Способ обработки гидролокационной информации

Способ обработки гидролокационной информации гидролокатора относится к гидроакустическим системам обнаружения и определения местоположения целей и может быть использован в гидролокаторе с диаграммоформирующим устройством статического веера ДН ЛФАР. Задачей изобретения является повышение помехоустойчивости приемного тракта гидролокатора для минимизации вероятности пропуска эхосигналов целей. Для обеспечения указанного технического результата осуществляется подавление мешающих эхосигналов, принятых по боковым лепесткам диаграммы направленности, путем пороговой обработки исходного массива амплитуд эхосигналов по всем пространственным каналам перед выводом на индикатор. 3 ил.

 

Изобретение относится к активным гидроакустическим системам обнаружения и определения местоположения целей и может быть использовано в гидролокаторе для подавления мешающих эхосигналов.

Процесс гидролокации состоит в том, что антенна гидролокатора в режиме обзора излучает акустические зондирующие сигналы, в режиме приема осуществляется прием эхосигналов, отраженных от целей. Способы обработки гидролокационной информации заключаются в формировании статического веера диаграмм направленности (ДН), приеме эхосигналов по пространственным каналам, обработки эхосигналов и выводе информации на индикатор для принятия решения оператором об обнаружении интересующих его целей.

Известно, что наличие боковых лепестков диаграммы направленности (ДН) линейной фазированной антенной решетки в режиме приема ухудшает помехоустойчивость гидролокатора. В анизотропном поле помех возможна ситуация, когда амплитуда эхосигналов, принятых по боковым лепесткам диаграммы направленности, могут быть соизмеримы или даже больше полезного амплитуды эхосигнала принятого главным лепестком диаграммы направленности. Такая маскировка полезного эхосигнала увеличивает вероятность пропуска эхосигнала цели.

При работе гидролокатора в условиях изменяющегося уровня гидроакустических помех и реверберации при маневрировании носителя в узкостях, вблизи береговой линии, при движении по судоходным каналам, вследствие приема эхосигналов по боковым лепесткам диаграммы направленности, гидроакустическая информация - изображение целей на индикаторе гидролокатора представляется оператору “размытым” и затрудняется процесс обнаружения интересующих его целей.

Задача подавления мешающих эхосигналов в гидролокаторе является актуальной.

Задача обнаружения интересующих целей оператором в сложных гидроакустических условиях (проход узкостей, работа в мелком море и вблизи береговой линии, дна и т.д.) представляется чрезвычайно трудной, и поэтому на индикатор необходимо выводить информацию только о целях, представляющих интерес.

Известно, что теоретический уровень первого бокового лепестка ДН при равномерном амплитудном распределении для линейной фазированной антенной решетки достигает 22% (Найт У.С. и др. «Цифровая обработка сигналов в гидролокационных системах». 621.391.861.883. ТИИЭР, т. 69, №11 ноябрь 1981 г., с. 105…107, рис. 22).

Для уменьшения уровня боковых лепестков ДН применяются широко известные способы весовой обработки выходных сигналов элементов линейной фазированной антенной решетки (ЛФАР). Например, в качестве весовой функции может применяться “окно” Хемминга, но при этом происходит расширение главного лепестка ДН и снижение коэффициента концентрации ЛФАР за счет уменьшения используемой апертуры ЛФАР, что снижает угловое разрешение гидролокатора (Найт У.С. и др. «Цифровая обработка сигналов в гидролокационных системах». 621.391.861.883. ТИИЭР, т. 69, №11 ноябрь 1981 г., с. 106; Бурдик B.C. «Анализ гидроакустических систем».Ленинград, "Судостроение" 1988 г. С. 293, 294, рис. 11.10).

Известен способ обработки гидролокационной информации, описанный в статье (Dimitri Alexandrou, Christian De Moustie «Adaptive Noise Canceling Apptied to Sea Beam Sidelobe Interference Rejection», IEEE JOURNAL OF OCEANICE ENGINEERING Vol. 13, N2, April 1988, www:ccom.unh.edu/…/Alexandrou_1988_IEEE_ada).

Способ реализован в многолучевом эхолоте Sea Beam (МЛЭ) с опцией подавления эхосигналов, принятых боковыми лепестками ДН, с использованием опорного канала.

Недостатком указанного аналога является использование опорного канала для оценки вклада эхосигналов, принятых по боковым лепесткам ДН.

В качестве опорного канала выбирается одна из веера приемных ДН. Выбор опорного канала является сложной задачей и во многом зависит от гидроакустических условий работы многолучевого эхолота.

При некорректном выборе опорного канала происходит искажение полезных эхо сигналов, что является не допустимым.

Известен способ обработки гидролокационной информации, описанный в статье (Кривцов А.П. «Алгоритм коррекции углового спектра эхо-сигнала в многолучевом эхолоте с ЛЧМ зондирующим сигналом». III Всероссийская конференция «Радиолокация и радиосвязь» - ИРЭ РАН, 26-30 октября 2009 г. www:jre.cplire.ru/jre/library/3conference/conf3rd.pdf), в котором в каждом цикле «излучение-прием» излучают зондирующие сигналы в водную среду, принимают отраженные эхосигналы, формируют статический веер диаграмм направленности, формируют исходный цифровой массив амплитуд эхосигналов по совокупности пространственных каналов, определяют коэффициенты подавления эхосигналов по боковым лепесткам ДН, производят обработку исходного цифрового массива амплитуд эхосигналов с целью подавления мешающих эхосигналов, отображают цифровой массив амплитуд эхосигналов, прошедший подавление мешающих эхосигналов, на индикаторе. Этот способ является наиболее близким к предлагаемому способу по количеству общих признаков и выбран в качестве прототипа. В способе-прототипе при известных параметрах линейной фазированной антенной решетки (количество элементов, шаг их установки, амплитудное распределение) и в известных условиях (характеристик водной среды) гидролокационного зондирования коэффициенты эхосигналов по боковым лепесткам ДН, могут быть вычислены.

В реальных условиях гидролокационной съемки использование вычисленных коэффициентов не корректно из-за изменчивости характеристик водной среды и донной поверхности.

Определение этих коэффициентов производят так.

S1(t), S2(t), …, Sn(t) эхосигналы, приходящие с направлений, задаваемых углами прихода α1, α2, …αn, t - время прихода сигнала, n - количество пространственных каналов в статическом веере ДН. В пространственном канале, в направлении α1, эхосигнал P1(t) определяется уравнением

где k12, …, k1n - коэффициенты подавления эхосигналов по боковым лепесткам ДН с направлений, задаваемых углами α2, …, αn.

Эхосигналы в других пространственных каналах описываются системой уравнений:

где kij - коэффициенты подавления эхосигнала по боковым лепесткам ДН с направления αj при формировании пространственного канала в направлении αi; Pi(t) - эхосигнал, как функция времени, принимаемый в процессе гидролокационной съемки в пространственном канале направления αi.

В реальных условиях гидролокационной съемки вычисление коэффициентов kij не корректно из-за изменчивости характеристик водной среды, поэтому коэффициенты определялись непосредственно по данным гидролокационного зондирования донной поверхности.

Определение коэффициентов k1j для первого уравнения системы уравнений (2) производилось путем отыскания минимума функции

F ( k 12 , , k 1 n ) = l = 1 L [ P 1 ( t l ) k 12 P 2 ( t l ) k 1 n P n ( t l ) ] 2                        (3)

Здесь Pi(tl) - эхосигналы, принимаемые в пространственных каналах с направлений, задаваемых углами αi в моменты времени tl. Суммирование в (3) производилось по данным одного цикла «излучения - прием» эхосигнала. L - число отсчетов эхосигнала в строке данных.

Коэффициенты k12, …, k1n находятся решением системы уравнений:

{ F k 12 = 0 F k 13 = 0 F k 1 n = 0                                                                      (4)

или в развернутом виде:

{ l = 1 L P 1 ( t l ) P 2 ( t l ) k 12 l = 1 L P 2 ( t l ) P 2 ( t l ) k 1 n l = 1 L P n ( t l ) P 2 ( t l ) = 0 l = 1 L P 1 ( t l ) P 3 ( t l ) k 12 l = 1 L P 2 ( t l ) P 3 ( t l ) k 1 n l = 1 L P n ( t l ) P 3 ( t l ) = 0 l = 1 L P 1 ( t l ) P n ( t l ) k 12 l = 1 L P 2 ( t l ) P n ( t l ) k 1 n l = 1 L P n ( t l ) P n ( t l ) = 0                     (5)

Решением системы уравнений(5) относительно k1j получают набор коэффициентов k1j. Определение коэффициентов для других уравнений системы (2) дают полный набор коэффициентов kij.

Недостатком способа-прототипа является то, что коэффициенты kij подавления эхосигналов по боковым лепесткам ДН находятся путем процедуры их статистического усреднения, для которой требуется накопление определенного количества исходных данных, полученных с процессе гидролокационной съемки донной поверхности с простым и ровным рельефом, что не всегда выполнимо в районе плавания, т.к. сложный рельеф дна и его изменение от зондирования к зондированию дает неверную оценку коэффициентов подавления эхосигналов по боковым лепесткам ДН. Из-за изменчивости характеристик водной среды и донной поверхности, необходимо периодически пересчитывать коэффициенты подавления эхосигналов по боковым лепесткам ДН. Вычисление коэффициентов подавления эхосигналов по боковым лепесткам ДН требует значительной вычислительной мощности и временных затрат. Отсутствие возможности изменения уровня подавления мешающих эхосигналов путем оперативного ввода коэффициентов подавления эхосигналов по боковым лепесткам ДН также является недостатком способа

Задачей изобретения является повышение помехоустойчивости приемного тракта гидролокатора для минимизации вероятности пропуска эхосигнала цели.

Технический результат заключается в подавлении мешающих эхосигналов путем пороговой обработки исходного массива амплитуд эхосигналов.

Для обеспечения указанного технического результата в способ обработки гидролокационной информации, в котором в каждом цикле «излучение-прием» излучают зондирующие сигналы в водную среду, принимают отраженные эхосигналы, формируют статический веер диаграмм направленности, формируют исходный цифровой массив амплитуд эхосигналов по совокупности пространственных каналов, определяют коэффициенты подавления эхосигналов, принятых по боковым лепесткам диаграмм направленности в пространственных каналах, отображают цифровой массив амплитуд эхосигналов, прошедший подавление мешающих эхосигналов, на индикаторе введены новые признаки, а именно:

на индикаторе визуально анализируют исходный цифровой массив амплитуд эхосигналов A(j, i), где i - номер временного среза на шкале времени на интервале зондирования, j - номер пространственного канала, 1≤j≤n, где n - количество формируемых пространственных каналов, по результатам анализа устанавливают значение коэффициента подавления эхосигналов, принимаемых по боковым лепесткам диаграмм направленности k, причем 1≤k≤(1/R), где R - величина первого бокового лепестка диаграммы направленности формируемого статического веера, подавляют мешающие эхосигналы, принятые по боковым лепесткам диаграмм направленности в исходном цифровом массиве амплитуд эхосигналов A(j,i) согласно правилу

где AR(j, i) и AL(j, i) - массивы первого и второго порогов подавления для эхосигналов j-го пространственного канала для каждого i-го временного среза, которые определяют из исходного цифрового массива амплитуд эхосигналов A(j, i), так

AL(j, i)=k×A(j-1, i), AR(j, i)=k×A(j+1, i),

причем принимают для j=1, AL(j, i)=0 и для j=n, AR(j, i)=0, A1(j, i) - цифровой массив амплитуд эхосигналов, прошедший подавление мешающих эхосигналов в j-м пространственном канале в момент времени i при k=1, последовательно увеличивают значение коэффициента k, причем k выбирают из диапазона 1≤k≤(1/R), где R - величина первого бокового лепестка диаграммы направленности формируемого статического веера, каждый раз при вновь введенном коэффициенте k повторяют процедуру определения A1(j, i) и наблюдают на экране индикатора за отображением мешающих целей, после того как количество мешающих целей становится минимальным, изменение коэффициента k прекращают, а полученный массив A1(j, i) на индикаторе считают результатом обработки гидролокационной информации.

Сущность предлагаемого способа заключается в следующем. Обычно функции обнаружения и оценивания координат обнаруженных целей выполняется оператором гидролокатора. Гидролокатор представляет оператору на индикаторе индикационную картину в координатах: - курсовой угол - дальность, третьей координатой является либо яркость, либо цвет отметки цели, характеризующие амплитуду эхосигнала цели, которая пропорциональна силе цели. Известно, что эхосигналы, принятые по боковым лепесткам ДН, маскируют эхосигнал, принятый по главному лепестку ДН, что приводит к снижению помехоустойчивости гидролокатора в направлении главного лепестка ДН и к принятию оператором ошибочных решений по обнаружению целей.

В процессе работы оператор гидролокатора в каждом цикле «излучение - прием» анализирует представленную на индикаторе гидроакустическую информацию - массив амплитуд эхосигналов A(j, i), в виде яркостных (цветных) отметок от целей, яркость(цвет) которых пропорциональна амплитуде их эхосигналов, в координатах: курсовой угол - дистанция (время).

В случае, если яркостные (цветные) отметки от целей постоянно флюктуируют, представляются нечеткими и “размытыми”, то это затрудняет обнаружение интересующих целей. Оператор, изменяя значение коэффициента подавления k, добивается подавления мешающих целей, обеспечивая минимизацию вероятности пропуска эхосигнала цели по главному лепестку ДН.

Сущность способа обработки гидролокационной информации поясняется на фиг. 1, 2, 3. На фиг. 1, 2, 3 представлено графическое пояснение процесса подавления мешающих эхосигналов в пространственных каналах, принимаемых по боковым лепесткам ДН.

Предложенный способ реализуется следующим образом.

В каждом цикле «излучение - прием» в режиме излучения антенна гидролокатора излучает акустические зондирующие сигналы в водную среду. В режиме приема осуществляется прием эхосигналов, отраженных от целей, которые поступают на вход диаграммоформирующего устройства (ДФН), формирующего статический веер диаграмм направленности. На выходе ДФУ формируется по всей совокупности пространственных каналов исходный массив амплитуд эхосигналов. Исходный массив амплитуд эхосигналов поступает на обработку. В сложных гидрологических условиях постоянно меняется уровень амплитуды эхосигналов, принятых по боковым лепесткам ДН, что обуславливает флуктуации амплитуд эхосигналов некоторых целей на индикаторе. Оперативная регулировка уровня подавления мешающих эхосигналов, принятых по боковым лепесткам ДН, в условиях меняющихся гидрологических условиях, позволяет оператору минимизировать вероятность пропуска эхосигнала цели в направлении главного лепестка ДН, для этого, на основе анализа гидроакустической информации, представленной на индикаторе, оператор вначале вводит коэффициент подавления k=1. При коэффициенте подавления k=1 степень подавления мешающих эхосигналов минимальная.

Подавляют мешающие эхосигналы, принятые по боковым лепесткам диаграмм направленности в исходном цифровом массиве амплитуд эхосигналов A(j,i) согласно правилу:

где AL(j, i) и AR(j, i) - массивы первого и второго порогов подавления для эхосигналов j-го пространственного канала и для каждого i-го временного среза, которые определяют из исходного цифрового массива амплитуд эхосигналов A(j, i), так

AL(j, i)=k×A(j-1, i), AR(j, i)=k×A(j+1, i)

где коэффициент подавления эхосигналов, принимаемых по боковым лепесткам диаграмм направленности k.

Для крайних пространственных каналов, т.е. для j=1, принимают AL(j, i)=0 и для j=n принимают AR(j, i)=0.

A1(j, i) - цифровой массив амплитуд эхосигналов, прошедший подавление мешающих эхосигналов в j-м пространственном канале в момент времени i при k=1.

Последовательно увеличивают значение коэффициента подавления k, при увеличении значения коэффициента подавления эхосигналов k количество подавленных мешающих эхосигналов увеличивается, причем k выбирают из диапазона 1≤k≤(1/R), где R - величина первого бокового лепестка диаграммы направленности формируемого статического веера. Значение R для различных антенн приведены в источнике (Л.А.Орлов, А.А.Шабров. «Гидроакустическая аппаратура рыбопромыслового флота». Ленинград, “Судостроение”, 1987 г., с. 100, табл. 2, 3).

При коэффициенте подавления k=(1/R) степень подавления мешающих эхосигналов максимальная.

Каждый раз при вновь введенном коэффициенте k повторяют процедуру определения A1(j, i) и наблюдают на экране индикатора за отображением мешающих целей, после того, как количество мешающих целей становится минимальным, изменение коэффициента k прекращают, а полученный массив A1(j, i) на индикаторе считают результатом обработки гидролокационной информации.

При вводе значения коэффициента подавления эхосигналов k=0 массив амплитуд эхосигналов, прошедший подавление мешающих эхосигналов A1(j, i), равен исходному массиву амплитуд A(j, i), в результате, подавление мешающих эхосигналов не происходит, то есть на индикаторе отображается исходный массив амплитуд.

В результате, оператор в каждом цикле «излучение-прием» анализирует изображения гидроакустической информации на индикаторе и при необходимости, изменяет значение коэффициента подавления k, добивается большего подавления мешающих эхосигналов, обеспечивая минимизацию вероятности пропуска эхосигнала цели по главному лепестку ДН.

На фиг. 1 представлен i-й временной срез исходного массива амплитуд эхосигналов A(j, i). На фиг. 2 представлен i-й временной срез массива амплитуд эхосигналов A1(j, i), прошедший подавление мешающих эхосигналов, при коэффициенте подавления эхосигналов k=1.

На фиг. 3 представлен i-й временной срез массива амплитуд эхосигналов A1(j, i), прошедший подавление мешающих эхосигналов, при коэффициенте подавления эхосигналов k=2.

На фиг 1. видно, что амплитуда эхосигналов в пространственных каналах 2, 4, 6, 8, 10 больше, чем в каналах, соответственно, 1 и 3,3 и 5,5 и 7,7 и 9,9 и 11, которые, соответственно, являются для них порогами AL(j, i) и AR(j, i).

На фиг. 2 видно, что при коэффициенте подавления эхосигналов k=1, после подавления мешающих эхосигналов, амплитуда эхосигналов в пространственных каналах 2, 4, 6, 8, 10 осталась неизменной. В каналах 1, 3, 5, 7, 9, 11 амплитуда эхосигналов обратилась в ноль так, как в этих пространственных каналах амплитуда эхосигналов оказалась меньше в сравнении с соседними для них пространственными каналами.

На фиг. 3 видно, что при коэффициенте подавления эхосигналов k=2, после подавления мешающих эхосигналов амплитуда эхосигналов в пространственных каналах 4, 8, 10 остались неизменными так, как их амплитуда оказалась более чем в два раза больше, чем в соседних с ними пространственных каналах.

В каналах 1, 2, 3, 5, 6, 7, 9, 11 амплитуда эхосигналов обратилась в ноль так, как в этих пространственных каналах амплитуда эхосигналов не оказалась равной и не превысила более чем в два раза амплитуду в соседних с ними пространственных каналах.

Аппаратная реализация предлагаемого способа обработки гидроакустической информации может быть выполнена, как патент РФ №2529441. «Способ обработки гидролокационной информации».

Таким образом, предложенный способ обработки гидролокационной информации по подавлению мешающих эхосигналов в исходном массиве амплитуд эхосигналов пространственных каналов позволяет произвести их подавление и регулировать уровень подавления путем ввода коэффициента подавления, при этом минимизируется вероятность пропуска эхосигнала от цели и предоставляет на индикаторе обработанный массив эхосигналов от целей оператору.

Таким образом, технический результат предлагаемого изобретения достигнут.

Способ обработки гидролокационной информации, в котором в каждом цикле «излучение-прием» излучают зондирующие сигналы в водную среду, принимают отраженные эхосигналы, формируют статический веер диаграмм направленности, формируют исходный цифровой массив амплитуд эхосигналов по совокупности пространственных каналов, определяют коэффициенты подавления эхосигналов, принятых по боковым лепесткам диаграмм направленности в пространственных каналах, отображают цифровой массив амплитуд эхосигналов, прошедший подавление мешающих эхосигналов, на индикаторе,
отличающийся тем, что
на индикаторе визуально анализируют исходный цифровой массив амплитуд эхосигналов A(j, i), где i - номер временного среза на шкале времени на интервале зондирования, j - номер пространственного канала, 1≤j≤n, где n - количество формируемых пространственных каналов, по результатам анализа устанавливают значение коэффициента подавления эхосигналов, принимаемых по боковым лепесткам диаграмм направленности k, причем 1≤k≤(1/R), где R - величина первого бокового лепестка диаграммы направленности формируемого статического веера,
подавляют мешающие эхосигналы, принятые по боковым лепесткам диаграмм направленности в исходном цифровом массиве амплитуд эхосигналов A(j, i) согласно правилу:

где AR(j, i) и AL(j, i) - массивы первого и второго порогов подавления для эхосигналов j-го пространственного канала для каждого i-го временного среза, которые определяют из исходного цифрового массива амплитуд эхосигналов A(j, i) так
, ,
причем принимают для j=1, AL(j, i)=0 и для j=n, AR(j, i)=0, A1(j, i) - цифровой массив амплитуд эхосигналов, прошедший подавление мешающих эхосигналов в j-м пространственном канале в момент времени i при k=1, последовательно увеличивают значение коэффициента k, причем k выбирают из диапазона 1≤k≤(1/R), где R - величина первого бокового лепестка диаграммы направленности формируемого статического веера, каждый раз при вновь введенном коэффициенте k повторяют процедуру определения А1(j, i) и наблюдают на экране индикатора за отображением мешающих целей, после того как количество мешающих целей становится минимальным, изменение коэффициента k прекращают, а полученный массив A1(j, i) на индикаторе считают результатом обработки гидролокационной информации.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области гидроакустики и может быть использовано для построения систем автоматической и автоматизированной классификации морских объектов, применительно к гидролокационным станциям ближнего действия.

Изобретения относятся к области акустических измерений и касаются акустооптического кабеля. Кабель включает в себя несколько секций волоконно-оптических акустооптических сенсоров.

Изобретение относится к области дорожного строительства, а именно к системам безопасности мостов. Технический результат - обеспечение защиты моста со стороны акватории и контроль ситуации на мостах большой протяженности.

Изобретение относится к области подводной навигации, а более точно к определению местоположения подводного объекта посредством гидроакустической навигационной системы.

Изобретение относится к гидроакустике, в частности к пассивно-активным акустическим устройствам для обнаружения утечек газа из газопроводов и технических систем добычи углеводородов, для локализации и исследований природных источников газов под водой, а также для количественной оценки объемов выходящих в области дна газов.

Использование: настоящее изобретение относится к области гидролокации и предназначено для использования в станциях освещения ближней обстановки при измерении параметров обнаруженного объекта.

Использование: изобретение относится к гидроакустической технике, конкретнее к области активной гидролокации, в том числе к активным гидролокаторам, предназначенным для обнаружения объектов, измерения координат и параметров движения обнаруженных объектов и классификации обнаруженных объектов.

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.

Изобретение относится к акустическим локационным системам, использующим параметрические излучающие системы, формирующие узконаправленные пучки низкочастотных акустических сигналов.

Изобретение относится к пассивному обнаружению движущихся в воде целей в условиях прибрежных морских областей и озер для осуществления охраны береговых сооружений и пляжей со стороны водной среды или охраны подводных сооружений, таких как проложенные под водой кабели, коллекторы, трубопроводы, а также охраны судов на якорной стоянке, морских нефтяных платформ, входов в порты, опор мостов, каналов, акваторий гидростанций от возможных нарушителей или террористов.

Имитатор эхосигналов эхолота относится к гидроакустической технике и может быть использован на этапе отладки программно-аппаратных средств при разработке эхолотов, проверки их работоспособности в процессе производства и эксплуатации на носителях. Задача изобретения заключается в повышении достоверности имитации эхосигналов эхолота. Решение поставленной задачи достигается за счет имитации пространственного затухания, за счет автоматической имитации эхосигналов от наклонного дна и изменения угла его наклона, за счет имитации переотраженных и ложных эхосигналов, за счет имитации шумовой помехи. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Одноканальная гидроакустическая антенна с осесимметричной характеристикой направленности относится к гидроакустической технике и может быть использована в качестве приемоизлучающей антенны эхолота. Техническим результатом от использования изобретения является снижение уровня первых добавочных максимумов характеристики направленности заявленной антенны. Обеспечение технического результата достигается введением амплитудного распределения по поверхности общей круглой накладки, спадающего к ее краям, что и приводит к снижению уровня боковых лепестков ХН. Такое амплитудное распределение достигается за счет того, что в центральной части общей круглой накладки помещен полуволновой слой полимера, являющийся звукопрозрачным, а по ее краям на слой полимера адгезионно установлено металлическое кольцо, утолщенное по периферии, оказывающее совместно со слоем полимера демпфирующее влияние на колебания периферийной части накладки. 3 ил.

Изобретение относится к области гидроакустики. Антенна содержит пьезоэлектрические стержневые преобразователи, установленные в герметичный корпус, общую пластину, изготовленную из эластичного полимерного материала с глухими отверстиями глубиной 0,2-0,3 от наружного диаметра герметичного корпуса пьезоэлектрического стержневого преобразователя. Каждый пьезоэлектрический преобразователь устанавливают в глухое отверстие общей пластины, фиксируя в глухом отверстии внатяг, помещают общую пластину в заливочную форму, при этом придают общей пластине нужную форму, производят электрический монтаж многоэлементной секции, устанавливают и закрепляют в заливочной форме элементы монтажа и элементы крепления многоэлементной секции в гидроакустической антенне, производят заливку формы полимерным компаундом, имеющим адгезию с эластичным полимером общей пластины, и производят полимеризацию полимерного компаунда. Технический результат – снижение трудоемкости. 2 ил.
Способ обнаружения объемных изменений в пределах наблюдаемого ограниченного пространства независимо от места возникновения этих изменений в пределах наблюдаемого ограниченного пространства относится к радиотехнике и может быть использован в устройствах охранной и противопожарной сигнализации. Способ состоит, во-первых, в формировании в наблюдаемом ограниченном разделом сред пространстве изотропного по стационарным или нестационарным изменениям в условиях распространения акустической волны в пределах этого ограниченного разделом сред пространства акустического поля; во-вторых, в измерении амплитудных, частотных и фазовых параметров этого поля в одной или нескольких произвольных точках наблюдаемого пространства. По изменению этих параметров оцениваются количественные показатели в изменениях в условиях распространения акустической волны в наблюдаемом пространстве, по которым оцениваются уже количественные показатели объемных изменений независимо от места их локализации в пределах наблюдаемого пространства. 10 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к области гидрографии, в частности к способам и техническим средствам определения поправок к глубинам, измеренным однолучевым эхолотом при съемке рельефа дна акватории. Технический результат: упрощение процесса определения данных поправок по сравнению с аналогом за счет того, что для их определения используются только лишь измеренные гидроакустическим путем глубины погружения заборной части заявленного устройства в процессе ее погружения до заданного горизонта и подъема до поверхности воды, а также используются новые формульные зависимости. Кроме того, в заявленном способе и устройстве по сравнению с прототипом обеспечивается расширение их функциональных возможностей путем определения геодезических координат мест измерения глубин погружения приемоизлучающей гидроакустической антенной с требуемой точностью в процессе определения данных поправок, а следовательно, обеспечивается создание на акватории съемки рельефа дна опорных гидрографических пунктов для калибровки эхолотов на акватории съемки с целью обеспечения единства измерений. Заявленное устройство снабжено приемником спутниковой радионавигационной системы типа GPS, антенна которого закреплена на верхнем конце базы, морской интегрированной малогабаритной навигационной системой типа «КАМА», закрепленной в кардановом подвесе, вычислительным блоком определения искомых геодезических координат мест измерения глубин погружения заборной части заявленного устройства. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к способам решения задачи широкополосного приема узкополосных (по отношению к полосе частот приема) гидроакустических сигналов с априорно неизвестной центральной частотой спектра с помощью малогабаритного приемника с кардиоидной характеристикой направленности (ХН) в широком диапазоне рабочих углов на фоне мешающей помехи, сосредоточенной по углу. Основным достигаемым результатом при использовании предлагаемого способа является существенное увеличение глубины провала в характеристике направленности приемника в направлении мешающей помехи в рабочей полосе частот приемного канала. Дополнительными результатами являются: снижение требований к идентичности характеристик активных элементов, образующих кардиоидный приемник, снижение требований по точности сборки приемника при изготовлении и упрощение процедуры настройки приемника в целом с сохранением большой глубины провала в ХН. Способ основан на разбиении с помощью процедуры комплексного БПФ широкой полосы приема сигналов на выходе первого и второго элементов, образующих кардиоидный приемник, на множество узкополосных каналов. При настройке приемника для направления, где должен обеспечиваться провал в ХН, формируется таблица, содержащая комплексные коэффициенты для центральной частоты каждого узкополосного канала, равные отношению комплексных значений выходных сигналов первого и второго каналов. При приеме сигнала в провале ХН домножение принятого сигнала второго канала на соответствующий комплексный коэффициент обеспечивает точное выравнивание амплитуд и фаз выходных сигналов первого и второго каналов кардиоидного приемника для центральной частоты любой узкой полосы частот, на которые делится исходный широкий диапазон рабочих частот. В результате в формирователе кардиоидной ХН при вычислении разности значений выходных сигналов первого и второго каналов достигается существенное увеличение глубины провала ХН на любой частоте широкополосного приемного канала. 5 ил.

Изобретение относится к области гидроакустических измерений и может быть использовано для формирования полного профиля вертикального распределения скорости звука (ВРСЗ) в воде от поверхности до дна. Сущность: производят измерение гидрофизических параметров водной среды корабельной аппаратурой, размещаемой на надводном корабле, подводной лодке или необитаемом подводном аппарате, и формируют фрагмент кривой вертикального распределения скорости звука, который не характеризует поле скорости звука в приповерхностном и придонном слоях моря. Используя набор вероятностных кривых ВРСЗ климатического масштаба района производства измерений гидрофизических параметров для текущего сезона года, рассчитывают среднее значение скорости звука на поверхности моря и область возможного нахождения подводного звукового канала со средневзвешенными значениями скорости звука на стандартных горизонтах. Анализируя минимальную и предельную глубины точек измерения скорости звука измеренного фрагмента и рассчитанные параметры области возможного нахождения подводного звукового канала, достраивают измеренный фрагмент ВРСЗ до поверхности с использованием параметров скорости звука на поверхности моря и дна с использованием средневзвешенных значений скорости звука на стандартных горизонтах и их глубинных градиентов. Технический результат - повышение точности решения практических задач, требующих наличие полного профиля ВРСЗ, за счет повышения достоверности цифровой модели канала распространения акустической энергии в водной среде. 2 ил.

Изобретение относится к области гидроакустики и может быть использовано для построения систем автоматической и автоматизированной классификации морских объектов, применительно к гидролокационным станциям ближнего действия. Технический результат - обеспечение классификации объекта, обнаруженного гидролокатором ближней обстановки, в автоматическом режиме. Способ классификации объектов, адаптированный к условиям работы, в котором излучают сигнал, принимают эхо-сигнал от объекта приемной антенны, производят дискретизацию входной информации, вычисляют порог по среднему значению всех отсчетов, производят обнаружение по превышению выбранного порога, измеряют и запоминают амплитуды отсчетов, превысивших порог; измеряют и запоминают номера отсчетов, превысивших порог, и производят выдачу информации на индикатор, измеряют распределения разреза скорости звука С по глубине Н, рассчитывают траекторию распространения лучей, определяют дистанцию начала выхода лучей на поверхность Др.нач, дистанцию окончания выхода лучей на поверхность Др.кон, если нет выхода лучей на поверхность, то дистанцию изменения направления лучей Дизм, определяют время первого превышения эхо-сигнала над помехой, измеряют длительность эхо-сигналов Тэхо по числу отсчетов, превысивших порог, при длительности эхо-сигнала Тэхо<Тпор, где Тпор - максимальная длительность эхо-сигнала от объекта, определяют дистанцию до объекта Доб по временному положению максимальной амплитуды эхо-сигнала, определяют по отраженному эхо-сигналу наличие зоны освещенности на поверхности и длительность эхо-сигнала Тэхо2, если длительность Тэхо2>Тпор, то эта длительность определяет ширину зоны освещенности, по отсчетам, превысившим порог обнаружения, измеряют дистанцию до начала отражения от поверхности зоны освещенности Днач по временному отсчету начала зоны, принимают решение, что цель подводная, если Доб<Днач, измеряют дистанцию до конца отражения от поверхности Дкон по временному отсчету конца длительности зоны и принимают решение, что цель подводная, если Дкон<Доб, в том случае, когда Тэхо2 отсутствует, и по расчету траектории лучей не выходят на поверхность, принимается решение, что цель подводная, если Драсч<Доб<Драсч, где Драсч - расчетная дистанция изменения траектории распространения сигнала, в противном случае принимается отказ от решения. 1 ил.

Изобретение относится к области гидроакустики и может быть использовано для построения систем автоматической и автоматизированной классификации морских объектов, применительно к гидролокационным станциям ближнего действия. Технический результат - обеспечение классификации объекта, обнаруженного гидролокатором ближней обстановки, в автоматическом режиме. Способ измерения глубины погружения объекта, содержащий излучение зондирующего сигнала, прием эхосигнала, определение времени распространения и дистанции до объекта Доб, измеряют распределение разреза скорости звука С по глубине Н, рассчитывают траекторию распространения лучей и определяют угол выхода лучей на поверхность Q°, измеряют длительность эхосигналов Тэхо от объекта по числу отсчетов превысивших порог, определяют по отраженному эхосигналу наличие зоны освещенности на поверхности Тэхо2, при длительности эхосигнала от объекта Тэхо<Тпор, где Тпор - максимальная длительность эхосигнала от объекта, определяют дистанцию до объекта Доб по временному положению максимальной амплитуды эхосигнала, если обнаружен второй эхосигнал от зоны освещенности длительностью Тэхо2>Тпор, то эта длительность определяет ширину зоны освещенности по отсчетам превысивших порог обнаружения, измеряют дистанцию до начала отражения от поверхности зоны освещенности Днач по временному отсчету начала зоны, измеряют дистанцию до конца отражения от поверхности Дкон по временному отсчету середины зоны, определяют максимальную глубина погружения объекта для измеренной дистанции Н=cosQ°{0,5(Дкон-Днач)-Доб}, если отражение от поверхности не получено, то глубина определяется по формуле Н=cosQ°{Дм.рас-Доб}, где Дм.рас - расчетная дистанция изменения направления траектории лучей. 1 ил.

Изобретение относится к области моноимпульсных гидролокационных систем, а именно к способам обнаружения и определения местоположения навигационных препятствий, определения места судна по искусственным и естественным подводным ориентирам как в надводном, так и в подводном положении судна. Техническим результатом заявляемого изобретения является создание способа моноимпульсной гидролокации, обеспечивающего расширение сектора обзора гидролокационной системы и увеличение числа одновременно разрешаемых объектов, без увеличения размеров антенной системы. Поставленная задача достигается тем, что в заявляемом техническом решении при локации цели в вертикальной и горизонтальной плоскостях приемопередающая антенна, состоящая из отдельных электроакустических преобразователей, образует суммарный, разностный и фазоопорный приемные каналы, формируя тем самым шесть линейно независимых приемных каналов (вертикальной и горизонтальной плоскостях), при этом сигналы суммарного и разностного приемных каналов по отдельности подаются на фазовые детекторы умножающего типа, на вторые входы которых подан сигнал соответствующего фазоопорного приемного канала, сигналы каждого разностного приемного канала перед подачей на фазовые детекторы умножающего типа предварительно пропускают через фазовращатель, затем выходные сигналы фазовых детекторов умножающего типа суммарного и разностных приемных каналов делят на выходной сигнал фазового детектора умножающего типа соответствующего фазоопорного приемного канала, после чего полученные сигналы образуют двухпараметрическую пеленгационную характеристику (отдельно в горизонтальной и вертикальной плоскостях). 2 ил.

Способ обработки гидролокационной информации гидролокатора относится к гидроакустическим системам обнаружения и определения местоположения целей и может быть использован в гидролокаторе с диаграммоформирующим устройством статического веера ДН ЛФАР. Задачей изобретения является повышение помехоустойчивости приемного тракта гидролокатора для минимизации вероятности пропуска эхосигналов целей. Для обеспечения указанного технического результата осуществляется подавление мешающих эхосигналов, принятых по боковым лепесткам диаграммы направленности, путем пороговой обработки исходного массива амплитуд эхосигналов по всем пространственным каналам перед выводом на индикатор. 3 ил.

Наверх