Принцип действия эхолота

Основной задачей навигационного эхолота является определение расстояния от излучающей поверхности его антенны до дна. Решение этой задачи осуществляется путем измерения времени прохождения гидроакустической посылкой, формируемой эхолотом, до дна и обратно.

Посылка, как правило, представляет собой короткий импульс, промодулированный сигналом несущей частоты. Импульсное излучение характеризуется формой импульса, его длительностью Т_и (рис. 1.1), частотой или периодом Т следования импульсов. Чаще всего используются импульсы прямоугольной формы (рис.1.1.а), которые являются наиболее энергонасыщенными. В недавнем прошлом достаточно широко применялась экспоненциальная форма (рис. 1.1, б) в силу того, что ее было проще реализовать технически.

Гидроакустические посылки формируются с помощью антенн. В общем случае эхолот может иметь или одну приемо-передающую антенну или две антенны, одна из которых излучает посылку, а другая – осуществляет прием отраженного от дна сигнала. Большинство современных навигационных эхолотов имеют одну антенну. Однако для большей общности при рассмотрении принципа действия эхолота будем считать, что эхолот имеет одну передающую антенну А1 (рис. 1.2) и одну приемную А2.

Импульс, выработанный антенной А1, достигнет дна в точке О и отразившись вернется обратно, спустя некоторое время где r – расстояние от антенны до точки О, а с – скорость распространения звуковой волны. Учитывая, что расстояние между антеннами эхолота, как правило, значительно меньше текущей глубины h под килем судна, можно считать, что , и указанную глубину вычислять, используя следующее равенство:

(1.1)

Исходя из сказанного, типовой состав эхолота должен включать в себя:

§ антенные устройства;

§ устройство, формирующее сигнал посылки (передающее устройство) ПРД;

§ приемное устройство ПРМ, осуществляющее усиление выходного сигнала антенны А₂ и преобразование его к виду, удобному для дальнейшего использования;

§ командное устройство КУ, управляющее работой эхолота;

§ устройства И отображения и регистрации информации.

В том случае, если эхолот имеет одну приемно-передающую антенну, он должен включать в себя устройство для переключения антенны с приема на передачу.

Рассмотрим особенности устройства и работы каждого из перечисленных блоков.