RU2169439C1 - Method of formation of directivity characteristic of hydroacoustic antenna - Google Patents

Method of formation of directivity characteristic of hydroacoustic antenna Download PDF

Info

Publication number
RU2169439C1
RU2169439C1 RU99123833A RU99123833A RU2169439C1 RU 2169439 C1 RU2169439 C1 RU 2169439C1 RU 99123833 A RU99123833 A RU 99123833A RU 99123833 A RU99123833 A RU 99123833A RU 2169439 C1 RU2169439 C1 RU 2169439C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
signals
receivers
external
internal
groups
Prior art date
Application number
RU99123833A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Е.Л. Шендеров
Original Assignee
Государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт "Морфизприбор"
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 Государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт "Морфизприбор" filed Critical Государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт "Морфизприбор"
Priority to RU99123833A priority Critical patent/RU2169439C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2169439C1 publication Critical patent/RU2169439C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

FIELD: underwater acoustics, development of sonar equipment. SUBSTANCE: technical objective consists in simplification of technique of processing of signals to provide for formation of directivity characteristics of acoustically transparent hydroacoustic antennas. Method of formation of directivity characteristic of hydroacoustic antenna made of electroacoustic receivers positioned on two equidistant closed curves includes signal processing by algorithm of formation of cardioid directivity characteristic for two receivers placed at distance equal to distance between curves. Signals from output of each receiver are delayed by time equal to time of travel of sound wave from point on curve nearest to this receiver and passing through the middle between curves on which receivers are located to any straight line common to all receivers which is perpendicular to direction of principal maximum and does not cross mentioned mean curve. Then delayed signals are summed up within limits of four groups of receivers and cardioid characteristic of directivity is formed from these summary signals. EFFECT: simplified method of processing of signals. 1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к гидроакустике и может найти применение при разработке гидроакустической аппаратуры. The invention relates to sonar and may find application in the development of sonar equipment.

Для обеспечения кругового обзора пространства применяют гидроакустические антенны с электроакустическими приемниками, расположенными на замкнутых поверхностях, например, цилиндрические антенны. Характеристики направленности таких антенн формируются путем введения задержек сигналов, принимаемых элементами антенны, на времена, соответствующие разностям времени пробега звуковой волны до каждого элемента, и последующего суммирования сигналов. Для того чтобы обеспечить хорошие направленные свойства антенны, каждый элемент должен иметь характеристику направленности с низким уровнем в области тыльного приема, т.е. в области углов, противоположных направлению главного максимума. Это обеспечивается обычно применением акустических экранов. Такие экраны описаны в книге В.Е. Глазанова "Экранирование гидроакустических антенн", изд. "Судостроение", Л., 1986 г. Однако экраны являются тяжелыми и сложными конструкциями и применение их не всегда возможно. To provide a circular view of the space, sonar antennas are used with electro-acoustic receivers located on closed surfaces, for example, cylindrical antennas. The directivity characteristics of such antennas are formed by introducing the delays of the signals received by the antenna elements by the times corresponding to the differences in the travel time of the sound wave to each element, and then summing the signals. In order to ensure good directional properties of the antenna, each element must have a low-level directivity pattern in the rear reception region, i.e. in the region of angles opposite to the direction of the main maximum. This is usually ensured by the use of acoustic screens. Such screens are described in the book by V.E. Glazanova "Shielding of hydroacoustic antennas", ed. "Shipbuilding", L., 1986. However, screens are heavy and complex structures and their use is not always possible.

Известен способ формирования характеристик направленности с помощью сдвоенных приемников, причем сигналы в каждой паре приемников обрабатывают таким образом, чтобы формировалась кардиоидная характеристика направленности элемента (см. , например, книгу М. Д. Смарышева и Ю.Ю. Добровольского "Гидроакустические антенны. Справочник", изд. "Судостроение". Л., 1985 г., стр. 168). There is a method of forming directivity characteristics using dual receivers, and the signals in each pair of receivers are processed in such a way that a cardioid directivity characteristic of the element is formed (see, for example, the book “Hydroacoustic Antennas. Handbook” by M. D. Smaryshev and Yu. Yu. Dobrovolsky) , ed. "Shipbuilding". L., 1985, p. 168).

Известен способ формирования характеристик направленности с помощью сдвоенных приемников для антенны, приемники которой расположены на двух эквидистантных замкнутых кривых, описанный в японском патенте N 4 - 81747B4 по классу G 01 S 07/52; 3/809, опубл. 24.12.92. Этот способ по технической сущности наиболее близок к предлагаемому. В способе-прототипе приемники располагают на равных угловых расстояниях и объединяют в пары, причем в каждой паре один из приемников расположен на внешней кривой, а второй - на внутренней кривой. Сигналы от приемников каждой пары обрабатывают при помощи одинакового для всех пар алгоритма формирования кардиоидных характеристик направленности, а затем задерживают по времени и суммируют полученные сигналы. There is a method of forming directivity characteristics using dual receivers for an antenna, the receivers of which are located on two equidistant closed curves, described in Japanese patent N 4 - 81747B4 in class G 01 S 07/52; 3/809, publ. 12/24/92. This method is in technical essence closest to the proposed one. In the prototype method, the receivers are positioned at equal angular distances and are paired, and in each pair, one of the receivers is located on the external curve, and the second on the internal curve. The signals from the receivers of each pair are processed using the same algorithm for the formation of cardioid directivity characteristics for all pairs, and then they are delayed in time and the received signals are summarized.

Недостатком способа-прототипа и других известных способов формирования характеристик направленности антенн с кардиоидными приемниками является то, что для достижения высокой помехостойчивости антенны при формировании кардиоидных характеристик элементов, расположенных на криволинейных поверхностях, максимумы характеристик каждой пары должны быть направлены в одну и ту же сторону. Поэтому сигналы от каждой пары элементов должны обрабатываться по индивидуальным алгоритмам до суммирования сигналов от всех элементов. Это усложняет схему обработки сигналов. Если же не применять индивидуальных алгоритмов для каждой пары, то характеристики приемных элементов, расположенных на стороне антенны, противоположной направлению главного максимума антенны, будут развернуты в тыльную область по отношению к главному максимуму. Это приводит к ухудшению характеристик и, следовательно, к уменьшению помехоустойчивости. The disadvantage of the prototype method and other known methods for forming the directivity characteristics of antennas with cardioid receivers is that in order to achieve high noise immunity of the antenna when forming cardioid characteristics of elements located on curved surfaces, the maximums of the characteristics of each pair should be directed in the same direction. Therefore, the signals from each pair of elements must be processed according to individual algorithms before summing the signals from all elements. This complicates the signal processing circuitry. If individual algorithms are not applied for each pair, then the characteristics of the receiving elements located on the side of the antenna opposite the direction of the main maximum of the antenna will be deployed in the back region with respect to the main maximum. This leads to poor performance and, consequently, to a decrease in noise immunity.

Кроме того, при расположении приемников на криволинейных поверхностях способ-прототип пригоден только для антенн с равным угловым расстоянием между приемниками, что приводит к необходимости использовать для образования одинаковых пар конструкции с различными линейными расстояниями между приемниками на внешней и внутренней поверхностях, что усложняет антенну. In addition, when the receivers are located on curved surfaces, the prototype method is suitable only for antennas with equal angular distances between the receivers, which makes it necessary to use structures with different linear distances between the receivers on the external and internal surfaces to form the same pairs, which complicates the antenna.

Задачей изобретения является упрощение способа обработки сигналов для обеспечения формирования характеристик направленности акустически прозрачных гидроакустических антенн, состоящих из электроакустических приемников, расположенных на двух эквидистантных замкнутых кривых. The objective of the invention is to simplify the method of processing signals to ensure the formation of the directivity of acoustically transparent sonar antennas consisting of electro-acoustic receivers located on two equidistant closed curves.

Для решения поставленной задачи в способ формирования характеристики направленности гидроакустической антенны, состоящей из электроакустических приемников, расположенных на двух эквидистантных замкнутых кривых, включающий обработку сигналов для двух элементов антенны по алгоритму формирования кардиоидной характеристики направленности для двух приемников, находящихся на расстоянии, равном расстоянию между кривыми, задержку сигналов во времени и суммирование сигналов, введены новые признаки: сигналы с выходов каждого из приемников задерживают на времена, равные временам пробега звуковой волны от ближайшей к этому приемнику точки на кривой, проходящей посредине между кривыми, на которых расположены приемники, до любой общей для всех приемников прямой, перпендикулярной направлению главного максимума и не пересекающей указанную среднюю кривую, суммируют задержанные сигналы в пределах четырех групп приемников: первой и второй внешних одинаковых групп на участках внешней кривой и первой и второй внутренних одинаковых групп на участках внутренней кривой, эквидистантных участкам внешней кривой, соответственно, причем середины всех участков лежат на одной прямой, сигналы от первой внешней группы складывают с сигналами от второй внутренней группы, сигналы от первой внутренней группы складывают с сигналами от второй внешней группы и из этих суммарных сигналов формируют кардиоидную характеристику направленности. To solve the problem in a method of forming the directivity characteristics of a hydroacoustic antenna, consisting of electro-acoustic receivers located on two equidistant closed curves, including signal processing for two antenna elements according to the algorithm for generating a cardioid directivity pattern for two receivers located at a distance equal to the distance between the curves, delay of signals in time and summation of signals, new features have been introduced: signals from the outputs of each receiver delayed by the times equal to the travel time of the sound wave from the point closest to this receiver on the curve, passing in the middle between the curves on which the receivers are located, to any straight line common to all receivers, perpendicular to the direction of the main maximum and not crossing the indicated average curve, sum the delayed signals within four groups of receivers: the first and second external identical groups in sections of the external curve and the first and second internal identical groups in sections of the internal curve, equidistant areas of the external curve, respectively, with the midpoints of all sections lying on one straight line, the signals from the first external group are added with the signals from the second internal group, the signals from the first internal group are added with the signals from the second external group, and the cardioid directivity pattern is formed from these total signals .

В случае, если количество приемников во внешних и внутренних группах является различным, то сигналы от внутренних групп могут быть умножены на отношение числа приемников во внешних и внутренних группах. If the number of receivers in the external and internal groups is different, then the signals from the internal groups can be multiplied by the ratio of the number of receivers in the external and internal groups.

Технический эффект от использования изобретения заключается в следующем: вместо того, чтобы формировать кардиоидные характеристики для каждых двух приемников, лежащих на разных кривых по индивидуальным алгоритмам, предлагается формировать кардиоидную характеристику всего для двух сигналов. Это существенно упрощает способ и позволяет применять его для антенн с любым распределением приемников по эквидистантным замкнутым кривым. The technical effect of using the invention is as follows: instead of generating cardioid characteristics for each two receivers lying on different curves according to individual algorithms, it is proposed to generate a cardioid characteristic for only two signals. This greatly simplifies the method and allows it to be used for antennas with any distribution of receivers along equidistant closed curves.

Сущность изобретения поясняется фиг. 1 - 3, где на фиг. 1 представлено устройство, реализующее способ, на фиг. 2 - эквивалентные фрагменты антенны, на фиг. 3 - пример характеристики направленности антенны, сформированной предложенным способом. The invention is illustrated in FIG. 1-3, where in FIG. 1 shows a device that implements the method, FIG. 2 - equivalent fragments of the antenna, in FIG. 3 is an example of a directivity characteristic of an antenna formed by the proposed method.

Техническое решение, реализующее предложенный способ, может быть выполнено, например, при помощи устройства, показанного на фиг. 1. Антенна, состоит из приемников 1, расположенных на двух эквидистантных кривых (в данном примере - на окружностях). Приемники разделены на 4 группы: первую внешнюю группу 2 и первую внутреннюю группу 3, а также вторую внешнюю группу 4 и вторую внутреннюю группу 5. Приемники через усилители 6 соединены с суммирующими линиями задержки 7 - 10. Выходы линий задержки 7 и 9 соединены со входами сумматора 11, а выходы линий задержки 8 и 10 соединены со входами сумматора 12, выходы сумматоров 11 и 12 соединены со входами блока формирования кардиоидной характеристики направленности 13. A technical solution that implements the proposed method can be performed, for example, using the device shown in FIG. 1. The antenna consists of receivers 1 located on two equidistant curves (in this example, on circles). The receivers are divided into 4 groups: the first external group 2 and the first internal group 3, as well as the second external group 4 and the second internal group 5. The receivers are connected through amplifiers 6 to summing delay lines 7 - 10. The outputs of the delay lines 7 and 9 are connected to the inputs the adder 11, and the outputs of the delay lines 8 and 10 are connected to the inputs of the adder 12, the outputs of the adders 11 and 12 are connected to the inputs of the block forming the cardioid directivity 13.

Предложенный способ осуществляется следующим образом. Сигналы от приемников 1, прошедшие через усилители 6, задерживают по времени, причем времена задержки для каждого из приемников tn выбирают таким образом, чтобы обеспечить электрическую компенсацию сигналов к средней кривой, проходящей между кривыми, на которых находятся приемники. Далее сигналы от каждой из 4 групп суммируют и складывают "перекрестно", т.е. суммарный сигнал от приемников первой внешней группы u2 складывается с суммарным сигналом от приемников второй внутренней группы u5, а суммарный сигнал от приемников первой внутренней группы u3 складывается с суммарным сигналом от приемников второй внешней группы u4. Полученные сигналы v1 =u2+u5 и v2 =u3+u4 обрабатываются при помощи алгоритма формирования кардиоидной характеристики направленности, причем указанный алгоритм соответствует алгоритму формирования такой характеристики для двух приемников, находящихся на расстоянии, равном расстоянию между кривыми, на которых расположены приемники.The proposed method is as follows. The signals from the receivers 1, passed through the amplifiers 6, are delayed in time, and the delay times for each of the receivers t n are selected so as to provide electrical compensation of the signals to the average curve passing between the curves on which the receivers are located. Further, the signals from each of the 4 groups are added up and added “crosswise”, i.e. the total signal from the receivers of the first external group u 2 is added to the total signal from the receivers of the second internal group u 5 , and the total signal from the receivers of the first internal group u 3 is added to the total signal from the receivers of the second external group u 4 . The received signals v 1 = u 2 + u 5 and v 2 = u 3 + u 4 are processed using the algorithm for generating a cardioid directivity characteristic, and this algorithm corresponds to an algorithm for generating such a characteristic for two receivers located at a distance equal to the distance between the curves which are the receivers.

При использовании алгоритма, приведенного в упомянутой выше книге М.Д. Смарышева и Ю.Ю. Добровольского, для формирования кардиоидной характеристики сигнал v1 вычитают из сигнала v2, задержанного на время th=h/c, где h - расстояние между кривыми, с - скорость звука в среде. Это приводит к появлению сигнала на выходе блока формирования кардиоидной характеристики 13 в виде uвых = υ1- υ2exp(iωth). Как показано в указанной книге, при такой обработке сигналы, соответствующие направлению главного максимума характеристики направленности, складываются, а сигналы, соответствующие обратному направлению, - вычитаются, что приводит к подавлению сигналов, приходящих из тыльных направлений.When using the algorithm described in the book above M.D. Smarysheva and Yu.Yu. Dobrovolsky, for the formation of a cardioid characteristic, the signal v 1 is subtracted from the signal v 2 , delayed by the time t h = h / c, where h is the distance between the curves, c is the speed of sound in the medium. This leads to the appearance of a signal at the output of the block forming the cardioid characteristics 13 in the form u out = υ 1 - υ 2 exp (iωt h ). As shown in the book, with this processing, the signals corresponding to the direction of the main maximum of the directivity characteristics are added, and the signals corresponding to the opposite direction are subtracted, which leads to the suppression of signals coming from the rear directions.

Для пояснения предложенного способа на фиг. 2 в качестве примера показаны два эквивалентных фрагмента антенны 14 и 15, образующиеся после разделения ее на 4 группы, расположенные на двух концентрических окружностях. В этом случае времена задержки tn выбирают в соответствии с формулой tn = [(r+h/2)cosΦn+a]/c, где r - радиус внутренней окружности, h - расстояние между окружностями, Φn - угол между направлением главного максимума характеристики направленности антенны и радиусом, соответствующим приемнику с номером n, a - расстояние от центра окружности "0" до произвольной, общей для всех приемников прямой 16, перпендикулярной направлению главного максимума и не пересекающей среднюю окружность 17, расположенную между внешней и внутренней окружностями, с - скорость звука в среде. Направление главного максимума показано на фиг. 2 стрелкой. В результате после перекрестного сложения сигналов от внешних и внутренних групп образуются два фрагмента антенны со сдвинутыми на расстояние h друг относительно друга фазовыми центрами 18 и 19. Такой сдвиг необходим, чтобы далее сформировать кардиоидную характеристику направленности. В связи с тем, что задержки сигналов по времени выполняются применительно не к каждой из кривых, на которых расположены приемники, а к средней кривой, которая находится между ними, т.е. сдвинутой относительно них, то и фазовые центры указанных фрагментов антенн также оказываются сдвинутыми, причем в противоположные стороны. Это приводит к образованию двух сигналов с фазовым сдвигом, соответствующим сдвигу сигналов от двух точечных приемников, расположенных на расстоянии, равном расстоянию между кривыми. Последующая обработка сигналов в блоке 13 с помощью любого из известных алгоритмов формирования кардиоидной характеристики направленности двух приемников, в том числе и такого, который указан в способе-прототипе, приводит к подавлению тыльного приема и формированию характеристики направленности антенны с малыми добавочными максимумами. В результате формирование кардиоидной характеристики направленности осуществляется всего один раз.To explain the proposed method in FIG. 2 as an example, two equivalent antenna fragments 14 and 15 are shown which are formed after dividing it into 4 groups located on two concentric circles. In this case, the delay times t n are chosen in accordance with the formula t n = [(r + h / 2) cosΦ n + a] / c, where r is the radius of the inner circle, h is the distance between the circles, Φ n is the angle between the direction the main maximum of the directivity characteristics of the antenna and the radius corresponding to the receiver with number n, a is the distance from the center of the circle "0" to an arbitrary straight line 16 common to all receivers, perpendicular to the direction of the main maximum and not intersecting the middle circle 17 located between the outer and inner circles , s - speed sound in the medium. The direction of the main maximum is shown in FIG. 2 arrow. As a result, after the cross-addition of signals from external and internal groups, two antenna fragments are formed with phase centers 18 and 19 shifted by a distance h from each other. Such a shift is necessary in order to further form a cardioid directivity pattern. Due to the fact that the time delays of the signals are not applied to each of the curves on which the receivers are located, but to the average curve located between them, i.e. shifted relative to them, then the phase centers of these antenna fragments also turn out to be shifted, and in opposite directions. This leads to the formation of two signals with a phase shift corresponding to a shift of signals from two point receivers located at a distance equal to the distance between the curves. Subsequent processing of signals in block 13 using any of the known algorithms for the formation of the cardioid directivity of two receivers, including the one specified in the prototype method, suppresses the rear reception and forms the directivity of the antenna with small additional maxima. As a result, the formation of a cardioid directivity pattern is carried out only once.

Если во внутренних и внешних группах находится различное количество приемников, то для выравнивания амплитуд сигналов перед окончательной обработкой сигналов для формирования кардиоиды целесообразно умножить сигналы от внутренних групп на отношение числа приемников во внешних и внутренних группах. If in the internal and external groups there is a different number of receivers, then to equalize the amplitudes of the signals before final processing of the signals to form cardioids, it is advisable to multiply the signals from the internal groups by the ratio of the number of receivers in the external and internal groups.

Предложенный способ применим для антенн с любым, в том числе одинаковым для обоих кривых распределением приемников по эквидистантным замкнутым кривым, что позволяет распространить его на широкий класс антенн. The proposed method is applicable for antennas with any, including the same for both curves distribution of receivers on equidistant closed curves, which allows you to extend it to a wide class of antennas.

Таким образом, техническим эффектом от использования изобретения является упрощение алгоритма обработки и повышение помехоустойчивости. Кроме того, отпадает необходимость использования тяжелых и сложных в изготовлении акустических экранов. Thus, the technical effect of using the invention is to simplify the processing algorithm and increase the noise immunity. In addition, there is no need to use heavy and difficult to manufacture acoustic screens.

Блоки 7-13 при использовании предложенного способа могут существовать либо в виде отдельных физических приборов, либо представлять собой компьютер, в котором сигналы в цифровой форме обрабатываются при помощи изложенного выше способа. В этом случае на выходах усилителей должны быть подключены аналого-цифровые преобразователи. После этого отдельные этапы обработки могут производиться как выполнение соответствующих вычислений. Например, задержка по времени может выполняться путем выборок последовательных значений сигналов из различных ячеек памяти или путем двукратного быстрого преобразования Фурье с промежуточным умножением сигналов на экспоненциальные множители. Формирование кардиоидной характеристики направленности в цифровом виде может выполняться при помощи алгоритмов, соответствующих схемам, указанным в приведенной выше книге М.Д. Смарышева и Ю.Ю. Добровольского или в прототипе. Blocks 7-13 when using the proposed method can exist either in the form of separate physical devices, or be a computer in which signals in digital form are processed using the above method. In this case, analog-to-digital converters must be connected to the outputs of the amplifiers. After that, individual processing steps can be performed as the corresponding calculations. For example, a time delay can be performed by sampling successive signal values from different memory cells or by double fast Fourier transform with intermediate multiplication of signals by exponential factors. The formation of a cardioid directivity pattern in digital form can be performed using algorithms that correspond to the schemes specified in the book above M.D. Smarysheva and Yu.Yu. Volunteer or in prototype.

Внешняя кривая, на которой располагаются приемники, может быть любой замкнутой кривой, например, окружностью или эллипсом, что выбирается из условий размещения антенны на соответствующем носителе. Расстояние между кривыми выбирается из тех же соображений, что и при использовании обычных кардиоидных приемников, т.е. примерно четверть длины звуковой волны на верхней частоте рабочего диапазона. При этом реальная ширина рабочего диапазона оказывается такой же, как и при использовании кардиоидных приемников, т.е. 2,5-3 октавы. Возможно получение и более широкой полосы, но при этом будет соответственно уменьшаться чувствительность антенны. The external curve on which the receivers are located can be any closed curve, for example, a circle or an ellipse, which is selected from the conditions for placing the antenna on an appropriate medium. The distance between the curves is selected from the same considerations as with conventional cardioid receivers, i.e. about a quarter of the sound wavelength at the upper frequency of the operating range. In this case, the actual width of the working range is the same as when using cardioid receivers, i.e. 2.5-3 octaves. It is possible to obtain a wider band, but the antenna sensitivity will accordingly decrease.

Расстояния между приемниками вдоль кривых выбираются так же, как и в обычных криволинейных антеннах, т.е. от четверти до половины длины звуковой волны на верхней частоте рабочего диапазона в зависимости от необходимого уровня снижения добавочных максимумов характеристики направленности. The distances between the receivers along the curves are chosen in the same way as in conventional curved antennas, i.e. from a quarter to half the sound wavelength at the upper frequency of the operating range, depending on the required level of reduction of the additional maximums of directivity.

В качестве примера, подтверждающего эффективность предложенного способа, на фиг. 3 приведена характеристика направленности, полученная предложенным способом для антенны, имеющей следующие параметры: антенна выполнена в виде двух окружностей, радиус внешней окружности 1,25 м, расстояние между окружностями 0,12 м, расстояние между элементами в обеих окружностях 0,21 м, на внешней и внутренней окружностях расположено 38 и 34 приемника, соответственно, частотой -2500 Гц. В этом примере установка приемников на внешней и внутренней окружностях с одинаковым шагом приводит к тому, что не обеспечивается пространственное угловое соответствие расположения приемников на этих окружностях, поскольку приемники будут "разбегаться" по длине кривой. Использование способа, описанного в прототипе, при этом невозможно, т.к. не образуется соответствующих пар приемников. Вместе с тем применение предложенного способа позволило сформировать хорошую характеристику направленности с низким уровнем добавочных максимумов (ниже -30 дБ) в тыльных направлениях. As an example, confirming the effectiveness of the proposed method, in FIG. 3 shows the directivity characteristic obtained by the proposed method for an antenna having the following parameters: the antenna is made in the form of two circles, the radius of the outer circle is 1.25 m, the distance between the circles is 0.12 m, the distance between the elements in both circles is 0.21 m, 38 and 34 receivers are located on the outer and inner circles, respectively, with a frequency of -2500 Hz. In this example, the installation of receivers on the outer and inner circles with the same pitch leads to the fact that there is no spatial angular correspondence of the location of the receivers on these circles, since the receivers will "scatter" along the length of the curve. Using the method described in the prototype, it is impossible, because no matching receiver pairs are formed. However, the application of the proposed method allowed to form a good directivity characteristic with a low level of additional maxima (below -30 dB) in the rear directions.

Claims (2)

1. Способ формирования характеристики направленности гидроакустической антенны, состоящей из электроакустических приемников, расположенных на двух эквидистантных замкнутых кривых, включающий обработку сигналов по алгоритму формирования кардиоидной характеристики направленности для двух приемников, находящихся на расстоянии, равном расстоянию между эквидистантными замкнутыми кривыми, задержку сигналов во времени и суммирование сигналов, отличающийся тем, что сигналы с выходов каждого из приемников задерживают на времена, равные временам пробега звуковой волны от ближайшей к этому приемнику точки на кривой, проходящей посредине между эквидистантными замкнутыми кривыми, на которых расположены приемники, до любой общей для всех приемников прямой, перпендикулярной направлению главного максимума и не пересекающей указанную среднюю кривую, суммируют задержанные сигналы в пределах четырех групп приемников: первой и второй внешних одинаковых групп на участках внешней замкнутой кривой и первой и второй внутренних одинаковых групп на участках внутренней замкнутой кривой, эквидистантных участкам внешней замкнутой кривой соответственно, причем середины всех участков лежат на одной прямой, сигналы от первой внешней группы складывают с сигналами от второй внутренней группы, сигналы от первой внутренней группы складывают с сигналами от второй внешней группы и из этих суммарных сигналов формируют кардиоидную характеристику направленности. 1. The method of forming the directivity characteristics of a hydroacoustic antenna, consisting of electroacoustic receivers located on two equidistant closed curves, including processing the signals according to the algorithm for generating a cardioid directivity pattern for two receivers located at a distance equal to the distance between the equidistant closed curves, the delay of signals in time and summation of signals, characterized in that the signals from the outputs of each of the receivers are delayed by times equal to The paths of the sound wave from the point closest to this receiver on the curve passing in the middle between the equidistant closed curves on which the receivers are located, to any straight line common to all receivers, perpendicular to the direction of the main maximum and not intersecting the indicated average curve, summarize the delayed signals within four groups of receivers: the first and second external identical groups in sections of an external closed curve and the first and second internal identical groups in sections of an internal closed curve howls equidistant to sections of the external closed curve, respectively, with the midpoints of all sections lying on one straight line, the signals from the first external group are added with the signals from the second internal group, the signals from the first internal group are added with the signals from the second external group, and from these total signals form a cardioid directional characteristic. 2. Способ формирования характеристики направленности гидроакустической антенны по п.1, отличающийся тем, что перед сложением задержанных сигналов от внутренних и внешних групп сигналы от внутренних групп умножаются на отношение числа приемников во внешних и внутренних группах. 2. The method of forming the directivity characteristics of the hydroacoustic antenna according to claim 1, characterized in that before adding the delayed signals from the internal and external groups, the signals from the internal groups are multiplied by the ratio of the number of receivers in the external and internal groups.
RU99123833A 1999-11-15 1999-11-15 Method of formation of directivity characteristic of hydroacoustic antenna RU2169439C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99123833A RU2169439C1 (en) 1999-11-15 1999-11-15 Method of formation of directivity characteristic of hydroacoustic antenna

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99123833A RU2169439C1 (en) 1999-11-15 1999-11-15 Method of formation of directivity characteristic of hydroacoustic antenna

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2169439C1 true RU2169439C1 (en) 2001-06-20

Family

ID=20226893

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU99123833A RU2169439C1 (en) 1999-11-15 1999-11-15 Method of formation of directivity characteristic of hydroacoustic antenna

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2169439C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2617795C1 (en) * 2015-12-31 2017-04-26 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли РФ Method for formation of cardioid response of a wide band gidroacustical receiver channel for an uninhabited underwater apparatus
RU2690054C1 (en) * 2017-12-04 2019-05-30 Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" Device for measuring of the hydroacoustic antenna direction characteristics
RU2748866C1 (en) * 2020-07-21 2021-06-01 Акционерное общество "Научно-исследовательский институт Приборостроения имени В.В. Тихомирова" Monoblock sealed structure of hydroacoustic device

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JP № 4-81747 B4, 24.12.1992. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2617795C1 (en) * 2015-12-31 2017-04-26 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли РФ Method for formation of cardioid response of a wide band gidroacustical receiver channel for an uninhabited underwater apparatus
RU2690054C1 (en) * 2017-12-04 2019-05-30 Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" Device for measuring of the hydroacoustic antenna direction characteristics
RU2748866C1 (en) * 2020-07-21 2021-06-01 Акционерное общество "Научно-исследовательский институт Приборостроения имени В.В. Тихомирова" Monoblock sealed structure of hydroacoustic device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Flanagan et al. Autodirective microphone systems
US7031483B2 (en) Hearing aid comprising an array of microphones
US4703506A (en) Directional microphone apparatus
US8204247B2 (en) Position-independent microphone system
US20020131580A1 (en) Solid angle cross-talk cancellation for beamforming arrays
US4314098A (en) Reversible electroacoustic transducer device having a constant directivity characteristic over a wide frequency band
US5596550A (en) Low cost shading for wide sonar beams
Tager Near field superdirectivity (NFSD)
RU2169439C1 (en) Method of formation of directivity characteristic of hydroacoustic antenna
US6788791B2 (en) Delay network microphones with harmonic nesting
Ward et al. Broadband microphone arrays for speech acquisition
US5504716A (en) Passive sonar transducer arrangement
Berktay et al. Virtual arrays for underwater reception
Tawfik A generic processing structure decomposing the beamforming process of 2-D and 3-D arrays of sensors into sub-sets of coherent process
JP4993331B2 (en) Acoustic target transducer
US4661937A (en) Sonar beam steering circuit
Hughes et al. Tilted directional response patterns formed by amplitude weighting and a single 90° phase shift
Kataoka et al. A microphone-array configuration for AMNOR Adaptive microphone-array system for noise reduction
RU2687301C1 (en) Three-component vector-scalar receiver, linear hydroacoustic antenna based on it and method of forming unidirectional characteristics of direction of channel for detecting sources of underwater noise
JPH0441312B2 (en)
GB2606191A (en) A method and system for directional processing of audio information
RU2080743C1 (en) Receiving unit of multiple-element hydroacoustic wide- band antenna array
JP3106334B2 (en) Hydrophone
JP2004361258A (en) Phasing method and device
CN111381210A (en) Ship radiation noise suppression method based on second-order cone programming

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20061116