Акустический способ определения высотыморских волн

Авторы патента:

G01S15/66 - звуколокационные следящие системы

ОП ИСАНЙЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<»> 4I2578

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Зависимое от авт, свидетельствавЂ” (22) Заявлено 13.10,71 (21) 1705438/18-10 с присоединением заявки №вЂ” (32) ПриоритетвЂ”

Опубликовано 25,01.74. Бюллетень X 3

Дата опубликования описания 19.08.74 (51) М, Кл. 6 01s 9/66

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 534.232 (088,8) (72) Авторы изобретения В. И. Воловов, В. В, Краснобородько и Ю. П. Лысанов (71) Заявитель (54) АКУСТИЧ ЕСКИ Й СПОСОБ ОП РЕДЕЛ ЕН ИЯ ВЫСОТЫ

МОРСКИХ ВОЛН

Изобретение относится к гидроакустике и может быть применено,на судах и других пла вающих объектах для дистанционного оп|ределения,высоты морских волн.

Известный способ определения высоты морскоих волн путем облучения поверхности воды акустической энергией tH приема отраженных сигналов имеет ряд недостатков, за,ключающихся в необходимости выполнения определенных требований к ширине диаграммы напра вленности приемно-излучающих сНстем, овраничении по виду автокорреляционной функции неровностей взволнованной поверхности моря. Большие технические трудност и при реализац|ии способа вызваны тем, что для обеспечения значительной коге рентности составляющей в отображенном сигнале длина волны должна быть значительно больше среднеквадратичной высоты волны.

Цель изобретения вЂ” расшир ение диапазона применения и облегчение технической реализации способа.

Эта цель доатигается тем, что две заглубленные приемно-излучающие системы разносят по вертикали, возбуждают и лринимают ,ими два тонально-и мцульсных акустических сигнала, относительная разность частот которых равна относительному вертикальному разнесению систем, фильтруют отраженные сигналы выделяют,их опибающие H измеряют частотно-пространственный в вертикальной плоскости коэффициент взаимной корреляции огибающи, после чего .находят среднеквадрати иую высоту морских волн Н,.„по формуле

1 Г вЂ” вЂ” In B (f„ f.,l, ip где B(fi, 1;) вЂ” коэффициент взаимной корреляции;

ЛК вЂ” разность волновых чисел

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ; на

15 фиг. 2 вЂ” кривые, связывающие .коэффициенг взаимной корреляции Вф, Я и величину среднеквадр ат ичной высоты волн o для f < вЂ” f вЂ”вЂ”

=0,5 кги„ f j вЂ” f2=0,2 кгт1 и f вЂ” 2 вЂ” вЂ” 0,1 кгц. предлагаемый с посо б осуществляется сле20 дующим ооразом.

Две приемно-излучающие гидроакустические системы 1 и 2 располагают на одной вертикали па расстоянии ЛЬ одна от другой, Системы 1 и 2 излучают и принимают отражен25 ные от поверхности моря сигналы, соответственно на частотах f и f., таких, что f =f (1вЂ”

ЛЬ1 вЂ” ), где Н вЂ” гтубина погружения первой и! приемно-излучающей системы. Принятые сиг.налы (излучающий тракт общеизвестен и на

412578

Оз,„,вЂ” 5,25 а

15 a 2 1a y 2 f чертеже не показан) проходят приемные тракты 8 и 4, где они усиливаются и фильтруются, после чего поступают на детекторы 5 и б. Затем подученные та ким о б равом orèоающие сигналов подают на коррелятор 7 и получают коэффициент IHx вза и мной корреляции В (f>, f2), который фи кси руют íà репистр ирующе»м устройстве 8.

На основе выполненных исследований показано, что этот коэффициент связан со среднеквадратичной высотой морских волн следующим выражен.ием:

B(fi Ы= 1-- (><")- Г (elf,ä.,), где Р(ОЬ(Д) = Ф- вЂ” вЂ” fr Л2

Здесь функция Ф вЂ” интепрал вероятности;

О вЂ” угол раствора характе.ристики направленности; б вЂ” среднеквадратичный угол наклона волн и функция

Р(ОИ i ) при (f вЂ” f )lf (0,1 отличается от единицы на величину, не превышающую 5.10 вЂ” В силу этого при практических расчетах можно положить F (ОУ /f2) = 1.

Таким образом В (fr f ) = 1 вЂ” (ЬКa) -.

Измерив коэффициент взаимной корреляции

B(f,,Я при заданном значении ЛК, находят среднеквадратичную высоту, морских волн по формуле о= / вЂ” вЂ” 1п В (f„ f)

1, 1

Далее по известным формулам может быть рассчитана также средняя высота волн с,о беспеченностью 3%;

l0 и средняя высота морокой волны

Н,р вЂ” a )/ 2т»

Предмет изоб ретения

Акустический с пособ определения высоты морских волн путем облучения поверхности воды акустической энергией и приема отраженных ситналов, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона применения и облегчения технической реализации способа, две заглубленные приемно-излучающие системы разносят по вертикали, возбуждают и принимают ими два тонально-импульсных акустических сигнала, относительная, разность частот которых равна относительному верти,кальному разнесению систем, фильтруют отраженные сигналы, выделяют их огибающие

30 и измеряют частотно-пространственный в ввртикальной плоскости коэффициент взаимной корреляции огибающих, после чего находят среднеквадратичную высоту морских волн по формуле вЂ” вЂ” 1п В(,,/,), 1 Г 1,где B (f Я вЂ” ко эф ф и ци ен т Вз B H м н Ой к ОЯ3 е ляции;

40 к вЂ”,p Äность волновых чис л.

0,8

U, Составитель Г. Терехова

Техред 3. Тараненко Корректор А. Васильева

Редактор Т. Иванова

Тип. Харьк. фил. np=z. «Патент»

Заказ 995/186 Изд. ¹ 385 Тираж 678 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Мшшстров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, OK-35, Раушская иаб., д. 4, 5

Акустический способ определения высотыморских волн

Похожие патенты:

Цифровой указатель глубин // 255081

Способ ультразвуковой эхо-локации тонкостенных сред // 237438

Ультразвуковой датчик // 136838

Прибор для измерения глубины погружения объекта // 129348

Гидролокатор // 116769

Устройство для измерения расстояния от всасывающей трубы землесосного снаряда до поверхности подводного забоя // 113453

Эхолот // 88112

Устройство для поддерживания постоянного расстояния от лота до поверхности льда при измерении толщины льда // 84844

Эхометр для намерения уровня жидкости в глубоких скважинах // 77737

Эхолот, например, для измерения глубины буровых скважин // 60919

Способ автоматического сопровождения маневрирующей цели в режиме активной локации гидроакустического или радиолокационного комплекса // 2260197

Изобретение относится к гидроакустике и радиолокации и предназначено для систем обработки информации в приемных трактах режима активной локации гидроакустических и радиолокационных комплексов

Способ выделения акустического сигнала на фоне поля помех // 1840052

Изобретение относится к гидроакустике и может быть использовано для ограничения маскирующего воздействия шумов, развиваемых кораблем-носителем, в частности шумов гидродинамического происхождения, на приемные элементы гидроакустической антенны

Способ обнаружения подводных объектов // 2495448

Использование: изобретение относится к области звуколокации и радиолокации и может быть использовано для решения научных и прикладных задач, в частности для обнаружения подводных объектов. Сущность: в некоторой точке океана располагается надводный или подводный корабль, который излучает звуковую волну с мощностью Iизл=5*105 Вт/м2, на частоте fзвук=10 кГц. Это излучение распространяется во все стороны и на расстоянии Lдет=30 км от корабля создает звуковое давление порядка p1=17 Вт/м2. Звуковая волна, отражаясь от подводного объекта с коэффициентом отражения котр=10-2, за счет сжимаемости воды создает дифракционную решетку, соответствующую цилиндрической звуковой волне. Высокочастотные генераторы, с мощностью Рген=500 МВт, работающие на частоте fрадио=108 Гц, расположенные на одной группе самолетов, облучают отдельные участки поверхности воды узким лучом радиоволн. Отражение в первом порядке от дифракционной решетки, созданной цилиндрической звуковой волной приводит к появлению отраженных волн. Приемники распространяющегося в узком луче излучения, расположенные на другой группе самолетов, с чувствительностью 3*10-21 Вт, при площади антенн Sант=700 м2, регистрируют мощность принимаемого излучения ~10-19 Вт. Благодаря тому, что рассеяние происходит на бегущей решетке, отраженная от нее электромагнитная волна оказывается Допплеровски сдвинутой на величину δf=100 Гц. По зарегистрированному ифракционному излучению определяют координаты подводного объекта. Технический результат: увеличения дальности обнаружении подводных объектов. 1 ил.

Способ подавления структурной помехи приемного канала дискретной антенны // 2503031

Изобретение относится к области измерительной техники и решает задачу повышения помехоустойчивости измерений параметров суммарного шума с использованием многоэлементной антенны. С этой целью суммарный сигнал в приемном канале дискретной антенны запоминается и осуществляется преобразование его временного масштаба. Для управления временным масштабом используется сигнал структурной помехи, формируемый доминирующим источником вибрации из числа машин и механизмов, расположенных на судне-носителе дискретной гидроакустической антенны. В результате преобразования временного масштаба осуществляется сжатие составляющей суммарного сигнала, обусловленное работой источника структурной помехи, что позволяет подавить ее влияние путем вычитания из суммарного сигнала. Обратное преобразование временного масштаба приводит к восстановлению параметров полезного сигнала в приемном канале дискретной антенны и обеспечивает возможность его использования для последующей обработки. Ввод дополнительных операций, основной из которых является обратное преобразование временного масштаба, позволяет увеличить помехоустойчивость приема гидроакустических сигналов, осуществляемого при помощи многоэлементных направленных систем. Основное преимущество предлагаемого способа обработки данных в приемном канале дискретной антенны состоит в обеспечении подавления сигнала помехи в том случае, когда ее спектр и спектр суммарного шума сосредоточены в общем диапазоне частот. 7 ил.

Способ поиска затонувших объектов // 2645743

Изобретение относится к области радиолокации и может быть использовано для определения координат затонувших объектов (летательных аппаратов, кораблей и т.п.). Достигаемый технический результат - снижение временных и материальных затрат на поиск затонувшего объекта и повышение точности определения его координат. Указанный результат достигается за счет того, что предварительно на объект, запланированный для пересечения водной поверхности, устанавливают N≥1 контейнеров, в каждом из которых уложен отражатель электромагнитных волн (ЭМВ) с возможностью его автоматической отстыковки при погружении объекта в водную среду, отстыкованный отражатель саморазворачивается и всплывает на водную поверхность, причем отражатель выполнен в виде сетчатой структуры, в узлах которой установлены металлизированные элементы с положительной плавучестью. В район предполагаемого погружения объекта направляют поисковый летательный аппарат с установленной на нем радиолокационной станцией, которая облучает водную поверхность и по сигналам, рассеянным отражателем ЭМВ, фиксируют координаты затонувшего объекта. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.