Российский фонд
фундаментальных
исследований

Физический факультет
МГУ им. М.В.Ломоносова
 

07.09 Обратное рассеяние, эхо, реверберация на комбинациях границ

 

Илларионов А.А., Козловский С.В., Корякин А.Б., Щерба С.Е. «К оценке уровня реверберационной помехи при частично-когерентной обработке эхо-сигналов» Известия Южного федерального университета. Технические науки, № 12, с. 25-35 (2015)

Рассмотрен вопрос оценки уровней реверберационных помех применительно к использованию сложных зондирующих сигналов и частично-когерентной обработке (ЧКО) гидроакустической информации. Данный способ обработки эхо-сигналов предусматривает когерентный прием в пределах «К» частей сигнала и последующий некогерентный прием их выходных эффектов. Разработана приближенная методика для оценки уровня реверберации на выходе тракта приема с учетом типа зондирующего сигнала и параметров ЧКО. Методика основана на оценке и использовании вместо длительности зондирующего сигнала -длительности сжатого эхо-сигнала после частично-когерентной обработки на выходе тракта приема гидролокатора. Выполнено моделирование в среде MATHLAB-7 применительно к шумоподобному (фазо-манипулированному) зондирующему сигналу с параметрами: длительность 1 сек и полоса частот 1000 Гц при когерентной обработке и ЧКО эхо-сигналов. В результате моделирования построены сечения в частотной и временной областях функции неопределённости рассматриваемого сигнала для различных величин К. Определены параметры функции неопределенности эхо-сигнала при ЧКО: уровень бокового поля, ширина основного лепестка по времени, ширина основного лепестка по частоте. На основе моделирования получена аппроксимация зависимости длительности выходного сигнала от числа частей К, на которые разбивается эхо-сигнал для выполнения когерентной обработки. Данная зависимость положена в основу при оценке длительности сжатого на выходе тракта приема сигнала. Представлен пример оценки степени снижения уровня реверберационной помехи (донная составляющая) при использовании частично-когерентной обработки (К=10) сложного зондирующего сигнала по сравнению с некогерентной обработкой данного сигнала. Значение длительности сжатого после ЧКО эхо-сигнала составило 5 мс, что обеспечивает снижение уровня донной реверберации на выходе тракта гидролокатора на 23 дБ. Аналогичный результат достигается в случае воздействия поверхностной и объемной составляющей реверберационной помехи. На основе вышеизложенного подхода возможна оценка помехоустойчивости тракта гидролокации в условиях воздействия преобладающей ревеберационной помехи (донная, поверхностная и объемная составляющие) при частично-когерентной обработке сложных сигналов.

Известия Южного федерального университета. Технические науки, № 12, с. 25-35 (2015) | Рубрика: 07.09

 

Илларионов А.А., Козловский С.В., Чернов В.П. «Характеристики гидролокационного отражения автономных объектов мониторинга морской среды» Известия Южного федерального университета. Технические науки, № 12, с. 35-43 (2015)

Обосновывается актуальность проблемы своевременного обнаружения автономных необитаемых аппаратов (АНПА), которые могут представлять собой потенциальные подводные диверсионно-террористические угрозы. Наиболее вероятная угроза представляется для объектов морской деятельности, обеспечивающих разработку морских нефтяных и газовых месторождений. В качестве средств наблюдения за подводными роботами на акватории рассматриваются мобильные и стационарные гидроакустические станции обеспечения безопасности. Проанализированы тактико-технические и конструктивные характеристики типовых АНПА «REMUS-100» и «Gavia», предназначенных для океанологических исследований и контроля характеристик морской среды. Данные подводные аппараты могут использоваться как базовые для диверсионной деятельности. Выполнен анализ характеристик гидролокационного отражения подводных роботов как малоразмерных гидроакустических объектов поиска с использованием методического подхода, основанного на оценке параметров эхо -портретов. Приводятся результаты экспериментальных лабораторных исследований характеристик гидролокационного отражения макета АНПА, аналогичного по конструктивным параметрам аппарату «Gavia». Экспериментальные исследования выполнены в исследовательском бассейне НИЦ РЭВ и ФИР ВМФ. По данным экспериментов на встречных носовых и кормовых углах значения эквивалентных радиусов отражения АНПА не превышают 0,15–0,25 м, а на бортовых углах в узком секторе -1,0–2,0 м. Отмечается трудность гидролокационного обнаружения таких объектов при использовании традиционных методов поиска малоразмерных целей. Объяснена причина, по которой существующие методы борьбы с реверберационной помехой в гидролокационных станциях обнаружения подводных пловцов, основанные на применении сложных широкополосных сигналов с высокой разрешающей способностью, при гидролокации подводных роботов типа «Gavia» малоэффективны. Для наблюдения за АНПА в гидроакустических станциях предлагается использовать признак пространственно-временной протяженности объектов и трассовую индикацию их движения с применением методов обработки изображений, элементов теории распознавания образов. Рекомендовано при поиске АНПА в морских и пресноводных акваториях использовать российские гидроакустические станции коммерческого назначения «Нерпа-М» и «Трал-М», имеющие положительный опыт эксплуатации при охране отечественных и иностранных объектов.

Известия Южного федерального университета. Технические науки, № 12, с. 35-43 (2015) | Рубрика: 07.09