Intercettatore sonar: differenze tra le versioni
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<math>\alpha = arcsin ( 1530 \cdot t / D ) </math>
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{{WIP open|Daniele Pugliesi|valutando sul da farsi assieme ad altri utenti nella [[Discussioni_progetto:Scienza_e_tecnica#Richiesta_d'asilo]]. Vista la complessità degli argomenti trattati, chiedo inoltre di posticipare eventuali procedure di cancellazione o trasferimento, per dare il tempo di pensare con calma cosa fare per questa voce insieme alle altre di cui si sta discutendo. Grazie. --[[Utente:Daniele Pugliesi|Daniele Pugliesi]] ([[Discussioni utente:Daniele Pugliesi|msg]])}}
La '''portata di scoperta del sonar''' 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 previsione a carattere probabilistico.
==Modalità e validità del rilevamento==
I sonar in dotazione ai sommergibili e ai sottomarini utilizzano due tipi di componenti differenti:
* una componente di tipo passivo, che, non emettendo impulsi, maschera o comunque rende meno individuabile il mezzo
* una componente di tipo attivo che emette impulsi acustici, usata tipicamente in azioni offensive
Le equazioni che regolano la stima della portata sono differenti a seconda dei due casi.
In entrambi i casi, il calcolo di portata ha valore soltanto se il bersaglio, e/o il sottomarino, non sono nella [[Propagazione del suono in mare|zona d’ombra]] di [[Propagazione del suono in mare|figura]].
[[File:zonaombra.jpg|thumb|left|upright=1.6|* tracciato propagazione anomala]]
{{clear}}
==[[Esame della portata di scoperta del sonar passivo|Calcolo della portata]] per la componente passiva==
Il calcolo della [[Cifra di merito del sonar|portata massima]] per [[Propagazione del suono in mare|propagazione sferica]] per la [[Forme lineari delle equazioni di portata per il sonar|componente passiva]] si ottiene dalla soluzione del seguente sistema di equazioni in <math>R</math>:
<math>\begin{cases} TL = 60 + 20 \cdot \log_{10}{ R } + \alpha \cdot R\\
TL = SL + DI - NL - DT + 10 \cdot \log_{10}{ BW }
\end{cases}</math>
dove, nella prima equazione:
<math>TL = </math> attenuazione, espressa in deciBel, dipendente dalla distanza <math>R</math> espressa in km e dal [[Propagazione del suono in mare|coefficiente d'assorbimento]] <math>\alpha</math>
e nella seconda equazione:
<math>TL = </math> attenuazione, espressa in deciBel, dipendente da:
*<math>BW = </math> banda delle frequenze di ricezione del sonar in Hz.
*<math> SL = </math> rumore "spettrale" irradiato dal bersaglio in dB/<math>\mu </math> Pa/ <math>\sqrt{Hz}</math>.
*<math>NL = </math>rumore "spettrale" del mare in dB/<math>\mu </math> Pa/ <math>\sqrt{Hz}</math>.
*<math>DI =</math> guadagno di direttività della [[Direttività della base idrofonica conforme del sottomarino Sauro|base idrofonica ricevente]] in <math>dB</math>.
*<math>DT =</math> [[Differenziale di riconoscimento del sonar|soglia di rivelazione]] in correlazione in dB<ref name=Urick /> a sua volta dipendente da:
:*<math>d</math> = parametro probabilistico<ref name="ref_A">Questa variabile rende il calcolo della portata non deterministico</ref>
:*<math>BW</math> = banda del ricevitore
:*<math>RC</math> = costante d'integrazione del rivelatore
=== Metodi di calcolo della portata di scoperta per la componente passiva ===
Esistono due metodologie fondamentali di calcolo:
# grafica, usata nel 1960 per lo studio dei sonar IP60/64 per i sommergibili della Classe Toti
# automatica, risoluzione del sistema trascendente tramite computer
=== Esempio di calcolo con il metodo grafico ===
Significativa la soluzione grafica del sistema trascendente con le variabili:
*<math>SL = 140 dB</math>
*<math>NL = 58 dB</math>
*<math>DI = 10 dB</math>
*<math>BW = 2000 Hz</math>
*<math>RC = 0.1 s</math>
*<math>d = 9 ( Priv = 90\%; Pfa = 5\% )</math>
Con questi valori si ottiene questo grafico:
[[File:sistemagraf.jpg|thumb|upright=1.6|left]]
{{clear}}
in cui:
*la curva blu rappresenta la prima equazione del sistema
*la retta rossa rappresenta la seconda equazione del sistema
*l'ascissa del loro punto d'intersezione indica la portata calcolata, nell'esempio: <math>R = 56 </math> Km
==Calcolo della portata per la [[effetti della cavitazione nell'impiego del sonar|componente attiva]]==
Il calcolo della [[Funzione d'intercettazione del sonar degli impulsi emessi dai vettori|portata massima]] per propagazione sferica per la componente attiva si ottiene dalla soluzione del seguente sistema di equazioni in <math>R</math>:
<math>\begin{cases} TL = 120 + 40 \cdot \log_{10}{ R } + 2 \cdot \alpha \cdot R\\
TL = LI + TS - NL - DT + DI
\end{cases}</math>
Nel caso di propagazione di tipo sferico-cilindrico, si utilizza un sistema di equazioni analogo, che differisce solo nella prima equazione per il coefficiente della funzione logaritmica che passa dal valore 40 al valore 20:
<math>\begin{cases} TL = 120 + 20 \cdot \log_{10}{ R } + 2 \cdot \alpha \cdot R\\
TL = LI + TS - NL - DT + DI
\end{cases}</math>
In entrambi i casi, nella prima equazione:
<math>TL = </math> attenuazione, espressa in deciBel, dipendente dalla distanza <math>R</math> espressa in km e dal [[Propagazione del suono in mare|coefficiente d'assorbimento]] <math>\alpha </math>
e nella seconda equazione:
<math>TL = </math> attenuazione, espressa in deciBel, dipendente da:
*<math>LI =</math> livello acustico degli impulsi emessi in <math> dB/\mu Pa/1m </math>.
*<math>NL = </math>rumore "spettrale" del mare in <math>dB/\mu Pa/ \sqrt{Hz}</math>.
*<math>DI =</math> guadagno di direttività della base idrofonica ricevente in dB.
*<math>TS =</math> forza del bersaglio <math> dB </math>
*<math>DT =</math> soglia di rivelazione in correlazione in dB<ref name=Urick>{{cita|Robert J. Urick}}, cap. 12</ref> a sua volta dipendente da:
:*<math>d</math> = parametro probabilistico<ref name="ref_A" />
:*<math>BW</math> = banda del ricevitore
:*<math>t_o</math> = durata dell'impulso d'emissione
=== Metodi di calcolo della portata di scoperta per la componente attiva ===
Esistono due [[valutazione della portata di scoperta del sonar attivo|metodologie fondamentali di calcolo]]:
# grafica, usata nel 1960 per lo [[Sonar per sottomarini classe Sauro|studio dei sonar]] IP60/64 per i sommergibili della Classe Toti
# automatica, risoluzione del sistema trascendente tramite computer
=== Esempio di calcolo con il metodo grafico ===
Significativa la soluzione grafica del sistema trascendente con le variabili:
*<math>LI = 231 dB</math>
*<math>NL = 45 dB</math>
*<math>DI = 24.5 dB</math>
*<math>BW = 600 Hz</math>
*<math>t_o = 0.06 s</math>
*<math>d = 10 ( Priv = 50\%; Pfa = 0.1\% )</math>
Con questi valori si ottiene questo grafico:
[[File:portataattivo.jpg|left|350px]]
{{Clear}}
in cui:
*la curva blu rappresenta la prima equazione del sistema
*la retta rossa rappresenta la seconda equazione del sistema
*l'ascissa del loro punto d'intersezione indica la portata calcolata, nell'esempio: <math>R = 17.5 km </math>
== Note ==
<references/>
== Bibliografia ==
* {{cita libro|lingua=en|autore=Robert J. Urick|titolo=Principles of underwater sound|editore=Mc Graw – Hill|edizione=3ª ed.|anno=1968}}
*{{cita libro|autore=Aldo De Dominicis Rotondi|titolo=Principi di elettroacustica subacquea|editore=Elettronica San Giorgio-Elsag S.p.A.|città=Genova|anno=1990}}
*Cesare Del Turco, '' Sonar Principi Tecnologie Applicazioni '', edizione Accademia Navale - 3º Gruppo Insegnamento Armi Subacquee - Abilitazione Smg-Agg, .Prof. EA/ST, Livorno, 1992.
== Voci correlate ==
*[[Algoritmi di correlazione nel rilevamento sonar]]
*[[Base idrofonica]]
*[[Collimazione dei bersagli mediante trasformata di Hilbert]]
*[[Cortine idrofoniche cilindriche]]
*[[Differenziale di riconoscimento del sonar]]
*[[Effetti della cavitazione nell'impiego del sonar]]
*[[Fasci preformati]]
*[[Fenomeni della riverberazione in mare]]
*[[Forza del bersaglio nella scoperta sonar attiva]]
*[[Impostazione della soglia di rivelazione del sonar]]
*[[Misura della distanza tramite sonar]]
*[[Propagazione del suono in mare]]
*[[Ricevitore in correlazione]]
*[[Rumore delle navi]]
*[[Stato del mare]]
*[[Trasformazione delle caratteristiche di direttività del sonar]]
*[[Funzione d'intercettazione del sonar degli impulsi emessi dai vettori]]
*[[Prototipi sonar per vettore A184 ]]
*[[Decremento della probabilità di scoperta sonar in funzione della distanza del bersaglio]]
[[Categoria:Sonar]]
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