Воронин В.А., Казакова Е.А. «Исследование излучения акустических сигналов в воздушной среде параметрической антенной с амплитудно-модулированным сигналом накачки» Известия Южного федерального университета. Технические науки, № 6, с. 18-26 (2018)

Обсуждаются особенности излучения акустических сигналов в воздушной среде параметрической излучающей антенной. Приведены методы формирования взаимодействующих в нелинейной среде волн и выявлены их преимущества и недостатки. Для построения системы передачи речевой информации узким звуковым пучком предложено использовать параметрическую антенну с амплитудно-модулированным сигналом накачки. Для реализации в воздушной среде параметрической антенны предлагается в качестве преобразователей в антенне накачки использовать высокочувствительные громкоговорители в режиме излучения. Для равномерного распределения акустической энергии у поверхности антенны накачки предлагается использовать акустические рупоры. При расчете параметров нелинейного взаимодействия акустических волн используются паспортные данные выбранных громкоговорителей. Выведено выражение для расчета коэффициента амплитудной модуляции для выбранного диапазона разностных частот. Показано влияние коэффициента амплитудной модуляции на уровень генерации вторичных акустических волн в пространстве. Приведены результаты расчета осевого распределения звукового давления на различных разностных частотах. Рассчитана характеристика направленности антенны накачки. Теоретические расчеты подтверждены экспериментально измеренными характеристиками направленности антенны накачки в воздушной среде на разных частотах накачки. Даются рекомендации по использованию параметрической антенны для передачи речи в воздушной среде.

Кириченко И.А. «Влияние выхода из строя элементов антенны накачки параметрического профилографа на коэффициент осевой концентрации» Известия Южного федерального университета. Технические науки, № 6, с. 52-60 (2018)

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 при увеличении числа вышедших из строя элементов антенной решетки.

Гривцов В.В. «Исследования фазовых распределений в сферически сходящейся звуковой волне параметрической антенны» Известия Южного федерального университета. Технические науки, № 7, с. 46-55 (2018)

Одно из направлений использования параметрических излучателей звука – проведение гидроакустических измерений. В работе приводятся результаты экспериментальных исследований процессов нелинейного взаимодействия акустических волн для слабовогнутого преобразователя накачки параметрической антенны. Исследованы амплитудные и фазовые характеристики звукового поля фокусирующих преобразователей накачки, использующиеся в параметрических антеннах. Интерес также представляет наличие фокуса, где происходит трансформация волн накачки из сферически сходящихся волн в сферически расходящиеся волны, т.е. фаза колебаний в фокусе изменяется на величину π. Анализ полученных результатов исследований фазовых и амплитудных характеристик фокусирующих параметрических антенн показал, что в дальней зоне взаимодействия пространственные характеристики имеют сходство с характеристиками антенны с выпуклым преобразователем накачки. Однако, фокусирующие параметрические антенны имеют и свои особенности в формировании вторичного излучения – в области фокуса происходит трансформация фазового фронта волн накачки, что вызывает увеличение расстояния формирования сферически расходящейся волны разностной частоты по сравнению с выпуклом излучателем. Рассмотрено для слабовогнутых преобразователей накачки такое явление как "насыщение". Эффект "насыщения" проявляется в том, что при достижении определенного уровня излучения взаимодействующих волн накачки заметная часть энергии идет на генерацию новых спектральных составляющих, в частности, вторую гармонику разностной частоты. К основному результату выполненных экспериментальных исследований следует отнести вывод о формировании параметрическими излучающими антеннами акустического поля с однородной фазовой структурой во всей области взаимодействия волн накачки. Определены основные закономерности его формирования. Равномерные фазовые характеристики параметрической антенны с фокусирующим преобразователем накачки, широкополосность, отсутствие бокового излучения, малогабаритность и другие достоинства успешно могут реализоваться в измерительных параметрических излучателях при проведении гидроакустических измерений.

Пожалостин А.А., Седов А.С. «Об одной модели возбуждения параметрических поперечных колебаний жидкости в цилиндре» Естественные и технические науки, № 12, с. 14-19 (2018)

Рассмотрена гидравлическая система, состоящая из жёсткой цилиндрической полости с упругим дном, заполненной идеальной несжимаемой жидкостью. Применён механический аналог колебаний системы в виде линейного осциллятора. Показана возможность возникновения в описанной системе параметрического резонанса для поперечных колебаний свободной поверхности жидкости.