СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАПРАВЛЕНИЯ ПРИХОДА ЭХОСИГНАЛА (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2003 года по МПК G01S15/06 G01S3/80 G10K11/00 

Текст описания в факсимильном виде (см. графическую часть) Тб

Изобретение относится к области гидроакустики, а именно гидролокации, и может быть использовано при обнаружении объектов в активном режиме. Техническими результатами от использования предлагаемых вариантов способа являются: увеличение точности и возможности пеленгования; расширение в два и более раз полосы частот (в сторону более высоких частот), в диапазоне которых однозначно определяется направление прихода эхосигнала при одинаковых волновых размерах между элементами антенны. Для достижения этих технических результатов предложены следующие варианты способа. Излучение в импульсном режиме и прием сигнала с направления главного максимума диаграммы направленности приемоизлучающей многоэлементной эквидистантной антенны, излучение и прием сигналов производят в соответствующем диапазоне частот. В этом диапазоне частот в диаграмме направленности образуются еще один или два симметрично расположенных относительно главного дополнительных максимума. Если эхосигнал принят, направление прихода эхосигнала определяют как направление главного максимума, если не принят - как направление дополнительного максимума. Для уточнения направления при наличии двух дополнительных максимумов на измененной частоте поворачивают диаграмму направленности до совпадения одного из дополнительных максимумов с первоначальным, производят излучение на измененной частоте и при фиксации эхосигнала это направление определяют как направление прихода эхосигнала, а при его отсутствии - как направление другого дополнительного максимума на первоначальной частоте. Излучение и прием сигналов производят последовательно или одновременно на двух различных частотах f_а, f_b. Если эхосигнал принят на обоих частотах, направление прихода эхосигнала определяют как направление главного максимума, если на одной из частот - как направление дополнительного максимума на данной первой частоте. Для уточнения направления при наличии двух дополнительных максимумов поворачивают диаграмму направленности на второй частоте до совпадения одного из дополнительных максимумов с направлением дополнительного максимума на первой частоте, где сигнал принят, производят излучение. При приеме эхосигнала на второй частоте это направление определяют как направление прихода эхосигнала, а при отсутствии - как направление другого дополнительного максимума на первой частоте. 4 с.п.ф-лы, 4 ил.

1. Способ определения направления прихода эхосигнала, включающий излучение сигнала в импульсном режиме и прием эхосигнала с направления главного максимума диаграммы направленности приемно-излучающей многоэлементной эквидистантной антенны гидролокатора, отличающийся тем, что излучение и прием эхосигнала производят в диапазоне частот

где с - скорость звука;

d - расстояние между элементами;

θ - текущий угол;

θ₀ - угол компенсации, в котором в диаграмме направленности образуется один дополнительный максимум,

изменяют частоту излучения до изменения углового расстояния между главным и дополнительным максимумом на угол, не меньший угловой ширины дополнительного максимума по уровню -3 дБ, если эхосигнал принят на измененной частоте, направление прихода эхосигнала определяют как направление главного максимума, если не принят - как направление дополнительного максимума, при этом суммарный интервал времени Т между началом излучения и принятием решения о направлении прихода эхосигнала должен быть

где D - дистанция между гидролокатором и объектом;

ν_n - поперечная скорость объекта относительно гидролокатора;

α - полуширина максимума диаграммы направленности, на направлении которого принят эхосигнал.

где с - скорость звука;

d - расстояние между элементами;

θ - текущий угол;

θ₀ - угол компенсации, в котором в диаграмме направленности образуются два дополнительных максимума, расположенных по обе стороны от главного максимума,

изменяют частоту излучения до изменения углового расстояния между главным и каждым из дополнительных максимумов на угол, не меньший угловой ширины дополнительного максимума по уровню -3 дБ, если эхосигнал принят на измененной частоте, направление прихода эхосигнала определяют как направление главного максимума, если не принят - как направление одного из дополнительных максимумов, для уточнения направления которого на измененной частоте поворачивают диаграмму направленности до совпадения одного из дополнительных максимумов с его положением на первоначальной частоте, производят излучение на измененной частоте и при фиксации эхосигнала это направление определяют как направление прихода эхосигнала, а при его отсутствии - как направление другого дополнительного максимума на первоначальной частоте, при этом суммарный интервал времени Т между началом излучения и принятием решения о направлении прихода эхосигнала должен быть

где D - дистанция между гидролокатором и объектом;

ν_n - поперечная скорость объекта относительно гидролокатора;

α - полуширина максимума диаграммы направленности, на направлении которого принят эхосигнал.

где с - скорость звука;

d - расстояние между элементами;

θ - текущий угол;

θ₀ - угол компенсации,

на каждой из частот в диаграмме направленности образуется еще один дополнительный максимум, при этом угловое расстояние между главным максимумом и дополнительным максимумом на частоте f_а отличается от аналогичного расстояния на частоте f_b на угол, не меньший угловой ширины дополнительного максимума, если эхосигнал принят на обоих частотах f_а и f_b, направление прихода эхосигнала определяют как направление главного максимума, если на одной из частот - как направление дополнительного максимума на данной частоте приема эхосигнала, при этом суммарный интервал времени Т между началом излучения и принятием решения о направлении прихода эхосигнала должен быть

где D - дистанция между гидролокатором и объектом;

ν_n - поперечная скорость объекта относительно гидролокатора;

α - полуширина максимума диаграммы направленности, на направлении которого принят эхосигнал.

где с - скорость звука;

d - расстояние между элементами;

θ - текущий угол;

θ₀ - угол компенсации,

на каждой из частот в диаграмме направленности образуются два дополнительных максимума, расположенных по обе стороны от главного максимума, причем на частоте f_а угловое расстояние между главным максимумом и каждым из дополнительных максимумов отличается от аналогичного расстояния на частоте f_b на угол, не меньший угловой ширины дополнительного максимума, если эхосигнал принят на обоих частотах f_а и f_b, направление прихода эхосигнала определяют как направление главного максимума, если эхосигнал принят только на одной из частот f_а, для уточнения направления поворачивают диаграмму направленности до совпадения одного из дополнительных максимумов на другой частоте f_b с направлением дополнительного максимума на частоте f_а, на которой эхосигнал принят, производят излучение сигнала и при приеме эхосигнала на частоте f_b это направление определяют как направление прихода эхосигнала, а при отсутствии - как направление другого дополнительного максимума на частоте f_а, при этом суммарный интервал времени Т между началом излучения и принятием решения о направлении прихода эхосигнала должен быть

где D - дистанция между гидролокатором и объектом;

ν_n - поперечная скорость объекта относительно гидролокатора;

α - полуширина максимума диаграммы направленности, на направлении которого принят эхосигнал.