RU63550U1 - DEVICE FOR DETECTION AND DETERMINATION OF LOCATION OF SOURCE SOURCE SOURCE - Google Patents

DEVICE FOR DETECTION AND DETERMINATION OF LOCATION OF SOURCE SOURCE SOURCE Download PDF

Info

Publication number
RU63550U1
RU63550U1 RU2007100390/22U RU2007100390U RU63550U1 RU 63550 U1 RU63550 U1 RU 63550U1 RU 2007100390/22 U RU2007100390/22 U RU 2007100390/22U RU 2007100390 U RU2007100390 U RU 2007100390U RU 63550 U1 RU63550 U1 RU 63550U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
correlation
inputs
information
output
outputs
Prior art date
Application number
RU2007100390/22U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Валерий Николаевич Долгих
Андрей Владимирович Омельченко
Original Assignee
Тихоокеанский военно-морской институт имени С.О. Макарова
Андрей Владимирович Омельченко
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 Тихоокеанский военно-морской институт имени С.О. Макарова, Андрей Владимирович Омельченко filed Critical Тихоокеанский военно-морской институт имени С.О. Макарова
Priority to RU2007100390/22U priority Critical patent/RU63550U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU63550U1 publication Critical patent/RU63550U1/en

Links

Landscapes

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

Abstract

Устройство обнаружения и определения местоположения источника отраженного акустического сигнала предназначено для обнаружения подводных и надводных объектов по отраженным от них акустическим сигналам. Заявленное устройство имеет большую дальность обнаружения и позволяет в цифровой форме обработать выборки отраженного акустического процесса большой длительности, а также определить местоположение источника отраженного акустического сигнала в реальном масштабе времени. Устройство содержит дискретную антенную решетку (ДАР) с элементами антенны, размещенными по случайному закону в объеме антенного устройства, а также последовательно соединенные между собой N электроакустические преобразователи, N каналы передачи информации, N аналого-цифровые преобразователи и N линии задержек, причем все выходы линий задержек соединены с N входами первого модуля корреляционного формирователя (МКФ), входящего в состав корреляционного формирователя характеристики направленности (КФХН), который образован последовательно соединенными между собой М модулями корреляционного формирователя, с возможностью дискретной обработки выборок принятого процесса. Каждый МКФ соединен каналом управления и каналом согласования с блоком согласования и управления буферизацией, с возможностью получения на его выходе обработанного сигнала для отображения и анализа информации и последующей передачи этого сигнала на вход устройства отображения и анализа информации. Каждый МКФ включает блок буферизации информации, N выходов которого параллельно соединены с входами сумматора напряжения и входами N квадраторов, а выходы блока квадраторов соединены с соответствующими входами сумматора мощности. Выход сумматора мощности и выход сумматора напряжения через корреляционный вычислитель соединены с входом интегратора. 1 н.з. и 6 з.п. ф-лы, 2 ил.The device for detecting and determining the location of the reflected acoustic signal source is designed to detect underwater and surface objects from the acoustic signals reflected from them. The claimed device has a large detection range and allows you to digitally process samples of the reflected acoustic process of long duration, as well as determine the location of the source of the reflected acoustic signal in real time. The device contains a discrete antenna array (DAR) with antenna elements placed randomly in the volume of the antenna device, as well as N electro-acoustic transducers, N information transmission channels, N analog-to-digital converters and N delay lines connected in series, and all line outputs delays are connected to the N inputs of the first module of the correlation shaper (MKF), which is part of the correlation shaper directivity characteristics (KFHN), which is formed sequentially interconnected M modules of the correlation former, with the possibility of discrete processing of samples of the adopted process. Each IFF is connected by a control channel and a matching channel with a matching and buffering control unit, with the possibility of receiving a processed signal at its output for display and analysis of information and subsequent transmission of this signal to the input of the information display and analysis device. Each IFF includes an information buffering unit, the N outputs of which are connected in parallel with the inputs of the voltage combiner and the inputs of N quadrators, and the outputs of the quadrator block are connected with the corresponding inputs of the power combiner. The output of the power adder and the output of the voltage adder through a correlation computer are connected to the input of the integrator. 1 n.a. and 6 z.p. f-ly, 2 ill.

Description

Полезная модель относится к гидроакустике, а именно к устройствам для обнаружения цели с использованием отражения акустических волн и может быть применено для определения местоположения подводных и надводных объектов.The utility model relates to hydroacoustics, namely, devices for detecting targets using reflection of acoustic waves and can be used to determine the location of underwater and surface objects.

Известно устройство для определения направления на источник акустических сигналов, наиболее близкое по технической сущности заявляемой полезной модели и выбранное в качестве прототипа. Устройство содержит случайную антенную решетку, каналы передачи информации, формирователь характеристики направленности, состоящий из линий задержки и сумматора напряжения, а также интегратора. В известном устройстве формирователь характеристики направленности снабжен блоком квадраторов, входы которого соединены с выходами линий задержки, сумматором мощности, на входы которого поступают выходные значения блока квадраторов, корреляционным вычислителем, входы которого соединены с выходами сумматора напряжений и сумматора мощности. (Патент 23107 Российская федерация, МПК7 G01S 3/00. Устройство для определения направления на источник акустических сигналов / Долгих В.Н., Бородин А.Е; заявитель и патентообладатель В.Н.Долгих. - №2001130612; заявл. 16.11.2001; опубл. 20.05.2002, Бюл. №14.)A device is known for determining the direction to the source of acoustic signals, the closest in technical essence of the claimed utility model and selected as a prototype. The device contains a random antenna array, information transmission channels, a directional characteristics shaper, consisting of delay lines and a voltage combiner, as well as an integrator. In the known device, the directivity characteristic generator is equipped with a quadrator unit, the inputs of which are connected to the outputs of the delay lines, a power adder, the inputs of which receive the output values of the quadrator unit, a correlation calculator, the inputs of which are connected to the outputs of the voltage adder and the power adder. (Patent 23107 Russian Federation, IPC 7 G01S 3/00. Device for determining the direction to the source of acoustic signals / Dolgikh V.N., Borodin A.E; applicant and patentee V.N. Dolgikh. - No. 20011130612; decl. 16.11. 2001; publ. May 20, 2002, Bull. No. 14.)

Известное устройство определяет направление на источник акустических сигналов, обеспечивает снижение математического ожидания поля добавочных максимумов и дополнительно обеспечивает сужение главного максимума характеристики направленности.The known device determines the direction to the source of acoustic signals, reduces the mathematical expectation of the field of additional maxima and additionally provides a narrowing of the main maximum of the directivity.

Однако известное устройство может быть применено в системах обнаружения только шумящих подводных и надводных объектов. Реализация However, the known device can be used in detection systems only noisy underwater and surface objects. Implementation

прототипа позволяет определить направление на объект, но этого недостаточно для определения местоположения объекта, так как для этого необходимо определение не только направления, но и расстояния (дистанции) до объекта.The prototype allows you to determine the direction of the object, but this is not enough to determine the location of the object, since this requires the determination of not only the direction, but also the distance (distance) to the object.

Недостатки, присущие прототипу устранены предлагаемой полезной моделью: «Устройство обнаружения и определения местоположения источника отраженного акустического сигнала», технической задачей которой является создание нового устройства для определения местоположения источника отраженного акустического сигнала, путем его обнаружения и определения направления и расстояния до подводного или надводного объекта.The disadvantages inherent in the prototype were eliminated by the proposed utility model: “A device for detecting and determining the location of a reflected acoustic signal source”, the technical task of which is to create a new device for determining the location of a reflected acoustic signal source by detecting it and determining the direction and distance to an underwater or surface object.

Реализация указанной технической задачи предлагаемой полезной моделью позволяет достигнуть следующий технический результат, являющийся суммой полученных технических эффектов:The implementation of the specified technical task of the proposed utility model allows to achieve the following technical result, which is the sum of the obtained technical effects:

- применение аналого-цифровых преобразователей для преобразования выходных сигнальных процессов электроакустических преобразователей антенной решетки позволило производить дальнейшую обработку принятого сигнала в цифровой форме, применяя современные технологии;- the use of analog-to-digital converters for converting the output signal processes of the electro-acoustic transducers of the antenna array allowed further processing of the received signal in digital form, using modern technology;

- последовательно соединенные между собой модули корреляционного формирователя позволяют производить обработку выборок отраженного акустического процесса большой длительности, что в свою очередь увеличивает возможность обнаружения источников отраженного акустического сигнала на большой дистанции. Количество модулей корреляционного формирователя определено соотношением длительности принятой выборки отраженного акустического сигнала с временем полной обработки дискретной части выборки в каждом из модулей корреляционного формирователя;- sequentially interconnected modules of the correlation former allow processing samples of the reflected acoustic process of long duration, which in turn increases the ability to detect sources of the reflected acoustic signal over a long distance. The number of modules of the correlation driver is determined by the ratio of the duration of the received sample of the reflected acoustic signal with the time of complete processing of the discrete part of the sample in each of the modules of the correlation driver;

- соединение каждого модуля корреляционного формирователя каналом управления и каналом согласования с блоком согласования и управления буферизацией позволяет получить на выходе модуля непрерывный - connection of each module of the correlation driver with a control channel and a matching channel with a matching and control unit for buffering allows to obtain a continuous output

обработанный сигнал для отображения и анализа информации о факте обнаружения и определения местоположения источника отраженного акустического сигнала в практически реальном масштабе времени, а также уменьшить количество модулей корреляционного формирователя, необходимых для полной обработки, принятой выборки отраженного акустического процесса;the processed signal to display and analyze information about the fact of detection and location of the source of the reflected acoustic signal in almost real time, as well as reduce the number of modules of the correlation driver necessary for complete processing of the received sample of the reflected acoustic process;

- блок буферизации информации в составе каждого модуля корреляционного формирователя дает возможность производить полную обработку выборки отраженного акустического процесса параллельно, что существенным образом сокращает время обработки всей выборки;- the information buffering unit in the composition of each module of the correlation generator makes it possible to perform complete processing of a sample of the reflected acoustic process in parallel, which significantly reduces the processing time of the entire sample;

- антенная решетка, выполненная в виде дискретной решетки, с элементами антенны, размещенными по случайному закону в пространстве, позволяет ее расположить на носителях как стационарно, так и в виде опускаемых или сбрасываемых гидроакустических устройств, увеличивая тем самым универсальность устройства в целом;- the antenna array, made in the form of a discrete array, with antenna elements placed randomly in space, allows it to be placed on carriers both stationary and in the form of lowered or discharged hydroacoustic devices, thereby increasing the universality of the device as a whole;

- применение дискретной антенной решетки и корреляционного формирователя характеристики направленности позволяет определить направление на источник и расстояние до источника отраженных акустических сигналов (местоположения источника) при снижении математического ожидания поля добавочных максимумов и обеспечении сужения главного максимума характеристики направленности, увеличивая точность определения местоположения цели.- the use of a discrete antenna array and a correlation driver of the directivity characteristic allows one to determine the direction to the source and the distance to the source of reflected acoustic signals (source location) while reducing the mathematical expectation of the field of additional maxima and ensuring narrowing of the main maximum of the directivity characteristics, increasing the accuracy of determining the target location.

Для достижения указанного технического результата предложено «Устройство обнаружения и определения местоположения источника отраженного акустического сигнала», содержащее дискретную антенную решетку, в которой N электроакустические преобразователи последовательно соединены с N каналами передачи информации и N линиями задержек, а также корреляционный формирователь характеристики направленности, включающий сумматор напряжения, корреляционный вычислитель, интегратор, блок квадраторов и сумматор мощности. Выходы блока To achieve the specified technical result, the proposed device for detecting and determining the location of the source of the reflected acoustic signal, containing a discrete antenna array in which N electro-acoustic transducers are connected in series with N channels of information transmission and N delay lines, as well as a correlation driver of the directivity, including a voltage combiner , correlation calculator, integrator, block of quadrators and power adder. Block outputs

квадраторов соединены с соответствующими входами сумматора мощности, а выход сумматора мощности и выход сумматора напряжения соединены с соответствующими входами корреляционного вычислителя, выход которого соединен с входом интегратора.quadrators are connected to the corresponding inputs of the power adder, and the output of the power adder and the output of the voltage adder are connected to the corresponding inputs of the correlation computer, the output of which is connected to the input of the integrator.

Отличием предлагаемого устройства от прототипа является то, что дискретная антенная решетка включает N аналого-цифровых преобразователей, входы которых соединены с соответствующими выходами каналов передачи информации, а выходы АЦП - с соответствующими выходами линий задержек, причем все выходы линий задержек соединены с N входами первого модуля корреляционного формирователя, входящего в состав корреляционного формирователя характеристики направленности, образованного последовательно соединенными между собой М модулями корреляционного формирователя, каждый из которых соединен с каналом управления и каналом согласования с блоком согласования и управления буферизацией, с возможностью получения на его выходе обработанного сигнала для отображения и анализа информации. Каждый модуль корреляционного формирователя включает блок буферизации информации, N выходов которого параллельно соединены с входами сумматора напряжения и входами N квадраторов.The difference between the proposed device and the prototype is that the discrete antenna array includes N analog-to-digital converters, the inputs of which are connected to the corresponding outputs of the information transmission channels, and the ADC outputs are connected to the corresponding outputs of the delay lines, and all outputs of the delay lines are connected to the N inputs of the first module correlation driver, which is part of the correlation driver, directional characteristics formed by M modules connected in series with each other a shaper, each of which is connected to a control channel and a matching channel with a matching and control unit for buffering, with the possibility of receiving a processed signal at its output for display and analysis of information. Each module of the correlation driver includes an information buffering unit, the N outputs of which are connected in parallel with the inputs of the voltage adder and the inputs of N quadrators.

Дополнительным отличием является то, что все линии задержек выполнены в виде цифровых сдвигающих устройств. Корреляционный формирователь характеристики направленности включает последовательно соединенные М модулей корреляционного формирователя, с возможностью дискретной обработки выборок принятого сигнала большой длительности, для увеличения дальности действия, т.е. обнаружения источника отраженного сигнала на большом удалении обнаружителя. Причем количество М модулей корреляционного формирователя определено соотношением длительности принятой выборки отраженного акустического сигнала с временем полной обработки дискретной выборки в каждом из М модулей корреляционного формирователя.An additional difference is that all delay lines are made in the form of digital shifting devices. The correlation shaper of the directivity characteristic includes M modules of the correlation shaper connected in series, with the possibility of discrete processing of samples of the received signal of long duration, to increase the range, detecting the source of the reflected signal at a great distance from the detector. Moreover, the number M of modules of the correlation driver is determined by the ratio of the duration of the received sample of the reflected acoustic signal with the time of complete processing of the discrete sample in each of the M modules of the correlation driver.

Такое взаимное расположение конструктивных элементов и их взаимосвязь необходимо для получения возможности обработки выборок большой длительности, что в результате увеличивает возможную дистанцию обнаружения источника отраженного сигнала, т.е. дальность действия устройства.Such a mutual arrangement of structural elements and their interconnection is necessary in order to be able to process samples of long duration, which as a result increases the possible detection distance of the reflected signal source, i.e. range of the device.

Другим дополнительным отличием от прототипа является то, что в каждом из М модулей корреляционного формирователя выход интегратора в соответствующем канале согласования соединен с соответствующим входом блока согласования и управления буферизацией (БСУБ), а вход блока буферизации информации (ББИ) в соответствующем канале управления соединен с соответствующим выходом БСУБ. В результате такого взаимного расположения этих конструктивных элементов в устройстве реализована возможность получения на выходе блока согласования и управления буферизацией обработанного сигнала для отображения и анализа информации и последующей передачи этого сигнала на вход устройства анализа и отображения информации.Another additional difference from the prototype is that in each of the M modules of the correlation driver the integrator output in the corresponding matching channel is connected to the corresponding input of the matching and buffering control unit (BSUB), and the input of the information buffering unit (BBI) in the corresponding control channel is connected to the corresponding output BSUB. As a result of such a mutual arrangement of these structural elements in the device, it is possible to obtain the processed signal at the output of the matching unit and control the buffering to display and analyze information and then transmit this signal to the input of the information analysis and display device.

Именно наличие в заявленной полезной модели отличительных и дополнительных отличительных от прототипа признаков позволяет определить не только направления на источник отраженного акустического сигнала, но и определить расстояние до него (дистанцию), т.е. определить местоположение источника отраженного акустического сигнала, повысить дальность обнаружения объекта и снизить математическое ожидание поля добавочных максимумов, обеспечивая обработку выборки отраженного сигнала в практически реальном масштабе времени и сужение главного максимума характеристики направленности.It is the presence in the claimed utility model of distinctive and additional features distinctive from the prototype that allows us to determine not only the direction to the source of the reflected acoustic signal, but also to determine the distance to it (distance), i.e. determine the location of the source of the reflected acoustic signal, increase the detection range of the object and reduce the mathematical expectation of the field of additional maxima, providing processing of the sample of the reflected signal in almost real time and narrowing the main maximum of the directivity.

Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 изображено «Устройство обнаружения и определения местоположения источника отраженного акустического сигнала». Функциональная схема; на фиг.1а изображен «Модуль корреляционного формирователя (укрупнено)». Функциональная схема.The essence of the utility model is illustrated by drawings, where in Fig.1 shows "Device for detecting and determining the location of the source of the reflected acoustic signal." Functional diagram; on figa shows the "Module correlation shaper (enlarged)." Functional diagram.

На фиг.1 представлена функциональная схема устройства обнаружения и определения местоположения источника отраженного акустического сигнала, включающая:Figure 1 presents a functional diagram of a device for detecting and determining the location of the source of the reflected acoustic signal, including:

1. Дискретная антенная решетка (ДАР), выполненная в виде дискретной антенной решетки, с элементами антенны, размещенными по случайному закону в пространстве - случайная антенная решетка (CAP), состоящую из:1. A discrete antenna array (DAR), made in the form of a discrete antenna array, with antenna elements placed randomly in space - a random antenna array (CAP), consisting of:

1.1 Электроакустический преобразователь (ЭАП), количество ЭАП - N, элементы CAP;1.1 Electro-acoustic transducer (EAP), the number of EAP - N, CAP elements;

1.2 Канал передачи информации (КЛИ), количество КПИ - N;1.2 Channel information transfer (CLI), the number of KPI - N;

1.3 Аналого-цифровой преобразователь (АЦП), количество АЦП - N;1.3 Analog-to-digital converter (ADC), the number of ADCs is N;

1.4 Линия задержки (ЛЗ), количество Л3-N;1.4 delay line (LZ), the number of L3-N;

2. Корреляционный формирователь характеристики направленности КФХН);2. Correlation shaper directivity characteristics KFHN);

2.1 Модуль корреляционного формирователя (МКФ), количество МКФ - М;2.1 The module of the correlation shaper (MKF), the number of MKF - M;

2.2 Блок согласования и управления буферизацией (БСУБ).2.2 Block coordination and management of buffering (BSUB).

В функциональной схеме N электроакустические преобразователи 1.1.N (фиг.1) соединены электрическими линиями связи с соответствующими N-каналами передачи информации 1.2.N (фиг.1) и с входами соответствующих N аналого-цифровых преобразователей 1.3.N (фиг.1), которые выполняют оцифровку сигнала. Выходы всех N АЦП электрическими линиями связи соединены с соответствующими входами N линий задержки 1.4.N (фиг.1), которые выполнены в виде цифровых сдвигающих устройств. Все выходы N линий задержки соединены с N входами первого модуля корреляционного формирователя 2.1.1 (фиг.1), для обработки части информации, ограниченной емкостью памяти блока буферизации 2.1.M.1 (фиг.1). Остальная часть информации поступает на соответствующие N входы второго МКФ 2.1.2 (фиг.1), для обработки следующей части информации, которая ограничена емкостью памяти соответствующего этому МКФ, блоком буферизации. Оставшаяся информация поступает на следующий МКФ 2.1.М-1 (фиг.1) и так In the functional diagram of N, electro-acoustic transducers 1.1.N (Fig. 1) are connected by electric communication lines to the corresponding N-channels for transmitting information 1.2.N (Fig. 1) and to the inputs of the corresponding N analog-to-digital converters 1.3.N (Fig. 1) that digitize the signal. The outputs of all N ADCs by electric communication lines are connected to the corresponding inputs of N delay lines 1.4.N (Fig. 1), which are made in the form of digital shifting devices. All outputs of the N delay lines are connected to the N inputs of the first module of the correlation generator 2.1.1 (FIG. 1), for processing part of the information limited by the memory capacity of the buffering unit 2.1.M.1 (FIG. 1). The rest of the information goes to the corresponding N inputs of the second IFF 2.1.2 (FIG. 1), for processing the next piece of information, which is limited by the memory capacity of the corresponding IFF, the buffering unit. The remaining information goes to the next IFF 2.1.M-1 (figure 1) and so

далее, до окончания информационной выборки или окончания обработки первым МКФ, выделенной ему части информации и завершения дискретной обработки принятого сигнала большой длительности и увеличения дальности действия устройства. Таковы причина и следствие последовательного соединения всех М МКФ 2.1.1-2.1.М (фиг.1) в составе корреляционного формирователя характеристики направленности 2 (фиг.1). Каждый модуль корреляционного формирователя 2.1.1-2.1.М (фиг.1) соединен соответствующим каналом управления и каналом согласования с соответствующими входами блока согласования и управления буферизацией 2.2 (фиг.1), который выполняет согласование выходной информации от всех М МКФ, преобразуя ее в непрерывный поток обработанной информации, поступающий к устройству отображения и анализа информации.further, until the end of the information sample or the end of the processing of the first IFF, the part of the information allocated to it and the completion of the discrete processing of the received signal of long duration and increase the range of the device. These are the cause and effect of the serial connection of all M MKF 2.1.1-2.1.M (Fig. 1) as part of the correlation driver of the directivity characteristic 2 (Fig. 1). Each module of the correlation driver 2.1.1-2.1.M (Fig. 1) is connected by a corresponding control channel and a matching channel with the corresponding inputs of the block matching and buffering control 2.2 (Fig. 1), which performs the coordination of output information from all M MFs, transforming it in a continuous stream of processed information received by the device display and analysis of information.

На фиг.1а представлена функциональная схема модуля корреляционного формирователя (укрупнено), содержащая:On figa presents a functional diagram of the module correlation shaper (enlarged), containing:

2.1.М. Модуль корреляционного формирователя;2.1.M. Module of the correlation shaper;

2.1.М.1. Блок буферизации информации (БФИ);2.1.M.1. Information Buffer Block (BFI);

2.1.М.2. Квадратор, количество квадраторов - N, равное количеству выходов ДАР);2.1.M.2. Quadrator, the number of quadrators - N, equal to the number of outputs of the GIFT);

2.1.М.3. Сумматор мощности (СМ);2.1.M.3. Power adder (SM);

2.1.М.4. Сумматор напряжения (СН);2.1.M.4. Voltage combiner (CH);

2.1.М.5. Корреляционный вычислитель (KB);2.1.M.5. Correlation Calculator (KB);

2.1.М.6. Интегратор.2.1.M.6. Integrator

Для дальнейшей обработки преобразованного сигнала все выходы линий задержки электрическими линиями связи соединены с N входами первого модуля корреляционного формирователя, а именно с N входами БФИ 2.1.M.1 (фиг.1a), который запоминает первую часть от общей выборки принятого сигнала, ограниченную оперативной памятью блока. Для обработки остальной дискретной части выборки БФИ 2.1.M.1 (фиг.1a) соединен последовательными электрическими линиями связи с N входами следующих МКФ 2.1.М (фиг.1а). Другие N выходов БФИ 2.1.M.1 (фиг.1a) For further processing of the converted signal, all the outputs of the delay lines by electrical communication lines are connected to the N inputs of the first module of the correlation driver, namely, the N inputs of the BFI 2.1.M.1 (Fig. 1a), which remembers the first part of the total sample of the received signal, limited by the operational block memory. To process the rest of the discrete part of the sample, the BFI 2.1.M.1 (figa) is connected by serial electric lines to the N inputs of the following MF 2.1.M (figa). Other N outputs BFI 2.1.M.1 (figa)

электрическими линиями связи параллельно соединены с входами сумматора напряжений 2.1.М.4 (фиг.1а) и соответствующими N входами квадраторов 2.1.M.2.N (фиг.1а), выходы которых соединены с соответствующими входами сумматора мощности 2.1.М.3 (фиг.1а). В каждом из М модулей корреляционного формирователя вход блока буферизации информации БФИ 2.1.M.1 (фиг.1а), соединен с соответствующим выходом блока согласования и управления буферизацией 2.2 (фиг.1), образуя соответствующий канал управления. Входы корреляционного вычислителя 2.1.М.5 (фиг.1а) параллельно соединены с соответствующими выходами сумматора мощности 2.1.М.3 (фиг.1а) и сумматора напряжения 2.1.М.4 (фиг.1а), а выход корреляционного вычислителя соединен с входом интегратора 2.1.М.6 (фиг.1а). Выход интегратора 2.1.М.6 (фиг.1а) соединен с соответствующим входом блока согласования и управления буферизацией в соответствующем канале согласования.electric communication lines are connected in parallel with the inputs of the voltage adder 2.1.M.4 (figa) and the corresponding N inputs of the squares 2.1.M.2.N (figa), the outputs of which are connected to the corresponding inputs of the power adder 2.1.M.3 (figa). In each of the M modules of the correlation driver, the input of the BFI 2.1.M.1 information buffering unit (Fig. 1a) is connected to the corresponding output of the matching and buffering control unit 2.2 (Fig. 1), forming the corresponding control channel. The inputs of the correlation calculator 2.1.M.5 (figa) are connected in parallel with the corresponding outputs of the power adder 2.1.M.3 (figa) and the voltage adder 2.1.M.4 (figa), and the output of the correlation calculator is connected to the input of the integrator 2.1.M.6 (figa). The output of the integrator 2.1.M.6 (figa) is connected to the corresponding input of the block matching and control buffering in the corresponding channel matching.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Электроакустические преобразователи 1.1.N (фиг.1) устанавливают в объеме обтекателя акустической антенны носителя или в объеме опускаемой конструкции антенны известным способом, как принято в науке и технике до даты приоритета. Остальные блоки и модули устройства устанавливают непосредственно на борту носителя. ЭАП 1.1.N (фиг.1), входящие состав ДАР 1 (фиг.1), принимают отраженные от источника (цели) акустические сигналы и по соответствующим каналам передачи информации 1.2.N (фиг.1), выполняющих предварительное усиление и фильтрацию сигнала, передают их на входы соответствующих аналого-цифровых преобразователей 1.3.N (фиг.1), в которых происходит оцифровка сигнала. С выходов АЦП 1.3.N (фиг.1) оцифрованные сигналы поступают на соответствующие входы линий задержки 1.4.N (фиг.1), в которых установлены значения временных сдвигов обеспечивающих настройку устройства на необходимое пространственное направление. Пройдя линии задержки, принятые сигналы поступают на входы первого модуля корреляционного формирователя 2.1.1 (фиг.1). В МКФ Electro-acoustic transducers 1.1.N (Fig. 1) are installed in the volume of the fairing of the acoustic carrier antenna or in the volume of the omitted antenna structure in a known manner, as is accepted in science and technology prior to the priority date. The remaining blocks and modules of the device are installed directly on board the media. EAA 1.1.N (Fig. 1), incoming DAR 1 (Fig. 1), receive acoustic signals reflected from the source (target) and through the corresponding information transmission channels 1.2.N (Fig. 1), which perform signal pre-amplification and filtering transmit them to the inputs of the corresponding analog-to-digital converters 1.3.N (Fig. 1), in which the signal is digitized. From the outputs of the ADC 1.3.N (Fig. 1), the digitized signals are fed to the corresponding inputs of the delay lines 1.4.N (Fig. 1), in which the values of the time shifts are set to configure the device for the required spatial direction. After passing the delay line, the received signals are fed to the inputs of the first module of the correlation driver 2.1.1 (figure 1). At the IFF

происходит дискретная обработка части информации, ограниченная емкостью памяти блока буферизации информации 2.1.M.1 (фиг.1а). Остальная часть информации поступает на соответствующие входы следующего МКФ 2.1.М (фиг.1), где обрабатывается следующая часть информации, ограниченная емкостью памяти следующего блока буферизации, а остальная информация поступает на следующий МКФ и так далее, до окончания информационной выборки или окончания обработки первым МКФ, выделенной ему дискретной части информации. Вычисленное и усредненное мгновенное значение коэффициента пространственной корреляции отраженного акустического сигнала, приходящего с заданного направления, поступает с выхода модулей корреляционных формирователей 2.1.1-2.1.М (фиг.1) на соответствующие входы блока согласования и управления буферизацией 2.2 (фиг.1). В БСУБ 2.2 фиг.1) происходит согласование выходной информации с выходов всех МКФ 2.1.1-2.1.М (фиг.1) и преобразование ее в непрерывный поток обработанной информации, поступающий к устройству отображения и анализа информации. С соответствующих выходов блока согласования и управления буферизацией сигналы управления поступают на соответствующие входы МКФ 2.1.1-2.1.М (фиг.1), для осуществления управления работой МКФ, т.е. распределения поступающей информации между МКФ для сокращения времени ее обработки.discrete processing of a part of information occurs, limited by the memory capacity of the information buffering unit 2.1.M.1 (figa). The rest of the information goes to the corresponding inputs of the next IF 2.1.M (Fig. 1), where the next part of the information is processed, limited by the memory capacity of the next buffering unit, and the rest of the information goes to the next IF, and so on, until the end of the information sample or the end of the processing by the first IFF allocated to him a discrete piece of information. The calculated and averaged instantaneous value of the spatial correlation coefficient of the reflected acoustic signal coming from a given direction comes from the output of the modules of the correlation formers 2.1.1-2.1.M (Fig. 1) to the corresponding inputs of the block matching and control buffering 2.2 (Fig. 1). In BSUB 2.2, figure 1), the output information from the outputs of all the IFs 2.1.1-2.1.M (figure 1) is matched and converted into a continuous stream of processed information received by the information display and analysis device. From the corresponding outputs of the matching unit and buffering control, control signals are supplied to the corresponding inputs of the IF 2.1.1-2.1.M (figure 1), to control the operation of the IF, distribution of incoming information between the IFF to reduce its processing time.

Таким образом, заявленная полезная модель «Устройство обнаружения и определения местоположения источника отраженного акустического сигнала» является новым устройством для определения местоположения источника отраженного акустического сигнала, обнаружения и определения направления и расстояния до подводного или надводного объекта Заявленное устройство обладает следующими достоинствами:Thus, the claimed utility model "Device for detecting and determining the location of a reflected acoustic signal source" is a new device for determining the location of a reflected acoustic signal source, detecting and determining the direction and distance to an underwater or surface object. The claimed device has the following advantages:

- выполнение обработки принятого сигнала в цифровой форме, применяя современные технологии;- performing processing of the received signal in digital form, using modern technology;

- обработка выборок отраженного акустического сигнала большой длительности, что в свою очередь увеличивает дальность обнаружения источников отраженного акустического сигнала;- processing samples of the reflected acoustic signal of long duration, which in turn increases the detection range of the sources of the reflected acoustic signal;

- анализ информации о факте наличия и определения местоположения источника отраженного акустического сигнала в практически реальном масштабе времени;- analysis of information on the fact of the presence and location of the source of the reflected acoustic signal in almost real time;

- возможность производить полную обработку выборки отраженного акустического сигнала параллельно, что существенным образом сокращает время обработки всей выборки;- the ability to perform complete processing of the sample of the reflected acoustic signal in parallel, which significantly reduces the processing time of the entire sample;

- возможность расположения дискретной антенной решетки на носителях как стационарно, так и в виде опускаемых или сбрасываемых гидроакустических устройств в различных объемах и конфигурациях акустических антенн.- the possibility of placing a discrete antenna array on carriers both stationary and in the form of lowered or discharged sonar devices in various volumes and configurations of acoustic antennas.

Заявленное устройство промышленно применимо, так как для его реализации используются широко распространенные компоненты и изделия промышленности, такие как приемники акустических сигналов, аналоговые усилители и фильтры, аналого-цифровые преобразователи, цифровые устройства памяти с произвольным доступом, цифровые процессоры обработки сигналов.The claimed device is industrially applicable, since its implementation uses widely used components and products of the industry, such as acoustic signal receivers, analog amplifiers and filters, analog-to-digital converters, digital random access memory devices, digital signal processing processors.

Claims (6)

1. Устройство обнаружения и определения местоположения источника отраженного акустического сигнала, содержащее дискретную антенную решетку с последовательно соединенными N электроакустическими преобразователями, N каналами передачи информации и N линиями задержек, а также корреляционный формирователь характеристики направленности, включающий сумматор напряжения, корреляционный вычислитель, интегратор, блок квадраторов и сумматор мощности, причем выходы блока квадраторов соединены с соответствующими входами сумматора мощности, а выход сумматора мощности и выход сумматора напряжения соединены с соответствующими входами корреляционного вычислителя, выход которого соединен с входом интегратора, отличающееся тем, что дискретная антенная решетка включает N аналого-цифровых преобразователей, входы которых соединены с соответствующими выходами каналов передачи информации, а выходы - с соответствующими входами линий задержек, причем все выходы линий задержек соединены с N входами первого модуля корреляционного формирователя, входящего в состав корреляционного формирователя характеристики направленности, образованного последовательно соединенными между собой М модулями корреляционного формирователя, каждый из которых соединен каналом управления и каналом согласования с блоком согласования и управления буферизацией, с возможностью получения на его выходе обработанного сигнала для отображения и анализа информации, причем каждый модуль корреляционного формирователя включает блок буферизации информации, N выходов которого параллельно соединены с входами сумматора напряжения и входами N квадраторов.1. A device for detecting and determining the location of a reflected acoustic signal source, comprising a discrete antenna array with N electroacoustic transducers, N information transmission channels and N delay lines connected in series, as well as a directivity characteristic correlation driver, including a voltage combiner, a correlation computer, an integrator, and a quad block and a power adder, wherein the outputs of the quadrator block are connected to the corresponding inputs of the power adder, and in the output of the power adder and the output of the voltage adder are connected to the corresponding inputs of the correlation computer, the output of which is connected to the integrator input, characterized in that the discrete antenna array includes N analog-to-digital converters, the inputs of which are connected to the corresponding outputs of the information transmission channels, and the outputs to the corresponding inputs of delay lines, and all outputs of delay lines are connected to N inputs of the first module of the correlation driver, which is part of the correlation form of the pattern of the directivity characteristics formed by M modules of the correlation driver sequentially interconnected, each of which is connected by a control channel and a matching channel with a matching and control unit for buffering, with the possibility of receiving a processed signal at its output for display and analysis of information, each module of the correlation driver an information buffering unit, the N outputs of which are parallel connected to the inputs of the voltage combiner and the inputs N square horov. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что все N линии задержек выполнены в виде цифровых сдвигающих устройств.2. The device according to claim 1, characterized in that all N delay lines are made in the form of digital shifting devices. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что корреляционный формирователь характеристики направленности включает последовательно соединенные М модулей корреляционного формирователя, с возможностью дискретной обработки выборок принятого сигнала большой длительности для увеличения дальности действия.3. The device according to claim 1, characterized in that the correlation driver of the directivity characteristic includes sequentially connected M modules of the correlation driver, with the possibility of discrete processing of samples of a received signal of long duration to increase the range. 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в каждом из М модулей корреляционного формирователя выход интегратора, в соответствующем канале согласования, соединен с соответствующим входом блока согласования и управления буферизацией.4. The device according to claim 1, characterized in that in each of the M modules of the correlation driver, the integrator output, in the corresponding matching channel, is connected to the corresponding input of the matching and buffering control unit. 5 Устройство по п.1, отличающееся тем, что в каждом из М модулей корреляционного формирователя вход блока буферизации информации, в соответствующем канале управления, соединен с соответствующим выходом блока согласования и управления буферизацией.5 The device according to claim 1, characterized in that in each of the M modules of the correlation driver, the input of the information buffering unit, in the corresponding control channel, is connected to the corresponding output of the matching and control buffering unit. 6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что возможность получения на выходе блока согласования и управления буферизацией обработанного сигнала для отображения и анализа информации использована для последующей передачи этого сигнала на вход устройства отображения и анализа информации.6. The device according to claim 1, characterized in that the possibility of receiving at the output of the matching unit and buffering the processed signal for display and analysis of information is used for subsequent transmission of this signal to the input of the information display and analysis device. 7. Устройство по пп.1 и 3, отличающееся тем, что количество М модулей корреляционного формирователя определено соотношением длительности принятой выборки отраженного акустического сигнала с временем полной обработки дискретной выборки в каждом из М модулей корреляционного формирователя.
Figure 00000001
7. The device according to claims 1 and 3, characterized in that the number M of modules of the correlation driver is determined by the ratio of the duration of the received sample of the reflected acoustic signal with the time of complete processing of the discrete sample in each of the M modules of the correlation driver.
Figure 00000001
RU2007100390/22U 2007-01-09 2007-01-09 DEVICE FOR DETECTION AND DETERMINATION OF LOCATION OF SOURCE SOURCE SOURCE RU63550U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007100390/22U RU63550U1 (en) 2007-01-09 2007-01-09 DEVICE FOR DETECTION AND DETERMINATION OF LOCATION OF SOURCE SOURCE SOURCE

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007100390/22U RU63550U1 (en) 2007-01-09 2007-01-09 DEVICE FOR DETECTION AND DETERMINATION OF LOCATION OF SOURCE SOURCE SOURCE

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU63550U1 true RU63550U1 (en) 2007-05-27

Family

ID=38311740

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007100390/22U RU63550U1 (en) 2007-01-09 2007-01-09 DEVICE FOR DETECTION AND DETERMINATION OF LOCATION OF SOURCE SOURCE SOURCE

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU63550U1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2501030C2 (en) * 2012-02-28 2013-12-10 Открытое акционерное общество "Дальприбор" Correlation signal detector
RU2523095C1 (en) * 2013-04-11 2014-07-20 Валерий Николаевич Долгих Device for detecting signals and determining direction of source thereof
RU2617884C1 (en) * 2016-03-14 2017-04-28 Федеральное Государственное Казенное Военное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Тихоокеанское Высшее Военно-Морское Училище Имени С.О. Макарова" Министерства Обороны Российской Федерации (Г. Владивосток) Device for detecting signals and determining direction to source thereof

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2501030C2 (en) * 2012-02-28 2013-12-10 Открытое акционерное общество "Дальприбор" Correlation signal detector
RU2523095C1 (en) * 2013-04-11 2014-07-20 Валерий Николаевич Долгих Device for detecting signals and determining direction of source thereof
RU2617884C1 (en) * 2016-03-14 2017-04-28 Федеральное Государственное Казенное Военное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Тихоокеанское Высшее Военно-Морское Училище Имени С.О. Макарова" Министерства Обороны Российской Федерации (Г. Владивосток) Device for detecting signals and determining direction to source thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1535046A (en) Wave beam shaping method based on broad band antenna and its device
EP2063292B1 (en) Calibrating a multibeam sonar apparatus
US10193223B2 (en) Modular parallel beamforming system and associated methods
CN102800325A (en) Ultrasonic-assisted microphone array speech enhancement device
RU63550U1 (en) DEVICE FOR DETECTION AND DETERMINATION OF LOCATION OF SOURCE SOURCE SOURCE
CN109597021B (en) Direction-of-arrival estimation method and device
US20130148814A1 (en) Audio acquisition systems and methods
JPH10253730A (en) Wide-band direction estimation device and method
RU2225991C2 (en) Navigation sonar to illuminate near situation
RU2158430C2 (en) Method determining bearing on radiation source and device for its realization
US20140269198A1 (en) Beamforming Sensor Nodes And Associated Systems
WO2006003621A1 (en) Multi-line beamforming extention using sub-arrays
RU2305297C2 (en) Device with correlation shaper of directivity characteristics for detection of signals and determination of direction to their source
Wu et al. Switched-element direction finding
Marszal Digital signal processing applied to the modernization of Polish Navy sonars
RU139809U1 (en) SIGNALS SPATIAL PROCESSING DEVICE
JP4439280B2 (en) DBF antenna system
RU2201599C1 (en) Method of direction finding of radio signals and direction finder for its realization
RU2093856C1 (en) Method of direction finding of hydrobionts and device for its implementation
RU118443U1 (en) CORRELATION SIGNAL DETECTOR
RU125719U1 (en) DEVICE FOR DETECTING SIGNALS AND DETERMINING THE DIRECTION TO THEIR SOURCE
CN1768449A (en) Beam-forming method based on broadband antenna and its device
RU2499276C1 (en) Apparatus for detecting signals and determining direction of source thereof
KR101131058B1 (en) Device and method for high-speed multiple beamforming with distributed processing in time domain
JPH02280074A (en) Spectrum estimation method for time spatial signal

Legal Events

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

Effective date: 20090110