Разработка и исследование методов измерения координат объектов в толще донных осадков с помощью сверхширокополосных гидроакустических сигналов

• Автор: Покровский, Юрий Олегович
• Шифр специальности: 01.04.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Таганрог
• Количество страниц: 208 с. : ил.

1. АНАЛИЗ ПРОБЛЕМЫ ПОИСКА НЕПОДВИЖНЫХ ОБЪЕКТОВ МАЛЫХ РАЗМЕРОВ, РАСПОЛОЖЕННЫХ В ТОЛЩЕ ОСАДКОВ. ВЫБОР НАПРАВЛЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

2. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ СВЕРХШИРОКОПОЛОСНЫХ СИГНАЛОВ

2.1. Принципиальные вопросы описания сверхширокополосных

сигналов

2.2. Радиоимпульс с прямоугольным спектром

2.3. Радиоимпульс с прямоугольной огибающей

2.4. Радиоимпульс с экспоненциальной огибающей

2.5. Гауссовы сигналы

2.5.1. Модифицированный гауссов радиоимпульс

2.5.2. Моноцикл Гаусса

2.6. Сравнительный анализ моделей сверхширокополосных сигналов

3. ПРЕОБРАЗОВАНИЯ СВЕРХШИРОКОПОЛОСНЫХ СИГНАЛОВ В ГИДРОАКУСТИЧЕСКОМ КАНАЛЕ
3.1. Математическая модель СШП гидроакустического канала
3.2. Анализ поглощения энергии сигналов в среде
3.3. Эхосигналы
3.3.1. Влияние среды на узкополосные сигналы
3.3.2. Влияние среды на сверхширокополосные сигналы
3.4. Помехи в гидроакустическом канале при приеме
СШП сигналов
3.5. Проблема согласованной фильтрации СШП эхосигналов
от объектов, погруженных в осадки
4. ИЗМЕРЕНИЕ КООРДИНАТ МАЛОРАЗМЕРНЫХ ОБЪЕКТОВ, ПОГРУЖЕННЫХ

В ОСАДКИ
5. РАЗРЕШЕНИЕ СВЕРХШИРОКОПОЛОСНЫХ ЭХОСИГНАЛОВ
5.1. Разрешение сверхширокополосных эхосигналов по дальности
5.2. Влияние ширины спектра СШП сигналов на разрешение по угловым координатам
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЯ
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. ПРОГРАММА ИССЛЕДОВАНИЯ МОДИФИЦИРОВАННОЙ
ГАУССОВОЙ МОДЕЛИ СШП СИГНАЛОВ
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. ПРОГРАММА ИССЛЕДОВАНИЯ СШП СИГНАЛОВ
С ПРЯМОУГОЛЬНЫМ СПЕКТРОМ
ПРИЛОЖЕНИЕ 3. ПРОГРАММА ИССЛЕДОВАНИЯ СШП РАДИОИМПУЛЬСОВ
С ПРЯМОУГОЛЬНОЙ ОГИБАЮЩЕЙ
ПРИЛОЖЕНИЕ 4. ПРОГРАММА ИССЛЕДОВАНИЯ СШП РАДИОИМПУЛЬСОВ С ЭКСПОНЕНЦИАЛЬНОЙ ОГИБАЮЩЕЙ
ПРИЛОЖЕНИЕ 5. ПРОГРАММА РАСЧЕТА ОБОБЩЕННОЙ ДИАГРАММЫ
НАПРАВЛЕННОСТИ

Увеличение масштабов освоения Мирового океана и разнообразия морских технологий сопровождается расширением круга задач, которые возлагаются на гидролокационную технику и ростом требований к ее эксплуатационным, в первую очередь - метрологическим характеристикам.
Одной из актуальных и, одновременно, сложных задач гидролокации является задача поиска неподвижных объектов, погруженных в толщу осадков («заиленных»). К таким объектам относятся «черные ящики» летательных аппаратов, ценные малогабаритные грузы, утерянные в результате несчастных случаев, затонувшие головки ракет или приборные контейнеры космических аппаратов, контейнеры с опасными веществами, особенно - несанкционированные захоронения последних, донные и заиленные мины, затонувшие торпеды и др. В последние годы в связи с активизацией мирового терроризма возросла роль поиска намеренно зарытых в грунт подрывных зарядов, предназначенных для нанесения ударов по таким объектам, как портовые сооружения, плавучие атомные электростанции, морские буровые и т. п. (Упомянутые выше и им подобные по размерам объекты принято называть малоразмерными).
Основные проблемы, связанные с решением главных задач поиска - обнаружения искомых объектов, измерения их координат и классификации (распознавания) - обусловлены неблагоприятным сочетанием следующих основных факторов:
- большим поглощением акустической энергии в донных осадках, которое монотонно растет с увеличением частоты акустических колебаний. Отсюда следует, в первую очередь, принципиальная необходимость применения зондирующих сигналов, спектры которых расположены в возможно более низкочастотной области. Наименьшее допустимое значение нижней граничной частоты зондирующих сигналов определяется размерами объектов. Вследствие частотно-зависимого поглощения спектры эхосигналов от искомых объектов
(») в (мПв

Модели простых радиоимпульсов с экспоненциальной огибающей Временной вид сигналов
Вид скгн ала Вид спи ала
а) Л/э = 2кГц б) А/э = 12кГц
Рис. 2
Спектры сигналов
а) А/э = 2кГц б) 4/1, = 12кГц