Анализ акустических параметров антенн фазовых гидролокаторов бокового обзора
Статья посвящена анализу акустических параметров приемно-излучающей антенной системы фазового ГБО, состоящей из двух линеек, разнесенных в вертикальной плоскости. Получены соотношения для статических оценок, как модуль диаграммы направленности каждой линейки, так и фазовых характеристик линеек в пре...
Saved in:
| Published in: | Гідроакустичний журнал (Проблеми, методи та засоби досліджень Світового океану) |
|---|---|
| Date: | 2005 |
| Main Authors: | , , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Науково-технічний центр панорамних акустичних систем НАН України
2005
|
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/19122 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Анализ акустических параметров антенн фазовых гидролокаторов бокового обзора / О.С. Голод, Ю.А. Гончар, Ю.А. Карташов // Гідроакустичний журнал (Проблеми, методи та засоби досліджень Світового океану): Зб. наук. пр. — Запоріжжя: НТЦ ПАС НАН України, 2005. — № 2. — С. 78-91. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859720159510396928 |
|---|---|
| author | Голод, О.С. Гончар, Ю.А. Карташов, Ю.А. |
| author_facet | Голод, О.С. Гончар, Ю.А. Карташов, Ю.А. |
| citation_txt | Анализ акустических параметров антенн фазовых гидролокаторов бокового обзора / О.С. Голод, Ю.А. Гончар, Ю.А. Карташов // Гідроакустичний журнал (Проблеми, методи та засоби досліджень Світового океану): Зб. наук. пр. — Запоріжжя: НТЦ ПАС НАН України, 2005. — № 2. — С. 78-91. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Гідроакустичний журнал (Проблеми, методи та засоби досліджень Світового океану) |
| description | Статья посвящена анализу акустических параметров приемно-излучающей антенной системы фазового ГБО, состоящей из двух линеек, разнесенных в вертикальной плоскости. Получены соотношения для статических оценок, как модуль диаграммы направленности каждой линейки, так и фазовых характеристик линеек в предположении об отсутствии взаимного влияния как отдельных элементов в линейках, так и линеек между собой.
Стаття присвячена аналізу акустичних параметрів приймально-випромінюючої антенної системи фазового ГБО, яке складається з двох лінійок, рознесених в вертикальній площині. Отримані співвідношення для статичних оцінок, як модуль діаграми направленості кожної лінійки, так і фазових характеристик лінійок в уявленні про відсутність взаємного впливу як окремих елементів в лінійках, так і лінійок між собою.
Clause is devoted to the analysis of acoustic parameters by the receiving-radiating aerial of system phase Side Survey Sonar (SSS), consisting from two rulers carried in a vertical plane. The parities(ratio) for static ratings, as the module of the diagram of an orientation of each ruler, and phase characteristics of rulers in the assumption of absence of mutual influence both separate elements in rulers, and rulers among themselves are received.
|
| first_indexed | 2025-12-01T09:39:39Z |
| format | Article |
| fulltext |
Гідроакустичний журнал (Проблеми, методи та засоби досліджень Світового океану), 2005 (№2)
78
УДК 534.232
АНАЛИЗ АКУСТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ АНТЕНН
ФАЗОВЫХ ГИДРОЛОКАТОРОВ БОКОВОГО ОБЗОРА
© О.С. Голод, Ю.А. Гончар, Ю.А. Карташов, 2005
Государственный Северо-Западный технический университет, г. Санкт-Петербург
Институт проблем машиноведения РАН, г. Санкт-Петербург
Стаття присвячена аналізу акустичних параметрів приймально-випромінюючої антенної системи
фазового ГБО, яке складається з двох лінійок, рознесених в вертикальній площині. Отримані співвідношення
для статичних оцінок, як модуль діаграми направленості кожної лінійки, так і фазових характеристик лінійок в
уявленні про відсутність взаємного впливу як окремих елементів в лінійках, так і лінійок між собою.
Статья посвящена анализу акустических параметров приемно-излучающей антенной системы фазового
ГБО, состоящей из двух линеек, разнесенных в вертикальной плоскости. Получены соотношения для
статических оценок, как модуль диаграммы направленности каждой линейки, так и фазовых характеристик
линеек в предположении об отсутствии взаимного влияния как отдельных элементов в линейках, так и линеек
между собой.
Clause is devoted to the analysis of acoustic parameters by the receiving-radiating aerial of system phase Side
Survey Sonar (SSS), consisting from two rulers carried in a vertical plane. The parities(ratio) for static ratings, as the
module of the diagram of an orientation of each ruler, and phase characteristics of rulers in the assumption of absence of
mutual influence both separate elements in rulers, and rulers among themselves are received.
При выполнении анализа будем пренебрегать взаимодействием пьезокерамических
элементов в каждой линейке между собой. В таком случае характеристики направленности
излучающих и приемных антенн одинаковы и поле антенны определяется соотношением
( ) Sd
r
e
S
2
cik
P
S `
ikr `
∫ω
π
ρ−= , (1)
где ( )Sω - распределение колебательной скорости по поверхности антенны;
`r - расстояние от текущей точки на поверхности антенны до точки наблюдения.
λ
π= 2
k , (2)
где k - волновое число;
с - скорость звука в воде;
ρ – плотность воды.
Учитывая в (1) лишь колебания поверхности преобразователей, получим из (1)
( ) n`
ikrN
1n
S n dS
r
e
Sω
2π
ikρk
P
`
n
∑∫
=
−= , (3)
Гідроакустичний журнал (Проблеми, методи та засоби досліджень Світового океану), 2005 (№2)
79
где n - номер преобразователя.
Будем полагать, что имеет место равномерное и одинаковое распределение
колебательной скорости на преобразователях. В таком случае получаем
( ) 0n S ω=ω , (4)
и вместо (3) находим
( ) n`
ikrN
1n
S
0 dS
r
e
S
2
cik
P
`
n
∑∫
=π
ωρ
−= . (5)
Пусть поверхности преобразователя находятся в плоскости ХОУ, причем
геометрический центр антенн совпадает с точкой 0yx == , координаты центра n -го
преобразователя nxx = , координаты точек преобразователя 0y;y;x n =η=ξ+=χ , размеры
сторон преобразователя bh × , координаты точки наблюдения ( 000 z;y;x ). В таком случае
получаем
( ) ( ) ( ) ( )2 2 2 2` 2 2
0 0 0 0 0nr x x y y z x x y zξ η− + − + = − − + − + =
( ) ( )2 2 2 2
0 0 0 0 02 2n nx y z x x x yξ ξ η η= + + − + + + − + =
( ) ( )22 2
0 0 02 2n nR x x y xξ η ξ η= + + − + + + .
(6)
Здесь введено обозначение
2 2 2
0 0 0 0R x +y +z= (7)
- расстояние от центра антенны до точки наблюдения. Будем полагать, что точка наблюдения
находится в дальней зоне антенны. В таком случае можно в знаменателе (5) `r заменить на
0R , в показателе разложить `r с точностью до линейных членов
( ) η−ξ+−≅
0
0
n
0
0
0
`
R
y
x
R
x
Rr . (8)
При этом, получим вместо (5)
Гідроакустичний журнал (Проблеми, методи та засоби досліджень Світового океану), 2005 (№2)
80
0 00 n
0 0 0
b y xxikR 2N -ik x -ik η -ik ξ
R R R0
n=1 b0 - 2
ikρcω e
P=- e × e dη× e dξ=
2π R ∑ ∫ ∫
00 n
0
0 0
xikR N -ik x
R0 0 0
0 0 n=10
0 0
y xb h
sin k × sin k ×
ikρcω R 2 R 2e
=- × ×b ×h × e
y xb h2π R k× × k× ×
R 2 R 2
∑ .
(9)
Учитывая, что в сферической системе координат
0 0
0 0
x =R sin cos ,
y =R sin sin ,
ϕ
ϕ
Θ
Θ
(10)
получим вместо (5)
0
n
ikRN
-ikx sinΘcos0
n=1 0
kb kh
sin sinΘsin sin sinΘcos
ikρcω hb e2 2
P=- × × × e ×
kb kh2π RsinΘsin sinΘcos
2 2
ϕ
ϕ ϕ
ϕ ϕ
∑ . (11)
Очевидно, синусоидальные множители в (11) описывают диаграмму направленности
одного преобразователя, а сумма (деления на число элементов с точностью до фазы) –
диаграмму линейной антенны с точечными преобразователями в точках nxx = . Учитывая,
что в случае эквидистантного расположения преобразователей имеем
( )d1nxx 1n −+= . (12)
Таким образом, получаем
( )1n n
N N
-ik x -d sinΘcos-ikx sinΘcos -ikd sinΘcos
n=1 n=1
e =e × eϕϕ ϕ =∑ ∑
( )1
-ikdNsinΘcos
-ik x -d sinΘcos -ikdsinΘcos
-ikdsinΘcos
1-e
=e × ×e =
1-e
ϕ
ϕ ϕ
ϕ
Гідроакустичний журнал (Проблеми, методи та засоби досліджень Світового океану), 2005 (№2)
81
1
N d
-ikx sinΘcos -ikd sinΘcos +ikd sinΘcos
2 2
kd
sin NsinΘcos
2=e × =
kd
sin sinΘcos
2
ϕ ϕ ϕ
ϕ
ϕ
( )1
d
-ik x + N-1 sinΘcos ×
2
kd
sin NsinΘcos
2=e
kd
sin sinΘcos
2
ϕ
ϕ
ϕ
.
(13)
Тогда получим вместо (11)
0
0
kb kh
sin sinΘsin sin sinΘcos
ikρcω hbN 2 2P=- × × ×
kb kh2πR sinΘsin sinΘcos
2 2
ϕ ϕ
ϕ ϕ
( )0 1
kd
sin NsinΘsin
d2× ×exp ik R - x + N-1 sinΘcos
kd 2Nsin sinΘsin
2
ϕ
ϕ
ϕ
.
(14)
Положим, что распределение колебательных скоростей на преобразователях
равномерное, но различные амплитуды и фазы, т.е. чувствительность преобразователей
имеет некоторый разброс
( ) ni
nn eS Ψω=ω . (15)
Будем также полагать, что положение элементов и их размеры также несколько
различаются. В таком случае вместо выражения (9) получим
h h
0 0 00 n n
0 0 0
h h
b h
x y xikR 2 2N iψ -ik x -1k ×η -ik ×ξ
R R R
n
n=1 b h0 - -2 2
ikρc e
P=- × × ω e × e ×dη× e ×dξ=
2π R ∑ ∫ ∫
0 0 0n n n
00 0 0 0n n
0
x y yh b b
-ik × -ik × -ik ×xikR R 2 R 2 R 2N iψ -ik x
R
n
0 0n=10
0 0
ikρc e e e -e
=- × × ω e × ×
x y2π R -ik -ik
R R
∑ ,
(16)
Гідроакустичний журнал (Проблеми, методи та засоби досліджень Світового океану), 2005 (№2)
82
где
1
n 1 1 2
h
x =x + +l +d +...
2
n-1
n n 1
n-1 1 m
m=1
h h h
+d + = x + d + - , n 2
2 2 2
≥
∑ . (17)
Далее подставим входящие в (16) и (17) случайные величины в виде суммы
математического ожидания величин и некоторой малой случайной добавки ( )nε ,
математическое ожидание которой равно нулю
( )n
0n ωε+ω=ω , (18)
( )n
0n Ψε+Ψ=Ψ , (19)
( )n
hn hh ε+= , (20)
( )n
n ll =l+ε , (21)
( ) ( ) ( )n
h
n
l
n
dn ddd ε+ε+=ε+= , (22)
( )n
bn bb ε+= . (23)
Отметим, что в величину случайных флюктуаций среды ( )n
Ψε входит фазовый набег
звуковой волны за счет случайных отклонений nzk∆ положения рабочей плоскости
преобразователей от плоскости 0z = .
Будем полагать, что разброс параметров рабочих поверхностей преобразователей
достаточно мал, так что имеют место соотношения
1
R
x
k
8
1 2
n
2
0
02 <<σ
, (24)
1
R
y
k
8
1 2
l
2
0
02 <<σ
, (25)
где 2
nσ и 2
lσ - дисперсии h и b ,
Гідроакустичний журнал (Проблеми, методи та засоби досліджень Світового океану), 2005 (№2)
83
( )( )2n
h
2
n ε≅σ , (26)
( )( )2n
b
2
b ε≅σ . (27)
В этом случае «заплывание» нулей диаграммы направленности отдельного
преобразователя, имеющее в горизонтальной и вертикальной плоскости порядок h
0
0
R
x
k σ
и b
0
0
R
н
k σ
, будет малым. Пренебрегая этим эффектом и вынося в (16) из-под знака
суммы множители, описывающие диаграмму направленности отдельного элемента, получим
n
0
0
n0 x
R
x
ikN
1n
n
0
ikR
e
R
e
2
chbik
P
−Ψ
=
⋅ω⋅⋅
π
ρ−= ∑ ( )ϕΘ;Fэ , (28)
где ( )ϕΘ;Fэ - диаграмма направленности элемента.
( )
2
b
R
y
k
2
b
R
y
ksin
2
h
R
x
k
2
h
R
x
ksin
;F
0
0
0
0
0
0
0
0
э
⋅
⋅
⋅
⋅
⋅
=ϕΘ . (29)
Чтобы определить распределение амплитуды давления в пространстве, т.е. величины
P , найдем величину
2
P
( ) n S
2
N
2 iΨ -iΨ* 2
э n S
n;S=10
kρchb
P =PP = F Θ; ω ω e ×
2πR
ϕ
∑
( )
( )
( )
( )
0
n S
0
N N N
2 `
2 n n S n Sx
-ik x -x n=1 n=1 S=1R 2
э
0 0
n S
0
ω + ω × ω ×exp i Ψ -Ψ ×
kρchb
×e = F Θ;
2πR x
×exp -ik x -x
R
ϕ
∑ ∑∑
.
(30)
Штрих у знака суммы по S в (30) означает отсутствие члена hS = .
Гідроакустичний журнал (Проблеми, методи та засоби досліджень Світового океану), 2005 (№2)
84
Найдем математическое ожидание
2
P , полагая, для простоты, распределение
величин ( )nε нормальным. Будем также считать ( )nε с различными знаками и с
одинаковыми значками, но несовпадающими номерами (т.е. принадлежащими различным
преобразователям) статистически независимыми, причем дисперсии будем считать
независимыми от символа, т.е. одинаковыми для всех преобразователей.
Получим из (30)
( )
( )
( )
N N N2
`
n n S n S
2 n=1 n=1 S=1
2
э
0
0
n S
0
ω + ω × ω ×exp i Ψ -Ψ
kρchl
P = F Θ;
2πR
x
exp -ik x -x
R
ϕ
×
×
∑ ∑∑
. (31)
Учитывая (17)-(23), опуская громоздкие преобразования, запишем
( )
2 2
2 2 0 n
2 Ψ 22
2 020
э 2 2 2
0 2 2 0
Ψ2 2
00
x σ 1
1-exp -σ +k +
R 2 Nkρchb ω
P = N F Θ; ×
2πR σω 1 x σ
+ +exp -σ +k n
N R 2ω
ϕ
2 20
d2
0
2 2 2 20 0
d d2 2
0 0
2 20
xd2 -k σ
0 R
x x
-2k σ -k σ
R R 0
0
x
1-exp -2k σ
R
× +2e ×
x
N e -2e ×cosk ×d+1
R
( ) ( )
2
2 2 2 20 0
d d2 2
0 0
2 2 2 20 0
d d2 2
0 0
x x
-2k σ -k σ
R R0 0 0
0 0 0
2x x
-2k σ -k σ
R R 20
0
x x x
e ×cosk N-1 d-2e ×cosk ×Nd+cosk N+1 d
R R R
x
e -2e ×cosk ×d+1 ×N
R
× ×
2
2 2 2 20 0
d d2 2
0 0
x x2 -k σ -2k σ
R R2 20 0
d2
0 0
x x
exp -k Nσ +2e - 1+e ×cosk ×d
R R
1
× .
(32)
Гідроакустичний журнал (Проблеми, методи та засоби досліджень Світового океану), 2005 (№2)
85
Выражение (32) получено для довольно произвольных величин дисперсии
параметров. В случае малых дисперсий следует разложить входящие сюда экспоненты по
степеням дисперсии. Отметим, как видно уже из выражения (32), равенство
( )[ ] ( )
σ−+⋅
ω
σ
+σ−−
π
ωρ
= Ψ
ω
Ψ
2
2
0
2
2
2
0
02
exp
N
1
N
1
exp1N
R2
chbk
P . (33)
Из (33) ясно, что снижение величины главного максимума определяется дисперсией
фазовых флюктуаций эффективной чувствительности преобразователей, т.е. с учетом
дисперсий случайных набегов nzk∆ , а также случайного разброса электронных схем,
обеспечивающих работу каждого преобразователя в случае фазированной антенны.
Из (33) видно также, что если имеет место неравенство
12 >σ Ψ , (34)
то давление на оси будет определяться сложением интенсивности полей преобразователей.
При малых 2
Ψσ имеем из (33)
ω
σ
+
−σ−⋅
π
ωρ
= ω
Ψ 2
0
2
2
2
0
02
NN
1
11N
R2
chbk
P . (35)
Чтобы оценить, как изменяется вид диаграмм при малых величинах dσ , положим в
(32) везде 0dd =σ=σ , кроме множителя
σ− 2
d2
0
2
02 N
R
x
kexp , который мы разложили в ряд
до величин порядка 2
dNσ . В таком случае получим
( )
( )2 2
Ψ Ψ
2
-σ -σω
2
0
2
2 20
0
э 2
0 d 00
2 2
d 00
0
1 σ 1
1-e + × +e ×
N Nω
kρch ω N x dP = F Θ; =sin2k N2πR σ xR 2
× +2 cosk Nd
N Rx d
k N
R 2
ϕ
Гідроакустичний журнал (Проблеми, методи та засоби досліджень Світового океану), 2005 (№2)
86
( )
2
Ψ
2
Ψ
2 2
-σ d 0 ω
22
0 0
2
20 2 0
э
0 -σ 0
2
0
0
σ x σ 1
1-e 1-2 cosk Nd + +
d R Nω
nρchb ω N x d= F Θ; sin k N
2πR R 2
+e ×
x d
k N
R 2
ϕ
(37)
Из (37) видно, что малый разброс размеров секций с дисперсией
2
l
2
h
2
d σ+σ=σ , (38)
удовлетворяющий условию
1N
R
x
k 2
d2
0
2
02 <<σ . (39)
Такой разброс амплитудно-фазовых характеристик преобразователей приводит к
уменьшению давления на оси диаграммы и появлению слабонаправленного «ореола» в
данном поле, накладывающегося на характеристику направленности идеальной антенны в
области главного лепестка отдельного преобразователя. Уровень ореола, как видно из (37),
имеет порядок (по интенсивности)
ϕΘ
σ
−−
ω
σ
− ωσΨ cossinkNdcos
d
211e
N
1
2
2
d
2
0
2
2
(40)
Если же флюктуации фазы достаточно велики, так что неравенство (39) не
выполняется (для углов на краях диаграммы направленности), то искажение диаграммы
будет весьма значительным.
Рассмотрим теперь вопрос о том, флюктуации каких параметров преобразователей
приводят к флюктуации их комплексной чувствительности. Согласно работе [5],
чувствительность преобразователя в виде стержня с продольным пьезоэффектом на
холостом ходу, т.е. зависимость выходного напряжения от падающего давления
определяется соотношением
( )( )
E
33
E
33
0nn
n
S
d
ci
av1a1
z
v1S
⋅
∆ω−
−−
⋅+⋅
σ
=ν
−+
(41)
где
E
33
33
S
d
- действующая пьезопостоянная,
Гідроакустичний журнал (Проблеми, методи та засоби досліджень Світового океану), 2005 (№2)
87
E
33d - пьезомодуль керамики при продольном пьезоэффекте,
E
33S - упругая податливость керамики при E=const для продольного пьезоэффекта,
nc - емкость заторможенного преобразователя площадью.
n
a
a
a
z
z
;
1
1
v
±
±
±
±
± =α
α+
α−
= , (42)
где
n
E
33n Сz ρ= ,
здесь ±
az - сопротивление акустических нагрузок, приложенных к торцам,
az− - тыльная нагрузка,
+
az - нагрузка рабочего торца, равная его сопротивлению,
Е
33С - упругая жесткость при E=const излучения на рабочей частоте.
δ−= nkea , (43)
n
E
33
n
n
n
C
C;
C
k
ρ
=ω= , (44)
nρ - плотность материала керамики.
−+−=∆ vva1 2
0 . (45)
В случае ненагруженного преобразователя (в вакууме) величины ±v обращаются в
ноль и частотозависимый фактор
( )( )( ) iav1a1v1 0∆ω−−+ −+ , (46)
превращается в величину
( )
( ) ( ) ( )2ktg
1
2
kcos
2ksin
e1
e1
a1
a1
a1
a1
n
n
n
i
ik
ik
i
2
2
n
n
δ
ω
=
πω
δ
=
ω
+
−=
ω+
−=
ω−
−
δ
δ
−
−
. (47)
Гідроакустичний журнал (Проблеми, методи та засоби досліджень Світового океану), 2005 (№2)
88
При этом максимальная чувствительность преобразователя имеет место на частоте
антирезонанса и определяется условием
δ
=⇒
π=δ⋅
π
⇒
π=δ
⇒
δ
2
C
f
22C
f2
22
k
2
tgk n
a
n
a
nn . (48)
Выражение (48) справедливо в том случае, когда потери в керамике отсутствуют.
При наличии потерь имеем
( )η−= i1CC `
nn , (49)
где η - коэффициент потерь.
Полагая выполненным неравенство
1<<η , (50)
Получим
( )η−≅ω
i1k
C
k `
n
n
n ,
и вместо (47) находим
` `` `
n nn n
` ` ` `
n n n n
-k δη -k δη` `-ik δ -k δη
n n
`-ik δ -k δη -k δη -k δη`
nn
1-e cosk δ+ie sink δ1 1-e ×e 1
× = × =
iω iω sink δ1+e ×e 1+e cosk δ-ie
( )
( )
` `
n n
` `
n n
2
-k δη -2k δη` 2 `
n n
2
-k δη -2k δη` 2 `
n n
1-e cosk δ +e ×sin k δ1
= ×
ω 1+e cosk δ +e ×sin k δ
` `
n n
` `
n n
-k δη -k δη` `
n n
-k δη -k δη` `
n n
e sink δ e sink δ π
×exp i arctg +arctg -
21-e cosk δ 1+e cosk δ
.
(51)
Частота антирезонанса определится по-прежнему условием
0kcos `
n =δ . (52)
При этом условии фаза в (51) будет равна нулю, но при отличии δ`
nk от π быстро
достигать больших значений порядка
Гідроакустичний журнал (Проблеми, методи та засоби досліджень Світового океану), 2005 (№2)
89
πη
π−δ
−=
δη
π−δ
=∆Ψ
`
n
`
n
`
n k
arctg
k
k
arctg . (53)
Полагая, что
fff a ∆+= , (54)
получим
π∆+π=δ∆π+π=δ
an
`
n f
f
C
f2
k , (55)
и вместо (53)
af
f
arctg
η
∆−≅∆Ψ . (56)
Учитывая, что добротность Q преобразователя определяется соотношением
n
a
f
f1
Q
∆
=
η
= , (57)
где nf∆ - ширина полосы.
Получим вместо (56) изменение фазы
na f
f
arctg
f
f
arctgQ
∆
∆−=∆−≅∆Ψ . (58)
Очевидно, эта формула сохранится и для нагруженного преобразователя. Таким
образом, отличие частоты работы преобразователя на величину 0f∆ за счет разброса
характеристик будет приводить к фазовым флюктуациям чувствительности порядка (58).
Разумеется, на флюктуации фазы будет оказывать влияние и разброс других
параметров, входящих в (41). Но скорость изменения фазы за счет флюктуации 0f∆ будет
максимальна, т.к. вблизи резонанса крутизна фазовой характеристики системы высокой
добротности очень велика.
Согласно ГОСТ-13927-80 для постоянных пьезокерамики, особенно его упругих и
диэлектрических постоянных, допустимо изменение порядка ±20 %. Поэтому разброс
величин, входящих в (41), может быть весьма значительным.
Гідроакустичний журнал (Проблеми, методи та засоби досліджень Світового океану), 2005 (№2)
90
Во всяком случае, как следует из (45) и (58), допустимые флуктуации разброса
резонансных частот преобразователя будут удовлетворять условию
n0 ff ∆<<∆ , (59)
а дисперсия размеров секций условию
Θ
=
Θ
<<σ⇒
Θ
=<<σ
sinkN
N
sinNk
1
Nsink
1
N
R
x
k
1
d22
2
0
2
02
2
d
.
(60)
Так как
Г∆Θ=Θ , (61)
имеем
k kdN
sin sin 1,39
2 2 ГΘ ≅ Θ = . (62)
Таким образом, находим из (60)
d
d N
σ
2,78
<< . (63)
В формулу (41) входит множитель
( ) n
C
33
E
33nn33 CdSCzd n≈ . (64)
Если полагать, что скорость 33
nC в керамике контролируется отбором
преобразователей по антирезонансным частотам, можно сказать, что разброс модуля
чувствительности будет определяться как модулем, входящим в (51), имеющим порядок
πη
=
δη
=
− δη−
2
k
2
e1
2
`
n
k `
n
, (65)
так и множителем
33
33
n
33 d~C
d
ε .
Таким образом, относительная дисперсия модуля чувствительности определяется
выражением
Гідроакустичний журнал (Проблеми, методи та засоби досліджень Світового океану), 2005 (№2)
91
2
33
2
2
33
2
d
2
2
0
2
0
2
3333
d ε
σ
+
σ
+
η
σ
≅
ω
σ εω . (66)
Полагая, согласно ГОСТ,
2
33
2
d
d
33
σ
и
2
33
2
33
ε
σε
порядка 0,2 (20%), получим
22 2
Qω 0
2 2 2
0
σσ σ
+0,08= +0,08
η Qω
≅ . (67)
Из (67) видно, что главную роль во флюктуациях модуля чувствительности элементов
будут играть флюктуации добротности.
Литература
1. Смарышев М.Д., Добровольский Ю.Ю. Гидроакустические антенны: Справочник по расчету
направленных свойств гидроакустических антенн. – Л.: Судостроение, 1984. - 304 с.
2. Боббер Р. Гидроакустические измерения. – М.: Мир, 1974. - 364 с.
3. Майзельс Е.Н., Торгованов В.А. Измерение характеристик рассеяния радиолокационных целей. - М.:
Советское радио, 1972. – 232 с.
4. Шифрин Я.С. Вопросы статистической теории антенн. - М.: Советское радио, 1970. - 384 с.
5. Пьезокерамические преобразователи: Справочник / Под ред. С.И. Пугачева. - Л.: Судостроение,
1984. - 256 с.
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-19122 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1815-8277 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-01T09:39:39Z |
| publishDate | 2005 |
| publisher | Науково-технічний центр панорамних акустичних систем НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Голод, О.С. Гончар, Ю.А. Карташов, Ю.А. 2011-04-20T11:12:27Z 2011-04-20T11:12:27Z 2005 Анализ акустических параметров антенн фазовых гидролокаторов бокового обзора / О.С. Голод, Ю.А. Гончар, Ю.А. Карташов // Гідроакустичний журнал (Проблеми, методи та засоби досліджень Світового океану): Зб. наук. пр. — Запоріжжя: НТЦ ПАС НАН України, 2005. — № 2. — С. 78-91. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. 1815-8277 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/19122 534.232 Статья посвящена анализу акустических параметров приемно-излучающей антенной системы фазового ГБО, состоящей из двух линеек, разнесенных в вертикальной плоскости. Получены соотношения для статических оценок, как модуль диаграммы направленности каждой линейки, так и фазовых характеристик линеек в предположении об отсутствии взаимного влияния как отдельных элементов в линейках, так и линеек между собой. Стаття присвячена аналізу акустичних параметрів приймально-випромінюючої антенної системи фазового ГБО, яке складається з двох лінійок, рознесених в вертикальній площині. Отримані співвідношення для статичних оцінок, як модуль діаграми направленості кожної лінійки, так і фазових характеристик лінійок в уявленні про відсутність взаємного впливу як окремих елементів в лінійках, так і лінійок між собою. Clause is devoted to the analysis of acoustic parameters by the receiving-radiating aerial of system phase Side Survey Sonar (SSS), consisting from two rulers carried in a vertical plane. The parities(ratio) for static ratings, as the module of the diagram of an orientation of each ruler, and phase characteristics of rulers in the assumption of absence of mutual influence both separate elements in rulers, and rulers among themselves are received. ru Науково-технічний центр панорамних акустичних систем НАН України Гідроакустичний журнал (Проблеми, методи та засоби досліджень Світового океану) Анализ акустических параметров антенн фазовых гидролокаторов бокового обзора Аналіз акустичних параметрів антен фазових гідролокаторів бокового огляду Article published earlier |
| spellingShingle | Анализ акустических параметров антенн фазовых гидролокаторов бокового обзора Голод, О.С. Гончар, Ю.А. Карташов, Ю.А. |
| title | Анализ акустических параметров антенн фазовых гидролокаторов бокового обзора |
| title_alt | Аналіз акустичних параметрів антен фазових гідролокаторів бокового огляду |
| title_full | Анализ акустических параметров антенн фазовых гидролокаторов бокового обзора |
| title_fullStr | Анализ акустических параметров антенн фазовых гидролокаторов бокового обзора |
| title_full_unstemmed | Анализ акустических параметров антенн фазовых гидролокаторов бокового обзора |
| title_short | Анализ акустических параметров антенн фазовых гидролокаторов бокового обзора |
| title_sort | анализ акустических параметров антенн фазовых гидролокаторов бокового обзора |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/19122 |
| work_keys_str_mv | AT golodos analizakustičeskihparametrovantennfazovyhgidrolokatorovbokovogoobzora AT gončarûa analizakustičeskihparametrovantennfazovyhgidrolokatorovbokovogoobzora AT kartašovûa analizakustičeskihparametrovantennfazovyhgidrolokatorovbokovogoobzora AT golodos analízakustičnihparametrívantenfazovihgídrolokatorívbokovogooglâdu AT gončarûa analízakustičnihparametrívantenfazovihgídrolokatorívbokovogooglâdu AT kartašovûa analízakustičnihparametrívantenfazovihgídrolokatorívbokovogooglâdu |