Способ гидролокации с высоким разрешением и устройство для его реализации
Владельцы патента RU 2470324:
Учреждение Российской академии наук Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН (RU)
Способ заключается в посылке гидроакустического сигнала в направлении исследуемого объекта и регистрации отраженного сигнала несколькими приемниками при движении в исследуемой среде. Импульсы зондирующего сигнала через равные промежутки времени излучаются последовательно несколькими пространственно разнесенными излучателями. Приемники регистрируют сигналы, излученные с разных направлений. Технический результат - получение объемного изображения объектов гидролокации на дне и повышение разрешающей способности гидролокатора. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Предлагаемое изобретение относится к морской технике, к устройствам, исследующим дно гидроакустическими методами.
Известен способ гидроакустической локации, заключающийся в регистрации фазы отраженного сигнала, что по сравнению с традиционным способом приема отраженного сигнала дает преимущество в определении параметров исследуемого объекта [1].
Известен способ гидролокации, в котором прием отраженного сигнала ведут как на совмещенный с излучателем приемник, так и на несколько пространственно разнесенных приемников [2], что повышает точность определения местоположения объекта.
Целью настоящего предлагаемого изобретения является возможность получения объемного изображения объектов гидролокации на дне и повышения разрешающей способности гидролокатора. Поставленная цель достигается тем, что в известном способе гидролокации, заключающемся в посылке гидроакустического сигнала в направлении исследуемого объекта и в регистрации отраженного сигнала несколькими приемниками, при движении в исследуемой среде, импульсы зондирующего сигнала через равные промежутки времени излучаются последовательно несколькими пространственно разнесенными излучателями, а приемники регистрируют сигналы, излученные с разных направлений.
Поставленная цель в устройстве, содержащем излучатели и приемники гидроакустического сигнала, аппаратуру его обработки и устройство индикации, достигается тем, что пространственно разнесенные излучатели расположены на платформах, снабженных управляемыми рулями, обеспечивающими постоянство расстояний между платформами при их буксировке. Кроме того, каждый излучатель установлен в центре узконаправленных приемников, обеспечивающих площадь исследования, а любой из излучателей имеет диаграмму направленности, перекрывающую исследуемую площадь дна.
Возможность реализации.
На чертежах - фиг.1 и фиг.2 показана реализация способа. На фиг.1 изображено на поверхности моря 1 судно 2, которое буксирует за собой с помощью фала 3 платформы 4 и 5, на которых закреплены комплекты излучатель-приемник. На дне 6 находится затонувший объект 7. Пунктиром показаны диаграммы направленности излучателя судна и излучателей на платформах, стрелка показывает направление движения судна.
На фиг.2 (вид сверху) показаны соответственно излучатели-приемники судна 2а и платформ 4а и 5а на расстоянии L друг от друга, а также затонувший объект 7.
При движении задающий генератор на судне генерирует последовательность гидроакустических импульсов, например, с частотой заполнения 30 кГц и длительностью 2 мсек, но импульсы при этом излучаются следующим образом. Первый импульс излучается, например, излучателем 2а, следующий импульс - левым излучателем буксируемой платформы 4а, третий импульс правым излучателем 5а, далее процесс повторяется. Частота излучения импульсов связана с частотой заполнения и, в конечном итоге, будет определять разрешающую способность устройства в направлении движения судна. Отраженные гидроакустические импульсы будут попадать на все приемники, сопряженные с излучателями как на судне 2, так и на платформах 4 и 5. Разумеется, объект 7 даст отраженный импульс от каждого излучателя, и они все с фазовым запаздыванием попадут на приемники системы. Но поскольку на приемники, например, сопряженные с излучателем платформы 4а попадут не только импульсы самого излучателя 4а, но и импульсы излучателя судна 2а и правой платформы 5а, излученные с разных направлений, то их фазовая картина, рассчитанная от каждого излучателя, позволит создать объемную информацию об исследуемом объекте.
Если сопряженных точек излучения-приема будет больше трех, то целесообразно обеспечить такой режим работы системы, чтобы каждый последующий импульс задающего генератора излучался излучателем, расположенным на максимальном удалении от излучателя предыдущего импульса. Тем самым будет обеспечена максимальная разрешающая возможность способа.
Фактически предлагается квазиголографический способ гидролокации. В отличие от чисто голографического гидроакустического метода способ позволяет работать при движении в среде.
Для надежности полученных результатов желательно иметь фиксированные расстояния между излучателями, для чего необходимо применение рулей на платформах 4 и 5 или иных средств, поддерживающих между платформами одинаковое расстояние при изменении скорости судна.
При усложнении схем электронной обработки возможен отказ от сопряженных с излучателями приемников. Общеизвестно, что пьезоизлучатели прекрасно работают на прием гидросигнала. По причине известности в описании отсутствует, собственно, методика получения голографического изображения.
Источники информации
1. Патент России №2039366.
2. Патент России №2358289.
1. Способ гидролокации, заключающийся в посылке гидроакустического сигнала в направлении исследуемого объекта и регистрации отраженного сигнала несколькими приемниками при движении в исследуемой среде, отличающийся тем, что импульсы зондирующего сигнала через равные промежутки времени излучаются последовательно несколькими пространственно разнесенными излучателями, а приемники регистрируют сигналы, излученные с разных направлений.
2. Устройство для реализации способа по п.1, содержащее излучатели и приемники гидроакустического сигнала, аппаратуру его обработки и устройство индикации, отличающееся тем, что пространственно разнесенные излучатели расположены на платформах, снабженных управляемыми рулями, обеспечивающими постоянство расстояний между платформами при их буксировке.
3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что каждый излучатель установлен в центре узконаправленных приемников, обеспечивающих площадь исследования, а любой из излучателей имеет диаграмму направленности, перекрывающую исследуемую площадь дна.
