Ненаправленное гидрофонное устройство

Ненаправленное гидрофонное устройство

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистимеских

Республик

О П И С А Н И Е <„, 55 O5

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 04.05,75 (21) 2130039/10 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано25.03.77. Бюллетень № 11 (45) Дата опубликования описания 20.06.77 (51) М. Кл.е

Н 04 R 1/44

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 534.232 (088.8) (72) Авторы изобретения

Г. И. Белащенко, A. M. Еняков и В. 3. Черников (71) Заявитель (54) НЕНАПРАВЛЕННОЕ ГИДРОФОННОЕ

УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к технике измерения гидроакустических сигналов и предназначено для поиска направления на источник звуковых и ультразвуковых сигналов в воде и их измерения. 5

Известны и широко используются для всенаправленного поиска подводных целей устройства, состоящие из множества преобразователей или гидрофонов, соответствующим образом ориентированных относительно ц> друг друга (13,(2).

Формирование лепестка направленности и егэ поворот в горизонтальной плоскости осушествпяются в этих системах путем совместной работы определенных групп преобра- 15 зователей и их переключения. Основным недостатком таких устройств является большое число преобразователей, что значительно усложняет всю конструкцию.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является устройство для всенаправленного поиска состоящее из

М полых цилиндрических пьезокерамических преобразователей, жестко связанных между 25

2 собой (3). Образующие всех цилиндров параллельны осн устройства в целом.

Устройство имеет вид m-гранной призмы (где тп= 3,4,6,8).

Каждая грань образует грань поиска, в ней помещается пара преобразователей, расположенных на расстоянии Л/2друг от друга (-длина волны B воде, соответствующая рабочей частоте устройства). Каждая пара преобразователей заэкранирована с трех сторон отражающими стенками, отдаленными эт преобразователей на /4- . Для каждого сектора за счет интерференции и отражений формируется ппавная напр авпенная хар актеристика. Устройство вцепэм имеет vn пепестков направленности, совмещение которых и дает всенаправпенную характеристику чувствительности.

Наиболее существенными недостатками этого устройства является узкий рабочий диапазон частот, вследствие того, что ðàñположение преобразователей и отражательных элементов соответствует лишь определенной длине волны.

55 1 805

Е ель изобретения — расширение рабочего диапазона час".от устройства. !

1ель достигается тем, что цилиндричеокие преобразователи расположены так, что их оси, лежащие в одной плоскости, ориентированы относительно друг друга под углом, кратным к/и, где 1 - .общее число преобразователей (и = 2,3,4,...).

Формирование характеристики направленности в предлагаемоь; устройстве осущест- (О вляется за счет того, что каждый цилиндрический преобразователь имеет плавную направленную характеристику в плоскости, проходящей через его ось, в широком диапазоне частот. 15

На фиг. 1 схематично показано планарное расположение цилиндрических преобразователей в предлагаемом устройстве, состоящем из двух (фиг. 1 а), трех (фиг.

1 б, в) и четырех (фиг. 1 г) преобразовр- 20 телей; на фиг. 2 - конструкция устройства из трех преобразователей; на фиг. 3— (диаграмма направленности предлагаемого устройства из трех преобразователей, снятая в плоскости расположения преобраэова- 25 телей (горизонтальной плоскости) при условии малости размеров гидрофонного устройства по сравнению с расстоянием до источ ника сигнала.

Устройство состоит из ll цилиндриче - 30 ких преобразователей (гидрофонов) 1 с идентичными характеристиками, соединен- йых жестким держателем .2 так, что их оси лежат в одчой горизонтальной плоскости и повернуты относительно друг друга 85 на угол, кратный Я /М.

В частности, для конструкции из трех преобразователей последние расположены в одной плоскости и повернуты относительно друг друга на угол 120- . Они эакреп- 40 лены в этом положении жестким держателем 2 и соединены им с коммутирующим приспособлением -3, которое подвешено на заданной глубине с помощью кабель-троса 4;, Устройство в целом стабилизировано по М отношению к сторонам горизонта вертикаль. ным стабилизатором 5.

Устройство работает следующим образом. 50

При оцределеиии азимутального направления на источник гидроакустических сигналов предлагаемым устройством производят последовательный опрос всех его преобразователей дня,BaxNKQeHHa преобразователя, Q наиболее благоприятно ориентированного

IIo отношению к источнику сигнала.

OHpQc проводится с помощью коммутирующего приспособления 3 путем поочередного дистанционного подключения каждого 60 преобразователя к измерительному тракту и индикации сигналов. Наиболее благоприятно ориентированным будет тот преобразователь, нормаль к оси которого составляет наименьший угол с направлением на источник сигнала. Направленность цилиндрических гидрофонов такова,что ориентированный таким образом гидрофон будет давать максимальный сигнал. B результате опрос преобразователей сводится к поиску максимального сигнала, даваемого одним иэ них.

Очевидно, что в предлагаемом устройстве рабочие направления каждого преобразователя (т.е. те направления, откуда им принимается сигнал) будут лежать в угловом секторе х )(/ т от нормали к его оси. Неравномерностью характеристики направленности преобразователя в этом угловом сек-. торе и будет определяться общая неравномерность направленности устройства в це лом.

Следует отметить, что предлагаемым устройством нельзя идентифицировать сигналы, проходящие с противоположных,направлений. Однако для всенаправленных измерений сигнала или для локализации ис» точника шума методом триангуляции. двумя или б ол ее устр ойствами, р азне се иными в пространстве это не имеет значения.

Основным преимуществом устройства является то, что оно, благодаря соответствующему расположению преобр зоватлей, полнее использует свойства цилиндри« ческих преобразователей — неравномерность направленности в плоскости, совпадающей с его осью.

Прецлагаемое устр ойство работает, в д остаточно UIHpQKoM частотном диапазоне, так как цилиндрические преобразователи, входящие в его состав, имеют плавную направленную характеристику в плоскости, проходящей через ось преобразователя, в большом диапазоне частот. Это,в свою очередь, повышает точность измерений, Конструкция устройства проста, так как не требует применения специальных отражательных экранов для формирования отдельных лепестков направленности.

Вследствие того, что для формирования двух противоположных лепестков направленности требуется всего один преобразователь, сокращается и общее число этих гидрофонов.

Формула изобретения

Ненаправленное гидр офонное устройство, содержащее и жестко связанных между собой цилиндрических преобразователей, например, гидрофонов, о т л и ч " ющ е е с я тем, что, с целью расширения

551805. рабочего диапазона частот, цилиндрические преобразователи расположены так, что их оси, лежашие в одной плоскости, ориентире ваиы относительно друг друга под углом, кратиМм K! n, где . и = 2,3,4,...

Источники. информации, принятые во внимание при экспертизе:

l. Патент США %3135944, кл. 340-9, 1 964.

2. Патент США М 3409869, кл. 340 9, 1968.

3. Патент США l4 2961636; кл. 340-9, 1960 (прототип).

Составитель Е. Артамонова

Редактор Р. Киселева Техред А. богдан КорректорА. Власенко

Заказ 138/32 Тираж 872 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4