МОДУЛЬ БОРТОВОЙ ГИДРОАКУСТИЧЕСКОЙ АНТЕННЫ

Полезная модель относится к гидроакустической технике и может быть использована при конструировании гидроакустических антенн.
Известны многоэлементные модули гидроакустических антенн, содержащие основание, обтекатель, пьезоэлектрические преобразователи, элементы электрической коммутации, крепления (патент РФ на полезную модель № 105554, опубл. 10.06.2011 г., патент РФ на изобретение № 2539819, опубл. 27.01.2015 г., патент РФ на изобретение № 2528142, опубликован 10.09.2014 г.).
Недостатком известных модулей является низкая помехоустойчивость, обусловленная их чувствительностью к структурной составляющей помехи, вызванной вибрациями корпуса носителя аппаратуры под действием машин и механизмов.
Блок гидроакустических преобразователей, по существу также являющийся многоэлементным антенным модулем, представленный в известном антенном модуле с цифровым выходом (патент РФ № 2539819), наиболее близок к предлагаемому по технической сущности и, вследствие этого выбран в качестве прототипа.
Многоэлементный антенный модуль-прототип состоит из 192 изгибных пластинчатых преобразователей биморфного типа, установленных на общем основании, экранирован от воздействия электрической составляющей электромагнитного поля электростатическими экранами и залит эластомером, обеспечивающим его герметизацию.
Многоэлементный антенный модуль установлен на корпус носителя с использованием резинометаллических двусторонних развязок. Между тыльной поверхностью монолитного блока гидроакустических преобразователей и поверхностью звукопоглощающего покрытия выполнен заполненный водой зазор толщиной 5 мм. Для снижения уровней принимаемой корабельной структурной помехи и акустических помех, возникающих от изгибных волн, распространяющихся вдоль корпуса носителя, антенный модуль размещается в массиве эластомера, заполняющего внутренний объем обтекателя, и адгезионно связан с его внутренней поверхностью. Обтекатель механически развязан от облицованного заглушающим покрытием корпуса носителя. При этом заполнение зазора между обтекателем и поверхностью приемных элементов эластомером с толщиной, равной λи/4, где λи - длина изгибной волны в конструкции обтекателя на средней частоте рабочего диапазона способствует дополнительному уменьшению акустических помех, возникающих от воздействия изгибных волн, распространяющихся вдоль корпуса корабля и обтекателя при движении. Однако, полностью защитить модуль-прототип от воздействия структурной помехи не удалось.
Таким образом, недостатком известного модуля (патент РФ № 2539819) является недостаточная защищенность антенного модуля от воздействия помех, вызванных вибрациями корпуса носителя.
Техническим результатом полезной модели является обеспечение возможности увеличения отношения сигнал/помеха при обнаружении полезного сигнала на фоне структурной помехи.
Для обеспечения указанного технического результата в модуль бортовой гидроакустической антенны, закрепленный на корпусе носителя, содержащий пьезоэлектрические преобразователи, размещенные в слое полиуретана, введены новые признаки, а именно: в состав модуля введены вибродатчики, установленные в непосредственной близости к местам крепления модуля к корпусу носителя и жестко связанные с ним.
Наличие вибродатчиков, измеряющих структурную помеху, распространяющуюся по корпусу и передаваемую на антенну, преобразователи которой чувствительны к вибрации, позволит при последующей обработке сигналов с выхода преобразователей при помощи алгоритмов, использующих данные от вибродатчиков, увеличить отношение сигнал/помеха.
Сущность полезной модели поясняется фиг. 1, на которой схематически показан предложенный модуль бортовой гидроакустической антенны.
Представленный на фиг. 1 модуль бортовой гидроакустической антенны содержит 480 изгибных пластинчатых преобразователей 4 биморфного типа (на фиг. 1 показаны условно), образующих 120 приемных каналов, разделенных на 4 блока по 30 каналов. Расстояние между центрами каналов 94 мм по вертикали и 75 мм по горизонтали. Преобразователи размещены в резиновом чехле 2 и залиты звукопрозрачным полимером - полиуретановым заливочным компаундом 3. В резиновый чехол ввулканизованы тонкие листы стали для экранирования преобразователей и элементов электрической коммутации от воздействия электрической составляющей электромагнитного поля. Гидроакустическое покрытие 5 адгезионно связано со стеклотекстолитовым основанием 6 и преобразователями 4. Обтекатель 1 модуля антенны выполнен из стеклотекстолита и также адгезионно связан с преобразователями 4. Модуль антенны устанавливается на корпус носителя с использованием резинометаллических двусторонних развязок 7. В непосредственной близости к местам крепления антенного модуля к корпусу носителя устанавливаются вибродатчики 8 в количестве 12 штук. Жесткое крепление вибродатчиков к корпусу носителя обеспечивается болтовым соединением.
Предложенный модуль работает следующим образом. Гидроакустические сигналы, проходя через оболочку обтекателя антенного модуля 1, слой резины 2 и слой звукопрозрачного полимера 3, воздействуют на поверхности преобразователей 4, вызывая их вынужденные механические колебания и появление электрического напряжения (заряда) на их электрических выводах. Вибродатчиками 8 регистрируется уровень колебательного ускорения основания 6, закрепленного на корпусе носителя.
При дальнейшей цифровой обработке сигнала корреляционные связи между каналами вибродатчиков и каналами давления могут быть использованы для очистки сигнала от влияния помехи. Ввиду наличия способов алгоритмического подавления вибропомехи в каналах антенны через корреляционные связи по помехе имеется возможность повысить уровень помехоустойчивости антенной системы.
Таким образом, предложенное устройство обеспечивает достижение заявленного результата.