RU1827654C - Устройство дл классификации объектов по акустической жесткости - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области гидроакустики и может быть использовано в лока- ционных системах дл  обнаружени  и классификации объектов по их акустической жесткости. Цель изобретени  - увеличение дальности действи  и повышение надежности классификации. С помощью обратимого акустического преобразовател  5 в воду излучаетс  импульсный амплитудно-модули- рованный радиосигнал, вырабатываемый генератором 2. Сформирование за счет нелинейности среды распространени  волны разностной частоты (ВРЧ) с частотами, равными одинарной и удвоенной частоте модул ции сигнала, отражаютс  от лоцируемого объекта 7, принимаютс  низкочастотной антенной 11 и после фильтрации по частоте в блоках 15 и 16 поступают на входы фазовых детекторов 26 и 27. На другие входы фазовых детекторов поступают сигналы,  вл ющиес  результатом преобразовани  огибающей отраженного амплитудно-моду- лированного сигнала в блоке квадратичного детектора 12 и частотных фильтров 13 и 14. Так как фаза отраженных сигналов ВРЧ зависит от акустической жесткости лоцируемого объекта, а фаза огибающей не зависит от нее, то сравнива  с помощью фазовых детекторов 26 и 27 фазы сигналов и раскван- товыва  результирующий сигнал с выхода сумматора 28 с помощью двухпороговой схемы сравнени  29, можно получить информацию о значении акустической жесткости лоцируемого объекта 7, отображаемую на индикаторе 3. Дл  временной селекции отраженных сигналов используетс  схема совпадени  25, выходной сигнал которой включает или выключает фазовые детекторы . 1 ил. (Л С

Description

Изобретение относитс  к области гидроакустики и может быть использовано в локационных системах дл  обнаружени  и классификации объектов по их акустической жесткости.

Целью изобретени   вл етс  увеличение дальности действи  и повышение надежности классификации.

На чертеже представлена структурна  схема устройства, где 1 синхронизатор; 2

- генератор радиоимпульсов с амплитудно- модулированным заполнением; 3 - индикатор; 4 - коммутатор прием-излучение; 5 - обратимый преобразователь; 6 - нелинейна  среда; 7- объект; 8 - излученный сигнал накачки; 9 - отраженный сигнал накачки;

10- отраженна  волна разностной частоты;

11- низкочастотна  приемна  антенна;

12- квадратичный детектор; 13 14, 15. 16 - фильтры; 17 18. 19,20 - усилители-ограничители; 21, 22, 23, 24 - двухполупериодные выпр мители; 25 - схема совпадений; 26, 27 - фазовые детекторы; 28 - сумматор; 29 - двухпорогова  схема сравнени .

Устройство работает следующим образом .

Синхронизатор 1 вырабатывает импульсы Ui, поступающие на индикатор 3 дл  синхронизации работы его блоков и на запускающий вход генератора 2 радиоимпульсов с амплитудно-модулированным заполнением с несущей частотой f0 и частотой модул ции F и длительностью импульсов At(10-20)l/F, где . Этот радиоимпульс через коммутатор 4 поступает на обратимый акустический преобразователь 5, излучающий в среду 6 с акустическим сопротивлением z0 мощный акустический импульс 8 с амплитудно-модулированным заполнением. При его распространении в среде с нелинейностью происходит формирование волн разностной частоты (В РЧ) с частотами F n2F. Волны достигают поверхности объекта 7, имеющего акустическое сопротивление zi, отражаютс  от него, после чего амплитудно- модулированные эхо-сигналы 9 принимаютс  преобразователем 5 с резонансной частотой f0, а низкочастотные эхо-сигналы 10 принимаютс  низкочастотной приемной антенной 11, В зависимости от соотношени  величин z0 и zi отражение волн от объекта происходит с изменением фаз на 180° или без сдвига фаз. При этом фаза огибающей амплитудно-модулированного эхо-сигнала не измен етс  при любых соотношени х импедансов. С приемной низкочастотной антенны 11 сигнал поступает на фильтры 15 и 16, каждый из которых настроен на частоты 2F и F соответственно. В результате ограничени  сигналов в усилител х-ограничител х 19 и 20 на их выходах по вл ютс  напр жени  1)5 и Ue с одинаковыми амплитудами , преобразуемые в двухполупериод- ных выпр мител х 23 и 24 в однопол рные импульсы Ug и 1)ю, поступающие соответственно на второй и первый входы схемы совпадени  25. Электрические сигналы, соответствующие эхо-сигналам 9 амплитуд- но-модулированной накачки, с выхода преобразовател  5 через коммутатор 4 поступают на квадратичный амплитудный детектор 12. С выхода детектора 12 сигнал поступает на фильтры 13 и 14, каждый из которых настроен на частоты 2F и F соответственно . Сигналы с выхода фильтров поступают на усилители-ограничители 17 и 18, на выходах которых по вл ютс  напр жени  из и LU с одинаковыми амплитудами, преобразуемые в двухполупериодных выпр мител х 21 и 22 в однопол рные импульсы U и Us, поступающие соответственно на четвертый и третий входы схемы совпадени  25. В случае одновременного прихода на входы

схемы совпадени  25 всех импульсов Uy-Uio на ее выходе формируетс  импульс Un, соответствующий длительности эхо-сигнала от объекта 7. Импульс Un с выхода схемы совпадений 25 поступает на управл ющие

0 входы фазовых детекторов 26 и 27, поддержива  фазовые детекторы в течение длительности импульса Un в рабочем состо нии измерени  разности фаз между входными сигналами. При отсутствии этого

5 импульса фазовые детекторы наход тс  в нерабочем состо нии и не реагируют на входные сигналы. На выходе фазового детектора 26 формируетс  сигнал Ui2, амплитуда которого Up пропорциональна

0 разности фаз между эхо-сигналом с частотой F и огибающей амплитудно-модулированного эхо-сигнала, а на выходе фазового детектора 27 формируетс  сигнал Ui3, амплитуда которого U2F пропорциональна раз5 ности фаз между эхо-сигналом с частотой 2F и второй гармоникой огибающей аплитуд- но-модулированного эхо-сигнала. Напр жени  U12 и U13 подаютс  на сумматор 28, на выходе которого формируетс  сигнал Ui4 с

0 амплитудой, равной сумме амплитуд сигналов Ui2 и Ui3. Порогова  схема сравнени  29 с двум  уровн ми порогов вырабатывает сигнал Uis с одним из трех возможных значений амплитуды; Uis , если амплитуда Ui4

5 меньше значени  нижнего порога, Uis , если Ui4 больше уровн  максимального порога и Uis, если Ui4 лежит между двум  порогами. Если на обеих частотах F и 2F, то сдвиг фаз между сигналами Ue и Щ,

0 между Us и из будет равен 180°, на выходах фазовых детекторов 26 и 27 сформируютс  сигналы Ui2 и Ui3 больших амплитуд Up и U2F. которые в сумме образуют сигнал UH с амплитудой Ut-;(|JF+U2F)Unop, и на выходе

5 пороговой схемы 29 сформируетс  сигнал Uis с амплитудой Uis , соответствующий акустически м гкому объекту. Если на обеих частотах F и 2F, то сдвиг фаз между сигналами Ue и U4, U5 и Us будет отсутство0 вать, на выходах фазовых детекторов 26 и 27 сформируютс  сигналы малых амплитуд Ui2 и U13, Up и U2F, которые в сумме образуют сигнал Ui4 с амплитудой U$(UF+U2F)Unop , и на выходе пороговой схемы 29 сформиру5 етс  сигнал Uis с амплитудой Ui5, соответствующей акустически жесткому объекту. В промежуточном случае формируетс  сигнал среднего уровн . Информаци  об акустической жесткости объекта отображаетс  на индикаторе .

Claims (1)

1. Формула изобретени  Устройство дл  классификации объектов по акустической жесткости, содержащее синхронизатор и соединенный с ним индикатор , последовательно соединенные низ- кочастотную приемную акустическую антенну, первый фильтр и первый усилитель-ограничитель , последовательно соединенные второй фильтр, подключенный к низкочастотной приемной антенне, и вто- рой усилитель-ограничитель, сумматор и схему совпадени , отличающеес  тем, что, с целью увеличени  дальности действи  и повышени  надежности классификации, в него дополнительно введены последова- тельно соединенные генератор радиоимпульсов с амплитудно-модулированным заполнением, подключенный к синхронизатору , коммутатор прием-излучение и обратимый преобразователь, последовательно соединенные квадратичный детектор, подключенный к второму выходу коммутатора прием-излучение, третий фильтр, третий усилитель-ограничитель и третий двухполу- периодный выпр митель, нагруженный на третий вход схемы совпадени , последовательно соединенные четвертый фильтр, подключенный к выходу квадратичного детектора , четвертый усилитель-ограничитель и четвертый двухполупериодный выпр митель , нагруженный на четвертый вход схемы совпадени , второй двухполупериодный выпр митель , включенный между выходом второго усилител -ограничител  и вторым входом схемы совпадени , первый двухполупериодный выпр митель, включенный между выходом первого усилител -ограничител  и первым входом схемы совпадени , последовательно соединенные первый фазовый детектор, подключенный первым входом к выходу первого усилител - ограничител , вторым входом - к выходу третьего усилител -ограничител , управл ющим входом - к выходу схемы совпадени , сумматор и двухпороговую схему совпадени , нагруженную на второй вход индикатора, второй фазовый детектор, подключенный первым входом к выходу второго усилител -ограничител , вторым входом - к выходу четвертого усилител -ограничител , управл ю- щим входом - к выходу схемы совпадени , нагруженной на второй вход сумматора.