ГИДРОАКУСТИЧЕСКОЕ ПРИЕМНОЕ УСТРОЙСТВО

Полезная модель относится к области техники гидроакустика, а конкретно к гидроакустическим приемным устройствам шумопеленгаторных, гидролокационных станций и аппаратуры обнаружения гидролокационных сигналов.
Известно «Гидроакустическое приемное устройство», наиболее близкое по технической сущности заявленной полезной модели и выбранное в качестве прототипа. Устройство содержит: обтекатель, многоэлементную приемную антенну формы постоянного радиуса вращения, помещенную на расстоянии половины длинны волны высокочастотных колебаний во второй обтекатель, с формой постоянного радиуса вращения, соответствующей геометрической форме многоэлементной приемной антенны. Устройство также содержит приемные элементы, образующие соответствующие приемные каналы, причем выходы которых соединены электрической связью с соответствующими входами предварительных усилителей. Выход каждого предварительного усилителя соединен с входом соответствующего компенсатора вибрационной помехи, при этом выход каждого компенсатора вибрационной помехи соединен с соответствующим входом многоэлементного блока пространственно-временной обработки сигналов, соответствующие выходы которого соединены с соответствующими входами многоэлементного блока частотно-временной обработки сигналов (МБЧВОС). Соответствующие выходы МБЧВОС соединены с соответствующими входами блока отображения информации, регистрации данных и управления. Кроме того устройство также содержит расположенный в центре многоэлементной приемной антенны высокочастотный излучатель, вход которого соединен электрической связью с выходом генератора высокочастотных колебаний. (Свидетельство на полезную модель 15139. Российская Федерация, МПК G01S 3/00, G01S 3/86, Н04В 3/23.. Гидроакустическое приемное устройство / Авторы Павликов С.Н., Колмогоров B.C., Крючков А.Н., Сенченко А.Г.; заявители и патентообладатели Павликов С.Н., Колмогоров B.C., Крючков А.Н., Сенченко А.Г.. - №2000105616/20; заявл. 07.03.2000; опубл. 20.09.2000, Бюл. №26).
Известное устройство использовано для повышение эффективности гидроакустического приемного устройства путем снижения уровня вибрационной помехи.
Однако известное устройство-прототип не позволяет произвести измерение вибрации обтекателя гидроакустической антенны и определить источники вибрационной помехи.
Недостатки присущие прототипу устранены заявленной полезной моделью «Гидроакустическое приемное устройство», технической задачей которого является создание нового гидроакустического приемного устройства, с возможностью оценки параметров вибрационных воздействий на обтекатель гидроакустической антенны и выявления источников вибрационной помехи.
Реализация указанной технической задачи позволяет добиться следующего технического результата: создано новое гидроакустическое приемное устройство. Включение в новое устройство блока измерения вибрации обтекателя гидроакустической антенны, который позволяет добиться следующих технических эффектов:
- возможность измерения уровня мешающих вибраций обтекателя гидроакустической антенны;
- возможность выявления источников вибрационной помехи для последующего принятия мер для снижения уровня этих помех;
- конструктивное выполнение блока измерения вибрации обтекателя гидроакустической антенны, а в частности: соединение выходов предварительных усилителей каждого приемного канала с соответствующими входами коммутатора, позволяет увеличить точность измерения вибрационного воздействия; за счет переключения в нем каналов обеспечивается более точное определение направления вибрационного воздействия;
- последовательное соединение коммутатора через амплитудный детектор с усилителем, а также включение в эту связь гетеродина с амплитудным детектором позволяет на выходе усилителя получить продетектированный и усиленный сигнал, несущий в себе информацию о вибрационой помехе;
- для визуальной оценки полученных результатов в качестве блока отображения информации и регистрации данных используется ЭВМ, снабженная пакетом прикладных программ, для отображения временной выборки, вычисления спектра вибрационного воздействия, выявления направления на источник помех, что существенно сокращает время обработки и увеличивает точность оцениваемых данных, что улучшает эргономические показатели устройства в целом.
Для достижения указанного технического результата предложено Гидроакустическое приемное устройство, содержащее первый обтекатель, форма которого обусловлена проектом корабля. А также многоэлементную приемную антенну имеющую форму постоянного радиуса вращения и помещенную во второй обтекатель. Второй обтекатель также имеет форму постоянного радиуса вращения и расположен на расстоянии половины длины волны высокочастотных колебаний высокочастотного излучателя от приемной антенны. Устройство содержит также N приемных элементов, образующих соответственно N приемных каналов. Причем соответствующие выходы N приемных элементов соединены электрической связью с соответствующими входами N предварительных усилителей блока предварительных усилителей. Выход каждого предварительного усилителя соединен с соответствующим входом от 1 до N компенсаторов вибрационной помехи, образующих блок компенсации вибрационной помехи. При этом выход каждого компенсатора вибрационной помехи соединен с соответствующим входом многоэлементного блока пространственно-временной обработки сигналов, соответствующие выходы которого соединены с соответствующими входами многоэлементного блока частотно-временной обработки сигналов. Соответствующие выходы многоэлементного блока частотно-временной обработки сигналов соединены с соответствующими входами блока отображения информации, регистрации данных и управления. Устройство также содержит расположенный в центре многоэлементной приемной антенны высокочастотный излучатель ненаправленного действия, вход которого соединен электрической связью с выходом генератора высокочастотных колебаний.
Принципиальным отличием заявленного устройства от прототипа является то, что оно дополнительно содержит блок измерения вибрации обтекателя гидроакустической антенны, включающий коммутатор, выход которого последовательно соединен через амплитудный детектор и далее через усилитель с входом блока регистрации и обработки данных. Второй вход амплитудного детектора соединен с выходом гетеродина. Причем все от 1 до N входов коммутатора соединены с соответствующими выходами от 1 до N предварительных усилителей, с возможностью прохождения из каждого соответствующего от 1 до N приемного канала соответствующего преобразованного электрического сигнала в блок измерения вибрации обтекателя гидроакустической антенны.
Дополнительным отличаем заявленного устройства от прототипа является то, что блок регистрации и обработки данных выполнен на основе электронно-вычислительной машины.
Именно наличие в заявленной полезной модели общих и отличительных от прототипа признаков, взаимное расположение конструктивных элементов и их взаимосвязь необходимы для создания нового гидроакустического приемного устройства, с возможностью оценки параметров вибрационных воздействий на обтекатель гидроакустической антенны и определения источников вибрационной помехи. Заявленное устройство использовано для оперативного снижения уровня вибрационных помех шумопеленгаторных, гидролокационных станций и аппаратуры обнаружения гидролокационных сигналов.
Сущность полезной модели поясняется чертежом:
Фиг.1. Гидроакустическое приемное устройство. Функциональная схема.
На Фиг.1. представлена функциональная схема, содержащая:
1. первый обтекатель;
2. многоэлементная приемная антенна;
3. приемные элементы (количество приемных элементов от 1 до N);
4. второй обтекатель;
5. блок предварительных усилителей (БПО);
5.1. - первый предварительный усилитель;
5.2. - второй предварительный усилитель;
…
5.N. - N-ый предварительный усилитель;
6. блок компенсации вибрационной помехи (БКВП);
6.1. - первый компенсатор вибрационной помехи;
6.2. - второй компенсатор вибрационной помехи;
…
6.N. - N-ый компенсатор вибрационной помехи;
7. блок измерения вибрации обтекателя гидроакустической антенны (БИВГА):
7.1. коммутатор;
7.2. амплитудный детектор;
7.3. гетеродин;
7.4. усилитель;
7.5. блок регистрации и обработки данных (ЭВМ);
8. многоэлементный блок пространственно-временной обработки сигналов (МБПВОС);
9. многоэлементный блок частотно-временной обработки сигналов;
10. блок отображения информации, регистрации данных и управления (БОРУ);
11. высокочастотный излучатель (ВИ);
12. генератор высокочастотных колебаний с возможностью регулировки частоты (ГВЧ).
Гидроакустическое приемное устройство содержит первый обтекатель 1 Фиг.1; многоэлементную приемную антенну 2 Фиг.1 формы постоянного радиуса вращения, включающую N приемных элементов 3 Фиг.1, и помещенную во второй обтекатель 4 Фиг.1, с формой постоянного радиуса вращения, на расстоянии половины длинны волны высокочастотных колебаний высокочастотного излучателя 11 Фиг.1. ВИ 11 Фиг.1 расположен в центре многоэлементной приемной антенны 2 Фиг.1. Вход высокочастотного излучателя 11 Фиг.1 соединен электрической связью с выходом ГВЧ 12 Фиг.1. Выходы N приемных элементов 3 Фиг.1 соединены посредством электрической связи с соответствующими входами N предварительных усилителей блока предварительных усилителей 5 Фиг.1, образуя соответственно N приемных каналов, в которых акустический сигнал преобразуется в соответствующие электрические сигналы для последующего усиления в БПО 5 Фиг.1. Выход каждого предварительного усилителя БПО 5 Фиг.1 соединен с соответствующим входом компенсатора вибрационной помехи БКВП 6 Фиг.1. Выход каждого компенсатора вибрационной помехи БКВП 6 Фиг.1 соединен с соответствующим входом МБПВОС 8 Фиг.1, и далее через многоэлементный блок частотно-временной обработки сигналов 9 Фиг.1 с соответствующим входом блока отображения информации, регистрации данных и управления 10 Фиг.1.с возможностью отображения полученной информации, обобщенной по всем или избирательно по каждому приемному каналу.
Устройство дополнительно содержит блок измерения вибрации обтекателя гидроакустической антенны 7 Фиг.1, включающий коммутатор 7.1 Фиг.1 выход которого последовательно соединен через амплитудный детектор 7.2 Фиг.1 и далее через усилитель 7.4 Фиг.1 с входом блока регистрации и обработки данных (ЭВМ) 7.5 Фиг.1. Второй вход амплитудного детектора 7.2 Фиг.1 соединен с выходом гетеродина 7.3 Фиг.1. Все N входов коммутатора 7.1 Фиг.1 соединены с соответствующими выходами от 1 до N предварительных усилителей (5.1-5.N) Фиг.1. с возможностью прохождения из каждого соответствующего от 1 до N приемного канала соответствующего преобразованного электрического сигнала в БИВГА 7 ФИГ.1.
Результирующая информация с блока регистрации и обработки данных (ЭВМ) 7.5 Фиг.1 и с блока отображения информации, регистрации данных и управления (БОРУ) 10 Фиг.1 поступает к оператору для принятия им решения.
Устройство работает следующим образом
Работа устройства начинается с запуска генератора высокочастотных колебаний с возможностью регулировки частоты 12 Фиг.1. Для этого электрический сигнал с ГВЧ 12 Фиг.1 поступает на высокочастотный излучатель 11 Фиг.1, расположенный в центре многоэлементной приемной антенны 2 Фиг.1, имеющую форму постоянного радиуса вращения. ВИ 11 Фиг.1 излучает в воду высокочастотный акустический сигнал, который отражается от второго обтекателя 4 Фиг.1, с формой постоянного радиуса вращения и расположенного на расстоянии половины длинны волны высокочастотных колебаний ВИ 11 Фиг.1 от многоэлементной приемной антенны 2 Фиг.1. Излученный в воду и отраженный от вибрирующего второго обтекателя 4 Фиг.1 высокочастотный акустический сигнал становится промодулированным вибрационной помехой. В следствии этого частотный спектр вибрационной помехи повторяется в высокочастотной области спектра помодулированного высокочастотного акустического сигнала. Промодулированный вибрационной помехой от второго обтекателя 4 Фиг.1 высокочастотный акустический сигнал и поступивший из внешней среды полезный низкочастотный акустический сигнал вместе с вибрационными помехами, созданными на первом обтекателе 1 Фиг.1 и втором обтекателе 4 Фиг.1, поступают на N приемных элементов 3 Фиг.1, входящих в состав многоэлементной приемной антенны 2 Фиг.1 и образующих соответственно N приемных каналов, в которых акустические сигналы преобразуются в соответствующие электрические сигналы, поступающие на входы соответствующих предварительных усилителей (5.1-5.N) Фиг.1 блока предварительных усилителей 5 Фиг.1. С выходов предварительных усилителей (5.1-5.N) Фиг.1, усиленные электрические сигналы параллельно поступают на соответствующие входы коммутатора 7.1 Фиг.1 блока измерения вибрации обтекателя гидроакустической антенны 7 Фиг.1 и на соответствующие входы компенсаторов вибрационной помехи (6.1-6.N) Фиг.1 блока компенсации вибрационной помехи 6 Фиг.1. В БКВП 6 Фиг.1 происходит компенсация вибрационных помех и с соответствующих выходов компенсаторов вибрационной помехи (6.1-6.N) Фиг.1 электрические сигналы, несущие информацию о полезном низкочастотном сигнале без вибрационной помехи, поступают на соответствующие входы многоэлементного блока пространственно-временной обработки сигналов 8 Фиг.1 для пространственно-временной обработки и далее для частотно-временной обработки на соответствующие входы многоэлементного блока частотно-временной обработки сигналов 9 Фиг.1. Таким образом, обработанные электрические сигналы поступают с соответствующих выходов блока частотно-временной обработки сигналов 9 Фиг.1 на соответствующие входы блока отображения информации, регистрации данных и управления 10 Фиг.1, для отображения полученной информации, обобщенной по всем или избирательно по каждому приемному каналу.
Блок измерения вибрации обтекателя гидроакустической антенны 7 Фиг.1 предназначен для оценки параметров вибрационных воздействий на обтекатель гидроакустической антенны и выявления источников вибрационной помехи. Для этого усиленные электрические сигналы с выходов предварительных усилителей (5.1-5.N) Фиг.1 поступают на входы коммутатора 7.1 Фиг.1 для коммутации N приемных каналов. С выхода коммутатора 7.1 Фиг.1 электрический сигнал одного из N приемных каналов поступает на первый вход амплитудного детектора 7.2 Фиг.1. Одновременно на второй вход амплитудного детектора 7.2 Фиг.1 с выхода гетеродина 7.3 Фиг.1 поступает электрический сигнал с частотой несущего колебания. В амплитудном детекторе 7.2 Фиг.1 происходит выделение из промодулированного вибрационной помехой высокочастотного сигнала модулирующей вибрационной составляющей. С выхода амплитудного детектора 7.2 Фиг.1 продетекти-рованный электрический сигнал, несущий информацию о вибрационной помехе, поступает на вход усилителя 7.4 Фиг.1, где происходит его усиление и далее с выхода усилителя 7.4 Фиг.1 усиленный электрический сигнал поступает на вход блока регистрации и обработки данных 7.5 Фиг.1 для выявления на фоне общих помех вибрационной помехи и ее источников. Результирующая информация с блока регистрации и обработки данных 7.5 Фиг.1 и с блока отображения информации, регистрации данных и управления 10 Фиг.1 поступает к оператору для принятия им решения и мер по устранению вибрационных помех.
Таким образом, заявленная полезная модель улучшает эффективность работы гидроакустической станции и повышается ее помехоустойчивость.
Заявленное устройство промышленно применимо, так как для его реализации используются широко распространенные компоненты и изделия радиоэлектронной промышленности и приборостроения.