RU1641102C - Параметрический эхолокатор - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к акустическим приборам активной локации. Цель изобретения - оценка размеров лоцируемых объектов. С помощью акустического преобразователя 7 накачки в воду излучаются амплитудно-модулированные импульсы, которые за счет эллиэнтности среды формируют волну разностной частоты (ВРЧ). Отраженные от зондируемого объекта сигналы ВРЧ и частоты накачки принимаются соответственно приемным преобразователем 15 и акустическим преобразователем 7, усиливаются, стробируются по времени и детектируются в усилителях-ограничителях 18 и 21. Далее видеосигналы с блоков 18 и 21 поступают на входы нормирующего устройства 22, в котором сигнал ВРЧ приводится к уровню сигнала на частоте накачки. В зависимости от размера лоцируемого объекта (больше длины ВРЧ или меньше ее) сигнал ВРЧ будет либо отражаться от него или его огибать. В соответствии с этим на выходе нормирующего устройства будет единичное или нужное напряжение, что позволяет судить о размерах лоцируемого объекта. Для более точного определения размеров длина ВРЧ изменяется путем перестройки частоты модуляции, вырабатываемой генератором 3. Сигналы, несущие информацию о размерах объекта и частоте ВРЧ, регистрируются на регистрирующем приборе 31. 1 ил.

Description

Изобретение относится к акустическим приборам активной локации.

Цель изобретения - оценка размеров лоцируемых объектов.

На чертеже представлена структурная схема эхолокатора.

Параметрический эхолокатор содержит генератор 1 гармонических колебаний, амплитудный модулятор 2, управляемый генератор 3 гармонических колебаний, первый импульсный модулятор 4, усилитель 5 мощности, коммутатор 6 прием-передача, акустический преобразователь 7 накачки, синхронизатор 8, формирователь 9 ступенчатого напряжения, формирователи 10-14 прямоугольных импульсов, приемный преобразователь 15, приемник 16 эхосигналов разностной частоты, первый временной селектор 17, первый усилитель-ограничитель 18, приемник 19 эхосигналов частоты накачки, второй временной селектор 20, второй усилитель-ограничитель 21, нормирующее устройство 22, первый ключ 23, устройство 24 выборки-хранения, второй ключ 25, преобразователь 26 прямоугольных импульсов в пилообразные, компаратор 27, коммутатор 28, второй импульсный 29 модулятор, генератор 30 колебаний частоты регистрирующего прибора, регистрирующий прибор 31.

Параметрический эхолокатор работает следующим образом. С помощью блоков 1-6 формируются амплитудно-модулированные с частотой Ω модуляции радиоимпульсы длительности τ_и, излучаемые в воду акустическим преобразователем 7 накачки. Задними фронтами синхроимпульсов U1 запускается первый формирователь 10 прямоугольных импульсов, формирующий на выходе видеоимпульсы U2 с необходимой длительностью τ_и излучаемых импульсов накачки, которые поступают на вход первого импульсного модулятора 4 и управляют его работой. Задними фронтами импульсов U2 запускается второй формирователь 11 прямоугольных импульсов, который формирует на своем выходе видеоимпульсы U3 с регулируемой длительностью τ_зад задержки стробирующего импульса, необходимые для осуществления временной селекции эхосигналов от интересующего нас объекта. Задними фронтами импульсов U3 запускается третий формирователь 12 прямоугольных импульсов, формирующий на своем выходе стробирующие видеоимпульсы U4 с регулируемой длительностью строба τ_стр≥τ_и , которые поступая на управляемые входы временных селекторов, непосредственно осуществляют стробирование. Задними фронтами синхроимпульсов U1 запускается также четвертый формирователь 13 прямоугольных импульсов, который на своем выходе формирует видеоимпульсы U5, задними фронтами которых запускается пятый формирователь 14 прямоугольных импульсов, формирующий на своем выходе видеоимпульсы U6, которые вместе с импульсами U5 необходимы для оценки лоцируемых объектов по их размерам и регистрации на одном информационном поле регистрирующего прибоpа информации о локационной обстановке и информации о размерах лоцируемых объектов. Синхроимпульсы U1 также управляют работой формирователя 9 ступенчатого напряжения, выходное напряжение которого, изменяя от посылки к посылке свой уровень, изменяет от посылки к посылке частоту модулирующих колебаний U8, формируемых управляемым генератором 3 гармонических колебаний.

Вследствие этого изменяется и длина волны разностной частоты (ВРЧ) Ω , образованная в воде благодаря нелинейному самовоздействию амплитудно-модулированного колебания излучения накачки.

Отразившиеся от исследуемого объекта эхосигналы ВРЧ принимаются приемным преобразователем 15, усиливаются и обрабатываются в приемнике 16 эхосигналов разностной частоты, селектируются по времени в первом селекторе 17 и в виде сигнала U10 подаются для дальнейшего усиления, ограничения и детектирования на вход первого усилителя-ограничителя 18. Отраженные объектом эхосигналы частоты накачки принимаются акустическим преобразователем 7 накачки и через коммутатор 6 подаются на вход приемника 19 эхосигналов частоты накачки, где усиливаются и обрабатываются, селектируются в втором временном селекторе 20 и в виде сигнала U11 поступают для дальнейшего усиления, ограничения и детектирования на вход второго усилителя-ограничителя 21. Далее видеосигналы с выходов усилителей-ограничителей 18 и 21 поступают на входы нормирующего устройства 22, в котором уровни видеосигнала U13, несущего информацию об объекте на низких частотах (ВРЧ), приводятся к уровню видеосигнала U12, несущего информацию об объекте на высоких частотах накачки.

Если размеры лоцируемого объекта больше длины волны накачки, но меньше длины ВРЧ самого высокочастотного разностного сигнала, то эхосигналы от таких объектов уверенно регистрируются на частотах накачки (U12 = 1), но отсутствуют и не регистрируются по каналу ВРЧ (U13 = 0).

Если размеры объекта больше длины волны накачки и больше длины ВРЧ самого высокочастотного разностного сигнала, но меньше длины ВРЧ самого низкочастотного разностного сигнала, то в этом случае эхосигналы от таких объектов существуют и уверенно регистрируются на высоких частотах накачки (U12 = 1) и на высоких частотах ВРЧ. При этом на выходе нормирующего устройства 22 существует сигнал U14 = 1, который через первый открытый ключ 23 подается на сигнальный вход устройства 24 выборки-хранения в виде сигнала U15 = 1, в котором его уровень запоминается и в виде сигнала U16 = 1, подается на управляемый вход второго ключа 25. Видеоимпульс U6, один из двух видеоимпульсов U5 и U6, участвующих в делении информационного поля прибора регистрации на две части, преобразуются в преобразователе 26 прямоугольных импульсов в пилообразные и поступают на первый вход компаратора 27, на второй вход которого подается ступенчатое напряжение U7 с выхода формирователя 9. При равенстве изменяющегося линейно уровня пилообразного напряжения U17 постоянному (на время между двумя посылками) уровню сигнала U7 на выходе компаратора 27 формируется видеоимпульс U18, длительность которого во времени пропорциональна частоте модулирующего сигнала U8. Таким образом, происходит преобразование амплитуды напряжения U7, несущей информацию о длине ВРЧ во временной интервал, что позволяет не только регистрировать информацию о локационной обстановке в первой части регистрирующего прибора, но и информацию о размерах лоцируемого в воде объекта во второй части информационного поля регистрирующего прибора. Формируемые на выходе компаратора импульсы U18 поступают через открытый второй ключ 25 на второй сигнальный вход коммутатора 28 и поступают в виде сигнала U19 на модулирующий вход второго импульсного модулятора 29, где модулируются для нормальной работы регистрирующего прибора колебаниями частоты регистрирующего прибора, формируемыми генератором 30, и в виде радиоимпульсов U20 поступают на вход регистрирующего прибора 31, где регистрируются.

Claims (1)

1. ПАРАМЕТРИЧЕСКИЙ ЭХОЛОКАТОР, содержащий генератор гармонических колебаний, амплитудный модулятор, первый вход которого соединен с выходом генератора гармонических колебаний, управляемый генератор гармонических колебаний, выход которого соединен с вторым модулирующим входом амплитудного модулятора, первый импульсный модулятор, сигнальный вход которого соединен с выходом амплитудного модулятора, усилитель мощности, вход которого соединен с выходом первого импульсного модулятора, коммутатор прием - передача, вход которого соединен с выходом усилителя мощности, акустический преобразователь накачки, вход которого соединен с выходом коммутатора прием - передача, приемный преобразователь, приемник эхосигналов разностной частоты, вход которого соединен с выходом приемного преобразователя, первый временной селектор, сигнальный вход которого соединен с первым выходом приемника эхосигналов разностной частоты, приемник эхосигналов частоты накачки, вход которого через коммутатор прием - передача соединен с выходом акустического преобразователя накачки, нормирующее устройство, устройство выборки - хранения, компаратор, преобразователь прямоугольных импульсов в пилообразные, выход которого соединен с первым входом компаратора, второй импульсный модулятор, генератор колебаний частоты регистрирующего прибора, выход которого соединен с модулирующим входом второго импульсного модулятора, регистрирующий прибор, сигнальный вход которого соединен с выходом второго импульсного модулятора, отличающийся тем, что, с целью оценки размеров лоцируемых объектов, в него введены синхронизатор, вход которого соединен с синхронизирующим выходом регистрирующего прибора, формирователь ступенчатого напряжения, вход которого соединен с выходом синхронизатора, а выход - с управляемым входом управляемого генератора гармонических колебаний, первый формирователь прямоугольных импульсов, вход которого соединен с выходом синхронизатора, а выход - с модулирующим входом первого импульсного модулятора, второй формирователь прямоугольных импульсов, вход которого соединен с выходом первого формирователя прямоугольных импульсов, третий формирователь прямоугольных импульсов, вход которого соединен с выходом второго формирователя прямоугольных импульсов, а выход - с управляемым входом первого временного селектора, четвертый формирователь прямоугольных импульсов, вход которого соединен с выходом синхронизатора, пятый формирователь прямоугольных импульсов, вход которого соединен с выходом четвертого формирователя прямоугольных импульсов, а выход - со сбрасывающим входом устройства выборки - хранения и входом преобразователя прямоугольных импульсов в пилообразные, первый усилитель-ограничитель, вход которого соединен с выходом первого временного селектора, а выход - с первым входом нормирующего устройства, второй временной селектор, сигнальный вход которого соединен с первым выходом приемника эхосигналов частоты накачки, а управляемый вход соединен с выходом третьего формирователя прямоугольных импульсов, второй усилитель-ограничитель, вход которого соединен с выходом второго временного селектора, а выход - с вторым входом нормирующего устройства, первый ключ, сигнальный вход которого соединен с выходом нормирующего устройства, а управляемый вход соединен с выходом второго усилителя-ограничителя, выход первого ключа соединен с сигнальным входом устройства выборки-хранения, второй ключ, управляемый вход которого соединен с выходом устройства выборки-хранения, а сигнальный вход соединен с выходом компаратора, коммутатор, первый и второй управляемые входы которого соединены соответственно с выходами четвертого и пятого формирователей прямоугольных импульсов, первый сигнальный вход коммутатора соединен с вторыми выходами приемника эхосигналов разностной частоты и приемника эхосигналов частоты накачки, а второй сигнальный вход соединен с выходом второго ключа, выход коммутатора соединен с сигнальным входом второго импульсного модулятора.