Utente:Funzioni di correlazione/Sandbox

titolo xxxxx Sonar: Sauro III e IV serie -refitting IPD74 USEA con apparati ISUS 90-20 della ATLAS ELEKTRONIC

Premessa

Nel sito della Marina Militare, all'indirizzo ( https://www.marina.difesa.it/noi-siamo-la-marina/mezzi/forze-subacquee/Pagine/ClasseSauro.aspx ) si legge:

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I sottomarini Sauro III e IV serie sono stati sottoposti a radicali lavori di ammodernamento (refitting) per renderli ancora più silenziosi e dotarli di un nuovo sistema di comando e controllo. I sottomarini della classe Sauro ammodernati rispondono pienamente alle attuali esigenze operative ed hanno ottenuto brillanti successi in numerose operazioni ed esercitazioni internazionali. A seguito del ritiro dalla linea operativa dei battelli Sauro I e II serie, attualmente la componente subacquea dei batteli classe Sauro è composta dai sottomarini Pelosi, Prini, Longobardo e Gazzana.

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I sottomarini citati, a seguito refitting, sono dotati di: Impianto SONAR ISUS 90-20 della STN ATLAS Elektronik, dotato di base conforme in media frequenza, base circolare per sonar attivo, intercettatore in alta frequenza, sistema di rilevamento del rumore proprio.

La struttura del sonar

I Sonar per il refitting dei sistemi d'arma dei sottomarini italiani classe Sauro 3^ e 4^ serie sono stati studiati e prodotti in Germania dalla Atlas Werke Elektronik per i seguenti battelli:

Pelosi, Prini, Longobardo e Gazzana

Sottomarino Longobardo

I sistemi sono del tipo CSU 90-20 , con sensori in media e bassa frequenza:

• Conformal Array
• CAS:(Cylindrical Array Sonar)

Le caratteristiche principali dei sonar sono:

• Frequenze operative estese dalle ultra basse alle alte.
• Sistema digitale per l’abbattimento del rumore proprio.
• Rivelazione automatica ed inseguimento dei bersagli
• Analisi dei segnali idrofonici e degli impulsi
• Classificazione dei segnali e degli impulsi

L'illustrazione dei sonar, riportata in questa pagina, è utile all solo scopo di fornire un’idea di massima sulla struttura e sul funzionamento delle componenti citate..

Caratteristiche generali delle componenti acustiche di scoperta

Le parti bagnate sono restate secondo i profili originali salvo inevitabili miglioramenti tecnologici.

L’amplificazione dei segnali idrofonici vede i preamplificatori nelle immediate vicinanze dei sensori acustici.

La conversione dei segnali in forma numerica avviene in zona opportunamente schermata.

Le conformazioni delle parti esterne bagnate per la ricezione/trasmissione dei segnali acustici sono mostrate nello schema indicativo riportato in figura 1; queste sono:

• 1: base acustica ricevente di tipo conforme
• 2: base acustica di trasmissione e ricezione in alta frequenza

figura 1 -

La tecnologia costruttiva dei sensori acustici riportata in figura 1 è ancora relativa ai sottomarini Cl. Sauro I e II serie.

Idrofoni di recente tecnologia: a sinistra idrofoni a stecca, a destra base cilindrica di trasduttori

Geometrie delle basi acustiche

• La base acustica conforme di ricezione, contrassegnata con il numero 1, ha un insieme d'idrofoni a stecca disposti verticalmente secondo il profilo in pianta mostrato in figura 2 (vecchia disposizione USEA/Fincantieri):

figura 2 -Base conforme

La base è destinata alla ricezione dei segnali idrofonici di media frequenza emessi da sorgenti acustiche posizionate nel settore di proravia.

• La base acustica cilindrica di ricezione e trasmissione, contrassegnata con il numero 2, ha un insieme d'idrofoni a stecca disposti secondo il prospetto di figura 3:

figura 3 -Base cilindrica

La base è destinata alla ricezione dei segnali idrofonici di alta frequenza emessi da sorgenti acustiche posizionate nell'arco di $360$° rispetto al sottomarino.

Bande di frequenze di ricezione e portate conseguenti

Operatività delle basi acustiche nel rapporto tra frequenze di lavoro e distanze di scoperta:

• La base acustica conforme opera in un campo di frequenze acustiche che si estendono dalle basse alle medie; questa base consente la scoperta dei bersagli a grandi distanze.

• La base acustica cilindrica opera in un campo di frequenze acustiche che si estendono dalle medie alle alte; questa base consente la scoperta dei bersagli a medie distanze sia in passivo che in attivo.

Elaborazione dei segnali idrofonici

Come è noto nei sonar IPD74 dei sottomarini classe Sauro l’elaborazione dei segnali idrofonici era, secondo lo stato dell’arte di allora, sviluppata per via analogica ivi compresi i processi di correlazione.

Dato l’attuale stato dell’arte la ATLAS ELEKTRONIC ha scelto, per i propri sonar, l’elaborazione dei segnali per via numerica affidando a complesse routine matematiche, tra le molteplici disponibili, quelle che meglio si adattano alle funzioni tattiche del sonar.

Non potendo entrare nella filosofia dell’ISUS 90-20 si illustra all’indirizzo:

https://it.wikiversity.org/wiki/Fasci_preformati_con_metodo_numerico

, a solo titolo d’esempio, uno dei primi modelli di studio per la formazione dei fasci preformati per via numerica pubblicato nel 1978.

Schema a blocchi della struttura sonar

Nella figura 3 , non in scala tra loro e con un numero di sensori idrofonici soltanto illustrativo, i componenti dell'apparato:

figura 3 -Schema a blocchi sonar

Il percorso dei segnali è riportato con frecce nere:

I segnali acustici captati dalle basi riceventi 1 e 2 trasformati in tensioni elettriche dagli idrofoni di ciascuna base, sono applicati ad una serie di preamplificatori, a bassissimo rumore proprio, e di seguito filtrati in bande di frequenza adatte alle diverse tipologie di scoperta dei bersagli.

Le tensioni idrofoniche filtrate sono applicate ad una serie di convertitori A/D che le trasformano in stringhe numeriche adatte ad essere elaborate dal calcolatore principale.

La sezione Processore segnali, del calcolatore principale, esegue la sintesi dei fasci preformati dedicati, indipendentemente, a ciascuna delle basi di ricezione.

La sezione Processo dati genera le stringhe digitali da inviare ai diversi sistemi di presentazione delle informazioni tattiche.

A comando dalle consolle di presentazione dati viene inviata, su decisione del responsabile del battello, la sequenza dei segnali impulsivi per la scoperta attiva al sistema di emissione che, tramite un amplificatore di potenza, eccita i trasduttori della base distinta dal numero 2.

Bibliografia

• ATLAS ELEKTRONIK,ISUS 100 Integrated Sensor Underwater System, GERMANY.
• Soc. USEA, Monografia Apparato IPD70, Archivio Off. Ea. Arsenale. M.M.I La Spezia, 1972.
• C. Del Turco, Sonar Principi Tecnologie Applicazioni , edizione Accademia Navale - 3º Gruppo Insegnamento Armi Subacquee - Abilitazione Smg-Agg, .Prof. EA/ST, Livorno, 1992.