Излучающий тракт параметрического гидролокатора




Владельцы патента RU 2582897:

Общество с ограниченной ответственностью "Морские инновации" (RU)

(57) Изобретение относится к акустическим локационным системам, использующим параметрические излучающие системы, формирующие узконаправленные пучки низкочастотных акустических сигналов. Преимущественная область использования - гидроакустика, а также ультразвуковая дефектоскопия, медицина, рыболокация, геолокация. Излучающий тракт параметрического гидролокатора содержит два или более генераторов высокочастотных сигналов, выход каждого из них соединен с сигнальным входом соответствующего импульсного модулятора, управляющие входы всех импульсных модуляторов соединены с выходом импульсного генератора, а выходы импульсных модуляторов через усилители мощности соединены с элементами акустической антенны, элементы акустической антенны каждой частоты расположены на отдельном входе акустического волновода, входы волновода акустически не связаны между собой и акустически соединены с выходом волновода, акустически связанным со средой лоцирования. 2 ил.

 

Изобретение относится к акустическим локационным системам, использующим параметрические излучающие системы, формирующие узконаправленные пучки низкочастотных акустических сигналов. Преимущественная область использования - гидроакустика, а также ультразвуковая дефектоскопия, медицина, рыболокация, геолокация.

В настоящее время для формирования узконаправленных пучков низкочастотных акустических сигналов широко используют так называемые параметрические излучатели, использующие эффект взаимодействия двух или более высокочастотных акустических сигналов в средах, обладающих нелинейностью своих упругих параметров [1-3]. При этом формирование низкочастотного акустического сигнала происходит в самой среде на всем пути распространения исходных высокочастотных акустических сигналов. Следует отметить, что практически все реальные среды характеризуются нелинейностью упругих характеристик и в них можно реализовать параметрические излучатели. Параметрические излучатели являются составными частями различных гидроакустических локационных систем, медицинских приборов, ультразвуковых дефектоскопов и других акустических систем. Наибольшее использование параметрические системы нашли в гидроакустике.

Известен параметрический гидролокатор ПГЛ-300 [2, с. 208-209], использующий параметрический излучающий тракт, содержащий два генератора высокочастотных сигналов, выходы которых подключены к двум входам сумматора, выход сумматора соединен с сигнальным входом нормально закрытого импульсного модулятора, управляющий вход которого соединен с выходом импульсного генератора. Выход импульсного модулятора через усилитель мощности соединен с акустической антенной, находящейся в акустическом контакте со средой лоцирования. Акустическая антенна может состоять из одной одночастотной пьезопластины или из нескольких пьезоэлементов, работающих на резонансной частоте. Первый высокочастотный генератор вырабатывает синусоидальный сигнал с частотой f1, второй высокочастотный генератор вырабатывает сигнал с частотой f2. В сумматоре происходит суммирование этих сигналов, и их сумма поступает на сигнальный вход импульсного нормально закрытого модулятора. Импульсный генератор вырабатывает периодически повторяющиеся видеоимпульсы, поступающие на управляющий вход модулятора и разрешающие прохождение через них суммы высокочастотных сигналов, которые затем поступают на вход усилителя мощности, а с его выхода на акустическую антенну, излучающую в среду лоцирования акустические сигналы с частотами f1 и f2. В среде лоцирования происходит взаимодействие этих сигналов и формирование низкочастотного сигнала с частотой F=|f1-f2|.

Признаки, совпадающие с заявляемым объектом: два генератора высокочастотных сигналов, импульсный генератор, импульсный модулятор, усилитель мощности, акустическая антенна.

Причинами, препятствующими достижению технического результата, являются ограниченные эксплуатационные возможности локатора, обусловленные тем, что акустическая антенна должна быть широкополосной, так как она должна излучать акустический сигнал, содержащий две компоненты с частотами f1 и f2. Для расширения полосы пропускания антенны ее акустически демпфируют, что снижает ее эффективность в режиме излучения. Усилитель мощности усиливает сумму двух аналоговых гармонических сигналов с разными частотами. Уровень такого сигнала изменяется непрерывно в пределах от нуля до максимальной величины, что обуславливает необходимость работы усилителя в режиме «А» или «В» с неполным использованием напряжения питания, малым коэффициентом полезного действия и большой мощностью, рассеиваемой на активных элементах усилителя. Максимальный уровень сигнала, поступающего на акустическую антенну, равен удвоенной величине амплитуд высокочастотных сигналов и ограничивается механической прочностью используемой пьзокерамики и кавитационной прочностью среды лоцирования (воды). Поэтому мощность излучаемого в данном локаторе акустического сигнала в 4 раза меньше мощности, излучаемой антенной для одночастотного сигнала.

Известен также параметрический локатор [2, с. 209-210], использующий параметрический акустический излучатель, содержащий генератор высокочастотных сигналов и генератор низкочастотных сигналов, соединенные с входами амплитудного балансного модулятора, выход которого подключен к сигнальному входу импульсного модулятора, а его управляющий вход соединен с выходом импульсного генератора. Выход импульсного модулятора через усилитель мощности соединен с акустической антенной, находящейся в акустическом контакте со средой лоцирования. Генератор высокочастотных сигналов вырабатывает синусоидальный сигнал частотой f0, поступающий на один из входов амплитудного модулятора, на второй вход которого с генератора низкочастотных сигналов поступает синусоидальный сигнал с частотой F<f0. С выхода амплитудного модулятора амплитудно-модулированное напряжение частотой f0 поступает на нормально закрытый импульсный модулятор, который периодически открывается видеоимпульсом, поступающим с выхода импульсного генератора. Импульсы высокочастотных амплитудно-модулированных колебаний поступают с выхода импульсного модулятора на вход усилителя мощности, а с его выхода на акустическую антенну, находящуюся в акустическом контакте со средой лоцирования. В среду лоцирования излучаются амплитудно-модулированные высокочастотные колебания, спектр которых содержит две гармонические составляющие с частотами f0+F и f0-F [4]. При распространении в воде такого сигнала происходит взаимодействие этих частотных составляющих и образование акустического низкочастотного сигнала с частотой 2F.

Признаки, совпадающие с заявляемым объектом: высокочастотный генератор, импульсный генератор, импульсный модулятор, усилитель мощности, акустическая антенна.

Причинами, препятствующими достижению технического результата, являются ограниченные эксплуатационные возможности локатора, являющиеся такими же, как и у предыдущего локатора.

От части перечисленных недостатков свободны параметрические акустические локаторы [2 с. 209, 6], излучающие тракты которых содержат два генератора высокочастотных сигналов с частотами f1, выходы которых подключены соответственно к входам первого и второго импульсных модуляторов, управляющие входы модуляторов соединены с выходом импульсного генератора. Выходы импульсных модуляторов через усилители мощности соединены с элементами двухчастотной акустической антенны, находящейся в акустическом контакте со средой лоцирования. Двухчастотная антенна представляет собой мозаику из пьезоэлементов с резонансными частотами f1 и f2, установленными на основании в общем корпусе [5, с. 189-190]. Первый высокочастотный генератор вырабатывает синусоидальный сигнал с частотой f1, поступающий на вход первого импульсного нормально закрытого модулятора, второй высокочастотный генератор вырабатывает сигнал с частотой f2, поступающий на вход второго импульсного нормально закрытого модулятора. Импульсный генератор вырабатывает периодически повторяющиеся видеоимпульсы, поступающие на управляющие входы модуляторов и разрешающие прохождение через них высокочастотных сигналов, которые затем поступают на входы двух усилителей мощности, а с их выходов на элементы акустической антенны, излучающей в среду лоцирования акустические сигналы с частотами f1 и f2. В среде лоцирования происходит взаимодействие этих сигналов и формирование низкочастотного сигнала с частотой F=|f1-f2|. В данном локаторе каждый из усилителей мощности усиливает гармонический сигнал только одной частоты, имеющий постоянную амплитуду. Поэтому они могут работать в режиме «В» с полным использованием напряжения питания или в режиме «D» с малыми мощностями рассеивания на активных элементах усилителей и с высоким коэффициентом полезного действия. Кроме того, пьезоэлементы двухчастотной акустической антенны работают на своих резонансных частотах с высоким значением электроакустического коэффициента полезного действия.

Признаки, совпадающие с заявляемым объектом: высокочастотные генераторы, импульсный генератор, импульсные модуляторы, усилители мощности, акустическая антенна.

Причинами, препятствующими достижению технического результата, являются ограниченные эксплуатационные возможности локатора, обусловленные тем, что пьезоэлементы каждой высокой частоты занимают половину общей площади акустической антенны, энергия излучаемого в среду акустического сигнала распределяется на всю площадь антенны, в результате чего интенсивность акустического сигнала для каждой частоты уменьшается в два раза. Кроме того, отдельные пьзоэлементы разных частот в преобразователе расположены в непосредственной близости друг от друга, что приводит к значительному влиянию их друг на друга. В результате этого сопротивление пьзоэлементов, подключенных к выходам усилителей мощности, изменяется в широких пределах, и в отдельных случаях может принять отрицательное значение, что значительно понижает надежность работы усилителей и повышает требования к ним по отдаваемой пиковой мощности. Изготовление такой двухчастотной акустической антенны отличается большой трудоемкостью, так как она состоит из большого числа пьезоэлементов с разными частотами. Акустическая антенна имеет законченную конструкцию и в процессе эксплуатации ее параметры при необходимости не могут быть изменены.

Лоцирующие системы с аналогичными излучающими параметрическими трактами предложены также в патентах [7-14].

Наиболее близким к заявляемому изобретению является устройство формирования коротких акустических импульсов при параметрическом излучении и варианты устройства его реализации [10], содержащее два генератора высокочастотных сигналов, выход каждого из которых соединен с сигнальным входом соответствующего импульсного модулятора, управляющие входы модуляторов соединены с выходом импульсного генератора, выход каждого модулятора через усилитель мощности соединен с входом акустической антенны.

Признаки, совпадающие с заявляемым объектом: высокочастотные генераторы, импульсный генератор, импульсные модуляторы, усилители мощности, акустическая антенна.

Ограниченные эксплуатационные возможности данного локатора обусловлены тем, что пьезоэлементы каждой высокой частоты занимают половину общей площади акустической антенны, а энергия излучаемого в среду акустического сигнала распределяется на всю площадь антенны, в результате чего интенсивность акустического сигнала для каждой частоты уменьшается в два раза. Кроме того, отдельные акустические элементы разных частот в преобразователе расположены в непосредственной близости друг от друга, что приводит к значительному влиянию их друг на друга. В результате этого сопротивление акустических элементов, подключенных к выходам усилителей мощности, изменяется в широких пределах, и в отдельных случаях может принимать отрицательное значение, что приводит к значительному снижению надежности работы усилителей и увеличению отдаваемой пиковой мощности. Изготовление такой двухчастотной акустической антенны отличается большой трудоемкостью, так как она состоит из большого числа акустических элементов с разными частотами. Акустическая антенна имеет законченную конструкцию, и в процессе эксплуатации ее параметры при необходимости не могут быть изменены.

Задачей изобретения является создание излучающего тракта параметрического гидролокатора с широкими эксплуатационными возможностями.

Технический результат изобретения заключается в устранении влияния элементов разных частот акустической антенны друг на друга, упрощении конструкции и уменьшении трудоемкости изготовления антенны, изменении ее конструкции таким образом, чтобы при необходимости обеспечивалась возможность варьирования характеристик локатора в требуемых пределах.

Технический результат достигается тем, что в излучающем тракте параметрического гидролокатора, содержащем генераторы высокочастотных сигналов, выход каждого из которых соединен с сигнальным входом соответствующего импульсного модулятора, управляющие входы модуляторов соединены с соответствующим выходом импульсного генератора, выход каждого модулятора через соответствующий усилитель мощности соединен с элементами одной из частот акустической антенны, элементы акустической антенны каждой частоты расположены на отдельном входе акустического волновода, входы волновода акустически не связаны между собой и акустически соединены с выходом волновода, находящимся в акустическом контакте со средой лоцирования, при этом число генераторов высокочастотных сигналов, соответствующих им импульсных модуляторов, усилителей мощности и элементов одной из частот акустической антенны равно или больше двух.

Излучающий тракт параметрического гидролокатора в одном из вариантов выполнения может содержать n генераторов высокочастотных сигналов, n соответствующих им импульсных модуляторов, n усилителей мощности, n элементов одной частоты акустической антенны и n входов акустического волновода, где n равно или более двух.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 показана структурная схема излучающего тракта параметрического гидролокатора, а на фиг. 2 - конструкция акустической антенны гидролокатора.

Излучающий тракт параметрического гидролокатора содержит 2 или n генераторов высокочастотных сигналов 1 (1-1, 1-2, … 1-n, где n равно или больше двух), выход каждого генератора высокочастотных сигналов 1 соединен с сигнальным входом соответствующего импульсного модулятора 2 (2-1, 2-2, … 2-n), управляющие входы всех импульсных модуляторов соединены с выходом импульсного генератора 3, а выходы импульсных модуляторов 2 через усилители мощности 4 (4-1, 4-2, … 4-n) соединены с элементами 5 акустической антенны 6 (элементы 5-1 - одной частоты, элементы 5-2 - другой частоты, … элементы 5-n - n-й частоты), элементы акустической антенны каждой частоты расположены на отдельном входе акустического волновода 7, входы волновода 7 акустически не связаны между собой и акустически соединены с выходом волновода, акустически связанным со средой лоцирования 8.

Каждый из генераторов высокочастотных сигналов 1 вырабатывает синусоидальный сигнал с частотой f1, f2, f3…fn (отдельные частоты fi могут быть равны между собой), поступающий на сигнальные входы нормально закрытых импульсных модуляторов 2. На управляющие входы импульсных модуляторов 2 с выхода импульсного генератора 3 поступают периодически повторяющиеся видеоимпульсы, разрешающие прохождение высокочастотных сигналов через модуляторы. Период повторения и длительность видеоимпульсов определяются известными выражениями [16, с. 108-110]. Радиоимпульсы с выходов импульсных модуляторов 2 после усиления усилителями мощности 4 поступают на элементы 5 акустической антенны 6, излучающие в акустический волновод 7 акустические сигналы с частотами f1-fn. В акустическом волноводе 7 происходит суммирование этих акустических сигналов и их последующее излучение в среду лоцирования 8. Количество частот fi сигналов, вырабатываемых генераторами 1, может быть равно двум или больше двух. Акустический волновод 7, как показано на фиг. 2, конструктивно имеет n акустически не связанных между собой входов, которые акустически соединены с выходом волновода. Таким образом, в нем выполняется суммирование акустических высокочастотных сигналов, излучаемых элементами 5 акустической антенны 6. В среду лоцирования 8 излучаются акустические высокочастотные сигналы нескольких частот, распространяющиеся одновременно в одних и тех же участках среды 8. Так как реальные среды (жидкости, газы, твердые тела) обладают нелинейностью своих упругих характеристик, то при распространении в них высокочастотных сигналов нескольких частот будет происходить их взаимодействие и образование низкочастотных сигналов с частотами Fk=|fi-fj|. Включая те или иные высокочастотные генераторы 1, можно получать различные значения частот Fk низкочастотных сигналов. Каждый из элементов 5 акустической антенны 6 работает на одной частоте. Заменяя их на элементы другой частоты, можно без каких-либо затруднений выполнять модернизацию всего излучающего тракта локатора. Конструктивно между элементами 5 разных частот отсутствует акустическая связь, что облегчает работу усилителей мощности 4, так как они работают на нагрузку с постоянным сопротивлением. Волновод 7 может быть выполнен из материала, акустически хорошо согласующегося со средой лоцирования 8. Такими материалами для среды лоцирования 8 - вода могут быть звукопрозрачные компаунды, например эластомер полиуретановый двухкомпонентный СПБ-ХП-80 (ТУ224-001-20507988-2003), либо форполимер СКУ-ПФЛ-100 с отвердителем, либо вулканизированная резина. Также волновод может быть выполнен в виде объема самой среды 8, ограниченного акустически жесткими или акустически мягкими стенками. Выполнив элементы волновода 7 с переменным сечением, можно получить увеличение интенсивности акустических высокочастотных сигналов или выполнить необходимое их согласование с элементами 5 акустической антенны 6 или со средой лоцирования 8 [15].

В прототипе акустическая антенна состоит из большого числа акустических элементов разной частоты, распределенных и закрепленных на основании и находящихся в общем корпусе. Поскольку число этих отдельных элементов для акустической антенны средних размеров может достигать нескольких сотен, а монтаж каждого из них требует выполнения операций по пайке и креплению к основанию на заданных местах, сборка такой акустической антенны характеризуется высокой трудоемкостью, а ее конструкция не подлежит дальнейшей модификации.

В предлагаемом изобретении для упрощения конструкции и снижения трудоемкости изготовления излучающего тракта параметрического гидролокатора акустическая антенна выполнена в виде набора отдельных элементов одной частоты, каждый из которых расположен на отдельном входе акустического волновода, выход которого непосредственно связан со средой лоцирования. При этом конструкция и монтаж этих элементов значительно упрощается, так как все элементы, расположенные рядом на каждом из входов волновода, имеют одну частоту. Поэтому их количество можно уменьшить. В пределе это может быть одна пьезопластина, работающая на своей резонансной частоте. Отсутствие взаимного влияния элементов разных частот, достигнутое применением акустического волновода, позволяет понизить требования к усилителям мощности и повысить надежность их работы.

При переходе на другие значения частот сигналов высокой частоты или акустического сигнала достаточно заменить только акустические элементы соответствующей частоты, что не связано с какими-либо затруднениями. Это значительно повышает эксплуатационные возможности заявляемого устройства.

В отличие от прототипа, где акустические элементы одной частоты занимают половину общей площади акустической антенны, а энергия акустического сигнала распределяется на всю ее площадь, что приводит к снижению интенсивности акустического сигнала каждой частоты в два раза, в заявляемом устройстве элементы одной частоты занимают всю площадь входа акустического волновода акустической антенны. В результате этого интенсивность высокочастотного сигнала для каждой исходной частоты увеличивается в два раза, а уровень акустического сигнала разностной частоты увеличивается в 2-4 раза при той же нагрузке на элементы акустической антенны. При взаимодействии более двух высокочастотных сигналов уровень сигналов разностной частоты возрастает еще больше. Это позволяет увеличить дальность лоцирования, или на тех же дистанциях обнаруживать объекты с меньшими размерами, что повышает эксплуатационные возможности заявляемого устройства.

Таким образом, в предлагаемом устройстве в результате введения новых блоков и связей: а именно - акустического волновода, расположенного между элементами акустической антенны и средой лоцирования достигается:

-устранение влияния элементов разных частот акустической антенны друг на друга;

-упрощение конструкции и снижение трудоемкости изготовления акустической антенны;

-облегчение режима работы усилителей мощности локатора;

-возможность формирования низкочастотного акустического сигнала в широкой полосе частот путем изменения параметров излучающего тракта параметрического гидролокатора.

Предлагаемое изобретение способствует созданию излучающего тракта параметрического гидролокатора с расширенными эксплуатационными возможностями и упрощенной конструкцией, при этом снижается трудоемкость его изготовления.

Источники информации

1. Зарембо Л.К., Красильников В.А. Введение в нелинейную акустику. М.: Наука, 1966. - 418 с.

2. Новиков Б.К., Тимошенко В.И. Параметрические антенны в гидролокации. - Л.: Судостроение, 1989. - 256 с.

3. Новиков Б.К., Руденко О.В., Тимошенко В.И. Нелинейная гидроакустика. Л.: Судостроение, 1981.-261 с.

4. Гоноровский И.С. Радиотехнические цепи и сигналы. М.: Сов. радио, 1986. - 512 с.

5. Воронин В.А., Кузнецов В.П., Мордвинов Б.Г., Тарасов С.П., Тимошенко В.И. Нелинейные и параметрические процессы в акустике океана. - Ростиздат. Ростов-на-Дону. 2007. - 448 с.

6. Патент US 4308599 «Параметрический двухчастотный гидролокатор», МПК G01S 15/02, G01S 15/10, G01S 15/87, опубликован 19.05.1980.

7. Патент US 5790474 «Активный гидролокатор для работы в подледных условиях», МПК G01S 15/06, G01S 15/10, G01S 7/539, G01S 15/87, опубликован 4.08.1989.

8. Патент US 3763463 «Локатор для обнаружения инородных включений», МПК А61 В8/08; G01S 15/04; G10K 11/00, опубликован 21.09.1972.

9. Патент DE 3113261 «Эхолот», МПК G01S 15/60, опубликован 21.10.1982.

10. Патент RU 2390797 «Способ формирования коротких акустических импульсов при параметрическом излучении и варианты устройства его реализации», МПК G01S 15/00, G01S 7/524, опубликован 27.05.2010.

11. Патент RU 2205420 «Параметрический акустический локатор», МПК G01S 13/32, G01S 15/02, G01N 29/04, опубликован 27.05.2003.

12. Патент RU 2133047 «Параметрический эхо-импульсный локатор», МПК G01S 15/60, опубликован 10.07.1999.

13. Патент RU 69646 «Параметрический эхо-импульсный локатор», МПК G01S 15/60, G01N 29/04, опубликован 27.12.2007.

14. Патент RU 2011205 «Параметрический эхолот», МПК G01S 15/00, опубликован 15.04.1994.

15. Исакович М.А. Общая акустика. М.: Наука, 1973. - 496 с.

16. Кобяков Ю.С., Кудрявцев Н.Н., Тимошенко В.И. Конструирование гидроакустической рыбопоисковой аппаратуры. - Л.: Судостроение. 1986. - 272 с.

Излучающий тракт параметрического гидролокатора, содержащий генераторы высокочастотных сигналов, выход каждого из которых соединен с сигнальным входом соответствующего импульсного модулятора, управляющие входы модуляторов соединены с соответствующим выходом импульсного генератора, выход каждого модулятора через соответствующий усилитель мощности соединен с элементами одной из частот акустической антенны, отличающийся тем, что элементы акустической антенны каждой частоты расположены на отдельном входе акустического волновода, входы волновода акустически не связаны между собой и акустически соединены с выходом волновода, находящимся в акустическом контакте со средой лоцирования, при этом число генераторов высокочастотных сигналов, соответствующих им импульсных модуляторов, усилителей мощности и элементов одной из частот акустической антенны равно или более двух.



 

Похожие патенты:

Использование: изобретение относится к области гидроакустики и предназначено для распознавания морских судов по их шумоизлучению. Сущность: исследуют спектр шумового сигнала морского судна.

Изобретение относится к метрологии, в частности к средствам обнаружения источников звука. Устройство содержит микрофоны для приема звуковых сигналов, аналого-цифровые преобразователи, два средства вычисления автокорреляции между звуками, модуль вычисления взаимной корреляции, средство обнаружения источника звука, в частности, приближающегося транспортного средства, модуль определения неисправности.

Изобретение относится к определению направления прихода сигнала от источника звука. Предложены способ предоставления информации направления на основании воспроизведенного аудиосигнала с внедренным водяным знаком и устройство для его осуществления, способ оценки пространственной позиции и устройство для его осуществления, машиночитаемый носитель, содержащий компьютерную программу для выполнения способов.

Использование: изобретение относится к области гидроакустики и может быть использовано для контроля подводной обстановки вокруг охраняемых объектов, например буровых платформ, гидротехнических сооружений, судов, а также для обнаружения и сопровождения подводных объектов, вторгающихся в контролируемую акваторию натурного водоема, например в зону гидроакустического полигона, буровых платформ, судов.

Использование: изобретение относится к области гидроакустики и предназначено для интеграции систем получения информации о шумящих в море объектах. Сущность: в каждой системе независимо по своим критериям качества осуществляют частотно-временную обработку сигнала с формированием уникального веера характеристик направленности и уникального индикаторного массива информации.

Изобретение относится к области гидроакустики и может быть использовано для разработки систем классификации, использующих спектральные и корреляционные признаки.

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.

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.

Изобретение относится к области гидроакустики и может быть использовано в процессе проектирования гидроакустической аппаратуры специального назначения. Использование изобретения может повысить эффективность использования гидроакустической аппаратуры.

Изобретение относится к области способов акустической пеленгации и может быть использовано в геоакустике, геофизике, неразрушающем контроле прочности объектов, гидроакустике.

Изобретение относится к гидроакустике и может быть использовано для гидроакустического обеспечения противоторпедной защиты судов. Для гидроакустического обеспечения противоторпедной защиты корабля включают обнаружение и прием шумоизлучения торпеды гидроакустической станцией с буксируемой антенной переменной глубины, выработку прогноза движения торпеды, расчет данных стрельбы средствами самообороны и выработки маневра уклонения. Обнаруженный сигнал поступает в дисплейный пульт оператора, в котором вырабатывают сигнал торпедной опасности и осуществляют сброс дрейфующей акустической ловушки. Акустическая ловушка работает в режиме излучения имитированного шума судна. В качестве буксируемой антенны переменной глубины используют многоканальную антенну со статическим веером из N характеристик направленности. Фиксируют время приема сигналов системы самонаведения торпеды и время приема сигнала, излученного акустической ловушкой. Определяют временной интервал между моментом приема сигнала самонаведения торпеды и моментом приема имитирующего сигнала. Достигается упрощение системы противоторпедной защиты судов. 2 ил.

Изобретение относится к гидроакустике. Устройство содержит разъемный маслозаполненный подводный цилиндрический корпус с размещенными в нем электродвигателем и механическим драйвером. Источник питания, блок программного управления, размещены в судовом блоке. Нижняя часть подводного корпуса выполнена звукопрозрачной и снабжена съемными торцевыми крышками, в верхней крышке выполнено цилиндрическое отверстие. Электродвигатель посредством муфты соединен с механическим драйвером. Драйвер содержит вал и два эксцентриковых устройства, представляющих собой пару параллельных дисков со ступицами, закрепленными на валу драйвера, и подшипниками, оси которых жестко закреплены в дисках. Вал драйвера размещен в торцевых подшипниках. Устройство содержит вертикальные и горизонтальные направляющие. Излучающий элемент выполнен в виде четырех вогнутых тонкостенных цилиндрических сегментов с углом раскрыва 90°. Между торцевыми горизонтальными поверхностями тонкостенных цилиндрических сегментов и их горизонтальными направляющими размещены упругие прокладки. Между верхней и нижней частями корпуса установлены уплотнительные прокладки. Технический результат - повышение достоверности имитации излучения звука подводных движущихся объектов. 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к метрологии, в частности к средствам акустического обнаружения и идентификации летательных аппаратов. Устройство содержит многоканальный приемник звука, содержащий микрофоны, усилители, АЦП, датчик скорости ветра, цифровой обнаружитель, выполненный на перепрограммируемых логических микросхемах, устройство распознавания, индикатор, радиомодем. Цифровой обнаружитель содержит блок цифровых фильтров, блок расчета нижней границы частоты, блок расчета дисперсии атмосферных шумов, цифровой коррелятор, блок сравнения, блок расчета адаптивного порога обнаружения. При этом определение пеленга на цель осуществляется по временному сдвигу максимума взаимной корреляционной функции, а распознавание обнаруженного ЛА осуществляется путем сравнения спектра акустического излучения ЛА с библиотекой спектров типовых летательных аппаратов. Дополнительной информацией для распознавания является скорость цели и уровень ее акустического излучения. Технический результат - повышение точности обнаружения. 2 н.п. ф-лы, 8 ил.

Использование: изобретение относится к области гидроакустики и предназначено для определения параметров объектов, шумящих в море. Сущность: устройство, содержащее многоэлементную акустическую приемную антенну шумопеленгования, блок формирования веера характеристик направленности в горизонтальной и вертикальной плоскостях, блок полосовой фильтрации, детектор, накопитель, блок расчета отношения сигнал/помеха, блок обнаружения объекта с определением направления на него, дополнено новыми блоками, а именно блоком формирования матрицы замера, блоком измерения вертикального разреза скорости звука, блоком расчета поля, блоком формирования матрицы прогноза по сетке дистанция-глубина, блоком формирования двумерной функции меры сходства, блоком совместного определения дистанции и глубины, блоком определения шумности объекта. Технический результат: повышение точности оценки шумности объекта и определение полной совокупности информации о шумящем в море объекте (направление на объект, дистанция до объекта, класс шумности объекта, глубина погружения объекта) в одном устройстве. 1 ил.

Изобретение относится к области гидроакустики и предназначено для определения расстояния до всех объектов, одновременно наблюдаемых в секторном обзоре шумопеленгования, путем анализа цвета их трасс. Производят прием гидроакустического шумового сигнала многоэлементной антенной, формируют совокупность пространственных каналов в секторе обзора (горизонтального веера характеристик направленности) и осуществляют частотно-временную обработку сигнала в каждом пространственном канале независимо с формированием не менее двух частотных диапазонов и определением отношения сигнал/помеха в каждом из сформированных частотных диапазонов. Для разделения совокупности наблюдаемых объектов по расстоянию определяют в каждом пространственном канале максимальное значение отношения сигнал/помеха и коэффициенты значимости частотных диапазонов как соотношение между отношением сигнал/помеха в рассматриваемом частотном диапазоне и максимальным значением отношения сигнал/помеха. Задают интенсивность цветовой компоненты каждого частотного диапазона в соответствии со значением его коэффициента значимости, смешивают цветовые компоненты частотных диапазонов в каждом пространственном канале. Определяют переменный коэффициент усиления каждого пространственного канала на основе анализа максимального значения отношения сигнал/помеха, формируют цвет каждого пространственного канала путем умножения смеси цветовых компонент на коэффициент усиления. Индицируют полученную цветовую информацию в каждом пространственном канале в зависимости от времени с образованием цветовых трасс объектов во всем секторе обзора. Определяют расстояние до всех наблюдаемых объектов по цвету их трасс. Техническим результатом изобретения является возможность разделения по расстоянию всех шумящих объектов, одновременно наблюдаемых в секторном обзоре, при любом динамическом диапазоне сигналов шумопеленгования. 1 ил.

Изобретение относится к техническим средствам обнаружения человека, определения его местоположения в контролируемой зоне по создаваемым им сейсмическим колебаниям. Технический результат заключается в том, что предлагаемое устройство позволяет с вероятностью 0,97 при доверительной вероятности 0,8 обнаружить объект и с вероятностью 0,85 классифицировать нарушителя в контролируемой зоне радиусом 25 м. Экспериментальные исследования показали, что заявляемое устройство позволяет определять местоположение человека с точностью до 1 метра по дальности и до 3 градусов по направлению, а также определить направление его движения. Новым является введение Q сейсмоприемников 1, J обнаружителей 2 нарушителя, пульта 3 контроля, блока 8 классификации, устройства 9 контроля сейсмоприемника, вычислителя 10 задержек, памяти 12 данных устройства вычисления места положения, устройства 13 вычисления местоположения, первого приемопередатчика 14, устройства 15 управления обнаружителем нарушителя, второго приемопередатчика 16, органов управления 19 пульта контроля, решающего устройства 26 с соответствующими связями. 1 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к области гидроакустической техники и может быть использовано для решения задач пассивного определения координат шумящего в море объекта, а именно, дистанции, глубины и пеленга при распространении гидроакустических сигналов в море. Техническим результатом изобретения является повышение точности определения координат шумящего объекта за счет устранения неопределенности при вычислении задержек сигналов, а также проведение измерений отношений энергий сигналов, распространяющихся по отдельным лучевым траекториям в вертикальной плоскости с одного пеленга. Технический результат достигается за счет того, что в способе пассивного определения координат шумящего в море объекта, по которому принимают гидроакустические сигналы поля шумящего в море объекта, проводят частотно-временную обработку принятых гидроакустических сигналов, приходящих под различными углами из-за вертикальной рефракции звука, измеряют скорость звука в воде в зависимости от глубины и волнение поверхности моря, по измеренным данным и известным характеристикам дна рассчитывают сигнал шумящего объекта, решают уравнение гидроакустики в пассивном режиме для шумящего в море объекта, прием гидроакустических сигналов осуществляют пространственно развитой в вертикальной и горизонтальной плоскостях антенной, эти сигналы предварительно усиливают и фильтруют в полосе частот, после чего сигналы оцифровывают, проводят пространственно-временную обработку сигналов, проводят взаимнокорреляционную обработку не менее одной пары сигналов в вертикальной плоскости, выделяют пары сигналов с высокими значениями максимума взаимнокорреляционной функции, проводят измерения углов прихода этих сигналов, распространяющихся по отдельным лучевым траекториям в вертикальной плоскости, измеряют разность времен распространения по положению максимума взаимнокорреляционной функции на временной оси, а также измеряют отношение усредненных значений энергий для каждой пары сигналов, после чего от точки расположения приемной антенны рассчитывают лучевые траектории для измеренных углов прихода сигналов в вертикальной плоскости для пар сигналов с высокими значениями максимума взаимнокорреляционной функции и находят дистанции и глубины точек пересечения траекторий, затем в каждой точке пересечения траекторий для всех пар сигналов, распространяющихся по этим лучевым траекториям, рассчитывают разности времен распространения и отношение энергий, сравнивают измеренные и рассчитанные разности времен распространения и отношений усредненных значений энергий для всех пар сигналов, а координаты шумящего в море объекта определяют по точке пересечения лучевых траекторий, для которой оказываются наиболее близкими измеренные и рассчитанные значения отношений энергий и разностей времен распространения для всех пар сигналов, распространяющихся по отдельным лучевым траекториям. 1 ил.

Изобретение относится к области гидроакустики и может быть использовано в задачах определения класса объекта при разработке гидроакустических систем. Технический результат изобретения заключается в обеспечении достоверного определения спектральных классификационных признаков сигналов шумоизлучения. Результат достигается тем, что в предложенном способе при обнаружении и классификации морского объекта обеспечивается устранение влияния спектра собственной помехи корабля-носителя, непосредственно воздействующей на антенны гидроакустических средств, размещенных на объекте, и таким образом обеспечивается правильное определение классификационных спектральных признаков. 1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к определению местоположения стрелка на местности с использованием звуковых волн. .Достигаемый технический результат – повышение точности определения координат стрелка. Указанный результат достигается за счет расположения трех датчиков, включая базовый, на одной прямой линии в горизонтальной плоскости на известных расстояниях одного от другого и одного датчика на вертикали от базового датчика также на определенном, известном расстоянии, при этом измерение промежутков времени рассогласования прихода звуковой волны до базового датчика и всех остальных датчиков позволяет сформировать три линейных уравнения и рассчитать координаты точки местонахождения стрелка по звуку выстрела за счет решения этой системы уравнений. 3 ил..

Представлено 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. В этом устройстве отклик обнаружителя формируется в результате обработки гарантированно идентичных выходных процессов электроакустических преобразователей ДАР без влияния на него среднего значения пространственного отклика обнаружителя на помеху с учетом возможности перемещения в пространстве элементов дискретной антенной решетки под воздействием внешних сил. Для этого обнаружитель содержит выполненную определенным образом дискретную антенную решетку (ДАР), включающую N ненаправленных пассивных и M активно-пассивных электроакустических преобразователей (ЭАП), соответствующих им I каналов передачи информации, блок вычисления относительных координат элементов ДАР, блок управления характеристиками направленности, пороговое устройство, вычислитель порога принятия решения, индикатор, блок управления активно-пассивными элементами ДАР, пульт оператора, а также формирователь характеристик направленности с временной задержкой сигналов. Принципиальным отличием заявленного устройства от прототипа является то, что обнаружитель дополнительно содержит блок адаптивной компенсации неидентичности каналов передачи выходных процессов электроакустических преобразователей ДАР, позволяющий получить идентичные параметры всех выходных процессов электроакустических преобразователей ДАР, что является обязательным условием для увеличения вероятности первичного обнаружения сигналов и уменьшения вероятности пропуска «слабых» сигналов. 1 ил.
© Патентный поиск, поиск патентов на изобретения - FindPatent.RU 2012-2024
Политика конфиденциальности 2016-04-27 2016-04-28T00:47:39
Наверх