Российский фонд
фундаментальных
исследований

Физический факультет
МГУ им. М.В.Ломоносова
 

07.19 Гидроакустические преобразователи и антенны

 

Железный В.Б., Ивлиев С.В., Островский Д.Б. «Параметрический приемник Зверева–Калачева как устройство для определения и передачи значения звукового давления в воде» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 111-119 (2020)

Исследуются специфика использования параметрического приемника Зверева-Калачева с короткой базой для определения и передачи значения звукового давления на частотах от нескольких сотен герц до нескольких килогерц. При использовании приемника Зверева–Калачева в больших акустических измерительных бассейнах требуется только измерять значения фазовой модуляции тонального сигнала накачки, плотности воды, скорости звука, длины базы и углов поворота базы приемника относительно положения низкочастотного излучателя. Показана возможность применения параметрического приемника Зверева-Калачева в качестве нового устройства передачи значения звукового давления традиционным гидрофонам

Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 111-119 (2020) | Рубрики: 05.08 07.19

 

Родионов А.А., Савельев Н.В. «Синтез планарных разреженных антенных решеток для обнаружения и пеленгации» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 450-453 (2020)

Исследованы возможности неэквидистантных разреженных планарных антенных решеток (АР) для решения задач обнаружения и оценки параметров источников. Для синтеза неэквидистантных АР с желаемыми характеристиками применен предложенный ранее для линейных АР метод, основанный на случайных бросаниях положения элементов при фиксации среднего межэлементного расстояния. Показано, что этот метод позволяет успешно синтезировать и планарные разреженные антенны, для которых при незначительном увеличении отношения «сигнал-шум», характеристики обнаружения сохраняются такими же, что и для эквидистантной антенны. Для количественного описания возможностей планарной разреженной антенной решётки в работе используется ранее предложенная характеристика – вероятность аномальной ошибки и указана методика её расчёта.

Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 450-453 (2020) | Рубрики: 07.15 07.19 12.05

 

Стырикович И.И. «Стержневые армированные пьезопреобразователи гидроакустических комплексов и систем МПО» Труды 9 Всероссийской конференции "Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики». СПбНЦ РАН, 27–29 мая 2008 г., с. 229-232 (2008)

Изобретение относится к области гидроакустики, а именно к конструкциям малогабаритных стержневых армированных пьезокерамических преобразователей, предназначенных для работы в составе многоэлементных антенн гидроакустических приемоизлучающих систем, например, для морского подводного оружия. Гидроакустический преобразователь содержит стержневой блок пьезокерамических элементов, тыльную и переднюю накладки, силовой массивный крепежный опорный элемент, соединенный с этими накладками, причем передняя накладка соединена посредством стержневого элемента, проходящего с зазором внутри цилиндрической части тыльной накладки, а тыльная накладка соединена посредством упругого пружинного конического кольцевого элемента, в зазоры над и под упругим пружинным коническим кольцевым элементом введены вязкоупругие элементы из акустически мягкого материала. Техническим результатом является обеспечение эффективного излучения, снижение воздействия гидростатического давления на пьезокерамический блок элементов и снижение чувствительности к корпусным вибрациям в режиме приема.

Труды 9 Всероссийской конференции "Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики». СПбНЦ РАН, 27–29 мая 2008 г., с. 229-232 (2008) | Рубрика: 07.19

 

Александров В.А., Буянов А.П., Казаков Ю.В. «Мощные генераторы широкополосных сигналов для испытаний гидроакустических излучающих антенн» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 444-449 (2020)

Рассмотрена задача проектирования специализированного усилительного оборудования для испытаний передающих гидроакустических антенн звукового и ультразвукового диапазонов частот. Обоснованы преимущества применения ключевых усилителей мощности с широтно-импульсной модуляцией, обладающих уменьшенными потерями энергии и сниженными габаритными размерами в условиях работы на электрический импеданс гидроакустических преобразователей. Показана целесообразность проектирования ключевых усилителей мощности с многоканальной широтно-импульсной модуляцией для увеличения выходной мощности и улучшения показателей качества усиливаемых сигналов. Представлены результаты проектирования и экспериментальной отработки широкополосных усилителей мощности для испытаний гидроакустических преобразователей различного типа.

Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 444-449 (2020) | Рубрика: 07.19

 

Ковзель Д.Г., Борисов С.В., Гриценко В.А., Медведев И.В., Нечаюк В.Е. «Автономная донная акустическая станция со скалярно-векторным приемником «Краб-19»» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 631-634 (2020)

Модуль датчиков автономной донной станции «Краб-19» содержит 3-осевой электромагнитный приемник колебательной скорости MiniSeisMonitor производства Geospace Technologies, 6-осевой модуль ориентации HMC6343 от Honeywell и приемник акустического давления. Натурные измерения с применением «Краб-19» используются для изучения полей колебательной скорости, формируемых сейсморазведочными источниками на шельфе. Это важно для оценки возможного антропогенного воздействия на виды рыб, встречающихся в районах проведения сейсморазведочных работ, поскольку известно, что ихтиофауна более чувствительна к колебательной скорости, чем к давлению. Ключевые слова: геоакустика, сейсморазведка, скалярно-векторные приемники, акустические измерения

Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 631-634 (2020) | Рубрики: 07.19 14.01

 

Демин А.В., Журенков А.Г., Яковлев В.А., Буданов С.П. «Моделирование характеристик направленности гидрооптического приемника акустических колебаний» Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики, 4, № 3, с. 210-213 (2004)

Определение областей гидроакустики, в которых целесообразно применение оптических приемных элементов, требует выполнения ряда исследований, направленных на разработку принципов их построения и оптимизацию параметров. В работе приводятся результаты анализа характеристик направленности теневых оптико-акустических приемных элементов.

Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики, 4, № 3, с. 210-213 (2004) | Рубрика: 07.19

 

Демин А.В., Журенков А.Г., Яковлев В.А. «Модель оптической трассы для регистраторов гидроакустических волн с учетом турбулентности и взвеси» Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики, 4, № 3, с. 214-218 (2004)

Потенциальные возможности гидроакустических средств в значительной степени определяются характеристиками антенн и, в частности, их приемных элементов. По мере расширения перечня задач, решаемых гидроакустическими средствами, и повышения требований к качеству их решения растут требования и к приемным элементам гидроакустических антенн.

Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики, 4, № 3, с. 214-218 (2004) | Рубрика: 07.19

 

Ефимова М.Е., Плотникова М.Ю., Куликова А.В. «Моделирование и экспериментальное исследование чувствительного элемента волоконно-оптического гидрофона» Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики, 14, № 5, с. 158-163 (2014)

Предложена модель волоконно-оптического чувствительного элемента гидрофона. Конструкция гидрофона содержит податливый сердечник из полимерного материала с регламентированными упругими свойствами, на который намотано оптическое волокно. При моделировании использован встроенный модуль среды Comsol Multiphysics – Acoustic Solid Interaction, позволяющий оценить воздействие акустического поля различной частоты и амплитуды на величину деформации поверхности чувствительного элемента. Предложенная модель позволяет имитировать работу гидрофона в различных средах, материалы и размеры чувствительного элемента выбираются на этапе проектирования с целью обеспечения требуемых эксплуатационных характеристик – частотной характеристики и чувствительности волоконно-оптического гидрофона. Правильность построения модели проверена сопоставлением результатов компьютерного моделирования и экспериментального исследования макета в акустическом бассейне. Макет представлял собой волоконный фазовый интерферометрический гидрофон на брэгговских решетках. Чувствительный элемент выполнен в виде цилиндрического сердечника, на который намотано оптическое волокно. Характеристики сердечника: показатель затухания материала (damping) – 0,1, модуль Юнга сердечника – 6 МПа, коэффициент Пуассона – 0,49. Макет испытан в экспериментальном бассейне, конструкция которого позволяет проводить измерения на частотах выше 3000 Гц при отсутствии переотражений акустического сигнала. Оценка воздействия акустического поля проведена с помощью аттестованного пьезоэлектрического гидрофона: амплитуда акустического поля плоской волны 0,5 и 1 Па, частоты акустического воздействия 3000–8000 Гц. Согласно полученным результатам, чувствительность изготовленного макета составила 0,1 рад/Па на частоте 3000 Гц. Исследования показали, что чувствительность моделируемого волоконнооптического гидрофона будет уменьшаться с ростом частоты гидроакустического воздействия. На частоте 8000 Гц чувствительность снижается до 0,01 рад/Па. Результаты макетных испытаний подтвердили адекватность компьютерной модели, что дает возможность рекомендовать предложенную модель при разработке и исследовании волоконно-оптических гидрофонов.

Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики, 14, № 5, с. 158-163 (2014) | Рубрики: 07.19 07.21

 

Сазонтов А.Г., Смирнов И.П. «Локализация источника в переменном по трассе волноводе с помощью адаптивной антенной решетки» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 653-657 (2020)

Построен адаптивный модовый алгоритм, позволяющий локализовать акустический источник с помощью вертикальной антенной решетки (АР), работающей в условиях неполной информации о пространственной изменчивости волноводного канала распространения. Приведена верификация предложенного метода с использованием экспериментальных данных, полученных в Ладожском озере. Показано, что указанный способ обеспечивает большую устойчивость процедуры оценивания к рассогласованию между истинной и ожидаемой репликой сигнала и в отличие от традиционного способа MUSIC, осуществляющим обработку в пространстве элементов антенны, позволяет корректно решить обратную задачу. Ключевые слова: неточное знание канала распространения, локализация источника, адаптивный алгоритм NM-RARE, экспериментальная апробация.

Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 653-657 (2020) | Рубрики: 04.11 07.01 07.19

 

Кузнецов Г.Н., Кузькин В.М., Пересёлков С.А., Просовецкий Д.Ю. «Интерференционная структура шумового поля движущегося источника в высокочастотном диапазоне» Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 678-681 (2020)

Приведены результаты обработки высокочастотного эксперимента локализации движущегося шумового источника с использованием малогабаритной векторно-скалярной антенны. Использовалась частотно-временная обработка, согласованная с интерференционной картиной, формируемой источником. Восстановлены временные зависимости пеленга, скорости, удаленности и глубины источника. Дано объяснение экспериментальным данным на основе модельной двухлучевой интерферограммы, образованной прямым лучом и лучом, отраженным от свободной поверхности. Ключевые слова: гидроакустика, частотно-временная обработка, интерференционные методы

Труды Всероссийской акустической конференции. Санкт-Петербург. 21–25 сентября 2020 г., с. 678-681 (2020) | Рубрики: 04.11 07.19

 

Михеев М.В., Дейнека И.Г., Плотников М.Ю., Алейник А.С., Шуклин Ф.А. «Частотная и фазовая синхронизация сигналов с массива оптоволоконных гидроакустических датчиков» Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики, 18, № 6, с. 968-975 (2018)

Предмет исследования. Рассмотрена проблема синхронизации сигналов в массивах оптоволоконных гидроакустических датчиков. Показано, что одним из наиболее важных факторов, влияющих на работу датчиков, является уровень собственного шума. Определен допустимый уровень фазового шума, возникающего вследствие работы системы синхронизации. Рассмотрены основные методы синхронизации, проанализирован уровень фазового шума в случае их использования. Метод. Для решения задачи синхронизации сигналов использован метод передискретизации сигналов. Возможность его использования оценивалась средствами математического моделирования в среде MATLAB. Показано, что добавление отсчетов в исследуемый сигнал приводит к значительному росту фазовых искажений. Основные результаты. Выполнена численная оценка воздействия нестабильности частоты тактового генератора на временное расхождение сигналов в случае отсутствия системы синхронизации. При отклонении тактовых частот генераторов на ±2·10–5 расхождение достигает одной секунды через семь часов работы. Было показано, что при добавлении восьми отсчетов в секунду в синхронизируемый сигнал спектральные искажения достигают порядка 100 мкрад/Гц1/2. Предложен аппаратный метод синхронизации, позволяющий увеличить точность синхронизации без искажения спектральной и фазовой характеристик сигнала, реализуемый путем подстройки частот локальных генераторов тактовой частоты с использованием обратной связи. Практическая значимость. Предложены два метода синхронизации, позволяющие с использованием интерфейса Ethernet, согласно стандарту IEEE 802.3, синхронизировать систему датчиков. Аналитически и экспериментально оценена величина фазового дрожания между различными каналами измерительной системы. Методы могут быть использованы в других системах, требующих синхронизации узлов с сохранением масштабируемости и гибкости всей системы.

Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики, 18, № 6, с. 968-975 (2018) | Рубрики: 04.14 07.19