Устройство обнаружения шумовых гидроакустических сигналов на основе квадратурного приемника

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.

 

Предлагаемое изобретение относится к области гидроакустики, а именно к устройствам обнаружения шумовых сигналов (со спектральной плотностью мощности в виде отдельных дискретных составляющих или их звукорядов) на фоне аддитивной помехи.

Как известно [1-4], основной задачей приемной части системы обнаружения сигналов является принятие решения о наличии или отсутствии полезного сигнала от объекта в наблюдаемом входном процессе. Это сложная задача, предъявляющая к приемнику наиболее высокие требования, т.к. обнаружение сигнала, как правило, происходит при минимальных отношениях сигнал/помеха (ОСП). Решение о наличии сигнала принимается по превышению откликом приемника установленного порога, выбираемого на основе одного из статистических критериев по заданным вероятностям правильного обнаружения и ложной тревоги.

Для обеспечения максимального значения отклика при фиксированном ОСП на входе системы схема приемника должна быть оптимальной.

На практике особый интерес представляет задача обнаружения шумового (случайного) сигнала от шумящего подводного объекта на фоне помех.

В настоящее время для решения этой задачи наибольшее распространение получили так называемые пассивные широкополосные и узкополосные гидроакустические системы [1, 5, 6].

При использовании пассивной широкополосной системы принимается во внимание тот факт, что сигнал от объекта обычно представляет собой типичный широкополосный случайный процесс, длительность которого ограничена только взаимным расположением и относительным перемещением объекта и приемника. В этом случае известны только некоторые статистические характеристики сигнала и помехи (например, форма спектральной плотности сигнала, его ориентировочная длительность, а также форма спектральной плотности помехи, которая необязательно является белым шумом).

Однако в спектре шумов, излучаемых различными объектами, наряду с широкополосной составляющей могут содержаться и узкополосные дискретные компоненты [1, 5-7].

Известный способ обнаружения узкополосного шума с дискретными компонентами СПМ и реализующее его устройство, по сути, являются многоканальным энергетическим приемником (прототип) [1, с.351-352]. Данный способ представляет собой последовательное выполнение операций: многоканальной узкополосной полосовой фильтрации (для формирования отдельных частотных каналов), квадратичного детектирования, интегрирования и сравнения с порогом (в каждом частотном канале).

Устройство (прототип) [1, с.351-352], реализующее указанный способ обнаружения узкополосного шума, приведено на фиг.1, где:

блок 1 - аналого-цифровой преобразователь (АЦП);

блок 2 - рециркулятор;

блоки 3.1-3.М - набор («гребенка») цифровых узкополосных полосовых фильтров (УПФ) с одинаковой шириной полосы пропускания и различными центральными частотами (с равномерным шагом по частоте, равным ширине полосы пропускания одного фильтра);

блоки 4.1-4.М - квадраторы;

блоки 5.1-5.М- интеграторы;

блок 6 - М-канальное пороговое устройство.

Принцип действия данного устройства заключается в следующем. На вход устройства поступает реализация входного процесса

где s(t) - обнаруживаемый узкополосный шумовой сигнал,

n(t) - аддитивная помеха в виде нормального белого шума, которая поступает на вход АЦП (блок 1) с частотой дискретизации, удовлетворяющей требованиям теоремы Котельникова:

С выхода АЦП (блок 1) дискретные отсчеты поступают на вход рециркулятора (блок 2), где формируется и с каждым новым отсчетом обновляется текущая дискретная выборка x(n) длиной N отсчетов.

Сформированная текущая дискретная выборка входного процесса x(n) поступает одновременно на входы М цифровых узкополосных фильтров (блоки 3.1-3.М) (М-канальной гребенки УПФ), где формируется М отдельных частотных каналов.

Сформированные (расфильтрованные) узкополосные шумовые процессы поступают на входы квадраторов (блоки 4.1-4.М), с выходов которых возведенные в квадрат узкополосные сигналы поступают на входы интеграторов (блоки 5.1-5.М). Время интегрирования (или накопления) узкополосных сигналов обычно выбирается равным величине, обратно-пропорциональной ширине полосы пропускания УПФ [1], и обеспечивающим потенциальную разрешающую способность по частоте для данного способа спектрального анализа (метода фильтрации).

С выходов интеграторов выделенные отклики поступают на вход М-канального порогового устройства (блок 6), выход которого является выходом устройства.

Таким образом, в качестве основных элементов данной пассивной узкополосной системы используются квадратичные детекторы и интеграторы, реализующие выходную статистику [1]:

где x(t) - входной процесс, представляющий смесь шумового сигнала от объекта и помехи;

Т - время интегрирования.

Таким образом, для получения достаточной статистики необходимо иметь квадратичный детектор, выходное напряжение которого пропорционально квадрату входного и интегратор.

Помехоустойчивость приемника на основе квадратичного детектора, называемого «энергетическим приемником» (т.к. статистика эквивалентна полной энергии входного процесса), является нижней границей всех оптимальных приемников.

Для других априорных данных о свойствах сигналов и помех помехоустойчивость оптимального приемника будет занимать промежуточное положение между ним и идеальным коррелятором (согласованным фильтром), то есть обладать большей помехоустойчивостью.

В качестве таких априорных данных о свойствах шумового сигнала от объекта можно использовать данные об узкополосных дискретных компонентах сигнала (т.н. дискретных составляющих), которые фактически представляют собой набор элементарных непрерывных синусоидальных (монохроматических) сигналов соответствующей частоты. В этом случае можно говорить о решении задачи обнаружения полигармонического сигнала на фоне помехи.

Следует заметить, что в некоторых важных случаях ДС, возбуждаемые от одного и того же источника, бывают синхронизированы между собой и образуют т.н. звукоряды (ЗР), т.е. наборы ДС (гармоник), частоты которых кратны между собой [1, 5, 7].

Основные частоты, образующие линейчатый спектр, вращающихся узлов механизмов, могут быть определены по формуле:

где k=1, 2 ,3 , … k - номер гармоники;

n - частота вращения узла, обороты /мин.

Если узел имеет систему лопаток (например, турбины, насосы), то в случае наличия z лопаток основные частоты определяются как:

Таким образом, полигармонический сигнал на основе ЗР от определенного источника можно рассматривать как единый сигнал, компоненты которого физически связаны между собой.

Для решения задачи обнаружения такого сигнала простейшей гипотезой является предположение о детерминированности каждой компоненты сигнала в полосах соответствующих узкополосных фильтров. При этом под детерминированным сигналом понимается такой, все параметры которого известны при приеме, а неопределенность содержится только в его наличии или отсутствии и связана с маскирующим действием помех. Приемник полностью известного детерминированного сигнала (идеальный коррелятор) является в этом случае оптимальным, он обеспечивает максимально возможную, т.е. потенциальную помехоустойчивость, превзойти которую теоретически невозможно.

Однако в реальных условиях приема дискретных составляющих шумового сигнала на фоне помех о детерминированности полезного сигнала речь идти принципиально не может, так как (как минимум) неизвестна начальная фаза сигнала в обрабатываемой выборке входного процесса, ограниченной по времени. В этом случае выражение для узкополосного процесса s(t) (дискретной компоненты сигнала) можно записать как

где А - амплитуда сигнала (независимая случайная величина, распределенная по закону Рэлея);

φ - фаза сигнала (независимая случайная величина, распределенная равномерно на интервале [-π; π]).

В этом случае предлагается в качестве детектирующего элемента (оптимального приемника) пассивной узкополосной системы использовать оптимальный приемник сигнала с неизвестной начальной фазой (квадратурный детектор) [2-4] (аналог), реализующий статистику:

Λ ( X ) = X C 2 + X S 2 , ( 6 )

где ХC и XS - косинусные и синусные составляющие огибающей выходного колебания корреляционного приемника соответственно:

где Т - время интегрирования.

Решение о наличии или отсутствии сигнала принимается в зависимости от выполнения неравенства

где h - пороговый уровень.

Схема, реализующая получение достаточной статистики (6), представлена на фиг.2, где

блоки 1.1, 1.2 - перемножители;

блок 2 - постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), с выходов которого на входы перемножителей поступают цифровые сигналы в виде косинусной и синусной составляющих одной и той же центральной частоты;

блоки 3.1, 3.2 - интеграторы;

блоки 4.1, 4.2 - квадраторы;

блок 5 - сумматор;

блок 6 - вычислитель квадратного корня.

Два канала квадратурного приемника позволяют получить величины ХC и XS. Последующее нелинейное преобразование выходных колебаний этих каналов даст значение Λ(Х). При этом частоты квадратур соответствуют центральной полосе соответствующего входного УПФ.

Сравнение помехоустойчивости квадратурного приемника и коррелятора показывает, что имеются потери в ОСП, которые являются платой за незнание фазы, но эти потери невелики и составляют 1,5 дБ [8].

При практической реализации предложенного обнаружителя полигармонических сигналов возникает ряд принципиальных вопросов.

Во-первых, необходимо определить частотные характеристики узкополосных фильтров (УПФm) - полосы пропускания фильтров (Δfm) и их центральные частоты (fm).

Определение вышеуказанных характеристик основано на необходимости обеспечения постоянной скважности фильтров (отношения ширины полосы фильтра к его центральной частоте) во всем диапазоне частот, а именно

После элементарных преобразований можно получить определяющие соотношения:

При этом количество узкополосных фильтров в гребенке для общей полосы частот ΔF составит

Во-вторых, необходимо учитывать, что время анализа (интегрирования) в полосе каждого фильтра будет определяться выражением

Очевидно, что в случае накопления откликов от нескольких каналов обнаружителя (суммирования выходных процессов) необходимо согласование по времени анализа, т.е. введение временных задержек на выходах каналов перед операцией суммирования.

Введение операции накопления откликов обусловлено необходимостью повышения эффективности обнаружения звукоряда полигармонического сигнала и учета возможного влияния эффекта Доплера при взаимном перемещении приемника и источника сигнала.

Очевидно, что для гребенки из М фильтров параметры задержки можно определить как

Предлагаемое устройство обнаружения узкополосных шумовых гидроакустических сигналов на основе квадратурного приемника приведено на фиг.3, где

блок 1 - аналого-цифровой преобразователь (АЦП);

блок 2 - рециркулятор;

блоки 3.1-3.М - набор цифровых узкополосных полосовых фильтров (УПФ), перекрывающих ожидаемый частотный диапазон, с различной шириной полосы пропускания и различными центральными частотами, но с постоянной скважностью фильтров (отношением полосы фильтра к его центральной частоте) во всем диапазоне частот, а именно

блоки 4.1-4.2М - перемножители;

блок 5 - ПЗУ;

блоки 6.1-6.2М - интеграторы;

блоки 7.1-7.2М - квадраторы;

блоки 8.1-8.М - сумматоры;

блоки 9.1-9.М - вычислители квадратного корня;

блоки 10.1-10.М - устройства задержки с параметрами задержек.

блок 11 - сумматор;

блок 12 - пороговое устройство;

блок 13 - управляющее устройство.

Принцип действия устройства заключается в следующем. На вход устройства поступает реализация входного процесса x(t), которая поступает на вход АЦП (блок 1) с частотой дискретизации, удовлетворяющей требованиям теоремы Котельникова:

С выхода АЦП (блок 1) дискретные отсчеты поступают на вход рециркулятора (блок 2), где формируется и с каждым новым отсчетом обновляется текущая дискретная выборка х(n) длиной N отсчетов.

Сформированная текущая дискретная выборка входного процесса х(n) поступает одновременно на входы М узкополосных фильтров (блоки 3.1-3.М).

С выходов М узкополосных фильтров (блоки 3.1-3.М) М соответствующих узкополосных процессов одновременно поступают на первые входы М пар перемножителей (блоки 4.1-4.2М), с выходов которых результаты перемножения поступают на входы М пар интеграторов (блоки 6.1-6.2М). Время интегрирования в полосе каждого фильтра определяется выражением

Из ПЗУ (блок 5) на вторые входы М пар перемножителей (блоки 4.1-4.2М) поступают М пар синусных и косинусных составляющих (монохроматических) цифровых сигналов с частотами, соответствующими центральным частотам УПФ fm.

С выходов М пар интеграторов (блоки 6.1-6.2М) результаты интегрирования поступают на входы М пар квадраторов (блоки 7.1-7.2М), с выходов которых квадраты откликов попарно поступают на входы М сумматоров (блоки 8.1-8.M), с выходов которых результаты суммирования поступают на входы М вычислителей квадратного корня (блоки 9.1-9.М), с выходов которых результаты вычислений поступают на входы М устройств задержки (блоки 10.1-10.М).

Параметры задержки в каждом частотном канале определяются соотношением

С выходов М устройств задержки (блоки 10.1-10.М) отклики поступают на входы сумматора (блок 11), с выхода которого результат суммирования поступает на вход порогового устройства (блок 12), выход которого является выходом устройства.

Устройство управления (блок 13) осуществляет синхронизацию работы: аналого-цифрового преобразователя (блок 1), рециркулятора (блок 2), ПЗУ (блок 5) и порогового устройства (блок 12).

Достигаемый выигрыш в помехоустойчивости предлагаемого обнаружителя узкополосных шумовых сигналов на основе квадратурного детектирования (и, соответственно, в дальности действия гидроакустической системы шумопеленгования) по сравнению с прототипом (устройством обнаружения узкополосного шума на основе квадратичного детектирования или энергетического приемника), достигается благодаря использованию большего объема априорной информации об обнаруживаемом полезном сигнале.

Список использованных источников

1. Бурдик B.C. Анализ гидроакустических систем. -Л.: Судостроение, 1988, 392 с. (Прототип, с.351-352).

2. Тихонов В.И. Оптимальный прием сигналов. -М.: Радио и связь, 1983, 320 с. (Аналог, с.80-87).

3. Ван-Трис Г. Теория обнаружения, оценок и модуляции, т.1. -М.: Сов. радио, 1972, 744 с.

4. Ван-Трис Г. Теория обнаружения, оценок и модуляции, т.3. -М.: Сов. радио, 1977, 661 с.

5. Урик Р.Дж. Основы гидроакустики. -Л.: Судостроение, 1978, 446 с.

6. Зарайский В.А., Тюрин A.M. Теория гидролокации. -Л.: ВМА, 1975, 604 с.

7. Болгов В.М., Плахов Д.Д., Яковлев В.Е. Акустические шумы и помехи на судах. Л.: Судостроение, 1984, 192 с.

8. Ольшевский В.В. Статистические методы в гидролокации. -Л.: Судостроение, 1983, 280 с.

Устройство обнаружения шумовых гидроакустических сигналов на основе квадратурного приемника, содержащее: аналого-цифровой преобразователь, на вход которого подается входной сигнал, а выход которого соединен с входом рециркулятора, выход которого соединен с входами М узкополосных фильтров, отличающееся тем, что выходы М узкополосных фильтров соединены с первыми входами М пар перемножителей, выходы которых соединены с входами М пар интеграторов, выходы которых соединены с входами М пар квадраторов, выходы которых попарно соединены с входами М сумматоров, выходы которых соединены с входами М вычислителей квадратного корня, выходы которых соединены с входами М устройств задержки, выходы которых соединены с М входами сумматора, выход которого соединен с входом порогового устройства, выход которого является выходом устройства; 2М выходов постоянного запоминающего устройства соединены со вторыми входами М пар перемножителей; выходы управляющего устройства соединены с управляющими входами аналого-цифрового преобразователя, рециркулятора, постоянного запоминающего устройства и порогового устройства.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области гидроакустики и может быть использовано при разработке систем определения координат по данным тракта шумопеленгования гидроакустических комплексов.

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.

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.

Изобретение относится к радиолокации, в частности к устройствам определения координат объектов, излучающих акустические сигналы, с помощью территориально разнесенных волоконно-оптических датчиков - измерителей звукового давления.

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.

Изобретение относится к области гидроакустики и может быть использовано для построения систем обнаружения зондирующих сигналов гидролокаторов, установленных на подвижном носителе.

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.

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.

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.

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.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к пеленгаторам. Устройство состоит из следующих элементов: 1 - первая антенна, 2 - вторая антенна, 3 - первый усилитель, 4 - первый фильтр, 5 - первый квадратор, 6 - сумматор, 7 - второй усилитель, 8 - второй фильтр, 9 - второй квадратор, 10 - третья антенна, 11 - третий усилитель, 12 - третий фильтр, 13 - третий квадратор, 14 - первый пороговый блок, 15 - второй пороговый блок, 16 - персональная электронно-вычислительная машина (ПЭВМ или микропроцессор), 17 - блок системы единого времени (GPS или Глонасс), 18 - блок связи с абонентами, 19 - четвертый усилитель, 20 - третий пороговый блок, 21 - схема ИЛИ, 22 - таймер, 23 - первая схема И, 24 - счетчик, 25 - первый цифроаналоговый преобразователь (ЦАП), 26 - первый калибратор, 27 - второй ЦАП, 28 - второй калибратор, 29 - третий ЦАП, 30 - третий калибратор, 31 - четвертый ЦАП, 32 - формирователь, 33 - тактовый генератор, 34 - первый АЦП, 35 - второй АЦП, 36 - третий АЦП, 37 - четвертый АЦП, 38 - пятый усилитель, 39 - шестой усилитель, 40 - делитель, 41 - четвертый пороговый блок, 42 - вторая схема И. Технический результат заключается в увеличении помехоустойчивости устройства. 1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к пеленгаторам. Устройство состоит из следующих элементов: 1 - первая антенна, 2 - микробарометр, 3 - первый аналого-цифровой преобразователь (АЦП), 4 - второй АЦП, 5 - третий АЦП, 6 - четвертый АЦП, 7 - пятый АЦП, 8 - персональная электронно-вычислительная машина (ПЭВМ или микропроцессор), 9 - блок системы единого времени (GPS или Глонасс), 10 - блок связи с абонентами, 11 - первый усилитель, 12 - первый фильтр, 13 - второй усилитель, 14 - первый пороговый блок, 15 - схема ИЛИ, 16 - вторая антенна, 17 - третий усилитель, 18 - второй фильтр, 19 - четвертый усилитель, 20 - второй пороговый блок, 21 - третья антенна, 22 - пятый усилитель, 23 - третий фильтр, 24 - шестой усилитель, 25 - третий пороговый блок, 26 - седьмой усилитель, 27 - четвертый фильтр, 28 - восьмой усилитель, 29 - пятый фильтр, 30 - четвертый пороговый блок, 31 - первая схема И, 32 - первый цифроаналоговый преобразователь (ЦАП), 33 - первый калибратор, 34 - второй ЦАП, 35 - второй калибратор, 36 - третий ЦАП, 37 - третий калибратор, 38 - четвертый ЦАП, 39 - четвертый калибратор, 40 - пятый ЦАП, 41 - первый формирователь, 42 - шестой ЦАП, 43 - второй формирователь, 44 - первый таймер, 45 - вторая схема И, 46 - первый счетчик, 47 - тактовый генератор, 48 - второй таймер, 49 - первый квадратор, 50 - сумматор, 51 - первый делитель, 52 - пятый пороговый блок, 53 - третья схема И, 54 - третий таймер, 55 - четвертая схема И, 56 - второй счетчик, 57 - второй квадратор, 58 - третий квадратор, 59 - второй делитель, 60 - корректор, 61 - первый блок модуля, 62 - первый блок вычитания, 63 - второй блок модуля, 64 - шестой пороговый блок, 65 - пятая схема И, 66 - первый ключ, 67 - первое запоминающее устройство, 68 - третий блок модуля, 69 - шестая схема И, 70 - первый одновибратор, 71 - второй ключ, 72 -второе запоминающее устройство, 73 - второй блок вычитания, 74 - четвертый блок модуля, 75 - седьмая схема И, 76 - второй одновибратор, 77 - блок сравнения знаков. Технический результат заключается в возможности использования устройства на однопозиционном пункте наблюдения или на средстве передвижения, возможность использования устройства на ближних расстояниях в реальном масштабе времени и увеличение помехоустойчивости устройства при наличии мешающих сигналов, поступающих с других азимутов. 1 ил.

Использование: измерительная техника, в частности пеленгаторы. Сущность: устройство для определения направления и дальности до источника сигнала содержит магнитные первую и вторую антенны, размещенные взаимно перпендикулярно, последовательно соединенные первый усилитель, первый фильтр, первый квадратор и сумматор, последовательно соединенные второй усилитель, второй фильтр и второй квадратор, подключенный ко второму входу сумматора, последовательно соединенные третью антенну, третий усилитель, третий фильтр и третий квадратор, ключ, связанный управляющим входом с одновибратором, а также блок вычитания, первый и второй пороговые блоки. Помехоустойчивость устройства улучшается за счет использования магнитной компоненты сигнала и определения дальности (момента прихода отраженного от ионосферы сигнала) по изменению угла наклона магнитной компоненты сигнала, что достигается посредством введения дополнительных блоков. Технический результат: увеличение помехоустойчивости устройства. 1 ил.

Использование: изобретение относится к области гидроакустики и может быть использовано для определения дистанции до шумящего объекта. Сущность: 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); определяют наличие перегибов автокорреляционной функции, и при отсутствии таковых измеряют ΔТизм - ширину основного максимума АКФ на уровне 0,1, определяют калибровочный коэффициент М=Дизв./ΔТд.изв. где Дизв. - известная дистанция обнаружения цели фиксированной шумности с известным спадом спектра, ΔТд.изв. - ширина основного максимума АКФ , соответствующая известной дистанции; и определяют дистанцию до цели по формуле Д=ΔТизм*М. Технический результат: повышение достоверности измерения дистанции в условиях мешающего судоходства. 1 ил.

Изобретение относится к области способов акустической пеленгации и может быть использовано в геоакустике, геофизике, неразрушающем контроле прочности объектов, гидроакустике. Сущность изобретения: для обнаружения и определения направления прихода импульсных сигналов геоакустической эмиссии в звуковом диапазоне частот используется комбинированный приемник, установленный в водной среде у дна водоемов. Измеряется акустическое давление P(t) и три взаимно ортогональных компоненты градиента акустического давления ∇Px(t), ∇Py(t), ∇Pz(t). С учетом условий распространения сигналов в среде и динамического диапазона приемного тракта выделяются неискаженные импульсы в определенном интервале амплитуд dA, определяется направление прихода волны для каждого импульса и оценивается азимутальное распределение частоты следования импульсов D(α, t). Это позволяет оценивать наличие в исследуемой области среды неоднородностей и их азимутальную конфигурацию. 1 ил.

Изобретение относится к области гидроакустики и может быть использовано в процессе проектирования гидроакустической аппаратуры специального назначения. Использование изобретения может повысить эффективность использования гидроакустической аппаратуры. Способ адаптивной обработки сигнала шумоизлучения содержит прием сигнала шумоизлучения объекта, формирование статического вертикального веера характеристик направленности, широкополосную частотную фильтрацию сигнала, измерение уровня помехи и выбор порога, обнаружение сигнала в каждом пространственном канале, измерение амплитуды сигнала в каналах, где обнаружен сигнал шумоизлучения объекта, и принятие решения об угле прихода сигнала по тому пространственному каналу, где сигнал максимален, фильтрация сигнала производится в нескольких частотных диапазонах, в этих же диапазонах формируется статический веер характеристик направленности, производится идентификация обнаруженных сигналов между характеристиками направленности всех частотных диапазонов, выбирают характеристику направленности, в которой обнаружен максимальный сигнал, измеряется угол между горизонтальным направлением движения и положением характеристики направленности с максимальной амплитудой принятого сигнала Q, измеряется скорость движения носителя V, повторяют измерения через фиксированный интервал времени Т и определяют необходимую величину изменения глубины погружения антенны приемной системы за время Т по формуле Н=VTtgQ, при этом направление изменения глубины погружения определяется по положению угла Q, если характеристика направленности, определяющая угол Q, направлена вверх, глубину нужно уменьшить, если характеристика направленности, определяющая угол Q, направлена вниз, то глубину нужно увеличить, и если характеристика направленности совпадает с направлением движения и Q=0°, то глубину менять не нужно. 1 ил.

Изобретение относится к радиолокации, в частности к способу обнаружения, определения координат и сопровождения воздушных объектов при воздействии их акустическим полем на сеть разнесенных в пространстве волоконно-оптических линий связи, использующих при функционировании оптическое излучение. Способ заключается в воздействии акустическим полем, создаваемым движущимся воздушным объектом, на датчик, выполненный в виде протяженного оптического кабеля. Вычисляют моменты начального и конечного времени превышения сигналом «Порога» tн и tк, момент времени tм, соответствующий минимальному уровню сигнала, и момент времени tд, при котором частота одной из характерных составляющих спектра сигнала имеет номинальное значение. На основании этих данных и измеренной частоты Доплера определяются координаты воздушных объектов, которые со всех датчиков передаются на выделенный вычислитель, где они объединяются, отождествляются и по ним строятся траектории. При известном направлении полета снижают величину «Порога» в следующем датчике по направлению движения воздушного объекта. Технический результат - упрощение процесса обнаружения, определения координат, построения траекторий движения и распознавания типа низколетящих воздушных объектов. 2 ил.

Использование: изобретение относится к области геофизической разведки, высокоточной навигации, в частности к области подводной навигации, и может быть использовано для определения географических координат глубоководных буксируемых объектов при проведении морских геолого-геофизических исследований. Сущность: гидроакустическая система для позиционирования, содержащая буксирующее судно, соединенные с ним кабель-тросом буксируемый подводный объект и буи с неподвижными рулями, предварительно установленными на заданный угол, расположенные на поверхности моря, в количестве не менее трех штук, и имеющие в своем составе последовательно соединенные антенну Global Positioning System (GPS), модуль GPS и контроллер, при этом буксируемый подводный объект выполнен в виде многоэлементной цифровой кабельной антенны, буксирующее судно снабжено блоком синхронизации и обработки данных, при этом каждый буй снабжен последовательно соединенными с первым выходом контроллера генератором, усилителем и гидроакустическим излучателем, а также блоком памяти, соединенным со вторым выходом контроллера, причем каждый буй соединен с буксирующим судном соответствующим тросом, причем блок синхронизации и обработки данных выполнен в виде последовательно соединенных антенны GPS, модуля GPS, контроллера, модуля сбора данных и компьютера, при этом первый вход модуля сбора данных соединен с выходом контроллера, а второй вход модуля сбора данных соединен через кабель-трос с выходом многоэлементной цифровой кабельной антенны. Технический результат: обеспечение возможности позиционирования многоэлементных буксируемых гидроакустических антенн. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
Наверх