RU1840753C - Echo-ranging sonar with complex-shaped sound impulses - Google Patents

Echo-ranging sonar with complex-shaped sound impulses

Info

Publication number
RU1840753C
RU1840753C SU1506892/09A SU1506892A RU1840753C RU 1840753 C RU1840753 C RU 1840753C SU 1506892/09 A SU1506892/09 A SU 1506892/09A SU 1506892 A SU1506892 A SU 1506892A RU 1840753 C RU1840753 C RU 1840753C
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
modulator
complex
echo
path
sonar
Prior art date
Application number
SU1506892/09A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
И.Г. Астров
И.М. Стрелков
Original Assignee
ОАО "Концерн "Океанприбор"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ОАО "Концерн "Океанприбор" filed Critical ОАО "Концерн "Океанприбор"
Priority to SU1506892/09A priority Critical patent/RU1840753C/en
Application granted granted Critical
Publication of RU1840753C publication Critical patent/RU1840753C/en

Links

Abstract

FIELD: radio-engineering.
SUBSTANCE: invention refers to radio-engineering, and namely to hydroacoustic equipment, and can be used when designing hydroacoustic equipment of naval forces objects. Echo-ranging sonar consists of acoustic antenna, transmission path with master generator and sound impulse modulator, control instruments connected to modulator input, and receiving path with processing device of received modulated signals. Path of single-sideband modulation of underwater communication system is used as modulator.
EFFECT: improving efficiency of echoscopy of targets by using complex-shaped sound impulses.
1 dwg

Description

Изобретение относится к гидроакустической технике и может быть использовано при разработке гидроакустического вооружения объектов ВМФ.The invention relates to sonar technology and can be used in the development of sonar weapons of naval facilities.

В настоящее время для обнаружения целей, имеющих малую скорость движения относительно наблюдателя, когда основным мешающим фактором является реверберационная помеха (неэффективность "допплеровских" фильтров для малых относительных скоростей цели), разрабатываются гидролокаторы с зондирующими сигналами сложной формы. Применение таких зондирующих сигналов, как известно, существенно повышает помехоустойчивость гидролокатора по отношению к реверберационной помехе, благодаря значительному сужению автокорреляционной функции сигнала и, соответственно, уменьшению выходных флуктуаций, обусловленных неоднородностью рассеивателей. Гидролокатор со сложными псевдошумовыми сигналами описан в статьях Уэстерфильда, Прагера, Стюарта "Выигрыш в отношении сигнал/реверберация при использовании согласованных фильтров" и Аллена, Уэстерфильда "Цифровые корреляторы со сжатием во времени и согласованные фильтры для активной гидролокации" (Зарубежная радиоэлектроника №1, 1961 и №12, 1964 соответственно).At present, to detect targets with a low speed relative to the observer, when the main obstacle is the reverberation noise (inefficiency of "Doppler" filters for small relative target speeds), sonars with sounding signals of complex shape are being developed. The use of such sounding signals, as is known, significantly increases the noise immunity of the sonar with respect to reverberation noise, due to a significant narrowing of the autocorrelation function of the signal and, accordingly, a decrease in output fluctuations due to the heterogeneity of the scatterers. A sonar with complex pseudo-noise signals is described in the articles by Westerfield, Prager, Stuart “Winning with respect to the signal / reverberation using matched filters” and Allen, Westerfield “Digital correlators with time compression and matched filters for active sonar” (Foreign electronics No. 1, 1961 and No. 12, 1964, respectively).

Однако, устройства формирования и оптимальной обработки сложных сигналов являются весьма сложными и обладают большими габаритами. Это не позволяет, в частности, ввести режим излучения сложных сигналов в ранее разработанные гидролокаторы с тонально-импульсными зондирующими сигналами, с целью повышения их эффективности при обнаружении целей с малыми радиальными составляющими относительной скорости. Желательность усовершенствования этих гидролокаторов тем не менее очевидна, так как они получили широкое распространение и устанавливаются в составе гидроакустических комплексов на подводные лодки и надводные корабли ВМФ.However, devices for the formation and optimal processing of complex signals are very complex and have large dimensions. This does not allow, in particular, to introduce the radiation mode of complex signals into previously developed sonars with tone-pulse sounding signals, in order to increase their efficiency when detecting targets with small radial components of relative speed. The desirability of improving these sonars is nevertheless obvious, since they are widespread and are installed as part of sonar systems on submarines and surface ships of the Navy.

Целью настоящего изобретения является введение в гидролокатор режима излучения сложных сигналов без использования сложных и громоздких устройств формирования и обработки этих сигналов.The aim of the present invention is the introduction into the sonar mode of emission of complex signals without the use of complex and bulky devices for the formation and processing of these signals.

Суть предложения состоит в применении в качестве зондирующих импульсов коротких речевых сигналов (слов, цифр или коротких фраз) или других специфических сигналов (иностранные слова, звуки биологического происхождения и др.), а в качестве приемного анализирующего устройства, хорошо согласованного с такими сигналами, - слухового аппарата человека-оператора. При этом имеется большая свобода в выборе вида сложного сигнала, что является определенным тактическим преимуществом, так как позволяет осуществить маскировку собственного излучения.The essence of the proposal is to use short speech signals (words, numbers or short phrases) or other specific signals (foreign words, sounds of biological origin, etc.) as sounding pulses, and as a receiving analyzing device that is well matched with such signals, human hearing aid operator. At the same time, there is great freedom in choosing the type of complex signal, which is a definite tactical advantage, since it allows masking of its own radiation.

Повышение эффективности гидролокатора при малом Допплере цели в случае слуховой обработки используемых в качестве зондирующих импульсов речевых сигналов основано на следующих предпосылках и соображениях:Increasing the sonar efficiency with a small Doppler target in the case of auditory processing of speech signals used as sounding pulses is based on the following premises and considerations:

1. Сказанное выше о сглаживании реверберации сложных сигналов относится к речевому сигналу, являющемуся их частным случаем.1. The above about smoothing the reverberation of complex signals refers to a speech signal, which is their special case.

2. Слух является весьма совершенным инструментом опознания звуковых образов, что объясняется взаимно-корреляционным характером механизма отождествления в мозгу человека данного звукового образца с одним из образов, хранящихся в его памяти (Ф.Ланге "Корреляционная электроника", Судпромгиз, Л., 1965 г.).2. Hearing is a very perfect tool for identifying sound images, which is explained by the cross-correlation nature of the mechanism for identifying a given sound sample in the human brain with one of the images stored in his memory (F. Lange, “Correlation Electronics”, Sudpromgiz, L., 1965 .).

Так, например, по литературным данным (Дж.Фланаган "Анализ и восприятие речи", изд-во "Связь", М., 1968) 90% разборчивость цифрового материала обеспечивается при отношении сигнал/помеха - 9 дБ. Очевидно, что помехоустойчивость обнаружения единственного речевого сигнала, при использовании его в качестве зондирующего импульса, должна быть не хуже указанной величины. Естественно, что для указанной цели следует выбирать такие сигналы, которые хорошо распознаются слуховым аппаратом человека.So, for example, according to the literature (J. Flanagan, “Analysis and Perception of Speech”, Svyaz Publishing House, Moscow, 1968) 90% intelligibility of digital material is provided at a signal / noise ratio of 9 dB. Obviously, the noise immunity of the detection of a single speech signal, when used as a probe pulse, should be no worse than the specified value. Naturally, for this purpose, one should choose signals that are well recognized by the human hearing aid.

Описание гидролокационной станции.Description of the sonar station.

На чертеже представлена блок-схема гидролокационнной станции с сигналами сложной формой типа речевых.The drawing shows a block diagram of a sonar station with complex waveforms such as speech.

1 - акустическая антенна;1 - acoustic antenna;

2 - антенный коммутатор;2 - antenna switch;

3 - усилительное устройство;3 - amplifier device;

4 - генераторное устройство;4 - generator device;

5 - устройство формирования сигнала при излучении - однополосный телефонный модулятор,5 - a device for generating a signal when radiation is a single-band telephone modulator,

6 - гетеродинный усилитель;6 - heterodyne amplifier;

7 - задающий генератор - гетеродин;7 - master oscillator - local oscillator;

8 - устройство звукозаписи.8 - recording device.

При излучении зондирующего импульса на однополосный телефонный модулятор (5) подается импульс напряжения сложной формы, соответствующий произносимому оператором в микрофон речевому сообщению, или воспроизводимому устройством звукозаписи (8) специальному сигналу. С помощью модулятора спектр исходного сигнала переносится в рабочую полосу частот гидролокатора. Сигнал на выходе модулятора служит напряжением возбуждения мощного генераторного устройства (4), выход которого подводится к акустической антенне (1) через антенный коммутатор (2). В режиме приема эхо-сигналов возникающее на выходе акустической антенны напряжение через антенный коммутатор подается на усилительное устройство (3) и далее на гетеродинный усилитель (6), предназначенный для обратного преобразования эхо-сигналов в речевой диапазон частот перед подачей его на громкоговоритель, или головные телефоны. Анализ принимаемых сигналов осуществляется на слух оператором, обслуживающим станцию. При обнаружении эхо-сигнала оператор останавливает счетчик дистанции, запущенный им в момент излучения зондирующего импульса.When a probe pulse is emitted, a voltage pulse of complex shape corresponding to the voice message delivered by the operator to the microphone or a special signal played by the sound recorder (8) is supplied to the single-band telephone modulator (5). Using a modulator, the spectrum of the original signal is transferred to the operating frequency band of the sonar. The signal at the output of the modulator serves as the excitation voltage of a powerful generator device (4), the output of which is supplied to the acoustic antenna (1) through the antenna switch (2). In the mode of receiving echo signals, the voltage that arises at the output of the acoustic antenna through the antenna switch is supplied to an amplifying device (3) and then to a local oscillator amplifier (6), designed to invert the conversion of echo signals into the speech frequency range before applying it to the loudspeaker, or Phones The analysis of the received signals is carried out by ear by the operator serving the station. When an echo is detected, the operator stops the distance counter launched by him at the time of the emission of the probe pulse.

Необходимо отметить, что в условиях допплеровских искажений спектр эхо-сигнала отличается от исходного, тем не менее высокая эффективность слухового метода приема сохраняется при достаточно больших допплеровских сдвигах. (По литературным данным при приеме однополосных сигналов коммерческой телефонии допускаются неточности восстановления частоты несущей до 50 Гц. При этом изменяются, в основном, лишь тембральные характеристики сигнала, а не его разборчивость).It should be noted that under the conditions of Doppler distortion, the spectrum of the echo signal differs from the original one, nevertheless, the high efficiency of the auditory reception method remains at sufficiently large Doppler shifts. (According to the literature, when receiving single-band signals of commercial telephony, inaccuracies in restoring the carrier frequency to 50 Hz are allowed. In this case, only the timbral characteristics of the signal are changed, and not its intelligibility).

Суммарные габариты формирующего и приемного устройств речевого сигнала не превышают одного блока, что позволяет реализовать режим излучения сложных сигналов в существующих гидролокаторах путем использования специальных приставок.The total dimensions of the forming and receiving devices of the speech signal do not exceed one block, which allows to implement the radiation mode of complex signals in existing sonars by using special consoles.

В частности, режимы телефонной связи гидроакустических комплексов могут быть непосредственно использованы, в соответствии с данным предложением, для локации близко расположенных объектов. Это было проверено в ноябре 1967 г. в процессе государственных испытаний гидроакустического комплекса. С помощью тракта ближней телефонной связи этого комплекса многократно безошибочно лоцировалась подводная лодка 675 проекта, идущая параллельным курсом на дистанции 4 мили.In particular, telephone communication modes of hydroacoustic complexes can be directly used, in accordance with this proposal, for the location of closely located objects. This was checked in November 1967 in the process of state testing of a sonar system. Using the near telephony link of this complex, the submarine 675 of the project was repeatedly unmistakably located, sailing in a parallel course at a distance of 4 miles.

Claims (1)

Гидролокационная станция, содержащая акустическую антенну, передающий тракт с задающим генератором и модулятором формирования зондирующих импульсов, приборы управления, подключенные к входу модулятора, и приемный тракт с устройством обработки принимаемых модулированных сигналов, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности эхо-локации целей путем использования зондирующих импульсов сложной формы, в ней в качестве модулятора применен тракт однополосной модуляции станции подводной связи. A sonar station containing an acoustic antenna, a transmission path with a master oscillator and a modulator for generating probe pulses, control devices connected to the input of the modulator, and a receive path with a device for processing received modulated signals, characterized in that, in order to increase the efficiency of target echo location by the use of probe pulses of complex shape, in it as a modulator the path of single-band modulation of the underwater communication station is used.
SU1506892/09A 1969-06-05 1969-06-05 Echo-ranging sonar with complex-shaped sound impulses RU1840753C (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU1506892/09A RU1840753C (en) 1969-06-05 1969-06-05 Echo-ranging sonar with complex-shaped sound impulses

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU1506892/09A RU1840753C (en) 1969-06-05 1969-06-05 Echo-ranging sonar with complex-shaped sound impulses

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU1840753C true RU1840753C (en) 2009-04-20

Family

ID=41018382

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU1506892/09A RU1840753C (en) 1969-06-05 1969-06-05 Echo-ranging sonar with complex-shaped sound impulses

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU1840753C (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1938126B1 (en) Sonar system and method providing low probability of impact on marine mammals
KR970707648A (en) A directional acoustic signal processor and method therefor
US3887896A (en) Active sonar image perception
US4086560A (en) Secret depth sounder
US4692763A (en) Binaural Doppler radar target detector
Murphy et al. Experimental implementation of an echo repeater for continuous active sonar
RU1840753C (en) Echo-ranging sonar with complex-shaped sound impulses
US5122989A (en) Digital echo repeater
JP6142671B2 (en) Acoustic target
Yang Acoustic dopplergram for intruder defense
US6885612B2 (en) Panoramic audio device for passive sonar
US3064235A (en) Audible broadband sonar monitor
US3164800A (en) Underwater telephony
Schroeter et al. Acoustic Signal Processing
US3181115A (en) Underwater telephony
RU2134432C1 (en) Process of acoustic monitoring of variability of parameters of sea water areas
US5949738A (en) Sonar target simulation
US3286186A (en) Sonar system aural "or" circuit
RU2791152C1 (en) Sonar method for object classification
SU945889A1 (en) Irradiator for correlation acoustic measurements
US3810079A (en) Propagation loss measuring device
Kolev et al. MULTISTATIC SONAR PULSE SIGNALS TIME DELAY ESTIMATION.
EP0219339A2 (en) Acoustic direction finder for use as an active range finder
US3706963A (en) Acoustic target source
US3035245A (en) Echo ranging system