RU2029314C1 - Способ определения характеристики направленности гидроакустической антенны - Google Patents
Способ определения характеристики направленности гидроакустической антенны Download PDFInfo
- Publication number
- RU2029314C1 RU2029314C1 SU5062259A RU2029314C1 RU 2029314 C1 RU2029314 C1 RU 2029314C1 SU 5062259 A SU5062259 A SU 5062259A RU 2029314 C1 RU2029314 C1 RU 2029314C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- antenna
- emitter
- hydroacoustic
- sonar
- distance
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Изобретение относится к гидроакустике и может быть использовано для определения характеристики направленности гидроакустических средств измерений в условиях натурального водоема. Сущность изобретения заключается в том, что гидроакустический излучатель с известной характеристикой направленности Kи(α) перемещают прямолинейно в окрестности исследуемой гидроакустической антенны и измеряют одновременно выходной сигнал антенны UL и значения дистанций L между излучателем и антенной. При этом характеристику направленности антенны K (α) определяют из соотношений: где Uт - напряжение на выходе гидроакустической антенны в момент нахождения ее на траверзном расстоянии Lт от излучателя. Достигаемый при реализации способа технический результат заключается в повышении точности определения характеристики направленности гидроакустической антенны. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Изобретение относится к гидроакустике и может быть использовано для определения характеристик направленности гидроакустических антенн.
Известен лабораторный способ определения характеристики направленности гидроакустической антенны, заключающийся в облучении последней под различными углами с помощью гидроакустического излучателя с известной характеристикой направленности Ки ( α) и одновременном измерении величин угла α и напряжения U1 на выходе антенны и определении характеристики направленности исследуемой гидроакустической антенны по результатам проведенных измерений [1].
Согласно аналога гидроакустический излучатель последовательно перемещают в различные точки окружности, в центре которой располагают исследуемое гидроакустическое средство.
Недостатком аналога является ограниченность его применения случаем лабораторных испытаний гидроакустической антенны.
Известен способ определения характеристики направленности гидроакустической антенны в натурных условиях, заключающийся в том, что производят буксировку гидроакустического излучателя с известной характеристикой направленности Ки ( α) вдоль прямолинейной траектории в рабочем пространстве гидроакустической антенны, измеряют расстояние L от гидроакустического излучателя до антенны и выходное напряжение ULгидроакустической антенны, по значениям которых определяют угол α облучения антенны и ее характеристику направленности К (α ) [2].
Недостатком прототипа являются погрешности в определении характеристики направленности гидроакустической антенны, вызванные тем, что расстояние L и выходное напряжение антенны UL измеряются в различные времена, т.е. в прототипе не учитывается изменение выходного сигнала антенны UL с изменением расстояния, которое принимается во внимание только для определения угла облучения антенны.
Кроме того, в прототипе не учитывается пространственный характер характеристики направленности гидроакустической антенны.
Техническим результатом, получаемым при осуществлении изобретения, является повышение точности определения характеристики направленности гидроакустической антенны в натурных условиях.
Это достигается тем, что в известном способе определения характеристики направленности гидроакустической антенны, заключающемся в том, что производят буксировку гидроакустического излучателя с известной характеристикой направленности Ки ( α) вдоль прямолинейной траектории в рабочем пространстве гидроакустической антенны, измеряют расстояние L от гидроакустического излучателя до антенны и выходное напряжение ULгидроакустической антенны, по значениям которых определяют угол α облучения антенны и ее характеристику направленности К ( α), измерение расстояния L и выходного напряжения UL производят одновременно, а характеристику направленности гидроакустической антенны определяют из следующих соотношений:
K(α) = Kи(α); α=arcos (1)
Kи(α) = где Uт - выходное напряжение гидроакустической антенны в момент ее нахождения на траверзном расстоянии Lт от излучателя; Р(α ) - уровень звукового давления, создаваемого излучателем на расстоянии 1 м под углом α к направлению траверза; Р(αт ) - уровень звукового давления в направлении траверза.
K(α) = Kи(α); α=arcos (1)
Kи(α) = где Uт - выходное напряжение гидроакустической антенны в момент ее нахождения на траверзном расстоянии Lт от излучателя; Р(α ) - уровень звукового давления, создаваемого излучателем на расстоянии 1 м под углом α к направлению траверза; Р(αт ) - уровень звукового давления в направлении траверза.
Буксировку гидроакустического излучателя осуществляют с равномерной скоростью, а измерение расстояния L - путем измерения времени перемещения излучателя. При этом используют гидроакустический излучатель с равномерной характеристикой направленности.
На фиг.1 представлена схема реализации способа в натурных условиях; на фиг.2 - диаграмма для пояснения работы способа; на фиг.3 - пример диаграммы направленности гидроакустической антенны, полученной данным способом.
Испытуемая гидроакустическая антенна 1, состоящая из линейки измерительных гидрофонов 2 (фиг.1) расположена, например, на дне 3 водоема 4. Такая антенна предназначена для измерений гидроакустических сигналов в верхней полусфере водной среды, при этом выход антенны 1 соединен кабелем 5 с соответствующей обрабатывающей и регистрирующей аппаратурой 6, расположенной по берегу 7 водоема 4 или в другом любом месте (буе, плавущей станции, на судне и т.п.).
Имеется гидроакустический излучатель 8 с известной, в частном случае с равномерной характеристикой направленности, расположенный на носителе 9, соединенном с судном 10, буксирующим кабель-тросом 11.
На носителе 9 рядом с излучателем 8 расположена система 12 измерения дистанций (СИД), передающая часть которой расположена на носителе 9, а приемная - на береговой аппаратуре 6.
Береговая аппаратура содержит блоки усиления и обработки сигналов от гидроакустической антенны и блоки обработки гидроакустической информации по алгоритму [1].
При воздействии на гидрофоны 2 гидроакустической антенны 1 давления Р( α) излучателя 8 на выходе антенны появляется напряжение UL, эффективное значение которого равно
UL = Kт·Kc·KF (2) где L - измеренная СИД дистанция;
γ - чувствительность гидроакустической антенны;
Кт - коэффициент передачи измерительного тракта;
Кс - коэффициент передачи среды;
КF - коэффициент влияния размеров конструкций подводного измерительного устройства из-за искажения измеряемого поля вследствие дифракционных явлений.
UL = Kт·Kc·KF (2) где L - измеренная СИД дистанция;
γ - чувствительность гидроакустической антенны;
Кт - коэффициент передачи измерительного тракта;
Кс - коэффициент передачи среды;
КF - коэффициент влияния размеров конструкций подводного измерительного устройства из-за искажения измеряемого поля вследствие дифракционных явлений.
Когда излучатель 8 расположен на траверзном расстоянии Lт от гидроакустической антенны (фиг.2), то уравнение (2) примет вид
Uт = KтKсKF (3)
Поделив уравнение (2) на уравнение (3) с учетом характеристики направленности Ки (α ) излучателя 8 получим уравнение (1) для характеристики направленности гидроакустической антенны.
Uт = KтKсKF (3)
Поделив уравнение (2) на уравнение (3) с учетом характеристики направленности Ки (α ) излучателя 8 получим уравнение (1) для характеристики направленности гидроакустической антенны.
При этом уравнение для угла α легко получить из диаграммы, представленной на фиг.2.
Способ реализуется следующим образом. Гидроакустический излучатель 8, расположенный на носителе 9, направляется последовательно вдоль, поперек, справа и слева от гидроакустической антенны в зависимости от того в какой плоскости требуется определить характеристику направленности гидроакустической измерительной антенны измерительного средства. Акустические волны, достигая гидрофонов 2 антенны 1, вызывают появление на ее выходе сигнала UL, величина которого зависит от угла падения акустических волн и расстояния L от излучателя до антенны. (Расстояние L много больше размеров антенны).
Принятый сигнал по кабелю 5 направляется на береговую обрабатывающую и регистрирующую аппаратуру 6. Одновременно с помощью СИД 12 измеряется дистанция L, которая также регистрируется в береговой аппаратуре.
По полученным данным затем определяют траверзное расстояние Lт и значение напряжения Uт на выходе гидроакустической антенны в момент ее расположения на траверзном расстоянии от излучателя, а также угол α.
С учетом характеристики направленности излучателя Ки (α ) по формуле (1) находят характеристику направленности гидроакустической антенны.
Расчеты упрощаются для случая равномерной характеристики направленности, когда Ки ( α) = 1 при любом α.
В частном случае излучатель можно буксировать с равномерной скоростью V. Тогда дистанции L и Lт можно определить измеряя время t движения носителя.
Claims (3)
1. СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИКИ НАПРАВЛЕННОСТИ ГИДРОАКУСТИЧЕСКОЙ АНТЕННЫ, заключающийся в том, что производят буксировку гидроакустического излучателя с известной характеристикой направленности Kи(α) вдоль прямолинейной траектории в рабочем пространстве гидроакустической антенны, измеряют расстояние L от гидроакустического излучателя до антенны и выходное напряжение UL гидроакустической антенны, по значениям которых определяют угол α облучения антенны и ее характеристику направленности K(α) отличающийся тем, что измерение расстояния L и выходного напряжения UL производят одновременно, а характеристику направленности K(α) гидроакустической антенны определяют из следующих соотношений:
где Uт - выходное напряжение гидроакустической антенны в момент ее нахождения на траверзном расстоянии Lт от излучателя;
P(α) - уровень звукового давления, создаваемого излучателем на расстоянии 1 м под углом α к направлению траверза;
P(αT) - уровень звукового давления в направлении траверза.
где Uт - выходное напряжение гидроакустической антенны в момент ее нахождения на траверзном расстоянии Lт от излучателя;
P(α) - уровень звукового давления, создаваемого излучателем на расстоянии 1 м под углом α к направлению траверза;
P(αT) - уровень звукового давления в направлении траверза.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что буксировку гидроакустического излучателя осуществляют с равномерной скоростью, а измерение расстояния L осуществляют путем измерения времени перемещения излучателя.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют гидроакустический излучатель с равномерной характеристикой направленности.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5062259 RU2029314C1 (ru) | 1992-09-15 | 1992-09-15 | Способ определения характеристики направленности гидроакустической антенны |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5062259 RU2029314C1 (ru) | 1992-09-15 | 1992-09-15 | Способ определения характеристики направленности гидроакустической антенны |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2029314C1 true RU2029314C1 (ru) | 1995-02-20 |
Family
ID=21613330
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5062259 RU2029314C1 (ru) | 1992-09-15 | 1992-09-15 | Способ определения характеристики направленности гидроакустической антенны |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2029314C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2516607C1 (ru) * | 2012-12-04 | 2014-05-20 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Физико-Технических И Радиотехнических Измерений" (Фгуп "Вниифтри") | Способ определения пространственного смещения акустического центра гидрофона относительно его геометрического центра |
RU2658508C1 (ru) * | 2017-04-10 | 2018-06-21 | Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" | Система и способ измерения акустических характеристик антенн с помощью подводного аппарата |
-
1992
- 1992-09-15 RU SU5062259 patent/RU2029314C1/ru active
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
1. Колесников А.Е. Акустические измерения. Л.: Судостроение, 1983, с.129-136. * |
2. Патент США N 3944966, кл. G 01S 3/80, 1986. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2516607C1 (ru) * | 2012-12-04 | 2014-05-20 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Физико-Технических И Радиотехнических Измерений" (Фгуп "Вниифтри") | Способ определения пространственного смещения акустического центра гидрофона относительно его геометрического центра |
RU2658508C1 (ru) * | 2017-04-10 | 2018-06-21 | Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" | Система и способ измерения акустических характеристик антенн с помощью подводного аппарата |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
AU2007306112B2 (en) | Positioning system | |
US4868794A (en) | Method of accumulation data for use in determining the signatures of arrays of marine seismic sources | |
US4446538A (en) | Marine cable location system | |
Axelrod et al. | Vertical directionality of ambient noise in the deep ocean at a site near Bermuda | |
US4513401A (en) | Marine cable location system | |
US4173008A (en) | Method and apparatus for passive detection of marine objects | |
Wendelboe | Backscattering from a sandy seabed measured by a calibrated multibeam echosounder in the 190–400 kHz frequency range | |
Huang et al. | Backscattering cross sections of live fish: PDF and aspect | |
RU2029314C1 (ru) | Способ определения характеристики направленности гидроакустической антенны | |
Schock et al. | Spatial and temporal pulse design considerations for a marine sediment classification sonar | |
Leenhardt | Side scanning sonar-a theoretical study | |
RU2063106C1 (ru) | Способ измерения уровня давления шумоизлучения движущегося объекта в условиях измерительного гидроакустического полигона с непостоянной во времени передаточной функцией | |
US4011539A (en) | Seismic detector arrays | |
Glenn | Multi-narrow beam sonar systems | |
RU2787312C1 (ru) | Способ исследования структуры первичных гидроакустических полей шумящего объекта | |
RU2141740C1 (ru) | Устройство для измерения уровней давления гидроакустических полей плавсредства | |
RU2078353C1 (ru) | Способ определения глубины погружения подводного объекта известных геометрических размеров | |
KR101928799B1 (ko) | 재질정보 생성을 위한 측심 소나의 후방산란 음압 정보 처리 장치 | |
Hodgkiss et al. | Acoustic positioning for an array of freely drifting infrasonic sensors | |
RU2042283C1 (ru) | Способ калибровки гидроакустической антенны в условиях натурного водоема | |
RU2012070C1 (ru) | Способ определения коэффициента объемного рассеяния звука в океанической среде | |
RU2108007C1 (ru) | Способ измерения уровня давления шумоизлучения движущегося объекта в натурном водоеме | |
MacLennan et al. | Simple calibration technique for the split-beam echo-sounder | |
Kritz | Parametric array Doppler sonar | |
Spiess et al. | Fine scale mapping near the deep sea floor |