Sonar: Tecniche di correlazione

[C. Del Turco]

Per eventuali sviluppi compresi nel post: link al calcolatore SONARMATH (per la determinazione dei parametri acustci del sonar)

 

Egr. Comandanti:

 

vista l’importanza dei processi di correlazione nel trattamento dei segnali per la scoperta sonar ritengo utile, come introduzione all’argomento, riproporre le immagini di una conferenza tenuta dallo scrivente nel 2005 presso L’Istituto  Professionale Durand della Penne in La Spezia, sul tema:

 

I metodi di correlazione

 

L’argomento è trattato in modo semplice come contenuto d’apertura alle problematiche che sistematicamente saranno affrontate in questa pagina della sezione TECNICA. Di Betasom.

Il lik in pdf all’indirizzo:

corppt.pdf

 

cordiali saluti C. Del Turco

 

 

Orientamento dei processi di correlazione

 

Tra le numerose tipologie d’applicazione dei processi di correlazione, viste nel contesto della conferenza,  in questa pagina ci occupiamo dei processi di correlazione applicati alla scoperta dei segnali acustici ricevuti dal sonar.

 

L’esempio più semplice vede una base acustica formata da due idrofoni colpiti dal rumore del mare e da un debole segnale generato da un bersaglio:

 

 

Se la rivelazione delle tensioni idrofoniche avviene in modo diretto, senza processi di correlazione nell’elaboratore,  il segnale del bersaglio si confonde con il rumore del mare è sullo schermo dell’ oscilloscopio si vedono le tracce disordinate di dette tensioni come mostra la figura:

 

 

 

Se la rivelazione delle tensioni idrofoniche con l’elaboratore avviene con un sistema di correlazione la presenza del bersaglio viene evidenziata da un picco caratteristico che si eleva dal rumore circostante anche per livelli di segnale dell’ordine di 1/10 del rumore del mare:

 

 

Il circuito di correlazione 

Se l’elaboratore si concretizza con un circuito di correlazione questo può assumere la struttura, tra le più semplici, mostrata ed illustrta nelle  figure del Link:

 

La_struttura_di_un_correlatore_da_laboratorio (1).pdf

 

L’ampiezza del picco di correlazione

E di notevole interesse stabilire a priori quale sarà l’ampiezza del picco di correlazione; l’ampiezza del picco dipende dal rapporto tra segnale e disturbo che caratterizza la situazione durante la ricerca del bersaglio.

 

La curva caratteristica che mostra la dipendenza del picco di correlazione  dal rapporto tra il segnale S  del bersaglio e il rumore N del mare  è mostrata in figura:

 

 

 

 

Il grafico è normalizzato: per  S/N = + 60 dB l’ampiezza è prossima all’unità, per S/N=  -60 dB l’ampiezza è praticamente nulla.

 

Un punto caratteristico della curva mostra che per S/N = 0 dB l’ampiezza è circa 0.3.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Edited June 26, 2024 by C. Del Turco