Имитатор сигналов гидроакустической антенны эхолота
Разработка имитатора сигналов гидроакустической антенны эхолота, позволяющего производить отладку программно-аппаратных средств эхолота и проверку работоспособности серийных изделий на предприятии-изготовителе. Структурная схема и алгоритм его работы.
| Рубрика | Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 28.10.2018 |
| Размер файла | 253,5 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Имитатор сигналов гидроакустической антенны эхолота
В.А. Гучмазов, Е.Д. Долганова ОАО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор»
Аннотация
Цель работы заключается в разработке имитатора сигналов гидроакустической антенны эхолота, позволяющего производить отладку программно-аппаратных средств эхолота и проверку работоспособности серийных изделий на предприятии-изготовителе.
Введение
Эхолот - навигационный прибор для автоматического измерения глубины водоёмов с помощью гидроакустических эхосигналов. Принцип работы эхолота заключается в измерении временного интервала между моментом излучения антенны эхолота, находящейся под килем корабля, зондирующего сигнала и моментом приема антенной отраженного от дна эхосигнала. Измеренный временной интервал пропорционален глубине под килем.
В связи с высокой стоимостью проведения объектовых испытаний, на предприятиях морского приборостроения, изготавливающих эхолоты, на этапах отладки программно-аппаратных средств и проверки работоспособности серийных изделий возникает потребность в имитаторе сигналов гидроакустической антенны. Как правило, для этого используется схема одновибратора, которая формирует отраженный эхо-импульс с задержкой пропорциональной глубине и ручной установкой отраженной мощности. Однако в подобной схеме построения не учитываются особенности распространения и свойства гидроакустического эхосигнала.
При работе эхолотов в реальных условиях возможны ситуации отражения от звукорассеивающего слоя и переотражения. На данный момент работу эхолота в этих ситуациях возможно отладить лишь в море и при определенных климатических и гидрологических условиях. В связи с этим, была поставлена задача разработать имитатор сигналов гидроакустической антенны эхолота, который бы формировал эхосигнал приближенный к реальному (с учетом свойств и особенностей распространения гидроакустического эхосигнала в воде), позволяющего производить отладку программно-аппаратных средств эхолота и проверку работоспособности серийных изделий непосредственно на предприятии-изготовителе и на объектах заказчика.
Разрабатываемый имитатор необходим всем изготовителям эхолотов, а также всем сервисным компаниям, судоремонтным и судостроительным заводам, обеспечивающим монтаж и ремонт эхолотов.
сигнал гидроакустический антенна эхолот
1. Описание имитатора
Имитатор представляет собой программно управляемый формирователь отраженных сигналов, задержанных относительно излученных, на величину, пропорциональную заданной имитируемой глубине.
Имитатор включает в себя устройство приема и детектирования излучаемого сигнала (УПД), состоящее из эквивалента антенны (являющийся нагрузкой для приемопередатчика эхолота), преобразователя уровня (ПУ) и аналого-цифрового преобразователя (АЦП); схема формирования отраженного эхосигнала, реализованная на программируемой логической интегральной схеме (ПЛИС); устройство преобразования мощности отражённого эхосигнала (УПМ) и источник вторичного питания (ИП). Приемопередающая часть обеспечивает прием излученного сигнала эхолота и формирование отраженного сигнала. Вычислительная часть выполняет сбор и обработку данных. Структурная схема разработанного имитатора представлена на рисунке 1.
Рис. 1. Структурная схема имитатора
Алгоритм работы имитатора следующий: проверяемый приемопередатчик формирует зондирующий импульс, поступающий одновременно на эквивалент антенны и АЦП. С АЦП сигнал поступает на ПЛИС, где формируется эхосигнал с задержкой пропорциональной установленной глубине относительно зондирующего импульса. Значение глубины поступает на ПЛИС по каналу RS-232 с ПК. Кроме того значение мощности имитируемого эхосигнала может задаваться вручную (передается по каналу RS-232 с ПК) или рассчитываться автоматически, в зависимости от значения установленной глубины в соответствии с пространственным затуханием звука в воде.
Для отладки программного обеспечения эхолота и проверки его устойчивости при отражении от ЗРС и переотражении имитатор формирует «ложный» эхо-импульс и переотраженный эхосигнал соответственно (50-100м).
Далее сигнал поступает в УПМ, где ослабляется и приводится к уровню эхосигнала гидроакустической антенны. И затем поступает обратно на приемопередатчик эхолота.
Схема подключения имитатора к ПК приведена на рисунке 2.
Рис.2. Схема подключения имитатора
К основным функциональным особенностям имитатора относятся:
· имитация сигналов гидроакустической антенны эхолота на глубинах от 1 до 2000 метров;
· индикация и изменение имитируемой глубины напрямую с панели имитатора;
· возможность питания имитатора от сети постоянного тока с напряжением от 9 до 36 В;
· возможность управления работой имитатора с ПК;
· изменение ослабления излученного эхолотом сигнала в границах от 100 до 140 дБ.
Наличие ручного изменения ослабления излученного сигнала позволяет измерить чувствительность приемника эхолота и диагностировать весь приемно-усилительный тракт.
2. Пройденные и перспективные этапы работ
На данный момент разработан и изготовлен макетный образец имитатора, разработано программное обеспечение, произведено его тестирование и отладка. Проведена апробация имитатора на серийно выпускаемом эхолоте. Проведен анализ полученных данных.
В ближайшее время предстоит доработать приемную часть имитатора для расширения списка совместимых с ним эхолотов, а также уточнить математическую модель гидроакустического эхосигнала, для более точного его воспроизведения.
Таким образом, по завершению всех этапов работы планируется наладить серийное производство имитатора, позволяющего производить контроль и отладку эхолотов разных моделей, также имитатор будет незаменимым средством при разработке и испытаниях новых систем.
Литература
1. Хребтов А.А. Судовые эхолоты. Л. «Судостроение», 1982. 228с.
2. Бреховских Л.М. Волны в слоистых средах, М., «Наука», 1973. 340с.
3. Сташкевич А.П. Акустика моря. Л., «Судостроение», 1966. 363 с.
4. Бобер Р.Дж. Гидроакустические измерения. М., «Мир», 1974. 360с.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Принцип действия эхолота. Расчет и разработка конструкции гидроакустической антенны для промерного эхолота, работающего на глубине до 100 м. Определение интенсивности эхосигнала. Приемно-излучающее устройство. Общая полоса частот приемного тракта.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 21.09.2010Алгоритм функционирования контроллера имитатора навигационного сигнала, его упрощенная структурная схемы. Спецификация входных и выходных сигналов. Разработка аппаратной части заданного блока контроллера и программного обеспечения. Исходный код программы.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 13.10.2017Расчет характеристик направленности и коэффициента осевой концентрации антенны. Выбор колебательной системы и активного материала. Расчет электроакустических параметров и чувствительности. Технология сборки и методики измерения параметров антенны.
курсовая работа [153,3 K], добавлен 15.08.2010Обеспечение безопасности плавания. Использование низкочастотного диапазона пеленгования. Виды обработки принимаемых сигналов. Определение дистанций обнаружения. Уровни шумовых сигналов от целей. Гидролого-акустические условия в районах эксплуатации.
дипломная работа [641,0 K], добавлен 27.11.2013Физические основы электрокардиографии. Виды помех и их устранение. Погрешности измерения амплитудно-временных параметров ЭКГ. Разработка имитатора сигналов: узел контроля напряжения батареи, расчет блока питания. Проведение поверки электрокардиографа.
магистерская работа [1,1 M], добавлен 05.02.2012Проект и расчет бортовой спутниковой передающей антенны системы ретрансляции телевизионных сигналов. Определение параметров облучателя. Распределение амплитуды поля в апертуре антенны. Аппроксимирующая функция. Защита облучателя от отражённой волны.
контрольная работа [455,0 K], добавлен 04.06.2014Обзор генераторов сигналов. Структурная схема и элементная база устройства. Разработка печатной платы модуля для изучения генератора сигналов на базе прямого цифрового синтеза. Выбор технологии производства. Конструкторский расчет; алгоритм программы.
дипломная работа [1,7 M], добавлен 25.04.2015Общая характеристика, принцип работы и схематическое изображение логопериодической антенны. Геометрический расчет коэффициента направленного действия и рабочего интервала частот антенны. Проектирование конструкции антенны с помощью программы MMANA.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 27.10.2011Зеркальные антенны - распространенный тип остронаправленных СВЧ антенн в радиолокации, космической радиосвязи и радиоастрономии. Разработка конструкции антенны со смещенным рефлектором. Определение размеров зеркала, распределения поля в раскрыве антенны.
курсовая работа [149,3 K], добавлен 27.10.2011Выбор функции амплитудного распределения поля в раскрыве зеркала, расчет рупорного облучателя, реального распределения поля и фридерного трака с целью конструирования зеркальной антенны, предназначенной для обнаружения радиолокационных сигналов.
задача [367,9 K], добавлен 23.09.2011Расчет характеристик антенны бегущей волны (антенны Бевереджа), используемой в КВ диапазоне. Работа антенны бегущей волны, ее зависимость от качества заземления. Схема подключения "земляных" проводов. Конструктивное выполнение антенны, ее нагрузка.
реферат [183,5 K], добавлен 17.04.2011Преимущества использования генетических алгоритмов в решении оптимизационных задач. Расчет микрополосковой антенны с круговой поляризацией, имеющей в составе хромосомы двоичные и действительные переменные. Оптимизация антенны с прореженными подрешетками.
реферат [20,6 K], добавлен 30.03.2011Сравнительный анализ функций арифметико-логического устройства (АЛУ) в современных микропроцессорах. Синтез схемы блока АЛУ и признаков результата. Разработка имитатора управляющих сигналов. Расчет надежности и безотказной работы проектируемой модели.
дипломная работа [1,0 M], добавлен 14.11.2014Назначение и принцип работы логарифмической периодической антенны для приема и передачи мобильных радиосигналов. Разработка конструкции и технологии изготовления антенны, расчет на прочность, диаграммы направленности. Анализ технологичности конструкции.
дипломная работа [3,1 M], добавлен 02.05.2016Простейший генератор прямоугольных импульсов. Алгоритм работы устройства, включая подпрограммы. Программный пакет VMLAB, позволяющий производить отладку программного обеспечения и моделирование работы радиоэлектронных устройств. Режим работы генератора.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 17.05.2014Основные геометрические свойства параболоида вращения. Эффективность параболической антенны. Расчет диаграмм направленности с учетом тени, создаваемой облучателем. Расчет себестоимости зеркальной антенны. Электромагнитное и ионизирующее излучения.
дипломная работа [3,7 M], добавлен 09.10.2014Проектирование контроллера опорно-поворотного устройства антенны. Структура микроконтроллера. Функциональная и принципиальная схема устройства. Выбор транзисторной сборки, двигателя, дисплея, источника питания. Алгоритм работы устройства, моделирование.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 08.06.2012Параболические антенны, используемые в радиотехнических системах различного назначения (радиорелейные системы связи, радиолокация, спутниковые системы связи). Схема антенны. График амплитудного распределения по раскрыву и аппроксимирующей функции.
курсовая работа [246,5 K], добавлен 15.06.2011Конструкция антенны и схема питания. Расчет диаграммы направленности и коэффициента усиления антенны. Расчет дальности приема на всех каналах. Определение входного сопротивления и коэффициента стоячей волны. Расчет низкочастотного фильтра прототипа.
курсовая работа [644,3 K], добавлен 06.01.2012Разработка зеркальной антенны - параболоида вращения, работающей в дециметровом диапазоне: расчет основных параметров, диаграммы направленности и сравнение с реальной ДН. Выполнение эскиза антенны, включающего все коммутационные узлы и возможный крепеж.
реферат [59,7 K], добавлен 03.12.2010
