La portata di un sonar passivo detta anche portata di scoperta indica in generale la probabile distanza alla quale un sonar può scoprire un bersaglio. 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 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. .
Calcolo della portata di un sonar passivo Il calcolo. Il calcolo presuppone che il sistema ricevente della componente passiva del sonar in correlazione. della portata. per propagazione sferica per la componente passiva del sonar si ottiene dalla soluzione del sistema trascendente in dove tutte le variabiliLe sigle in inglese: (Targeth Loss) = Attenuazione del segnale del bersaglio (Source Level) = Livello del rumore emesso dal 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 media geometrica degli estremi della banda di ricezione del sonar..
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
rumore spettrale irradiato dal bersaglio in ..
Il valore di dipende dalla velocità stimata del bersaglio e dalla frequenza di ricezione del sonar.
è deducibile da una serie di curve parametriche funzioni della frequenza; i parametri consentono di selezionare la velocità del bersaglio, dalla frequenza si evince il valore del rumore spettrale emesso.
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 = costante di tempo di rivelazione dei circuiti di correlazione.
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.
Significativa la soluzione grafica del sistema trascendente che rende assunte le variabili: (banda del ricevitore sonar) (frequenza madia geometrica della banda) (coefficiente d'attenuazione per assorbimento per ) (livello di rumore emesso da un cacciatorpediniere a (livello del rumore del mare allo stato (guadagno della base ricevente per a ) ( soglia di rivelazione calcolata con i seguenti valori: ).
Il parametro presuppone: Il calcolo è valido se il sistema ricevente della componente passiva del sonar è in correlazione.
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
Cesare Del Turco, Sonar Principi Tecnologie Applicazioni , edizione Accademia Navale - 3º Gruppo Insegnamento Armi Subacquee - Abilitazione Smg-Agg, .Prof. EA/ST, Livorno, 1992.
Collegamenti esterni
N° FASCI Selenia
Sonar FALCON
Schemi sonar FALCON
Testo discorsivo sul sonar
testo tecnico sulla Correlazione
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