Corso:Applicazioni tecniche sul sonar
Il corso, di livello post-universitario, si propone due obiettivi:
- Trasmettere una conoscenza delle tecniche sonar attraverso argomenti sviluppati in termini grafici e discorsivi.
- Mostrare una numerosa serie di applicazioni tecniche per il calcolo delle variabili che interessano il funzionamento del sonar.
Il materiale didattico messo a disposizione è frutto di computazioni e sperimentazioni sviluppate, in laboratorio ed in mare, nell’ambito delle fasi di progettazione e collaudo dei sonar dei sottomarini Classe Toti e Sauro.
Il corso prevede:
- Illustrazione di principio delle strutture sonar con disegni e flusso segnali
- Esposizione di algoritmi, procedure di calcolo e tracciamento di curve
- Analisi dei processi di elaborazione segnali con dati sperimentali rilevati dal vero
- Simulazioni al computer con illustrazione routine software per l’elaborazione numerica di processi specifici.
- Informazioni utili
La massima parte del materiale di questo corso deriva dai contenuti liberi presenti sul sito http://www.sonar-info.info/
Prerequisiti di base
Per una migliore comprensione degli argomenti esposti durante il corso si consiglia la consultazione dei testi:
Elettronica generale di bassa frequenza : testo liberamente scaricabile:con il link:
La correlazione : testo liberamente scaricabile:con il link:
Acustica subacquea, ad esempio: Giuseppe Pazienza, Fondamenti della localizzazione marina, La Spezia, Studio grafico Restani, 1970.
Area di riferimento
Dipartimento
Il corso è costituito da 10 materie:
Sistemi di localizzazione subacquea passivi
- Lezione 1^: Note discorsive sul sonar
- Lezione 2^: Sonar per sottomarini classe Toti (1960)
- Lezione 3^: Sonar per sottomarini classe Sauro (1970)
- Lezione 4^: Sonar per sottomarini classe U212 (1999)
- Lezione 5^: Sonar di emergenza FALCON (2002)
- Lezione 1^: Introduzione allo studio delle direttività delle basi idrofoniche
- Lezione 2^: Base idrofonica
- Lezione 3^: Dimensionamento delle basi idrofoniche rettilinee
- Lezione 4^: Studio della direttività delle basi idrofoniche rettilinee in banda di frequenze
- Lezione 5^: Cortine idrofoniche cilindriche
- Lezione 6^: Direttività della base idrofonica conforme del sottomarino Sauro
- Lezione 7^: Sistemi sonar super direttivi
- Lezione 8^: Trasformazione delle caratteristiche di direttività del sonar
- Lezione 9^: Sul guadagno di direttività delle basi idrofoniche
- Lezione 10^: Rifasamento dei trasduttori elettroacustici del sonar
- Lezione 11^: Calibrazione dei trasduttori subacquei con il metodo di reciprocità
- Lezione 12^: Note tecniche per l’impiego dei trasduttori piezoelettrici
- Lezione 13^: Le cortine trainate e le loro caratteristiche acustiche
Principi, sistemi e metodologie per la localizzazione subacquea passiva
- Lezione 1^: Portata di scoperta del sonar
- Lezione 2^: Esame della portata di scoperta del sonar passivo
- Lezione 3^: Analisi della propagazione del suono per il sonar
- Lezione 4^: Forme lineari delle equazioni di portata per il sonar
- Lezione 5^: Risoluzione angolare nella scoperta sonar
- Lezione 6^: Effetti della scia dei semoventi navali nella scoperta sonar
- Lezione 7^: Collimazione dei bersagli mediante trasformata di Hilbert
- Lezione 8^: Cifra di merito del sonar
- Lezione 9^: Impostazione della soglia di rivelazione del sonar
- Lezione 10^: Probabilità di contatto e tempo di osservazione nel sonar
- Lezione 11^: Probabilità di scoperta idrofonica del sonar a banda larga
- Lezione 12^: Fasci preformati
- Lezione 13^: Misura della distanza tramite sonar
- Lezione 14^: La misura della direzione come ritardo temporale
- Lezione 15^: Indicazioni generali per lo studio dei fasci preformati con metodo numerico
- Lezione 16^ : L'interpolazione numerica e l'errore di rilevamento nel sonar
- Lezione 17^ : Simulazioni dinamiche sul differenziale di riconoscimento e sulla soglia nella scoperta sonar
- Lezione 18^ : La determinazione della frequenza ottimale (fos) nella scoperta delle sorgenti acustiche
- Lezione 19^ : La funzione d'inseguimento automatico dei bersagli sonar
Principi, sistemi e metodologie per la localizzazione subacquea attiva
- Lezione 1b^: Valutazione della portata di scoperta del sonar attivo
- Lezione 2^: Forza del bersaglio nella scoperta sonar attiva
- Lezione 3^: Effetti della cavitazione nell'impiego del sonar
- Lezione 4^: Misura della velocità di un bersaglio sonar tramite l'effetto Doppler
- Lezione 5^: Sulle definizioni per classificare la bontà del rilevamenti di un sonar attivo.
- Lezione 6^: L’evoluzione dei bersagli sintetici per controlli ed esercitazioni con i sonar.
- Lezione 7^: Il telefono subacqueo
- Lezione 8^: Analisi deterministica e filtraggio per i segnali impulsivi del sonar
- Lezione 9^: Sul livello indice e la sua misura in mare
Caratteristiche della localizzazione dei bersagli con l'intercettatore
- Lezione 1^: Calcolo delle portate di scoperta dell'intercettatore
- Lezione 2^: Funzione d'intercettazione del sonar degli impulsi emessi dai vettori
- Lezione 3^: Prototipi sonar per vettore A184
- Lezione 4^: Studio dell' impulso d'emissione per testa acustica di vettore subacqueo tracciabile
Analisi dei disturbi nell'ambiente marino
- Lezione 1^: Stato del mare
- Lezione 2^: Esame delle tensioni idrofoniche ricevute dal sonar
- Lezione 3^: Rumori del mare e dei preamplificatori idrofonici del sonar
- Lezione 4^: Rumore delle navi
- Lezione 5^: Il rumore nel sonar e la curva gaussiana
- Lezione 6^: Valutazione del rumore dei semoventi navali dovuto alla cavitazione delle eliche
Il riconoscimento dei bersagli idrofonici in mezzo al disturbo
- Lezione 1^: Valutazione del rumore del mare per le prestazioni del sonar
- Lezione 2^: Decremento della probabilità di scoperta sonar in funzione della distanza del bersaglio
- Lezione 3^: Differenziale di riconoscimento del sonar
- Lezione 4^: Sulla coppia Priv; Pfa al variare di Si/Ni
- Lezione 5^: Il disturbo nei fasci preformati (Presentazioni dinamiche)
- Lezione 6^: Analisi del comportamento dei rivelatori d'energia sul rumore
Cenni sulla propagazione del suono in mare ed effetti della riverberazione
- Lezione 1^: Propagazione del suono in mare
- Lezione 2^: Fenomeni della riverberazione in mare
- Lezione 3^: Il calcolo delle traiettorie dei raggi acustici in mare nello strato isotermo
- Lezione 4^: Il calcolo delle traiettorie limiti dei raggi acustici in mare nello strato termoclino
- Lezione 5^: Il calcolo delle traiettorie limiti dei raggi acustici in mare nello strato isotermo
- Lezione 6^: Il calcolo delle traiettorie dei raggi acustici in mare sotto il raggio limite
- Lezione 7^: SOFAR -il canale di propagazione del suono a grande distanza-
- Lezione 8^: Errori nella misura della quota dei bersagli dovuti alla propagazione anomala
Sistemi riceventi in correlazione
- Lezione 1^: Introduzione ai sistemi riceventi in correlazione
- Lezione 2^: Algoritmi di correlazione nel rilevamento sonar
- Lezione 3^: Ricevitore in correlazione
- Lezione 4^: Risposta di un ricevitore in correlazione
- Lezione 5^: Valutazione del rapporto segnale/rumore all'uscita di un ricevitore in correlazione
- Lezione 6^: Sonar FALCON
- Lezione 7^: Impostazione tecnica del Sonar FALCON
- Lezione 8^: Processo d'integrazione numerica nel sonar FALCON
- Lezione 9^: Sviluppi matematici per il calcolo delle funzioni di correlazione tra segnali elettrici
- Lezione 10^: Immagini e commenti tecnici sulla filosofia del sonar FALCON.
- Lezione 11^: Simulazioni e controlli dei processi di correlazione per segnali a due stati
- Lezione 12^: Analisi dinamica delle funzioni di correlazione a coincidenza di polarità
- Lezione 13^: La funzione d'inseguimento automatico dei bersagli nel sonar Falcon
- Lezione 14^: Le tre configurazioni del sonar FALCON
- Lezione 15^: Flessibilità del sonar FALCON -Operatività con base acustica concava-
Sistemi di calcolo automatico per il sonar
- Lezione 1^: Calcolatore dei parametri acustici per il sonar
- Lezione 2^: Calcolatore dei parametri probabilistici del sonar (curve ROC)
- Lezione 3^: Calcolatore delle funzioni di correlazione
- Lezione 4^: Calcolatore serie di Fourier per lo spettro di un segnale periodico
- Lezione 5^: Calcolatore dello spettro di un segnale impulsivo
- Lezione 6^:Calcolatore delle funzioni integrali ad uso dei Tecnici e degli Ingegneri
- Lezione 7^: Calcolatore per la simulazione delle variabili di un sonar passivo
- Lezione 8^: Calcolatore della portata di scoperta di un sonar passivo
- Lezione 9^: Calcolatore degli integrali ellittici
In appendice
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