RU2297641C1 - Radio hydro-acoustic device for remote disconnection of underwater product and for monitoring its position on sea surface - Google Patents
Radio hydro-acoustic device for remote disconnection of underwater product and for monitoring its position on sea surface Download PDFInfo
- Publication number
- RU2297641C1 RU2297641C1 RU2005136818/28A RU2005136818A RU2297641C1 RU 2297641 C1 RU2297641 C1 RU 2297641C1 RU 2005136818/28 A RU2005136818/28 A RU 2005136818/28A RU 2005136818 A RU2005136818 A RU 2005136818A RU 2297641 C1 RU2297641 C1 RU 2297641C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- channel
- control signals
- radio
- output
- signal
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое устройство относится к области гидроакустической техники и может быть использовано в гидроакустических системах дистанционного управления, а также в подсистемах гидроакустического телеуправления.The proposed device relates to the field of sonar technology and can be used in sonar remote control systems, as well as in subsystems of sonar remote control.
Известны радиогидроакустические устройства для дистанционного отсоединения подводного изделия и контроля его местоположения на поверхности моря (патенты РФ №2099748, 2128350, 2167430; патент США №4905210; патент ЕР №123648; Боровиков П.Н., Самарский В.Н. Подводная техника морских нефтепромыслов. - Л.: Судостроение, 1984; Вишняков В.А., Меренов И.В. Глубоководная водолазная техника. - Л.: Судостроение, 1982; Проблемы исследования и освоения Мирового океана. - Л.: Судостроение, 1979 и другие).Known radio-acoustic devices for remote disconnection of an underwater product and monitoring its location on the sea surface (RF patents No. 2099748, 2128350, 2167430; US patent No. 4905210; patent EP No. 123648; Borovikov PN, Samarsky VN Underwater equipment for offshore oil fields . - L.: Shipbuilding, 1984; Vishnyakov VA, Merenov IV Deep-sea diving equipment. - L.: Shipbuilding, 1982; Problems of research and development of the oceans. - L.: Shipbuilding, 1979 and others).
Из известных устройств наиболее близким к предлагаемому является "радиогидроакустическое устройство для дистанционного отсоединения подводного изделия и контроля его местоположения на поверхности моря" (патент РФ №2167430, G 01 S 3/00, 2000), которое и выбрано в качестве прототипа.Of the known devices, the closest to the proposed one is a "radio-acoustic device for remote disconnection of an underwater product and monitoring its location on the sea surface" (RF patent No. 2167430, G 01 S 3/00, 2000), which is selected as a prototype.
Указанное устройство содержит командный и исполнительный блоки, при этом в состав командного блока входят: канал излучения гидроакустических кодированных широкополосных сигналов управления, канал приема радиосигнала и канал измерения текущей дистанции, а в состав исполнительного блока входят: канал приема гидроакустических кодированных широкополосных сигналов управления, канал исполнения сигнала управления и канал излучения радиосигнала. Совокупность данных признаков обеспечивает возможность дистанционно отсоединять подводное изделие, визуально обозначать его местоположение, с высокой точностью определять расстояние между судном и исполнительным блоком.The specified device contains a command and an executive unit, while the command unit includes: a channel for emitting hydro-acoustic encoded broadband control signals, a channel for receiving a radio signal and a channel for measuring the current distance, and an executive unit includes: a channel for receiving hydro-acoustic encoded broadband control signals, a performance channel control signal and the channel of the radiation of the radio signal. The combination of these features provides the ability to remotely disconnect the underwater product, visually indicate its location, with high accuracy to determine the distance between the vessel and the executive unit.
Технической задачей изобретения является повышение надежности управления исполнительным блоком путем использования сложных сигналов с фазовой манипуляцией.An object of the invention is to increase the reliability of control of the Executive unit by using complex signals with phase shift keying.
Поставленная задача решается тем, что в радиогидроакустическом устройстве для дистанционного отсоединения подводного изделия и контроля его местоположения на поверхности моря, содержащем командный и исполнительный блоки, при этом в состав командного блока входят канал излучения гидроакустических кодированных широкополосных сигналов управления, канал приема радиосигнала и канал измерения текущей дистанции, а в состав исполнительного блока входят канал приема гидроакустических кодированных широкополосных сигналов управления, канал исполнения сигнала управления и канал излучения радиосигнала, при этом канал излучения гидроакустических кодированных широкополосных сигналов управления командного блока содержит последовательно электрически соединенные генератор кодирования широкополосных сигналов управления, усилитель мощности и гидроакустический излучатель кодированных широкополосных сигналов управления, канал приема радиосигнала содержит последовательно электрически соединенные приемную антенну и радиоприемник, ответный сигнал, прошедший через устройство обработки ответных сигналов канала приема радиосигнала, подается на второй вход формирователя строба дистанции, канал измерения текущей дистанции содержит последовательно электрически соединенные таймер, генератор запросных сигналов, линию задержки, формирователь строба дистанции, ключ, двоично-десятичный счетчик и индикатор текущей дистанции, при этом ко второму входу ключа подключен генератор счетных импульсов, генератор кодированных широкополосных сигналов управления запускает таймер канала измерения текущей дистанции, канал приема гидроакустических кодированных широкополосных сигналов управления исполнительного блока содержит последовательно электрически соединенные гидрофон и усилитель, последовательно электрически соединенные дешифратор кодированных широкополосных сигналов управления и электромагнитное реле, являющееся выходом данного канала, электронный ключ и механический размыкатель, подключенные к выходу электромагнитного реле параллельно друг другу, канал исполнения сигнала управления содержит последовательно электрически соединенные синхронизатор и электронный ключ, при этом синхронизатор с помощью электронного ключа канала исполнения сигнала управления подключает высокоемкостной многократно перезаряжаемый аккумулятор к радиопередатчику, канал излучения радиосигнала содержит последовательно электрически соединенные радиопередатчик и радиопередающую антенну, проблесковый маяк и фал, при этом в момент всплытия исполнительного блока на поверхность моря включается проблесковый маяк, а электрическое питание усилителя, дешифратора и электронного ключа осуществляется непрерывно, радиопередатчика - периодически, проблескового маяка - только после всплытия исполнительного блока на поверхность моря, с помощью высокоемкостного и многократно перезаряжаемого аккумулятора, при этом электронные элементы всех каналов исполнительного блока размещены в герметичном отсеке, а для включения блока приема сигналов в дежурный режим используется наружный съемный ключ, соединяемый с механическим размыкателем, в командном блоке в качестве линии задержки используется регулируемая линия задержки, в исполнительном блоке в качестве герметичного отсека используется пластиковый корпус заданной формы, обладающий собственной положительной плавучестью, а необходимый запас фала раскреплен вокруг пластикового корпуса, с помощью усилителя осуществляется усиление сигналов на характерных частотах F2 - для скопления крабов, F3 - для скопления рыб, F4 - для акустического предвестника подводного землетрясения, а в дешифраторе гидроакустических сигналов производится их дешифрация, с выхода дешифратора гидроакустических сигналов сигнал управления подается на электромагнитное реле, при этом электрическое питание дешифратора гидроакустических сигналов осуществляется непрерывно с помощью высокоемкостного и многократно перезаряжаемого аккумулятора, в момент всплытия исполнительного блока на поверхность моря срабатывает фальшфеер, генератор кодированных широкополосных сигналов управления выполнен в виде последовательно включенных формирователя модулирующего кода и фазового манипулятора, второй вход которого соединен с выходом задающего генератора, а выход подключен к входу усилителя мощности, при этом второй выход формирователя модулирующего кода подключен к входу таймера, канал приема гидроакустических кодированных широкополосных сигналов управления снабжен последовательно подключенными к выходу усилителя первым перемножителем, второй вход которого соединен с выходом фильтра нижних частот, узкополосным фильтром, вторым перемножителем, второй вход которого соединен с выходом усилителя, и фильтром нижних частот, выход которого подключен к входам дешифраторов кодированных широкополосных сигналов управления и гидроакустических сигналов, причем в качестве гидроакустических кодированных широкополосных сигналов управления используются сложные сигналы с фазовой манипуляцией.The problem is solved in that in a radio-acoustic device for remotely disconnecting an underwater product and controlling its location on the sea surface containing a command and an executive unit, the command unit includes a channel for emitting hydro-acoustic encoded broadband control signals, a radio signal receiving channel, and a current measuring channel distance, and the Executive block includes a channel for receiving hydroacoustic encoded broadband control signals, channel l execution of the control signal and the radiation channel of the radio signal, while the radiation channel of the hydroacoustic encoded broadband control signals of the command unit contains a series-electrically connected encoding generator of broadband control signals, a power amplifier and a hydroacoustic emitter of encoded broadband control signals, the radio signal receiving channel contains a series of electrically connected receiving antenna and radio, response signal passed through the device Your signal processing channel for receiving the radio signal is fed to the second input of the distance strobe generator, the current distance measuring channel contains a serially connected timer, a request signal generator, a delay line, a distance strobe generator, a key, a binary decimal counter and an indicator of the current distance, a counting pulse generator is connected to the second input of the key, the encoder of the broadband control signals starts the timer of the channel for measuring the current distance, The receiver of hydroacoustic encoded broadband control signals of the executive unit contains a serially connected electrically connected hydrophone and amplifier, a serially connected decryptor of encoded broadband control signals and an electromagnetic relay, which is the output of this channel, an electronic switch and a mechanical disconnect connected to the output of the electromagnetic relay in parallel to each other, the channel the execution of the control signal contains in series electrically connected e synchronizer and an electronic key, while the synchronizer uses the electronic key of the control signal execution channel to connect a high-capacity repeatedly rechargeable battery to the radio transmitter, the radio signal emission channel contains serially connected radio transmitter and radio transmitter antenna, flashing beacon and halyard, at the same time, when the executive unit ascends to the flashing beacon turns on the sea surface, and the electric power supply to the amplifier, decoder and electronic key is continuously, a radio transmitter - periodically, a flashing beacon - only after the executive unit has ascended to the sea surface, using a high-capacity and repeatedly rechargeable battery, while the electronic elements of all channels of the executive unit are placed in an airtight compartment, and is used to turn on the signal reception unit in standby mode an external removable key connected to a mechanical circuit breaker; in the command unit, an adjustable delay line is used as a delay line; A plastic case of a given shape with its own positive buoyancy is used as an airtight compartment in the indoor unit, and the necessary reserve of the halyard is fastened around the plastic case, using the amplifier, signals are amplified at characteristic frequencies F 2 - for the accumulation of crabs, F 3 - for the accumulation of fish, F 4 - for acoustic underwater earthquake omen, and decoder hydroacoustic signals produced their decoding, output from the decoder hydroacoustic signals delivers a control signal using an electromagnetic relay, while the hydroacoustic signal decoder is electrically powered continuously using a high-capacity and repeatedly rechargeable battery, at the moment the actuator unit ascends to the sea surface, a false lamp is triggered, the encoder of the broadband control signals is made in the form of a modulator code generator and a phase manipulator connected in series, the second input of which is connected to the output of the master oscillator, and the output is connected to the input of the force dividing power, while the second output of the modulating code generator is connected to the timer input, the channel for receiving hydroacoustic encoded broadband control signals is equipped with a first multiplier connected in series to the amplifier output, the second input of which is connected to the output of the low-pass filter, a narrow-band filter, and a second multiplier, the second input of which connected to the output of the amplifier, and a low-pass filter, the output of which is connected to the inputs of the decoders of the encoded broadband control signals I and hydroacoustic signals, moreover, complex phase-shift signals are used as hydroacoustic coded wideband control signals.
Структурные схемы устройства представлены на фиг.1 и 2. Временные диаграммы, поясняющие работу устройства, изображены на фиг.3 и 4.Structural diagrams of the device are presented in FIGS. 1 and 2. Timing diagrams explaining the operation of the device are shown in FIGS. 3 and 4.
Устройство содержит командный 1 и исполнительный 2 блоки. При этом в состав командного блока 1 входят: канал 3 излучения гидроакустических кодированных широкополосных сигналов управления, канал 4 приема радиосигнала и канал 5 измерения текущей дистанции. Канал 3 излучения гидроакустических кодированных широкополосных сигналов управления содержит последовательно электрически соединенные генератор 9 кодированных широкополосных сигналов управления, усилитель 10 мощности и гидроакустический излучатель 11 кодированных широкополосных сигналов управления. Генератор 9 кодированных широкополосных сигналов управления выполнен в виде последовательно электрически соединенных формирователя 9.2 модулирующего кода и фазового манипулятора 9.3, второй вход которого соединен с выходом задающего генератора 9.1, а выход подключен к входу усилителя 10 мощности.The device contains a
Канал 4 приема радиосигнала содержит последовательно электрически соединенные приемную антенну 12, радиоприемник 13 и устройство 14 обработки ответных сигналов.The
Канал 5 измерения текущей дистанции содержит последовательно электрически соединенные таймер 15, к входу которого подключен второй выход формирователя 9.2 модулирующего кода, генератор 16 запросных сигналов, регулируемую линию задержки 17, формирователь 18 строба дистанции, второй вход которого соединен с выходом устройства 14 обработки ответных сигналов, ключ 19, второй вход которого соединен с выходом генератора 22 счетных импульсов, двоично-десятичный счетчик 20 и индикатор 21 текущей дистанции.
Исполнительный блок 2 включает канал 6 приема гидроакустических кодированных широкополосных сигналов управления, канал 7 исполнения сигнала управления и канал 8 излучения радиосигнала.The Executive unit 2 includes a
Канал 6 приема гидроакустических кодированных широкополосных сигналов управления содержит последовательно электрически соединенные гидрофон 23, усилитель 24, демодулятор 38, дешифратор 25 кодированных широкополосных сигналов управления, электромагнитное реле 26, второй вход которого через дешифратор 27 гидроакустических сигналов соединен с выходом демодулятора 38, и механический размыкатель 30.The
Демодулятор 38 содержит последовательно подключенные к выходу усилителя 24 первый перемножитель 38.1, второй вход которого соединен с выходом фильтра 38.4 нижних частот, узкополосный фильтр 38.3, второй перемножитель 38.2, второй вход которого соединен с выходом усилителя 24, и фильтр 38.4 нижних частот, выход которого является выходом демодулятора и подключен к входам дешифраторов 25 и 27.The demodulator 38 comprises a first multiplier 38.1 connected in series to the output of the amplifier 24, the second input of which is connected to the output of the low-pass filter 38.4, a narrow-band filter 38.3, a second multiplier 38.2, the second input of which is connected to the output of the low-pass amplifier 24, and a low-pass filter 38.4, the output of which is the output of the demodulator and connected to the inputs of the decoders 25 and 27.
Канал 7 исполнения сигнала управления содержит последовательно электрически соединенные синхронизатор 28 и электронный ключ 29, являющийся выходом данного канала.The control signal execution channel 7 contains a serially connected synchronizer 28 and an electronic key 29, which is the output of this channel.
Канал 8 излучения радиосигнала включает в себя последовательно электрически соединенные радиопередатчик 31, к входу которого подключен электронный ключ 29, и радиопередающую антенну 32.The radiation channel 8 of the radio signal includes a series-electrically connected radio transmitter 31, to the input of which an electronic key 29 is connected, and a
При этом электрическое питание усилителя 24, дешифраторов 25 и 27, электромагнитного реле 26, синхронизатора 28 и электронного ключа 29 осуществляется непрерывно с помощью высокоемкостного и многократно перезаряжаемого аккумулятора 33, радиопередатчика 31 - периодически, проблескового маяка 34 - только после всплытия исполнительного блока 2 на поверхности моря. Исполнительный блок 2 содержит также проблесковый маяк 34, аккумулятор 33, наружный съемный ключ 35, соединяемый с механическим размыкателем 30 и включающий исполнительный блок 2 в дежурный режим, фалшьфеер 36, используемый для более эффективного визуального контроля местоположения исполнительного блока 2 на поверхности моря, и необходимый запас фала 37, раскрепленный вокруг герметичного пластикового корпуса заданной формы исполнительного блока 2.In this case, the electric power supply of the amplifier 24, decoders 25 and 27, the electromagnetic relay 26, the synchronizer 28 and the electronic key 29 is carried out continuously using a high-capacity and repeatedly rechargeable battery 33, the radio transmitter 31 periodically, the
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
В командном блоке 1 формирователем 9.2 модулирующего кода устанавливается код M(t) (фиг.4.б), соответствующий номеру выбранного исполнительного блока 2, который поступает на первый вход фазового манипулятора 9.3. На второй вход последнего подается звуковое колебание (фиг.4,а)In
uc(t)=Uc·cos(2πfct+φc), 0≤t≤Tc,u c (t) = U c cos (2πf c t + φ c ), 0≤t≤T c ,
где Uc, fc, φc, Tc - амплитуда, несущая частота, начальная фаза и длительность звукового колебания,where U c , f c , φ c , T c - amplitude, carrier frequency, initial phase and duration of sound vibration,
с выхода задающего генератора 9.1. На выходе фазового манипулятора 9.3 образуется сложный сигнал с фазовой манипуляцией (ФМн) (кодированный широкополосный сигнал управления) (фиг.4.в)from the output of the master oscillator 9.1. At the output of the phase manipulator 9.3, a complex signal with phase shift keying (QPSK) is generated (encoded broadband control signal) (Fig.4.c)
u1(t)=Uc·cos[2πfct+φk(t)+φc], 0≤t≤Tc,u 1 (t) = U c · cos [2πf c t + φ k (t) + φ c ], 0≤t≤T c ,
где φk(t)={0, π} - манипулируемая составляющая фазы, отображающая закон фазовой манипуляции в соответствии с модулирующим кодом M(t) (фиг.4,б), причем φk(t)=const при кτэ<t<(к+1)τэ, и может изменяться скачком при t=кτэ, т.е. на границах между элементарными посылками (к=1, 2,..., N);where φ k (t) = {0, π} is the manipulated component of the phase, which displays the law of phase manipulation in accordance with the modulating code M (t) (Fig. 4, b), and φ k (t) = const for kτ e < t <(k + 1) τ e , and can change abruptly at t = kτ e , i.e. on the boundaries between elementary premises (k = 1, 2, ..., N);
τэ, N - длительность и количество элементарных посылок, из которых составлен сигнал длительностью Тc(Tc=N·τэ),τ e , N - the duration and number of chips that make up a signal of duration T c (T c = N · τ e ),
который поступает на вход усилителя 10 мощности и усиливается до необходимого уровня, а затем с помощью гидроакустического излучателя 11 ненаправленно, в том числе и в сторону исполнительного блока 2, излучается гидроакустический кодированный широкополосный сигнал управления (сложный ФМн-сигнал) на частоте F1=fc (фиг.2).which is fed to the input of the
Одновременно с этим формирователь 9.2 модулирующего кода запускает таймер 15 канала 5 измерения текущей дистанции. Последний управляет работой генератора 16 запросных сигналов.At the same time, the modulating code generator 9.2 starts the timer 15 of the
Сложный ФМн-сигнал U1(t) излучается в водную среду периодически, при этом период следования сигналов запроса определяет темп получения данных о текущей дистанции до исполнительного блока 2.A complex QPSK signal U 1 (t) is periodically emitted into the aqueous medium, while the period of the request signals determines the rate of receipt of data on the current distance to the executive unit 2.
В канале 6 приема гидроакустических кодированных широкополосных сигналов управления с помощью гидрофона 23 осуществляется прием сложного ФМн-сигнала U1(t) на частоте F1. В усилителе 24 производится усиление данного сигнала до необходимого уровня, который поступает на вход демодулятора 38 принимаемого ФМн-сигнала. Последний состоит из перемножителей 38.1 и 38.2, узкополосного фильтра 38.3 и фильтра 38.4 нижних частот.In the
На второй вход перемножителя 38.2 с выхода узкополосного фильтра 38.3 подается опорное напряжение (фиг.4,г)The second input of the multiplier 38.2 from the output of the narrow-band filter 38.3 is supplied with a reference voltage (figure 4, g)
u0(t)=U0·cos(2πfсt+φс), 0≤t≤Tс.u 0 (t) = U 0 · cos (2πf s t + φ s ), 0≤t≤T s .
На выходе перемножителя 38.2 образуется суммарное напряжениеThe output voltage of the multiplier 38.2
u∑(t)=UH·cosφk(t)+UH·cos[4πfct+φk(t)+2φc],u ∑ (t) = U H · cosφ k (t) + U H · cos [4πf c t + φ k (t) + 2φ c ],
где Where
K1 - коэффициент передачи перемножителя.K 1 - gear ratio of the multiplier.
Из полученного суммарного напряжения фильтром 38.4 нижних частот выделяется низкочастотное напряжение (фиг.4,д)From the resulting total voltage of the low-pass filter 38.4 is allocated a low-frequency voltage (figure 4, d)
uH(t)=UH·cosφk(t), 0≤t≤Tc,u H (t) = U H cosφ k (t), 0≤t≤T c ,
которое поступает на второй вход перемножителя 38.1. На выходе последнего образуется гармоническое напряжение (фиг.4,г)which goes to the second input of the multiplier 38.1. At the output of the latter a harmonic voltage is generated (Fig. 4, d)
u0(t)=U1·cos(2πfct+φc)+U1·cos[2πfct+2φk(t)+φc]=2U1·cos(2πfct+φc)=U0·cos(2πfct+φc),u 0 (t) = U 1 · cos (2πf c t + φ c ) + U 1 · cos [2πf c t + 2φ k (t) + φ c ] = 2U 1 · cos (2πf c t + φ c ) = U 0 cos (2πf c t + φ c ),
где ; 2U1=U0,Where ; 2U 1 = U 0 ,
которое используется в качестве опорного напряжения и поступает на второй вход перемножителя 38.2. При этом демодулятор 38 ФМн-сигналов работает в двух режимах: переходном (начальном) и устойчивом (рабочем). При включении питания в демодуляторе 38 возникают переходные процессы, которые характеризуются наличием большого количества гармонических составляющих, в которых присутствует и гармоническое колебание на частоте fc. Это колебание выделяется узкополосным фильтром 38.3 и подается на второй вход перемножителя 38.2. После захвата гармонического колебания на частоте fc демодулятор 38 переходит в режим устойчивой работы, который описан выше.which is used as a reference voltage and is fed to the second input of the multiplier 38.2. In this case, the demodulator 38 QPSK signals operates in two modes: transitional (initial) and stable (operational). When you turn on the power in the demodulator 38 there are transients, which are characterized by the presence of a large number of harmonic components, in which there is harmonic oscillation at a frequency f c . This oscillation is distinguished by a narrow-band filter 38.3 and is fed to the second input of the multiplier 38.2. After capturing harmonic oscillations at a frequency f c, the demodulator 38 switches to the stable operation mode described above.
Следовательно, опорное напряжение, необходимое для синхронного детектирования принимаемого сложного ФМн-сигнала, выделяется непосредственно из самого принимаемого сигнала. При этом демодулятор 38 по сравнению с другими демодуляторами (схемы Пистолькорса А.А., Сидорова В.И., Травина Г.А., Костаса Д.Ф.), которые также обеспечивают выделение опорного напряжения непосредственно из принимаемого ФМн-сигнала, свободен от явления «обратной работы» и позволяет достоверно выделять модулирующий код M(t) из принимаемого ФМн-сигнала.Therefore, the reference voltage necessary for synchronously detecting the received complex QPSK signal is extracted directly from the received signal itself. In this case, the demodulator 38 is free compared to other demodulators (Pistolkors A.A., Sidorov V.I., Travina G.A., Kostas D.F.), which also provide the selection of the reference voltage directly from the received QPSK signal from the phenomenon of "reverse work" and allows you to reliably extract the modulating code M (t) from the received PSK signal.
В дешифраторе 25 проверяется соответствие модулирующего кода M(t) установленному коду. С выхода дешифратора 25 сигнал управления подается на электромагнитное реле 26 и далее на механический размыкатель 30, который отсоединяет исполнительный блок 2 от подводного изделия.In the decoder 25, the compliance of the modulating code M (t) with the established code is checked. From the output of the decoder 25, the control signal is supplied to the electromagnetic relay 26 and then to the mechanical disconnector 30, which disconnects the Executive unit 2 from the underwater product.
Параллельно с этим с помощью гидрофона 23 канала 6 приема гидроакустических кодированных широкополосных сигналов управления осуществляется прием сигналов в зависимости от сферы применения устройства (например, сигналов на характерных частотах: F2 - для скопления крабов, F3 - для скопления рыб, F4 - для акустического «предвестника» подводного землетрясения и т.д.). В дешифраторе 27 производится дешифрация сигналов на частотах F2, или F3, или F4 и т.д. С выхода дешифратора 27 сигнал управления подается на электромагнитное реле 26, которое приводит в действие механический размыкатель 30. После механического отсоединения от подводного изделия исполнительный блок 2, благодаря своей положительной плавучести, начинает всплывать на поверхность моря, при этом разматывается запас фала 37, предварительно раскрепленный на пластиковом корпусе определенной формы исполнительного блока 2. В момент всплытия исполнительного блока 2 на поверхность моря включается проблесковый маяк 34, срабатывает фальшфеер 36 и осуществляется визуальный поиск исполнительного блока 2.In parallel, using a hydrophone 23 of
В случае соответствия кодовой группы сигнала установленному коду дешифратор 25 запускает синхронизатор 28, который с помощью электронного ключа 29 канала 7 исполнения сигнала управления подключает высокоемкостной и многократно перезаряжаемый аккумулятор 33 к радиопередатчику 31. Период и временная диаграмма подключений соответствует темпу запросов на обновление данных о текущем значении дистанции. При этом основной функцией синхронизатора 28 является включение радиопередатчика 31 на некоторый временной интервал раньше, чем поступит очередной запросный сигнал, ретранслируемый по радиоканалу. Величина этого интервала определяется временем установления переходных процессов в системе «радиопередатчик - радиоприемник». Синхронизация осуществляется автоматически каждым очередным запросным сигналом.If the code group of the signal matches the established code, the decoder 25 starts the synchronizer 28, which, using the electronic key 29 of the control signal execution channel 7, connects the high-capacity and rechargeable battery 33 to the radio transmitter 31. The period and time diagram of the connections correspond to the rate of requests for updating data on the current value distance. In this case, the main function of the synchronizer 28 is to turn on the radio transmitter 31 for a certain time interval before the next request signal relayed over the radio channel arrives. The value of this interval is determined by the time of establishment of transients in the system "radio transmitter - receiver". Synchronization is carried out automatically by each next request signal.
Измерение текущей дистанции осуществляется с помощью формирователя 18 строба дистанции. На его первый (запускающий) вход с выхода регулируемой линии 17 задержки, одновременно с началом излучения в водную среду гидроакустического кодированного широкополосного сигнала управления, поступает сигнал запроса.The measurement of the current distance is carried out using the shaper 18 strobe distance. At its first (triggering) input from the output of the adjustable delay line 17, at the same time as the radiation of the hydroacoustic encoded broadband control signal enters the aqueous medium, a request signal is received.
Ответный сигнал исполнительного блока 2, имеющий задержку на время распространения звуковой волны, переизлученный по радиоканалу, принятый радиоприемной антенной 12 и радиоприемником 13, а также прошедший через устройство 14 обработки ответных, сигналов канала 4 приема радиосигнала, подается на второй (останавливающий) вход формирователя 18 строба дистанции. Таким образом, формируется импульс (строб) с длительностью, пропорциональной текущей дистанции, от гидроакустического излучателя 11 командного блока 1 до радиопередающей антенны 32 исполнительного блока 2 данного устройства (фиг.3,б).The response signal of the Executive unit 2, having a delay for the propagation time of the sound wave, re-emitted over the radio channel, received by the radio antenna 12 and the radio 13, and also passed through the device 14 for processing the response signals of the
В связи с неизбежными задержками, возникающими при прохождении сигнала по фильтрующим цепям и пороговым схемам, накапливается систематическая ошибка в определении текущей дистанции. Для ее ликвидации используется узел, функционально представляющий собой регулируемую линию задержки 17. Кроме того, ее использование в канале 5 измерения текущей дистанции позволяет осуществлять его предварительную калибровку, когда на фиксированном значении дистанции между командным 1 и исполнительным 2 блоками «подстраивается» длительность строба дистанции и «компенсируется» систематическая приборная ошибка.Due to the inevitable delays that occur when the signal passes through the filtering circuits and threshold circuits, a systematic error accumulates in determining the current distance. To eliminate it, a node is used that is functionally an adjustable delay line 17. In addition, its use in the
Пересчет длительности строба в значение текущей дистанции осуществляется при помощи генератора 22 счетных импульсов, частота следования которых задается численно равной скорости звука в морской среде. Последовательность счетных импульсов через ключ 19, замыкаемый на время длительности строба, подается на вход двоично-десятичного счетчика 20. При этом результат счета, являющийся значением текущей дистанции, отображается на индикаторе 21 текущей дистанции.Recalculation of the strobe duration into the value of the current distance is carried out using a generator 22 counting pulses, the repetition rate of which is set numerically equal to the speed of sound in the marine environment. The sequence of counting pulses through the key 19, closed for the duration of the strobe duration, is fed to the input of the binary decimal counter 20. In this case, the counting result, which is the value of the current distance, is displayed on the indicator 21 of the current distance.
В случае пропуска нескольких запросных сигналов (окончание работы) синхронизатор 28 возвращает исполнительный блок 2 в дежурный (микромощный) режим и подключение радиопередатчика 31 к аккумулятору 33 прекращается.If several interrogation signals are missed (end of operation), the synchronizer 28 returns the executive unit 2 to the standby (micropower) mode and the connection of the radio transmitter 31 to the battery 33 is terminated.
После подъема исполнительного блока 2 на борт судна осуществляется, при необходимости, перезарядка высокоемкостного и многократно перезаряжаемого аккумулятора 33 или с помощью наружного съемного ключа 35, соединяемого с механическим размыкателем 30, производится подготовка устройства к дальнейшей работе.After lifting the actuator unit 2 on board the vessel, if necessary, the high-capacity and repeatedly rechargeable battery 33 is recharged or with the help of an external removable key 35 connected to the mechanical disconnector 30, the device is prepared for further work.
На фиг.2, 3,а представлены схемы проведения испытаний радиогидроакустического устройства при приеме кодированных широкополосных сигналов управления на частоте F1 сигналов скоплений краба на частоте F2, скоплений рыб на частоте F3, взрывного источника, имитирующего акустический «предвестник» подводного землетрясения, на частоте F4.Figure 2, 3, and presents a test circuit for a radio-acoustic device when receiving encoded broadband control signals at a frequency F 1 of crab cluster signals at a frequency of F 2 , fish clusters at a frequency of F 3 , an explosive source that simulates an acoustic “precursor” of an underwater earthquake, at a frequency of F 4 .
Таким образом, предлагаемое устройство по сравнению с прототипом обеспечивает повышение надежности управления исполнительным блоком. Это достигается использованием сложных сигналов с фазовой манипуляцией.Thus, the proposed device in comparison with the prototype provides increased reliability of control of the Executive unit. This is achieved by using complex phase shift keyed signals.
Данные сигналы открывают новые возможности в управлении исполнительным блоком. Они позволяют применять новый вид селекции - структурную селекцию. Это значит, что появляется новая возможность разделять сигналы, действующие в одной и той же полосе частот и в одни и те же промежутки времени.These signals open up new possibilities in the management of the executive unit. They allow you to apply a new type of selection - structural selection. This means that there is a new opportunity to separate signals operating in the same frequency band and at the same time intervals.
С точки зрения обнаружения сложные ФМн-сигналы обладают высокой энергетической и структурной скрытностью.From the point of view of detection, complex QPSK signals have high energy and structural secrecy.
Энергетическая скрытность данных сигналов обусловлена их высокой сжимаемостью во времени и по спектру при оптимальной обработке, что позволяет снизить мгновенную излучаемую мощность. Вследствие этого сложный ФМн-сигнал в точке приема может оказаться замаскированным шумами и помехами. Причем энергия сложного ФМн-сигнала отнюдь не мала, она просто распределена по частотно-временной области так, что в каждой точке этой области мощность сигнала меньше мощности шумов и помех.The energy secrecy of these signals is due to their high compressibility in time and spectrum with optimal processing, which reduces the instantaneous radiated power. As a result, a complex QPSK signal at the receiving point may be masked by noise and interference. Moreover, the energy of a complex QPSK signal is by no means small; it is simply distributed over the time-frequency domain so that at each point of this region the signal power is less than the power of noise and interference.
Структурная скрытность сложных ФМн-сигналов обусловлена большим разнообразием их форм и значительными диапазонами изменений параметров, что затрудняет оптимальную или хотя бы квазиоптимальную обработку сложных ФМн-сигналов априорно неизвестной структуры с целью повышения чувствительности приемника.The structural secrecy of complex QPSK signals is due to the wide variety of their shapes and significant ranges of parameter changes, which makes it difficult to optimize or at least quasi-optimal processing of complex QPSK signals of an a priori unknown structure in order to increase the sensitivity of the receiver.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005136818/28A RU2297641C1 (en) | 2005-11-21 | 2005-11-21 | Radio hydro-acoustic device for remote disconnection of underwater product and for monitoring its position on sea surface |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005136818/28A RU2297641C1 (en) | 2005-11-21 | 2005-11-21 | Radio hydro-acoustic device for remote disconnection of underwater product and for monitoring its position on sea surface |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2297641C1 true RU2297641C1 (en) | 2007-04-20 |
Family
ID=38036943
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005136818/28A RU2297641C1 (en) | 2005-11-21 | 2005-11-21 | Radio hydro-acoustic device for remote disconnection of underwater product and for monitoring its position on sea surface |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2297641C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2782244C1 (en) * | 2019-11-12 | 2022-10-25 | Ниппон Телеграф Энд Телефон Корпорейшн | Receiver |
-
2005
- 2005-11-21 RU RU2005136818/28A patent/RU2297641C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2782244C1 (en) * | 2019-11-12 | 2022-10-25 | Ниппон Телеграф Энд Телефон Корпорейшн | Receiver |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Benson et al. | Design of a low-cost, underwater acoustic modem for short-range sensor networks | |
US8416641B2 (en) | Acoustic distance measurement system having cross talk immunity | |
CN104237891B (en) | Multi-frequency sounding device and method | |
US8583381B2 (en) | Ultrasonic propagation time measurement system | |
US4129868A (en) | Radar beacon apparatus | |
US20110116345A1 (en) | Position detection system, transmission device, reception device, position detection method and position detection program | |
CN114844575A (en) | Water-air cross-medium wireless two-way communication system and communication method | |
CN105472719A (en) | Stable underwater communication node awakening signal detection method | |
RU2531779C2 (en) | Flight recorder with signalling system | |
US3944967A (en) | Updated diver navigation device | |
CN108680909A (en) | A kind of device and method for realizing wave observation radar performance monitoring | |
US2496639A (en) | Aid for the blind | |
JP4096861B2 (en) | Detection device | |
US3341808A (en) | Telemetering apparatus | |
DelPreto et al. | A compact acoustic communication module for remote control underwater | |
RU2297641C1 (en) | Radio hydro-acoustic device for remote disconnection of underwater product and for monitoring its position on sea surface | |
Freeman et al. | High-frequency, highly directional short-range underwater acoustic communications | |
EP1272868B1 (en) | Temporal and spectral spread submarine locator transmitter, and method and installation using same | |
US4955002A (en) | Vibratory, time variant, pseudorandom sonar system | |
RU2282870C1 (en) | Emergency radio buoy | |
RU2319984C2 (en) | System for definition of the vibrations of water surface | |
Lv et al. | Communication Design for Underwater Acoustic Positioning Networks | |
RU2168185C1 (en) | Gear controlling distance between vessel and non- directional sonobuoy | |
RU2167430C1 (en) | Radio underwater acoustic device for remote disconnection of underwater article and for control over its position on sea surface | |
JP2001166055A (en) | Ultrasonic probe device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20071122 |