RU2366104C1 - Antenna module with digital output - Google Patents
Antenna module with digital output Download PDFInfo
- Publication number
- RU2366104C1 RU2366104C1 RU2007145463/28A RU2007145463A RU2366104C1 RU 2366104 C1 RU2366104 C1 RU 2366104C1 RU 2007145463/28 A RU2007145463/28 A RU 2007145463/28A RU 2007145463 A RU2007145463 A RU 2007145463A RU 2366104 C1 RU2366104 C1 RU 2366104C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- unit
- hydroacoustic
- antenna
- antenna module
- transducers
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к гидроакустике, а именно к конструированию антенных модулей, позволяющих совместить прием гидроакустических волн с функциями усиления, фильтрации и преобразования аналогового сигнала в цифровой код.The invention relates to hydroacoustics, in particular to the design of antenna modules that allow you to combine the reception of hydroacoustic waves with the functions of amplification, filtering and converting an analog signal to a digital code.
Известны гидроакустические антенные модули подводных объектов по патентам РФ (№2209530, кл. H04R 1/44 «Приемная многоэлементная комплексированная антенна для глубоководного фазового батиметрического гидролокатора бокового обзора»; №2167499, кл. H04R 1/44 «Линейный антенный модуль гидроакустической антенны»; №2269875, кл. H04R 1/44 «Многоэлементный антенный модуль гидроакустической приемной антенны»), которые объединяют в группы гидроакустические преобразователи, которые располагаются на металлическом основании. Гидроакустические преобразователи герметизируются акустически прозрачным материалом. Из антенного модуля выходит многожильный кабель, по которому аналоговые сигналы от гидроакустических преобразователей передаются в отдельно расположенный герметичный аппаратурный контейнер, в котором осуществляется усиление сигналов.Known hydroacoustic antenna modules of underwater objects according to patents of the Russian Federation (No. 2209530, class H04R 1/44 "Receiving multi-element integrated antenna for deep-sea phase bathymetric side-scan sonar"; No. 2147499, class H04R 1/44 "Linear antenna module of a hydroacoustic antenna"; No. 2269875, class H04R 1/44 “Multi-element antenna module of a hydroacoustic receiving antenna”), which group hydroacoustic transducers, which are located on a metal base, into groups. Hydroacoustic transducers are sealed with an acoustically transparent material. A multicore cable emerges from the antenna module, through which analog signals from hydroacoustic transducers are transmitted to a separate sealed instrument container, in which the signals are amplified.
Наличие кабельных соединений между антенными модулями и аппаратурными контейнерами увеличивает уровень электромагнитных помех и снижает уровень полезного сигнала на отрезках соединительных кабелей.The presence of cable connections between the antenna modules and the equipment containers increases the level of electromagnetic interference and reduces the level of the useful signal on the segments of the connecting cables.
Наиболее близкой по совокупности общих признаков является типичная конструкция дискретной гидроакустической антенны (см. М.Д.Смарышев, Ю.Ю.Добровольский. Гидроакустические антенны. Л.: Судостроение, 1984 г., с.6), которую и примем за прототип.Closest to the totality of common features is a typical design of a discrete hydroacoustic antenna (see M.D.Smaryshev, Yu.Yu. Dobrovolsky. Hydroacoustic antennas. L .: Shipbuilding, 1984, p.6), which we will take as a prototype.
Согласно описанию прототипа, дискретная гидроакустическая антенна содержит гидроакустические преобразователи, закрепленные на несущей конструкции с помощью амортизаторов. Электрические выводы гидроакустических преобразователей соединены с многожильным кабелем посредством герметичной кабельной колодки.According to the description of the prototype, a discrete sonar antenna contains sonar transducers mounted on a supporting structure using shock absorbers. The electrical leads of the sonar transducers are connected to a multicore cable through a sealed cable block.
Недостатком антенного модуля-прототипа является конструктивное разделение и разнесение антенного модуля и аппаратурного контейнера, в котором происходит предварительная обработка сигналов, что потребовало введения соединительного кабеля для передачи аналоговых сигналов от антенного модуля. При значительном усилении слабых сигналов аппаратурой предварительной обработки сигналов (ПОС) в аппаратурном контейнере приемные каналы становятся очень чувствительны к влиянию электромагнитных помех, воздействующих на линии передачи соединительных кабелей. Это обстоятельство, а также тот факт, что аналоговый сигнал ослабляется тем больше, чем больше длина линии, делает крайне нежелательным использование соединительных кабелей для передачи слабых аналоговых сигналов от гидроакустических приемников антенны, так как уменьшается соотношение сигнал/помеха.The disadvantage of the antenna module of the prototype is the structural separation and diversity of the antenna module and the hardware container, in which the signal preprocessing takes place, which required the introduction of a connecting cable to transmit analog signals from the antenna module. With a significant amplification of weak signals by the signal preprocessing equipment (POS) in the equipment container, the receiving channels become very sensitive to the influence of electromagnetic interference affecting the transmission lines of the connecting cables. This circumstance, as well as the fact that the analog signal is attenuated the greater the longer the line length, makes it extremely undesirable to use connecting cables to transmit weak analog signals from sonar receivers of the antenna, since the signal to noise ratio decreases.
Технический результат от внедрения предложения - разработка конструктивно единого модуля, совмещающего функции приема гидроакустических сигналов и одновременно функции предварительной обработки сигналов - усиление аналоговых сигналов, их фильтрация и преобразование аналоговых сигналов в цифровые коды. Подобная конструкция позволяет улучшить помехозащищенность антенного модуля от воздействия электромагнитных помех вследствие отсутствия соединительных кабелей для передачи аналоговых сигналов от гидроакустических приемников антенны, а также вследствие расположения аппаратуры ПОС в месте размещения гидроакустических преобразователей (носовая оконечность легкого корпуса, ограждение выдвижных устройств), где уровень электромагнитных помех значительно ниже, чем в месте размещения аппаратуры ПОС при конструктивном разделении антенного модуля и аппаратурного контейнера.The technical result from the introduction of the proposal is the development of a structurally unified module that combines the functions of receiving hydroacoustic signals and at the same time the functions of signal preprocessing - amplification of analog signals, their filtering and conversion of analog signals to digital codes. This design allows you to improve the noise immunity of the antenna module from electromagnetic interference due to the absence of connecting cables for transmitting analog signals from sonar receivers of the antenna, as well as due to the location of the POS equipment at the location of the sonar transducers (nose end of a light housing, pull-out fence), where the level of electromagnetic interference significantly lower than at the location of the PIC equipment in the structural separation of antennas module and hardware container.
Кроме того, если аппаратура антенного модуля будет выполнять функцию уплотнения выходной информации, то уменьшается общее количество многожильных кабелей, идущих от антенных модулей в основной корпус. Например, изготовленный образец антенного модуля на 120 каналов благодаря уплотнению выходной информации позволил обойтись всего одним многожильным кабелем для передачи информации от антенного модуля в основной корпус. При отсутствии уплотнения потребовалось бы пять кабелей для передачи этой информации.In addition, if the equipment of the antenna module will perform the function of compressing the output information, then the total number of multicore cables coming from the antenna modules to the main body is reduced. For example, a manufactured sample of an antenna module with 120 channels, due to the compression of the output information, made it possible to do just one multicore cable for transmitting information from the antenna module to the main body. Without seal, five cables would be required to transmit this information.
Сокращение количества герметичных вводов кабелей в основной корпус повышает прочность корпуса и живучесть корабля-носителя антенных модулей.Reducing the number of sealed cable entries in the main hull increases the strength of the hull and the survivability of the ship-carrier antenna modules.
Таким образом, в антенном модуле, содержащем многоканальный (больше 20 каналов) герметичный блок гидроакустических преобразователей, в котором преобразователи закреплены на несущем плоском основании, дополнительно установлен на тыльной части блока гидроакустических преобразователей герметичный аппаратурный контейнер, в котором размещен блок ПОС, осуществляющий усиление, фильтрацию и преобразование аналоговых сигналов в цифровые коды, в горловинах на тыльной части блока гидроакустических преобразователей и соединяющейся с ней частью аппаратурного контейнера размещены гермовводы с соответствующими частями входных электрических соединителей, обеспечивающие при установке контейнера на блок гидроакустических преобразователей автоматическое электрическое соединение блока гидроакустических преобразователей с аппаратурным контейнером, соединение аппаратурного контейнера с выходным кабелем осуществляется через установленный в горловине тыльной части контейнера аналогичный входному гермоввод с электрическим соединителем, ответная часть которого находится в корпусе герметичного кабельного ввода выходного кабеля.Thus, in an antenna module containing a multi-channel (more than 20 channels) sealed unit of hydroacoustic transducers, in which the transducers are mounted on a flat supporting base, an additional sealed instrument container is installed on the back of the unit of hydroacoustic transducers, in which a PIC unit is installed, which carries out amplification, filtering and converting analog signals to digital codes, in the necks on the back of the unit of hydroacoustic transducers and the part connected to it The equipment container contains pressure inputs with the corresponding parts of the input electrical connectors, which, when the container is installed on the unit of hydroacoustic transducers, provides automatic electrical connection of the unit of hydroacoustic transducers with the equipment container, the connection of the equipment container with the output cable is carried out through a similar pressure inlet with the electrical connector installed in the neck of the back of the container whose mate is in to sealed cable entry of the output cable.
При этом с введением в антенном модуле функции уплотнения выходной цифровой информации сокращено число кабелей, идущих от антенных модулей приемной антенны в основной корпус.At the same time, with the introduction of the digital output digital compression function in the antenna module, the number of cables coming from the antenna modules of the receiving antenna to the main body has been reduced.
При количестве каналов в антенном модуле до 20 включительно представляется нерациональным создавать отдельный герметичный аппаратурный контейнер для размещения в нем блока ПОС исходя из следующих соображений:With the number of channels in the antenna module up to 20 inclusive, it seems irrational to create a separate sealed equipment container for placement of the POS block in it based on the following considerations:
1. При относительно небольшом объеме блока ПОС корпус контейнера, гермовводы, электрические соединители и элементы герметизации займут объем, больший, чем сам блок ПОС.1. With a relatively small volume of the PIC unit, the container body, pressure glands, electrical connectors and sealing elements will occupy a volume larger than the POS unit itself.
2. Ввиду небольшого количества электрических связей между блоком гидроакустических преобразователей и блок ПОС, вводить между ними разъемное электрическое соединение нет необходимости.2. Due to the small number of electrical connections between the unit of hydroacoustic transducers and the PIC unit, it is not necessary to introduce a detachable electrical connection between them.
Таким образом, конструктивно антенный модуль с 20-канальным блоком гидроакустических преобразователей представляет собой единый корпус с установленным в нем гидроакустическими преобразователями, закрепленными на общем основании, и блоком ПОС с установленным на нем гермовводом с выходным электрическим соединителем. Гермоввод, в свою очередь, размещен в горловине герметизирующей крышки антенного модуля для обеспечения стыковки соединителя с его ответной частью, расположенной в корпусе герметичного кабельного ввода выходного кабеля. Электрическое соединение блока гидроакустических преобразователей с блоком ПОС осуществляется пайкой выводов гидроакустических преобразователей непосредственно на контакты монтажной платы упомянутого блока.Thus, structurally, the antenna module with a 20-channel unit of hydroacoustic transducers is a single housing with hydroacoustic transducers installed in it, mounted on a common base, and a PIC unit with a pressure seal installed on it with an output electrical connector. The Germanovod, in turn, is located in the neck of the sealing cover of the antenna module to ensure that the connector is docked with its counterpart located in the housing of the hermetic cable input of the output cable. The electrical connection of the unit of sonar transducers with the PIC block is carried out by soldering the conclusions of the sonar transducers directly to the contacts of the circuit board of the said block.
Сущность изобретения поясняется фиг.1, 2. На фиг.1 показан пример конструктивной компоновки предлагаемого многоканального антенного модуля с количеством каналов больше 20, на фиг.2 - конструктивная компоновка антенного модуля с количеством каналов не более 20.The invention is illustrated in figure 1, 2. Figure 1 shows an example of the structural layout of the proposed multi-channel antenna module with the number of channels more than 20, figure 2 - structural layout of the antenna module with the number of channels no more than 20.
Обозначения на фиг.1, 2:Designations in figure 1, 2:
1 - блок гидроакустических преобразователей;1 - block sonar transducers;
2 - рабочая поверхность блока гидроакустических преобразователей;2 - the working surface of the unit sonar transducers;
3 - герметизирующий материал;3 - sealing material;
4 - гидроакустические преобразователи;4 - sonar transducers;
5 - основание;5 - base;
6 и 8 - гермовводы блока гидроакустических преобразователей и аппаратурного блока соответственно;6 and 8 - pressure inputs of the unit of hydroacoustic transducers and equipment unit, respectively;
7 - входной электрический соединитель;7 - input electrical connector;
9 - аппаратурный контейнер;9 - hardware container;
10 - резиновые уплотнительные кольца;10 - rubber sealing rings;
11 - выходной гермоввод;11 - output pressure seal;
12 - выходной электрический соединитель;12 - output electrical connector;
13 - ответная часть выходного электрического соединителя;13 - the mate of the output electrical connector;
14 - выходной кабель;14 - output cable;
15 - блок предварительной обработки сигналов;15 - signal preprocessing unit;
16 - монтажная плата блока ПОС;16 - circuit board of the PIC unit;
17 - корпус антенного модуля;17 - antenna module housing;
18 - резиновые уплотнительные кольца.18 - rubber sealing rings.
Представленный на фиг.1 антенный модуль выполнен в виде сборной конструкции из двух основных элементов: блока гидроакустических преобразователей 1 и аппаратурного контейнера 9. Подобная сборная конструкция удобна в процессе изготовления, настройки, транспортировки и эксплуатации.Presented in figure 1, the antenna module is made in the form of a prefabricated structure of two main elements: a unit of hydroacoustic transducers 1 and a hardware container 9. Such a prefabricated design is convenient in the manufacturing, tuning, transportation and operation.
Блок гидроакустических преобразователей 1 содержит комплект гидроакустических преобразователей 4 (условно изображенных пунктирной линией), закрепленных на общем основании 5. Преобразователи 4 герметизируются по рабочей поверхности 2 акустически прозрачным материалом 3 (резина, полиуретан). На тыльной стороне основания 5 установлен гермоввод 6 блока гидроакустических преобразователей 1 с соответствующей частью электрического соединителя 7, к хвостовикам которого при помощи пайки подключены выводы гидроакустических преобразователей 4. К ответной части соединителя, установленной на гермовводе 8 аппаратурного контейнера 9, подключены выводы входных аналоговых цепей блока ПОС. При установке аппаратурного контейнера 9 на блок гидроакустических преобразователей 1 осуществляется как их механическое, так и электрическое соединение, обеспеченное примененными междублочными соединителями с автоматической стыковкой. Герметизация соединения блока 1 с контейнером 9 обеспечена резиновыми уплотнительными кольцами 10, установленными в канавки на выступающей цилиндрической части горловины блока гидроакустических преобразователей 1.The unit of hydroacoustic transducers 1 contains a set of hydroacoustic transducers 4 (conventionally shown by a dashed line) fixed on a
В горловине тыльной части аппаратурного контейнера 9 установлен гермоввод 11 с выходным электрическим соединителем 12, ответная часть 13 которого находится в корпусе герметичного кабельного ввода выходного кабеля 14.In the neck of the rear part of the equipment container 9, a
Описание работы антенного модуля с цифровым выходом.Description of the operation of the antenna module with a digital output.
Гидроакустические волны проходят через акустически прозрачный герметизирующий материал 3 и воздействуют на рабочую поверхность 2 гидроакустических преобразователей 4 блока гидроакустических преобразователей 1. В результате воздействия на выводах гидроакустических преобразователей появляется сигнал в виде электрического напряжения. Выводы гидроакустических преобразователей подключены с помощью пайки к хвостовикам электрического соединителя 7, установленного в гермовводе 6. Электрические сигналы проходят через ответную часть входного электрического соединителя 7, установленного в гермовводе 8 аппаратурного контейнера 9 и поступают на входные аналоговые цепи блока ПОС. В блоке ПОС происходит усиление, фильтрация и преобразование в цифровой код электрического сигнала от каждого гидроакустического преобразователя. Далее цифровой код передается через выходной электрический соединитель 12, установленный в выходном гермовводе 11 и ответную часть электрического соединителя 13, установленного в корпусе герметичного кабельного ввода выходного кабеля 14.Hydroacoustic waves pass through an acoustically transparent sealing
При отсутствии функции уплотнения цифровой код сигнала от каждого гидроакустического преобразователя передается в выходном кабеле по отдельной линии передачи информации.If there is no compaction function, the digital code of the signal from each sonar transducer is transmitted in the output cable via a separate information transmission line.
При наличии функции уплотнения цифровой код сигнала от нескольких гидроакустических преобразователей передается в выходном кабеле по одной линии передачи информации, за счет чего происходит сокращение необходимого количества линий по сравнению с вариантом без функции уплотнения. В конкретных образцах антенных модулей реализована функция уплотнения выходной информации, позволившая сократить количество линий передачи информации в 16, 24, и 30 раз по сравнению с количеством гидроакустических преобразователей.In the presence of the compaction function, the digital code of the signal from several hydroacoustic transducers is transmitted in the output cable via one information transmission line, due to which the required number of lines is reduced compared to the version without the compaction function. In specific samples of antenna modules, the function of compressing the output information is implemented, which made it possible to reduce the number of information transmission lines by 16, 24, and 30 times compared to the number of sonar transducers.
При этом необходимо иметь в виду, что часть электрических линий выходного кабеля используется для подачи напряжения питания в блок ПОС, сигналов управления режимами работы, сигналов синхронизации и служебной информации.It should be borne in mind that part of the electric lines of the output cable is used to supply power to the PIC unit, control signals for operating modes, synchronization signals and service information.
На фиг.2 представлена конструктивная компоновка антенного модуля с 16 каналами. Отличие данного модуля от представленного на фиг.1 в том, что блок ПОС 15 расположен во внутреннем герметичном объеме антенного модуля в корпусе 17, герметизированном резиновыми уплотнительными кольцами 18. Электрические выводы от блока гидроакустических преобразователей распаяны напрямую на лепестки монтажной платы 16 блока ПОС.Figure 2 presents the structural layout of the antenna module with 16 channels. The difference between this module and the one shown in Fig. 1 is that the
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007145463/28A RU2366104C1 (en) | 2007-12-04 | 2007-12-04 | Antenna module with digital output |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007145463/28A RU2366104C1 (en) | 2007-12-04 | 2007-12-04 | Antenna module with digital output |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2007145463A RU2007145463A (en) | 2009-06-10 |
RU2366104C1 true RU2366104C1 (en) | 2009-08-27 |
Family
ID=41024337
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007145463/28A RU2366104C1 (en) | 2007-12-04 | 2007-12-04 | Antenna module with digital output |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2366104C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2528142C1 (en) * | 2013-05-07 | 2014-09-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг) | Polymer-coated sonar phased antenna array |
RU2539819C1 (en) * | 2013-10-24 | 2015-01-27 | Открытое Акционерное Общество "Океанприбор" | Antenna module with digital output |
RU172092U1 (en) * | 2017-02-27 | 2017-06-28 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг) | HIGH FREQUENCY MULTI-ELEMENT HYDROACOUSTIC ANTENNA |
-
2007
- 2007-12-04 RU RU2007145463/28A patent/RU2366104C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Смарышев М.Д., Добровольский Ю.Ю. Гидроакустические антенны. Л: "Судостроение", 1984 г., с.6. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2528142C1 (en) * | 2013-05-07 | 2014-09-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг) | Polymer-coated sonar phased antenna array |
RU2539819C1 (en) * | 2013-10-24 | 2015-01-27 | Открытое Акционерное Общество "Океанприбор" | Antenna module with digital output |
RU172092U1 (en) * | 2017-02-27 | 2017-06-28 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг) | HIGH FREQUENCY MULTI-ELEMENT HYDROACOUSTIC ANTENNA |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2007145463A (en) | 2009-06-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2366104C1 (en) | Antenna module with digital output | |
CN108336493B (en) | A kind of underwater hiding-machine multifunctional communication antenna | |
CN102395226B (en) | Active antenna system, base station and communication system | |
GB2111243A (en) | Underwater optical fiber connector | |
MX2011007219A (en) | Electrical accessory and method of providing same. | |
CN110035207B (en) | Pressure-resistant sealing structure of imaging system | |
RU2511076C1 (en) | Hydroacoustic trailing antenna for geophysical work | |
RU2376611C2 (en) | Hydroacoustic antenna | |
CN211240080U (en) | MEMS vibration sensor | |
TW200713853A (en) | Digital broadcasting signal receiver with a plurality of receiving modules | |
RU2539819C1 (en) | Antenna module with digital output | |
CN219659704U (en) | Signal processing assembly, antenna module, propulsion system and movable water area equipment | |
CN212649466U (en) | Portable diving communication equipment based on blue light LED | |
RU2580397C1 (en) | Flexible extended hydroacoustic reception antenna | |
CN208780855U (en) | A kind of transmitting-receiving subassembly of wavelength-division multiplex transceiver module | |
RU2610921C1 (en) | Sensitive element for piezoelectric cable on-board hydroacoustic antennae | |
RU82972U1 (en) | MULTI-CHANNEL DIGITAL COMBINED HYDROACOUSTIC COMPLEX | |
RU117724U1 (en) | SUBMARINE ANTENNA FEDERATION SYSTEM | |
CN205826127U (en) | A kind of hydrophone of band amplifying circuit | |
RU2618961C1 (en) | Multielement linear module of the hydroacoustic reception antenna | |
CN219181530U (en) | Underwater communication system | |
CN211958150U (en) | Detachable coaxial cable connector with watertight function | |
CN217134643U (en) | Miniaturized radial synthesizer of broadband | |
CN216083455U (en) | Millivolt signal digital transmitter | |
CN219457987U (en) | 5G signal interference resistant cavity filtering integrated monopole single-sample frequency reducer |