УСТРОЙСТВО СКРЫТОГО ПОДВОДНОГО МАРКИРОВАНИЯ

Полезная модель относится к области гидроакустики. Она может быть использована в системах навигации и позиционирования в морских исследованиях, в оборонном секторе, в водолазном оборудовании, подводной археологии.
Известен гидроакустический маяк, являющийся автономным подводным устройством. Он постоянно излучает гидроакустические импульсы для обеспечения позиционирования различных подводных объектов [1]. Его недостатком является отсутствие скрытого применения, а также ограничение времени функционирования из-за большого энергопотребления.
Известен гидроакустический маяк-ответчик. Он является автономным гидроакустическим устройством, предназначенный для излучения гидроакустического сигнала в результате приема гидроакустического сигнала-запроса, создаваемого поисковым гидролокатором. В составе маяка-ответчика входят приемная и принимающая гидроакустические антенны, а также электронный блок. Его недостатком является ограниченный срок службы из-за разряда источника питания, а также сложность устройства, что снижает надежность [2, 3].
Техническим результатом полученной модели является неограниченный срок функционирования (из-за отсутствия источника питания), скрытность работы и высокая надежность из-за простоты устройства. При этом формирование отраженного сигнала от пассивного отражателя происходит за счет энергии зондирующего сигнала поискового гидролокатора.
Достигнутый технический результат обеспечивается введением в состав гидроакустического отражателя (ответчика) нелинейного электрического элемента, подключенного к выходу его приемной гидроакустической антенны, а также полосового фильтра, включенного между нелинейным элементом и входом излучающей гидроакустической антенны отражателя.
На рисунке 1 показана структурная схема устройства скрытного подводного маркирования.
Устройство представляет собой пассивный нелинейный гидроакустический отражатель 1. Он содержит приемную гидроакустическую антенну 2, нелинейный электрический элемент 3, полосовой фильтр 4, излучающую гидроакустическую антенну 5.
Устройство скрытого подводного маркирования работает следующим образом.
Гидроакустическое излучение поискового гидролокатора воздействует на приемную антенну 2 пассивного отражателя 1. Сигнал с ее выхода воздействует на нелинейный электрический элемент 3. На выходе нелинейного элемента появляются новые спектральные составляющие, отсутствующие в спектре зондирующего гидроакустического сигнала. Полосовой фильтр 4 выделяет используемую новую частоту спектра. Сигнал с этой частотой поступает на вход излучающей гидроакустической антенны 5, которая излучает его обратно в сторону поискового гидролокатора.
В то же время неоднородности окружающего подводного фона (неровности рельефа дна, камни, раздел воздушной и водной среды) нелинейными отражающими свойствами не обладают [4]. Поэтому они не создают помех предлагаемому устройству скрытного маркирования подводных объектов.
С целью проверки работоспособности предполагаемого устройства был проведен эксперимент в измерительном бассейне в лабораторных условиях.
В макете поискового гидролокатора, применяемого для проверки макета нелинейного отражателя использован двухчастотный режим работы. Частоты, излучаемых сигналов были 3,5 кГц и 6,5 кГц. Принимаемый сигнал регистрировался по суммарной частоте 10 кГц. В излучающих и принимающих гидроакустических антеннах использовались дисковые пьезоэлементы на частотах собственных резонансов 3,5 кГц и 6,5 кГц. Напряжение на пьезоэлементах в режиме излучения 5 В - от измерительных НЧ генераторов. Регистрация отраженного отраженного от макета нелинейного пассивного отражателя осуществлялась селективным микровольтмером В6-9 с чувствительностью 1 мкВ. На его входе был дополнительно установлен узкополосный пассивный фильтр на частоту 10 кГц.
Макет заявленного нелинейного пассивного гидроакустического отражателя включал в себя две приемные пьезоэлектрические антенны на частоты 3,5 кГц и 6,5 кГц, нелинейный элемент (диод Д9), полосовой согласующий фильтр на суммарную частоту 10 кГц, а также резонансный пьезоэлектрический излучатель гидроакустического сигнала с частотой 10 кГц.
Экспериментально установлено, что макет нелинейного отражателя уверенно обнаруживался в измерительном бассейне макетом поискового гидролокатора. В то же время линейные отражатели (уголковые отражатели из металла и пластмассы, плоские камни, куски дерева и др.) не регистрировались даже на малых расстояниях (меньше 1 м)
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Гидроакустический маяк // ООО «НПП АКМА». [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.npo-akma.ru/mayak.shtml (дата последнего обращения: 12.05.2020)
2. Гидроакустический маяк - ответчик. Навигационные системы. Тихоокеанский государственный университет, г. Хабаровск // [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://pnu.edu.ru/media/filer_public/2013/06/03/2012-linnik.pdf (дата последнего обращения: 12.05.2020)
3. Каралюн В.Ю. Гидроакустический маяк - ответчик. Панит РФ №2125733, МПК G01S 015/74, G01S 007/52.
4. Щербаков Г.Н., Анцелевич М.А. Новые методы обнаружения скрытых объектов. Глава 7. Магнитоакустический метод обнаружения подводных ферромагнитных объектов, Москва, 2011 г., 503 с.
5. Тюлин В.Н. и др. Теоретические основы гидроакустики. Изд. Военно-морской академии кораблестроения и вооружения им. А.Н. Крылова, Л., 1955 г., 279 с.