|
1.1 Уравнение гидролокации
Для расчета энергетической дальности действия используется уравнение гидролокации в логарифмической форме, обеспечивающие наиболее удобные и экономические расчеты, которые позволяют избегать вычислительных ошибок. При этом следует учитывать, что в современной гидроакустике основные физические величины приводятся в относительных единицах-децибелах, являющихся производными от логарифмов тех же гидрофизических понятий.
Основные уравнение гидролокации в логарифмической форме имеют вид:
DL=SL-2TL+TS-NL,
где DL- уровень обнаружения сигнала
TL- потери при распространении
SL- уровень источника
TS- сила цели
NL- уровень шумовой помехи
1.2 Уровень источника излучения
Уровень источника излучения можно определить из выражения:
SL=10LgW+DI+170.9 Дб/мкПа,
где Ра- акустическая мощность приемника, Вт
DI- индекс направленности, дБ
DI=10LgS-20Lg l + 10.99,
где S- площадь антенны, м
l - длина звуковой волны, м
l=C/F,
где С - скорость звука в воде, м/с
F - рабочая частота гидролокатора, Гц
l=1500/50*1000=0.03(м),
DI=10Lg 0.012-20Lg0,03+10.99=22.23 (дБ),
Рa=k·Рэ,
где К- коэффициент усиления, =0.3;
Рэ -энергетическая мощность, Вт.
Wa=0.3·0.5·1000=150 (вт),
SL=10 Lg 150+22.23+170.9=214.89 (дБ/мкПа).
1.3 Расчет силы цели.
Если известны плотность скопления промысловых объектов G и озвученный акустическимсигналом объем V (1) или объем косяка V (2), то можно вычислить кол-во одиноких рыб. Общаясила цели косяка в этом случае будет рассчитываться как:
TS=19.1LgL-0.9LgF+10 Lg V+10Lg S(k)-62,
где L- длина рыбы, см;
F- рабочая частота, кГц;
V- объем озвученного акустического сигнала, м3;
S(k)- плотность промысловых объектов.
TS=19.1Lg50-0.9Lg50+10Lg2000+10Lg10-62,
TS=11.93,Дб.
1.4 Расчет уровня шумовой помехи.
Для анализа влияния шумовой помехи на работоспособность гидроакустическойсистемы необходимо оценить шумы основных источников. К наиболее существенным следует отнести два вида шумов - гидродинамические шумы, обусловленные движением судна и шумы, обусловленные гидрометеорологическими факторами (ветер, волнение) - так называемые шумы моря.
Уровень шумовой помехи, обусловленный движением судна выражается:
NL=30LgVС+9LgW-20LgF+23.46,
где NL- уровень шумовой помехи, дБ;
Vc- скорость судна в узлах;
W - водоизмещение судна, т;
F- частота работы гидроакустического прибора, кГц.
NL=30Lg4.8+9Lg350-20Lg50+23.46=50.81 (дБ).
Шумовая помеха моря равна:
NLМ=65.1+30Lg 12.5-50.4Lg50=13.06 (ДБ).
Общая величина уровня шумовой помехи представляет собой сумму рассмотренных помех:
NLс=NL+Lg(l+10(NL-NLM/20)).
NLс=50.81+Lg(l+10(50.81-13.06/20)).
NLс=100.97 (ДБ).
1.5 Оценка порога обнаружения.
Для оценки уровня обнаружения сигнала DL существенным является априорное значение формы эхосигнала. Однако, учитывая, что в рыбопоисковой гидроакустике априорная форма эхосигнала неизвестна, расчет порога обнаружения следует вести по приведенному выражению:
DL=5Lgd+5LgΔF-5Lgt,
где d- коэф. обнаружения;
ΔF- полоса пропускания приемного тракта, Гц;
t- длительность эхосигнала, с t=40.
где Р(D)- вероятность обнаружения;
P(F)- вероятность ложной тревоги.
=3.28.
DL=5Lg3.28+5Lg1.25*1000-5Lg40*0.001=28.31 (Дб).
1.6 Потери на распространении
Выражение для определения потерь на распространение имеет вид:
TL=-0.5(SL-DL+TS-NL),
где SL- уровень источника;
DL- уровень обнаружения сигнала;
TS- сила цели;
NL- уровень шумовой помехи.
TL=0.5(214.89-28.31+11.93-50.81)=73.85 (Дб).
Общее выражение для оценки энергетической дальности в случае сферических волн с учетомпотерь, обусловленных поглощением, имеет вид:
TL=20LgR+ a R,
где TL- потери на распространение, Дб;
R- энергетическая дальность, м;
а - коэф.поглощения, ДБ/пм.
a=0,036F1.5,
где F- рабочая частота, кГц.
а=0,036(501.5)=12.73 ДБ/м.
73.85=20LgR+0.0014R.
R=1244м.
1.7 Алгоритмы решения уравнения гидролокации.
Наиболее простой алгоритм решения уравнения TL=20LgR+αR имеет простая (шаговая) итерация, когда решение сводится к подстановке в правую часть выражения TL=20LgR+αR, Ri равного текущему значению Tli, полученного в правой части, с вычисленной по выражению:TL=0.5(SL-OL+TS-NL) величиной TL. В случае, если правая часть выражения, определяющая Tli, меньше значения TL, то Ri увеличивают на шаг итерации,т.е. Ri+1=Ri+h, где h-это шаг итерации.
Дата добавления: 2015-09-12; просмотров: 92 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |