Имитатор сигналов гидролокатора бокового обзора

(51)4 6 01 8 7/ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ТВУ ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ТОРСКОМЫ СВИДЕТ(71) Новосибирский электротехнический институт(54)(57) ИМИТАТОР СИГНАЛОВ ГИДРОЛОКАТОРА БОКОВОГО ОБЗОРА, содержащийпоследовательно соединенные генератор тактовых импульсов, делитель частоты и первый генератор пилообразного напряжения, последовательносоединенные генератор шума и узкополосный фильтр, а также второй генератор пилообразного напряжения, входкоторого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, и сумматор,выход которого является выходом имитатора, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью расширения функциональных возможностей имитатора путемимитации сигналов тенеграфическогоизображения протяженных искусственных и естественных объектов, в неговведены пороговый блок, два формирователя . селектирующего импульса кадра, два масштабных усилителя, двагенератора опорных колебаний, после"довательно соединенные первый ключи первый двухпороговый компаратор ипоследовательно соединенные второйключ и второй двухпороговый компаратор, причем выход узкополосного фильтра соединен через пороговый блокс первым входом сумматора, выходыпервого и второго двухпороговых компараторов соединенььсоответственно с вторым и третьим входами сумматора,выход первого генератора пилообразного напряжения соединен через первый и второй формирователи селектирующего импульса кадра с управляющими входами соответственно первогои второго ключей и через первый ивторой масштабные усилители - соот-ветственно с первым и вторым опорными входами первого двухпороговогокомпаратора, выход второго генератора пилообразного напряжения соединенс входами первого и второго ключей,а. выходы первого и второго генераторов опорных колебаний соединены соответственно с первым и вторым опорными входами второго двухпороговогокомпаратора.1Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться для имитации гидролокационных сигналов, атакже изображений на экране индикатора гидролокационного тренажера.Цель изобретения - расширениефункциональных возможностей путемимитации сигналов тенеграфическогоизображения протяженных искусственных и естественных объектов. 10На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема предложенного имитатора; на фиг. 2 - времен,ные диаграммы, поясняющие его работу,на фиг. 3 - временные д)иаграммы, поясняющие работу двухпорогового компаратора; на фиг. 4 - имитируемые сигналы.и формируемое ими тенеграфическоеизображение дна и объектов лоции.Имитатор содержит генератор 1 20тактовых импульсов, делитель 2 частоты, первый и второй генераторы3 и 4 пилообразного напряжения, генератор 5 шума, узкополосный фильтр6, пороговый блок 7, сумматор 8, 25первый формирователь 9 селектирующего импульса кадра, первый ключ 10,первый двухпороговый компаратор 11,масштабные усилители 12 и 13, второйформирователь 14 селектирующегоимпульса кадра, второй ключ 15,второй двухпороговый компаратор 16,генераторы 17 и 18 опорных колебаний.Имитатор работает следующим образом.35Генератор 1 тактовых импульсов,предназначенный для синхронизацииработы всего имитатора, Формируетпериодическую последовательность коротких прямоугольных импульсов 11(фиг. 2 а) с периодом следования Травным периоду следования (повторения) зондирующих импульсов гидролокатора бокового обзора (ГБО)21/С45 где С - скорость звука в воде, принимаемая в расчетах обычноравной 1500 м/с;Р - дальность действия ГБО,м(ввиду малой скорости распростра нения звука в воде по сравнению со скоростью распространения электромагнитных ковлебаний в атмосфере 3 10 м/с)значение периода следования 55тактовых импульсов для ГБОнамного превосходит соответствующее значение для . РЛС и находится в пределах от десятых долей секунд до единиц секунд (при П = 150 м, Т - = 0,2 с).Импульсная по следовательность У(С) с частотой Р = 1/Т поступает с выхода генератора 1 на вход делителя 2 частоты, который формирует последовательность У (Т) (фиг. 2 б), частота У следования импульсов в которой уменьшается в и раз (Р= Р(и), а период Тк соответственно увеличивается ви раз Значение и определяет число имитируемых зондирований дна ГБО, иначе число строк в растре (кадре ) имитируемого тенеграфического изображения.Так как при боковом обзоре луч антенны гидролокатора направлен перпендикулярно направлению носителя, то зона обзора представляет собой полосу шириной Р, параллельную траектории судна-носителя, и, следовательно, производится растровый об зор дна в прямоугольной системе координат - наклонная (или горизонтальная ) дальность (х) и путевая цальность (у). За период Т носитель перемещается на расстояние: где Ч - скорость носителя, устанавливаемая обычно так, чтобыза период Т следования зондирующего импульса перемещение носителя происходило на величину д у, численно равную размеру элементаразрешения локатора в направлении курса (ось у)Следовательно, величины Тк и и, характеризующие протяженность обследований полосы дна, определяют размер растрового изображения 1,иначе кадра ) исследуемого пространства в направлении курса. Генератор 3, запускаемый импульсами Б 2с выхода делителя 2 час-тоты, Формирует линейно изменяющееся т.е. пилообразное напряжение Ц 1(1) ,(фиг. 2 в). Это напряжение поступает на входы блоков 9, 12, 13 и 14.276 4нии (донную реверберацию ). Совокупность из и строк имитирует растровоедвухградационное ("0" и "1") изображение зондирующей поверхности (поз 9на фиг. 4 ). Посредством указанныхрегулировок можно задать структуручередования 10 и 1" (т.е. 1 зашумленности ) растра и, следовательно,структуру имитируемой донной поверхности (илистая, песчаная, каменистая и т.п.).Блоки 9-13 предназначены длягенерации пачки видеоимпульсов спостоянной либо с изменяющейся полинейному закону длительностью дляимитации сигналов ГБО н трактеформирования тенеграфического изображения искусственных протяженныхдонных и придонных объектов (поз. 20на фиг. 4 ).Формирователь 9 селектирующегоимпульса кадра предназначен для зада.ния протяженности С указанной пачкиКвидеоимпульсов и ее задержкиЗ.Кт.е. расположения на интервале 0,Тк, и реализуется, например, в виде двухпорогового компаратора -типового сдвоенного компаратора, состоящего иэ двух однопороговых компараторов. Напряжение Н .(С) поступаетна неинвертирующий вход первого компаратора и инвертирующий вход второго компаратора (т е. инверсно)через реэистивные делители К ,и К2На инвертирующий вход первого компаратора и неинвертирующий вход второго компаратора заведены опорные напРЯжениЯ Но и У о 2 соответственно через свои резистивные делители. Каждое из этих напряжений снимается сосреднего вывода соответствующего потенциометра, подКлюченного к источнику питания, В результате на выходе формирователя 9 формируется 45 напряжение 09(Е) (фиг. 2 и), равноеи иуровню 1 всякий раз, когда входноенапряжение Н(г) = 08(с) находитсямежду порогами 00 г и Н и 2 (фиг2 3)т.е. 3 1176Второй генератор 4 пилообразного напряжения, запускаемый импульсами 01(С)с выхода генератора 1 тактовых импульсов, формирует линейно изменяющееся напряжение У (Т) (фиг, 2 г) с 5 периодом повторения Тс. Оно поступает на входы ключей 10 и 15.Генератор 5 шума формирует на выходе нормальный широкополосный ("белый") шум Н (фиг. 2 д) кото) рый, пройдя через узкополосный фильтр 6, соответственно ограничивается по ширине, спектра (иначе, "окраши 11ваетсй ). В результате этого колебание Н(1) (фиг, 2 е) на выходе уз кополосного фильтра 6 представляет собой амплитудно-модулированное колебание со случайной и медленно изменяющейся амплитудой, т,е. огибающей Скорость изменения огибающей (интер вал корреляции ) прямопропорционально зависит от полосы пропускания фильтра, которая может регулироваться изменением активного сопротивления фильтра, например, с помощью переменного резистора, подключенного параллельно выходу узкополосного фильтра.В пороговом блоке 7 напряжение Н(г.) подвергается пороговой обработке, т.е. сравнивается с порогом Ни В результате формируется напряжение П,(Т.) (фиг. 2 ж), равное уровню "1" всякий раз, если разность напряжений Н(й) - Нд положительна, т,е. 50 где Ф Цври О, Я-О 0 ВЫХОф при О(1) О Пороговый блок 7, реализуетсяв виде компаратора на базе операционного усилителя, на инвертирующий вход которого заведено пороговое ( опорное ) напряжение Н , а на неин -ивертирующий вход, являющийся входом порогового блока, поступает напряжение О (й), с выхода узкополосного фильтра 6. Напряжение Н, подводимое со среднего вывода потенциометра, подключенного крайними выводами к источнику питания ЕПМТможет регулироваться.Таким образом, блоки 5-7 формиру. - ют случайное чередование коротких импульсов в каждой посылке (строке), что имитирует отражение зондирующего сигнала от дна в обратном направленО ( )( 1 )п, - ВХ .28 ых 9Оех0"ех "о.а Н У фО Р Щ 13 = п,1 ц,1 о,г 1I Я п,2 вл о,г,А Середина и ширина окна дискриминации и, следовательно, величины1,т.е. по строке ), что характеризует наклонную дальность объекта и его поперечные размеры, и, наконец, напряжения 11 р(1) и ПО,г(е) углы наклона о(и непараллельность ближней и дальней границ изображения, определяющие соответственно ракурс объекта и угол наклона придонного объекта к плоскости дна.Блоки 14-18 вырабатывают пачку видеоимпульсов для имитации сигналов тенеграфического изображения естественных донных объектов или локальных неоднородностей дна (поз. 2 на фиг. 4 ).Работа блоков 14-16 аналогична работе соответствующих блоков 9-11 ввиду их идентичности. Отличие лишь в том, что на первый и второй пороговые входы двухпорогового компаратора 16 подаются нелинейно изменяющиеся напряжения с генераторов 17 и 18 опорных колебаний,Как отмечалось, в простейшем случае это могут бытьнизкочастотные КС-генераторы гармонических колебаний. Параметры этих колебаний - частота и амплитуда, могут быть установлены с помощью регулируемых частотозадающих резис торов и потенциометров на выходе генератора. Эти параметры определяют законы изменения параметров С и5.Г , а потому могут быть полученыпачки видеоимпульсов, имитирующие 5 тенеграфические изображения различной заданной конфигурации. В болееобщем случае в качестве блоков 16 и17 могут быть использованы низкочастотные генераторы случайного процесса 1 О (шума ), что еще более расширяетфункциональные воэможности блоков 1418.Сигналы с выходов порогового блока 7 и двухпороговых компараторов 11 15 и 16 поступают соответственно напервый, второй и третий входы сумматора 8, Регулирующий сигнал Пй)(фиг. 4 а) объединяет поступающие сигналы и имитирует сигналы ГБО в тракте 20 формирования гидролокационного тенеграфического изображения дна, протяженных искусственных и естественных объектов или локальных неоднородностей дна (фиг. 4 б).25 Все потенциометры, входящие всостав отдельных блоков и предназначенные для первоначальной установкизаданных параметров имитируемых сигналов, для удобства регулировки и З 0 расширения некоторых функциональныхвозможностей имитатора могут бытьобъединены на пульте управления).1176276 Составитель Выков ктор К. Волощук Техред Ж.Кастелевич Коррект Муска 356/46 4 По ное ССР ак 4/5 иал ППП Патент, г, Ужгород,Проектная, 4 аЪ,И п 5 Тираж И Государс делам изоб Москва, Ж венного кетений и5, Раушск митета крыти наб.