UA31601U

UA31601U - Acoustic antenna

Info

Publication number: UA31601U
Application number: UAU200714855U
Authority: UA
Inventors: Виталий Семенович Дидковский; Иван Викторович Кандрачук; Александр Григорьевич Лейко; Борис Викторович Ткаченко
Original assignee: Виталий Семенович Дидковский; Иван Викторович Кандрачук; Александр Григорьевич Лейко; Борис Викторович Ткаченко
Priority date: 2007-12-27
Filing date: 2007-12-27
Publication date: 2008-04-10

Abstract

Acoustic antenna includes grid of identical circular cylindrical electro-acoustic transformers long axes of which belong to one plane. To decrease level of side tabs of characteristic of antenna direction transformers are equipped with closed cylindrical layers made of same material with finite acoustic transparence. Long axles of layers and respective transformers coincide and thicknesses of layers increase with transformer approaching ends of grid.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Корисна модель відноситься до акустики і може бути використана в приладах різного призначення, які 2 створюють в газовому або рідинному середовищах характеристики направленості з малими боковими пелюстками при прийомі і випромінюванні сигналів.The useful model refers to acoustics and can be used in devices of various purposes, which 2 create directivity characteristics with small side lobes when receiving and emitting signals in gas or liquid media.

Відомі акустичні антени (Ю.Е. Шамарин, А.Г. Лейко, А.Ю. Шамарин, В.П. Ткаченко. Технология акустических антенн. - К: 000 "Генеза", 2001. - 256с|, що утворені із електроакустичних перетворювачів, в яких з метою зниження бокових пелюстків характеристики направленості в електроакустичні перетворювачі антен вводяться 70 амплітудні, фазові або амплітудно-фазові розподіли сигналів згідно з відповідним законом, залежним від рівня зниження бокових пелюстків. Недоліком цих антен є включення до їх складу електричних пристроїв, з допомогою яких в антенах між їх перетворювачами створюється розподіл амплітуд, фаз або амплітуд і фаз сигналів, необхідних для зниження рівня бокових пелюстків характеристики направленості.Known acoustic antennas (Y.E. Shamarin, A.G. Leyko, A.Yu. Shamarin, V.P. Tkachenko. Technology of acoustic antennas. - K: 000 "Geneza", 2001. - 256s|), formed from electroacoustic converters, in which, in order to reduce the side lobes of the directivity characteristics, 70 amplitude, phase or amplitude-phase distributions of signals are introduced into the electroacoustic converters of the antennas according to the corresponding law, depending on the level of side lobe reduction. The disadvantage of these antennas is the inclusion of electrical devices in their composition, with with the help of which the distribution of amplitudes, phases, or amplitudes and phases of signals, necessary to reduce the level of the side lobes of the directivity characteristic, is created in the antennas between their converters.

Найбільш близькою до наданої корисної моделі є акустична антена, яка описана (А.Г. Лейко, Ю.Е. Шамарин, 72 ВП. Ткаченко. Подводнье акустические антеннь. - К.: Аванпостприм, 2000, - 320с)| і представляє собою решітку ідентичних кругових циліндричних електроакустичних перетворювачів, повздовжні вісі яких лежать в одній площині. Амплітудний розподіл сигналів між перетворювачами решітки здійснюється електричним шляхом (ІПодводнье злектроакустические преобразователи. (Расчет и проектирование ): Справочник// В.В. Богородский,The closest to the provided useful model is the acoustic antenna described (A.G. Leyko, Yu.E. Shamarin, 72 VP. Tkachenko. Underwater acoustic antennas. - K.: Avanpostprim, 2000, - 320s)| and is a grid of identical circular cylindrical electroacoustic transducers, the longitudinal axes of which lie in the same plane. Amplitude distribution of signals between grating transducers is carried out electrically (IPodvodnye zlektroakusticheskie preobrazovately. (Raschet и проектирование): Reference// V.V. Bogorodsky,

Л.А. Зубарев, Е.А. Корепин, В.М. Якушев. - Л.: Судостроениєе, 1983. - 248с|. Недоліком відомої антени є наявність спеціального електричного пристрою для введення електричним шляхом амплітудного розподілу сигналів в перетворювачах антени з метою забезпечення зниження бокових пелюстків її характеристики направленості. У випадку випромінюючих антен складність конструкції цього пристрою значно збільшується, оскільки через нього проходять значні енергетичні потоки.L.A. Zubarev, E.A. Korepin, V.M. Yakushev - L.: Shipbuilding, 1983. - 248 p. The disadvantage of the known antenna is the presence of a special electrical device for electrically introducing the amplitude distribution of signals in the transducers of the antenna in order to ensure the reduction of the side lobes of its directivity characteristics. In the case of radiating antennas, the complexity of the design of this device increases significantly, since significant energy flows pass through it.

В основу корисної моделі покладена практична реалізація задачі вдосконалення акустичної антени шляхом 22 особливого розміщення перетворювачів решітки в спеціальних акустичних елементах, що забезпечить зниження - рівня бокових пелюстків характеристики направленості антени. Такими акустичними елементами можуть бути, наприклад, шари різної товщини, виготовлені Із одного і того ж матеріалу, який є прозорим для звуку і має кінцеві значення цієї акустичної прозорості. Поставлена задача вирішується завдяки тому, що акустична антена, яка містить решітку ідентичних кругових циліндричних електроакустичних перетворювачів, поздовжні вісі котрих (87 30 лежать в одній площині, відрізняються тим, що перетворювачі споряджені замкнутими циліндричними шарами, о виготовленими з одного і того ж матеріалу кінцевої акустичної прозорості, причому поздовжні вісі шарів і відповідних перетворювачів співпадають, а товщини шарів збільшуються по мірі наближення перетворювачів до со країв решітки, але так, що шари не стикуються між собою. Така побудова акустичної антени дозволяє зменшити «- рівень бокових пелюстків характеристики направленості антени за рахунок використання особливостей 3о проходження звукових хвиль через шари різної товщини, виготовлених із одного і того ж матеріалу кінцевої со акустичної прозорості. Корисна модель пояснюється кресленнями, де на Фіг.1 показана структурна схема побудови акустичної антени.The basis of the useful model is the practical implementation of the problem of improving the acoustic antenna by means of 22 special placement of the array transducers in special acoustic elements, which will ensure a reduction in the level of the side lobes of the antenna's directivity characteristics. Such acoustic elements can be, for example, layers of different thickness, made of the same material, which is transparent to sound and has finite values of this acoustic transparency. The task is solved due to the fact that the acoustic antenna, which contains a grid of identical circular cylindrical electroacoustic transducers, the longitudinal axes of which (87 30) lie in the same plane, differ in that the transducers are equipped with closed cylindrical layers, o made of the same material of the final acoustic transparency, and the longitudinal axes of the layers and the corresponding transducers coincide, and the thickness of the layers increases as the transducers approach the edges of the grating, but so that the layers do not touch each other. This construction of the acoustic antenna allows you to reduce the "level of the side lobes of the antenna's directivity characteristics due to using the features of sound waves passing through layers of different thicknesses made of the same material of finite acoustic transparency. A useful model is explained by drawings, where Fig. 1 shows a structural diagram of the construction of an acoustic antenna.

Акустична антена містить решітку із ідентичних кругових циліндричних електроакустичних перетворювачів 1 « діаметром 4, поздовжні вісі 2 яких лежать в одній площині. Кожен перетворювач антени розміщено в замкнутому 50 циліндричному шарі З так, що поздовжні вісі перетворювача і відповідного йому шара співпадають. Всі шари т с виготовлені із одного і того ж матеріалу кінцевої акустичної прозорості, але мають різні товщини М, б, В .... з» Перетворювачі 1 в замкнутих шарах З розміщені в решітці так, що товщини шарів збільшуються по мірі наближення перетворювачів до країв решітки (Ц»Ь2Б і 5225), але так, що шари не стикуються між собою.The acoustic antenna contains a grid of identical circular cylindrical electroacoustic transducers 1" with a diameter of 4, the longitudinal axes of which 2 lie in the same plane. Each transducer of the antenna is placed in a closed 50 cylindrical layer Z so that the longitudinal axes of the transducer and its corresponding layer coincide. All layers t c are made of the same material of finite acoustic transparency, but have different thicknesses M, b, B .... z» Transducers 1 in closed layers Z are placed in a lattice so that the thickness of the layers increases as the transducers approach edges of the lattice (C»B2B and 5225), but so that the layers do not touch each other.

Принцип дії розглянутої акустичної антени, який забезпечує досягнення бажаного ефекту зниження рівня 45 бокових пелюстків характеристики направленості, полягає у наступному. Для зниження рівня бокових пелюстків і характеристики направленості антени необхідно, щоб створені електроакустичними перетворювачами її решітки - сигнали (акустичні - в режимі випромінювання і електричні - в режимі прийому) мали розподіл амплітуд сигналів таким чином, щоб ці амплітуди сигналів перетворювачів зменшувались по мірі наближення місця розташування (22 перетворювача в решітці до країв решітки. При цьому, якщо амплітуди сигналів перетворювачів будуть о 20 симетричні відносно центру решітки, то і характеристика направленості антени буде симетричною відносно перпендикуляру до площини поздовжніх вісей перетворювачів, якщо амплітуди сигналів - несиметричні відносно "а центру решітки, то і характеристика направленості несиметрична. Але у всіх цих випадках рівень її бокових пелюсток буде зменшеним порівняно з випадком, коли амплітуди сигналів перетворювачів однакові для всіх перетворювачів решітки.The operating principle of the considered acoustic antenna, which provides the desired effect of reducing the level of the 45 side lobes of the directivity characteristic, is as follows. To reduce the level of side lobes and the characteristics of the directivity of the antenna, it is necessary that the signals (acoustic - in the radiation mode and electric - in the reception mode) created by the electroacoustic transducers of its gratings have a distribution of signal amplitudes in such a way that these transducer signal amplitudes decrease as the location is approached (22 transducers in the grid to the edges of the grid. At the same time, if the signal amplitudes of the transducers are 20 symmetrical relative to the center of the grid, then the antenna directivity characteristic will be symmetrical relative to the perpendicular to the plane of the longitudinal axes of the transducers, if the amplitudes of the signals are asymmetrical relative to the center of the grid, but in all these cases the level of its side lobes will be reduced compared to the case when the amplitudes of the converter signals are the same for all converters of the grid.

Це можна досягти акустичним шляхом, використовуючи особливості проходження звукових хвиль скрізь с матеріал кінцевої акустичної прозорості, наприклад гума С-572, С-576, 9831, а саме - зменшення амплітуди звукової хвилі, що пройшла крізь шар матеріалу, по мірі збільшення товщини шару. Виходячи із наведеного, акустична антена працює наступним чином. Розглянемо її роботу в режимі випромінювання звукових сигналів.This can be achieved acoustically, using the peculiarities of the passage of sound waves throughout a material of finite acoustic transparency, for example rubber C-572, C-576, 9831, namely, a decrease in the amplitude of the sound wave that passed through the material layer as the layer thickness increases. Based on the above, the acoustic antenna works as follows. Let's consider its operation in the mode of emission of sound signals.

Електричні сигнали однакової амплітуди від генератора збудження акустичної антени поступають на її 60 електроакустичні перетворювачі 1, які перетворюють ці сигнали в звукові. Оскільки перетворювачі ідентичні, то амплітуди звукових сигналів на поверхнях всіх перетворювачів решітки теж однакові. Після проходження цих сигналів крізь циліндричні шари З із матеріалу кінцевої акустичної прозорості, однакового для шарів всіх перетворювачів антени, амплітуда сигналів змінюється. При однаковому матеріалі шарів ці зміни обумовлені лише товщинами шарів матеріалу, які визначають довжини шляху проходження звукових сигналів у матеріалі бо кінцевої акустичної прозорості. Чим більше товщина матеріалу шарів, тим більший цей шлях і тим менші амплітуди звукових сигналів на поверхнях шарів, які стикуються з зовнішнім середовищем, в якому працює антена.Electric signals of the same amplitude from the excitation generator of the acoustic antenna enter its 60 electroacoustic transducers 1, which convert these signals into sound. Since the transducers are identical, the amplitudes of the sound signals on the surfaces of all transducers of the grid are also the same. After passing these signals through the cylindrical layers C made of material of finite acoustic transparency, which is the same for the layers of all transducers of the antenna, the amplitude of the signals changes. If the material of the layers is the same, these changes are caused only by the thickness of the material layers, which determine the length of the path of sound signals in the material because of the final acoustic transparency. The greater the thickness of the material of the layers, the greater this path and the smaller the amplitudes of the sound signals on the surfaces of the layers that are in contact with the external environment in which the antenna operates.

Оскільки товщини шарів збільшуються по мірі наближення перетворювачів до країв решітки, це утворює в акустичній антені спадаючий до її країв амплітудний розподіл сигналів, завдяки чому бокові пелюстки характеристики направленості антени зменшуються.Since the thicknesses of the layers increase as the transducers approach the edges of the array, this creates an amplitude distribution of signals in the acoustic antenna falling towards its edges, due to which the side lobes of the antenna's directivity characteristics are reduced.

При цьому шари матеріалу не повинні стикуватись між собою, щоб не змінювати амплітуди звукових сигналів на виході цих шарів.At the same time, the layers of the material should not touch each other, so as not to change the amplitudes of the sound signals at the output of these layers.

Claims

The formula of the invention y y y : : An acoustic antenna containing a grid of identical circular cylindrical electroacoustic transducers, the longitudinal axes of which lie in the same plane, which differs in that the transducers are equipped with closed cylindrical layers made of the same material of finite acoustic transparency, and the longitudinal axes of the layers and the corresponding transducers coincide, and the thicknesses of the layers increase as the transducers approach the edges of the grid, but so that the layers do not touch each other. shchi z "-- o (Se) "-- Zo "o

- and? o - (22) o "- 60 b5