RU1840862C

RU1840862C - Hydroacoustic echo signal simulator

Info

Publication number: RU1840862C
Application number: SU2235744/11A
Authority: RU
Inventors: Николай Григорьевич Дубас; Валентин Николаевич Куевда; Юрий Александрович Панькин; Вилен Михайлович Хацанский; Владислав Иванович Ляхов
Original assignee: Государственное Предприятие "Научно-Исследовательский Институт "Квант"
Priority date: 1978-04-20
Filing date: 1978-04-20
Publication date: 2014-08-10

Abstract

FIELD: radio engineering, communication.

SUBSTANCE: hydroacoustic echo signal simulator comprises series-connected hydroacoustic echo signal former, modulator and range control unit. The second input of the modulator is connected to the output of a carrier frequency generator, the first input of which is connected to the output of a target velocity sensor, connected in series to a target heading sensor, and the second input of the carrier frequency generator is connected to the output of a sonar carrier velocity sensor, connected in series to a sonar carrier heading sensor. The device further includes series-connected target bearing sensor, phase detector and controlled attenuator, wherein the input of the target bearing sensor is connected to the output of the target heading sensor, and the input of the controlled attenuator is connected to the output of the range control unit.

EFFECT: high accuracy of matching a simulated hydroacoustic echo signal with a real echo signal.

1 dwg

Description

Изобретение относится к области тренажеров и имитаторов и может быть использовано в имитаторах гидролокационных станций для обучения и тренировки их операторов в условиях учебного класса.The invention relates to the field of simulators and simulators and can be used in simulators of sonar stations for training and training of their operators in a classroom.

Известен способ имитации гидроакустического эхо-сигнала, реализуемый в имитаторах подводных лодок, основанный на приеме зондирующего сигнала, определении направления его прихода, преобразовании зондирующего сигнала в ряд сдвинутых по случайному закону отдельных сигналов, группировке этих сигналов в несколько групп, каждая из которых соответствует определенной отражающей части подводной лодки, с временным сдвигом групп между собой и сигналов внутри групп в зависимости от угла прихода зондирующего сигнала, усилении групп сигналов, суммировании их, излучении преобразованного сигнала.A known method of simulating a hydroacoustic echo signal, implemented in simulators of submarines, based on the reception of a sounding signal, determining the direction of its arrival, converting the sounding signal into a series of randomly shifted individual signals, grouping these signals into several groups, each of which corresponds to a certain reflective parts of the submarine, with a temporary shift of the groups between themselves and the signals within the groups depending on the angle of arrival of the probing signal, the amplification of signal groups, mation them, radiation transformed signal.

Устройство, реализующее указанный способ, обладает следующими существенными недостатками:A device that implements the specified method has the following significant disadvantages:

- нельзя осуществлять имитацию эхо-сигнала в условиях учебного класса;- it is impossible to simulate an echo in a classroom environment;

- невозможно оперативно управлять имитируемым эхо-сигналом в процессе обучения и тренировки;- it is impossible to quickly manage a simulated echo in the process of training and training;

- амплитуда имитируемого эхо-сигнала не зависит от ракурса цели.- the amplitude of the simulated echo is independent of the angle of the target.

Известно устройство имитации гидроакустического эхо-сигнала, содержащее формирователь гидроакустического эхо-сигнала, модулятор, схему управления по дальности, генератор несущей частоты, датчики скорости и курса цели и носителя гидролокационной станции (ГЛС).A device for simulating a hydroacoustic echo signal containing a shaper of a hydroacoustic echo signal, a modulator, a range control circuit, a carrier frequency generator, speed and course sensors of a target and carrier of a sonar station.

В этом устройстве, выбранном в качестве прототипа, формируемый гидроакустический эхо-сигнал постоянной амплитуды и частоты модулируется по частоте для имитации эффекта Допплера в соответствии с частотой f_о±Δf, вырабатываемой в генераторе несущей частоты по сигналам скорости и курса цели и носителя ГЛС. Затем в схеме управления по дальности амплитуда имитируемого гидроакустического эхо-сигнала меняется в зависимости от дальности до цели в соответствии с выбранным для имитации законом изменения.In this device, selected as a prototype, the generated hydroacoustic echo signal of constant amplitude and frequency is modulated in frequency to simulate the Doppler effect in accordance with the frequency f _о ± Δf generated in the carrier frequency generator from the speed and course signals of the target and the HF carrier. Then, in the range control scheme, the amplitude of the simulated sonar echo changes depending on the distance to the target in accordance with the law of change chosen to simulate.

Недостатком устройства-прототипа является отсутствие учета в амплитуде выходного сигнала влияния ракурса цели (алгебраической суммы углов курса цели и пеленга на цель) на амплитуду гидроакустического эхо-сигнала, что имеет место в реальных условиях.The disadvantage of the prototype device is the lack of consideration in the amplitude of the output signal of the influence of the target angle (the algebraic sum of the angles of the target and bearing on the target) on the amplitude of the hydroacoustic echo signal, which takes place in real conditions.

Остальные недостатки, присущие устройству, реализующему способ, в устройстве-прототипе отсутствуют.The remaining disadvantages inherent in the device that implements the method in the device prototype are absent.

Целью настоящего предложения является увеличение степени приближения имитируемого гидроакустического эхо-сигнала к реальному путем имитации влияния ракурса цели на амплитуду гидроакустического эхо-сигнала.The purpose of this proposal is to increase the approximation of the simulated sonar echo to the real one by simulating the influence of the target angle on the amplitude of the sonar echo.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее последовательно соединенные формирователь гидроакустического эхо-сигнала, модулятор и схему управления по дальности, подключенный к модулятору генератор несущей частоты, датчики скорости и курса цели и носителя ГЛС, введены последовательно соединенные датчик пеленга на цель, фазовый детектор и управляемый аттенюатор, при этом вход датчика пеленга на цель подключен к датчику курса цели, а второй вход управляемого аттенюатора соединен с выходом схемы управления по дальности. В результате формируется ракурс цели и амплитуда выходного сигнала отражает зависимость от фазы и амплитуды сигнала ракурса цели.This goal is achieved by the fact that in a device containing a sonar shaper of a sonar echo signal, a modulator and a range control circuit, a carrier frequency generator connected to the modulator, speed and heading sensors of the target and a HF carrier, a directional bearing sensor on the target is introduced in series a detector and a controlled attenuator, while the input of the bearing sensor to the target is connected to the target heading sensor, and the second input of the controlled attenuator is connected to the output of the range control circuit and. As a result, the target angle is formed and the amplitude of the output signal reflects the dependence on the phase and amplitude of the target angle signal.

На чертеже фиг.1 представлена блок-схема предлагаемого имитатора гидрокустического эхо-сигнала. Имитатор гидроакустического эхо-сигнала содержит формирователь гидроакустического эхо-сигнала 1, модулятор 2, схему управления по дальности 3, генератор несущей частоты 4, датчик 5 скорости носителя ГЛС V_c, датчик 6 курса носителя ГЛС q_c, датчик 7 скорости цели V_ц, датчик 8 курса цели q_ц, управляемый аттенюатор 9, фазовый детектор 10, датчик 11 пеленга на цель Пц.In the drawing of figure 1 presents a block diagram of the proposed simulator of hydrostatic echo signal. The sonar echo simulator comprises a sonar echo generator 1, a modulator 2, a range control circuit 3, a carrier frequency generator 4, a GPS speed sensor 5 of a medicinal product V _c , a sensor 6 of a medicinal product of a pharmaceutical composition q _c , sensor 7 of a target speed V _c , sensor 8 of the target q _q , controlled attenuator 9, phase detector 10, bearing sensor 11 to the target ПЦ.

При этом формирователь 1, модулятор 2, схема управления 3 и управляемый аттенюатор 9 соединены последовательно, генератор 4 подключен к модулятору 2, датчик 6 курса и датчик 5 скорости носителя ГЛС соединены последовательно и подключены к одному входу генератора 4, датчик 8 курса и датчик 7 скорости цели соединены последовательно и подключены к второму входу генератора 4, второй выход датчика 8 курса цели подключен к датчику 11 пеленга на цель, который через фазовый детектор 10 подключен к входу управления управляемого аттенюатора 9.In this case, the shaper 1, modulator 2, control circuit 3 and the controlled attenuator 9 are connected in series, the generator 4 is connected to the modulator 2, the 6-course sensor and the speed sensor of the FPP carrier are connected in series and connected to one input of the generator 4, the 8-course sensor and sensor 7 target speeds are connected in series and connected to the second input of the generator 4, the second output of the target sensor 8 is connected to the bearing sensor 11 to the target, which is connected through the phase detector 10 to the control input of the controlled attenuator 9.

Имитируемый гидроакустический эхо-сигнал постоянной частоты и амплитуды вырабатывают в формирователе I, модулируют в модуляторе 2 по частоте f_о±Δf, формируемой в генераторе 4 для имитации эффекта Допплера по данным о курсе и скорости цели и носителя ГЛС, поступающим из соответствующих датчиков 5, 6, 7, 8. Затем в схеме 3 амплитуду сигнала изменяют в зависимости от дальности до цели в соответствии с выбранным законом. Информация о дальности до цели поступает на вход управления схемы 3.A simulated hydroacoustic echo signal of constant frequency and amplitude is generated in driver I, modulated in modulator 2 at a frequency f _о ± Δf generated in generator 4 to simulate the Doppler effect according to the heading and velocity of the target and carrier of the HFS received from the corresponding sensors 5, 6, 7, 8. Then, in scheme 3, the signal amplitude is changed depending on the distance to the target in accordance with the selected law. Information about the range to the target is fed to the control input of circuit 3.

С выхода схемы 3 сигнал поступает в управляемый аттенюатор 9, на вход управления которого подают напряжение, амплитуда которого является функцией амплитуды и фазы сигнала ракурса цели. Это управляющее напряжение вырабатывается в фазовом детекторе 10, на вход которого поступает сигнал ракурса цели, формируемый последовательно соединенными датчиком 8 курса цели и датчиком 11 пеленга на цель.From the output of circuit 3, the signal enters a controlled attenuator 9, to the control input of which a voltage is applied, the amplitude of which is a function of the amplitude and phase of the target angle signal. This control voltage is generated in the phase detector 10, the input of which receives the signal from the angle of the target, formed in series by the sensor 8 of the target and the sensor 11 of the bearing to the target.

В случае использования в качестве датчиков синусно-косинусных вращающихся трансформаторов (СКВТ) ротор датчика 8 разворачивают на угол курса цели, напряжения с его выходных обмоток, пропорциональные синусу и косинусу курса цели, подают на входные обмотки датчика 11, ротор которого разворачивают на угол пеленга на цель. С выходных обмоток датчика II напряжение, пропорциональное синусу (косинусу) алгебраической суммы курса цели и пеленга на цель (ракурса цели), подают на вход фазового детектора 10.In the case of using sine-cosine rotary transformers (SCR) as sensors, the rotor of the sensor 8 is turned at the angle of the target, the voltage from its output windings, proportional to the sine and cosine of the target, is fed to the input windings of the sensor 11, the rotor of which is turned at the angle of the bearing by target. From the output windings of sensor II, a voltage proportional to the sine (cosine) of the algebraic sum of the target course and bearing to the target (target angle) is fed to the input of the phase detector 10.

В управляемом аттенюаторе 9 имитируемый гидроакустический сигнал ослабляют в зависимости от ракурса цели в соответствии с выбранным законом и подают в канал индикации имитатора ГЛС.In the controlled attenuator 9, the simulated hydroacoustic signal is attenuated depending on the angle of the target in accordance with the selected law and is fed to the display channel of the FPP simulator.

Таким образом, предлагаемый имитатор гидроакустического эхо-сигнала позволяет имитировать эхо-сигнал, учитывающий взаимное расположение цели и носителя ГЛС (ракурс цели), т.е. повысить качество имитации гидроакустической обстановки.Thus, the proposed simulator of a hydroacoustic echo signal allows you to simulate an echo signal that takes into account the relative position of the target and the carrier of the FPP (target angle), i.e. to improve the quality of imitation sonar environment.

Разработка такого имитатора вызвана необходимостью повышения эффективности обучения и тренировки операторов ГЛС в обстановке, максимально приближенной к реальной, при одновременном сокращении сроков и стоимости обучения и сохранении ресурса боевой техники.The development of such a simulator is caused by the need to increase the efficiency of training and training of drug operators in an environment as close to real as possible, while reducing the time and cost of training and preserving the resource of military equipment.

Предлагаемый имитатор гидроакустического эхо-сигнала имеет объем аппаратуры несколько больший, чем у имитатора-прототипа (примерно на 5%), однако позволяет значительно повысить качество имитации благодаря максимальному приближению имитируемого гидроакустического сигнала к реальному сигналу на индикаторе ГЛС.The proposed simulator of a hydroacoustic echo signal has a slightly larger volume of equipment than that of a prototype simulator (by about 5%), but it can significantly improve the quality of the simulation due to the maximum approximation of the simulated hydroacoustic signal to the real signal on the SFS indicator.

Государственные испытания опытного образца имитатора ГЛС подтвердили положительные качества предлагаемого устройства.State tests of a prototype SFS simulator confirmed the positive qualities of the proposed device.

Claims

A sonar echo simulator comprising a sonar shaper serially connected, a modulator and a range control unit, the second input of the modulator connected to the output of the carrier frequency generator, the first input of which is connected to the output of the target speed sensor, connected in series with the target heading sensor, and the second input of the carrier frequency generator is connected to the output of the carrier speed sensor of the sonar station, connected in series to the carrier heading sensor station, characterized in that, in order to improve the accuracy of the simulated sonar echo signal to the real echo signal, it is additionally introduced in series with a bearing sensor on the target, a phase detector and a controlled attenuator, and the input of the bearing sensor on the target is connected to the output the target heading sensor, and the input of the controlled attenuator with the output of the range control unit.