Станции гидроакустической связи и опознавания
Станции гидроакустической связи и опознавания предназначены для осуществления телеграфной и телефонной гидроакустической связи и гидроакустического опознавания.
Специфика гидроакустической связи и опознавания определяется особенностями распространения гидроакустических сигналов в водной среде.
К числу основных особенностей распространения, влияющих на построение ГЛС связи и опознавания, относятся:
Малая скорость распространения акустических волн, которая составляет около 1500 м/с, т. е. в 200 000 раз меньше скорости распространения радиоволн. Этим определяются большие затраты времени на прохождение сигнала. Из-за малой скорости распространения звука в сигналах связи может возникнуть весьма значительный доплеровский сдвиг частот, вызванный перемещением объектов и искажающий первоначальный спектр сигнала, что приводит к значительным затруднениям при его приеме.
Частотная зависимость затухания звука с увеличением расстояния. При этом происходит так называемое «вырождение» высокочастотных составляющих спектра сигнала. Прямым следствием этого явления служит ограничение полосы частот сигналов, используемых в гидроакустической связи. В отдельных случаях. при наличии постоянной шумовой помехи уменьшение полосы пропускания желательно, так как при ее расширении ухудшается отношение сигнал/помеха.
Отсутствие в станциях гидроакустической связи возможности перестройки частоты. В результате совокупного действия всех частотно-зависимых факторов возникает необходимость работы на оптимальной частоте, когда при заданных параметрах станции связи и условиях приема сигналов (излучаемой мощности, коэффициенте концентрации антенны, полосе пропускания приемного тракта, коэффициенте распознавания, уровне шумовой помехи) обеспечивается получение нужной дальности действия.
В общем случае оптимальная частота для режима связи определяется выражением
fопт = 62/Д2/3, (6.5)
где Д — дальность действия ГАС, км.
Любое отклонение частоты от оптимальной требует для получения устойчивой связи на нужном расстоянии увеличения излучаемой мощности.
Поэтому, с одной стороны, необходимость работы на частотах, близких к оптимальной, с другой — невозможность использования существующих- акустических антенн в широкой полосе частот приводят к тому, что гидроакустические станции связи работают на строго фиксированных частотах. Это, в свою очередь, снижает невысокую скорость обмена информацией.
Наличие рефракции и отражения сигналов от поверхности и дна моря. Явление рефракции и отражение звуковых лучей от граничных поверхностей приводят к тому, что в точку приема сигнал поступает в виде нескольких рефрагированных и отраженных лучей, прошедших по различным траекториям. Возникает явление многолучевости распространения сигнала.
Многолучевость нарушает амплитудную и фазовую структуру сигнала, вызывает временные искажения в виде затягивания импульсов или разрушения их и нелинейные искажения, связанные с появлением в спектре сигнала новых гармонических составляющих.
Наиболее эффективным путем борьбы с этими искажениями считают уменьшение скорости передачи сигналов.
Все перечисленные и некоторые другие особенности распространения гидроакустических сигналов находят свое отражение в принципах построения аппаратуры гидроакустической связи и опознавания.
К примеру, в целях сужения полосы пропускания, необходимого для компенсации неравномерности пространственного затухания спектра сигнала и повышения помехоустойчивости аппаратуры, используется однополосный сигнал с подавлением несущей и одной боковой полосы частот. С этой же целью полоса модулирующих частот берется более узкой, чем при обычной связи, и ограничивается 300—3500 Гц.
Для компенсации неравномерности затухания используется сжатие динамического диапазона сигнала, сущность которого состоит в том, что ограничиваются по амплитуде мощные низкочастотные составляющие речевого спектра, несущие сравнительно небольшую информацию.
Рис. 6.38. Структурная схема ГАС связи
В телеграфном режиме обычно используется частотная модуляция сигнала: знаки телеграфной азбуки излучаются на одной частоте, а пауза между ними заполняется другой частотой, отличающейся от первой примерно на 800 Гц.
Структурная схема станции гидроакустической связи приведена на рис. 6.38. При работе на передачу в режиме телефонии сигнал, развиваемый микрофоном, усиливается микрофонным усилителем и поступает на двухсторонний ограничитель, который определяет динамический диапазон.
Полосовой фильтр ограничивает спектр частот модулирующего сигнала, подавляя несущую и нижние боковые частоты.
При телеграфной связи к модулятору вместо микрофонной цепи с помощью контактов реле подключается специальный генератор с частотой около 800 Гц, обеспечивающий заполнение этой частотой пауз между знаками телеграфной азбуки.
Сформированный таким образом сигнал усиливается в предоконечном и оконечном усилителях мощности и через коммутационное устройство подается на акустическую антенну и излучается в водную среду.
При приеме сигнал, принятый акустической антенной, через коммутационное устройство поступает на предварительный усилитель, где усиливается, и далее поступает на смеситель. На смесителе восстанавливается несущая частота. Затем сигнал детектируется, т. е. выделяется низкочастотная составляющая, несущая информацию, и усиливается выходным усилителем мощности. С усилителя мощности сигнал поступает на головные телефоны и динамик.
Система опознавания, используемая в ГАС связи и опознавания, предназначена для выявления принадлежности подводных объектов по принципу «свой», «чужой». Система включает в себя схему запросчика и схему ответчика.
Принцип опознавания заключается в том, что оператор при необходимости определить принадлежность цели нажатием специальной кнопки включает в работу схему запроса (рис. 6.39, о).
а) Запросчик .
б) Ответчик
Рис. 6.39. Структурные схемы запросчика и ответчика
При этом кодирующее устройство запроса (КУЗ) вырабатывает специальные кодовые сигналы, которыми в модуляторе модулируется напряжение несущей частоты.
Далее сигналы усиливаются по мощности и через коммутационное устройство и акустическую систему излучаются в водную среду. Если на объекте имеется аналогичная система опознавания, то включается в работу схема ответа (рис. 6.39,6), которая вырабатывает специальные кодированные сигналы ответа.
Сигналы ответа принимаются акустической антенной запросчика, усиливаются, расшифровываются декодирующим устройством ответа (ДУО)-и поступают на индикатор, что и позволяет оператору определить принадлежность объекта.
В схеме ответа процесс происходит в обратном порядке. Сигналы запроса принимаются акустической антенной, усиливаются, расшифровываются в декодирующем устройстве запроса (ДУЗ), в результате вырабатывается импульс запуска кодирующего устройства ответа (КУО), которое, в свою очередь, вырабатывает специальные кодированные сигналы ответа и далее аналогично схеме запроса.
Кодирование сигналов может быть осуществлено по различным его параметрам: по амплитуде, частоте, длительности и т. д. Коды сигналов могут периодически меняться в зависимости от обстановки.
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:
©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.
|