RU1809405C - Способ обнаружени объектов вблизи дна и на дне - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к гидроакустике , использующей излучающие параметрические системы, и может быть-йспользовано при поиске объектов, расположенных на дне и на небольшом заглублении в грунте. Цель изобретени  - увеличение дальности обнаружени  объектов и повышение надежности их обнаружени  на поверхности дна и в приповерхностном слое грунта. Дл  этого дополнительно к озвучиванию морского дна ванной различной частоты параметрической антенны, приёму отраженной акустической энергии и индикации изображени  объектов, ориентируют акустическую ось параметрической антенны по нормали к поверхности дна, определ ют рассто ние до дна и по величине задержки эхо-сигнала накачки устанавливают частоту наблюдени  накачки в соответствии с вели: чиной рассто ни . 2 ил. w fe

Description

Изобретение относитс  к акустической активной локации, использующей излучающие параметрические антенны (ПА), которые предназначены дл  поиска объектов вблизи поверхности плоской границы раздела, и может быть использовано при поиске придонной рыбы, объектов , расположённых на дне, над дном, на небольшом заглублении в грунте, в частности , железно-марганцевые конкреции, трубопроводы, археологи , геологи , при поиске дефектов плоских прот женных объектов .

: Целью изобретени   вл етс  увеличение дальности обнаружени  объектов и повышение надежности их обнаружени  на поверхности дна и в приповерхностном слое грунта. .

Способ обнаружени  объектов вблизи дна и на дне включает в себ  озвучивание морского дна волной разностной частоты параметрической антенны, ориентацию акустической оси параметрической антенны по нормали к поверхности дна,определение рассто ни  до дна по задержке эхо-сигнала накачки, установку частоты модул ции в соответствии с соотношением, определ ющим формирование на поверхности дна двух зон Френел 

F KC0/htg2 в.

где К 0,74...1,5 - экспериментально определ ема  константа; С0 - скорость звука в воде: h - рассто ние до дна;

00

о ю -N о ел

2 0- угол раскрыва характеристики направленности излучающей антенны, и измеренной величиной рассто ни  до дна, прием отразившихс  эхо-сигналов волны разностной частоты и их индикацию на регистраторе локационной обстановки.

На фиг. 1 показана структурна  схема устройства, реализующего вариант осуществлени  способа; на фиг. 2 - спектральные диаграммы, по сн ющие работу устройства ..

Вариант устройства, реализующего способ, (фиг. 1) содержит генератор несущей частоты 1, усилитель посто нного тока 2, соединенный с низкочастотным генератором 4, управл емым напр жением, балансный модул тор 3, .включенный между выходами обоих генераторов и входом импульсного модул тора 5, управл емого от импульсного генератора 6, усилитель мощности 7, коммутатор 8 и обратимый преобразователь 9, включенные последовательно , подключенный к коммутатору 8 усилитель высоких частот. 10, нагруженный на амплитудный детектор 11, триггерный измеритель времени задержки эхо-сигналов накачки от дна 12, входы которого соединены с импульсным генератором и детектором, а выход - с преобразователем врем /напр жение 13, соединенным с усилителем посто нного тока, низкочастотный широкополосный преобразователь 14, нагруженный на приемник низкочастотных эхо-сигналов

15. соединенный с регистратором сигналов

16. который подключен к импульсному генератору , стабилизирующа  платформа 17, на которой размещены оба преобразовател .

Устройство работает следующим образом .

На балансный модул тор 3 подаютс  гармонические сигналы с неперестраиваемого генератора 1 несущей частоты, совпадающей с резонансной частотой обратимого преобразовател  f0, и с управл емого внешним напр жением низкочастотного генератора 4, генерирующего частоту F/2. На выходе модул тора формируетс  двухча- стотный сигнал накачки параметрической антенны, спектр которого представлен частотами fi fo-F/2 nf2 fo + F/2. В импульсном модул торе 5 непрерывный сигнал с выхода балансного модул тора преобразуетс  в радиоимпульсы , длительность которых задаетс  импульсным генератором 6, Далее радиоимпульсы усиливаютс  в усилителе мощности 7, проход т коммутатор прием- излучение 8 и излучаютс  обратимым преобразователем 9. Отразившийс  от дна эхо-сигнал накачки принимаетс  преобразователем 9, проходит коммутатор 8, усиливаетс  в усилителе 1.0, преобразуетс  в видеоимпульс в амплитудном детекторе 11 и поступает на триггерную схему 12 измере- ни  времени задержки эхо-импульса относительно момента излучени , который определ етс  по влением импульса с импульсного генератора 6. Импульс с длительностью , равной времени задержки эхо-сигнала, с выхода измерител  времени

12 поступает на преобразователь Врем /напр жение , где преобразуетс  в посто нное напр жение, которое усиливаетс  в усилителе посто нного тока 2 и подаетс  на управл ющий вход низкочастотного генератора 4, управл емого напр жением. Низкочастотный генератор вырабатывает частоту F/2, привод щую к генерации в среде распространени  волны с разностной частотой

F F2-fi н

соответствующей условию формировани  на поверхности дна первых двух зон Френел . Низкочастотные эхо-сигналы от объектов на дне и в грунте принимаютс  низкочастотным приемным преобразователем 14, усиливаютс  и обрабатываютс  в приемнике низкочастотных эхо-сигналов 15

и подаютс  на регистратор сигналов 16. Ре- гистратор осуществл ет синхронизацию работы устройства и задает частоту следовани  импульсов излучени . Стабилизирующа  платформа 17 удерживает обратимый и приемный преобразователи ориентированными их акустическими ос ми по нормали к поверхности дна в ходе поиска объектов, устран ет вли ние качки.

На фиг. 2,а показаны спектрограммы

сигналов накачки и волны разной частоты

дл  случаев различных рассто ний до дна.

В сравнении с известным решением

способ обнаружени  объектов вблизи дна и

на дне устран ет маскирующее вли ние эхосигнала от дна, что обеспечивает возможность обнаружени  объектов вблизи дна и на дне, снимаютс  ограничени  на дальность обнаружени  объектов. Это позвол ет многократно повысить производительность

поисковых работ благодар  увеличению озвучиваемой площади дна за один цикл излучени -приема , уменьшить трудоемкость работ, отказавшись от буксируемых устройств и их обслуживани , повысить достоверность результатов поиска за счет исключени  эхо-сигналов, маскирующих по- лезную информацию.

Формул а изобретени  Способ обнаружени  объектов вблизи дна и на .дне, включающий в себ  озвучивание морского дна волной разностной часто-нормали к поверхности дна. по задержке

ты параметрической антенны, прием отра-эхо-сигнала накачки определ ют рассто зившейс  акустической энергии и индикацию20 ние до дна и в соответствии с величиной

изображени  объектов, о т л и ч а ю щ и и с  рассто ни  устанавливают частоту модул тем , что акустическую ось ориентируют поции накачки.

объект