Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
1. Основные параметры акустического поля. Абсолютные и относительные единицы измерения.
ГА поле – область пространства, в котором распространяются ГА волны. По форме фронта волны: плоские, цилиндрические, сферические.
Колебательное смещение ε = εmsinωt, где εm – амплитуда колебательного смещения в метрах.
Колебательная скорость – скорость, с которой частица колеблется относительно положения равновесия. ε' = εmωcosωt, где εmω – амплитуда колебательной скорости.
Колебательное ускорение ε'' = - εmω2sinωt. Эти параметры, в основном, используются в виброакустике.
Акустическая мощность – количество акустической энергии, проходящей через определенную поверхность за единицу времени. Wa=E/t Вт.
Интенсивность (сила) звука – определяет Wa, приходящуюся на единицу площади волновой поверхности. J [Вт/м2] В сферической волне интенсивность обратнопропорциональна квадрату расстояния. В цилиндрической волне интенсивность обратнопропорциональна расстоянию.
Звуковое давление – сила, с которой акустическая волна действует на единицу поверхности. P, Па, Н/м2
2. Основной закон акустики. Соотношение параметров в акустической волне.
Основной закон акустики (з. Ома в ГА) ε' = Р/(ρс), где ρс – акустическое сопротивление среды. J= Р2/(ρс). В сферической волне звуковое давление убывает обратнопропорционально расстоянию. Относительные единицы измерения – дБ. NP=20lgP0 P0=2*10-5Па NP=20lg(20/2*10-5)=120дБ – динамический диапазон слышимости человека. NJ=20lg(J/J0), где J0= P02/(ρс).
Относительные единицы частотных диапазонов (октавы и декады). nОКТ=log2 fB/fH nДЕК=lgfB/fH lg2=0.3 lg3≈0.5
3. Первичное гидроакустическое поле корабля
ГА поле к – поле, пораждаемое в пространстве (непосредственно или косвенно) самим к. Первичное ГА поле – поле к – его шумоизлучение. Основные источники: гребные винты и другие движители; главные вспомогательные механизмы; гидродинамический шум (обтекание корпуса к водой). Шум к проявляется в очень широком диапазоне частот 1Гц – сотен кГц. Поэтому может использоваться как средствами обнаружения, так и средствами самонаведения торпед и в неконтактных взрывателях мин. Анализу подлежит спектр шумоизлучения. S(t)→(Фурье) (ω) (φ(ω), A(ω)). ДС – дискретная составляющая. Вращение винта: валовые, винтовые. fВРАЩ = n*k/60. В спектре шумоизлучения может проявиться кавитационная составляющая. Первичное ГА поле используется в системах шумопеленгования. При этом ГА характеристикой являются: 1) Для широкополосных систем – приведенное значение звукового давления шумоизлучения корабля или его шумности. Р(1,1,1) – шумность Па*кГц/√Гц ∆f=1кГц, fСР=1кГц, r =1м.
2) При использовании узкочастотного диапазона – уровни дискретных составляющих. При превышении шумности к запрещают выходить в море.
4. Вторичное гидроакустическое поле корабля
Вторичное – поле отраженных и рассеянных объектом акустических волн. Это поле эхо-сигнала. Вторичное ГА поле формируется за счет двух составляющих: зеркальной и диффузионной. Зеркальная образуется за счет отражения от участков объектом локации, линейные размеры которых сопоставимы или превышают длину волны зондирующего сигнала. Диффузионная составляющая – результат рассеивания звука вторичными излучателями. Для количественной оценки отражающих св-в объектов гидроакустики используют понятие СИЛА ЦЕЛИ. Т=10lg(JЭС/JС), дБ Для более качественной оценки ввели понятие ЭКВИВАЛЕНТНОГО РАДИУСА ЦЕЛИ RЭ
RЭ зависит от: геометрических размеров ц; направления облучения объекта; формы корпуса; материала корпуса; частоты сигнала; длительности импульса; эффективности системы обработки сигнала; глубины и скорости ц. На пл используют ПротивоГидроЛокационные Покрытия (интерференционные и поглощающие). Т=20lg(RЭ/2)
5. Факторы, обуславливающие затухание звука в реальной океанической среде.
В реальной океанической среде возникает суммарный эффект поглощения и рассеивания звука, который называется затуханием звука. Поглощение звука в морской среде обусловлено: теплообменом, осуществляемым в морской среде; сдвиговой и объемной вязкостью морской среды; молекулярной реакцией. Рассеивание звука осуществляется дном и поверхностью океана, а так же Звуко-Рассеивающими Слоями.
6. Коэффициент пространственною затухания. Зависимость затухания от частоты сигнала.
Для количественной оценки затухания введено понятие Коэффициента Пространственного Затухания звука β (дБ/км). Часто для оценки среднего по мировому океану β используют формулу: β=0,036*f3/2. f – кГц. При f ≥ 1кГц. Р2=Р1/r[м] *10-0,05β r[км]
7. Влияние параметров морской среды на скорость звука.
Пространственно Временная Изменчивость Звука определяется, соответственно, изменчивостью гидрофизических параметров морской среды. t - температура, S - соленость, P(h) – гидростатическое давление. %О – 1 промилле=1кг воды / 1 г соли. с=√(æ/ρ), где æ – объемная плотность. If T↑ then æ↓; ρ↓; с↑↑↑. If S↑ then æ↑↑; ρ↑; с↑↑. If S↑ then æ1.5*↑; ρ↑; с↑. Если в диапазоне до 10 ̊С температура изменится на 1 ̊С, то с изменится на 4 м/с. Измерение с может осуществляться с применением прямых (Измерители Скорости Звука) и косвенных (формулы) методов.
8. Понятие ВРСЗ. Градиент скорости звука.
На практике не смотря на горизонтальную изменчивость с, рассматривают вертикальную изменчивость СЗ, что связано с ограничениями по дальности действия современных ГАС. Основным понятием в данном случае является ВРСЗ (вертикальное распределение скорости звука) – зависимость СЗ от глубины. Слоисто-неоднородная или плоско слоистая модель: Горизонт Слоя Скачка, Ось Подводного Звукового Канала, ПриПоверхностный Звуковой Канал. Для упрощения вводят модель водной среды, в которой с изменяется по принципу ломанной кривой. Основной параметр – градиент СЗ. Gc=с2-с1/h2-h1[c-1]. Когда с и h не меняются – изотропия.
9. Типы распределения скорости звука.
Для упрощения оценки условий распространения акустической энергии в реальной океанической среде наиболее важные тенденции вертикального распределения скорости звука объединили в ТРСЗ. Горизонт Слоя Скачка, ПриПоверхностный Звуковой Канал, Ось Подводного Звукового Канала. Положительная рефракция: Слой скачка ск звука: Отрицательная рефракция:Подводный звуковой канал:
10. Основные положения лучевой теории распространения звука. Явление рефракции.
Явление рефракции: для оценки параметров акустического поля в интересах практической ГА могут использоваться методы волновые и приближенные. Волновые методы основаны на решении волновых уравнений. Их достоинства: возможность наибольшего учета всех условий формирования поля; высокая точность оценки параметров поля водной среды. Недостатки: сложность мат. вычислений (высоки вычислительные затраты ЭВМ); низкая наглядность полученных результатов с точки зрения физической интерпретации. Для ухода от этих недостатков используют приближенные методы оценки. Наибольшее распространение на практике получили методы, основанные на лучевой теории распространении звука. Лучевая теория базируется на допущении, что акустическая энергия распространяется в пределах некоторого телесного угла, соответствующей плоской волны. Таким образом, предполагают, что акустическая энергия распространяется вдоль некоторых траекторий, называемых акустическими лучами. Формально мы забываем о волновом происхождении звука. Лучевая теория имеет ограничения применения. В реальных океанических условиях, в большинстве случаев, данная теория применима для сигналов с частотами 60Гц и выше. Основой для построения траектории звуковых лучей является з. Снелиуса. Этот закон объясняет явление рефракции звука в океанической среде. , z – глубина. Вывод: траектории звуковых лучей изгибаются в сторону горизонтов с меньшей скоростью звука. Акустический Луч всегда стремится в тень или прохладу. В реальных условиях при плавном изменении СЗ с глубиной, АЛ не являются ломанными линиями, а представляют собой совокупность дуг окружностей определенного радиуса. Горизонт, на котором угол скольжения луча равен 0 называется Горизонтом Полного Внутреннего Отражения. Со – постоянная Снелиуса. h – глубина антенны, Зона Акустической Освещенности, Зона Тени.Крутизна лучей определяется величиной градиента СЗ. Чем он больше тем меньше радиус окружности. ГПВО.
11. Виды дальности действия ГАС.
Дальность действия – основная тактическая характеристика ГАС наблюдения - максимальное расстояние, на котором мб обнаружен объект или ц в конкретных условиях обстановки. Виды: 1) Геометрическая, 2) Энергетическая (D0, Dэ) — макс.расст. до Ц с учетом тех. хар-к ГАС по конкретной Ц в условиях затухания сигнала, воздействия помех с заданными вероятностями правильного обнаружения и ложных тревог в условиях однородной безграничной среды. 3) Ожидаемая (Dож) - макс.расст. до Ц с учетом тех. хар-к ГАС по конкретной Ц в условиях затухания сигнала, воздействия помех с заданными вероятностями правильного обнаружения и ложных тревог в определенной модели океанической среды. 4) Фактическая (Dф) — макс.расст. обнаружения объекта конкретных ГАС в реальных условиях обстановки. Первые три — расчетные, последняя — определяется оператором в море.
12. Назначение и виды ГАСр по решаемым задачам.
ГАСр предназначены для получения или передачи информации посредством ГА канала.
Круг задач решаемых ГАСр определяется видом ГАСр: 1)Средства подводного наблюдения(для поиска, обнаружения и классификации подводных объектов, слежение за ними и определение КПДЦ(координат и параметров движения цели); могут решать и др.задачи: обнаружение ГА сигналов, работающих активных ГАС; обнаружение стартов ракетного оружия из-под воды и направление, на какой объект наведены). 2)Средства ГА связи (обеспечение звукоподводной связи и опознавание (по принципу свой-чужой), а также определение относительной скорости респондента и дистанции до него). 3)Навигационные средства(определение глубины места(эхолоты). 4) Средства обеспечивающие плавание в узкостях (станции миноискания). 5)средства ледовой разведки(плавание подо льдами). 6)Средства телеметрии и телеуправления (передача информации о состоянии подвижных и неподвижных подводных объектов и управление этими объектами с помощью ГА сигналов). 7)Средства контроля и анализа ГА полей корабля и параметров ГА аппаратуры. 8)Средства обеспечения океанографических исследований (определение рельефа дна, скорости течения). 9)Средства морской геологии и обеспечения подводных промыслов полезных ископаемых. 10)Средства обеспечения рыболовства и промысла морских животных.
13-15. Основные классификационные признаки ГАСр. Классификация ГАСр по носителю, по способу передачи, по объему.
ГАС предназначены для получения или передачи информации посредством ГА канала. Круг задач, решаемых ГАС, определяется видом ГАС.
По объёму решаемых задач: ГАК (управляется с одного пульта) – весь спектр задач; ГАС – решает одну из задач; ГАП – решает частную задачу. По способу получения ГА информации: активные (эхопеленгование – излучение сигнала); пассивные (только принимают сигнал – средства шумопеленгования и обнаружения ГА сигналов). По носителю (месту установки): корабельные ГАС (НК и ПЛ); авиационные (вертолёты, самолёты); стационарные (антенны в море на дне, а управление на берегу); носимые ГАС (средства водолазов и боевых пловцов); автономные (электрически не связанные с управлением): А) позиционные ГАС – аппаратура на земле или К., а антенны кидаются в море Б) ГА буи – одноразовые В) ГА маяки Г) дрейфующие ГА системы. По специализации: ГАС миноискания; торпедоискания; обнаружения подводных диверсионных сил и средств. По месту расположения акустической антенны (для НК): подкильные; конформные (выполняются в форме, максимально подходящей для агрегата-носителя); с антеннами переменной глубины (опускаемые, буксируемые). По способу обзора пространства: кругового; секторного; шагового (излучил-принял – через шаг опять излучил-принял); секторно-шагового (сначала работает в секторе, потом сектор с шагом меняется). По способу формирования и обработки сигнала: аналоговые; аналогово-цифровые; цифровые.
16. Тактические характеристики активных ГАСр.
Тактические хар-ки ГАС — показатель, характеризующий возможность ГА системы решать поставленные перед ней задачи. Основные хар-ки: 1. Дальность действия (энергетическая). Режим эхолокации; режим шумопеленгования; для уровня помех Р(1,1); Рпо и Рлт (правильного обнаружения 0,9 и ложной тревоги 0,1). 2. Разрешающая способность по: 2.1) дистанции — минимальное расст., на кот. расположены 2 цели друг от друга, находящиеся на одном направлении от антенны ГАС в случае, когда они различаются на индикаторе раздельно. ΔD=ΔDпот+ΔDинд. ΔD зависит от потенциальной разрешающей способности и разрешающей способности индикатора. ΔDпот зависит от типа сигнала и длительности импульса. В современных средствах ΔDинд пренебрегают. ΔDпот = τимпульа*с/2 2.2) пеленгу (угловой координате) — минимальный угол между двумя целями, нах. на одном расстоянии от антенны, при кот. эти цели на индикаторе различаются отдельно. Δφ=Δφпот+Δφинд. (Δφинд в современных устройствах пренебрегают). Δφпрс=θ0,7 ГП — ширина приемной хар-ки направленности на горизонтальной плоскости, Потенциальная Разрешающая Способность. 3. Точность измерения 3.1) дистанции. Δ зависит от многих факторов: метода измерения дистанции; точности учета скорости звука в районе мирового океана; от отношения сигнал-помеха и др. В современных акт. ГАС эта ошибка не более 1% от шкалы дистанции. 3.2) угловой координаты. Δ — опр.методом пеленгования и может изменяться от нескольких градусов до десятых градуса. 4. Сектор обзора (по вертикальной и горизонтальной плоскостям). 5. Параметры эксплуатационной надежности: среднее время наработки на отказ; вероятность безотказной работы.
17. Тактические характеристики пассивных ГАСр.
Тактическая хар-ка ГАСр – показатель характерной возможности ГАСр решать поставленные перед ней задачи. 1)Дальность действия (энергетическая) Для режима шумопеленгования: Р(1,1,1) – шумность цели; Р(1,1); Рпо и Рлт. 2)Пеленг - min угол между двумя целями, находящийся на одном расстоянии от антенны, при котором эти цели различаются отдельно на индикаторе.
- ширина приёмной характеристики направленности в горизонтальной плоскости.3)Разрешающая способность по пеленгу:
Определяется методом пеленгования и может изменяться в пределах от нескольких градусов до нескольких десятых градуса. 4)Сектор обзора в вертикальной и горизонтальной плоскостях.
18. Технические характеристики активных ГАСр.
Технические характеристики – характеристики, обеспечивающие получение (достижение) необходимых тактических характеристик.
Рабочая частота; Акустическая мощность излучения (иногда вместо акустической мощности в ТТХ указывается уровень звукового давления приведённый к расстоянию в 1 м. от антенны: , где wa – акустическая мощность); Тип и форма зондирующего сигнала: [(тональный, частотно-модулированный: линейно ЧМ; гиперболически ЧМ – инвариантен к эффекту Доплера; фазомодулированный – фаза меняется в импульсе; ШУМ – шумоподобный сигнал). ∆f/fср<<1 – узкополосный сигнал (отношение полосы сигнала к его средней частоте). ≈1 – широкополосный. >>1 – сверхширокополосный.]; Форма сигнала (прямоугольная или колоколообразная); Частотный диапазон (в каком диапазоне принимаем шум); Полоса частот приёмно-усилительных каналов [у активных ГАС не соответствует понятию частотного диапазона пассивных ГАС. ΔF=Δfc+ΔfDmax(макс. Доплеровское смещение)+ΔfНГ(ошибка на нестабильности работы генератора)]; Ширина характеристик направленности в горизонтальной и вертикальной плоскостях при излучении и приёме; Коэффициент осевой концентрации антенны при излучении и приёме; Динамический диапазон D=20lg(Рmax/Pmin).
19. Технические характеристики пассивных ГАСр.
Технические характеристики – характеристики, обеспечивающие получение (достижение) необходимых тактических характеристик.
Диапазон рабочих частот (в каком диапазоне принимаем шум); Полоса рабочих частот приемно-усилительного канала; Ширина характеристик направленности в вертикальной и горизонтальной плоскостях при приеме; Коэффициенты осевой концентрации антенны при приеме; Динамический диапазон D=20lg(Рmax/Pmin).
20. Принципы построения активных ГАСр.
Активные тракты эхопеленгования включают в себя излучающие и приемные части. Основой является задающий генератор (ЗГ). Он может быть аналоговым и цифровым.
Диаграмма Формирующего Устройства, Усилитель Мощности, Коммутатор Приемо- Передачи, Генераторное Устройство, Система Предварительной Обработки (усиление, фильтрация), Система Вторичной Обработки (накопление инф, трассирован, автосопровожд цели с выработкой КПДЦ (координат параметров движения цели), автоклассификация цели); Система Первичной Обработки (Система Пространственно-Временной Обработки и Система Частотно-Временной Обработки); СОРД – система отображения информации. ????Типы сигнала: ТОН, шум, ЧМ. Если ТОН или ЧМ то определяется fmin и fmax, длительность импульсов, период следования импульсов. Система вторичной обработки ОГС решает: -накопление получен информации, и классификация (НК, ПЛ, Отказ)?????
21. Принципы построения пассивных ГАСр.
ГАА – г/а антенна, СПрО – система предварительной обработки: усиление сигнала, фильтрация в полосе частот. СПО – система первичной обработки, СПВО – система пространственно-временной обработки , СЧВО – система частотно-временной обработки (обнаружение сигнала по кол-ву помех), СВО – система вторичной обработки. Система первичной обработки: (в сист ОГС, в отличии от ШП, сист. ЧВО помимо обнаружения ГАС и опр. его уровня осуществляет спектральный анализ принятого сигнала, а также анализирует его временные хар-ки) определение типа сигнала (шум, тон, ЧМ), определение несущей частоты сигнала, определение fmin и fmax, если сигнала ЧМ или шум, определение длительности импульсов, определение периода следования импульсов. Система вторичной обработки: накопление инф. по нескольким принятым сигналам, автосопровождение цели с выработкой ПДЦ (параметров движения цели), автоклассификация цели.
22. Методы определения дистанции.
Различают частотный и импульсный.
Частотный: 1)излучение зондирующего сигнала и прием отраженного эхо-сигнала производится непрерывно 2)излучаемый сигнал имеет изменяющуюся частоту по линейному закону по всей длине шкалы дистанции 3)на приеме сравнивается текущее значение частоты излучаемого сигнала и частоты эхо-сигнала 4)по разнице частот, зная скорость изменения частоты излучаемого сигнала, определяют временную задержку и затем дистанцию.
Два метода: самый точный.
Недостатки: сложность технической реализации.
Импульсный:
23. Методы пеленгования гидроакустических целей. Фазовый метод пеленгования.
Пеленгование – процесс определения направления на объект с помощью технических средств, которые называются пеленгационными устройствами. ПУ в ГАС могут использоваться как в каналах обнаружения, так и в каналах атоматического сопровождения (АСЦ). В 1 случае грубое, во втором – точное пеленгование. Все пеленгационные устройства оцениваются пеленгационной характеристикой (ПХ), чувствительностью и точностью пеленгования. ПХ –зависимость Uвых устройства от направления прихода сигнала (угла рассогласования). Максимальная ПХ – в канале обнаружения; нулевая ПХ – в канале АСЦ. Пеленгационная чувствительность характеризует динамические изменения сигнала на выходе устройства при малых отклонениях угла направления наблюдения от направления на пеленгуемый объект. Точность пеленгования – некий малый угол отклонения оси пеленгования от точного направления на цель, в пределах которого устройство не способно реагировать на изменение регистрируемой физической величины. В ГАС наибольшее распространение получили пеленгационные устройства, реализующие максимальный, фазовый (фазоамплитудный) и корреляционный методы пеленгования.
Фазовый метод – непосредственная фиксация сдвига фаз колебаний, развиваемых двумя группами антенных преобразователей, центры которых расположены на расстоянии d>λ/2 друг от друга. Д – детекторы, ИОП – индикатор отклонения пеленга.
; ; ;
Достоинства: 1)высокая точность 2)мб реализован в системах АСЦ
Недостатки: 1)сложная техническая реализация 2)возможность работы только с узкополосными сигналами 3)работа не на максимальном отношении сигнал/помеха 4)потеря некоторых субъективных классификационных признаков.
24. Методы пеленгования гидроакустических целей. Корреляционный метод пеленгования.
Пеленгование – процесс определения направления на объект с помощью технических средств, которые называются пеленгационными устройствами. ПУ в ГАС могут использоваться как в каналах обнаружения, так и в каналах атоматического сопровождения (АСЦ). В 1 случае грубое, во втором – точное пеленгование. Все пеленгационные устройства оцениваются пеленгационной характеристикой (ПХ), чувствительностью и точностью пеленгования. ПХ –зависимость Uвых устройства от направления прихода сигнала (угла рассогласования). Максимальная ПХ – в канале обнаружения; нулевая ПХ – в канале АСЦ. Пеленгационная чувствительность характеризует динамические изменения сигнала на выходе устройства при малых отклонениях угла направления наблюдения от направления на пеленгуемый объект. Точность пеленгования – некий малый угол отклонения оси пеленгования от точного направления на цель, в пределах которого устройство не способно реагировать на изменение регистрируемой физической величины. В ГАС наибольшее распространение получили пеленгационные устройства, реализующие максимальный, фазовый (фазоамплитудный) и корреляционный методы пеленгования.
Корреляционный метод. Необходима антенна с расщепленной аппертурой. Суть заключается в вычислении автокорреляционных функций сигналов от двух групп преобразователей.
Опер. КС для полученного корреляционного отклика в виде нулевой характеристики.
Основные достоинства: самая высокая точность; очень высокая помехоустойчивость; используется в системе АСЦ.
Недостатки: потеря практически всех классификационных субъективных признаков.
25. Назначение и задачи, решаемые гидроакустическими антеннами.
ГАА – устройство, обеспечивающее пространственно-избирательное излучение и (или) прием звука в водной среде.
При излучении: преобразование подводимой электрической энергии сигнала в акустическую; обеспечение пространственной концентрации излучаемой акустической энергии.
Направление излучения: направленное эхопеленгование целей; дополнительное увеличение уровня излучаемого сигнала, повышающее, в итоге, отношение сигнал/помеха на входе приемного тракта гидролокатора.
При приеме: преобразование принимаемой акустической энергии в электрическую; обеспечение пространственной избирательности принимаемой акустической энергии.
Пространственная избирательность обеспечивает: возможность измерения направления прихода волн; вероятность успешного разрешения неодноволновых сигналов, приходящих с различных направлений; снижение влияния окружающего шума, на фоне которого принимается прямой или отраженный плосковолновый сигнал (повышение помехоустойчивости ГАС).
26. Классификация гидроакустических антенн.
По носителям: корабельные, вертолетные, стационарные радио буи, ССН, водолазы.
Функциональное назначение: шумопеленгование (ШП), эхопеленгование, обнаружение гидроакустических сигналов (ОГС), связные, миноискания.
По назначению (режим антенны): излучение, прием, излучение-прием.
Рабочий диапазон частот принимаемого или излучаемого сигнала: инфразвуковые, звуковые, ультразвуковые, узкополосные, широкополосные.
По способу создания пространственной избирательности: интерференционные, апертурные (рефлекторные [рупорные], линзовые [фокусирующие]), параметрические.
По типу используемых гидроакустических преобразователей: пьезокерамические, магнитострикционные, электродинамические, электромагнитные, гидродинамические, составные из приемников колебаний скорости…
Пьезокерамические преобразователи представляют собой колебательные системы, выполненные в виде функционально и конструктивно законченного элемента, непосредственно контактирующего с водной средой и преобразующего электрическую энергию в акустическую и обратно.
В зависимости от волновых размеров: направленные, рассеивающие.
27. Основные характеристики излучающих гидроакустических антенн.
Звуковое давление, созаваемое в водной среде ГАС, Р(Па).
Две зоны акустического поля: ближняя (Френеля) и дальняя (Фраунгофера).
Приведенное давление Р1[Па*м]
c1500
W = Wa – jWp, где Wa – активная мощность, Wp – реактивная.
Wуд [Вт/м2] – удельная акустическая мощность.
Wуд = Wa / ρ , дополнительные значения [5-10]*103 Вт/м2
ηЭ/А= Wa / Wэ *100% , где Wэ – подводимая электрическая пощность.
28. Основные характеристики приемных гидроакустических антенн.
Чувствительность, eа [мкВ/Па, мВ/Па]. Чувствительность преобразователя антенны: с = Uвых / Рвх . Чувствительность приемного тракта: Спр.тр. = UΣвых / Pmax вх. =
Чувствительность антенны: еа = епр.тр./Аmax
Коэффициент усиления антенны, kУ = еа/е (при kУ = n)
Коэффициент помехоустойчивости характеризует выигрыш в отношении сигнал/помеха в частотной области в сравнении с ненаправленным приемником.
Для однородного и изотропного поля помех Х(ω)=Kпр
29. Основные параметры излучающих ХН гидроакустических антенн.
-Острота направленного действия θо.
-Ширина характеристики направленности (ШХН) θ0,7 характеризует угол, в котором излучается 90% мощности. Определяет разрешающую способность по угловой координате.
-Уровень боковых лепестков (%, Дб).
-Коэффициент концентрации излучаемой антенны kизл = kизл () = Wнапр / Wненапр
J = const, r = const.
Wнапр – мощность, направленная антенной. Wненапр - мощность, направленная излучателем. Создаваемые ими в одном и том же поле, на одном и том же расстоянии.
30. Основные параметры приемных ХН гидроакустических антенн.
ХН приемной антенны характеризует её направленные свойства, т.е. зависимость амплитуды сигнала на выходе сумматора устройства формирования ХН приемной антенны от угловых координат источника принимаемого сигнала.
-Острота направленного действия θо.
-Ширина характеристики направленности (ШХН) θ0,7 характеризует угол, в котором приниматся 90% энергии. Определяет разрешающую способность по угловой координате.
-Угол чувствительности (острота максимума) 2∆θ. Данный угол определяет угловой раскрыв углового максимума, в пределах которого изменение положения цели по выходному направлению не будет фиксироваться «индикатором».
-Характеристика боковых лепестков.
-Коэффициент осевой концентрации приемной антенны kпр = kпр () = Uнапр / Uненапр
J = const, r = const.
Uнапр – напряжение, направленное антенной. Uненапр - напряжение, направленное излучателем. Создаваемые ими в одном и том же поле, на одном и том же расстоянии.
31. Задачи, решаемые устройствами предварительной, первичной и вторичной обработки сигналов.
Система предварительной обработки: усиление сигнала, фильтрация в полосе частот.
Система первичной обработки сигнала: определение типа сигнала (шум, частотно модулированный ЧМ, тон); определение несущей частоты сигнала; определение fmin и fmax (если шум или ЧМ); определение длительности импульсов; определение периода следования импульсов.
Система вторичной обработки тракта обнаружения гидроакустических сигналов (ОГС): накопление информации по нескольким принятым сигналам; автосопровождение цели с выбранными положением и дистанцией цели (ПДЦ или параметров движения); автоклассификация цели.
33. Состав программного (математического) обеспечения ЦГАК.
Программируемые средства ЦГАК представляют собой совокупность математических методов, моделей и алгоритмов для решения задач обработки информации и управления ГАК с использованием ЦВК (ЦВС).
Основные требования: работа в реальном масштабе времени; надежность; модульная структура; модернизационные резервы; совокупность алгоритмов расчетных задач; конкретная логика обработки информации; развитие операционных систем идет развитием ОС реального времени; специальные и универсальные ОРСВ инвариантных реализаций ЦГАК.
В отечественных ЦГАК используется ОРСВ багет 2.0
34. Назначение и режимы работы ГАС СО.
Гидроакустические средства связи и обработки предназначены для решения задач: обеспечение всех видов ГА связи; опознавание объектов по принципу свой/чужой; определение относительной скорости респондента; измерение дистанции до респондента.
Режимы работы: *ТТС (телеграфно-телефонная связь): ТГР и ТЛФ. (НЧ, ВЧ, N – натовская частота).*Кодовой связи (КС).*Связь повышенной скрытности (СПС).
*Опознавание (ОП).*Измерение дистанции (ИД).
36. Принцип работы ГАС связи и опознавания в режиме ТЛФ.
В основу режима работы телефонной связи положен принцип однополосной модуляции голосового сигнала несущей частотой.
Сигнал с телефонного усилителя поступает в полосовой фильтр 1, который обеспечивает усиление сигнала с 300 Гц до 2.8 кГц. Сигналы поступают на модулятор, на который поступает несущая частота fН с генератора. На выходе модулятора формируется сигнал:. Он подается на ПФ2, который осуществляет подавление несущей и верхней боковой полосы. Необходимость подавления обусловлена обстоятельствами: несущая частота не содержит полезной информации, а боковые полосы идентичны по содержанию информации; значительно повышается сигнал помехи при приеме; реализуется меньшая мощность излучения.
Излучение речевого сообщения предваряется излучением сигнала ВЫЗОВ, который равен эквивалентной частоте соответствующего диапазона (НЧ, ВЧ, N).
В связи с явлением многолучевости, речевая информация передается медленно, растягивая слова.
При приеме, сигнал поступает на смеситель.
40. Назначение, состав и режимы работы ГАК НК. Внешние связи.
Аналоговые и аналого-цифровые Гак предназначались для вооружения кораблей 1-3 рангов и решают следующие задачи: *Обнаружение ПЛ в активном режиме (режим эхопеленгования ЭП).*Определение координат обнаруженных целей в режиме ЭП (пеленг, дистанция).*Определение параметров движения ц (в режиме ЭП) (только а-ц ГАК).*Полуавтоматическая классификация и сопровождение ц в ЭП (классификация только для а-ц).*Выдача данных по сопровождаемым ц во внешние системы.*Обнаружение шумящих ц, прежде всего торпед в режиме ШП с определением пеленга на эти ц.*Автоматическая классификация и сопровождение ц в режиме ШП (только а-ц).*Обнаружение ГА сигналов, работающих гидролокаторов, систем самонаведения торпед и определение параметров сигналов (только в а-ц ГАК).*Обнаружение торпед в активном режиме с определением их КПДЦ (координат параметров движения цели) и выдача их во внешние системы (в а-ц ГАК в режиме обнаружения торпед ОТ).*Обеспечение звукоподводной связи и опознавания (СО) (режим обнаружения ГА сигналов ОГС).
Дополнительные режимы решают задачи: *Контроль работоспособности ГАК (режим контроля) (Типовой Элемент Замены).*Режим тренировки оператора (Встроенное Учебное Тренажерное Устройство).*Режим гидролого-акустических расчетов, позволяющих определить ожидаемую дальность действия (для а-ц ГАК). Решение этих задач возможно как на подкильные, так и на буксируемые антенны, за исключением режимов ОГС и связь.
Обнаружение торпед – отдельная антенна, так же, как и ОГС. Режим СО обеспечивается подкильной антенной.