Устройство для обострения характеристики направленности интерференционных систем приемников

Класс 740, 6 СССР68564.ПИСАНИЕ ИЗОБ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТ РЕТЕ ЛЬСТВУ регистраравана в Егора иэобрсгений Госплана СССР. С. Во й Устройство для обострения характеристики направленност интерференционных систем приемниковаявлено 18 февраля 1943 года в Народный комиссариат нефтяной промышленности СССР за Хе 113 (321050) Опубликовано 31 мая 1947 года Предметом изобретения является устройство для обострения характеристики направленности интерференционных систем, содержащих базу из нескольких приемников.В таких системах уже известно применение экспандера в цепи подачи на индикатор колебаний с выходов приемников после суммирования, Экспандер увеличивает показания индикатора под действием сигналов, попадающих на входы приемников синфазно, по сравнению с показаниями индикатора под действием сигналов, попадающих на входы приемников со сдвигом по фазе, Благодаря этому характеристика направленности интерференционной системы резко обостряется, как легко видеть из фиг, 1, Здесь в декартовых координатах изображены диаграммы направленности одной и той же системы при отсутствии экспандера (сплошная линия) и при наличии его (пунктирная линия). По оси ординат отложены в относительных единицах показания индикатора, по оси абсцисс угол а между направлением базовой линии приемников и направлением прихода колебаний,Степень обострения диаграммы направленности таким способом определяется, очевидно, степенью экспандирования. Однако, применение значительного экспандирования вызывает громадные затруднения,Это затруднение заключается в том, что всякий пеленгуемый сложный звук и шум (шум самолета, корабля,. сейсмические колебания от взрыва и пр.) всегда резко меняются во времени по своей интенсивности. Интенсивность шумов и звуков, в течение весьма коротких промежутков времени, меняется в сотни, тысячи и десятки тысяч раз, Другими словами, диапазон амплитуд на входе экспандера весьма широк.Поэтому, если степень экспандирования достаточно велика, то на выходе экспандера получается столь громадный диапазон амплитуд, что никакие приемные устройства (усилители, телефоны, осцилографы и проч,543для приема без искажений такого что мо ожет быть достаточным для хозона не годятся, не говоря уже рошего прочтения отражений на осе том, что на фоне таких гроМадных циллографе.изменений интенсивнео тимыми те сности становятся Однако нужно принять вщу равнительно неболь- ние, что как сигналы, так и помехио внимашие изменения интенсивности, котоуРые обусловлены изменением напра независимо от соотношения -развления звука и которые стараютсяАинятся,по своей абсолютной вели щнеПусть например мь име м б азу так, например, амплитуда отражениящую из четырех приемников, соедиражаащего горизонта мосоеДи- жет бьггь больше амплитуды отраЖечму э. д. с., совместно ния от д гого в 102 аз,деиствующих на один индикатор (осдру 0 раза,(ос- Такой диапазон амплитуд (1: 102)траженные волны - это увеличится экспандером с и =4 довердщщ непр д м на Рак.симметрии азы, тике величины 1: 10.синфазно ко всем приемникам. Онин икакой усилитель, телефон, оср ф и всякий другои Риборежку с другими не циллог афю,эда- индикатор, в силу огр ниченностипредставляют собой пом хилитудных характеристик и походят к приемникам с самой а ния токов насыщения, не смогутной разност ю ф бпередать такого диапазона без оченьщейся во рП больших искажений,времени. Редположим,для примера чтЕсли в таких случаях для предотсигналов А ито амплитуды полезныхи помехнаходятся ноиАвращения работы на сгибе амплитудв соотношении:ной характеристики или насыщенияуменьшать ч у в с т в и т е л ьн ос т ьАс приемного тракта и грубить аппаратуру, то не будут приняты слабыесигналычто совершенно недопустимоМожно показать, что в среднем (ста- для практической работы.тистическое с реднее) амплитуда коле- Единственным выходом являетсябаний на выходе системы из и при нивелировка колебаний, поступаюемников для несинфазных колебаний щих с выхода приемников, т, е. прибудет в и раз.меньше, чем для и менение тщательной и усиленной комфазных, где и - число сум р прессии амплитуд перед Их суммироканалов. Тогда на выходе си, ванием и последующим экспандироиз четырех приемников установит ванием, пРичем постоянная временисоотношение:сЯ компрессора, во избежание искажений, должна быть взята настолько- = 0,554-1,1,большой, чтобы компрессор не дейА ствовал на отдельные колебания иП именяя экспанне искажал их форму, а регулировалрименяя экспандер, мы можем по закону кривой, огибающей колебания,циллог амме езко вДля того чтобы отражения на ос- Такая же необходимость в предр р зко выделялись на варительной нивелировке возникает иобходимо взять экспан- при акустической пеленгации любогофоне помех необходер с большим коэ икоэфициентом (и) экс- встречающегося на практике источпандирования нап им, например, равным 4. ника шума, вследствие всегдаимеюТогда на выхо е э спд кспандера устана- щего место резкого изменения интенвливается соотношение: сивности его акустического излучеАния,сА --- 1, = 1,46, Уровень интенсивности колебанийл на выходе каждого приемника базы544должен быть нивелирован, после чего он не олжен зависеть от амплитуд .колебаний, подаваемых на вход приемника.Только нои соблюдении этого условия эксп андер будет подчеркивать изменения, обусловленные изменениями направлени: прихода колебаний, а не гораздо большие по интенсивности изменения, обусловленные нестабильностью излучения источников звуков и шумов, или, что имеет место при сейсмических работах, наличием многих различных отражающих поверхностей,Иными словами, необходимо, чтобы экспандер подчеркивал только те изменения амплитуд колебаний на выходе системы приемников (после суммирования), которые обусловлены изменением фаз суммирующихся колебаний, а не их амплитуд.Применение компрессии в каждом приемнике базы приводит к громоздкости системы, так как при этом каждый приемник должен быть снабжен отдельным усилителем с автоматической регулировкой.Согласно настоящему изобретению, для усиления суммы сигналов, принимаемых всеми приемниками базы, применен усилитель, автоматическая регулировка усиления которого осуществляется одним из приемников базы, не обладающим направленной характеристикой.Схема предлагаемого устройства для направленного приема изображена на фиг. 2. Здесь цифрами 7 вобозначены приемники базы, цифрой 7 - усилитель, цифрой 8 - экспандер, а цифрами 9 и УО - регулятор усиления усилителя 7.Как видно из схемы, регулировка осуществляется после суммирования э, д. с. отдельных приемников, но управляется только одним из приемников базы (приемником 3). Один приемник, взятый в отдельности, направленностью не обладает. Поэтому при изменении направления прихода сигналов он не будет изменять регулирующее напряжение. Последнее будет изменяться только при изменении интенсивности сигналов, обусловленном нестабильностью источников их.Рдэ Свод в. 5. Поясним это следующим примером: допустим, что сигналы приходят по направлению оси симметрии базы синфазно ко всем приемникам. Сумма э, д. с. всех приемников подается на усилитель 7. Регулирующий приемник 3, вместе с другими, также принимает эти сигналы; с выхода этого приемника напряжение подается на усилитель 9, усиливается и выпр мляется детектором /О, после чего выпрямленное напряжение подается минусом на сетку входной лампы усилителя 7; это и будет регулирующее напряжение. Величина регулирующего напряжения не изменяется при изменении направления прихода сигналов потому, что отдельный приемник направленностью не обладает и э. д. с. на его выходе не зависит от направления прихода сигналов,При внезапном же увеличении интенсивности сигналов регулирующее напряжение изменяется, так как э. д. с. на выходе регулирующего приемника тотчас же увеличится, регулятор сработает, коэфициент усилителя 7 соответственно понизится, и если регулировка подобрана правильно, то интенсивность суммарного колебания не изменится.Таким образом, действие устройства, показанного на фиг. 2, такое же, как действие устройства, в котором каждый отдельный приемник снабжен усилителем с автоматической регулировкой, т. е. и в том и другом устройствах экспандер одинаково будет подчеркивать только те изменения амплитуд колебаний на выходе системы приемников, которые обусловлены изменением фаз, а не амплитуд приходящих колебаний,Предмет изобретенияУстройство для обострения характеристики направленности интерференционных систем приемников, с применением базы из нескольких приемников, колебания которых суммируются, усиливаются и подаются на вход экспандера, увеличивающего отношение показаний индикатора для сигналов, синфазно и несинфазно попадающих на вход приемников, о т 545М 68564 л и ч а ю щ е е с я тем, что для усиления суммы сигналов, принимаемых всеми приемниками базы, применен усилитель, автоматическая регулиФиг. 1 в гоясыо а 8 ВЮшодапДюЛЮЮвп ктор В, Н. Чистев тв. редактор М. М. Акианнб/,1 ровка усиления которого осуществляется одним из приемников оазы, не обладающим направленной характеристикой,