Нелинейное взаимодействие акустических волн в задачах гидролокации

• Автор: Тарасов, Сергей Павлович
• Шифр специальности: 01.04.06
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Таганрог
• Количество страниц: 410 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. ПРИНЦИПЫ И ПУТИ ПОСТРОЕНИЯ ГИДРОЛОКАЦИОННЫХ СИСТЕМ ОБНАРУЖЕНИЯ И КЛАССИФИКАЦИИ НА ОСНОВЕ ЭФФЕКТОВ НЕЛИНЕЙНОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ
АКУСТИЧЕСКИХ ВОЛН
1.1. Анализ задач, решаемых с помощью гидроакустических систем, использующих
параметрические антенны
1.2. Аналитический обзор результатов исследований процессов нелинейного взаимодействия
акустических волн
1.3. Анализ вопросов разработки гидроакустических систем на основе эффектов нелинейного взаимодействия и результатов использования параметрических антенн в гидролокации
1.4. Основные результаты и выводы
2. МЕТОДЫ РАСЧЕТА И НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СОЗДАНИЯ ПАРАМЕТРИЧЕСКИХ
ГИДРОАКУСТИЧЕСКИХ ЛОКАЦИОННЫХ СИСТЕМ
2.1. Структура, особенности построения и технические характеристики параметрических гидроакустических
систем
2.2. Энергетическая дальность действия параметрических гидролокаторов в условиях воздействия шумовой
помехи
2.3. Энергетические характеристики параметрических гидролокаторов с учетом шумовой помехи и

объемной реверберации
2.4. Энергетическая дальность действия параметрических гидролокаторов в присутствии шумовой помехи,
объемной и поверхностной реверберации
2.5. Расчет дальности обнаружения придонных объектов
с учетом влияния донной реверберации
2.6. Расчет энергетического потенциала параметрического гидролокатора при обнаружении заиленных объектов
2.7. Энергетические характеристики параметрического профилографа донных осадочных структур
3. ИССЛЕДОВАНИЯ АКУСТИЧЕСКИХ ПОЛЕЙ ПАРАМЕТРИЧЕСКИХ ИЗЛУЧАЮЩИХ АНТЕНН ГИДРОЛОКАЦИОННЫХ СИСТЕМ
3.1. Основные соотношения, описывающие процессы нелинейного взаимодействия акустических волн и характеристики параметрических излучающих
антенн
3.2. Методика и особенности проведения экспериментальных исследований процессов нелинейной генерации, отражения и рассеяния взаимодействующих акустических сигналов
3.3. Энергетический потенциал, амплитудные и частотные характеристики параметрических
излучающих антенн гидролокаторов
3.4. Формирование характеристики направленности параметрической антенны и управление ее
положением в пространстве
3.5. Излучение пространственно-частотных сигналов
с помощью параметрической антенны
3.6. Исследование влияния границы раздела двух

сред на характеристики параметрической антенны
3.7. Исследование работы параметрических
антенн в мелком море
4. РАЗРАБОТКА ПАРАМЕТРИЧЕСКИХ ГИДРОАКУСТИЧЕСКИХ ЛОКАЦИОННЫХ СИСТЕМ, ИХ ИСПЫТАНИЯ И ИССЛЕДОВАНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК
4.1. Способы обзора пространства, реализуемые параметрическими гидролокационными системами, и основные требования, предъявляемые к трактам
излучения и приема
4.2. Малогабаритный рыбопоисковый эхолот “Пескарь”
с параметрическим режимом работы
4.3. Исследовательские параметрические
гидролокаторы и профилографы
4.4. Разработка и исследование параметрического излучающего тракта гидролокатора со сканирующей характеристикой направленности для обнаружения заиленных объектов и
трубопроводов
4.5. Разработка параметрических гидролокаторов
для подводных необитаемых аппаратов
5. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ГИДРОАКУСТИЧЕСКИХ ЛОКАЦИОННЫХ СИСТЕМ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ И РЕШЕНИЯ ПРАКТИЧЕСКИХ
ЗАДАЧ ПОДВОДНОГО ПОИСКА
5.1. Исследование частотных и угловых характеристик рассеяния морского дна с помощью параметрических гидроакустических локационных систем
5.2. Стратификация донных осадочных структур

Поиски путей повышения эффективности параметрических источников звука продолжаются, однако, следует отметить, что невысокий коэффициент преобразования ни в коей мере не умаляет достоинств параметрических антенн и не является помехой их практическому использованию.
Большие успехи в решении вопросов взаимодействия волн конечной амплитуды достигнуты отечественными учеными. Академиком Р.В.Хохловым и его учениками предложен новый подход к решению задач нелинейной акустики. Уравнение, описывающее поведение ограниченных пучков волн конечной амплитуды, удалось получить в квазиопти-ческом приближении с использованием метода изменяющегося профиля /63-68/. Достаточно полный анализ работ, посвященных теоретическому решению вопросов нелинейной акустики, дан О.В.Руденко и С.И.Солуяном /68/. В нелинейной акустике произошел поворот от исследования идеализированных одномерных задач к изучению распространения волн в более реальных условиях. Этот математический аппарат оказался очень удобным для расчета параметрических антенн /18/. Использование метода решения уравнения Хохлова-Заболотской-Кузнецова (ХЗК) /68/ позволяет описывать динамику формирования акустического поля разностной частоты с учетом всех факторов, влияющих на работу параметрических антенн.
Теоретический анализ работы параметрических излучателей звука, учитывающий дифракцию и диссипацию всех волн, проведен Б.К.Новиковым /69/. Им выяснены особенности генерации волн разностной частоты слабыми и мощными волнами накачки, найдены закономерности генерации низкочастотного сигнала амплитудно-модулированной волной с произвольной формой огибающей.
Экспериментальные исследования нелинейного взаимодействия акустических волн и сравнение с теоретическими выводами были проведены в Таганрогском радиотехническом университете /18,42-44,70-73/ и