8.3. Система «Белая линия»

Для повышения эффективности поиска объектов промысла необходимо задействовать систему отделения эхосигналов, пришедших от придонной рыбы, от сигналов, пришедших от дна. Решить данную задачу можно посредством введения в схему приемно-усилительного тракта устройства, работающего по системе «Белая линия».

Данная система очень популярна и ей оснащаются многие устройства рыбопоисковой эхолокации.

Усилитель системы будет срабатывать только от сигналов с амплитудой большей, чем заданная. Если порог срабатывания будет установлен выше самого сильного сигнала от рыбы, но ниже эхосигнала от дна, усилитель автоматически отключится примерно на 0.01 секунду после приема донного сигнала. В результате на эхограмме на устройстве отображения будет белый интервал, примыкающий к записи донного сигнала, белые интервалы будут образовывать так называемую «белую линию», которая воспроизведет контуры морского дна со следами эха от рыбы. Эти следы будут различимы над очертаниями дна.

Таким образом, данная система позволит увидеть тень от рыбы и тем самым обнаружить цель на фоне дна.

8.4. Пространственная фильтрация

Прием эхосигналов антенным устройством сопровождается различного рода помехами. Наибольшее влияние на работу ГАС оказывают реверберационные шумы. Такие помехи по своей физической природе являются результатом суперпозиции многочисленных рассеяний зондирующего сигнала, одновременно достигших антенны. Но чем от более далеких рассеивателей приходит реверберация, тем меньше будет ее уровень из-за затухания в морской среде.

Реверберационные шумы носят флуктуирующий характер в силу интерференции между собой многократно отраженных от центра рассеяния эхоимпульсов. Реверберации характерно быстрое уменьшение интенсивности пропорционально квадрату времени [1]. Данная зависимость приведена на рисунке 8.2.

Рисунок 8.2 - График изменения интенсивности реверберации во времени

Для того, чтобы понизить вероятность ошибки в определении нужной цели, появляется потребность в понижении уровня помех.

Так как в нашем случае полезный сигнал является периодической функцией, характеристики периодов и длительности были рассчитаны ранее, для фильтрации принятого сигнала можем применить метод накопления. Данный метод линейной фильтрации состоит в многократном повторении сигнала и суммировании отдельных его реализаций в устройстве обработки.

Метод относится к группе точечных алгоритмов обработки сигналов.

Пусть полезный сигнал представлен двумя уровнями, (Рисунок 8.3).

Рисунок 8.3 - Входной двухуровневый сигнал

В интервале сигнал постоянен. На этом же интервале накапливается выборка значений принятого сигнала:

……………

Эти значения суммируются:

Если ввести допущения, что отсчеты помехи не зависят друг от друга и помеха стационарна (ее характеристики не зависят от времени), то можем определить на выходе этого накопителя по уравнению (24) [12]:

(24)

В результате использования n – кратного отсчета, при перечисленных выше условиях, отношение сигнал-помеха увеличивается в n раз. Таким образом полезный сигнал накапливается (увеличивается), а помеха усредняется.

Данный метод относится к группе цифровой обработки и будет исполнен посредством введения электронного контроллера в проектируемую станцию.