Корреляционный обнаружитель сигналов

Авторы патента:

G01S3/802 - системы для определения направления или отклонения от заданного направления (фокусирование или направленная передача звука с электрическим управлением решетками преобразователей вообще, например управлением положением лучом G10K 11/34)

Владельцы патента RU 2501030:

Открытое акционерное общество "ДАЛЬПРИБОР" (RU)

Использование: в радиолокации, радиосвязи и радиоастрономии. Сущность: корреляционный обнаружитель сигналов содержит выполненную определенным образом дискретную антенную решетку (ДАР), включающую N ненаправленных пассивных и М активно-пассивных электроакустических преобразователей, соответствующие им I каналы передачи информации, блок управления характеристикой направленности, блок вычисления относительных координат элементов ДАР, пороговое устройство, вычислитель порога принятия решения, индикатор, блок управления активно-пассивными элементами ДАР, а также корреляционный формирователь характеристик направленности с временной задержкой сигналов. В корреляционном формирователе характеристики направленности с временной задержкой сигналов использовано I/k квадраторов, выходы которых подсоединены к соответствующим I/k входам сумматора квадрированных процессов, при I≥k>1, а между сумматором I/k квадрированных процессов и корреляционным вычислителем дополнительно установлен умножитель, вход которого подключен к выходу сумматора I/k квадратированных процессов, а выход умножителя подключен ко второму входу корреляционного вычислителя. Технический результат: упрощение конструкции обнаружителя, повышение быстродействия тракта обнаружения и пеленгования объектов. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к гидроакустике, а именно к устройствам обнаружения гидроакустических сигналов, определения пространственного направления их прихода в точку наблюдения на фоне изотропных и анизотропных акустических помех природного и техногенного происхождения и может быть использовано в радиолокации, радиосвязи и радиоастрономии.

Известны устройства для формирования направленных свойств пространственных фильтров (ПрФ), содержащие дискретную антенную решетку (ДАР) и тракт обработки выходных процессов электроакустических преобразователей (ЭАП), на основе оценки корреляционных функций выходных процессов (смеси сигнала с помехой или только помех) ЭАП, описанные в ряде работ, например, Смарышев М.Д. Направленность гидроакустических антенн. - Л: Судостроение, 1973, - с.56-58; Долгих В.Н., Казанцев Г.И. Прикладная гидрофизика. Часть 1. Гидроакустика. - Владивосток, МО РФ ТОВМИ, 2005, - с.405-407, 436-449.

Основным недостатком этих устройств является большое число нелинейных операций, равное I²-I (где I - число ЭАП в составе ДАР), которое необходимо проводить в процессе обработки выходных процессов ЭАП.

Этот недостаток устранен в другом известном устройстве для обнаружения и определения направления на источник акустических сигналов. Второй аналог содержит ДАР, состоящую из N ненаправленных акустических приемников размещенных в заданном объеме пространства произвольным образом, в том числе по случайному закону (CAP), а также N каналов передачи информации и корреляционный формирователь ХН с временной задержкой сигналов, включающий в себя линии задержки, сумматоры напряжений и мощности, корреляционный вычислитель и интегратор. (Патент №23107 (RU); МПК7 G01S 3/00; приоритет 16.11.2001 г. Устройство для определения направления на источник акустических сигналов / Долгих В.Н., Бородин А.Е. // Изобретения. Полезные модели: Оф. бюл. Роспатента. - М.: ФИПС, 20.05.2002. - №14).

В этом устройстве число нелинейных операций равно I+1. Несмотря на то, что число нелинейных операций уменьшилось по сравнению с предыдущим аналогом в I раз, при большом числе ЭАП в составе ДАР оно является еще достаточно большим. Это обусловливает достаточно высокие требования к объему и скорости обработки смеси сигналов и помех, производимых трактом обработки, содержащимся в обнаружителе сигналов.

Кроме того, рассмотренные аналоги не имеют в своем составе блоков принятия решения об обнаружении сигнала и вычисления порога принятия решения, функционально необходимых при решении задач обнаружения сигналов, подаваемых объектами, а также в аналогах не предусмотрены блоки измерения координат ЭАП относительно центра ДАР, что не позволяет решать задачу формирования отклика ПрФ в случае, когда координаты ЭАП изменяются под воздействием внешних факторов.

Два последних недостатка второго аналога устранены другим известным устройством, наиболее близким заявленному техническому решению и выбранным в качестве прототипа. «Устройство с корреляционным формирователем характеристики направленности для обнаружения сигналов и определения направления на их источник» содержит ДАР, состоящую из I=N+М элементов, и соответствующих им I каналов передачи информации, блок управления характеристиками направленности, блок вычисления относительных координат элементов ДАР и корреляционный формирователь характеристики направленности, состоящий из I линий временной задержки, сумматор напряжений, квадратор суммы напряжений, I квадраторов, сумматор мощностей, корреляционный вычислитель и интегратор. При этом соответствующие выходы I каналов передачи информации подключены к I входам блока вычисления относительных координат элементов ДАР и входам I линий временной задержки, выходы I линий временной задержки подключены к соответствующим входам сумматора напряжений и входам I квадраторов. Выход сумматора напряжений через квадратор суммы напряжений подключен к первому входу корреляционного вычислителя, к второму входу которого подключен выход сумматора мощности, к соответствующим входам которого подключены выходы I квадраторов. Выход блока вычисления относительных координат элементов ДАР соединен с первым входом блока управления характеристиками направленности, соответствующие выходы которого соединены с управляющими входами I линий временной задержки. Кроме того в состав устройства входят пороговое устройство, вычислитель порога принятия решения, блок управления активно-пассивными элементами ДАР и индикатор. Причем выход интегратора подключен к первому входу порогового устройства, второй вход которого соединен с выходом вычислителя порога принятия решения, а выход порогового устройства подключен к входу индикатора, выходы которого подключены к второму входу блока управления характеристиками направленности и входу вычислителя порога принятия решения. При этом блок управления активно-пассивными элементами ДАР через М каналов передачи информации последовательно подает команды на излучение измерительных гидроакустических сигналов каждым активно-пассивным элементом ДАР (Патент на изобретение №2305297; МПК G01S 3/802 (2006.01); приоритет 05 июля 2005. Устройство с корреляционным формирователем характеристики направленности для определения направления на их источник. Бородин А.Е., Долгих В.Н., Ламека А.П. // Изобретения. Полезные модели: Оф. бюл. Роспатента. - М.: ФИПС, 20.05.2007. - №14).

Основным недостатком прототипа является значительное число нелинейных операций: I+1, где I=N+М. Несмотря на то, что число нелинейных операций уменьшилось по сравнению с первым аналогом в 1 раз, оно является еще достаточно большим при большом числе ЭАП в составе ДАР. Это обусловливает достаточно высокие требования к объему и скорости обработки смеси сигналов и помех, производимых трактом обработки прототипа.

На устранение указанного недостатка направлено новое техническое решение «Корреляционный обнаружитель сигналов», технической задачей которого является создание нового корреляционного формирователя ХН для обнаружения сигналов и определения направления на их источник, позволяющего существенно уменьшить число нелинейных операций в тракте обработки корреляционного обнаружителя сигналов на фоне естественных и искусственных помех. Заявленное устройство позволяет примерно в k раз сократить число нелинейных операций. Число k может изменяться в пределах I≥k>1, или (N+М)≥k>1.

Реализация поставленной задачи позволяет достичь:

1. Уменьшения числа квадраторов в составе корреляционного тракта обработки, что существенно упрощает конструкцию обнаружителя.

2. Снижения требований к средствам обработки процессов при сохранении эффективности решения задач обнаружителем.

3. Повышения быстродействия тракта обнаружения и пеленгования объектов.

Указанный технический результат достигается тем, что заявленное устройство «Корреляционный обнаружитель сигналов»,содержит дискретную антенную решетку (ДАР), включающую свободно дрейфующие N ненаправленные пассивные и М активно-пассивные элементы и соответствующие им I, равные N+M, каналы передачи выходных процессов ЭАП ДАР, блок управления характеристиками направленности, блок вычисления относительных координат элементов ДАР. Устройство содержит также корреляционный формирователь характеристик направленности с временной задержкой сигналов, включающий I цифровых сдвигающих устройств, сумматор напряжений, квадратор суммы напряжений, соответствующих квадраторов, подключенных к соответствующим входам сумматора квадрированных процессов, корреляционного вычислителя и интегратора. Перечисленные блоки связаны между собой электрическими связями следующим образом:

- соответствующие выходы I каналов передачи выходных процессов ЭАП ДАР подключены к I входам блока вычисления относительных координат элементов ДАР и входам I цифровых сдвигающих устройств, выходы которых подключены к соответствующим I входам сумматора напряжений и к соответствующим входам квадраторов;

- выход сумматора напряжений через квадратор суммы напряжений подключен к первому входу корреляционного вычислителя, выход которого подключен к входу интегратора, при этом выход интегратора подключен к первому входу порогового устройства, второй вход которого соединен с выходом вычислителя порога принятия решения;

- выход порогового устройства подключен к входу индикатора, выходы которого соответственно подключены к второму входу блока управления характеристиками направленности и к входу вычислителя порога принятия решения и далее к входу блока управления активно-пассивными элементами ДАР;

- выход блока вычисления относительных координат элементов ДАР соединен с первым входом блока управления характеристиками направленности, соответствующие I выходы которого соединены с управляющими входами I цифровых сдвигающих устройств.

Принципиальным отличием заявленного устройства от прототипа является то, что в корреляционном формирователе характеристики направленности с временной задержкой сигналов использовано I/k квадраторов, которые снабжены I/k соответствующими входами и I/k соответствующими выходами, подключенными к соответствующим I/k входам сумматора квадрированных процессов для суммирования в нем I/k квадрированных процессов, при I≥k>1, а между сумматором I/k квадрированных процессов и корреляционным вычислителем дополнительно установлен умножитель, вход которого подключен к выходу сумматора I/k квадрированных процессов, а выход умножителя подключен ко второму входу корреляционного вычислителя.

Такое взаимное расположение вышеперечисленных конструктивных элементов необходимо для достижения следующих технических эффектов:

1. Уменьшения числа нелинейных преобразований в тракте обработки до $\frac{I}{k} + 2$ за счет уменьшения числа квадраторов, использующихся для k возведения в квадрат выходных процессов линий задержек, в k раз;

2. Упрощения конструкции корреляционного формирователя отклика (ХН) ПрФ при эффективности аналогичной эффективности прототипа и сохранении его основных функций:

- измерения с заданной погрешностью относительных координат всех акустических приемников, входящих в состав антенной решетки;

- исключения помех приему полезных сигналов при работе активно-пассивных преобразователей в режиме излучения измерительных посылок;

- регулирования величин компенсационных временных задержек сигнала в каждом канале на выходе ДАР в зависимости от взаимного пространственного расположения электроакустических преобразователей и заданного направления ХН;

- автоматического или автоматизированного (при участии оператора) принятие решения об обнаружении сигналов;

- определения направления на источник сигналов.

Дополнительным отличием является то, что N ненаправленных пассивных и М активно-пассивных элементов размещены с возможностью изменения координат элементов ДАР относительно центра ДАР под воздействием внешних факторов. Эта, отсутствующая в прототипе, особенность необходима для эксплуатации антенных систем, элементы которых закреплены на гибком каркасе, и не исключает возможность использования заявленного устройства в случае свободного дрейфа ЭАП ДАР.

Сущность изобретения поясняется чертежом:

Фиг.1. Корреляционный обнаружитель сигналов. Функциональная схема.

В состав устройства входят:

1. Пассивный элемент ДАР (свободно перемещающийся в пространстве ненаправленный акустический приемник, общее количество пассивных элементов в составе ДАР равно N).

2. Активно-пассивный элемент ДАР (свободно перемещающийся в пространстве ненаправленный акустический приемник с совмещенным ненаправленным акустическим излучателем, общее количество активно-пассивных элементов в составе ДАР равно М).

3. Канал передачи выходных процессов ЭАП ДАР (число каналов равно I=N+М).

4. Блок вычисления относительных координат элементов ДАР.

5. Блок управления ХН.

6. Корреляционный формирователь ХН с временной задержкой сигналов.

7. Цифровые сдвигающие устройства (линия временной задержки, общее количество линий задержек равно I=N+М).

8. Сумматор напряжений.

9. Квадратор суммы напряжений.

10. Квадратор (общее количество квадраторов равно I/k).

11. Сумматор I/k квадрированных процессов.

12. Умножитель (умножает выходной процесс сумматора I/k квадратированных процессов на величину k).

13. Корреляционный вычислитель.

14. Интегратор.

15. Пороговое устройство.

16. Вычислитель порога принятия решения.

17. Индикатор.

18. Блок управления активно-пассивными элементами ДАР.

Заявленное устройство содержит дискретную антенную решетку, состоящую из N пассивных элементов ДАР (1), и М активно-пассивных элементов ДАР (2), размещенных произвольным образом в заданном объеме пространства с возможностью изменения их координат в системе координат ДАР. Им соответствуют I=N+М каналов передачи выходных процессов ЭАП ДАР (3). Выходы этих каналов подключены к I=N+М входам блока вычисления относительных координат элементов ДАР (4) и входам I цифровых сдвигающих устройств (7) (линий временной задержки), выходы которых подключены к I входам сумматора напряжений (8) и входам I/k квадраторов (10). Выход сумматора напряжений (8) через квадратор суммы напряжений (9) подключен к первому входу корреляционного вычислителя (13). Ко второму входу корреляционного вычислителя (13) подключен выход умножителя (12), вход которого подключен к выходу сумматора I/k квадрированных процессов (11), к I/k входам которого подключены выходы I/k квадраторов (10). Выход корреляционного вычислителя (13) через интегратор (14) подключен к первому входу порогового устройства (15), второй вход которого соединен с выходом вычислителя порога принятия решения (16) об обнаружении сигнала или о наличии во входном процессе только помехи. Выход блока вычисления относительных координат элементов ДАР (4) соединен с первым входом блока управления ХН (5), I выходов которого соединены с управляющими входами I цифровых сдвигающих устройств (7) (линий временной задержки). Выход порогового устройства (15) подключен к входу индикатора (17), выходы которого подключены соответственно ко второму входу блока управления ХН (5) и входу вычислителя порога принятия решения (16) об обнаружении сигнала или наличии во входном процессе только помехи и входу блока управления активно пассивными элементами ДАР (18).

Устройство работает следующим образом.

N пассивных элементов ДАР (1), с заданными максимальными размерами ДАР, размещаются в заданном пространстве любым, известным в морской практике, способом или по случайному закону. М активно-пассивных элемента ДАР (2) устанавливаются в два (для плоских ДАР, координаты элементов которой определяются двумя координатами X, Y) или в три (для объемных ДАР, координаты элементов которой определяются тремя координатами X, Y, Z) угла разностороннего треугольника, с максимально возможными расстояниями между ними, ограничиваемые размерами ДАР. Предусмотрено два режима работы устройства: «Измерение координат элементов ДАР в системе координат ДАР» и «Обзор».

В первом режиме «Измерение координат элементов ДАР в системе координат ДАР» выполняется цикл измерения координат элементов ДАР относительно центра ДАР. Для этого по команде начала работы при завершении обзора пространства, формируемой в индикаторе (17), блок управления активно-пассивными элементами ДАР (18) через М каналов передачи информации (3) последовательно подает команды на излучение измерительных гидроакустических сигналов каждым активно-пассивным элементом ДАР (2).

Поступающая по каналам передачи выходных процессов ЭАП ДАР (3) информация от N пассивных элементов ДАР (1) и М активно-пассивных элементов ДАР (2) автоматически обрабатывается в блоке вычисления относительных координат элементов ДАР (4). Для этого в блоке вычисления относительных координат элементов ДАР (4) корреляционным способом последовательно измеряют времена распространения измерительных сигналов от активно-пассивных элементов ДАР (2), работающих в режиме излучения, до всех остальных элементов ДАР, работающих в пассивном режиме и рассчитывают координаты элементов путем решения уравнений окружности (для плоских ДАР) или сферических поверхностей (для объемных ДАР). В блоке управления ХН (5) измеренные относительные координаты преобразуются в число сдвигов отсчетов выборок выходных процессов из каналов передачи выходных процессов ЭАП ДАР (3) относительно друг друга.

В режиме «Обзор» принятые пассивными элементами ДАР (1) и активно пассивными элементами ДАР (2), работающими в пассивном режиме, акустические сигналы по соответствующим каналам передачи выходных процессов ЭАП ДАР (3), которые выполняют предварительное усиление, фильтрацию выходных процессов ЭАП и их преобразование в цифровую форму, передаются на входы I цифровых сдвигающих устройств (7) (линий временной задержки) корреляционного формирователя характеристики направленности с временной задержкой сигналов (6). В цифровых сдвигающих устройствах (7) устанавливаются величины сдвига оцифрованных выходных процессов каналов передачи информации, вычисленные блоком управления ХН (5), обеспечивающие настройку устройства на заданное пространственное направление с учетом относительных координат соответствующих элементов ДАР (1, 2). Оцифрованные значения процессов с выходов I цифровых сдвигающих устройств (7) поступают на соответствующие входы сумматора напряжений (8) и с выходов I/k цифровых сдвигающих устройствах (7) на входы соответствующих квадраторов (10). С выхода сумматора напряжений (8) значение мгновенной суммы I процессов поступает на квадратор суммы напряжений (9) и с его выхода значение суммарного напряжения поступает на первый вход корреляционного вычислителя (13). Выходные значения I/k квадраторов (10) поступают на соответствующие входы сумматора I/k квадрированных процессов (11). Выходной процесс сумматора I/k квадрированных процессов (11) умножается умножителем (12) на k и результат умножения поступает на второй вход корреляционного вычислителя (13). В корреляционном вычислителе (13) вычисляется мгновенное значение пространственной корреляции акустического процесса, приходящего с заданного направления, временное усреднение и нормировка которого выполняется в интеграторе (14).

Усредненное значение коэффициента пространственной корреляции акустического процесса сравнивается в пороговом устройстве (15) с порогом, вычисленным в вычислителе порога принятия решения (16) об обнаружении сигнала или помехи. Относительный порог принятия решения зависит от числа приемников в составе ДАР, ее пространственных размеров и объема усредняемой выборки и может быть определен как

$U_{o t} = \frac{U_{0}}{σ n^{2}} = 2 (e r f^{- 1} [1 - 2 B_{l t}] \sqrt{\frac{2 B (1 + ρ n^{2})}{K} + B ρ n})$ ,

где U₀ - пороговое значение; σn - эффективное значение помехи; B_lt - вероятность ложной тревоги; В - число функций взаимной корреляции между выходными процессами всех возможных пар приемников ДАР; ρn - средний в рабочей полосе частот и по апертуре ДАР пространственный коэффициент взаимной корреляции помех; К - объем усредняемой выборки (в случае использования аналоговых методов обработки, объем усредняемой выборки можно заменить временем интегрирования Т).

Необходимые исходные значения задаются оператором и поступают на вход вычислителя порога принятия решения (16) с первого выхода индикатора (17). Если выходной процесс интегратора (14) превышает величину относительного порога, то принимается решение об обнаружении сигнала и на выходе порогового устройства (15) появляется сигнал, отображаемый на индикаторе (17). Со второго выхода индикатора (17) на второй вход блока управления ХН (5) поступает значение заданного (или текущего) направления ХН. В результате происходит обнаружение сигнала и определяется направление на его источник. Устройство работает в режиме «Обзор» до истечения интервала времени, в течение которого осуществляется обзор пространства в заданном секторе пространственных углов. После завершения цикла обзора пространства со второго выхода индикатора (17) на вход блока управления активно-пассивными элементами ДАР (18) поступает команда на включение режима работы «Измерение координат элементов ДАР в системе координат ДАР».

Определение числа и номеров каналов цифровых сдвигающих устройств (7), выходные процессы которых возводятся в квадрат квадраторами (10), а затем суммируются сумматором I/k квадратированных процессов (11) и умножаются умножителем (12) на k, осуществляется следующим образом:

1. Число каналов К=I/k должно быть целым числом.

2. Выбор числа и номеров выходных каналов, цифровых сдвигающих устройств (7), должен осуществляться таким образом, чтобы результат умножения выходного процесса сумматора I/k квадратированных процессов (11) умножителем (12) не более чем на 1% отличался от результата суммирования квадратов всех выходных процессов цифровых сдвигающих устройств (7). В этом случае эффективность устройства не уменьшается по сравнению с прототипом.

Результаты имитационного моделирования показали, что для цилиндрических звукопрозрачных антенных решеток с четным числом ЭАП в составе ДАР величина k может быть выбрана равной 2.

Таким образом, технический результат изобретения заключается в создании нового устройства с корреляционным формирователем характеристики направленности, в котором число нелинейных операций равно $\frac{I}{K} + 2$ , (число 2 обусловлено проведением нелинейных операций в квадраторе суммы напряжений (9) и в умножителе (12)), для обнаружения гидроакустических сигналов и определения направления на их источник в условиях свободного перемещения в пространстве приемников дискретной антенной решетки, позволяющего производить обнаружение и пеленгование нескольких надводных и (или) подводных объектов, находящихся в различных точках пространства, с меньшей вероятностью ложной тревоги и большей вероятностью обнаружения.

Заявленное устройство промышленно применимо, так как при его изготовлении могут быть использованы широко распространенные устройства и компоненты, такие как: приемники акустических сигналов, аналоговые усилители и фильтры, аналого-цифровые преобразователи, цифровые устройства памяти с произвольным доступом, цифровые процессоры обработки процессов, выпускаемые серийно отечественной промышленностью.

1. Корреляционный обнаружитель сигналов, содержащий дискретную антенную решетку (ДАР), включающую свободно дрейфующие N ненаправленные пассивные и М активно-пассивные элементы и соответствующие им I, равные N+M, каналы передачи выходных процессов ЭАП ДАР, блок управления характеристиками направленности, блок вычисления относительных координат элементов ДАР, а также корреляционный формирователь характеристик направленности с временной задержкой сигналов, содержащий I цифровых сдвигающих устройств, сумматор напряжений, квадратор суммы напряжений, соответствующие квадраторы, подключенные к соответствующим входам сумматора квадрированных процессов, корреляционный вычислитель и интегратор, при этом соответствующие выходы I каналов передачи выходных процессов ЭАП ДАР подключены к I входам блока вычисления относительных координат элементов ДАР и входам I цифровых сдвигающих устройств, выходы которых подключены к соответствующим I входам сумматора напряжений и к соответствующим входам квадраторов, а выход сумматора напряжений через квадратор суммы напряжений подключен к первому входу корреляционного вычислителя, выход которого подключен к входу интегратора, при этом выход интегратора подключен к первому входу порогового устройства, второй вход которого соединен с выходом вычислителя порога принятия решения, а выход порогового устройства подключен к входу индикатора, выходы которого соответственно подключены к второму входу блока управления характеристиками направленности и к входу вычислителя порога принятия решения и далее к входу блока управления активно-пассивными элементами ДАР; выход блока вычисления относительных координат элементов ДАР соединен с первым входом блока управления характеристиками направленности, соответствующие I выходы которого соединены с управляющими входами I цифровых сдвигающих устройств, отличающееся тем, что в корреляционном формирователе характеристики направленности с временной задержкой сигналов использовано I/k квадраторов, которые снабжены I/k соответствующими входами и I/k соответствующими выходами, подключенными к соответствующим I/k входам сумматора квадрированных процессов для суммирования в нем I/k квадрированных процессов, при I≥k>1, а между сумматором I/k квадрированных процессов и корреляционным вычислителем дополнительно установлен умножитель, вход которого подключен к выходу сумматора I/k квадрированных процессов, а выход умножителя подключен ко второму входу корреляционного вычислителя.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что N ненаправленных пассивных и М активно-пассивных элементов размещены с возможностью изменения координат элементов ДАР относительно центра ДАР под воздействием внешних факторов.

Похожие патенты:

Пеленгатор водолаза // 2494914

Изобретение относится к водолазной технике, а именно к аппаратуре звукоподводной связи и пеленгования, используемой водолазами. Пеленгатор водолаза, совмещенный со станцией звукоподводной связи, состоит из генератора импульсов и двух идентичных приемных каналов импульсов, каждый из которых имеет свою антенну, установленную слева или справа от водолаза.

Способ определения направления на гидроакустический маяк-ответчик по горизонтальному и вертикальному углу // 2492498

Изобретение относится к области гидроакустики. .

Устройство и способ определения водолазом направления на источник звукового сигнала // 2439602

Изобретение относится к снаряжению водолаза, может быть использовано в составе средств связи и управления при выполнении подводно-технических работ, в военной сфере, при аварийных ситуациях.

Устройство с корреляционным формирователем характеристики направленности для обнаружения сигналов и определения направления на их источник // 2305297

Изобретение относится к гидроакустике, а именно к устройствам обнаружения гидроакустических сигналов, определения пространственного направления их прихода в точку наблюдения на фоне интенсивных изотропных и анизотропных акустических помех природного и техногенного происхождения.

Устройство для обнаружения сигналов и определения направления на их источник // 2523095

Устройство для обнаружения сигналов и определения направления на их источник. Технический результат изобретения заключается в создании нового устройства для обнаружения сигналов и определения направления на их источник (источники) с числом нелинейных операций в тракте обработки, равным 2. В этом устройстве отклик обнаружителя формируется без влияния на него среднего значения пространственного отклика обнаружителя на помеху и учтена возможность перемещения в пространстве приемников дискретной антенной решетки под воздействием внешних сил. Для этого обнаружитель содержит выполненную определенным образом дискретную антенную решетку (ДАР), включающую N ненаправленных пассивных и М активно-пассивных электроакустических преобразователей (ЭАП), соответствующие им I каналы передачи информации, блок управления характеристикой направленности, блок вычисления относительных координат элементов ДАР, пороговое устройство, вычислитель порога принятия решения, индикатор, блок управления активно-пассивными элементами ДАР, а также формирователь характеристик направленности с временной задержкой сигналов. Принципиальные отличия изобретения от прототипа заключаются в том, что в состав обнаружителя включен пульт оператора, а формирователь характеристики направленности дополнительно содержит микропроцессорное устройство с возможностью вычитания вычитающим устройством среднего значения отклика обнаружителя только на помеху из выходного сигнала запоминающего устройства. 1 ил.

Устройство и способ для разрешения неоднозначности из оценки направления прихода // 2552129

Устройство (100) для разрешения неоднозначности из оценки (105) DOA ( φ ^ amb) содержит анализатор (110) оценки DOA для анализирования оценки (105) DOA ( φ ^ amb) для получения множества (115) неоднозначных параметров анализа ( φ ˜ I... φ ˜ N; f( φ ˜ I)...f( φ ˜ N); fenh,I( φ ^ amb)...fenh,N( φ ^ amb); gP( φ ˜ I)...gp( φ ˜ N); D( φ ˜ I)...D( φ ˜ N)) посредством использования информации (101) смещения, причем информация (101) смещения представляет отношение ( φ ^ ↔φ) между смещенной ( φ ^ ) и несмещенной оценкой DOA (φ), и блок (120) разрешения неоднозначности для разрешения неоднозначности в множестве (115) неоднозначных параметров анализа ( φ ˜ I... φ ˜ N; f( φ ˜ I)...f( φ ˜ N); fenh,I( φ ^ amb)...fenh,N( φ ^ amb); gP( φ ˜ I)...gp( φ ˜ N); D( φ ˜ I)...D( φ ˜ N)) для получения однозначного разрешенного параметра ( φ ˜ res; fres, 125). 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 22 ил.

Устройство для обнаружения сигналов и определения направления на их источник // 2617884

Представлено устройство для обнаружения сигналов и определения направления на их источник. Технический результат изобретения заключается в создании нового устройства для обнаружения сигналов и определения направления на их источник (источники) с числом нелинейных операций в тракте обработки, равным 2. В этом устройстве отклик обнаружителя формируется в результате обработки гарантированно идентичных выходных процессов электроакустических преобразователей ДАР без влияния на него среднего значения пространственного отклика обнаружителя на помеху с учетом возможности перемещения в пространстве элементов дискретной антенной решетки под воздействием внешних сил. Для этого обнаружитель содержит выполненную определенным образом дискретную антенную решетку (ДАР), включающую N ненаправленных пассивных и M активно-пассивных электроакустических преобразователей (ЭАП), соответствующих им I каналов передачи информации, блок вычисления относительных координат элементов ДАР, блок управления характеристиками направленности, пороговое устройство, вычислитель порога принятия решения, индикатор, блок управления активно-пассивными элементами ДАР, пульт оператора, а также формирователь характеристик направленности с временной задержкой сигналов. Принципиальным отличием заявленного устройства от прототипа является то, что обнаружитель дополнительно содержит блок адаптивной компенсации неидентичности каналов передачи выходных процессов электроакустических преобразователей ДАР, позволяющий получить идентичные параметры всех выходных процессов электроакустических преобразователей ДАР, что является обязательным условием для увеличения вероятности первичного обнаружения сигналов и уменьшения вероятности пропуска «слабых» сигналов. 1 ил.

Устройство для определения пеленга и дальности до источника сигналов // 2620917

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к пеленгаторам. Предложено устройство для определения пеленга и дальности до источника сигнала, содержащее первую антенну, первый и второй микробарометры, а также пять аналого-цифровых преобразователей (АЦП), подключенных к персональной электронно-вычислительной машине (ПЭВМ), дополнительно содержащее блок системы единого времени и блок связи с абонентами, подключенные к ПЭВМ, последовательно соединенные первый усилитель, первый фильтр, второй усилитель, первый пороговый блок и схему ИЛИ, последовательно соединенные вторую антенну, третий усилитель, второй фильтр, четвертый усилитель и второй пороговый блок, последовательно соединенные третью антенну, пятый усилитель, третий фильтр, шестой усилитель и третий пороговый блок, последовательно соединенные седьмой усилитель, четвертый фильтр, восьмой усилитель, пятый фильтр, четвертый пороговый блок и первую схему И, последовательно соединенные первый цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) и первый калибратор, последовательно соединенные второй ЦАП и второй калибратор, последовательно соединенные третий ЦАП и третий калибратор, последовательно соединенные четвертый ЦАП и четвертый калибратор, последовательно соединенные пятый ЦАП и первый формирователь, последовательно соединенные шестой ЦАП и второй формирователь, последовательно соединенные первый таймер, вторую схему И и первый счетчик, последовательно соединенные девятый усилитель, шестой фильтр, десятый усилитель, седьмой фильтр, пятый пороговый блок и третью схему И, последовательно соединенные седьмой ЦАП и пятый калибратор, последовательно соединенные восьмой ЦАП и третий формирователь, последовательно соединенные второй таймер, четвертую схему И и второй счетчик, а также первый тактовый генератор, подключенный ко вторым входам второй и четвертой схем И, третий и четвертый таймеры, последовательно соединенные аналоговые первый квадратор, сумматор, первый делитель, шестой пороговый блок и пятую схему И, последовательно соединенные пятый таймер, шестую схему И и третий счетчик, а также шестой АЦП, второй тактовый генератор, подключенный ко второму входу шестой схемы И, и аналоговые второй и третий квадраторы, подключенные входами, соответственно, ко второму и третьему фильтрам, а выходами подключенные, соответственно, ко второму входу сумматора и ко второму входу первого делителя, последовательно соединенные второй делитель, корректор нелинейности, первый блок вычисления модуля, блок вычитания, второй блок вычисления модуля, седьмой пороговый блок и инверсный вход седьмой схемы И, последовательно соединенные ключ, запоминающее устройство и третий блок вычисления модуля, подключенный ко второму входу блока вычитания, последовательно соединенные восьмую схему И и одновибратор, подключенный к управляющему входу ключа, а также седьмой АЦП и блок сравнения знаков, подключенный входами к корректору нелинейности и к запоминающему устройству, а выходом подключенный ко второму входу седьмой схемы И. Причем первая, вторая и третья антенны выполнены магнитными и размещены взаимно перпендикулярно друг к другу, первый, второй и третий формирователи выполнены в виде сглаживающего звена с усилителем мощности, корректор нелинейности выполнен в виде усилителя с автоматической регулировкой усиления, первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой и седьмой пороговые блоки выполнены с управлением по порогу, первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой и седьмой фильтры выполнены с управлением по полосе пропускания, первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой, девятый и десятый усилители выполнены с управлением по фазе и чувствительности, первый, второй, третий, четвертый и пятый таймеры выполнены с управлением по длительности выходного сигнала, первый, второй и третий блоки вычисления модуля выполнены в виде инверсных усилителей с диодами для преобразования сигналов любой полярности в сигналы положительной полярности, первая схема И подключена вторым входом к первому таймеру, третьим входом подключена к третьему таймеру, а выходом подключена ко входу останова первого счетчика, третья схема И подключена вторым входом ко второму таймеру, третьим входом подключена к четвертому таймеру, а выходом подключена ко входу останова второго счетчика, пятая схема И подключена вторым входом к пятому таймеру, а выходом подключена ко входу останова третьего счетчика, шестой АЦП подключен входом к выходу первого делителя, а выходом подключен к ПЭВМ, седьмой АЦП подключен входом к выходу корректора нелинейности, а выходом подключен к ПЭВМ, схема ИЛИ подключена вторым и третьим входами, соответственно, ко второму и третьему пороговым блокам, а выходом подключена к ПЭВМ и к первому, второму и пятому таймерам, первый квадратор подключен к выходу первого фильтра, первая антенна подключена к первому усилителю, первый микробарометр подключен выходом к седьмому усилителю, а входом акустически связан с четвертым калибратором, второй микробарометр подключен выходом к девятому усилителю, а входом акустически связан с пятым калибратором, первый формирователь подключен к управляющим входам первого, второго и третьего фильтров, второй формирователь подключен к управляющим входам четвертого и пятого фильтров, третий формирователь подключен к управляющим входам шестого и седьмого фильтров, входы первого, второго, третьего, четвертого и пятого АЦП подключены, соответственно, к первому, второму, третьему, четвертому и шестому фильтрам, выходы первого, второго и третьего калибраторов подключены, соответственно, к первой, второй и третьей антеннам, восьмая схема И подключена первым входом к схеме ИЛИ, а инверсным входом подключена к пятому таймеру, второй делитель подключен входами к первому и второму фильтрам, вход ключа подключен к корректору нелинейности, выход седьмой схемы И подключен к третьему входу пятой схемы И, а входы всех ЦАП, управляющие входы всех усилителей, управляющие входы всех пороговых блоков, выходы первого, второго и третьего счетчиков, выходы и управляющие входы первого, второго и пятого таймеров, а также входы запуска и управляющие входы третьего и четвертого таймеров подключены к ПЭВМ. Технический результат - уменьшение погрешности при использовании на однопозиционном пункте наблюдения или на средстве передвижения и увеличение помехоустойчивости устройства при наличии мешающих сигналов, поступающих с других азимутов. 1 ил.