×
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 51-60 из 174.
29.12.2018
№218.016.ac71

Мощный импульсный свч фотодетектор

Изобретение относится к области разработки и изготовления мощных фоточувствительных полупроводниковых приборов на основе GaAs, в частности к импульсным полупроводниковым сверхвысокочастотным (СВЧ) фотодетекторам. Мощный импульсный СВЧ фотодетектор лазерного излучения на основе гетероструктуры...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002676228
Дата охранного документа: 26.12.2018
29.12.2018
№218.016.ac8a

Способ изготовления полупроводниковых лазеров

Способ изготовления полупроводниковых лазеров содержит этапы, на которых расщепляют лазерную гетероструктуру на линейки полупроводниковых лазеров во внешней атмосфере, обеспечивая грани резонатора, напыляют на внутреннюю поверхность рабочей вакуумной камеры слой алюминия толщиной не менее 50...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002676230
Дата охранного документа: 26.12.2018
29.12.2018
№218.016.acdd

Способ изготовления импульсного фотодетектора

Изобретение относится к области разработки и изготовления фоточувствительных полупроводниковых приборов на основе GaAs. Способ изготовления мощного импульсного фотодетектора, работающего в фотовольтаическом режиме (с нулевым напряжением смещения), на основе GaAs включает последовательное...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002676221
Дата охранного документа: 26.12.2018
29.12.2018
№218.016.acf3

Способ изготовления свч фотодетектора

Изобретение относится к оптоэлектронике и может быть использовано для создания мощного СВЧ фотодетектора на основе эпитаксиальных структур GaAs/AlGaAs, чувствительных к излучению на длине волны 810-860 нм. Способ заключается в создании многослойной структуры из системы чередующихся слоев AlGaAs...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002676185
Дата охранного документа: 26.12.2018
29.12.2018
№218.016.acfa

Свч фотоприемник лазерного излучения

Изобретение относится к полупроводниковым приборам, применяемым в электронике. СВЧ фотоприемник лазерного излучения состоит из подложки 1, выполненной из n-GaAs, и последовательно осажденных: слоя тыльного потенциального барьера 2 n-AlGaAs, базового слоя, выполненного из n-GaAs 3, с толщиной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002676188
Дата охранного документа: 26.12.2018
29.12.2018
№218.016.acff

Свч фотодетектор лазерного излучения

Изобретение относится к полупроводниковой электронике и может быть использовано для создания фотодетекторов (ФД) лазерного излучения (ЛИ). СВЧ фотодетектор лазерного излучения состоит из подложки 1, выполненной из n-GaAs, и последовательно осажденных: Брегговского отражателя 2, настроенного на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002676187
Дата охранного документа: 26.12.2018
23.02.2019
№219.016.c6dd

Способ получения термостойких сополиэфиркетонов с улучшенными физико-механическими характеристиками

Настоящее изобретение относится к способу получения сополиэфиркетонов с высокой термостойкостью и повышенными физико-механическими характеристиками на основе 4,4'-дигидроксибензофенона, 4,4'-дифторбензофенона, карбоната калия в качестве щелочного агента, характеризующемуся тем, что в качестве...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002680524
Дата охранного документа: 22.02.2019
26.02.2019
№219.016.c81c

Способ изготовления чувствительного элемента электроакустического преобразователя на основе пьезоактивной пленки из поливинилиденфторида (пвдф) и устройство для склейки чувствительного элемента

Изобретение относится к области изготовления электроакустических преобразователей. Способ изготовления чувствительного элемента на основе пьезоактивной пленки ПВДФ с токопроводящим покрытием включает нанесение на поверхность двух пьезоактивных пленок липкого слоя эпоксидной клеевой композиции,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002680670
Дата охранного документа: 25.02.2019
28.02.2019
№219.016.c853

Ампульное устройство для реакторных исследований

Изобретение относится к ядерной технике, а именно к ампульным облучательным устройствам для реакторных исследований свойств тепловыделяющих элементов. Ампульное устройство для реакторных исследований включает внешнюю цилиндрическую оболочку с герметизирующими торцевыми крышками, внутри которой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002680721
Дата охранного документа: 26.02.2019
03.03.2019
№219.016.d231

Способ изготовления мощного фотодетектора

Изобретение может быть использовано для создания СВЧ-фотодетекторов на основе эпитаксиальных структур GaAs/AlGaAs, чувствительных к излучению на длине волны 810-860 нм. Способ заключается в создании фоточувствительной области и контактной площадки для бондинга вне фоточувствительной области на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002680983
Дата охранного документа: 01.03.2019
Показаны записи 31-37 из 37.
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
12.04.2023
№223.018.4297

Способ обсервации подводного аппарата

Использование: изобретение относится к способам навигации автономных подводных аппаратов (ПА), конкретно к гидроакустическим способам определения местонахождения ПА с использованием подводных акустических маяков. Сущность: вместо активного акустического маяка, излучающего гидроакустические...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002763114
Дата охранного документа: 27.12.2021
15.05.2023
№223.018.58ef

Способ проводки судна через заминированный район моря

Изобретение относится к способам проводки судов через заминированный район моря. При подходе к заминированному району судно стопорит ход и спускает на воду автономный необитаемый подводный аппарат (АНПА), оснащённый аппаратурой поиска мин. АНПА под управлением собственной системы управления...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002760802
Дата охранного документа: 30.11.2021
15.05.2023
№223.018.58f8

Способ определения класса шумящего морского объекта

Изобретение относится к области гидроакустики, а именно к гидроакустическим комплексам (ГАК), оснащенным пассивным и активным режимами работы, и предназначенным для обнаружения подводных и надводных объектов. Технический результат - повышение вероятности классификации на предельных дистанциях...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002760912
Дата охранного документа: 01.12.2021
01.06.2023
№223.018.7516

Распределенная система подводного наблюдения

Изобретение относится к области гидроакустики, а именно к распределенным системам подводного наблюдения (РСПН). Технический результат - повышение дальности обнаружения и точности определения координат и параметров движения малошумных подводных объектов. Указанный технический результат...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002741760
Дата охранного документа: 28.01.2021
01.06.2023
№223.018.751c

Способ определения класса шумящего морского объекта

Изобретение относится к области гидроакустики, а именно к пассивным шумопеленгаторным станциям, предназначенным для обнаружения подводных объектов и надводных объектов по их шумоизлучению. Технический результат - повышение достоверности классификации на предельных дальностях обнаружения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002746581
Дата охранного документа: 19.04.2021
19.06.2023
№223.018.81c4

Способы определения координат морской шумящей цели

Использование: 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. Сущность: в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002797161
Дата охранного документа: 31.05.2023
+ добавить свой РИД