SONAR-INFO-p46
CALCOLO DELLE PORTATE DI SCOPERTA DELL'INTERCETTATORE
1) Sulle variabili utilizzate nel calcolo 2)L'equazione dell'intercettatore 3)L'elenco delle variabili ( Per un esame accurato del grafico incrementare le dimensioni con ctrl + )
Dal punto d'intersezione tra le due curve si ricava il valore R = 3.2 KYds relativo alla portata
di scoperta dell'intercettatore preso in esame.
Il calcolo delle portate di scoperta dell'intercettatore, non fattibile con il sonarmath, è simile a quello relativo al sonar attivo
illustrato in p44, al quale rimandiamo per le nozioni generali.
Le dimensioni delle variabili sono però diverse rispetto a quello, dato che l'intercettatore
è chiamato a lavorare in un campo di frequenze e livelli molto diversi.
In questa pagina illustriamo il metodo di calcolo utilizzato, per un'iniziativa promozionale, per un
sistema d'intercettazione di siluri filoguidati a ricerca sonar attiva.
Le variabili relative alla pressione acustica sono espresse in microbar:
y dB/microPascal = 100 dB + x dB/microbar
Le distanze R sono espresse in Kyards:
1 Kyards = 0.914 Km
I valori della probabilità di falso allarme sono estremamente piccoli data la funzione di
sorveglianza che l'intercettatore deve svolgere con un basso margine d'incertezza .
Il campo delle frequenze di ricezione è di diverse decine di KHz dato che le teste acustiche
dei vettori, avendo piccole dimensioni, devono operare a frequenze elevate.
L'equazione per l'intercettatore è così espressa dalla 1):
1) TL = LI + DI - DT - NL
Il calcolo di TL è volto a stabilire la massima attenuazione sostenibile dell'impulso
emesso dal vettore con le variabili indicate nell'equazione data.
- Maggiore sarà il valore di LI (pressione acustica dell'impulso emesso dal vettore) più elevata sarà la portata di scoperta
- Maggiore sarà il valore del DI (guadagno della base ricevente) più elevata sarà la portata di scoperta
- Maggiore sarà il valore del NL (livello del rumore del mare) minore sarà la portata di scoperta
- Maggiore sarà il valore di DT ( soglia di rivelazione) minore sarà la portata di scoperta
Stabilita l'attenuazione massima che l'intercettatore può accettare per la rivelazione del vettore, in base
alle caratteristiche proprie e alle condizioni esterne, si deve impostare una seconda equazione per
il calcolo
dell'attenuazione che il suono subisce nel tratto di mare tra il vettore e l'intercettatore
Dato che l'attenuazione del suono in mare dipende, sia dalla divergenza dei raggi, sia dall'assorbimento
delle onde acustiche in funzione della frequenza della sorgente, questa dipendenza è espressa
dall'equazione:
2) TL = 60 dB + 10 Log R + a R
Il TL in questo caso esprime la variazione (per divergenza e assorbimento) della pressione dell'impulso
acustico emesso dal vettore al variare della distanza R e del valore del coefficiente d'attenuazione "a".
Nella 2) è ipotizzata la propagazione sferico-cilindrica; il primo addendo, indicato in 60 dB, tiene conto del fatto
che la variabile R è espressa in Kyds invece che in yds.
Il secondo addendo è relativo all'attenuazione per divergenza per propagazione sferico-cilindrica , il terzo addendo, infine,
è relativo all'attenuazione per assorbimento in funzione di R e della frequenza ( tramite "a").
Il calcolo originale della portata dell'intercettatore è risolto per via grafico-numerica
secondo le seguenti variabili:
F frequenza dell'impulso trasmesso dal vettore F = 60000 Hz
SL s'ipotizza che il trasmettitore del vettore sia in grado di emettere una pressione impulsiva
di LI = 110 dB/microbar
NL s'ipotizza il mare a forza 6; dai tabulati in letteratura, per F = 60 KHz, si ha:
NL = -58 dB/microbar/Hz
DI si assume un guadagno di direttività della base ricevente di: DI = 7 dB
t si pone a calcolo una durata d'impulso emesso dal vettore di: t = 0.001 Sec.
d si stabilisce di avere una probabilità di scoperta del 98% con una probabilità di falso
allarme di
0.001 Sec. / 3600 Sec. (un falso allarme da 1 mSec. ogni ora); dalle curve ROC si ha : d = 64
Propagazione s'ipotizza di operare con: propagazione sferico/cilindrica
BW si stabilisce la larghezza di banda del ricevitore: BW = 1500 Hz
DT il valore del DT calcolato con la formula classica è: DT = 41 dB
Con i dati impostati si applica l'equazione 1) ottenendo:
3) TL = LI + DI - DT - NL = 110 dB + 7 dB dB - 41 dB + 58 dB = 134 dB
Dopo il calcolo del TL secondo la 3) si computa ora la variazione del TL in funzione della distanza
R e del coefficiente di assorbimento "a" secondo la 2) ottenendo la 4):
4) TL = 60 dB + 10 Log R + a R = 60 dB + 20 Log R + 19.2 R
dove il valore di "a" ,calcolato con la formula nota, per F= 60KHz è 19,2 dB/Kyd
A questo punto è tracciata, su carta millimetrata, la curva di TL secondo la 4) e la
retta TL secondo la 3) in un sistema di assi cartesiani dove, posto R in ascisse e TL in ordinate,
si ottiene il grafico riportato sotto:
Nel grafico compaiono altre due curve, l'una per il TL alla frequenza di 25 KHz, l'altra
per il TL per sola divergenza; i due tracciati sono di paragone con la curva utilizzata.