Подводная связь и навигация с использованием электромагнитного поля

• Автор: Шибков, Анатолий Николаевич
• Шифр специальности: 05.08.06
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Владивосток
• Количество страниц: 284 с. : ил.

1 ОСНОВНЫЕ ПРОБЛЕМЫ СОЗДАНИЯ ПОДВОДНЫХ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ СИСТЕМ (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)

1.1 Анализ закономерностей распространения электромагнитного поля в морской среде

1.1.1 Аналитические расчеты электромагнитного поля в море

1.1.2 Численные методы исследования характеристик электромагнитного поля в море

1.2 Возбуждение электромагнитного поля в море и измерение его характеристик

1.2.1 Возбуждение электромагнитного поля в море и измерение его характеристик с помощью электрических диполей
1.2.2 Сравнение характеристик электрических и магнитных диполей, используемых в качестве передающих и приемные антенн

1.3 Анализ и классификация электромагнитных шумов и помех в море

1.4 Выводы
2 ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ПОЛЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ДИПОЛЯ В СЛОЕ ВОДЫ, ОГРАНИЧЕННОМ ПОВЕРХНОСТЬЮ И ДНОМ
2.1 Постановка задачи расчета характеристик электромагнитного поля электрического диполя в слое воды
2.2 Расчет характеристик электромагнитного поля электрического диполя в слое воды, ограниченном поверхностью и дном
2.3 Сравнение результатов расчета характеристик электромагнитного поля электрического диполя в слое воды различными методами
2.4 Основные особенности распространения электромагнитного поля в слое воды, ограниченном дном и поверхностью
2.4.1 Влияние электропроводности дна на распространение электромагнитного поля
2.4.2 Изменение характеристик электромагнитного поля при
конечной глубине места
2.4.3 Распространение электромагнитного поля с поверхности к дну
2.5 Выводы
3 МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ФИЗИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ В МОРЕ
3.1 Принципы физического моделирования условий распространения электромагнитного поля в море
3.2 Варианты физических моделей подводных электромагнитных систем связи и навигации
3.2.1 Высокочастотная установка для исследования распространения электромагнитного поля
3.2.2 Низкочастотная установка для моделирования работы подводной электромагнитной навигационной системы
3.3 Примеры результатов исследований распространения электромагнитного поля в модельных условиях
3.4 Выводы
4 ПОДВОДНАЯ СВЯЗЬ С ПОМОЩЬЮ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ
4.1 Передача команд управления с судна на подводный объект
4.1.1 Расчет предельных возможностей системы для передачи команд управления с судна на подводный объект
4.1.2 Структура, элементы схемотехники, конструкция и результаты испытаний системы для передачи команд управления с судна на трал
4.1.3 Метод снижения мощности, необходимой для обеспечения связи
4.1.4 Структура, элементы схемотехники, конструкция и результаты испытаний системы для обеспечения безопасной постановки порядков донных орудий лова
4.2 Система для передачи информации о степени наполнения тралового мешка
4.3 Выводы
5 ПОДВОДНАЯ НАВИГАЦИЯ ПО ЭЛЕКТРОМАГНИТНОМУ ПОЛЮ
5.1 Способ определения места приемника по результатам измерения характеристик искусственно созданного электромагнитного поля
5.2 Выбор рабочей частоты (диапазона частот) подводной электромагнитной навигационной системы
5.3 Подводная электромагнитная навигационная система для водолазов в автономном снаряжении
5.3.1 Структурная схема навигационной системы для водолазов
в автономном снаряжении
5.3.2 Расчет места приемника относительно передатчика по результатам измерений характеристик электромагнитного
поля
5.4 Источники погрешностей определения координат приемника
5.4.1 Влияние конструктивных особенностей передающей антенны навигационной системы на погрешности определения координат
5.4.2 Влияние параметров двойного слоя на электродах приемной антенны на погрешности определения координат
5 4 3 Влияние погрешностей измерения параметров среды на погрешности определения координат приемника
5.5 Экспериментальная проверка принципов подводной навигации по электромагнитному полю
5.6 Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Акт внедрения результатов научно-исследовательской работы (в/ч 25106)
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Акт передачи рекомендаций по расчету, конструированию и схемотехнике подводных ориентационных и ориентационных устройств на основе использования токов проводимости (ОАО «Дальприбор»)
ПРИЛОЖЕНИЕ 3. Акт о внедрении результатов исследований характеристик траловых электромагнитных связных систем (Дальневосточный филиал НПО промрыболовства)
ПРИЛОЖЕНИЕ 4. Разработка специального связного устройства управления тралом и его метрологическое исследование. Программа и методика испытаний

2.2 Расчет характеристик электромагнитного поля электрического диполя в слое воды, ограниченном поверхностью и дном
В соответствии с выбранной моделью задачи магнитные проницаемости сред равны магнитной постоянной, то есть относительные проницаемости ftmo = Umi = piт2 = 1 • Как известно, при такой постановке задачи векторный потенциал будет иметь две составляющие Ах и Аг. Следуя [127] и [128], общее решение краевой задачи можно записать таким образом:
А* = [ЛМ,е^Л>

A0z = cos ф fc^J, (vp) • eVoZdv, о
д,=+vv,2k

4z = cos^ J^iM-[c0zev,z

A2z = cos фс2РМ- e^dv,

р, 0 И г - цилиндрические координаты точки наблюдения,
расстояние от источника до точки на-Л = +(г-г0) - £людешм_
Ао(ур)> ^](ур) - функции Бесселя порядка 0 и 1.
(2.7)
(2.8)
(2.9)
(2.10) (2.11) (2.12)