Гидроакустический комплекс


 


Владельцы патента RU 2531042:

федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южный федеральный университет" (Южный федеральный университет) (RU)

Изобретение относится к области гидроакустики и может быть использовано в качестве гидроакустического вооружения подводных лодок различного назначения, а также при проведении подводных геологических и гидроакустических работ и исследований. Комплекс включает в себя тракты основного и дополнительного шумопеленгования, тракт обнаружения гидроакустических сигналов, тракт гидролокации, тракт связи и опознавания, тракт миноискания и обнаружения навигационных препятствий, центральную вычислительную систему, систему отображения, регистрации, документирования и управления и общую шину. При этом все излучающие антенны тракта гидролокации выполнены электронно управляемыми как по числу лучей характеристики направленности, так и по их ширине и направлению. Тракт основного шумопеленгования содержит основную носовую приемную антенну и первое устройство предварительной обработки. Тракт обнаружения гидроакустических сигналов содержит три приемные антенны и второе устройство предварительной обработки. Тракт гидролокации содержит три электронно управляемые антенны и первое генераторное устройство. Тракт связи и опознавания содержит две излучающие антенны и второе генераторное устройство. Тракт миноискания и обнаружения навигационных препятствий содержит приемопередающую антенну, переключатель «прием-передача», третье генераторное устройство и третье устройство предварительной обработки. Тракт дополнительного шумопеленгования содержит гибкую протяженную буксируемую антенну, кабель-трос, токосъемное устройство и четвертое устройство предварительной обработки. Технический результат: повышение скрытности работы ГАК и дальности обнаружения целей в режиме ГЛ. 1 ил.

 

Изобретение относится к области гидроакустики и может быть использовано в качестве гидроакустического вооружения подводных лодок различного назначения, а также при проведении подводных геологических и гидроакустических работ и исследований.

Гидроакустические комплексы (ГАК) являются основой информационного обеспечения подводных лодок. Типовой ГАК включает в себя следующие тракты (гидроакустические станции) и системы:

- шумопеленгования (ШП), решающий, в основном, задачи обнаружения подводных лодок и надводных кораблей;

- гидролокации (ГЛ), работающий в активном режиме обнаружения подводных целей на большом расстоянии;

- обнаружения гидроакустических сигналов (ОГС), предназначенный для обнаружения работающих в различных диапазонах гидролокаторов;

- звуковой связи и опознавания;

- миноискания (МИ), выполняющий одновременно функции обнаружения препятствий вблизи подводной лодки;

- центральную вычислительную систему (ЦВС);

- систему отображения, регистрации, документирования и управления (СОРДУ).

В состав каждого тракта входят акустические антенны. С излучающими антеннами соединены генераторные устройства, а с приемными - устройства предварительной обработки.

Известен ГАК подводных лодок GSU 90, разработанный фирмой STN Atlas Electronic (ФРГ), содержащий тракты ШП, ГЛ, ОГС, связи и МИ, а также ЦВС, СОРДУ и общую шину.

Признаками, общими с заявляемым ГАК, являются все перечисленные составные части этого аналога.

Причинами, препятствующими достижению в этом аналоге технического результата, достигаемого в изобретении, являются относительно высокий уровень гидродинамических помех и шумности лодки и отсутствие возможности независимой и одновременной работы трактов ГЛ и звуковой связи и опознавания, а также относительно узкий частотный диапазон связных сигналов.

От этих недостатков свободен ГАК, защищенный свидетельством РФ №20388 на полезную модель, МПК G01S 3/80, 15/00, 2001. Этот аналог содержит все составные части первого аналога, однако в его тракт связи и опознавания дополнительно введены излучающая ненаправленная широкополосная антенна и генераторное устройство, а в тракт ОГС - высокочастотная и широкополосные антенны и устройство предварительной обработки, при этом все акустические антенны размещены в носовом обтекателе или в ограждении рубки.

Все составные части этого аналога, как и составные части первого аналога, входят и в состав заявляемого ГАК.

Причинами, препятствующими достижению в этом аналоге технического результата, достигаемого в изобретении, являются следующие:

- ограниченный обзор основной антенны тракта ШП, обусловленный затемнением кормовых углов корпусом;

- ограниченные размеры основной носовой антенны не позволяют локализовать источники сигналов, частотный диапазон которых лежит ниже 0,8-1,0 кГц;

- единственная излучающая антенна тракта ГЛ имеет ограниченный, сравнительно узкий сектор облучения пространства в носовом отсеке;

- носовая излучающая антенна тракта связи и опознавания затенена корпусом, что исключает связь с корреспондентами в секторе кормовых углов;

- приему сигналов тракта ОГС на антенну с многолепестковой характеристикой направленности (ХН) препятствует конструкция носового обтекателя;

- сосредоточенная высокочастотная антенна тракта ОГС затеняется конструкцией ограждения рубки.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому (прототипом) является ГАК подводной лодки, защищенный патентом РФ №24736 на полезную модель, кл. G01S 15/00, 2002 г. Он содержит тракты основного и дополнительного ШП, тракт ОГС, тракт ГЛ, тракт связи и опознавания, тракт миноискания и обнаружения навигационных препятствий (МИ), ЦВС, СОРДУ и общую шину.

Тракт основного ШП содержит основную носовую приемную антенну, выполненную с возможностью формирования статического веера характеристик направленности в горизонтальной и вертикальной плоскостях, и первое устройство предварительной обработки, размещенное в капсуле внутри антенны.

Тракт дополнительного ШП содержит гибкую протяженную буксируемую антенну (ГПБА), кабель-трос, токосъемное устройство и устройство предварительной обработки.

Тракт ОГС содержит три приемных антенны и устройство предварительной обработки. Первая антенна размещена в носовой части ограждения рубки и имеет многолучевую ХН. Вторая антенна размещена в кормовой части ограждения рубки и является всенаправленной и высокочастотной. Третья антенна является широкополосной и ее блоки размещены в носовом обтекателе, в кормовой части ограждения рубки и по бортам подводной лодки.

Тракт гидролокации содержит рубочную носовую излучающую антенну, размещенную в носовой части ограждения рубки, две бортовые излучающие антенны, размещенные по обоим бортам подводной лодки, и генераторное устройство.

Тракт связи и опознавания содержит носовую излучающую антенну, размещенную в носовом обтекателе, кормовую излучающую антенну, размещенную в ограждении рубки, и генераторное устройство.

Тракт МИ содержит приемо-передающую антенну, выполненную с возможностью поворота ХН в вертикальной плоскости и размещенную в носовом обтекателе, генераторное устройство, переключатель «прием-передача» и устройство предварительной обработки.

Аппаратура СОРДУ выполнена из двухдисплейных пультов с подключенными периферийными устройствами. Входами и выходами она соединена непосредственно с ЦВС.

Через общую шину генераторные устройства и устройства предварительной обработки всех трактов соединены с ЦВС и СОРДУ.

Признаками, общими с признаками заявляемого ГАК, являются все перечисленные составные части комплекса-прототипа и связи между ними.

Причиной, препятствующей достижению в комплексе-прототипе технического результата, достигаемого в изобретении, является относительно низкая скрытность работы комплекса.

Еще одной причиной, препятствующей получению указанного результата, является недостаточная дальность обнаружения подводных целей в режиме ГЛ.

Обе эти причины обусловлены тем, что антенны тракта ГЛ одновременно излучают сигнал практически во всех направлениях, хотя сам сигнал и импульсный. Дело в том, что все три антенны тракта ГЛ имеют достаточно широкие ХН, чтобы перекрыть в сумме сектор работы, за исключением кормовых углов. Это позволяет обнаружить излучение практически с любой стороны, что существенно повышает вероятность обнаружения подводной лодки. С другой стороны, большая ширина луча ХН антенны ведет к уменьшению ее коэффициента усиления, а следовательно и мощности излучаемого сигнала, а значит и дальности до цели, на которой эта мощность будет достаточна для ее уверенного обнаружения.

Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение скрытности работы ГАК и дальности обнаружения целей в режиме ГЛ.

Технический результат достигается тем, что в известном ГАК все излучающие антенны тракта ГЛ выполнены электронно управляемыми как по числу лучей ХН, так и по их ширине и направлению, при этом управляющие входы этих антенн через общую шину соединены с ЦВС и СОРДУ, число лучей ХН каждой из антенн на единицу больше числа сопровождаемых этой антенной целей, а их ширина минимально возможна, но достаточна для уверенного захвата и сопровождения цели, при этом один из лучей ХН имеет ширину, достаточную для захвата цели на сопровождение, и сканирует по углу в заданном секторе ответственности антенны, а остальные лучи ХН антенны сопровождают обнаруженные этой антенной цели.

Для достижения технического результата в ГАК, содержащем тракт основного ШП, тракт дополнительного ШП, тракт ОГС, тракт ГЛ, тракт связи и опознавания, тракт МИ, ЦВС, СОРДУ и общую шину, при этом аппаратура СОРДУ выполнена из двухдисплейных пультов с подключенными периферийными устройствами и соединена с ЦВС, тракт основного ШП содержит основную носовую приемную антенну, выполненную с возможностью формирования статического веера ХН в горизонтальной и вертикальной плоскостях, и первое устройство предварительной обработки, размещенное в капсуле внутри антенны и соединенное своим входом непосредственно с выходом антенны, а выходом - через общую шину с ЦВС и СОРДУ, тракт ОГС содержит первую антенну, размещенную в носовой части ограждения рубки и имеющую многолепестковую ХН, вторую антенну, размещенную в кормовой части ограждения рубки и являющуюся высокочастотной и всенаправленной, третью антенну, блоки которой размещены в носовом обтекателе, в кормовой части ограждения рубки и по бортам подводной лодки, являющуюся широкополосной, и второе устройство предварительной обработки, сигнальные входы которого соединены непосредственно с выходами соответствующих антенн тракта ОГС, а управляющий вход и выход - через общую шину с ЦВС и СОРДУ, тракт ГЛ содержит рубочную носовую излучающую антенну, размещенную в носовой части ограждения рубки, две бортовые излучающие антенны, размещенные по обоим бортам подводной лодки, и первое генераторное устройство, выходы которого соединены с сигнальными входами соответствующих излучающих антенн тракта ГЛ, а управляющий вход - через общую шину с ЦВС и СОРДУ, тракт связи и опознавания содержит носовую излучающую антенну, размещенную в носовом обтекателе, кормовую излучающую антенну, размещенную в ограждении рубки, и второе генераторное устройство, выходы которого соединены с сигнальными входами излучающих антенн тракта связи и опознавания, а управляющий вход - через общую шину с ЦВС и СОРДУ, тракт МИ содержит приемо-передающую антенну, выполненную с возможностью поворота ХН в вертикальной плоскости и размещенную в носовом обтекателе, третье генераторное устройство, выход которого соединен со входом-выходом антенны тракта МИ через переключатель «прием-передача», а управляющий вход - через общую шину с ЦВС и СОРДУ, и третье устройство предварительной обработки, вход которого соединен непосредственно с выходом приемо-передающей антенны, а выход - через общую шину с ЦВС и СОРДУ, тракт дополнительного ШП содержит ГПБА, через кабель-трос и токосъемное устройство соединенную со входом четвертого устройства предварительной обработки, соединенного своим выходом через общую шину с ЦВС и СОРДУ, все излучающие антенны тракта гидролокации выполнены электронно управляемыми как по числу лучей ХН, так и по их ширине и направлению, при этом управляющие входы этих антенн через общую шину соединены с ЦВС и СОРДУ, число лучей ХН каждой из антенн на единицу больше числа сопровождаемых этой антенной целей, а их ширина минимально возможна, но достаточна для уверенного захвата и сопровождения цели, при этом один из лучей ХН имеет ширину, достаточную для захвата цели на сопровождение, и сканирует по углу в заданном секторе ответственности антенны, а остальные лучи ХН сопровождают обнаруженные этой антенной цели.

Исследования заявляемого ГАК по патентной и научно-технической литературе показали, что совокупность вновь введенных особенностей выполнения антенн тракта ГЛ и новых связей вместе с остальными элементами и связями комплекса не поддается самостоятельной классификации. В то же время она не следует явным образом из уровня техники. Поэтому предлагаемый ГАК следует считать удовлетворяющим критерию «новизна» и имеющим изобретательский уровень.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором на фиг.1 представлена структурная схема предлагаемого ГАК.

Комплекс включает в себя тракты основного и дополнительного ШП, тракт ГЛ, тракт ОГС, тракт связи и опознавания, тракт МИ, ЦВС и СОРДУ и общую шину.

Тракт основного ШП содержит основную носовую приемную антенну 1 и устройство 2 предварительной обработки, последовательно соединенное с антенной 1. Устройство 2 размещено в герметичной капсуле внутри антенны 1 (соединение антенны 1 с устройством 2 показано на фиг.1 пунктирной стрелкой). Антенна 1 и устройство 2 являются многоканальными и состоят из n×m каналов, где n - количество ХН (пространственных каналов) в горизонтальной плоскости, a m - количество ХН (пространственных каналов) в вертикальной плоскости. Через общую шину 3 комплекса устройство 2 тракта основного ШП связано с ЦВС 4 и СОРДУ 5.

Тракт дополнительного (низкочастотного) ШП содержит ГПБА 6, через кабель-трос 7 и токосъемное устройство (на фиг.1 не показано) соединенную с устройством 8 предварительной обработки. Через общую шину 3 комплекса устройство 8 тракта дополнительного ШП связано с ЦВС 4 и СОРДУ 5.

Тракт ГЛ содержит рубочную носовую излучающую антенну 9, две бортовые излучающие антенны 10 и 11 и генераторное устройство 12. Антенна 9 размещена в ограждении рубки 13, а антенны 10 и 11 - по обоим бортам подводной лодки. Антенны 9, 10 и 11 являются электронно управляемыми. Их сигнальные входы соединены непосредственно с соответствующими выходами устройства 12, а управляющие входы - через общую шину 3 комплекса с ЦВС 4, как и управляющий вход устройства 12.

Тракт ОГС содержит антенны 14, 15, 16 и устройство 17 предварительной обработки. Антенна 14 имеет многолучевую ХН и расположена в носовой части ограждения рубки. Антенна 15 расположена в кормовой части ограждения рубки и является всенаправленной и высокочастотной. Антенна 16 является широкополосной, а ее блоки 16.1, 16.2, 16.3 и 16.4 размещены в носовом обтекателе 18, по бортам и в кормовой части ограждения рубки 13. Выходы антенн 14, 15 и 16 соединены непосредственно с соответствующими входами устройства 17, соединенного своим выходом через общую шину 3 комплекса с ЦВС 4 и СОРДУ 5.

Тракт связи и опознавания содержит носовую излучающую антенну 19, кормовую излучающую антенну 20 и генераторное устройство 21. Управляющий вход генератора 21 через общую шину 3 комплекса соединен с ЦВС 4, а первый и второй выходы - непосредственно со входами антенн 19 и 20 соответственно.

Тракт МИ содержит приемо-передающую антенну 22, генераторное устройство 23, переключатель «прием-передача» (на фиг.1 не показан) и устройство 24 предварительной обработки. Антенна 22 размещена в носовом обтекателе 18 и выполнена с возможностью поворота ХН в вертикальной плоскости, ее вход-выход через переключатель «прием-передача» соединен с выходом устройства 23 и входом устройства 24. Управляющий вход устройства 23 и выход устройства 24 через общую шину 3 комплекса соединены с ЦВС 4 и СОРДУ 5.

Кроме общей шины 3 комплекса между ЦВС 4 и СОРДУ 5 имеет место ряд непосредственных связей.

ЦВС 4 представляет собой совокупность универсальных процессоров и специальных процессоров и имеет структуру управляющей ЭВМ.

СОРДУ 5 состоит из двух пультов, каждый из которых имеет в своем составе два дисплея, органы управления (клавиатура, кнопки, гнезда). Структура пультов аналогична структуре персональной ЭВМ. К портам пультов подключены типовые периферийные устройства: телефон, громкоговоритель, принтер, рекордер, устройство записи на магнитно-оптический диск.

Работа предлагаемого ГАК осуществляется следующим образом.

Приемные антенны 1, 6, 14, 15 и 16 выполняют преобразование энергии электрических (акустических) колебаний в механическую. Антенна 22 является обратимой.

В тракте ГЛ прием эхо-сигналов осуществляет антенна 1. В тракте связи и опознавания прием сигналов связи и эхо-сигналов также осуществляет антенна 1.

В генераторных устройствах 12, 21 и 23 формируется импульсный сигнал необходимой мощности для последующего усиления и излучения в качестве зондирующего сигнала антеннами 9, 10 и 11 тракта ГЛ, антеннами 19 и 20 тракта связи и опознавания и антенной 23 тракта МИ. Сигналы управления параметрами генерируемых сигналов формируются в СОРДУ 5 и ЦВС 4.

Устройства 2, 8, 17 и 24 предварительной обработки осуществляют предварительную обработку принятых сигналов, то есть их усиление, фильтрацию, частотно-временную обработку и преобразование из аналогового вида в цифровой.

ЦВС 4 и СОРДУ 5 являются системами, участвующими в работе всех трактов ГАК. Они работают с данными в цифровом виде. Основу работы этих систем составляют алгоритмы обработки информации, реализуемые программными средствами. Этими средствами осуществляются:

- полное формирование параметров импульсного сигнала, который затем в генераторных устройствах формируется и усиливается по мощности;

- формирование ХН управляемых антенн тракта ГЛ с учетом необходимости сканирования их лучей;

- вторичная обработка информации, выявляющей тонкую структуру сигнала;

- принятие решения об обнаружении цели;

- автоматическое сопровождение цели.

Работой ГАК управляют операторы, которые размещаются за пультами СОРДУ 5. Основной режим работы - приемный, при этом режиме работающими являются тракты основного и дополнительного ШП, ОГС, связи. Тракты ГЛ и МИ, а также режим «Активная работа» тракта связи включаются на излучение по командам из СОРДУ 5. Приемные каналы работают одновременно и независимо друг от друга. Принятые сигналы через антенны 1, 14, 15, 16, 6 поступают в устройства 2, 8, 17, 24, расфильтровываются по частотным диапазонам, производится их частотно-временная обработка. Далее принятые и обработанные сигналы через общую шину 3 поступают в ЦВС 4, где программными средствами на базе принятых в ГАК алгоритмов производится вторичная обработка сигналов. Определяются элементы движения и координаты целей, обобщаются данные, полученные от одной и той же цели различными трактами. Оператор принимает решение о выделении целей для автоматического сопровождения и передает соответствующую команду.

При наличии соответствующей команды оператора из СОРДУ 5 на включение основных активных режимов эта команда поступает в ЦВС 4 и обрабатывается. В ЦВС 4 вырабатывается комплексная команда, содержащая коды параметров режима излучения. По общей шине 3 эта команда передается в генераторное устройство 12 (21, 23), где производится формирование мощного импульсного сигнала излучения, подаваемого в антенны 9, 10, 11 (19, 20,22).

При работе тракта ГЛ в активном режиме, благодаря электронному управлению антеннами в каждой из антенн 9, 10 и 11 один из лучей ее ХН имеет ширину, достаточную для уверенного захвата цели на сопровождение, и сканирует по углу в заданном секторе работы этой антенны. В случае наличия в этом секторе целей последние обнаруживаются сканирующим лучом и передаются на сопровождение. При этом сканирование «поискового» луча не прерывается, а формируется дополнительный луч ХН, ориентированный в направлении вновь обнаруженной цели. Этим лучом осуществляется сопровождение вновь обнаруженной цели. Его ширина зависит от дальности до цели, ее размеров и скорости движения в направлении, перпендикулярном направлению «подводная лодка - цель». Эта ширина определяется практическим путем. Она должна быть минимально возможной, но достаточной для уверенного сопровождения цели. С появлением каждой новой цели в новом направлении описанный процесс повторяется и формируется еще один луч ХН антенны, который устанавливается на сопровождение этой цели. Этот процесс будет повторяться до тех пор, пока все цели, находящиеся в зоне ответственности антенны, не окажутся сопровождаемыми соответствующими лучами ХН антенны.

Таким образом, при работе тракта ГЛ излучение зондирующего сигнала осуществляется несколькими узкими лучами (число лучей на единицу превышает число целей, а в случае нахождения целей на одном направлении, оно еще меньше). Этим предлагаемый комплекс существенно отличается от прототипа, в котором управление антеннами тракта ГЛ отсутствует. В тракте ГЛ прототипа ширина ХН каждой из антенн должна быть не менее чем ширина сектора ответственности антенны, иначе в части этого сектора цель вообще не может быть обнаружена.

В прототипе в режиме ГЛ излучение зондирующего сигнала осуществляется непрерывно во всем секторе ответственности антенн, поэтому это излучение может быть обнаружено с любого направления. В предлагаемом ГАК в большей части сектора ответственности антенны излучение отсутствует или осуществляется с большими перерывами. Это значительно снижает вероятность обнаружения излучения и определения координат его источника при использовании предлагаемого ГАК по сравнению с прототипом.

Кроме того, «поисковый» луч в предлагаемом ГАК имеет довольно узкую ХН, что позволяет сфокусировать всю энергию генераторного устройства в узком секторе, в котором находится облучаемая цель, что эквивалентно увеличению мощности облучающего цель сигнала по сравнению с прототипом, где ширина ХН антенны велика, и большая часть излучаемой энергии проходит мимо облучаемой цели.

Увеличение мощности облучающего цель сигнала приводит к увеличению дальности ее обнаружения.

Таким образом, предлагаемый ГАК обеспечивает повышение скрытности работы комплекса и дальности обнаружения цели в режиме ГЛ по сравнению с прототипом.

Заявляемый ГАК достаточно легко реализуем. Антенны тракта ГЛ могут быть реализованы в соответствии с рекомендациями, приведенными в книге [Л.К. Самойлов. Электронное управление характеристиками направленности антенн. - Л.: Судостроение. - 1987]. Остальные устройства могут быть выполнены такими же, как соответствующие устройства прототипа.

Гидроакустический комплекс подводной лодки, содержащий тракт основного шумопеленгования, тракт дополнительного шумопеленгования, тракт обнаружения гидроакустических сигналов, тракт гидролокации, тракт связи и опознавания, тракт миноискания и обнаружения навигационных препятствий, центральную вычислительную систему, систему отображения, регистрации, документирования и управления и общую шину, при этом аппаратура системы отображения, регистрации, документирования и управления выполнена из двухдисплейных пультов с подключенными периферийными устройствами и соединена с центральной вычислительной системой, тракт основного шумопеленгования содержит основную носовую приемную антенну, выполненную с возможностью формирования статического веера характеристик направленности в горизонтальной и вертикальной плоскостях, и первое устройство предварительной обработки, размещенное в капсуле внутри антенны и соединенное своим входом непосредственно с выходом антенны, а выходом - через общую шину с центральной вычислительной системой и системой отображения, регистрации, документирования и управления, тракт обнаружения гидроакустических сигналов содержит первую антенну, размещенную в носовой части ограждения рубки и имеющую многолепестковую характеристику направленности, вторую антенну, размещенную в кормовой части ограждения рубки и являющуюся высокочастотной и всенаправленной, третью антенну, блоки которой размещены в носовом обтекателе, в кормовой части ограждения рубки и по бортам подводной лодки, являющуюся широкополосной, и второе устройство предварительной обработки, сигнальные входы которого соединены непосредственно с выходами соответствующих антенн тракта обнаружения гидроакустических сигналов, а управляющий вход и выход - через общую шину с центральной вычислительной системой и системой отображения, регистрации, документирования и управления, тракт гидролокации содержит рубочную носовую излучающую антенну, размещенную в носовой части ограждения рубки, две бортовые излучающие антенны, размещенные по обоим бортам подводной лодки, и первое генераторное устройство, выходы которого соединены с сигнальными входами соответствующих излучающих антенн тракта гидролокации, а управляющий вход - через общую шину с центральной вычислительной системой и системой отображения, регистрации, документирования и управления, тракт связи и опознавания содержит носовую излучающую антенну, размещенную в носовом обтекателе, кормовую излучающую антенну, размещенную в ограждении рубки, и второе генераторное устройство, выходы которого соединены с сигнальными входами излучающих антенн тракта связи и опознавания, а управляющий вход - через общую шину с центральной вычислительной системой и системой отображения, регистрации, документирования и управления, тракт миноискания и обнаружения навигационных препятствий содержит приемопередающую антенну, выполненную с возможностью поворота характеристики направленности в вертикальной плоскости и размещенную в носовом обтекателе, третье генераторное устройство, выход которого соединен со входом-выходом антенны тракта миноискания и обнаружения навигационных препятствий через переключатель «прием - передача», а управляющий вход - через общую шину с центральной вычислительной системой и системой отображения, регистрации, документирования и управления, и третье устройство предварительной обработки, вход которого соединен непосредственно с выходом приемопередающей антенны, а выход - через общую шину с центральной вычислительной системой и системой отображения, регистрации, документирования и управления, тракт дополнительного шумопеленгования содержит гибкую протяженную буксируемую антенну, через кабель-трос и токосъемное устройство соединенную со входом четвертого устройства предварительной обработки, соединенного своим выходом через общую шину с центральной вычислительной системой и системой отображения, регистрации, документирования и управления, отличающийся тем, что все излучающие антенны тракта гидролокации выполнены электронно управляемыми как по числу лучей характеристики направленности, так и по их ширине и направлению, при этом управляющие входы этих антенн через общую шину соединены с центральной вычислительной системой и системой отображения, регистрации, документирования и управления, число лучей характеристики направленности каждой из антенн на единицу больше числа сопровождаемых этой антенной целей, а их ширина минимально возможна, но достаточна для уверенного захвата и сопровождения цели, при этом один из лучей характеристики направленности имеет ширину, достаточную для захвата цели на сопровождение, и сканирует по углу в заданном секторе ответственности антенны, а остальные лучи характеристики направленности антенны сопровождают обнаруженные этой антенной цели.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к звукометрическим станциям (звукометрическим комплексам) и может быть использовано для определения удаления источника звука (ИЗ) от акустического локатора, его исправленного звукометрического угла и топографических координат (ТК) этого ИЗ.

Устройство для обнаружения сигналов и определения направления на их источник. Технический результат изобретения заключается в создании нового устройства для обнаружения сигналов и определения направления на их источник (источники) с числом нелинейных операций в тракте обработки, равным 2.

Настоящее изобретение относится к области гидроакустики и может быть использовано для определения параметров движения гидролокаторов или других источников излучения зондирующих сигналов.

Изобретение относится к области гидроакустики. Сущность: в способе определения направления на гидроакустический маяк-ответчик в условиях многолучевого распространения навигационного сигнала определяют направление одновременно в горизонтальной и вертикальной плоскостях на гидроакустический маяк-ответчик путем приема антенной решеткой сигнала маяка-ответчика, усиления принятого сигнала предварительными усилителями, подключенными к выходу каждого преобразователя антенной решетки, оцифровки с частотой дискретизации Fs.

Изобретение относится к бортовой системе обнаружения стрелка, содержащей множество датчиков, прикрепленных к корпусу летательного аппарата, например вертолета. Датчики предназначены для приема сигналы только ударной волны.

Использование: изобретение относится к оценке местоположения источника звука с использованием фильтрования частиц, в частности к оценке местоположения источника звука для мультимодального приложения аудиовизуальной связи.

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано при натурных испытаниях подводных объектов. Технический результат - снижение погрешности определения координат позиционирования и углов ориентации объекта позиционирования в пространстве мобильного полигона.

Изобретение относится к области гидроакустики и может быть использовано в пассивной гидролокации, а также в атмосферной акустике и пассивной радиолокации. Достигаемый технический результат - обеспечение визуального наблюдения источников излучения на экране индикатора, их расположения непосредственно в искомых координатах поля наблюдения «направление-дальность» с определением их координат на шкалах индикаторного поля при максимальной помехоустойчивости, достижимой в данной приемной системе и ограниченном увеличении объема обработки и вычислительных затрат.

Использование: в радиолокации, радиосвязи и радиоастрономии. Сущность: корреляционный обнаружитель сигналов содержит выполненную определенным образом дискретную антенную решетку (ДАР), включающую N ненаправленных пассивных и М активно-пассивных электроакустических преобразователей, соответствующие им I каналы передачи информации, блок управления характеристикой направленности, блок вычисления относительных координат элементов ДАР, пороговое устройство, вычислитель порога принятия решения, индикатор, блок управления активно-пассивными элементами ДАР, а также корреляционный формирователь характеристик направленности с временной задержкой сигналов.

Использование: изобретение относится к антенной технике и предназначено для построения диаграммы направленности фазированных антенных решеток из состава антенных устройств систем радиосвязи или радиолокационных устройств.

Изобретение относится к области гидроакустики и может быть использовано для обнаружения объекта в морской среде и измерения координат. Техническим результатом от использования изобретения является измерение дистанции до объекта отражения при неизвестном времени излучения и месте постановки, что повышает эффективность использования гидроакустических средств. Для достижения указанного технического результата производится излучение взрывного сигнала в морской среде, прием отраженного сигнала широкополосным приемником, многоканальный частотный анализ отраженного сигнала, отображение на индикаторе спектров с выхода каналов, производят автономную установку и подрыв источника взрывного сигнала, измеряют зависимость скорости звука от глубины, измеряют уровень помехи в полосе приема, определяют порог обнаружения, принимают сигнал прямого распространения взрывного сигнала, который превысил выбранный порог обнаружения, определяют время приема сигнала прямого распространения от взрывного источника до приемника Тпрям, измеряют спектр сигнала прямого распространения, превысившего порог обнаружения, определяют ширину спектра сигнала прямого распространения в полосе приемного устройства Фпрям, принимают сигнал, отраженный от объекта, определяют время приема отраженного сигнала Тэхо, измеряют спектр отраженного сигнала, определяют полосу спектральных составляющих отраженного сигнала, превысивших порог обнаружения Фэхо, определяют дистанцию до объекта по формуле Дизм=К(Фпрям-Фэхо), где К - коэффициент, определяющий частотное затухание спектра сигнала при распространении, при этом Дизм>(Тэхо-Тпрям)С, где С - скорость звука. 1 ил.

Изобретение относится к области гидроакустики и может быть использовано для построения систем обнаружения зондирующих сигналов гидролокаторов, установленных на подвижном носителе. Техническим результатом от использования изобретения является обеспечение возможности определения изменения курсового угла движения источника зондирующего сигнала, скорости изменение направления его движения. Для достижения указанного технического результата в способе производится последовательный прием зондирующих сигналов перемещающегося источника, определение момента времени прихода первого принятого зондирующего сигнала, отличающийся тем, что введены новые операции, а именно: последовательно измеряют моменты времени ti приема еще n зондирующих сигнала, где n не менее 3-х, определяют временной интервал Tk между моментами прихода каждых двух следующих друг за другом зондирующих сигналов Tk=ti+1-ti, определяют разность измеренных временных интервалов ΔTm=Tk+1-Tk, где m - номер измерения разности последовательных временных интервалов, определяют знак разности временных интервалов, запоминают первую разность временных интервалов, определяют следующую разность временных интервалов, если разность интервалов имеет отрицательный знак, определяют косинус курсового угла движения источника, как отношение каждой последующей разности к первой разности временных интервалов, определяют курсовой угол движения источника зондирующих сигналов, как величину, обратную косинусу измеренного отношения, если измеренная величина разности положительная, то источник зондирующих сигналов удаляется, и косинус угла вычисляется, как отношение первой разности к каждой последующей. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области гидроакустики и может быть использовано в задачах определения класса объекта при разработке гидроакустических систем. Предложен способ классификации гидроакустических сигналов шумоизлучения морского объекта, включающий прием антенной сигналов шумоизлучения морского объекта в аддитивной смеси с помехой гидроакустической антенной, преобразование сигнала в цифровой вид, спектральную обработку принятых сигналов, накопление полученных спектров, сглаживание спектра по частоте, определение порога обнаружения исходя из вероятности ложных тревог и при превышении порога обнаружения текущего спектра на данной частоте принятии решения о наличии дискретной составляющей, по которой классифицируют морской объект, в котором сигналы шумоизлучения морского объекта в аддитивной смеси с помехой принимают двумя полуантеннами гидроакустической антенны, спектральную обработку принятых сигналов производят на выходах полуантенн, суммируют спектры мощности на выходах двух полуантенн, определяя суммарный спектр мощности S ∑ 2 ( ω k ) , находят разность S Δ 2 ( ω k ) спектров мощности на выходах двух полуантенн, определяют разностный спектр S 2 ( ω k ) ∑ − Δ ¯ = S Σ 2 ( ω k ) ¯ − S Δ 2 ( ω k ) ¯ - спектр мощности шумоизлучения морского объекта, а о наличии дискретных составляющих судят при превышении порога обнаружения частотами спектра мощности шумоизлучения морского объекта. Это обеспечивает устранение влияния спектра помехи, принимаемой по боковому полю характеристики направленности гидроакустической антенны и правильное определение классификационных спектральных признаков. 1 ил.

Изобретение относится к радиолокации, в частности к устройствам определения координат объектов, излучающих акустические сигналы, с помощью территориально разнесенных волоконно-оптических датчиков - измерителей звукового давления. Технический результат - повышение точности определения местоположения и распознавание типа объекта за счет оценки спектрального состава его акустического шума и параметров движения. Технический результат достигнут за счет введения второй петли для передачи оптических импульсов другой длины волны и последовательной цепочки узлов: (2N+3)-го световода, третьего ФПУ, второго генератора импульсов, второго источника оптического излучения, (2N+4)-го световода. 1 ил.

Изобретение относится к области гидроакустики и предназначено для определения параметров объектов, шумящих в море. Исследуют шумовой гидроакустический сигнал морского объекта, сопоставляя его с прогнозным сигналом, динамически сформированным для совокупности предполагаемых шумностей объекта и дистанций до объекта, путем определения коэффициента корреляции. По максимуму функции зависимости коэффициента корреляции от предполагаемой шумности объекта и предполагаемой дистанции до объекта совместно определяют оценку шумности объекта и оценку дистанции до объекта. Техническим результатом изобретения является повышение точности оценки шумности объекта с одновременным уменьшением общего количества арифметических операций при проведении оценок шумности объекта и дистанции до объекта. 2 ил.

Изобретение относится к акустическим пеленгаторам (АП), акустическим локаторам (АЛ) и может быть использовано для определения пеленга источника звука (ИЗ). Задачей изобретения является повышение точности пеленгования ИЗ при наклонных к плоскости горизонта поверхностях Земли, где размещается акустическая антенна, и сокращение времени на определение пеленга этого источника. Пеленг ИЗ в данном способе определяют следующим образом: измеряют температуру воздуха, скорость ветра, дирекционный угол его направления в приземном слое атмосферы и вводят их в электронную вычислительную машину, намечают по топографической карте район особого внимания (РОВ), где могут размещаться огневые позиции артиллерии и минометов, выбирают на местности ровную площадку примерно прямоугольной формы длиной не менее трехсот метров и шириной не менее десяти метров, большие стороны которой были бы примерно перпендикулярны направлению на примерный центр РОВ, измеряют угол наклона этой площадки к плоскости горизонта и с учетом этого угла, используя оптико-механический прибор и дальномерную рейку, устанавливают ЗП специальным образом на местности, принимают акустические сигналы и помехи, преобразуют их в электрические сигналы и помехи, обрабатывают в 1 и 2 каналах обработки сигналов АП или АЛ, определяют на выходе этих каналов постоянные напряжения U1 и U2, пришедшие только из РОВ, вычитают из напряжения U1 напряжение U2, складывают эти напряжения, получают отношение разности к их сумме ηСР и автоматически по программе вычисляют истинный пеленг источника звука αИ. 8 ил.

Изобретение относится к области гидроакустики и может быть использовано при разработке систем определения координат по данным тракта шумопеленгования гидроакустических комплексов. Способ содержит прием гидроакустического шумового сигнала гидроакустической антенной, сопровождение цели в режиме шумопеленгования, спектральный анализ гидроакустического шумового сигнала в широкой полосе частот, определение дистанции до цели, прием гидроакустического шумового сигнала производят половинами гидроакустической антенны, измеряют взаимный спектр между гидроакустическими шумовыми сигналами, принятыми половинами гидроакустической антенны; измеряют автокорреляционную функцию этого взаимного спектра (АКФ); измеряют несущую частоту автокорреляционной функции Fизм, измеряют разность между измеренной несущей частотой и эталонной несущей частотой сигнала шумоизлучения цели Fэталон, измеренной на малой дистанции (Fэталон-Fизм), а дистанцию до цели определяют по формуле Д=(Fэталон-Fизм)K, где K коэффициент пропорциональности, который вычисляется как отношение изменения несущей частоты автокорреляционной функции на единицу расстояния при определении эталонной частоты. 1 ил.

Предлагаемое изобретение относится к области гидроакустики, а именно к устройствам обнаружения шумовых гидроакустических сигналов в виде дискретных составляющих (ДС) на фоне аддитивной помехи. Техническим результатом является повышение помехоустойчивости обнаружителя шумовых гидроакустических сигналов в виде ДС. Изобретение основано на применении квадратурного детектирования в каждом частотном канале пассивной узкополосной системы вместо традиционных энергетических приемников на основе квадратичного детектирования. 3 ил.

Изобретения относятся к области гидроакустики и могут быть использованы для контроля уровня шумоизлучения подводного объекта в натурном водоеме. Техническим результатом, получаемым от внедрения изобретений, является получение возможности измерений уровня шума подводного плавсредства непосредственно с самого плавсредства. Данный технический результат достигается тем, что с плавсредства поднимают измерительный модуль (ИМ), оснащенный гидрофонами, и с помощью него измеряют уровень шумоизлучения плавсредства. ИМ снабжен системой проверки его работоспособности без демонтажа устройства. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 3 ил.
Устройство (100) для разрешения неоднозначности из оценки (105) DOA ( φ ^ amb) содержит анализатор (110) оценки DOA для анализирования оценки (105) DOA ( φ ^ amb) для получения множества (115) неоднозначных параметров анализа ( φ ˜ I... φ ˜ N; f( φ ˜ I)...f( φ ˜ N); fenh,I( φ ^ amb)...fenh,N( φ ^ amb); gP( φ ˜ I)...gp( φ ˜ N); D( φ ˜ I)...D( φ ˜ N)) посредством использования информации (101) смещения, причем информация (101) смещения представляет отношение ( φ ^ ↔φ) между смещенной ( φ ^ ) и несмещенной оценкой DOA (φ), и блок (120) разрешения неоднозначности для разрешения неоднозначности в множестве (115) неоднозначных параметров анализа ( φ ˜ I... φ ˜ N; f( φ ˜ I)...f( φ ˜ N); fenh,I( φ ^ amb)...fenh,N( φ ^ amb); gP( φ ˜ I)...gp( φ ˜ N); D( φ ˜ I)...D( φ ˜ N)) для получения однозначного разрешенного параметра ( φ ˜ res; fres, 125). 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 22 ил.
Наверх