Sonar passivo: calcolo automatico della portata

Il calcolatore 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 caratterizzano 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.

I calcoli della portata di scoperta sviluppati con questo programma presuppongono che il trattamento dei segnali, nel sonar preso a modello, sia eseguito con i metodi di correlazione.

Pannello di comando del calcolatore PSRP

Pannello virtuale del calcolatore

Nel pannello virtuale del calcolatore, mostrato in figura, 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.

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:

Inserimento delle variabili

• Variabili SONAR:

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:

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

Lista dei dati intermedi:

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:

• $Bw$ (banda di lavoro espressa in deciBel)
• $Fo$ ( frequenza centrale della banda d’ascolto in $Hz$)
• $SL$ ( livello di pressione emesso dal bersaglio in $dB/\mu Pa/Hz$ )
• $NL$ ( livello di pressione generato dal rumore del mare $dB/\mu Pa/Hz$ )
• $DI$ ( guadagno della base idrofonica ricevente espresso in deciBel)
• $d$ ( parametro probabilistico, numero puro)
• $DT$ ( differenziale di riconoscimento espresso in deciBel )
• $\alpha$ ( coefficiente d'assorbimento in $dB/km$ )

== Dettagli dei dati soluzione iterativa|Curva per soluzione grafica]] I dati d'uscita calcolati sono:

Portata ( R ) calcolata con metodo numerico iterativo:

Portata ( R ) calcolata con metodo grafico :

Esempio d'impiego di PSRP

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

Dati intermedi

Dati finali :

calcolo della portata R

Soluzione del sistema in R con calcolo iterativo

Soluzione numerico iterativa

Soluzione del sistema in R con sistema grafico

Soluzione grafica

Pannello di controllo con i dati immessi in precedenza

Come scaricare l'eseguibile PSRP

L'eseguibile PSRP.exe, redatto in Visual Basic, accompagnato dalla propria dll è disponibile nella cartella compressa scaricabile algli indirizzi indicati nella sezione Collegamenti esterni:

Osservazione sui livelli di rumore emessi dal bersaglio

I dati di rumore messi a calcolo su PSPR sono relativi a cacciatorpediniere della seconda guerra mondiale.

Al momento non si conoscono i livelli di rumore di nuove unità navali 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.

Bibliografia

• 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.
• Cesare Del Turco, La correlazione , Collana scientifica ed. Moderna La Spezia,1993

Collegamenti esterni

Calcolatore PSRP oppure

PSRP