Волощенко Е.В., Тарасов С.П. «Измерение характеристик морского волнения на основе применения эффектов нелинейной акустики» Акустика среды обитания. Сборник трудов Шестой Всероссийской конференции молодых ученых и специалистов (АСО-2021). Москва, 21 мая 2021 г., с. 70-74 (2021)

Возможность использования нелинейных эффектов, в частности, режима параметрического излучения в гидроакустике, дает преимущества при проектировании и разработке систем активной локации, в которых реализован метод получения информации, основанный на отражении и рассеянии ультразвуковых (УЗ) волн на границах между различными средами. В докладе проводится анализ использования в режиме параметрического излучения антенного устройства, обеспечивающего УЗ облучение со стороны дна, для дистанционного получения данных о характеристиках взволнованной границы раздела «вода–воздух» в раз-личных точках мелководной акватории, что обусловлено его конструкцией и физическими особенностями протекания нелинейных взаимодействий волн после их рассеяния взволнованной границей раздела «вода-воздух». Представлены расчеты пространственных характеристик макета рассмотренного устройства, которые подтверждают возможность получения заявляемого результата.

Хазан В.Л., Мышкин В.Ф., Хан В.А., Абрамова Е.С., Дворянчиков В.А., Завьялов М.С. «Помехоустойчивый модем для связи с глубоководными аппаратами» Оптика атмосферы и океана, 34, № 12, с. 986_-992 (2021)

Описана работа помехоустойчивого модема для беспроводной дистанционной связи с глубоководными аппаратами с использованием радиосигналов крайне низких частот с квадратурной внутриимпульсной фазовой модуляцией (КВИФМ). В КВИФМ квадратуры сигналов манипулированы взаимно ортогональными бинарными последовательностями, что позволяет одним радиоимпульсом с высокой помехоустойчивостью передавать различные кодовые комбинации, представляющие собой команды управления и связи. Показано, что метод передачи команд управления с использованием сигналов с КВИФМ дает энергетический выигрыш по сравнению с методом передачи информации сигналами с фазовой манипуляцией порядка 3 дБ. Поэтому предельная глубина передачи команд управления на подводные объекты увеличивается до 2 раз.

Щербаков Г.Н., Рычков А.В., Богати С.Р., Фещенко Я.В., Тетеркин А.В. «Использование нелинейных явлений для создания подводных маркеров-отражателей» Приборы, № 6, с. 38-42 (2021)

Проведена оценка предельной дальности обнаружения нового типа подводных маркеров – пассивных нелинейных отражателей, имеющих неограниченное время функционирования, которое обусловлено отсутствием у них источника питания. Обоснован оптимальный диапазон рабочих частот с учетом потерь гидроакустического сигнала в морской воде. Ключевые слова: гидроакустика, подводные маркеры, нелинейность.

Лукашкин В.Г., Вишнеков А.В., Замятин А.В. «Метод передачи и выделения фазовой информации в сильно флуктуирующей среде» Приборы, № 1, с. 15-18 (2022)

Рассмотрен вопрос помехоустойчивой передачи фазовой информации при дальномерных и глубиномерных измерениях в сильно флуктуирующей среде – гидросфере. Известно, что для помехоустойчивой передачи фазы акустического сигнала в такой среде и разрешении неопределенности фазового отсчета из-за сильных флуктуаций необходимо понижать частоту излучения сигнала. Однако при этом существенно увеличиваются геометрические размеры излучателя, так как они должны быть соизмеримы с длиной волны. В рассматриваемой работе предложен способ передачи фазовой информации на двух относительно высоких акустических частотах, незначительно отличающихся друг от друга по своему значению. При этом частоты излучаются в виде импульсных корреляционно связанных посылок, чередующихся во времени. Соответственно, в данном случае фазовые измерения эквивалентны измерениям, проведенным на разностной частоте, которая значительно ниже излучаемых в среду сигналов. Обработка и выделение фазовой информации обеспечиваются двухканальным фазовым измерителем.

Иваненков А.С., Родионов А.А., Савельев Н.В. «Построение акустических изображений с помощью гибких микрофонных антенных решёток с использованием сверхразрешающих методов» Известия высших учебных заведений. Радиофизика, 64, № 7, с. 522-534 (2021)

Рассматривается проблема пространственной локализации набора источников звука с использованием гибких микрофонных антенных решёток. В начале решается задача определения координат микрофонов за счёт использования калибровочных источников звука. Для этого используется оптимизация по неизвестным координатам калибровочных источников и микрофонов целевой функции, представляющей собой норму разницы измеренных и модельных задержек прихода калибровочных сигналов от источников к микрофонам. Представлены результаты моделирования и эксперимента, показавшие приемлемую эффективность предложенного метода калибровки. Для построения акустических изображений были использованы метод MUSIC и метод максимально правдоподобной классификации сигналов МПКС. Первый метод широко известен и применялся ранее для оценки направления прихода плоских волн. Второй метод был предложен недавно; он основан на модели помехи, включающей M источников когерентного поля. Получены результаты локализации акустических источников с помощью численного моделирования, а также с помощью эксперимента в безэховой камере. Было показано, что метод МПКС обладает лучшим пространственным разрешением, чем метод MUSIC.

Щербатюк Д.А. «Алгоритм навигационного обеспечения работы группы АНПАна основе фильтра частиц и разностно-дальномерной гидроакустической системы» Подводные исследования и робототехника, 34, № 4, с. 50-57 (2021)

Использование групповой работы АНПА находит все более широкое распространение, так как открывает возможности для решения новых задач, а также позволяет повысить эффективность выполнения типовых миссий по сравнению с использованием одиночного аппарата. Кроме того, использование групп АНПА обеспечивает более высокую надежность робототехнического комплекса в целом за счет введения некоторого уровня избыточности, позволяющего получать более качественные результаты и добиваться успешного решения поставленной задачи даже в случае возникновения аварийных ситуаций, например, выхода из строя одного или нескольких АНПА. Навигационное обеспечение групповой работы АНПА предполагает одновременное определение координат всех АНПА, входящих в группу. Асинхронная гидроакустическая навигационная система с длинной базой ГАНС ДБ осуществляет поочередное координирование отдельных АНПА и не позволяет решить данную навигационную задачу одновременно для всех аппаратов в группе. Синхронные ГАНС требуют наличия дорогостоящих прецизионных систем времени для обеспечения требуемой точности навигации. В работе рассматривается задача обеспечения навигации групп АНПА при помощи разностно-дальномерной гидроакустической навигационной системы с длинной базой. Представлен алгоритм решения навигационной задачи разностно-дальномерной ГАНС, основанный на использовании фильтра частиц. Приведены полученные с помощью компьютерного моделирования результаты работы алгоритма, подтверждающие его работоспособность и эффективность.