Качество, стоимость и время выполнения проекта системы цифровой обработки сигналов (ЦОС) гидролокатора, при прочих равных условиях, зависит от вычислительной производительности проектируемой системы. Вычислительная производительность пропорциональна плотности потока обрабатываемых данных, определяемой форматом представления и частотой дискретизации сигналов, и зависит от качества используемого алгоритма обработки. Поэтому, синтез экономичных по объему вычислительных затрат алгоритмов и использование целесообразного формата и минимальной частоты дискретизации сигналов - непременные условия разработки рациональной системы ЦОС гидролокатора. Рациональная система ЦОС характеризуется минимумом вычислительной производительности при сохранении качества конечных продуктов обработки.

Сайт служит введением в практику проектирования рациональных систем пространственной, временной и совокупной цифровой обработки гидролокационных сигналов. На конкретных примерах пользователь может ознакомиться с практикой и базовыми результатами проектирования рациональных систем пространственной, временной и совокупной цифровой обработки сигналов, основу которых составляют:

––  Три целесообразных формата низкочастотного представления гидролокационных сигналов
–– Процедуры сдвига сигналов и их эмуляция в пространстве спектров Фурье
–– Структура и рациональный алгоритм совокупной обработки сигналов кольцевой антенной решетки
–– Структура и рациональный алгоритм совокупной обработки сигналов линейной антенной решетки
––  Двумерный разностный пеленгатор источника гидроакустического излучения
––  Полезные алгоритмы и аппаратурные решения некоторых узлов

1. Рациональные форматы сигналов -- Полосовой характер спектра гидролокационных сигналов допускает их низкочастотное представление либо в формате вещественного низкочастотного эквивалента с двухполосным комплексно сопряженным спектром, либо в комплексных однополосных форматах низкочастотного аналитического продолжения и комплексной огибающей. Низкочастотные эквиваленты информационно полно представляют полосовые сигналы, что сохраняет качество продуктов их обработки на уровне обработки исходных полосовых сигналов. Низкочастотный характер эквивалентов ослабляет требования к антиэлайзинговой фильтрации, существенно уменьшает плотность информационных потоков, снижает функциональную и аппаратную сложность систем.

2. Сдвиг и фазирование -- Сдвиги сигналов и выравнивание фаз спектральных составляющих в отведениях антенной решетки составляют основу пространственной обработки и согласованной фильтрации гидролокационных сигналов. В пространствах низкочастотных эквивалентов эти процедуры реализуются более простыми программно-техническими средствами, чем в пространстве исходных полосовых сигналов. Особо выигрышна эмуляция сдвигов в спектральной области, выполнение которой на основе процедур БПФ обеспечивает многократное сокращение вычислительных затрат.

3. Кольцевая антенная решетка -- Традиционно используется раздельная пространственная и временная обработка полосовых сигналов в отведениях. Нетрадиционная пространственная обработка комплексной огибающей или аналитического продолжения использует процедуры круговой свертки и фазирования в пространстве спектров. Это практически снимает ограничения на ширину спектра обрабатываемых сигналов. Применение БПФ и объединение пространственной и временной обработки в единую процедуру уменьшает вычислительные затраты на 1-2 порядка и заметно сокращает объемы аппаратуры регистрации, канализации и цифровой обработки гидролокационных сигналов. При узкополосных сигналах экономичность системы усиливается за счет дальнейшего упрощения алгоритмов обработки.

4. Линейная антенная решетка -- Традиционно пространственная и временная обработка осуществляются раздельно громоздкими процедурами фазирования и/или временных сдвигов в натуральном пространстве полосовых сигналов. Рациональная обработка низкочастотных эквивалентов полосовых сигналов путем фазирования в пространстве спектров сокращает объем аппаратуры и вычислительные затраты на 1-2 порядка при сохранении информационного качества конечных результатов. Такая обработка одинаково пригодна для сигналов любой сложности.

5. Разностный пеленгатор -- Двумерный разностный гидроакустический пеленгатор обрабатывает сигналы четырех всенаправленных гидрофонов, крестообразно расположенных относительно фазового центра на малом по сравнению с минимальной длинной волны рабочего диапазона расстоянии. Обработка определяет направление распространения акустической волны в форме ортогональных проекций вектора направления V(α) на оси прямоугольной системы координат X0Y, совмещенные с направлениями ориентации рецептов квадрупольной антенны пеленгатора. Следует отметить, что обработка может осуществляться стандартными аналого цифровыми средствами в форме микроконтроллерной сборки или сигнального процессора в паре с синхронным 4-канальным АЦП.

6. Разное -- Рассматриваются специфические программно-технические решения некоторых функциональных узлов рациональных систем цифровой обработки гидролокационных сигналов.