Лосев Г.И. «Разработка алгоритмов и программного обеспечения векторно-фазовой обработки сигналов для пеленгования подвижных объектов шумоизлучения в реальном масштабе времени» Акустический журнал, 71, № 5S, с. 23 (2025)

Актуальной задачей гидроакустики является обнаружение подвижных морских объектов в реальном масштабе времени, что особенно важно для задач мониторинга и контроля акустической обстановки в акваториях. Существующие измерительные системы с векторными приемниками показали свою эффективность в задачах определения параметров подводного шумоизлучения объектов, таких как измерение уровней шума и локализация отдельных источников. Однако использованные в них методы требуют значительного времени на постобработку и для оперативного пеленгования подвижных объектов в реальном времени неприменимы. Сложности в пеленговании вызывает широкий частотный диапазон источников: окружающие шумы, эффекты отражений и доплеровские искажения. Целью работы является разработка алгоритмов и программного обеспечения векторно-фазовой обработки сигналов, обеспечивающих пеленгование подвижных объектов шумоизлучения в реальном масштабе времени. Для повышения точности пеленгования предложены адаптивные алгоритмы, включающие пространственную и адаптивную фильтрацию пространственного распределения потоков акустической мощности. Результаты применения векторных приемников с разработанным программным обеспечением подтвердили перспективность предложенных подходов, что подчеркивает необходимость дальнейших исследований и их внедрения. Ключевые слова: гидроакустика, векторно-фазовые измерения, обработка данных в реальном времени, подвижные объекты, адаптивные алгоритмы

Глебова Г.М., Кузнецов Г.Н. «Помехоустойчивость пеленгования широкополосных источников скалярными и векторно-скалярными антеннами» Акустический журнал, 71, № 6, с. 797-810 (2025)

Выполнено сравнение помехоустойчивости алгоритмов пеленгования локального источника линейными скалярными и векторно-скалярными антеннами при различных способах обработки сигналов от приемников давления и приемников колебательной скорости. Расчеты проведены для эквидистантных антенн с равными апертурами и равными межэлементными расстояниями. Расчетным путем и экспериментально показано, что у векторно-скалярных антенн значительно меньше боковое поле, чем у скалярных антенн, а дополнительный максимум, который формируется только при “косых” углах приема, в 3–5 раз меньше, чем “зеркальный” лепесток у скалярных антенн. Установлено хорошее согласие экспериментальных и расчетных пространственных спектров при всех направлениях на источник. Представлено расчетное и экспериментальное обоснование применения векторно-скалярных антенн для однозначного пеленгования источника шума, том числе при косых углах падения фронта волны, как “на стопе”, так и в режиме буксировки антенны. Показано, что прием сигналов с использованием векторно-скалярных антенн обеспечивает разделение сигналов “по левому и правому борту” и разделение источников, расположенных “в передней и задней полусфере”.

Смоленский Е.В., Цзинвэй И., Вэнь Цзянь Ч., Цзянь Цзюнь Ч. «Моделирование магнитострикционного низкочастотного акустического излучателя для передачи акустического сигнала в сложной ледовой обстановке» Акустический журнал, 71, № 5S, с. 8 (2025)

Исследуется потенциал магнитострикционных материалов на основе TbDyFe для создания активных акустических излучателей, предназначенных для работы в сложных ледовых условиях. Цель работы – разработка и численный анализ модели излучателя, обеспечивающего эффективную передачу акустических сигналов в гетерогенной среде «лед–вода». Методология включает численное моделирование в среде для оценки характеристик излучателя, таких как частотная зависимость, амплитудно-фазовые параметры и пространственное распределение акустического поля. Рассмотрен широкополосный импульсный сигнал на основе кодов Голда и с применением OFDM модуляции. Результаты показывают, что магнитострикционный излучатель демонстрирует высокую эффективность в диапазоне 300–1000 Гц, обеспечивая уровень звукового давления до 140 дБ вблизи ледяного покрова. Выявлено, что наличие льда снижает затухание сигнала на 15–20% по сравнению с подледной передачей, что связано с анизотропией распространения волн. Проведен сравнительный анализ с пьезоэлектрическими аналогами, подтвердивший преимущество магнитострикционных материалов в условиях низких температур. Полученные данные подтверждают перспективность разработки гидроакустических систем на основе TbDyFe для мониторинга арктических акваторий и подледной связи. Ключевые слова: магнитострикционные материалы, ледовая обстановка, коды Голда, низкочастотный акустический излучатель

Зимина К.Д., Бахтин В.К., Дерябин М.С., Касьянов Д.А. «Оптимизация корпуса гидроакустического излучателя, представляющего собой механический трансформатор в виде гофрированной оболочки» Акустический журнал, 71, № 5S, с. 26 (2025)

Представлен подход к проблеме оптимизации корпуса гидроакустического излучателя, который представляет собой механический трансформатор, выполненный в виде гофрированной бочкообразной оболочки. Целью работы является верификация конечно-элементной модели корпуса гидроакустического излучателя (ГИ) и определение оптимальных параметров конструкции для повышения эффективности излучения в водной среде. Проведено экспериментальное исследование вибрационных характеристик оболочек малых размеров, изготовленных из PLA-пластика методом 3D-печати с использованием лазерного виброметра. Результаты экспериментов сопоставлены с результатами численного моделирования. Проанализировано влияние параметров гофрирования оболочки на амплитудно-частотные характеристики излучателя. Полученные результаты в дальнейшем будут использованы для оптимизации конструкций ГИ, непосредственно предназначенных для широкого класса гидроакустических приложений. Ключевые слова: гидроакустический излучатель, гофрированная оболочка, механический трансформатор, конечно-элементное моделирование

Хатамтаев Б.И. «Измерительные гидрофоны серии ГИ7 и исследование их характеристик» Акустический журнал, 71, № 5S, с. 50 (2025)

В настоящее время в Российской Федерации остро стоит вопрос о технологической независимости от импортных средств измерений в различных областях науки. Гидроакустика не стала исключением, в связи с этим во ФГУП «ВНИИФТРИ» были разработаны гидрофоны-аналоги ведущих европейских компаний, таких как «Teledyne RESON A/S» и «Bruel & Kjaer Sound&Vibration Measurement A/S». Для обеспечения импортозамещения гидрофонов был разработан и изготовлен комплект отечественных гидроакустических преобразователей ГИ7. Исследованы характеристики гидрофонов серии ГИ7 и проведен сравнительный анализ с гидрофонами серии TC40 (фирма «Teledyne RESON A/S»). Ключевые слова: гидроакустический преобразователь, чувствительный элемент, диапазон рабочих частот, чувствительность на прием

Машошин А.И., Мельканович В.С. «Исследование аспектов практического применения векторно-скалярного приёмника в режиме шумопеленгования» Подводные исследования и робототехника, № 3, с. 4-14 (2025)

Целью работы является рассмотрение аспектов практического применения комбинированных (векторно-скалярных) приёмников (КП) в распределённых гидроакустических системах подводного наблюдения при их функционировании в режиме шумопеленгования. Оценена помехоустойчивость КП в изотропном поле помех. Осуществлён выбор наиболее информативного частотного диапазона для обнаружения малошумных подводных объектов (МПО). Оценены ширина характеристики направленности КП и среднеквадратическая погрешность пеленгования локального источника при применении алгоритмов пространственной обработки Бартлетта и Кейпона. Приведён алгоритм обнаружения и классификации МПО, основанный на обнаружении и анализе вально-лопастных звукорядов дискретных составляющих в инфразвуковом диапазоне частот. Показано, что этот алгоритм также позволяет обнаруживать МПО при воздействии на вход КП шумов посторонних объектов. Рассмотрен алгоритм обнаружения МПО в звуковом диапазоне частот в условиях воздействия на вход КП мощной локальной помехи, заключающийся в корректировке спектрально-корреляционной матрицы сигналов на выходе приёмных каналов КП путём уменьшения значения её старшего собственного числа.

Трусенкова О.О., Лобанов В.Б., Ладыченко С.Ю., Каплуненко Д.Д., Чанг К.И. «Статистический анализ данных измерений на глубоководной автономной буйковой станции в центральной части Японского моря» Подводные исследования и робототехника, № 3, с. 15-30 (2025)

Выполнен статистический анализ уникальных данных, полученных на глубоководной автономной буйковой станции (АБС), установленной в центральной части Японского моря к северо-востоку от поднятия Ямато на глубине 3375 м в период с 22 апреля 2014 г. по 13 апреля 2015 г. Выводы о динамике вод сделаны по косвенным данным – глубине и наклону приборов, жестко укрепленных на тросе, отклонявшемся от вертикали под воздействием течений. Пространственная картина течений рассматривалась по данным спутниковой альтиметрии и спутниковым изображениям в инфракрасном диапазоне. Масштабы временной изменчивости в термоклине оценены по вейвлет-спектру температуры, а для всей толщи вод - по совместному вейвлет-спектру глубины и температуры. Поведение АБС претерпело резкое изменение через три месяца после постановки. Если в начальный период были характерны слабо выраженные колебания глубины приборов, то 28 июля 2014 г. произошел переход к значительным вертикальным смещениям, по-видимому, связанным с интенсификацией воздействия течений при уменьшении плавучести АБС в придонном слое. Переход сопровождался скачками глубины приборов до 80 м за несколько часов. В дальнейшем происходили согласованные колебания глубины приборов с размахом до 50–100 м, а в конце марта–начале апреля 2015 г. – до 150–250 м. Процессы на масштабах 8–13 сут. протекали в верхнем и глубинном слоях, в основном независимо, а в апреле 2015 г. согласованно, причем 4–7 апреля через точку АБС прошел крупный антициклонический вихрь, затронувший всю толщу вод. В январе 2015 г. наблюдались квазиинерционные колебания вплоть до глубинного слоя, что объясняется сильным ветром в этот период, интенсивным конвективным перемешиванием и воздействием динамических структур синоптического масштаба. Выявлен положительный тренд придонной температуры воды.

Матвиенко Ю.В., Хворостов Ю.А., Каморный А.В. «Экспериментальные исследования работы скалярно-векторного приемника звука в режимах обнаружения и пеленгования источника подводного шума» Подводные исследования и робототехника, № 3, с. 31-39 (2025)

Описан эксперимент в мелководной акватории по приему сигналов движущегося подводного источника шумовых сигналов скалярно-векторным приемником, размещенным на борту стационарной донной станции. Проанализированы отношения сигнал/помеха в векторных и скалярном каналах приемника на различных дальностях источника. Отмечены существенно различные уровни анизотропной помехи в каналах приемника и возможность достижения выигрыша в 6–10 дБ в отношении сигнал/помеха векторным каналом с минимальными значениями действующей анизотропной помехи относительно скалярного канала. Выполнен анализ углового прихода энергии шумоизлучения источника в течение его движения, показана возможность разделения дополнительных объектов шумоизлучения в контролируемой акватории и по угловому положению и составу излучаемого спектра.

Каменев С.И. «Методы и средства измерения кинематических характеристик акустических волноводов» Подводные исследования и робототехника, № 4, с. 77-83 (2025)

Рассматриваются методы и средства измерения кинематических характеристик акустического волновода - таких, как фазовая и групповая скорости, а также инвариант пространственно-частотной структуры акустического поля, предложенный в работах С.Д. Чупрова. В настоящее время активизировались работы по использованию и уточнению последнего применительно к таким задачам гидроакустики, как обнаружение слабых сигналов, оценка расстояния до источника и др. Обсуждаются результаты модельных и натурных экспериментов по оценке кинематических характеристик волновода с помощью таких средств, как акустические интерферометры, вертикальные антенны и векторные приёмники. Технические средства разработаны в отделе технических средств исследования океана ТОИ ДВО РАН.