RU2617795C1 - Method for formation of cardioid response of a wide band gidroacustical receiver channel for an uninhabited underwater apparatus - Google Patents
Method for formation of cardioid response of a wide band gidroacustical receiver channel for an uninhabited underwater apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- RU2617795C1 RU2617795C1 RU2015157421A RU2015157421A RU2617795C1 RU 2617795 C1 RU2617795 C1 RU 2617795C1 RU 2015157421 A RU2015157421 A RU 2015157421A RU 2015157421 A RU2015157421 A RU 2015157421A RU 2617795 C1 RU2617795 C1 RU 2617795C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- receiver
- cardioid
- frequency
- channel
- signals
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
Abstract
Description
Предлагаемый способ относится к гидроакустике, в частности к способам решения задачи широкополосного приема гидроакустических сигналов с помощью малогабаритного приемника в широком диапазоне рабочих углов на фоне мешающей помехи, сосредоточенной по углу. Для решения этой задачи часто используются гидроакустические приемники с кардиоидной характеристикой направленности (ХН), у которых провал в ХН ориентируется в направлении на источник помехи.The proposed method relates to hydroacoustics, in particular to methods for solving the problem of broadband reception of hydroacoustic signals using a small receiver in a wide range of working angles against a background of disturbing noise concentrated in the corner. To solve this problem, sonar receivers with a cardioid directivity characteristic (CI) are often used, in which the dip in the CI is oriented in the direction of the interference source.
Широко известен способ формирования кардиоидной характеристики направленности приемника, состоящего из пары активных элементов (см., например, Смарышев М.Д., Добровольский Ю.Ю. Гидроакустические антенны. Справочник, изд. Судостроение, Л., 1986 г.). Известен "Способ формирования характеристики направленности гидроакустической антенны" (см. патент №2169439, опубликован 20.06.2001), в котором использование кардиоидных характеристик направленности группы элементов звукопрозрачной многоэлементной антенны обеспечивает хорошую направленность основного (узкого) лепестка диаграммы за счет подавления чувствительности антенны в тыльном направлении и позволяет отказаться от использования крупногабаритных акустических экранов, закрывающих тыльное направление приема.The method of forming a cardioid directivity pattern of a receiver consisting of a pair of active elements is widely known (see, for example, Smaryshev M.D., Dobrovolsky Yu.Yu. Hydroacoustic antennas. Reference, ed. Sudostroenie, L., 1986). The known "Method for forming the directivity characteristics of a hydroacoustic antenna" (see patent No. 2169439, published 06/20/2001), in which the use of cardioid directivity characteristics of a group of elements of a translucent multielement antenna provides good directivity of the main (narrow) lobe of the diagram by suppressing the sensitivity of the antenna in the back direction and eliminates the use of large-sized acoustic screens that cover the rear direction of reception.
Известна "Гидроакустическая антенна и способ обработки сигналов в ней" (см. патент №2466420, опубликован 10.11.2012 г.), в которой кардиоидные характеристики направленности элементов используются для подавления структурной помехи от носителя, на котором размещена антенна.Known "Hydroacoustic antenna and a method of processing signals in it" (see patent No. 2466420, published November 10, 2012), in which the cardioid directivity of the elements are used to suppress structural interference from the carrier on which the antenna is located.
В приведенных патентах речь идет о характеристиках узконаправленных многоэлементных (крупногабаритных) антенн, предназначенных для работы в сравнительно узких диапазонах частот. В таких антеннах глубина провала в кардиоидной характеристике направленности практически не зависит от разброса характеристик отдельных активных элементов, поскольку разбросы чувствительности отдельных элементов даже в достаточно широкой полосе частот усредняются по множеству используемых в антенне активных элементов.The cited patents refer to the characteristics of narrowly targeted multi-element (large) antennas designed to operate in relatively narrow frequency ranges. In such antennas, the depth of dip in the cardioid directivity characteristic is practically independent of the spread in the characteristics of individual active elements, since the sensitivity spreads of individual elements even in a fairly wide frequency band are averaged over the set of active elements used in the antenna.
Наиболее близким прототипом по сути предлагаемого способа формирования кардиоидной характеристики направленности является классический способ, изложенный в книге Смарышев М.Д., Добровольский Ю.Ю. Гидроакустические антенны. Справочник. В самоходных необитаемых подводных аппаратах приемный канал часто выполняется в виде буксируемого двухэлементного приемника и двух каналов обработки выходных сигналов элементов приемника, обеспечивающих прием сигналов из задней полусферы. Провал в ХН ориентирован в направлении на подводный аппарат, буксирующий приемник. Реализованный способ иллюстрируется фиг. 1 и включает в себя выполнение следующих операций:The closest prototype in essence of the proposed method for the formation of a cardioid directivity is the classical method described in the book Smaryshev MD, Dobrovolsky Yu.Yu. Hydroacoustic antennas. Directory. In self-propelled uninhabited underwater vehicles, the receiving channel is often made in the form of a towed two-element receiver and two channels for processing the output signals of the receiver elements, which provide signals from the rear hemisphere. The dip in the XI is oriented towards the underwater vehicle towing the receiver. The implemented method is illustrated in FIG. 1 and includes the following operations:
- усиления в двух каналах обработки выходных сигналов с двух активных элементов, образующих приемник и разнесенных в пространстве на расстояние, равное четверти длины волны акустического сигнала на выбранной частоте рабочего диапазона;- amplification in two channels for processing output signals from two active elements forming the receiver and spaced in space by a distance equal to a quarter of the wavelength of the acoustic signal at the selected frequency of the operating range;
- сдвига фазы сигнала 2-го канала обработки путем его задержки на четверть периода частоты сигнала на выбранной частоте рабочего диапазона;- phase shift of the signal of the 2nd processing channel by delaying it by a quarter of the period of the signal frequency at the selected frequency of the operating range;
- выравнивания сигналов по амплитуде в каналах обработки в рабочей полосе частот;- equalization of signals in amplitude in the processing channels in the working frequency band;
- формирования разностного сигнала на вычитающем устройстве;- the formation of a differential signal on a subtracting device;
- амплитудно-частотной коррекции чувствительности всего приемного канала по выходу (по разностному сигналу), исключающей частотную зависимость чувствительности канала в рабочем диапазоне частот.- amplitude-frequency correction of the sensitivity of the entire receiving channel by the output (by the difference signal), excluding the frequency dependence of the channel sensitivity in the working frequency range.
Источником помехи, мешающей приему, обычно является сам аппарат, буксирующий приемник и, очень часто, буксируемые прямо за ним излучатели. Провал в ХН, направленный на источник помехи, одновременно с разнесением по пространству приемника и источника помехи в данном случае обеспечивает возможность одновременного ненаправленного излучения и приема сигналов из задней полусферы во время движения подводного аппарата. Увеличение глубины провала в ХН дает возможность уменьшения необходимого расстояния между приемником и излучателями с сохранением необходимого запаса по устойчивости аппарата к самовозбуждению, т.е. уменьшения необходимой длины кабель-троса. В свою очередь, уменьшение длины кабель-троса улучшает массогабаритные характеристики аппарата, повышает его надежность и, самое главное, уменьшает необходимые усилия буксировки и дает возможности улучшения скоростных характеристик прибора в целом. Таким образом, глубина провала в ХН приемника прямо влияет на основные ТТХ прибора. Требуемая ширина рабочей полосы частот, в которой производятся прием и излучение, часто очень велика и доходит до 2 и более октав. В этой полосе частот к приемнику предъявляется требование реализации максимально достижимой глубины провала в ХН в направлении на источник помехи. Сказанное подтверждает актуальность задачи поиска способов синтеза кардиоидной ХН приемника с максимальной глубиной провала, обеспечиваемого в широком диапазоне рабочих частот.The source of interference that interferes with reception is usually the apparatus itself, which tows the receiver and, very often, emitters towed directly behind it. The failure in the HN, aimed at the source of interference, simultaneously with the separation in space of the receiver and the source of interference in this case provides the possibility of simultaneous non-directional radiation and reception of signals from the rear hemisphere during the movement of the underwater vehicle. An increase in the depth of the dip in the HN makes it possible to reduce the necessary distance between the receiver and emitters while maintaining the necessary margin for the stability of the apparatus to self-excitation, i.e. reducing the required cable length. In turn, reducing the length of the cable cable improves the overall dimensions of the device, increases its reliability and, most importantly, reduces the necessary towing forces and makes it possible to improve the speed characteristics of the device as a whole. Thus, the depth of dip in the receiver XN directly affects the main performance characteristics of the device. The required width of the working frequency band in which reception and radiation are made is often very large and reaches 2 or more octaves. In this frequency band, the receiver is required to implement the maximum achievable dip depth in the XN in the direction of the interference source. The aforementioned confirms the relevance of the task of finding methods for synthesizing a cardioid CN receiver with a maximum dip depth provided in a wide range of operating frequencies.
При реализации известного способа синтеза кардиоидной ХН широкополосного приемника в рабочем диапазоне частот выбирается частота, для которой определяется значение необходимой задержки сигнала во 2-м канале обработки, соответствующее четверти периода этой частоты. На этой частоте после выполнения операции выравнивания чувствительности каналов путем регулировки усиления в каналах достигается максимальная глубина провала в ХН за счет полной компенсации выходного сигнала после вычитания.When implementing the known method for the synthesis of a cardioid CN of a broadband receiver in the operating frequency range, a frequency is selected for which the value of the necessary signal delay in the 2nd processing channel corresponding to a quarter of the period of this frequency is determined. At this frequency, after performing the operation of equalizing the sensitivity of the channels by adjusting the gain in the channels, the maximum dip depth in the XI is achieved due to the complete compensation of the output signal after subtraction.
Существенный недостаток традиционного способа синтеза кардиоидной ХН заключается в том, что при отклонениях частоты входного сигнала от выбранной частоты, на которой обеспечивается полная компенсация разностного выходного сигнала, достигаемая глубина провала уменьшается из-за неидентичности частотных характеристик электроники каналов обработки и, главным образом, из-за неидентичности в рабочей полосе частотных характеристик чувствительности активных элементов, образующих приемник. Различия чувствительности элементов приемника в широкой полосе частот носят случайный характер и изменяются от образца к образцу. В результате для получения приемлемых ХН кардиоидных широкополосных приемников приходится при изготовлении собственно приемника осуществлять тщательный подбор по чувствительности элементов, образующих приемник, и использовать сложные способы дополнительной коррекции чувствительности в рабочей полосе частот, выравнивающей при настройке чувствительность элементов. При серийном изготовлении приемников с использованием этих операций на краях рабочего диапазона шириной 2,4 октавы глубина провала ХН уменьшается на 8-10 дБ по сравнению с глубиной провала на выбранной частоте компенсации.A significant drawback of the traditional method for the synthesis of cardioid CN is that when the input signal frequency deviates from the selected frequency, which provides full compensation of the differential output signal, the achieved dip depth decreases due to the non-identical frequency characteristics of the processing channel electronics and, mainly, for non-identity in the working band of the frequency characteristics of the sensitivity of the active elements forming the receiver. The differences in the sensitivity of the receiver elements in a wide frequency band are random and vary from sample to sample. As a result, in order to obtain acceptable CVs of cardioid broadband receivers, it is necessary to carefully select the sensitivity of the elements making up the receiver in the manufacture of the receiver itself and use sophisticated methods for additional sensitivity correction in the working frequency band, which evens out the sensitivity of the elements during tuning. In the serial production of receivers using these operations at the edges of the operating range with a width of 2.4 octaves, the depth of the dip in the XN decreases by 8-10 dB compared to the depth of the dip at the selected compensation frequency.
Предлагаемый способ синтеза кардиоидной ХН иллюстрируется фиг. 2.The proposed method for the synthesis of cardioid CN is illustrated in FIG. 2.
Сигналы, подаваемые на входы 1-го и 2-го АЦП, являются сигналами с выходов кардиоидного приемника, образованного двумя приемными элементами, разнесенными на расстояние, равное 1/4 длины волны для выбранной частоты рабочего диапазона. После выполнения АЦП и комплексного БПФ сигналов с выходов элементов приемника для произвольной спектральной составляющей сигнала в первом и втором каналах обработки имеем:The signals supplied to the inputs of the 1st and 2nd ADCs are signals from the outputs of a cardioid receiver formed by two receiving elements spaced apart by a distance equal to 1/4 of the wavelength for the selected frequency of the operating range. After performing the ADC and complex FFT signals from the outputs of the receiver elements for an arbitrary spectral component of the signal in the first and second processing channels, we have:
(1) на вых. 1 кан. - ,(1) at the exit. 1 can - ,
(2) на вых. 2 кан. - ,(2) at the exit. 2 can - ,
где А - амплитуда, ω - круговая частота, r - расстояние между элементами приемника, α - угол прихода сигнала, С - скорость звука.where A is the amplitude, ω is the circular frequency, r is the distance between the elements of the receiver, α is the angle of arrival of the signal, C is the speed of sound.
Для формирования провала в ХН в заданном направлении необходимо выровнять сигналы по амплитуде и довернуть фазу сигнала второго канала обработки на угол, обеспечивающий нулевой результат при вычитании сигналов 1-го и 2-го каналов в заданном направлении. Требуемое выравнивание и фазировка сигналов в каналах при выбранном направлении компенсации (при α=180°) достигается умножением комплексной спектральной составляющей сигнала второго канала обработки на комплексный коэффициент, равный отношению (1) к (2), т.е.To form a dip in the optic wave in a given direction, it is necessary to equalize the signals in amplitude and turn the phase of the signal of the second processing channel to an angle that provides a zero result when subtracting the signals of the 1st and 2nd channels in a given direction. The required equalization and phasing of the signals in the channels for a selected compensation direction (at α = 180 °) is achieved by multiplying the complex spectral component of the signal of the second processing channel by a complex coefficient equal to the ratio of (1) to (2), i.e.
Выполнив умножение спектральной составляющей (2) на коэффициент (3) и вычитая произведение из (1), получим на выходе разностного канала сигнал:Performing the multiplication of the spectral component (2) by the coefficient (3) and subtracting the product from (1), we obtain the signal at the output of the difference channel:
Из (4) получаем для ХН:From (4) we obtain for XN:
На фиг. 3 приведен пример расчета идеализированных (когда чувствительность первого элемента приемника Α1() не зависит от частоты) ХН в линейном масштабе для диапазона частот с шириной в 2,4 октавы. Расстояние между элементами приемника выбрано равным 8 мм, что соответствует периода частоты, равной 46,875кГц. Коэффициенты вида (3) для заданного направления компенсации формируются в ПЗУ при настройке в виде таблицы для центральных частот каждого канала БПФ. Т.е. выполнение БПФ входного сигнала 2-го канала обработки необходимо производить сразу с домножением результата БПФ на набор коэффициентов типа (3).In FIG. Figure 3 shows an example of calculating idealized (when the sensitivity of the first receiver element is Α 1 ( ) does not depend on frequency) ХН on a linear scale for a frequency range with a width of 2.4 octaves. The distance between the elements of the receiver is chosen equal to 8 mm, which corresponds to a frequency period of 46.875 kHz. Coefficients of the form (3) for a given direction of compensation are generated in the ROM when configured in the form of a table for the center frequencies of each FFT channel. Those. FFT of the input signal of the 2nd processing channel must be performed immediately with the multiplication of the FFT result by a set of coefficients of type (3).
Способ формирования таблицы комплексных коэффициентов вида (3) иллюстрируется фиг. 4. Для формирования таблицы комплексных коэффициентов, учитывающих все отклонения амплитудно-фазовых характеристик 2-го канала обработки относительно 1-го, выполняются следующие операции. С помощью настроечной аппаратуры генерируется последовательность импульсных тональных сигналов с устанавливаемым при настройке периодом повторения и с дискретным изменением частоты (последовательно от импульса к импульсу). Дискретность изменения частоты должна строго соответствовать дискретности по частоте БПФ, выполняемого в каналах обработки в процессе работы приемного канала (т.е. центральные частоты каналов БПФ должны соответствовать частотам генерируемых импульсов). Эта последовательность используется в качестве входного сигнала для акустической аппаратуры, облучающей настраиваемый кардиоидный приемник. Настраиваемый приемник ориентируется в пространстве в направлении, где должен быть провал в ХН. В процессе облучения приемника в режиме настройки для отстробированных во времени сигналов 1-го и 2-го каналов обработки (для каждого принятого импульса) выполняют БПФ такой же длины, как и в реальной работе, выполняют комплексное деление спектральных выборок 1-го канала обработки на спектральные выборки 2-го канала и запоминают в памяти таблицу комплексных коэффициентов вида (3). В режиме реальной работы эта таблица используется для корректировки результатов выполнения БПФ для сигнала 2-го канала обработки.A method of forming a table of complex coefficients of the form (3) is illustrated in FIG. 4. To create a table of complex coefficients that take into account all the deviations of the amplitude-phase characteristics of the 2nd processing channel relative to the 1st, the following operations are performed. Using the tuning equipment, a sequence of pulsed tones is generated with a repetition period set during tuning and with a discrete change in frequency (sequentially from pulse to pulse). The discreteness of the frequency change must strictly correspond to the discreteness in the frequency of the FFT performed in the processing channels during the operation of the receiving channel (i.e., the central frequencies of the FFT channels must correspond to the frequencies of the generated pulses). This sequence is used as input for acoustic equipment irradiating a tunable cardioid receiver. The tunable receiver is oriented in space in the direction where the dip in the XN should be. In the process of irradiating the receiver in the tuning mode for time-gated signals of the 1st and 2nd processing channels (for each received pulse), FFTs of the same length as in real work are performed, a complex division of the spectral samples of the 1st processing channel by spectral samples of the 2nd channel and store in the memory a table of complex coefficients of the form (3). In real mode, this table is used to adjust the results of the FFT for the signal of the 2nd processing channel.
Из (5) видно, что, в отличие от прототипа, неравномерность чувствительности предлагаемого кардиоидного приемника в диапазоне частот зависит от неравномерности чувствительности только первого элемента A1(). Кроме того, из фиг. 3 видно, что, как и в прототипе, чувствительность кардиоидного приемника в рабочем секторе углов зависит от частоты. При заданной геометрии приемника для частот ниже частоты, для которой выбрано расстояние между элементами приемника r, его чувствительность на максимуме ХН (в направлении 0°) с приближением к нижней границе частотного диапазона изменяется примерно на минус 6 дБ по закону:From (5) it is seen that, in contrast to the prototype, the non-uniformity of the sensitivity of the proposed cardioid receiver in the frequency range depends on the non-uniformity of the sensitivity of only the first element A 1 ( ) In addition, from FIG. 3 shows that, as in the prototype, the sensitivity of the cardioid receiver in the working sector of the angles depends on the frequency. For a given receiver geometry for frequencies below the frequency for which the distance between the receiver elements r is chosen, its sensitivity at the maximum ХН (in the direction of 0 °) with approaching the lower boundary of the frequency range changes by about minus 6 dB according to the law:
Эта дополнительная неравномерность кардиоидного канала по выходу, в отличие от прототипа, компенсируется в частотной области умножением на вещественные коэффициенты таблицы коррекции (коэффициенты К2).This additional unevenness of the cardioid channel in output, in contrast to the prototype, is compensated in the frequency domain by multiplying by the material coefficients of the correction table (K 2 coefficients).
Кардиоидная ХН формируется фактически в частотной области. В то же время выход кардиоидного канала чаще всего используется во временной области. Поэтому после выполнения коррекции спектра сигнала 2-го канала с помощью комплексных коэффициентов и вычитания значений спектральных выборок 2-го канала из значений выборок 1-го канала необходимым является выполнение для разностного сигнала операции ОБПФ с целью формирования выходного сигнала кардиоидного канала во временной области. БПФ входных сигналов и ОБПФ выходного разностного сигнала необходимо выполнять с перекрытием во времени на половину длины обрабатываемого в одном цикле БПФ массива временных выборок и с использованием взвешивания массива входных выборок временным окном в виде полупериода функции Sin2(x). Эта процедура позволяет устранить периодические (с периодом, равным длине БПФ) искажения выходного сигнала в виде щелчков.Cardioid CN is formed in fact in the frequency domain. At the same time, the output of the cardioid channel is most often used in the time domain. Therefore, after performing correction of the spectrum of the signal of the 2nd channel using complex coefficients and subtracting the values of the spectral samples of the 2nd channel from the values of the samples of the 1st channel, it is necessary to perform the IFFT operation for the difference signal in order to form the output signal of the cardioid channel in the time domain. The FFT of the input signals and the IFFT of the output difference signal must be performed with time overlap by half the length of the array of time samples processed in one FFT cycle and by weighting the array of input samples with a time window in the form of a half-period of the Sin 2 (x) function. This procedure eliminates periodic (with a period equal to the FFT length) distortion of the output signal in the form of clicks.
Использование предлагаемого способа позволяет получить следующие технические результаты:Using the proposed method allows to obtain the following technical results:
- достигается автоматическая компенсация различий чувствительности активных элементов, образующих кардиоидный приемник, и электронных элементов первого и второго каналов обработки в широкой полосе частот; этот факт позволяет при изготовлении приемника исключить подбор по чувствительности активных элементов приемника с сохранением большой глубины провала ХН;- automatic compensation is achieved for differences in the sensitivity of the active elements forming the cardioid receiver and the electronic elements of the first and second processing channels in a wide frequency band; this fact allows the manufacture of the receiver to exclude the selection of the sensitivity of the active elements of the receiver while maintaining a large depth of dip XN;
- достигается автоматическая компенсация погрешности установки требуемого расстояния между элементами приемника (равного длины волны на выбранной частоте диапазона) при его изготовлении; это существенно с учетом того, что жесткое крепление элементов приемника перед вулканизацией недопустимо из-за необходимости обеспечения независимых друг от друга колебаний элементов приемника (акустической развязки), а при мягком креплении при вулканизации возможны смещения элементов, т.е. погрешность в величине расстояния между элементами, требующая подстройки величины задержки сигналов второго канала, обеспечивающей максимальную глубину провала ХН;- automatic compensation of the error in setting the required distance between the elements of the receiver (equal to wavelength at the selected frequency of the range) during its manufacture; this is significant given that the rigid fastening of the receiver elements before vulcanization is unacceptable due to the need for independent oscillations of the receiver elements (acoustic isolation), and with soft fastening during vulcanization, element displacements are possible, i.e. an error in the magnitude of the distance between the elements, requiring adjustment of the delay value of the signals of the second channel, providing the maximum depth of the dip of the CN;
- из состава аппаратуры, реализующей предлагаемый способ, исключается регулируемая линия задержки, обеспечивающая подстройку величины задержки сигнала 2 канала обработки на 1/4 периода;- from the composition of the apparatus that implements the proposed method, the adjustable delay line is excluded, providing the adjustment of the delay value of the signal of the 2 processing channels for 1/4 period;
- способ коррекции конечной чувствительности кардиоидного приемного канала позволяет учесть индивидуальные особенности изменений в широкой полосе частот чувствительности активных элементов, использованных в акустическом приемнике.- the method of correction of the final sensitivity of the cardioid receiving channel allows you to take into account the individual characteristics of changes in a wide frequency band of the sensitivity of the active elements used in the acoustic receiver.
Настройка приемного канала, реализующего предлагаемый способ, выполняется в два этапа:Setting up the receiving channel that implements the proposed method is performed in two stages:
первый этап: приемник ориентируется в бассейне провалом в ХН в направлении на широкополосный излучатель; электронная аппаратура приемника включается в режим формирования таблицы комплексных коэффициентов; с помощью контрольной аппаратуры и излучателя приемник облучается последовательностью тональных импульсов с частотами, равными центральным частотам полос, на которые делится весь рабочий диапазон с помощью БПФ; в результате в ПЗУ приемника формируется требуемая таблица комплексных коэффициентов (таблица K1);first stage: the receiver is guided in the pool by a dip in the CN in the direction of the broadband emitter; the receiver's electronic equipment is switched on in the mode of forming a table of complex coefficients; using the control equipment and the emitter, the receiver is irradiated with a sequence of tonal pulses with frequencies equal to the center frequencies of the bands into which the entire operating range is divided using FFT; as a result, the required table of complex coefficients is formed in the ROM of the receiver (table K 1 );
второй этап: приемник ориентируется на излучатель максимумом ХН (направление 0°); в таблицу коррекции чувствительности приемника (таблица К2) записываются равномерные значения чувствительности; приемник вновь облучается последовательностью импульсов на разных частотах (как на первом этапе) и по выходу приемника снимается таблица чувствительности приемника в рабочем диапазоне частот, на основе которой формируется таблица коррекции, которая заносится в таблицу К2, с помощью которой конечная чувствительность приемника выравнивается в рабочем диапазоне частот.second stage: the receiver focuses on the emitter with a maximum of ХН (
Предлагаемая технология настройки исключает весьма трудоемкие процедуры настройки корректоров и линии задержки, используемые при настройке прототипа с существенно более высоким конечным результатом.The proposed tuning technology eliminates the very time-consuming procedures for adjusting the correctors and the delay lines used when setting up the prototype with a significantly higher final result.
На фиг. 5 представлены типовые примеры ХН буксируемого кардиоидного приемника в широком диапазоне частот, полученные при использовании предлагаемого способа в реальной аппаратуре. Провал в ХН формировался на направлении 0°, масштабная сетка нанесена через 5 дБ, частоты указаны в правом углу диаграмм. Из диаграмм видно, что в широкой полосе частот достигаемая глубина провала в направлении источника помехи не превышает уровня минус 20 дБ. В аппаратуре, где реализован классический способ формирования ХН, выбранный в качестве прототипа, на краях частотного диапазона глубина провала уменьшается до значений минус 10÷12 дБ.In FIG. 5 presents typical examples of the towed cardioid receiver CN in a wide frequency range obtained using the proposed method in real equipment. The dip in the CN was formed in the direction of 0 °, the scale grid was plotted after 5 dB, the frequencies are indicated in the right corner of the diagrams. It can be seen from the diagrams that in a wide frequency band the achieved dip depth in the direction of the interference source does not exceed minus 20 dB. In equipment that implements the classical method of forming CN selected as a prototype, at the edges of the frequency range, the depth of the dip decreases to minus 10 ÷ 12 dB.
Перечень чертежейList of drawings
Фиг. 1. Известный способ реализации кардиоидной ХН.FIG. 1. A known method for the implementation of cardioid CN.
Фиг 2. Предлагаемый способ синтеза кардиоидной ХН.Fig 2. The proposed method for the synthesis of cardioid CN.
Фиг 3. Результаты расчета идеализированных ХН в линейном масштабе.Fig 3. The results of the calculation of idealized CNs on a linear scale.
Фиг 4. Способ формирования таблицы комплексных коэффициентов.Fig 4. The method of forming a table of complex coefficients.
Фиг. 5. Характеристики направленности, полученные при реализации способа.FIG. 5. The directional characteristics obtained during the implementation of the method.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015157421A RU2617795C1 (en) | 2015-12-31 | 2015-12-31 | Method for formation of cardioid response of a wide band gidroacustical receiver channel for an uninhabited underwater apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015157421A RU2617795C1 (en) | 2015-12-31 | 2015-12-31 | Method for formation of cardioid response of a wide band gidroacustical receiver channel for an uninhabited underwater apparatus |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2617795C1 true RU2617795C1 (en) | 2017-04-26 |
Family
ID=58643298
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015157421A RU2617795C1 (en) | 2015-12-31 | 2015-12-31 | Method for formation of cardioid response of a wide band gidroacustical receiver channel for an uninhabited underwater apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2617795C1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
USH1171H (en) * | 1990-12-21 | 1993-04-06 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Cardioid beamformer with noise reduction |
RU2169439C1 (en) * | 1999-11-15 | 2001-06-20 | Государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт "Морфизприбор" | Method of formation of directivity characteristic of hydroacoustic antenna |
RU2178572C2 (en) * | 1999-10-06 | 2002-01-20 | Государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт "Морфизприбор" | Receiving antenna of surveillance sonar |
US6473363B1 (en) * | 1989-07-24 | 2002-10-29 | Thales Underwater Systems | Sonar direction finding |
US8638640B2 (en) * | 2009-11-11 | 2014-01-28 | David Alan Brown | Acoustic transducers for underwater navigation and communication |
-
2015
- 2015-12-31 RU RU2015157421A patent/RU2617795C1/en active IP Right Revival
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6473363B1 (en) * | 1989-07-24 | 2002-10-29 | Thales Underwater Systems | Sonar direction finding |
USH1171H (en) * | 1990-12-21 | 1993-04-06 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Cardioid beamformer with noise reduction |
RU2178572C2 (en) * | 1999-10-06 | 2002-01-20 | Государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт "Морфизприбор" | Receiving antenna of surveillance sonar |
RU2169439C1 (en) * | 1999-11-15 | 2001-06-20 | Государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт "Морфизприбор" | Method of formation of directivity characteristic of hydroacoustic antenna |
US8638640B2 (en) * | 2009-11-11 | 2014-01-28 | David Alan Brown | Acoustic transducers for underwater navigation and communication |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8223989B2 (en) | Signal processing system and method for calibrating channel signals supplied from an array of sensors having different operating characteristics | |
CN105355210B (en) | Preprocessing method and device for far-field speech recognition | |
US20020131580A1 (en) | Solid angle cross-talk cancellation for beamforming arrays | |
US9094752B2 (en) | Apparatus and method for generating directional sound | |
US9363598B1 (en) | Adaptive microphone array compensation | |
CN107579784B (en) | Multichannel broadband amplitude-phase correction method and device | |
Yang et al. | Robust wideband adaptive beamforming with null broadening and constant beamwidth | |
EP2932732A1 (en) | System and method for coherent processing of signals of a plurality of phased arrays | |
CN1267444A (en) | Method for electronically selecting dependency of output signal from spatial angle of acoustic signal impingement and hearing aid apparatus | |
CN103954938A (en) | Multi-sub-band reception synthetic method for SAR echo signals | |
CN109597041B (en) | Segmented linear frequency modulation waveform design method based on coherent FDA | |
CN109040913B (en) | Beam forming method of window function weighting electroacoustic transducer transmitting array | |
CN108845294B (en) | Broadband emission self-adaptive beam forming method based on sub-band linear multi-constraint minimum variance criterion | |
RU2617795C1 (en) | Method for formation of cardioid response of a wide band gidroacustical receiver channel for an uninhabited underwater apparatus | |
CN109188366A (en) | Broadband emission Adaptive beamformer method based on subband maximum signal noise ratio principle | |
RU2407026C1 (en) | Location finding method of narrow-band radio signals of short-wave range | |
JP2011058886A (en) | Device for obtaining underwater video image and acquisition method | |
JP4072149B2 (en) | Distributed aperture antenna device | |
Rashida et al. | High Resolution Wideband Acoustic Beamforming and Underwater Target Localization using 64-Element Linear Hydrophone Array | |
KR20160119323A (en) | Method and apparatus for designing frequency-spatial filter with variable bandwidth | |
CN110018466B (en) | MUSIC beam forming method based on molecular array preprocessing | |
CN109917358B (en) | Target detection method based on interference blocking algorithm | |
RU2293449C1 (en) | Mode of forming of a frequency independent characteristic of a direction with a working sector of a multi-element underwater acoustic receiving circuolar antenna | |
AU2022267857A1 (en) | A method and system for directional processing of audio information | |
Liao et al. | Design of near-field wideband frequency invariant circular antenna arrays based on spatial response variation constraint |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180101 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20190409 |