Волощенко Е.В. «Параметрическая излучающая антенна с многокомпонентным сигналом накачки для гидроакустического мониторинга мелководных водоемов» Научное приборостроение, 34, № 2, с. 102-111 (2024)

Рассмотрена возможность изменения эксплуатационных характеристик параметрической излучающей антенны (ПИА) с многокомпонентным сигналом накачки, в частности для повышения энергетического потенциала на формирующихся низкочастотных сигналах кратных частот при неизменной ширине основного лепестка характеристики направленности. Это достигается за счет использования в качестве сигнала накачки фазированных спектральных составляющих, находящихся в полосе пропускания излучающего электроакустического преобразователя, разность частот которых и определяет состав полигармонического низкочастотного сигнала, генерирующегося в водной среде. Данный способ формирования ПИА позволяет увеличить эффективность генерации зондирующих сигналов именно в длинноволновом диапазоне, что актуально при осуществлении измерений параметров движения слоистой морской среды. Особенности формирования широкополосного излучения волн разностной частоты позволяет использовать "бестелесную" ПИА в новом качестве – как инструмент для косвенной оценки степени неровности поверхности моря при проведении измерений гидроусловий на прибрежной акватории.

Кузькин В.М., Пересёлков С.А., Ткаченко С.А., Казначеев И.В. «Интерферометрическая обработка акустической информации с использованием протяженных антенн в диспергирующих средах» Радиоэлектроника. Наносистемы. Информационные технологии, 12, № 4, с. 483-494 (2020)

Представлена теория интерферометрической обработки акустической информации с использованием протяженных антенн в средах с частотной дисперсией. Установлена связь двумерной спектральной плотности двукратного фурье-преобразования интерференционной картины, формируемой движущимся шумовым источником, с апертурой и угловой зависимостью принимаемого поля. Оценены коэффициент усиления, характеристика направленности и помехоустойчивость обработки. В зависимости от входного отношения сигнал/помеха на элементе антенны получено выражение для максимального удаления шумового источника, при котором сохраняется устойчивое обнаружение и оценки пеленга, радиальной скорости, удаления и глубины близки реальным значениям. Приведены и обсуждены результаты численного моделирования.

Бондарева Е.Ю., Чоп Д.А., Безматерных Д.О., Данников А.В., Онищенко К.С. «Применение параметрического гидролокатора для профилирования дна на шельфе и обследования подводных сооружений» Нелинейная акустика-50. Научно-практическая конференция "Нелинейная акустика-50", Таганрог, 17 декабря 2015 г. Сборник трудов, с. 37-45 (2015). 254 с.

Целью работы является исследование частей инженерных сооружений, находящихся под водой, и заиленных объектов. Достижение данной цели возможно благодаря использованию многозадачных гидроакустических систем и комплексов. Одним из наиболее эффективных средств решения данных задач является параметрический гидролокатор. В статье рассмотрена структурная схема данного устройства, а также данные экспериментальных работ по обследованию и контролю подводных частей опор мостов. В заключении приведен анализ экспериментальных данных и возможностей параметрического гидролокатора.

Чоп Д.А., Мищукова М.Е., Обыденная В.А., Бондарева Ж.Д. «Использование параметрических антенн в системах подводного наблюдения для оснащения необитаемых аппаратов» Нелинейная акустика-50. Научно-практическая конференция "Нелинейная акустика-50", Таганрог, 17 декабря 2015 г. Сборник трудов, с. 170-178 (2015). 254 с.

Приводится описание характеристик параметрических антенн, разрабатываемых в Южном федеральном университете на кафедре Электрогидроакустики и медицинской техники и предназначенных для наблюдения подводной обстановки с использованием необитаемых аппаратов. Приводится пример одновременного использования совокупности разрабатываемых параметрических антенн в многофункциональной гидроакустической системе, предназначенной для картографических, промерных, навигационных и поисковых целей.

Тарасов С.П., Пивнев П.П., Воронин В.А., Мищукова М.Е. «Использование параметрических антенн в системах подводной связи для оснащения необитаемых аппаратов» Нелинейная акустика-50. Научно-практическая конференция "Нелинейная акустика-50", Таганрог, 17 декабря 2015 г. Сборник трудов, с. 182-190 (2015). 254 с.

Целью данной работы является решение задач в области экологического, геологоразведческого и инженерного мониторинга объектов, находящихся под водой за счет использования автономных необитаемых подводных аппаратов и систем. В общем контексте рассмотрены характеристики широкополосных параметрических гидроакустических антенн, принцип действия которых основан на использовании эффекта нелинейного взаимодействия акустических волн. Приводятся результаты экспериментальных исследований амплитудно-частотных характеристик широкополосных параметрических антенн.

Тарасов С.П., Пивнев П.П., Воронин В.А. «Низкочастотный параметрический гидролокатор-профилограф для исследования тонкой геологической структуры морского и речного дна» Нелинейная акустика-50. Научно-практическая конференция "Нелинейная акустика-50", Таганрог, 17 декабря 2015 г. Сборник трудов, с. 206-212 (2015). 254 с.

Целью данной работы является проектирование низкочастотного параметрического гидролокатора-профилографа для исследования тонкой геологической структуры морского и речного дна. Представлены результаты расчетов геометрических размеров и основных характеристик антенны и отдельных преобразователей. В заключении приведен анализ результатов экспериментальных исследований модулей антенны.

Волощенко Е.В. «Повышение эффективности гидроакустических средств обнаружения на прибрежной акватории за счет применения нелинейной акустики» Научное приборостроение, 34, № 2, с. 67-76 (2024)

Предложено обеспечивать безопасность прибрежных сооружений за счет проведения многопозиционного мониторинга водного объема акватории охранной зоны с помощью гидроакустических средств, при проектировании антенн которых используют эффекты нелинейной акустики, в частности самовоздействие и взаимодействие ультразвуковых (УЗ) волн накачки. Проведен анализ применения гидроакустических систем активной локации с приемоизлучающими антенными устройствами оригинальной конструкции, которые размещают на дне мелководной акватории и используют для обнаружения надводных и подводных объектов, а также удаленного получения информации о гидроусловиях в различных точках акватории. Представлены расчетные результаты оценки энергетической дальности действия гидроакустической системы активной локации в режиме параметрического излучения и анализ пространственных характеристик макета рассмотренного антенного устройства, которые подтверждают возможность получения заявляемого результата.

Волощенко Е.В. «Перспективы применения для измерения характеристик морского волнения гидроакустических систем с использованием режима параметрического излучения» Научное приборостроение, 34, № 3, с. 37-53 (2024)

Проведен анализ ультразвуковых (УЗ) способов для измерения параметров морского волнения и технических характеристик реализующих их устройств. Основное внимание уделено перспективе использования "бестелесной" параметрической излучающей антенны (ПИА) в новом качестве – как инструмента для косвенной оценки степени неровности поверхности моря при проведении измерений гидроусловий на прибрежной акватории. Выбраны схема и методика измерений, аппаратура измерительной установки, что позволило провести калибровку используемой ПИА в диапазоне генерируемых волн разностной частоты, а также осуществить модельные эксперименты по изучению закономерностей рассеяния УЗ-поля при облучении нескольких акустически мягких пластин-отражателей, имеющих различные параметры синусоидального профиля неровностей. На основе анализа полученных результатов предложен способ измерения параметров взволнованной морской поверхности, например, для режима широкополосного бистатического облучения (излучатель и приемник разнесены в пространстве) УЗ-сигналами со стороны дна. Ключевые слова: параметрическая излучающая антенна, рассеяние УЗ-волн на взволнованной границе раздела вода–воздух

Костеев Д.А., Бритенков А.К., Земнюков Н.Е., Львов А.В., Салин М.Б. «Применение приборов для ретрансляции сигналов при гидроакустических измерениях» Научное приборостроение, 34, № 3, с. 54-63 (2024)

Использование ретрансляторов при проведении гидроакустических экспериментов позволяет повысить точность измерения таких параметров, как скорость движения объекта, его сила рассеяния, потери на распространение. В работе рассмотрено применение ретранслятора со смещением частоты при излучении гидроакустических сигналов в непрерывном режиме. Опробована методика определения скорости движущегося объекта при помощи ретранслятора на основе компактного низкочастотного гидроакустического преобразователя продольно-изгибного типа со сложной формой излучающей оболочки. Показано, что предложенная методика обеспечивает модуляцию сигнала подсветки в реальном времени, а также имитацию сигналов, отражаемых крупными движущимися объектами. Результаты проведенного эксперимента соответствуют предварительным расчетам и подтверждают в рамках предложенной методики возможность использования сигналов большой длительности (в том числе и непрерывных) для акустической диагностики аномалий в морской среде.

Красюков Е.А., Петросьянц В.В., Демьянов Т.Г «Разработка и исследование гидроакустических антенн с электрогидравлическим ударом» Научное приборостроение, 34, № 3, с. 98-105 (2024)

Разработана экспериментальная установка генератора мощных гидроакустических сигналов на основе эффекта электрогидродинамического удара. Экспериментальная установка рассчитана на создание разрядов в жидкости с импульсной мощностью более 10 МВт и частотой следования разрядных импульсов до 30 Гц. Предложены две конструкции гидроакустических антенн с ударным возбуждением в форме двух параллельных пластин и цилиндра. Проведено моделирование процессов распространения ударных волн в этих антеннах. Обоснован выбор цилиндрической конструкции гидроакустической антенны с ударным возбуждением. На основе экспериментальных данных построена диаграмма направленности цилиндрической антенны и предложена ее математическая модель. Найдена зависимость мощности излучения антенны с ударным возбуждением от расстояния. Разработана методика расчета таких антенн. Показана возможность использования гидроакустических антенн с электрогидравлическим ударом в системах дальней подводной связи.

Волощенко Е.В. «Измерение параметров движения взволнованной границы раздела с использованием эффектов нелинейной акустики для прибрежного сегмента общей системы морского мониторинга» Научное приборостроение, 34, № 4, с. 77-89 (2024)

Проведен анализ возможностей и потребностей дистанционного мониторинга шельфа в прибрежном сегменте Глобальной системы наблюдения за океаном (ГСНО) с применением систем и методов измерений рассеяния ультразвуковых (гидроакустика) и электромагнитных (радиолокация) волн морской поверхностью. Основное внимание уделено проектированию технических основ ультразвукового способа мониторинга водоемов, в котором реализованы режимы облучения УЗ-сигналами со стороны дна обследуемой акватории с использованием различных эффектов нелинейной акустики. В рамках возможностей решения обратной задачи рассеяния – определения параметров морской поверхности по характеристикам рассеянных ею сигналов – основное внимание уделено применимости избирательного ("резонансного") механизма обратного рассеяния, соответствующего условию Брэгга–Вульфа. На основе анализа имеющихся результатов предложено расширить возможности способа измерения параметров взволнованной морской поверхности, перспективного к использованию в прибрежном сегменте общей системы морского мониторинга. Ключевые слова: параметрическая излучающая антенна, гидроакустический мониторинг

Пахомов С.А., Филенко М.С., Шостак С.В. «Обработка гидроакустической информации для обеспечения навигационной безопасности необитаемого подводного аппарата» Моря России: от теории к практике океанологических исследований = Seas of Russia: Перспективы использования инновационных технологий и разработок продукции военного и двойного назначения в интересах ВМФ. Владивосток, 23–25 мая 2024 года. Материалы VI Тихоокеанской научно-практической конференции, с. 105-113 (2024)

Рассмотрено построение навигационного гидролокатора автономного необитаемого подводного аппарата на основе линейной антенной решетки дискретным методом, с определением разрешающей способности по пеленгу. Проведено моделирование раздельного приема сигналов на антенной решетке.

Пятакович В.А., Василенко А.М., Алексеев О.А., Кайтан Д.В. «Специальные аналого-цифровые синтезаторы гидроакустических полей морских технических объекто» Моря России: от теории к практике океанологических исследований = Seas of Russia: Перспективы использования инновационных технологий и разработок продукции военного и двойного назначения в интересах ВМФ. Владивосток, 23–25 мая 2024 года. Материалы VI Тихоокеанской научно-практической конференции, с. 114-122 (2024)

Современные достижения в области подводной робототехники позволяют создать высокоэффективные, скрытно действующие технические системы, предназначенные для ведения разведки и боевых действий на океанских и морских театрах. Такие системы получили название – боевые автономные необитаемые подводные аппараты (БАНПА) и представляют собой новое направление в развитии подводных сил и средств. При создании ложной гидроакустической обстановки специальные БАНПА на техническом уровне имитируют классификационные признаки и поведенческие характеристики морских технических объектов (МТО). Анализ спектров шумоизлучения МТО и основных классификационных признаков, по которым противник способен отличить имитатор МТО от реального (боевого экземпляра) показывает, что существует принципиальная возможность синтезировать первичное гидроакустическое поле на уровне шумового портрета конкретного проекта МТО по аналитическим выражениям, описывающим основные составляющие ее шумоизлучения.

Сучков А.Н., Колмаков Р.П., Шамраев С.С. «Концепция повышения помехозащищённости радиоканала передачи информации радиогидроакустической аппаратуры авиационного противолодочного поиска» Моря России: от теории к практике океанологических исследований = Seas of Russia: Перспективы использования инновационных технологий и разработок продукции военного и двойного назначения в интересах ВМФ. Владивосток, 23–25 мая 2024 года. Материалы VI Тихоокеанской научно-практической конференции, с. 170-180 (2024)

Представлена концепция повышения помехозащищённости радиоканала передачи информации за счёт применения цифровых шумоподобных сигналов, характеризующихся высокой помехоустойчивостью и спектральной скрытностью, что в целом позволит повысить боевую эффективность выполнения задач противолодочного поиска.

Тугбаева А.С., Ицков А.Г., Милич В.Н., Широков В.А. «Метод распознавания подводных объектов по отраженным гидроакустическим сигналам» Химическая физика и мезоскопия, 27, № 1, с. 62-74 (2025)

Для решения задач, связанных с обнаружением, координированием и распознаванием подводных объектов, используются методы гидроакустики, как основной способ получения информации о подводной среде. В статье представлены результаты исследования алгоритмов идентификации подводных объектов на основе анализа отраженных от них гидроакустических сигналов. В основе анализа отраженных от подводных объектов сигналов предлагается использовать методы периодограммного анализа, которые позволяют выявить в сигнале основные частотные и временные составляющие, позволяющие различать эти отражения. Рассмотрены алгоритмы, основанные на вычислительной схеме Бюй-Балло и преобразовании Фурье. На основании анализа периодограмм определяются признаки для дальнейшей идентификации подводных объектов по отраженным от них гидроакустическим сигналам с использованием алгоритмов голосования и алгоритмов разделения объектов в евклидовом пространстве признаков. Приведены результаты идентификации тестовых подводных объектов при проведении экспериментов в опытовом бассейне. Ключевые слова: гидроакустика, подводные объекты, эхосигнал, периодограммный анализ, алгоритмы идентификации.

Родионов А.А., Савельев Н.В. «Построение акустических изображений с помощью сверхразрешающих методов с использованием неэквидистантных планарных антенных решеток» Акустический журнал, 71, № 1, с. 58-66 (2025)

Проведены исследования возможности применения планарных неэквидистантных антенных решеток в задачах построения акустических изображений. Такие антенные решетки могут применяться, например, для диагностики различных механизмов с целью определения областей повышенного шумоизлучения. Для определения преимуществ использования неэквидистантных антенн в работе проведено численное моделирование. Приведены сравнения современных классических методов сверхразрешения с одним из новых методов, разработанным в ИПФ РАН. Полученные результаты подтвердились в эксперименте. Результаты работы позволяют сделать вывод, что планарные разреженные неэквидистантные антенные решетки дают возможность уменьшить количество используемых микрофонов или расширить частотный диапазон в задачах выделения источников и разрешения их в пространстве. Ключевые слова: разреженная антенная решетка, акустическое изображение, разрешение источников DOI: 10.31857/S0320791925010075

Пивнев П.П., Воронин В.А., Бондарева Ж.Ю. «Исследование нелинейного взаимодействия волн в средах с растворенными газовыми пузырями» Нелинейная акустика-50. Научно-практическая конференция "Нелинейная акустика-50", Таганрог, 17 декабря 2015 г. Сборник трудов, с. 45-55 (2015). 254 с.

Целью работы является исследование нелинейного взаимодействия волн в средах с растворенными газовыми пузырями. В статье рассматривается нелинейное взаимодействие акустических волн в приповерхностном слое моря, содержащем большое количество растворённого газа и влияние дисперсии на характеристики взаимодействия волн. Анализ результатов показал, что скорость звука зависит от концентрации пузырьков в водной среде и от частоты распространения акустических волн, т.е. в среде присутствует дисперсия.

Кириченко И.А., Котов В.Ю., Лонкин П.В., Слуцкий Д.С. «Влияние конструктивных характеристик на направленность секторных параметрических антенн» Нелинейная акустика-50. Научно-практическая конференция "Нелинейная акустика-50", Таганрог, 17 декабря 2015 г. Сборник трудов, с. 121-131 (2015). 254 с.

Представлены результаты теоретических исследований задачи оценки влияния конструктивных характеристик на этапе проектирования на направленность акустических антенн. Проведена оценка влияния отклонения геометрических размеров и пространственных характеристик конструктивных элементов на характеристику направленности параметрической излучающей антенны секторного обзора. Приведены результаты расчета отклонений характеристики направленности отдельного модуля акустической системы от заданного значения угла раскрыва основания антенны, а также отклонений характеристики направленности модуля акустической системы от отклонения излучающей поверхности от вертикали. Расчеты показали, что отклонения от рассчитанных оптимальных углов раскрыва основания антенны и отклонение поверхности антенны от вертикали приводят к неравномерности основного лепестка характеристики направленности более чем 3 дБ.