27.07.2013
216.012.5ab8

СИСТЕМА ПАРАМЕТРИЧЕСКОЙ ГИДРОЛОКАЦИИ С ФУНКЦИЕЙ ПОЛУЧЕНИЯ АКУСТИЧЕСКОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ ЦЕЛЕЙ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Использование: изобретение относится к области гидролокации и предназначено для обнаружения подводных целей и получения их акустического изображения. Сущность: в предложенной системе параметрической гидролокации излучение низкочастотных зондирующих сигналов формируют путем нелинейного преобразования частот в воде от излучателя, создающего сектор облучения, а прием отраженных от подводных целей зондирующих сигналов ведут на приемник низкочастотных сигналов и на приемник исходных высокочастотных сигналов. Определение местоположения обнаруженной цели и параметров ее движения в пределах сектора облучения, а также формирование акустического изображения обнаруженного объекта осуществляется в электронном комплексе обработки данных (ЭК) по углам и временам прихода отраженных от цели зондирующих сигналов, соответственно на приемник низкочастотных сигналов и приемник исходных высокочастотных сигналов, относительно момента излучения зондирующего сигнала с учетом скорости звука в воде и известного положения излучателя и приемников. ЭК состоит из соединенных между собой блоков излучения, приема сигналов и представления на экране монитора параметров обнаруженных целей (местоположение, скорость движения), траекторий их движения в охраняемой зоне и акустического изображения обнаруженного объекта. Технический результат: увеличение дальности обнаружения подводных целей и получение акустического изображения обнаруженного объекта. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области гидролокации и предназначено для обнаружения подводных целей в водной среде и получения их акустического изображения.

Предложенная система гидролокации может быть использована при охране береговых объектов или судов на стоянке со стороны водной среды, контроле подводной обстановки и состояния подводных сооружений, входов в бухты и порты, мостов, каналов, акваторий гидро и атомных станций. Основное назначение системы - обнаружение, сопровождение обнаруженных объектов в водной среде и их идентификация за счет получения акустического изображения обнаруженных объектов в водной среде, где оптические методы не эффективны.

Известны технические решения предназначенных для этих целей гидролокаторов-звуковизоров [1], которые обнаруживают объекты в воде и получают их акустическое изображение. Недостатком известных гидролокаторов-звуковизоров являются ограничения по дальности обнаружения целей, обусловленные применением в этих приборах высокочастотного акустического излучения. Обычно это работа на частотах в сотни кГц. На столь высоких частотах зона действия прибора, особенно в мелководных прибрежных областях, ограничена расстояниями, не превышающими 20-40 м, что обусловлено значительным поглощением энергии звука в воде на высоких частотах. В результате использование таких устройств встречает затруднения, например в системах охраны, где требуется предварительное обнаружение нарушителя на дальних расстояниях, приемлемых для принятия необходимых мер противодействия.

Поскольку указанные потери энергии звука резко возрастают с частотой, одним из известных методов их уменьшения является снижение частоты зондирующего сигнала, однако при этом сложно обеспечить необходимую четкость акустического изображения.

Задача, на решение которой направлено предложенное изобретение, заключается в создании системы гидролокации с простой реализацией и расширенной зоной действия, в которой компенсируется этот недостаток гидролокатора-звуковизора, проявляющийся при необходимости предварительного дальнего обнаружения и сопровождения целей в воде, а затем получения на сравнительно близких расстояниях акустического изображения обнаруженного объекта.

Для решения поставленной задачи предложена система параметрической гидролокации, включающая продольное звуковое зондирование водной толщи и прием отраженных от цели зондирующих сигналов [2]. При этом для дальнего обнаружения целей в воде используют совместное излучение двух исходных высокочастотных сигналов с разными частотами, например 400 и 450 кГц, для получения за счет нелинейного преобразования частот в воде низкочастотного сигнала излучения разностной частоты, в нашем случае 50 кГц, а для получения акустического изображения обнаруженных в воде объектов на сравнительно близких расстояниях от излучателя используют исходные высокочастотные сигналы.

Предпосылкой возможности осуществления системы являются известные физические процессы, сопровождающие распространение в воде акустических колебаний, используемых в активной гидролокации, в частности их быстрое затухание с расстоянием. Поэтому использование низкочастотной составляющей зондирующих сигналов позволяет регистрировать более высокие уровни отраженных от цели сигналов или, что эквивалентно, обнаруживать цели на больших расстояниях от зоны наблюдения, а использование исходных высокочастотных составляющих зондирующих сигналов для получения акустического изображения обнаруженных объектов позволяет обеспечить необходимую четкость изображения.

Сущность заявленной системы гидролокации целей поясняется рисунками:

фиг.1 - взаимное расположение излучателя и низкочастотного и высокочастотного приемников гидролокатора;

фиг.2 - оценка эффективности высокочастотной и низкочастотной составляющих зондирующего сигнала параметрического гидролокатора при излучении.

Состав и взаимное расположение излучателя и приемников гидролокатора показано на фиг.1, вид сверху, где 1 - излучатель исходных высокочастотных зондирующих акустических сигналов и образованных из них за счет нелинейного преобразования частот в воде низкочастотных зондирующих сигналов, создающий сектор облучения, выделенный штриховыми линиями на рисунке, 2 - приемник отраженных от цели низкочастотных зондирующих сигналов, 3 - приемник отраженных от цели исходных высокочастотных зондирующих сигналов, 4 - электронный комплекс обработки данных (ЭК), 5 - удаленная цель, например пловец-нарушитель, находящаяся в охраняемой зоне. ЭК состоит из соединенных между собой блоков излучения, приема сигналов и представления на экране монитора параметров обнаруженных целей (местоположение, скорость движения), траекторий их движения в охраняемой зоне и акустическое изображения обнаруженного объекта.

Система контролирует две зоны в пространстве перед излучателем - дальнюю зону, облучаемую низкочастотной составляющей зондирующего сигнала, и сравнительно близкую к излучателю зону, облучаемую исходными высокочастотными составляющими зондирующего сигнала.

При этом определение местоположения объекта, обнаруженного в дальней области, определяется в ЭК по временам и направлениям прихода на низкочастотный приемник гидролокатора отраженных от объекта зондирующих сигналов относительно момента излучения зондирующего сигнала с учетом скорости звука в воде и известного положения излучателя и приемника на дне. В свою очередь указанная последовательная обработка сигналов в ЭК позволяет сопровождать обнаруженный объект в зоне облучения, определять и отображать на экране монитора его траекторию и скорость движения.

В свою очередь, по мере приближения обнаруженного объекта к месту излучения попадание его в зону облучения исходными высокочастотными составляющими зондирующего сигнала позволяет формировать в ЭК акустическое изображение объекта по углам и временам прихода на высокочастотный приемник гидролокатора отраженных от объекта зондирующих сигналов относительно момента излучения зондирующего сигнала с учетом скорости звука в воде.

Преимуществом предлагаемой системы по сравнению с обычными гидролокационными средствами является совмещение в одном приборе нескольких взаимно дополняющих функций, распределенных во времени и пространстве - дальнего обнаружения объектов, их непрерывного сопровождения вплоть до возможности их идентификации на сравнительно близких расстояниях и, в итоге, получения акустического изображения обнаруженного объекта на расстояниях приемлемых для принятия необходимых мер противодействия. Практическое же воплощения предложенной системы параметрической гидролокации достаточно просто в изготовлении и мало по стоимости, поскольку увеличение функций достигается введением в известный параметрический гидролокатор относительно простого по конструкции и изготовлению приемника высокочастотных сигналов, формирующего акустическое изображение обнаруженного объекта с использованием известных принципов [1].

Каждый из признаков, включенных в формулу изобретения, необходим, а все вместе они достаточны для достижения поставленной цели, то есть в формулу изобретения включены существенные признаки.

Предложенная система параметрической гидролокации теоретически и экспериментально обоснована.

Считаем, что при нелинейном преобразовании частот в воде интенсивность низкочастотного зондирующего сигнала I уменьшается по сравнению с интенсивностью исходных высокочастотных составляющих Io примерно в 4000 раз. Учтем также потери низкочастотного зондирующего сигнала и исходных высокочастотных составляющих, связанные с затуханием звука при распространении в воде, вызванные поглощением энергии звука в водной среде.

Сравним обе составляющие зондирующего сигнала параметрического гидролокатора, высокочастотную и низкочастотную, при их распространении на расстояние r от излучателя. Обозначая отношение Io к I через , с учетом потерь можно записать:

,

где βo и β - коэффициенты затухания звука в водном среде, соответственно для высоких и низких частот,

Результаты расчета в зависимости от r представлены на фиг.2. Здесь при расчетах использованы значения βo для частот 400-450 кГц и β для разностной частоты 50 кГц, соответственно 140 и 13 дБ/км. Видно, что на малых расстояниях, менее 140 м, энергия высокочастотной составляющей превосходит энергию низкочастотной составляющей, что позволяет ее использовать для получения акустического изображения при подходе объекта на близкое расстояние. На больших расстояниях энергия низкочастотной составляющей превосходит энергию высокочастотной составляющей, что позволяет ей преодолевать значительные расстояния в воде и обнаруживать объекты на дальних подступах.

Техническим результатом настоящего изобретения является увеличение дальности обнаружения подводных целей с последующим получением акустического изображения обнаруженного объекта, достигаемое относительно простыми и недорогими средствами.

Литература

1. Грегуш П. Звуковидение. - М.: Мир, 1982.

2. Зарембо Л.К. Тимошенко В.И. Нелинейная акустика. М.: МГУ, 1984, 104 с.


СИСТЕМА ПАРАМЕТРИЧЕСКОЙ ГИДРОЛОКАЦИИ С ФУНКЦИЕЙ ПОЛУЧЕНИЯ АКУСТИЧЕСКОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ ЦЕЛЕЙ
СИСТЕМА ПАРАМЕТРИЧЕСКОЙ ГИДРОЛОКАЦИИ С ФУНКЦИЕЙ ПОЛУЧЕНИЯ АКУСТИЧЕСКОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ ЦЕЛЕЙ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 626.
27.04.2013
№216.012.3b44

Способ определения сплошности покрытия изделия

Изобретение относится к неразрушающим методам контроля, в частности к области газовой дефектоскопии, может применяться при контроле сплошности покрытий с низкой водородопроницаемостью, наносимых на поверхность крупногабаритных металлических изделий сложной конфигурации. Способ определения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002480733
Дата охранного документа: 27.04.2013
20.05.2013
№216.012.41ed

Интерферометр

Изобретение может быть использовано для контроля качества афокальных систем, в том числе крупногабаритных, а именно: плоских зеркал, светоделителей, плоскопараллельных пластин, клиньев, телескопических систем с увеличением, близким к единичному. Интерферометр содержит формирователь...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002482447
Дата охранного документа: 20.05.2013
10.06.2013
№216.012.49ed

Переход волоконно-оптический

Изобретение относится к волоконно-оптической технике и может быть использовано для герметичного ввода оптического волокна через перегородку. Устройство содержит герметично установленный в стенке металлический корпус, выполненный составным из двух скрепленных по резьбе частей с проходным...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484505
Дата охранного документа: 10.06.2013
27.07.2013
№216.012.5ab7

Пассивный метод и система обнаружения движущихся в воде объектов

Использование: для организации в условиях мелководья рубежной системы охраны подводных сооружений или сооружений на берегу со стороны водной среды от подводных пловцов-нарушителей или от других движущихся в воде объектов. Сущность: с помощью системы обнаружения регистрируются колебания давления...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002488844
Дата охранного документа: 27.07.2013
10.09.2013
№216.012.686e

Затвор люка камеры

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при проектировании крупногабаритных камер высокого давления для испытания в них изделий. Затвор люка камеры содержит герметично установленную на люке камеры крышку, имеющую глубокую заходную часть и связанную с размещенным извне...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492381
Дата охранного документа: 10.09.2013
10.09.2013
№216.012.688d

Складываемая аэродинамическая поверхность

Изобретение относится к области ракетной техники и, в частности к конструкциям складываемых аэродинамических поверхностей, находящихся под воздействием сильных аэродинамических возмущений. Складываемая аэродинамическая поверхность содержит основание и шарнирно соединенную с ним поворотную...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492412
Дата охранного документа: 10.09.2013
10.10.2013
№216.012.740f

Контактный датчик

Изобретение относится к военной технике, в частности к средствам инициирования. Контактный датчик содержит два кольца, опорное и рабочее, установленных соосно и скрепленных между собой. На основании опорного кольца размещен кольцевой чувствительный элемент, а рабочее кольцо оснащено...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002495368
Дата охранного документа: 10.10.2013
10.10.2013
№216.012.74a5

Двухдиапазонная микрополосковая антенна круговой поляризации

Изобретение относится к антенно-фидерным устройствам, а именно к бортовым антеннам спутниковой навигации. Техническим результатом является создание малогабаритной микрополосковой двухдиапазонной антенны с круговой поляризацией, пригодной для работы с одиовходовым приемником. Двухдиапазонная...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002495518
Дата охранного документа: 10.10.2013
20.11.2013
№216.012.8345

Сцинтилляционный материал на основе zno-керамики, способ его получения и сцинтиллятор

Использование: для регистрации различных видов ионизирующих излучений, в том числе альфа-частиц, в ядерной физике для контроля доз и спектрометрии указанных излучений, в космической технике, медицине, в устройствах, обеспечивающих контроль, в промышленности. Сущность изобретения заключается в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002499281
Дата охранного документа: 20.11.2013
10.12.2013
№216.012.884d

Устройство фиксации сложенных аэродинамических поверхностей летательного аппарата

Изобретение относится к средствам фиксации складывающихся аэродинамических поверхностей летательного аппарата. Устройство фиксации сложенных аэродинамических поверхностей летательного аппарата содержит узел, обеспечивающий прилегание аэродинамических поверхностей к корпусу летательному...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002500575
Дата охранного документа: 10.12.2013
Показаны записи 1-10 из 252.
27.04.2013
№216.012.3b44

Способ определения сплошности покрытия изделия

Изобретение относится к неразрушающим методам контроля, в частности к области газовой дефектоскопии, может применяться при контроле сплошности покрытий с низкой водородопроницаемостью, наносимых на поверхность крупногабаритных металлических изделий сложной конфигурации. Способ определения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002480733
Дата охранного документа: 27.04.2013
20.05.2013
№216.012.41ed

Интерферометр

Изобретение может быть использовано для контроля качества афокальных систем, в том числе крупногабаритных, а именно: плоских зеркал, светоделителей, плоскопараллельных пластин, клиньев, телескопических систем с увеличением, близким к единичному. Интерферометр содержит формирователь...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002482447
Дата охранного документа: 20.05.2013
10.06.2013
№216.012.49ed

Переход волоконно-оптический

Изобретение относится к волоконно-оптической технике и может быть использовано для герметичного ввода оптического волокна через перегородку. Устройство содержит герметично установленный в стенке металлический корпус, выполненный составным из двух скрепленных по резьбе частей с проходным...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484505
Дата охранного документа: 10.06.2013
27.07.2013
№216.012.5ab7

Пассивный метод и система обнаружения движущихся в воде объектов

Использование: для организации в условиях мелководья рубежной системы охраны подводных сооружений или сооружений на берегу со стороны водной среды от подводных пловцов-нарушителей или от других движущихся в воде объектов. Сущность: с помощью системы обнаружения регистрируются колебания давления...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002488844
Дата охранного документа: 27.07.2013
10.09.2013
№216.012.686e

Затвор люка камеры

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при проектировании крупногабаритных камер высокого давления для испытания в них изделий. Затвор люка камеры содержит герметично установленную на люке камеры крышку, имеющую глубокую заходную часть и связанную с размещенным извне...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492381
Дата охранного документа: 10.09.2013
10.09.2013
№216.012.688d

Складываемая аэродинамическая поверхность

Изобретение относится к области ракетной техники и, в частности к конструкциям складываемых аэродинамических поверхностей, находящихся под воздействием сильных аэродинамических возмущений. Складываемая аэродинамическая поверхность содержит основание и шарнирно соединенную с ним поворотную...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492412
Дата охранного документа: 10.09.2013
10.10.2013
№216.012.740f

Контактный датчик

Изобретение относится к военной технике, в частности к средствам инициирования. Контактный датчик содержит два кольца, опорное и рабочее, установленных соосно и скрепленных между собой. На основании опорного кольца размещен кольцевой чувствительный элемент, а рабочее кольцо оснащено...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002495368
Дата охранного документа: 10.10.2013
10.10.2013
№216.012.74a5

Двухдиапазонная микрополосковая антенна круговой поляризации

Изобретение относится к антенно-фидерным устройствам, а именно к бортовым антеннам спутниковой навигации. Техническим результатом является создание малогабаритной микрополосковой двухдиапазонной антенны с круговой поляризацией, пригодной для работы с одиовходовым приемником. Двухдиапазонная...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002495518
Дата охранного документа: 10.10.2013
20.11.2013
№216.012.8345

Сцинтилляционный материал на основе zno-керамики, способ его получения и сцинтиллятор

Использование: для регистрации различных видов ионизирующих излучений, в том числе альфа-частиц, в ядерной физике для контроля доз и спектрометрии указанных излучений, в космической технике, медицине, в устройствах, обеспечивающих контроль, в промышленности. Сущность изобретения заключается в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002499281
Дата охранного документа: 20.11.2013
10.12.2013
№216.012.884d

Устройство фиксации сложенных аэродинамических поверхностей летательного аппарата

Изобретение относится к средствам фиксации складывающихся аэродинамических поверхностей летательного аппарата. Устройство фиксации сложенных аэродинамических поверхностей летательного аппарата содержит узел, обеспечивающий прилегание аэродинамических поверхностей к корпусу летательному...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002500575
Дата охранного документа: 10.12.2013

Похожие РИД в системе