Параметрический эхолокатор Советский патент 1993 года по МПК G01S15/00 

5-f

нО

Ч

00

ел о

ел

Изобретение относится к акустическим локационным системам и может быть использовано в параметрических приборах различного назначения. Цель изобретения - повышение надежности классификации объектов по акустической жесткости и увеличение дальности действия устройства. С помощью излучающего тракта, состоящего из импульсного генератора 2 высокочастотных колебаний с балансной модуляцией, усилителя 3 и приемно-излучающего преобразователя 5-1 в водную среду излучается акустическая волна, которая вследствие нелинейности среды приводит к формированию низкочастотной волны (ВРЧ). Отразившись от подводного объекта, волны принимаются преобразователями 5-1, 5-2, усиливаются в усилителях 6, 9 и поступают на входы фазового детектора 11. При этом сигнал высокочастотной волны предварительно проходит через фазовый детектор 7, который выделяет сигнал с удвоенной частотой модуляции в результате фазового детектирования. Поскольку фаза огибающей отраженного сигнала не зависит от соотношения акустических жесткостей среди распространения ее объекта, то по знаку видеоимпульса на выходе детектора 11, регистрируемого осциллографом 12, можно судить о степени жесткости зондируемого объекта.1 ил. (Л С

Ч

фиг.1

Изобретение относится к акустическим локационным системам и может быть использовано в параметрических приборах различного назначения.

Целью изобретения является повышение надежности классификации объектов по акустической жесткости и увеличение дальности действия устройства.

На фиг. 1,2 и 3 - иллюстрации предлагаемого устройства.

Устройство классификации подводных объектов по акустической жесткости состоит из синхронизатора 1, формирователя радиоимпульсов с балансно-модулированным заполнением 2, усилителя мощности 3, коммутатора излучение - прием 4 и обратимого преобразователя 5-1 с резонансной частотой f, Выход коммутатора 4 соединен с входом резонансного усилителя 6, который нагружен на один из входов фазового детектора 7, второй вход которого соединен с формирователем 2. Выход фазового детектора 7 соединен с входом ограничителя амплитуды 8, выход которого нагружен на один из входов фазового детектора 11. К выходу низкочастотного широкополосного приемного преобразователя 5-2 подключены последовательно .широкополосный усилитель 9 и ограничитель амплитуды 10. Выход ограничителя 10 соединен с вторым входом фазового детектора 11. К выходу фазового детектора 11 подключен осциллограф 12, синхронизируемый синхронизатором 1......-

Работает схема следующим образом. Синхронизатор 1 посредством коротких од- нополярных импульсов U4 запускает развертку осциллографа 12 и формирователь радиоимпульсов с балансно-модулирован- . ным заполнением 2. Формирователь 2 может быть реализован по структурной схеме на фиг.2: блок 13 - генератор частоты f; блок 15 - генератор частоты F; блок 14 - балансный модулятор; блок - генератор длительности импульса; блок 17 - аналоговый ключ. На фиг.2-6 показаны эпюры напряжений Ui-Us, соответственно, на выходе каждого описанного блока.

Сформированные в формирователе 2 радиоимпульсы Ua с БМ - заполнением подаются на усилитель мощности 3, где усиливаются, затем они проходят коммутатор излучение-прием 4, поступают на при- емоизлучающий преобразователь 5-1 и излучаются в воду. За счет нелинейности в среде происходит нелинейное взаимодействие между спектральными составляющими накачки с частотами f 1 f + F/2 и f2 f - F/2, в результате генерируется волна с частотой, равной разности исходных частот

fl - fa F. Волна с балансной модуляцией и волна разностной частоты (ВРЧ), распространяясь коллинеарно, отражаются от подводного объекта с акустическим

импедансом 22. Если акустический импеданс среды Zi меньше Za, то отражение этих волн происходит без изменения фазы. Если Zi Za, то фазы обеих волн изменяются на 180°, причем фаза огибающей не изменится

0 при любых соотношениях Zi и 7.2. Балансно- модулированныйэхосигнал U принимается преобразователем 5-1, проходит через коммутатор 4 на вход резонансного усилителя б, С выхода 6 поступает на вход фазового

5 детектора 7, на другой вход которого с формирователя немодулированный сигнал Ui с частотой f, Фазовое детектирование-сигнала с балансной модуляцией сопровождается появлением на выходе детектора знэкопе0 ременного сигнала прямоугольной формы Ug с частотой вдвое большей частоты модуляции. Сигнал с выхода фазового детектора 7 подается на ограничитель амплитуды 8 для приведения амплитуды сигнала к опреде5 ленному уровню. Эхосигнал ВРЧ принимается преобразователем 5-2, с выхода которого он поступает на вход широкополосного усилителя 9. Напряжение Us с выхода 9 подается на ограничитель амплитуды

0 10. Сигналы с выходов ограничителей 8 и 10 подаются на входы фазового детектора 11. Еслм Zi Z2, то сигналы с выходов 8 и 10 синфазны и фазовый детектор 11 вырабатывает положительный видеоимпульс Uio. Ес5 ли Zi 22, то сигналы с выходов 8 и 10 противофазны и фазовый детектор вырабатывает отрицательный видеоимпульс напряжения. Видеоимпульсы напряжения, вырабатываемые в.11, подаются на осцил0 лограф 12.

Фор мула изобретения Параметрический эхолокатор, содержащий синхронизатор, усилитель мощности, последовательно включенные с ним акусти5 ческий преобразователь, второй приемный преобразователь, последовательно с ним включенные широкополосный усилитель и ограничитель амплитуды, резонансный усилитель, второй ограничитель амплитуды и

0 фазовый детектор, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности классификации объектов и увеличения дальности действия в него введены коммутатор, включенный между усилителем мощности и аку5 стическим преобразователем, второй выход которого подключен к резонансному усилителю, формирователь радиоимпульсов с бала нено-модулированным заполнением, включенный между синхронизатором и усилителем мощности, второй фазовый детектор, входы которого подключены к формирователю и выходу резонансного усилителя.

Ф#а2.

фце.З

а выход соединен с входом ограничителя амплитуды.

I