RU99192U1 - Гидролокатор бокового обзора - Google Patents

Гидролокатор бокового обзора Download PDF

Info

Publication number
RU99192U1
RU99192U1 RU2009147203/28U RU2009147203U RU99192U1 RU 99192 U1 RU99192 U1 RU 99192U1 RU 2009147203/28 U RU2009147203/28 U RU 2009147203/28U RU 2009147203 U RU2009147203 U RU 2009147203U RU 99192 U1 RU99192 U1 RU 99192U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
input
antenna
output
acoustic
path
Prior art date
Application number
RU2009147203/28U
Other languages
English (en)
Inventor
Александр Николаевич Долгов
Original Assignee
ООО Конструкторское бюро морской электроники "Вектор"
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 ООО Конструкторское бюро морской электроники "Вектор" filed Critical ООО Конструкторское бюро морской электроники "Вектор"
Priority to RU2009147203/28U priority Critical patent/RU99192U1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU99192U1 publication Critical patent/RU99192U1/ru

Links

Landscapes

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

Abstract

Гидролокатор бокового обзора, содержащий блок управления, выходы которого соединены с управляющими входами блока индикации и приемного тракта, а также с входом генераторного тракта, выход которого соединен с акустической антенной, находящейся в акустическом контакте со средой лоцирования, и соединенной также с входом приемного тракта, выход которого соединен с входом блока индикации, отличающийся тем, что в него дополнительно введены датчик скорости носителя и блок изменения направленности антенны, выходы которого соединены с дополнительными входами генераторного и приемного трактов, а вход соединен с выходом датчика скорости носителя.

Description

Полезная модель относится к области гидроакустики и может быть использована при разработке гидролокаторов бокового обзора (ГБО), используемых для просмотра дна и водных акваторий.
Известен ГБО, содержащий блок управления, выходы которого соединены с управляющими входами блока индикации и приемного тракта, а также с входом генераторного тракта, выход которого соединен с акустической антенной, находящейся в акустическом контакте со средой лоцирования, и соединенной также с входом приемного тракта, выход которого соединен с входом блока индикации. Описание такого гидролокатора типа Sport Scan приведено на сайте http://www.fort21.ru. Его работа происходит следующим образом: блок управления вырабатывает синхросигнал, запускающий генераторный тракт, с выхода которого зондирующий сигнал поступает на акустическую антенну, излучающую в среду лоцирования - воду акустический сигнал. Антенна имеет ширину диаграммы направленности в горизонтальной плоскости 1.8°-0.7°, а в вертикальной - 60°-30°. Акустический сигнал распространяется в канале лоцирования - водной среде, отражается от объектов, находящихся в нем, а также от дна, и принимается той же антенной. Электрический сигнал, соответствующий отраженным акустическим эхо-сигналам, поступает на вход приемного тракта, а с его выхода на блок индикации, выдающего информацию об объектах, находящихся как в канале лоцирования, так и на дне.
Причинами, препятствующими достижению технического результата, являются ограниченные эксплуатационные возможности локатора, обусловленные тем, что прием отраженных эхо-сигналов происходит через временной интервал , где r - расстояние от антенны ГБО до отражателей, с - скорость звука в воде. За это время носитель ГБО, перемещающийся со скоростью V, пройдет расстояние . В результате этого прием эхо-сигналов осуществляется не по оси антенны, а под углом α, равным
то есть при меньшей чувствительности антенны.
Это вызывает уменьшение отношения сигнал/шум на входе приемного тракта, уменьшение дальности и достоверности лоцирования. Приняв антенну ГБО как непрерывную линейную антенну длиной l, имеем, что ее диаграмма направленности в зависимости от угла α будет определяться следующим выражением (А.П.Евтютов, В.Г.Митько «Примеры инженерных расчетов в гидроакустике», Л. - Судостроение, 1981, с.20, выражение 1.62):
где λ - длина волны акустического сигнала лоцирования.
Откуда получим зависимость чувствительности в режиме приема от скорости V носителя ГБО.
В рассматриваемом аналоге ГБО может работать на двух частотах f1=330 кГц при ширине диаграммы направленности ψ=1.8° и f2=800 кГц при ψ=0.7°. В соответствии с формулой (2) получаем, что для данных случаев антенна должна иметь длину l≈14 см.
Рассчитаем, как зависит чувствительность лоцирования M(V) для данного ГБО. Результаты расчетов приведены в таблице 1, где M1 - чувствительность для частоты f1 и М2 - для частоты f2.
Таблица 1
V, м/c 2 5 10 15 20 25
M1 0.989 0.934 0.751 0.493 0.22 0.012
М2 0.938 0.648 0.018 -0.21 -0.02 0.128
Как видно из таблицы, уже при V=10 м/с лоцирование на частоте 800 кГц становится невозможным, а при V>10 м/с прием эхо-сигналов осуществляется на боковых лепестках диаграммы направленности антенны. При частоте 330 кГц уже при V=15 м/с чувствительность лоцирования снижается на 6 дБ.
Признаки, совпадающие с заявленным объектом - блок управления, выходы которого соединены с управляющими входами блока индикации и приемного тракта, а также с входом генераторного тракта, его выход соединен с акустической антенной, находящейся в акустическом контакте со средой лоцирования, соединенной также с входом приемного тракта, выход которого соединен с входом блока индикации.
Имеется также ГБО ГИДРОСКАН фирмы Klein associates INC, технические характеристики которого приведены в проспекте фирмы, содержащий блок управления, выходы которого соединены с управляющими входами блока индикации и приемного тракта, а также с входом генераторного тракта, его выход соединен с акустической антенной, находящейся в акустическом контакте со средой лоцирования, соединенной также с входом приемного тракта, выход которого соединен с входом блока индикации. Акустическая антенна, способна работать на частотах 50, 100 и 500 кГц и имеет ширину диаграммы направленности для частоты 50 кГц - 1.5°, для 100 кГц - 1.5°, 1° или 0.75° и для 500 кГц - 0.2°. Наличие антенны с разными значениями ширины диаграммы направленности позволяет производит лоцирование при разных скоростях хода носителя, но не устраняет перечисленных выше недостатков, а именно - прием эхо-сигналов при пониженной чувствительности антенны, что ограничивает эксплуатационные возможности локатора.
Признаки, совпадающие с заявленным объектом - блок управления, выходы которого соединены с управляющими входами блока индикации и приемного тракта, а также с входом генераторного тракта, его выход соединен с акустической антенной, находящейся в акустическом контакте со средой лоцирования, соединенной также с входом приемного тракта, выход которого соединен с входом блока индикации.
Задачей данной полезной модели является расширение эксплуатационных возможностей гидролокатора бокового обзора.
Технический результат заключается в том, что прием эхо-сигналов производится акустической антенной всегда при ее максимальной чувствительности и не зависит от скорости V движения носителя ГБО.
Технический результат достигается тем, что в ГБО, содержащем блок управления, выходы которого соединены с управляющими входами блока индикации и приемного тракта, а также с входом генераторного тракта, выход которого соединен с акустической антенной, находящейся в акустическом контакте со средой лоцирования, соединенной также с входом приемного тракта, выход которого соединен с входом блока индикации дополнительно введены датчик скорости носителя, выход которого соединен с входом блока изменения направленности акустической антенны, выходы которого соединены с дополнительными входами генераторного и приемного трактов, и изменяющий направленность акустической антенны таким образом, чтобы между максимумами направленности в режиме излучения и в режиме приема формируется угол (V - скорость носителя, с - скорость звука в среде лоцирования - воде), причем максимум направленности акустической антенны в режиме излучения ориентирован в сторону движения носителя, а максимум направленности в режиме приема - против движения.
Полезная модель поясняется чертежами. На фиг.1 показана функциональная схема заявляемого гидролокатора бокового обзора, на фиг.2 - схема лоцирования имеющихся ГБО с неизменяемыми диаграммами направленности, на фиг.3 - схема лоцирования при изменении диаграммы направленности акустической антенны в режиме приема, на фиг.4 - при изменении диаграммы направленности в режиме излучения.
Гидролокатор бокового обзора содержит блок управления 1, соединенный с генераторным трактом 2 и управляющими входами приемного тракта 3 и блока индикации 4, выход генераторного тракта 2 и вход приемного тракта 3 соединены с акустической антенной 5, находящейся в акустическом контакте со средой лоцирования 6, выход приемного тракта 3 соединен с входом блока индикации 4, дополнительные входы генераторного 2 и приемного 3 трактов соединены с выходами блока изменения направленности антенны 7, вход которого соединен с выходом датчика скорости носителя 8.
Блок управления 1 периодически через заданные временные интервалы Т вырабатывает синхроимпульсы, поступающие на вход генераторного тракта 2 и разрешающего его работу. Зондирующий электрический сигнал, формируемый на выходе генераторного тракта 2, поступает на элементы акустической антенны 5, излучающей в среду лоцирования 6 - воду акустический сигнал, распространяющийся в ней и отражающийся от находящихся в среде лоцирования объектов. Электрические сигналы, соответствующие отраженным от объектов акустическим эхо-сигналам поступают на вход приемного тракта, где осуществляется их обработка по стандартному алгоритму (усиление, фильтрация, регулировка ВАРУ (временная автоматическая регулировка усиления), отсечка, детектирование и др.), (см., например, Кобяков Ю.С., Кудрявцев Н.Н., Тимошенко В.И. «Конструирование гидроакустической рыбопоисковой аппаратуры». Л.: Судостроение, 1986, с.129-147). С выхода приемного тракта 3 сигналы поступают на вход блока индикации 4, с которого осуществляется съем информации об обнаруженных объектах. Одновременно с генераторным трактом 2 синхросигналы поступают также на управляющие входы блока индикации 4 и приемного тракта 3, где осуществляют временную привязку рабочих циклов блоков 2, 3 и 4.
Так как в процессе лоцирования носитель ГБО перемещается со скоростью V, то прием эхо-сигналов будет осуществляться акустической антенной не по направлению, соответствующему ее максимуму чувствительности, а под некоторым углом α
,
как это видно на фиг.2, где 1 - положение носителя в момент излучения зондирующего сигнала, 2 - положение носителя в момент приема эхо-сигналов, 3 - антенна ГБО. Если r - расстояние до объекта, то время распространения акустического сигнала до объекта и обратно будет равно , где с - скорость звука в среде лоцирования (для воды с≈1500 м/с). За это время носитель переместится на расстояние Н=V*Δt (V - скорость носителя). Откуда получим, что tgα=2V/c, или .
Проведенные ранее расчеты показывают, что для имеющихся ГБО уже для V>10-15 м/с наблюдается значительное ухудшение характеристики ГБО или прием эхо-сигналов вообще становится невозможным.
Для устранения этого недостатка в предлагаемом устройстве дополнительно установлены: блок изменения направленности антенны 7, выхода которого соединены с дополнительными входами генераторного 2 и приемного 3 трактов, а также датчик скорости носителя 8, выход которого соединен с входом блока 7.
Датчик скорости носителя 8 вырабатывает сигнал, зависящий от величины и направления скорости перемещения носителя, поступающий на вход блока 7, который вырабатывает управляющие сигналы, поступающие на дополнительные входы генераторного 2 и приемного 3 трактов и изменяющие характеристики направленности антенны в режиме излучения и в режиме приема так, что угол между направлениями их максимумов будет равен углу (V - скорость перемещения носителя, с - скорость звука в среде лоцирования), причем максимум направленности акустической антенны в режиме излучения ориентирован в сторону движения носителя, а максимум направленности в режиме приема - против направления движения носителя.
Возможны следующие варианты изменения положений характеристик направленности антенны. Излучение акустического сигнала происходит перпендикулярно траектории движения носителя (направление 1 на фиг.3), а при приеме диаграмма направленности антенны смещается на угол α в направлении противоположном направлению движения носителя (направление 2 на фиг.3). Прием эхо-сигналов происходит при этом по максимуму направленности антенны.
Излучают акустический сигнал по направлению движения носителя под углом α по отношению к перпендикуляру к траектории движения носителя (направление 1 на фиг.4), а прием эхо-сигналов выполняют по направлению 2 (фиг.4), перпендикулярному к направлению движения носителя. Прием эхо-сигналов при этом также происходит по максимуму направленности антенны.
Диаграммы направленности акустической антенны смещают как в режиме излучения, так и в режиме приема, так чтобы между их максимумами устанавливался угол а, при этом диаграмма направленности в режиме излучения по отношению к диаграмме направленности в режиме приема должна быть ориентирована по направлению движения носителя.
Таким образом, в предлагаемом устройстве в результате введения новых блоков и связей: датчика скорости носителя и блока изменения направленности антенны, выходы которого соединена с дополнительными входами генераторного и приемного трактов, а выход датчика скорости носителя соединен с входом блока изменения направленности антенны, прием эхо-сигналов от объектов, находящихся в канале лоцирования всегда происходит по максимальной направленности акустической антенны, независимо от скорости движения носителя, что расширяет эксплуатационные возможности гидролокатора бокового обзора.
Реализация предложенного ГБО не представляет сложностей. В качестве датчика скорости носителя может использоваться любой стандартный лаг, установленный на носителе (см., например, В.М.Букатый, В.И.Дмитриев «Гидроакустические лаги. - М.: Пищевая промышленность, 1980. - 176 с.),
а изменение направлений характеристик направленности акустической антенны можно осуществлять с помощью способов и устройств, широко используемых для сканирования диаграмм направленностей антенны и описанных, например, в работах: Л.К.Самойлов «Электронное управление характеристик направленности антенн», Л. Судостроение, 1987. - 280 с., М.Д.Смарышев, Ю.Ю.Добровольский «Гидроакустические антенны», Л. Судостроение, 1984. - 300 с.

Claims (1)

  1. Гидролокатор бокового обзора, содержащий блок управления, выходы которого соединены с управляющими входами блока индикации и приемного тракта, а также с входом генераторного тракта, выход которого соединен с акустической антенной, находящейся в акустическом контакте со средой лоцирования, и соединенной также с входом приемного тракта, выход которого соединен с входом блока индикации, отличающийся тем, что в него дополнительно введены датчик скорости носителя и блок изменения направленности антенны, выходы которого соединены с дополнительными входами генераторного и приемного трактов, а вход соединен с выходом датчика скорости носителя.
    Figure 00000001
RU2009147203/28U 2009-12-18 2009-12-18 Гидролокатор бокового обзора RU99192U1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009147203/28U RU99192U1 (ru) 2009-12-18 2009-12-18 Гидролокатор бокового обзора

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009147203/28U RU99192U1 (ru) 2009-12-18 2009-12-18 Гидролокатор бокового обзора

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU99192U1 true RU99192U1 (ru) 2010-11-10

Family

ID=44026551

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009147203/28U RU99192U1 (ru) 2009-12-18 2009-12-18 Гидролокатор бокового обзора

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU99192U1 (ru)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6873570B2 (en) High resolution bathymetric sonar system and measuring method for measuring the physiognomy of the seabed
AU2007306112B2 (en) Positioning system
AU2010297524B2 (en) Method and device for measuring a contour of the ground
US10718858B2 (en) Echo measuring apparatus, echo sounding apparatus, multibeam echo measuring apparatus, multibeam echo sounding apparatus and aperture synthetic sonar
US12055627B2 (en) Multifan survey system and method
JPH0235954B2 (ru)
JP6255449B1 (ja) 音響測深装置、音響測深方法及びマルチビーム音響測深装置
CN108398690B (zh) 一种海底反向散射强度测量方法
JP6587564B2 (ja) 音響測定装置、音響測定方法、マルチビーム音響測定装置及び開口合成ソナー
RU75061U1 (ru) Активный гидролокатор
RU2421755C1 (ru) Способ и устройство для поиска и подсчёта рыбы
RU99192U1 (ru) Гидролокатор бокового обзора
KR101331333B1 (ko) 바닥 지형을 측량하는 방법 및 장치
RU2342681C2 (ru) Способ обеспечения безопасности мореплавания судов с большой осадкой и водоизмещением
RU2510608C1 (ru) Способ измерения толщины льда с подводного носителя
JP6815786B2 (ja) 超音波変位計測装置及び超音波変位計測方法
RU85001U1 (ru) Допплеровский акустический локатор для мониторинга поля ветра и турбулентности в атмосферном пограничном слое
RU143839U1 (ru) Комплексная гидроакустическая система для поиска гидробионтов
CN114384525A (zh) 一种基于边界声反射的目标强度自测方法和自测系统
RU2410721C1 (ru) Способ обнаружения объектов, находящихся в толще донного грунта
RU2660292C1 (ru) Способ определения глубины погружения объекта
JP2000088942A (ja) バイスタティックソーナーの左右判別方法
RU108643U1 (ru) Гидролокатор бокового обзора
JP2004012237A (ja) クロスファンビームによる船舶検出方法及び船舶検出装置
RU2791163C1 (ru) Способ обнаружения зондирующих сигналов

Legal Events

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

Effective date: 20111219