ПЕРЕДАЮЩИЙ ТРАКТ ГИДРОАКУСТИЧЕСКОЙ СТАНЦИИ Советский патент 2009 года по МПК G01S7/52 H04B7/10 

Предлагаемый передающий тракт может быть использован в эхо-пеленгаторных гидроакустических станциях (ГАС) с многоэлементной антенной и электрическим формированием и сканированием характеристики направленности.

Известны передающие тракты, предназначенные для электрического формирования и сканирования характеристики направленности (ХН), состоящие из централизованного m фазного генераторного устройства (m - количество фаз напряжений на выходе генераторного устройства, сдвинутых между собой на равные углы), централизованного коммутационного устройства, образованного коммутатором распределения фаз (КРФ) и коммутатором сектора (КС), и антенны с N гидроакустическими преобразователями. При каждом положении ХН одновременно получают питание М гидроакустических преобразователей антенны КРФ, состоящей из субблоков, каждый из которых коммутирует все m фаз на m своих выходов, причем входы всех субблоков подключены параллельно к m выходам генераторного устройства (ГУ). Все m выходов каждого субблока КРФ через m отдельных коммутационных групп КС получают доступ к гидроакустическим преобразователям, связанным только с этим субблоком, из которых при любом положении ХН подключены к выходам одного субблока будут только m гидроакустических преобразователей. Так, например, применено 4-фазное генераторное устройство, (m=4), состоящее из четырех усилителей мощности, коммутационного устройства с 40 субблоками, все четыре выхода каждого из которых через четыре коммутационные группы КС получают доступ к "своим" 12 гидроакустическим преобразователям при условии, что одновременно подключаются только четыре из них.

К недостаткам передающего тракта с централизованными генераторным и коммутационным устройствами следует отнести трудность обеспечения высокой надежности работы тракта из-за ограничения числа выходов генераторного устройства до числа фаз m, что, кроме того, увеличивает вероятность пожара в приборах и блоках коммутационного устройства при затекании гидроакустического преобразователя или отказа в субблоке, т.к. каждый коммутационный элемент не может быть рассчитан на коммутацию аварийной мощности такого централизованного ГУ.

Цель предлагаемого изобретения заключается в увеличении надежности работы передающего тракта при одновременном обеспечении малых габаритов аппаратуры тракта.

В предлагаемом передающем тракте эта цель достигается путем электрического разделения ГУ на n независимых m фазных генераторов, выходы каждого из которых непосредственно через n отдельных m канальных коммутаторов подключены к n группам по гидроакустических преобразователей антенны, каждая из которых электрически независимо от других синфазно с ними формирует и сканирует ХН требуемой формы. (Каждый коммутатор образован субблоками КРФ и m·n группами КС). При этом должна увеличиться вероятность безотказной работы тракта, т.к. отказ части или всего генератора незначительно исказит ХН, а из-за снижения мощности каждого генератора резко уменьшится вероятность пожара каждого коммутатора. Отказ от суммирующих трансформаторов приводит к уменьшению габаритов тракта.

Блок-схема предлагаемого передающего тракта изображена на фиг.1. Схема субблока КРФ и четыре группы КС изображены на фиг.2.

Предлагаемый передающий тракт содержит n мощных m фазных генераторов (1). К каждому из m выходов одного генератора подключен каждый из m входов субблока (2) коммутатора. К каждому генератору параллельно подключено

субблоков (2), образующих КРФ и не связанных электрически с другими субблоками коммутаторов тракта. Тракт содержит n таких КРФ, т.е. n электрически не связанных групп субблоков. Каждый из m выходов одного субблока (2) через свою отдельную группу КС (3) получает доступ к каждому из преобразователей (4). коммутационных групп (3), подключенных к субблокам одного КРФ, образуют КС, подключенный по выходу к преобразователям антенны, разделенной на n электрически не связанных зон. Электрически соединенные КРФ и КС образует n коммутаторов. Например, передающий тракт, который может найти применение при включении в нее тиристорного ГУ вместо лампового, содержит неподвижную цилиндрическую антенну, имеющую 8 поясов, причем в каждом поясе расположено 60 гидроакустических преобразователей. Один из наиболее рациональных вариантов построения может содержать восемь 4-фазных генераторов (1). Соответственно к каждому из четырех выходов генератора подключены каждый из 4 входов субблока (2) коммутатора. К каждому генератору параллельно подключено 5 субблоков КРФ, не связанных электрически с другими субблоками коммутаторов. Тракт содержит 8 групп коммутаторов, каждая из которых состоит из 5 КРФ. Один субблок (2) имеет 4 выхода, каждый из которых через свою отдельную коммутационную группу (3) КС получает доступ соответственно к каждому из 3 преобразователей (4). Двадцать коммутационных групп (3), подключенных к 5 субблокам одного КРФ, образуют КС, который подключен по выходу к 60 преобразователям, расположенным в одном из 8 поясов антенны. Электрически соединенные КРФ и КС образуют 8 коммутаторов.

Каждый из генераторов (1) подает все m фаз на входы коммутатора, каждый из субблоков (2) КРФ которого осуществляет требуемое распределение этих m фаз по своим m выходам, каждая из подсоединенных к этому субблоку m коммутационных групп КС (3) подключает один из требуемый преобразователь (4). Таким образом, образуется n независимых соединения генератор-коммутатор - зоны антенны, каждое из которых электрически независимо и синфазно формирует и сканирует ХН требуемой формы. Предлагаемый передающий тракт при использовании в системе должен содержать 8 генераторов (1). Каждый из 5 субблоков КРФ фиг.1 коммутатора осуществляет распределение 4 фаз по своим 4 выходам. Комбинацией работы реле 17-30 (фиг.2) может быть получено любое заданное распределение фаз на 4 преобразователях. Каждая из 4 подсоединенных к этому субблоку групп КС (5, 6, 7-8, 9, 10-11, 12, 13-14, 15, 16 фиг.2) подключает один из 3 преобразователей (4 фиг.1), расположенных в поясе под углом 120° и одновременно не участвующих в формировании ХН. Так образуется 8 независимых соединений генератор, коммутатор, пояс антенны, каждое из которых электрически независимо и синфазно формирует и сканирует ХН.

Мощность каждого генератора в предлагаемом варианте будет в 8 раз меньше мощности централизованного генератора, что значительно облегчит работу элементов коммутатора в аварийном режиме (наппример, при "затекании" преобразователя) и исключит возможность "пожара". Выход из строя одного из генераторов мало сказывается на ХН и, следовательно, не приводит к отказу передающего тракта. В результате расчета установлено, что предлагаемый передающий тракт имеет вероятность безотказной работы Р_тр=0,997. Передающий тракт, выполненный по известной структуре, имеет вероятность безотказной работы Р_тр=0,82. При этом в предлагаемом передающем тракте не используются суммирующие трансформаторы, что позволяет не только сохранить, но даже уменьшить габариты его аппаратуры.

Изобретение относится к области радиотехники. Техническим результатом является повышение надежности работы тракта и получения электрически независимых и сканируемых характеристик направленности требуемой формы. Устройство содержит многоэлементную антенну из акустических преобразователей, независимые m-фазных генераторов, где m - количество фаз напряжений на выходе генератора, сдвинутых между собой на равные углы, и многоканальные коммутаторы. Для достижения технического результата выходы каждого из независимых m-фазных генераторов подключены через один из указанных многоканальных коммутаторов к нескольким группам акустическим преобразователей антенны. 2 ил.

Передающий тракт гидроакустической станции, содержащий многоэлементную антенну из акустических преобразователей, независимые m-фазные генераторы, где m - количество фаз напряжений на выходе генератора, сдвинутых между собой на равные углы и многоканальные коммутаторы, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы тракта и получения электрически независимых и синфазно формируемых и сканируемых характеристик направленности требуемой формы, в нем выходы каждого из независимых генераторов подключены через один из указанных многоканальных коммутаторов к нескольким группам акустических преобразователей антенны.