Бистатический гидролокатор: различия между версиями
| [отпатрулированная версия] | [отпатрулированная версия] |
Нет описания правки |
|||
| Строка 11: | Строка 11: | ||
В бистатическом гидролокаторе приёмник находится на расстоянии R<sub>PR</sub> от излучателя, поэтому в течении времени t = R<sub>PR</sub>/c после зондирующего импульса сигнал вообще не поступает на приёмник. В момент времени t приёмник принимает «прямой сигнал» ({{lang-en|direct blast}}), который продолжается в течение времени сτ<ref>''Cox H.'' Fundamentals of Bistatic Active Sonar. In: «Underwater Acoustic Data Processing» by Y. T. Chan (editor). Springer, 1989.</ref>. Таким образом, бистатический гидролокатор не способен различать цели внутри эллипса, границы которого соответствуют расстоянию R = R<sub>PR</sub> + cτ, а фокусами являются излучатель и приёмник. Отражения сигнала от близких к излучателю неоднородностей не влияют на мёртвую зону. |
В бистатическом гидролокаторе приёмник находится на расстоянии R<sub>PR</sub> от излучателя, поэтому в течении времени t = R<sub>PR</sub>/c после зондирующего импульса сигнал вообще не поступает на приёмник. В момент времени t приёмник принимает «прямой сигнал» ({{lang-en|direct blast}}), который продолжается в течение времени сτ<ref>''Cox H.'' Fundamentals of Bistatic Active Sonar. In: «Underwater Acoustic Data Processing» by Y. T. Chan (editor). Springer, 1989.</ref>. Таким образом, бистатический гидролокатор не способен различать цели внутри эллипса, границы которого соответствуют расстоянию R = R<sub>PR</sub> + cτ, а фокусами являются излучатель и приёмник. Отражения сигнала от близких к излучателю неоднородностей не влияют на мёртвую зону. |
||
=== Диаграмма направленности отражения === |
|||
| ⚫ | |||
| ⚫ | |||
Объекты никогда не отражают звук строго однонаправленно. Менанизм отражения звука достаточно сложен, потому что отражающий объект в общем случае нельзя представить абсолютно жёсткой сферой. Амплитуда отражённого звука зависит от угла β (по отношению к локальной системе координат объекта), под которым объект облучается излучателем, и угла α, под которым отражённый звук идёт к приёмнику. Зависимость силу отражённого звука от этих углов S(α, β) называется диаграммой направленности отражения. Направление максимального отражения зависит от формы объекта и его внутренней структуры. Поэтому не всегда угол оптимального облучения и угол максимального отражения совпадают. |
|||
| ⚫ | |||
===Target scattering pattern=== |
|||
Targets do not reflect the sound omni-directionally. The mechanism of sound reflection (or scattering by the target) is complicated, because the target is not just a rigid sphere. Scattered sound level depends on the angle β from which the target is ensonified by the projector, and it also varies with angle scattering direction α (refer to local target axes Z{x,y}). These angles are often referred to as aspects. This scattered sound level vs (α, β) function is called the scattering pattern S(α, β). Direction of maximum echo (maximum of S(α, β)) also depends on target shape and inner structure. So sometimes the best ensonifying aspect is not the same as the best receive aspect. |
|||
| ⚫ | |||
This leads to the bistatic solution. Target scattering becomes even more complicated if the target is buried (or semi-buried) into sea bottom sediments. (That happens to sea mines, waste containers, shipwrecks, etc.) In that case, the scattering mechanism is effected not by target features only, but also by sound wave interaction between the target and surrounding bottom. |
This leads to the bistatic solution. Target scattering becomes even more complicated if the target is buried (or semi-buried) into sea bottom sediments. (That happens to sea mines, waste containers, shipwrecks, etc.) In that case, the scattering mechanism is effected not by target features only, but also by sound wave interaction between the target and surrounding bottom. |
||
Версия от 12:48, 1 сентября 2010
Бистатический гидролокатор — гидролокатор, приёмник(и) и передатчик(и) которого разнесены в пространстве на расстояния, сравнимые с расстоянием до цели.
Сравнение бистатического и моностатического гидролокаторов
Потери распространения
В процессе распространения звука в среде, амплитуда звуковых колебаний уменьшается. Существуют три основных механизма потерь: сферическое (или цилиндрическое в мелкой воде) расхождение, поглощение и рассеяние звука неоднородностями среды. Потери распространения TL (англ. Transmission loss) зависит от расстояния и частоты звука. В моностатическом гидролокаторе звук вначале проходит путь от излучателя до цели, а затем обратно – от цели к приёмнику. Считая, что потери в одном направлении равны TL (в децибелах), полные потери звука составят 2·TL. В бистатическом гидролокаторе потери являются суммой потерь на пути от излучателя до цели TLPT и потерь на пути от цели к приёмнику TLTR.
Мёртвая зона
В моностатическом гидролокаторе сигнал излучателя, попадая в приёмник, маскирует отражённые от цели сигналы. Если длительность сигнала передатчика составляет τ, то моностатический гидролокатор не способен обнаруживать цели в радиусе менее сτ/2, где с — скорость распространения звука. Эта круговая область прострнства называется «мёртвой зоной». Если гидролокатор находится в мелкой воде, радиус мёртвой зоны может быть больше, так как сильные отражённые сигналы могут созавать волны на поверхности воды и неоднородности дна.
В бистатическом гидролокаторе приёмник находится на расстоянии RPR от излучателя, поэтому в течении времени t = RPR/c после зондирующего импульса сигнал вообще не поступает на приёмник. В момент времени t приёмник принимает «прямой сигнал» (англ. direct blast), который продолжается в течение времени сτ[1]. Таким образом, бистатический гидролокатор не способен различать цели внутри эллипса, границы которого соответствуют расстоянию R = RPR + cτ, а фокусами являются излучатель и приёмник. Отражения сигнала от близких к излучателю неоднородностей не влияют на мёртвую зону.
Диаграмма направленности отражения
Объекты никогда не отражают звук строго однонаправленно. Менанизм отражения звука достаточно сложен, потому что отражающий объект в общем случае нельзя представить абсолютно жёсткой сферой. Амплитуда отражённого звука зависит от угла β (по отношению к локальной системе координат объекта), под которым объект облучается излучателем, и угла α, под которым отражённый звук идёт к приёмнику. Зависимость силу отражённого звука от этих углов S(α, β) называется диаграммой направленности отражения. Направление максимального отражения зависит от формы объекта и его внутренней структуры. Поэтому не всегда угол оптимального облучения и угол максимального отражения совпадают.
Примечания
- ↑ Cox H. Fundamentals of Bistatic Active Sonar. In: «Underwater Acoustic Data Processing» by Y. T. Chan (editor). Springer, 1989.
См. также
Ссылки
- Bistatic Sonar, explained. Alexander Yakubovskiy, FarSounder Inc.
- «Эхолот — разновидности и принцип действия»
- N. K. Naluai et al. Bi-static applications of intensity processing. Journal of Acoustic Society of America, 2007, 121 (4), pp. 1909-1915
- J. R. Edwards, H. Schmidt and K. LePage, "Bistatic synthetic aperture target detection and imaging with an AUV", IEEE Journal of Oceanic Engineering, , 2001, 26(4): pp. 690-699
- I. Lucifredi and H. Schmidt. Subcritical scattering from buried elastic shells. Journal of Acoustic Society of America, 2006, 120 (6), pp. 3566-3583, 2006
- Captas Nano low frequency towed sonar. www.thalesgroup.com/naval
- J.I. Bowen and R.W. Mitnick. A Multistatic Performance Prediction Methodology. John Hopkins APL Technical Digest, 1999, v.2, No 3, pp. 424-431
- Физическая энциклопедия. // Гл. ред. Прохоров А. М. — М.: Советская энциклопедия, 1988. — Т. 1. — С. 468, 469 — 704 с., ил. — 100 000 экз.
 | Это заготовка статьи о звуке. Помогите Википедии, дополнив её. |
 | Это заготовка статьи о подводных лодках. Помогите Википедии, дополнив её. |