прихода к-го эхосигнала в вертикальной плоскости, блок 12 вертикального разреза скорости звука, блоки 13₁, 13₂ … 13_N измерения глубины Hц_к, блоки 14₁, 14₂ … 14_N измерения дистанции Дц_к, и блок 15 определения дистанции до цели, определяемой из набора дистанций Дц_к.

Работа устройства осуществляется следующим образом. Устройство 4 формирования зондирующего сигнала вырабатывает зондирующие сигналы с внутриимпульсной модуляцией, или сложные сигналы, т.е. сигналы с высокой разрешающей способностью по времени, что дает возможность выделить эхосигналы по отдельным лучам. Устройство 4 выдает также опорный сигнал в устройство 7 согласованной фильтрации. Гидролокатор производит излучение зондирующего сигнала с помощью генераторного устройства 3 и излучающей акустической антенны 1. Отраженный от цели эхосигнал с выхода приемной акустической антенны 2 поступает на устройство 6 формирования характеристик направленности в горизонтальной и вертикальной плоскостях. С выхода устройства 6 принятый сигнал поступает на устройство 7, обеспечивающее сжатие отраженных эхосигналов во времени, т.е. реализацию высокой разрешающей способности гидролокатора по времени, и устройство 8 обнаружения эхосигналов от цели. При обнаружении эхосигналов от цели в устройстве 9 производится выделение из многолучевого отраженного эхосигнала отдельных, к-х эхосигналов пришедших по различным траекториям распространения сигнала в морской среде. Далее в блоках 10₁, 10₂ … 10_N производится измерение соответствующих τ_к (, где N - количество обнаруженных к-х эхосигналов по лучам) времен задержки к-х эхосигналов от цели относительно момента излучения зондирующего сигнала и в блоках 11₁, 11₂ … 11_N производится измерение соответствующих γ_к углов прихода к-х эхосигналов в вертикальной плоскости. Устройство синхронизации 5 управляет во времени работой генераторного устройства 3, излучением зондирующего сигнала и блоками 10₁, 10₂ … 10_N, что позволяет измерять времена задержки к-ых эхосигналов от цели относительно момента излучения зондирующего сигнала. В блоке 12 содержится база данных по вертикальным разрезам скорости звука для различных районов Мирового океана и различных времен года или этот блок может представлять собой измеритель скорости звука по глубине. В блоках 13₁, 13₂ … 13_N производится измерение глубины цели Hц_к для каждого из обнаруженных эхосигналов по лучам с учетом рефракции, по соответствующим измеренным временам задержки, углам прихода эхосигналов в вертикальной плоскости и вертикальному разрезу скорости звука на основе уравнения

где C(H) - вертикальный разрез скорости звука;

C(H_ант) - скорость звука на глубине излучающей и приемной акустической антенны;

γ_к - угол прихода к-го эхосигнала в вертикальной плоскости;

τ_к - время задержки к-го эхосигнала от цели относительно момента излучения зондирующего сигнала.

Далее в блоках 14₁, 14₂ … 14_N производится измерение дистанции Дц_к для каждого из обнаруженных эхосигналов по лучам с учетом измеренной глубины Hц_к по выражению

В блоке 15 производится определение дистанции до цели из набора дистанций Дц_к, например, как среднее арифметическое величин дистанций Дц_к.

Таким образом, повышение точности определения дистанции до цели при многолучевом распространении сигнала достигается путем обеспечения возможности разделения эхосигналов по отдельным лучам за счет реализации высокой разрешающей способности по времени, повышения в этом случае точности измерения времени задержки эхосигналов от цели относительно момента излучения зондирующего сигнала и точности измерения углов прихода эхосигналов в вертикальной плоскости по различным лучам, а также обеспечения возможности измерения глубины цели и дистанции по отдельным лучам с учетом вертикальной рефракции звука и осреднения результатов измерения дистанции до цели по этим лучам.

Практическое исполнение блоков, входящих в изобретение, известно из практики гидроакустики. Устройство 9 выделения эхосигналов по лучам может быть реализовано с применением обнаружителей импульсов с неизвестным временным положением, см. например, книгу Проектирование импульсных и цифровых устройств радиотехнических систем. /Гришин Ю.П., Казаринов Ю.М., Катиков В.М. и др.; Под ред. Ю.М.Казаринова. - М.: Высш. шк., 1985. - с.136-142. Блок 15 выполняется с использованием сумматора, см. например, книгу Проектирование импульсных и цифровых устройств радиотехнических систем. /Гришин Ю.П., Казаринов Ю.М., Катиков В.М. и др.; Под ред. Ю.М.Казаринова. - М.: Высш. шк., 1985. - с.15, 19. Блоки 10_к и 11_к аналогичны соответствующим блокам аналогов, а именно, блоку измерения τ времени задержки эхосигнала от цели относительно момента излучения зондирующего сигнала и блоку измерения γ угла прихода эхосигнала в вертикальной плоскости. Блоки 13_к и 14_к могут быть реализованы с применением микропрограммных дискретных устройств, см. например, книгу Проектирование импульсных и цифровых устройств радиотехнических систем. /Гришин Ю.П., Казаринов Ю.М., Катиков В.М. и др.; Под ред. Ю.М.Казаринова. - М.: Высш. шк., 1985. - с.164-177

Использование устройства выделения эхосигналов по лучам, N блоков измерения τ_к, N блоков измерения γ_к, N блоков измерения глубины Hц_к и N блоков измерения дистанции Дц_к по отдельным лучам, блока определения дистанции до цели, взаимосвязи N блоков измерения дистанции Дц_к с N блоками измерения γ_к и N блоками измерения глубины Hц_к, а также с блоком вертикального разреза скорости звука обеспечивает повышение точности измерения дистанции до цели.

Таким образом, поставленная задача успешно решается.

Claims

Активный гидролокатор, содержащий последовательно соединенные устройство синхронизации, устройство формирования зондирующего сигнала, генераторное устройство и излучающую акустическую антенну, последовательно соединенные приемную акустическую антенну, устройство формирования характеристик направленности, устройство согласованной фильтрации, устройство обнаружения эхосигналов от цели и устройство выделения эхосигналов по лучам, а также блок вертикального разреза скорости звука, при этом второй выход устройства формирования зондирующего сигнала соединен со вторым входом устройства согласованной фильтрации, также содержащий N блоков измерения τ_к (
), где τ_к - время задержки к-го эхосигнала от цели относительно момента излучения зондирующего сигнала, N блоков измерения γ_к, где γ_к - угол прихода к-го эхосигнала в вертикальной плоскости, N блоков измерения глубины Hц_к, N блоков измерения дистанции Дц_к, блок определения дистанции до цели, причем второй выход устройства синхронизации соединен с N первыми входами блоков измерения τ_к, выходы устройства выделения эхосигналов по лучам соединены с N вторыми входами блоков измерения τ_к и N входами блоков измерения γ_к, выходы N блоков измерения τ_к соединены со вторыми входами N блоков измерения глубины Hц_к, третьи входы N блоков измерения глубины Hц_к соединены с выходом блока вертикального разреза скорости звука, первые выходы N блоков измерения γ_к соединены с первыми входами N блоков измерения глубины Нц_к, вторые выходы N блоков измерения γ_к соединены со вторыми входами N блоков измерения дистанции Дц_к, третьи входы N блоков измерения дистанции Дц_к соединены с выходами N блоков измерения глубины Hц_к, первые входы N блоков измерения дистанции Дц_к соединены с выходом блока вертикального разреза скорости звука, выходы N блоков измерения дистанции Дц_к соединены со входом блока определения дистанции до цели.