La portata di un sonar attivodetta anche portata di scoperta indica in generale la probabile distanza alla quale un sonar può scoprire un bersaglio con il metodo dell'eco. La portata di scoperta non è un dato certo ma una valutazione di carattere probabilistico.
Validità dei calcoli di portata
Le equazioni che regolano la stima della portata del sonar attivo hanno valore soltanto se il bersaglio, e/o il sottomarino, non sono in una zona d’ombra.La zona d'ombra è la conseguenza di un modo di propagazione anomala del suono generato da una diversa temperatura del mare alle diverse quote. .
Eco e riverberazione
Nel calcolo della portata di scoperta di un sonar attivo, se a scopo illustrativo, non si tiene conto del fenomeno della riverberazione che, alcune volte, può ostacolare la scoperta dei bersagli con il metodo dell'eco.
L'eco del bersaglio, in base alla distanza dal sonar, può comparire in mezzo alla riverberazione ..
Calcolo della portata di un sonar attivo Il calcolo. Il calcolo presuppone che il sistema ricevente della componente attiva del sonar sia in correlazione. della portata. per propagazione sferica per la componente attiva del sonar si ottiene dalla soluzione del sistema trascendente in dove tutte le variabili Le sigle in inglese: (Targeth Loss) = Attenuazione dell'impulso dalla sua emissione alla ricezione dell'eco del bersaglio (Level Index) = Livello dell'impulso emesso dal sonar (Targhet Strength) = Forza del bersaglio (Directvity Index) = Direttività della base ricevente ( Noise Level) = Livello del rumore del mare (Detection Threshold) = Soglia di rivelazione (Bandwidth) = Banda di ricezione del sonar
sono espresse in decibel (dB):
dove:
Prima equazione
attenuazione, espressa in ()., dipendente da:
distanza espressa in
coefficiente d'assorbimento del suono in mare in calcolabile con l'espressione: con f = frequenza dell'impulso di emissione..
L'attenuazione per assorbimento segue la legge di W H Thorp:.
Seconda equazione
attenuazione, espressa in () , dipendente da:
banda delle frequenze di ricezione del sonar in
Livello di pressione dell'impulso emesso dal sonar ..
Il valore di dipende dalla potenza acustica dell'impulso emesso in mare dal sonar.
dipende dalle dimensioni e dalla forma del bersaglio, deducibile da una serie di dati tabellari ricavati sperimentalmente.
rumore spettrale del mare in .. è deducibile da una serie di curve parametriche funzioni della frequenza; i parametri consentono di selezionare lo stato del mareLo stato del mare è indicato con la sigla inglese SS ( Sea State), dalla frequenza si evince il valore del rumore spettrale generato dal mare.
guadagno di direttività della base idrofonica ricevente in . Il valore del guadagno di direttività della base ricevente dipende dalle sue dimensioni e dalla frequenza di lavoro.
Una tra le numerose formule per il calcolo del . è data dall'espressione:
Dove le variabili sono:
superficie della base in Nel caso del calcolo del guadagno di una base cilindrica il valore di può essere assunto dalla superficie del doppio della generatrice.
soglia di rivelazione in correlazione in calcolabile secondo l'espressione:
.Indicato da Urick come soglia di rivelazione (Detection Threshold)
dove: = banda delle frequenze di ricezione del sonar in = parametro probabilistico delle curve ROC. Questa variabile rende il calcolo della portata non deterministico = durata dell'impulso emesso dal sonar in .
Metodi di calcolo Esistono due metodologie di calcolo della portata:
grafica La soluzione grafica del sistema trascendente aiuta alla miglior comprensione del calcolo della portata. , usata nel 1960 per lo studio dei sonar IP60/64 per i sottomarini della Classe Toti
Risoluzione del sistema trascendente tramite computer
Esempio di calcolo con il metodo grafico In un sistema di assi cartesiani con ascisse e ordinate si tracciano:
la curva relativa alla prima equazione del sistema trascendente la curva della seconda equazione l'ascissa de loro punto d'intersezione, in , risolve il problema.
Calcolo della portata di scoperta di un sonar attivo per le variabili:
Frequenza di emissione
Banda di ricezione. In un sonar attivo la larghezza di banda del ricevitore è tendenzialmente stretta, deve consentire comunque il transito degli impulsi d'eco comprensivi dell'effetto Doppler.
Livello di emissione impulso
Livello del rumore del mare per forza :
Guadagno della base acustica
Durata impulso d’emissione
Parametro probabilistico
Soglia di rivelazione
Forza del bersaglioValore indicativo per sottomarino di piccole dimensioni non al traverso
Il valore numerico della portata stimata risultante dal processo grafico è: .
Il valore calcolato di è affetto dall'incertezza, dovuta al valore , che il bersaglio potrà essere scoperto soltanto per il del tempo d'osservazione, con la segnalazione del di false scoperte.
note Annotazioni
Fonti
Bibliografia
Collegamenti esterni
N° FASCI Selenia
Sonar FALCON
Schemi sonar FALCON
Testo discorsivo sul sonar
testo tecnico sulla Correlazione
Categoria:Sonar