Устройство для моделирования реверберационной помехи в учебно-тренировочных сканирующих стендах

 

Изобретение относится к аналоговой технике, к устройствам для моделирования помех, и может быть использовано для подготовки гидроакустиков. Цель изобретения - повышение точности моделирования за счет учета эффекта Доплера. Устройство для моделирования реверберационной помехи содержит источник 1 напряжения смешения, фазовый детектор 2, детектор 3 огибающей, сумматор 4, генератор 5 управляющих напряжений, первый модулятор 6, преобразователь 7 напряжения в частоту, синусно-косинусный преобразователь 8, имеющий на роторе косинусную обмотку 9, синусную обмотку 10 и обмотку статора 11, двигатель частотного сдвига 12, блок 13 временного изменения уровня реверберации, второй модулятор 14 и генератор 15 узкополосного шума. Достижение поставленной цели обеспечено благодаря введению в устройство преобразователя напряжения в частоту, фазового детектора, детектора огибающей и генератора узкополосного шума, а также новым связям между составными элементами. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (511 4 G 06 G 7/48

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОЧМРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4186317/24-24 (22) 20.01.87 (46) 30.04.89. Бюл. Ь"- 16 (72) Н.В.Никитин, Г.И.Павлов, О.С.Голод и Е.Ш.Прусс (53) 681.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

11 321961, кл. G 06 G 7/48, 1971.

Авторское свидетельство СССР

У 376781, кл. G 06 G 7/48, 1972. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ

РЕВЕРБЕРАЦИОННОЙ ПОМЕХИ В УЧЕБНО-

ТРЕНИРОВОЧНЫХ СКАНИРУ10ЩИХ СТЕНДАХ (57) Изобретение относится к аналоговой технике, к устройствам для моделирования помех, и может быть использовано для подготовки гидроакустиков.

Цель изобретения — повышение точности моделирования за счет учета эффекта Доплера. Устройство для моделирования реверберационной помехи со" держит источник 1 напряжения смещения, фазовый детектор 2, детектор 3 огибающей, су(матор 4, генератор 5 управляющих напряжений, первый модулятор 6, преобразователь 7 напряжения в частоту, синусно-косинусный преобразователь 8, имеющий на роторе косинусную обмотку 9, синусную обмотку 10 и обмотку статора 11, двигатель частотного сдвига 12, блок 13 временного изменения уровня реверберации, второй модулятор 14 и генератор 15 узкополосного шума. Достижение поставленной цели обеспечено благодаря введению в устройство преобразователя напряжения в частоту, фазового детектора, детектора огибающей и генератора узкополосного шума, а также новым связям между составными элементами.

1 ил.

147649

Изобретение относится к аналоговой технике, в частности к устройствам для моделирования помех, и может быть использовано для подготовки гидро5 акустиков °

Цель изобретения — повышение точности моделирования помех за счет учета эффекта Доплера.

На чертеже приведена структурная 10 схема устройства.

Устройство для моделирования реверберационной помехи содержит источник 1 напряжения смещения, фазовый детектор 2, детектор 3 огибающей, сумматор 4, генератор 5 управляющих напряжений, первый модулятор б, преобразователь 7 напряжения в частоту, синусно-косинусный вращающийся трансформатор 8, имеющий на роторе коси- 20 нусную обмотку 9, синусную обмотку 10 и обмотку 11 статора, двигатель 12 частотного сдвига, блок 13 задания временного изменения уровня реверберации, второй модулятор 14 и ге- 25 нератор 15 узкополосного шума, который выполнен в виде первичного источника 1б шума, первого 17 и второго 18 модуляторов, первого 19 и второго 20 фильтров нижних частот, третьего 21 и о четвертого 22 модуляторов, сумматора

23, генератора 24 опорной частоты, выходного усилителя 25, фазового дискриминатора 26, частотного детектора

27, инвертора 28, коммутатора 29, функционального преобразователя 30 и

35 переключателя 31.

Устройство для моделирования ре-верберационной помехи работает следующим образом.

При выполнении поисковых работ оператор-гидроакустик осуществляет сканирование .луча либо в вертикальной (т.е. изменяет угол Ы,), либо в го" ризонтальной (т. е. изменяЕт угол P ) 45 плосткости, причем в горизонтальной нлоскости осуществляется или непрерывное вращение, или поиск по углу.

Рассмотрим случай сканирования в

50 горизонтальной плоскости (гак называемый круговой обзор или секторный обзор), нри этом угол о6 считаем постоянным.

Из-за влияния эффекта Доплера средняя частота спектра реверберационной помехи определяется соотноше" нием:

f =f „„(1+-- cosa. cosP)=f „„(1+

2Ч

+K, cosP) 2V где K,=-- cosol., т.е. выше частоты излученного сигнал

1 Il !1 Г ла при PE. 1--, +- и ниже частоты

zL

l 3- 5Г излученного сигнала б) — в — и

)4 4

При этом относительное уширение спектра за счет эффекта Доплера

KF 4V — cosg (sin<) ° h@ =K, s (ззп ) =K(sing), где 6P

Генератор 15 узкополосного шума вырабатывает узкополосный шум, форма спектра которого изменяется управляющим напряжением с выхода детектора 3 огибающей.

Генератор 15 узкополосного шума работает следующим образом.

Сигнал с первичного источника 1 шума подается на синхронно-фазовый фильтр (СФФ), включающий два канала, в которых с помощью первых модуляторов 17 и 18, фильтров 19 и 20 нижних частот и генератора 24 опорной частоты осуществляется первое преобразование сигналов - перенос спектра широкополосного шума в область нулевых частот и формирование заданной ширины спектра. Преобразованные сигналы далее поступают на входы вторых модуляторов 21 и 22, в которых осуществляется второе преобразование сигналов — перенос спектра из области нулевых частот в область опорной частоты генератора 24. В выключенном положении переключателя 31 на выходе сумматора 4 после сложения квадратурных составляющих получаЮт симметричный снектр узкополосного шума с поло сой, равной удвоенной полосе пропускания фильтров 19 и 20 нижних частот, перестройка средней частоты спектра осуществляется при помощи изменения

1476498 частоты генератора 24, а форма огибающей спектра соответствует частотной характеристике фильтров 19 и 20 нижних частот.

Для получения ассиметричного спектра узкополосного шума переключатель 31 ус анавливается в замкнутое состояние. Схема частотного детектора 27 вырабатывает сигнал, напряжение которого изменяется по линейному закону при изменении частоты сигнала, поступающего на вход частотного детектора 27 с выхода фильтра 20 нижних частот. Сигнал с выхода частотного детектора 27 поступает на первый вход электронного коммутатора 29 непосредственно, а на второй вход— через инвертор 28. Управление электронным коммутатором 29 осуществляет- 2р ся сигналами, поступающими с выхода фазового дискриминатора 26. Taic как фазовый сдвиг между сигналами на выхоДах фильтров 19 и 20 нижних частот зависит от соотношения между мгно- 25 венной частотой сигнала на входе СФФ и частотой опорного напряжения, подаваемого на его входные модуляторы

17 и 18, на выходе электронного коммутатора 29 получается разнополярное напряжение, величина которого зависит от величины отклонения мгновенной частоты сигнала на входе СФФ от частоты опорного напряжения, а полярность — от знака указанного отклонения. Сформированный таким образом

35 сигнал подается на управляющий вход выходного усилителя 25 через функциональный преобразователь 30, который и определяет требуемую деформацию спектра на выходе генератора 15. При

40 нулевом напряжении на управляющем входе усилителя 25 спектр шума симметричный и его ширина равна удвоенной ширине полосы пропускания, при положительном напряжении спектр деформируется, увеличивается спектральная плотность в низкочастотной части спектра (т.е. при f

Генератор 24 опорной частоты выполнен в виде триггера со счетным запуском, при этом выходная частота преобразователя 7 напряжение - частота должна быть в два раза выше требуемой частоты моделируемой реверберационной помехи.

Источник 1 напряжения смещения представляет собой высокостабильный выпрямитель с коэффициентом стабилизации порядка 10 . Генератор 5 управляющих напряжений — стабильный источник частоты гармонического сигнала, на котором работает синусно-косинусный вращающийся трансформатор 8.

Поскольку закон изменения огибающей реверберации на выходе приемника зависит от параметров конкретного гидролокатора и условий его работы, то блок временного изменения уровня реверберации 13 в простейшем случае может состоять из разрядной RC-цепочки, а может содержать и мини-3ВМ для расчета формы огибающей.

Формула изобретения

Устройство для моделирования реверберационной помехи в учебно-тренировочных сканирующих стендах, содержащее первый и второй модуляторы, си-„ йусно-косинусный вращающийся трансформатор, источник напряжения смещения, генератор управляющих напряжений, блок задания временного изменения уровня реверберации, сумматор, обмотка статора синусно-косинусного вращающегося трансформатора включена между шиной нулевого потенциала и выходом первого модулятора, вход несущей которого соединен с выходом генератора управляющих напряжений, а вход амплитудной модуляции является входом задания угла сканирования луча в вертикальной плоскости, вход амплитудной модуляции второго модулятора подключен к выходу блока задания временного изменения уровня реверберации, а выход второго модулятора является выходом устройства, первый вход. сумматора подключен к выходу источника напряжения смещения, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности моделирования

sa счет учета эффекта Доплера, в него введены преобразователь напряжения в частоту, фазовый детектор, детектор огибающей и генератор узкополосного шума, вход запуска которого подключен через преобразователь напряжения в частоту к выходу сумматора, а выход соединен с входом несущей второго модулятора, второй вход сумматора соединен с выходом фазового детектора, подключенного первым и вторым информационными входами к выходам соответственно первого моду-"

5 1476498 в лятора и косинусной обмотки синусно- к одному входу задания формы спектра косинусного вращающегося трансформа- генератора узкополосного шума, друтора, синусная обмотка которого под- гой вход которого является входом ключена,через детектор огибающей формирования заданной ширины спектра.

Составитель А.Маслов

Редактор Л.Пчолинская Техред М.Коданич Корректор М.Максимишинец

Заказ 2159/51 Тираж, 669 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101