АКУСТИЧЕСКИЙ СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЫСОТЫМОРСКИХ ВОЛН Советский патент 1974 года по МПК G01S15/66 

1

Изобретение относится к гидроакустике и может быть применено ,на судах и других лла1вающих объектах для дистанциониато определения 1ВЫСОТЫ морских волн.

Известный опособ определения высоты морских воля путем облучения поверхности воды акустической энергией н приема отраженных сигналов илгеет ряд недостатков, за-ключающихся в необходимости вы:полнен-ия определенных требО ваний к ширин-е диаграммы налрайлен-ности приемно-излучающих систем, о:рраиИчениИ по виду автокорреляционной функции Неровностей взволноваиной поверхности моря. Большие технические трудностн при реализации способа вызваны тем, что для обеспечения значительной iKOTeip.eHTности составляющей в отр.аженном сигнале длина волны должна быть значительно больше среднеквадратичной высоты волны.

Цель изобретения - расширение диапазона применения и облегчение технической реализации способа.

Эта цель дofcтигaeтcя тем, что две заглубленные прибмно-излучающие систе,мы разносят по вертикали, возбуждают и принимают ими два тоиально-И1М1цульс«ых Вкустическик сигнала, относительная разность частот котОрых равна относительному вертикально;му разнесению систем, фильтруют отраженные сигналы .выделяют ил опибающие и измеряют

частотно-пространственный в вертикальной плоскости коэффициент взаимной корреляции огибаюших, после чего находят среднеквадратичную высоту морских волн Яср по формуле

S (/„ f,}.

где B(fi, /2) - коэффициент ,взаи;мной корреляции;

АК - разность волновых чисел. На фиг. 1 приведена блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ; на фиг. 2 - кривые, связывающие коэффициент взаимной корреляции B(ft, f) и величину среднекв.адр1а.Т1И,чной высоты вали а для /i-/2 0,5 кгц, /1-/2 0,2 кгц и 0,1 кгц.

Предлагаемый cnocoi6 осуществляется следующим образо.м.

Две пр.иамно-излучающие гидроакустические системы 1 я 2 располагают на одной вертикали на расстоянии А/г одна от другой. Системы 1 и 2 излучают и прини.мают отраженные От поверхности моря сигналы, соответственно на частотах /i и /о, та«их, что f2 /i(l-

. 77 где п - глубина погружения первой

приемно-излучающей системы. Принятые сигналы (излучающий тракт общеизвестен ;i на чертеже не показан) троходят прие-мные тракты 3 н 4, где они усиливаются и фильтруются, после чего постулают на детекторы 5 и 6. Затем по1лучбН1НЪ1,е TaiKHiM oi6|p,asoiM огибающ:ие сигналов подают на К0|ррелят0|р 7 и получают коэф/фициенг их взаиадиой корреляции В (/ь /г), который фи1кс:и|ру;ют на pemHiCTpiHpvroще|М устройстве 8. На основе выполненных исследований показано, что этот коэффициент связан со среднеювадратичной высотой мороких волн следующим выражением: 5(/1, F (OS/,//.,), .т.Л где (в8/,//2) Ф tg8 /2/2 Здесь функция Ф - интепрал вероятности; в - угол раствора характеристики н а лр а вл енности; б - среднеквадратичный угол наклона волн и функция F(Q6f4f,) при (А-/,)//, 0,1 отличается от единицы иа величину, не превышающую силу этого при практических расчетах можно положить F(e6//f2) 1. ТакИМ образом В (f, /2) 1-2 (A/fa). Измерив коэффициент взаимной корреляции B(f,fz) ири заданном значении , находят среднеквадратичную высоту .морских волн по / S (А, /,). Далее по известным формулам может быть рассчитана также средняя высота волн с обеспеченностью 3%; Яз., 5,25 о и средняя высота морокой волны Яср а У Предмет изобретения Акустический способ определения высоты морских волн путем облучения .поверхности воды акустической энергией и Приема отраженных сигналов, отличающийся тем, что, с целью расщирения диапазона применения и облегчения технической реализации способа, две заглубленные приемно-излучающие системы разносят по вертикали, возбуждают н прили мают ими два тоиально-импулысных аюустически.х сигнала, относительная разность частот которых равна относительному вертикальному разнесению систем, фильтруют отраженные сигналы, выделяют их огибающие и измеряют частотно-простран1ственный в вертикальной плоскости коэффициент взаимной корреляции огибающих, после чего находят среднеквадратичную высотл морских волн по формуле 1 In В (/1, /,) , -д/г У где B(fi,fz) -коэффициент взаимной корреляции;Д/С - разность волновых чисел.

fify 0,5КГЦ f -т -0,2КГЦ

, 1ИСЦ

100150200

250 б,см

Фиг. 2