Имитатор эхосигнала эхолота

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.

 

Изобретение относится к гидроакустической технике и может быть использовано на этапе отладки программно-аппаратных средств эхолотов, проверки их работоспособности в процессе производства и эксплуатации на носителях.

Эхолот - навигационный прибор, предназначенный для измерения отстояния носителя эхолота от дна. Принцип работы эхолота заключается в измерении временного интервала между моментом излучения антенной эхолота зондирующего импульса и моментом приема антенной эхолота отраженного от дна эхосигнала. Отстояния носителя эхолота от дна равно половине произведения скорости звука в воде на измеренный временной интервал от момента излучения зондирующего импульса до момента приема отраженного от дна эхосигнала.

Известен имитатор эхосигналов эхолота "Устройство для определения инструментальной погрешности эхолота" (полезная модель N 50006, RU, от 30.06.2005 г., Осюхин Б.А. и др.), который содержит передающий тракт эхолота, эквивалент антенны, блок регулируемой задержки, формирователь контрольного эхосигнала, контрольный излучающий вибратор, размещенный под вибратором эхолота на известной глубине.

Недостатком этого имитатора является то, что он предназначен для работы с эхолотом при испытании последнего в судовых условиях преимущественно у причалов при малых глубинах под килем судна, а также в испытательных бассейнах, то есть при работе эхолота непосредственно в воде.

Известен "Имитатор гидроакустических сигналов." (см. статью УДК 519.876.5 А.Н. Долгов, М.А. Раскита "Имитатор гидроакустических сигналов для отладки научного гидроакустического оборудования, предназначенного для мониторинга водных биоресурсов". Известия ЮФУ. Технические науки. Тематический выпуск N 9.2011 г.), состоящий из системного блока и двух мониторов, предназначенных для отображения пользовательского интерфейса, имитатора сигналов, редактора сценариев и трехмерного отображения моделируемой подводной обстановки. Имитатор предназначен для работ на этапе разработки программного обеспечения прибора управления и отображения гидроакустического оборудования - гидролокатора бокового обзора и позволяющий осуществлять комплексную отладку ПО, не прибегая к дорогостоящим и длительным натурным морским испытаниям аппаратуры. Недостатком этого имитатора является то, что он не позволяет обеспечить проверку аппаратной части приемного тракта эхолота.

Известен имитатор сигналов гидроакустической антенны эхолота (см. статью В.А. Гучмазов, Е.Д. Долганова "Имитатор сигналов гидроакустической антенны эхолота" www.elektropribor.spb.ru/cnf/kmu2013/text/83.doc). Имитатор представляет собой программно управляемый формирователь отраженных сигналов, задержанных относительно излученных, на величину, пропорциональную заданной имитируемой глубине. Имитатор включает в себя эквивалент антенны, являющийся нагрузкой для приемопередатчика эхолота, формирователя огибающей зондирующего импульса с функцией преобразователя уровня, аналого-цифровой преобразователь, схему формирования отраженного эхосигнала (ПЛИС), устройство преобразования мощности отраженного эхосигнала и источник вторичного питания (ИП).

Алгоритм работы имитатора следующий: проверяемый приемопередатчик формирует зондирующий импульс, поступающий одновременно на эквивалент антенны и аналого-цифровой преобразователь (АЦП). С АЦП сигнал поступает на ПЛИС, где формируется эхосигнал с задержкой, пропорциональной установленной глубине относительно зондирующего импульса. Значение глубины поступает на ПЛИС по каналу RS-232 с персонального компьютера (ПК). Кроме того, значение мощности имитируемого эхосигнала может задаваться вручную (передается по каналу RS-232 с ПК) или рассчитываться автоматически, в зависимости от значения установленной глубины в соответствии с пространственным затуханием звука в воде. Далее сигнал поступает в устройство приема и детектирования излучаемого сигнала (УПМ), где ослабляется и приводится к уровню эхосигнала гидроакустической антенны. И затем поступает обратно на приемопередатчик эхолота.

Этот имитатор является наиболее близким к предлагаемому имитатору по количеству общих признаков и выбран в качестве прототипа.

Недостатками этого имитатора является то, что он не позволяет имитировать автоматически динамически изменяющуюся пошагово во времени, от зондирования к зондированию, задержку эхосигналов во всем диапазоне измеряемых глубин эхолотом, то есть не позволяет имитировать эхосигналы от наклонного дна и угол его крутизны, а также не позволяет устанавливать соотношение сигнал /помеха при имитации эхосигналов от дна.

В связи с высокой стоимостью проведения испытаний эхолотов на носителях, на этапах отладки программно-аппаратных средств при разработке эхолотов и проверки работоспособности эхолотов в период эксплуатации возникает потребность в имитаторе эхосигналов эхолотов.

Задача предлагаемого изобретения состоит в снижении затрат (материальных и временных) на этапе отладки программно-аппаратных средств эхолота при разработке и проверке его работоспособности в процессе производства и эксплуатации.

Технический результат предлагаемого изобретения заключается в повышении достоверности имитации реальных эхосигналов эхолота, получаемых эхолотом в сложных условиях эксплуатации.

Для обеспечения указанного технического результата в имитатор эхосигналов эхолота, состоящий из эквивалента антенны и формирователя огибающей зондирующего импульса, входы которых соединены и являются входом имитатора эхосигналов эхолота, в него введены новые признаки, а именно: источник опорного напряжения, первый и второй счетчики импульсов, первый и второй аналого-цифровые преобразователи, первый регулируемый генератор импульсов и компаратор, при этом выход формирователя огибающей зондирующего сигнала подключен к тактовому входу первого счетчика импульсов и к входу сброса второго счетчика импульсов, а к его тактовому входу подключен выход первого регулируемого генератора импульсов, разрядные выходы первого и второго счетчиков импульсов подключены к соответствующим разрядным входам первого и второго цифроаналоговых преобразователей, их опорные входы подключены к выходу источника опорного напряжения, а выход первого цифроаналогового преобразователя подключен к инвертирующему входу компаратора, а выход второго цифроаналогового преобразователя подключен к не инвертирующему входу компаратора, также введены регулируемый генератор одиночных импульсов, генератор шумового напряжения с регулируемым напряжением, генератор синусоидального напряжения с регулируемыми частотой и напряжением, ключ и сумматор, причем выход компаратора напряжения соединен с входом регулируемого генератора одиночных импульсов, выход которого соединен с управляющим входом ключа, аналоговый вход которого соединен с выходом генератора синусоидального напряжения, а его выход подключен к первому входу сумматора, второй вход которого подключен к выходу генератора шумового напряжения, также введены второй регулируемый генератор импульсов, третий счетчик импульсов, преобразователь кода и третий цифроаналоговый преобразователь, при этом, выход сумматора подключен к входу опорного напряжения третьего цифроаналогового преобразователя, к разрядным входам которого подключены соответствующие выходы преобразователя кодов, разрядные входы которого подключены к соответствующим разрядным выходам третьего счетчика импульсов, вход сброса которого подключен к выходу формирователя огибающей зондирующего сигнала, а тактовый вход подключен к выходу второго регулируемого генератора импульсов, при этом выход третьего цифроаналогового преобразователя является выходом имитатора эхосигналов эхолота, а для достижения наилучшего технического результата первый счетчик импульсов и первый цифроаналоговый преобразователь выполнены n-разрядными, второй счетчик импульсов и второй цифроаналоговый преобразователь выполнены m-разрядными, третий счетчик импульсов и преобразователь кода по входу выполнены p-разрядными, третий цифроаналоговый преобразователь и преобразователь кода по выходу выполнены d-разрядными, первый счетчик импульсов выполнен реверсивным, а второй и третий счетчики импульсов выполнены суммирующими.

Введение новых блоков и связей позволяет обеспечить заявленный технический результат путем имитации пространственного затухания, введением автоматической имитации эхосигналов от наклонного дна и задания угла его наклона во всем диапазоне измеряемых глубин, а также за счет имитации переотраженных и ложных эхосигналов и имитации шумовой помехи.

Сущность изобретения поясняется фиг. 1, фиг. 2 и фиг. 3, где на фиг. 1 представлена блок схема заявленного имитатора, на фиг. 2 представлены временные диаграммы работы имитатора в режиме имитации одиночного эхосигнала в течение tзи, а на фиг. 3 - в режиме имитации переизлученных эхосигналов в течение tзи.

Заявленный имитатор (фиг. 1) содержит эквивалент 1 антенны эхолота, формирователь 2 огибающей звукового импульса (ЗИ), реверсивный, n-разрядный первый счетчик 3 импульсов, суммирующий, m-разрядный второй счетчик 4 импульсов, первый n-разрядный цифроаналоговый преобразователь 5, второй m-разрядный цифроаналоговый преобразователь 6, компаратор 7 напряжения, генератор 8 одиночных импульсов, генератор 9 синусоидального напряжения, ключ 10, генератор 11 шумового напряжения 11, сумматор 12, источник 13 опорного напряжения (ИОН), первый 14 и второй 15 регулируемые генераторы импульсов, третий суммирующий p-разрядный счетчик 16 импульсов, преобразователь кода x/y 17, третий d-разрядный цифроаналоговый 18 преобразователь.

Предлагаемый имитатор эхосигналов эхолота работает следующим образом.

Первоначально должны быть известны - период зондирования tзи, длительность зондирующего импульса τзи и частота излучения эхолота, что всегда известно для конкретного типа эхолота из его спецификации согласно требованиям Российского морского регистра судостроения.

С выхода тракта излучения эхолота зондирующий импульс (ЗИ) поступает на вход имитатора - эквивалент антенны эхолота 1 и формирователь огибающей ЗИ 2 с функцией ограничителя напряжения до уровня, необходимого для работы цифровых счетчиков импульсов 1, 2, 3. Эквивалент антенны эхолота 1 обеспечивает адекватную нагрузку для работы передающего тракта эхолота. Формирователь 2 из зондирующего импульса с частотой заполнения, равной частоте излучения эхолота, выделяет его огибающую длительностью τзи и ограничивает его амплитуду. С выхода формирователя 2 цифровой импульс длительностью τзи и периодом tзи, равным периоду зондирования (ЗИ) (см. фиг. 2.1), поступает на счетный вход реверсивного n-разрядного счетчика 3, вход сброса счетчика 4 и счетчика 16, которые сбрасываются в ноль. Счетчик импульсов 3 получает приращение кода на выходе на 1, далее код с его выходов поступает на входы первого n-разрядного цифроаналогового преобразователя (ЦАП1) 5, преобразуется в уровень напряжения и поступает на инвертирующий вход компаратора 7 (см. фиг. 2.2). Импульсы с выхода первого регулируемого генератора импульсов 14 поступают на счетный вход счетчика 4. Период импульсов t1 на выходе первого генератора 14 должен быть установлен так:

где - число имитируемых эхосигналов на интервале tзи, при формируется один эхосигнал, при формируются два эхосигнала, при этом первый будет истинным, а второй - переотраженным для первого эхосигнала на интервале tзи, при и - три и так далее,

m - число разрядов счетчика 4.

Отметим, что для повышения точности формирования пошагового изменения времени задержки эхосигналов необходимо выполнить условие при выборе величины разрядности счетчиков импульсов 3 и 4 так:

m>n.

С выхода ИОН 13 опорное напряжение постоянного тока подается на входы опорного напряжения цифроаналогового преобразователя 5 и цифроаналогового преобразователя 6.

Код с выхода счетчика импульсов 4 поступает на входы цифроаналогового преобразователя (ЦАП2) 6, преобразуется в уровень напряжения и поступает на не инвертирующий вход компаратора 7 (см. фиг. 2.3), где сравнивается с напряжением на инвертирующем входе, и в момент, когда оно оказывается больше, на выходе компаратора 7 вырабатывается импульс, который вызывает срабатывание генератора 8 одиночных импульсов, который на выходе формирует импульс длительностью τзи (длительность импульса τзи на выходе генератора одиночных импульсов 8 должна быть установлена) (см. фиг. 2.4), который в свою очередь на это время открывает аналоговый ключ 10, через который с генератора синусоидального напряжения 9 в течение τзи синусоидальное напряжение частотой, равно частоте излучения эхолота, поступает на первый вход сумматора 12. На второй вход сумматора 12 поступает шумовое напряжение с генератора шумового напряжения 11. Регулированием напряжений с выходов генератора шумового напряжения 11 и генератора синусоидального напряжение 9 задается требуемое соотношение сигнал-помеха на выходе имитатора эхосигналов. С выхода сумматора 12 импульс синусоидального напряжения с частотой, равной частоте излучения эхолота, в смеси с шумовым напряжением, поступает на вход опорного напряжения третьего цифроаналового преобразователя (ЦАП3) 18. Регулируемый генератор 15 формирует импульсы с периодом t2≥tзи/(2р), которые поступают на счетный вход третьего р-разрядного суммирующего счетчика 16. Число 2р задает количество отрезков времени на интервале tзи, в течение которых аппроксимируется пространственное затухание эхосигналов эхолота. Чем больше число 2р, тем более точно происходит аппроксимации пространственного затухания эхосигнала. Код с выходов третьего суммирующего счетчика 16 импульсов поступает на входы преобразователя 17 кода x/y. Линейно нарастающий p-разрядный код на входе преобразователя 17 кода x/y - преобразуется в спадающий d-разрядный код вида:

1/(20log(t/tn)+β∗c∗(t-tn)),

где t - текущее время, шаг его изменения Δtp определяется выражением

Δtp=tзи/2р,

tn - начальное время, точка начала формирования пространственного затухания, как правило, это момент окончания ЗИ,

β - коэффициент поглощения в воде на частоте излучения эхолота, Дб/м,

с - скорость звука в воде, обычно в расчетах принимается 1500 м/сек.

Число 2d определяет динамический диапазон по амплитуде имитации пространственного затухания эхосигналов. Далее спадающий d-разрядный код с выхода преобразователя 17 кода x/y поступает на вход третьего d-разрядного цифроаналогового преобразователя 18, где происходит ослабление смеси импульса синусоидального напряжения с частотой, равной частоте излучения эхолота, длительностью τзи и шумового напряжения, по закону

1/(20log(t/tn)+β∗c∗(t-tn)),

в диапазоне от 1 до (1/2d) нормировано к величине выходного напряжения генератора синусоидального напряжения, то есть от максимума в начале tзи к минимуму в конце tзи. С выхода цифроаналогового преобразователя 18 сформированный задержанный эхосигнал подается на вход приемного тракта эхолота для усиления и обработки (см. фиг. 2.5). На этом первый цикл (т.е. первый интервал времени tзи) работы имитатора закончен - сформирован первый эхосигнал. При поступлении следующего ЗИ на вход имитатора цикл его работы повторяется и при этом задержка эхосигнала либо увеличится, либо уменьшится, либо останется прежней в зависимости от режима работы счетчика 3, и так до тех пор, пока не произойдет перебор всех состояний кода на выходе счетчика 3 импульсов. Сформированная таким образом последовательность эхосигналов на выходе имитатора является периодической функцией времени с периодом Т, которой определяется так

Т=tзи∗2n,

где tзи - период излучения эхолота,

n - число разрядов первого счетчика импульсов 3.

Отметим то, что если реверсивный счетчик импульсов 3 включить в режим суммирования, то задержка эхосигналов от зондирования к зондированию будет пошагово увеличиваться с шагом Δt

пока не достигнет величины tзи, что соответствует имитации отрицательного угла наклона дна, причем, чем больше разрядность (m) счетчика 4 по сравнению с разрядностью (n) счетчика 3, тем больше шаг задержки Δt и тем больше имитируемая крутизна наклона дна.

Если реверсивный счетчик импульсов 3 включить в режим вычитания, то задержка эхосигналов от зондирования к зондированию будет пошагово уменьшаться с шагом Δt от максимума tзи, пока не достигнет нуля, что соответствует положительному углу наклона дна.

Управление режимом счета реверсивного счетчика 3 импульсов : суммирование - вычитание осуществляется по входу "выбор : суммирование - вычитание". Счет реверсивного счетчика 3 импульсов можно остановить в любой момент времени, тогда формируемая имитатором задержка эхосигналов от зондирования к зондированию будет постоянной и равна задержке tимит на момент подачи команды "запрет счета"

tимит=Δt∗y,

где y - десятичное число, соответствующее коду на выходах реверсивного счетчика импульсов 3 в момент подачи сигнала на вход "запрет счета" счетчика импульсов 3. Отметим, что если на выходе генератора 8 одиночных импульсов установить длительность импульса τ<τзи, то имитатор будет формировать на выходе ложные эхосигналы.

Режим имитации переизлученных импульсов в течение tзи представлен на фиг. 3. На фиг. 3. 1 показан цифровой импульс, сформированный из огибающей ЗИ длительностью τзи и периодом tзи. На фиг. 3.2 показано напряжение с выхода ЦАП1, а на фиг. 3.3 показано напряжение с выхода ЦАП2. На фиг. 3.4 показана последовательность импульсов с выхода генератора одиночных импульсов на интервале времени tзи. На фиг. 3.5 показаны сформированные переизлученные эхосигналы на выходе имитатора.

Для практического выполнения имитатора в качестве эквивалента антенны эхолота применяется параллельно соединенные резистор, равный величине активного сопротивления антенны эхолота и конденсатора, емкостью, равной емкости антенны эхолота. В качестве формирователя огибающей ЗИ может быть применен известный однополупериодный выпрямитель с фильтрующей емкостью с параллельно соединенным стабилитроном для ограничения напряжения огибающей ЗИ на выходе формирователя огибающей ЗИ.

ИОН может быть выполнен на микросхеме типа AD584 по типовой схеме включения, приведенной в (www.analog.com).

Счетчик импульсов 3 может быть выполнен на микросхемах реверсивного двоичного счетчика типа 1533ИЕ13 по типовой схеме включения (Электроника для профессионалов. Интегральные микросхемы КР1533. Техническое описание. Москва. 1992 г., стр. 323..330), счетчики импульсов 4 и 16 могут быть выполнены на микросхемах двоичного счетчика типа 1533ИЕ10 по типовой схеме включения (Электроника для профессионалов. Интегральные микросхемы КР 1533. Техническое описание. Москва. 1992 г., стр. 237..243. www.integral.by). ЦАП1, ЦАП2, ЦАП3 - 5, 6, 18 могут быть выполнены на микросхеме перемножающего четырехквадрантного цифроаналогового преобразователя типа AD7945 по типовой схеме включения, приведенной в (www.analog.com), и микросхеме операционного усилителя ОР467 по типовой схеме включения, приведенной в (www.analog.com). В качестве компаратора напряжения может быть применена микросхема типа LM311 по типовой схеме включения, приведенной в (www.ti.com).

Сумматор 12 может быть выполнен на микросхеме операционного усилителя типа ОР467 по типовой схеме включения, приведенной в (www.analog.com). Аналоговый ключ может быть выполнен на микросхеме типа ADG601 по типовой схеме включения, приведенной в (www.analog.com). Преобразователь кода 17 может быть выполнен на микросхеме постоянного запоминающего устройства типа М27С256 по типовой схеме включения, приведенной в (www.st.com). Генератор 8 одиночных импульсов с регулируемой длительностью выходного импульса может быть выполнен на микросхеме мультивибратора типа SN74LS123 по типовой схеме включения, приведенной в (www.ti.com). Генератор 9 синусоидального напряжения с регулировкой выходного напряжения и частоты может быть выполнен на микросхемах операционного усилителя типа ОР467 по схеме, приведенной в книге Алексенко А.Г. и др. "Применение прецизионных аналоговых микросхем", Москва, Радио и связь, 1985 г., стр. 131, рис. 4.2.а. с последующим включением регулируемого усилителя на основе операционного усилителя ОР467 по схеме стр. 74, рис 2.1. Генератор шумового напряжения может быть изготовлен на основе биполярного транзистора (источник шумового напряжения) и операционного усилителя по схеме, представленной в книге Р. Граф "Электронные схемы, 1300 примеров", Москва, МИР, 1989 г., стр. 404, рис. 59.3. Генератор импульсов может быть изготовлен на основе полевых транзисторов и логических микросхем по схеме генератора управляемого напряжением представленной в книге А.Л. Ланцов и др."Цифровые устройства на комплементарных МДП интегральных микросхемах", Москва, РАДИО И СВЯЗЬ, 1983 г., стр. 255, рис. 9.15.

Альтернативный вариант реализации генератора 9 - это промышленный генератор Г3-122, для генератора 11 шумового напряжения - это промышленный генератор Г2-57, для генераторов 14 и 15 импульсов и генератора 8 одиночных импульсов - это промышленный генератор Г5-102.

Предложенный имитатор не требует разработки программного обеспечения. Независимые регулировки параметров имитируемых эхосигналов обеспечивают простоту его использования и совместимость с большинством известных эхолотов. Возможность имитатора автоматически формировать эхосигналы, имитирующие движение носителя над наклонным дном, позволяют в динамике, в реальном масштабе времени проверять работу эхолотов.

Исходя из вышеизложенного следует, что имитатор эхосигналов эхолота обеспечивает имитацию пространственного затухания эхосигналов в зависимости от времени (отстояния от дна), имитацию переотраженных и ложных эхосигналов, имитацию шумовой помехи, имитацию эхосигналов от дна при отрицательных и положительных наклонах дна и для различной крутизны наклона дна.

Таким образом, технический результат предлагаемого изобретения достигнут.

1. Имитатор эхосигналов эхолота, состоящий из эквивалента антенны и формирователя огибающей зондирующего импульса, входы которых соединены и являются входом имитатора эхосигналов эхолота, отличающийся тем, что в него введены источник опорного напряжения, первый и второй счетчики импульсов, первый и второй аналого-цифровые преобразователи, первый регулируемый генератор импульсов и компаратор, при этом выход формирователя огибающей зондирующего сигнала подключен к тактовому входу первого счетчика импульсов и к входу сброса второго счетчика импульсов, а к его тактовому входу подключен выход первого регулируемого генератора импульсов, разрядные выходы первого и второго счетчиков импульсов подключены к соответствующим разрядным входам первого и второго цифроаналоговых преобразователей, их опорные входы подключены к выходу источника опорного напряжения, а выход первого цифроаналогового преобразователя подключен к инвертирующему входу компаратора, а выход второго цифроаналогового преобразователя подключен к не инвертирующему входу компаратора, также введены регулируемый генератор одиночных импульсов, генератор шумового напряжения с регулируемым напряжением, генератор синусоидального напряжения с регулируемыми частотой и напряжением, ключ и сумматор, причем выход компаратора напряжения соединен с входом регулируемого генератора одиночных импульсов, выход которого соединен с управляющим входом ключа, аналоговый вход которого соединен с выходом генератора синусоидального напряжения, а его выход подключен к первому входу сумматора, второй вход которого подключен к выходу генератора шумового напряжения, также введены второй регулируемый генератор импульсов, третий счетчик импульсов, преобразователь кода и третий цифроаналоговый преобразователь, при этом выход сумматора подключен к входу опорного напряжения третьего цифроаналогового преобразователя, к разрядным входам которого подключены соответствующие выходы преобразователя кодов, разрядные входы которого подключены к соответствующим разрядным выходам третьего счетчика импульсов, вход сброса которого подключен к выходу формирователя огибающей зондирующего сигнала, а тактовый вход подключен к выходу второго регулируемого генератора импульсов, при этом выход третьего цифроаналогового преобразователя является выходом имитатора эхосигналов эхолота.

2. Имитатор по п. 1, отличающийся тем, что первый счетчик импульсов и первый цифроаналоговый преобразователь выполнены n-разрядными, второй счетчик импульсов и второй цифроаналоговый преобразователь выполнены m-разрядными, третий счетчик импульсов и преобразователь кода по входу выполнены р-разрядными, третий цифроаналоговый преобразователь и преобразователь кода по выходу выполнены d-разрядными, первый счетчик импульсов выполнен реверсивным, а второй и третий счетчики импульсов выполнены суммирующими.



 

Похожие патенты:

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.

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.

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.

Настоящее изобретение относится к области гидроакустики и может быть использовано для автоматического обнаружения и классификации реальных объектов гидролокационными системами освещения ближней обстановки на фоне реверберационной помехи. Система автоматического обнаружения и классификации гидролокатора ближнего действия содержит последовательно соединенные антенну, коммутатор приема передачи, приемное устройство со статическим веером характеристик направленности, процессор цифровой многоканальной обработки, процессор классификации, процессор цифровой многоканальной обработки, последовательно соединенные блок выбора последовательного временного массива для обработки, блок определения коэффициента корреляции последовательных временных интервалов, блок выбора последовательных временных интервалов между пространственными каналами с коэффициентом корреляции больше 0,5, блок определения амплитуд временных отсчетов, блок выбора максимальных амплитуду с коэффициентом корреляции больше 0,5, блок идентификации по общему времени с КК>05 и формирования банка объектов, первый выход процессора многоканальной обработки соединен через первый входом блока управления и отображения с генератором излучения и коммутатором приема передачи, а второй выход – со вторым входом блока управления и отображения. Такое построение системы обеспечивает автоматическое обнаружение эхо-сигналов от объектов в условиях воздействия поверхностной и донной реверберации по одному циклу излучения - прием по всем пространственным характеристикам направленности, автоматическое измерение параметров обнаруженных объектов и выдачу данных на их классификацию. 1 ил.

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.

Наверх