[go: up one dir, main page]

RU2719214C1 - Active sonar - Google Patents

Active sonar Download PDF

Info

Publication number
RU2719214C1
RU2719214C1 RU2019115737A RU2019115737A RU2719214C1 RU 2719214 C1 RU2719214 C1 RU 2719214C1 RU 2019115737 A RU2019115737 A RU 2019115737A RU 2019115737 A RU2019115737 A RU 2019115737A RU 2719214 C1 RU2719214 C1 RU 2719214C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
matched filter
signal
input
response
envelope
Prior art date
Application number
RU2019115737A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Алексеевич Иванов
Евгений Берович Либенсон
Original Assignee
Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" filed Critical Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор"
Priority to RU2019115737A priority Critical patent/RU2719214C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2719214C1 publication Critical patent/RU2719214C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S15/00Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

FIELD: hydro acoustics.SUBSTANCE: invention relates to hydroacoustic equipment, more specifically to active sonar, including to active sonars intended for detecting objects, measuring coordinates and motion parameters of detected objects. Invention objective is to provide the possibility of determining the radial velocity of the detected object on a single frequency-modulated signal.EFFECT: technical result of the invention consists in the procedure for determining the radial velocity of the detected object with reduction of the dead zone near the sonar and optimization of the load on the sonar equipment by emitting a single frequency-modulated signal.1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к гидроакустической технике, конкретнее к области активной гидролокации, в том числе к активным гидролокаторам, предназначенным для обнаружения объектов, измерения координат и параметров движения обнаруженных объектов.The invention relates to sonar technology, and more particularly to the field of active sonar, including active sonar, designed to detect objects, measure coordinates and motion parameters of detected objects.

Важным параметром движения обнаруженных объектов является их радиальная скорость. Зондирующий сигнал должен обеспечить возможность измерения данного параметра. Тональный сигнал обеспечивает измерение радиальной скорости обнаруженного объекта, но при этом для обеспечения классификации обнаруженного объекта по бликовой структуре должна быть обеспечена высокая разрешающая способность по дистанции, для чего следует применять тональные зондирующие сигналы малой длительности. А тональные зондирующие сигналы малой длительности имеют низкую разрешающую способность по радиальной скорости обнаруженного объекта и не позволяют обеспечить большие дальности обнаружения.An important parameter of the motion of detected objects is their radial velocity. The probe signal should provide the ability to measure this parameter. A tonal signal provides a measurement of the radial velocity of a detected object, but in order to classify the detected object according to its flare structure, a high distance resolution must be provided, for which short-duration tonal probing signals should be used. A short-duration tonal sounding signals have a low radial speed resolution of the detected object and do not allow for long detection ranges.

Известен активный гидролокатор с классификацией объекта (патент РФ №35474), содержащий последовательно соединенные устройство формирования псевдослучайного (ПС) зондирующего сигнала, генераторное устройство и излучающую антенну, также содержащий последовательно соединенные приемную акустическую антенну, устройство разделения обработки тонального и ПС сигналов по частоте, многоканальное устройство доплеровской согласованной фильтрации ПС эхосигнала, устройство оценки радиальной скорости объекта по ПС эхосигналу и устройство определения радиальной скорости объекта, также содержащий устройство формирования тонального зондирующего сигнала и последовательно соединенные многоканальное устройство доплеровской фильтрации тонального эхосигнала и устройство оценки радиальной скорости объекта по тональному сигналу, причем выход устройства формирования тонального зондирующего сигнала соединен со вторым входом генераторного устройства, второй выход устройства разделения обработки тонального и ПС сигналов по частоте соединен со входом многоканального устройства доплеровской фильтрации тонального эхосигнала, а выход устройства оценки радиальной скорости объекта по тональному сигналу соединен со вторым входом устройства определения радиальной скорости объекта.Known active sonar with object classification (RF patent No. 35474), containing a series-connected device for generating a pseudo-random (PS) probe signal, a generator device and a radiating antenna, also containing a series-connected receiving acoustic antenna, a device for separating the processing of tonal and PS signals in frequency, multi-channel a device for Doppler matched filtering of the PS echo signal, a device for estimating the radial velocity of an object according to the PS echo signal and a device for determining the radial velocity of the object, also containing a device for generating a sounding probe signal and a series-connected multichannel device for Doppler filtering of a tone echo signal and a device for estimating the radial speed of an object from a tone signal, the output of the device for generating a sounding probe signal connected to the second input of the generator device, the second output of the processing separation device tonal and PS signals in frequency connected to the input of a multi-channel device for plerovskoy tone filtering the echo and the radial velocity estimator output facility tonal signal is coupled to the second input device determining the radial velocity of the object.

Недостатком этого гидролокатора является то, что для определения радиальной скорости обнаруженного объекта по псевдослучайному сложному зондирующему сигналу необходимо выполнять многоканальную согласованную фильтрацию, тональный сигнал при малых радиальных скоростях обнаруженного объекта имеет отношение сигнал/реверберация меньше, чем сложный сигнал в корень из полосы раз. Также в данном гидролокаторе излучается пачка сигналов, что приводит к увеличению мертвой зоны вблизи гидролокатора по сравнению с излучением одиночного сигнала, поскольку прием в гидролокаторе обычно осуществляется после окончания излучения всего зондирующего сигнала по синхроимпульсу. Кроме того, при большой длительности тонального зондирующего сигнала гидролокатор имеет высокую разрешающую способность по радиальной скорости, но имеет весьма низкую разрешающую способность по дистанции.The disadvantage of this sonar is that in order to determine the radial speed of a detected object from a pseudorandom complex probing signal, it is necessary to perform multi-channel matched filtering, the tone signal at low radial speeds of the detected object has a signal / reverb ratio less than a complex signal to the root of the band times. A packet of signals is also emitted in this sonar, which leads to an increase in the dead zone near the sonar in comparison with the radiation of a single signal, since reception in the sonar is usually carried out after the end of the radiation of the entire probe signal according to a clock pulse. In addition, with a long duration of the tonal probe signal, the sonar has a high resolution in radial speed, but has a very low resolution in distance.

По количеству общих признаков наиболее близким аналогом предлагаемого изобретения является активный гидролокатор, описанный в статье Fangyong Wang, Shuanping Du, Wei Sun, Qiang Huang, and Jiao Su. A method of velocity estimation using composite hyperbolic frequency-modulated signals in active sonar // J. Acoust. Soc. Am. 31 (5) / 136. C. 316-312. Этот активный гидролокатор содержит (фиг. 1) последовательно соединенные устройство 1 формирования частотно-модулированного зондирующего сигнала со спадающим законом изменения частоты от времени, генераторное устройство 2 и излучающую акустическую антенну 3, также содержит последовательно соединенные приемную акустическую антенну 4, первый согласованный фильтр 5 и устройство 6 измерения времени прихода отклика первого согласованного фильтра, при этом второй выход устройства 1 соединен со вторым входом устройства 5. В состав активного гидролокатора также входят последовательно соединенные устройство 7 формирования частотно-модулированного зондирующего сигнала с нарастающим законом изменения частоты от времени, второй согласованный фильтр 8, устройство 9 измерения времени прихода отклика второго согласованного фильтра, устройство 10 измерения времени задержки между откликами первого и второго согласованного фильтра и устройство 11 определения радиальной скорости обнаруженного объекта по времени задержки между откликами от первого и второго согласованного фильтра, причем второй выход устройства 7, соединен со вторым входом устройства 2, третий выход устройства 7 соединен со вторым входом устройства 11, третий выход устройства 1 соединен с третьим входом устройства 11, второй выход антенны 4 соединен со вторым входом устройства 8, а выход устройства 6 соединен со вторым входом устройства 10.By the number of common features, the closest analogue of the invention is the active sonar described in Fangyong Wang, Shuanping Du, Wei Sun, Qiang Huang, and Jiao Su. A method of velocity estimation using composite hyperbolic frequency-modulated signals in active sonar // J. Acoust. Soc. Am. 31 (5) / 136.C. 316-312. This active sonar contains (Fig. 1) a series-connected device 1 for generating a frequency-modulated sounding signal with a decreasing law of frequency change from time to time, a generating device 2 and a radiating acoustic antenna 3, also contains a series-connected receiving acoustic antenna 4, a first matched filter 5 and device 6 for measuring the arrival time of the response of the first matched filter, while the second output of the device 1 is connected to the second input of the device 5. The active gy The scroller also includes a series-connected device 7 for generating a frequency-modulated probe signal with an increasing law of frequency change from time to time, a second matched filter 8, a device 9 for measuring the response time of the second matched filter, a device 10 for measuring the delay time between the responses of the first and second matched filters, and a device 11 determining the radial velocity of the detected object from the delay time between responses from the first and second matched filter, p By the way, the second output of device 7 is connected to the second input of device 2, the third output of device 7 is connected to the second input of device 11, the third output of device 1 is connected to the third input of device 11, the second output of antenna 4 is connected to the second input of device 8, and the output of device 6 connected to the second input of the device 10.

Определение радиальной скорости обнаруженного объекта выполняется по оценке взаимного смещения откликов согласованных фильтров каждого сигнала пачки из двух частотно-модулированных (ЧМ) сигналов.The radial velocity of the detected object is determined by estimating the mutual offset of the responses of the matched filters of each burst signal from two frequency-modulated (FM) signals.

Недостатком этого гидролокатора-прототипа является излучение пачки зондирующих сигналов, что приводит к повышению, необходимости параллельной работы двух согласованных фильтров и обеспечения их синхронизации, а также является необходимость обеспечения более широкой рабочей полосы частот гидролокатора при излучении пачки разнесенных по частоте ЧМ сигналов, либо, при излучении ЧМ сигналов пачки на одной несущей частоте, повышенный уровень реверберационной помехи в полосе частот излученных сигналов.The disadvantage of this prototype sonar is the radiation of a packet of probing signals, which leads to an increase in the need for parallel operation of two matched filters and to ensure their synchronization, as well as the need to provide a wider working frequency band of a sonar when a packet of FM signals separated in frequency is emitted, or, at emission of FM burst signals at a single carrier frequency, an increased level of reverberation noise in the frequency band of the emitted signals.

Задачей изобретения является обеспечение возможности определения радиальной скорости обнаруженного объекта по одиночному частотно-модулированному сигналу.The objective of the invention is the ability to determine the radial velocity of the detected object from a single frequency-modulated signal.

Технический результат изобретения заключается в реализации процедуры определения радиальной скорости обнаруженного объекта при уменьшении мертвой зоны вблизи гидролокатора и оптимизации нагрузки на аппаратуру гидролокатора, путем излучения одиночного частотно-модулированного сигнала.The technical result of the invention consists in the implementation of the procedure for determining the radial velocity of the detected object while reducing the dead zone near the sonar and optimizing the load on the sonar equipment by emitting a single frequency-modulated signal.

Для достижения данного технического результата в активный гидролокатор, содержащий последовательно соединенные устройство формирования частотно-модулированного зондирующего сигнала, генераторное устройство и излучающую акустическую антенну, также содержащий последовательно соединенные приемную акустическую антенну, согласованный фильтр и устройство измерения времени прихода отклика согласованного фильтра, при этом второй выход устройства формирования частотно-модулированного зондирующего сигнала соединен со вторым входом согласованного фильтра, введены новые признаки, а именно, введены последовательно соединенные устройство выделения огибающей, устройство измерения временного положения фронта огибающей эхосигнала, устройство измерения смещения отклика согласованного фильтра относительно фронта огибающей эхосигнала и устройство определения радиальной скорости по смещению отклика согласованного фильтра относительно фронта огибающей эхосигнала, первый вход которого соединен со выходом устройства определения смещения отклика согласованного фильтра относительно фронта огибающей эхосигнала, а второй вход соединен с третьим выходом устройства формирования частотно-модулированного зондирующего сигнала, при этом выход устройства измерения времени прихода отклика согласованного фильтра соединен со вторым входом устройства определения смещения отклика согласованного фильтра относительно фронта огибающей эхосигнала, а второй выход приемной акустической антенны соединен со входом устройства выделения огибающей.To achieve this technical result, an active sonar containing a series-connected device for generating a frequency-modulated probing signal, a generator device and a radiating acoustic antenna, also containing a series-connected receiving acoustic antenna, a matched filter and a device for measuring the response time of a matched filter, the second output a device for generating a frequency-modulated sounding signal is connected to the second input with filter, new features are introduced, namely, a series-connected envelope extraction device, a device for measuring the temporal position of the echo envelope front, a device for measuring the offset of the response of the matched filter relative to the envelope of the echo signal and a device for determining the radial velocity from the offset of the response of the matched filter relative to the front of the echo signal are introduced the first input of which is connected to the output of the device for determining the response bias of the matched filter relative to the echo envelope front, and the second input is connected to the third output of the frequency-modulated probe signal generating device, while the output of the matched filter response arrival time measuring device is connected to the second input of the matched filter response bias detection device relative to the echo envelope front, and the second output is acoustic the antenna is connected to the input of the envelope extraction device.

Указанный технический результат достигается за счет того, что при приеме одиночного частотно-модулированного эхосигнала выполняется измерение смещения максимума отклика согласованного (с опорным сигналом) фильтра относительно фронта амплитудной огибающей эхосигнала на входе согласованного фильтра, по которой выполняется определение радиальной скорости обнаруженного объекта. Использование такой оценки дает возможность применять в гидролокаторе одиночные частотно-модулированные зондирующие сигналы, что приведет к снижению нагрузки на систему обработки принимаемых эхосигналов вследствие того, что для одиночных частотно-модулированных сигналов достаточно одного согласованного фильтра, а также приведет к уменьшению мертвой зоны вблизи гидролокатора вследствие снижения общей длительности излучения сигналов. Также применение одиночных частотно-модулированных зондирующих сигналов снижает требования к излучающему тракту. Данный технический результат получается при совместной работе вновь введенных устройств, связей между ними и связей этих устройств с другими устройствами гидролокатора.The specified technical result is achieved due to the fact that when receiving a single frequency-modulated echo signal, the response maximum offset of the matched (with the reference signal) filter is measured relative to the front of the amplitude envelope of the echo signal at the input of the matched filter, by which the radial velocity of the detected object is determined. Using this estimate makes it possible to use single frequency-modulated sounding signals in the sonar, which will reduce the load on the processing system of the received echo signals due to the fact that for a single frequency-modulated signals one matched filter is sufficient, and also will lead to a reduction in the dead zone near the sonar due to reducing the overall duration of the emission of signals. Also, the use of single frequency-modulated sounding signals reduces the requirements for the radiating path. This technical result is obtained when the newly introduced devices work together, the connections between them and the connections of these devices with other sonar devices.

Сущность изобретения поясняется фиг. 1, фиг. 2 и фиг. 3. На фиг. 1 приведена устройство-схема прототипа активного гидролокатора, на фиг. 2 - устройство-схема предложенного активного гидролокатора. На фиг. 3 представлен отклик согласованного фильтра на эхосигнал от объекта с ненулевой радиальной скоростью (штриховая линия) и огибающая данного эхосигнала на входе согласованного фильтра (сплошная линия).The invention is illustrated in FIG. 1, FIG. 2 and FIG. 3. In FIG. 1 shows a device diagram of a prototype active sonar, in FIG. 2 is a device diagram of the proposed active sonar. In FIG. Figure 3 shows the response of the matched filter to the echo from an object with a nonzero radial velocity (dashed line) and the envelope of the echo at the input of the matched filter (solid line).

Активный гидролокатор (фиг. 2) содержит последовательно соединенные устройство 1 формирования частотно-модулированного зондирующего сигнала, генераторное устройство 2 и излучающую акустическую антенну 3. Активный гидролокатор также содержит последовательно соединенные приемную акустическую антенну 4, согласованный фильтр 5, устройство 6 измерения времени прихода отклика согласованного фильтра устройство 12 измерения смещения отклика согласованного фильтра относительно фронта огибающей эхосигнала и устройство 13 измерения радиальной скорости по смещению отклика согласованного фильтра относительно фронта огибающей эхосигнала, а также последовательно соединенные устройство 14 выделения огибающей и устройство 15 измерения временного положения фронта огибающей эхосигнала, при этом второй выход антенны 4 соединен со входом устройства 14, второй выход устройства 1 соединен со вторым входом согласованного фильтра 5, третий выход устройства 1 соединен со вторым входом устройства 13, а выход устройства 15 соединен со вторым входом устройства 12.The active sonar (Fig. 2) contains a series-connected device 1 for generating a frequency-modulated probing signal, a generator 2 and a radiating acoustic antenna 3. The active sonar also contains a series-connected receiving acoustic antenna 4, a matched filter 5, and a device 6 for measuring the response arrival time of a matched filter device 12 for measuring the offset of the response of the matched filter relative to the front of the echo envelope and device 13 for measuring the radial the bias of the response of the matched filter relative to the front of the echo envelope, as well as the device 14 for extracting the envelope and the device 15 for measuring the temporal position of the envelope of the echo signal, while the second output of the antenna 4 is connected to the input of the device 14, the second output of the device 1 is connected to the second input of the matched filter 5, the third output of the device 1 is connected to the second input of the device 13, and the output of the device 15 is connected to the second input of the device 12.

Практическое исполнение устройств, входящих в изобретение, известно из практики гидроакустики и реализуется на основе применения цифровых устройств.The practical implementation of the devices included in the invention is known from the practice of hydroacoustics and is implemented through the use of digital devices.

Устройство 6, 12, 13, 14, и 15 могут быть реализованы с применением микропрограммных дискретных устройств, см. например, книгу Проектирование импульсных и цифровых устройств радиотехнических систем. /Гришин Ю.П., Казаринов Ю.М., Катиков В.М. и др.; Под ред. Ю.М. Казаринова. - М.: Высш. шк., 1185. С. 4, 27, 31, 3 и Цифровые радионавигационные устройства / В.В. Барашенков, А.Е. Лутченко, Е.М. Скороходов и др.; под ред. В.Б. Смолова. М.: Сов. радио, 1180. С. 116-130.Device 6, 12, 13, 14, and 15 can be implemented using microprogram discrete devices, see, for example, the book Designing Pulse and Digital Devices of Radio Engineering Systems. / Grishin Yu.P., Kazarinov Yu.M., Katikov V.M. and etc.; Ed. Yu.M. Kazarinova. - M .: Higher. school., 1185. S. 4, 27, 31, 3 and Digital radio navigation devices / V.V. Barashenkov, A.E. Lutchenko, E.M. Skorokhodov et al .; under the editorship of B. B. Smolova. M .: Sov. Radio, 1180.S. 116-130.

Работа устройства осуществляется следующим образом.The operation of the device is as follows.

Устройство 1 формирует частотно-модулированный зондирующий сигнал, который излучается в воду излучающей акустической антенной 3 с помощью генераторного устройства 2. Отраженные от объекта эхосигналы с выхода приемной акустической антенны 4 поступают на устройство 5 и 14. На другой вход устройства 5 из устройства 1 поступает опорный сигнал, необходимый для согласованной фильтрации частотно-модулированных эхосигналов. С выхода устройства 5, после согласованной фильтрации частотно-модулированного эхосигнала сигнальные процессы поступают на вход устройства 6. В устройстве 6 выполняется измерение времени (тоткл) прихода отклика согласованного фильтра эхосигнала. При этом данное измерение производится относительно момента времени, соответствующего концу излучения зондирующего сигнала. С выхода устройства 6 тоткл поступает на вход устройства 12. В устройстве 14 при этом выполняется выделение огибающей принятого эхосигнала, которая поступает в устройство 15, где выполняется измерение временного положения фронта огибающей эхосигнала (тфронта) относительно времени (при достаточном отношении сигнал/помеха), соответствующего концу излучения зондирующего сигнала. С выхода устройства 15 тфронта поступает на другой вход устройства 12, где выполняется измерение смещения отклика согласованного фильтра относительно фронта огибающей эхосигнала:The device 1 generates a frequency-modulated sounding signal, which is radiated into the water by the emitting acoustic antenna 3 using the generating device 2. The echo signals reflected from the object from the output of the receiving acoustic antenna 4 are sent to the device 5 and 14. The reference signal 5 is received at the other input of the device 5 from the device 1 signal needed for consistent filtering of frequency-modulated echo signals. The output device 5, after the matched filtering the frequency-modulated echo signal processes input to the device 6. The device 6 is performed measurement of time (t off) the arrival of the echo response of the matched filter. Moreover, this measurement is made relative to the time corresponding to the end of the radiation of the probe signal. The output device 6 t off is input to the device 12. The device 14 is performed while the selection of the envelope of the received echo signal, which enters the device 15 where the measurement of time position of the echo signal envelope front (i.e. the front) with respect to time (at a sufficient signal / noise ratio ) corresponding to the end of the radiation of the probe signal. From the output of the device 15 tons of the front goes to another input of the device 12, where the measurement of the response offset of the matched filter relative to the front of the echo envelope is performed:

Δtфр.смотклфронта, Fr.sm Δt = τ offfront,

Полученная в устройстве 12 величина Δtфр.см поступает на вход устройства 13. В устройстве 13 выполняется определение радиальной скорости обнаруженного объекта по смещению отклика согласованного фильтра относительно фронта огибающей с учетом параметров (f0, F и T) сформированного в устройстве 1 зондирующего сигнала:Received in the device 12, the value Δt fr.sm is supplied to the input of the device 13. In the device 13, the radial velocity of the detected object is determined by the offset of the response of the matched filter relative to the envelope front, taking into account the parameters (f 0 , F and T) of the probe signal generated in the device 1:

Figure 00000001
Figure 00000001

где f0 - несущая частота частотно-модулированного зондирующего сигнала; с - скорость звука в воде; Т - длительность частотно-модулированного зондирующего сигнала; F - ширина полосы частотно-модулированного зондирующего сигнала.where f 0 is the carrier frequency of the frequency-modulated sounding signal; C is the speed of sound in water; T is the duration of the frequency-modulated sounding signal; F is the bandwidth of the frequency-modulated probe signal.

Использование устройств 12, 13, 14 и 15, а также связи этих новых устройств между собой и с известными устройствами активного гидролокатора обеспечивают определение радиальной скорости обнаруженного объекта по одиночному частотно-модулированному сигналу.The use of devices 12, 13, 14 and 15, as well as the connection of these new devices with each other and with known active sonar devices, determine the radial speed of a detected object from a single frequency-modulated signal.

Для иллюстрации работы заявленного активного гидролокатора ниже приведен пример определения радиальной скорости обнаруженного объекта.To illustrate the operation of the claimed active sonar below is an example of determining the radial speed of a detected object.

На фиг. 3 сплошной линией представлена огибающая частотно-модулированного эхосигнала на входе согласованного фильтра и штриховой линией - отклик согласованного фильтра на данный эхосигнал. Также на фиг. 3 пунктирными вертикальными линиями показаны времена тфронта и тоткл, а также показано время смещения отклика согласованного фильтра относительно фронта огибающей эхосигнала (Δtфр.см). В данном случае эхосигнал был смоделирован с радиальной скоростью 7,4 м/с, с использованием устройств 6 и 15 определены величины тфронта=4,86 с и тоткл=4,94 с, с использованием устройства 12 получено: Δtфр.смоткл - тфронта=0.08 с. Радиальная скорость обнаруженного объекта определена в устройстве 13:In FIG. 3, the solid line represents the envelope of the frequency-modulated echo signal at the input of the matched filter and the dashed line represents the response of the matched filter to the echo signal. Also in FIG. 3 by vertical dashed lines indicate the times t and t none front, and shows the displacement response time matched filter relative to the front of the envelope of the echo signal (Δt fr.sm). In this case, the echo was modeled with a radial velocity of 7.4 m / s, using the devices 6 and 15 defined by the value of m = 4.86 with the front and none t = 4.94 s, using the device 12 obtained by: Δt fr.sm = t off - t = 0.08 with the front. The radial velocity of the detected object is determined in the device 13:

Figure 00000002
Figure 00000002

что говорит о хорошем совпадении результатов.which indicates a good agreement of the results.

Использование одиночного зондирующего сигнала вместо пачки из двух зондирующих сигналов приводит к уменьшению мертвой зоны вблизи гидролокатора в 2 раза. В данном случае мертвая зона будет составлять:

Figure 00000003
при использовании пачки из двух зондирующих сигналов мертвая зона была бы 480 м.The use of a single sounding signal instead of a packet of two sounding signals leads to a 2-fold reduction in the dead zone near the sonar. In this case, the dead zone will be:
Figure 00000003
when using a pack of two sounding signals, the dead zone would be 480 m.

Таким образом, поставленная задача по обеспечению возможности определения радиальной скорости обнаруженного объекта по одиночному частотно-модулированному сигналу успешно решается.Thus, the task to ensure the possibility of determining the radial velocity of the detected object from a single frequency-modulated signal is successfully solved.

Claims (1)

Активный гидролокатор, содержащий последовательно соединенные устройство формирования частотно-модулированного зондирующего сигнала, генераторное устройство и излучающую акустическую антенну, также содержащий последовательно соединенные приемную акустическую антенну, согласованный фильтр и устройство измерения времени прихода отклика согласованного фильтра, при этом второй выход устройства формирования частотно-модулированного зондирующего сигнала соединен со вторым входом согласованного фильтра, отличающийся тем, что в него введены последовательно соединенные устройство выделения огибающей, устройство измерения временного положения фронта огибающей эхосигнала, устройство измерения смещения отклика согласованного фильтра относительно фронта огибающей эхосигнала и устройство определения радиальной скорости по смещению отклика согласованного фильтра относительно фронта огибающей эхосигнала, первый вход которого соединен со выходом устройства определения смещения отклика согласованного фильтра относительно фронта огибающей эхосигнала, а второй вход соединен с третьим выходом устройства формирования частотно-модулированного зондирующего сигнала, при этом выход устройства измерения времени прихода отклика согласованного фильтра соединен со вторым входом устройства определения смещения отклика согласованного фильтра относительно фронта огибающей эхосигнала, а второй выход приемной акустической антенны соединен со входом устройства выделения огибающей.An active sonar comprising a series-connected device for generating a frequency-modulated sounding signal, a generator device and a radiating acoustic antenna, also containing a series-connected receiving acoustic antenna, a matched filter and a device for measuring the arrival time of the response of a matched filter, while the second output of the device for generating a frequency-modulated probing the signal is connected to the second input of the matched filter, characterized in that it an envelope extraction device, a device for measuring the temporal position of the echo envelope front, a device for measuring the response offset of the matched filter relative to the front of the echo signal and a device for determining the radial velocity by the offset of the response of the matched filter relative to the front of the echo envelope, the first input of which is connected to the output of the response bias detection device, are introduced matched filter relative to the front of the echo envelope, and the second input connected to the third output of the device forming a frequency-modulated probing signal, the measurement device output time of arrival of the matched filter response is coupled to the second input device displacement detecting the matched filter response relative to the front of the envelope of the echo signal and the second output of the receiving acoustic antenna connected to the input device isolation envelope.
RU2019115737A 2019-05-22 2019-05-22 Active sonar RU2719214C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019115737A RU2719214C1 (en) 2019-05-22 2019-05-22 Active sonar

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019115737A RU2719214C1 (en) 2019-05-22 2019-05-22 Active sonar

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2719214C1 true RU2719214C1 (en) 2020-04-17

Family

ID=70277756

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019115737A RU2719214C1 (en) 2019-05-22 2019-05-22 Active sonar

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2719214C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2752243C1 (en) * 2020-11-09 2021-07-23 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем морских технологий Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИПМТ ДВО РАН) Method for measuring distance to moving underwater object
RU2785403C1 (en) * 2021-09-13 2022-12-07 Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" Active sonar apparatus with object classification

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU90574U1 (en) * 2009-09-07 2010-01-10 ОАО "Концерн "Океанприбор" ACTIVE HYDROLOCATOR
RU114169U1 (en) * 2011-06-29 2012-03-10 ОАО "Концерн Океанприбор" ACTIVE HYDROLOCATOR
RU2543674C1 (en) * 2013-11-15 2015-03-10 Открытое акционерное общество "Концерн "Океанприбор" Active sonar
RU2545326C1 (en) * 2013-11-15 2015-03-27 Открытое акционерное общество "Концерн "Океанприбор" Active sonar

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU90574U1 (en) * 2009-09-07 2010-01-10 ОАО "Концерн "Океанприбор" ACTIVE HYDROLOCATOR
RU114169U1 (en) * 2011-06-29 2012-03-10 ОАО "Концерн Океанприбор" ACTIVE HYDROLOCATOR
RU2543674C1 (en) * 2013-11-15 2015-03-10 Открытое акционерное общество "Концерн "Океанприбор" Active sonar
RU2545326C1 (en) * 2013-11-15 2015-03-27 Открытое акционерное общество "Концерн "Океанприбор" Active sonar

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Wei Li et al. Active sonar detection in reverberation via signal subspace extraction algorithm. Hiddawi publishing corporation. EURASIP journal wireless communications and networking, Volume 2010, article ID 981045, 10 PAGES. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2752243C1 (en) * 2020-11-09 2021-07-23 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем морских технологий Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИПМТ ДВО РАН) Method for measuring distance to moving underwater object
RU2785403C1 (en) * 2021-09-13 2022-12-07 Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" Active sonar apparatus with object classification
RU2801678C1 (en) * 2022-12-13 2023-08-14 Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" Method for measuring distance to a stationary object by sonar

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2012225651A (en) Underwater detection device, fish finder, underwater detection method and program
KR102311559B1 (en) Method for processing an echo signal of an ultrasonic transducer
RU2488133C1 (en) Hydroacoustic complex to detect moving source of sound, to measure azimuthal angle to source and horizon of source of sound in shallow sea
RU2650835C1 (en) Method of the target parameters determining by the sonar
RU2711406C1 (en) Method of classification of hydro acoustic signals of marine objects noise emission
JP6587564B2 (en) Acoustic measurement device, acoustic measurement method, multi-beam acoustic measurement device, and aperture synthesis sonar
US4084148A (en) Object recognition system
RU2719214C1 (en) Active sonar
RU2535238C1 (en) Method of synchronising emission and reception functions in bistatic sonar
RU2692841C1 (en) Hydro acoustic method for determining purpose parameters when using an explosive signal with a wireless communication system
RU2660219C1 (en) Method of classifying sonar echo
KR101524550B1 (en) Method and Apparatus for a fast Linear Frequency Modulation target detection compensating Doppler effect according to the target speed
RU2593622C1 (en) Method of measuring radial velocity of object at its noise emission
RU2627977C1 (en) Method of object detection and measurement of its parameters
RU85001U1 (en) DOPPLER ACOUSTIC LOCATOR FOR MONITORING THE WIND FIELD AND TURBULENCE IN THE ATMOSPHERIC BOUNDARY LAYER
RU2543674C1 (en) Active sonar
RU2110810C1 (en) Method of detection of noisy objects
RU2697937C1 (en) Sonar method of detecting an object and measuring its parameters
Hirata et al. Evaluation of position and velocity measurement for a moving object by pulse compression using ultrasound coded by preferred-pair M-sequences
RU2545326C1 (en) Active sonar
JP2014102138A (en) Measurement device
RU2674552C1 (en) Sonar method of object detection and measurement of parameters thereof
JPS58117473A (en) Ultrasonic apparatus
RU2739478C1 (en) Method for processing a pseudo-noise signal in sonar
JP2990237B2 (en) Target signal automatic detection method and device