Подводная коммуникация и ориентация на гальванических токах

• Автор: Ольшанский, Владимир Менделевич
• Шифр специальности: 03.00.02
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Пущино
• Количество страниц: 222 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ ПОСТАНОВКА РАБОТЫ, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ.

Глава 1. Общин энергетический расчет и моделирование подводной коммуникации на

гальванических токах

Введение первые экспериментальные попытки подводной коммуникации на

гальванических токах

1.1. Подводная коммуникация на гальванических токах и уравнения Максвелла

1.2. Физическая специфика использования гальванических токов в водной среде

1.3. Количественная оценка эффективности дипольнелх антенн, компоненты импеданса,

оптимизация антенн

1.4. Структура электромагнитного поля на расстояниях, соизмеримых со скинслоем,

диаграммы направленности, всеиаиравленность, влияние 1раниц, зависимость соотношения сигналшум и дальности связи от величины электропроводности
1.5. Методика энергетического расчета предельных возможностей коммуникации на
токах проводимости на примере системы для передачи речи и данных
1.6. Разработка аппаратуры для передачи речи и данных
Выводы из первой главы.
Глава 2. Электрические рыбы как объект биофизического моделирования обзор
2.1. Общая функциональная модель электроориситации слабоэлектрических рыб
Ганса Вернера Лиссмаина.
2.2. Количественная модель Г.Лиссманна и К.Мэйчина.
2.3. Разделение задач при обработке электросенсорной информации
у клюворылообразных модель К. Белла.
2.4. Модель Вальтера Хейлигенбсрга, объясняющая механизм обработки сигналов
и избегания помехи у представителя гимнотообразных Еетпапта i
2.5. Структура электрических полей слабоэлектрических рыб, сегментирование
электрогенераторных структур, компьютерное моделирование
электроориентационных систем рыб.
Выводы из обзора
Глава 3. Экспериментальные исследования элсктрокоммуникаиии сомов.
3.1. Исследование взаимосвязи электрогенераторных и элсктрорецепторных систем сомов
рода 8упобопЙ8, разработка средств для гистограммного анализа
3.2. Моделирование носгстимульных гистограмм, выявление профилей
фазной электрочувствительности сомов рода Бупобопйз
3.3. Особенности электрогенерации сомов. Регистрация формы разрядов
электрических рыб электронный сторож и примеры его применения
3.4. Регистрация электрических разрядов сомов в естественных условиях их обитания.
Оценка дальности электрокоммуникации сомов
3.5. Идентификация разрядов сомов при их парных взаимодействиях
Выводы из главы
Глава 4. Исследование возможности применения гальванических токов в целях подводной ориентации с учетом современных представлений о механизмах обработки электросснсорной информации у слабоэлектрический рыб.
4.1. Ориентационная модель с прямой связью между источником и приемником
задача контроля перекосов трала.
4.2. Двумерная ориентационная модель задача создания инклинометрического сенсора
обзор известных технических решений.
4.3. Концепция электролитических инклинометрических сенсоров
вращающегося поля.
4.4. Макетирование электролитических сенсоров гфаииаюшегося поля.
4.5. Экспериментальные исследования характеристик инклинометрических сенсоров
вращающегося ноля.
4.6. Сенсоры с открытыми электродными системами, всенаправленные источники для
систем подводной связи и ориентации.
Выводы из главы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ВЫВОДЫ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Радиотехнический анализ автор начинает с фразы Не вдаваясь в недостаточно освещенные биологические детали возбуждения и приема электромагнитных сигналов морскими животными, исследуем электродинамические радиотехнические возможности, которые могли бы послужить основанием для обмена информацией между этими животными на больших расстояниях. Далее идет выбор излучающей антенны. Чем больше волнос животное, тем эффективнее должна быть связь. Автор берет самое большое водное животное синего кита и аппроксимирует его трехосным эллипсоидом. При этом резонансная частота получается 5 кГц. Иоле такой частоты в средней океанической воде экспоненциально затухает в е раз каждые 0. Болес мелкие животные должны иметь более высокую резонансную частоту и затухание будет еще резче. Поэтому эта модель источника не годится. Единственный возможный диапазон электромагнитной коммуникации для морских животных область низких частот. По утверждению автора При низких частотах размеры морских животных окажутся весьма малыми по сравнению с соответствующей длиной электромагнитной волны в морской воде. Поэтому их тело будет генерировать или воспринимать в актах обмена информацией только поля практически стационарные как бы не зависящие от времени это будут явления практически постоянного тока. Далее автор снова отказывается от необходимости знакомиться с биологическими публикациям по электрорсцепции и электрогенерации ни одной ссылки на профессиональные биологические статьи в списке литературы нет Ввиду недостаточной отчетливости наших сведений о возможном механизме генерации электрических токов морскими животными, а также о чувствительности их к посторонним электрическим полям, пока приходится ограничиться дальнейшим упрощением модели животного как генератора и приемника низкочастотного электромагнитного поля в целях дальней связи и предлагает в качестве источника вибратор Герца два металлических шара малого радиуса г,, центры которых расположены на расстоянии , настаивая на условии X Vi Я о9, где Д, До, ц соответственно означают длину волны заданной частоты в воде и в вакууме воздухе, диэлектрическую и магнитную проницаемости морской воды. Следующий раздел статьи Излучение диполя в проводящем диэлектрике традиционный анализ уравнений, описывающих электромагнитное поле от дипольного источника гармонического тока в полярных координатах , 0, ф в безграничной однородной среде. Сначала рассматривается вакуум, где электромагнитная волна возможна и не затухает, затем уравнения переписываются для материальной среды и рассматриваются по диапазонам. I ток в диполе, ш круговая частота сигнала, к волновой множитель, I текущее время, л,1. Критерий разделения на диапазоны известен соотношение между токами смещения и токами проводимости. Случай, когда токи смещения больше токов проводимостиэто частоты оптического диапазона и этот случай отложен на потом. Критическая частота, т. Для самого интересного диапазона низких частот автор, как это общепринято, отдельно анализирует члены, зависящие от частоты он их называет радиотехническим сигналом, и члены, соответствующие статическому затуханию на нулевой частоте. Анализируются только модули этих членов. Акцентируется, что на расстоянии 2, превышающем толщину скинслоя 6 в 1. На самом деле, как будет показано в следующем параграфе, максимум величиной 1. Кд около 1. Автор утверждает, что морские животные могут использовать воспринимаемый ими частотный ход силы сигнала для оценки расстояний от своего подводного радиокорреспондента Это требует оговорок не только по отношению к гипотетическим морским животным, коммуникация которых должна для проявления частотного хода осуществляться на расстояниях порядка толщины скинслоя таковые пока не известны и их обнаружение представляется маловероятным, но даже по отношению к простым физическим моделям. Дело в том, что частотная зависимость тангенциальной и радиальной о чем автор пишет ниже компонент разная, и, следовательно, спектр принимаемого сиг нала определяется не только расстоянием между партнерами, но и их взаимной ориентацией. Ко 1ИК3НкК 1кНмвехрЦйЯкЮ
1.