Голямина И.П. - Ультразвук (маленькая энциклопедия) (1040516), страница 30
Текст из файла (страница 30)
усиления приемного усилителя 11 по мере увеличения времени, прошедшего после момента излучения, т. е. по мере увеличения расстояния, к-рое прошел отраженный сигнал. Для обзора пространства с помощью описанного выше Г. антенна ориентируется в различных направлениях либо с помощью ручного привода, либо посредствогс медленного автоматич. ее вращения (т. н.
рея«им шагового поиска). Современные усовершенствованные Г. производят одновременный круговой обзор. В таких Г. используется ненаправленное излучение и направленный прием при повющн акустич. антенны с «веернойг характеристикой нанраваегсности. На выходе каждого канала такой антенны имеется детектор с временем интегрирования порядка длительности импульса. Продетектированные сигналы с различных направлений поступают на электронный коммутатор, к-рый в течение времени, равного длительности посылки, поочередно снимает значения огибаю«них.
Полученный видеосигнал подается иа электроннолучевой индикатор со спиральнои разверткой и яркостной модуляцией сигнала. Такой индикатор (индикатор кругового обвара) позволяет определить одновременно и направление на цель, и расстояние до нее. и.сь.кго«гное. ГИДРОЛОКАЦИЯ вЂ” определение положения подводных объектов либо прк помощи акустич.
сигналов, создаваемых самими объектами (пассивная локации), либо в ревультате отражения от подводных объектов искусственно созданных звуковых сигналов (активная локацня). Под термином «Гт понимают исключительно акустич. локацию, поскольку звуковые волны являются единственным известным видом волн, распространяющихся в морской среде без значительного ослабления. 1, имеет большое значение в навигации для обнаружения невидимых подводных препятствий, в рмбном промысле длн обнаружения косяков и отдельных крупных рыб, в океанологии как инструмент всследования физич. свойств океана, картографирования морского дна, поиска затонувших судов, для обнаружения подводных лодок, надводных кораблей, льдов и наблюдения эа ними. При пассивной локации(шумопеленгации) направление на источник звука определяют шумопеленгатором(неленг источника), исследуя пространственную структуру звукового нона, создаваемого самим источником.
Применяют различные методы шумопелеигаций: при максимальном методе пелеиговаиия приемную гидроакустическую антенну с острой направленностью поворачивают до положения, в к-ром принятый сигнал имеет лсаксимальную ивтенсивностьб при фааововг — иамернют разность фаз между сигналами ва выходе двух разне сенных в пространстве антенн; при корреляционном — определяют относительную разницу во времени приема сигналов двумя разнесеннымн на определенное расстояние антеннами но- средством измерения взаимной корреляции; используют также комбинации этих методов, При насснвной локации расстояние до объекта определяют по двум или нескольким пеленгам, полученным несколькими приемными системами, разнесенными на' расстояния, сравнимые с расстоянием до лоцируемого объекта (метод триангуляции); так определяетсн не только положение шумящего объекта, но и траектория его движения.
Системы пассивной Г, применяются гл. обр, для гвдроакустич. оснащения подвод" ных лодок и надводных кораблей. Пассивная Г. применяется также для обнаружения подводных шумящих объектов с помощью береговых и донных систем гидро«донов, давнме от к-рых по подводному кабелю передаются на береговые системы обработки, а также с помощью системы гидроакустич.
радиобуев,информацня от к-рых принимается по радиоканалу специальными самолетами, курсирующими в районе плавания буев. Кроме того, пассивное 'определенве направления на шумящий'объект является основой ГИДРОЛОКЛЦИЯ меняется со временем Г по линейному закону Дг) = /„ + у/ (рис. 1,б), где /ь — начальная частота и у — скорость изменения частоты (обе величины постоянные). Отраженный сигнал, принятый приемником 8 с усилителеы 4, отличается по частоте от сиг- разностнои частоты / получают, подав напряькеиие с генератора 1 и усилителя 4 на смеситель б я аатем на детектор 6.
Выделив раэпостиую частоту, определяют расстояние до цели В по ф-ле В =- = с/ /2у. Разрешающая способность по расстоянию ЛВ определяется шириной полосы Л/ фильтра 7 и равна: ЛВ = сЬ//2у. Аналогична схема действия гидролокатора с шумовым излучением и корреляционной обработкой сигнала (рис. 2). Напряжение с генератора шумового сигнала 1 подается на излучатель 2. Принятый приемником 8 и усиленный шумовой сигнал поступает на коррелятор 6 — 7 вместе с задержанным во времени при помошя линии аадержки з пряммм сигналом, питающим излучатель. Если время задержки совпадает с временем запаз- Рме.
С Блек-схема гяарслспатсра с частотной меатляцвьй. рис. 3. Блек-схема гваралекатора с кор- реляционной обработкой сигнала. дывания отраженного сигнала Гю то корреляция будет максимальной. Йьсея набор корреляторов с различными временами задержек, можно по каналу с максимальной корреляцией определить время запаадывапия / и расстояние до цели В =- сс,/2. Разрешаю- действия акустич. самонаводящихся торпед, Если источник звука излучает не шумовой сигнал, а короткий импульс акустический, то положение источниКа можно определить по разностям времен прихода импульсов, принятых ненаправленными приемниками в трех или более разнесенных по пространству пунктах.
Таким способом локализации источников польауютси в береговой системе дальнего обнаружения судов, терпящих бедствие в открытом океане (система СОФАР); источником звукового импульса при этом слуясит взрыв заряда, погружаемого на глубину оси подводного звукового канала. Системы а к т и в н о й Г. основаны иа использовании авукового зха (рис.
1) и различаются методами временной модуляции посылаемого сигнала и способами обзора пространства. Несущая частота для различных гидролокационных систем моя<от различаться в довольно широких пределах. Для рыбопоисковой аппаратуры, напр., она лежит обычно в дианазоие от 2() до 100 кГц. Для определения дальности объекта в Г.
польауются амплитудной, частотной и шумовой модуляциями сигнала. Чаще всего пользуются амплитудной модуляцией, при к-рой сигнал иалучается в виде импульсов. При этом расстояние В до цели находится по времени запаздывания 1, отраженного импульса: В =- с/с/2, где с — скорость звука в среде. Разрешающая способность по расстоянию ЛВ определяется длительностью посылки т импульса, т. е. ЛВ = ст/2. В гидролокаторах с частотной модуляцией (рис. 1,а) иалучатель 2, возбуждаемый генератором 1, посмлает в воду сигнал, частота к-рого нала, излучаемого з данный момент, т. к.принятый сигнал представляет собой аадержанную на время г, копию посланного сигнала (рйс.
1,в), а частота иалучаемого сигнала за время Гс иаменилась согласно приведенной формуле. Для неподвижной цели на: / = у/с (рис. 1,г). Сигнал ГИДРОЮОН щая способность шумового корреляционного гндролокатора определяется шириной полосы Лр излучаемого шулга н равна: ЬЛ = с12ЛР. Наряду с разрешающей способностью по расстоянию, основной характеристикой гидролокаторов является дальность обнаруягения, к-рая зависит от мощности излучаемого звука, от уровня акустнч.
помех и от условий распространенна звука в водной среде. Дальность обнаружения обычно определяют по величине т. н. порогового сигнала, т. е. сигнала мнннмальной интенсивности, еще различаемого на фоне помех. Если помеха и снгнал незавпспмы, то пороговый сигнал определяется отношением полной энергия полезного сигнала к мощности помехи в данном частотном ннгервало.
Т. о., дальность обнаружения длн систем с рааличнымн видами модуляции будет одинаковой, если одинакова ях полная анергпя излучения. Однако перераспределение энергия во времени для систем с непрерывным излучением обладает тем пренмуществом, что поаволяет налучать сигнал малой мощности, т. е. не достигать порога кавнтацнн. Если основная помеха — хаотические отражения сигнала от неоднородностей среды (т. н. реверберационная помеха), то пороговый сигнал не аависит от мощности излучаемого сигнала, а определяется исключительно шириной полосы его частот; в этом случае более эффектнвны системы с частотной модуляцпей сигнала н с шумовой посылкой.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
