Calcolatore della portata del sonar passivo

Il calcolatore ^[1] consente la determinazione della portata di scoperta di un sonar passivo in funzione delle variabili quali:

La banda d'ascolto
La direttività della base
La costante d'integrazione del ricevitore in correlazione
La percentuale delle probabilità di scoperta e di falso allarme
Il tipo di propagazione
La velocità del bersaglio
Il livello dello stato del mare

Il calcolatore PSRP aiuta nella presa di confidenza con le variabili che caratterizzano il processo relativo alla determinazione della portata di scoperta del sonar passivo; con esso si possono studiare ed analizzare le dipendenze della portata giocando sulla semplice modificazione dei parametri che ne inquadrano il calcolo.

Il pannello di comando del calcolatore PSRP

Nel pannello virtuale del calcolatore, mostrato in figura 1, s'individuano le diverse aree d'immissioni dati e le zone d'indicazione dei risultati delle computazioni.

Le aree citate sono di seguito illustrate in dettaglio.

Il calcolatore PSRP è progettato per risolvere rapidamente il problema relativo al calcolo della previsione di portata di un sonar passivo.

Il PSRP risolve il sistema trascendente in R:

Specificazioni grafiche per le variabili d'ingresso

Per il SONAR:

profilo della curva di risposta del filtro del ricevitore (larghezza di banda BW )
connesione della base ricevente al sonar
indicazione del processo di correlazione
sulle probabillità di scoperta e falso allarme individuate dallr curve ROC

Per l'ambiente marino:

grafico di principio sulle modalità di propagazione del suono in mare, sferica o sferica cilindrica.
la velocità del bersaglio e l'immagine di un cacciatorpediniere
le onde e lo stato del mare

Inserimento delle variabili

Variabili SONAR:

In questa sezione sono digitate le variabili:

F1: frequenza inferiore della banda d'ascolto
F2: frequenza superiore della banda d'ascolto
A-H: dimensioni della base d'ascolto
RC: costante di tempo d'integrazione
Pfa% Priv%: percentuali di scoperta e falso allarme da:

Priv = 90% e Pfa = 1 % (condizioni ottimali) a Priv = 40% e Pfa = 30 % (condizioni pessime)

Variabili dell'ambiente marino:

In questa sezione sono selezionate le variabili.

tipo di propagazione (sferica o sferica/cilindrica)
velocità del bersaglio: da V = 10 kn a V = 30 kn
SS: stato del mare: da SS = 0 a SS = 6

Dettaglio dei dati intermedi forniti da PSRP

Lista dei dati intermedi:

I dati intermedi sono utili in fase di analisi del risultato della risoluzione del sistema trascendente per il calcolo della portata di scoperta del sonar, questi sono:

$Bw$ (banda di lavoro espressa in deciBel)
$Fo$ ( frequenza centrale della banda d’ascolto in $Hz$ )
$SL$ ( livello di pressione emesso dal bersaglio in $dB/\mu Pa/Hz$ )
$NL$ ( livello di pressione generato dal rumore del mare $dB/\mu Pa/Hz$ )
$DI$ ( guadagno della base idrofonica ricevente espresso in deciBel)
$d$ ( parametro probabilistico, numero puro)
$DT$ ( differenziale di riconoscimento espresso in deciBel )
$\alpha$ ( coefficiente d'assorbimento in $dB/km$ )

Dettagli dei dati in uscita del PSRP

I dati d'uscita calcolati sono:

Portata ( R ) calcolata con metodo numerico iterativo:

Portata ( R ) calcolata con metodo grafico :

Esempio d'impiego di PSRP

Dati d'ingresso:

Per il SONAR:

Banda dei segnali ricevuti

F1 = 8000 Hz

F2 = 12400 Hz

Dimensioni del trasduttore (considerato piano)

A = 60 cm

H = 90 cm

Costante di tempo d'integrazione nel processo di correlazione)

RC = 1 s

Variabili probabilistiche

P(FA) = 10%

P(D) = 60%

Per l'ambiente marino:

Tipo di propagazione

Prop. = Sph.

Velocità del bersaglio

Ds = 15 kn

Stato del mare

SS = 2

Dati calcolati

Dati intermedi

Dati finali : calcolo della portata R

Soluzione del sistema in R con calcolo iterativo

Soluzione del sistema in R con sistema grafico ^[2]

Pannello di controllo con i dati immessi in precedenza

Come scaricare l'eseguibile PSRP

L'eseguibile PSRP.exe, redatto in Visual Basic, accompagnato dalla propria dll è disponibile nella cartella compressa scaricabile all'indirizzo indicato nei collegamenti esterni.

Osservazione sui livelli di rumore emessi dal bersaglio

I dati di rumore messi a calcolo su PSPR sono relativi a cacciatorpediniere della seconda guerra mondiale.

Al momento non si conoscono i livelli di rumore di nuove unità navali ^[3] che certamente sono inferiori a quelli disponibili.

Si può pertanto, stabilita la velocità di un nuovo semovente da mettere a calcolo, impostare una velocità inferiore in modo da compensare, in parte, la differenza tra dati disponibili e dati presunti.

note

↑ Prima dell'impiego di questo strumento si suggerisce la lettura attenta delle prime lezioni della materia Principi, sistemi e metodologie per la localizzazione subacquea passiva
↑ Procedura impiegata negli anni 60 quando i computer non erano disponibili
↑ Trattasi di dati riservati

Bibliografia

Raytehon, Sonar Performance Calculator Submarine Signal Division, Portsmouth
Robert J. Urick, Principles of underwater sound, 3ª ed., Mc Graw – Hill, 1968.
Department of the Navy, Advanced Submarine Sonar Technology, Washington D.C., Napers 93084 Bureau of Naval Personnel, 1965.
C. Del Turco, Sonar-Principi-Tecnologie-Applicazioni, La Moderna, La Spezia, 1992.

Collegamenti esterni

Calcolatore PSRP oppure

PSRP

[1] Prima dell'impiego di questo strumento si suggerisce la lettura attenta delle prime lezioni della materia Principi, sistemi e metodologie per la localizzazione subacquea passiva

[2] Procedura impiegata negli anni 60 quando i computer non erano disponibili

[3] Trattasi di dati riservati

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[3]