Calcolatore della portata di scoperta di un sonar passivo

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lezione
Calcolatore della portata di scoperta di un sonar passivo
Tipo di risorsa Tipo: lezione
Materia di appartenenza Materia: Sistemi riceventi in correlazione
Avanzamento Avanzamento: lezione completa al 100%.
1psrpx.jpg

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 caraterizzano 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[modifica]

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.

figura 1

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:

2psrpx.jpg

Specificazioni grafiche per le variabili d'ingresso[modifica]

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[modifica]

  • Variabili SONAR:
3psrpx.jpg

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:
4psrpx.jpg

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[modifica]

Lista dei dati intermedi:

7psrpx.jpg

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:

  • (banda di lavoro espressa in deciBel)
  • ( frequenza centrale della banda d’ascolto in )
  • ( livello di pressione emesso dal bersaglio in )
  • ( livello di pressione generato dal rumore del mare )
  • ( guadagno della base idrofonica ricevente espresso in deciBel)
  • ( parametro probabilistico, numero puro)
  • ( differenziale di riconoscimento espresso in deciBel )
  • ( coefficiente d'assorbimento in )

Dettagli dei dati in uscita del PSRP[modifica]

I dati d'uscita calcolati sono:

Portata ( R ) calcolata con metodo numerico iterativo:

Unumeri.jpg

Portata ( R ) calcolata con metodo grafico :

Dtcdtc.jpg

Esempio d'impiego di PSRP[modifica]

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[modifica]

Dati intermedi

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Dati finali : calcolo della portata R

Soluzione del sistema in R con calcolo iterativo

888psrpx.jpg

Soluzione del sistema in R con sistema grafico [2]


9psrpx.jpg

Pannello di controllo con i dati immessi in precedenza[modifica]

Dtcxdtc.jpg

Come scaricare l'eseguibile PSRP[modifica]

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

Calcolatore PSRP

Osservazione sui livelli di rumore emessi dal bersaglio[modifica]

I dati di rumore messi a calcolo su PSPR sono relativi a cacciatorpedinieri 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[modifica]

  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

Bibliografia[modifica]

  • 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.