RU99192U1 - Гидролокатор бокового обзора - Google Patents
Гидролокатор бокового обзора Download PDFInfo
- 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
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)
- 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.
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) |
-
2009
- 2009-12-18 RU RU2009147203/28U patent/RU99192U1/ru not_active IP Right Cessation
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 |