RU2611724C1 - Одноканальная гидроакустическая антенна с осесимметричной характеристикой направленности - Google Patents
Одноканальная гидроакустическая антенна с осесимметричной характеристикой направленности Download PDFInfo
- Publication number
- RU2611724C1 RU2611724C1 RU2015154090A RU2015154090A RU2611724C1 RU 2611724 C1 RU2611724 C1 RU 2611724C1 RU 2015154090 A RU2015154090 A RU 2015154090A RU 2015154090 A RU2015154090 A RU 2015154090A RU 2611724 C1 RU2611724 C1 RU 2611724C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- metal
- antenna
- polymer layer
- polymer
- metal ring
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
Landscapes
- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Одноканальная гидроакустическая антенна с осесимметричной характеристикой направленности относится к гидроакустической технике и может быть использована в качестве приемоизлучающей антенны эхолота. Техническим результатом от использования изобретения является снижение уровня первых добавочных максимумов характеристики направленности заявленной антенны. Обеспечение технического результата достигается введением амплитудного распределения по поверхности общей круглой накладки, спадающего к ее краям, что и приводит к снижению уровня боковых лепестков ХН. Такое амплитудное распределение достигается за счет того, что в центральной части общей круглой накладки помещен полуволновой слой полимера, являющийся звукопрозрачным, а по ее краям на слой полимера адгезионно установлено металлическое кольцо, утолщенное по периферии, оказывающее совместно со слоем полимера демпфирующее влияние на колебания периферийной части накладки. 3 ил.
Description
Изобретение относится к гидроакустической технике и может быть использовано в приемоизлучающих антеннах эхолотов.
Одним из основных требований, предъявляемых к электроакустическим параметрам антенн, является достаточно низкий уровень добавочных максимумов характеристики направленности.
Известен и широко распространен тип антенны, представляющей собой плоскую антенну с круглой апертурой (круглый поршень) [1]. Такая антенна с постоянным амплитудным распределением имеет сравнительно высокий уровень первого бокового лепестка характеристики направленности (ХН), что не всегда является удовлетворительным.
Известна гидроакустическая антенна, совпадающая с предлагаемой по наибольшему числу общих признаков [2].
Антенна-прототип содержит набор стержневых электроакустических преобразователей, закрепленных на общей накладке, и металлическую пластину, адгезионно связанную с общей наладкой по всей наружной поверхности последней слоем полимерного материала, образуя металлополимерное покрытие. Накладка с преобразователями установлена в корпусе через резиновые прокладки, обеспечивающем герметичность антенны. Антенна снабжена тыльным экраном.
Конструкция антенны-прототипа позволяет осуществить оптимальное согласование преобразователей со средой, тем самым расширить полосу пропускания антенны и увеличить ее КПД. Также такая конструкция позволяет снизить уровень первых добавочных максимумов ХН до 16%, но полученный уровень не всегда является удовлетворительным.
Задача изобретения состоит в том, чтобы создать одноканальную гидроакустическую антенну с улучшенными направленными свойствами.
Для решения поставленной задачи в одноканальную гидроакустическую антенну с осесимметричной характеристикой направленности, содержащую корпус и имеющую тыльный экран, а также набор стержневых электроакустических преобразователей, размещенных на круглой общей накладке, соединенной с корпусом через резиновые прокладки и имеющей на рабочей поверхности металлополимерное покрытие, введены новые признаки, а именно: металлополимерное покрытие состоит из слоя полимера, имеющего ступенчатое поперечное сечение с утолщением в центральной части, на периферийную более тонкую часть которого установлено металлическое кольцо, имеющее утолщение по краю, при этом толщина центральной утолщенной части слоя полимера кратна половине длины волны на рабочей частоте в материале полимера, толщина периферийной тонкой части полимера кратна одной восьмой длины волны в материале полимерного покрытия, толщина металлического кольца в тонкой его части кратна одной пятидесятой длины волны в металле, а толщина металлического кольца в зоне его утолщения кратна одной восьмой длины волны в металле, причем круглая общая накладка через слой полимера адгезионно связана с металлическим кольцом.
Техническим результатом от использования изобретения является снижение уровня первых добавочных максимумов характеристики направленности заявленной антенны.
Обеспечение технического результата достигается введением амплитудного распределения по поверхности общей круглой накладки, спадающего к ее краям, что и приводит к снижению уровня боковых лепестков ХН. Такое амплитудное распределение достигается за счет того, что в центральной части общей круглой накладки помещен полуволновой слой полимера, являющийся звукопрозрачным, а по ее краям на слой полимера адгезионно установлено металлическое кольцо, утолщенное по периферии, оказывающее совместно со слоем полимера демпфирующее влияние на колебания периферийной части накладки.
Сущность изобретения поясняется фиг. 1, 2, 3, где на фиг. 1 приведен пример конструкции предлагаемой одноканальной гидроакустической антенны с осесимметричной характеристикой направленности, на фиг. 2 - показан разрез используемого в антенне комбинированного покрытия, на фиг. 3 - одна из реализаций характеристики направленности антенны (кривая а - экспериментальная ХН, кривая б - расчетная ХН) на рабочей частоте.
Заявленная антенна содержит набор пьезоэлектрических преобразователей в виде пьезокерамических призм 1, соединенных электрически параллельно. Призмы 1 расположены на общей накладке 2, размещенной в корпусе 3. Корпус 3 акустически развязан от накладки 2 посредством резиновых прокладок 4. Корпус 3 содержит тыльный экран 5. На общую накладку нанесен слой полимера 6, имеющий ступенчатое поперечное сечение. На его тонкой периферийной части установлено металлическое кольцо 7. Накладка 2, а также слой полимера 6 и металлическое кольцо 7, образующие металлополимерное покрытие, адгезионно связаны между собой. Электрические выводы от прибора выполнены кабелем 8. Толщина полимерного покрытия h1 в центральной части кратна половине длины волны в материале полимерного слоя, а его диаметр составляет одну вторую часть от диаметра общей накладки; толщина периферийной тонкой части полимера h2 кратна одной восьмой длины волны в материале полимерного покрытия; толщина металлического кольца в тонкой его части h3 кратна одной пятидесятой длины волны в металле; толщина металлического кольца в зоне его утолщения h4 кратна одной восьмой длины волны в металле, а его внутренний диаметр составляет три четвертых части от диаметра общей накладки.
При работе антенны в режиме излучения на пьезоэлектрические призмы 1 подается рабочее электрическое напряжение, которое вызывает их продольные колебания, передающиеся на общую накладку. Общая накладка совершает продольные и поперечные колебания. Металлополимерное покрытие, нанесенное на общую накладку, будет препятствовать обоим видам перемещения ее поверхности. Для локального ослабления и поперечных и продольных колебаний применено покрытие с демпфирующим слоем, работающим на сдвиг, называемое «армированным» [3]. Армированное вибропоглощающее покрытие состоит из слоя полимерного материала, поверх которого нанесен тонкий жесткий армирующий слой (преимущественно металлический). При этом чем больше толщина армированного покрытия, тем больший вклад в поглощение колебаний он будет вносить.
Так как центральная часть полимерного покрытия кратна половине длины волны в материале, она передает колебания общей накладки в рабочую среду (воду) без значимого снижения амплитуды. Периферийные части металлополимерного покрытия создают на поверхности общей накладки амплитудное распределение, спадающее к краям, что приводит к снижению уровня первых добавочных максимумов формируемой характеристики направленности.
Толщины и диаметры слоев металлополимерного покрытия выбраны исходя из описанного выше аналитического расчета и технологического удобства изготовления прибора.
При работе в режиме приема происходит преобразование акустической энергии в электрическую. При этом центральная часть металлополимерного покрытия является звукопрозрачной для падающей на нее волны, а периферийные части металлополимерного покрытия не являются звукопрозрачными и обеспечивают снижение передаваемых рабочей средой (водой) колебаний на общую накладку, что приводит к улучшению характеристики направленности всей антенны.
Уровень первых добавочных максимумов характеристики направленности антенны-прототипа составляет 16%. Уровень первых добавочных максимумов характеристики направленности заявленной антенны, как видно из фиг. 3, составляет минус 19 дБ, что соответствует 10,5%, таким образом, можно сделать вывод, что технический результат достигнут.
Источники информации
1. Л.В. Орлов, А.А. Шабров. Гидроакустическая аппаратура рыбопромыслового флота. - Л.: Судостроение, 1987, 74 с.
2. Патент РФ №1840387.
3. Клюкин И.И. Борьба с шумом и звуковой вибрацией на судах. - Л.: Судостроение, 1971, 305 с.
Claims (1)
- Гидроакустическая антенна, содержащая корпус и имеющая тыльный экран, а также набор стержневых электроакустических преобразователей, размещенных на круглой общей накладке, соединенной с корпусом через резиновые прокладки и имеющей на рабочей поверхности металлополимерное покрытие, отличающаяся тем, что металлополимерное покрытие состоит из слоя полимера, имеющего ступенчатое поперечное сечение с утолщением в центральной части, на периферийную более тонкую часть которого установлено металлическое кольцо, имеющее утолщение по краю, при этом толщина центральной утолщенной части слоя полимера кратна половине длины волны на рабочей частоте в материале полимера, толщина периферийной тонкой части полимера кратна одной восьмой длины волны в материале полимера, толщина металлического кольца в тонкой его части кратна одной пятидесятой длины волны в металле, а толщина металлического кольца в зоне его утолщения кратна одной восьмой длины волны в металле, причем круглая общая накладка через слой полимера адгезионно связана с металлическим кольцом.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015154090A RU2611724C1 (ru) | 2015-12-16 | 2015-12-16 | Одноканальная гидроакустическая антенна с осесимметричной характеристикой направленности |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015154090A RU2611724C1 (ru) | 2015-12-16 | 2015-12-16 | Одноканальная гидроакустическая антенна с осесимметричной характеристикой направленности |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2611724C1 true RU2611724C1 (ru) | 2017-02-28 |
Family
ID=58459462
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015154090A RU2611724C1 (ru) | 2015-12-16 | 2015-12-16 | Одноканальная гидроакустическая антенна с осесимметричной характеристикой направленности |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2611724C1 (ru) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU3359U1 (ru) * | 1995-06-20 | 1996-12-16 | Пьезоблок | |
RU2173507C2 (ru) * | 1988-03-22 | 2001-09-10 | Государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт "Морфизприбор" | Способ изготовления электроакустического цилиндрического излучателя |
JP2005167410A (ja) * | 2003-11-28 | 2005-06-23 | Harada Ind Co Ltd | 円偏波信号用アンテナ |
SU1840387A1 (ru) * | 1981-07-30 | 2006-11-20 | ФГУП "ЦНИИ "Морфизприбор" | Гидроакустическая антенна |
RU2417383C1 (ru) * | 2010-02-19 | 2011-04-27 | Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации | Гибкая протяженная гидроакустическая цифровая кабельная антенна |
RU2475773C1 (ru) * | 2011-10-06 | 2013-02-20 | Закрытое Акционерное Общество "Симпэк" | Гибкая протяженная гидроакустическая антенна (варианты) |
-
2015
- 2015-12-16 RU RU2015154090A patent/RU2611724C1/ru active IP Right Revival
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1840387A1 (ru) * | 1981-07-30 | 2006-11-20 | ФГУП "ЦНИИ "Морфизприбор" | Гидроакустическая антенна |
RU2173507C2 (ru) * | 1988-03-22 | 2001-09-10 | Государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт "Морфизприбор" | Способ изготовления электроакустического цилиндрического излучателя |
RU3359U1 (ru) * | 1995-06-20 | 1996-12-16 | Пьезоблок | |
JP2005167410A (ja) * | 2003-11-28 | 2005-06-23 | Harada Ind Co Ltd | 円偏波信号用アンテナ |
RU2417383C1 (ru) * | 2010-02-19 | 2011-04-27 | Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации | Гибкая протяженная гидроакустическая цифровая кабельная антенна |
RU2475773C1 (ru) * | 2011-10-06 | 2013-02-20 | Закрытое Акционерное Общество "Симпэк" | Гибкая протяженная гидроакустическая антенна (варианты) |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Prime et al. | A comparison of popular beamforming arrays | |
US11800295B2 (en) | Electroacoustic transducer | |
CN109147749B (zh) | 一种高吸声率连通形多腔谐振型吸声覆盖层 | |
US20190342656A1 (en) | Audio signal processing apparatus and a sound emission apparatus | |
US8780674B2 (en) | Acoustic wave transducer and sonar antenna with improved directivity | |
US9538282B2 (en) | Acoustically transparent waveguide | |
RU2611724C1 (ru) | Одноканальная гидроакустическая антенна с осесимметричной характеристикой направленности | |
EP2803204B1 (en) | Microphone module with and method for feedback suppression | |
RU2647992C1 (ru) | Глубоководный широкополосный гидроакустический преобразователь | |
CN108279579A (zh) | 一种具有类耳蜗结构的大型水下平台降噪系统 | |
US4484317A (en) | Multibeam lens/filter combination for sonar sensor | |
CN110639784A (zh) | 低频窄波束换能器及换能方法与应用 | |
EP3359308B1 (fr) | Dispositif d'émission/réception acoustique sous-marine à large bande | |
KR20070046796A (ko) | 수중 안테나용 전기-음향 변환 장치 | |
US9523770B1 (en) | Multiple frequency parametric sonar | |
US11194046B2 (en) | Multiple frequency side-scan sonar | |
US4445207A (en) | Frequency independent acoustic antenna | |
US9179219B2 (en) | Widebeam acoustic transducer | |
CN106792410B (zh) | 一种扩声用折叠式号筒 | |
RU88887U1 (ru) | Устройство для формирования эхолокационных и коммуникационных сигналов | |
RU31283U1 (ru) | Гидроакустическая антенна выпуклой формы | |
AU2013276738B2 (en) | Structure for an underwater vehicle such as a submarine | |
RU213214U1 (ru) | Высокочастотная многоэлементная гидроакустическая антенна | |
RU2169439C1 (ru) | Способ формирования характеристики направленности гидроакустической антенны | |
CN110853609B (zh) | 一种基于多层散射体与空腔耦合共振的水下声学覆盖层 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20181217 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20191211 |