Господа, есть входной сигнала - смесь одной частоты но с разными фазами, как выделить сигнал с одной определенной фазой математически ?
Те по типу фазированной антенны, принимаем отраженный сигнал от множества обьектов но нужно выделить отраженный с определенной фазой для определения угла, желательно восстановить форму сигнала.

Если сигнал с одной частотой сложить с сигналом с такой же частотой, но другой фазой, получится сигнал все той же частоты и третьей фазой. Как был синус, так и останется. Если, конечно, это чистый синус.

Те выделить не получиться я так понял ?
Те без частотной модуляции никак ?
А как кстати работает локатор у летучий мыши ? какой там излучаемый сигнал ?

Так импульсы же.

У меня тоже импульсами но голову вертеть неохота )

Тогда надо хотя бы два уха и замерять разность фаз.

Любая модуляция, которая позволяет отделять сигналы с разной начальной фазой.

Я об этом и написал в самом начале.



Сразу слать синхро последовательности )

Вот насчет мышей хочу уточнить, если они посылают отдельные импульсы и принимают сигнал с учетом разности хода по времени, то если предмет один все хорошо, можно вычислить расстояние и угол а вот если предметов два или несколько сразу беда с такой техникой, не ясно где кого считать первым импульсом и тд, например имеем по оси локации два одинаковых предмета, разнесенных на некоторое расстояние, сигнал от них будет как будто есть один предмет по оси, как мыши справляются ?

Короче задача такая, есть сонар (гидро) все хорошо но чтобы обозреть пространство надо его крутить, крутить неохота, если поставить два излучателя , разнесенных на некую базу , скажем 30см, какая самая простоя техника позволить лоцировать предметы спереди в неком телесном угле без вращения ?
Что то вроде звуковизора но в одной плоскости и попроще.
Но естественно с разделение локации предметов по углу.

"развертку" получают "качанием" луча влево-вправо, изменяя фазу передаваемого сигнала на передающих элементах. разрешение по углу будет от количества элементов например зависеть.

Изменять фазу на пьезокерамике имхо сложнее чем принимать.

Меня вот интересен вопрос с мышами, получается они не тупо сканируют весь угол а сразу определяют где обьект, это же в сто раз быстрее ?

Был радио пеленгатор из двух рамок, повернутых друг к другу на 90 градусов. По уровням принимаемых с них сигналов можно было определить направление на источник, то есть на выходе был как бы sin и cos. Возможно, так же можно поступить и со звуком, если удастся выстроить нужную диаграмму направленности ...

у мышей пространственно-разнесенных чувствительных нервных окончаний совсем не две штуки.

Выбор базы определяется в том числе и частотой сигнала, для высокого ультразвука, да еще и в открытой воде (не в тихом бассейне, а там где есть приливные волны и т.п.), база в 30 см может не позволить создать устойчивую ДН.
В равномерных многоэлементных решетках элементарные датчики/излучатели обычно разносят на половину длины волны.
Угол сканирования то же зависит от числа элементов, расстояния между элементами и фазовым набегом, который сможете реализовать силами аппаратуры.

Длинна волны на 250кгц в воде если я не ошибаюсь 1535/250 = 6мм




разве, а я думал всего два уха )



С диаграммой направленности тут проблем нет, она в другом )

Предлагаю - два излучателя с базой, излучаем одновременно импульс 250 кгц шириной 40-100мкс, далее слушаем отраженый сигнал, можно будет анализируя задержки определить нахождение более одного объекта ?

Заглохла что то тема, никому не интересно ?
Скоро железка будет )))

Расставьте 4 уха по квадрату в плоскости, перпендикулярной интересующему направлению. Чем дальше расставите, тем точнее определите объект.

Интересно как разделить "смесь одного сигнала но с разными фазами" на составляющие.
Например AdobeAudition может показывать для звукового многочастотного стерео сигнала - его распределение слева/справо.
Как он это делает - безумно интересно.

Здесь вот советовали - возьмите 2..4 уха. Взял. Что с сигналами делать?

Взялись за ухи? Теперь можете определить, справа или слева приходит звук. По разности фаз, силы сигнала, спектров. А вот спереди или сзади - не сможете.

AdobeAudition может и сзади.

А я не могу по разности фаз если излучается не импульс - т.к. смешивается несколько фаз в одну.

Просто непонятно что с этой "ромашкой" делать?
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
ДН конечно отличается от круговой, но толку в ней думаю маловато

Это чего такое ?

Почитал про летучих мышей, эти собаки работают на тех же принципах что и все - есть с частотной модуляцией, есть комбинация импульсов с постоянной частотой а по краям ЛЧМ, те краями определяют удаленность а на постоянной частоте скорость по доплеру.
Причем чем ближе к жертве тем частота импульсов возрастает и иногда меняется их характер.
Вот вдруг кому интересно http://www.animalsbb.ru/zgz/zgz6_3_1.htm


Еще раз вопрос - можно ли с помощью двух излучателе/приемников с базой определить несколько объектов ( в пределах углов излучения) при однократном облучении.

Это диаграмма направленности двух излучателей (по "озвученным" Вами условиям), работающих на длине волны 6,14 мм и разнесенных на дистанцию 300 мм (практически 50 длин волн). При этом, в данной "решетке" нет управления по фазе, да оно и бессмысленно с учетом того, что в направлении нормали к решетке шаг максимумов чуть больше одного градуса.

Несколько объектов определить можно, при условии что они имеют разное удаление от места установки решетки. А вот направление на них - практически нет, т.к. нет одного явно выраженного максимума и слишком малое угловое расстояние между лучами ДН.

в случае если объекты с разным удалением от приёмника, то с одним излучателем и двумя (на поскости, тремя для 3Д) приёмниками по разности фаз определяется направление.
а разные объекты за счёт разного удаления будут разнесены по времени.
но с двумя приёмниками можно определить направление только на один объект на заданном удалении, если их будет два разность фаз покажет некое среднее направление.

Какая то у вас неправильная диаграмма, угол излучения излучателя одного = арксинус( длинна волны/диаметр излучателя) примерно при 250 кгц и диаметре 20мм 12 градусов.
У меня как то так получилось (см рисунок)




Интересно что покажет такой локатор если объект протяженный, стенка например )

При выполнении определенных условий, среди которых формирование главного лепестка.
В условиях обозначенных в начале темы, было сказано, что расстояние между двумя элементами 30 см, длина волны порядка 6 мм.
При таких условиях количество лепестков слишком велико для получения углового разделения нескольких целей. К тому же практически все лепестки являются главными.
Внесение фазовых задержек в эхо-сигнал приведет к тому, что сканирование будет осуществляться в интервалах между двумя лепестками, т.е. в пределах полутора градусов в направлении нормали.
Для увеличения угла сканирования разрешения целей, при сохранении числа элементов равных двум, необходимо уменьшать базу - другого пути просто нет.
Уменьшение базы до длины волны приведет к образованию четырех максимумов, отстоящих друг от друга на 90 градусов.
Дальнейшее уменьшение базы до полуволны сократит число главных лепестков до двух, позволяя при этом получать угол сканирования цели в 90 градусов (+/-45 от нормали).
Тогда можно будет определять направление прихода эхо-сигнала "гадая" с передней или задней полуокружности принят сигнал (если нет экранов).

30 см не самоцель, хоть ноль см, просто думалось что чем больше база тем лучше будет разрешение по углу, тк если сдвинуть излучатели вплотную то на них будет приходит одна и та же фаза.
Гадать с какой стороны тоже не нужно, тк обычно тыловая часть излучателей экранируется воздухом и туда сигнал не идет.
Да и лепестки нам не нужны вообще, нам нужна плоская волна, смысл не в том чтобы сканировать а в том чтобы принимать сигнал с разной фазой(временем прихода),
лучше всего вообще один сферический излучатель, который формирует один импульс, а затем два разнесенных уже его принимают.

Плоская волна на Ваших частотах будет примерно с дистанций 10-15 м.
Про гадания, это я образно - в равномерных решетках буксируемых за кораблями для снятия неопределенности чуть меняют курс.
А какими средствами планируете делать фазовый сдвиг?
UPD. Забыл сразу написать. Для случая, когда число элементов 2 и расстояние полволны, ширина ДН (на уровне минус 3 дБ) будет почти 60 градусов. Если этот факт не устраивает и необходимо меньшее угловое разрешение, то понадобится увеличить число элементов. Для справки приведу оценки ширины ДН в зависимости от числа элементов при отсутствии фазового сдвига:
2:59,9 3:36,1 4:26,3 5:20,7 6:17,1 7:14,7 8:12,7 9:11,3 10:10,1 11:9,3 12:8,5 13:7,9 14:7,3 15:6,7 16:6,3.
При сканировании ширина ДН будет увеличиваться.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Я не пойму, может у нас есть некоторое недопонимание ?
Где фазовый сдвиг ?
При излучении никаких фазовых сдвигов не планируется, на оба излучателя (или на один сферический) подается сигнал в одной фазе ,
а вот при приеме уже анализируется фазовый сдвиг (или задержка там как получиться) и уже по этой инфе вычисляется угол и расстояние.
Я так понимаю вояки так и делают, излучают один раз во все стороны а потом многоэлементной антенной принимают, но у них бабла много и соот элементов тоже, а тут всего два от силы.
При приеме определение фазы идет на уровне мк, так не сложно я думаю, тк генерация сигнала идет напрямую с мк.

Угол на цель вычислится с большой ошибкой - ДН у двух элементной АР широкая.

Я так понимаю точность угла зависит напрямую от базы, чем больше база тем точнее угол, угол вычислять по задержке а не по фазе,
методом триангуляции.

Не совсем так. Угол зависит от числа элементов и базы. Выше я привел Вам график зависимости ширины ДН от числа элементов, при условии что расстояние между соседними составляет половину длины волны.
Еще ранее написал, что увеличение межэлементного расстояния приводит к образованию дополнительных максимумов.
Вот примеры ДН из двух элементов, и расстояниями между ними 1; 1,5; 2 ; 2,5 и 3 длины волны (графики в прямоугольной системе координат, соответствуют одной полуокружности, вторая будет симметрична).
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Не пойму, при чем тут диаграмма направленности ?
Давайте ближе к физике явления перенесемся ?
Вот на рисунке, имеем два приемника 1 и 2 с базой D и мат точку Т, которая после облучения начинает излучать,
путь до сенсоров t1 t2, в каком месте тут применяется ваша ДН ?

Теория АФАР неумолима. Элементы должны быть полволны или ближе. Элементов для нормальной работы надо много. В современных локаторах, способных делать картографирование, элементов сотни или даже тысячи. Два элемента дадут общее представление о глубине.

ДН характеризует уровень суммарного сигнала группы приемных элементов в зависимости от направления приема.

Если из длинного пути (t2) вычесть короткий (t1), то останется отрезок dt - характеризующий запаздывание сигнала на второй элемент.
Длина этого отрезка будет определяться как D*sin(tetha), где tetha - угол на цель (источник).
Разность фаз между приемниками будет phi=2*pi*D*sin(tetha)/lambda.
В тех случаях когда разность фаз будет близка к n*360 получим усиление сигнала, а если разность будет близка к n*360+180 - ослабление.
Проходя по окружности вокруг Ваших элементов и определяя где уровень возрастает, а где убывает мы и получим ДН.
Для надежного выявления направлений на источник эха между собой нужно что бы имелся достаточно глубокий провал в ДН. Обычно в качестве порога берут уменьшение сигнала в 2 раза по мощности, что соответствует уровню минус 3 дБ. Если на ДН выявить участки где суммарный сигнал выше этого порога и определить их угловую протяженность, то получим величину называемую шириной главного лепестка. При попадании цели в этот угловой отрезок, достоверно вычислить "истинное" направление на цель можно только на бумаге. В реальности - потонете в бесконечных ошибках и скачках вызванных неточностью самих измерительных приборов и зашумленностью сигналов.

Так, насколько я понял, Вы имеет в виду что, грубо, задержка будет определятся с точностью до длинны волны ?
Если просто определять по приходу фронта компаратором.
Тогда если длинна волны 6мм, база 300мм, то угол ошибки = арксинус 6/300 = 1,14 градусов не так плохо по моему
На 100 метров это будет давать ошибку определения d = tan(1.14)*100 ~ 1.7m
если не напутал...

Задержка между сигналами может быть и больше длины волны, но в этом случае, создаваемая антенная решетка (а именно ее Вы пытаетесь тут реализовать!) будет иметь много лепестков.
Чем больше лепестков - тем неопределеннее направление прихода эхо-сигнала.

Если нет возможности увеличивать количество элементов, но при этом у самих элементов не круговая ДН - поставьте как предлагали в начале на малом расстоянии для получения равносигнальной зоны. Получите подобие пеленгатора и сможете относительно точно определять угол на цель (одну!).

Насколько я понимаю можно пеленговать и больше целей, если они разнесены на расстояние больше длины импульса.
а использую лчм можно сжать импульс без потери мощности.
Кстати, как можно генерировать лчм в гидроакустике ? Обычно используют резонанс керамики, при лчм я так понимаю кпд излучателя катастрофически падает или есть какие то методы излучения /приема ?

А как же тогда GPS работает? Антенн мало, ненаправленные, сильно разнесены и всё определяется.

Так там и определяется с точность до длинны волны, если 1575мгц то получим точность 19 см, ну если долго-долго округлять можно и выше )

Есть разрешение по дистанции, а есть по углу. Путать их в одну кучу не надо.
То о чем Вы написали - разрешение по дистанции и эта величина равна половине пути который пройдет сигнал в среде.

Тонкостей формирования "водных" сигналов не знаю (локаторжник по образованию).

Мне кажется Вы путаете - в позиционировании используется ненаправленная антенна и обработка идет принимаемых в определяемой точке сигналов запаздывания группы псп друг относительно друга.
Тут же задача локации - излучить сигнал, принять его отражение от цели/целей и найти дистанцию и направление/ния прихода эхо-сигналов.

Топикстартер, как водится, ничего толком не сформулировал, но вот на его рисунке с точкой с позиционированием никакой разницы.

Кстати если добавить третий приемник и разместить все Т образно получим 3D локацию )

Чую тут проблемы с двумерной локацией (подозреваю начальник или доцент сгенерировали идею и поручили программисту со словами "компьютер всё посчитает!". Причем доцент-начальник равноудален и от радиолокации, и от гидроакустики)
Но уже замах на трехмерную.
Так и тянет попросить не ограничивать фантазию и переходить в параллельные пространства.

Все ваши предположения не верны.