RU2260194C2 - Acoustic direction pointer (variants) - Google Patents
Acoustic direction pointer (variants) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2260194C2 RU2260194C2 RU2003103787/09A RU2003103787A RU2260194C2 RU 2260194 C2 RU2260194 C2 RU 2260194C2 RU 2003103787/09 A RU2003103787/09 A RU 2003103787/09A RU 2003103787 A RU2003103787 A RU 2003103787A RU 2260194 C2 RU2260194 C2 RU 2260194C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- indicator
- receiving
- acoustic
- antenna
- signal
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к портативным, малогабаритным устройствам, предназначенным для обнаружения водолазом и определения с максимальной точностью пространственного положения малоразмерных подводных объектов при отсутствии оптической видимости, и может быть использовано в качестве прицела к различным видам ружей для подводной охоты.The invention relates to portable, small-sized devices designed to detect a diver and determine with maximum accuracy the spatial position of small underwater objects in the absence of optical visibility, and can be used as a sight for various types of guns for spearfishing.
Известны гидроакустические станции (ГАС) различных отечественных и зарубежных фирм, таких как: «Orcatron» Канада, «Elac» Германия, «Helle» Великобритания, которые выпускают широкий диапазон портативных ГАС для водолазов, а также авторское свидетельство СССР №187327 «Гидроакустический прибор для обнаружения подводных препятствий и определения их координат» A1, G 01 S 13/00, оп. 01.01.1966 г.; авторское свидетельство СССР №1802350 «Импульсный гидролокатор», А1, G 01 S 11/00, оп. 15.03.1993 г.; Митько В.Б. и др., Гидроакустические средства связи и наблюдения. Л., «Судостроение», 1982, стр.5, 11, 13, 14, 74, 75, рис.1.1; патент РФ №20389 «Гидролокатор обнаружения и классификации надводных и подводных целей для надводных кораблей», U1, G 01 S 15/02, оп. 27.10.2001 г.Hydroacoustic stations (GAS) of various domestic and foreign companies are known, such as: Orcatron Canada, Elac Germany, Helle Great Britain, which produce a wide range of portable hydros for divers, as well as USSR copyright certificate No. 187327 “Hydroacoustic device for detection of underwater obstacles and determination of their coordinates ”A1, G 01
Недостатком таких систем является необходимость решения компромисса между габаритными размерами ГАС и точностью определения направления на объект. В известных устройствах диаграмма направленности определяется как одноэлементными приемопередающими антеннами /преобразователями, формирующими однолучевую диаграмму направленности, так и многоэлементными антеннами, формирующими или многолучевую диаграмму направленности, или однолучевую по принципу фазированной антенной решетки (ФАР)/.The disadvantage of such systems is the need to solve a compromise between the overall dimensions of the gas storage system and the accuracy of determining the direction to the object. In known devices, the radiation pattern is determined as single-element transceiver antennas / converters forming a single-beam radiation pattern, and multi-element antennas, forming either a multi-beam radiation pattern, or single-beam by the principle of a phased array (PAR) /.
В известных устройствах для повышения точности определения координат необходимо получить как можно более узкую однолучевую диаграмму направленности, формируемую антенной или как можно более узкие отдельные диаграммы многолучевой антенны, формируемые каждым элементом многоэлементной антенны. А из уровня техники известно, что ширина диаграммы направленности обратно пропорциональна апертуре антенны или излучателя.In known devices, to increase the accuracy of determining the coordinates, it is necessary to obtain the narrowest single-beam radiation pattern formed by the antenna or as narrow as possible individual multi-beam antenna patterns formed by each element of a multi-element antenna. And from the prior art it is known that the width of the radiation pattern is inversely proportional to the aperture of the antenna or emitter.
Целью изобретения является создание простой портативной, малогабаритной ГАС, в которой высокая точность определения направления на объект в сферической системе координат обеспечивалась бы при ограниченных размерах антенных преобразователей и ограниченных энергетических ресурсах.The aim of the invention is the creation of a simple portable, small-sized GAS, in which high accuracy in determining the direction to an object in a spherical coordinate system would be ensured with limited sizes of antenna converters and limited energy resources.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является Гидроакустический прибор для обнаружения подводных препятствий и определения их координат, описанное в авторском свидетельстве СССР №187327 A1, G 01 S 13/00, оп. 01.01.1966. Прибор содержит источник питания, приемное устройство, устройство формирования зондирующих импульсов, устройство управления и синхронизации, формирующее временную диаграмму работы прибора, индикатор и антенну. Однако, этому прибору присущи вышеперечисленные недостатки.The closest in technical essence to the proposed device is a hydroacoustic device for detecting underwater obstacles and determining their coordinates, described in the USSR author's certificate No. 187327 A1, G 01
Проведенный анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявляемого изобретения, позволяет установить, что заявителем не обнаружены технические решения, характеризующиеся признаками, идентичными всем существенным признакам заявленного изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа позволил выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявляемом объекте, изложенных в формуле изобретения, а именно определенное расположение трех приемных преобразователей, сигнал от которых передается на определенные столбцы индикатора в которых количество включаемых элементов прямо пропорционально амплитуде принятого приемным преобразователем сигнала.The analysis of the prior art, including a search by patent and scientific and technical sources of information and identification of sources containing information about analogues of the claimed invention, allows us to establish that the applicant has not found technical solutions characterized by features identical to all the essential features of the claimed invention. The definition from the list of identified analogues of the prototype made it possible to identify a set of essential distinguishing features in relation to the applicant’s technical result in the claimed object set forth in the claims, namely a specific arrangement of three receiving converters, the signal from which is transmitted to certain indicator columns in which the number of elements included is directly in proportion to the amplitude of the signal received by the receiving transducer.
Поставленная цель достигается тем, что в акустический указатель направления (АУН) содержащий источник питания, приемное устройство, устройство формирования зондирующих импульсов, устройство управления и синхронизации, формирующее временную диаграмму работы устройства, индикатор и антенну, дополнительно введены коммутатор приемных преобразователей и коммутатор столбцов индикатора, а антенна содержит один излучатель акустических импульсов и три приемных преобразователя, расположенных так, что формируемая их диаграммами направленности линия равносигнального направления совпадает с линией максимально излучаемой мощности излучателя акустических импульсов, а индикатор содержит три столбца вертикально расположенных элементов индикации, причем выходы приемных преобразователей подключены ко входу коммутатора приемных преобразователей, выход которого подключен ко входу приемного устройства выход которого подключен к коммутатору элементов индикации и столбцов, с выходов которого сигнал, пропорциональный амплитуде принятого приемным преобразователем сигнала, поступает на соответствующий столбец индикатора, количество включаемых элементов которого прямо пропорционально амплитуде принятого соответствующим приемным преобразователем сигнала.This goal is achieved by the fact that in the acoustic direction indicator (AUN) containing a power source, a receiving device, a device for generating sounding pulses, a control and synchronization device that generates a time diagram of the device, an indicator and an antenna, an additional switch for receiving transducers and a switch for indicator columns are additionally introduced, and the antenna contains one emitter of acoustic pulses and three receiving transducers arranged so that formed by their diagrams directionally This line of equal signal direction coincides with the maximum emitted power line of the acoustic pulse emitter, and the indicator contains three columns of vertically arranged display elements, the outputs of the receiving transducers connected to the input of the receiving transducers switch, the output of which is connected to the input of the receiving device, the output of which is connected to the switching of the indicating elements and columns, the outputs of which a signal proportional to the amplitude of the signal received by the receiving transducer, pos upaet indicator with a respective column, the number of included elements is directly proportional to the amplitude of the received signal corresponding receiving transducer.
Поставленная цель может быть достигнута и в том случае, если в акустический указатель направления, содержащий источник питания, приемное устройство, устройство формирования зондирующих импульсов, устройство управления и синхронизации, формирующее временную диаграмму работы устройства, индикатор и антенну, отличающийся тем, что в него дополнительно введены два приемных устройства, а антенна содержит один излучатель акустических импульсов и три приемных преобразователя, расположенных так, что формируемая диаграммами направленности линия равносигнального направления совпадает с линией максимально излучаемой мощности излучателя акустических импульсов, а индикатор содержит три столбца вертикально расположенных элементов индикации, причем выходы приемных преобразователей подключены к соответствующим входам приемных устройств, выходы которых подключены к соответствующим столбцам индикатора, количество включаемых элементов которого прямо пропорционально амплитуде принятого соответствующим приемным преобразователем сигнала.This goal can be achieved if the acoustic direction indicator contains a power source, a receiving device, a device for generating probing pulses, a control and synchronization device that generates a time diagram of the device, an indicator and an antenna, characterized in that it additionally two receiving devices are introduced, and the antenna contains one emitter of acoustic pulses and three receiving transducers arranged so that formed by radiation patterns the direction of equal signal direction coincides with the maximum emitted power line of the acoustic pulse emitter, and the indicator contains three columns of vertically arranged display elements, the outputs of the receiving transducers connected to the corresponding inputs of the receiving devices, the outputs of which are connected to the corresponding columns of the indicator, the number of switched on elements is directly proportional to the amplitude of the received appropriate receiving signal converter.
Функционально прибор состоит из следующих частей (фиг.1, фиг.2):Functionally, the device consists of the following parts (figure 1, figure 2):
1 - антенное устройство;1 - antenna device;
2 - излучатель акустических импульсов;2 - emitter of acoustic pulses;
3, 4, 5 - приемные преобразователи акустических импульсов;3, 4, 5 - receiving transducers of acoustic pulses;
6 - устройство формирования зондирующих импульсов;6 - a device for generating probe pulses;
7 - коммутатор приемных преобразователей;7 - switch receiving transducers;
9, 14, 15 - приемное устройство;9, 14, 15 - receiving device;
8 - устройство управления и синхронизации;8 - control and synchronization device;
10 - устройство определения дальности;10 - device for determining the range;
12 - индикатор;12 - indicator;
13- устройство питания;13- power device;
11 - коммутатор элементов индикатора.11 - switch indicator elements.
Акустический указатель направления работает следующим образом.The acoustic direction indicator works as follows.
Устройство управления и синхронизации формирует временную диаграмму работы АУН для синхронизации работы функциональных узлов. Устройство формирования зондирующих импульсов управляет работой излучателя акустических импульсов, излучающего в пространство зондирующий импульс. Отраженные эхо сигналы поступают на приемные преобразователи, выходы которых поочередно подключаются через коммутатор на вход приемного устройства, с выхода которого через коммутатор элементов индикации продетектированный сигнал, пропорциональный амплитуде сигнала, с выхода приемного преобразователя подается на соответствующий столбец элементов индикатора. При этом количество светящихся элементов столбца пропорционально амплитуде продетектированного сигнала. Поскольку диаграммы направленности приемных преобразователей разнесены в пространстве, то по соотношению количества светящихся элементов в 3-х столбцах индикатора можно определить пространственное положение объекта визирования в сферической системе координат относительно равносигнального направления.The control and synchronization device generates a time diagram of the AUN for synchronizing the operation of functional units. A probe pulse generating device controls the operation of an acoustic pulse emitter emitting a probe pulse into space. The reflected echo signals are fed to the receiving transducers, the outputs of which are connected alternately through the switch to the input of the receiving device, from the output of which through the switch of the display elements a detected signal proportional to the signal amplitude is fed from the output of the receiving transducer to the corresponding column of the indicator elements. The number of luminous elements of the column is proportional to the amplitude of the detected signal. Since the radiation patterns of the receiving transducers are spaced in space, then by the ratio of the number of luminous elements in the 3 columns of the indicator, you can determine the spatial position of the object of sight in a spherical coordinate system relative to the equal-signal direction.
Наведение на объект осуществляется визуально с использованием индикатора, добиваясь такого положения АУН, при котором в каждом из трех столбцов светится одинаковое количество элементов. В этом случае объект находится на линии равносигнального направления диаграмм направленности приемных преобразователей совпадающей с продольной осью АУН. На индикаторе прибора также расположены два семисегментных цифровых индикатора, на которые подаются коды, пропорциональные расстоянию до объекта. Дальность до объекта определяется по запаздыванию отраженного от объекта эхосигнала по отношению к зондирующему импульсу.Guidance on the object is carried out visually using an indicator, achieving the position of the AUN, in which the same number of elements glow in each of the three columns. In this case, the object is located on the line of equal signal direction of the radiation patterns of the receiving transducers coinciding with the longitudinal axis of the AUN. Two seven-segment digital indicators are also located on the indicator of the device, to which codes are proportional to the distance to the object. The distance to the object is determined by the delay of the echo signal reflected from the object with respect to the probe pulse.
По данному техническому предложению на предприятии изготовлены опытные образцы, подтверждающие все указанные технические характеристики.According to this technical proposal, the company made prototypes confirming all of the specified technical characteristics.
Схема прибора предусматривает применение временной автоматической регулировки усиления и ручную регулировку уровня сигналов. С помощью ручной регулировки усиления оператор устанавливает необходимый уровень сигнала, подаваемого на индикатор. Это позволяет исключить как перегрузку индикаторов, так и влияние шумовых составляющих сигнала на точность определения направления путем выбора оптимальной высоты свечения столбцов светодиодов.The device diagram provides for the use of temporary automatic gain control and manual signal level adjustment. Using manual gain control, the operator sets the required level of the signal supplied to the indicator. This eliminates both indicator overload and the influence of the noise components of the signal on the accuracy of determining the direction by choosing the optimal glow height of the LED columns.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003103787/09A RU2260194C2 (en) | 2003-02-11 | 2003-02-11 | Acoustic direction pointer (variants) |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003103787/09A RU2260194C2 (en) | 2003-02-11 | 2003-02-11 | Acoustic direction pointer (variants) |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2003103787A RU2003103787A (en) | 2004-10-10 |
RU2260194C2 true RU2260194C2 (en) | 2005-09-10 |
Family
ID=35847981
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003103787/09A RU2260194C2 (en) | 2003-02-11 | 2003-02-11 | Acoustic direction pointer (variants) |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2260194C2 (en) |
-
2003
- 2003-02-11 RU RU2003103787/09A patent/RU2260194C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
МИТЬКО В.Б. И ДР. Гидроакустические средства связи и наблюдения. Л.: Судостроение, 1982, с.5, 11, 13, 14, 74, 75, рис.1.1. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11119211B2 (en) | Acoustic doppler system and method | |
AU2010297524B2 (en) | Method and device for measuring a contour of the ground | |
US4480322A (en) | Passive underwater range measurement acoustic system | |
US11846704B2 (en) | Acoustic doppler system and method | |
CA1063230A (en) | Depth sounder | |
CN112083431B (en) | Low-frequency remote three-dimensional imaging method based on acoustic orbital angular momentum | |
RU2483326C2 (en) | Hydroacoustic synchronous range-finding navigation system for positioning underwater objects in navigation field of randomly arranged hydroacoustic transponder beacons | |
US4558594A (en) | Phased array acoustic antenna | |
GB2525757A (en) | Underwater detection apparatus, underwater detection method and underwater detection program | |
CN104656089A (en) | Sonar sensor | |
US3389372A (en) | Echo-ranging apparatus | |
RU2009110868A (en) | METHOD FOR SHOOTING AQUATORIA BOTTOM RELIEF AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION | |
RU2346295C1 (en) | Active sonar | |
CN101329397A (en) | Method and apparatus for rapidly detecting multi-wave beam | |
RU2225991C2 (en) | Navigation sonar to illuminate near situation | |
CA2920270C (en) | Device for assisting in the detection of objects placed on the ground from images of the ground taken by a wave reflection imaging device | |
RU2260194C2 (en) | Acoustic direction pointer (variants) | |
KR101331333B1 (en) | Method and device for measuring a profile of the ground | |
RU2477497C2 (en) | Hydroacoustic navigation system | |
RU20389U1 (en) | HYDROLOCATOR FOR DETECTION AND CLASSIFICATION OF LATER AND UNDERWATER TARGETS FOR LATER VEHICLES | |
RU2408897C1 (en) | Active sonar | |
RU2018862C1 (en) | Method of checking approach to moorage of vessels with preset length | |
RU2660292C1 (en) | Method for determining object immersion depth | |
RU2510882C1 (en) | Device for determining ionosphere altitude in scanned area | |
RU2516602C1 (en) | Method to determine depth of object submersion |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090212 |