Российский фонд
фундаментальных
исследований

Физический факультет
МГУ им. М.В.Ломоносова
 

07.19 Гидроакустические преобразователи и антенны

 

Сазонтов А.Г., Смирнов И.П. «Локализация источника в акустическом волноводе с неточно известными параметрами с использованием адаптивной горизонтальной антенны» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 16-17 (2019). 106 с.

Построен адаптивный модовый алгоритм, позволяющий локализовать источник с использованием горизонтальной антенной решетки (АР), работающей в условиях неполной информации о среде распространения. Предложенный метод оценивания аналогичен алгоритму пониженного ранга, используемому в технике частично калиброванных АР, в котором роль числа подрешеток играет число мод, а вектор амплитудно-фазовой калибровки соответствующих подрешеток заменяется модовым вектором. Важно подчеркнуть, что целевая функция алгоритма не содержит информации о координатах источников, и следовательно, предложенный способ позволяет определить направления источников без знания их местоположения. Представлены результаты статистического моделирования, демонстрирующие вероятности правильной локализации источника в зависимости от входного отношения сигнал/шум. Показано, что указанный алгоритм характеризуется достаточно высокой разрешающей способностью и обеспечивает приемлемое качество локализации источника без использования трудоемкой процедуры одновременного поиска как искомых координат, так и неизвестных параметров волновода. Установлено, что обработка в модовом пространстве обеспечивает большую устойчивость метода к детерминированному рассогласованию, обусловленному неточным знанием геоакустических характеристик донных осадков, по сравнению с традиционной обработкой в пространстве элементов АР.

XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 16-17 (2019). 106 с. | Рубрики: 07.01 07.19

 

Лабутина М.С., Малеханов А.И., Смирнов А.В. «О влиянии размещения элементов вертикальной антенны в океаническом волноводе на эффективность приема многомодового сигнала на фоне модовых помех» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 22-23 (2019). 106 с.

Рассматривается задача пространственной фильтрации многомодового сигнала, представляющего собой совокупность распространяющихся мод океанического волновода со случайными амплитудами, и принимаемого вертикально ориентированной короткой антенной решеткой (АР) на фоне помех, содержащих интенсивную компоненту модового спектра. В качестве характеристики эффективности метода фильтрации определен коэффициент усиления (выигрыш) АР, который зависит не только от параметров сигнала и помехи на её входе (спектр и взаимная корреляция модовых амплитуд, спектр волновых чисел волновода), но также от её параметров (полная длина АР, межэлементное расстояние, положение в волноводе) и выбранного амплитудно-фазового распределения. В работе проведен теоретический анализ и численное моделирование в поиске оптимального выбора параметров АР в предположении взаимно-некоррелированных модовых амплитуд полезного сигнала и помех. Проведено сравнение полученных результатов с эвристическим методом согласованной фильтрации отдельных мод. Показано, что величина коэффициента усиления АР варьируется в широких пределах в зависимости от разрешающей способности АР в модовом пространстве. Ключевые слова: волновод, пространственная обработка, многомодовый сигнал, линейная антенная решетка

XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 22-23 (2019). 106 с. | Рубрики: 07.01 07.19

 

Есипов И.Б., Попов О.Е., Солдатов Г.В. «Сжатие сигнала параметрической антенны в подводном звуковом канале в мелком море» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 3-4 (2019). 106 с.

Обсуждаются результаты экспериментального исследования применения параметрической антенны для возбуждения частотно-модулированным акустическим сигналом подводного звукового канала в мелком море. Акустический сигнал длительностью 1 мсек генерировался параметрической антенной в частотном диапазоне 7–15 кГц. Высокая направленность излучения параметрической антенны обеспечивала одномодовое возбуждение подводного звукового канала в мелком море во всем частотном диапазоне. Показано, что частотно модулированный сигнал меняет свою форму при распространении в волноводе из-за волноводной дисперсии. Экспериментально наблюдалось сжатие частотно модулированного сигнала при распространении в мелком море. Сигнал имел направленность 2° при дальности распространения до 500 толщин волновода. Сжатие широкополосного сигнала в волноводе повышает соотношение между сигналом и шумом, тем самым повышает эффективность акустического зондирования мелкого моря. Обсуждается эффективность применения параметрических антенн для создания виртуальных акустических рубежей в мелком море. Ключевые слова: параметрическая антенна, подводный звуковой канал, волноводная дисперсия

XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 3-4 (2019). 106 с. | Рубрика: 07.19

 

Бритенков А.К., Боголюбов Б.Н., Фарфель В.А., Смирнов С.Ю., Круглов Н.Ю., Кушнерёв Д.Н. «Расчет, конструирование и изготовление электрических эквивалентов мощных низкочастотных гидроакустических преобразователей» Радиотехника, № 5-2, с. 129-136 (2019)

Постановка проблемы: одной из актуальных проблем гидроакустики является создание мощных низкочастотных излучающих комплексов, развивающих давление в сотни тысяч Паскаль на метр в диапазоне частот до 1000 Гц. Гидроакустические излучатели таких комплексов имеют, как правило, большие габаритные размеры (до 3 м), большую массу (до 5 т) и высокую стоимость. Для эффективной работы излучающего комплекса необходимо согласование системы возбуждения и преобразователя. Использование электрических эквивалентов излучателей сокращает стоимость и сроки разработки согласующих устройств, однако накладывает специфические требования на расчет и изготовление эквивалентов мощных излучателей из-за высокой интенсивности излучения. Так, большая индуктивность дросселя электрического эквивалента преобразователя и высокие уровни действующего напряжения осложняет обеспечение электрической прочности и соответствие расчетным характеристикам. Цель: провести расчет и создать алгоритм разработки мощных низкочастотных гидроакустических преобразователей. Результаты: приведенные расчеты и алгоритм разработки позволяют упростить изготовление эквивалента излучателя и снизить его стоимость, сохраняя идентичность параметрам эквивалентной схемы преобразователя. Практическая значимость: приведенная методика может быть успешно использована и для других инженерных приложений радиотехники и гидроакустики, а также для разработки активных электрических эквивалентов и эквивалентов протяженных излучающих систем.

Радиотехника, № 5-2, с. 129-136 (2019) | Рубрика: 07.19

 

Вировлянский А.Л., Дерябин М.С. «Реконструкция поля излучателя звука в свободном пространстве по измерениям его поля в лабораторном бассейне» XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 30 (2019). 106 с.

Показано, что комплексная амплитуда поля излучателя звука в свободном пространстве может быть восстановлена по измерениям поля, возбужденного этим излучателем в области с отражающими границами. Для решения задачи применен метод эквивалентных источников, в рамках которого поле излучателя аппроксимируется суперпозицией полей акустических монополей, расположенных в узлах кубической решетки. Ключевое предположение заключается в том, что один и тот же набор монополей с теми же самыми амплитудами моделирует поле излучателя и в свободном пространстве, и в бассейне с отражающими границами. Амплитуды монополей реконструируются по измерениям поля излучателя в бассейне. Решение этой обратной задачи требует знания функции Грина, то есть поля акустического монополя. Необходимые значения данной функции измеряются с использованием процедуры, которая названа калибровкой бассейна. Она заключается в том, что эталонный акустический монополь поочередно помещается в точки расположения эквивалентных источников и его сигналы, излучаемые из этих точек, регистрируются всеми приемниками. Амплитуды эквивалентных источников подбираются таким образом, чтобы суперпозиция их полей в точках приема наилучшим образом аппроксимировала измеренные в этих точках амплитуды сигналов от излучателя. После этого поле излучателя в свободном пространстве вычисляется с использованием найденных амплитуд эквивалентных источников и известного выражения для функции Грина. Работоспособность предложенного подхода продемонстрирована в лабораторном эксперименте с помощью комплекса автоматизированных акустических измерений. Ключевые слова: излучатель звука, реконструкция поля, метод эквивалентных источников, лабораторный бассейн

XXXII сессия Российского акустического общества, 14–18 октября 2019 г., Москва, с. 30 (2019). 106 с. | Рубрики: 04.11 07.19