×
29.06.2019
219.017.9dab

ГИДРОАКУСТИЧЕСКАЯ АНТЕННА

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: 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 исполнении. Выход каждого из гидроакустических приемников подключен к свободному входу ближайшего блока предварительной обработки сигнала, осуществляющего усиление, фильтрацию, аналогово-цифровое преобразование, помехоустойчивое кодирование и цифровое уплотнение сигналов от гидроакустических приемников. Такое расположение позволяет обеспечить минимальную протяженность аналоговых линий и равномерно распределить блоки предварительной обработки сигнала по формообразующему каркасу. Техническим результат - уменьшение занимаемого блоками предварительной обработки информации объема носителя, сокращение длины кабелей, передающих аналоговый сигнал от гидроакустических приемников к блокам предварительной сигнала, и, как следствие, повышение помехоустойчивости, а также уменьшение числа гермовводов в корпус носителя за счет оцифровки и уплотнения информации. 3 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области гидроакустики и может быть применено при разработке гидроакустических систем (ГАС) различного назначения.

Гидроакустический приемник (ГП) антенны преобразует входную физическую величину (например, давление, колебательную скорость, колебательное ускорение) в выходной электрический сигнал. Перед тем как он поступит в систему пространственно-частотно-временной обработки, сигнал поступает в блок предварительной обработки сигнала (ПОС) (Волович З.С., Лонкевич А.И., Барсуков Ю.В. Системы предварительной обработки сигналов. 50 лет ЦНИИ «Морфизприбор», с.345-350). Данный блок имеет в своем составе, как правило, усилители, фильтры, а в случае цифровой ГАС также аналого-цифровые преобразователи, устройства помехоустойчивого кодирования и цифрового уплотнения сигналов (Корякин Ю.А., Смирнов С.А., Яковлев Г.В. Корабельная гидроакустическая техника: состояние и актуальные проблемы, с.53; Олифер В.Г., Олифер Н.А. Компьютерные сети: принципы, технологии, протоколы). Блоки ПОС, обрабатывающие сигналы со всех ГП, объединяются в систему ПОС (СПОС). Компоновка СПОС определяется описываемыми ниже требованиями, среди которых можно выделить помехозащищенность передаваемых сигналов, габаритные характеристики и число гермовводов, необходимых для передачи сигнала от гидроакустической антенны к системам конечной обработки, находящимся в корпусе носителя ГАС. Рассмотрим данные требования.

Совершенствование способов обработки гидроакустической информации позволило резко снизить отношение сигнал/помеха (ОСП), при котором осуществляется обнаружение и обработка сигнала. Соответственно, также снизилось и ОСП на выходе ГП, осуществляющих первичное преобразование давления на входе в электрический сигнал. Это привело к возрастанию влияния электромагнитных наводок на выходной сигнала ГП, т.к. величина полезного сигнала стала соизмеримой с ними. Внешние поля влияют на ГП и кабель связи с блоком ПОС, по которому передается аналоговый сигнал. Помехи, наводимые в ГП, конструкцией СПОС не устранить и они рассматриваются отдельно (например, патент СССР №1840336 «Гидроакустическая приемная антенна»). В кабеле, в свою очередь, на сигнал ГП оказывают влияние как внешнее электромагнитное поле, так и взаимные наводки жил кабеля. В случае ЭДС, наводимой в ГП внешним полем, известны различные методы ее компенсации как экранированием, так и симметрированной прокладкой кабелей (патент СССР №1840336 «Гидроакустическая приемная антенна»; Гурвич А.А., Гусев Н.М., Яковлев Г.В. Гидроакустические системы с гибкими протяженными буксируемыми антеннами. Судостроение за рубежом. №10, 1989). Однако данные подходы приводят к усложнению конструкции, поэтому как желательное требование выдвигается сокращение длины кабеля от ГП до блока ПОС (например, заявка на изобретение РФ №2005119850 «Гидроакустическая антенна и способ ее электропитания»).

С другой стороны, необходимо разместить блоки ПОС таким образом, чтобы СПОС занимала как можно меньше рабочего объема внутри носителя. Так, например, известны способы построения ГАС со сферической антенной, при которых СПОС расположена внутри антенны в отдельной герметизированной капсуле (Корякин Ю.А., Смирнов С.А., Яковлев Г.В. Корабельная гидроакустическая техника: состояние и актуальные проблемы, с.314). В данном случае соблюдается и условие минимизации расстояния. При использовании ряда антенн с двойной кривизной (сферических, цилиндрических и т.п.) такое расположение СПОС вполне оправдано. Однако в случае конформных, линейных и т.п.антенн сосредоточение СПОС в единой герметизированной капсуле или объеме рабочего пространства корпуса носителя приведет к нерациональному расходованию внутреннего объема носителя. Кроме того, увеличится общая протяженность соединительных кабелей, особенно от удаленных элементов антенны. Также необходимо отметить, что при размещении СПОС внутри корпуса носителя возрастает число гермовводов, необходимых для передачи сигналов от ГП к системе конечной обработки (Корякин Ю.А., Смирнов С.А., Яковлев Г.В. Корабельная гидроакустическая техника: состояние и актуальные проблемы, с.237-239).

Решение, предлагаемое в данном патенте, является наиболее близким к гидроакустической антенне произвольной формы, состоящей из отдельных ГП, закрепленных на формообразующем каркасе, и размещенной за пределами корпуса носителя. Описание подобных антенн можно найти, например, Смарышев М.Д., Добровольский Ю.Ю. Гидроакустические антенны или Корякин Ю.А., Смирнов С.А., Яковлев Г.В. Корабельная гидроакустическая техника: состояние и актуальные проблемы. Можно указать ряд патентов, описывающих данные антенны. К ближайшему аналогу (прототипу) заявленного изобретения можно отнести патент РФ №2259643 «Гидроакустическая многоэлементная антенна выпуклой формы».

Основной недостаток гидроакустических антенн (вышеуказанного прототипа) и, в частности, составляющих их модулей (описываемых, например, в патенте РФ №2167499 «Линейный модуль гидроакустической антенны») заключается в том, что информация с выходов аналоговых датчиков для дальнейшей обработки передается внутрь корпуса носителя в исходном виде, т.е. в виде аналогового сигнала. Это приводит к низкой помехоустойчивости тракта передачи сигнала и необходимости большого числа герметичных вводов в корпусе носителя.

Задачей изобретения является уменьшение рабочего объема, занимаемого СПОС в корпусе носителя, сокращение числа гермовводов в корпус носителя, а также снижение протяженности кабелей, передающих аналоговый сигнал, соединяющих ГП и ПОС, и, как следствие, повышение помехоустойчивости передачи сигнала от ГП к системе их обработки.

Для решения поставленной задачи в гидроакустическую антенну, состоящую из формообразующего каркаса и гидроакустических приемников с линиями электрических коммуникаций введены следующие новые признаки: за пределами корпуса носителя на каркасе антенны закреплены блоки предварительной обработки сигнала, выполненные в герметичном компактном исполнении для обработки сигналов от гидроакустических приемников, а выход каждого гидроакустического приемника подключен к свободному входу ближайшего блока предварительной обработки сигнала, который осуществляет усиление, фильтрацию, аналогово-цифровое преобразование, помехоустойчивое кодирование и цифровое уплотнение сигналов от гидроакустических приемников.

Техническим результатом изобретения является уменьшение рабочего объема, занимаемого СПОС в корпусе носителя, сокращение числа вводов в корпус носителя, а также повышение помехозащищенности сигнала, передаваемого от ГП к блоку ПОС, вследствие сокращения протяженности кабелей, передающих аналоговый сигнал от ГП к блокам ПОС.

Вышеуказанные технические результаты достигаются благодаря заявленной схеме размещения и конструктивным особенностям блоков ПОС, которые позволяют обеспечить более компактное расположение СПОС и, как следствие, меньший занимаемый объем и протяженность соединительных кабелей. Это становится возможным благодаря исполнению ПОС в виде однотипных небольших герметичных блоков, которые можно равномерно расположить вдоль гидроакустической антенны за пределами корпуса носителя. Расположение же ПОС вместе с антенной позволяет сократить число гермовводов в корпус, т.к. сокращается число кабелей, необходимых для передачи сигнала, обработанного ПОС.

Сущность изобретения поясняется на фигурах 1, 2 и 3. На фигуре 1 изображен пример общего вида блока ПОС и его габаритов. На фигуре 2 схематично показано общее расположение ПОС относительно антенны. На фигуре 3 представлена схема прохождения сигнала в канале «водная среда»-ГП-ПОС-«ввод в корпус носителя ГАС».

На фигуре 1 показан, с указанием геометрических размеров, внешний вид конкретного блока ПОС.Он выполнен в герметичном корпусе и предназначен для установки вместе с гидроакустической антенной. Для этого с помощью скоб (1) блок ПОС закрепляется на конструктивных элементах формообразующего каркаса конформной гидроакустической антенны. При этом на вход блока ПОС (2) подключаются три кабеля с аналоговым сигналом, получаемым от ГП. После прохождения предварительной обработки сигнал преобразуется блоком ПОС таким образом, что для его дальнейшей передачи используется единственный кабель, подключаемый к выходу блока (3). Возможны также как другие конструкции блока ПОС, так и иное количество входных кабелей.

На фигуре 2 схематично показано расположение блоков ПОС относительно антенной решетки, поясняющее выигрыш в занимаемом объеме и минимизацию длины соединительных кабелей между ГП и соответствующим блоком ПОС.Блоки ПОС (6) равномерно вдоль антенны устанавливаются на формообразующий каркас (5) в непосредственной близости от нее. Такое размещение становится возможным благодаря их небольшим размерам, что обеспечивается обработкой сигналов от ограниченного числа ГП. Сигналы с ГП (4) по кабелям (7) передаются в блоки ПОС по кратчайшему пути. Причем сигналы от нескольких ГП могут передаваться по общему кабелю (например, патент РФ №2167499 «Линейный модуль гидроакустической антенны»). В свою очередь, кабели от нескольких блоков ГП поступают в один блок ПОС, с выхода которого через один общий кабель (9) обработанные сигналы через гермоввод (8) передаются внутрь корпуса носителя ГАС. Это приводит к сокращению необходимого числа гермовводов.

На фигуре 3 приведена блок-схема прохождения сигнала, поясняющая принцип работы устройства. Гидроакустическое давление на входе ГП (4) преобразуется им в аналоговый сигнал. Несколько ГП (4) объединяются в блок ГП (10) с общим кабелем для передачи выходных аналоговых сигналов (например, патент РФ №2167499 «Линейный модуль гидроакустической антенны»). Несколько таких кабелей подключаются к входам блока ПОС (6), где осуществляется усиление, фильтрация, аналогово-цифровое преобразование, помехоустойчивое кодирование и цифровое уплотнение сигнала. Цифровой сигнал с выхода блока ПОС, соответствующий определенному ГП, по общему кабелю передается через гермоввод (8) на аппаратуру цифровой обработки сигнала, установленную на носителе.

Предложенный способ установки блока ПОС позволяет уменьшить занимаемый СПОС рабочий объем носителя, сократить длину кабелей, передающих сигнал от ГП к ПОС и уменьшить число гермовводов в корпусе носителя. Таким образом, задачу изобретения можно считать решенной.

Гидроакустическая антенна, состоящая из формообразующего каркаса и гидроакустических приемников с линиями электрических коммуникаций, отличающаяся тем, что за пределами корпуса носителя на каркасе закреплены блоки предварительной обработки сигнала, выполненные в герметичном компактном исполнении для обработки сигналов от гидроакустических приемников, а выход каждого гидроакустического приемника подключен к свободному входу ближайшего блока предварительной обработки сигнала, который осуществляет усиление, фильтрацию, аналогово-цифровое преобразование, помехоустойчивое кодирование и цифровое уплотнение сигналов от гидроакустических приемников.
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 44.
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
10.09.2013
№216.012.68ec

Способ обработки информации в гидроакустической антенне

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,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492507
Дата охранного документа: 10.09.2013
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 38.
10.09.2013
№216.012.68ec

Способ обработки информации в гидроакустической антенне

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,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492507
Дата охранного документа: 10.09.2013
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
27.11.2014
№216.013.0b10

Способ получения упругого и звукопоглощающего полимерного материала с термопластичными микросферами

Изобретение относится к технологии изготовления упругих, звукопоглощающих и звукоизолирующих композиций на основе полиуретанов и термопластичных микросфер. Способ получения композиции из полимерного материала и порошкообразного наполнителя содержит процессы смешения компонентов, удаления...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002534240
Дата охранного документа: 27.11.2014
20.12.2014
№216.013.1078

Бескорпусная гидроакустическая антенна

Изобретение относится к области гидроакустики, а именно к гидроакустическим антеннам, и может быть использовано в гидроакустических донных или опускаемых станциях различного назначения. Задача изобретения - повышение эффективности работы гидроакустических станций. Сущность изобретения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002535639
Дата охранного документа: 20.12.2014
27.07.2015
№216.013.6863

Способ обнаружения и сопровождения целей циклически работающей системой наблюдения, состоящей из нескольких разнородных приемных каналов

Изобретение относится к области создания систем наблюдения, состоящих из нескольких разнородных приемных каналов. Существо предлагаемого изобретения состоит в том, что если условию идентичности наблюдаемой и комплексной цели удовлетворяет несколько комплексных целей, то из них выбирается та,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002558276
Дата охранного документа: 27.07.2015
10.05.2018
№218.016.4423

Способ определения координат (пеленга и дистанции) и параметров движения (курса и скорости) морской шумящей цели

Изобретение относится к области гидроакустики, а именно к пассивным способам определения координат (пеленга и дистанции) и параметров движения (курса и скорости) морской шумящей цели (далее КПДЦ) по информации шумопеленгаторных станций (далее ШПС), установленных на подвижных носителях...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002649887
Дата охранного документа: 05.04.2018
29.05.2018
№218.016.56ff

Способ формирования характеристики направленности плоской, горизонтально расположенной многоэлементной излучающей антенны доплеровского лага

Изобретение относится к области кораблевождения, а именно к способам и устройствам измерения абсолютной скорости судна. Решаемая техническая проблема - уменьшение погрешности измерения собственной скорости судна и увеличение предельной глубины работы лага без увеличения цены и габаритов...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002655020
Дата охранного документа: 23.05.2018
29.05.2018
№218.016.570a

Способ измерения скорости судна доплеровским лагом

Изобретение относится к области кораблевождения, а именно к способам и устройствам измерения абсолютной скорости судна. Достигаемый технический результат - повышение надежности обнаружения эхосигналов, отраженных от морского дна, при наличии во входном сигнале, кроме эхосигналов, отраженных от...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002655019
Дата охранного документа: 23.05.2018
05.07.2018
№218.016.6c3b

Способ измерения скорости судна доплеровским лагом

Изобретение относится к области кораблевождения, а именно к способам и устройствам измерения абсолютной скорости судна. Решаемая техническая проблема - увеличение надежности и точности работы доплеровского лага без значительного увеличения цены и габаритов аппаратуры. Достигаемый технический...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002659710
Дата охранного документа: 03.07.2018
30.08.2018
№218.016.817a

Способ измерения скорости судна доплеровским лагом

Изобретение относится к области кораблевождения, а именно к способам и устройствам измерения абсолютной скорости судна. Одним из условий безопасного кораблевождения является постоянный контроль абсолютной (относительно дна) скорости судна и расстояния до дна. Указанный технический результат...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002665345
Дата охранного документа: 29.08.2018
+ добавить свой РИД