Бистатический гидролокатор: различия между версиями

Нет описания правки
 
=== Потери распространения ===
В процессе распространения звука в среде, амплитуда звуковых колебаний уменьшается. Существуют три основных механизма потерь: сферическое (или цилиндрическое в мелкой воде) расхождение, поглощение и рассеяние звука неоднородностями среды. Потери распространения TL ({{lang-en|Transmission loss}}) зависит от расстояния и частоты звука. В моностатическом гидролокаторе звук вначале проходит путь от излучателя до цели, а затем обратно – от цели к приёмнику. Считая, что потери в одном направлении равны TL (в [[децибел]]ах), полные потери звука составят 2·TL. В бистатическом гидролокаторе потери являются суммой потерь на пути от излучателя до цели TL<sub>ИЦPT</sub> и потерь на пути от цели к приёмнику TL<sub>ЦПTR</sub>.
=== Мёртвая зона ===
[[Image:Bistatic sonar dead zone.png|thumb|right|Bistatic sonar dead zone]]
В моностатическом гидролокаторе сигнал излучателя, попадая в приёмник, маскирует отражённые от цели сигналы. Если длительность сигнала передатчика составляет τ, то моностатический гидролокатор не способен обнаруживать цели в радиусе менее сτ/2, где с — скорость распространения звука. Эта круговая область прострнства называется «мёртвой зоной». Если гидролокатор находится в мелкой воде, радиус мёртвой зоны может быть больше, так как сильные отражённые сигналы могут созавать волны на поверхности воды и неоднородности дна.
 
В бистатическом гидролокаторе приёмник находится на расстоянии R<sub>PR</sub> от излучателя, поэтому в течении времени t = R<sub>PR</sub>/c после зондирующего импульса сигнал вообще не поступает на приёмник. В момент времени t приёмник принимает «прямой сигнал» ({{lang-en|direct blast}}), который продолжается в течение времени сτ<ref>Cox H. Fundamentals of Bistatic Active Sonar. In: "Underwater Acoustic Data Processing" by Y. T. Chan (editor). Springer, 1989</ref>. Таким образом, бистатический гидролокатор не способен различать цели внутри эллипса, границы которого соответствуют расстоянию R = R<sub>PR</sub> + cτ, а фокусами являются излучатель и приёмник. Отражения сигнала от близких к излучателю неоднородностей не влияют на мёртвую зону.
 
<!--
[[Image:Bistatic sonar dead zone.png|thumb|right|Bistatic sonar dead zone]]
===Dead zone===
In monostatic sonar, the first thing the receiver can hear is the sound of the transmitted ping. This sound level is very high, and it is impossible to detect the echo during the ping duration τ. That means targets are undetectable within the circle of Cτ/2 radius, where C is sound speed in water. This area is usually referred to as “dead zone”. If the sonar is close to the surface, bottom or both, (which may happen in shallow water), the dead zone may be greater than Cτ/2 due to a high level of reverberation.
 
In bistatic sonar, the travel distance from projector to target and from target to receiver is R = R<sub>pt</sub> + R<sub>tr</sub> . As the projector is separated from receiver by R<sub>pr</sub> distance, first R<sub>pr</sub> /C seconds after the ping starts, the receiver is just waiting. After that time, it receives direct signal from the projector (often referred to as “direct blast”,<ref>Cox H. Fundamentals of Bistatic Active Sonar. In: "Underwater Acoustic Data Processing" by Y. T. Chan (editor). Springer, 1989</ref>) which lasts Cτ seconds. So the sonar cannot detect targets within the ellipse R = Rpr + Cτ, as shown at the picture. High level reverberation in the projector area does not affect the dead zone.
 
[[Image:Target scattering pattern.png|thumb|right|Target scattering pattern]]
 
===Target scattering pattern===
Targets do not reflect the sound omni-directionally. The mechanism of sound reflection (or scattering by the target) is complicated, because the target is not just a rigid sphere. Scattered sound level depends on the angle β from which the target is ensonified by the projector, and it also varies with angle scattering direction α (refer to local target axes Z{x,y}). These angles are often referred to as aspects. This scattered sound level vs (α, β) function is called the scattering pattern S(α, β). Direction of maximum echo (maximum of S(α, β)) also depends on target shape and inner structure. So sometimes the best ensonifying aspect is not the same as the best receive aspect.