ПАРАМЕТРИЧЕСКАЯ ИЗЛУЧАЮЩАЯ АНТЕННА С МНОГОКОМПОНЕНТНЫМ СИГНАЛОМ НАКАЧКИ ДЛЯ ГИДРОАКУСТИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА МЕЛКОВОДНЫХ ВОДОЕМОВ
Автор: Е. В. Волощенко
Журнал: Научное приборостроение @nauchnoe-priborostroenie
Рубрика: Разработка приборов и систем
Статья в выпуске: 2, 2024 года.
Бесплатный доступ
В статье 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.
Параметрическая излучающая антенна, гидроакустический мониторинг
Короткий адрес: https://sciup.org/142240261
IDR: 142240261 | УДК: 551.46.086; 534.222.2
THE MULTI-COMPONENT PUMP SIGNAL’S PARAMETRIC TRANSMITTING ANTENNA FOR SHALLOW WATER HYDROACOUSTIC MONITORING
The possibility of the operational characteristics changing for the multicomponent pump signal’s parametric transmitting array (PTA), in particular, to increase the energy potential of the emerging low-frequency signals of multiple frequencies with a constant width of the main lobe of the directivity pattern (DP), is considered. This is achieved by using phased spectral components located in the passband of the emitting electroacoustic transducer as a pumping signal, and the difference in their frequencies determines the composition of the polyharmonic low-frequency signal generated in the aquatic medium. This method of generating PTA makes it possible to increase the efficiency of generating probe signals, specifically in the long-wavelength range, which is important when measuring the parameters of the movement of a layered marine medium. Features of the formation for the difference frequency wave’s (DFW) broadband radiation allow the use of "virtual" PTA in a new ability — as a tool for indirect estimation of the sea surface’s roughness degree for the sea surface when measuring hydroconditions in coastal waters.
Список литературы ПАРАМЕТРИЧЕСКАЯ ИЗЛУЧАЮЩАЯ АНТЕННА С МНОГОКОМПОНЕНТНЫМ СИГНАЛОМ НАКАЧКИ ДЛЯ ГИДРОАКУСТИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА МЕЛКОВОДНЫХ ВОДОЕМОВ
- 1. Заграй Н.П. Нелинейные взаимодействия в слоистых и неоднородных средах. Таганрог: Изд-во ТРТУ, 1998. 433 с.
- 2. Ruffa A.A. High efficiency parametric sonar. Patent No. US 6704247B1. 09.03.2004. URL: https://worldwide.espacenet.com/publicationDetails/originalDocument?CC=US&NR=6704247B1&KC=B1&FT=D&ND=3&date=20040309&DB=&locale=en_EP
- 3. Новиков Б.К., Руденко О.В., Тимошенко В.И. Нелинейная гидроакустика. Л.: Судостроение, 1981. 264 с.
- 4. Infrasonic wave directional emission system and method based on phase-controlled parametric array. Патент КНР CN 113630687 A. 09.11.2021. URL: https://worldwide.espacenet.com/publicationDetails/originalDocument CC=CN&NR=113630687A&KC=A&FT=D&ND=3&date=20211109&DB=&locale=en_EP
- 5. Ruffa A.A. Multiple frequency parametric sonar. Patent US 9523770B1. 20.12.2016. URL: https://worldwide.espacenet.com/publicationDetails/originalDocument?CC=US&NR=9523770B1&KC=B1&FT=D&ND=3&date=20161220&DB=&locale=en_EP
- 6. Parametric transmission for echo sounding and underwater communications involves maximising electroacoustic efficiency of transmission using switched power amplifiers. Patent DE 19931387A1. 01.02.2001. URL: https://worldwide.espacenet.com/publicationDetails/originalDocument?CC=DE&NR=19931387A1&KC=A1&FT=D&ND=3&date=20010201&DB=&locale=en_EP
- 7. Мюир Т.Дж. Нелинейная акустика и ее роль в геофизике морских осадков // Акустика морских осадков/ Пер. с англ. под ред. Ю.Ю. Житковского. М.: Мир, 1977. С. 227–273.
- 8. Воронин В.А., Тарасов С.П., Тимошенко В.И. Гидроакустические параметрические системы. Ростов-наДону: Ростиздат, 2004. 400 с.
- 9. Манассевич В. Синтезаторы частот. Теория и проектирование / Пер. с англ. под ред. А.С. Галина. М.: Связь, 1979. 384 с.
- 10. Voloshchenko V.Yu. et al. Method and Device for Increasing the Efficiency of an Emitting Antenna. Patent US 2022/0123842A1. 21.04.2022. URL: https://worldwide.espacenet.com/publicationDetails/originalDocument?CC=US&NR=2022123842A1&KC=A1&FT=D&ND=3&date=20220421&DB=&locale=en_EP
- 11. Ультразвук. Маленькая энциклопедия / Глав. ред. И.П. Голямина. М.: Сов. Энциклопедия, 1979. 400 с.
- 12. Новиков Б.К., Тимошенко В.И. Параметрические антенны в гидролокации. Л.: Судостроение, 1989. 256 с.
- 13. Кудрявцев В.И. Промысловая гидроакустика и рыболокация. М.: Пищ. пром-сть, 1978. 312 с.
- 14. Garrett G.S., Tjotta J.N., Tjotta S. Nearfield of a large acoustic transducer. Pt. 2. Parametric radiation // J. Acoust. Soc. Amer. 1983. Vol. 74, iss. 3. P. 1013–1020. DOI: 10.1121/1.389933
- 15. Волощенко Е.В., Тарасов С.П. и др. Акустический способ и устройство измерения параметров морского волнения. Патент РФ № RU 2721307C1. 18.05.2020. URL: https://yandex.ru/patents/doc/RU2721307C1_20200518
- 16. Волощенко Е.В., Тарасов С.П. Измерение характеристик морского волнения на основе применения эффектов нелинейной акустики // Акустика среды обитания (АСО-2021): материалы Шестой Всероссийской конф. молодых ученых и спец. М: МГТУ им. Баумана, 2021. С. 70–75. URL: http://mhts.ru/data/ckfiles/files/ASO2021_%D0%A1%D0%B1%D0%BE%D1%80%D0%BD%D0%B8%D0%BA_%D0%90%D0%A1%D0%9E-2021.pdf
- 17. Волощенко В.Ю., Волощенко Е.В. Многочастотный доплеровский способ измерений скорости течений в водной среде. Патент РФ № RU 2795579С1. 05.05.2023. URL: https://patents.google.com/patent/RU2795579C1/ru
