Metodi di calcolo della portata di scoperta per la componente attiva

Calcolo della portata di scoperta per la componente attiva del sonar

La portata di scoperta di un sonar indica in generale la probabile distanza alla quale un sonar può scoprire un bersaglio. La portata di scoperta non è un dato certo ma una previsione a carattere probabilistico.

Il calcolo della portata massima per propagazione sferica per la componente attiva si ottiene dalla soluzione del seguente sistema di equazioni in $R$:

${\begin{cases}TL=120+40\cdot \log _{10}{R}+2\cdot \alpha \cdot R\\TL=LI+TS-NL-DT+DI\end{cases}}$

Nel caso di propagazione di tipo sferico-cilindrica, si utilizza un sistema di equazioni analogo, che differisce solo nella prima equazione per il coefficiente della funzione logaritmica che passa dal valore $40$ al valore $20$:

${\begin{cases}TL=120+20\cdot \log _{10}{R}+2\cdot \alpha \cdot R\\TL=LI+TS-NL-DT+DI\end{cases}}$

In entrambi i casi, nella prima equazione:

$TL=$ attenuazione, espressa in deciBel, dipendente da:

• $R$ distanza espressa in $km$

• $\alpha$ coefficiente d'assorbimento del suono in mare $dB/km$

e nella seconda equazione:

$TL=$ attenuazione massima consentita, espressa in deciBel, dipendente da:

• $LI=$ livello acustico degli impulsi emessi in $dB/\mu Pa/1m$.
• $NL=$rumore "spettrale" del mare in $dB/\mu Pa/{\sqrt {Hz}}$.
• $DI=$ guadagno di direttività della base idrofonica ricevente in $dB$.
• $TS=$ forza del bersaglio $dB$
• $DT=$ soglia di rivelazione in correlazione in $dB$ a sua volta dipendente da:

• $d$ = parametro probabilistico
• $BW$ = banda del ricevitore
• $t_{o}$ = durata dell'impulso d'emissione

Metodi di calcolo della portata di scoperta per la componente attiva

Esistono due metodologie fondamentali di calcolo:

1. grafica, usata nel 1960 per lo studio dei sonar IP60/64 per i sommergibili della Classe Toti
2. numerica, risoluzione del sistema trascendente tramite computer

Esempio di calcolo con il metodo grafico

Significativa la soluzione grafica, per propagazione sferica, del sistema trascendente con le variabili:

• $LI=231\ dB$
• $NL=45\ dB$
• $DI=24.5\ dB$
• $TS=15\ dB$
• $DT=25\ dB$
• $\alpha =0.7\ dB/km$

Con questi valori si ottiene il grafico di figura 1:

figura 1 Soluzione grafica

in cui:

• la curva blu rappresenta la prima equazione del sistema
• la retta rossa rappresenta la seconda equazione del sistema
• l'ascissa del loro punto d'intersezione indica la portata calcolata, nell'esempio: $R=17.5\ km$

Bibliografia

• R. J. Urick, Principles of underwater sound, 3ª ed., Mc Graw – Hill, 1968.

• Raytehon, Sonar Performance Calculator Submarine Signal Division, Portsmouth

• G. Pazienza, Fondamenti della localizzazione marina, La Spezia, Studio grafico Restani, 1970