Расчет ходовой помехи
Ходовая помеха - мешающее напряжение на выходе пространственного канала антенны, привеенное к акустическому давлению. Основные источники шума: движитель, механизмы и агрегаты, обтекание. Шум движителя обусловлен главным образом излучением кавитационных каверн и вихрей, если кавитация отсутствует на больших глубинах. Шум механизмов и агрегатов возникает в той же области и не превышает шум движителя. Помехи обтекания могут быть турбулентными и кавитационными.
Где, W(1,1,1) – Спектральная плотность
- коэффициент
экранирования шума кормовой и носовой
частей корпуса =
a – коэффициент, учитывающий влияние упругости корпуса и пограничного слоя на передачу звука.
W(1,1,1)=
=
=1
Па2/Гц
=
/Гц
Расчет реверберационной помехи
Реверберационные помехи очень существенны для активных систем. Физически реверберация обусловлена рассеянием зондирующего сигнала на неоднородностях среды. Проведем расчет реверберационной помехи с использованием программы CAD-A:
Зададим следующие параметры:
Длительность посылки: 1мс
Расстояние: 3000м
Глубина хода носителя: 190м
Тип грунта: песок
Излучаемое давление: 50000Па
Из
расчета CAD-A
выберем
для дальности 150, 1500 и 3000 метров
/Гц
/Гц
/Гц
Расчет турбулентной помехи
В переходном и турбулентном пограничном слое происходят интенсивные пульсации давления и скорости частиц жидкости относительно средних значений, а также пульсации напряжения действующих на границе слоя и корпуса, и внутри слоя. Эти пульсации не являются звуком но они вызывают колебания корпусных конструкций и излучение ими шума.
Вследствие того что источники помех не поддаются расчету, можно определить пространственную структуру модели поля турбулентного шума на антенне и найти помехоустойчивость антенны в этом поле. Выполним пересчет с известных условий базового образца:
Гц - частота
базового образца
/Гц
– помехоустойчивость
базового образца
базового
образца.
=2-
эффективные
средства снижения турбулентной помехи
базового образца
-рабочая
частота
- помехоустойчивость.
-скорость
подводногоаппарата
=3
- эффективные средства снижения
турбулентной помехи.
=
/Гц
Уравнение локации
Уравнение локации: аналитически выраженные правила принятия решений о наличие сигнала. Правило заключается в том, чтобы отношение сигнал/помеха на ПУ должно превышать пороговое отношение – индикаторное отношение.
УИ-2ПР+2А+СЦ-УП+20lgRн+20lgпр≥ПО
Уровень излучения (УИ)
УИ=20lg
УИ=20lg
=214дБ
Потери при распространении (ПР)
ПР=20lg
+βr
β=A×
+В
=2.8
дБ/км
А=0,0205
В=0,0295
S=35%
T=
fт=21.9*
=71,298кГц
fр=20.5 кГц
Потери при распространении (ПР) на дистанции 150м
ПР=20lg +βr= 43.9дБ
Потери при распространении (ПР) на дистанции 1500м
ПР=20lg +βr= 67.7 дБ
Потери при распространении (ПР) на дистанции 3000м
ПР=20lg +βr= 77.9 дБ
Сила цели (СЦ)
СЦ=20lg
СЦ=20lg
-2,498дБ
20lgRн+20lgRр = 1- (-3дБ)
Уровень помех (УП)
УП=10lg
С учетом полосы
пропускания:
=
=1000Гц
Где
=341Гц
Уровень помех (УП) для дистанции 150м
УП=10lg
Уровень помех (УП) для дистанции 1500м
УП=10lg
Уровень помех (УП) для дистанции 3000м
УП=10lg
Па,
Порог обнаружения (ПО)
Для обеспечения вероятности правильного обнаружения Po на интервале наблюдения t=1/f, на интервале корреляции входного процесса, необходимы довольно высокие пороговые отношения от Pлт.
Pлт=
.
Из этого можно вычислить пороговое
отношение сигнал/помеха
qпор =lgРлт/lgPo-1. qпор=43.
Пороговое отношение сигнал/помеха в логарифмических единицах.
ПО=10lg
=10lg43=16,3
дБ
Pлт – вероятность ложной тревоги
Подставим полученные результаты для дальности 150м в уравнение:
214-2* +2*0+(-2.498)-+1
16.3
Следовательно, уравнение для дистанции 150м сходится.
Подставим полученные результаты для дальности 1500м в уравнение:
214-2* +2*0+(-2.498)- +1 16.3
Следовательно, уравнение для дистанции 1500м сходится.
Подставим полученные результаты для дальности 3000м в уравнение:
214-2*+2*0+(-2.498)- +1 16.3
Следовательно, уравнение для дистанции 3000м сходится.
Излучаемая мощность
Wa=
Вт
Излучаемое давление, приведенное к расстоянию 1м =50000 Па
Коэффициент осевой концентрации
