ПЕЛЕНГАТОР ВОДОЛАЗА

Полезная модель относится к пеленгаторам для определения направления с использованием звуковых и ультразвуковых колебаний в водной среде.
Известен пеленгатор для водолаза по заявке RU 2002111457, МПК G 01 S 3/80, публикация 10.11.03, который содержит два приемных канала, каждый из которых содержит ненаправленную антенну и телефоны. В пеленгаторе использован амплитудный метод определения направления на объект по разности уровней звуковых сигналов, сформированных в правом и левом телефонах водолаза.
Известно устройство определения направления по заявке JP 05-264708, МПК G 01 S 3/80, публикация 12.10.93. Устройство определения направления содержит двухэлементную антенну, коррелометр и вспомогательный вычислитель. Направление определяется вычислением на основе сравнения корреляции сигналов на выходе схемы фазовой обработки с данными, полученными по экспериментальной градуировочной формуле
Наиболее близким аналогом является устройство для определения направления по патенту US 3947803, МПК G 01 S 3/80, публикация 30.03.76. Устройство состоит из трех гидроакустических приемников и трех коррелометров, выходы которых подключены к компьютеру. Направление на объект и расстояние до него определяется в компьютере по максимумам коэффициентов корреляции между сигналами с гидроакустических приемников. Недостатком этого устройства является наличие 3-х гидроакустических приемников разнесенных в пространстве и отсутствие системы определения направления без применения визуальных индикаторов.
Заявляемая полезная модель решает техническую задачу создания малогабаритного пеленгатора для водолаза с двумя гидроакустическими приемниками, удобного в использовании и позволяющего определять по тону
звукового сигнала в телефонах направление на источник (объект), излучающий шумовой сигнал.
Пеленгатор водолаза содержит два ненаправленных гидроакустических приемника, состоящих из антенны и усилителя и размещенных на костюме, маске или оборудовании водолаза, к выходам которых подключены входы соответствующих каналов двух коррелометров, содержащих перемножитель и интегратор. Между выходом первого приемника и входом одного из каналов второго коррелометра включен блок временной задержки сигнала. Выходы коррелометров соединены со входами блока обработки, который содержит два аналого-цифровых преобразователя и микроконтроллер, а выход последнего подключен к телефонам водолаза.
Сигналы, принятые гидроакустическими приемниками, усиливаются и поступают в коррелометры. Величина напряжения на выходе одного коррелометра максимальна при расположении источника (маяка) на линии, перпендикулярной линии, соединяющей приемники (т.н. антенной базе) и проходящей через ее середину. Величина напряжения на выходе другого коррелометра максимальна при нахождении источника на одной из двух линий, расположенных симметрично под углом от линии, перпендикулярной линии соединяющей приемники, и проходящих через центр антенной базы. Величина этого угла зависит от величины временной задержки сигнала в блоке задержки.
При пеленгации сигнала водолаз сначала совершает поворот в горизонтальной плоскости в заранее оговоренную сторону, при этом блок обработки отслеживает моменты, когда напряжения на выходе коррелометров достигают заданной максимальной величины. При появлении максимумов в таком порядке: 2-ой коррелометр/1-ый коррелометр, в телефоны водолаза поступает звуковой сигнал, свидетельствующий о том, что маяк находится перед ним. Тем самым устраняется при применении ненаправленных гидроакустических приемников (что необходимо для обеспечения подводной связи) неоднозначность пеленга («спереди/сзади»). Далее водолаз плывет в направлении маяка. При этом блок обработки формирует в телефонах звуковой сигнал, высота тона которого зависит от величины напряжения на выходе первого коррелометра, что позволяет выделять на слух максимум коэффициента корреляции, который соответствует направлению на источник. При отклонении от направления на источник выходное напряжение первого коррелометра уменьшается, изменяя тон сигнала в телефонах, и при установленном значении блок обработки выключает
звуковой сигнал. При обратном развороте в направлении маяка звуковой сигнал в телефонах водолаза снова включается. Таким образом, формируется «сектор наведения».
Каждый гидроакустический приемник содержит последовательно соединенные антенну и усилитель, при этом выход усилителя является выходом гидроакустического приемника.
Каждый коррелометр содержит перемножитель, два входа которого являются входами каналов коррелометра, а к выходу перемножителя подсоединен интегратор, являющийся выходом коррелометра.
Блок обработки содержит два аналого-цифровых преобразователя, входы которых являются входами блока и микроконтроллер, входы которого соединены с выходами аналого-цифровых преобразователей, а выход микроконтроллера подключен к телефонам водолаза.
Полезная модель поясняется рисунками:
на Фиг.1 - обобщенная блок- схема пеленгатора,
на Фиг.2 - блок-схема коррелометра,
на Фиг.3 - блок схема блока обработки,
на Фиг.4 - расположение антенн на водолазе и характеристики направленности пеленгатора.
Пеленгатор водолаза (Фиг.1) содержит два гидроакустических приемника 1, два коррелометра 2, между выходом одного из приемников 1 и входом одного из каналов одного из коррелометров 2 включен блок задержки 3 сигнала, выходы коррелометров 2 соединены с блоком обработки 4. Выходы блок обработки 4 подключены к телефонам 5 водолаза.
Приемник 1 состоит из антенны 6 и усилителя 7 (Фиг.1). Каждый из коррелометров 2 содержит перемножитель 8 и интегратор 9 (Фиг.2). Блок обработки 4 включает два аналого-цифровых преобразователя 10 и микроконтроллер 11.
Пеленгатор принимает шумовой акустический сигнал, например, от маяка, с помощью двух антенн 6, разнесенных на заданное расстояние друг от друга, с образованием т.н. антенной базы, и установленных или на костюие, или на маске, или на оборудовании водолаза (Фиг.4). Сигналы с антенн 6 усиливаются в усилителях 7. Далее (Фиг.3) сигналы поступают на два коррелометра 2, где
формируются напряжения, пропорциональные коэффициентам корреляции. В первый коррелометр 2 сигналы поступают без задержки, а во второй коррелометр 2* на один из каналов сигнал поступает через блок задержки 3. Сигналы с выходов коррелометров преобразуются в цифровую форму аналого-цифровыми преобразователями 10 и поступают на входы микроконтроллера 11, где происходит логическая обработка сигналов и формирование звукового сигнала наведения, который поступает на телефоны 5 водолаза.
Расположение водолаза 12, вариант размещения антенн 6 на водолазе представлены на Фиг.4, там же показаны диаграммы направленности пеленгатора в горизонтальной плоскости - лучи 13 и 15 формируются коррелометром 2, лучи 14 и 16 формируются коррелометром 2*, причем величина угла а между ними устанавливается в зависимости от временной задержки сигнала в блоке 3.