Фазовий гідролокатор бокового огляду

Фазовий гідролокатор бокового огляду, який містить формувач основного зондуючого імпульсу, передавальний тракт, випромінюючу антену, першу і другу приймальні антени, перший і другий приймальні тракти, перший і другий смугові фільтри, фазовий детектор, фільтр низьких частот, пристрій відображення інформації і пристрій керування, причому вихід передавального тракту з'єднаний з виходом випромінюючої антени, вихід першої приймальної антени з'єднаний із входом першого приймального тракту, вихід першого приймального тракту з'єднаний із входом першого смугового фільтра, вихід другої приймальної антени з'єднаний із входом другого приймального тракту, вихід другого приймального тракту з'єднаний із входом другого смугового фільтра, вихід першого смугового фільтра, у свою чергу, з'єднаний з першим входом фазового детектора, а вихід другого смугового фільтра з'єднаний із другим входом фазового детектора, перший керуючий вихід пристрою керування з'єднаний із першим синхронізуючим входом пристрою відображення інформації, який відрізняється тим, що додатково містить формувач синхроімпульсу, формувач короткого зондуючого імпульсу, суматор, блок оперативної 2 (19) 1 3 74686 4 дослідженнях морського дна, прокладки підводних - довжина хвилі несучих коливань. комунікацій, одержанні зведень про топографію Горизонтальне віддалення: донної океанічної поверхні. 2 Відомі гідролокаційні системи бокового огляду Y( t ) rн cos n rн 1 , (кн. А.В. Богородский «Гидроакустическая техника d исследования и освоения океана» Л. Гидрометеоі визначення координат (х, у) зводиться до издат, 1984 с. 98), що призначені для виміру похилих відстаней гідролокаційної зйомки донної поверхні і містять у сTн собі акустичну приймально-випромінюючу антену, rн , 2 передавальний тракт, приймальний тракт, де с - швидкість поширювання звуку у воді, і пристрій відображення інформації і пристрій керувизначенню номера смуги (кн. А.Й. Гончар, О.С. вання, причому синхронізуючий вихід якого Голод, Ю.А. Клочан, Л.И.Шлычек «Теоретические з'єднаний з керуючим входом передавального основы создания панорамных гидроакустических тракту і пристроєм відображення інформації, вихід систем» НТЦ панорамних акустических систем передавального тракту з'єднаний з виводом ПАН Украины, 1999 с. 18). Недоліком фазового акустичної антени, що в свою чергу з'єднаний із гідролокатора бокового огляду є нерівномірність входом приймального тракту, вихід якого розрізнювальної здатності по діапазону дальності з'єднаний із входом пристрою відображення при визначенні глибини осторонь від судна тобто інформації. здатність роздільно спостерігати й обробляти Однак дані гідролокаційні системи бокового окремі інтерференційні смуги (Фіг. 2, Фіг. 3). огляду не дозволяють визначати глибину осторонь Інтерференційні смуги в ближній зоні стискуються, від судна. зливаються в одну і не дають можливості визначиНайбільш близьким до запропонованого винати номер смуги і відповідно глибину осторонь від ходу є фазовий гідролокатор TOPO-SSS [кн. А.И. судна. Гончар, О.С. Голод, Ю.А. Клочан, Л.И.Шлычек Метою винаходу є вирівнювання «Теоретические основы создания панорамных розрізнювальної здатності фазового гідролокатора гидроакустических систем» НТЦ панорамних акубокового огляду по діапазону дальності при стических систем НАН Украины, 1999 с. 20-23], а визначенні глибини осторонь від судна. також гідроакустичний комплекс ГКБО-500 [кн. А.И. Поставлена мета досягається тим, що у фазоГончар «Проблема создания высокоэффективных вий гідролокатор бокового огляду, який містить многоцелевых гидролокаторов бокового сбора» формувач основного зондуючого імпульсу, переНТЦ панорамних акустических систем Института давальний тракт, випромінюючу антену, першу і проблем природопользования и экологии НАН другу приймальні антени, перший і другий Украины 1998 с.50], який містить у собі: формувач приймальні тракти, перший і другий смугові основного зондуючого імпульсу, передавальний фільтри, фазовий детектор, фільтр низьких частракт, випромінюючу антену, першу та другу тот, пристрій відображення інформації і пристрій приймальну антену, перший та другий приймалькерування, причому вихід передавального тракту ний тракт, перший та другий смуговий фільтр, фаз'єднаний з виходом випромінюючої антени, вихід зовий детектор, фільтр низьких частот, пристрій першої приймальної антени з'єднаний з входом відображення інформації, причому вихід формувапершого приймального тракту, вихід першого ча основного зондуючого імпульсу з'єднаний із приймального тракту з'єднаний із входом першого входом передавального тракту, вихід передавальсмугового фільтра, вихід другої приймальної антеного тракту з'єднаний із входом випромінюючої ни з'єднаний з входом другого приймального тракантени, виходи першої і другої приймальних антен ту вихід другого приймального тракту з'єднаний із з'єднані з входами першого і другого приймальновходом другого смугового фільтра, вихід першого го тракту відповідно, виходи першого і другого смугового фільтра, у свою чергу, з'єднаний з перприймального тракту з'єднані з входами першого і шим входом фазового детектора, а вихід другого другого смугового фільтра відповідно, виходи смугового фільтра з'єднаний із другим входом фапершого і другого смугового фільтра з'єднані з зового детектора, крім того, перший керуючий першим і другим входами фазового детектора вихід пристрою керування з'єднаний із першим відповідно, вихід фазового детектора з'єднаний із синхронізуючим входом пристрою відображення входом фільтра низьких частот, вихід фільтра інформації, введені: формувач синхроімпульсу, низьких частот з'єднаний із входом пристрою формувач короткого зондуючого імпульсу, сумавідображення інформації, керуючі виходи притор, блок оперативної пам'яті (БОП) реалізації строю керування з'єднані із синхронізуючими вхокороткого зондуючого імпульсу, блок оперативної дами формувача основного зондуючого імпульсу, пам'яті (БОП) реалізації основного зондуючого фазового детектора і пристрою відображення імпульсу, блок оперативної пам'яті (БОП) сумарної інформації. реалізації, схема „І", причому другий керуючий Похила дальність до інтерференційної смуги rн вихід пристрою керування з'єднаний із в даному гідролокаторі визначається часом присинхронізуючим входом формувача ходу ехосигналів Тн (або по шкалі реєстратора) синхроімпульсу, перший вихід формувача для кожної з п інтерференційних смуг (Фіг. 1). синхроімпульсу з'єднаний із входом формувача Глибина: основного зондуючого імпульсу, першим входом X( t ) Zн rн sin rн n, БОП основного зондуючого імпульсу, першим вхоd дом БОП сумарної реалізації і другим входом друде d - відстань між двома антенами; 5 74686 6 гого смугового фільтра, вихід формувача основнодля підсилювачів обмежників амплітуді сигналів з го зондуючого імпульсу з'єднаний з першим вховеликим динамічним діапазонам. дом суматора, вихід формувача короткого зонФіг. 1 Ілюстрація принципу роботи; дуючого імпульсу з'єднаний із другим входом Фіг. 2 Ілюстрація принципу роботи; суматора, вихід суматора з'єднаний із входом пеФіг. 3 Інтерференційна картина дна; редавального тракту, другий вихід формувача Фіг. 4 Епюри зондуючих радіоімпульсів; синхроімпульсу з'єднаний із входом формувача Фіг. 5 Структурна схема фазового короткого зондуючого імпульсу, із першим гідролокатора бокового огляду. синхронізуючим входом БОП реалізації короткого У пропонованому фазовому гідролокаторі бозондуючого імпульсу, другим входом БОП кового огляду випромінювання першим імпульсом і сумарної реалізації і другим входом першого смунаступний прийом ехосигналу відбувається на гового фільтра, третій керуючий вихід формувача частоті fн fв fрез . антени . У результаті рівень ехосинхроімпульсу з'єднаний з другим сигналу зменшується. Однак у визначеному синхронізуючим входом схеми „І", вихід фазового інтервалі зміни частот це не є обмежуючим чиннидетектора з'єднаний із другим входом БОП ком. Через великий кут ковзання рівень ехосигреалізації короткого зондуючого імпульсу І другим налу в ближній зоні на 60-90 дБ перевищує рівень входом БОП реалізації основного зондуючого сигналу в далекій зоні, що у свою чергу обумовлює імпульсу, вихід БОП реалізації короткого зондуюнеобхідність використання у відомих чого імпульсу з'єднаний із третім входом БОП гідролокаційних системах бокового огляду сумарної реалізації, вихід БОП реалізації основнопристроїв часового автоматичного регулювання го зондуючого імпульсу з'єднаний з першим вхопосилення (ВАРУ) зменшувальних посилення дом схеми "І", вихід схеми „І" з'єднаний з четверприймального тракту в ближній зоні. тим входом БОП сумарної реалізації, вихід БОП Фазовий гідролокатор бокового огляду, що сумарної реалізації з'єднаний з другим входом заявляється (Фіг. 5), містить: випромінюючу антену пристрою відображення інформації. 1, передавальний тракт 2, суматор 3, формувач Дані ознаки дають можливість вирівнювати основного зондуючого імпульсу 4, формувач корозрізнювальну здатність за діапазоном дальності роткого зондуючого імпульсу 5, формувач при визначенні глибини осторонь від судна. синхроімпульсу 6, приймальну антену 7, прийБажаний ефект досягається за рахунок ввемальний тракт 8, смуговий фільтр 9, фазовий дедення режиму складного зондування: на початку тектор 10, БОП реалізації короткого зондуючого коротким зондуючим імпульсом з частотою fн f0 імпульсу 11, БОП реалізації основного зондуючого опромінюється ближня зона, потім основним зонімпульсу 12, БОП сумарної реалізації 13, схему „І" дуючим імпульсом с частотою f0 (2 4)fн - 14, пристрій керування 15, пристрій відображення інформації 16, приймальну антену 17, приймальопромінюється весь необхідний діапазон ний тракт 18 і смуговий фільтр 19, при цьому друдальності. При цьому на екрані відображається гий вихід пристрою керування 15 з'єднаний із вхокомбінована ехограмма, ближня зона якої визнадом формувача синхроімпульсу 6, перший вихід чена інтерференційними смугами від першого формувача синхроімпульсу 6 з'єднаний із входом зондуючого імпульсу, середня і дальня - від другоформувача основного зондуючого імпульсу 4, го (основного) зондуючого імпульсу. За рахунок першим входом БОП реалізації основного зондуюопромінення ближньої зони коротким зондуючим чого імпульсу 12, першим входом БОП сумарної імпульсом з частотою fн f0 відстань між реалізації 13 і другим входом смугового фільтра інтерференційними смугами збільшується, що ве19, другий вихід формувача синхроімпульсу 6 де до вирівнювання розрізнювальної здатності за з'єднаний із входом формувача короткого зондуюдіапазоном дальності при визначенні глибини осчого імпульсу 5, першим входом БОП реалізації торонь від судна і більш надійному визначенню короткого зондуючого імпульсу 11, другим входом номера смуги і її положень на ехограмі. БОП сумарної реалізації 13 і другим входом смуУ пропонованому фазовому гідролокаторі богового фільтра 9 і третій вихід формувача кового огляду випромінювання першим імпульсом і синхроімпульсу 6 з'єднаний із другим входом схенаступний прийом ехосигналу відбувається на ми „І" 14, вихід формувача основного зондуючого частоті fн fв fрез . антени . У результаті рівень ехоімпульсу 4 з'єднаний з першим входом суматора 3, вихід формувача короткого зондуючого імпульсу 5 сигналу зменшується. Однак у визначеному з'єднаний із другим входом суматора 3, вихід суінтервалі зміни частот це не є обмежуючим чинниматора 3 з'єднаний із входом передавального ком. Через великий кут ковзання рівень ехосигтракту 2, вихід передавального тракту 2 з'єднаний налу в ближній зоні на 60-90 дБ перевищує рівень з виходом випромінюючої антени 1, вихід сигналу в далекій зоні, що у свою чергу обумовлює приймальної антени 7 з'єднаний із входом першонеобхідність використання у відомих го приймального тракту 8, вихід першого прийгідролокаційних системах бокового огляду мального тракту 8 з'єднаний із першим входом пристроїв часового автоматичного регулювання першого смугового фільтра 9, висновок посилення (ВАРУ) зменшувальних посилення приймальної антени 17 з'єднаний із входом прийприймального тракту в ближній зоні. (кн. А.В. Бомального тракту 18, вихід приймального тракту 18 городский «Гидроакустическая техника исследоз'єднаний із першим входом смугового фільтра 19, вания и освоения океана » Л. Гидрометеоиздат, вихід смугового фільтра 9 з'єднаний з першим 1984 с. 99), а у фазових системах бокового огляду входом фазового детектора 10, а вихід смугового 7 74686 8 фільтра 19 з'єднаний із другим входом фазового Схема „І" 14 містить логічні елементи з активдетектора 10, у свою чергу вихід фазового детекними входами і виконують Булеву функцію тора 10 з'єднаний з другим входом БОП реалізації підсумовування вхідних сигналів. короткого зондуючого імпульсу 11 і другим входом Пристрій керування 15 виконує функції керуБОП реалізації основного зондуючого імпульсу 12, вання, синхронізації. вихід БОП реалізації короткого зондуючого Пристрій відображення інформації 16 - монітор імпульсу 11 з'єднаний з третім входом БОП ЕОМ або електромеханічний реєстратор для сумарної реалізації 13, вихід БОП реалізації осреєстрації на електрочутливий діаграмний папір. новного зондуючого імпульсу 12 з'єднаний із перФазовий гідролокатор бокового огляду, що шим входом схеми „І" 14, вихід схеми „І" 14 заявляється, працює в такий спосіб: з'єднаний із четвертим входом БОП сумарної Формувач синхроімпульсу 6 формує тактовий реалізації 13, вихід БОП сумарної реалізації 13 синхроімпульс і подає його на вхід формувача з'єднаний із другим входом пристрою основного зондуючого імпульсу 4, на вхід БОП відображення інформації 16, перший вихід приреалізації основного зондуючого імпульсу 12, на строю керування 15 з'єднаний з першим входом перший вхід БОП сумарної реалізації 13 і другий пристрою відображення інформації 16. вхід смугового фільтра 19. З другого виходу форВипромінююча антена 1 - гідроакустична антемувача синхроімпульсу 6 синхроімпульс надхона із широкою характеристикою направленості (30дить на перший вхід формувача короткого зон40)° у вертикальній площині і вузької (1-2)° у дуючого імпульсу 5, на вхід БОП реалізації горизонтальній площині. короткого зондуючого імпульсу 11, на другий вхід Передавальний тракт - підсилює по потужності БОП сумарної реалізації і другий вхід смугового короткий та основний зондувальні імпульси. фільтра 9. З виходу формувача основного зонСуматор 3 призначений для підсумовування дуючого імпульсу 4 і з виходу формувача короткопослідовних сигналів з виходу формувача короткого зондуючого імпульсу 5 на перший і другий входи го зондуючого імпульсу 5 і з виходу формувача суматора 3 відповідно з інтервалом часу Тс надхоосновного зондуючого імпульсу 4. дять основний і короткий зондуючий імпульси. На Формувач основного зондуючого імпульсу 4 суматорі 3 формується складний сумарний генерує основний зондуючий імпульс з частотою імпульс, що складається з короткого і основного f0, що опромінює весь необхідний діапазон. зондуючий імпульсів, які надходять на вхід переФормувач короткого зондуючого імпульсу 5 давального тракту 2, де вони підсилюються по генерує короткий зондуючий імпульс для напрузі та потужності. Далі посилені імпульси надехолокації ближньої зони з частотою fн. ходять на вхід випромінюючої гідроакустичної анФормувач синхроімпульсів 6 формує сигнали, тени 1. Відбитий від морського дна ехосигнал надщо здійснюють синхронізацію роботи з моменту ходить на вхід приймальної антени 7 і випромінювання блоків гідролокатора НЧ і ВЧ приймальної антени 17, підсилюється імпульсів. обмежується по амплітуді прийомними трактами 8, Приймальні антени 7 і 17 - приймальні 18 і далі надходить на смугові фільтри 9, 19, що гідроакустичні антени з вузькою характеристикою змінюють частоту селекції після випромінювання направленості (1-2)° в горизонтальній площині і короткого зондуючого імпульсу і після випромінювання основного зондуючого імпульсу. З широкою (30 40)° у вертикальній площині. виходу смугових фільтрів сигнали надходять на Приймальні тракти 8 і 18 - виконують типову входи фазового детектора 10. На виході фазового задачу частотної селекції і посилення-обмеження детектора сигнали містять фазову інформацію і амплітуди ревербераційних сигналів. надходять на входи БОН реалізації короткого зонСмугові фільтри 9 і 19 - пристрій для дуючого імпульсу 11 і БОН реалізації основного виділення сигналу в заданій смузі частот й зондуючого імпульсу 12. Далі в БОН сумарної змінюють частоту смуги приймання на fн після реалізації 13 надходять окремо реалізація від ковипромінювання короткого імпульсу і на fo після роткого зондючого імпульсу і від основного зонвипромінювання основного імпульсу. дуючого імпульсу, де і відбувається формування Фазовий детектор 10 - пристрій, що формує єдиної реалізації разряджений послідовності сигнал, амплітуда якого визначається фазовим інтерференційних імпульсів у ближній зоні, що зсувом між вхідними коливаннями. надходить у пристрій відображення інформації. Блок оперативної пам'яті (БОП) - пристрій, що Пропонований фазовий гідролокатор вигідно забезпечує по команді від зовнішнього відрізняється від прототипу, тим що дозволяє синхроімпульсу запам'ятовування і зчитування вирівнювати розрізнювальну здатність за ехосигнала донною реверберації. БОП 11 діапазоном дальності при визначенні глибини осреалізації від короткого зондуючого імпульсу, БОН торонь від судна. 12 - реалізації від основного зондуючого імпульсу, БОП 13 - сумарної реалізації. 9 74686 10 11 74686 12 13 Комп’ютерна верстка М. Клюкін 74686 Підписне 14 Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601