Использование синхронных фильтров в задаче измерения дальности под водой

E. I. Shirokova, N. A. Kosarev, I. B. Shirokov

Аннотация


В статье рассматривается проблема одновременного приема гидроакустических сигналов с малым разнесением частот. Использование обычного полосового фильтра невозможно из-за известной зависимости его фазовых характеристик от рабочей частоты. Построение фазовой радиотехнической системы определения расстояния в этом случае является весьма проблематичным. Так как в радиотехнической системе используется дополнительный опорный электромагнитный (или оптический) канал, то открывается хорошая возможность использования синхронного фильтра. Фазовые искажения синхронного фильтра на центральной частоте равны нулю. В статье представлено моделирование работы синхронного фильтра. Сделаны основные выводы.

Ключевые слова


гидроакустика; полосовой фильтр; синхронный фильтр; фазовая радиотехническая система

Полный текст:

PDF

Литература


Peña F. L., Orjales F., Deibe A. Development of a Collaborative Host-Guest Unmanned Underwater Vehicle Docking System for Inspection and Maintenance of Offshore Structures. OCEANS 2023 — MTS/IEEE U. S. Gulf Coast. 25–28 September 2023. Biloxi, MS, USA. IEEE; 2023. P. 1–5. DOI: 10.23919/OCEANS52994.2023.10337355

Инзарцев А. В., Матвиенко Ю. В., Павин А. М., Рылов Н. И. Мониторинг морского дна с применением технологий интеллектуальной обработки данных поисковых устройств на борту автономного необитаемого подводного аппарата. Подводные исследования и робототехника. 2015;2(20):20–28.

Haugaløkken A. O., Kelasidi E., Mulelid M., Bloecher N. Docking Stations for Net-Crawling Underwater Vehicles in Aquaculture Net Pens. OCEANS 2021. 20–23 September 2021. San Diego — Porto. CA, USA. IEEE; 2021. P. 1–10. DOI: 10.23919/OCEANS44145.2021.9705970.

Агеев М. Д., Киселев Л. В., Матвиенко Ю. В. Автономные подводные роботы: системы и технологии. Москва: Наука; 2005. 398 с.

Спасский А. А. Автономная навигация необитаемых подводных аппаратов. Робототехника и техническая кибернетика. 2014;4(5):13–20.

Martin S., Fletcher B., Flores G., Jones A., Nguyen A., Caruso N., et al. Characterizing critical parameters for docking unmanned underwater vehicles. OCEANS 2016 MTS/IEEE Monterey. 19–23 September 2016. Monterey, CA, USA. IEEE; 2016. P. 1–7. DOI:10.1109/OCEANS.2016.7761451.

Колесников М. П., Мартынова Л. А., Пашкевич И. В., Шелест П. С. Метод позиционирования автономного необитаемого подводного аппарата в процессе приведения к причальному устройству. Известия ТулГУ. Технические науки. 2015;(11–2):38–49.

Cowen S., Briest S., Dombrowski J. Underwater docking of autonomous undersea vehicles using optical terminal guidance. OCEANS ‘97. MTS/IEEE Conference Proceedings. 6–9 October 1997. Halifax, NS, Canada. IEEE; 1997. Vol. 2. P. 1143–1147. DOI: 10.1109/OCEANS.1997.624153

Polovko S., Tseluyko V., Popov A., Stepanov D. A computer Vision System for Determination of AUV Position in the Problem of Cooperative Docking. In: Proceedings of the International Scientific and Technological Conference EXTREME ROBOTICS. 13–15 June 2019. Saint-Petersburg, Russia. SaintPetersburg: Gangut; 2019. Р. 264–275.

Feezor M. D., Sorrell F. Y., Blankinship P. R., Bellingham J. G. Autonomous Underwater Vehicle Homing/Docking via Electromagnetic Guidance. Journal of oceanic engineering. 2001;26(4):515–521.

Park J. T., Jun B. H., Lee P. M., Oh J. Experiments on vision guided docking of an autonomous underwater vehicle using one camera. Ocean Engineering. 2009;36(1): 48–61. DOI:10.1016/j.oceaneng.2008.10.001

Shirokova E. I., Shirokov I. B. Positioning Autonomous Underwater Vehicles at its Moving and Berthing. 2023 Radiation and Scattering of Electromagnetic Waves (RSEMW). 26–30 June 2023. Divnomorskoe, Russian Federation. IEEE; 2023. P. 444–447. DOI: 10.1109/RSEMW58451.2023.10202151.

Shirokov I. B., Shirokova E. I., Kosarev N. A. Distance Measuring under Water. 2024 IEEE Conference on Antenna Measurements and Applications (CAMA). 9–11 October 2024. Da Nang, Vietnam. IEEE; 2024. P. 176–179.

Shirokov I. B., Shirokova E. I., Kosarev N. A. Distance Measurement under Water. 2024 IEEE 9th All-Russian Microwave Conference (RMC). 25–29 November 2024. Moscow, Russia. IEEE; 2024. P. 1–4. DOI: 10.1109/RMC62880.2024.10846835.

Владимирский К. В. О синхронном фильтре. Журнал экспериментальной и теоретической физики. 1951;21(1):3–10.

Финкельштейн М. И. Методы построения гребенчатых фильтров. Труды Рижского института инженеров гражданского воздушного флота имени Ленинского комсомола. 1964;(38). 112 с.

Харкевич А. А. Борьба с помехами. М.: Наука; 1965. 276 с. Beard C. I., Skomal E. M. RC Memory Commutator for Signal-to-Noise Improvement. Review of Scientific Instruments. 1953;24(4) 276–280.

Page W. R. Le, Cahn C. R., Brown J. S. Analysis of a comb filter using synchronously commutated capacitors. Transactions of the American Institute of Electrical Engineers. Part I: Communication and Electronics. 1953;72(1):63–68. DOI: 10.1109/TCE.1953.6371974.




DOI: https://doi.org/10.15826/urej.2025.9.2.001