Способ формирования диаграммы направленности приемной антенны для низкочастотного диапазона Советский патент 1992 года по МПК G01S7/52 

ные в громоздком способе формирования луча с малым углом раскрыва при наличии минимума боковых лепестков.

Цель изобретения - упрощение пространственной реализации.

Поставленная цель достигается тем, что в способе, заключающемся в приеме акустического сигнала приагиниками градиента давления и приемником давления, преобразовании принятых сигналов в электрические сигналы и формировании из них диаграммы направленности, приемники градиента давления, имеющие взаимно перпендикулярные оси максимальной чувствительности, и приемник давления устанавливают так, что они имеют единый фазовый центр, формируют первый сигнал AI, равный сумме сигнала прмемника градиента давления с осью максимальной чувствительности, определяющей направление максимума диаграммы направленности, и приемника давления, формируют второй сигнал А2, равный сумме сигналов остальных приемников градиента давления, а диаграмму направленности формируют а соответствии с выражением

г Ai-A9 при Ai/A2 5:2 R (0) f

(,0при Ai/A2 2 .

где 0 - угол между направлением прихода акустического сигнала и направлением максимума диаграммы направленности:

во - угол раствора диаграммы направленности.

На фиг.1 изображен разрез изометрического представления диаграммы направленности отдельных элементов приемной антенны; кардиоидная диаграмма направленности, полученная в результате сум мирования сигналов приемника давления и приемника градиента давления с R(0) cosO (i), ортогональные ей и взаимно ортогональные диаграммы направленности (ДН) приемников градиента давления с R((3) (2) и (3); один в продольном разрезе, другой в поперечном.

На фиг.2 представлен алгоритм обработки сигналов приемной антенны. Алгоритм обработки полученных сигналов для кардиомдного приемника 1 и одного из градиентных приемников 2 определяет наличие усилителей 3 и 4, функционального делителя 5, определяюа его отношение сигналов с усилителей 3 и 4, и при превышении заданного уровня подающий сигнал разрешения на работу функционального блока 6,

определяющего взаимное вычитание сигналов с усилителей 3 м 4.

Предлагаемый способ определяет следующий алгоритм работы.

Из сигнала с приемника 1, состоящего

из приемника давления и приемника градиента давления, ир.еющего кардиоидную диаграмму направленности, увеличенного усилителем 3 и получившего абсолютное

значение, вычитается сигнал с приемника градиента 2 давления, увеличенный усилителем 4, имеющий абсолютное значение. Вычитание в блоке 6 происходит при условии заданного отношения сигналов,

Разность Ai-A2 используется для того, чтобы получить сигнал, не улавливаемый провалом ортогонально ориентированного приемника градиента 2(3) давления (как показано на фиг.1 для плоскости, проходящей (разрезаюа1ей) через взаимно ортогональныеосимаксимальнойчувствительности кардиоидного приемника и одного из приемников градиента давления). Это же положение сохраняется, если

указанная плоскость поворачивается к оси максимальной чувствительности другого приемника градиента давления, поскольку сигнал суммарный. Причем в областях от ±90° до ±180° разностный сигнал минимален, т,к. у кардиоидного приемника и приемника градиента давления сигналы по спаду ДН пропорциональны.

Заданное отношение может реально быть только в области , т.е. там, где у

приемника градиента давления наблюдается контролируемый провал характеристики направленности. В то же время симметричный ему провал характеристики направленности в области 0-180° не

обеспечивает должного отношения (а значит, -и не вычитается) в силу нахождения подобного ему провала в диаграмме направленности кардиоидного приемника, вследствие указанной ориентации приемНИКОВ, Заданное -отношение может перекрывать настолько малый угол провала характеристики направленности градиентного приемника, насколько позволяет реальная величина провала (в зависимости

от конструкции) и требования по чувствительности, определяемой в нижней границе глубиной провала, а в верхней - заданным отношением.

Таким образом можно получить характеристику направленности независимо от принимаемой частоты акустического сигнала с устройства, имеющего единый конструктивный блок.

Применение: сейсморазведка, океанография. Существо изббретения: из сигнала приемника, имеющего кардиоидную характеристику направленности, вычитают сигнал с приемника градиента давления при условии заданного отношения указанных сигналов, определяемого по величине перекрываемого угла в провале характеристики направленности, отсекаемого этим отношением, являясь в то же время раствором характеристики направленности, предполагаемого угла. 2 ил.у^Изобретение относится к электроакустике и может быть использовано в сейсморазведке, океанографии и др.Известны способы формирования характеристик направленности, основанные на обработке сигналов приемников давления, состоящих D антенной решетке (Смары- шев М.Д. и Добровольский Ю.Ф. Гидроакустические антенны. Справочник. Л.; Судостроение. 1984).Приведенные способы обладают возможностью синтезировать диаграммы направленности с узким раствором главного максимума при достаточном уровне боковых лепестков.Однако необходимое увеличение размеров антенной решетки при увеличении длины принимаемой акустической волны делает способы обработки сигналов с таких конструкций незффективными в низкочастотной области измерений.Наиболее близким к заявленному способу является способ обработки сигналов комбинированных антенных решеток [1].Сущность данного способа заключается в подборке весовых коэффициентов, перемножении и сложении сигналов приемников градиента давления и приемников давления, рассредоточенных в пространстве и находящихся в приемной антенне.При использовании изложенных способов существенно уменьшаются размеры антенной решетки при уменьшении количества элементов в низкочастотном диапазоне.Несмотря на указанные преимущества указанный способ обработки все же основывается на усложненной пространственной реализации с использованием протяженных антенных решеток. При этом существенно усложнены энергетические аспекты пространственной реализации, выражен-VJ00о оOs 00