Способ моноимпульсной гидролокации

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.

 

Изобретение (техническое решение) 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.

В настоящее время, из уровня техники известен способ локации фазовой суммарно-разностной моноимпульсной локационной системой (Хеллгрен Г. «Вопросы теории моноимпульсной радиолокации» \\ Зарубежная радиоэлектроника, 1962, №12, с. 10-48; Роде Д.Р. «Введение в моноимпульсную радиолокацию»: пер. с англ. - М.: Сов. Радио, 1960, с. 31-33, 43-62; Васин В.В., Власов О.В., Григорин-Рябов В.В., Дудник П.И., Степанов Б.М. «Радиолокационные устройства». - М.: Сов. Радио, 1970, с. 454-456), принятый за ближайший аналог (прототип). Реализуется данный способ следующим образом. В моноимпульсной локационной системе, снабженной несколькими отдельными приемопередающими антеннами, формирование суммарного и разностного приемных каналов идет посредством сумматора и вычитателя, подключенных к выходам антенн, образуя три линейно независимых приемных канала (один суммарный и два разностных - в вертикальной и горизонтальной плоскостях), затем сигналы последовательно поступают на нормирующие усилители и фазовый детектор умножающего типа, который одновременно обеспечивает фильтрацию перемноженных сигналов на высокой частоте, при этом сигнал разностного приемного канала перед его подачей в фазовый детектор предварительно пропускают через фазовращатель. Выходной сигнал фазового детектора образует пеленгационную характеристику этой системы: его величина соответствует углу расположения лоцируемого объекта относительно равносигнального направления антенной системы. К числу недостатков прототипа можно отнести небольшую ширину сектора обзора обследуемого пространства, малое число распознаваемых объектов.

Технической целью (задачей) заявляемого изобретения является устранение вышеуказанных недостатков, а его техническим результатом - 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), жирным выделены существенные признаки изобретения, отличающие его от прототипа. Именно вышеуказанная совокупность признаков обеспечивает получение изобретением заявленного технического результата.

На Фиг. 1 приведен порядок формирования приемопередающей антенной суммарного, разностного и фазоопорного приемных каналов (при локации цели в горизонтальной и вертикальной плоскостях), на Фиг. 2 - структурная схема трехканальной фазовой суммарно-разностной гидролокационной системы, реализующей заявляемое техническое решение в одной из плоскостей.

Заявляемое изобретение реализуется следующим образом. При работе локационной системы на прием сигнал от приемопередающей антенны 1 поступает в сумматоры 2 и вычитатель 3, которые формируют три приемных канала: суммарный (UΣ), разностный (UΔ), фазоопорный (Uфо). При этом в горизонтальной плоскости (Фиг. 1) сигнал для суммарного приемного канала UΣ формируют путем суммирования сигналов с крайней правой вертикальной субантенны и крайней левой субантенны на сумматоре, сигнал для разностного приемного канала UΔ формируют подачей сигнала с двух правых вертикальных субантенн на сумматор и подачей на вычитатель сигнала с двух левых вертикальных субантенн, и сигнал для фазоопорного приемного канала Uфо формируют подачей на сумматор сигнала с двух средних вертикальных субантенн. При локации цели в вертикальной плоскости (Фиг. 1) сигнал для суммарного приемного канала UΣ формируют подачей сигналов с крайней верхней субантенны и крайней нижней субантенны на сумматор, сигнал для разностного приемного канала UΔ формируют подачей сигнала с двух верхних горизонтальных субантенн на сумматор и подачей на вычитатель сигнала с двух нижних горизонтальных субантенн, и сигнал для фазоопорного приемного канала Uфо формируют подачей на сумматор сигнала с двух средних горизонтальных субантенн.

Затем сигналы приемных каналов поступают на нормирующие усилители 4, с выходов усилителей сигналы разностных, суммарных и фазоопорных приемных каналов ( соответственно) поступают на фазовые детекторы умножающего типа 6, на вторые входы которых подаются сигналы фазоопорных каналов, при этом сигналы разностных каналов проходят через фазовращатель 5, затем выходные сигналы суммарного и разностного приемных каналов по отдельности делят на сигнал из соответствующего фазоопорного приемного канала (Фиг. 2). Выходные сигналы делителей 7 образуют двухпараметрическую пеленгационную характеристику системы. Для устранения особых точек пеленгационной характеристики системы вычисляется отношение разности выходного сигнала фазового детектора фазоопорного канала и выходного сигнала разностного канала к сигналу разностного канала.

Техническое решение позволяет реализовать два режима измерения: локацию цели одновременно в горизонтальной и вертикальной плоскостях или локацию цели в той или иной плоскости по отдельности.

Способ моноимпульсной гидролокации, включающий образование суммарного и разностных приемных каналов от приемопередающей антенны, состоящей из отдельных электроакустических преобразователей, и формирование пеленгационной характеристики путем совместной обработки сигналов суммарного и разностного приемных каналов с использованием фазового детектора умножающего типа и фазовращателя, отличающийся тем, что электроакустические преобразователи электрически соединены таким образом, что в дополнение к суммарным и разностным приемным каналам формируются фазоопорные приемные каналы, образуя 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 предварительно пропускают через фазовращатель, затем выходные сигналы фазовых детекторов суммарного и разностных приемных каналов делят на выходной сигнал фазового детектора соответствующего фазоопорного приемного канала, после чего полученные сигналы образуют двухпараметрическую пеленгационную характеристику (отдельно в горизонтальной и вертикальной плоскостях).



 

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.

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

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.

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.

Изобретение относится к области гидрографии, в частности к способам и техническим средствам определения поправок к глубинам, измеренным однолучевым эхолотом при съемке рельефа дна акватории.
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.

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.

Одноканальная гидроакустическая антенна с осесимметричной характеристикой направленности относится к гидроакустической технике и может быть использована в качестве приемоизлучающей антенны 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.

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.

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.

Изобретение относится к области гидроакустики и может быть использовано для построения систем автоматического обнаружения эхосигналов, принятых гидролокатором на фоне шумовой и реверберационной помехи и измерения параметров, объекта. Способ измерения дистанции содержит излучение зондирующего сигнала, прием эхосигнала, дискретизацию принятой временной реализации эхосигнала, набор временной реализации дискретизированных отсчетов длительностью Т, определение спектра набранной временной реализации, производят последовательные наборы следующих временных реализаций длительностью Т, сдвинутой на время Т/4, определяют спектр набранной временной реализации, определяют порог, производят последовательные наборы за все время излучение - прием, определяют коэффициент корреляции между всеми последовательными спектрами, и при превышении коэффициента корреляции больше 0,5 запоминают последовательные спектры с коэффициентом корреляции больше 0,5, выбирают два последовательных спектра с максимальным коэффициентом корреляции, определяют частоты, которые превысили порог, сравнивают значение частоты с частотой зондирующего сигнала, и если они отличаются больше чем 2/Т, то производят определение дистанции по формуле: Д=С(t-Х)/2, где t - временной отсчет первого спектра, С - скорость звука в воде, а X определяется по формуле , где Y1 - амплитуда спектрального отсчета первого спектра; Y2 - амплитуда спектрального отсчета второго спектра, по значению частоты определяют радиальную скорость обнаруженного объекта, если значение частоты и частота зондирующего сигнала отличаются на величину меньше чем 2/Т, то определяют число последовательных спектров с коэффициентом корреляции больше, 0,5 и если они меньше 7, то определяют дистанцию по формуле, а если они больше, то определение дистанции не производят. 1 ил.

Изобретение относится к гидроакустике и может быть использовано для обнаружения движущегося источника звука, измерения азимутального угла на источник и горизонта источника в мелком море в пассивном режиме с помощью акустических приемников, установленных на морском дне, координаты которых и угловое положение считаются известными. Технический результат - дополнительное увеличение помехоустойчивости вертикального канала элементарного комбинированного приемника и всего комплекса в целом, а также увеличение дальности действия. Для достижения указанной цели в гидроакустический комплекс, содержащий N акустических комбинированных приемников, образующих донную вертикально ориентированную эквидистантную антенну, в которой расстояние между акустическими комбинированными приемниками равно заданной погрешности определения вертикальной координаты (горизонта) источника звука Δz, а число приемников N=H/Δz (где H - глубина моря), каждый из которых состоит из гидрофона, трехкомпонентного векторного приемника и соединенных с ними усилителей, телеметрический блок, вход которого соединен с выходом акустических комбинированных приемников, включающий делители напряжения, аналого-цифровую преобразующую схему, единую схему электронного мультиплексирования, модулятор и оптический излучатель, связанный оптической линией связи с оптическим ресивером, систему сбора, обработки и передачи информации, содержащую блок сбора, обработки и передачи информации и устройство доступа к цифровым сетям передачи данных, N-канальный блок вычисления вертикальной компоненты вектора интенсивности, блок определения максимума вертикальной компоненты вектора интенсивности, N-канальный блок вычисления горизонтальных компонент вектора интенсивности, N-канальный блок вычисления азимутального угла, блок вычисления усредненного азимутального угла, сумматор, анализатор спектра комплексной огибающей, вычислитель максимума спектра комплексной огибающей, дополнительно введена N-канальная подсистема формирования односторонне направленного приема по вертикальному потоку мощности, содержащая N-канальный блок квадратичных детекторов вертикальной компоненты вектора колебательной скорости, N-канальный блок формирования направленности по вертикальному потоку мощности, N-канальный блок интеграторов. 2 ил.

Изобретение относится к области гидролокации и предназначено для обнаружения газовой пелены, определения глубины местоположения начала утечек газа трубопроводов гидроакустическими средствами. Технический результат - обеспечение обнаружения и классификации источника утечки газа подводного газопровода, определения местоположения объекта утечки газа и определения объема вытекающего газа. Способ измерения гидролокатором объема вытекающего газа из трубы подводного газопровода содержит излучение зондирующего сигнала, прием эхо-сигнала, измерение дистанции, обнаруживается эхосигнал, превысивший порог в каждом канале, определяется момент времени начала и момент времени окончания эхо-сигнала в каждом пространственном канале, выбирается канал с максимальным временем задержки и соответствующее ему минимальное время задержки, вычисляется дистанции по окончанию эхо-сигнала, определяется дистанция начала донной реверберации, определяется глубина дна с помощью эхолота, определяется угловое положение источника газовой течи, определяется глубина погружения источника газовой течи и по полученным данным рассчитывается объем вытекающего газа из подводного газопровода. 2 ил.

Предлагаемое изобретение относится к области гидроакустики, а именно к разработке конструкций донных гидроакустических систем. Технические результаты данного изобретения достигаются за счет использования для передачи информации от модульных антенн и системы приема и обработки информации волоконно-оптического кабеля, соединительные блоки которого выполнены в виде гермовводов, обеспечивающих преобразование электрического сигнала в оптический и наоборот. 1 ил.

Изобретение относится к области гидроакустики и может быть использовано для построения систем обнаружения локального объекта в условиях наличия распределенных помех различного происхождения. Предложен способ обнаружения локального объекта на фоне распределенной помехи, который основан на излучении гидролокатором двух последовательных во времени посылок одинаковых зондирующих сигналов и корреляционной обработке эхосигналов, принятых с помощью одной характеристики направленности приемной антенны гидролокатора. Это позволяет использовать одноканальный гидролокатор или многоканальный гидролокатор, к которому не предъявляются специальные требования к ширине характеристик направленности статического веера его приемной антенны. 1 ил.

Группа изобретений относится к медицинской технике, а именно к средствам измерения с использованием сдвиговой волны. Ультразвуковая система для измерения свойства исследуемой области у субъекта с использованием сдвиговой волны содержит ультразвуковой зонд, выполненный с возможностью последовательно передавать, в каждое из множества фокусных пятен в исследуемой области, толкающий импульс для генерации сдвиговой волны, причем каждое из множества фокусных пятен имеет взаимно отличающееся значение глубины, и принимать ультразвуковые эхо-сигналы смежно с каждым из множества фокусных пятен, детектор сдвиговых волн, который указывает свойство, которое генерируемая сдвиговая волна имеет в фокусном пятне, и средство оценки свойства, выполненное с возможностью оценивать второй параметр, который указывает на свойство исследуемой области, в качестве функции извлекаемых первых параметров во множестве фокусных пятен. Способ измерения свойства осуществляется с использованием системы и ее компьютерного продукта. Использование группы изобретений позволяет расширить арсенал средств для оценки механических свойств ткани. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области гидроакустики и может использоваться в гидролокационных устройствах обнаружения подводных объектов, предназначенных для использования в районах с высоким уровнем реверберационных помех в условиях мелководья, сложного рельефа дна и волнения водной поверхности. Технический результат заключается в устранении ошибок измерения, вызванных статистической зависимостью оценок разности фаз для вертикального и горизонтального каналов измерения, повышении точности и уменьшении ресурсоемкости за счет использования измерения выборочной характеристической функции совместного распределения оценок разности фаз сигналов в вертикальном и горизонтальном измерительных каналах. Технический результат достигается созданием способа обнаружения подводных объектов, заключающийся в том, что подводное контролируемое пространство облучают гидроакустическим сигналом, принимают отраженные от объекта сигналы на приемные гидроакустические антенны, пространственно разнесенные в вертикальной и горизонтальной плоскостях, измеряют в каждый момент времени в течение цикла излучение-прием разности фаз между парами сигналов, принятых соответствующими парами приемных антенн с разнесенными в горизонтальной и в вертикальной плоскостях фазовыми центрами в плоскости фронта отраженного сигнала, в котором производят измерение и накопление за некоторое наперед заданное количество циклов выборочной характеристической функции для некоторого наперед заданного набора значений аргументов, выполняют сравнение полученных оценок характеристической функции за текущий цикл и за заданное количество предшествовавших циклов, а по результату сравнения выносят решение о наличии или отсутствии полезного сигнала, значении пеленга и угла места его источника. Кроме того, сравнение выборочных характеристических функций производят путем перемножения характеристической функции в текущем цикле излучения на комплексно сопряженную характеристическую функцию, осредненную за предыдущие циклы, нормированную на ее модуль. Кроме того, для принятия решения о наличии полезного сигнала производят усреднение квадратов модулей результата сравнения характеристических функций и сравнения полученного значения с заранее определенным порогом. Кроме того, для определения углового положения используют значение фазы компонент результата сравнения характеристических функций. Даны варианты способа и группа устройств для осуществления способа. 5 н. и 7 з.п. ф-лы, 5 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, 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. 2 ил.

Наверх