Способ обнаружения объектов вблизи дна и на дне

 

Изобретение относится к гидроакустике , использующей излучающие параметрические системы, и может быть-йспользовано при поиске объектов, расположенных на дне и на небольшом заглублении в грунте. Цель изобретения - увеличение дальности обнаружения объектов и повышение надежности их обнаружения на поверхности дна и в приповерхностном слое грунта. Для этого дополнительно к озвучиванию морского дна ванной различной частоты параметрической антенны, приёму отраженной акустической энергии и индикации изображения объектов, ориентируют акустическую ось параметрической антенны по нормали к поверхности дна, определяют расстояние до дна и по величине задержки эхо-сигнала накачки устанавливают частоту наблюдения накачки в соответствии с вели: чиной расстояния. 2 ил. w fe

C0IO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 01 S 15/87

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

F КС, htg2 В (21) 4914395/22 (22) 25,01,91 (46) 15,04,93. Бюл, N. 14 (71) Таганрогский радиотехнический институт им.В.Д. Калмыкова (72) А.M.Ãàâðèëoâ (56) Патент США М 4596007, кл. G 01 S 15/87, 1987.

Патент Франции М 2509869, кл. G 01 S 15/02, 1983. (54) СПОСОБ ОБНАРУЖЕНИЯ ОБЪЕКТОВ

ВБЛИЗИ ДНА И НА ДНЕ (57) Изобретение относится к гидроакустике, использующей излучающими параметрические системы, и может быть использовано при поиске объектов, расположенных на

Изобретение относится к акустической активной локации, использующей излуча.. ющие параметрические антенны (ПА), которые предназначены для поиска объектов вблизи поверхности плоской границы раздела, и может быть использовано при поиске придонной рыбы, объектов, расположенных на дне, над дном, на небольшом эаглублении в грунте, в част.ности, железно-марганцевые конкреции, трубопроводы, археология, геология, при поиске дефектов плоских протяженных объектов.

Целью изобретения является увеличение дальности обнаружения объектов и повышение надежности их обнаружения на поверхностй дна и в приповерхностном слое грунта.,, Ы „, 1809405 А1 дне и на небольшом заглублении в грунте.

Цель изобретения — увеличение дальности обнаружения объектов и повышение надежности их обнаружения на поверхности дна и в приповерхностном слое грунта. Для этого дополнительно к оэвучиванию морского дна ванной различной частоты параметрической антенны, приему отраженной акустической энергии и индикации иэображения объектов, ориентируют акустическую ось параметрической антенны по нормали к поверхности дна, определяют расстояние до дна и по величине задержки эхо-сигнала накачки устанавливают частоту наблюдения накачки в соответствии с величиной расстояния. 2 ил, Способ обнаружения объектов вбли- . QQ зи дна и на дне включает в себя озвучи- С} вание морского дна волной разностной } частоты параметрической антенны, ориентацию акустической оси параметрической антенны по нормали к поверхности дна, определение расстояния до дна по задержке эхо-сигнала накачки, установку частоты модуляции в соответствии с соотношением, onределяющим а формирование на поверхности дна двух зон

Френеля где К = 0,74... 1,5 — эксп ерим ентал ьно определяемая константа: С0 — скорость звука в воде: h — расстояние до дна;

1809405

2 0 — угол раскрыва характеристики направленности излучающей антенны, и измеренной величиной расстояния до дна, прием отразйвшихся эхо-сигналов волны раэностной частоты и их индикацию на регистраторе локационной обстановки.

На фиг. 1 показана структурная схема устройства, реализующего вариант осуществления способа; на фиг. 2 — спектральные диаграммы, поясняющие работу устройства. .Вариант. устройства, реализующего способ, (фиг. 1) содержит генератор несущей частоты 1, усилитель постоянного тока

2, соединенный с низкочастотным генератором 4, управляемым напряжением, балансный модулятор 3, включенный между выходами обоих генераторов и входом импульсного модулятора 5, управляемого от импульсного генератора 6, усилитель мощности 7, коммутатор 8 и обратимый преобразователь 9, включенные последовательно, подключенный к коммутатору 8 усилитель высоких частот. 10, нагруженный на амплитудный детектор 11, триггерный измеритель времени задержки эхо-сигналов накачки от дна 12, входы которого соединены с импульсным генератором и детектором, а выход — с преобразователем "время/напряжение" 13, соединенным с усилителем постоянного тока, низкочастотный широкополосный преобразователь 14, нагруженный на приемник низкочастотных эхо-сигналов

15, соединенный с регистратором сигналов

16, который подключен к импульсному генератору, стабилизирующая платформа 17, на которой размещены оба преобразователя.

Устройство работает следующим образом, На балансный модулятор 3 подаются гармонические сигналы с неперестраиваемого генератора 1 несущей частоты, совпадающей с резонансной частотой обратимого преобразователя fp, и с управляемого внешним напряжением низкочастотного генератора 4, генерирующего частоту F/2, На выходе модулятора формируется двухчастотный сигнал накачки параметрической антенны, спектр которого представлен частотами f1 = fo - F/ и 12 = fp+ F/2. В импульсном модуляторе 5 непрерывный сигнал с выхода балансного модулятора преобразуется в радиоимпульсы, длительность которых задается импульсным генератором 6, Далее радиоимпульсы усиливаются в усилителе мощности 7, проходят коммутатор приемизлучение 8 и излучаются обратимым преобразователем 9. Отразившийся от дна эхо-сигнал накачки принимается преобразователем 9, проходит коммутатор 8, усилиF-- Fz-f> ° соответствующей условию формирования на поверхности дна первых двух зон Френе25 ля. Низкочастотные эхо-сигналы от объектов на дне и в грунте принимаются низкочастотным приемным преобразователем 14, усиливаются и обрабатываются в приемнике низкочастотных эхо-сигналов 15

30 и подаются на регистратор сигналов 16. Регистратор осуществляет синхронизацию работы устройства и задает частоту следования импульсов излучения. Стабилизирующая платформа 17 удерживает обра35

45

5

20 вэется в усилителе 10, преобразуется в видеоимпульс в амплитудном детекторе 11 и поступает на триггерную схему 12 измерения времени задержки эхо-импульса относительно момента излучения, который определяется появлением импульса с импульсного генератора 6. Импульс с длительностью, равной времени задержки эхо-сигнала, с выхода измерителя времени

12 поступает на преобразователь "Время/напряжение", где преобразуется в постоянное напряжение, которое усиливается в усилителе постоянного тока 2 и подается на управляющий вход низкочастотного генератора 4, управляемого напряжением.

Низкочастотный генератор вырабатывает частоту F/2, приводящую к генерации в среде распространения волны с разностной частотой тимый и приемный преобразователи ориентированными их акустическими осями по нормали к поверхности дна в ходе поиска объектов, устраняет влияние качки.

На фиг. 2,а показаны спектрограммы сигналов накачки и волны разной частоты для случаев различных расстояний до дна.

В сравнении с известным решением способ обнаружения объектов вблизи дна и на дне устраняет маскирующее влияние эхосигнала от дна, что обеспечивает воэможность обнаружения объектов вблизи дна и на дне, снимаются ограничения на дальность обнаружения объектов. Это позволяет многократно повысить производительность поисковых работ благодаря увеличению озвучиваемой площади дна за один цикл излучения-приема, уменьшить трудоемкость работ, отказавшись от буксируемых устройств и их обслуживания, повысить достоверность результатов поиска эа счет исключения эхо-сигналов, маскирующих полезную информацию, Формула изобретения

Способ обнаружения объектов вблизи дна и на дне, включающий в себя озвучива1809405 о ьект

4 У бд о

4 j 4, Составитель А. Зарубин

Редактор В, Трубченко Техред М.Морген, an Корректор И. Шмакова

Заказ 1284 Т и раж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 ние морского дна волной разностной частоты параметрической антенны, прием отразившейся акустической энергии и индикацию изображения объектов, отличающийся тем, что акустическую ось ориентируют по нормали к поверхности дна. по задержке эхо-сигнала накачки определяют расстоя20 ние до дна и в соответствии с величиной расстояния устанавливают частоту модуляции накачки.