Progetto e
simulazioni
Sonar
FALCON
Motivazioni del progetto
Le radici di questo progetto risalgono agli anni 90 quando, a causa di una avaria su di un sonar, si ripropose il problema
della ridondanza dei sistemi per la navigazione subacquea.
Allora fu proposto un sonar ausiliario di emergenza che, dato lo stato dell’arte, sarebbe però risultato ingombrante e
molto costoso in aperto contrasto con le esigenze logistiche contingenti.
Si trattava pertanto di escogitare un software che, sfruttando il rapido sviluppo dell’informatica, rendesse utilizzabili i
Personal Computer commerciali per il trattamento dei segnali sonar; sotto tale spinta è scaturita nel tempo l’idea
FALCON (Fasci Acustici per Localizzazione a Coerenza d’ Onda Naturale).
Idea che, grazie alla semplicità degli algoritmi progettati, non necessita di processori potenti e consente di realizzare
apparati sonar ausiliari a fasci preformati con il solo impiego di un P.C. portatile e 4 carte elettroniche alloggiate in un
piccolo contenitore dotato di alimentatore e batterie.
INTRODUZIONE
Il sonar FALCON
( Fasci Acustici per Localizzazione a Coerenza d’Onda Naturale)
è stato studiato per la realizzazione di una classe di apparati ausiliari
che, grazie alla loro estrema semplicità, abbiano ingombri ridotti ed
elevata affidabilità. Il FALCON è concepito per l’abbinamento con
una base ricevente circolare ad “n” elementi con la quale formare
m“ fasci di scoperta video, costituiti con “nf” elementi ciascuno, tal
da coprire tutto l’orizzonte subacqueo.
IL TRATTAMENTO DEI SEGNALI IDROFONICI
La metodologia di trattamento dei segnali idrofonici è, in linea di
principio, estremamente semplice: si amplificano, si filtrano nella
banda prescelta (f1-f2) e si limitano a due stati gli “n” segnali
idrofonici che, dopo limitazione, indichiamo con (L1…Ln).
L’insieme degli stati logici istantanei del gruppo (L1…Ln) può
essere visto come un numero binario costituito da una stringa
contenente, ad esempio, gli “n” valori ( 0 - 1 - 1 - 0 -…- 1 - 1 - 0 ) .
ELABORAZIONE CON IL COMPUTER
La stringa ad “n” bit è inserita in un computer al ritmo
superiore a due volte la frequenza massima della banda;
questa stringa, avente il corrispondente valore numerico Y,
contiene tutte le informazioni necessarie all’elaborazione.
Il software dispone di “m” matrici di conversione che secondo
la filosofia FALCON, computano gli “m” fasci preformati.
LA REALIZZAZIONE DELL’APPARATO FALCON
La fotografia mostra una schermata operativa realizzata con il FALCON collegato
al simulatore DBSEI ( sorgente sonora per 95°):
Il confronto tra il processo FALCON
ed altri metodi di formazione fasci
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Panoramica del software disponibile per il
calcolo, la verifica e la simulazione delle
variabili di progetto che caratterizzano il
processo FALCON
(Coloro che fossero interessati alle tecniche che andremo a mostrare ne possono fare
richiesta libera)
Software per simulazione segnali
idrofonici clippati
Software per il calcolo direttività
Software per il calcolo direttività
Software per il calcolo direttività
Software per il calcolo degli errori
d’interpolazione
Software per la simulazione del
rapporto S/N all’ uscita del processo
Software per il calcolo della varianza
all‘uscita del falcon -beta basso
Software per il calcolo della varianza
all‘uscita del falcon -beta alto
Software per la simulazione
dell’integrazione numerica di
processo :S/N = 20 dB
Software per la simulazione
dell’integrazione numerica di
processo :S/N = -6 dB; beta 512
Software per la simulazione
dell’integrazione numerica di
processo :S/N = -6 dB; beta 1024
Software per la simulazione del
processo di interpolazione numerica
Software per la simulazione del
processo di interpolazione numerica
Software per la simulazione del
processo di interpolazione numerica
Software per il calcolo della portata
di scoperta del falcon
Software per il calcolo del livello
d’uscita dal processore falcon
Software per il calcolo del livello
d’uscita dal processore falcon
Software per il calcolo di tutte le
variabili di processo che intervengono
nell’elaborazione falcon
Software per il calcolo di tutte le
variabili di processo che intervengono
nell’elaborazione falcon
Software per gli algoritmi di simulazione
Software per il calcolo del rapporto
guadagno/perdita in funzione di s/n
Software per il calcolo del rapporto
guadagno/perdita in funzione di s/n
Software per il calcolo delle geometrie
su basi non circolari
Software per il calcolo direttività per
applicazioni su basi non circolari
Software per lo sviluppo delle matrici di
calcolo a 8 bit
Software per lo sviluppo delle matrici di
calcolo a 16 bit
Dettagli algoritmi di elaborazione