FR2688894A1 - Sonar lateral rapide a faisceaux multiples comportant peu d'elements et procede pour sa mise en óoeuvre. - Google Patents
Sonar lateral rapide a faisceaux multiples comportant peu d'elements et procede pour sa mise en óoeuvre. Download PDFInfo
- Publication number
- FR2688894A1 FR2688894A1 FR9300874A FR9300874A FR2688894A1 FR 2688894 A1 FR2688894 A1 FR 2688894A1 FR 9300874 A FR9300874 A FR 9300874A FR 9300874 A FR9300874 A FR 9300874A FR 2688894 A1 FR2688894 A1 FR 2688894A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- sonar
- acoustic
- fast
- emission
- transducers
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
- G01S15/88—Sonar systems specially adapted for specific applications
- G01S15/89—Sonar systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
- G01S15/8902—Side-looking sonar
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
Ce sonar comprend un moyen d'émission (66) pour émettre une énergie acoustique, une rangée d'hydrophones pour recevoir l'énergie acoustique réfléchie, cette rangée comprenant une pluralité d'hydrophones (h1-h23) espacés d'une distance prédéterminée, le moyen d'émission comprenant une pluralité de transducteurs (67, 68, 69) fonctionnant à des fréquences différentes pour diviser la région d'exploration en bandes d'exploration, de telle sorte que la distance prédéterminée entre la pluralité d'hydrophones soit optimisée, ce qui permet d'optimiser les performances du sonar pour la portée ou distance minimale.
Description
SONAR LATERAL RAPIDE A FAISCEAUX MULTIPLES COMPORTANT PEU
D'ELEMENTS ET PROCEDE POUR SA MISE EN OEUVRE
La présente invention concerne un sonar latéral rapide à faisceaux multiples à peu d'éléments qui utilise des fréquences multiples pour diviser une région explorée de façon acoustique afin d'augmenter l'espacement entre les éléments et qui a recours à des projecteurs multiples courts fonctionnant à des fréquences différentes afin de minimiser la diminution de temps de d'occupation ou
0 utilisation des projecteurs.
Le domaine d'application d'un sonar concerne la détection de cibles dans une masse d'eau par réflexion d'ondes sonores sur ces cibles et par traitement des signaux d'écho De nombreux systèmes fonctionnant dans la plage de fréquence de à 1 à 60 k Hz ont été mis au point
pour une telle détection.
Les sonars à haute fréquence engendrent une image en "prenant une image à l'aide du son" et peuvent être groupés en sonars à directivité latérale et en sonars à directivité vers l'avant Dans un sonar latéral, un véhicule porteur sous-marin remorqué par un navire de surface se déplace à une certaine hauteur au-dessus d'une zone cible telle que le fond de la mer Le sonar latéral se trouvant sur le véhicule porteur émet de façon répétée des impulsions acoustiques sur les côtés du véhicule porteur, à savoir une impulsion tribord et une impulsion bâbord Les impulsions heurtent le fond de la mer de manière à balayer complètement les zones explorées respectives sous la forme
de bandes.
Les échos en provenance des zones élémentaires sont reçus, pendant leur déplacement, par le sonar latéral qui peut alors fonctionner de manière à former un ou plusieurs faisceaux récepteurs en vue d'un examen des bandes explorées de façon acoustique L'énergie acoustique reçue est traitée et est affichée sur un dispositif de visualisation approprié Avec chaque émission d'impulsion et la réception subséquente, on produit une ligne de balayage sur le dispositif de visualisation de manière à former une image du fond de la mer, d'une manière similaire au balayage d'un faisceau classique de rayons cathodiques dans un tube image de télévision, la représentation étant une combinaison de zones claires et de zones sombres, les objets étant esquissés de manière qu'on puisse les identifier. Toutefois, les sonars latéraux rapides à faisceaux multiples soulèvent deux problèmes qui nuisent à leurs performances, à savoir: 1) un recouvrement ou chevauchement du faisceau émis par les lobes latéraux de diffraction des récepteurs, et 2) une diminution exagérée du temps d'occupation ou
utilisation des projecteurs.
On a résolu ceux deux problèmes à l'aide du dispositif de
la présente invention.
La présente invention a donc pour objet d'apporter
un perfectionnement au sonar.
La présente invention a encore pour objet d'apporter un perfectionnement au sonar latéral rapide à
faisceaux multiples.
L'invention a encore pour objet un sonar latéral rapide à faisceaux multiples qui utilise des fréquences multiples pour diviser une région explorée acoustiquement
afin d'augmenter l'espacement des éléments.
La présente invention a encore pour objet supplémentaire la réalisation d'un sonar latéral rapide à faisceaux multiples qui utilise des projecteurs courts multiples fonctionnant à des fréquences différentes pour minimiser la diminution de temps d'occupation ou
utilisation des projecteurs.
On obtient ces objets ainsi que d'autres objets et avantages à l'aide d'un sonar latéral rapide à faisceaux multiples comprenant, entre autres, un moyen d'émission pour émettre une énergie acoustique, une rangée d'hydrophones pour recevoir l'énergie acoustique réfléchie qui a été émise par le moyen d'émission et pour former une région d'exploration acoustique, cette rangée comprenant une pluralité d'hydrophones espacés d'une distance prédéterminée, le moyen d'émission comprenant une pluralité de transducteurs d'émission fonctionnant à des fréquences différentes pour diviser la région d'exploration acoustique en bandes d'exploration acoustique, de telle sorte que la distance prédéterminée entre la pluralité d'hydrophones soit optimisée, en optimisant ainsi les performances du
système de sonar latéral rapide à faisceaux multiples.
On va maintenant décrire, à titre d'exemple, les modes de réalisation préférés en se référant aux dessins annexés, sur lesquels: la figure 1 est un schéma d'une géométrie de sonar latéral rapide à faisceaux multiples; la figure 2 est un schéma d'un système classique de sonar latéral rapide à faisceaux multiples; la figure 3 est un schéma représentant des configurations de lobes latéraux de diffraction; la figure 4 est un schéma d'évolution du temps de d'occupation ou utilisation des projecteurs; la figure 5 est un schéma représentant les fréquences multiples du système de sonar latéral rapide à faisceaux multiples de la présente invention, dans un mode de réalisation préféré; la figure 6 est un schéma représentant le positionnement des lobes latéraux de diffraction en fonction des fréquences multiples; la figure 7 est un schéma représentant le temps d'occupation ou utilisation des projecteurs en fonction des fréquences multiples; la figure 8 est un schéma représentant le traitement effectué par le système de sonar latéral rapide à faisceaux multiples de la présente invention; et la figure 9 est un schéma représentant les fréquences multiples du système de sonar latéral rapide à faisceaux multiples de la présente invention, dans un autre
mode de réalisation préféré.
Avant de décrire le mode de réalisation préféré de la présente invention, on se référera aux figures 1 et 2 qui fournissent des informations supplémentaires sur le
fond technique de l'invention.
Comme on l'a mentionné, le domaine du sonar concerne la détection de cibles dans une masse d'eau par réflexion d'ondes sonores sur ces cibles et le traitement des signaux d'écho De nombreux systèmes fonctionnant dans la gamme de fréquences de 1 à 60 k Hz ont été mis au point pour une telle détection Les sonars à haute fréquence engendrent une image en "prenant une image à l'aide du son" Les sonars de puissance à haute résolution peuvent être groupés en géométrie à directivité latérale et en géométrie à directivité orientée vers l'avant Un sonar de géométrie à directivité latérale est représenté sur la figure 1 Un véhicule porteur sous-marin 8 remorqué par un navire de surface 10 se déplace à une certaine hauteur audessus d'une zone cible, telle que le fond 12 de la mer Un sonar latéral se trouvant sur le véhicule porteur 8 émet de façon répétée des impulsions acoustiques sur le côté du véhicule porteur, deux de ces impulsions, à savoir une impulsion tribord 14 et une impulsion bâbord 15 étant représentées Les impulsions heurtent le fond 12 de la mer en 16 et 17 de manière à balayer complètement les zones explorées respectives 18 et 19 s'étendant depuis une certaine distance ou portée minimale Rmin jusqu'à une
certaine distance ou portée maximale Rmax.
Les échos acoustiques en provenance des zones élémentaires 16 et 17, pendant leur trajet, sont reçus par le sonar latéral qui peut alors fonctionner de manière à former un ou plusieurs faisceaux récepteurs en vue d'un examen des bandes explorées Les zones 18 et 19 représentent les bandes en cours d'exploration tandis que les zones 18 ' et 19 ' représentent l'accumulation des zones explorées antérieurement à partir desquelles des
informations ont été reçues.
L'énergie acoustique reçue est traitée et est affichée sur un appareil de visualisation approprié A l'aide de chaque émission et réception subséquente d'impulsion, une ligne de balayage est produite sur l'écran de visualisation pour former une image du fond de la mer d'une manière similaire au balayage d'un faisceau classique de rayons cathodiques dans un tube image de télévision, la représentation étant une combinaison de points clairs et de points sombres, les objets étant esquissés de manière à
permettre leur identification.
Un système classique de sonar latéral rapide
multifaisceau fonctionne comme représenté sur la figure 2.
Pour une portée minimale, on utilise des groupes individuels d'éléments formant hydrophones 30, espacés le long d'une rangée, de manière à former un ensemble contigu de faisceaux 32 et de premiers lobes latéraux de diffraction 34 perpendiculaires à la rangée A mesure que la portée augmente, on ajoute des éléments supplémentaires à chaque groupe pour maintenir en même temps une résolution de trace pour chaque faisceau Comme on peut le voir sur la figure 2, pour une portée minimale, R 0, on utilise trois éléments pour les faisceaux 1 à N Pour une distance ou portée plus grande que RO, on utiliserait quatre, cinq et six éléments pour former chaque faisceau individuel Comme on peut également le voir sur la figure 2, les éléments sont utilisés d'une façon générale simultanément pour former plus d'un faisceau Par exemple, l'élément numéro 2 est le second élément utilisé pour former le faisceau 1 et
le premier élément utilisé pour le faisceau 2.
Les sonars latéraux à faisceaux multiples qui fonctionnent à des vitesses élevées sont confrontés à deux difficultés qui nuisent à leurs performances, à savoir: ( 1) un recouvrement ou chevauchement du faisceau émis par les lobes latéraux de diffraction des récepteurs, et ( 2) une diminution exagérée du temps d'occupation
ou utilisation des projecteurs.
On va tout d'abord décrire le problème posé par les
lobes latéraux de diffraction des récepteurs.
La figure 3 montre un ensemble d'éléments formant hydrophones 40 placés sur des centres correspondant à 15 longueurs d'onde Les premiers lobes latéraux de diffraction 42 forment avec le faisceau principal 44 un angle 43 de 1/15 radians ( 3,80) c'est-à-dire avec la direction d'orientation du faisceau La portée minimale pour un tel sonar latéral rapide à faisceaux multiples (avec remplissage des zones de silence) serait d'environ 5700 longueurs d'onde Les premiers lobes latéraux de diffraction 42 sont centrés sur 380 longueurs d'onde à
partir du faisceau principal 44 à la distance minimale.
Afin d'éviter les problèmes posés par les lobes latéraux de diffraction, l'ensemble de faisceaux multiples de réception à former doit couvrir moins de 190 longueurs d'onde En outre, le diagramme d'émission ne peut pas décroître instantanément et, par conséquent, les faisceaux récepteurs doivent couvrir à peu près moins de 380 longueurs d'onde, par exemple 340 longueurs d'onde C'est pourquoi, la vitesse de remorquage maximale est limitée à 340 longueurs d'onde par impulsion, c'est-à-dire environ 12,5 noeuds La seule façon classique pour augmenter la vitesse de
remorquage consiste à réduire l'espacement des éléments.
Par exemple, une rangée d'éléments correspondant à 7,5 longueurs d'onde (en opposition à la rangée correspondant à longueurs d'onde décrite ci-dessus) présenterait des lobes de diffraction à 1/7,5 radians par rapport à la direction d'orientation des faisceaux principaux et supporterait une vitesse d'environ 25 noeuds Toutefois, une réduction de l'espacement des éléments exige un plus grand nombre d'éléments nécessaires pour former une rangée de longueur équivalente Un plus grand nombre d'éléments exige également des moyens électroniques supplémentaires pour traiter des données en provenance d'un plus grand nombre de canaux L'appareil de la présente invention peut supporter une vitesse de 25 noeuds sans réduction de l'espacement des éléments ou sans exiger des moyens
électroniques supplémentaires tels que mentionnés ci-
dessus.
En ce qui concerne le temps d'occupation ou utilisation des projecteurs, si un transducteur de projection est trop long, la résolution de distance ou portée se trouve diminuée, spécialement pour une portée minimale Dans le cas ci-dessus, o le but était d'explorer par ultrasons une bande de 340 longueurs d'onde de largeur, pour une portée minimale de 5700 longueurs d'onde, une cellule typique de résolution de distance pourrait être de 28 longueurs d'onde, ce qui exige une longueur d'impulsion de 56 longueurs d'onde La géométrie du temps d'occupation ou utilisation de transducteur de projection est représenté sur la figure 4 En supposant qu'une diminution de 10 % est acceptable, la distance entre une extrémité 52 du transducteur de projection 50 et un coin de la région 54 explorée par ultrasons peut ne pas dépasser 5,6 ( 10 %) longueurs d'onde de plus que la distance entre l'autre extrémité 56 du transducteur de projection 50 et le même coin 54 afin d'éviter une diminution exagérée du temps d'occupation ou utilisation La longueur maximale du transducteur de projection, dans ce cas, est de 188 longueurs d'onde, ce qui est trop court pour que l'on obtienne un bon diagramme d'émission rectangulaire de champ
proche ayant une largeur de 340 longueurs d'onde.
La présente invention remédie aux limitations du système classique décrit ci-dessus en utilisant des projecteurs multiples courts qui projettent des fréquences multiples de manière à diviser la région explorée par ultrasons afin de maximiser, pour une portée minimale, les
performances d'un sonar latéral multifaisceau rapide.
Le système de la présente invention utilise un moyen d'émission 58 comportant des transducteurs d'émission multiples 59, 60 et 61, séparés en fréquence, pour explorer par ultrasons les diagrammes rectangulaires désirés dans des bandes 62, 63 et 64, comme on peut le voir sur la il figure 5 On utilise une seule rangée d'hydrophones pour former tous les faisceaux, malgré la différence de fréquence, à partir des transducteurs d'émission multiples 59, 60 et 61 En outre, les transducteurs d'émission individuels ont une longueur limitée afin que soit évités
les problèmes de temps d'occupation mentionnés ci-dessus.
La longueur totale L des projecteurs, qui devrait être égale à la largeur de la bande à explorer par ultrasons, est d'environ:
L = ( 2 * R * FT) Y 2
o R est la portée ou distance minimale d'intérêt et FT est la dégradation maximale permise du temps d'occupation Si, comme dans l'exemple ci-dessus, R = 5700 longueurs d'onde, et FT = 5,6 longueurs d'onde, la longueur L du projecteur est de 253 longueurs d'onde Par conséquent, la vitesse de remorquage maximale et de 253 longueurs d'onde par impulsion par fréquence Ceci représente environ 9,3 noeuds par fréquence, ou 18,6 noeuds pour un système à deux fréquences et 27,9 noeuds pour un système à trois fréquences Les trois fréquences utilisées doivent être séparées par une bande de protection égale à peu près à la largeur de bande de l'impulsion La largeur de bande de l'impulsion représente, de façon typique, environ 2 % de la fréquence du sonar Trois fréquences plus deux bandes de protection exigeraient environ 10 % de la fréquence du sonar, ce qui se situe bien dans les limites du Q des transducteurs. En supposant que la largeur explorée par ultrasons pour chaque fréquence est de 253 longueurs d'onde, on peut estimer l'espacement maximal des éléments Les deux lobes latéraux de diffraction doivent alors chevaucher la largeur de 253 longueurs d'onde à la distance minimale de 5700 longueurs d'onde Si on choisit 300 longueurs d'onde comme séparation des lobes latéraux de diffraction, pour permettre une décroissance du diagramme des projecteurs, la séparation des éléments est de 19 longueurs d'onde Une rangée de 760 longueurs d'onde exigerait 40 éléments si un espacement égal était utilisé et aurait une résolution d'environ 53 longueurs d'onde jusqu'à une portée maximale de 40 000 longueurs d'onde En utilisant les principes pouvant être appliqués à des rangées d'éléments éparses, seuls les quelques éléments centraux nécessiteraient un espacement de 19 longueurs d'onde Les éléments extérieurs pourraient être espacés davantage étant donné qu'ils ne sont utilisés que pour des portées plus grandes o un angle de diffraction plus petit évite encore la région explorée
par ultrasons.
Dans un autre mode de réalisation préféré, une hauteur de 4480 longueurs d'onde est souhaitable et une
vitesse du son de 1493,5 mètres par seconde est utilisée.
En ayant recours à l'approche décrite ci-dessus, on maintient les lobes latéraux de diffraction des récepteurs hors du diagramme d'émission dans le cas d'une portée minimale pour cette hauteur et le temps d'occupation ou utilisation des projecteurs est minimisé On choisit les distances minimales de manière qu'elles correspondent à un angle rasant de 450, c'est-à-dire que la distance minimale est égale à V 72 fois la hauteur, ce qui se traduit par une portée minimale de 6333 longueurs d'onde Les positions des lobes latéraux de diffraction sont représentées sur la figure 6 pour le faisceau d'extrémité, ce qui correspond au pire cas La figure 6 représente une distance minimale de 6333 longueurs d'onde et une rangée de récepteurs dont la longueur est à peu près égale à la largeur de la zone devant être explorée par ultrasons Pour obtenir une diminution des lobes latéraux de diffraction d'environ 15 db, il est nécessaire de placer le lobe latéral de diffraction à environ 50 longueurs d'onde à l'extérieur du diagramme d'émission Si tous les faisceaux reçus sont "noyés" dans une fréquence d'émission, alors l'angle des
lobes latéraux de diffraction serait d'au moins 01, c'est-
à-dire égal à 0,098 radian, ce qui exige un espacement des éléments qui ne soit pas supérieur à i/0 e, c'est-à-dire égal à 10,2 longueurs d'onde Ceci nécessite 61 éléments par côté pour la rangée Si la moitié des faisceaux reçus sont "noyés" dans une fréquence et si l'autre moitié des faisceaux reçus sont "noyés" dans une autre fréquence, alors l'angle des lobes latéraux de diffraction se trouve réduit jusqu'à un angle 02, c'est-à-dire égal à 0,053 radian, et l'espacement des éléments ne serait pas supérieur à 18,85 longueurs d'onde Ceci exigerait 33 éléments par côté pour la rangée Dans ce cas, la fréquence utilisée pour les faisceaux avant (la première moitié) serait différente de celle des faisceaux arrière (l'autre moitié) Si le lobe latéral principal se trouvait dans la zone de fréquence avant, le lobe latéral de diffraction se trouverait dans la zone de fréquence arrière (et vice versa) et pourrait être éliminé par filtrage En exécutant en outre cette étape, on sépare en trois fréquences le diagramme reçu Dans ce cas, 03 est égal à 0,037 radian et l'espacement des éléments peut être inférieur à 27,24 longueurs d'onde, ce qui exige 23 éléments par côté pour la rangée De plus, pour réduire les canaux du dispositif électronique, l'utilisation de trois fréquences simplifie le dispositif de formation de faisceau en permettant l'utilisation d'un espacement des éléments qui est égal à
l'espacement des faisceaux.
Dans ce mode de réalisation, il est possible de n'utiliser qu'un seul élément unique pour former les faisceaux qui se situent dans les limites de sa largeur de faisceau et, si la totalité de 27,24 longueurs d'onde est remplie avec un matériau piézoélectrique, la largeur de faisceau d'élément est d'environ 0,037 radian, ce qui correspond à 231 longueurs d'onde à la distance minimale de 6333 longueurs d'onde La largeur minimale des faisceaux que l'on peut obtenir à 6333 longueurs d'onde est d'environ 0,004 radian, ce qui est égal à 26,12 longueurs d'onde, sur
le faisceau central o sont utilisés environ neuf éléments.
Deux faisceaux d'extrémité sont centrés sur les éléments suivants jusqu'à l'extrémité, mais environ six éléments seulement peuvent être utilisés sur les deux faisceaux d'extrémité, ce qui a pour résultat une largeur de faisceau de 38 longueurs d'onde pour la portée ou distance minimale nominale L'amélioration de la largeur du faisceau atteint 33 longueurs d'onde sur la paire suivante de faisceaux, puis de 28,4 longueurs d'onde sur la paire suivante A mesure que les paires se rapprochent du faisceau central, la largeur du faisceau continue à diminuer jusqu'à ce que
neuf éléments soient utilisés par faisceau.
La résolution de distance peut aussi être diminuée si le signal d'écho prend plus d'une longueur d'impulsion pour croiser les éléments en service Ceci ne constitue pas un problème pour le récepteur décrit ci-dessus, étant donné que neuf éléments seulement étaient utilisés pour la portée minimale nominale de 6333 longueurs d'onde Toutefois, ce serait un problème sérieux pour un système d'émission à une seule fréquence avec un long émetteur de champ proche Le pire problème réside dans une portée minimale telle que représentée sur la figure 7 Si une rangée 66 d'émission correspondant à 627 longueurs d'onde est utilisée dans un système à une seule fréquence, alors E 1 = 5,290 et la distance jusqu'à la position de faisceau d'extrémité est de 54 longueurs d'onde de plus depuis une des extrémités de la rangée puis depuis la position centrale du faisceau Ceci diminuerait la cellule de résolution de distance de la
moitié de cette valeur, c'est-à-dire 27 longueurs d'onde.
Toutefois, comme décrit ci-dessus, la conception à trois fréquences comporte trois rangées 67, 68 et 69 d'émission
de 209 longueurs d'onde montées d'une extrémité à l'autre.
Dans ce cas, 03 = 1,520 et l'excédent de distance d'une extrémité jusqu'à la position centrale de faisceau est de 4,4 longueurs d'onde, ce qui entraîne une diminution de 2,2
longueurs d'onde dans la cellule de résolution de distance.
Cette diminution est inférieure à un dixième de la diminution que l'on trouve dans les systèmes classiques de
sonar latéral multifaisceau à vitesse de balayage élevée.
En outre, l'énergie émise par les trois rangées d'émission 67, 68 et 69 de 209 longueurs d'onde est réfléchie par divers objets immergés et est reçue sur des éléments hydrophones individuels hl-h 23 de la rangée 70 d'hydrophones, comme représenté sur la figure 8 Les signaux de sortie de ces éléments hydrophones sont alors préamplifiés, le faisceau est formé et détecté pour produire un affichage sur un tube à rayons cathodiques Les signaux de sortie des éléments hydrophones 70 sont couplés à un ensemble de préamplificateurs 72 à gain modifié en fonction du temps Les signaux de sortie de ces ensembles de préamplificateurs 72 à gain modifié en fonction du temps sont ensuite fournis à trois dispositifs 80, 81 et 82 de formation de faisceau, chacun étant du type utilisé dans la technique antérieure Un filtrage est effectué pour limiter chaque dispositif de formation de faisceau à une fréquence spécifique Ainsi, le dispositif 80 de formation de faisceau forme un faisceau Bl à la fréquence fi, le dispositif 81 de formation de faisceau forme un faisceau B 2 à une fréquence f 2 et le dispositif 83 de formation de faisceau forme un faisceau B 3 à une fréquence f 3 Les faisceaux Bl, B 2 et B 3 en provenance des trois dispositifs de formation de faisceau sont placés dans l'ordre approprié par le dispositif 83 de formation de faisceau en vue d'un
affichage sur un appareil de visualisation 84.
Dans un autre mode de réalisation préféré, la largeur explorée par ultrasons pour chaque fréquence est maintenue étroite dans le cas de la portée minimale mais on laisse toutefois une bande de fréquence s'étaler, par exemple la bande de fréquence centrale représentée sur la figure 9, dans le cas de portées plus grandes Le système de la présente invention utilise des transducteurs d'émission multiples 110, 112 et 114 séparés en fréquence pour explorer par ultrasons le diagramme rectangulaire en utilisant les zones 116, 118 et 120 Un seul hydrophone est de nouveau utilisé pour former tous les faisceaux, malgré la différence de fréquence, à partir des transducteurs d'émission multiples 110, 112 et 114 Ceci permet d'utiliser la meilleure fréquence sur tous les faisceaux
pour les grandes portées ou distances.
Dans un autre mode de réalisation préféré, toutes les fréquences se chevauchent dans le cas d'une grande portée ou distance et la largeur de bande supplémentaire est utilisée pour réduire l'effet de granulation ou speckle.
Il est bien entendu que la description qui précède
n'a été donnée qu'à titre purement illustratif et non limitatif et que des variantes ou des modifications peuvent
y être apportées dans le cadre de la présente invention.
Claims (8)
1 Sonar latéral rapide à faisceaux multiples caractérisé par: un moyen d'émission ( 66) pour émettre une énergie acoustique; une rangée ( 70) d'hydrophones pour recevoir l'énergie acoustique réfléchie qui a été émise par le moyen d'émission et pour former une région d'exploration acoustique, comprenant une pluralité d'hydrophones (hl-h 23) espacés d'une distance prédéterminée; le moyen d'émission comprenant une pluralité de transducteurs d'émission ( 67, 68, 69) fonctionnant à des fréquences différentes pour diviser la région d'exploration acoustique en des bandes d'exploration acoustique, de telle sorte que la distance prédéterminée entre la pluralité d'hydrophones soit optimisée, de manière à optimiser ainsi les performances du sonar latéral rapide à faisceaux
multiples pour une portée minimale.
2 Sonar latéral rapide à faisceaux multiples selon la revendication 1, caractérisé en ce que la rangée ( 70) d'hydrophones forme une pluralité de faisceaux de réception (Bl, B 2, B 3) avec des premiers lobes latéraux de diffraction qui se trouvent à l'extérieur de la région d'exploration acoustique pour une portée minimale du sonar
latéral rapide à faisceaux multiples.
3 Sonar latéral rapide à faisceaux multiples selon la revendication 2, caractérisé en ce que chaque fréquence de la pluralité de fréquences d'émission (fl, f 2, f 3) est
séparée par une bande de protection.
4 Sonar latéral rapide à faisceaux multiples selon la revendication 3, caractérisé en ce que le nombre de transducteurs de la pluralité de transducteurs d'émission
( 67, 68, 69), est de trois.
Sonar latéral rapide à faisceaux multiples selon la revendication 1, caractérisé en ce que la diminution du temps d'occupation ou utilisation de la pluralité de transducteurs d'émission ( 67, 68, 69) est minimisée, de manière à améliorer ainsi la résolution de portée ou distance et les performances acoustiques du sonar latéral
rapide à faisceaux multiples pour la portée minimale.
6 Sonar latéral rapide à faisceaux multiples selon
les revendications 2 ou 5, caractérisé en ce qu'au moins un
des transducteurs de la pluralité de transducteurs d'émission ( 67, 68, 69) peut s'étaler en azimut, pour des portées supérieures à la portée minimale, en permettant de cette manière d'utiliser une meilleure fréquence pour
chaque portée.
7 Procédé pour traiter des signaux acoustiques dans un système de sonar latéral rapide à faisceaux multiples, de telle sorte que les performances acoustiques de ce sonar soient optimisées pour une portée minimale, ce procédé comprenant les étapes consistant: (a) à émettre une énergie acoustique à une pluralité de fréquences (fi, f 2, f 3) en utilisant une pluralité de transducteurs d'émission ( 67, 68, 69); (b) à recevoir l'énergie acoustique réfléchie sur une rangée ( 70) d'hydrophones comprenant une pluralité d'hydrophones (hl-h 23); (c) à transformer par traitement l'énergie réfléchie en une pluralité de bandes d'exploration acoustique, à raison d'une pour chaque fréquence d'une pluralité de fréquences afin d'obtenir une région d'exploration acoustique de telle sorte que les performances acoustiques du système de sonar latéral rapide
soit optimisées pour une portée minimale.
8 Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'étape (c) comprend, en outre, la formation d'une pluralité de faisceaux de réception (Bl, B 2, B 3) avec des premiers lobes latéraux de diffraction qui sont extérieurs à la région d'exploration acoustique, pour une portée minimale du système de sonar latéral rapide à faisceaux multiples. 9 Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que chaque fréquence de la pluralité de fréquences d'émission (fi, f 2, f 3) est séparée des autres fréquences
par une bande de protection.
Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que le nombre de transducteurs de la pluralité de
transducteurs d'émission ( 67, 68, 69) est de 3.
11 Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'au moins un transducteur de la pluralité de transducteurs d'émission peut s'étaler en azimut, dans le cas des portées supérieures à une portée minimale, en permettant de cette manière d'utiliser une meilleure fréquence pour chaque portée. 12 Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que la diminution de temps d'occupation ou utilisation de la pluralité de transducteurs d'émission ( 67, 68, 69) est minimisée, de manière à augmenter ainsi la résolution de distance et les performances acoustiques du système de sonar latéral rapide à faisceaux multiples pour
la portée minimale.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/828,835 US5177710A (en) | 1992-01-31 | 1992-01-31 | High speed multibeam sidelock sonar with few elements |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2688894A1 true FR2688894A1 (fr) | 1993-09-24 |
| FR2688894B1 FR2688894B1 (fr) | 1994-09-23 |
Family
ID=25252867
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR9300874A Expired - Fee Related FR2688894B1 (fr) | 1992-01-31 | 1993-01-28 | Sonar lateral rapide a faisceaux multiples comportant peu d'elements et procede pour sa mise en óoeuvre. |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5177710A (fr) |
| JP (1) | JPH05273333A (fr) |
| FR (1) | FR2688894B1 (fr) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007132125A2 (fr) * | 2006-05-16 | 2007-11-22 | Ixsea | Sonar frontal ameliore |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5515337A (en) * | 1995-04-20 | 1996-05-07 | Westinghouse Electric Corporation | Multibeam side-look sonar system grating side lobe reduction technique |
| US5537366A (en) * | 1995-07-03 | 1996-07-16 | Northrop Grumman | Buried cable pipe detection sonar |
| GB2403013B (en) * | 2002-05-01 | 2005-06-22 | Quester Tangent Corp | Compensation of sonar image data primarily for seabed classification |
| US6868041B2 (en) | 2002-05-01 | 2005-03-15 | Quester Tangent Corporation | Compensation of sonar image data primarily for seabed classification |
| US8379484B1 (en) * | 2009-05-18 | 2013-02-19 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Apparatus and method for compensating images for differences in aspect |
| US8213740B1 (en) * | 2009-05-18 | 2012-07-03 | The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Navy | Coherent image correlation |
| DE102009028992A1 (de) * | 2009-08-28 | 2011-03-03 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Position eines Hindernisses relativ zu einem Fahrzeug, insbesondere einem Kraftfahrzeug, zur Verwendung in einem Fahrerassistenzsystem des Fahrzeuges |
| WO2014170213A1 (fr) * | 2013-04-16 | 2014-10-23 | Kongsberg Geoacoustics Ltd | Procédé et appareil sonar |
| WO2014199758A1 (fr) * | 2013-06-11 | 2014-12-18 | 古野電気株式会社 | Dispositif de mesure de fréquence à décalage doppler et dispositif de mesure de courants de marée équipé de celui-ci |
| US10132924B2 (en) * | 2016-04-29 | 2018-11-20 | R2Sonic, Llc | Multimission and multispectral sonar |
| US9817116B1 (en) * | 2016-04-29 | 2017-11-14 | R2Sonic, Llc | Acoustic doppler system and method |
| CN109839627B (zh) * | 2019-03-08 | 2022-12-13 | 哈尔滨工程大学 | 一种水池条件下声呐探测距离量值计量校准系统及方法 |
| US20220252707A1 (en) * | 2021-02-09 | 2022-08-11 | Coda Octopus Group, Inc. | System and techniques for configuring a two-dimensional semiregular sparse array of sonar detector elements |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3585578A (en) * | 1969-04-21 | 1971-06-15 | Westinghouse Electric Corp | Side looking sonar apparatus |
| US4802148A (en) * | 1982-11-08 | 1989-01-31 | Westinghouse Electric Corp. | Side-looking sonar apparatus |
-
1992
- 1992-01-31 US US07/828,835 patent/US5177710A/en not_active Expired - Lifetime
-
1993
- 1993-01-27 JP JP5031270A patent/JPH05273333A/ja not_active Withdrawn
- 1993-01-28 FR FR9300874A patent/FR2688894B1/fr not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3585578A (en) * | 1969-04-21 | 1971-06-15 | Westinghouse Electric Corp | Side looking sonar apparatus |
| US4802148A (en) * | 1982-11-08 | 1989-01-31 | Westinghouse Electric Corp. | Side-looking sonar apparatus |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007132125A2 (fr) * | 2006-05-16 | 2007-11-22 | Ixsea | Sonar frontal ameliore |
| FR2901365A1 (fr) * | 2006-05-16 | 2007-11-23 | Ixsea Soc Par Actions Simplifi | Sonar frontal ameliore |
| WO2007132125A3 (fr) * | 2006-05-16 | 2008-01-17 | Ixsea | Sonar frontal ameliore |
| US8077549B2 (en) | 2006-05-16 | 2011-12-13 | Ixblue | Frontal sonar |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5177710A (en) | 1993-01-05 |
| JPH05273333A (ja) | 1993-10-22 |
| FR2688894B1 (fr) | 1994-09-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0716751B1 (fr) | Systeme sonar pour courantometre et loch doppler | |
| US5923617A (en) | Frequency-steered acoustic beam forming system and process | |
| EP0070494B1 (fr) | Sonar sous-marin | |
| FR2688894A1 (fr) | Sonar lateral rapide a faisceaux multiples comportant peu d'elements et procede pour sa mise en óoeuvre. | |
| FR2507078A1 (fr) | Procede et dispositif d'echographie ultrasonore | |
| EP0107552A1 (fr) | Sonar interférométrique en acoustique non-linéaire | |
| FR3077672A1 (fr) | Réseau phasé acoustique à angle de faisceau réduit | |
| EP0397547A1 (fr) | Sonar d'évitement d'objets sous-marins sub-surface | |
| EP2010937B1 (fr) | Procede pour optimiser l'alimentation d'une antenne lineaire d'emission remorquee pour emettre en mode omnidirectionnel | |
| EP2018579B1 (fr) | Sonar frontal ameliore | |
| FR2639718A1 (fr) | Radar ultrasonique a visee laterale notamment embarque dans un vehicule sous-marin se deplacant au-dessus d'une surface de visee | |
| FR2815723A1 (fr) | Procede systeme et sonde pour l'obtention d'images par l'intermediaire d'ondes emises par une antenne apres reflexion de ces ondes au niveau d'un ensemble servant de cible | |
| EP0733408A1 (fr) | Capteur à ultrasons et procédés de détection utilisant un tel capteur | |
| WO1990009600A1 (fr) | Procede pour augmenter la cadence image d'un sonar et sonar pour la mise en ×uvre de ce procede | |
| EP1407292B1 (fr) | Sonar d'imagerie et systeme de detection utilisant un tel sonar | |
| FR2499252A1 (fr) | Procede pour reperer la position d'un corps immerge au moyen d'ondes acoustiques et dispositifs du type sonar actif comportant des voies d'emission et d'ecoute | |
| FR2685781A1 (fr) | Sonar d'evitement d'objets en pleine eau pour batiment de surface. | |
| EP0688437B1 (fr) | Sonar pour detecter les objets enfouis | |
| WO2021144444A1 (fr) | Echosondeur paramétrique dépointable, et procédé de caractérisation d'une partie du sous-sol d'un milieu subaquatique | |
| WO2002075362A1 (fr) | Imageur acoustique d'objets enfouis | |
| EP0626073B1 (fr) | Procede de detection de cible sous-marine avec diversite de frequence | |
| EP0593532B1 (fr) | Systeme d'exploration des fonds marins | |
| FR2731866A1 (fr) | Antenne acoustique lineaire a balayage electronique | |
| FR2685782A1 (fr) | Procede de compensation du mouvement de l'antenne pour un sonar. |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse |