Sonar: Studio basi idrofoniche rettilinee con routine di calcolo in Visual Basic (ad una sola frequenza)

[C. Del Turco]

 

fig.01

Il dimensionamento delle basi idrofoniche rettilinee, fig. 01, è fondamentale nel progetto del sonar e nella valutazione delle  portate di scoperta.

Detta operazione, sviluppata in Visual Basic, consente la determinazione dei parametri della direttività di una specifica base idrofonica ad una singola frequenza di lavoro F,  in particolare il guadagno  DI , la larghezza Δ (delta) del lobo principale a due livelli diversi d’ampiezza e annesso grafico.

L’algoritmo di riferimento, indicato come caratteristica di direttività C della base,  è sotto riportato:

 

 

dove:

landa = F/1530

d = lunghezza della base

 beta =  angolo di puntamento rispetto all’asse della base.

 

Il pannello virtuale di controllo del sistema di elaborazione, vedi figura 1, consente il calcolo veloce delle variabili che caratterizzano le basi riceventi del sonar:

 

 

 

Le aree funzionali sul pannello sono:

due Textbox (Impostazione dati) per l'inserzione della frequenza di lavoro e della lunghezza della base idrofonica.

un pulsante ( Command1 ) per l'avvio del calcolo

tre label ( L3;L9;L10 ) per la risposta numerica del calcolo

un tracciato cartesiano, che si sviluppa all'avvio del software, per la presentazione delle curve di direttività calcolate

 

Impostazione del software

In ambiente di sviluppo Visual Basic inserimento degli oggetti nel Form come indicato in figura rispettando la numerazione evidenziata in rosso per gli oggetti attivi; i label indicativi sono liberi

Azione di copia e incolla ^[3] del programma:

Private Sub Form_Paint()

For xi = 0 To 6440 Step 322

For yi = 0 To 4480 Step 28

PSet (500 + xi, 500 + yi)

Next yi

Next xi

For yi = 0 To 4480 Step 224

For xi = 0 To 6440 Step 42

PSet (500 + xi, 500 + yi)

Next xi

Next yi

Line (500, 500 + 2240)-(500 + 6440 + 160, 500 + 2240)

Line (500, 500)-(500, 500 + 4480)

End Sub

Private Sub text1_KeyPress(KeyAscii As Integer)

If InStr("-+.0123456789" + Chr(&H8), Chr(KeyAscii)) _ 

= 0 Then  KeyAscii = 0

End Sub

Private Sub text2_KeyPress(KeyAscii As Integer)

If InStr("-+.0123456789" + Chr(&H8), Chr(KeyAscii)) _

= 0 Then KeyAscii = 0

End Sub

Sub dircalc()

Cls

For xi = 0 To 6440 Step 322

For yi = 0 To 4480 Step 28

PSet (500 + xi, 500 + yi)

Next yi

Next xi

For yi = 0 To 4480 Step 224

For xi = 0 To 6440 Step 42

PSet (500 + xi, 500 + yi)

Next xi

Next yi

Line (500, 500 + 2240)-(500 + 6440 + 160, 500 + 2240)

Line (500, 500)-(500, 500 + 4480) 

d = Val(Text2.Text)

F = Val(Text1.Text)

For beta = 0.1 To 100 Step 0.1

If F = 0 Then GoTo fine

landa = 1.53 / F  'f in KHz

If d = 0 Then GoTo fine

num = Sin((3.14159 * d / landa) * Sin(beta * (3.14159 / 180)))

denom = (3.14159 * d / landa) * Sin(beta * (3.14159 / 180))

Dr = num / denom

If Dr < 0.707 And Dr > 0.68 Then beta1 = beta

If Dr < 0.5 And Dr > 0.48 Then beta2 = beta

PSet (500 + 64.4 * beta, 500 + 2240 - 2240 * Dr), &HFF0000

Next beta

Label3.Caption = Format(2 * beta1, "###.0")

Label9.Caption = Format(2 * beta2, "###.0")

Ndi = (10 * Log(2 * d / (landa)) / Log(10))

Label10.Caption = Format(Ndi, "###.#")

fine:

End Sub

Private Sub Command1_Click()

dircalc

End Sub

 
Esempio di dimensionamento

Calcolo della direttività di una base idrofonica lineare e continua della lunghezza di  1 m alla frequenza di 10 kHz:

iserzione nel textbox di sinistra del valore della frequenza di calcolo ( In kHz ) 10

iserzione nel textbox di destra del valore della lunghezza della base ( imetri ) 1 

azione sul pulsante Command1.

Il risultato del calcolo e il grafico della curva di direttività sono mostrati in figura 2:

 

 

La routine traccia la curva di direttività normalizzata.

 

Modificato 5 Aprile da C. Del Turco