RU153039U1

RU153039U1 - SIDE REVIEW HYDROLOCATOR WITH QUASI ORTHOGONAL SIGNALS

Info

Publication number: RU153039U1
Application number: RU2015108191/28U
Authority: RU
Inventors: Михаил Анатольевич Бородин
Priority date: 2015-03-10
Filing date: 2015-03-10
Publication date: 2015-06-27

Abstract

Гидролокатор бокового обзора, содержащий приемоизлучающие антенны левого и правого борта, первый и второй коммутаторы, двухканальный блок предварительной обработки, генераторное устройство, блок питания, накопитель, блок цифровой обработки сигналов, вычислительный блок, при этом приемоизлучающие антенны левого и правого борта имеют двухстороннюю связь с первым и вторым коммутатором, соответственно, выходы которых соединены с входами двухканального блока предварительной обработки, выходы двухканального блока предварительной обработки соединены с входами блока цифровой обработки, выходы которого соединены с входами накопителя и генераторного устройства, блок цифровой обработки имеет двухстороннюю связь с вычислительным блоком, выход блока питания соединен с входами генераторного устройства, двухканального блока предварительной обработки, блока цифровой обработки и накопителя, отличающийся тем, что генераторное устройство выполнено двухканальным для генерации двух квазиортогональных частотно-модулированных сигналов для излучения в каналах левого и правого борта, входы первого и второго коммутаторов соединены с первым и вторым выходами генераторного устройства, соответственно, в генераторное устройство дополнительно введен блок хранения коэффициентов деления для генерации двух квазиортогональных частотно-модулированных сигналов, в блок цифровой обработки дополнительно введен блок хранения коэффициентов фильтрации для каждого из двух каналов согласованного фильтра, при этом генераторное устройство содержит кварцевый генератор, двухканальный делитель частоты, двухканальный усилитель A side-scan sonar containing starboard and starboard transceiver antennas, first and second switches, a two-channel pre-processing unit, a generator device, a power supply unit, a storage device, a digital signal processing unit, a computing unit, and the port and receiver star-radiated antennas have two-way communication with the first and second switch, respectively, the outputs of which are connected to the inputs of the two-channel pre-processing unit, the outputs of the two-channel pre-processing unit ki are connected to the inputs of the digital processing unit, the outputs of which are connected to the inputs of the drive and the generating device, the digital processing unit has two-way communication with the computing unit, the output of the power supply is connected to the inputs of the generating device, the two-channel pre-processing unit, the digital processing unit and the storage device, characterized in that the generator device is made two-channel to generate two quasi-orthogonal frequency-modulated signals for radiation in the channels of the left and right b of the mouth, the inputs of the first and second switches are connected to the first and second outputs of the generating device, respectively, the dividing coefficient storage unit is additionally introduced into the generating device to generate two quasi-orthogonal frequency-modulated signals, and the filtering coefficient storage unit is additionally introduced into the digital processing unit for each of the two channels of the matched filter, while the generator device contains a crystal oscillator, two-channel frequency divider, two-channel amplifier

Description

Настоящая полезная модель относится к области гидроакустики и может быть использована для обследования поверхности морского дна.This utility model relates to the field of hydroacoustics and can be used to examine the surface of the seabed.

При обследовании донной поверхности гидролокатором бокового обзора (ГБО) одним из основных факторов, обуславливающих искажения формируемого гидролокационного изображения, являются помехи, возникающие из-за паразитных связей в аппаратуре каналов левого и правого бортов ГБО. В результате, помеховые сигналы маскируют полезные донные эхосигналы, что мешает их обнаружению, поэтому важной задачей является обеспечение помехоустойчивости ГБО в части подавления взаимных помех в каналах левого и правого бортов.When examining the bottom surface with a side-scan sonar (HBO), one of the main factors causing distortions of the generated sonar image is interference caused by spurious connections in the channel equipment of the left and right sides of the HBO. As a result, interfering signals mask useful bottom echo signals, which interferes with their detection, therefore, an important task is to ensure the noise immunity of the HBO in terms of suppressing mutual interference in the left and right side channels.

Разработка ГБО с повышенной помехоустойчивостью позволяет уменьшить искажения формируемого гидролокационного изображения поверхности дна.The development of HBO with increased noise immunity makes it possible to reduce distortions of the formed sonar image of the bottom surface.

Известен гидролокатор бокового обзора (Kosalos J.G., Chayes D.N. А portable system for ocean bottom imaging // Proc. Oceans'83, 1983. P. 649-656), содержащий приемоизлучающую антенну левого борта, приемно-излучающую антенну правого борта, коммутатор, передающий блок, приемный блок, блок управления, блок сбора и обработки информации о рельефе дна, дисплей для отображения полученной информации.Known side-scan sonar (Kosalos JG, Chayes DN A portable system for ocean bottom imaging // Proc. Oceans'83, 1983. P. 649-656), containing the left-side receiving-emitting antenna, the right-hand receiving and emitting antenna, a switch transmitting unit, receiving unit, control unit, unit for collecting and processing information about the topography of the bottom, a display for displaying the received information.

Недостатком данного устройства является использование разных несущих частот, разнесенных в пределах полосы пропускания приемоизлучающих антенн левого и правого борта ГБО, для излучения акустических импульсов.The disadvantage of this device is the use of different carrier frequencies, spaced within the passband of the receiving-emitting antennas of the port and starboard HBO, for the emission of acoustic pulses.

Разнесение по частоте излучаемых сигналов позволяет использовать полосовую фильтрацию при обработке принятых эхосигналов, что, в свою очередь, приводит к значительному подавлению взаимных помех между каналами ГБО.The frequency diversity of the emitted signals allows the use of band-pass filtering when processing the received echo signals, which, in turn, leads to a significant suppression of mutual interference between the channels of HBO.

В результате такого подхода возникает ограничение на минимальную длительность излучаемых импульсов, поскольку короткие импульсы имеют широкий частотный спектр, что приводит к снижению разрешающей способности по наклонной дальности, определяемой длительностью излучаемого акустического импульса.As a result of this approach, there is a restriction on the minimum duration of the emitted pulses, since short pulses have a wide frequency spectrum, which leads to a decrease in the resolution in oblique range, determined by the duration of the emitted acoustic pulse.

Кроме того, использование разных несущих частот для каналов левого и правого борта ГБО приводит к усложнению аппаратуры ГБО и увеличению стоимости ее разработки и настройки.In addition, the use of different carrier frequencies for the channels of the port and starboard HBO leads to the complexity of the equipment of the HBO and increase the cost of its development and configuration.

Наиболее близким аналогом к предлагаемому устройству является ГБО SeaKing ROV/AUV DST фирмы «Tritech» (адрес сайта в интернете http://www.tritech.co.uk/).The closest analogue to the proposed device is HBO SeaKing ROV / AUV DST company "Tritech" (website address on the Internet http://www.tritech.co.uk/).

Указанный ГБО размещен на подводном носителе, содержит приемоизлучающие антенны левого и правого борта, первый и второй коммутаторы, двухканальный блок предварительной обработки, генераторное устройство, блок питания, накопитель, блок цифровой обработки сигналов, вычислительный блок. При этом приемоизлучающие антенны левого и правого борта имеют двухстороннюю связь с первым и вторым коммутатором, соответственно, выходы которых соединены с входами двухканального блока предварительной обработки. Выходы двухканального блока предварительной обработки соединены с входами блока цифровой обработки, выход которого соединен с входами накопителя и генераторного устройства. Блок цифровой обработки имеет двухстороннюю связь с вычислительным блоком, выход блока питания соединен с входами генераторного устройства, двухканального блока предварительной обработки, блока цифровой обработки и накопителя.The specified HBO is located on an underwater carrier, it contains the left-and-starboard receiving-emitting antennas, the first and second switches, a two-channel pre-processing unit, a generator device, a power supply, a drive, a digital signal processing unit, and a computing unit. In this case, the left-and-star receiving radiant antennas have two-way communication with the first and second switch, respectively, the outputs of which are connected to the inputs of the two-channel pre-processing unit. The outputs of the two-channel pre-processing unit are connected to the inputs of the digital processing unit, the output of which is connected to the inputs of the drive and the generator device. The digital processing unit has two-way communication with the computing unit, the output of the power supply unit is connected to the inputs of the generator device, two-channel pre-processing unit, digital processing unit and storage.

Устройство-прототип обладает существенным недостатком, заключающемся в том, что для излучения в каналах правого и левого борта используют одинаковые сигналы, имеющие одинаковую несущую частоту с целью использования одинаковой аппаратуры, в том числе и антенны, в каждом канале ГБО. При этом для устранения паразитных связей между каналами левого и правого борта используют экранирование аппаратуры ГБО и развязку по питанию.The prototype device has a significant drawback, namely that for radiation in the channels of the starboard and port side use the same signals having the same carrier frequency in order to use the same equipment, including antennas, in each channel of HBO. In this case, to eliminate spurious connections between the channels of the port and starboard, they use shielding of HBO equipment and power isolation.

Однако указанные меры не позволяют устранить паразитные связи между каналами в аппаратуре ГБО, в результате взаимная помеха из одного канала ГБО попадает в аналоговую часть другого канала и проходит все этапы обработки, что и полезный сигнал, включая согласованную фильтрацию. Взаимная помеха по структуре сходна с полезным сигналом и не подавляется в процессе обработки, в результате формируемое ГБО гидролокационное изображение искажается. Подобные искажения приводят к частичной или полной потере информации об объектах, расположенных на морском дне.However, these measures do not allow to eliminate spurious connections between the channels in the equipment of the HBO, as a result of mutual interference from one channel of the HBO falls into the analog part of the other channel and goes through all the processing steps, as well as the useful signal, including matched filtering. The mutual interference in structure is similar to the useful signal and is not suppressed during processing; as a result, the generated sonar image is distorted. Such distortions lead to a partial or complete loss of information about objects located on the seabed.

Задачей полезной модели является повышение помехоустойчивости гидролокатора бокового обзора при обследовании поверхности морского дна.The objective of the utility model is to increase the noise immunity of the side-scan sonar when examining the surface of the seabed.

Технический результат заключается в снижении уровня взаимной помехи между каналами левого и правого бортов гидролокатора бокового обзора.The technical result consists in reducing the level of mutual interference between the channels of the left and right sides of the side-scan sonar.

Для достижения указанного технического результата в известный гидролокатор бокового обзора, содержащий приемоизлучающие антенны левого и правого борта, первый и второй коммутаторы, двухканальный блок предварительной обработки, генераторное устройство, блок питания, накопитель, блок цифровой обработки сигналов, вычислительный блок, при этом приемоизлучающие антенны левого и правого борта имеют двухстороннюю связь с первым и вторым коммутатором, соответственно, выходы которых соединены с входами двухканального блока предварительной обработки, выходы двухканального блока предварительной обработки соединены с входами блока цифровой обработки, выходы которого соединены с входами накопителя и генераторного устройства, блок цифровой обработки имеет двухстороннюю связь с вычислительным блоком, выход блока питания соединен с входами генераторного устройства, двухканального блока предварительной обработки, блока цифровой обработки и накопителя, введены следующие новые признаки:To achieve the specified technical result, a known side-scan sonar containing the left and right side receiving antennas, first and second switches, a two-channel pre-processing unit, a generator device, a power supply, a drive, a digital signal processing unit, a computing unit, and left-receiving antenna and starboard have two-way communication with the first and second switch, respectively, the outputs of which are connected to the inputs of the two-channel block preliminary processing, the outputs of the two-channel pre-processing unit are connected to the inputs of the digital processing unit, the outputs of which are connected to the inputs of the drive and the generating device, the digital processing unit has two-way communication with the computing unit, the output of the power supply is connected to the inputs of the generator device, the two-channel pre-processing unit, digital processing and storage, introduced the following new features:

- генераторное устройство выполнено двухканальным для генерации двух квазиортогональных частотно-модулированных сигналов для излучения в каналах левого и правого борта.- the generator device is made two-channel to generate two quasi-orthogonal frequency-modulated signals for radiation in the channels of the port and starboard.

- входы первого и второго коммутаторов соединены с первым и вторым выходами генераторного устройства, соответственно.- the inputs of the first and second switches are connected to the first and second outputs of the generator device, respectively.

- в генераторное устройство дополнительно введен блок хранения коэффициентов деления для генерации двух квазиортогональных частотно-модулированных сигналов.- an additional block for storing division coefficients is added to the generator device to generate two quasi-orthogonal frequency-modulated signals.

- в блок цифровой обработки дополнительно введен блок хранения коэффициентов фильтрации для каждого из двух каналов согласованного фильтра.- a block for storing filtering coefficients for each of the two channels of the matched filter is additionally introduced into the digital processing unit.

Поясним достижение технического результата.Let us explain the achievement of the technical result.

Использование двухканального генераторного устройства обеспечивает генерацию для излучения в каналах левого и правого борта ГБО частотно-модулированных сигналов на одной несущей частоте, которые являются квазиортогональными, что позволяет подавлять взаимные помехи в каналах ГБО при выполнении согласованной фильтрации, в результате повышается помехоустойчивость ГБО.The use of a two-channel generator device ensures generation of frequency-modulated signals on a single carrier frequency, which are quasi-orthogonal, for radiation in the port and starboard channels of the HBO, which allows suppressing mutual interference in the channels of the HBO when performing matched filtering, resulting in an increase in the noise immunity of the HBO.

Сущность полезной модели поясняется фиг. 1-4.The essence of the utility model is illustrated in FIG. 1-4.

На фиг. 1 представлена структурная блок-схема гидролокатора бокового обзора с квазиортогональными сигналами.In FIG. 1 is a structural block diagram of a side-scan sonar with quasi-orthogonal signals.

На фиг. 2 представлена структурная блок-схема двухканального блока предварительной обработки, на фиг. 3 - структурная блок-схема генераторного устройства, на фиг. 4 - структурная блок-схема блока цифровой обработки сигналов.In FIG. 2 is a structural block diagram of a two-channel pre-processing unit; FIG. 3 is a structural block diagram of a generator device; FIG. 4 is a structural block diagram of a digital signal processing unit.

Устройство (фиг. 1) состоит из приемоизлучающей антенны 1 левого борта и приемоизлучающей антенны 2 правого борта, первого и второго коммутаторов 3 и 4, соответственно, двухканального блока 5 предварительной обработки, генераторного устройства 6, накопителя 7, блока 8 цифровой обработки сигналов, блока 9 питания, вычислительного блока 10.The device (Fig. 1) consists of a left-side transceiver antenna 1 and a starboard transceiver antenna 2, first and second switches 3 and 4, respectively, of a two-channel pre-processing unit 5, a generator device 6, a drive 7, a digital signal processing unit 8, a unit 9 power, computing unit 10.

Приемоизлучающая антенна 1 левого борта и приемоизлучающая антенна 2 правого борта имеют двухстороннюю связь с первым и вторым коммутаторами 3 и 4, соответственно, выходы которых соединены с входами двухканального блока 5 предварительной обработки, входы первого и второго коммутаторов 3 и 4 соединены с первым и вторым выходами генераторного устройства 6 соответственно, выходы двухканального блока 5 предварительной обработки соединены с входами блока 8 цифровой обработки, выходы которого соединены с входами накопителя 7 и генераторного устройства 6, блок 8 цифровой обработки имеет двухстороннюю связь с вычислительным блоком 10, выход блока 9 питания соединен с входами двухканального блока 5 предварительной обработки, генераторного устройства 6, накопителя 7 и блока 8 цифровой обработки.The starboard receiving-radiating antenna 1 and starboard receiving-antenna 2 have two-way communication with the first and second switches 3 and 4, respectively, the outputs of which are connected to the inputs of the two-channel pre-processing unit 5, the inputs of the first and second switches 3 and 4 are connected to the first and second outputs generator device 6, respectively, the outputs of the two-channel pre-processing unit 5 are connected to the inputs of the digital processing unit 8, the outputs of which are connected to the inputs of the drive 7 and the generator oystva 6, digital processing block 8 has a two-way communication with the computing unit 10, the power supply 9 output is connected to inputs of two channel unit 5 pretreatment generator unit 6, 7 and the drive unit 8 is a digital processing.

Двухканальный блок 5 предварительной обработки (фиг. 2) состоит из двухканального полосового фильтра 11, двухканального усилителя 12, двухканального аналогово-цифрового преобразователя 13, устройства 14 контроля.The two-channel pre-processing unit 5 (Fig. 2) consists of a two-channel bandpass filter 11, a two-channel amplifier 12, a two-channel analog-to-digital converter 13, and a control device 14.

Генераторное устройство 6 (фиг. 3) состоит из кварцевого генератора 15, двухканального делителя 16 частоты, двухканального усилителя 17 мощности, устройства 18 согласования с нагрузкой, контроллера 19, преобразователя 20 напряжения питания, блока 21 хранения коэффициентов деления.Generator device 6 (Fig. 3) consists of a quartz oscillator 15, a two-channel frequency divider 16, a two-channel power amplifier 17, a load balancing device 18, a controller 19, a supply voltage converter 20, and a division coefficient storage unit 21.

Накопитель 7 представляет собой постоянное запоминающее устройство емкостью не менее 8 Гб.The drive 7 is a permanent storage device with a capacity of at least 8 GB.

Блок 8 цифровой обработки сигналов (фиг. 4) состоит из интерфейсного блока 22, двухканального согласованного фильтра 23, блока 24 автоматической регулировки усиления, блока 25 прореживания, интерфейсного блока 26 упаковки полученных данных для отображения и хранения, контроллера 27, преобразователя 28 напряжения питания, блока 29 хранения коэффициентов для фильтрации.Block 8 of the digital signal processing (Fig. 4) consists of an interface unit 22, a two-channel matched filter 23, an automatic gain control unit 24, a decimation unit 25, an interface unit 26 for packing the received data for display and storage, a controller 27, a power supply converter 28, block 29 storage coefficients for filtering.

Вычислительный блок 10 состоит из процессорного устройства, оперативного запоминающего устройства и кварцевого генератора.Computing unit 10 consists of a processor device, random access memory and a crystal oscillator.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

По командным импульсам, вырабатываемым вычислительным блоком 10 и передаваемым через блок 8 цифровой обработки в генераторном устройстве 6 (фиг. 3) осуществляется формирование двух квазиортогональных частотно-модулированных сигналов, которые преобразуются в акустические импульсы приемоизлучающей антенной 1 левого борта и приемоизлучающей антенной 2 правого борта и излучаются в сторону дна. Прием и преобразование в электрические сигналы осуществляется приемоизлучающими антеннами 1 левого и 2 правого борта. Принятые электрические сигналы от приемоизлучающих антенн 1 левого и 2 правого борта через первый и второй коммутаторы 3 и 4, соответственно, поступают на двухканальный блок 5 предварительной обработки (фиг. 2), где выполняется полосовая фильтрация, усиление и аналого-цифровое преобразование. Далее оцифрованные данные поступают в блок 8 цифровой обработки сигналов (фиг. 4), где в каждом из двух каналов выполняется согласованная фильтрация, автоматическая регулировка усиления и прореживание амплитуд эхосигналов.The command pulses generated by the computing unit 10 and transmitted through the digital processing unit 8 in the generator device 6 (Fig. 3) generate two quasi-orthogonal frequency-modulated signals, which are converted into acoustic pulses by a left-side receiving-emitting antenna 1 and a starboard receiving-emitting antenna 2 and radiated towards the bottom. Reception and conversion into electrical signals is carried out by receiving-emitting antennas of 1 port and starboard. The received electrical signals from the receiving and receiving antennas 1 of the port and starboard through the first and second switches 3 and 4, respectively, are fed to the two-channel pre-processing unit 5 (Fig. 2), where band-pass filtering, amplification and analog-to-digital conversion are performed. Further, the digitized data enters the block 8 of digital signal processing (Fig. 4), where in each of the two channels matched filtering, automatic gain control and decimation of the amplitudes of the echo signals are performed.

С выхода блока 8 данные поступают в накопитель 7 и в вычислительный блок 10 для хранения, отображения и управления.From the output of block 8, the data enters the drive 7 and the computing unit 10 for storage, display and management.

Блок питания 9 обеспечивает питающим напряжением двухканальный блок 5 предварительной обработки, генераторное устройство 6, накопитель 7, блок 8 цифровой обработки сигналов.The power supply unit 9 provides the supply voltage to the two-channel pre-processing unit 5, the generator device 6, the drive 7, the digital signal processing unit 8.

Поясним работу генераторного устройства 6.Let us explain the operation of the generator device 6.

Кварцевый генератор 15 вырабатывает тональное колебание заданной частоты ƒ_s, которое поступает на двухканальный делитель 16 частоты для формирования двух квазиортогональных частотно-модулированных сигналов с заданными законами модуляции несущей частоты ƒ₀:A crystal oscillator 15 generates a tonal oscillation of a given frequency ƒ _s , which is fed to a two-channel frequency divider 16 to generate two quasi-orthogonal frequency-modulated signals with predetermined laws of carrier frequency modulation ƒ ₀ :

гдеWhere

ƒ₀ - несущая частота сигналов;ƒ ₀ is the carrier frequency of the signals;

ΔF - полоса пропускания приемоизлучающих антенн левого и правого борта ГБО.ΔF is the passband of the receiving and emitting antennas of the left and right side of the HBO.

N - число частот в законе модуляции.N is the number of frequencies in the law of modulation.

Контроллер 19 в соответствии командными сигналами от блока 8 цифровой обработки производит выборку значений коэффициентов деления частоты ƒ_s для формирования двух квазиортогональных сигналов из блока 21 хранения коэффициентов деления. Далее выбранные значения коэффициентов деления вместе с управляющим импульсом поступают от контроллера 19 для запуска формирования сигналов в двухканальный делитель 16 частоты.The controller 19 in accordance with the command signals from the digital processing unit 8 selects the values of the frequency division coefficients ƒ _s to generate two quasi-orthogonal signals from the division coefficient storage unit 21. Next, the selected values of the division factors together with the control pulse are received from the controller 19 to start generating signals in a two-channel frequency divider 16.

Коэффициенты деления для генерации квазиортогональных сигналов с заданным законом модуляции хранятся в блоке 21 и определяются по формуле:The division coefficients for the generation of quasi-orthogonal signals with a given modulation law are stored in block 21 and are determined by the formula:

Значение частоты ƒ_s выбирают так, чтобы значения коэффициентов деления K₁ и K₂ были целыми.The frequency value ƒ _{s is} chosen so that the values of the division coefficients K ₁ and K ₂ are integer.

Величины ƒ₀ и ΔF являются техническими характеристиками ГБО, значение N задают исходя из желаемой длительности генерируемого частотно-модулированного сигнала, каждый из которых состоит из N тональных импульсов, частоты которых определяются по формуле (1).The values ƒ ₀ and ΔF are the technical characteristics of HBO, the value of N is set based on the desired duration of the generated frequency-modulated signal, each of which consists of N tonal pulses, the frequencies of which are determined by the formula (1).

Далее сформированные сигналы усиливаются в двухканальном усилителе 17 мощности и передаются через устройство 18 согласования с нагрузкой на первый и второй коммутаторы 3 и 4, соответственно, для последующего излучения в водную среду с помощью приемоизлучающих антенн 1 левого и 2 правого борта. Преобразователь 20 напряжения питания обеспечивает соответствующим напряжением двухканальный делитель 16 частоты, двухканальный усилитель 17 мощности и контроллер 19.Next, the generated signals are amplified in a two-channel power amplifier 17 and transmitted through the device 18 matching with the load on the first and second switches 3 and 4, respectively, for subsequent radiation into the aquatic environment using transceiving antennas 1 port and starboard. Converter 20 of the supply voltage provides the corresponding voltage to the dual-channel frequency divider 16, the dual-channel power amplifier 17 and the controller 19.

Поясним работу блока 8 цифровой обработки.Let us explain the operation of digital processing unit 8.

В интерфейсном блоке 22 производится распаковка полученных квадратурных составляющих эхосигналов, и формирование комплексных амплитуд эхосигналов в каналах левого и правого бортов.In the interface unit 22, the obtained quadrature components of the echo signals are unpacked, and the complex amplitudes of the echo signals are formed in the left and right side channels.

По командным импульсам от вычислительного блока 10 контроллер 27 производит выборку коэффициентов для выполнения согласованной фильтрации из блока 29 хранения коэффициентов для фильтрации. Далее контролер 27 передает выбранные коэффициенты для фильтрации эхосигналов в каналах левого и правого бортов в двухканальный согласованный фильтр 23.Based on the command pulses from the computing unit 10, the controller 27 selects the coefficients for performing the coordinated filtering from the coefficient storage unit 29 for filtering. Next, the controller 27 transmits the selected coefficients for filtering the echo signals in the channels of the left and right sides in a two-channel matched filter 23.

При использовании для излучения в каналах ГБО одинаковых сигналов (с одинаковой несущей частотой) взаимная помеха схожа по структуре с полезным сигналом и не может быть подавлена при обработке, особенно при согласованной фильтрации, поскольку импульсная характеристика каждого из каналов двухканального согласованного фильтра 23 представляет собой зеркально перевернутую во времени копию входного сигнала, на который настроен указанный фильтр (Баскаков С.И. Радиотехнические цепи и сигналы. - М.: Высшая школа, 1988. С. 420).When using the same signals (with the same carrier frequency) for radiation in the channels of the HBO, the mutual interference is similar in structure to the useful signal and cannot be suppressed during processing, especially with matched filtering, since the impulse response of each channel of the two-channel matched filter 23 is mirror-inverted in time, a copy of the input signal to which the specified filter is configured (Baskakov S.I. Radio engineering circuits and signals. - M.: Higher School, 1988. P. 420).

Если использовать для излучения в каналах ГБО разные сигналы, то взаимная помеха будет отличаться по структуре от полезного сигнала, что обеспечит ослабление взаимной помехи при выполнении процедуры согласованной фильтрации, поскольку каждый из каналов двухканального согласованного фильтра 23 будет настроен на заданный сигнал, а не помеху.If you use different signals for radiation in the channels of the HBO, then the mutual interference will differ in structure from the useful signal, which will ensure the weakening of mutual interference when performing the matched filtering procedure, since each of the channels of the two-channel matched filter 23 will be tuned to a given signal, not interference.

Условие квазиортогональности используемых сигналов (малые значения их взаимно-корреляционной функции) в каналах ГБО позволяет минимизировать уровень отклика в каждом из каналов двухканального согласованного фильтра 23 на взаимную помеху и значительно ее подавить.The condition for the quasi-orthogonality of the signals used (small values of their cross-correlation function) in the HBO channels allows one to minimize the level of response in each channel of the two-channel matched filter 23 to mutual interference and significantly suppress it.

После выполнения согласованной фильтрации обработанные амплитуды эхосигналов, полученные в каналах левого и правого борта, передаются в блок 24 автоматической регулировки усиления для выравнивания величины динамического диапазона по амплитуде и затем в блок 25 прореживания для выполнения прореживания.After performing matched filtering, the processed echo amplitudes obtained in the port and starboard channels are transmitted to the automatic gain control unit 24 to equalize the dynamic range in amplitude and then to the decimation unit 25 to perform decimation.

В интерфейсном блоке 26 упаковки полученных данных для отображения и хранения производится упаковка амплитуд эхосигналов в заданный формат для передачи в вычислительный блок 10.In the interface unit 26 for packaging the received data for display and storage, the amplitudes of the echo signals are packed in a predetermined format for transmission to the computing unit 10.

Преобразователь 28 напряжения питания обеспечивает питающим напряжением заданного уровня интерфейсный блок 22, двухканальный согласованный фильтр 23, блок 24 автоматической регулировки усиления, блок 25 прореживания, интерфейсный блок 26 упаковки полученных данных для отображения и хранения, контроллер 27.Converter 28 of the supply voltage provides the supply voltage of a given level to the interface unit 22, a two-channel matched filter 23, an automatic gain control unit 24, a decimation unit 25, an interface unit 26 for packing the received data for display and storage, controller 27.

Предложенный ГБО позволяет использовать для излучения в каналах левого и правого борта квазиортогональные частотно-модулированные сигналы, что обуславливает подавление взаимных помех при согласованной фильтрации, а также повышение помехоустойчивости, таким образом, технический результат полезной модели достигнут.The proposed HBO makes it possible to use quasi-orthogonal frequency-modulated signals for radiation in the channels of the port and starboard, which causes the suppression of mutual interference with matched filtering, as well as increased noise immunity, thus, the technical result of the utility model is achieved.

Claims

A side-scan sonar containing starboard and starboard transceiver antennas, first and second switches, a two-channel pre-processing unit, a generator device, a power supply unit, a storage device, a digital signal processing unit, a computing unit, and the port and receiver star-radiated antennas have two-way communication with the first and second switch, respectively, the outputs of which are connected to the inputs of the two-channel pre-processing unit, the outputs of the two-channel pre-processing unit ki are connected to the inputs of the digital processing unit, the outputs of which are connected to the inputs of the drive and the generating device, the digital processing unit has two-way communication with the computing unit, the output of the power supply is connected to the inputs of the generating device, the two-channel pre-processing unit, the digital processing unit and the storage device, characterized in that the generator device is made two-channel to generate two quasi-orthogonal frequency-modulated signals for radiation in the channels of the left and right b of the mouth, the inputs of the first and second switches are connected to the first and second outputs of the generating device, respectively, the dividing coefficient storage unit is additionally introduced into the generating device to generate two quasi-orthogonal frequency-modulated signals, and the filtering coefficient storage unit is additionally introduced into the digital processing unit for each of the two channels of the matched filter, while the generator device contains a crystal oscillator, two-channel frequency divider, two-channel amplifier power, load balancing device, power voltage converter, controller, storage unit for division factors, while the output of the crystal oscillator is connected to the input of a two-channel frequency divider, the outputs of which are connected to the inputs of a two-channel power amplifier, the output of the controller is connected to the input of a two-channel frequency divider, outputs of a two-channel the power amplifier is connected to the inputs of the device matching the load, the output of the voltage converter is connected to the inputs of the two-channel divider frequency, two-channel power amplifier, controller, the controller has two-way communication with the unit for storing division ratios.