Использование гидролокатора бокового обзора со сложным сигналом для экологического мониторинга дна и инженерных подводных сооружений Текст научной статьи по специальности «Физика»

Из рис. 4 видно, что если центральная частота накачки находится вблизи от резонансной, то, как и в предыдущем случае, характер изменения пространственного распределения звукового давления ВРЧ ПИ будет определяться поведением пространственного распределения звукового давления ВРЧ второго ПИ (см. кривые 2, 3 на рис. 4). В остальных случаях, как это наблюдалось в выше рассмотренных случа-, , -вого давления ВРЧ ПИ в большей степени определяется характером поведения осевого распределения звукового давления ВРЧ первого ПИ.

,

давления ВРЧ ПИ после отражения от границы раздела, расположенной на малых расстояниях от излучателя накачки, для которой коэффициент отражения является частотно-зависимой величиной, в большей степени будут влиять резонансы, наблюдаемые на частотах, близких к центральной частоте накачки. В остальных случаях взаимного расположения частот поле звукового давления ВРЧ ПИ будет незначительно изменяться относительно поля звукового давления ВРЧ при наличии в области взаимодействия волн накачки, границы раздела с коэффициентом отражения, не зависящим от частоты. Это справедливо для случая учета во второй среде только дисперсии и случая учета во второй среде частотной зависимости поглощения и дисперсии. При больших расстояниях от излучателя накачки до границы раздела (больше 14Д) о наличии частотной зависимости поглощения можно судить по характеру пространственного распределения звукового давления ВРЧ при изменении центральной частоты накачки.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Лепендин Л.Ф. Акустика: Учеб. пособие для вузов. - М.: Высш. школа, 1978. - 448

.

2. БреховскихЛ.М.,ЛысановЮ.П. Теоретические основы акустики океана. - Гид-рометеоиздат, Л. 1982. - 264 с. ил.

3. Бреховских Л.М. Волны в слоистых средах - М.: Издат. Акад. Наук СССР, 1957. -

502 с.

4. Гидролокационные системы вертикального зондирования дна / Браник В., Вендт Г., Каблов Г.П,, Яковлев АЛ. / Под ред. АЛ. Яковлева. - Новосибирск: Изд-во Новосиб. ун-та, 1992. -218 с.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ГИДРОЛОКАТОРА БОКОВОГО ОБЗОРА СО СЛОЖНЫМ СИГНАЛОМ ДЛЯ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА ДНА И ИНЖЕНЕРНЫХ ПОДВОДНЫХ СООРУЖЕНИЙ

В.А. Воронин, А.В. Ходотов, А.В. Скнаря,

С Л. Тарасов, В.Т. Трусилов

В последнее время большое внимание уделяется экологии морского дна в , -, , , -ний и их остатки, затопленные плавсредства и отходы промышленных предприятий. Состояние этих сооружений в процессе эксплуатации изменяется, так, зарытые в грунт коллекторы вымываются течениями и разрываются при работе, отдельные объ-, . за профилем и глубиной судоходных каналов и за выносами промышленных предприятий. Следить за положением и состоянием таких инженерных сооружений возможно с помощью гидроакустических средств. Наиболее перспективным гидроаку-

Секция методов и средств экологического мониторинга водных районов

стическим средством при исследовании фарватеров, прокладке и контроле трубопроводов и кабелей, строительстве и контроле состояния подводных сооружений, поиске и классификации других подводных объектов, мониторинге подводной обстановки в неизвестных водах являются гидролокаторы бокового обзора. По сравнению с другими гидроакустическими средствами, например с многолучевыми локаторами, гидролокатор бокового обзора обеспечивает угловое разрешение на уровне десятых долей градуса (в многолучевом локаторе разрешение единицы градусов при приемлемом количестве каналов обработки сигналов) при более простой и надежной конструкции с меньшими массогабаритными параметрами, энергопотреблением, стоимостью [1].

Для повышения разрешающей способности по дистанции в гидролокаторах уменьшают длительность импульса, что приводит к уменьшению дальности действия за счет уменьшения соотношения сигнал/шум при увеличении полосы приемного .

, , /

, -

.

полосы излучаемого сигнала, а дальность действия увеличивается пропорционально увеличению длительности импульса. В таком гидролокаторе бокового обзора полоса просматриваемого участка дна увеличивается в 1,5 - 2 раза, увеличивается помехозащищенность благодаря использованию зондирующего сигнала с линейно.

Для проведения акустического экологического мониторинга мелководных водоемов и прибрежных морских районов нами был разработан гидролокатор бокового обзора с широкополосным сигналом в виде импульса с линейной частотной модуляцией. Гидролокатор бокового обзора состоит из блока формирования и обработ-, -мирования электронных узлов в программируемой логической интегральной схеме ( ),

и электронного блока с узлами формирования сигналов, приема отраженных сигналов и преобразования их в цифровую форму, усилители мощности и антенны правого и левого бортов. Частоты, на которых работает гидролокатор бокового обзора, составляют 200 и 260 кГц. Длительность импульса может изменяться от 30 мкс до 7 мс. Девиация частоты составляет 16 и 32 кГ ц. На рис. 1 показана диаграмма направ-

260 , . 2 - . ,

антенны в горизонтальной плоскости составляет 1,5 градуса (эта величина определя-

), -42 .

локатора. Минимальное разрешение по дистанции составляет 2 см и зависит от длительности импульса при работе тональным сигналом или от девиации частоты при - .

Разработанный гидролокатор бокового обзора использовался для проведения - 2003 -

, .

На рис. 3 приведена эхограмма участка дна Г олубой бухты, на которой виден в нижней части фрагмент корпуса затонувшего судна. Запись сделана на частоте 260 кГц с длительностью импульса 7 мс и девиацией частоты 32 кГ ц. На рис. 4 приведена эхограмма участка дна Черного моря в районе Геленджика, сделанная при тех же

, ,

.

Приведенные эхограммы показывают высокую разрешающую способность гидролокатора бокового обзора по угловым координатам и по дистанции и позволя-

ют судить о возможности его использования для экологического мониторинга водо.

Рис. 1. Характеристика направленности антенны ГБО в вертикальной плоскости

. 2. -

сти антенны ГБО в горизонтальной плоскости

. 3. - . 4. -

ленным корпусом судна тым коллектором

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 1.Воронин В.А.,Тарасов С.П,.Т1шошенко В.И. Гидроакустические параметрические . - - - ,: , 2004.

РАССЕЯНИЕ ВОЛНЫ РАЗНОСТНОЙ ЧАСТОТЫ НА НЕСТАЦИОНАРНОЙ СТРУКТУРЕ ГАЗОВЫХ ПУЗЫРЬКОВ В ВОДЕ

. . , . .

Представлены результаты экспериментальных исследований рассеяния волны разносной частоты на нестационарной структуре газовых пузырьков, создаваемой в ближнем поле параметрической излучающей антенны. Полученные поперечные