Пеленгация горизонтальной антенной движущегося источника при мониторинге протяженных акваторий мелкого моря

2. Новиков Б.К., Тимошенко В.И. Параметрические антенны в гидролокации. - Л.: Судостроение, 1989. - 256 с.

3. Вопощенко В.Ю., Душаткин В.И. Экспериментальное исследование параметрических антенн в режиме генерации волн суммарной частоты. - Меж-дувед. тематич. сб. научных работ. Прикладная акустика. - Таганрог: ТРТИ, 1983.-Вып. 9.-с. 107-II2.

4. Патент на изобретение № 2133047 РФ, 60015 15/60. Параметрический эхо-импульсный локатор - Волощенко В.Ю. (Таганрогский государственный радиотехнический университет.) - № 96113762/09; Заявлено 05.07.96; Опубл. 10.07.99; Бюл. № 19-8с.

ПЕЛЕНГАЦИЯ ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ АНТЕННОЙ ДВИЖУЩЕГОСЯ ИСТОЧНИКА ПРИ МОНИТОРИНГЕ ПРОТЯЖЕННЫХ АКВАТОРИЙ МЕЛКОГО МОРЯ

А.В. Аграновский, Е.В. Рашидова , А.В. Розенберг

Using of motion factor of a source, a detection algorithm of the moments of time was designed. During these moments an entire antenna appear within a single zone of interference maximum of sound field, were its directivity of array in waveguide coincides with directivity of the same array in boundless space with an error not above 0.1 dB.

При гидроакустическом зондировании протяженных акваторий мелкого моря часто излучение сигнала осуществляют с помощью буксируемого источника, а прием - с помощью горизонтальной стационарной ( в том числе донной ) антенны. В зтих случаях возникает необходимость динамического самосогласованного позиционирования движущегося источника относительно антенны, расположенной на больших от него удалениях. Формирование диаграммы направленности является наиболее быстрым и простым способом определения пространственного положения источника. Однако, для формирования диаграммы направленности необходимо обеспечить справедливость приближений безграничного пространства и плоской волны [1]. Многократные отражения от поверхности и дна океана при распространении звуковых волн в условиях мелководья приводят к тому, что отклик протяженной горизонтальной антенны в волноводе, определяемый как нормированная зависимость величины интенсивности сигнала на выходе антенны от направления звуковой волны в общем случае отличается от квадрата модуля характеристики направленности этой же антенны в безграничном простран-

208 _________

где

стве [2]. Однако, в работах [3,4] покачано, что звуковое давление в окрестностях интерференционных максимумов представимо в виде локально плоской волны:

Р

л/г

_ £ ьг,к( / У Ь] * среднее горизонтальное волновое число, Ь(> к(, -/*і / «»і

соответственно амплитуда и горизонтальная составляющая волнового вектора £-ой моды, Ь- число распространяющихся на частоте со мод, г* - горизонтальное расстояние от источника до некоторой точки в окрестности рассматриваемого интерференционного максимума, <р(г\г,о))- фаза акустического поля в этой точке, ао(г,2,с0)- амплитуда звукового поля, скорректированная на цилиндрическое расхождение звукового фронта. Проведенные в настоящей работе исследования показали, что окрестность интерференционного максимума звукового поля в волноводе, где справедлива аппроксимация (1), можно определить по превышению мгновенного значения амплитуды регистрируемого каждым гидрофоном сигнала некоторого среднего уровня звукового поля на данном расстоянии от источника:

а2{г,2,о)) > Р

_____, | г+Лг/2

где !/>(г){ = — |<гГ(х)с/х', а длина горизонтального разреза Лг, на котором

г-Дг/ 2

производится осреднение звукового поля скользящим окном должна превышать максимальный период интерференции мод, то есть:

Дг > 2тг/тіп

I / 3 Я

где Н- глубина моря, Я - длина звуковой волны. Фактор движения источника позволяет измерять зависимости от расстояний средних на интервалах (3) уровней звукового поля на всех гидрофонах антенны и в моменты времени, когда на всех гидрофонах антенны или на какой-то части из них выполняется условие (2), направлять сигналы с этих гидрофонов на сумматор антенны для фомирования диаграммы направленности и определения пеленга на источник.

При проведении модельных исследований модуль нормированной диаграммы направленности дискретной антенны, состоящей из (2М+1)-го элемента, в волноводе рассчитывался с помощью соотношения:

\О

где

Ф

m«-М

гт = [г2 + (md )2 - 2 rdm cos в .

P(rJ- комплексное звуковое давление, создаваемое источником на /л-ом гид-

209

рофоне и рассчитываемое в указанном волноводе с помощью соотношения (4), г„„ г - горизонтальные расстояния от источника до, соответственно, т-го и центрального нулевого гидрофонов антенны, межэлементное расстояние в антенне, в - угол в горизонтальной плоскости, измеряемый между положительным направлением вдоль оси антенны и направлением от центрального гидрофона на источник звука, 00- угол компенсации, К- модуль вектора компенсации. Характеристика направленности антенны в волноводе (6) в ходе исследований сравнивалась с нормированной диаграммой направленности этой же антенны в безграничном пространстве, модуль которой определялся с помощью соотношения:

волновое число в безграничном пространстве полагалось равным среднему горизонтальному волновому числу к , рассчитываемому в данном волноводе по формуле (1). Проведенные исследования показали, что относительная погрешность аппроксимации диаграммы направленности антенны в волноводе характеристикой направленности той же антенны в безграничном пространстве с волновым числом к не превосходит 0.1 ДБ, если антенна целиком расположена в зоне интерференционного максимума.

1. Боббер Р. Гидроакустические измерения.М..Мир, 1974.

2. Елисеевнин В.А. О работе горизонтальной линейной антенны в мелком

море. - Акуст.ж.,1983, 29,№1, с.44-49.

3. Shaffer J.D., Fitzgerald R. М., Guthrie A.N. Coherence of low-frequency acouctic signals in the deep ocean.-JASA, 1974, 56, №4, p. 1122-1125.

4. Грачев Г.А., Кузнецов Г.Н. О средней скорости изменения фазы акустического поля вдоль плоского волновода, - Акуст.ж., 1985, 31, №2, с.266-268.

ЛИТЕРАТУРА

2I0_______________________________________________

Всероссийская научная конференция с международным участием