RU43370U1 - Diverter direction finder - Google Patents

Diverter direction finder Download PDF

Info

Publication number
RU43370U1
RU43370U1 RU2004129079/20U RU2004129079U RU43370U1 RU 43370 U1 RU43370 U1 RU 43370U1 RU 2004129079/20 U RU2004129079/20 U RU 2004129079/20U RU 2004129079 U RU2004129079 U RU 2004129079U RU 43370 U1 RU43370 U1 RU 43370U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
diver
inputs
correlometers
direction finder
Prior art date
Application number
RU2004129079/20U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
И.В. Кожемякин
А.Е. Куцко
Н.П. Мамонин
Г.Г. Павлов
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный морской технический университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный морской технический университет" filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный морской технический университет"
Priority to RU2004129079/20U priority Critical patent/RU43370U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU43370U1 publication Critical patent/RU43370U1/en

Links

Landscapes

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

Abstract

Полезная модель относится к устройствам для определения направления с использованием звуковых и ультразвуковых колебаний в водной среде. Пеленгатор содержит два ненаправленных гидроакустических приемника, к выходам которых подключены входы соответствующих каналов двух коррелометров, каждый из которых представлен перемножителем и интегратором, причем между выходом приемника одного тракта и входом одного из каналов коррелометра другого тракта включен блок временной задержки сигналов. Выходы коррелометров соединены со входами блока обработки, а выход последнего подключен к телефонам водолаза. Технический результат - создание малогабаритного пеленгатора, содержащего два гидроакустических приемника, с определением направления на источник по тону звукового сигнала в телефонах водолаза.The utility model relates to devices for determining direction using sound and ultrasonic vibrations in an aqueous medium. The direction finder contains two non-directional hydroacoustic receivers, the outputs of which are connected to the inputs of the corresponding channels of two correlometers, each of which is represented by a multiplier and an integrator, and a signal delay block is included between the output of the receiver of one path and the input of one of the channels of the correlometer of the other path. The outputs of the correlometers are connected to the inputs of the processing unit, and the output of the latter is connected to the diver's phones. The technical result is the creation of a compact direction finder containing two sonar receivers, with the determination of the direction to the source by the tone of the sound signal in the diver's phones.

Description

Полезная модель относится к пеленгаторам для определения направления с использованием звуковых и ультразвуковых колебаний в водной среде.The utility model relates to direction finders for determining directions using sound and ultrasonic vibrations in an aqueous medium.

Известен пеленгатор для водолаза по заявке RU 2002111457, МПК G 01 S 3/80, публикация 10.11.03, который содержит два приемных канала, каждый из которых содержит ненаправленную антенну и телефоны. В пеленгаторе использован амплитудный метод определения направления на объект по разности уровней звуковых сигналов, сформированных в правом и левом телефонах водолаза.Known direction finder for a diver according to the application RU 2002111457, IPC G 01 S 3/80, publication 10.11.03, which contains two receiving channels, each of which contains an omnidirectional antenna and telephones. The direction finder used the amplitude method for determining the direction of the object from the difference in the levels of sound signals generated in the right and left diver phones.

Известно устройство определения направления по заявке JP 05-264708, МПК G 01 S 3/80, публикация 12.10.93. Устройство определения направления содержит двухэлементную антенну, коррелометр и вспомогательный вычислитель. Направление определяется вычислением на основе сравнения корреляции сигналов на выходе схемы фазовой обработки с данными, полученными по экспериментальной градуировочной формулеA device for determining the direction of the application JP 05-264708, IPC G 01 S 3/80, publication 12.10.93. The direction determining device comprises a two-element antenna, a correlometer, and an auxiliary calculator. The direction is determined by calculation based on a comparison of the correlation of the signals at the output of the phase processing circuit with the data obtained by the experimental calibration formula

Наиболее близким аналогом является устройство для определения направления по патенту US 3947803, МПК G 01 S 3/80, публикация 30.03.76. Устройство состоит из трех гидроакустических приемников и трех коррелометров, выходы которых подключены к компьютеру. Направление на объект и расстояние до него определяется в компьютере по максимумам коэффициентов корреляции между сигналами с гидроакустических приемников. Недостатком этого устройства является наличие 3-х гидроакустических приемников разнесенных в пространстве и отсутствие системы определения направления без применения визуальных индикаторов.The closest analogue is a device for determining the direction of the patent US 3947803, IPC G 01 S 3/80, publication 30.03.76. The device consists of three sonar receivers and three correlometers, the outputs of which are connected to a computer. The direction to the object and the distance to it is determined in the computer by the maximum correlation coefficients between the signals from the hydroacoustic receivers. The disadvantage of this device is the presence of 3 sonar receivers spaced in space and the lack of a system for determining the direction without the use of visual indicators.

Заявляемая полезная модель решает техническую задачу создания малогабаритного пеленгатора для водолаза с двумя гидроакустическими приемниками, удобного в использовании и позволяющего определять по тону The inventive utility model solves the technical problem of creating a compact direction finder for a diver with two sonar receivers, convenient to use and allows you to determine by tone

звукового сигнала в телефонах направление на источник (объект), излучающий шумовой сигнал.sound signal in phones direction to the source (object) emitting a noise signal.

Пеленгатор водолаза содержит два ненаправленных гидроакустических приемника, состоящих из антенны и усилителя и размещенных на костюме, маске или оборудовании водолаза, к выходам которых подключены входы соответствующих каналов двух коррелометров, содержащих перемножитель и интегратор. Между выходом первого приемника и входом одного из каналов второго коррелометра включен блок временной задержки сигнала. Выходы коррелометров соединены со входами блока обработки, который содержит два аналого-цифровых преобразователя и микроконтроллер, а выход последнего подключен к телефонам водолаза.The diver’s direction finder contains two omnidirectional sonar receivers consisting of an antenna and an amplifier and placed on a diver’s suit, mask or equipment, the outputs of which are connected to the inputs of the corresponding channels of two correlometers containing a multiplier and an integrator. Between the output of the first receiver and the input of one of the channels of the second correlometer, a block of time delay of the signal is included. The outputs of the correlometers are connected to the inputs of the processing unit, which contains two analog-to-digital converters and a microcontroller, and the output of the latter is connected to the diver's phones.

Сигналы, принятые гидроакустическими приемниками, усиливаются и поступают в коррелометры. Величина напряжения на выходе одного коррелометра максимальна при расположении источника (маяка) на линии, перпендикулярной линии, соединяющей приемники (т.н. антенной базе) и проходящей через ее середину. Величина напряжения на выходе другого коррелометра максимальна при нахождении источника на одной из двух линий, расположенных симметрично под углом от линии, перпендикулярной линии соединяющей приемники, и проходящих через центр антенной базы. Величина этого угла зависит от величины временной задержки сигнала в блоке задержки.The signals received by sonar receivers are amplified and fed to correlometers. The voltage at the output of one correlometer is maximum when the source (beacon) is located on a line perpendicular to the line connecting the receivers (the so-called antenna base) and passing through its middle. The voltage at the output of the other correlometer is maximum when the source is on one of two lines located symmetrically at an angle from the line perpendicular to the line connecting the receivers and passing through the center of the antenna base. The magnitude of this angle depends on the magnitude of the time delay of the signal in the delay unit.

При пеленгации сигнала водолаз сначала совершает поворот в горизонтальной плоскости в заранее оговоренную сторону, при этом блок обработки отслеживает моменты, когда напряжения на выходе коррелометров достигают заданной максимальной величины. При появлении максимумов в таком порядке: 2-ой коррелометр/1-ый коррелометр, в телефоны водолаза поступает звуковой сигнал, свидетельствующий о том, что маяк находится перед ним. Тем самым устраняется при применении ненаправленных гидроакустических приемников (что необходимо для обеспечения подводной связи) неоднозначность пеленга («спереди/сзади»). Далее водолаз плывет в направлении маяка. При этом блок обработки формирует в телефонах звуковой сигнал, высота тона которого зависит от величины напряжения на выходе первого коррелометра, что позволяет выделять на слух максимум коэффициента корреляции, который соответствует направлению на источник. При отклонении от направления на источник выходное напряжение первого коррелометра уменьшается, изменяя тон сигнала в телефонах, и при установленном значении блок обработки выключает When detecting the signal, the diver first rotates in a horizontal plane to a predetermined direction, while the processing unit monitors the moments when the voltage at the output of the correlometers reaches a predetermined maximum value. When the maxima appear in this order: the 2nd correlometer / 1st correlometer, a sound signal is sent to the diver’s telephones indicating that the lighthouse is in front of it. This eliminates the use of directional sonar receivers (which is necessary to ensure underwater communication) bearing ambiguity ("front / rear"). Further, the diver floats in the direction of the lighthouse. At the same time, the processing unit generates an audio signal in the phones, the pitch of which depends on the voltage at the output of the first correlometer, which allows you to highlight the maximum correlation coefficient by ear, which corresponds to the direction to the source. When deviating from the direction to the source, the output voltage of the first correlometer decreases, changing the signal tone in the phones, and when the value is set, the processing unit turns off

звуковой сигнал. При обратном развороте в направлении маяка звуковой сигнал в телефонах водолаза снова включается. Таким образом, формируется «сектор наведения».sound signal. During a reverse turn in the direction of the lighthouse, the sound signal in the diver's phones turns on again. Thus, the "guidance sector" is formed.

Каждый гидроакустический приемник содержит последовательно соединенные антенну и усилитель, при этом выход усилителя является выходом гидроакустического приемника.Each sonar receiver contains a series-connected antenna and amplifier, while the output of the amplifier is the output of the sonar receiver.

Каждый коррелометр содержит перемножитель, два входа которого являются входами каналов коррелометра, а к выходу перемножителя подсоединен интегратор, являющийся выходом коррелометра.Each correlometer contains a multiplier, the two inputs of which are inputs of the channels of the correlometer, and an integrator is connected to the output of the multiplier, which is the output of the correlometer.

Блок обработки содержит два аналого-цифровых преобразователя, входы которых являются входами блока и микроконтроллер, входы которого соединены с выходами аналого-цифровых преобразователей, а выход микроконтроллера подключен к телефонам водолаза.The processing unit contains two analog-to-digital converters, the inputs of which are the inputs of the unit and a microcontroller, the inputs of which are connected to the outputs of the analog-to-digital converters, and the output of the microcontroller is connected to the diver's phones.

Полезная модель поясняется рисунками:The utility model is illustrated by the drawings:

на Фиг.1 - обобщенная блок- схема пеленгатора,figure 1 is a generalized block diagram of a direction finder,

на Фиг.2 - блок-схема коррелометра,figure 2 is a block diagram of a correlometer,

на Фиг.3 - блок схема блока обработки,figure 3 is a block diagram of a processing unit,

на Фиг.4 - расположение антенн на водолазе и характеристики направленности пеленгатора.figure 4 - the location of the antennas on the diver and directional characteristics of the direction finder.

Пеленгатор водолаза (Фиг.1) содержит два гидроакустических приемника 1, два коррелометра 2, между выходом одного из приемников 1 и входом одного из каналов одного из коррелометров 2 включен блок задержки 3 сигнала, выходы коррелометров 2 соединены с блоком обработки 4. Выходы блок обработки 4 подключены к телефонам 5 водолаза.Diver's direction finder (Fig. 1) contains two sonar receivers 1, two correlometers 2, between the output of one of the receivers 1 and the input of one of the channels of one of the correlometers 2, a delay unit 3 of the signal is turned on, the outputs of the correlometers 2 are connected to the processing unit 4. Outputs are the processing unit 4 connected to the phones of 5 diver.

Приемник 1 состоит из антенны 6 и усилителя 7 (Фиг.1). Каждый из коррелометров 2 содержит перемножитель 8 и интегратор 9 (Фиг.2). Блок обработки 4 включает два аналого-цифровых преобразователя 10 и микроконтроллер 11.The receiver 1 consists of an antenna 6 and an amplifier 7 (Figure 1). Each of the correlometers 2 contains a multiplier 8 and an integrator 9 (Figure 2). Processing unit 4 includes two analog-to-digital converters 10 and a microcontroller 11.

Пеленгатор принимает шумовой акустический сигнал, например, от маяка, с помощью двух антенн 6, разнесенных на заданное расстояние друг от друга, с образованием т.н. антенной базы, и установленных или на костюие, или на маске, или на оборудовании водолаза (Фиг.4). Сигналы с антенн 6 усиливаются в усилителях 7. Далее (Фиг.3) сигналы поступают на два коррелометра 2, где The direction finder receives a noise acoustic signal, for example, from a lighthouse, using two antennas 6 spaced a predetermined distance from each other, with the formation of the so-called antenna base, and installed either on a suit, or on a mask, or on a diver’s equipment (Figure 4). The signals from antennas 6 are amplified in amplifiers 7. Next (Fig. 3), the signals are fed to two correlometers 2, where

формируются напряжения, пропорциональные коэффициентам корреляции. В первый коррелометр 2 сигналы поступают без задержки, а во второй коррелометр 2* на один из каналов сигнал поступает через блок задержки 3. Сигналы с выходов коррелометров преобразуются в цифровую форму аналого-цифровыми преобразователями 10 и поступают на входы микроконтроллера 11, где происходит логическая обработка сигналов и формирование звукового сигнала наведения, который поступает на телефоны 5 водолаза.stresses are formed proportional to the correlation coefficients. The signals arrive to the first correlometer 2 without delay, and to the second correlometer 2 * to one of the channels through the delay unit 3. The signals from the outputs of the correlometers are converted into digital form by analog-to-digital converters 10 and fed to the inputs of the microcontroller 11, where the logical processing signals and the formation of an audio guidance signal, which is received on the phones 5 diver.

Расположение водолаза 12, вариант размещения антенн 6 на водолазе представлены на Фиг.4, там же показаны диаграммы направленности пеленгатора в горизонтальной плоскости - лучи 13 и 15 формируются коррелометром 2, лучи 14 и 16 формируются коррелометром 2*, причем величина угла а между ними устанавливается в зависимости от временной задержки сигнала в блоке 3.The location of the diver 12, the placement of the antennas 6 on the diver are shown in Figure 4, where the direction-finding patterns of the direction finder in the horizontal plane are shown - rays 13 and 15 are formed by the correlometer 2, rays 14 and 16 are formed by the correlometer 2 *, and the angle between them is set depending on the time delay of the signal in block 3.

Claims (5)

1. Пеленгатор водолаза, содержащий два ненаправленных гидроакустических приемника, к выходам которых подключены входы соответствующих каналов двух коррелометров, при этом между выходом одного из приемников и входом одного из каналов одного из коррелометров включен блок задержки сигнала, выходы коррелометров соединены с входами блока обработки, а выход последнего подключен к телефонам водолаза.1. Diver direction finder, containing two omnidirectional sonar receivers, the outputs of which are connected to the inputs of the corresponding channels of two correlometers, while a signal delay unit is connected between the output of one of the receivers and the input of one of the channels of one of the correlometers, the outputs of the correlometers are connected to the inputs of the processing unit, and the output of the latter is connected to the diver's phones. 2. Пеленгатор по п.1, характеризующийся тем, что гидроакустические приемники установлены или на костюме, или на маске, или на оборудовании водолаза.2. The direction finder according to claim 1, characterized in that the sonar receivers are mounted either on a suit, or on a mask, or on a diver’s equipment. 3. Пеленгатор по п.1, характеризующийся тем, что каждый гидроакустический приемник содержит последовательно соединенные антенну и усилитель, при этом выход усилителя является выходом гидроакустического приемника.3. The direction finder according to claim 1, characterized in that each sonar receiver contains a series-connected antenna and amplifier, while the output of the amplifier is the output of the sonar receiver. 4. Пеленгатор по п.1, характеризующийся тем, что коррелометр содержит перемножитель, два входа которого являются входами каналов коррелометра, а к выходу перемножителя подсоединен интегратор, являющийся выходом коррелометра.4. The direction finder according to claim 1, characterized in that the correlometer contains a multiplier, the two inputs of which are inputs of the channels of the correlometer, and an integrator is connected to the output of the multiplier, which is the output of the correlometer. 5. Пеленгатор по п.1, характеризующийся тем, что блок обработки содержит два аналого-цифровых преобразователя, входы которых являются входами блока и микроконтроллер, входы которого соединены с выходами аналого-цифровых преобразователей, а выход микроконтроллера подключен к телефонам водолаза.5. The direction finder according to claim 1, characterized in that the processing unit contains two analog-to-digital converters, the inputs of which are the inputs of the unit and a microcontroller, the inputs of which are connected to the outputs of the analog-to-digital converters, and the output of the microcontroller is connected to the diver's phones.
Figure 00000001
Figure 00000001
RU2004129079/20U 2004-09-30 2004-09-30 Diverter direction finder RU43370U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004129079/20U RU43370U1 (en) 2004-09-30 2004-09-30 Diverter direction finder

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004129079/20U RU43370U1 (en) 2004-09-30 2004-09-30 Diverter direction finder

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU43370U1 true RU43370U1 (en) 2005-01-10

Family

ID=34882341

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004129079/20U RU43370U1 (en) 2004-09-30 2004-09-30 Diverter direction finder

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU43370U1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2474837C1 (en) * 2011-06-20 2013-02-10 ОАО "Концерн "Океанприбор" Apparatus and method with voice interface for determining direction of source of tonal audio signal by diver
RU2494914C1 (en) * 2012-06-13 2013-10-10 Юрий Алексеевич Берков Diver direction-finder
RU2623423C2 (en) * 2015-07-14 2017-06-26 Дмитрий Павлович Фролов Personal underwater resque and navigation system

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2474837C1 (en) * 2011-06-20 2013-02-10 ОАО "Концерн "Океанприбор" Apparatus and method with voice interface for determining direction of source of tonal audio signal by diver
RU2494914C1 (en) * 2012-06-13 2013-10-10 Юрий Алексеевич Берков Diver direction-finder
RU2623423C2 (en) * 2015-07-14 2017-06-26 Дмитрий Павлович Фролов Personal underwater resque and navigation system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2002511591A (en) Radio source direction determination using a sensor array.
KR100877914B1 (en) sound source direction detecting system by sound source position-time difference of arrival interrelation reverse estimation
CN102800325A (en) Ultrasonic-assisted microphone array speech enhancement device
JP2006194700A (en) Sound source direction estimation system, sound source direction estimation method and sound source direction estimation program
RU43370U1 (en) Diverter direction finder
JP2003084060A (en) Sonar
RU2158430C2 (en) Method determining bearing on radiation source and device for its realization
JP3531084B2 (en) Directional microphone device
JP4266669B2 (en) Bistatic orientation detection system and detection method
CN1294556C (en) Voice matching system for audio transducers
RU153714U1 (en) DEVICE FOR DETERMINING THE DIGITAL LOCATION OF A HYDROACOUSTIC RESPONSE BEACON
CN110876100B (en) Sound source orientation method and system
RU2439602C2 (en) Apparatus and method for determining direction of audio source by diver
JP5055703B2 (en) Direction measurement method, direction measurement method and underwater acoustic measurement buoy
WO2020077389A1 (en) "a method and system for determining an orientation of a user"
RU2158431C1 (en) Sonar synchronous distance-measuring navigation system for hollow sea
RU2735630C1 (en) Submarine hydro-acoustic complex noise direction-finding system
JP2541959B2 (en) Direction measuring device for sounding objects
JP3388688B2 (en) Acoustic positioning device
CN112740073B (en) Acoustic dual frequency phased array with common beam angle
JP2845220B2 (en) Sound source direction detection device
JP3225249B2 (en) Buoy acoustic positioning device
JP2880787B2 (en) Directional hearing device
KR101224907B1 (en) System for position reference of vessel by using sound source localization and position reference method
JP2865090B2 (en) Passive sonar device

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20131001