Інформаційний комплекс

Інформаційний комплекс, що складається з лівого і правого бортів гідролокатора бокового огляду, профілографа, пристрою сполучення і пристрою обробки та відображення інформації, причому гідролокатор бокового огляду містить приймально-передавальну антену лівого борта та приймально-передавальну антену правого борта, комутатор прийому-передачі лівого борта і комутатор прийому-передачі правого борта, генератор лівого та генератор правого борта, підсилювач лівого та підсилювач правого бортів і пристрої часового автоматичного регулювання підсилення лівого та правого бортів, при цьому приймальнопередавальні антени лівого та правого бортів гідролокатора бокового огляду через комутатори прийому-передачі лівого та правого бортів підключені до виходів генераторів лівого та правого бортів і перших входів підсилювачів лівого та правого бортів відповідно, другі входи підсилювачів лівого та правого бортів з'єднані з виходами пристрою часового автоматичного регулювання підсилення, керуючий вхід генератора лівого борта та керуючий вхід генератора правого борта з'єднані з першим та другим керуючими виходами пристрою сполучення відповідно, профілограф містить у собі двочастотну приймально-передавальну антену, 2 (19) 1 3 96713 4 ршим і другим входом суматора огинаючих високочастотних сигналів профілографа, вихід суматора огинаючих високочастотних сигналів профіло графа з'єднаний з першим входом суматора лівого борта та першим входом суматора правого борта гідролокатора бокового огляду. Винахід стосується області гідроакустики й може бути використаний для дослідження поверхні морського дна і його підстильних шарів. Відомі гідроакустичні комплекси, що складаються з гідролокатора бокового огляду й профілографа (кн. Богородский А.В., "Гидроакустическая техника исследования и освоения океана" Л. Гидрометеоиздат, 1984 с. 136-137), див. Фіг. 1. Недоліком даного комплексу є наявність взаємного гідроакустичного впливу, внаслідок близькості частотних спектрів випромінюваних частот. Найбільш близьким до пропонованого комплексу є гідроакустичний комплекс, який описаний в (Гідроакустичний журнал №4 2007р., с. 72-73 Донченко С.И., Нестеренко Л.В., Худоконь В.В., Шундель А.И. "Программные средства реального времени информационно-измерительного комплекса мониторинга акваторий"). До складу гідроакустичного комплексу входить гідролокатор бокового огляду, профілограф, пристрій сполучення й пристрій обробки та відображення інформації, див. Фіг. 2. Гідролокатор бокового огляду даного комплексу призначений для гідролокаційної зйомки донної поверхні й містить у собі приймальнопередавальні антени лівого і правого бортів, комутатори прийому-передачі лівого і правого бортів, генератори лівого і правого бортів, підсилювачі лівого і правого бортів, пристрої часового автоматичного регулювання посилення (ЧАРП) лівого й правого бортів, причому приймально-передавальні антени лівого й правого бортів гідролокатора бокового огляду через комутатори прийому-передачі лівого й правого бортів підключені до виходів генераторів лівого й правого бортів і до перших входів підсилювачів лівого й правого бортів, до других входів підсилювачів лівого й правого бортів підключені також виходи пристроїв ЧАРП лівого й правого бортів відповідно, перший та другий керуючі виходи пристрою сполучення системи з'єднані з керуючими входами генераторів лівого й правого бортів, виходи підсилювачів лівого й правого бортів підключені до першого й другого входу пристрою сполучення системи. Профілограф містить у собі приймальновипромінюючу антену, що працює на частотах fH1 та fB1, приймальну акустичну антену, що працює на частоті (fB1-fH1), передавальний тракт, який складається із двох генераторів, що працюють на частотах fH1 і fB1 відповідно, підсилювач, який працює на частоті (fB1-fH1), причому перший вхід приймально-випромінюючої антени профілографа підключений до виходу першого генератора, другий вхід до виходу другого генератора, приймальна антена з'єднана із входом підсилювача різницевої частоти, третій, четвертий керуючі виходи пристрою сполучення системи з'єднані з керуючим входом першого генератора й з керуючим входом другого генератора відповідно, вихід підсилювача різницевої частоти профілографа підключений до третього входу пристрою сполучення системи. П'ятий вихід пристрою сполучення системи з'єднаний із входом пристрою обробки та відображення інформації, див. Фіг.2. Недоліком даного інформаційного комплексу є наявність взаємного гідроакустичного впливу випромінюючих трактів профілографа на приймальні тракти гідролокатора бокового огляду комплексу, див. Фіг.3. Характеристика направленості профілографа на високій частоті накладається на характеристику направленості гідролокатора бокового огляду. Тому при близьких частотних спектрах робочих сигналів рівні ехо-сигналів гідролокатора бокового огляду при включеному й виключеному профілографі спотворюються. Зменшується вірогідність одержуваної гідролокатором бокового огляду інформації. Задачею винаходу є зменшення гідроакустичного впливу високочастотних випромінюючих трактів профілографа на ехо-сигнали в приймальних трактах гідролокатора бокового огляду комплексу. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що в гідроакустичний комплекс, що складається із двох трактів гідролокатора бокового огляду (лівого і правого бортів), профілографа, пристрою сполучення й пристрою обробки та відображення інформації, причому: - гідролокатор бокового огляду містить у собі приймально-передавальну антену лівого борта й приймально-передавальну антену правого борта, які працюють на частотах fH і fB відповідно, комутатор прийому-передачі лівого борта й комутатор прийому-передачі правого борта, генератор лівого й генератор правого борта, що працюють на частотах fH і fB відповідно, підсилювач лівого й підсилювач правого бортів, що працюють на частотах f H і fB відповідно й пристрої ЧАРИ лівого й правого бортів, при цьому приймально-передавальні антени лівого й правого бортів гідролокатора бокового огляду через комутатори прийому-передачі лівого й правого бортів підключені до виходів генераторів лівого й правого бортів і перших входів підсилювачів лівого й правого бортів відповідно, другі входи підсилювачів лівого й правого бортів з'єднані з виходами пристрою ЧАРП, керуючий вхід генератора лівого борта й керуючий вхід генератора правого борта з'єднані з першим й другим керуючими виходами пристрою сполучення відповідно; - профілограф містить у coбі приймальнопередавальну антену, що працює на частотах fH1 і fB1 передавальний тракт, що складається з першого й другого генераторів, працюючих на частотах fH1 і fB1 відповідно, приймальну антену й підсилювач, які працюють на різницевій частоті, приймальна антена з'єднана із входом підсилювача, працюючого на частоті різницевій частоті, вхід 5 першого генератора й вхід другого генератора профілографа з'єднані із третім і четвертим виходами пристрою сполучення відповідно, п’ятий вихід пристрою сполучення з'єднаний із входом пристрою обробки й відображення інформації, введені: - у гідролокатор бокового огляду: суматор лівого борта, суматор правого борта та суматор часового автоматичного регулювання посилення (ЧАРП); - у профілограф: підсилювач fH1 підсилювач fB1 комутатор прийому-передачі fH1, комутатор прийому-передачі fB1 суматор огинаючих ВЧ сигналів, причому вихід підсилювача лівого борта й вихід підсилювача правого борта гідролокатора бокового огляду з'єднані із входом 2 суматора лівого борта й входом 2 суматора правого борта гідролокатора бокового огляду відповідно, одночасно вихід пристрою ЧАРП лівого борта й вихід пристрою ЧАРП правого борта з'єднані з першим і другим входом суматора ЧАРП відповідно. Вихід суматора лівого борта й вихід суматора правого борта з'єднані з першим і другим входом пристрою сполучення. Вихід генератора fH1 і вихід генератора fB1 профілографа через комутатор прийому-передачі fH1 і комутатор прийому-передачі fB1 профілографа з'єднані із приймально-передавальною антеною fH1, fB1 профілографа відповідно, одночасно приймально-передавальна антена fH1, fB1 через комутатор прийому-передачі fH1, і комутатор прийомупередачі fB1 з'єднана із другим входом підсилювача fH1 і другим входом підсилювача fB1 профілографа відповідно. Перший керуючий вхід підсилювача fH1 і перший керуючий вхід підсилювача fB1 профілографа з'єднані з виходом суматора ЧАРП гідролокатора бокового огляду. Вихід підсилювача fH1 і вихід підсилювача fB1 профілографа з'єднані із першим і другим входом суматора огинаючих В4 сигналів, вихід суматора огинаючих ВЧ сигналів профілографа з'єднаний з першим входом суматора лівого борта й першим входом суматора правого борта гідролокатора бокового огляду. Сукупність зазначених ознак дозволяє досягти поставленої задачі - компенсації впливу сигналів тракту випромінювання профілографа на ехосигнали високочастотного тракту прийому гідролокатора бокового огляду, що має місце в області взаємного перекриття характеристик направленості їхніх гідроакустичних перетворювачів (див. Фіг. 3). При цьому пристрою ЧАРП дають можливість адаптувати рівні прийнятих ехо-сигналів у підсилювальних трактах гідролокатора бокового огляду й високочастотних каналів профілографа по дистанції опромінення, а суматори по напрямку (лівий/ правий борт) опромінення донної поверхні. Фіг.1. Структурна схема аналога інформаційного комплексу. Фіг.2 Структурна схема прототипу інформаційного комплексу. Фіг.3 Принцип дії й ілюстрація взаємного гідроакустичного впливу складових інформаційного комплексу. Фіг.4 Часові епюри ехо-сигналів у приймальних трактах лівого й правого бортів гідролокатора бокового огляду. 96713 6 Фіг. 5 Структурна схема пропонованого пристрою. Інформаційний комплекс, що заявляється, містить: пристрій сполучення 4, пристрій обробки та відображення інформації 5, гідролокатор бокового огляду, який складається з: - підсилювача лівого борта 8, підсилювача правого борта 9, генератора лівого борта 7, генератора правого борта 10, комутатора прийомупередачі лівого борта 14, комутатора прийомупередачі правого борта 17, суматора лівого борта 1, суматора правого борта 2, пристрою ЧАРП лівого борта 15, пристрою ЧАРП правого борта 16, суматора ЧАРП 3, приймально-передавальної антени лівого борта 20, приймальнопередавальної антени правого борта 21, і профілограф, який складається з: - першого підсилювача fH1 11, другого підсилювача fB1 12, підсилювача різницевої частоти fB1 fH1 13, першого генератора fH1 17, другого генератора fB1 19, комутатора прийому-передачі fH1 22, комутатора прийому-передачі fB1 24, приймальнопередавальної антени fH1, fB1 23, приймальної антени різницевої частоти fB1 - fH1 25. При цьому перший і другий виходи пристрою сполучення 4 з'єднані з керуючим входом генератора лівого борта 7 і керуючим входом генератора правого борта 10 гідролокатора бокового огляду відповідно. Вихід генератора лівого борта 7 і вихід генератора правого борта 10 гідролокатора бокового огляду через комутатор прийому-передачі лівого борта 14 і комутатор прийому-передачі правого борта 17 з'єднані із приймальнопередавальною антеною лівого борта 20 і приймально-передавальною антеною правого борта 21 гідролокатора бокового огляду відповідно. Приймально-передавальна антена лівого борта 20 і приймально-передавальна антена правого борта 21 гідролокатора бокового огляду через комутатор прийому-передачі лівого борта 14 і комутатор прийому-передачі правого борта 17 з'єднані також з першим входом підсилювача лівого борта 8 і першим входом підсилювача правого борта 9 гідролокатора бокового огляду відповідно. Другий керуючий вхід підсилювача лівого борта 8 і другий керуючий вхід підсилювача правого борта 9 з'єднані з виходом пристрою ЧАРП лівого борта 15 і з виходом пристрою ЧАРП правого борта 16 відповідно. Одночасно, вихід пристрою ЧАРП лівого борта 15 і вихід пристрою ЧАРП правого борта 16 з'єднані з першим і другим входом суматора ЧАРП 3 відповідно. Вихід суматора ЧАРП 3 гідролокатора бокового огляду з'єднаний з першими входом підсилювача fH1 11 і першим входом підсилювача fB1 12 профілографа. Третій і четвертий вихід пристрою сполучення 4 з'єднані з керуючим входом генератора fH1 18 і керуючим входом генератора fB1 19 профілографа відповідно. Вихід генератора fH1 18 і вихід генератора fB1 19 профілографа через комутатор прийому-передачі fH1 22 і комутатор прийому-передачі fВ1 24 з'єднані з першим і другим виводом приймально-передавальної антени fH1, fB1 23 профілографа відповідно. Приймальнопередавальна антена fH1 iB1 23 через комутатор прийому-передачі fH1 22 і комутатор прийому 7 передачі fB1 24 з'єднана також із другим входом підсилювача fH1 11 і другим входом підсилювача fB1 12 профілографа відповідно. Вихід підсилювача fH1 11 і підсилювача fB1 12 профілографа з'єднані з першим і другим входом суматора огинаючих В4 сигналів 6 відповідно. Приймальна антена fB1-fH1 25 профілографа з'єднана із входом підсилювача різницевої частоти fB1-fH1 13 профілографа. Вихід підсилювача різницевої частоти fB1-fH1 13 профілографа з'єднаний із третім входом пристрою сполучення 4. Вихід п'ять пристрою сполучення 4 з'єднаний із входом пристрою обробки й відображення інформації 5. Пристрій обробки й відображення інформації 5 - являє собою процесор і кольоровий відеотермінал, що здійснює статистичну обробку й відображення прийнятих сигналів. Пристрій сполучення 4 - поєднує виходи різних каналів комплексу й реалізує їхнє узгодження по амплітудному динамічному діапазоні й часу роботи. Приймально-передавальні антени 20, 21, 23, 25 - гідроакустичні приймально-передавальніантени із широкою (40-60)° характеристикою направленості в одній площині, орієнтованої перпендикулярно напрямку руху судна, і вузькою (1-2)° характеристикою спрямованості в іншій площині, орієнтованими униз, у напрямку дна. Комутатори прийому-передачі 14, 17, 22, 24 електронні пристрої, забезпечують передачу з виходів генераторів в акустичну антену потужних зондувальних сигналів у режимі випромінювання й ехо-сигналів донної реверберації з виходів акустичних антен на входи підсилювачів у режимі прийому. Як правило, комутатори прийому-передачі реалізуються парою інверсно включених силових діодів. Генератор лівого борта 7 гідролокатора бокового огляду, генератор правого борта 10 гідролокатора бокового огляду, перший генератор fH1 і 6 профілографа й другий генератор fB1 19 профілографа - містять формувачі, передкінцеві та кінцеві каскади посилення зондувальних імпульсів. Підсилювач лівого борта 8 гідролокатора бокового огляду, підсилювач правого борта 9 гідролокатора бокового огляду, перший підсилювач f H1 11 і другий підсилювач fB1 12 виконують типове завдання частотної селекції й посилення амплітуди ревербераційних сигналів. Комплекс, що заявляється, працює в такий спосіб: пристрій сполучення 4 формує радіоімпульси заданої тривалості, які подаються на керуючі входи генератора лівого борта 7 і генератора правого борта 10 гідролокатора бокового огляду й на керуючі входи першого генератора fH1 18 і другого генератора fB1 19 профілографа. Сформовані й посилені по потужності сигнали з генератора лівого борта 7 і з генератора правого борта 10 гідролокатора бокового огляду надходять через комутатор прийому-передачі 14 і комутатор прийому-передачі 17 гідролокатора бокового огляду відповідно на вхід гідроакустичної приймальнопередавальної антени лівого борта 20, на вхід приймально-передавальної антени правого борта 21 і випромінюються у водне середовище. Відбиті 96713 8 від морського дна ехо-сигнали надходять на вхід приймально-передавальної антени 20 лівого борта й вхід приймально-передавальної антени 21 правого борта. Через комутатор прийому-передачі 14 лівого борта й комутатор прийому передачі 17 правого борта подаються на перший вхід підсилювача 8 лівого борта й на перший вхід підсилювача 9 правого борта гідролокатора бокового огляду відповідно, забезпечуючих частотну селекцію й підсилення амплітуд ревербераційних сигналів. На другі входи підсилювача лівого борта 8 і підсилювача правого борта 9 надходять сигнали із пристрою ЧАРП лівого борта 15 і пристрою ЧАРП правого борта 16, які здійснюють часове автоматичне регулювання підсилення. Одночасно сигнали часового автоматичного регулювання підсилення лівого та правого бортів надходять на перший і другий вхід суматора ЧАРП 3. Сигнали з виходів підсилювача 8 лівого борта та з виходу підсилювача 9 правого борта надходять на другий вхід суматора лівого борта 1 і на другий вхід суматора правого борта 2. Сформовані й підсилені по потужності сигнали з генератора fH1 18 і з генератора fB1 19 профілографа через комутатор прийому-передачі fH1 22 і комутатор прийому-передачі fB1 24 профілографа відповідно надходять на входи приймальнопередавальної антени fH1, fB1 23 і випромінюються у водне середовище, у якій за рахунок параметричного ефекту формується зондувальний сигнал різницевої частоти fB1 - fH1. Відбиті від морського дна високочастотні ехо-сигнали надходять на вхід приймально-передавальної антени fH1, fB1 23 через комутатор прийому-передачі fH1 22 і комутатор прийому-передачі fB1 24 подаються на вхід підсилювача fH1 11 і вхід підсилювача fB1 12 профілографа відповідно, забезпечуючих частотну селекцію, підсилення амплітуд та детектування ревербераційних сигналів. На перші входи підсилювача fH1 11 і підсилювача fB1 12 надходить із суматора ЧАРП 3 сумарний сигнал часового автоматичного регулювання посилення підсилювачів лівого й правого бортів гідролокатора бокового огляду, що здійснює регулювання рівня високочастотних сигналів по дистанції, також як і регулювання ехо-сигналів у приймальних трактах гідролокатора бокового огляду. Далі огинаючі сигналів з виходу підсилювача fH1 11 із виходу підсилювача fB1 12 надходять відповідно на перший і другий входи суматора огинаючих ВЧ сигналів fH1, fB1 6. З виходу суматора огинаючих ВЧ сигналів 6 інформація надходить на перші входи суматорів лівого борта 1 і суматора правого борта 2. Тут відбувається компенсація (вирахування) огинаючих ехосигналів з виходу ВЧ підсилювачів профілографа з огинаючих реверберапи гідролокатора бокового огляду (див. Фіг.4). Сигнали з виходів суматора лівого борта 1 і суматора правого борта і гідролокатора бокового огляду надходять на перший і другий входи пристрою сполучення. Відбиті від морського дна ехо-сигнали різницевої частоти також надходять на вхід приймальної антени різницевої частоти fB1 - fH1 25 профілографа, далі сигнал надходить на вхід підсилювача різницевої частоти fB1 - fH1 13 профілографа й з 9 виходу підсилювача різницевої частоти fB1 - fH1 13 сигнал надходить на третій вхід пристрою сполучення 4. У пристрої сполучення 4 виробляється комплексування прийнятої інформації. Далі інформація з виходу 5 пристрою сполучення передається на вхід пристрою обробки та відображення інформації 5. 96713 10 Пропонований інформаційний комплекс вигідно відрізняється від прототипу тим, що за рахунок нової сукупності ознак дозволяє зменшити гідроакустичний вплив високочастотних випромінюючих трактів профілографа на ехо-сигнали, підсилювані в приймальних трактах гідролокатора бокового огляду. 11 96713 12 13 Комп’ютерна верстка В. Мацело 96713 Підписне 14 Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601