Способ формирования диаграммы направленности приемной антенны для низкочастотного диапазона

(ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ рмирования хати, основанные емников давлерешетке (Смарыльский Ю.Ф, ы. Справочник,К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) Субботин Е,П. Приемник колебательнойскорости с диаграммой направленностиспециальной формы. Тезисы докладовТретьей дальневосточной акустической конференции. Ч,2., Владивосток, 1982, с. 96;(54) СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ДИАГРАММЫ НАПРАВЛЕННОСТИ ПРИЕМНОЙ АНИзобретение относится к эл акустике и может быть использовано моразведке, океанографии и др,Известны способы форактеристик направленносна обработке сигналов приния, состоящих в антеннойшев М,Д. и ДобровоГидроакустические антеннЛ.; Судостроение, 1984);Приведенные способы обладают возможностью синтезировать диаграммы направленности с узким раствором главногомаксимума при достаточном уровне боковых лепестков,Однако необходимое увеличение размеров антенной решетки при увеличениидлины принимаемой акустической волныделает способы обработки сигналов с такихконструкций неэффективными в низкочастотной области измерений,.Я 21780068 А ТЕННЫ ДЛЯ НИЗКОЧАСТОТНОГО ДИАПАЗОНА (57) Применение: сейсморазведка, океанография. Существо изобретения: иэ сигнала приемника, имеющего кардиоидную характеристику направленности, вычитают сигнал с приемника градиента давления при условии заданного отношения указанных сигналов, определяемого по величине перекрываемого угла в провале характеристики направленности, отсекаемого этим отношением, являясь в то же время раствором характеристики направленности, предполагаемого угла, 2 ил. Наиболее близким к заявленному способу является способ обработки сигналов комбинированных антенных решеток Ц.Сущность данного способа заключается в подборке весовых коэффициентов, перемножении и сложении сигналов приемников градиента давления и приемников давления, рассредоточенных в пространстве и находящихся в приемной антенне.При использовании изложенных способов существенно уменьшаются размеры антенной решетки при уменьшении количества элементов в низкочастотном диапазоне.Несмотря на указанные преимущества указанный способ обработки все же основывается на усложненной пространственной реализации с использованием протяженных антенных решеток. При этом существенно усложнены энергетические аспекты пространственной реализации, выражен 1780068Й (О)= 0 при А 1/Аг2 зп Оо, где О - угол между направлением прихода акустического сигнала и направлением максимума диагааммы направленности;Оо - угол раствора диаграммы направленности.На фиг.1 изображен разрез изометрического представления диаграммы направленности отдельных элементов приемной антенны, кдрдиоиднэя длдграмма направленности, полученная в результате сум-. мирования сигналов приемника давления и приемника градиента давления с й(О) =-СоБО (1), ортогональные ей и взаимно ортогональные диаграммы направленности (ДН) приемников градиента давления с й(О) =31 пд (2) и (3); один в продольном разрезе, другой в поперечном,На фиг.2 представлен алгоритм обработки сигналов приемной антенны, Алгоритм обработки полученных сигналов для кэрдиоидного приемника 1 и одного из градиентных приемников 2 определяет наличие усилителей 3 и 4, функционального делителя 5, определяющего отношение сигналов с усилителей 3 и 4. и при превышении заданного уровня подающий сигнал разрешения нэ работу функционального блока 6,ные В громоздком способе формирования луча с малым углом раскрыва при наличии минимума боковых лепестков,Цель изобретения - упрощение пространственной реализации.Поставленная цель достигается тем, что в способе, здключдощемся в поиеме акустического сигнала приемниками градиента давления и приемником давления, преобразовании принятых сигналов в электрические сигналы и формировании из них диаграммы направленности, приемники градиента давления, имеющие взаимно перпендикулярные аси максимальной чувствительности, и приемник давления устанавливают так, что они имеют единый фазовый центр, формируют первый сигнал А 1, равный сумме сигнала приемника градиента давления с осью максимальной чувствительности, определяащей направление максимума диаграммы направленности, и приемника давления, формируют второй сигнал А 2, равный сумме сигналов остальных приемников градиента давления, а диаграмму направленности формируют в соответствии с выражениемА 1-Аг при А 1 Юг 2 зпОо 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 определяющего взаимное вычитание сигналов с усилителей 3 и 4.Предлагаемый способ определяет следующий алгоритм работы.Из сигнала с приемника 1, состоящего из приемника давления и приемника градиента давления, имеющего кардиоиднуо диаграмму направленности, увеличенного усилителем 3 и получившего абсолютное значение, вычитается сигнал с приемника градиента 2 давления, увеличенный усилителем 4, имеющий абсолютное значение, Вычитание в блоке б происходит при условии заданного отношения сигндлаи,Разность А 1-Аг используется для того, чтобы получить сигнал, не улавливдемый "провалам" ортогонально ориентированного приемника градиента 2(3) давления (как показано на фиг.1 для плоскости, проходящей (разрезающей) через взаимно ортогональные оси максимальной чувствительности кардиаиднаго приемника и одного из приемников градиента давления). Это же положение сохраняется, если указанная плоскость "поворачивается" к оси максимальной чувствительности другого приемника градиейтэ давления, поскольку сигнал суммарный, Причем в областях от ч.90 до +180 разностнь 1 й сигнал минимален, т,к, у кардиоидного приемника и приемника градиента давления сигналы по спаду ДН пропорциональны,Заданное отношение может реально быть только в области 0=0, т.е. тэм, где у приемника градиента давления набладается контролируемый "провал" характеристики направленности. Б та же время симметричный ему "провал" характеристики направленности в области 0-180 не обеспечивает должного отношения (а значит, и не вычитается) в силу нахождения подобного ему "провала" в диаграмме направленности кардиоидного приемника, вследствие указанной ориентации приемников, Заданное отношение может перекрывать настолько малый угол "провала" характеристики направленности градиентного приемника, насколько позволяет реальная величина "провала" (в зависимости от конструкции) и требования по чувствительности, определяемой в нижней границе глубиной "провала", э в верхней - заданным отношением.Таким образом можно получить характеристику направленности независимо от принимаемой частоты акустического сигнала с устройства, имеющего единый конструктивный блок.1 "780068 Составитель Н. НовикоТехред М.Моргентал ор Н. Корол Редактор С. Кулаков каз 4436 ВНИИПИ Тираж Подписноеарственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина, 10 Формула изобретенияСпособ формирования диаграммы направленности приемной антенны для низкочастотного диапазона, заключающийся в приеме акустического сигнала приемниками градиента давления и приемником давления, преобразовании принятых сигналов в электрические сигналы и формировании из них диаграммы направленности, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения пространственной реализации, приемники градиента давления устанавливают с обеспечением взаимной перпендикулярности осей максимальной чувствительности и совпадением их фазовых центров с фазовым центром приемника давления, формируют первый сигнал А 1, равный сумме сигнала приемника градиенБ та давления с осью максимальной чувствительности, определяющей направление максимума диаграммы направленности, и приемника давления, формируют второй 5 сигнал А 2,равный сумме сигналов остальных приемников градиента давления, а диаграмму направленности формируют в соответствии с выражениемА 1 - А 2 при А 1/А 22 зпдо 10 й (0)0 при А 1/А 22 з 1 п 6 эгде О - угол между направлением прихода акустического сигнала и направлением максимума диаграммы направленности;15 Оо - угол раствора диаграммы направленности.