Статья

Название статьи К ВОПРОСУ ПОСТРОЕНИЯ ШИРОКОПОЛОСНЫХ ГИДРОАКУСТИЧЕСКИХ АНТЕНН СИСТЕМ СВЯЗИ И НАБЛЮДЕНИЯ
Автор П. П. Пивнев, С. П. Тарасов, В. А. Воронин
Рубрика РАЗДЕЛ III. МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ДЕФЕКТОСКОПИИ И НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ
Месяц, год 08, 2017
Индекс УДК 621.3721.54; 534.222
DOI 10.23683/2311-3103-2017-8-128-139
Аннотация Обсуждаются особенности построения широкополосных гидроакустических антенн средств подводного наблюдения и гидроакустической связи. Приведено несколько способов расширения полосы пропускания акустических преобразователей и антенн. Представлены результаты исследований, демонстрирующие возможность построения широкополосных антенных систем гидроакустических комплексов связи и наблюдения. Особое внимание уделено рассмотрению возможности построение широкополосных гидроакустических антенных систем, состоящих из разночастотных преобразователей, механически связанных по полю. Представлена 3D модель секторной гидроакустической антенны приема и передачи данных, состоящей из разночастотных преобразователей, механически связанных по полю. Для примера приведены расчеты импедансных характеристик таких антенн. Рассчитана частотная зависимость активной составляющей полного сопротивления антенны. Представлены рассчитанные частотные зависимости активной составляющей полного сопротивления антенны и каналов антенны при различных добротностях элементов антенны. Теоретические расчеты подтверждены экспериментально полученными частотными зависимостями активной составляющей полного сопротивления каналов макета и зависимостями активной составляющей полного сопротивления макета при параллельном соединении каналов. Представлены экспериментально измеренные чувствительности в режиме приема и в режиме излучения макета в диапазоне рабочих частот. Представлена геометрия задачи для расчета сектора антенны с расположенными по дуге элементами. Приведены результаты расчетов и экспериментальных исследований в гидроакустическом бассейне характеристики направленности дуговой антенной решетки. Сделан вывод, что, использование разночастотных преобразователей позволяет не только решить задачу построения широкополосных антенн систем передачи информации для подводного аппарата, но и обеспечить примерно одинаковую направленность антенны в широком диапазоне рабочих частот. В общем контексте рассмотрены характеристики широкополосных параметрических гидроакустических антенн, принцип действия которых основан на использовании эффекта нелинейного взаимодействия акустических волн. Приводятся результаты экспериментальных исследований амплитудно-частотных характеристик и характеристик направленности в диапазоне рабочих (разностных) частот широкополосных параметрических антенн. В качестве примера, предложено использование линейно-частотно-модулированных сигналов в широкополосных параметрических гидроакустических антеннах для создания сигнала с пространственно-частотной зависимостью.

Скачать в PDF

Ключевые слова Широкополосный сигнал; необитаемый подводный аппарат; гидроакустическое наблюдение; гидроакустическая связь; передача информации; параметрическая гидроакустическая антенна.
Библиографический список 1. Митько В.Б., Евтютов А.П., Гущин С.Е. Гидроакустические средства связи и наблюдения. – Л.: Судостроение, 1982. – 200 с.
2. Евтютов А.П,. Колесников А.Е., Корепин Е.А. и др. Справочник по гидроакустике. – Л.: Судостроение, 1988. – 552 с.
3. Касаткин Б.А. К оценке широкополосности низкочастотных цилиндрических пьезопреобразователей // Акустический журнал. – 1983. – Т. 29, № 1. – С. 60-63.
4. Воронин В.А., Пивнев П.П., Тарасов С.П. Построение широкополосных и сверхширокополосных антенн гидроакустических поисковых средств // Труды XI Всероссийской конференции «Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики». – СПб.: Наука, 2012. – С. 108-111.
5. Воронин В.А., Тарасов С.П., Тимошенко В.И. Гидроакустические параметрические системы. – Ростов-на-Дону: Ростиздат. 2004. – 400 с.
6. Пьезокерамические преобразователи. Справочник / под ред. С.И. Пугачева. – Л.: Судостроение, 1984. – 356 с.
7. Новиков Б.К., Руденко О.В., Тимошенко В.И. Нелинейная гидроакустика. – Л.: Судостроение, 1981. – 264 с.
8. Воронин В.А., Кузнецов В.П., Мордвинов Б.Г., Тарасов С.П., Тимошенко В.И. Нелинейные и параметрические процессы в акустике океана. – Ростов-на-Дону: Ростиздат, 2007. – 448 с.
9. Борисов С.А., Тарасов С.П., Филатов К.В. Излучение пространственно частотных сигналов с помощью параметрических антенн // Межвуз. сб. «Теория электрических цепей и сигналов». – Таганрог: ТРТУ, 1994.
10. Филатов К.В. Анализ авто- и взаимокорреляционных свойств пространственно-частотных сигналов // Тезисы докладов Всесоюзной НТК “Теория и техника пространственно-временной обработки сигналов”. – Свердловск, 1989. – С. 74-75.
11. Воронин В.А., Пивнев П.П., Тарасов С.П. Широкополосные гидроакустические антенны систем экологического мониторинга водной среды и придонных осадочных пород // Инженерный вестник Дона. – 2015. – Т. 39, № 4-2 (39). – С. 26.
12. Воронин В.А., Пивнев П.П., Тарасов С.П. Построение широкополосных и сверхширокополосных антенн гидроакустических поисковых средств // Труды XI Всероссийской конференции «Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики». – СПб.: Наука, 2012. – С. 108-111.
13. Евтютов А.П., Митько В.Б. Примеры инженерных расчетов в гидроакустике. – Л.: Судостроение, 1981. – 256 с.
14. Радиолокационные системы специального и гражданского назначения / под ред.
Ю.И. Белого. – М.: Радиотехника, 2011. – 920 с.
15. Радиолокационные системы специального и гражданского назначения / под ред.
Ю.И. Белого. – М.: Изд-во «Радиотехника», 2016. – 888 с.
16. Кириченко И.А., Пивнев П.П. Алгоритм управления направленными свойствами акустических антенн с криволинейной излучающей поверхностью // Известия ЮФУ. Технические науки. – 2012. – № 9 (134). – С. 37-42.
17. Смарышев М.Д. Направленность гидроакустических антенн. – Л.: Судостроение, 1973.
– 275 с.
18. Новиков Б.К., Тимошенко В.И. Параметрические антенны в гидролокации. – Л.: Судостроение, 1990. – 256 c.
19. Бреховских Л.М., Лысанов Ю.П. Теоретические основы акустики океана. – Л.: Гидрометеоиздат, 1982. – 264 c.
20. Воронин В.А., Ходотов А.В., Скнаря А.В., Тарасов С.П., Трусилов В.Т. Использование гидролокатора бокового обзора со сложными сигналами лоя экологического мониторинга дна и инженерных подводных сооружений // Известия ТРТУ. – 2004. – № 5 (40). – С. 80-82.

Comments are closed.