Статья

Название статьи ВЛИЯНИЕ ВЫХОДА ИЗ СТРОЯ ЭЛЕМЕНТОВ АНТЕННЫ НАКАЧКИ ПАРАМЕТРИЧЕСКОГО ПРОФИЛОГРАФА НА КОЭФФИЦИЕНТ ОСЕВОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ
Автор И. А. Кириченко
Рубрика РАЗДЕЛ I. МЕТОДЫ И СРЕДСТВА АКУСТИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА
Месяц, год 06, 2018
Индекс УДК 534.232
DOI
Аннотация Рассмотрена задача по оценке влияния выхода из строя элементов антенны накачки параметрического профилографа на коэффициент осевой концентрации. Известно, что гидроакустические методы исследования морского дна в условиях прибрежного океана представляют сложную задачу, для решения которой применяют различные подходы к построению систем, основанные на моно-, би- или мультистатической конфигурации гидролокатора, использовании многочастотных и широкополосных акустических систем. Перспективным инструментом для решения задач, связанных с исследованием донных структур прибрежного океана, являются параметрические гидроакустические профилографы, которые в диапазоне значений волны разностной частоты 1–10 кГц обладают преимуществом проникновения в донные структуры. Расширение функциональных возможностей параметрических профилографов возможно за счет использования синтезированных апертур гидроакустических антенн. Для параметрической гидроакустической системы со сканированием пространства наиболее перспективной является двумерная антенная решетка, которая излучает две акустические волны на частотах накачки. В результате нелинейного взаимодействия акустических волн с частотами накачки в водной среде формируется волна разностной частоты. В качестве модели антенны накачки параметрического профилографа рассмотрена синтезированная апертура, выполненная в виде двух вложенных решеток, состоящих из 256 ячеек с элементами, расположенными в шахматном порядке. В качестве оценки изменения направленных свойств антенны накачки используется и коэффициент осевой концентрации, характеризующий абсолютное значение интенсивности излучения. Рассмотрены случаи выхода из строя 8, 16, 32, 64 и 128 элементов антенны. Полученные для рассматриваемой модели антенны накачки параметрического профилографа зависимости коэффициента осевой концентрации от угла компенсации при сканировании в одной и двух плоскостях показали, что при уменьшении числа работающих элементов антенны уменьшается излучаемая мощность пропорционально числу вышедших из строя элементов, растет уровень боковых лепестков и искажается боковое поле, что приводит к уменьшению коэффициента осевой концентрации пр и увеличении числа вышедших из строя элементов антенной решетки.

Скачать в PDF

Ключевые слова Параметрический профилограф; гидроакустическая антенна; ультразвуковой преобразователь; отказ элемента антенны; коэффициент осевой концентрации.
Библиографический список 1. Rudnik P. Small signal detection in the DIMUS array // J. Acoust. Soc. Am. – 1960. – Vol. 32, No. 7. – Р. 871-877.
2. Korneliussen R.J. Measurement and removal of echo integration noise // ICES Journal of Marine Science. – 2000. – No. 57. – Р. 1204-1217.
3. MacLennan D.N. Acoustical measurement of fish abundance // J. Acoust. Soc. Am. – 1990. – Vol. 87, No. 1. – Р. 1-15.
4. Maguer A., Fox W. L.J., Schmidt H., Pouliquen E., Bovio E. Mechanisms for subcritical penetration into a sandy bottom: Experimental and modeling results // J. Acoust. Soc. Am. – 2000. – Vol. 107, No. 3. – Р. 1215-1225.
5. Greaves R.J., Stephen R.A. The influence of large–scale seafloor and average bottom sound speed on low-grazing–angle monostatic acoustic scattering // J. Acoust. Soc. Am. – 2003.– Vol. 113, No. 5. – Р. 2548-2561.
6. Furusaw M. Designing quantitative echo sounder // J. Acoust. Soc. Am. – 1991. – Vol. 90, No. 1. – Р. 26-36.
7. Кириченко И.А., Старченко И.Б., Сахаров В.Л., Голосов П.С. Адаптивное управление гидроакустическими системами // Прикаспийский журнал: управление и высокие технологии. – 2013. – № 3. – С. 26-33.
8. Кириченко И.А., Старченко И.Б. Адаптивные гидроакустические средства: состояние и перспективы развития // Известия ЮФУ. Технические науки. – 2013. – № 9 (146). – С. 20-24.
9. Гончар А.И., Федосеенков С.Г., Шундель А.И. Аспекты технологии автоматизированной дистанционной профильной грунтовой съемки морского дна // Гидроакустический журнал (Проблемы, методы и средства изучения Мирового океана). – 2011. – № 8. – С. 63-67.
10. Marszal J. Digital signal processing applied to the modernization of Polish Navy sonars // Polish maritime research. – 2014. – Vol. 21, No. 2. – Р. 65-75.
11. Римский-Корсаков Н.А., Руссак Ю.С., Тихонова Н.Ф. Методические основы формирования аппаратурно-программных комплексов для подводных исследований гидролокационными методами // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2018. – № 5. – С. 287-293.
12. 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. – № 4. – URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/ n4p2y2015/3476 (дата обращения 15.12.2018).
13. Гринюк А.В., Кравченко В.Н., Трофимов А.Т., Трусова О.И., Тихомиров М.М., Хилько А.А., Малеханов А.И., Коваленко В.В., Хилько А.И. Высокочастотное акустическое наблюдение неоднородностей в мелком море с неровным дном в присутствии сильной реверберации // Акустический журнал. – 2011. – Т. 57, № 5. – С. 642-648.
14. Coraluppi S. Multistatic sonar localization // IEEE J. Ocean. Eng. – 2006. – Vol. 31, No. 4.– Р. 964-974.
15. Воронин В.А., Тарасов С.П., Тимошенко В.И. Гидроакустические параметрические системы. – Ростов-на-Дону: Ростиздат, 2004. – 400 с.
16. Starchenko I., Kirichenko I. Investigation of fluctuations of difference frequency wave sound field of parametric array in non-stationary medium // Forum Acusticum Budapest 2005: 4th European Congress on Acustics. – 2005. – Р. 1415-1420.
17. Edwards J.R., Schmidt H., LePage K. Bistatic synthetic aperture target detection and imaging with an AUV // IEEE Journal of oceanic engineering. – 2001. – Vol. 26, No. 4. – Р. 690-699.
18. Schmidt H., Lee J. Physics of 3-d scattering from rippled seabeds and buried targets in shallow water // J. Acoust. Soc. Am. – 1999. – Vol. 105, No. 3. – Р. 1605-1622.
19. Кириченко И.А., Раскита М.Н. Влияние конструкции преобразователя накачки на характеристику направленности параметрической антенны // Известия ТРТУ. – 2004.– № 5 (40). – С. 43-46.
20. Смарышев М.Д. Направленность гидроакустических антенн. – Л.: Судостроение, 1973. – 275 с.
21. Самойлов Л.К. Электронное управление характеристиками направленности антенн. – Л.: Судостроение, 1987. – 280 c.
22. Кириченко И.А., Пивнев П.П. Управление направленными свойствами акустических антенн для дистанционного зондирования шельфа океана // Известия ЮФУ. Технические науки. – 2011. – № 9 (122). – С. 67-72.
23. Guney K., Durmus A., Basbug S. Antenna array synthesis and failure correction using differential search algorithm // International Journal of Antennas and Propagation. – 2014. – Vol. 2014.– URL: http://dx.doi.org/10.1155/2014/276754 (дата обращения 15.12.2018).

Comments are closed.