-10 |
LP 2,( дБ) n |
Антенна
Монополь
|
-10 |
LP2,( дБ) 1 |
-20 |
|
|
-20 |
|
Антенна Монополь
-30-30-40-40-50-50-60-60-70-70
|
-80
-1
|
-0.5 |
0 |
0.5 |
-80
-1
|
-0.5 |
0 |
0.5 |
|
|
F-F несущая( Гц) |
|
|
|
F-F несущая( Гц) |
|
Рис. 6. Спектры рассеянного поверхностным волнением сигнала, принятого на дистанции 10 км: |
а – спектр полного сигнала на антенне; |
б – спектр первой волноводной моды |
Для проверки возможностей селективного возбуждения и приема волноводных мод с использованием вертикальных решеток в мелком море была разработана соответствующая аппаратура и проведены натурные экспериментальные исследования в Баренцевом море. Опускаемая на заданную глубину с борта судна излучающая антенная решетка позволяла излучать тональные, тонально-импульсные и сложные сигналы различной длительности в интервале частот 234 – 254 Гц. Расстояние между отдельными излучателями в решетке( общее число которых 16) составляло 3 м. Две приемных системы устанавливались на расстоянии 1,5 км друг от друга и работали в автономном режиме. Расстояние между гидрофонами каждой приемной антенны составляло 3 м, общее число гидрофонов в каждой антенне равнялось 32. Глубина места в точках постановки приемных антенн составляла 125 м. Дистанция между излучающей решеткой и приемными системами изменялась за счет дрейфа НИС от 1 до 22 километров. Глубина волновода варьировалась вдоль трассы движения судна от 125 до 90 м. При измерениях наблюдалась близкая к изоскоростной гидрология. Алгоритм выделения модовых сигналов основывался на использовании ортонормированности волноводных
мод. На рисунке 6 представлены экспериментальные оценки спектров рассеянного поверхностным волнением сигнала, принятого на дистанции 10 км.
На основании этих экспериментальных исследований можно сделать следующие выводы.
Использование согласованной со средой распространения сигналов пространственной обработки в мелком море убирает смещение оценки пеленга на цель, достигающее иногда 55 º при нахождении цели в направлении « бегущей волны » линейной антенной решетки. Обеспечивает дополнительный выигрыш в отношении сигнал / помеха до величины, равной количеству распространяющихся мод в волноводе при когерентном накоплении модовых откликов и до корня из количества мод при некогерентном суммировании модовых откликов( при равных амплитудах мод).
Метод, основанный на пространственной согласованной фильтрации с вертикальными излучающими и приемными антеннами, позволяет снизить уровень реверберации до 30 дБ, эффективно разделять волноводные моды и создать эффективную томографическую систему подводного мониторинга неоднородностей.
ЛИТЕРАТУРА
1. Лучинин А. Г., Хилько А. И. Низкочастотная акустическая томография мелкого моря с использованием маломодовых импульсов // Акустический журнал. – 2005. – Т. 51. – № 2.
2. Гринюк А. В., Бурдуковская В. Г., Зверев В. А. и др. Исследование характеристик маломодовых низкочастотных акустических импульсов в мелком море / Труды XIII школы-семинара им. акад. Л. М. Бреховских « Акустика океана », совмещенной с XXIII сессией Российского акустического общества. – М.: ГЕОС, 2011.
3. Бреховских Л. М., Лысанов Ю. П. Теоретические основы акустики океана. – Л.: Гидрометеоиздат, 1983.
98 Морские информационно-управляющие системы, 2014 / No. 1( 4)