×
10.09.2013
216.012.68ec

Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ В ГИДРОАКУСТИЧЕСКОЙ АНТЕННЕ

Вид РИД

Изобретение

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.

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 41-48 из 48.
19.06.2019
№219.017.8ba4

Гидроакустический экран

Изобретение относится к области гидроакустики и может быть применено при разработке гидроакустических систем для защиты гидроакустических чувствительных элементов от структурных шумов носителя, используемых на судах гидрографического, рыболовного, геологоразведочного и др. типов. Техническим...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002462767
Дата охранного документа: 27.09.2012
19.06.2019
№219.017.8bc3

Гидроакустическая антенна и способ обработки сигналов в ней

Использование: при проектировании гидроакустических антенн. Сущность: гидроакустическая антенна установлена на борту носителя, излучающего структурную помеху, состоит из одной либо более пар линейных протяженных антенных модулей, содержащих гидроакустические датчики, и расположенных попарно...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002466420
Дата охранного документа: 10.11.2012
29.06.2019
№219.017.9d9b

Астронавигационная система

Изобретение относится к области астронавигационных систем, предназначенных для определения стабилизированных угла места и курсового угла на астроориентир, на основании которых определяют поправку курсоуказания и свое местоположение. Техническим результатом изобретения является минимизация числа...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002378616
Дата охранного документа: 10.01.2010
29.06.2019
№219.017.9da0

Микромеханический гироскоп rr-типа

Изобретение относится к области точного приборостроения и может быть использовано в системах управления подвижной массой в микромеханических датчиках различного назначения. Микромеханический гироскоп RR-типа содержит подвижный механический элемент, гребенчатый двигатель, образованный гребенками...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002375678
Дата охранного документа: 10.12.2009
29.06.2019
№219.017.9dab

Гидроакустическая антенна

Изобретение относится к гидроакустической антенне произвольной формы. Антенна содержит гидроакустические приемники, в непосредственной близости от которых на каркасе антенны за пределами корпуса носителя закреплены блоки предварительной обработки сигнала, выполненные в герметичном компактном...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002376611
Дата охранного документа: 20.12.2009
29.06.2019
№219.017.9dcd

Микромеханический гироскоп вибрационного типа

Изобретение относится к приборам, измеряющим угловую скорость, в частности к микромеханическим гироскопам (ММГ) вибрационного типа. ММГ содержит опору на основании, к которой на резонансном подвесе подвешена проводящая подвижная масса. Две пары неподвижных электродов нанесены на крышку ММГ,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002370733
Дата охранного документа: 20.10.2009
29.06.2019
№219.017.a0c8

Градиентометрический сейсмоприемник

Изобретение относится к устройствам для геофизических измерений и может быть использовано для оперативного прогноза землетрясений. Согласно изобретению градиентометрический сейсмоприемник представляет собой физический маятник с тремя степенями свободы по угловым колебаниям относительно точки...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002439623
Дата охранного документа: 10.01.2012
13.07.2019
№219.017.b3e8

Двухстепенной стенд для задания угловых колебаний

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано для оценки динамических погрешностей малогабаритных инерциальных систем при необходимости их использования в навигационных приборах и других приборах управления. Устройство содержит раскачивающуюся в двух плоскостях...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002367921
Дата охранного документа: 20.09.2009
Показаны записи 51-60 из 69.
05.02.2020
№220.017.fe3d

Плоскостное антенно-фидерное устройство

Изобретение относится к антенно-фидерным устройствам (АФУ) для подводных объектов. Техническим результатом является повышение скорости передачи данных по радиоканалу на приледненный подводный объект. Изобретение представляет собой устройство, устанавливаемое в верхней части подводного объекта,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002713030
Дата охранного документа: 03.02.2020
05.02.2020
№220.017.fe48

Антенный модуль

Изобретение относится к гидроакустической технике и может быть использовано при разработке и изготовлении корабельных приемных гидроакустических антенн, размещаемых на подводных лодках, надводных кораблях и подводных аппаратах. Достигаемый технический результат - повышение виброустойчивости...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002713018
Дата охранного документа: 03.02.2020
05.02.2020
№220.017.fe89

Мультистатическая система подводного наблюдения

Изобретение относится к области гидроакустики, а именно к мультистатическим системам подводного наблюдения. Решаемая техническая проблема - совершенствование состава и структуры МСПН. Технический результат - определение минимального количества ИГС и ПГС и географических координат их установки...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002713005
Дата охранного документа: 03.02.2020
05.02.2020
№220.017.fe8a

Приемный гидроакустический блок

Изобретение относится к гидроакустической технике, а точнее к гидроакустическим антеннам, устанавливаемым на подводных лодках, надводных кораблях и подводных аппаратах. Достигаемый технический результат - одновременное увеличение сектора углов обзора, прочности, технологичности изготовления и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002713007
Дата охранного документа: 03.02.2020
21.03.2020
№220.018.0ef3

Способ позиционирования подводных аппаратов

Изобретение относится к способам навигации автономных подводных аппаратов (ПА), конкретно к гидроакустическим способам определения местонахождения ПА с использованием подводных акустических маяков (AM). Решаемая техническая проблема - повышение качества подводного позиционирования ПА....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002717161
Дата охранного документа: 18.03.2020
29.05.2020
№220.018.21f7

Способ экономии запаса электроэнергии автономного необитаемого подводного аппарата

Изобретение относится к способам использования автономных необитаемых подводных аппаратов (АНПА), а точнее к способам обеспечения их энергоэффективности. Способ использования АНПА, позволяющий экономить запас электроэнергии АНПА, оборудованного навигационной системой и гидроакустической...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002722065
Дата охранного документа: 26.05.2020
30.05.2020
№220.018.2254

Автономный необитаемый подводный аппарат

Изобретение относится к области создания автономных необитаемых подводных аппаратов (АНПА), а точнее их систем управления. Автономный необитаемый подводный аппарат (АНПА) содержит интегрированную систему управления (ИСУ), включающую объединенные в нее технические средства и подсистемы, а именно...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002722258
Дата охранного документа: 28.05.2020
25.06.2020
№220.018.2b2f

Способ осуществления гидроакустической связи между автономными подводными аппаратами

Изобретение относится к аппаратуре и способам гидроакустической связи (гидроакустической связи) между автономными подводными аппаратами (ПА). Решаемая техническая проблема - совершенствование гидроакустической связи между подводными аппаратами. Технический результат - повышение дальности и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002724300
Дата охранного документа: 22.06.2020
01.07.2020
№220.018.2d99

Способ определения координат морской шумящей цели

Изобретение относится к области гидроакустики, а именно к способам и устройствам обнаружения морских целей по их шумоизлучению, а точнее к способам определения координат целей с использованием интерференционных максимумов в автокорреляционной функции шума цели. Технический результат - повышение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002724962
Дата охранного документа: 29.06.2020
06.07.2020
№220.018.2f7b

Способ обзора пространства гидролокатором обеспечения безопасности плавания автономного необитаемого подводного аппарата

Изобретение относится к способам использования автономных необитаемых подводных аппаратов (АНПА), а точнее к способам обеспечения их энергоэффективности. Решаемая техническая проблема - повышение энергоэффективности использования АНПА. Технический результат - сокращение энергопотребления...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002725706
Дата охранного документа: 03.07.2020
+ добавить свой РИД