Patent RU-2602763-C2 (RU)
Inventor: MIRONENKO MIKHAIL VLADIMIROVICH
IPC: G01H3/00
Filed: 2014-12-22
Granted: 2016-11-20
Abstract: Использование: гидрофизика, геофизика и радиофизика. Сущность изобретения: способ параметрического приема волн различной физической природы источников атмосферы, океана и земной коры в морской среде включает в себя пространственно-разнесенные по контролируемой акватории на десятки-сотни километров излучающие и приемные акустические преобразователи, сформированную между ними рабочую зону нелинейного взаимодействия и параметрического преобразования акустических просветных и измеряемых информационных волн, соединенные с преобразователями, соответственно, излучающий тракт формирования, усиления и излучения сигналов подсветки среды, а также тракт приема усиления, спектрального анализа нелинейно преобразованных просветных сигналов, выделения в спектрах верхней и (или) нижней боковых полос, определение и регистрации информационных сигналов, отличается тем, что рабочую зону нелинейного взаимодействия и параметрического преобразования просветных и измеряемых информационных волн формируют как многолучевую пространственно-развитую просветную параметрическую антенну, соизмеримую с протяженностью контролируемой акватории, для чего излучающий преобразователь располагают в центре акватории и включают в него три всенаправленных блока и устанавливают их на оси ниже и выше оси подводного звукового канала (ПЗК), а приемный преобразователь формируют аналогично излучающему преобразователю из трех одинаковых блоков, которые располагают по кругу или периметру на противоположной границе акватории и размещают их относительно ПЗК аналогично излучающим блокам, при этом каждый приемный блок формируют из трех одиночных гидрофонов, которые размещают в вертикальной плоскости по равнобедренным треугольникам, а их вершины направляют в сторону излучающих преобразователей, за счет этого совместно с излучающими преобразователями формируют просветную многолучевую параметрическую антенну, при этом в излучающий тракт измерительной системы включают последовательно соединенные блоки: звукового генератора стабилизированной частоты, усилителя мощности, трехканального блока согласования выхода усилителя с подводными кабелями и далее с излучающими акустическими преобразователями, а приемный тракт измерительной системы формируют как многоканальный и многофункциональный, который включает один канал анализа для выделения информационных сигналов, содержащий последовательно соединенные блоки: полосового усилителя, преобразователя временного масштаба сигналов в высокочастотную область, узкополосного анализатора спектров и функционально связанного с ним регистратора (рекордера), а также три канала измерения функций корреляции между средним и крайними гидрофонами приемных блоков, далее функций их взаимной корреляции для последующего измерения углов прихода многолучевых сигналов «сверху и снизу» по направлениям сформированных в вертикальной плоскости просветных параметрических антенн для каждого приемного блока, при этом в каждый из трех каналов корреляционного анализа включают последовательно соединенные: полосовые усилители, два параллельных блока измерения корреляционных функций сигналов между центральным и крайними гидрофонами приемных блоков, далее блоки измерения функций взаимной корреляции, выходы которых соединяют с общим блоком регистратора (рекордером), а также с блоком вычисления траектории лучей, как просветных параметрических антенн, и точек их пересечения на акватории (ЭВМ), при этом одиночные гидрофоны каждого приемного блока посредством кабелей через блок переключения каналов соединяют с многоканальным приемным трактом измерительной системы. Кроме того, нелинейно преобразованные просветные сигналы от каждого излучающего преобразователя принимают одиночными приемниками всех приемных блоков, что обеспечивает прием приходов просветных сигналов по отдельным лучам как параметрическим антеннам и их последующее разделение по углам приходов блоками корреляционного и взаимно корреляционного анализа. Кроме того, просветную параметрическую систему формируют как комплекс вертикальных многолучевых параметрических антенн и располагают их по кругу или периметру среды через 45 градусов, ориентируют их радиально от излучающего центра к периферии, что обеспечивает формирование общей пространственно-развитой параметрической системы мониторинга. Кроме того, расположенными в вертикальной плоскости приемными блоками совместно с излучающими блоками формируют многолучевые вертикальные параметрические антенны, при этом расстояние между преобразователями приемных блоков и их гидрофонов в вертикальной плоскости устанавливают в соответствии с корреляционными свойствами просветного акустического поля. Кроме того, в приемный и излучающий тракты системы включают блоки радиосвязи и обеспечивают согласование работы излучающего и приемного трактов измерительной системы и ее вхождения по каналам связи, предпочтительно спутниковой, в информационно-аналитический центр анализа многозвенной информации и управления системой. Кроме того, просветную радиогидроакустическую систему мониторинга наращивают (масштабируют) по пространству за счет объединения аналогичных подсистем мониторинга, разворачиваемых на других акваториях, и объединяют их по каналам радиосвязи (предпочтительно космической) в едином информационно-аналитическом центре, содержащем блок системного анализа информации, излучающий и приемный радиоблоки, и обеспечивают их двухстороннюю связь излучающим и приемным трактами системы освещения и мониторинга. Технический результат: разработка широкомасштабной радиогидроакустической просветной системы мониторинга как пространственно-развитой многолучевой параметрической антенны, соизмеримой с протяженностью контролируемой среды, обеспечивающей дальний и сверхдальний параметрический прием в морской среде волн различной физической природы атмосферы, океана и земной коры, формируемых естественными и искусственными источниками, явлениями и процессами в диапазоне частот, охватывающих десятки-единицы килогерц, сотни-десятки-единицы-доли Герца, включая сверхнизкочастотные, а также определение мест (дистанции и глубины) морских источников, возможности оперативной подстройки режимов работы системы к изменениям среды распространения просветных волн, а также к многообразию проявления информационных волн. 4 з.п. ф-лы,  17 ил.