Акустичний профілограф

Акустический профилограф, включающий в себя антенну, антенный коммутатор, передающий тракт, приемный тракт, формирователь управляющего сигнала временного автоматического регулятора уровня (ВАРУ), аналого-цифровой преобразователь, устройство управления профилографом, устройство отображения информации, устройство измерения глубины, при этом первый синхронизирующий выход устройства измерения глубины подключен ко входу внешней синхронизации устройства управления профилографом и к первому синхронизирующему входу формирователя управляющего сигнала ВАРУ, второй вход которого подключен к первому управляющему выходу устройства управления, второй управляющий выход которого подключен к управляющему входу устройства отображения информации, третий - к первому управляющему входу приемного тракта, четвертый - к первому управляющему входу передающего тракта, причем второй управляющий вход приемного тракта соединен с выходом формирователя управляющего сигнала ВАРУ, первый выход приемного тракта - со входом аналого-цифрового преобразователя, третий вход приемного тракта с первым выходом антенного коммутатора, вторым выходом которого соединен с антенной, а входом с выходом передающего тракта, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что в него введены формирователь длительности зондирующего импульса, формирователь линейно-частотно-модулированного (ЛЧМ) зондирующего импульса, формирователь импульса окончания реверберации, пороговое решающее устройство, блок оперативной памяти, коммутатор записи, при этом выход блока оперативной памяти подключен к сигнальному входу устройства отображения информации, а вход к выходу коммутатора записи, первый вход которого соединен с первым выходом формирователя импульса окончания реверберации, второй вход - с выходом формирователя длительности зондирующего импульса, входом формирователя ЛЧМ зондирующего импульса, выходом подключенным к третьему входу передающего тракта, вторым управляющим входом передающего тракта и третьим управляющим входом формирователя управляющего сигнала ВАРУ, третий вход - с выходом аналого-цифрового преобразователя, в свою очередь, второй выход приемного тракта соединен с входом порогового решающего устройства, первым выходом подключенным ко входу формирователя импульса окончания реверберации, а вторым выходом к первому входу формирователя длительности зондирующих импульсов, кроме того второй выход формирователя импульса окончания реверберации соединен с вторым входом формирователя длительности зондирующего импульса, третий вход которого подключен ко второму выходу устройства измерения глубины, а четвертый вход - к первому выходу устройства измерения глубины. ho Os оо о 26785 Изобретение относится к области гидроакустики и может быть использовано при геологических исследованиях морского дна. Наиболее близким к данному изобре- 5 тению является акустический лрофилограф, описанный в (Лонсдейл П.Ф., Тайс Р.К., Спайсс Ф.Н. Топографическая придонная съемка и исследование отражения звука от дна на абиссали / В кн.: 10 Акустика морских осадков (Пер. с англ.). - М.: Мир. - 1977. - С. 274-298) и включающий в себя устройство для измерения глубины (эхолот) и профилограф. Профилограф и эхолот установлены на 15 придонном носителе буксируемом на расстоянии от дна -10 м. Профилограф на частоте 4 кГц развивает акустическую мощность 500-1000 Вт при длительности импульса 0,5-1 мс, причем для приема 20 используется та же антенна, что и для* излучения. Тракт приема подключается через аналого-цифровой преобразователь и устройство обработки информации к устройству отображения информации. Эхо- 25 лот обеспечивает синхронизацию начала запуска профилографа. Недостатком известного устройства является относительно небольшая глубина профилирования. В описанном варианте 30 она не превышает 50 м. Задачей изобретения является увеличение глубины донного профилирования. Поставленная задача достигается тем, что в акустический профилограф, содер- 35 жащий антенну, антенный коммутатор, передающий тракт, приемный тракт, формирователь управляющего сигнала ВАРУ, аналого-цифровой преобразователь, устройство управления профилографом, уст- 40 ройство отображения информации, устройство измерения глубины, при этом синхронизирующий выход устройства измерения глубины подключен ко входу внешней синхронизации устройства управ- 45 ления профилографом и к первому синхронизирующему входу формирователя управляющего сигнала ВАРУ, второй вход которого подключен к первому управляющему выходу устройства управления, вто- 50 рой управляющий выход которого подключен к управляющему входу устройства отображения информации, третий - к первому управляющему входу приемного тракта, четвертый - к первому управляющему 55 входу передающего тракта, причем второй управляющий вход приемного тракта соединен с выходом формирователя управляющего сигнала ВАРУ, первый выход приемного тракта со входом аналого-цифрового преобразователя, третий вход приемного тракта с первым выходом антенного коммутатора, второй выход которого соединен с антенной, а вход с выходом передающего тракта, введены формирователь длительности зондирующего импульса, формирователь ЛЧМ зондирующего импульса, формирователь импульса окончания реверберации, пороговое решающее устройство, блок оперативной памяти, коммутатор записи, причем выход блока оперативной памяти подключен к сигнальному входу устройства отображения информации, а вход к выходу коммутатора записи, первый вход которого соединен с первым выходом формирователя импульса окончания реверберации, второй вход - с выходом формирователя длительности зондирующего импульса, входом формирователя ЛЧМ зондирующего импульса, подключенным выходом к третьему входу передающего тракта, вторым управляющим входом передающего тракта и третьим управляющим входом формирователя управляющего сигнала ВАРУ, третий вход - с выходом аналого-цифрового преобразователя, в свою очередь, второй выход приемного тракта соединен со входом порогового решающего устройства, первым выходом подключенным ко входу формирователя импульса окончания реверберации, и вторым выходом к первому входу формирователя длительности зондирующих импульсов, кроме того, второй выход формирователя импульса окончания реверберации соединен со вторым входом формирователя длительности зондирующего импульса, третий вход которого подключен ко второму выходу устройства измерения глубины, а четвертый вход - к первому выходу устройства измерения глубины. Упомянутые признаки дают возможность увеличить глубину донного профилирования. Причем обеспечивается это за счет избыточности информации, представляемой профилографом о горизонтальной структуре донных отложений. В частности, при типовых значениях скорости носителя V = 6 узлов (3 м/с), длительности периода посылки Тп = 266 мс (Д = 200 м) и ширине характеристики направленности в = 5°, пространственное разрешение профилографа в направлении движения судна ДІ = Д sine = 200 0,09 = 17,4 м, а время перемещения судна на 17,4 м равно 26785 17,4 - = 5,8 сек V Т е за время At производится N зондирующих посылок A t _ 5,8 N = Т "0,266 = 22 г С учетом того, что градиент изменения структуры донных отложений в горизонтальном направлении изменяется, как правило, незначительно, то данное количество тактов зондирования на порядок превышает достаточную величину В этой связи цикл зондирования разбивается на несколько субциклов В первом длительность ЛЧМ зондирующего импульса определяется временем распространения звука до дна, во втором длительностью первого зондирующего импульса плюс время превышения реверберационного фона от донных отложений над амплитудным порогом обнаружения в предыдущем первом субтакте зондирования, в третьем - длительностью второго зондирующего импульса плюс время превышения реверберационного фона от донных отложений над амплитудным порогом обнаружения в предыдущем, втором субтакте зондирования и т д (фиг 1) Ввиду того, что глубина зондирования определяется корнем 4-ой степени от энергии (длительности) зондируемого ЛЧМ сигнала, то эффективное увеличение глубины зондирования за счет увеличения длительности зондирующего ЛЧМ импульса происходит при числе дополнительных субтактов зондирования не более 3-4 « > О X cv rt о ос О С) Сб cvo> ш а. ж • ~ Н О. u Сі. If • g Г ГU Ц L о о, о а ш > S П cv со X £ се Л >j -0 c; О о v 1 a.