×
10.05.2018
218.016.3cf5

Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПОДАВЛЕНИЯ РЕВЕРБЕРАЦИОННОЙ ПОМЕХИ ПРИ ИЗМЕРЕНИИ АКУСТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК АКТИВНОГО ПРОТИВОГИДРОЛОКАЦИОННОГО ПОКРЫТИЯ В ОГРАНИЧЕННОЙ АКВАТОРИИ

Вид РИД

Изобретение

№ охранного документа
0002647994
Дата охранного документа
21.03.2018
Аннотация: Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для оценки эффективности звукопоглощающих конструкций средств акустической защиты в судостроении, например, при создании активных противогидролокационных покрытий, характеризующихся низкочастотным рабочим диапазоном. Поставленная задача решается следующим образом. Способ подавления реверберационной помехи при измерениях акустических характеристик активного противогидролокационного покрытия в ограниченной акватории, включающий излучение сложного зондирующего сигнала, синхронный многоканальный прием отраженного сигнала и сигнала помехи, формирование направленного приема и регистрацию результирующего сигнала. В каждом приемном канале осуществляют сжатие принятого сигнала по частоте путем переменной задержки относительно опорного сигнала на заданной частоте, его полосовую фильтрацию в окрестности заданной частоты, а после формирования направленного приема восстанавливают исходный временной масштаб результирующего сигнала при помощи обратной переменной задержки и осуществляют его регистрацию. Сравнение диаграмм направленности дискретной антенны, полученных для сложного исходного сигнала и сигнала, полученного в результате операций по предлагаемому способу, показывает, что его основное преимущество перед способом-прототипом заключается в подавлении помехи, обусловленной ложными отражениями, за счет восстановления пространственной избирательности дискретной антенны. 8 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для оценки эффективности звукопоглощающих конструкций средств акустической защиты в судостроении, например, при создании активных противогидролокационных покрытий, характеризующихся низкочастотным рабочим диапазоном.

Гидроакустические измерения акустических характеристик звукопоглощающих конструкций осуществляются в ограниченных акваториях - гидроакустических бассейнах или в озерных условиях. Результаты измерений сопровождаются погрешностью вследствие влияния реверберационной помехи, обусловленной отражением полезных сигналов от границ раздела сред - стенок бассейна или границ «вода-воздух», «вода-дно» в открытых водоемах.

Для подавления сигналов помехи используют акустические покрытия стенок гидроакустических бассейнов, выполненные в виде звукопоглощающих клиньев (Быховский Г.Е., Покровский В.А. Гидроакустические измерения. «Судостроение», 1971, стр. 85-87), недостатком которых является необходимость увеличения их размеров при измерениях на низких частотах. В низкочастотном рабочем диапазоне активных противогидролокационных покрытий габариты звукопоглощающих клиньев могут быть сопоставимы с размерами бассейна, что делает невозможным проведение гидроакустических измерений.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому решению является способ выделения полезного сигнала из смеси с помехой, обусловленной ложными отражениями, основанный на использовании направленного приема в условиях гидроакустического бассейна (Клюкин И.И., Колесников А.Е. Акустические измерения в судостроении. «Судостроение», 1968, стр. 132-144). Этот способ принят за прототип.

Сущность способа заключается в выделении полезного сигнала, отраженного от образца испытуемой звукопоглощающей конструкции, из смеси с сигналами помехи в результате формирования направленного приема при помощи дискретной антенны. Пространственная избирательность дискретной антенны, состоящей из отдельных ненаправленных приемных элементов, определяется ее апертурой и частотой принимаемого сигнала.

Необходимость автоматизации акустических измерений в широком частотном диапазоне требует применения зондирующих сигналов, частота которых изменяется в процессе измерения. При этом в низкочастотном диапазоне требуемая апертура антенны может превышать размеры гидроакустического бассейна.

Недостатком рассматриваемого способа является невозможность формирования направленного приема сигналов при измерениях акустических характеристик активных противогидролокационных покрытий в широком диапазоне частот, например, с использованием частотно-модулированных сигналов. Для применения направленного приема с использованием дискретной антенны необходимо обеспечить расстояние между отдельными приемными элементами порядка половины длины волны зондирующего колебания. В ряде случаев мгновенная частота частотно-модулированного сигнала не соответствует требуемому расстоянию между приемными элементами дискретной антенны. Это приводит к формированию добавочных максимумов диаграммы направленности, сопоставимых с основным максимумом. Возможно также возрастание уровней сигналов, принимаемых в направлении минимальных значений диаграммы направленности. Указанные причины ограничивают применение направленного приема для выделения широкополосного полезного сигнала из смеси с помехой в ограниченных акваториях и делают невозможным его использование в задачах автоматизации гидроакустических измерений.

Задачей изобретения является обеспечение пространственной фильтрации сложного сигнала, отраженного от испытуемой звукопоглощающей конструкции и принимаемого совместно с ложными отражениями, при помощи дискретной антенны.

Поставленная задача решается следующим образом. Способ подавления реверберационной помехи при измерениях акустических характеристик активного противогидролокационного покрытия в ограниченной акватории, включающий излучение сложного зондирующего сигнала, синхронный многоканальный прием отраженного сигнала и сигнала помехи, формирование направленного приема и регистрацию результирующего сигнала. В каждом приемном канале осуществляют сжатие принятого сигнала по частоте путем переменной задержки относительно опорного сигнала на заданной частоте, его полосовую фильтрацию в окрестности заданной частоты, а после формирования направленного приема восстанавливают исходный временной масштаб результирующего сигнала при помощи обратной переменной задержки и осуществляют его регистрацию.

Сущность предложенного технического решения поясняется чертежами 1-8.

Устройство, реализующее предлагаемый способ (фиг. 1), содержит образец испытуемой звукопоглощающей конструкции 1, связанный через падающее акустическое поле с излучателем 2, вход которого соединен с выходом генератора сложных сигналов 3. Образец испытуемой звукопоглощающей конструкции 1 через отраженное акустическое поле связан с входами приемных элементов дискретной антенны 4, каждый из которых соединен с блоком частотного сжатия 5, соединенного через блок полосовых фильтров 6 с входом формирователя направленности 7. Выход формирователя направленности подключен к входу блока восстановления временного масштаба 8, выход которого соединен с входом регистратора 9. Управляющие входы блока частотного сжатия 5 и блока восстановления временного масштаба 8 соединены с выходом генератора сложных сигналов 3.

С использованием описанного устройства предложенный способ реализуется следующим образом.

Зондирующий акустический сигнал, полученный при помощи генератора сложного сигнала 3 и излучателя 2, отражается от поверхности образца звукопоглощающей конструкции 1 и, взаимодействуя с сигналами, отраженными от стенок гидроакустического бассейна, формирует суммарный отраженный сигнал. Прием суммарного отраженного сигнала осуществляется приемными элементами дискретной антенны 4. Суммарный сигнал на выходе каждого приемного элемента подвергается частотному сжатию в блоке частотного сжатия 5 путем преобразования его временного масштаба с использованием опорного сигнала и последующей полосовой фильтрации при помощи блока полосовых фильтров 6, полоса пропускания которых задается в окрестности сформированной дискретной спектральной составляющей. В блоке 7 осуществляется формирование направленного приема путем суммирования сигналов, снимаемых с выходов блока полосовых фильтров и изменения пространственной ориентации диаграммы направленности (при необходимости) путем введения компенсирующей задержки. Исходный временной масштаб отфильтрованного сигнала восстанавливается в блоке восстановления временного масштаба 8, после чего результирующий сигнал запоминается в регистраторе 9.

Для упрощения изложения в описываемом устройстве опущены известные процедуры управления частотным сжатием сигналов и восстановлением исходного временного масштаба, осуществляемые при помощи нерегулярной дискретизации сигналов, период которой изменяется в соответствии с частотой сложного зондирующего сигнала.

Использование предлагаемого способа показано на примере компьютерного моделирования работы устройства.

В результате моделирования формировался частотно-модулированный сигнал, спектр которого, представленный на фиг. 2, занимал конечную полосу частот | и использовался для оценки эффективности частотного сжатия.

Спектр сигнала, полученный в результате частотного сжатия представлен на фиг. 3. Результат частотного сжатия для сигналов, частота которых изменяется по линейному закону, приведен на фиг. 4, на которой обозначено: 10 - спектр сигнала, частота которого изменяется по линейному закону; 11 - спектр сжатого по частоте сигнала. Из представленных примеров следует, что сложные сигналы, формируемые путем частотной модуляции, трансформируются в тональные сигналы на заданной частоте. При этом наблюдается возрастание уровня результирующего сигнала. Эффективность частотного сжатия определяется качеством опорного сигнала, используемого для управления нерегулярной дискретизацией, критерием которого является величина его начальной задержки. В общем случае начальная задержка опорного сигнала, при которой обеспечивается минимальная полоса частот, занимаемая сигналом на заданной частоте, является неизвестной. В практических случаях требуемая задержка опорного сигнала определяется путем подбора. Оптимальное значение начальной задержки опорного сигнала соответствует максимальному уровню формируемой дискретной спектральной составляющей. В качестве примера поиска оптимального значения начальной задержки на фиг. 5 показана последовательность спектров сигнала на частотах двух дискретных спектральных составляющих, частоты которых изменяются по закону, близкому к линейному. Спектры получены при различных значениях начальной задержки опорного сигнала. В результате подбора значений начальной задержки опорного сигнала на представленной последовательности спектров в окрестности частот дискретных спектральных составляющих наблюдаются максимальные значения уровней дискретных составляющих при сужении полосы частот. Аналогичное преобразование спектров натурного полигармонического сигнала представлено на фиг. 6.

Частотное сжатие принимаемых сигналов обеспечивает подавление влияния искажений направленного приема, обусловленных широкой полосой

сложных сигналов, используемых при гидроакустических измерениях в условиях гидроакустических бассейнов. На фиг. 7. приведен пример планарной диаграммы направленности дискретной антенны в случае приема сигнала, частота которого модулирована по линейному закону. Искажения характеристик направленного приема наблюдаются, если расстояния между приемными элементами дискретной антенны превышают половину длины волны зондирующего сигнала, что соответствует низкочастотному диапазону измерений. Частотное сжатие принимаемых сигналов позволяет без существенных искажений реализовать направленный прием, планарная диаграмма направленности которого имеет традиционный вид (фиг. 8). При этом информация об акустических характеристиках исследуемого образца звукопоглощающей конструкции сосредоточена в амплитудной огибающей сформированной дискретной составляющей, для выделения которой осуществляется восстановление исходного временного масштаба сигнала полученного в результате применения направленного приема, и регистрация результирующего сигнала.

Сравнение диаграмм направленности дискретной антенны, полученных для сложного исходного сигнала и сигнала, полученного в результате операций по предлагаемому способу, показывает, что его основное преимущество перед способом-прототипом заключается в подавлении помехи, обусловленной ложными отражениями, за счет восстановления пространственной избирательности дискретной антенны.

Способ подавления реверберационной помехи при измерениях акустических характеристик активного противогидролокационного покрытия в ограниченной акватории, включающий излучение сложного зондирующего сигнала, синхронный многоканальный прием отраженного сигнала и сигнала помехи, формирование направленного приема и регистрацию результирующего сигнала, отличающийся тем, что в каждом приемном канале осуществляют сжатие принятого сигнала по частоте путем переменной задержки относительно опорного сигнала на заданной частоте, его полосовую фильтрацию в окрестности заданной частоты, а после формирования направленного приема восстанавливают исходный временной масштаб результирующего сигнала при помощи обратной переменной задержки и осуществляют его регистрацию.
СПОСОБ ПОДАВЛЕНИЯ РЕВЕРБЕРАЦИОННОЙ ПОМЕХИ ПРИ ИЗМЕРЕНИИ АКУСТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК АКТИВНОГО ПРОТИВОГИДРОЛОКАЦИОННОГО ПОКРЫТИЯ В ОГРАНИЧЕННОЙ АКВАТОРИИ
СПОСОБ ПОДАВЛЕНИЯ РЕВЕРБЕРАЦИОННОЙ ПОМЕХИ ПРИ ИЗМЕРЕНИИ АКУСТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК АКТИВНОГО ПРОТИВОГИДРОЛОКАЦИОННОГО ПОКРЫТИЯ В ОГРАНИЧЕННОЙ АКВАТОРИИ
СПОСОБ ПОДАВЛЕНИЯ РЕВЕРБЕРАЦИОННОЙ ПОМЕХИ ПРИ ИЗМЕРЕНИИ АКУСТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК АКТИВНОГО ПРОТИВОГИДРОЛОКАЦИОННОГО ПОКРЫТИЯ В ОГРАНИЧЕННОЙ АКВАТОРИИ
СПОСОБ ПОДАВЛЕНИЯ РЕВЕРБЕРАЦИОННОЙ ПОМЕХИ ПРИ ИЗМЕРЕНИИ АКУСТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК АКТИВНОГО ПРОТИВОГИДРОЛОКАЦИОННОГО ПОКРЫТИЯ В ОГРАНИЧЕННОЙ АКВАТОРИИ
СПОСОБ ПОДАВЛЕНИЯ РЕВЕРБЕРАЦИОННОЙ ПОМЕХИ ПРИ ИЗМЕРЕНИИ АКУСТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК АКТИВНОГО ПРОТИВОГИДРОЛОКАЦИОННОГО ПОКРЫТИЯ В ОГРАНИЧЕННОЙ АКВАТОРИИ
СПОСОБ ПОДАВЛЕНИЯ РЕВЕРБЕРАЦИОННОЙ ПОМЕХИ ПРИ ИЗМЕРЕНИИ АКУСТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК АКТИВНОГО ПРОТИВОГИДРОЛОКАЦИОННОГО ПОКРЫТИЯ В ОГРАНИЧЕННОЙ АКВАТОРИИ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 41-50 из 364.
20.06.2013
№216.012.4c15

Способ получения микросфер для радиотерапии

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано для получения микросфер для радиотерапии. Технический результат изобретения заключается в сохранении высокой удельной активности микросфер при их использовании в течение длительного времени. Формируют микросферы в виде...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485059
Дата охранного документа: 20.06.2013
27.06.2013
№216.012.4fea

Способ получения огнебиозащитного состава

Изобретение относится к получению огнезащитных растворов для обработки древесины и материалов на ее основе с целью придания ей стойкости против действия биологических агентов разрушения и предотвращения возгорания и распространения пламени по поверхности. В способе смешивают диаммонийфосфат...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486051
Дата охранного документа: 27.06.2013
27.06.2013
№216.012.503d

Способ получения фотокаталитически активного диоксида титана

Изобретение может быть использовано в производстве пигментов, керамики, адсорбентов, косметики, антибактериальных препаратов, катализаторов. Способ получения фотокаталитически активного диоксида титана из четыреххлористого титана включает осаждение диоксида титана одновременным сливанием в воду...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486134
Дата охранного документа: 27.06.2013
27.07.2013
№216.012.59f8

Способ получения целлюлозы для санитарно-гигиенических видов бумаги

Изобретение относится к области производства волокнистых полуфабрикатов из хвойной и лиственной древесины по сульфитному способу варки с получением целлюлозы с пониженным содержанием смол и жиров. Способ получения целлюлозы для санитарно-гигиенических видов бумаги реализуют путем варки...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002488653
Дата охранного документа: 27.07.2013
27.07.2013
№216.012.5b14

Преобразователь частоты

Настоящее изобретение относится к области электротехники и преобразовательной техники, в частности к статическим преобразователям электрической энергии, построенным по схеме двухзвенных электрических преобразователей. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002488937
Дата охранного документа: 27.07.2013
10.08.2013
№216.012.5c34

Противопригарная термостойкая краска для песчаных и металлических форм (варианты)

Изобретение относится к технологии литейного производства. Противопригарная термостойкая краска содержит, мас.%: наполнитель 70-75, бентонит 2,5-4,5, сульфат алюминия 3,0-5,5, вода - остальное. По второму варианту краска содержит наполнитель, мас.%: наполнитель 70-75, - декстрин 3,5-4,5,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002489225
Дата охранного документа: 10.08.2013
10.08.2013
№216.012.5c8a

Способ преобразования напряжения гребного электропривода и гребной электропривод для его осуществления

Изобретение относится к области судовых энергетических установок. Способ преобразования напряжений гребного электропривода основан на согласовании напряжения питания, выпрямлении согласованного и инвертировании выпрямленного напряжений. Задают допустимые значения напряжений, токов и скоростей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002489311
Дата охранного документа: 10.08.2013
20.09.2013
№216.012.6afc

Надводное однокорпусное водоизмещающее быстроходное судно

Изобретение относится к области судостроения и касается конструирования однокорпусных быстроходных судов. Судно содержит вытянутый вдоль своей диаметральной плоскости корпус с плавными криволинейными обводами подводной части и с наибольшей шириной конструктивной ватерлинии в кормовой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002493039
Дата охранного документа: 20.09.2013
20.09.2013
№216.012.6aff

Танкер ледового класса

Изобретение относится к области судостроения, в частности к танкерам ледового класса. Корпус танкера содержит днище, второе дно, вертикальные борта, балластные цистерны, верхнюю палубу, грузовую зону с размещенными последовательно грузовыми танками в виде ряда, ориентированного по длине судна,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002493042
Дата охранного документа: 20.09.2013
27.09.2013
№216.012.6f53

Способ обработки овчин

Изобретение относится к меховой промышленности и может быть использовано при обработке овчин, предназначенных для изготовления одежды, головных уборов, деталей обуви и других изделий из меха. Способ включает отмоку, первое и второе обезжиривание в водном растворе анионактивного ПАВ и препарата,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002494150
Дата охранного документа: 27.09.2013
Показаны записи 1-10 из 10.
10.04.2013
№216.012.3479

Способ выделения сигнала шума источника из суммарного шума

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и решает задачу выделения исследуемого сигнала из смеси с помехой. С этой целью после приведения исследуемого и суммарного сигналов к единому временному масштабу, в результате которого происходит сжатие их спектров вблизи частот...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478976
Дата охранного документа: 10.04.2013
10.04.2013
№216.012.347f

Способ определения звукового давления движущегося протяженного источника акустического поля

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники, в частности к способу определения звукового давления движущегося протяженного источника акустического поля. Сущность: способ определения звукового давления движущегося протяженного источника акустического поля включает синхронный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478982
Дата охранного документа: 10.04.2013
10.11.2013
№216.012.7f35

Способ локализации зон шумоизлучения движущегося транспортного средства

Использование: в способе локализации зон шумоизлучения движущегося транспортного средства. Сущность: в способе локализации зон шумоизлучения по длине движущегося транспортного средства, включающем прием сигналов в двух произвольных точках его волнового поля, полосовую фильтрацию принятых...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498238
Дата охранного документа: 10.11.2013
27.12.2013
№216.012.91da

Способ подавления структурной помехи приемного канала дискретной антенны

Изобретение относится к области измерительной техники и решает задачу повышения помехоустойчивости измерений параметров суммарного шума с использованием многоэлементной антенны. С этой целью суммарный сигнал в приемном канале дискретной антенны запоминается и осуществляется преобразование его...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002503031
Дата охранного документа: 27.12.2013
20.05.2014
№216.012.c5cd

Способ выявления источников комбинационных спектральных составляющих общего акустического поля

Изобретение относится к области измерительной техники и решает задачу поиска источников общего акустического поля в условиях нелинейности механического тракта распространения колебательных процессов. С этой целью суммарный вибрационный сигнал в приемном канале подвергается полосовой фильтрации...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002516396
Дата охранного документа: 20.05.2014
20.08.2014
№216.012.e9f5

Способ подавления реверберационной помехи

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и решает задачу повышения точности оценки параметров принимаемого акустического сигнала в условиях влияния реверберационной помехи. С этой целью сжимают во времени смесь полезного сигнала и помехи, обусловленной отражениями от...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002525701
Дата охранного документа: 20.08.2014
20.02.2015
№216.013.27f1

Способ анализа акустического поля сложного источника

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для поиска зон повышенного акустического излучения по длине транспортных средств - на автомобильном или железнодорожном транспорте, а также на судах различного назначения при их диагностическом обследовании. Задачей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002541682
Дата охранного документа: 20.02.2015
10.04.2016
№216.015.3059

Способ локализации областей акустического излучения

Использование: контрольно-измерительная техника. Решает задачу повышения разрешающей способности локализации источников акустического излучения, распределенных на поверхности объекта измерений для отличающихся частотных диапазонов. Сущность: определяют пространственное распределение уровней...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002580216
Дата охранного документа: 10.04.2016
25.08.2017
№217.015.9f44

Способ определения акустических частотных характеристик звукопоглощающих конструкций

Изобретение относится к метрологии и гидроакустике. Способ предполагает излучение широкополосного сигнала, его отражение и прием. Принятый сигнал, полученный суммированием с сигналом, отраженным от образца звукопоглощающей конструкции и с многочисленными ложными отражениями от стенок,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002606172
Дата охранного документа: 10.01.2017
26.08.2017
№217.015.e15c

Способ измерения коэффициента отражения звукопоглощающей конструкции

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к способам акустического качества образцов звукопоглощающих конструкций. Способ измерения коэффициента отражения звукопоглощающей конструкции включает прием зондирующего и отраженного сигналов при помощи однонаправленного приемника из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002625617
Дата охранного документа: 17.07.2017
+ добавить свой РИД