Delucidazioni e confronti in merito al
sistema FALCON
C. Del Turco
Schema di massima per un beamformer analogico
Tutti i beamformer analogici impiegano catene di ritardo per la
rimessa in coerenza dei segnali idrofonici.
Schema di massima per un beamformer digitale (numerico)
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 con segnali clippati
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 ibrido (analogico+clippato)
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 il beamformer FALCON
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.
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 rapporto
N/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 di
integrazione 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 del
sistema 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 in
tali 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 sistema
FALCON, devono essere attentamente valutati, in base alle caratteristiche
complessive che deve avere il sistema stesso, nell’ambito dell’applicazione
specifica.