RU186776U1 - The receiving path of the pulsed sonar Doppler lag - Google Patents

The receiving path of the pulsed sonar Doppler lag Download PDF

Info

Publication number
RU186776U1
RU186776U1 RU2018103268U RU2018103268U RU186776U1 RU 186776 U1 RU186776 U1 RU 186776U1 RU 2018103268 U RU2018103268 U RU 2018103268U RU 2018103268 U RU2018103268 U RU 2018103268U RU 186776 U1 RU186776 U1 RU 186776U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
input
block
channel
output
digital receiver
Prior art date
Application number
RU2018103268U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Константин Петрович Львов
Original Assignee
Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг)
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 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг) filed Critical Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг)
Priority to RU2018103268U priority Critical patent/RU186776U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU186776U1 publication Critical patent/RU186776U1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
    • G01S15/02—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems using reflection of acoustic waves
    • G01S15/50—Systems of measurement, based on relative movement of the target
    • G01S15/58—Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к области гидроакустической техники, в частности к гидроакустическим навигационным устройствам, и может быть использована в импульсных доплеровских лагах. Задачей полезной модели является более полное использование времени сеанса работы лага за счет адаптации длительности импульса к уровню объемной реверберации и использование отечественных СБИС ЦОС, а именно 4-канального цифрового приемника 1288XK1T и контроллера 1892 ВМ3Т. Для решения указанной задачи в предложенном лаге производится измерение реверберационной помехи и по результатам измерения устанавливается длительность импульса, обеспечивающая повышение точности измерения скорости и пройденного пути носителя (подводные лодки, подводные аппараты, буи в сетецентрической системе подводного наблюдения). 4 ил.The utility model relates to the field of sonar technology, in particular to sonar navigation devices, and can be used in pulsed Doppler logs. The objective of the utility model is to make fuller use of the lag session time by adapting the pulse duration to the volume reverberation level and using domestic VLSI DSPs, namely the 4-channel 1288XK1T digital receiver and the 1892 BM3T controller. To solve this problem, the proposed lag measures the reverberation noise and, based on the measurement results, sets the pulse duration, which improves the accuracy of measuring the speed and distance traveled by the carrier (submarines, underwater vehicles, buoys in a network-centric underwater observation system). 4 ill.

Description

Полезная модель относится к области гидроакустической техники, в частности к гидроакустическим навигационным устройствам. Одним из таких устройств является доплеровский лаг, предназначенный для определения абсолютной скорости носителя, и устанавливается на носителях, перемещение которых должно контролироваться с высокой точностью. В числе таких носителей подводные лодки, подводные аппараты и, особенно, буи в сетецентрической системе подводного наблюдения, координаты которых определяют достоверность и точность информации о наблюдаемых целях.The utility model relates to the field of sonar technology, in particular to sonar navigation devices. One such device is the Doppler lag, designed to determine the absolute speed of the carrier, and is installed on the media, the movement of which must be controlled with high accuracy. Among these carriers are submarines, submarines, and especially buoys in a network-centric underwater observation system, the coordinates of which determine the reliability and accuracy of information about the observed targets.

Известно построение приемных трактов импульсных гидроакустических доплеровских лагов, которые выполняются с использованием схем выделения низкочастотных квадратурных компонент, аналого-цифровых преобразователей (АЦП), сверхбольших интегральных схем (СБИС) цифровой обработки сигналов (ЦОС).It is known to construct receiving paths of pulsed hydroacoustic Doppler lags that are performed using low-frequency quadrature component extraction circuits, analog-to-digital converters (ADCs), ultra-large integrated circuits (VLSI) for digital signal processing (DSP).

Подобное построение имеют приемные тракты импульсных доплеровских лагов ЛДУ-160М, ЛДУ-160 и ЛДУ-400 [1], WHN 300, WHN 600, WHN 1200 и низкочастотного (38 кГц) доплеровского профилометра "Ocean Surveyor" [2].The reception paths of pulsed Doppler lags LDU-160M, LDU-160 and LDU-400 [1], WHN 300, WHN 600, WHN 1200 and the low-frequency (38 kHz) Ocean Surveyor Doppler profilometer [2] have a similar construction.

Наиболее близким аналогом к предлагаемой полезной модели является приемный тракт импульсного доплеровского лага, который содержит последовательно соединенные 4-канальный усилитель, 4-канальный полосовой фильтр, 4-канальный АЦП и цифровой приемник [3].The closest analogue to the proposed utility model is the receiving path of the pulsed Doppler lag, which contains a 4-channel amplifier, a 4-channel bandpass filter, a 4-channel ADC and a digital receiver in series [3].

Недостатком прототипа является неполное использование максимально возможного времени сеанса работы лага для измерения доплеровской частоты из-за постоянства скважности излучение/прием, что не позволяет оперативно учитывать интенсивность реверберационной помехи и приводит к снижению точности измерения скорости и пройденного пути носителяThe disadvantage of the prototype is the incomplete use of the maximum possible session time of the lag for measuring Doppler frequency due to the constancy of the duty cycle of the radiation / reception, which does not allow you to quickly take into account the intensity of the reverberation interference and reduces the accuracy of measuring the speed and distance traveled carrier

Задачей полезной модели является более полное использование времени сеанса работы лага при использовании отечественных СБИС ЦОС.The objective of the utility model is to make fuller use of the lag session time when using domestic VLSI DSPs.

Для решения поставленной задачи в приемный тракт импульсного гидроакустического доплеровского лага, содержащего последовательно соединенные 4-канальный усилитель, 4-канальный полосовой фильтр, 4-канальный АЦП и цифровой приемник введены новые признаки, а именно: цифровой приемник выполнен 4-канальным квадратурным, содержащим входной интерфейс, соединенный с выходами 4-канального АЦП, выходы входного интерфейса соединены с соответствующими сигнальными входами 4-х квадратурных умножителей, гетеродинные входы которых соединены соответственно с выходами 4-х квадратурных гетеродинов, а каждые два выхода каждого из 4-х квадратурных умножителей соединены с входами каждых двух из 8-ми фильтров-дециматоров, выходы которых соединены с выходным интерфейсом цифрового приемника, при этом в приемный тракт введен контроллер, содержащий входной интерфейс, соединенный с выходным интерфейсом цифрового приемника и последовательно соединенные блок квадрирования с суммированием, блок экстраполирования, блок накопления, блок вычисления коэффициента распознавания, блок установки длительности импульса излучения, которые соединены входами управления с выходом блока таймера, при чем вход блок квадрирования с суммированием соединен с выходом входного интерфейса, а вход блока таймера соединен с интерфейсом ввода/вывода, который соединен с внешним источником глубины, а выход блока установки длительности импульса излучения соединен с интерфейсом ввода/вывода выполненным с возможностью передачи установленного значения длительности импульса излучения в передающий тракт доплеровского лага.To solve this problem, new features have been introduced into the receiving path of a pulsed hydroacoustic Doppler lag containing 4-channel amplifier, 4-channel bandpass filter, 4-channel ADC and digital receiver, namely: the digital receiver is made of 4-channel quadrature, containing input an interface connected to the outputs of a 4-channel ADC, the outputs of the input interface are connected to the corresponding signal inputs of 4 quadrature multipliers, the heterodyne inputs of which are connected respectively with the outputs of 4 quadrature local oscillators, and every two outputs of each of the 4 quadrature multipliers are connected to the inputs of every two of the 8 filter decimators, the outputs of which are connected to the output interface of a digital receiver, and a controller is introduced into the receiving path, comprising an input interface connected to the output interface of a digital receiver and connected in series with a summing squaring unit, an extrapolation unit, an accumulation unit, a recognition coefficient calculation unit, a duration setting unit radiation pulse, which are connected to the control inputs by the output of the timer unit, the input of the squaring block being summed up connected to the output of the input interface, and the input of the timer unit connected to the input / output interface, which is connected to an external depth source, and the output of the unit for setting the pulse duration radiation is connected to the input / output interface configured to transmit the set value of the duration of the radiation pulse in the transmitting path of the Doppler lag.

Технический результат заключается в увеличении временного интервала измерения доплеровской частоты, что приводит к увеличению точности измерения скорости и пройденного пути носителя.The technical result consists in increasing the time interval for measuring the Doppler frequency, which leads to an increase in the accuracy of measuring the speed and distance traveled by the carrier.

Технический результат достигается путем адаптации длительности импульса излучения к интенсивности реверберационной помехи, что обеспечено включением в формулу полезной модели новых признаков.The technical result is achieved by adapting the duration of the radiation pulse to the intensity of the reverberation noise, which is ensured by the inclusion of new features in the formula of the utility model.

Сущность полезной модели поясняется фиг. 1-4, где на фиг. 1 приведена блок схема заявленного устройства, на фиг. 2 показан импульс излучения (прямоугольная форма), реверберационная помеха и полезный эхосигнал импульсного доплеровского лага, на фиг. 3 и 4 - временные эпюры одного цикла излучение/прием измерений реверберационной помехи и доплеровской частоты соответственно.The essence of the utility model is illustrated in FIG. 1-4, where in FIG. 1 shows a block diagram of the claimed device, FIG. 2 shows a radiation pulse (rectangular shape), a reverberation noise and a useful echo signal of a pulsed Doppler lag, in FIG. 3 and 4 are temporary diagrams of one cycle of radiation / reception of measurements of reverberation noise and Doppler frequency, respectively.

Заявленное устройство (фиг. 1) содержит последовательно соединенные 4-канальный усилитель 1, 4-канальный полосовой фильтр 2, 4-канальный АЦП 3, цифровой приемник с входным интерфейсом 4, четыре квадратурных умножителей 5-1, 5-2, 5-3, 5-4, четыре квадратурных гетеродинов 6-1, 6-2, 6-3, 6-4, четыре фильтра - дециматоров 7-1, 7-2, 7-3, 7-4, выходной интерфейс 8, контроллер с входным интерфейсом 9, блок квадрирования с суммированием 10, блок экстраполирования 11, блок накопления 12, блок вычисления коэффициента распознавания 13, блок установки длительности импульса излучения 14, блок таймера 15, интерфейс ввода/вывода 16.The claimed device (Fig. 1) contains series-connected 4-channel amplifier 1, 4-channel bandpass filter 2, 4-channel ADC 3, a digital receiver with input interface 4, four quadrature multipliers 5-1, 5-2, 5-3 5-4, four quadrature oscillators 6-1, 6-2, 6-3, 6-4, four filters - decimators 7-1, 7-2, 7-3, 7-4, output interface 8, controller with input interface 9, squaring block with summation 10, extrapolation block 11, accumulation block 12, recognition coefficient calculation unit 13, radiation pulse width setting unit 1 4, timer block 15, input / output interface 16.

Малошумящие предварительные каскады 4-канального усилителя 1 могут быть выполнены на микросхемах аналоговых усилителей, например, SSM2017 (собственные шумы порядка 1нв/

Figure 00000001
, усиление 60 дБ), ОРА1632, AD600. Последующие каскады 1 могут быть выполнены на микросхемах SSM2018, ОР284, AD600. Выходы 4-канального усилителя 1 соединены с 4-канальным полосовым фильтром 2, который может быть выполнен как фильтры сосредоточенной селекции (ФСС). Выходы ФСС соединены с 4-канальным АЦП 3, например, AD7622 (16 бит, 2 MSPS). В качестве цифрового приемника и контроллера можно использовать СБИС 1288XK1T и 1892ВМ3Т соответственно. Поставка АО НПЦ «ЭЛВИС» (Москва, Зеленоград). СБИС 1288XK1T содержит четыре идентичных канала, реализующих функции входного интерфейса 4, четырех квадратурных умножителей 5-1, 5-2, 5-3, 5-4, четырех квадратурных гетеродинов 6-1, 6-2, 6-3, 6-4, четырех фильтров - дециматоров 7-1, 7-2, 7-3, 7-4, выходного интерфейса - 8, т.е. в отличие от цифрового приемника прототипа блоки цифрового гетеродинирования и фильтра-дециматора реализуются СБИС. СБИС 1892ВМ3Т имеет RISC и DSP процессоры, которые реализуют входной интерфейс 9, блок квадрирования с суммированием 10, блок экстраполирования 11, блок накопления 12, блок вычисления коэффициента распознавания 13, блок установки длительности импульса излучения 14, блок таймера 15, интерфейс ввода/вывода 16.Low-noise preliminary stages of the 4-channel amplifier 1 can be performed on analog amplifier microcircuits, for example, SSM2017 (intrinsic noise of the order of 1nv /
Figure 00000001
, gain 60 dB), OPA1632, AD600. Subsequent cascades 1 can be performed on SSM2018, OP284, AD600 microcircuits. The outputs of the 4-channel amplifier 1 are connected to a 4-channel bandpass filter 2, which can be implemented as concentrated selection filters (FSS). The outputs of the FSS are connected to a 4-channel ADC 3, for example, AD7622 (16 bits, 2 MSPS). As a digital receiver and controller, you can use VLSI 1288XK1T and 1892VM3T, respectively. Supply of JSC SPC ELVIS (Moscow, Zelenograd). VLSI 1288XK1T contains four identical channels that implement the functions of the input interface 4, four quadrature multipliers 5-1, 5-2, 5-3, 5-4, four quadrature local oscillators 6-1, 6-2, 6-3, 6-4 , four filters - decimators 7-1, 7-2, 7-3, 7-4, output interface - 8, i.e. unlike the digital receiver of the prototype, digital heterodyning and filter-decimator blocks are implemented by VLSI. VLSI 1892VM3T has RISC and DSP processors that implement the input interface 9, the squaring block with summation 10, the extrapolation block 11, the accumulation block 12, the recognition coefficient calculation unit 13, the radiation pulse width setting unit 14, the timer unit 15, the input / output interface 16 .

Использование СБИС ЦОС 1288XK1T и 1892ВМ3Т вписывается в концепцию создания систем обработки сигналов в гидроакустике на базе отечественной микроэлектроники.The use of VLSI DSP 1288XK1T and 1892ВМ3Т fits into the concept of creating signal processing systems in hydroacoustics based on domestic microelectronics.

Заявленное устройство работает следующим образом.The claimed device operates as follows.

Соотношение между интенсивностями эхосигнала и реверберационной помехи на интервале приема эхосигнала должно бытьThe ratio between the intensity of the echo signal and the reverberation noise in the interval of reception of the echo signal should be

Figure 00000002
Figure 00000002

где Is - интенсивность эхосигнала, q - коэффициент распознавания, отношение по напряжению, Iν - интенсивность реверберационной помехи. Значение коэффициента распознавания q определяется видом алгоритма измерения доплеровской частоты [4, с. 106; 5, с. 142].where I s is the intensity of the echo signal, q is the recognition coefficient, voltage ratio, I ν is the intensity of the reverberation noise. The value of the recognition coefficient q is determined by the type of algorithm for measuring the Doppler frequency [4, p. 106; 5, p. 142].

Наименьшая интенсивность объемной реверберации имеет место в холодных водах. Для иллюстрации на фиг. 2 показан импульс излучения (прямоугольная форма), реверберационная помеха и полезный эхосигнал импульсного доплеровского лага. Запись произведена в северной акватории Ладожского озера на глубинах более 150 метров, температура воды на поверхности около 10 градусов. Усиление приемного тракта постоянно, отношение с/ш >> 1, частота заполнения импульса 250 кГц. Из рассмотрения фиг. 2 видно, что интенсивность объемной реверберации мала и длительность импульса может быть увеличена примерно в два раза. При разработке импульсного доплеровского лага была принята постоянная скважность около трех [4, с. 103, 5, с. 138].The smallest volume reverb intensity occurs in cold waters. To illustrate in FIG. Figure 2 shows the radiation pulse (rectangular shape), the reverberation noise, and the useful echo signal of the pulsed Doppler lag. The recording was made in the northern water area of Lake Ladoga at depths of more than 150 meters, the water temperature on the surface is about 10 degrees. The gain of the receiving path is constant, the ratio s / w >> 1, the pulse filling frequency is 250 kHz. From consideration of FIG. Figure 2 shows that the volume reverberation intensity is small and the pulse duration can be approximately doubled. When developing a pulsed Doppler lag, a constant duty cycle of about three was adopted [4, p. 103, 5, p. 138].

При фиксированных (постоянных) значениях параметров лага интенсивность реверберационной помехи Iν при фиксированной дистанции r пропорциональна изменению озвученного объема водыFor fixed (constant) values of the lag parameters, the intensity of the reverberation noise I ν at a fixed distance r is proportional to the change in the voiced volume of water

Figure 00000003
Figure 00000003

где Δθ0.7 - ширина главного максимума характеристики направленности антенны на уровне 0.7, с - скорость звука в воде и пропорционально длительности импульса τ [5, с. 158-161; 6, с. 250-255].where Δθ 0.7 is the width of the main maximum of the directivity characteristics of the antenna at the level of 0.7, s is the speed of sound in water and is proportional to the pulse duration τ [5, p. 158-161; 6, p. 250-255].

Реверберационный процесс, как и любой квазигармонический случайный процесс, может быть представлен в виде, например, [7, с. 103]The reverberation process, like any quasi-harmonic random process, can be represented in the form, for example, [7, p. 103]

V(t)=E(t)cos[ω0t+ϕ(t)],V (t) = E (t) cos [ω 0 t + ϕ (t)],

E(t) - огибающая, характеризующая изменение во времени амплитуды сигнала, ω0 - центральная частота, ϕ(t)- текущая фаза. Тогда низкочастотные квадратурные составляющиеE (t) is the envelope characterizing the time variation of the signal amplitude, ω 0 is the center frequency, ϕ (t) is the current phase. Then the low-frequency quadrature components

Vc=E(t)cos[ϕ(t)] иV c = E (t) cos [ϕ (t)] and

Vs=E(t)sin[ϕ(t)].V s = E (t) sin [ϕ (t)].

Квадрат огибающей (интенсивность сигнала на выходе приемного тракта) записывается какThe square of the envelope (signal intensity at the output of the receiving path) is written as

Figure 00000004
.
Figure 00000004
.

Относительное измерение во времени интенсивности реверберационной помехи производится по уровню квадрата огибающей при постоянном усилении приемного тракта. Длительность импульса выбирается из соотношенийA relative measurement in time of the intensity of the reverberation noise is made according to the level of the square of the envelope with a constant amplification of the receiving path. The pulse duration is selected from the relations

Figure 00000005
Figure 00000005

где Н - глубина, Δθ0.7 - ширина главного максимума характеристики направленности антенны на уровне 0.7, θ - угол наклона характеристики направленности антенны к вертикали, с - скорость звука в воде [5, с. 8-9]. Результаты измерений E2(t) усредняются для 8…10 циклов излучение/прием при значениях времени измерений, соответствующих τ+τ/2<t<(2R/c)+τ, R=H/cos(θ) - наклонная дальность. Для получения усредненной интенсивности реверберационной помехи на интервале 2R/c<t<(2R/c)+τ используется усреднение экстраполированных интенсивностей.where H is the depth, Δθ 0.7 is the width of the main maximum of the directivity of the antenna at 0.7, θ is the angle of inclination of the directivity of the antenna to the vertical, and s is the speed of sound in water [5, p. 8-9]. The measurement results of E 2 (t) are averaged for 8 ... 10 radiation / reception cycles at measurement times corresponding to τ + τ / 2 <t <(2R / c) + τ, R = H / cos (θ) is the slant range. To obtain the averaged intensity of reverberation noise in the interval 2R / c <t <(2R / c) + τ, averaging of extrapolated intensities is used.

Также усредняется интенсивность на интервале времени приема эхосигнала от дна. Как графическая иллюстрация на фиг. 3 и 4 представлены временные эпюры одного цикла излучение/прием, 2R/c - время распространения импульса до дна и обратно [4, с. 104]. Фиг. 3 измерение реверберационной помехи, период повторения импульса Тр≈6τ, интервал измерения реверберационной помехи, экстраполирования реверберационной помехи и измерение интенсивности на интервале времени приема эхосигнала от дна, τр≈5τ. Фиг. 4 - измерение доплеровской частоты, период повторения импульса Тд≈2.6τ, интервал «гашения» реверберационной помехи τр≈0.6τ, интервал измерения доплеровской частоты

Figure 00000006
τд=τ. Из рассмотрения Фиг. 4 и Фиг. 3 видно, что имеет место увеличение временного интервала измерения доплеровской частоты, т.е. увеличивается точность измерения скорости и пройденного пути носителя.The intensity is also averaged over the time interval for receiving an echo from the bottom. As a graphic illustration in FIG. Figures 3 and 4 show time plots of one radiation / reception cycle, 2R / c is the pulse propagation time to the bottom and back [4, p. 104]. FIG. 3 measurement of reverberation noise, pulse repetition period Т p ≈ 6τ, interval for measuring reverberation noise, extrapolating reverberation noise, and measuring intensity over the time interval for receiving an echo from the bottom, τ p ≈ 5τ. FIG. 4 - measurement of the Doppler frequency, pulse repetition period T d ≈2.6τ, the interval of "cancellation" of the reverberation noise τ p ≈0.6τ, the measurement interval of the Doppler frequency
Figure 00000006
 τ d = τ. From consideration of FIG. 4 and FIG. Figure 3 shows that there is an increase in the time interval for measuring the Doppler frequency, i.e. the accuracy of measuring the speed and distance traveled by the carrier increases.

Работу заявленного устройства продемонстрируем на примере функционирования лага, предназначенного для условий глубокого океана - глубина, Н=3000 м, ширина главного максимума характеристики направленности антенны на уровне 0.7 Δθ0.7=4°, угол наклона характеристики направленности антенны к вертикали θ=30° [4, с. 114]. Значение глубины поступает из навигационного комплекса носителя или с пульта управления, где оператор задает значение глубины, через интерфейс ввода/вывода 16. Значение глубины транслируется блоком 15 из интерфейса 16 в блок 14, где согласно условиям (3) определяется длительность импульса τ для измерения реверберационной помехи. Для Н=3000 м значение τ=0.5 с, соответствует условиям (3), и передается в интерфейс 16. Количество циклов излучение/прием равно N=8…10. Ведение временной диаграммы излучение/прием (Фиг. 3) обеспечивается блоком 15. Время начала приема определяется значением τ+τ/2, дискретность приема τ/2. Время окончания приема определяется, как (2R/c)+τ и для рассматриваемого примера {[2Н/cos(30°)]/1500}+τ=5.12 с. Усиленные, отфильтрованные и оцифрованные в блоках 1-3 значения принимаемых сигналов по 4-м лучам антенны поступают во входной интерфейс 4. Выходные отсчеты фильтров-дециматоров 7-1…7-8, реализованные как фильтры с конечной импульсной характеристикой, поступают в выходной интерфейс 8 и далее во входной интерфейс 9 и затем поступают в блок 10. В рассматриваемом примере при дискретности приема в 0.25 с по 4-м каналам приема за один цикл излучение/прием запоминается 4⋅19=76 значений квадратов для времени приема 0.75, 1.0, 1.25,…, 4.75, 5.0, 5.25 с. Далее в блоке 11 производится экстраполирование реверберационной помехи для интервала приема 2R/c<t<(2R/c)+τ, т.е. (4.62…5.12) с, по значениям для интервала приема τ+τ/2<t<(2R/c), т.е. (0.75…4.5) с. Алгоритмы экстраполирования широко известны, например, приближение многочленом. По окончанию циклов излучение/прием в блоке 12 производится усреднение интенсивностей

Figure 00000007
и усреднение экстраполированных интенсивностей реверберационной помехи
Figure 00000008
. Далее определяется коэффициент распознавания в блоке 13 согласно (1) как
Figure 00000009
, где
Figure 00000010
- усредненная интенсивность и
Figure 00000011
- усредненное экстраполированное значение помехи. Так как
Figure 00000012
прямо пропорционально τ согласно (2), то в блоке 14 производится установка длительности зондирующего импульса как
Figure 00000013
. Значение длительности импульса передается в интерфейс 16, которое транслируется в передающий тракт доплеровского лага.We will demonstrate the operation of the claimed device by the example of a lag designed for deep ocean conditions - depth, N = 3000 m, width of the main maximum of the directivity of the antenna at 0.7 Δθ 0.7 = 4 °, the angle of inclination of the directivity of the antenna to the vertical θ = 30 ° [4 , from. 114]. The depth value is received from the carrier’s navigation system or from the control panel, where the operator sets the depth value, via the input / output interface 16. The depth value is transmitted by block 15 from the interface 16 to block 14, where according to conditions (3), the pulse width τ is determined for measuring the reverberation interference. For H = 3000 m, the value τ = 0.5 s, corresponds to conditions (3), and is transmitted to interface 16. The number of radiation / reception cycles is N = 8 ... 10. The timing of the radiation / reception (Fig. 3) is provided by block 15. The start time of the reception is determined by the value τ + τ / 2, the discrete reception τ / 2. The reception end time is determined as (2R / c) + τ and for the considered example {[2Н / cos (30 °)] / 1500} + τ = 5.12 s. The amplified, filtered, and digitized values in blocks 1–3 of the received signals from the 4 antenna beams go to the input interface 4. The output samples of filter decimators 7–1 to 7–8, implemented as filters with a finite impulse response, go to the output interface 8 and then to the input interface 9 and then go to block 10. In the example under consideration, at a reception discreteness of 0.25 s through 4 reception channels per radiation / reception cycle, 4⋅19 = 76 square values for a reception time of 0.75, 1.0, are stored 1.25, ..., 4.75, 5.0, 5.25 s. Next, in block 11, the reverberation noise is extrapolated for the reception interval 2R / c <t <(2R / c) + τ, i.e. (4.62 ... 5.12) s, according to the values for the reception interval τ + τ / 2 <t <(2R / c), i.e. (0.75 ... 4.5) s. Extrapolation algorithms are widely known, for example, polynomial approximation. At the end of the radiation / reception cycles in block 12, the intensity is averaged
Figure 00000007
and averaging extrapolated reverberation intensities
Figure 00000008
. Next, the recognition coefficient in block 13 is determined according to (1) as
Figure 00000009
where
Figure 00000010
- averaged intensity and
Figure 00000011
- averaged extrapolated interference value. As
Figure 00000012
directly proportional to τ according to (2), then in block 14 the duration of the probe pulse is set as
Figure 00000013
. The value of the pulse duration is transmitted to the interface 16, which is transmitted to the transmitting path of the Doppler lag.

Установка длительности импульса обеспечивает адаптацию длительности импульса к интенсивности реверберационной помехи, т.е. достигается технический результат.Setting the pulse width allows the pulse width to be adapted to the intensity of the reverberation noise, i.e. technical result is achieved.

Источники информацииInformation sources

1. Сравнительные характеристики унифицированных гидроакустических доплеровских лагов серии ЛДУ // Гидроакустический журнал (Украина), 2011, №8, с. 88-89.1. Comparative characteristics of the unified sonar doppler logs of the LDU series // Hydroacoustic journal (Ukraine), 2011, No. 8, p. 88-89.

2. wvyw.rdinstruments.com, Патент США №5615173.2. wvyw.rdinstruments.com, US Patent No. 5615173.

3. Патент РФ №2439613. Опубликовано 10.01.2012/ Бюл. №1.3. RF patent No. 2439613. Published January 10, 2012 / Bull. No. 1.

4. Корякин Ю.А., Смирнов С.А., Яковлев Г.В. Корабельная гидроакустическая техника. СПб: Наука. 2004.4. Koryakin Yu.A., Smirnov S.A., Yakovlev G.V. Ship sonar equipment. SPb: Science. 2004.

5. Богородский А.В., Яковлев Г.В., Корепин Е.А., Должиков А.К. Гидроакустическая техника исследования и освоения океана. Л.: Гидрометеоиздат. 1984.5. Bogorodsky A.V., Yakovlev G.V., Korepin E.A., Dolzhikov A.K. Hydroacoustic technology for research and development of the ocean. L .: Hydrometeoizdat. 1984.

6. Урик Р.Дж. Основы гидроакустики. Л.: Судостроение. 1978.6. Urik R.J. Basics of sonar. L .: Shipbuilding. 1978.

7. Ольшевский В.В. Статистические методы в гидролокации. Л.: Судостроение. 1983.7. Olshevsky V.V. Statistical methods in sonar. L .: Shipbuilding. 1983.

Claims (1)

Приемный тракт импульсного гидроакустического доплеровского лага, содержащий последовательно соединенные 4-канальный усилитель, 4-канальный полосовой фильтр, 4-канальный АЦП и цифровой приемник, отличающийся тем, что цифровой приемник выполнен 4-канальным квадратурным, содержащим входной интерфейс, соединенный с выходами 4-канального АЦП, выходы входного интерфейса соединены с сигнальными входами 4 квадратурных умножителей, гетеродинные входы которых соединены соответственно с выходами 4 квадратурных гетеродинов, а каждые два выхода каждого из 4 квадратурных умножителей соединены с входами двух фильтров-дециматоров, выходы которых соединены с выходным интерфейсом цифрового приемника, при этом в приемный тракт введен контроллер, содержащий входной интерфейс, соединенный с выходным интерфейсом цифрового приемника, и последовательно соединенные блок квадрирования с суммированием, блок экстраполирования, блок накопления, блок вычисления коэффициента распознавания, блок установки длительности импульса излучения, которые соединены входами управления с выходом блока таймера, причем вход блок квадрирования с суммированием соединен с выходом входного интерфейса, а вход блока таймера соединен с интерфейсом ввода/вывода, который соединен с внешним источником глубины, а выход блока установки длительности импульса излучения соединен с интерфейсом ввода/вывода с возможностью передачи установленного значения длительности импульса излучения в передающий тракт доплеровского лага.The receiving path of a pulsed sonar Doppler log containing 4-channel amplifier, 4-channel bandpass filter, 4-channel ADC and digital receiver in series, characterized in that the digital receiver is made of 4-channel quadrature, containing an input interface connected to 4- channel ADC, the outputs of the input interface are connected to the signal inputs of 4 quadrature multipliers, the heterodyne inputs of which are connected respectively to the outputs of 4 quadrature local oscillators, and every two outputs to Each of the 4 quadrature multipliers is connected to the inputs of two filter decimators, the outputs of which are connected to the output interface of a digital receiver, while a controller is introduced into the receiving path, which contains an input interface connected to the output interface of the digital receiver, and series-connected squaring block with summation, a block extrapolation, accumulation unit, recognition coefficient calculation unit, radiation pulse width setting unit, which are connected by control inputs to the output of block t imer, and the input of the squaring block with summation is connected to the output of the input interface, and the input of the timer block is connected to the input / output interface, which is connected to an external depth source, and the output of the radiation pulse width setting unit is connected to the input / output interface with the possibility of transmitting the set value the duration of the radiation pulse into the transmitting path of the Doppler lag.
RU2018103268U 2018-01-29 2018-01-29 The receiving path of the pulsed sonar Doppler lag RU186776U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018103268U RU186776U1 (en) 2018-01-29 2018-01-29 The receiving path of the pulsed sonar Doppler lag

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018103268U RU186776U1 (en) 2018-01-29 2018-01-29 The receiving path of the pulsed sonar Doppler lag

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU186776U1 true RU186776U1 (en) 2019-02-01

Family

ID=65269992

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018103268U RU186776U1 (en) 2018-01-29 2018-01-29 The receiving path of the pulsed sonar Doppler lag

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU186776U1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2120131C1 (en) * 1997-04-17 1998-10-10 Институт проблем морских технологий Дальневосточного отделения РАН Receiving channel of pulse high-accuracy doppler log
RU27863U1 (en) * 2002-07-29 2003-02-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт "Морфизприбор" DEVICE FOR MEASURING SPEED OF A CARRIER IN A WATER MEDIA REGARDING THE BOTTOM
RU44834U1 (en) * 2004-09-13 2005-03-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт "Морфизприбор" RECEPTION TREATMENT OF THE DOPPLER LAG OF AN INTEGRATED NAVIGATION SYSTEM
UA19457U (en) * 2006-06-26 2006-12-15 Univ Vinnytsia Nat Tech Receiver of a hydroacoustical doppler log with automatic gain control
SU1840761A1 (en) * 1972-12-25 2009-04-27 ОАО "Концерн "Океанприбор" Hydroacoustic doppler log
RU111633U1 (en) * 2011-08-10 2011-12-20 Министерство обороны Российской Федерации Федеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-Морская Академия имени Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" CORRELATION HYDROACOUSTIC LAG

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1840761A1 (en) * 1972-12-25 2009-04-27 ОАО "Концерн "Океанприбор" Hydroacoustic doppler log
RU2120131C1 (en) * 1997-04-17 1998-10-10 Институт проблем морских технологий Дальневосточного отделения РАН Receiving channel of pulse high-accuracy doppler log
RU27863U1 (en) * 2002-07-29 2003-02-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт "Морфизприбор" DEVICE FOR MEASURING SPEED OF A CARRIER IN A WATER MEDIA REGARDING THE BOTTOM
RU44834U1 (en) * 2004-09-13 2005-03-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт "Морфизприбор" RECEPTION TREATMENT OF THE DOPPLER LAG OF AN INTEGRATED NAVIGATION SYSTEM
UA19457U (en) * 2006-06-26 2006-12-15 Univ Vinnytsia Nat Tech Receiver of a hydroacoustical doppler log with automatic gain control
RU111633U1 (en) * 2011-08-10 2011-12-20 Министерство обороны Российской Федерации Федеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-Морская Академия имени Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" CORRELATION HYDROACOUSTIC LAG

Similar Documents

Publication Publication Date Title
USRE35535E (en) Broadband acoustic doppler current profiler
US7539082B2 (en) System and method for acoustic Doppler velocity processing with a phased array transducer including using a wide bandwidth pulse transmission to resolve ambiguity in a narrow bandwidth velocity estimate
US7542374B2 (en) System and method for acoustic Doppler velocity processing with a phased array transducer including applying correction factors to velocities orthogonal to the transducer face
US7839720B2 (en) System and method for acoustic doppler velocity processing with a phased array transducer including using differently coded transmit pulses in each beam so that the cross-coupled side lobe error is removed
JP4880910B2 (en) Horizontal wave measuring system and method
AU2010228967B2 (en) Multi-frequency, multi-beam acoustic doppler system
EP2074433B1 (en) System and method for acoustic doppler velocity processing with a phased array transducer
CA2092564C (en) Acoustic doppler current profiler
CN104237891B (en) Multi-frequency sounding device and method
CN108398690B (en) Submarine backscattering intensity measuring method
Cabrera et al. Development of a practical coherent acoustic Doppler current profiler
RU186776U1 (en) The receiving path of the pulsed sonar Doppler lag
Sabatini et al. Correlation techniques for digital time-of-flight measurement by airborne ultrasonic rangefinders
Rodionov et al. Experimental research of distance estimation accuracy using underwater acoustic modems to provide navigation of underwater objects
RU2460093C1 (en) Method of measuring distance using sonar
JP3612434B2 (en) Information collection device for acoustic tomography
RU2593622C1 (en) Method of measuring radial velocity of object at its noise emission
Wanis Design and applications of a vertical beam in acoustic Doppler current profilers
RU193838U1 (en) HYDROACOUSTIC DEVICE FOR MEASURING DISPLACEMENT OF A POWER AREA REGARDING THE BOTTOM
RU2625716C1 (en) Method of measuring sound on route
US3800274A (en) Methods of and devices for transmitting and receiving as used in navigation systems employing the doppler effect
RU2624980C1 (en) Hydroacoustic rho-rho navigation system
RU151224U1 (en) ACTIVE ECHO-PULSE LOCATOR
RU157348U1 (en) COMBINED PHASE-PULSE ECHODOLOMER
RU81808U1 (en) Sonar

Legal Events

Date Code Title Description
MM9K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20190130