Delucidazioni e confronti in merito al sistema FALCON

C. Del Turco

Tutti i beamformer analogici impiegano catene di ritardo per la

rimessa in coerenza dei segnali idrofonici.

Schema di massima per un beamformer analogico

Tutti i beamformer digitali (numerici) impiegano convertitori A/D e banchi di memorie (strutture di ritardo) per la rimessa in coerenza dei segnali idrofonici.

Schema di massima per un beamformer digitale (numerico)

Tutti i beamformer realizzati utilizzando segnali clippati impiegano registri a slittamento come strutture di ritardo per la rimessa in coerenza dei segnali idrofonici.

Schema di massima per un beamformer con segnali clippati

Tutti i beamformer ibridi impiegano catene di ritardo analogiche per la rimessa in coerenza dei segnali; questi vengono poi clippati per essere inviati ai correlatori digitali.

Schema di massima per un beamformer ibrido (analogico+clippato)

Asse della base

Il beamformer FALCON non impiega né convertitori A/D né catene di ritardo analogiche né registri a slittamento; la rimessa in coerenza dei segnali sfrutta il principio della coerenza naturale. Tutto il processo schematizzato è compiuto all’interno del P.C. con le matrici di calcolo.

Schema di massima per il beamformer FALCON

Valutazione del coefficiente di correlazione nel sonar FALCON

Quando la sorgente sonora è sull’asse della base, a cavallo delle n coppie di idrofoni, ciascun correlatore rende all’ingresso del sommatore un contributo unitario; in queste condizioni l’uscita del sommatore evidenzia un totale di n contributi.

Se ad esempio le coppie di idrofoni sono n = 4 l’uscita del sommatore assume il livello 4. Questo livello andrà decrescendo, con continuità, mano a mano che la sorgente si scosterà angolarmente dall’asse della base.

Tutta l’operazione di valutazione dei singoli contributi di correlazione e la somma stessa sono eseguiti tramite il software che gira sul P.C. grazie alle matrici di conversione che costituiscono la caratteristica essenziale del sonar passivo

FALCON; quanto detto è illustrato nella diapositiva successiva.

Schema generale del sonar FALCON

Confronto tra le prestazioni dello schema a tecnica ibrida (fig. 4) e lo schema a tecnica FALCON (fig. 5)

Con l’espressione sotto riportata si valuta il rapporto J, in funzione del rapportoN/S all’ingresso dei due sistemi, tra (Su/Nu), in uscita dal sistema FALCON, e (Suc/Nuc), in uscita dal sistema ibrido.I due sistemi si intendono operanti nella stessa banda, con la stessa costante diintegrazione e con lo stesso numero nf di sensori idrofonici.

Risultati ottenuti dall’applicazione della formula

Assumendo, ad esempio, nf = 8 e due valori del rapporto segnale disturbo all’ingesso: S/N ( 0. 83 e 0.78 ), ovvero N/S ( 1. 2 e 1. 28), si ottengono dalla formula i seguenti valori di J:

per N/S < 1. 2; ovvero per S/N > - 1 .6 dB), si ha J > 1 che indica che in tali condizioni di S/N le prestazioni del FALCON sono superiori a quelle delsistema ibrido.

per N/S = 1. 28; ovvero per S/N = - 2.1 dB, si ha J = 1 che indica che in tali condizioni di S/N le prestazioni del FALCON sono uguali a quelle del sistema ibrido.

per N/S > 1. 28; ovvero per S/N < - 2.1 dB, si ha J < 1 che indica che intali condizioni di S/N le prestazioni del FALCON sono inferiori a quelle del sistema ibrido.

I risultati sopra riportati, indispensabili per il progetto di fattibilità del sistemaFALCON, devono essere attentamente valutati, in base alle caratteristiche complessive che deve avere il sistema stesso, nell’ambito dell’applicazionespecifica.