Методика экспериментальных исследований рассеяния на сфере нелинейно-взаимодействующих плоских волн

Секция акустических приборов и медицинской техники

УДК 534.222.2

И.Б. Аббасов, Н.П. Заграй

МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ РАССЕЯНИЯ НА СФЕРЕ НЕЛИНЕЙНО-ВЗАИМОДЕЙСТВУЮЩИХ

ПЛОСКИХ ВОЛН

В работе рассматриваются вопросы методики исследований рассеяния на сфере нелинейно-взаимодействующих плоских акустических волн, когда сам рассеиватель находится в области активного нелинейного взаимодействия исходных волн накачки параметрической антенны. При этом рассеянные от сферы волны накачки продолжают взаимодействовать в объеме некоторого сферического слоя вокруг рассеивателя, создавая тем самым за его пределами вторичное поле, состоящее из комбинационных волн (включая вторые гармоники). В экспериментальных исследованиях использовался преобразователь диаметром 30 мм и частотой резонанса 1 МГц с полосой пропускания 150 кГц. Рассеивателями являлись стальные сферы диаметрами 11, 13 и 15 мм. Для волн накачки, суммарной волны и вторых гармоник волновые размеры сфер соответствуют области геометрического рассеяния (20 - 40), а для волны разностной частоты - (0.5 — 3). Сферы размещались на расстоянии 32 см от преобразователя и индикатрисы рассеяния снимались на трех различных фиксированных расстояниях от рассеивателя 12 см, 20 см и 30 см.

Экспериментально все индикатрисы соответствуют одному и тому же набору исходных волн накачки. Индикатрисы волн накачки естественно отличаются друг от друга по угловым расположениям дополнительных максимумов и соответственно для некоторых углов они совпадают, а для других расходятся. В направлении углов расхождения имеет место биение с расплывчатыми нулями, и поэтому происходит усиленная генерация второй гармоники преобладающей волны накачки, а наибольшая генерация суммарной и разностной волн наблюдается в направлении углов совпадения. В принимаемой вторичной волне присутствует и компонента, образовавшаяся до падения на рассеиватель, влияние которой на общий уровень поля рассеяния можно определить через сравнение индикатрисы линейного, рассеяния разностной волны с индикатрисой экспериментально наблюдаемой, которая наряду с максимумом в обратном направлении имеет еще максимум в направлении перпендикулярном к падающей волне. С увеличением расстояния от рассеивателя индикатрисы начинают обужаться в направлениях основных максимумов, так как увеличивается протяженность области нелинейного взаимодействия вокруг рассеивателя.