Intercettatore sonar

Differenziale di riconoscimento del sonar, termine attribuito al valore che quantizza la caratteristica principale del sonar ; la capacità di discriminare una sorgente acustica in mare quando questa sia coperta dal rumore ambiente.

Il differenziale di riconoscimento, espresso in dB (deciBel), è contraddistinto con la sigla ${\displaystyle \Delta }$ ,

Il differenziale di riconoscimento standard

Il differenziale di riconoscimento ${\displaystyle \Delta }$  è il minimo rapporto ${\displaystyle S/N}$ con il quale un sonar può rivelare la presenza del bersaglio mascherato dal rumore.

Secondo le convenzioni il differenziale di riconoscimento standard, che caratterizza un ricevitore in correlazione, è il minimo valore ${\displaystyle S/N}$  per il quale si abbia:

Probabilità di falso allarme${\displaystyle Pfa.=10\%}$ 

Probabilità di rivelazione ${\displaystyle Priv.=50\%}$ 

Calcolo del differenziale di riconoscimento con le probabilità standard

Il differenziale di riconoscimento ${\displaystyle \Delta }$  è calcolabile secondo la funzione:

${\displaystyle \Delta =f(d*)\quad }$  che esplicitata assume la forma:

${\displaystyle \Delta =5\cdot log_{10}{[(BW\cdot d*)/(2\cdot RC)]}-10\cdot log_{10}{BW}}$ 

dove:

${\displaystyle BW=f2-f1}$  larghezza di banda dei segnali e rumori all'ingresso del correlatore

${\displaystyle RC=}$  costante di tempo d'integrazione post correlazione

${\displaystyle d*}$  parametro relativo alle curve ROC (Receiver Operating Characteristic); vedi bibliografia.

Per il computo del ${\displaystyle \Delta }$ , per i valori standard:

${\displaystyle Pfa.=10\%}$ ; ${\displaystyle Priv.=50\%}$ 

si deve ricorrere alle curve ROC:

In figura un particolare dell’insieme delle curve ROC relativo ad una sola curva per ${\displaystyle d*=2}$ :

 

${\displaystyle d*=f(Priv;Pfa)}$ 

La figura mostra come l’intersezione tra la retta di ascissa ${\displaystyle Pfa=10\%}$  e la retta di ordinata ${\displaystyle Priv.=50\%}$ ; individui la retta ${\displaystyle d*=2}$ 

Assumendo ad esempio:

${\displaystyle BW=1000Hz}$ 

${\displaystyle RC=1Sec.}$ 

si ha:

${\displaystyle \Delta =5\cdot log_{10}{[(1000\cdot 2)/(2\cdot 1)]}-10\cdot log_{10}{1000}=-15dB}$ 

In figura la funzione ${\displaystyle \Delta =f(d*)}$ ; tracciata per

${\displaystyle BW=1000Hz}$ ; ${\displaystyle RC=1Sec.}$ 

è messo in evidenza il punto calcolato per ${\displaystyle d*=2}$ .

 

${\displaystyle *\Delta =f(d*)}$ 

Dettagli e misure del ${\displaystyle \Delta }$

La misura del ${\displaystyle \Delta }$  in un sonar implica l'analisi dei circuiti di correlazione in esso strutturati.

Nelle fasi di collaudo dei sonar IP70/74, installati sui sottomarini classe Sauro, la misura del ${\displaystyle \Delta }$  era dovuta, sia a conclusione del progetto, sia in fase di collaudo in laboratorio secondo la procedura che segue.

La misura del ${\displaystyle \Delta }$  in mare sarebbe stata esaustiva ma impossibile dati i rumori non controllati nell'ambiente.

La procedura tecnica per la misura del ${\displaystyle \Delta }$  in laboratorio richiede un ambiente controllato e la struttura mostrata in figura:

 

Funzione di correlazione

Componenti della struttura

Per la simulazione di ${\displaystyle S/N}$  :

• due generatori di rumore al livello di: ${\displaystyle ;X\quad mVeff.}$  in banda (fondo rosso)

• un generatore di segnale al livello di: ${\displaystyle 0.175\cdot X\quad mVeff.(S/N=-15dB)}$  in banda (fondo vede)

• tre filtri di banda e due sommatori a guadagno unitario ( fondo grigio )

Per la valutazione di ${\displaystyle Priv;Pfa}$  (fondo giallo)

• generatore d'impulsi: allo start genera una sequenza di ${\displaystyle 20000}$  impulsi in ${\displaystyle 60Sec.}$ 

• soglia analogica per la regolazione del numero di falsi allarmi ( Pfa ) accettati

• circuito AND moltiplicazione logica tra gli impulsi del generatore

• contatore d'impulsi per il conteggio degli eventi

Procedura di misura

-Si accendono i due generatori di rumore; all'uscita dei sommatori, nella banda impostata, si presentano due tensioni di ${\displaystyle XmVeff.}$ . -