Коммутатор прием-передача Российский патент 2024 года по МПК H04B1/44 G01S7/523 

Коммутатор прием-передача (КПП) относится к электронным коммутаторам и может быть применен в гидроакустических системах для поочередного подключения гидроакустического преобразователя (ЭАП) к выходу передатчика и входу приемника; действие коммутатора в режиме прием-пауза-передача обеспечивает предотвращение выхода из строя входа приемника в момент излучения зондирующего импульса электроакустическим преобразователем.

Известен КПП [1], применяемый в гидроакустических системах, который представляет собой тот случай, когда один и тот же электроакустический преобразователь поочередно обеспечивает излучение и прием. Недостатком известного КПП является наличие демаскирующего признака: при воздействии внешнего сигнала на ЭАП, представляющий собой колебательный контур, формируется сигнал «дозвона». После окончания воздействия на ЭАП внешнего акустического сигнала он продолжает колебаться, излучая во внешнюю среду акустические сигналы с частотой, близкой к резонансной частоте колебательного контура.

Данный эффект является признаком наличия ЭАП, а значит, признаком, демаскирующим наличие гидроакустической аппаратуры. Длительность отраженного сигнала («дозвон») увеличивается на величину постоянной времени электроакустического преобразователя. Принцип действия данного явления использован в работе [2] для обнаружения малоразмерных слабо отражающих объектов, оснащенных гидроакустической аппаратурой.

Известен КПП [3], который также характеризуется проявлением демаскирующего признака: при воздействии внешнего сигнала на ЭАП формируется сигнал «дозвона». Кроме того, известный КПП обладает низким коэффициентом передачи в режиме приема из-за конденсатора и индуктивности, включенных последовательно с входным сопротивлением приемника, на реактивных сопротивлениях которых теряется часть полезного сигнала при приеме.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности устройством, выбранным в качестве прототипа, является коммутатор прием-передача (полезная модель RU 40494, опубл. 10.09.2004), содержащий передатчик, выход которого соединен посредством пары диодов, включенных встречно-параллельно с первым выводом электроакустического преобразователя, и приемник, причем нулевые шины передатчика и приемника соединены с другим выводом электроакустического преобразователя, при этом в него введен ключ (оптоэлектронное реле), вход которого соединен с первым выводом электроакустического преобразователя, а выход с входом приемника.

Недостатком известного КПП является наличие демаскирующего признака: при воздействии внешнего сигнала на ЭАП, представляющий собой колебательный контур, формируется сигнал «дозвона», при котором длительность отраженного сигнала превышает длительность внешнего сигнала, что особенно проявляется на резонансной частоте гидроакустического преобразователя.

Задачей изобретения является создание коммутатора прием-передача повышенной скрытности, лишенного указанного недостатка. Технический результат предлагаемого КПП - отсутствие излучения и приема во время паузы, соответствующей бездействию гидроакустических средств, которое препятствует воздействию внешнего сигнала, вызывающего формирование сигнала «дозвона».

Указанный технический результат достигают коммутатором прием-передача, содержащим передатчик, электроакустический преобразователь и приемник, нулевые шины передатчика и приемника которого соединены с нулевым выводом электроакустического преобразователя, а также ключ в виде оптоэлектронного реле, в котором, в отличие от известного устройства, первый выход ключа соединен с первым выводом электроакустического преобразователя, при этом первый вход ключа в режиме излучения гидроакустического сигнала соединен с выходом передатчика, в режиме «пауза» второй выход ключа соединен с нулевой шиной, а в режиме приема третий выход ключа соединен с входом приемника.

Сущность предлагаемого устройства представлена на чертеже, где:

1 - передатчик;

2 - электроакустический преобразователь;

3 - ключ;

4 - приемник;

5 - общие шины приемника и передатчика.

Предлагаемый КПП работает в трех режимах: I - в режиме передачи; II - в режиме паузы и III - в режиме приема (соответствующие положения ключа показаны на чертеже).

В режиме передачи с выхода передатчика 1 импульсный сигнал через клемму 1 ключа 3 соединен с первым выводом ЭАП 2.

В режиме приема приемник 4 подключен через клемму III ключа 3 к первому выводу ЭАП 2.

В режиме паузы первый вывод ЭАП 2 соединен через второй выход электронного ключа 3 с нулевой 5 шиной, при этом второй вывод ЭАП 2 соединен с нулевой 5 шиной, которая соединена со вторыми клеммами передатчика 1 и приемника 4.

В режиме передачи передатчик 1 подает сигнал через первый вход ключа 3 на первую клемму ЭАП 2, при этом приемник 4 остается не соединенным с ЭАП и, тем более, не связан с окружающей средой.

В режиме приема приемник 4 подключен к ЭАП 2 через замкнутую цепь, в которую входит третий выход с первым входом ключа 2, при этом передатчик 1 не соединен с ЭАП 2 и, тем более, с окружающей средой.

В режиме паузы ЭАП 2 двумя клеммами соединен с нулевой шиной 5.

Электрические сигналы на выходе ЭАП (клемма 1) минимальны, и отраженный сигнал также характеризуется минимальным эффектом переотражения.

Как отмечено выше, гидроакустическая антенна с приемником и передатчиком образуют колебательный контур, воздействие внешних сигналов на который может привести к эффекту «дозвона». Применение гипотетическим противником такого воздействия позволяет определить резонансную частоту и/или факт наличия антенны гидроакустической системы в исследуемом пространстве. Поскольку в известных устройствах гидроакустический преобразователь контактирует со средой, он в качестве обратимой антенны формирует также сигнал от внешнего акустического поля, который является помехой для приемника и передатчика.

В предлагаемом КПП заземление нулевой шиной антенны позволяет не дать противнику возможности обнаружить данные демаскирующие признаки. Этот результат достигается путем заземления антенны в периоды, требующие повышенной скрытности, а в режиме технического обслуживания, во время паузы использования гидроакустических средств, отключение приемника и передатчика от внешних сигналов позволяет точнее настроить их требуемые параметры. Известные КПП такой функцией не обладают.

В предлагаемом устройстве могут быть использованы элементы известных конструкций; в качестве ключа может применяться оптоэлектронное реле, например, описанных в прототипе марок КР 293 КП 3 Б или 5П14.3Б АО «Протон-оптоэлектроника».

Список использованных источников:

1. Хребтов А.А. и др. Судовые эхолоты. Ленинград, Судостроение, 1982. с. 31, рис. 1.26.

2. Павликов С.Н. Способ классификации якорной мины, снабженной гидроакустической аппаратурой, патент RU №2039367, опубл. 09.07.1995.

3. Колчеданцев А.С. Гидроакустические станции. Ленинград. Судостроение, 1982, с. 69-73, рис. 3.2, 3.3.

Изобретение относится к электронным коммутаторам и может быть применено в гидроакустических системах для поочередного подключения гидроакустического преобразователя к выходу передатчика и входу приемника. Техническим результатом является отсутствие излучения и приема во время паузы, соответствующей бездействию гидроакустических средств, что препятствует воздействию внешнего сигнала, вызывающего формирование сигнала «дозвона». Упомянутый технический результат достигается тем, что коммутатор прием-передача содержит передатчик, электроакустический преобразователь и приемник, при этом нулевые шины передатчика и приемника соединены с нулевым выводом электроакустического преобразователя, а также ключ, выполненный в виде оптоэлектронного реле, причем первый вход ключа соединен с первым выводом электроакустического преобразователя, его выход в режиме излучения гидроакустического сигнала соединен с выходом передатчика, в режиме «пауза» соединен с нулевой шиной, а в режиме приема - входом приемника. 1 ил.

Коммутатор прием-передача, содержащий передатчик, электроакустический преобразователь и приемник, нулевые шины передатчика и приемника которого соединены с нулевым выводом электроакустического преобразователя, а также ключ, выполненный в виде оптоэлектронного реле, отличающийся тем, что первый выход ключа соединен с первым выводом электроакустического преобразователя, при этом первый вход ключа в режиме излучения гидроакустического сигнала соединен с выходом передатчика, в режиме «пауза» второй выход ключа соединен с нулевой шиной, а в режиме приема третий выход ключа соединен с входом приемника.