Способ классификации эхосигналов для систем охранной сигнализации водного района

, и по резульианта и модуют решение наии. Схема рения содержит вухканальный татор 3, при,1, 4,2,4 п, 5.1, 5.2,5 п, 6.26 п, блок ГС)СУДАРСТВЕН ЮЕ ПАТЕНТНВЕДОМСТВО СССР(7 М) Ленинградский кораблестроительный институт(54) СПОСОБ КЛАССИФИКАЦИИ ЗХОСИГНАЛОВ ДЛЯ СИСТЕМ ОХРАННОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ ВОДНОГО РАЙОНА(57) Изобретение относится к области гидролокационных систем и может быть использовано для охраны водного района, а также регистрации прохождения различных объектов .через водозаборные системы промышленных предприятий и электростанций, Цель изобретения - повышение достоверности классификации зхосигналов для систем охранной сигнализации водного Изобретение относится к области техники гидролокационных систем и может быть использовано для охраны водного района, а также для регистрации прохождения различных объектов через водозаборные системы промышленных предприятий и электростанций. Целью изобретения является повышение достоверности классификации эхосигналов для систем охранной сигнализации водного района. района. Поставленная цель достигается тем, что излучают приемоиэлучающим устройством горизонтальной поверхности воды сигналы на частотах 1 и 2 б, Принимают зхосигналы. Определяют фаэовые инварианты коэффициента отраже 1;ия Ф = 2 в)1- б 2, где р 1 и 62 - фазовые сдвиги при отражении от обьекта на частотах 11 и 2 б, Дополнительно находят модель Фазового вектора где г. длительность импульса татам анализа фазового инвар ля фазового вектора принима включение охраны сигналиэац ализации технического реше формирователь сигналов 1, д усилитель мощности 2, комму емоизлучающие устройства предварительные усилители блоки фазовой обработки 6.1 принятия решения 7. 5 ил. На фиг. 1, 2, 3 приведены частотные Оф характеристики фазового инварианта и мо- Ор дуля фазового вектора коэффициента отражения от бревна, металлического предмета, звукорассеивающего слоя, соответственно;на фиг.4 - схема постановки системы; на фиг 5-устройство реализации заявляемого способа.Известно, что для гидролокационной системы, использующей в качестве канала обработки амплитудный обнаружитель, параметром, который характеризует отражаю5 10 20 щий объект, является его эквивалентный радиус либо эффективная поверхность рассеяния, По амплитуде отраженного сигнала с достаточной достоверностью нельзя сказать какой предмет вошел в охраняемую зону, бревно, металлический предмет, кусок льда, пловец или отражение произошло от звукорассеивающего слоя,При отражении от объекта происходит не только изменение амплитуды сигнала, но и фазы величина которой зависит от волнового сопротивлениярс ) отражателя, Определив фазы отраженного сигнала, можно идентифицировать объект. В первые способ оценки акустического импеданса был предложен в техническом решении, где излучается двухчастотный сигйал с частотами заполнения т 1 и 201, тогда эхосигнал можно записать в виде 8 =А 1 соз 2 лб т --+р 12 х 1с,182 =А 2 соз 2 л 2 т 1--+Юг2 хСв где 51; 32 - аналитические выражения гармонических составляющих сигнала, А 1 и А 2 - амплитуды сигнала на частотах т 1 и 211, Переходя к каадратурным компонентам сигналов 81 и 52, выделяя аргументы гармонических функций, получаем ф =2 Г 1(1 - с ) +Р 1,2 х Св ф =2 ж 2 11( --+ Щ2 х Св 1 Линейная комбинация фазовых аргументов гармонических составляющих имеет вид (временной множитель здесь опущен) Ф=2 ф 1 - ф =2 Р 1 - У. Фазовый инвариант реверберации в фиксированный момент времени распределен равномерно, т.е. в интервале от - л до ж может принимать любые значения с равной вероятностью. В пределах длительности импульса фазовый инвариант реверберации будет менять свои значения, а фазовый инвариант объектов искусственного происхождения будет практически постоянным. Для тоге, чтобы определить модуль фазового вектора М необходимо проинтегрировать случайные величины 40 50 55 х хМ =сов фбх)2+ 3 зпФбхо оМодуль фазового вектора случайной величины с равномерным распределением (в случае реверберации) будет стремиться к нулю, модуль фазового вектора обьектов искусственного происхождения за счет постоянства фазового инварианта в пределах длительности импульса будет отличаться от 0 (фиг,2 описания). Ло величине фазового инварианта и модуля фазового вектора можно классифицировать объект.На фиг,4 представлена схема постановки системы,На фиг,5 представлена структурная схема устройства конкретной реализации эаявляемого способа, Устройство состоит изформирователя сигналов 1., двухканальногоусилителя. мощности. 2, коммутатора 3, приемо-излучающих устройств (ПИУ) 4.1, 4.2,4 п предварительных усилителей 5.1, 5,25 я блоков фазовой обработки 6,1,6.2 6.я, блока принятия решения 7,Блок формирования сигналов 1 служит для формирования двух сигналов стандартной посылки с жестко связанными по фазе частотами заполнения 11 и 201,Двухканальный усилитель мощности 2 служит для усиления сигналов до требуемых значений и состоит из двух обычных усилителей мощности, широко применяемых в гидроакустических системах.Коммутатор 3 служит для подключения группы из ПИУ 4,1, 4,2;,4.п) либо к выходам усилителя мощности 2, в режиме излучения, либо ко входам приемных усилителей 5.1, 5.2,5.п) в режиме приема, Коммутатор может выполняться в простейшем случае на реле либо же на тиристорах или других полупроводниковых элементах. Приемо- излучающие устройства 4,1, 4.2,4,п представляют собой гидроакустические антенны мозаичного типа, состоящие иэ элементов с резонансной частотой 11 и из элементов с резонансной частотой 211. Предварительные усилители 5,1, 5.2,5,п служат для усиления сигналов, являются известными устройствами, широко применяемыми в технике, Блоки фазовой обработки 6.1, 6,2,6.п служат для определения фазового инварианта коэффициента отражения Ф в каждом из каналов и модуля фазового вектора М, В качестве блока фаэовой обработки может быть использовано устройство, реализующее способ,Блок принятия решения 7 служит для представления и обработки полученной информации (фазового инварианта и модуляфазового вектора). 8 качестве блока принятия решения может быть использоваться ЭВМ, отображение может производиться различными способами, обычно кодируют сигналы цветом, каждому циклу наблюдения соответствует одна строка на дисплее.Работа устройства, реализующего способ, заключается в следующем: блок формирования сигналов 1 формирует посылки с частотами заполнения 1 и 211, происходит усиление двухканальным усилителем 2, через коммутатор 3 сигналы поступают на группу из ПИУ (4,1, 4,2,4.п), происходит излучение сигнала, отраженные от противоположного берега сигналы поступают на ПИУ, преобразуются в электрические сигналы, через коммутатор 3 поступают на входы приемных усилителей 5.1, 5.25.п, усили-. ваются и подаются на блоки фазовой обработки 6;1, 6,2,6.п, где производится определение фазового инварианта коэффициента отражения Ф и модуля фазового вектора М, Полученная информация поступает в блок принятия решения. Модуль фазового вЕктора донной и поверхностной ревербераций будет близок к О, при появлении объекта в зоне реагирования устройства в одном или нескольких каналах изменится модуль фазового вектор-, по величине которОго можно, с учетом характеристик фазового инварианта, судить о происхождении объекта,Данный способ классификации эхосигналов для систем охранной сигнализации водного района имеет следующие преимущества: 1, За счет использования в качестве информативных параметров фазового инвврианта и модуля фазового вектора возможна классификация отражающего тела по его 5 волновому сопротивлению с высокой достоверностью.2. За счет использования модуля фазового вектора возможно применение систем в мелководных районах, в условиях значи тельной реверберационной помехи.Формула.изобретения Способ классификации эхосигналов длясистем охранной сигнализации водного 15 райойа, основанный на излучении каждымприемоизлучающим устройством горизонтальной поверхности воды сигналов ва частотах 0 и 201, приеме эхосигналов, определении фазового инварианта коэффи циентаотражения Фр 1 - щ,где р 1 и- фазовые сдвиги при отражении от объекта на частотах 1 и 21, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения достоверности классификации, находят модуль фазово го векторах хМ = 3 соз Фб хР +эп Фд х)2о о30 где х- длительность импульса,и по результатам анализа фазового инварианта и модуля фазового вектора принимаютрешение на включение охранной сигнализации,351838803Составитель А,Зарубин Редактор Г.Берсенева Техред М,Моргентал Корректор М,Андрушенко аказ 2925 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж-З 5, Рауаская наб 4(5Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 10