×
10.09.2013
216.012.68ec

СПОСОБ ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ В ГИДРОАКУСТИЧЕСКОЙ АНТЕННЕ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Использование: изобретение относится к области гидроакустики, а именно к способу обработки информации в гидроакустической антенне. Сущность: рассматривается способ снижения структурной составляющей помехи в сигнале гидроакустического приемника, жестко закрепленного на корпусе антенны, содержащей жестко закрепленный на корпусе трехкомпонентный акселерометр. Сигналы приемников и акселерометров подвергаются преобразованию Фурье. Далее на каждом i-м шаге формируется спектр выходного сигнала гидроакустического приемника с компенсированной вибрационной составляющей по формуле: ξ=y-kz, где ξ - i-й спектральный отсчет компенсированного спектра рабочего диапазона частот гидроакустического датчика, а y - i-й спектральный отсчет спектра выходного сигнала гидроакустического приемника. Причем компенсация проводится по двум схемам: с учетом сигнала с одного выхода акселерометра, характеризуемого наибольшей мощностью сигнала, и с учетом сигналов со всех выходов акселерометров. Технический результат: уменьшить влияние вибраций корпуса носителя на выходные сигналы гидроакустических приемников и снижение требования к виброизоляции. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области гидроакустики и может быть применено при разработке гидроакустических антенн различного назначения для коррекции выходных сигналов гидроакустических приемников с целью исключения составляющей, обусловленной вибрациями корпуса носителя.

Виброзащита гидроакустических приемников и антенн предназначается для уменьшения влияния вибрации корпуса носителя (структурной помехи) на выходные показания приемников антенн. Эта необходимость вызвана чувствительностью приемников не только к звуковым, но и к вибрационным воздействиям, и, как следствие, возникновением в выходных сигналах приемников составляющей, обусловленной воздействием не гидроакустических полей.

Совершенствование гидроакустических приемников, повышение их чувствительности, и связанный с этим рост требований к дальности обнаружения локальных источников шума, ставит задачу компенсации вибрационного возмущения, вызываемого корпусом носителя, для повышения отношения сигнал/помеха. Применение виброизолирующих материалов в местах крепления приемников или антенных модулей позволяет снизить влияние данного фактора. Их применение описывается, например, в патенте РФ №2303336 «Гидроакустическая многоэлементная антенна и пьезоэлектрический стержневой преобразователь для такой антенны».

Однако, подход с установкой виброизолирующих материалов усложняет конструктив системы и ее монтаж. Кроме того, с течением времени характеристики демпфирующих материалов изменяются и они требуют замены, что приводит к сокращению срока эксплуатации гидроакустической системы. Наличие экранов и виброзащитных систем также увеличивает габариты и массу антенны.

В качестве альтернативных путей виброзащиты известны решения с размещением вибродатчиков на обтекателе антенны - полезная модель РФ №96665 «Гидроакустическое приемное устройство» и заявка на изобретение США №20070194982 «Antenna signal processing apparatus». В полезной модели РФ №96665 описана многоэлементная гидроакустическая антенна с обтекателем и системой компенсации помех, вызванных его вибрацией, а в заявке США №20070194982 приводятся общие подходы к компенсации структурной помехи, вызванной вибрацией корпуса для жестко закрепленных на формообразующем каркасе гидроакустических приемников.

Решение, предлагаемое в данном изобретении, является наиболее близким к решению, описанному в заявке США №20070194982 «Antenna signal processing apparatus», которая является прототипом. В данной заявке описан по меньшей мере один жестко закрепленный на корпусе антенны акселерометр. По выходному сигналу данного акселерометра и известной передаточной функции от выходного сигнала акселерометра к выходному сигналу гидроакустического приемника по вибрационной помехе, производится компенсация вибрационной помехи на каждом гидроакустическом приемнике путем вычитания сигнала на выходе акселерометра из сигнала на выходе приемника.

Одним из основных недостатков предложенного решения является необходимость знания вышеуказанной передаточной функции, получение которой довольно затруднительно и которая может меняться в процессе эксплуатации антенны и в зависимости от внешних условий. Такой подход требует периодической калибровки, что описывается в заявке, а, следовательно, специальных условий для ее проведения, например, минимизации шумовых гидроакустических воздействий на приемники антенны.

Задачей изобретения является уменьшение влияния вибраций корпуса носителя на выходные сигналы гидроакустических приемников и снижение требований к виброизоляции.

Для решения поставленной задачи компенсации вибрационной погрешности в выходных сигналах гидроакустических приемников в способ обработки выходных сигналов гидроакустических приемников, жестко установленных на корпусе гидроакустической антенны, по выходным Сигналам трехкомпонентных акселерометров, жестко установленных на корпусе гидроакустической антенны таким образом, что по крайней мере один из трехкомпонентных акселерометров формирует различимый на фоне собственных помех выходной сигнал гидроакустического приемника при наличии минимально допустимых вибраций в точке установки любого из гидроакустических приемников, заключающийся в том, что сигналы с выходов приемников подвергаются преобразованию Фурье, внесены следующие новые признаки:

1) выходные сигналы акселерометров так же подвергаются преобразованию Фурье и для каждого спектрального отсчета в рабочей полосе частот полученного спектра каждого гидроакустического приемника формируется выходной спектральный отсчет ξi, передаваемый внешним потребителям, по формуле: ξi=yi-kizi, где ki - компенсирующий коэффициент, yi - значение i-го спектрального отсчета спектра сигнала с выхода гидроакустического приемника, a zi - значение i-х спектральных отсчетов спектров сигналов с выходов трехкомпонентного акселерометра, обладающего наибольшей чувствительностью к вибрациям в точке расположения рассматриваемого гидроакустического приемника.

2) по п.1, компенсирующий коэффициент рассчитывается по формуле

где zi - сигнал акселерометра, обладающий наибольшей мощностью на временном интервале вычисления преобразования Фурье выходных сигналов акселерометра.

3) по п.1, компенсирующий коэффициент рассчитывается по формуле

где - вектор-столбец сигналов с выходов трехкомпонентного акселерометра.

Техническим результатом изобретения является уменьшение влияния структурной составляющей помехи корпуса носителя на показания гидроакустических приемников, входящих в антенный модуль и снижение требований к виброизоляции, вплоть до отказа от таковой при необходимости. При этом исключается необходимость в расчете передаточной функции от выходного сигнала акселерометра к выходному сигналу гидроакустического приемника.

Вышеуказанные технические результаты достигаются за счет использования алгоритма корреляционного подавления структурной составляющей помехи в отсчетах спектра выходных сигналов гидроакустических приемников по формуле, описанной ниже:

ξi=yi-kizi,

где ξi - скомпенсированный i-й отсчет выходного сигнала,

yi - i-й отсчет выходного сигнала гидроакустического приемника,

a при использовании сигнала с одной компоненты акселерометра и , а при использовании всех выходных сигналов акселерометра.

Сущность изобретения поясняется на фигурах 1 и 2:

1) В случае использования одного из выходов акселерометра обработка информации происходит по нижеследующей схеме. При возникновении вибраций на корпусе антенны, обусловленных, например, структурной помехой со стороны носителя, в гидроакустическом приемнике (1) возникает соответствующая составляющая в выходном сигнале, обусловленная вибрационной помехой. При этом в выходных сигналах - z1i, z2i, z3i - трехкомпонентного акселерометра (2) также возникают сигналы, обусловленные вибрационной помехой и коррелированные с соответствующей составляющей в выходном сигнале гидроакустического приемника. В вычислительных блоках (3) осуществляется преобразование Фурье выходных сигналов акселерометров и гидроакустических приемников. При этом, из всех сигналов трехкомпонентного акселерометра выделяется обладающий наибольшей средней мощностью на временном интервале преобразования Фурье в вычислительном блоке (4). На основе полученных спектров сигналов в вычислительном блоке (5) производится компенсация вибрационной составляющей погрешности гидроакустических приемников по формуле

ξi=yi-kizi,

где .

2) В случае использования всех выходов акселерометра обработка информации происходит по нижеследующей схеме. При возникновении вибраций на корпусе антенны в гидроакустическом приемнике (1) возникает соответствующая составляющая в выходном сигнале, обусловленная вибрационной помехой. При этом в выходных сигналах - z1i, z2i, z3i - трехкомпонентного акселерометра (2) также возникают сигналы, обусловленные вибрационной помехой и коррелированные с соответствующей составляющей в выходном сигнале гидроакустического приемника. В вычислительных блоках (3) осуществляется преобразование Фурье выходных сигналов акселерометров и гидроакустических приемников. На основе полученных спектров сигналов в вычислительном блоке (4) производится компенсация вибрационной составляющей погрешности гидроакустических приемников по формуле

ξi=yi-kizi,

где , a .

Предложенный способ компенсации вибрационной погрешности в выходных сигналах гидроакустических приемников позволяет компенсировать в показаниях гидроакустических приемников составляющую, вызванную структурной помехой. Таким образом, задачу изобретения можно считать решенной.


СПОСОБ ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ В ГИДРОАКУСТИЧЕСКОЙ АНТЕННЕ
СПОСОБ ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ В ГИДРОАКУСТИЧЕСКОЙ АНТЕННЕ
СПОСОБ ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ В ГИДРОАКУСТИЧЕСКОЙ АНТЕННЕ
СПОСОБ ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ В ГИДРОАКУСТИЧЕСКОЙ АНТЕННЕ
СПОСОБ ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ В ГИДРОАКУСТИЧЕСКОЙ АНТЕННЕ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 48.
20.03.2013
№216.012.300b

Способ гироскопической стабилизации платформы

Изобретение относится к гироскопической технике, а именно к управляемым гиростабилизаторам с косвенной стабилизацией, работающим на подвижных объектах. Способ заключается в том, что для стабилизации положения платформы, установленной на основании с возможностью вращения относительно оси,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477834
Дата охранного документа: 20.03.2013
27.06.2013
№216.012.518b

Измеритель угловой скорости

Изобретение относится к области микромеханики, в частности к микромеханическим гироскопам (ММГ) вибрационного типа. Измеритель угловой скорости содержит два микромеханических гироскопа (ММГ), акселерометр и устройство преобразования сигналов. Устройство преобразования сигналов включает в себя...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486468
Дата охранного документа: 27.06.2013
27.06.2013
№216.012.518c

Способ подавления ложного сигнала в измерителе угловой скорости с микромеханическими гироскопами

Изобретение относится к области микромеханики, в частности к микромеханическим гироскопам вибрационного типа. Для измерителя угловой скорости вибрационные микромеханические гироскопы выбираются с разными резонансными частотами подвеса инерционной массы по оси первичных колебаний, а в качестве...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486469
Дата охранного документа: 27.06.2013
10.08.2013
№216.012.5dfd

Устройство с комплексированными носителями равномерных угловых шкал разной дискретности для калибровки углозадающих и угломерных приборов

Изобретение относится к метрологии, в частности к устройствам поворотного типа для калибровки углозадающих и угломерных приборов в фиксированных точках (отметках) шкалы. Заявленное устройство для калибровки углозадающих и угломерных приборов в фиксированных отметках шкалы, содержащее...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002489682
Дата охранного документа: 10.08.2013
27.08.2013
№216.012.6512

Способ измерения параметров физических полей

Изобретение относится к оптической измерительной технике и может быть использовано для измерения параметров физических полей. Согласно способу генерируют пару сигналов близкой амплитуды со средней частотой, соответствующей определенной частоте полосы пропускания оптического датчика при заданном...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002491511
Дата охранного документа: 27.08.2013
27.09.2013
№216.012.705b

Приемный гидроакустический блок

Изобретение относится к области гидроакустики и может быть применено при изготовлении гидроакустических антенн и антенных модулей. Гидроакустический приемный блок состоит из системы крепления гидроакустического блока к формообразующему каркасу гидроакустической антенны, гидроакустического...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002494414
Дата охранного документа: 27.09.2013
20.10.2013
№216.012.76fb

Антенный модуль

Изобретение относится к области гидроакустики и может быть применено при разработке антенн гидроакустических систем и комплексов. Технический результат - снижение мощности отраженной антенной гидроакустической волны и повышение чувствительности гидроакустических датчиков. Антенный модуль...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002496119
Дата охранного документа: 20.10.2013
27.10.2013
№216.012.7af8

Приемная гидроакустическая антенна и способ оценки амплитудно-частотных характеристик гидроакустических приемников

Изобретение относится к области гидроакустики и может быть применено для диагностики чувствительных элементов гидроакустических антенн. Технический результат - возможность оперативного контроля работоспособности чувствительных элементов антенны и построение амплитудно-частотных характеристик...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002497142
Дата охранного документа: 27.10.2013
10.11.2013
№216.012.7f27

Способ изготовления ротора электростатического гироскопа

Изобретение предназначено для использования при изготовлении чувствительных элементов электростатических гироскопов. На сферическую поверхность ротора гироскопа после финишной балансировки и сферодоводки наносят износостойкое тонкопленочное покрытие нитрида титана методом магнетронного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498224
Дата охранного документа: 10.11.2013
10.11.2013
№216.012.7fa9

Способ оценки полного профиля вертикального распределения скорости звука

Использование: изобретение относится к области гидроакустики и может быть применено при формировании оценки полного профиля вертикального распределения скорости звука (ВРСЗ) по его измеренному в некотором диапазоне глубин фрагменту. Сущность: в способе осуществляется достраивание полного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498354
Дата охранного документа: 10.11.2013
Показаны записи 1-10 из 69.
20.03.2013
№216.012.300b

Способ гироскопической стабилизации платформы

Изобретение относится к гироскопической технике, а именно к управляемым гиростабилизаторам с косвенной стабилизацией, работающим на подвижных объектах. Способ заключается в том, что для стабилизации положения платформы, установленной на основании с возможностью вращения относительно оси,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477834
Дата охранного документа: 20.03.2013
27.06.2013
№216.012.518b

Измеритель угловой скорости

Изобретение относится к области микромеханики, в частности к микромеханическим гироскопам (ММГ) вибрационного типа. Измеритель угловой скорости содержит два микромеханических гироскопа (ММГ), акселерометр и устройство преобразования сигналов. Устройство преобразования сигналов включает в себя...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486468
Дата охранного документа: 27.06.2013
27.06.2013
№216.012.518c

Способ подавления ложного сигнала в измерителе угловой скорости с микромеханическими гироскопами

Изобретение относится к области микромеханики, в частности к микромеханическим гироскопам вибрационного типа. Для измерителя угловой скорости вибрационные микромеханические гироскопы выбираются с разными резонансными частотами подвеса инерционной массы по оси первичных колебаний, а в качестве...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486469
Дата охранного документа: 27.06.2013
10.08.2013
№216.012.5dfd

Устройство с комплексированными носителями равномерных угловых шкал разной дискретности для калибровки углозадающих и угломерных приборов

Изобретение относится к метрологии, в частности к устройствам поворотного типа для калибровки углозадающих и угломерных приборов в фиксированных точках (отметках) шкалы. Заявленное устройство для калибровки углозадающих и угломерных приборов в фиксированных отметках шкалы, содержащее...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002489682
Дата охранного документа: 10.08.2013
27.09.2013
№216.012.705b

Приемный гидроакустический блок

Изобретение относится к области гидроакустики и может быть применено при изготовлении гидроакустических антенн и антенных модулей. Гидроакустический приемный блок состоит из системы крепления гидроакустического блока к формообразующему каркасу гидроакустической антенны, гидроакустического...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002494414
Дата охранного документа: 27.09.2013
20.10.2013
№216.012.76fb

Антенный модуль

Изобретение относится к области гидроакустики и может быть применено при разработке антенн гидроакустических систем и комплексов. Технический результат - снижение мощности отраженной антенной гидроакустической волны и повышение чувствительности гидроакустических датчиков. Антенный модуль...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002496119
Дата охранного документа: 20.10.2013
27.10.2013
№216.012.7af8

Приемная гидроакустическая антенна и способ оценки амплитудно-частотных характеристик гидроакустических приемников

Изобретение относится к области гидроакустики и может быть применено для диагностики чувствительных элементов гидроакустических антенн. Технический результат - возможность оперативного контроля работоспособности чувствительных элементов антенны и построение амплитудно-частотных характеристик...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002497142
Дата охранного документа: 27.10.2013
10.11.2013
№216.012.7f27

Способ изготовления ротора электростатического гироскопа

Изобретение предназначено для использования при изготовлении чувствительных элементов электростатических гироскопов. На сферическую поверхность ротора гироскопа после финишной балансировки и сферодоводки наносят износостойкое тонкопленочное покрытие нитрида титана методом магнетронного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498224
Дата охранного документа: 10.11.2013
10.11.2013
№216.012.7fa9

Способ оценки полного профиля вертикального распределения скорости звука

Использование: изобретение относится к области гидроакустики и может быть применено при формировании оценки полного профиля вертикального распределения скорости звука (ВРСЗ) по его измеренному в некотором диапазоне глубин фрагменту. Сущность: в способе осуществляется достраивание полного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498354
Дата охранного документа: 10.11.2013
20.02.2014
№216.012.a277

Установка для напыления покрытий на прецизионные детали узлов гироприборов

Изобретение относится к установке для напыления покрытий на прецизионные детали узлов гироприборов и может быть использовано в точном приборостроении. Мишень-распылитель создает кольцевую зону потока испаряемого материала средним диаметром D. Держатели с узлами крепления напыляемых деталей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002507306
Дата охранного документа: 20.02.2014
+ добавить свой РИД