Изобретение относится к области гидроакустики, а именно к способам и устройствам активной локации, которые позволяют формировать в гидроакустическом канале низкочастотное ультразвуковое излучение в заданном телесном угле, в частности, использующих режим параметрического излучения (РПИ).
Генерирование низкочастотных сигналов и их излучение являются сложной научно-технической проблемой, поскольку эффективная работа интерференционной антенны имеет место при ее достаточных волновых размерах. Следовательно, гидроакустические интерференционные антенны для осуществления направленного излучения на частотах в единицы и десятки герц должны иметь значительные весогабаритные характеристики.
Данного недостатка лишена параметрическая излучающая антенна (ПИА) (см. Гидроакустика за 20 лет (по материалам 80-го съезда Акустического общества США). Пер. с англ. под редакцией Ю.Ф.Тарасюка, Л., Судостроение, 1975, 176 с. глава 4. Корабельные гидроакустические антенны, §17 Новые направления разработок низкочастотных гидроакустических излучателей, с.161 -167), функционирование которой основано на нелинейном взаимодействии ультразвуковых волн конечной амплитуды – накачки с частотами
Пространственное распределение амплитуд звукового давления ВРЧ, формирующегося в области взаимодействия ПИА, определяется характеристиками как среды распространения (нелинейный параметр
Однако в настоящее время из уровня техники в гидроакустической аппаратуре с ПИА для ВРЧ не известна реализация возможности как управления эффективностью генерации, так и корректировки параметров формирующего ультразвукового поля низкочастотной ВРЧ за счет применения многокомпонентных фазосвязанных сигналов накачки в схемах формирования.
Из уровня техники известен способ повышения эффективности генерации ВРЧ ПИА за счет «управления» квадратичной нелинейностью среды распространения при размещении дискретно-слоистой вещественной среды в области нелинейного взаимодействия (см. «Нелинейные взаимодействия в слоистых и неоднородных средах» / Заграй Н.П., Таганрог: Изд-во ТРТУ, 1998, с. 36 – 55, 111 – 217). В этом же источнике сведений раскрыто устройство для реализации способа, содержащее два генератора электрических сигналов с частотами
Указанный способ реализуется следующим образом:
- размещают ЭАП, снабженный пьезоэлементом и элементами экранировки, гидро-, электро- и шумоизоляции, в среде лоцирования, таким образом, чтобы в пространстве его акустическая ось была направлена в заданном направлении;
- обеспечивают работоспособность ЭАП за счет использования обратного пьезоэлектрического эффекта, который проявляется в возникновении деформации (сжатие, растяжение) пьезоэлемента под воздействием приложенного к нему переменного электрического поля:
- применяют пьезоэлемент простой геометрической формы (стержень, пластина, диск) с заданными резонансной частотой
- подают на поверхность сплошного «сигнального» электрода пьезоэлемента с резонансной частотой
- обеспечивают режим односторонней передачи колебаний в среду лоцирования для пьезоэлемента и, соответственно, поршневое (равномерное) распределение амплитуды смещения его излучающей поверхности, т.е. сплошного «общего» электрода, и за счет передачи частицам среды энергии осуществляют распространение ультразвуковых волн с циклическими частотами
- формируют в среде лоцирования общую пространственную область как коллинеарного распространения, так и нелинейного взаимодействия интенсивных ультразвуковых волн с частотами
- генерируют за счет квадратичной нелинейности среды распространения и при выполнении временного и пространственного согласования интенсивных ультразвуковых волн спектральные компоненты комбинационных частот, соответствующие условиям синхронизма
- перестраивают в пределах полосы пропускания пьезоэлемента ЭАП величины частот
- размещают в области нелинейного взаимодействия в направлении от ЭАП набор дискретных однородных веществ (1, 2, 3,
- подбирают для системы из
- осуществляют заданное повышение эффективности нелинейного взаимодействия за счет «управления» квадратичной нелинейностью среды распространения, в частности, генерацией ВРЧ. Общее выражение для амплитуды формирующегося поля ВРЧ с дискретно-слоистой вещественной средой в области нелинейного взаимодействия может быть представлено в виде
где
Однако, указанный способ повышения эффективности генерации ВРЧ ПИА за счет «управления» квадратичной нелинейностью среды распространения при размещении дискретно-слоистой вещественной среды в области нелинейного взаимодействия обладает рядом недостатков:
1) наличие в области нелинейного взаимодействия последовательности из
2) для генерации волн комбинационных частот в области нелинейного взаимодействия необходимо выполнение условий синхронизма для сигналов накачки, т.е. выполнение их временного и пространственного согласования внутри объема ПИА. Между тем, наличие в области нелинейного взаимодействия многослойной системы различных вещественных сред, физические параметры которых изменяются «скачкообразно», вносит искажения в фазировку непрерывно генерирующихся спектральных компонент, снижая возможность практической осуществимости способа;
3) ЭАП, снабженный набором из дискретных однородных слоев веществ (1, 2, 3,
4) как следует из соотношения (1), амплитуда формирующегося поля ВРЧ с дискретно-слоистой вещественной средой в области нелинейного взаимодействия прямо пропорциональна квадрату циклической ВРЧ
5) в устройстве, реализующем данный способ, затруднена для ВРЧ практическая возможность как управления эффективностью генерации, так и оперативной корректировки параметров формирующегося ультразвукового поля вследствие применения двухкомпонентного сигнала накачки.
Причиной, препятствующей достижению заявляемого технического результата, является отсутствие возможности для ПИА на ВРЧ как управления эффективностью генерации, так и корректировки параметров формирующего ультразвукового поля за счет применения многокомпонентных фазосвязанных сигналов накачки в схемах формирования.
Признаки, совпадающие с заявляемым способом:
- размещают ЭАП, снабженный пьезоэлементом и элементами экранировки, гидро-, электро- и шумоизоляции, в среде лоцирования;
- применяют пьезоэлемент простой геометрической формы (стержень, пластина, диск) с заданными резонансной частотой
- подают на поверхность сплошного «сигнального» электрода пьезоэлемента с резонансной частотой
- обеспечивают для пьезоэлемента режим односторонней передачи колебаний в среду лоцирования и, соответственно, поршневое (равномерное) распределение амплитуды смещения его излучающей поверхности, обеспечивая распространение интенсивных ультразвуковых волн за счет передачи частицам среды энергии;
- формируют в среде лоцирования общую пространственную область как коллинеарного распространения, так и нелинейного взаимодействия интенсивных ультразвуковых волн с частотами
Известен способ управления эффективностью генерации ВРЧ ПИА за счет формирования насыщенной парогазовыми пузырьками среды, обладающей повышенной нелинейностью в сочетании с дисперсией скорости звука в области неколлинеарного распространения и нелинейного взаимодействия волн накачки, (пат. США 6704247 High efficiency parametric sonar, G01S 15/00, G01S 7/52, опубл. 9. 03. 2004). В данном патенте раскрыто устройство, реализующее способ, которое содержит два генератора электрических сигналов с частотами
Способ по указанному патенту осуществляется следующим образом:
- в среде лоцирования в угломестной плоскости рядом друг с другом размещают два одинаковых ЭАП, снабженные каждый пьезоэлементом и элементами экранировки, гидро-, электро- и шумоизоляции так, чтобы в пространстве пересечение их акустических осей составляло острый угол
- применяют пьезоэлемент простой геометрической формы (стержень, пластина, диск) с заданными резонансной частотой
- подают на поверхности сплошного «сигнального» электрода обоих пьезоэлементов с резонансной частотой
- обеспечивают для обоих пьезоэлементов режим односторонней передачи колебаний в среду лоцирования и, соответственно, поршневое (равномерное) распределение амплитуды смещения его излучающей поверхности, т.е. сплошного «общего» электрода, что за счет передачи частицам среды энергии вызывает распространение ультразвуковых волн с циклическими частотами
- формируют в среде лоцирования общую пространственную область неколлинеарного распространения и нелинейного взаимодействия двух волн, например, с циклическими частотами
- генерируют за счет квадратичной нелинейности среды распространения и при выполнении временного и пространственного согласования интенсивных ультразвуковых волн спектральные компоненты комбинационных частот, соответствующие условиям синхронизма
- располагают в среде под областью неколлинеарного распространения и нелинейного взаимодействия двух волн с частотами
создают в области неколлинеарного распространения и нелинейного взаимодействия двух волн насыщенную парогазовыми пузырьками среду за счет излучения вверх непрерывного ультразвукового сигнала третьим высокочастотным ЭАП в кавитирующем режиме, позволяя изменять эффективность генерации ВРЧ.
Принцип функционирования аналога определяется процессом генерации ВРЧ в жидкости с пузырьками газа с радиусом
где
где
Однако рассмотренный способ повышения эффективности ПИА за счет формирования насыщенной парогазовыми пузырьками среды обладает рядом недостатков:
1) работоспособность способа ограничена тем, что отсутствует возможность изменения взаимного расположения в угломестной плоскости двух одинаковых ЭАП, приводящее к невозможности регулировки как длины, так и ширины области взаимного пересечения и, соответственно, нелинейного взаимодействия интенсивных ультразвуковых волн накачки, которая попадает в область насыщенную парогазовыми пузырьками;
2) практическая реализация способа затруднительна, поскольку в реальной системе практически всегда имеются резонансные пузырьки, что оказывает влияние не только на нелинейность, но и на диссипацию энергии, внося искажения в фазировку непрерывно генерирующихся спектральных компонент;
3) в способе область неколлинеарного распространения и нелинейного взаимодействия имеет сложную двухпучково-пересеченную форму, причем, результирующая ХН ПИА может иметь «трехдольный» основной лепесток ХН (две «доли» в направлениях распространения двух мощных монохроматических сигналов накачки с частотами
4) указанный способ касается синтеза только продольной составляющей пространственной структуры поля ПИА, в то время как поперечные (краевые) эффекты не учитываются, в частности, влияние различных поперечных распределений амплитуд смещения по поверхности пьезоэлемента ЭАП, излучающего два мощных монохроматических сигнала накачки с частотами
Причиной, препятствующей достижению заявляемого технического результата, является отсутствие возможности для ПИА на ВРЧ как управления эффективностью генерации, так и корректировки параметров формирующего ультразвукового поля за счет применения многокомпонентных фазосвязанных сигналов накачки в схемах формирования ПИА.
Признаки, совпадающие с заявляемым способом:
- размещают ЭАП, снабженный пьезоэлементом и элементами экранировки, гидро-, электро- и шумоизоляции, в среде лоцирования, таким образом, чтобы в пространстве его акустическая ось была направлена в заданном направлении;
- подают на поверхность сплошного «сигнального» электрода пьезоэлемента с резонансной частотой
- обеспечивают для пьезоэлемента режим односторонней передачи колебаний в среду лоцирования и, соответственно, поршневое (равномерное) распределение амплитуды смещения его излучающей поверхности, т.е. сплошного «общего» электрода;
- формируют в среде лоцирования общую пространственную область как коллинеарного распространения, так и нелинейного взаимодействия интенсивных ультразвуковых волн с частотами
- генерируют за счет квадратичной нелинейности среды распространения и при выполнении временного и пространственного согласования интенсивных ультразвуковых волн «новые» спектральные компоненты - волны комбинационных частот, соответствующие условиям синхронизма
Наиболее близким аналогом заявляемого способа является способ повышения эффективности генерации ВРЧ для ПИА за счет использования трехкомпонентной (амплитудно-модулированной) волны накачки (см. Новиков Б.К., Руденко О.В., Тимошенко В.И. Нелинейная гидроакустика – Л.: Судостроение, 1981. § 10.1. Схемы формирования сигналов. с.138 – 154), распространяющейся в области нелинейного взаимодействия. В этом же источнике описано устройство, с помощью которого он реализуется, содержащее генераторы электрических колебаний высокой частоты
Данный способ основан на следующем:
- размещают электроакустический преобразователь, включающий пьезоэлемент с заданной резонансной частотой
- подают на пьезоэлемент электроакустического преобразователя с выхода излучающего тракта электрические сигналы, амплитуды которых изменяются по гармоническому закону, а величины частот колебаний
- формируют в среде лоцирования пространственную область коллинеарного распространения и нелинейного взаимодействия интенсивных ультразвуковых волн накачки, включающую в себя ближнюю и дальнюю зоны образованной параметрической излучающей антенны,
- генерируют за счет квадратичной нелинейности среды распространения первую НЧ - гармонику ВРЧ, частота
Сигнал гармонической однотонной амплитудной модуляции имеет вид
Однако рассмотренный способ повышения эффективности ПИА за счет использования амплитудно-модулированной (АМ) волны накачки обладает рядом недостатков:
1) для создания ПИА с использованием трехкомпонентной (амплитудно-модулированной) волны накачки полоса пропускания электронного тракта и ЭАП должна быть равна удвоенной частоте модулирующего колебания, что создает определенные трудности при реализации электронных схем формирования и конструкции антенной системы;
2) реализация схемы формирователя с амплитудно-модулированными колебаниями (АМК) обусловливает наличие высокого уровня генерации второй НЧ – гармоники с частотой
3) эффективность ПИА снижена за счет «паразитной» генерации второй НЧ гармоники ВРЧ с частотой
4) в способе повышения эффективности ПИА за счет реализация схемы формирователя с АМК ограничены возможности как управления эффективностью ПИА, так и оперативной корректировки параметров формирующего ультразвукового поля низкочастотной ВРЧ, при нелинейном взаимодействии трех дискретных спектральных составляющих накачки с частотами
Причиной, препятствующей достижению заявляемого технического результата, является отсутствие возможности для ПИА на ВРЧ как управления эффективностью ПИА, так и корректировки параметров формирующего ультразвукового поля при использовании многокомпонентного сигнала накачки в схемах формирования ПИА.
Признаки, совпадающие с заявляемым способом:
- размещают электроакустический преобразователь, включающий пьезоэлемент с заданной резонансной частотой
- подают на пьезоэлемент электроакустического преобразователя с выхода излучающего тракта электрические сигналы, амплитуды которых изменяются по гармоническому закону, а величины частот колебаний
- формируют в среде лоцирования пространственную область коллинеарного распространения и нелинейного взаимодействия интенсивных ультразвуковых волн накачки, включающую в себя ближнюю и дальнюю зоны образованной параметрической излучающей антенны,
- генерируют волну разностной частоты с циклической частотой
Основной задачей изобретения является улучшение эксплуатационных качеств гидроакустической аппаратуры с параметрическим режимом излучения (РПИ).
Технический результат заключается в повышении эффективности за счет обеспечения возможности управления генерацией волны разностной частоты параметрической излучающей антенной и корректировки параметров формирующего ультразвукового поля.
Заявляемый результат достигается тем, что в известном способе управления эффективностью генерации волны разностной частоты параметрической излучающей антенной, основанном на том, что
размещают электроакустический преобразователь, включающий пьезоэлемент с заданной резонансной частотой
подают на пьезоэлемент электроакустического преобразователя с выхода излучающего тракта электрические сигналы, амплитуды которых изменяются по гармоническому закону, а величины частот колебаний
формируют в среде лоцирования пространственную область коллинеарного распространения и нелинейного взаимодействия интенсивных ультразвуковых волн накачки, включающую в себя ближнюю и дальнюю зоны образованной параметрической излучающей антенны,
генерируют волну разностной частоты с циклической частотой
дополнительно формируют многокомпонентный сигнал возбуждения, генерируя в излучающем тракте
подают с выхода излучающего тракта на пьезоэлемент с резонансной циклической частотой
где
формируют в среде лоцирования пространственную область коллинеарного распространения и нелинейного взаимодействия интенсивной
генерируют в параметрической излучающей антенне
осуществляют регулировку эффективности генерации и корректировку параметров поля
Предпочтительно, чтобы регулировка эффективности генерации и корректировка параметров поля первой компоненты волны разностной частоты с циклической частотой
Оптимально, чтобы регулировка эффективности генерации и корректировка параметров поля второй компоненты волны разностной частоты с циклической частотой
Оптимально регулировку эффективности генерации и корректировку параметров поля третьей компоненты волны разностной частоты с циклической частотой
Компоненты волны разностной частоты с циклическими частотами
Предпочтительно использовать электроакустический преобразователь, содержащий заданное количество пьезоэлементов, образующих излучающую апертуру.
Оптимально использовать пьезоэлемент, выполненный из пьезокерамики, в форме стержня резонансного размера
Поставленная задача решается устройством для реализации способа, которое содержит опорный генератор, формирователь задержанных импульсов,
Электроакустический преобразователь содержит пьезоэлемент и элементы экранировки, гидро-, электро- и шумоизоляции.
Заявляемые способ и устройство связаны единым изобретательским замыслом и позволяют решить техническую проблему повышения эффективности генерации и улучшения эксплуатационных характеристик, за счет создания в схеме формирования ПИА электрического многокомпонентного сигнала возбуждения, представляющего собой сумму
Заявляемый способ и устройство для его реализации поясняются следующими чертежами.
На фиг.1 изображена структурная схема устройства для реализации способа;
на фиг.2 представлены эпюры электрических напряжений в устройстве; на фиг.3 и 4 изображены временная форма и соответствующий спектр для многокомпонентного сигнала накачки (при
на фиг.5 представлен экспериментальный график изменения эффективности ПИА от числа
на фиг.6 изображены экспериментальные осевые распределения уровней звуковых давлений первой компоненты ВРЧ
на фиг.7 представлены экспериментальные осевые распределения уровней звуковых давлений компонент ВРЧ
на фиг.8 представлены экспериментальные угловые распределения уровней звуковых давлений для первой компоненты ВРЧ
на фиг.9 и фиг.10 представлена информация для сопоставления результатов экспериментов, в частности представлены два набора осевых распределений уровней звуковых давлений ВРЧ, генерируемых ПИА при разных режимах формирования компонент сигнала накачки и прочих равных условиях: фиг.9 - шесть сфазированных компонент (заявляемый способ) ВРЧ
на фиг.11 представлены две диаграммы, иллюстрирующие степень ослабления уровня первой компоненты ВРЧ
на фиг.12 и фиг.13 представлена информация, иллюстрирующая возможность как управления эффективностью ПИА, так и корректировки параметров формирующего ультразвукового поля ВРЧ за счет «групповой» манипуляции спектральных составляющих шестикомпонентного сигнала накачки: фиг.12 – спектр
Устройство для реализации способа (фиг.1, 2) содержит опорный генератор 1, первый выход которого через формирователь задержанных импульсов 2 подключен к вторым входам схем совпадения 3, выходы которых через делители частоты 4 соединены с
Настройку режимов работы ПИА можно осуществлять как автоматически, так и вручную с помощью оператора.
Работа устройства для реализации способа управления эффективностью генерации ВРЧ ПИА происходит следующим образом. По команде оператора через блок управления и настройки 11 запускается опорный генератор 1, вырабатывающий электрические сигналы
где
что позволяет осуществлять манипуляции с отдельными из
При
Ниже представлены возможности корректировки параметров формирующего ультразвукового поля компонент ВРЧ
Преимущества предлагаемого способа подтверждены экспериментальными исследованиями, выполненными в лабораторных условиях, приведенными в примере осуществления способа.
Пример
Использовался ЭАП 10 с круглым плоским пьезоэлементом диаметром 20 мм с резонансной частотой 1,98 МГц и полосой пропускания 200 кГц, что позволяло оператору в эксперименте использовать от двух до шести спектральных составляющих (последовательно отстоящих друг от друга на
Из сопоставления кривых видно, что уровень звукового давления первой гармоники ВРЧ
На фиг.9 и фиг.10 отображена дополнительная информация для сопоставления возможностей корректировки оператором параметров пространственных характеристик формирующего ультразвукового поля ВРЧ за счет применения команд через блок управления и настройки 11. На них представлены результаты экспериментальных измерений семейств двух наборов осевых распределения уровней звуковых давлений ВРЧ одних и тех же частот, генерируемых ПИА при разных режимах формирования компонент сигнала накачки и прочих равных условиях: - фиг.9 - шесть сфазированных компонент накачки (предлагаемый способ, гармоники ВРЧ
При этом по команде через блок управления и настройки 11 обеспечивается возможность как управления эффективностью генерации, так и корректировки параметров ультразвукового поля первой компоненты ВРЧ
На фиг.12 и фиг.13 представлена информация, иллюстрирующая возможность управления эффективностью генерации первой компоненты ВРЧ
Заявляемые способ и устройство могут найти широкое применение при проведении дноуглубительных работ, поиске заиленных и затопленных объектов, в частности, трубопроводов, при точном профилировании и эхолотировании дна и придонных слоев, оконтуривании иловых выбросов предприятий и определении толщины их слоев и т.д. В данных условиях актуально применение гидроакустических сигналов диапазона десятки-сотни Герц, формируемых ПИА с повышенной эффективностью генерации ВРЧ.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
Способ абсолютной градуировки излучающих и приемных электроакустических преобразователей антенного блока акустического доплеровского профилографа течений | 2023 |
|
RU2821706C1 |
Способ управления формой основного лепестка характеристики направленности излучающей параметрической антенны и устройство для его реализации | 2019 |
|
RU2700042C1 |
МНОГОЧАСТОТНОЕ ПРИЕМОИЗЛУЧАЮЩЕЕ АНТЕННОЕ УСТРОЙСТВО | 2018 |
|
RU2700031C1 |
Акустический способ и устройство измерения параметров морского волнения | 2019 |
|
RU2721307C1 |
Акустический способ измерения параметров движения слоистой морской среды | 2022 |
|
RU2801053C1 |
ЭЛЕКТРОАКУСТИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДЛЯ ПАРАМЕТРИЧЕСКОЙ ГЕНЕРАЦИИ УЛЬТРАЗВУКА | 2017 |
|
RU2697566C2 |
Корреляционный способ измерения параметров тонкой структуры водной среды | 2022 |
|
RU2799974C1 |
СПОСОБ ПРОВОДКИ БЕСПИЛОТНОГО ГИДРОСАМОЛЁТА НА АКВАТОРИИ ЛЁТНОГО БАССЕЙНА | 2018 |
|
RU2705475C1 |
МНОГОЧАСТОТНЫЙ КОРРЕЛЯЦИОННЫЙ СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ ТЕЧЕНИЙ | 2022 |
|
RU2795577C1 |
СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ЛЕТНОГО БАССЕЙНА ГИДРОАЭРОДРОМА ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ВЗЛЕТА И ПРИВОДНЕНИЯ ГИДРОСАМОЛЕТА | 2011 |
|
RU2464205C1 |
Использование: изобретение относится к области гидроакустики, а именно к способам и устройствам активной локации. Сущность: способ повышения эффективности параметрической акустической излучающей антенны основан на размещении электроакустического преобразователя с пьезоэлементом с заданной резонансной частотой
1. Способ повышения эффективности параметрической акустической излучающей антенны, основанный на том, что
размещают электроакустический преобразователь, включающий пьезоэлемент с заданной резонансной частотой /2 = и полосой пропускания, соответствующей диапазону волны разностной частоты в среде лоцирования,
подают на пьезоэлемент электроакустического преобразователя с выхода излучающего тракта электрические сигналы, амплитуды которых изменяются по гармоническому закону, а величины частот колебаний находятся в полосе пропускания пьезоэлемента,
формируют в среде лоцирования пространственную область коллинеарного распространения и нелинейного взаимодействия интенсивных ультразвуковых волн накачки, включающую в себя ближнюю и дальнюю зоны образованной параметрической излучающей антенны,
генерируют волну разностной частоты с циклической частотой ,
отличающийся тем, что
формируют многокомпонентный сигнал возбуждения, генерируя в излучающем тракте колебаний одинаковой амплитуды и с одинаковой начальной фазой в момент времени , с частотами , последовательно отличающимися одна от другой на и находящимися в полосе пропускания пьезоэлемента,
подают с выхода излучающего тракта на пьезоэлемент с резонансной циклической частотой электрический многокомпонентный сигнал возбуждения, представляющий собой сумму колебаний,
формируют в среде лоцирования пространственную область коллинеарного распространения и нелинейного взаимодействия интенсивной компонентной ультразвуковой волны накачки, включающую в себя ближнюю и дальнюю зоны образовавшейся параметрической излучающей антенны,
генерируют в параметрической излучающей антенне компонентную волну разностной частоты с циклическими частотами , определяемую нелинейными взаимодействиями в среде распространения заданного количества из спектральных компонент волны накачки с циклическими частотами , , ,…,
осуществляют регулировку эффективности генерации и корректировку параметров поля компонентной волны разностной частоты с циклическими частотами , формируемого параметрической излучающей антенной путем отключения или противофазного включения заданного набора составляющих из спектральных компонент волны накачки.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что регулировку эффективности генерации и корректировку параметров поля первой компоненты волны разностной частоты с циклической частотой осуществляют путем противофазного включения относительно остальных центральных составляющих из спектральных компонент волны накачки.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что регулировку эффективности генерации и корректировку параметров поля второй компоненты волны разностной частоты с циклической частотой осуществляют путем противофазного включения центральных составляющих из спектральных компонент волны накачки относительно других, например, при шестикомпонентном сигнале накачки используют спектральные составляющие с номерами 3 и 4 с отрицательными амплитудами, сохраняя положительную амплитуду составляющих 1, 2, 5, 6.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что регулировку эффективности генерации и корректировку параметров поля третьей компоненты волны разностной частоты с циклической частотой осуществляют путем одновременного противофазного включения групп составляющих из спектральных компонент волны накачки относительно других, например, при шестикомпонентном сигнале накачки используют спектральные составляющие 1, 2 и 3 с положительными амплитудами и спектральные составляющие с номерами 4, 5 и 6 с отрицательными амплитудами.
5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что компоненты волны разностной частоты с циклическими частотами формируют с учетом квадратичной нелинейности среды локации и значений ее свойств - нелинейного параметра , плотности , скорости звука и коэффициентов затухания и многокомпонентных волн накачки и разностной частоты, с обеспечением временного и пространственного согласования интенсивных ультразвуковых многокомпонентных волн накачки.
6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют электроакустический преобразователь, содержащий заданное количество пьезоэлементов, образующих излучающую апертуру.
7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют пьезоэлемент, выполненный из пьезокерамики, в форме стержня резонансного размера , где - скорость звука в стержне, - резонансная частота его колебаний.
8. Устройство для реализации способа по п. 1, содержащее опорный генератор, формирователь задержанных импульсов, схем совпадения, делителей частоты, аналоговый ключ, сумматор, амплитудный модулятор, импульсный генератор, усилитель мощности, электроакустический преобразователь, блок управления и регулировки, при этом первый выход опорного генератора через формирователь задержанных импульсов соединен со вторыми входами схем совпадения, выходы которых через делители частоты соединены с сигнальными входами аналогового ключа, а схемы совпадения и делители частоты образуют параллельно включенных звеньев, выходы схем совпадения из предыдущих звеньев соединены с первыми входами схем совпадения из последующих звеньев, первый сигнальный вход аналогового ключа через делитель частоты соединен с выходом опорного генератора, подключенным к входу схемы совпадения первого звена из схем совпадения, выход аналогового ключа через сумматор, амплитудный модулятор и усилитель мощности соединен со входом электроакустического преобразователя, управляющий вход амплитудного модулятора соединен с управляющим выходом импульсного генератора, управляющий вход аналогового ключа соединен со вторым выходом блока управления и регулировки, а его первый и третий выходы соединены соответственно с управляющими входами опорного генератора и импульсного генератора.
9. Устройство по п. 8, отличающееся тем, что электроакустический преобразователь содержит пьезоэлемент и элементы экранировки, гидро-, электро- и шумоизоляции.
СПОСОБ ВЫСОКОНАПРАВЛЕННОГО ИЗЛУЧЕНИЯ И ПРИЕМА ШИРОКОПОЛОСНЫХ ГИДРОАКУСТИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ | 2003 |
|
RU2247409C1 |
А.Е | |||
АНИЩЕНКО и др | |||
СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ФАЗОМАНИПУЛИРОВАННЫХ СИГНАЛОВ ГИДРОАКУСТИЧЕСКОЙ ПАРАМЕТРИЧЕСКОЙ АНТЕННОЙ | |||
ИЗВЕСТИЯ ЮФУ | |||
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ | |||
РАЗДЕЛ I | |||
МЕТОДЫ И СРЕДСТВА АКУСТИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА | |||
Приспособление для точного наложения листов бумаги при снятии оттисков | 1922 |
|
SU6A1 |
Приспособление для получения кинематографических стерео снимков | 1919 |
|
SU67A1 |
Электрический изодромный регулятор | 1941 |
|
SU67290A1 |
СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ УРОЖАЙНОСТИ РАСТЕНИЙ | 0 |
|
SU179554A1 |
СПОСОБ КАЛИБРОВКИ ПАРАМЕТРИЧЕСКОГО ТРАКТА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ | 2015 |
|
RU2626068C2 |
Авторы
Даты
2022-11-30—Публикация
2019-06-24—Подача