06.07.2020
220.018.2f7b

Способ обзора пространства гидролокатором обеспечения безопасности плавания автономного необитаемого подводного аппарата

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0002725706
Дата охранного документа
03.07.2020
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: 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 гидролокатора обеспечения безопасности плавания (ГОБП) АНПА. Указанный технический результат достигается использованием многочастотного гидролокатора и оптимизацией использования оборудования ГОБП в зависимости от решаемой задачи: - для обнаружения навигационных препятствий на максимальной дальности излучение зондирующих сигналов (ЗС) осуществляется на наименьшей частоте, обеспечивающей малое затухание ЗС при распространении до препятствия и обратно. При этом при формировании характеристик направленности используется только часть элементов приемной антенны, а именно элементы, отстоящие друг от друга на расстояние, равное половине длины волны на частоте излучения. Элементы приемной антенны, не задействованные в формировании характеристик направленности, в интересах сокращения энергопотребления отключаются; - для наблюдения объектов с высоким разрешением в интересах их классификации на малых дальностях излучение ЗС осуществляется на наибольшей частоте, но при сокращенной мощности излучения, рассчитываемой исходя из дистанции до объекта. При этом для формирования характеристик направленности используются сигналы с выхода всех элементов приемной антенны. 1 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к способам использования автономных необитаемых подводных аппаратов (АНПА), а точнее к способам обеспечения их энергоэффективности.

При задании миссии АНПА на большом удалении от базы остро стоит вопрос экономного расходования энергии его аккумуляторной батареи (АБ) (либо другого источника энергии). Одной из наиболее энергозатратных систем АНПА является гидролокатор обеспечения безопасности плавания (ГОБП), который при движении АНПА по заданному маршруту обеспечивает навигационную безопасность АНПА, т.е. своевременное обнаружение неподвижных и подвижных навигационных препятствий и выдачу данных по ним в систему управления АНПА.

ГОБП оборудован (фиг. 1) излучающей 3 и приемной 4 антеннами (как правило, многоэлементными), генераторным устройством 2 (ГУ), устройством формирования зондирующих сигналов 1 (ЗС) и устройством обработки сигналов 5 с выхода элементов приемной антенны 4. Работа ГОБП включает:

- формирование ЗС устройством формирования ЗС;

- излучение ЗС при помощи ГУ и излучающей антенны в заданном секторе углов в горизонтальной и вертикальной плоскости;

- прием отраженных от цели сигналов элементами приемной антенны;

- формирование характеристик направленности приемной антенны, образующих пеленгационный рельеф;

- обнаружение эхосигналов в пеленгационном рельефе.

В качестве прототипа выберем способ обзора пространства в системе освещения ближней обстановки (СОБО) подводной лодки, описанной в работе [Корякин Ю.А., Смирнов С.А., Яковлев Г.В. Корабельная гидроакустическая техника. Состояние и актуальные проблемы. СПб.: Наука, 2004] и предназначенной для обнаружения неподвижных и подвижных навигационных препятствий в активном режиме работы.

Обзор пространства в СОБО осуществляется путем периодического излучения ЗС в заданном секторе курсовых углов. Период излучения ЗС в СОБО рассчитывается по формуле:

где ΔТЗС - период излучения ЗС;

Rш - выбранная шкала освещаемой дальности;

Сзв - среднегоризонтальная скорость распространения ЗС в текущих гидроакустических условиях.

Недостатком способа-прототипа является большой расход СОБО электроэнергии АБ.

Решаемая техническая проблема - повышение энергоэффективности использования АНПА.

Технический результат - сокращение энергопотребления ГОБП.

Указанный технический результат достигается оптимизацией использования оборудования ГОБП в зависимости от решаемой задачи. Конкретнее имеется в виду следующее. На ГОБП возлагается решение двух во многом противоречивых задач:

- обнаружение навигационных препятствий на максимальной дальности;

- наблюдение объектов с высоким разрешением в интересах их классификации на малых дальностях.

Для решения первой задачи работа ГОБП должна вестись на низкой частоте, обеспечивающей малое затухание сигнала. Для решения второй задачи работа ГОБП должна осуществляться на высокой частоте, обеспечивающей высокое разрешение по углу наблюдения.

Данное противоречие при использовании одной и той же аппаратуры ГОБП может быть разрешено следующим образом:

- генераторное устройство и излучающая антенна должны быть спроектированы на излучение ЗС на нескольких (как минимум, двух) частотах, разнесенных друг от друга на октаву;

- конструкция приемной антенны должна быть оптимальной для наибольшей частоты излучения, в частности, для обеспечения минимального уровня боковых лепестков характеристики направленности расстояние между элементами приемной антенны должно быть не более половины длины волны на наибольшей частоте излучения [Смарышев М.Д. Направленность гидроакустических антенн. Л.: Судостроение, 1973]. При этом элементы приемной антенны должны иметь полосу частот, позволяющую принимать эхосигналы на всех излучаемых частотах с учетом полосы частот ЗС и возможного доплеровского смещения частоты эхосигнала. Кроме того, должна быть предусмотрена возможность отключения отдельных элементов приемной антенны (т.е. прекращение подачи на них электропитания);

- для обнаружения навигационных препятствий на максимальной дальности излучение ЗС осуществляется на наименьшей частоте, обеспечивающей малое затухание ЗС при распространении до препятствия и обратно. При этом при формировании характеристик направленности используется только часть элементов приемной антенны, а именно элементы, отстоящие друг от друга на расстояние, равное половине длины волны на частоте излучения. Количество таких элементов составляет долю от общего количества элементов приемной антенны, равную отношению наибольшей и наименьшей частот излучения. Элементы приемной антенны, не задействованные в формировании характеристик направленности, в интересах сокращения энергопотребления отключаются;

- для наблюдения объектов с высоким разрешением в интересах их классификации на малых дальностях излучение ЗС осуществляется на наибольшей частоте, но при сокращенной мощности излучения, рассчитываемой исходя из фактической дистанции до объекта по формуле [Урик Р. Дж. Основы гидроакустики. - Л.: Судостроение, 1978]:

где Wэл - электрическая мощность излучения, Вт;

Qпор - пороговое для обнаружения отношение сигнал/помеха на выходе коррелятора;

Rоб - фактическая дистанция до объекта, км;

Рпом - давление суммарной помехи в полосе ЗС, Па;

β - коэффициент пространственного затухания на частоте ЗС, дБ/км;

γизл, γпр - коэффициент концентрации излучающей и приемной антенны соответственно;

η - КПД излучающей антенны;

A(Rоб) - аномалия распространения ЗС на дистанции Rоб от приемной антенны.

При этом для формирования характеристик направленности используются сигналы с выхода всех элементов приемной антенны.

В результате использования предлагаемых технических решений относительное уменьшение энергопотребления ГОБП составляет:

- при обнаружении навигационных препятствий на максимальной дальности за счет задействования только части элементов приемной антенны низкочастотного диапазона: 30×(N-1)%, где N - количество частот излучения;

- при наблюдении объектов с высоким разрешением в высокочастотном диапазоне в интересах их классификации на малых дальностях за счет уменьшения мощности излучения пропорционально дальности до объекта (см. выражение 2): [1-(Rоб/Rmax)4]×100%, где Rmax - максимальная дальность обнаружения объекта на наибольшей частоте излучения; Rоб - фактическая дальность до наблюдаемого объекта.

Таким образом, заявленный технический результат - сокращение энергопотребления ГОБП - можно считать достигнутым.

Способ обзора пространства гидролокатором обеспечения безопасности плавания автономного необитаемого подводного аппарата, оборудованным многоэлементными излучающей и приемной антеннами, генераторным устройством, устройством формирования зондирующих сигналов и устройством обработки сигналов с выхода элементов приемной антенны, включающий излучение зондирующих сигналов в заданном секторе обзора, прием отраженных от цели сигналов элементами приемной антенны, формирование характеристик направленности приемной антенны, образующих пеленгационный рельеф, обнаружение эхосигналов в пеленгационном рельефе, отличающийся тем, что излучение зондирующих сигналов осуществляют на одной из фиксированных частот, при этом частота и мощность излучения выбираются в зависимости от предполагаемой дистанции до навигационного препятствия и необходимой разрешающей способности обзора пространства, а формирование характеристик направленности приемной антенны осуществляют с использованием сигналов с выхода только тех элементов приемной антенны, которые обеспечивают минимальный уровень боковых лепестков характеристики направленности приемной антенны.
Способ обзора пространства гидролокатором обеспечения безопасности плавания автономного необитаемого подводного аппарата
Способ обзора пространства гидролокатором обеспечения безопасности плавания автономного необитаемого подводного аппарата
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 152.
13.01.2017
№217.015.88dc

Одномодовый плазмонный волновод

Изобретение относится к плазмонной интегральной оптике и может быть использовано при конструировании компонентов плазмонных устройств различного назначения. Одномодовый плазмонный волновод, выполненный в виде заполненного диэлектриком протяженного V-образного канала в пленке металла на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002602737
Дата охранного документа: 20.11.2016
25.08.2017
№217.015.b204

Квантовый генератор случайных чисел

Изобретение относится к квантовым генераторам случайных чисел и может быть использовано в криптографии. Техническим результатом является повышение качества, степени надежности и скорости генерации. Устройство содержит источник фотонов, однофотонный детектор, измеритель времени, задающий...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002613027
Дата охранного документа: 14.03.2017
25.08.2017
№217.015.b401

Генератор плазмонных импульсов терагерцовой частоты

Изобретение относится к технике генерации импульсов терагерцовой частоты. Генератор плазмонных импульсов терагерцовой частоты включает спазер в режиме пассивной модуляции добротности на основе активной среды, помещенной в резонансную структуру, образованную в тонкой пленке металла, размещенной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002613808
Дата охранного документа: 21.03.2017
25.08.2017
№217.015.c0b4

Устройство для изготовления интегральной оптической волноводной структуры

Изобретение относится к области изготовления трехмерных интегральных оптических волноводных структур. Устройство для изготовления интегральной оптической волноводной структуры в оптически прозрачном образце с показателем преломления n, включающее в себя трехмерную систему перемещения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002617455
Дата охранного документа: 25.04.2017
25.08.2017
№217.015.d079

Устройство для сейсмической разведки

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано для проведения подводной многомерной сейсмической разведки на акваториях, покрытых льдом. Устройство для сейсмической разведки снабжено буксируемой капсулой. Капсула состоит из правого и левого бортов, в которых на специальных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002621272
Дата охранного документа: 01.06.2017
25.08.2017
№217.015.d304

Способ подводной сейсмической разведки

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано для поиска и уточнения строения месторождений углеводородов и других полезных ископаемых на акваториях, покрытых льдом круглогодично или большую часть года, и повышения эффективности процесса их освоения. При реализации...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002621638
Дата охранного документа: 06.06.2017
25.08.2017
№217.015.d32a

Сеть квантового распределения ключей

Изобретение относится к области сетевой волоконно-оптической квантовой криптографии - к защищенным информационным сетям с квантовым распределением криптографических ключей. Технический результат - создание сети с возможностью реконфигурации, а также обладающей большей выживаемостью при потере...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002621605
Дата охранного документа: 06.06.2017
26.08.2017
№217.015.de15

Подводный буровой модуль для бурения нефтяных и газовых скважин

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к буровым модулям, предназначенным для бурения нефтяных и газовых скважин на шельфах морей. Подводный буровой модуль, имеющий открытую рамную конструкцию, включает буровую вышку с вертикальными направляющими для бурильной машины,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002624841
Дата охранного документа: 07.07.2017
26.08.2017
№217.015.e62e

Система детектирования одиночных фотонов

Изобретение относится к области оптического приборостроения и касается системы детектирования одиночных фотонов. Система включает в себя приемный модуль с приемной зоной, блок ориентации, оптический модуль и световод, который имеет оболочку с первым и вторым окончаниями и сердцевину с первым и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002627025
Дата охранного документа: 02.08.2017
29.12.2017
№217.015.f0bd

Композиция для получения полупроницаемой пористой мембраны

Изобретение относится к составу формовочного раствора для получения нетканого материала методом электроформования и может использоваться для получения водоупорной, воздухо-, паропроницаемой мембраны, а также регулирования комплекса эксплуатационных свойств мембранного материала. Композиция...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002638981
Дата охранного документа: 19.12.2017
Показаны записи 1-10 из 31.
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

Похожие РИД в системе