RU1815616C - Параметрический эхолокатор - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к акустическим приборам активной локации и предназначено дл  лоцировани  объекта и газонасыщенных областей. Целью изобретени   вл етс  повышение точности определени  распределени  газовых пузырьков по размерам и частотной зависимости коэффициентов отражени . Дл  дистанционного определени  распределени  газовых пузырьков по их размерам, определени  частотной зависимости коэффициентов отражени  лоцируе- мых объектов в ПЭ, содержащий генератор гармонических колебаний 1, амплитудный модул тор 2, импульсный модул тор 3, усилитель мощности 4, акустический преобразователь накачки 5, приемный преобразователь 6, приемник эхо- сигналов разностной частоты 7, регистрирующий прибор 8, синхронизатор 9, формирователь пр моугольных импульсов 10, генератор гармонических колебаний 11, введены формирователь пилообразных колебаний 12, п- канальные селективные усилители 13, 23, 24, сумматор 14, усилитель посто нного тока 15, делитель напр жени  16, схемы задержки 17, 20, формирователи пр моугольных импульсов 18, 21, импульсные модул торы 19, 22, оперативное запоминающее устройство 25, n-канальное нормирующее устройство 26, n-канальный регистрирующий прибор 27. 2 ил. со с

Description

оо

ел о

CN

Изобретение относитс  к акустическим приборам активной локации и предназначено дл  лоцировани  объектов и газонасыщенных областей, а также определени  распределени  газовых пузырьков по размерам в лоцируемых газонасыщенных област х и определени  частотной зависимости коэффициентов отражени  лоцируемых объектов.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности определени  распределени  газовых пузырьков по размерам и частотной зависимости коэффициентов отражени .

На чертеже представлена структурна  схема устройства.

Параметрический эхолокатор содержит:

1 - генератор гармонических колебаний ,

2 - амплитудный модул тор,

3 - импульсный модул тор,

4 - усилитель мощности,

5 - акустический преобразователь накачки ,

6 - приемный преобразователь,

7 - приемник эхо-сигналов разностной частоты,

8 - регистрирующий прибор,

9 - синхронизатор,

10 - формирователь пр моугольных импульсов ,

11 - генератор гармонических колебаний ,

12 - формирователь пилообразных колебаний ,

13 - многоканальный селективный усилитель ,

14-сумматор,

15 - усилитель посто нного тока,

16 - делитель напр жени ,

17 - схема задержки,

18 - формирователь пр моугольных импульсов ,

19 - импульсный модул тор,

20 - схема задержки,

21 - формирователь пр моугольных импульсов ,

22 - импульсный модул тор,

23 - многоканальный селективный усилитель ,

24 - многоканальный селективный усилитель ,

25 - многоканальное оперативное запоминающее устройство,

26 - многоканальное нормирующее устройство ,

27 - многоканальный регистрирующий прибор.

Параметрический эхолокатор работает следующим образом.

Непрерывные колебани  с выхода генератора 1 гармонических колебаний модулируютс  по амплитуде широкополосными модулирующими колебани ми в амплитудном модул торе 2, с выхода которого ампли- тудно-модулированные колебани  поступают на сигнальный вход импульсного модул тора 3, на выходе которого формируютс  зондирующие радиоимпульсы с требуемой длительностью и скважностью, которые усиливаютс  усилителем 4 мощности и излучаютс  в водную среду акустическим преобразователем 5 накачки. В результате нелинейного взаимодействи 

5 излучаемых волн накачки с 2п + 1 эквидистантными частотными компонентами амп- литудно-модулированного сигнала в среде формируетс  высоконаправленное низкочастотное широкополосное параметрическое

0 акустическое излучение из 2п эквидистант- .ных гармонических составл ющих, которым облучаетс  лоцируема  область, содержаща  газовые пузырьки. При облучении газовых пузырьков, распределение по размерам

5 которых необходимо определить, широкополосным сигналом, состо щим из 2п частотных компонент, в результате резонансного рассе ни  на газовых пузырьках формируетс  широкополосный рассе нный

0 эхо-сигнал, состо щий из 2п частотных компонент , при этом уровни рассе нного широкополосного сигнала на каждой из 2п частотных компонент завис т от концентрации газовых пузырьков, размеры которых

5 резонансны частотам этих компонент. Рассе нные газовыми пузырьками сигналы принимаютс  широкополосным приемным преобразователем 6, расположенным на акустической оси акустического преобразо-0 вател  накачки 5 в его дальней зоне, усиливаютс  и обрабатываютс  в приемнике эхо-сигналов разностной частоты 7, с выхода которого информаци  о рассто нии до лоцируемой области с газовыми пузырька5 ми, ее прот женности и т.п. регистрируетс  регистрирующим прибором 8, синхроимпульсы с посылочных контактов которого синхронизируют работу всего ПЭ через синхронизатор 9. Широкополосный модулиру0 ющий сигнал с эквидистантным спектром из п.частотных составл ющих формируетс  из непрерывных колебаний с частотой F, образующихс  на выходе генератора 11 гармонических колебаний, с помощью

5 формировател  12 пилообразных колебаний . На выходе последнего формируютс  непрерывные пилообразные колебани  с частотой F, спектр которых обладает бесконечным р дом гармонических состэвл ю- , щих. необходимое число которых п

выдел етс  с помощью многоканального селективного усилител  13 с плавно перестраиваемыми частотами селекции F, 2F, 3F, ..., nF и коэффициентами усилени  соответственно равными 1, 2, 3, ..., п, с выхода которого п гармонических составл ющих с эквидистантным спектром поступают на входы линейного сумматора 14. Широкополосный сигнал с п частотными эквидистантными компонентами с выхода сумматора модулирует по амплитуде гармонический сигнал с частотой f в амплитудном модул торе 2. Плавна  синхронна  перестройка частот селекции многоканального селективного усилител  13 в соответствии с изменением частоты колебаний F осуществл етс  с помощью усилител  15 посто нного тока и делител  16 напр жени . Задними фронтами синхроимпульсов запускаютс  формирователь 10 пр моугольных импульсов, на выходе которого формируютс  видеоимпульсы длительностью ти, которые управл ют работой импульсного модул тора 3, схемы 17 и 20 задержки, участвующие в стробировании зондирующего и рассе нного широкополосных сигналов, формирую- . щие на своих выходах видеоимпульсы с длительност ми г3адст д и Тзадсте- задними фронтами которых запускаютс  формирователи 18 и 21 пр моугольных импульсов, формирующие на своих выходах видеоимпульсы с длительност ми rcrpi и гстр2 , которые поступают на управл емые входы импульсных модул торов 19 и 22, которые непосредственно осуществл ют стробиро- вание из всего сигнала, снимаемого с выхода приемника 7 эхо-сигналов разностной частоты, зондирующего и рассе нного широкополосных сигналов. Отселектирован- ные во времени широкополосные сигналы поступают дл  частотной селекции на входы многоканальных селективных усилителей 23 и 24, с выходов которых отселектиро- ванные по частоте, выпр мленные и ос- редненные в пределах длительности зондирующего импульса ги сигналы поступают дл  приведени  уровней рассе нных пузырьками сигналов к уровн м зондирующих сигналов на соответствующие входы многоканального нормирующего устройства 26. Поскольку зондирующие и рассе нные сигналы разнесены во времени, то дл  осуществлени  операции нормировани  зондирующие сигналы предварительно запоминаютс  в многоканальном оперативном запоминающем устройстве 25. Перед излучением очередного зондирующего сигнала сикхронизирукж1ий импульс с выхода синхронизатора 9 сбрасывает запоминаемую на один цикл излучени -приема информацию об уровн х зондирующих сигналов на 2п эквидистантных частотных компонентах широкополосного акустиче- 5 ского излучени , и тем самым подготавливает многоканальное запоминающее устройство к очередному циклу работы. Приведенные уровни рассе нных сигналов, представл ющие собой коэффициенты рас0 се ни  или коэффициенты отражени  лоци- руемых газонасыщенных областей или объектов, с выходов нормирующего устройства , поступают дл  дальнейшей документальной регистрации на соответствующие

5 сигнальные входы многоканального регистрирующего прибора 27, синхронизируемого синхроимпульсами с выхода синхронизатора 9. Синхронна  перестройка частот селек- ции многоканальных селективных

0 усилителей 23 и 24 в соответствии с изменением частоты колебаний, генерируемых генератором 11 гармонических колебаний, осуществл етс  подачей управл ющих напр жений с выходов делител  16 напр же5 ии  на соответствующие управл емые входы селективных усилителей.

По сравнению с прототипом в предложенном устройстве за счет временной и частотной селекции, а также приведени 

0 уровней эхо-сигналов к уровн м зондирующих сигналов, позвол ющих снизить уровни шумов и устранить нестабильность формируемых широкополосных сигналов, обусловленную нестабильностью параметров

5 электронного и акустического излучающих . трактов ПЭ, повышаетс  точность определени  распределени  газовых пузырьков по размерам и частотной зависимости коэффициентов отражени  в лоцируемых газонасы0 щенных област х и объектах.

Знание распределени  пузырьков по размерам в лоцируемых газонасыщенных област х позвол ет судить, например, о типе судна, его скорости, времени, прошед5 шем с момента прохождени  судна в обследуемом районе акватории до момента обнаружени  его кильватерного следа, и т.п. Априорное знание частотной зависимости коэффициентов отражени  от различных

0 объектов позвол ет сравнением получаемой зависимости с известной классифици- - ровать лоцируемые объекты по их частотной зависимости коэффициентов отражени , что повышает достоверность и надежность

5 получаемой информации о локационной обстановке под водой.

Claims (1)

1. Формулаизобретени  Параметрический эхолокатор, содержащий последовательно соединенные первый

   генератор гармонических колебаний, амплитудный модул тор, первый импульсный модул тор, усилитель мощности и акустический преобразователь накачки, последовательно соединенные приемный преобразователь, установленный в дальней зоне акустического преобразовател  на его оси, приемник эхо-сигналов разностной частоты и регистрирующий прибор, первый формирователь пр моугольных импульсов, выход которого соединен с управл емым входом первого импульсного модул , отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности определени  распределени  газовых пузырьков по размерам и частотной за- висимости коэффициентов отражени , в него введены синхронизатор, вход которого соединен с.выходом первого регистрирующего прибора, последовательно соединенные перва  схема задержки, вход которой соединен с выходом синхронизатора, второй формирователь пр моугольных импульсов и второй импульсный модул тор, последовательно соединенные втора  схема задержки, вход которой соединен с выходом синхронизатора, третий формирователь пр моугольных импульсов и третий импульсный модул тор, второй и третий многоканальные селективные усилители, сигнальные входы которых соответственно соединены с выходами второго и третьего импульсных модул торов, сигнальные входы которых соединены с выходом приемника эхо-сигналов разностной частоты, последовательно .соединенные многоканальное оперативное запоминающее устройство, вход которого соединен с выходом второго многоканального селективного усилител , многоканальное нормирующее устройство, второй вход которого соединен с выходом многоканального селективного третьего усилител , и многоканальный регистрирующий прибор, синхронизируемый вход которого , как и сбрасывающий вход многоканального оперативного запоминающего устройства, соединены с выходом синхронизатора, последовательно соединенные второй генератор гармонических колебаний, формирователь пилообразных колебаний, многоканальный селективный усилитель и многоканальный сумматор, выход которого соединен с вторым входом амплитудного модул тора, последовательно соединенные усилитель посто нного тока, вход которого соединен с управл ющим выходом второго генератора гармонических колебаний , делитель напр жени , первый выход которого соединен с управл емыми входами многоканального селективного усилител , а второй выход - с управл емыми входами второго и третьего селективных многоканальных усилителей, причем первый, второй и третий многоканальные селективные усилители выполнены перестраиваемыми.