UA127458C2

UA127458C2 - SYSTEM "HYDROACOUSTIC STATION - SURFACE SHIP" WITH UNDER-KILLED ANTENNA WITH DYNAMICLY CONTROLLED PROPERTIES

Info

Publication number: UA127458C2
Application number: UAA202005543A
Authority: UA
Inventors: Анатолій Войткович Дерепа; Олександр Григорович Лейко; Ольга Миколаївна Позднякова; Оксана Олександрівна Кочарян; Костянтин Анатолійович Олійник; Ілля Володимирович Аверічев; Наталя Сергіївна Бігун; Володимир Володимирович Корінний; Тимур Сергійович Решетник
Original assignee: Анатолій Войткович Дерепа
Priority date: 2020-08-26
Filing date: 2020-08-26
Publication date: 2023-08-30

Abstract

Винахід належить до морського озброєння, зокрема, до гідроакустики, і може бути використаний, наприклад, в системах "гідроакустична станція - надводний корабель" з гідроакустичними антенами, стаціонарно розміщеними в корпусі надводного корабля. Система "гідроакустична станція - надводний корабель" з підкільовою антеною з динамічно керованими властивостями містить корабель-носій з розміщеною на ньому активно-пасивною гідроакустичною станцією, до складу якої входить протяжна планарна антенна решітка, що розміщена в підкільовому обтічнику та утворена із циліндричних перетворювачів, кожний з яких виконаний у вигляді заповненої рідиною зовнішньої герметизованої п'єзокерамічної оболонки, у внутрішній порожнині якої співвісно з зазором розміщене циліндричне тіло однакової з герметизованою оболонкою висоти, і основний багатоканальний генератор збудження, канали якого з'єднані з зовнішніми герметизованими п'єзокерамічними оболонками відповідних циліндричних перетворювачів протяжної планарної антенної решітки. Циліндричні тіла перетворювачів виконані у вигляді внутрішніх однакових герметизованих п'єзокерамічних оболонок, а їх діаметри і склади п'єзокераміки підібрані так, що мають для всіх перетворювачів власні резонансні частоти в вакуумі однакові з власними резонансними частотами в вакуумі зовнішніх п'єзокерамічних оболонок цих перетворювачів. Склад гідроакустичної станції оснащено додатковим генератором з регульованими по каналах амплітудами сигналів збудження перетворювачів. Збудження зовнішніх оболонок перетворювачів здійснюється амплітудами сигналів, однаковими для всіх перетворювачів антенної решітки, а збудження внутрішніх оболонок здійснюється амплітудами сигналів, спадаючими до країв антенної решітки, при цьому максимальні амплітуди сигналів збудження зовнішніх і внутрішніх п'єзокерамічних оболонок середніх перетворювачів антенної решітки однакові. Технічний результат: розширення смуги частот резонансного випромінювання гідроакустичної станції, зменшення рівня бокових пелюсток характеристик направленості на будь-якій з частот резонансного випромінювання в широкій смузі частот і оперативне керування частотою резонансного випромінювання та рівнем бокових пелюсток характеристик направленості підкільової антени на цій частоті шляхом вибору параметрів збуджуючих електричних сигналів.The invention belongs to naval armaments, in particular, to hydroacoustics, and can be used, for example, in "hydroacoustic station - surface ship" systems with hydroacoustic antennas permanently placed in the hull of a surface ship. The system "hydroacoustic station - surface ship" with an underkeel antenna with dynamically controlled properties includes a carrier ship with an active-passive hydroacoustic station placed on it, which includes an extended planar antenna array placed in the underkeel fairing and formed of cylindrical transducers, each of which is made in the form of a liquid-filled external sealed piezoceramic shell, in the inner cavity of which a cylindrical body of the same height as the sealed shell is placed coaxially with the gap, and the main multi-channel excitation generator, the channels of which are connected to the external sealed piezoceramic shells of the corresponding cylindrical converters of an extended planar antenna array. The cylindrical bodies of the transducers are made in the form of internal, identical, sealed piezoceramic shells, and their diameters and compositions of piezoceramics are selected so that for all transducers, their own resonance frequencies in a vacuum are the same as the self-resonance frequencies in a vacuum of the outer piezoceramic shells of these transducers. The composition of the hydroacoustic station is equipped with an additional generator with channel-adjustable amplitudes of transducer excitation signals. The excitation of the outer shells of the transducers is carried out by signal amplitudes that are the same for all transducers of the antenna array, and the excitation of the inner shells is carried out by the amplitudes of signals falling to the edges of the antenna array, while the maximum amplitudes of the excitation signals of the external and internal piezoceramic shells of the middle transducers of the antenna array are the same. Technical result: expansion of the frequency band of resonant radiation of the hydroacoustic station, reduction of the level of side lobes of the directivity characteristics at any of the frequencies of resonant radiation in a wide frequency band, and operational control of the frequency of resonant radiation and the level of side lobes of the directivity characteristics of the underwheel antenna at this frequency by selecting the parameters of the exciting electrical signals.

Description

оснащено додатковим генератором з регульованими по каналах амплітудами сигналів збудження перетворювачів. Збудження зовнішніх оболонок перетворювачів здійснюється амплітудами сигналів, однаковими для всіх перетворювачів антенної решітки, а збудження внутрішніх оболонок здійснюється амплітудами сигналів, спадаючими до країв антенної решітки, при цьому максимальні амплітуди сигналів збудження зовнішніх і внутрішніх п'єзокерамічних оболонок середніх перетворювачів антенної решітки однакові. Технічний результат: розширення смуги частот резонансного випромінювання гідроакустичної станції, зменшення рівня бокових пелюсток характеристик направленості на будь-якій з частот резонансного випромінювання в широкій смузі частот і оперативне керування частотою резонансного випромінювання та рівнем бокових пелюсток характеристик направленості підкільової антени на цій частоті шляхом вибору параметрів збуджуючих електричних сигналів. ут т ня тя тя тт ню т ж тк кю чн пн тон ою нн пост нн т нн тн пк тт ств т тis equipped with an additional generator with channel-adjustable amplitudes of transducer excitation signals. The excitation of the outer shells of the transducers is carried out by signal amplitudes that are the same for all transducers of the antenna array, and the excitation of the inner shells is carried out by the amplitudes of signals falling to the edges of the antenna array, while the maximum amplitudes of the excitation signals of the external and internal piezoceramic shells of the middle transducers of the antenna array are the same. Technical result: expansion of the frequency band of resonant radiation of the hydroacoustic station, reduction of the level of side lobes of the directivity characteristics at any of the frequencies of resonant radiation in a wide frequency band, and operational control of the frequency of resonant radiation and the level of side lobes of the directivity characteristics of the underwheel antenna at this frequency by selecting the parameters of the exciting electrical signals. ut t nya tya tya tt nyu t zh tk kyu chn pn ton oyu nn post nn t nn tn pk tt stv t t

І рез ' : : ! х ІAnd rez ' : : ! x I

І жи и м В І ролу ся ! ! ! рі а і ' ї і і І : г ; 1 г ф і іI live and m V I rolled! ! ! ri a i ' i i i I : g ; 1 g f i i

І жу ит данини пе по я з і ! ро Є ! ! і З 4 6 Хі | І і Ку ж текти нні кішці лю ол дк аки ли для дон дл паю лок кн Мо ак клI will pay tribute to you! Yes! ! and З 4 6 Хи | And where are the cats flowing?

Рошен ШО ШТ ДУ устRoshen SHO SHT DU ust

Фіг. 1Fig. 1

Винахід належить до галузі морського озброєння, а саме, до гідроакустичного озброєння надводних кораблів і може бути використаний, наприклад, в корабельних активно-пасивних гідроакустичних станціях з підкільовими антенами.The invention belongs to the field of naval armaments, namely, to the hydroacoustic armament of surface ships and can be used, for example, in shipboard active-passive hydroacoustic stations with under-keel antennas.

Відомо |1Ї), що збільшення ефективності системи "гідроакустична станція - надводний корабель", під якою, зокрема, розуміють збільшення дальності дії корабельних гідроакустичних станцій ехолокації може бути досягнуто кількома шляхами, а саме: розширенням смуги резонансних частот випромінювання гідроакустичних станцій, що забезпечує не тільки випромінювання широкосмугових гідроакустичних сигналів, а й кількість еталонів резонансних частот випромінювання гідроакустичної станції; зменшенням рівня ревербераційних завад, які характерні для роботи гідроакустичних станцій в активному режимі. Для цього необхідно зменшувати рівень бокових пелюсток просторової характеристики направленості гідроакустичної станції; введенням оперативного керування наведеними вище параметрами гідроакустичних станцій.It is known |1Ї) that increasing the efficiency of the "hydroacoustic station - surface ship" system, which, in particular, means increasing the range of the ship's hydroacoustic echolocation stations can be achieved in several ways, namely: by expanding the band of resonant frequencies of the radiation of hydroacoustic stations, which ensures not only the radiation of broadband hydroacoustic signals, but also the number of standards of resonance frequencies of the radiation of the hydroacoustic station; by reducing the level of reverberation disturbances, which are characteristic of the operation of hydroacoustic stations in active mode. For this, it is necessary to reduce the level of the side petals of the spatial characteristic of the directionality of the hydroacoustic station; introduction of operational management of the above parameters of hydroacoustic stations.

Зазначені напрями збільшення ефективності системи "гідроакустична станція надводний корабель" знайшли свої підходи до практичної реалізації по кожному з них. Так, можливі шляхи розширення смуги резонансних частот випромінювання гідроакустичної станції розглянуті в роботі (2). Зменшенню рівня бокових пелюсток просторової характеристики направленості системи "гідроакустична станція надводний корабель" присвячена робота |З). Можливості оперативного управління параметрами акустичних антен з електричної сторони розглянуті в роботах (2-4).The indicated directions of increasing the efficiency of the "hydroacoustic station surface ship" system have found their approaches to practical implementation for each of them. Thus, possible ways of expanding the band of resonance frequencies of the hydroacoustic radiation station are considered in work (2). Work |Z) is devoted to the reduction of the level of the side lobes of the spatial characteristic of the directionality of the system "hydroacoustic station surface ship". Possibilities of operational management of parameters of acoustic antennas from the electrical side are considered in works (2-4).

В той же час повна технічна реалізація всіх трьох напрямів підвищення ефективності системи "гідроакустична станція - надводний корабель" одночасно в теперішній час відсутня. На сучасному етапі розвитку гідроакустичних станцій така ситуація є суттєвим недоліком системи "гідроакустична станція - надводний корабель".At the same time, there is currently no complete technical implementation of all three directions of improving the efficiency of the "hydroacoustic station - surface ship" system at the same time. At the current stage of hydroacoustic station development, this situation is a significant drawback of the "hydroacoustic station - surface ship" system.

Найбільш близьким технічним рішенням як за суттю, так і за задачею, що вирішується, яке обрано за найближчий аналог (прототип), є система "гідроакустична станція - надводний корабель", що містить корабель-носій з розміщеною на ньому активно-пасивною гідроакустичною станцією, до складу якої входить підкільова протяжна планарна антеннаThe closest technical solution, both in essence and in terms of the problem to be solved, which was chosen as the closest analogue (prototype), is the "hydroacoustic station - surface ship" system, which contains a carrier ship with an active-passive hydroacoustic station placed on it, which includes an underwheel extended planar antenna

Зо решітка, яка утворена із циліндричних перетворювачів, кожний з яких виконаний у вигляді заповненої рідиною герметизованої п'єзокерамічної оболонки, у внутрішній порожнині якої співвісно з зазором розміщене циліндричне тіло однакової з п'єзокерамічною оболонкою висоти, і основний багатоканальний генератор збудження, канали якого з'єднані з зовнішніми п'єзокерамічними оболонками відповідних перетворювачів антенної решітки ЗІ.From the grid, which is formed from cylindrical transducers, each of which is made in the form of a fluid-filled, hermetically sealed piezoceramic shell, in the inner cavity of which a cylindrical body of the same height as the piezoceramic shell is placed coaxially with the gap, and the main multichannel excitation generator, the channels of which are connected to the external piezoceramic shells of the corresponding transducers of the ZI antenna array.

До недоліків технічного рішення, яке вибрано як найближчий аналог (прототип), належить наступне: відносно мала (до 30-40 95) смуга резонансних частот випромінювання гідроакустичних станцій, що унеможливлює використання широкосмугових гідроакустичних сигналів та збільшення кількості еталонних частот резонансного випромінювання; зменшення рівня бокових пелюсток просторової характеристики направленості гідроакустичної станції відбувається лише у вузькій смузі частот, що прилягає до частоти резонансного випромінювання гідроакустичної станції. Ця обставина значно звужує можливості зменшення рівня ревербераційних завад при роботі системи "гідроакустична станція - надводний корабель"; відсутність можливості дистанційного оперативного управління смугою резонансних частот випромінювання системи "гідроакустична станція - надводний корабель" та зменшенням рівня бокових пелюсток на будь-яких частотах смуги цього резонансного випромінювання системи.The disadvantages of the technical solution, which was chosen as the closest analogue (prototype), include the following: a relatively small (up to 30-40 95) band of resonant frequencies of the radiation of hydroacoustic stations, which makes it impossible to use broadband hydroacoustic signals and increase the number of reference frequencies of resonant radiation; the decrease in the level of the side lobes of the spatial characteristic of the hydroacoustic directivity occurs only in a narrow band of frequencies adjacent to the frequency of the resonant radiation of the hydroacoustic station. This circumstance significantly narrows the possibilities of reducing the level of reverberation disturbances during the operation of the "hydroacoustic station - surface ship" system; the absence of the possibility of remote operational control of the band of resonance frequencies of the system "hydroacoustic station - surface ship" and the reduction of the level of side lobes at any frequencies of the band of this resonant radiation of the system.

В основу винаходу поставлено задачу покращення експлуатаційних характеристик системи "г?ідроакустична станція - надводний корабель" в частинах величини смуги резонансних частот випромінювання, рівня бокових пелюсток просторової характеристики направленості гідроакустичної станції в цій смузі та оперативного керування смугою і рівнем пелюсток шляхом оснащення гідроакустичної станції новими конструктивними елементами, а саме: виконанням циліндричних тіл перетворювачів у вигляді внутрішніх однакових герметизованих п'єзокерамічних оболонок з підібраними діаметрами їх та складами п'єзокерамік таким чином, що для всіх перетворювачів планарної антенної решітки вони мають власні резонансні частоти в вакуумі однаковими з зовнішніми герметизованими п'єзокерамічними оболонками цих перетворювачів; введенням до складу гідроакустичних станцій додаткового багатоканального генератора з числом каналів, однаковим з основним, і з регульованими по каналам амплітудами сигналів 60 збудження перетворювачів і підключенням кожного з каналів додаткового генератора до внутрішньої п'єзокерамічної оболонки відповідного йому перетворювача планарної антенної решітки; здійсненням збудження зовнішніх п'єзокерамічних оболонок перетворювачів планарної антенної решітки амплітудами сигналів, однаковими для всіх перетворювачів, а збудження внутрішніх п'єзокерамічних оболонок цих перетворювачів амплітудами сигналів, спадаючими до країв антенної решітки, при цьому максимальні амплітуди сигналів збудження зовнішньої та внутрішньої п'єзокерамічних оболонок середніх перетворювачів планарної антенної решітки однакові.The invention is based on the task of improving the operational characteristics of the "hydroacoustic station - surface ship" system in parts of the size of the band of resonance frequencies of radiation, the level of the side lobes of the spatial characteristics of the directionality of the hydroacoustic station in this band, and the operational control of the band and the level of the petals by equipping the hydroacoustic station with new structural elements, namely: the implementation of cylindrical bodies of transducers in the form of internal identical sealed piezoceramic shells with selected diameters and compositions of piezoceramics in such a way that for all transducers of a planar antenna array they have their own resonance frequencies in a vacuum identical to the external sealed p' isoceramic shells of these converters; by introducing an additional multi-channel generator with the same number of channels as the main one and with channel-adjustable amplitudes of the 60 transducer excitation signals and connecting each of the channels of the additional generator to the internal piezoceramic shell of the corresponding planar antenna array transducer to the hydroacoustic stations; by the excitation of the external piezoceramic shells of the transducers of the planar antenna array with signal amplitudes that are the same for all transducers, and the excitation of the internal piezoceramic shells of these transducers with signal amplitudes falling to the edges of the antenna array, while the maximum amplitudes of the excitation signals of the outer and inner piezoceramic shells of the average converters of the planar antenna array are the same.

Суть технічного рішення в системі "гідроакустична станція надводний корабель" з підкільовою антеною з динамічно керованими властивостями, що містить корабель-носій з розміщеною на ньому активно-пасивною гідроакустичною станцією, до складу якої входить протяжна планарна антенна решітка, що розміщена в підкільовому обтічнику та утворена із циліндричних перетворювачів, кожний з яких виконаний у вигляді заповненої рідиною зовнішньої герметизованої п'єзокерамічної оболонки, у внутрішній порожнині якої співвісно з зазором розміщене циліндричне тіло однакової з герметизованою оболонкою висоти, і основний багатоканальний генератор збудження, канали якого з'єднані з зовнішніми герметизованими п'єзокерамічними оболонками відповідних циліндричних перетворювачів протяжної планарної антенної решітки, полягає в тому, що циліндричні тіла циліндричних перетворювачів виконані у вигляді однакових внутрішніх герметизованих п'єзокерамічних оболонок, а їх діаметри і склади п'єзокераміки підібрані таким чином, що мають для всіх циліндричних перетворювачів протяжної планарної антенної решітки власні резонансні частоти в вакуумі однакові з власними резонансними частотами в вакуумі зовнішніх герметизованих п'єзокерамічних оболонок цих циліндричних перетворювачів. Суть винаходу полягає і в тому, що склад гідроакустичної станції оснащено додатковим багатоканальним генератором з числом і нумерацією каналів, однаковими з основним багатоканальним генератором, і з регульованими по каналам амплітудами сигналів збудження циліндричних перетворювачів, при цьому кожен з каналів додаткового багатоканального генератора підключено до внутрішньої герметизованої п'єзокерамічної оболонки відповідного йому циліндричного перетворювача планарної антенної решітки. Суть винаходу полягає також і в тому, що збудження зовнішніх герметизованихThe essence of the technical solution in the system "hydroacoustic station surface ship" with an underkeel antenna with dynamically controlled properties, containing a carrier ship with an active-passive hydroacoustic station placed on it, which includes an extended planar antenna array placed in the underkeel fairing and formed of cylindrical transducers, each of which is made in the form of a liquid-filled external sealed piezoceramic shell, in the inner cavity of which a cylindrical body of the same height as the sealed shell is placed coaxially with the gap, and the main multi-channel excitation generator, the channels of which are connected to external sealed p 'isoceramic shells of the corresponding cylindrical transducers of the extended planar antenna array, is that the cylindrical bodies of the cylindrical transducers are made in the form of identical internal sealed piezoceramic shells, and their diameters and piezoceramic compositions are selected in such a way that for all cylindrical transducers of the extended of the planar antenna array, the natural resonant frequencies in vacuum are the same as the natural resonant frequencies in vacuum of the external sealed piezoceramic shells of these cylindrical transducers. The essence of the invention is that the composition of the hydroacoustic station is equipped with an additional multi-channel generator with the number and numbering of channels, the same as the main multi-channel generator, and with channel-adjustable amplitudes of the excitation signals of the cylindrical transducers, while each of the channels of the additional multi-channel generator is connected to an internal sealed of the piezoceramic shell of the corresponding cylindrical transducer of the planar antenna array. The essence of the invention also lies in the fact that the excitation of external sealed

Зо п'єзокерамічних оболонок циліндричних перетворювачів здійснюється амплітудами сигналів, однаковими для всіх циліндричних перетворювачів протяжної планарної антенної решітки, а збудження внутрішніх п'єзокерамічних оболонок цих перетворювачів здійснюється амплітудами сигналів, спадаючими до країв протяжної планарної антенної решітки, при цьому максимальні амплітуди сигналів збудження зовнішніх і внутрішніх герметизованих п'єзокерамічних оболонок середніх циліндричних перетворювачів протяжної планарної антенної решітки однакові.From the piezoceramic shells of the cylindrical transducers, the signal amplitudes are the same for all the cylindrical transducers of the extended planar antenna array, and the excitation of the internal piezoceramic shells of these transducers is carried out by the signal amplitudes falling to the edges of the extended planar antenna array, while the maximum amplitudes of the excitation signals of the external and internal sealed piezoceramic shells of medium cylindrical transducers of an extended planar antenna array are the same.

Перераховані зміни в оснащенні гідроакустичної станції та її антенної решітки новими конструктивними елементами забезпечують, по-перше, розширення смуги резонансних частот випромінювання гідроакустичної станції до двох октав і, по-друге, можливість вводити спадаючі до країв антенної решітки на будь-якій із частот цієї смуги амплітуди сигналів збудження перетворювачів антенної решітки для створення малих рівнів бокових пелюсток характеристики направленості гідроакустичної станції в широкому діапазоні резонансних частот. При цьому забезпечується технічна реалізація вказаної вище можливості зменшення ревербераційних завад гідроакустичної станції шляхами збудження зовнішніх п'єзокерамічних оболонок амплітудами сигналів, однаковими для всіх перетворювачів антенної решітки, і збудження внутрішніх п'єзокерамічних оболонок цих перетворювачів амплітудами сигналів, спадаючими до країв антенної решітки, при цьому максимальні амплітуди сигналів збудження зовнішньої та внутрішньої п'єзокерамічних оболонок середніх перетворювачів антенної решітки є однаковими.The listed changes in the equipment of the hydroacoustic station and its antenna array with new structural elements ensure, firstly, the expansion of the band of resonance frequencies of the hydroacoustic station radiation up to two octaves and, secondly, the possibility of introducing falling to the edges of the antenna array at any of the frequencies of this band the amplitudes of the excitation signals of the antenna array transducers to create small levels of the side lobes of the directivity characteristics of the hydroacoustic station in a wide range of resonant frequencies. At the same time, the technical implementation of the above-mentioned possibility of reducing the reverberation disturbances of the hydroacoustic station by exciting the external piezoceramic shells with signal amplitudes that are the same for all transducers of the antenna array, and exciting the internal piezoceramic shells of these transducers with signal amplitudes falling to the edges of the antenna array, is ensured the maximum amplitudes of the excitation signals of the external and internal piezoceramic shells of the middle transducers of the antenna array are the same.

Порівняльний аналіз технічного рішення, що заявляється, з прототипом дозволяє зробити висновок, що система "гідроакустична станція - надводний корабель" з підкільовою антеною з динамічно керованими властивостями, яка заявляється, відрізняється наступним: циліндричні тіла перетворювачів виконані у вигляді внутрішніх однакових герметизованих п'єзокерамічних оболонок, а їх діаметри та склади п'єзокераміки підібрані таким чином, що мають для всіх перетворювачів планарної антенної решітки власні резонансні частоти в вакуумі однаковими з власними резонансними частотами в вакуумі зовнішніх герметизованих п'єзокерамічних оболонок цих перетворювачів; склад гідроакустичної станції оснащено додатковим багатоканальним генератором з числом і нумерацією каналів, однаковими з основним генератором, і з регульованими по каналам амплітудами сигналів збудження перетворювачів, при цьому кожен з каналів додаткового генератора підключено до внутрішньої п'єзокерамічної оболонки відповідного йому 60 перетворювача планарної антенної решітки;A comparative analysis of the claimed technical solution with the prototype allows us to conclude that the "hydroacoustic station - surface ship" system with an underwheel antenna with dynamically controlled properties, which is claimed, differs in the following way: the cylindrical bodies of the transducers are made in the form of internal identical sealed piezoceramic shells , and their diameters and compositions of piezoceramics are selected in such a way that, for all transducers of the planar antenna array, their own resonant frequencies in vacuum are the same as the own resonant frequencies in vacuum of the external sealed piezoceramic shells of these transducers; the composition of the hydroacoustic station is equipped with an additional multi-channel generator with the same number and numbering of channels as the main generator, and with channel-adjustable amplitudes of the excitation signals of the transducers, while each of the channels of the additional generator is connected to the internal piezoceramic shell of the corresponding 60 planar antenna array transducer;

збудження зовнішніх п'єзокерамічних оболонок здійснюється амплітудами сигналів, однаковими для всіх перетворювачів антенної решітки, а збудження внутрішніх п'єзокерамічних оболонок перетворювачів здійснюється амплітудами сигналів, спадаючими до країв цієї антенної решітки, при цьому максимальні амплітуди сигналів збудження зовнішньої і внутрішньої оболонок середніх перетворювачів антенної решітки однакові.the excitation of the external piezoceramic shells is carried out by signal amplitudes that are the same for all transducers of the antenna array, and the excitation of the internal piezoceramic shells of the transducers is carried out by signal amplitudes falling to the edges of this antenna array, while the maximum amplitudes of the excitation signals of the outer and inner shells of the middle transducers of the antenna array are the same

Рішення технічної задачі в системі "гідроакустична станція - надводний корабель" з підкільовою антеною з динамічно керованими властивостями, яка заявляється, дійсно можливе тому, що електропружна система співвісних п'єзокерамічних оболонок набуває ряд специфічних фізичних властивостей, пов'язаних із взаємодією фізичних полів і процесів, які виникають при роботі підкільової антени. Як відомо, гідроакустичні антени виконують дві функції. Перша пов'язана з перетворенням в режимі випромінювання електричної енергії спочатку в механічну, а потім в акустичну. Другою функцією є формування акустичної енергії в оточуючих пружних середовищах. Кожна з цих функцій має свої властивості Для першої функції цими особливостями є зв'язаність в п'єзокерамічних перетворювачах електричних, механічних і акустичних полів. Для другої функції особливістю є взаємодія між собою акустичних полів елементів перетворювачів в середині кожного з них завдяки багатократному перевідбиттю випромінених звукових хвиль кожним із структурних елементів перетворювача і взаємодія акустичних полів перетворювачів в антенні завдяки багатократному перевідбиттю звукових хвиль тільки вже між елементами антени. Крім того, завдяки наявності звукових полів в кожній з цих функцій обидві функції є зв'язаними між собою.The solution to the technical problem in the system "hydroacoustic station - surface ship" with an underwheel antenna with dynamically controlled properties, which is claimed, is really possible because the electroelastic system of coaxial piezoceramic shells acquires a number of specific physical properties associated with the interaction of physical fields and processes , which arise during the operation of the underwheel antenna. As you know, hydroacoustic antennas perform two functions. The first one is related to the transformation in the radiation mode of electrical energy, first into mechanical energy, and then into acoustic energy. The second function is the formation of acoustic energy in the surrounding elastic media. Each of these functions has its own properties. For the first function, these properties are the connection of electric, mechanical and acoustic fields in piezoceramic transducers. For the second function, a feature is the interaction between the acoustic fields of the transducer elements in the middle of each of them due to the multiple re-reflection of the emitted sound waves by each of the structural elements of the transducer and the interaction of the acoustic fields of the transducers in the antenna due to the multiple re-reflection of the sound waves only between the antenna elements. In addition, due to the presence of sound fields in each of these functions, both functions are interconnected.

Встановлено (21), що при побудові циліндричних перетворювачів у вигляді двох співвісних п'єзокерамічних оболонок і введені пружного середовища між ними, саме наведені вище види взаємодії фізичних полів при роботі перетворювачів обумовили значне розширення смуги робочих частот перетворювачів. При цьому, тільки при збудженні обох п'єзокерамічних оболонок перетворювача на однаковій резонансній частоті їх, ця смуга є найбільшою.It was established (21) that when cylindrical transducers are constructed in the form of two coaxial piezoceramic shells and an elastic medium is introduced between them, it is the above-mentioned types of interaction of physical fields during the operation of the transducers that led to a significant expansion of the operating frequency range of the transducers. At the same time, this band is the largest only when both piezoceramic shells of the transducer are excited at the same resonant frequency.

Встановлено (2, 4), що найбільша ефективність перетворення електричної енергії в акустичну має місце при збудженні обох п'єзокерамічних оболонок на їх однакових резонансних частотах однаковою електричною напругою. При зменшенні електричної напруги збудження внутрішніх п'єзокерамічних оболонок перетворювачів зменшуються і рівні випромінюваної потужностіIt was established (2, 4) that the greatest efficiency of conversion of electric energy into acoustic energy occurs when both piezoceramic shells are excited at their identical resonance frequencies with the same electric voltage. When the electrical voltage of the excitation of the internal piezoceramic shells of the converters decreases, the radiated power levels also decrease

Зо перетворювачів підкільової антени, що є основою формування в антені просторової характеристики направленості з малими рівнями бокових пелюсток шляхом зменшення рівня збудження внутрішніх оболонок перетворювачів в антені по мірі наближення їх до країв антени.From the converters of the underwheel antenna, which is the basis of the formation of the spatial characteristic of the directivity in the antenna with small levels of side lobes by reducing the level of excitation of the internal shells of the converters in the antenna as they approach the edges of the antenna.

При цьому смуги частот резонансного випромінювання перетворювачів не змінюються. Це створює можливості формування малих бокових пелюсток характеристики направленості підкільової антени на будь-якій з частот цієї смуги шляхом оперативної зміни напруг збудження перетворювачів підкільової антени на цій частоті. Технічно це досягається введенням до складу гідроакустичної станції додаткового багатоканального генератора з регульованими по каналам амплітудами сигналів збудження внутрішніх оболонок перетворювачів.At the same time, the frequency bands of the resonant radiation of the converters do not change. This creates the possibility of forming small side lobes of the directional characteristics of the under-wheel antenna at any of the frequencies of this band by operationally changing the excitation voltages of the converters of the under-wheel antenna at this frequency. Technically, this is achieved by introducing an additional multi-channel generator into the composition of the hydroacoustic station with channel-adjustable amplitudes of the excitation signals of the inner shells of the transducers.

Суть винаходу пояснюється кресленнями, де на фіг. 1 показано склад системи "г?ідроакустична станція надводний корабель" з підкільовою антеною з динамічно керованими властивостями, на фіг. 2 показано схему побудови циліндричного перетворювача протяжної планарної антенної решітки, на фіг. З приведена схема побудови гідроакустичної станції системи, що заявляється, а на фіг. 4 показані частотні залежності амплітуд акустичного тиску циліндричних перетворювачів протяжної планарної антенної решітки при різних амплітудах електричного збудження їх.The essence of the invention is explained by the drawings, where in fig. 1 shows the composition of the "hydroacoustic station surface ship" system with an underwheel antenna with dynamically controlled properties, in fig. 2 shows the construction scheme of the cylindrical converter of the extended planar antenna array, in fig. A diagram of the construction of the hydroacoustic station of the claimed system is shown in Fig. 4 shows the frequency dependences of the acoustic pressure amplitudes of the cylindrical transducers of the extended planar antenna array at different amplitudes of their electrical excitation.

Система "гідроакустична станція - надводний корабель" з підкільовою антеною з динамічно керованими властивостями 1 містить (як варіант конструктивного виконання див. схему на фіг. 1) корабель-носій 2 з розміщеними в його корпусі активно-пасивною гідроакустичною станцією З та протяжною планарною антенною решіткою 4 в підкільовому обтічнику 5 корабля-носія 2.The system "hydroacoustic station - surface ship" with an under-wheel antenna with dynamically controlled properties 1 contains (as a variant of the design, see the diagram in Fig. 1) a carrier ship 2 with an active-passive hydroacoustic station З placed in its hull and an extended planar antenna array 4 in the keel fairing 5 of the carrier ship 2.

Протяжна планарна антенна решітка 4 утворена із циліндричних перетворювачів 6. Кожний з циліндричних перетворювачів 6 (фіг. 2) виконаний із двох зовнішньої 7 і внутрішньої 8 співвісних герметизованих п'єзокерамічної оболонок. Простір 9 між герметизованими п'єзокерамічними оболонками 7 і 8 заповнений рідиною, яка характеризується густиною р: ії швидкістю звуку сі.The extended planar antenna array 4 is formed from cylindrical transducers 6. Each of the cylindrical transducers 6 (Fig. 2) is made of two coaxial sealed piezoceramic shells, the outer 7 and the inner 8. The space 9 between the sealed piezoceramic shells 7 and 8 is filled with a liquid characterized by the density p: and the speed of sound si.

Внутрішній простір 10 внутрішньої п'єзокерамічної оболонки 8 циліндричного перетворювача 6 заповнено пружним середовищем (газ, рідина) з густиною рг2 і швидкістю звуку сг. Діаметр Дзговн зовнішньої герметизованої п'єзокерамічної оболонки 7 і діаметр Двн внутрішньої герметизованої п'єзокерамічної оболонки 8 і склади їх керамік підібрані таким чином, що їх резонансні частоти в вакуумі є однаковими. В протяжній планарній антенній решітці 4 (див. схему на фіг. З) всі її циліндричні перетворювачі б ідентичні і розміщені еквідистантно. їх зовнішні герметизовані бо п'єзокерамічні оболонки 7 електрично з'єднані з основним багатоканальним генератором збудження 11, номери перетворювачів якого відповідають номерам перетворювачів в протяжній планарній антенній решітці 4. Внутрішні п'єзокерамічні оболонки 8 циліндричних перетворювачів 6 електрично з'єднані з додатковим багатоканальним генератором збудження 12 циліндричних перетворювачів 6 протяжної планарної антенної решітки 4. Число, нумерація і підключення до циліндричних перетворювачів 6 каналів додаткового багатоканального генератора збудження 12 однакові з основним багатоканальним генератором збудження 11 перетворювачів 6.The inner space 10 of the inner piezoceramic shell 8 of the cylindrical transducer 6 is filled with an elastic medium (gas, liquid) with a density rg2 and a speed of sound sg. The diameter Dzgovn of the outer sealed piezoceramic shell 7 and the diameter Dvn of the inner sealed piezoceramic shell 8 and the compositions of their ceramics are selected in such a way that their resonant frequencies in a vacuum are the same. In the long planar antenna array 4 (see diagram in Fig. C), all its cylindrical converters are identical and placed equidistantly. their outer sealed piezoceramic shells 7 are electrically connected to the main multichannel excitation generator 11, the numbers of the converters of which correspond to the numbers of converters in the long planar antenna array 4. The inner piezoceramic shells 8 of the cylindrical converters 6 are electrically connected to an additional multichannel generator excitation of 12 cylindrical transducers 6 of an extended planar antenna array 4. The number, numbering and connection to cylindrical transducers of 6 channels of an additional multi-channel excitation generator 12 are the same as the main multi-channel excitation generator 11 of transducers 6.

Додатковий багатоканальний генератор збудження 12 має регульовані по каналам амплітуди сигналів збудження відповідних їм циліндричних перетворювачів б протяжної планарної антенної решітки 4. При цьому електричне збудження перетворювачів 6 протяжної планарної антенної решітки 4 від основного багатоканального генератора збудження 11 здійснюється електричними сигналами з однаковими амплітудами. Електричне збудження цих же циліндричних перетворювачів б протяжної планарної антенної решітки 4 від додаткового багатоканального генератора збудження 12 здійснюється електричними сигналами, амплітуди яких спадають по мірі наближення місць розташування перетворювачів 6 в протяжній планарній антенній решітці 4 від її середини до країв. При цьому середні циліндричні перетворювачі 6 протяжної планарної антенної решітки 4 мають однакові та максимальні амплітуди електричних сигналів збудження зовнішніх п'єзокерамічних оболонок 7 і внутрішніх п'єзокерамічних оболонок 8 циліндричних перетворювачів б, а амплітуди електричних сигналів збудження крайніх перетворювачів б антенної решітки 4 можуть зменшуватись до нуля. Таким чином забезпечується спадаючий до країв протяжної планарної антенної решітки 4 амплітудний розподіл по елементам антенної решітки сигналів збудження циліндричних перетворювачів 6, що обумовлює зменшення бокових пелюсток просторової характеристики направленості системи "гідроакустична станція - надводний корабель" з підкільовою антеною з динамічно керованими властивостями, що заявляється.The additional multi-channel excitation generator 12 has channel-adjustable amplitudes of the excitation signals of the corresponding cylindrical converters b of the extended planar antenna array 4. At the same time, the electrical excitation of the converters 6 of the extended planar antenna array 4 from the main multi-channel excitation generator 11 is carried out by electric signals with the same amplitudes. Electrical excitation of the same cylindrical transducers b of the extended planar antenna array 4 from the additional multi-channel excitation generator 12 is carried out by electrical signals, the amplitudes of which decrease as the locations of the transducers 6 in the extended planar antenna array 4 approach from its middle to the edges. At the same time, the middle cylindrical transducers 6 of the extended planar antenna array 4 have the same and maximum amplitudes of the electrical signals of the excitation of the external piezoceramic shells 7 and the internal piezoceramic shells 8 of the cylindrical transducers b, and the amplitudes of the electrical signals of the excitation of the extreme transducers b of the antenna array 4 can decrease to zero In this way, the amplitude distribution of the excitation signals of the cylindrical transducers 6 falling to the edges of the extended planar antenna array 4 is ensured, which leads to a reduction in the lateral lobes of the spatial characteristic of the directivity of the "hydroacoustic station - surface ship" system with an underwheel antenna with dynamically controlled properties, which is claimed.

Система "гідроакустична станція - надводний корабель" з підкільовою антеною з динамічно керованими властивостями, що заявляється, працює наступним чином.The system "hydroacoustic station - surface ship" with an underwheel antenna with dynamically controlled properties, which is claimed, works as follows.

При роботі активно-пасивної гідроакустичної станції З в системі 1 "гідроакустична станція - надводний корабель" з протяжною планарною антенною решіткою 4 з динамічно керованими властивостями, розміщеною в підкільовому обтічнику 5 корабля-носія 2, гідроакустична станціяDuring the operation of the active-passive hydroacoustic station Z in the system 1 "hydroacoustic station - surface ship" with an extended planar antenna array 4 with dynamically controlled properties, located in the underkeel fairing 5 of the carrier ship 2, the hydroacoustic station

Зо З формує і створює: по-перше, широку смугу частот резонансного випромінювання гідроакустичних сигналів; по-друге, характеристику направленості з малими рівнями бокових пелюсток на будь-якій з частот резонансного випромінювання; по-третє, динамічне керування як вибором частоти резонансного випромінювання, так і рівня бокових пелюсток характеристики направленості гідроакустичної станції 3. Широкий вибір частоти резонансного випромінювання і керований вибір рівня бокових пелюсток характеристики направленості забезпечуються вибором частот і рівнів амплітуд збуджуючих циліндричні перетворювачі б електричних сигналів. Таке динамічне керування властивостями гідроакустичної станції З та її протяжної планарної антенної решітки 4 в залежності від гідрологоакустичних умов експлуатації системи 1 в режимі випромінювання суттєво зменшує рівень реверберації при роботі гідроакустичної станції 3. Випромінений сигнал поширюється в оточуючому середовищі і відбивається від існуючих в ньому об'єктів. Відбитий акустичний сигнал приймається тими ж перетворювачами 6 антенної решітки 4. Формування широкої смуги резонансних частот підкільової антени здійснюється завдяки таким трьом фізичним факторам: зв'язаністю електричних, механічних і акустичних полів в обох п'єзокерамічних оболонках 7 і 8 перетворювачів б при перетворенні одного виду енергії в інші на однакових резонансних частотах; акустичною взаємодією обох п'єзокерамічних оболонок 7 і 8 перетворювачів б при формуванні акустичного поля в зазорах 9 перетворювачів завдяки багатократному обміну між п'єзокерамічними оболонками 7 і 8 випроміненими та відбитими акустичними хвилями; зв'язаністю процесів перетворення енергії та її формування в зазорах 9 через наявність акустичного поля в обох з цих процесів.Зо З forms and creates: first, a wide frequency band of resonant radiation of hydroacoustic signals; secondly, the characteristic of directivity with small levels of side lobes at any of the frequencies of resonant radiation; thirdly, dynamic control of both the selection of the resonance radiation frequency and the level of the side lobes of the directivity characteristic of hydroacoustic station 3. A wide selection of the resonant radiation frequency and the controlled selection of the level of the side lobes of the directivity characteristic are provided by the selection of frequencies and amplitude levels of the exciting cylindrical transducers of electrical signals. Such dynamic control of the properties of the hydroacoustic station C and its extended planar antenna array 4, depending on the hydrological and acoustic conditions of operation of the system 1 in the radiation mode, significantly reduces the level of reverberation during the operation of the hydroacoustic station 3. The radiated signal spreads in the surrounding environment and is reflected from the existing objects in it . The reflected acoustic signal is received by the same transducers 6 of the antenna array 4. The formation of a wide band of resonance frequencies of the underwheel antenna is carried out due to the following three physical factors: the connection of electric, mechanical and acoustic fields in both piezoceramic shells 7 and 8 of transducers b during the conversion of one type energy into others at the same resonance frequencies; by the acoustic interaction of both piezoceramic shells 7 and 8 of the transducers b during the formation of the acoustic field in the gaps of the 9 transducers due to the multiple exchange of radiated and reflected acoustic waves between the piezoceramic shells 7 and 8; connectedness of the processes of energy transformation and its formation in gaps 9 due to the presence of an acoustic field in both of these processes.

Формування характеристики направленості протяжної планарної антени 4 з малими рівнями бокових пелюсток забезпечується відомим І1| способом - введенням спадаючого до країв планарної антенної решітки 4 розподілу амплітуд електричних сигналів збудження циліндричних перетворювачів б антенної решітки 4. Можливості такого введення на будь-якій з частот широкої резонансної смуги демонструють криві на рис. 4.The formation of the directivity characteristic of an extended planar antenna 4 with small levels of side lobes is provided by the known I1| method - by introducing the distribution of the amplitudes of electrical signals of the excitation of the cylindrical transducers b of the antenna array 4 falling to the edges of the planar antenna array 4. The possibilities of such an input at any of the frequencies of the wide resonance band are demonstrated by the curves in fig. 4.

Динамічне керування властивостями протяжної планарної антени 4 гідроакустичної станції З забезпечується: по-перше, вибором при побудові циліндричних перетворювачів б однаковості резонансних частот в вакуумі зовнішньої 7 і внутрішньої 8 п'єзокерамічних оболонок; по-друге, можливостями вибору частот сигналів збудження циліндричних перетворювачів б в межах широкої смуги їх резонансних частот і зміною їх амплітуд завдяки оснащенню гідроакустичної станції додатковим багатоканальним генератором з регульованими по каналам амплітудами електричних сигналів.Dynamic control of the properties of the extended planar antenna 4 of the hydroacoustic station Z is provided: first, by choosing when constructing the cylindrical transducers b the uniformity of resonance frequencies in the vacuum of the outer 7 and inner 8 piezoceramic shells; secondly, the possibilities of selecting the frequencies of the excitation signals of the cylindrical transducers b within a wide band of their resonant frequencies and changing their amplitudes due to the equipment of the hydroacoustic station with an additional multi-channel generator with adjustable amplitudes of electrical signals.

Таким чином, підвищення ефективності застосування системи "гідроакустична станція - надводний корабель" з підкільовою антеною з динамічно керованими властивостями, що заявляється, досягається шляхом оснащення гідроакустичної станції новими конструктивними елементами, а саме: циліндричними перетворювачами з двома співвісними герметизованими п'єзокерамічними оболонками з однаковими власними резонансними частотами в вакуумі, додатковим багатоканальним генератором збудження з регульованими по каналам амплітудами сигналів збудження, електричним з'єднанням каналів додаткового генератора з внутрішніми п'єзокерамічними оболонками перетворювачів та введенням з допомогою додаткового багатоканального генератора спадаючого до країв підкільової антени амплітудного розподілу електричних сигналів збудження, що забезпечує суттєве розширення смуги частот резонансного випромінювання гідроакустичної станції, зменшення рівня бокових пелюсток характеристик направленості на будь-якій з частот резонансного випромінювання в широкій смузі частот і оперативне керування частотою резонансного випромінювання та рівнем бокових пелюсток характеристик направленості підкільової антени на цій частоті шляхом вибору параметрів збуджуючих електричних сигналів.Thus, increasing the effectiveness of the system "hydroacoustic station - surface ship" with an underwheel antenna with dynamically controlled properties, which is claimed, is achieved by equipping the hydroacoustic station with new structural elements, namely: cylindrical transducers with two coaxial sealed piezoceramic shells with the same intrinsic resonant frequencies in a vacuum, an additional multi-channel excitation generator with amplitudes of excitation signals adjustable by channel, an electrical connection of the channels of the additional generator with the internal piezoceramic shells of the transducers, and the introduction with the help of an additional multi-channel generator of the amplitude distribution of electrical excitation signals falling to the edges of the undercarriage antenna, which provides a significant expansion of the frequency band of the resonance radiation of the hydroacoustic station, a reduction in the level of the side lobes of the directivity characteristics at any of the frequencies of the resonant radiation in a wide frequency band, and the operational control of the frequency of the resonant radiation and the level of the side lobes of the directivity characteristics of the underwheel antenna at this frequency by selecting the parameters of the exciting electric signals

Джерела інформації: 1. Дерепа А.В., Лейко А.Г., Меленко Ю.Я. Монография "Комплексная система "гидроакустическое вооружение надводньй корабль". Проблемнье аспекть! системь "гидроакустическая станция надводньй корабль с антеннами, размещенньми в корпусе корабля". К: ИД Дмитрия Бураго, 2014.-424 с. 2. М.М. Воддапома, А... І еіКо, 5.А. Маїда, А.І. Огогдепко. Суїїпагіса! Ріе2осегатіс Надіаюг аб а Сотрієх бупатіс Зувієт // дошитаї ої Мапо-апа ЕІесігопіс Рпувзісв. (2019). Мої. 1, Мо 6. 06011(7 рр). БО: 2077-6772/2019/11(6)06011(7).Sources of information: 1. Derepa A.V., Leyko A.G., Melenko Yu.Ya. Monograph "Complex system "hydroacoustic weapon surface ship". Problematic aspect! system "hydroacoustic station surface ship with antennas placed in the ship's hull". K: ID Dmitry Burago, 2014.-424 p. 2. MM Voddapoma, A ... I eiKo, 5.A. Maida, A.I. Ogogdepko. Suiipagisa! Rie2osegatis Nadiayug ab a Sotrieh bupatis Zuviet // doshitai oi Mapo-apa Eiesigopis Rpuvzisv. (2019). Moi. 1, Mo 6. 06011( 7 years). BO: 2077-6772/2019/11(6)06011(7).

З. Патент на корисну модель Мо 114622 Україна. МПК 015 7/52.(2006/01). Система "г?ідроакустична станція - надводний корабель" з підкільовою антеною. А.В Дерепа, О.Г Лейко,Z. Utility model patent MO 114622 Ukraine. IPC 015 7/52.(2006/01). System "hydro-acoustic station - surface ship" with a keel antenna. A.V. Derepa, O.H. Leyko,

С.В. Луц, О.В. Блінцов, О.С. Ісаєнко. - Ме ц201610178, заявл. 06.10.2017, опубл. 10.03.2017, бюл. Мо 5. - (прототип).S.V. Lutz, O.V. Blintsov, O.S. Isaenko. - Me ts 201610178, application 06.10.2017, publ. 10.03.2017, Bull. Mo 5. - (prototype).

Зо 4. О. І еіко, М. Водаапома А, ЮОегера, О. Рогапіакома. Оп Ше Розвзіріїйев ої Сопігоїпу їпеZo 4. O. Ieiko, M. Vodaapoma A, YuOegera, O. Rogapiakoma. Op She Rozvziriiyev oi Sopigoipu ipe

Бупатіс Ргорепієв ої Суїїпанса! Ріегосегатіс Вадіайг5 іп Теіесоттипісайоп Ргорієт5. 2020Bupatis Rgorepiev oi Suiipansa! Riegosegatis Vadiaig5 ip Teiesottipisayop Rhoriet5. 2020

ІЄЕЕ 40 їй Іпіегпаййопа! Сопієтепсе оп ЕІесігопісз апа Мапоїесппоіоду (ЕІ МАМО). Куїм, КРІ, рр.IEEEE 40 her Ipiegpayyopa! Sopietepse op EIesigopisz apa Mapoiespppoiodu (EI MAMO). Kuim, KRI, yr.

Claims

694-699. 35 FORMULA OF THE INVENTION

1. The system "hydroacoustic station - surface ship" with an underkeel antenna with dynamically controlled properties, containing a carrier ship with an active-passive hydroacoustic station placed on it, which includes an extended planar antenna 40 array, placed in the underkeel fairing and formed of cylindrical transducers, each 3 of which is made in the form of a liquid-filled external sealed piezoceramic shell, in the inner cavity of which a cylindrical body of the same height as the sealed shell is placed coaxially with the gap, and the main multi-channel excitation generator, the channels of which are connected to external sealed p by 45 piezoceramic shells of the corresponding cylindrical transducers of an extended planar antenna array, which is distinguished by the fact that the cylindrical bodies of the cylindrical transducers are made in the form of identical internal sealed piezoceramic shells, and their diameters and compositions of piezoceramics are selected in such a way that for all cylindrical transducers the long planar antenna array has natural resonant frequencies in vacuum, which are the same as the natural resonant frequencies in vacuum of the external sealed piezoceramic shells of these cylindrical transducers.

2. The system according to claim 1, which differs in that the composition of the hydroacoustic station is equipped with an additional multi-channel generator with the number and numbering of channels, the same as the main multi-channel generator, and with channel-adjustable amplitudes of the excitation signals 55 of the cylindrical transducers, while each of the channels of the additional multi-channel of the generator is connected to the inner sealed piezoceramic shell of the corresponding cylindrical converter of the planar antenna array.

C. The system according to claim 1, which differs in that the excitation of the external sealed piezoceramic shells of cylindrical transducers is carried out by signal amplitudes, which are the same for all cylindrical transducers of an extended planar antenna array, and