Структурная схема

Рис.2 Структурная схема

1. Излучающая антенна

2. Многоканальный усилитель мощности

3. Набор линий задержки

4. Многоканальный модулятор

5. Задающий генератор

6. Устройство программного управления

7. Элементы приемной антенны

8. Предварительный усилитель

9. Блок линий задержки

10. Полосовые фильтры

11. Усилители

12. Детекторы

13. Пороговое устройство

14. Устройство измерения угловых координат

15. Устройство вторичной обработки информации

16. Фильтр низкой частоты

17. Устройство определения дальности

18. Вычислительное устройство

Принцип действия структурной схемы:

Излучающая антенна 1 излучает импульс звукового давления в область обзора данной системы. Антенна возбуждается многоканальным усилителем мощности 2, каждый канал которого нагружен своей группой излучающих элементов антенны. Устройства формирования направленности в режиме излучения 3 – набор линий задержки, соответствующих распределению в антенне. Закон модуляции посылки создается многоканальным модулятором 4, на вход которого подается сигнал задающего генератора. Управляет работой тракта излучения и всей локационной системой устройство программного управления 6, в котором заложен алгоритм функционирования системы: последовательность и длительность операций.

Отраженная волна сигнала действует на элементы приемной антенны 7. Электрический сигнал элементов усиливается предварительными усилителями 8 и поступает в устройство формирования характеристик направленности (УФХН) 9 (блок линий задержки и сумматоры с весами). На выходе сигналы, сформированные в приемных каналах, фильтруются полосовыми фильтрами 10, усиливаются усилителями 11, раздельно детектируются детекторами 12, проходят фильтры низкой частоты (ФНЧ) 16 и поступают на вход порогового устройства (ПУ) 13, куда также поступает пороговое напряжение с устройства управления.

Дальность определяется по разности моментов обнаружения полезного сигнала и излучения. Для этого устанавливается счетчик времени , который запускается в момент излучения и останавливается в момент обнаружения. За это отвечает устройство определение дальности 17.

Отсчет координаты берется во время срабатывания ПУ. В активных системах для защиты от ложных срабатываний часто применяют стробирование. Временной строб – интервал времени, в течении которого разрешается выполнение операций обнаружения и оценки параметров. Вторичная обработка информации выполняется с учетом текущей измеренной дистанции блоком 15.

Выбор рабочей частоты

Рабочая частота:

Где r – дальность, км

=18700 Гц

Оптимально будет увеличить рабочую частоту на 10%:

F=1.1*18.7=20.5кГц

Вычислим длину волны по формуле:

где с – скорость звука в воде, м/с , f - рабочая частота Гц

Длина волны:

λ = =0.07 м

Характеристики направленности

Характеристика направленности для данной антенны имеет вид:

^R( ) =

^{Подставим исходные данные и вычисленные параметры в программу CADA и рассчитаем ХН с использованием формулы}

Рис.3 Определение раствора ХН

Минимальный раствор ХН = tg 14 градусов

Параметры антенны:

R=0.3м

Размер элементов по Х = 0.04м

Размер элементов по У = 0.04м

Межэлементный зазор=0.001

Число элементов – 36

Число рядов 6

Рис.4 Элементы антенны

Рис.5 модуль ДН приемной антенны (вертикального сечения)

ХН вертикальной плоскости = 14 градусов

рис.5 модуль ДН приемной антенны (азимутальные сечения)

ХН горизонтальной плоскости =14 градусов

Смещение ХН для определения угловых координат

Смещаем характеристики направленности так, чтобы они пересекались на уровне 0.7

Рис.7 модуль ДН приемной антенны (азимутальные сечения) со смещением +7

Рис.8 модуль ДН приемной антенны (азимутальные сечения) со смещением

-7