Бистатический способ обнаружения подводной цели и бистатический гидролокатор

Изобретение относится к области гидроакустики, в частности гидролокации. Предложен бистатический способ обнаружения подводной цели, содержащий излучение в воду первой подсистемой бистатического гидролокатора (БГ) составного гидроакустического сигнала, включающего зондирующий сигнал частоты f1 и информационный сигнал, состоящий из синхронизирующего импульса и контекстной информации в полосе частот f1±Δf1, прием второй подсистемой БГ эхо-сигнала от цели и прямого информационного сигнала, селекцию этих сигналов, демодуляцию и восстановление режимной информации, обработку эхо-сигнала и обнаружение подводной цели, в которой второй подсистемой БГ излучают в воду составной гидроакустический сигнал, включающий зондирующий сигнал частоты f2 и информационный сигнал в полосе частот f2±Δf2, состоящий из синхронизирующего импульса и контекстной информации, причем в состав ее входят результаты обнаружения цели на частоте f1, принимают первой подсистемой БГ эхо-сигнал от цели частоты f2 и прямой информационный сигнал в полосе частот f2±Δf2, селекцию этих сигналов, демодуляцию и восстановление режимной информации, обработку эхо-сигнала частоты f2 и обнаружение цели, а окончательное решение об обнаружении подводной цели производят в первой подсистеме по результатам обнаружения цели первой и второй подсистемами обработки эхо-сигналов частот f1 и f2. Также предложен бистатический гидролокатор, реализующий этот способ. Предложенные способ и устройство позволяют увеличить площадь зоны обнаружения цели. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к области гидроакустики, в частности гидролокации, и может быть использовано при построении систем обнаружения подводных целей, например, подводных лодок (ПЛ) или автономных подводных аппаратов (АПА).

В теории поиска известен способ поиска объекта, содержащий излучение в рабочую среду - воздух в радиолокации и воду в гидроакустике - сигнала и прием отраженного от объекта поиска сигнала.

Известен моностатический способ обнаружения подводной цели, содержащий излучение в воду гидроакустического сигнала и прием эхосигнала, отраженного от подводного объекта, при этом излучение и прием сигналов производится соответственно излучателем и приемником, входящими в состав одной и той же гидроакустической станции (ГАС) [1].

Эффективность (производительность) поиска целей (площадь, обследуемая в единицу времени) для случая неуклоняющейся цели определяется следующим выражением [2]:

где W - производительность поиска;

Шпп - ширина полосы поиска (представляет собой удвоенную дальность обнаружения в траверзных направлениях или так называемую «боковую» дальность [3]);

V - относительная скорость хода носителя;

Pk - вероятность установления контакта с целью при попадании ее в зону наблюдения.

В качестве Pk обычно используется вероятность правильного обнаружения цели - Рпо при заданной вероятности ложных тревог - Рлт.

Вероятность правильного обнаружения определяется из так называемых рабочих характеристик обнаружения [4], устанавливающих связь между Рпo, Рлт, коэффициентом флуктуаций сигнала, отношением сигнал-помеха на входе антенны и порогом обнаружения.

В случае моностатического режима зона обнаружения цели приблизительно является круговой, при этом дальность действия во всех направлениях является одинаковой.

Тогда, ширина полосы поиска равна:

где R0 - дальность действия в моностатическом режиме

Недостатком известного способа является то, что в ряде гидроакустических условий не обеспечивается требуемая ширина полосы поиска.

Известен мультистатический способ обнаружения подводной цели, содержащий излучение антенной по меньшей мере одной подсистемы в воду гидроакустических сигналов частоты f1 и передачу с помощью модулированного акустического информационного импульса режимной информации, и прием антенной другой подсистемы гидроакустических сигналов, разделение эхо-сигналов и информационных импульсов, обработку эхосигналов частоты f1, демодуляцию и восстановление режимной информации. При этом возможно размещение излучающей и приемной подсистем ГАС на различных объектах - носителях [5].

Частным случаем данного способа является бистатический способ обнаружения подводной цели, при котором используется только одна излучающая и одна приемная подсистемы. Данный способ реализуется в устройстве, называемом бистатическим гидролокатором (БГ), в котором излучающая и приемная антенны разнесены в пространстве [6].

Зона обнаружения в режиме бистатической гидролокации представляет собой овал Кассини [7], приближающийся по форме к эллипсу (при разнесении источника излучения и приемника излучения на дистанцию, соизмеримую с дальностью действия в моностатическом режиме), при этом дальность действия в траверзном («боковом») направлении составляет R.

При аналогичных гидроакустических характеристиках цели, среды, помех и технических параметрах моностатического и бистатического гидролокаторов ширина полосы поиска в бистатическом режиме (при оптимальном разнесении источника излучения и приемника) больше и составляет величину:

Таким образом, применение известного бистатического способа обнаружения подводной цели позволяет увеличить ширину полосы поиска, так как R>R0.

Последнее объясняется тем, что длина большой полуоси эллипса (в нашем случае Rоб) больше, чем координаты фокусов эллипса (излучателя и приемника), которые больше, чем Ro/2 [8].

Известное устройство - бистатический гидролокатор (БГ), реализующее бистатический способ, и описанное в [5], содержит излучающую базу первой подсистемы, которая содержит управляющее устройство; устройство кодирования, шифрования и модуляции, вход которого соединен с первым выходом управляющего устройства; сумматор, первый вход которого соединен с выходом устройства кодирования, шифрования и модуляции, а второй - со вторым выходом управляющего устройства; излучающее устройство (генератор), вход которого соединен с выходом сумматора, излучающую антенну БГ (излучающая база БГ), вход которой соединен с выходом излучающего устройства. БГ также содержит приемную базу второй подсистемы, которая включает приемную антенну БГ; селектор (разделитель сигналов), вход которого соединен с выходом приемной антенны; демодулятор, устройства кодирования и шифрования, вход которого соединен с первым выходом селектора; приемное устройство БГ, первый вход которого соединен со вторым выходом селектора, а второй вход - с выходом демодулятора, устройства кодирования и шифрования, устройство обработки информации БГ (приемная база БГ), вход которого соединен с выходом приемного устройства.

Способ бистатической гидролокации, осуществляемый описанным устройством заключается в следующем: излучающая база БГ генерирует в воду составной сигнал, образованный двумя импульсами с различной структурой: гидроакустический или зондирующий сигнал на рабочей частоте f1, предназначенный для обнаружения объекта поиска, и информационный сигнал в полосе частот f1±Δf1, предназначенный для передачи в воду режимной информации, а именно синхронизирующего импульса и контекстной информации. Режимная информация обеспечивает данными приемную базу БГ, например, о координатах и параметрах движения носителя, режимах работы излучающей базы и моментах излучения синхронизирующего импульса. Это позволяет работать излучающей и приемной базам в единой системе времени и координат, с идентичными частотно-временными параметрами.

Гидроакустический и информационный импульсы модулируются различным образом и передаются в морскую среду с заранее известным интервалом времени Δt.

Приемное устройство (приемная база) обеспечивает выделение составного сигнала из помех. Устройство обработки информации предназначено для обнаружение и определение координат и параметров движения объекта (выработки формулярной информации - ФИ).

Описанный выше способ и устройство, его реализующее, наиболее близки к предлагаемому изобретению по технической сущности и количеству общих признаков.

Однако, как в моностатической, так и бистатической ГАС вероятность установления контакта и зона обнаружения цели ограничиваются не только энергетическими параметрами акустического излучения и шумами приемника, но и влиянием среды - аномалией распространения, затуханием звука, реверберационной помехой, отражениями от дна и поверхности моря и т.д., в результате чего образуются так называемые зоны акустической тени, зоны конвергенции [9] и другие специфические гидроакустические явления. В мелководных районах даже на небольших расстояниях имеет место многолучевое распространение звука. Это приводит к наличию больших флуктуаций сигнала, достигающих размаха 10-20 и более дБ на дистанциях порядка единиц км [10].

Указанные факторы обусловливают существенную изменчивость уровня и параметров эхо-сигнала, что приводит к неравномерности характеристик обнаружения цели по дистанции в пределах зоны обнаружения, что, в частности, в сложных гидроакустических условиях мелкого моря понижает площадь зоны обнаружения с Рк, равной не менее 0,9. Это приведет к снижению эффективности ГАС (величины W).

Таким образом, недостатком известного способа и устройства, его реализующего, использующего работу ГАС на одной частоте, является то, что в сложных гидроакустических условиях мала площадь зоны уверенного обнаружения цели.

Задачей изобретения является обеспечение технического результата, заключающегося в увеличении площади зоны обнаружения, в пределах которой обеспечивается требуемая вероятность обнаружения.

Технический результат заключается в обеспечении независимости работы излучающей и приемной базы в единой системе времени и координат с идентичными частотно-временными параметрами от условий распространения сигнала в водной среде, что позволяет увеличить площадь зоны обнаружения.

Для решения поставленной задачи в известный бистатический способ обнаружения подводной цели, содержащий излучение в воду первой подсистемой БГ составного гидроакустического сигнала, включающего зондирующий сигнал частоты f1 и информационный сигнал, состоящий из синхронизирующего импульса и контексной информации в полосе частот f1±Δf1, прием второй подсистемой БГ эхо-сигнала от цели и прямого информационного сигнала, селекцию этих сигналов, демодуляцию и восстановление режимной информации, обработку эхо-сигнала и обнаружение подводной цели введены новые операции, а именно второй подсистемой БГ излучают в воду составной гидроакустический сигнал, включающий зондирующий сигнал частоты f2 и информационный сигнал в полосе частот f2±Δf2, состоящий из синхронизирующего импульса и контекстной информации, причем в состав ее входят результаты обнаружения цели на частоте f1, принимают первой подсистемой БГ эхо-сигнал от цели частоты f2 и прямой информационный сигнал в полосе частот f2±Δf2, селекцию этих сигналов, демодуляцию и восстановление режимной информации, обработку эхо-сигнала частоты f2 и обнаружение цели, а окончательное решение об обнаружении подводной цели производят в первой подсистеме по результатам обнаружения цели первой и второй подсистемами обработки эхо-сигналов частот f1 и f2

Поставленная задача решается с помощью устройства - бистатического гидролокатора, содержащего излучающую базу первой подсистемы, которая содержит первое управляющее устройство; первое устройство кодирования, шифрования и модуляции, вход которого соединен с первым выходом первого управляющего устройства; первый сумматор, первый вход которого соединен с выходом первого устройства кодирования, шифрования и модуляции, а второй - со вторым выходом первого управляющего устройства; первый излучающий генератор, выполненный с возможностью формирования составного сигнала, включающий гидроакустический сигнал частоты f1 и информационный импульс, содержащий режимную информацию: синхронизирующий импульс и контекстную информацию в полосе частот f1±Δf1, вход которого соединен с выходом первого сумматора, первую излучающую антенну БГ, вход которой соединен с выходом первого излучающего генератора, и приемную базу второй подсистемы, которая содержит первую приемную антенну БГ; первый селектор, вход которого соединен с выходом первой приемной антенны; первый демодулятор с устройством кодирования и шифрования, вход которого соединен с первым выходом первого селектора; первое приемное устройство БГ, первый вход которого соединен со вторым выходом первого селектора, а второй вход - с выходом первого демодулятора с устройством кодирования и шифрования, первое устройство обработки информации БГ, вход которого соединен с выходом первого приемного устройства, в который введены новые признаки, а именно: он содержит также излучающую базу второй подсистемы, которая содержит второе управляющее устройство; второе устройство кодирования, шифрования и модуляции, вход которого соединен с первым выходом второго управляющего устройства; второй сумматор, первый вход которого соединен с выходом второго устройства кодирования, шифрования и модуляции, а второй - со вторым выходом второго управляющего устройства; второй излучающий генератор, выполненный с возможностью формирования составного сигнала, включающий гидроакустический сигнал частоты f2 и информационный импульс, содержащий режимную информацию: синхронизирующий импульс и контекстную информацию в полосе частот f2±Δf2, вход которого соединен с выходом второго сумматора, вторую излучающую антенну БГ, вход которой соединен с выходом второго излучающего генератора и приемную базу первой подсистемы, которая содержит вторую приемную антенну БГ; второй селектор, вход которого соединен с выходом второй приемной антенны; второй демодулятор с устройством кодирования и шифрования, вход которого соединен с первым выходом второго селектора; второе приемное устройство БГ, первый вход которого соединен со вторым выходом второго селектора, а второй вход - с выходом второго демодулятора с устройством кодирования и шифрования, второе устройство обработки информации БГ, вход которого соединен с выходом второго приемного устройства.

Технический результат достигается за счет работы на двух частотах, что повышает вероятность контакта с целью.

Сущность предлагаемого способа поясняется фиг. 1, 2, 3 и 4, где на Фиг. 1. приведена блок-схема устройства, реализующего способ, на Фиг. 2 - в общем виде взаимное расположение носителей подсистем БГ (НК и ПЛ) и подводного объекта (ПЛ), а также направления излучения и приема двухчастотного гидролокатора и передачи режимной информации, на фиг 3 и 4 - картины зон обнаружения для одночастотного и двухчастотного БГ, соответственно.

Устройство, реализующее способ - бистатический гидролокатор (БГ) - содержит следующие блоки (Фиг 1): излучающую базу первой подсистемы 1, приемную базу первой подсистемы 2, излучающую базу второй подсистемы 3 и приемную базу второй подсистемы 4.

Излучающая база первой подсистемы 1 содержит первое управляющее устройство (УП1)5, первое устройство кодирования шифрования и модуляции (УКШМ1)6, первый сумматор (С1)7, первый излучающий генератор (ГИ1)8, первую излучающую антенну (ИА1)9. Первый вход устройства 6 соединен с первым выходом устройства 5, первый вход сумматора 7 соединен с выходом устройства 6, а второй со вторым выходом устройства 5. Сумматор 7, первый излучающий генератор 8 и первая излучающая антенна 9 последовательно соединены между собой.

Приемная база первой подсистемы 2 содержит вторую приемную антенну (ПА2)10, второй селектор (СЕЛ2)11, второй демодулятор (ДЕМ2)12, второе приемное устройство (ПУ2)13 и второе устройство обработки информации (УO2)14. Вход второго селектора 11 соединен с выходом приемной антенны 10, первый выход - со входом демодулятора 12, а второй - с первым входом приемного устройства 13, второй вход которого соединен с выходом демодулятора 12. Выход устройства 13 соединен с входом устройства обработки информации 14.

Излучающая база второй подсистемы 3 содержит второе управляющее устройство (УП2)15, второе устройство кодирования, шифрования и модуляции УКШМ2)16, второй сумматор (С2)17, второй излучающий генератор (ГИ2)18, вторую излучающую антенну (ИА2)19. Первый вход устройства кодирования 16 соединен с первым выходом блока 15, первый вход сумматора 17 соединен с выходом устройства кодирования 16, а второй - со вторым выходом управляющего устройства 15. Сумматор 17, излучающий генератор 18 и излучающая антенна 19 последовательно соединены между собой.

Приемная база второй подсистемы 4 содержит первую приемную (ПА1) 20, первый селектор (СЕЛ1) 21, первый демодулятор (ДЕМ1)22, первое приемное устройство (ПУ1)23 и первое устройство обработки информации (УO1)24. Вход селектора 21 соединен с выходом приемной антенны 20, первый выход - со входом демодулятора 22, а второй - с первым входом приемного устройства 23, второй вход которого соединен с выходом демодулятора 22. Выход устройства 23 соединен с входом устройства обработки информации 24.

Все блоки являются типовыми, хорошо известны и широко применяются в гидроакустике.

Описание предлагаемого способа целесообразно совместить с описанием работы реализующего его устройства.

Одна из подсистем (гидроакустических станций) БГ назначается ведущей. В рассматриваемом устройстве ведущей является первая подсистема. Вторая подсистема назначается ведомой (в нашем случае, это-вторая подсистема). В случае, если оба носителя являются НК, то выбор ведущей ГАС не принципиален. Если одним носителем является НК, а другим погруженный объект (ПЛ, радиогидроакустический буй или подводный робот), то ведущей ГАС назначается подсистема БГ, размещенная на надводном корабле (Фиг. 2).

Устройство, реализующее способ - бистатический гидролокатор (БГ) - работает следующим образом (Фиг. 1).

Входящее в состав излучающей базы первой подсистемы 1 устройство 5 управления подает зондирующий сигнал частоты f1 (ГИ) на сумматор 7, а синхронизирующий импульс (СИ) и контекстную информацию (КИ) на вход устройства 6 кодирования, шифрования и модуляции, с выхода которого информационный сигнал (ИИ), состоящий из синхронизирующего импульса и контекстной информации в полосе частот f1±Δf1 подается на второй вход сумматора 7.

В сумматоре 7 происходит преобразование зондирующего сигнала и информационного сигнала в составной гидроакустический сигнал (И), включающий в себя зондирующий сигнал частоты f1 и информационный сигнал в полосе частот f1±Δf1. С выхода сумматора 7 составной гидроакустический сигнал поступает на вход излучающего генератора 8, в котором происходит его усиление, и при помощи излучающей антенны 9 излучается в воду.

Эхо-сигнал от цели частоты f1 и прямой информационный сигнал в полосе частот f1±Δf1 принимается входящей в состав приемной базы второй подсистемы 4 приемной антенной 20 и направляется на селектор (разделитель сигналов) 21, в котором происходит селекция эхо-сигнала от цели (ГИ) и информационного импульса (ИИ). Эхо-сигнал от цели с первого выхода селектора поступает на первый вход приемного устройства 23, а информационный импульс - со второго выхода селектора 21 на вход демодулятора с устройством кодирования и шифрования 22. В последнем происходит демодуляция и восстановление режимной информации, которая поступает на второй вход приемного устройства 23. С выхода приемного устройства 23 эхо-сигнал и режимная информация поступают на вход устройства 24 обработки информации второй подсистемы, в которой производится обработка эхо-сигнала и принимается решение об обнаружении цели.

Далее при помощи входящего в состав излучающей базы второй подсистемы 3 устройства управления 15 с его первого выхода подают на первый вход сумматора 17 зондирующий сигнал частоты f2 (ГИ), а с второго выхода соответственно на первый вход устройства 16 кодирования, шифрования и модуляции синхронизирующий импульс (СИ) и контекстную информацию (КИ). С выхода устройства 16 на второй вход сумматора 17 подается информационный сигнал (ИИ), состоящий из синхронизирующего импульса и контекстной информации в полосе частот f1±Δf1, причем, в ее состав входят результаты обнаружения цели на частоте f1.

В сумматоре 17 происходит преобразование зондирующего сигнала и информационного сигнала в составной гидроакустический сигнал (И), включающий в себя зондирующий сигнал частоты f2 и информационный сигнал в полосе частот f2±Δf2 С выхода сумматора 17 составной гидроакустический сигнал поступает на вход излучающего генератора 18, в котором происходит его усиление, и при помощи излучающей антенны 19 излучается в воду.

Эхо-сигнал от цели частоты f2 и прямой информационный сигнал в полосе частот f2±Δf2 принимают входящей в состав приемной базы первой подсистемы 2 приемной антенной 10 и направляют на селектор (разделитель сигналов)11, в котором происходит селекция эхо-сигнала от цели (ГИ) и информационного импульса (ИИ). Эхо-сигнал от цели с первого выхода селектора 11 поступает на первый вход приемного устройства 13, а информационный импульс - со второго выхода селектора 11 на вход демодулятора с устройством кодирования и шифрования 12. В последнем происходит демодуляция и восстановление режимной информации, которая поступает на второй вход приемного устройства 13. С выхода приемного устройства 13 эхо-сигнал и режимная информация поступают на вход устройства обработки информации первой подсистемы 14, в которой производится обработка эхо-сигнала и принимается решение об обнаружении цели.

Ведущая подсистема БГ обеспечивает синхронизацию работы и совместную обработку информации (на основе режимной информации) обеих подсистем. Очередной цикл локации (излучение, прием и обработка гидроакустического сигнала) ведомой ГАС начинается после получения информационного импульса от ведущей подсистемы. После завершения цикла локации ведомая подсистема излучает составной сигнал и в составе режимной информации передает формулярную информацию (предварительное решение об обнаружении цели, ее координаты и параметры движения). Процедура совместной обработки информации в первой подсистеме БГ (обнаружение «1 из 2») описана выше.

Частоты f1и f2 выбираются с учетом обеспечения гидроакустической совместимости, т.е. их разнос должен исключать взаимные помехи, обусловленные излучаемыми подсистемами ГАС сигналами. Информационные импульсы являются широкополосными для повышения скрытности и помехоустойчивости передаваемой режимной информации.

Совместная обработка гидроакустических сигналов частот f1, f2 выполняется следующим образом.

В каждой подсистеме осуществляется когерентная или некогерентная (в зависимости от характера флуктуаций эхо-сигналов обработка и принимается предварительное решение об обнаружении (формируется единица) или не обнаружении цели (формируется нуль) в текущем цикле локации. От подсистем в блок управления и совместной обработки первой подсистемы БГ передаются соответствующие сообщения (режимная информация), на основе анализа которых принимается окончательное решение об обнаружении объекта.

В основе процедур совместной обработки информации могут быть использованы известные в радиолокации и гидроакустике процедуры, например, правило «k из m» [11], где k - число подсистем, в которых произошло превышение порога обнаружения, m - общее число подсистем мультистатической ГАС.

В рассматриваемом случае k=1 и m=2, т.е. используется правило «1 из 2» (обнаружение цели хотя бы одной из 2-х подсистем). Т.е., вероятность контакта определяется суммой вероятностей события «обнаружение эхо-сигнала подсистемы бистатической ГАС, работающей на эталоне f1, или подсистемой, работающей на эталоне f2, или обеими подсистемами».

Совместная обработка эхо-сигналов на частотах f1 и f2 может осуществляться в блоке, размещаемом в составе одной из подсистем БГ, на иных носителях или на берегу.

Вероятность контакта с целью при совместной работе бистатического гидролокатора на разных эталонах частот (при условии независимости эхо-сигналов), определяется по формуле:

где РK1 - вероятность контакта с целью при работе на частоте f1;

РК2 - вероятность контакта с целью при работе на частоте f2.

Несложно заметить, что даже при РK1К2=0,7 имеем результат:

PK=0,91.

Технический результат подтверждается расчетным моделированием по методике работы [12].

На Фиг. 3 и Фиг. 4 показаны соответственно зоны обнаружения одночастотного и двухчастотного БГ, работающего одновременно на двух эталонах частот. По осям абсцисс и координат отложены дистанции в км. «Боковая» дальность и конфигурация зон обнаружения на эталонах f1 и f2 - близки, ввиду небольшого разноса указанных эталонов, что характерно для однотипных гидролокаторов.

Сравнение Фиг .3 и Фиг. 4 показывает, что площадь зоны обнаружения, в пределах которой вероятность контакта с целью не менее 0,9, для 2-частотного бистатического гидролокатора больше, чем по сравнению с одночастотным БГ, приблизительно на 30%. Таким образом, попадание цели в эллиптическую зону обнаружения двух-частотного БГ в рассматриваемом примере приводит практически к достоверному установлению с ней контакта. Приведенное рассмотрение позволяет считать, что заявленный технический результат достигнут.

Источники информации

1. Хортон Дж. Уоррен. Основы гидролокации. Л.: СудпромГиз, 1961. - С. 405-417.

2. Абчук В.А., Суздаль В.Г. Поиск объектов. М.: Советское радио, 1977 - С. 183-205.

3. Морз Ф.М., Кимбелл Дж.Е. Методы исследования операций. М.: Советское радио, 1956. - С. 180-195.

4. Урик Роберт Дж. Основы гидроакустики. Л.: Судостроение, 1978. - С. 398-405.

5. Патент РФ на изобретение №2364888 / Боду Жан Пьер, МПК G01S 15/87.

6. Терминологический словарь-справочник по гидроакустике / Р.Х. Бальян, Э.В. Батаногов, А.В. Богородский и др. - Л.: Судостроение, 1989. - С.32.

7. Бундин Г.Г., Мясников В.В. Оценка дальности действия низкочастотных моностатического и бистатического гидролокаторов // Вопросы радиоэлектроники (серия радиолокационная техника), вып. 1, М: 2012. - С. 108-116.

8. Корн Г, Корн Т Справочник по математике для научных работников и инженеров. М: Наука, 1970 г., с. 66-69

9. Урик Роберт Дж. Основы гидроакустики. Л.: Судостроение, 1978. - С. 181-185.

10. Урик Роберт Дж. Основы гидроакустики. Л.: Судостроение, 1978. - С. 204.

10. Евтютов А.П., Митько В.Б. Инженерные расчеты в гидроакустике. - Л.: Судостроение, 1988. - С. 214-218.

11. Козловский С.В., Сергеев В.А. Методика оценки информационной эффективности мультистатических систем гидролокации / Экология и развитие общества, МАНЭБ, №3 (18), 2016. - С. 29-36.

1. Бистатический способ обнаружения подводной цели, содержащий излучение в воду первой подсистемой бистатического гидролокатора (БГ) составного гидроакустического сигнала, включающего зондирующий сигнал частоты f1 и информационный сигнал, состоящий из синхронизирующего импульса и контекстной информации в полосе частот f1±Δf1, прием второй подсистемой БГ эхо-сигнала от цели и прямого информационного сигнала, селекцию этих сигналов, демодуляцию и восстановление режимной информации, обработку эхо-сигнала и обнаружение подводной цели, отличающийся тем, что второй подсистемой БГ излучают в воду составной гидроакустический сигнал, включающий зондирующий сигнал частоты f2 и информационный сигнал в полосе частот f2±Δf2, состоящий из синхронизирующего импульса и контекстной информации, причем в состав ее входят результаты обнаружения цели на частоте f1, принимают первой подсистемой БГ эхо-сигнал от цели частоты f2 и прямой информационный сигнал в полосе частот f2±Δf2, селекцию этих сигналов, демодуляцию и восстановление режимной информации, обработку эхо-сигнала частоты f2 и обнаружение цели, а окончательное решение об обнаружении подводной цели производят в первой подсистеме по результатам обнаружения цели первой и второй подсистемами обработки эхо-сигналов частот f1 и f2.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что первая и вторая подсистемы бистатического гидролокатора расположены на одном носителе.

3. Бистатический гидролокатор (БГ), содержащий излучающую базу первой подсистемы, которая содержит первое управляющее устройство; первое устройство кодирования, шифрования и модуляции, вход которого соединен с первым выходом первого управляющего устройства; первый сумматор, первый вход которого соединен с выходом первого устройства кодирования, шифрования и модуляции, а второй - со вторым выходом первого управляющего устройства; первый излучающий генератор, выполненный с возможностью формирования составного сигнала, включающий гидроакустический сигнал частоты f1 и информационный импульс, содержащий режимную информацию: синхронизирующий импульс и контекстную информацию в полосе частот f1±Δf1, вход которого соединен с выходом первого сумматора, первую излучающую антенну БГ, вход которой соединен с выходом первого излучающего генератора, и приемную базу второй подсистемы, которая содержит первую приемную антенну БГ; первый селектор, вход которого соединен с выходом первой приемной антенны; первый демодулятор с устройством кодирования и шифрования, вход которого соединен с первым выходом первого селектора; первое приемное устройство БГ, первый вход которого соединен со вторым выходом первого селектора, а второй вход - с выходом первого демодулятора с устройством кодирования и шифрования, первое устройство обработки информации БГ, вход которого соединен с выходом первого приемного устройства, отличающийся тем, что он включает также излучающую базу второй подсистемы, которая содержит второе управляющее устройство; второе устройство кодирования, шифрования и модуляции, вход которого соединен с первым выходом второго управляющего устройства; второй сумматор, первый вход которого соединен с выходом второго устройства кодирования, шифрования и модуляции, а второй - со вторым выходом второго управляющего устройства; второй излучающий генератор, выполненный с возможностью формирования составного сигнала, включающий гидроакустический сигнал частоты f2 и информационный импульс, содержащий режимную информацию: синхронизирующий импульс и контекстную информацию в полосе частот f2±Δf2, вход которого соединен с выходом второго сумматора, вторую излучающую антенну БГ, вход которой соединен с выходом второго излучающего генератора, и приемную базу первой подсистемы, которая содержит вторую приемную антенну БГ; второй селектор, вход которого соединен с выходом второй приемной антенны; второй демодулятор с устройством кодирования и шифрования, вход которого соединен с первым выходом второго селектора; второе приемное устройство БГ, первый вход которого соединен со вторым выходом второго селектора, а второй вход - с выходом второго демодулятора с устройством кодирования и шифрования, второе устройство обработки информации БГ, вход которого соединен с выходом второго приемного устройства.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области кораблестроения, а именно к кораблям, назначением которых является обнаружение подводных объектов. Корабль освещения подводной обстановки оснащен гидроакустическим излучателем с гидроакустической антенной, опускаемой под воду на заданную глубину, комплектом пассивных автономных гидроакустических станций (АГС), способных обнаруживать зондирующие сигналы гидроакустического излучателя и эхосигналы, отраженные от подводных объектов, средствами измерения характеристик гидроакустических условий в районе плавания, радиоприемной аппаратурой и аппаратурой гидроакустической связи для приема сообщений от АГС, ЭВМ со специальной программой, позволяющей до начала работы рассчитывать необходимое количество, координаты скрытно устанавливаемых АГС, траекторию маневрирования корабля в процессе расстановки АГС, проходящую через все рассчитанные позиции АГС, оптимальные для текущих гидроакустических условий глубины установки антенны излучателя и АГС, а в процессе работы вычислять траектории обнаруженных подводных объектов и определять их координаты и параметры движения.

Изобретение относится к области кораблестроения, а именно к кораблям, назначением которых является обнаружение подводных объектов. Корабль освещения подводной обстановки оснащен гидроакустическим излучателем с гидроакустической антенной, опускаемой под воду на заданную глубину, комплектом пассивных автономных гидроакустических станций (АГС), способных обнаруживать зондирующие сигналы гидроакустического излучателя и эхосигналы, отраженные от подводных объектов, средствами измерения характеристик гидроакустических условий в районе плавания, радиоприемной аппаратурой и аппаратурой гидроакустической связи для приема сообщений от АГС, ЭВМ со специальной программой, позволяющей до начала работы рассчитывать необходимое количество, координаты скрытно устанавливаемых АГС, траекторию маневрирования корабля в процессе расстановки АГС, проходящую через все рассчитанные позиции АГС, оптимальные для текущих гидроакустических условий глубины установки антенны излучателя и АГС, а в процессе работы вычислять траектории обнаруженных подводных объектов и определять их координаты и параметры движения.

Группа изобретений относится к области радиотехники и может быть использована в фискальных системах контроля местоположения судов в качестве альтернативного способа определения координат, в частности, для детектирования локальной подмены сигналов глобальных навигационных спутниковых систем (ГЛОНАСС, GPS, Galileo, BeiDou).

Изобретение относится к области гидроакустики и может быть использовано для измерения полевых акустических характеристик корабельных антенн. Для измерения полевых характеристик корабельных приемных и излучающих антенн на подводном аппарате (ПА) установлены две излучающие антенны (АИ1, АИ2) и две приемные антенны (АП1, АП2).

Изобретение относится к области гидроакустики и может быть использовано для обеспечения обнаружения и оценки текущих координат морских объектов в заданных районах мирового океана.

Использование: гидроакустика. Сущность: способ основан на последовательном обнаружении торпеды в режимах шумопеленгования, обнаружения гидроакустических сигналов и активной гидролокации и определения параметров ее движения за минимальное количество циклов локации и на большей дистанции.

Изобретение относится к гидроакустике и может быть использовано поисковой подводной лодкой для повышения эффективности освещения подводной обстановки. Техническим результатом от использования изобретения является расширение зоны освещения подводной обстановки за счет осуществления длительного поиска подводной лодки противника гидролокатором ГАК поисковой ПЛ, что является оправданным при решении задачи недопущения проникновения ПЛ противника через заданные рубежи или в охраняемые районы; существенное упрощение технологии развертывания выносной гидроакустической системы и снижение требований к районам установки АГАС в части рельефа дна и глубин моря.

Заявляемый объект относится к технике бистатической гидролокации (или способам бистатической гидролокации), в которой связь между разнесенными в пространстве излучающей и приемной позициями (или несколькими приемными позициями) осуществляют по гидроакустическому каналу.

Изобретение относится к способам определения гидрометеорологических параметров, а именно к комплексному определению таких параметров как скорость ветра на акватории, волнение поверхности моря и динамический подводный шум на акватории с предварительной обработкой информации, передачи информации потребителю для освещения гидрометеорологической обстановки при проведении работ на морских акваториях.

Изобретение относится к мультистатической гидролокационной системе, в которой предусмотрен определенный режим связи между излучающей базой и приемными базами, которые служат для обнаружения эхосигналов.
Наверх