CC BY
35
С.П. Тарасов, Д.А. Кравчук
ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ПАРАМЕТРИЧЕСКОЙ АНТЕННЫ ПРИ ВОЛНОВОДНОМ РАСПРОСТРАНЕНИИ СИГНАЛА В МЕЛКОМ МОРЕ
Значительный интерес представляет работа параметрических антенн в мелком море, когда существенно влияние отражающих границ поверхности и дна на распространение сигнала. В этих условиях возможно волноводное распространение звука с повышением эффективности нелинейного взаимодействия благодаря отсутствию вертикальной расходимости волн, появляется возможность селективного возбуждения мод разностной частоты, возможно влияние дисперсии на проявление нелинейных эффектов.
Особенно заманчиво применение параметрических антенн в мелком море из-за снижения уровня реверберационной помехи при гидролокации, возможности использования низкочастотных антенн с небольшими массогабаритными показателями, наличия перспективы диагностики мелкого моря и океана с использованием различных мод при волноводном распространении, эффективного возбуждения нулевой моды для локации на больших расстояниях.
При работе в мелком море сохраняются достоинства параметрических антенн, такие как высокая направленность в горизонтальной плоскости, широкополосность и
др.
Одним из основных преимуществ параметрических гидроакустических приборов является возможность работы в режиме гидролокации в приповерхностных и придонных областях при траверзном обзоре. При этом звуковой луч распространяется параллельно границе раздела, например, поверхности или дну.
Модель мелкого моря представляет собой плоский акустический волновод, образованный акустически мягкой границей (поверхность воды) и жесткой (дно).
При параметрическом взаимодействии акустических волн в плоском слое может быть существенным многократное отражение от границ слоя, как волны разностной частоты, так и волн накачки, причем взаимодействие может происходить между всеми отраженными волнами. Возможны разные подходы к решению данной задачи. Учет многократного отражения волн может быть проведен введением бесконечной цепочки мнимых источников или решением уравнения Хохлова- Заболотской- Кузнецова (ХЗК) с соответствующими граничными условиями и последующим исследованием модовой структуры полученного решения. Применение метода мнимых источников нецелесообразно для случая мелкого моря, т.к. использование этот метод выгоден для широких слоев, когда отношение глубины слоя к размерам источника велико
В случае же относительно узких каналов, а также в дальней зоне параметрического излучателя более рационально использовать решение в модовом представлении, так как можно ограничиться сравнительно небольшим числом взаимодействующих мод.
Так же в работе рассмотрена модовая структура поля параметрического излучателя звука в плоском волноводе при произвольной ориентации пучка накачки относительно оси волновода. Рассчитаны вертикальные распределения звукового давления и на основе полученных данных проанализированы условия селективного возбуждения мод.
