Düşük Frekans Analizörü ve Kaydedici (LOFAR) - Low Frequency Analyzer and Recorder (LOFAR)
İki yakından ilgili terimler, Lo w F requency bir nalyzer ve R ecorder ve düşük frekans analizi ve kayıt kısaltma taşıyan LOFAR bir düşük frekanslı sesleri görsel spektrum gösterimini sunulması için sırasıyla donanım ve işlemle, anlaşma zaman-frekans analizi . İşlem başlangıçta sabit gözetleme pasif denizaltı karşıtı sonar sistemlerine ve daha sonra sonobuoy ve diğer sistemlere uygulandı . Başlangıçta analiz elektromekanikti ve ekran, arka plan gürültüsüne karşı çizgiler olarak sunulan daha güçlü frekanslarla bir Lofargram olan elektrostatik kayıt kağıdında üretildi. Analiz dijitale geçti ve hem analiz hem de görüntü, 1990'larda merkezi işlem merkezlerinde büyük bir sistem konsolidasyonundan sonra dijital hale geldi.
Hem ekipman hem de sürecin, sabit gözetim sonar sistemlerine özel ve sınıflandırılmış bir uygulaması vardı ve 1950'lerin başında kurulan Birleşik Devletler Donanması'nın okyanus çapında Ses Gözetleme Sisteminin (SOSUS) temelini oluşturuyordu. LOFAR'ı kullanan sistemlerin araştırma ve geliştirmesine Project Jezebel kod adı verildi . SOSUS'un kurulumu ve bakımı, sınıflandırılmamış kod adı Project Caesar altındaydı . Prensip daha sonra hava, yüzey ve denizaltı taktik sonar sistemlerine uygulandı ve bazıları "Jezebel" adını aldı.
Menşei
1949'da ABD Donanması , denizaltı savaşını araştırmak için 1946'da Ulusal Bilim Akademisi altında kurulmuş bir akademik danışma grubu olan Denizaltı Harp Komitesi'ne başvurduğunda. Sonuç olarak, Deniz Kuvvetleri belirlenen bir çalışma grubu kurdu Proje Hartwell altında Massachusetts Teknoloji Enstitüsü (MIT) öncülüğünde. Hartwell paneli , öncelikle büyük bir dizel denizaltı filosundan oluşan Sovyet denizaltı tehdidine karşı sistemler geliştirmek için yıllık 10.000.000 ABD Doları (2019'da 107.450.000 ABD Doları'na eşdeğer) harcanmasını tavsiye etti . Önerilerden biri, SOFAR kanalındaki düşük frekanslı sesi, hidrofonlarla donatılmış birden fazla dinleme sahasını ve yüzlerce milden fazla denizaltı konumlarını hesaplayabilen bir işleme tesisi kullanarak izlemek için bir sistemdi .
Donanma Araştırma Bürosu daha sonra sözleşmeli (ONR) Amerikan Telefon ve Telgraf Şirketi (AT & T), onun ile Bell Laboratuarları araştırma ve Batı Electric imalat elemanları, hidrofonlar alt diziler dayalı geniş bir menzile, pasif algılama sistemi geliştirmek için. Önerilen gelişme, sesi konuşma analizi için geliştirilmiş ve düşük frekanslı su altı seslerini analiz etmek için değiştirilmiş bir zaman-frekans analizini temsil eden görsel bir spektrograma dönüştüren AT & T'nin ses spektrografına dayanıyordu . Önerilen sistem, Donanmanın uygulama için acil hareketler emrini verdiği uzun menzilli denizaltı algılama vaadi sundu.
Denizaltı gözetleme uygulaması
Düşük Frekans Analizörü ve Kaydedicisinin çalışma modeli, 1 ila 1/2 Hz frekans bandının gerçek zamanlı analizi ile çalışan Mayıs 1951'de teslim edildi. Çalışma modelinin yanı sıra, hidrofonlar, kablolar, işleme sistemleri ve hüzmeleme için bir teklif vardı, böylece bir hidrofon dizisi görüntülenecek birden fazla azimut ışın sunabilirdi.
Kıyı tesisinden transdüser dizisine kadar her sistem, sinyal işlemenin başlamasıyla birlikte bir sonar setiydi; dizinin sinyalleri yükseltilir, zaman gecikmesi ile ışınlara işlenir ve her bir ışın, bir elektromekanik spektrum analizörü tarafından işlenirken, ekran frekansın bir taramasıdır spektrumun yoğunluğu, zaman ekseninde hareket eden elektrostatik kayıt kağıdına yansıdı.
Frekans ekseni boyunca ses yoğunluğunu kaydeden kalem taramaları, arka plan gürültüsünün ve hatları oluşturan özel frekans alımlarının bir zaman kaydını oluşturdu. Pervane kanatları veya makineleri tarafından üretilen frekansları temsil ederken, bunlar tanınabilen ve kaynağı bulmak ve tanımlamak için kullanılabilen bir denizaltı veya yüzey gemi imzası oluşturabilir. Zaman çizgisine karşı frekans, belirli bir kaynaktan gelen frekans değişimlerini ve dolayısıyla kaynağın davranışındaki değişiklikleri gösterebilir. Yön değişikliklerini gösteren bir Doppler kayması dahil olmak üzere, alınan frekansların bir etkisine sahip olan, hız veya diğer değişiklikler olabilen gemilerle ilgili olarak.
Eleuthera'da bir test dizisi kullanarak bir ABD denizaltısıyla yapılan başarılı testlerin ardından , Donanma, kurulum için altı LOFAR sistemi sipariş etti. Bir gözetleme sonar setini oluşturan operasyonel dizi ve kablonun sonlandırıldığı kıyı istasyonlarına genel ve ifşa edici olmayan Deniz Kolaylığı (NAVFAC) terimi verildi. Bir NAVFAC'ın izleme katında, dizinin her bir ışını için bir tane olmak üzere ekran bankları vardı.
Kurulumların ilk aşaması, 1954 ve 1958 yıllarında büyük ölçüde tamamlandı. Eylül 1963'te, elektromekinak analizörünün yerini dijital spektrum analizine bırakan, ekran kayıt cihazlarının yükseltilmesiyle sistem çapında bir sinyal işleme yükseltmesi başladı. spektrum analiz sistemi, 1966 ve 1967 yılları arasında güçlendirilen sistemlerle daha da yükseltildi. 1973'te kurulan yeni bir sistem, 1981'e kadar devam eden tam dijital sinyal analizine genel bir yükseltme başlattı. Yüksek kapasiteli bir dijital bilgisayar kullanan bu sistem, spektrum analizini tamamen dijital hale getirdi. ve akustik imzaların bazı otomatik tespiti vardı. Elektrostatik ekranlar sistemi, 1990'larda ayrı Deniz Tesislerinde sona eren dizi sistemlerinin merkezi işlem tesislerine yönlendirilmesine kadar dijital ekranlarla değiştirilmedi.
Diğer denizaltı karşıtı savaş uygulamaları
Uygulamaları keşfetmek için paralel bir araştırma ve geliştirme çabasına Project Jezebel adı verildi . Proje adının kökeni ile açıklandı Dr Robert Frosch için Senatör Stennis 1968 Duruşmada. Bunun nedeni, "piyanoda orta C'nin altındaki A" (yaklaşık 100-150 döngü) ve "Jezebel" in "düşük karakterli" olması nedeniyle düşük frekanslardan kaynaklanıyordu.
Jezebel ve LOFAR AN / SSQ-28 pasif yönlü Jezebel-LOFAR ile denizaltı lokalizasyon dallanmış Sonoboy hava antisubmarine kuvvetleri tarafından kullanılmak üzere 1956 yılında ortaya. Bu sonobuoy, uçağa SOSUS tarafından yönlendirilen uçağa SOSUS ile aynı düşük frekans ve LOFAR kapasitesine erişim sağladı. Bell Telephone Laboratories zaman gecikme korelasyonu, Korelasyon Tespiti ve Değişimi (CODAR) adlı bir teknikte iki veya daha fazla sonobuoy ile hedef pozisyonu sabitlemek için kullanıldı. Bu ve daha sonra özelleşmiş, küçük bir patlayıcı yük ile donatılmış sonobuoylar, hedefin yankısını tespit etmek için aktif bir modda kullanılabilir. Aktif mod, "performansı pasif şamandıraları aktif hale getirebilen" bir burlesk dansçısından sonra "Julie" tekniğini geliştiren mühendisler tarafından seçildi.