CC BY
99
УДК 621.3721.54; 534.222 DOI 10.23683/2311-3103-2017-8-128-139
П.П. Пивнев, С.П. Тарасов, В.А. Воронин
К ВОПРОСУ ПОСТРОЕНИЯ ШИРОКОПОЛОСНЫХ ГИДРОАКУСТИЧЕСКИХ АНТЕНН СИСТЕМ СВЯЗИ И НАБЛЮДЕНИЯ
Обсуждаются особенности построения широкополосных гидроакустических антенн средств подводного наблюдения и гидроакустической связи. Приведено несколько способов расширения полосы пропускания акустических преобразователей и антенн. Представлены результаты исследований, демонстрирующие возможность построения широкополосных антенных систем гидроакустических комплексов связи и наблюдения. Особое внимание уделено рассмотрению возможности построение широкополосных гидроакустических антенных систем, состоящих из разночастотных преобразователей, механически связанных по полю. Представлена 3D модель секторной гидроакустической антенны приема и передачи данных, состоящей из разночастотных преобразователей, механически связанных по полю. Для примера приведены расчеты импедансных характеристик таких антенн. Рассчитана частотная зависимость активной составляющей полного сопротивления антенны. Представлены рассчитанные частотные зависимости активной составляющей полного сопротивления антенны и каналов антенны при различных добротностях элементов антенны. Теоретические расчеты подтверждены экспериментально полученными частотными зависимостями активной составляющей полного сопротивления каналов макета и зависимостями активной составляющей полного сопротивления макета при параллельном соединении каналов. Представлены экспериментально измеренные чувствительности в режиме приема и в режиме излучения макета в диапазоне рабочих частот. Представлена геометрия задачи для расчета сектора антенны с расположенными по дуге элементами. Приведены результаты расчетов и экспериментальных исследований в гидроакустическом бассейне характеристики направленности дуговой антенной решетки. Сделан вывод, что, использование разночастотных преобразователей позволяет не только решить задачу построения широкополосных антенн систем передачи информации для подводного аппарата, но и обеспечить примерно одинаковую направленность антенны в широком диапазоне рабочих частот. В общем контексте рассмотрены характеристики широкополосных параметрических гидроакустических антенн, принцип действия которых основан на использовании эффекта нелинейного взаимодействия акустических волн. Приводятся результаты экспериментальных исследований амплитудно-частотных характеристик и характеристик направленности в диапазоне рабочих (разностных) частот широкополосных параметрических антенн. В качестве примера, предложено использование линейно-частотно-модулированных сигналов в широкополосных параметрических гидроакустических антеннах для создания сигнала с пространственно-частотной зависимостью.
Широкополосный сигнал; необитаемый подводный аппарат; гидроакустическое наблюдение; гидроакустическая связь; передача информации; параметрическая гидроакустическая антенна.
P.P. Pivnev, S.P. Tarasov, V.A. Voronin
TO THE ISSUE OF BUILDING BROADBAND HYDROACOUSTIC ANTENNAS OF COMMUNICATION AND OBSERVATION SYSTEMS
Discussed are the questions of designing of broadband hydroacoustic arrays for underwater monitoring and hydroacoustic data transmission. There are several ways to extend the bandwidth of acoustic transducers and arrays. Presented are the results of studies demonstrating the possibility of designing a broadband array. Special attention is given to the possibility of the construction of broadband hydroacoustic arrays, consisting of different frequency converters, mechanical related field. A 3D model of the sectoral hydroacoustic array for receiving and transmitting data, consisting of different-frequency converters, is mechanically coupled along the field. For example, the calculations of impedance characteristics of such arrays are presented. Calculated is the fre-
quency dependence of the active component of the array impedance. Theoretical calculations are confirmed by the experimentally obtained frequency dependences of the active component of the impedance of the layout channels and the dependences of the active component of the impedance of the layout with parallel connection of the channels. Experimentally measured sensitivities in the reception and emission mode of the layout in the operating frequency range are presented. The geometry of the problem for calculating the sector of the antenna with arcs arranged along the arc is presented. The results of calculations and experimental studies in the hydroacoustic basin of the direction characteristic of the arc array are presented. It is concluded that, the use of different frequency converters allows you to not only solve the problem of designing a broadband array of the communication systems for underwater vehicle, but have approximately the same directivity of the array in a wide frequency range. In the overall context of the characteristics of broadband parametric sonar arrays, the principle of which is based on the use of the effect of nonlinear interaction of acoustic waves. The results of experimental investigations of amplitude-frequency characteristics of the broadband parametric antennas are presented. As an example, the use of linear-frequency-modulated signals in broadband parametric hydroacoustic array is proposed to create a signal with a spatial-frequency dependence.
Broadband signal; unmanned underwater vehicle; hydroacoustic monitoring; acoustic communications; information transfer; parametric hydroacoustic array.
Введение. Экологические исследования в морях и реках немыслимы без использования гидроакустических технологий, позволяющих дистанционным методом оценивать состояние, контроль параметров, изучение характеристик морского дна, подводных объектов и сооружений, морской среды и ее неоднородностей.
Современные методы гидроакустики, могут быть более эффективными при построении аппаратуры на принципах использования сложных широкополосных сигналов. Для подводного наблюдения с помощью сложных сигналов удается расширить зону обнаружения, за счет увеличения дальности действия. С другой стороны, использование широкополосных сигналов позволяет существенно увеличить разрешающую способность. В звукоподводной гидроакустической связи, при нарастающем потоке информационных данных, без широкополосным сигналам просто не обойтись.
С развитием элементной базы нет каких либо больших трудностей по созданию широкополосных излучающих и приемных каналов. Наиболее сложным звеном, с точки зрения обеспечения широкой полосы пропускания, в цепи приемно-излучающих трактов гидроакустической аппаратуры подводного наблюдения и связи являются гидроакустические антенны. Проблемы с широкополосностью приемных антенн по большей части решены, а для излучающих - этот вопрос остается актуальным, так как для обеспечения эффективности излучения преобразователи, составляющие гидроакустическую антенну, как правило представляют собой резонансную систему. Существует несколько способов расширения полосы пропускания акустических преобразователей и антенн [1-5]:
♦ использование принципиально новых материалов для широкополосных преобразователей (пьезокомпозиты, пористые материалы, пленки и пр.);
♦ демфирование колебаний преобразователей различными способами;
♦ использование связанных колебательных систем для расширения полосы (аналогично связанным контурам в радиотехнике);
♦ применение переходных согласующих слоев;
♦ применение «гребенки» разночастотных преобразователей для формирования необходимой по полосе частотной характеристики;
♦ использование широкополосных, по своей природе, излучающих параметрических антенн, принцип действия которых основан на нелинейном взаимодействии в среде волн накачки.
Применение новых материалов при создании широкополосных преобразователей и антенн является прогрессивным и перспективным методом за которым, безусловно, будущее. И в настоящее время это направление поддерживается и развивается во всем мире.
Демпфированием колебаний широко применяется в дефектоскопии на высоких частотах. Полоса пропускания таких преобразователей может достигать нескольких октав. Демпфирование, за счет уменьшения добротности, снижает уровень излучаемого сигнала, что для дефектоскопии приемлемо из-за сравнительно небольших расстояний прозвучивания. В гидроакустике применение демпфирования ограниченное, т.к. значительно уменьшению коэффициента полезного действия антенны и. Кроме того, демпфирование на низких частотах достаточно малоэффективная и непростая процедура.
Расширения полосы пропускания преобразователей в антеннах с связанными колебательными системами и переходными согласующими слоями не позволяют значительно увеличить (до нескольких октав) полосу пропускания.
Ниже представлены некоторые вопросы по построению широкополосных гидроакустических антенн, состоящих из разночастотных преобразователей, механически связанных по полю.
Постановка задачи. Для передачи данных антенна должна иметь широкую направленность и может быть выполнена в виде сектора с набором разночастотных преобразователей в одной из плоскостей, например - вдоль образующей.
Так как взаимное расположение антенн для передачи и приема данных, может быть любым, то к характеристикам этих антенн предъявляются такие требования, чтобы в любом случае связь была устойчивой, т.е. антенны должны обеспечивать «озвучивание» необходимого сектора пространства.
Заданные выше характеристики направленности можно получить несколькими способами:
♦ применение всенаправленных антенн;
♦ применение антенн с электронным вращением характеристики направленности;
♦ применение секторных переключаемых антенн.
Первые и вторые антенны достаточно сложно реализовать в малогабаритной аппаратуре, кроме того, антенны с электронным вращением характеристики направленности работают медленнее из-за последовательного метода обзора пространства и имеют большой объем сложной электронной аппаратуры.
Рассмотрим использование секторных антенн. В таких антеннах целесообразно применить излучатели и приемники с направленностью с углами раскрыва около 60°.
3D модель секторной антенны приема и передачи данных показана на рис. 1.
Рис. 1. 3D модель секторной антенны приема и передачи данных
Существенно расширить характеристики направленности антенны невозможно простым уменьшением волновых размеров, не затрагивая при этом энергетический потенциал антенны.
Для примера приведены результаты расчета импедансных характеристик антенны, набранной из разночастотных преобразователей, в виде сектора. Механическая связь по полю преобразователей моделируется изменением их добротности. Рассчитавалась частотная зависимость активной составляющей полного сопротивления антенны, состоящей из связанных резонансных разночастотных преобразователей [6]. Предположим, что антенна состоит из пяти отдельных пьезокерамиче-ских элементов с резонансными частотами, различающимися на 3 кГц. То есть: 24, 27, 30, 33 и 36 кГц, а активная составляющая полного сопротивления каждого пьезокерамического элемента на резонансе равна 200 Ом.
Активная составляющая полной проводимости О(а) пьезоэлектрического элемента на частоте а определяется по формуле:
О(а) =-1-—,
' ' (1 + У2 (а)д2м )
где - активная составляющая полного сопротивления пьезокерамического элемента на резонансной частоте ар; Qм - механическая добротность сопротивления
а а
пьезокерамического элемента; V - частотная расстройка: у = (____р).
а
а
На рис. 2,а приведены рассчитанные кривые активной составляющей полного сопротивления пьезокерамических элементов с резонансными частотами 24, 27, 30, 33 и 36 кГц и добротностью Qм = 8, а на рис. 2,б - кривые с теме же частотами, но добротностью Qм = 5.
Л А
и Л/, /
V/
МО1 ¿0- 1(11 М»Ю* 44*10*
/, Гц
а - добротность Qм = 8
б - добротность Ом = 5
/.Гц
Рис. 2. Рассчитанные кривые активной составляющей полного сопротивления преобразователей антенны: кривая 1- 24 кГц, кривая 2 - 27 кГц, кривая 3 - 30 кГц, кривая 4 - 33 кГц и кривая 5 - 36 кГц
Рис. 2 показывает расширение полосы частот при уменьшении добротности каждого пьезоэлемента.
Поскольку разночастотные преобразователи в антенне включаются параллельно, то активная составляющая полного сопротивления связанных резонансных преобразователей будет учитывать каждую составляющую полного сопротивления преобразователей, тем самым уменьшая общее сопротивление.
На рис. 3 показана кривая активного сопротивления сектора широкополосной антенны связи состоящей из разночастотных пьезокерамических элементов с резонансными частотами 24, 27, 30, 33 и 36 кГц с добротностью Qм = 8 (рис. 2,а) и с добротностью Qм = 5 (рис. 2,б).
Полоса пропускания такой антенны равна 14,5 кГц. Из рис. 3,б видно, что при уменьшении добротности каждого пьезокерамического элемента ширина полосы частот активной составляющей полного сопротивления антенны увеличивается.
2*10 2.6*10 12x10 3.8*10 4.4*10 5*10
/. Гц
а - добротность Ом = 8
2x10 26x10 32х!0* 3»10 44x10 5x10
/, Гц
б - добротность Ом = 5
Рис. 3. Резонансные кривые активного сопротивления антенны, состоящей из разночастотных пьезокерамических элементов с частотами 24, 27, 30, 33 и 36 кГц
Для дальнейшего расширения полосы частот антенны можно либо увеличить количество разночастотных пьезокерамических элементов, либо - расширить диапазон частот между резонансными частотами отдельных пьезоэлектрических элементов с одновременным уменьшением добротности.
Таким образом, изменяя расстояние между частотами резонанса отдельных преобразователей и их добротность можно построить эффективную широкополосную антенну. При этом, антенна остается по существу резонансной с достаточно высоким коэффициентом полезного действия.
Одним из преимуществ такого способа создания широкополосных излучающих гидроакустических антенн является возможность сохранения примерно одинаковой направленности антенны во всем диапазоне частот. Поскольку в процессе активного излучения одновременно участвует ограниченное количество пьезоэлектрических преобразователей, их волновые размеры могут быть подобраны примерно одинаковыми, и, соответственно, ширина характеристики направленности на всех частотах будет почти одинаковой.
Сектор антенны по образующей представляет собой дугу окружности, на которой расположены элементы антенны. Характеристика направленности дуги, состоящей из n одинаковых элементов, расположенных эквидистантно по поверхности антенны, определяется по формуле:
R = -Jl£ cos[/Rcos(Q - у)]-R(d)[l + cos (Qn - у)]
п
+ sin [kRcosQ - у)]-R(afo + cos (Qn - у)]
где [1 + со$@п - у)] - коэффициент затенения; п - число элементов;
Оп- угловая координата элемента;
у - направление прихода волны;
Я - радиус дуги, на которой расположены элементы;
Я(а) = Я((2п - у) - характеристика направленности одного элемента;
, ш 2п к -волновое число: к = — = —.
с X
Геометрия задачи для расчета приведена на рис. 4, а результаты расчета диаграммы направленности сектора антенны приведены на рис. 5.
Рис. 4. Геометрия задачи На рис. 6 представлена измеренная диаграмма направленности.
/
Л
10 дБ
Рис. 5. Рассчитанная диаграмма направленности антенны в вертикальной плоскости
Рис. 6. Экспериментальная диаграмма направленности антенны в вертикальной плоскости
10
Ниже приведены результаты измерений основных электроакустических характеристик макета антенны. На рис. 7 представлены результаты измерений активной составляющей полного сопротивления разночастотных каналов макета, а на рис. 8 - активная составляющая полного сопротивления, при параллельном соединении каналов макета антенны. В табл. 1 представлены результату измерений чувствительностей в режиме приема и излучения, а в табл. 2 - результаты измерений ширины характеристики направленности в двух взаимоперпендикулярных плоскостях.
100
о
20 26 32 38 44
f, кГц
Рис. 5. Активная составляющая полного сопротивления каналов макета антенны
250
50
О
20 26 х 32 38 44
Ь кГц
Рис. 6. Активная составляющая полного сопротивления, при параллельном соединении каналов макета антенны
Таблица 1 Чувствительность макета антенны
Частота, кГц Чувствительность в режиме излучения, Па/В Чувствительность в режиме приема, мкВ/Па
20 187 191
26 202 176
32 210 176
38 205 169
44 201 152
Таблица 4 Ширина ХН макета антенны связи
Частота, кГц Ширина главного максимума ХН по уровню 0,7в вертикальной плоскости Ширина главного максимума ХН по уровню 0,7 в горизонтальной плоскости
20 66 57
26 64 52
32 61 49
38 59,7 46
44 60 48
Анализ результатов расчетов и экспериментальных измерений макета показывает хорошее совпадение расчетных и экспериментальных данных, что говорит о перспективности использования таких расчетов для «криволинейных» антенн.
Широкополосных параметрических гидроакустических антенн, принцип действия которых основан на использовании эффекта нелинейного взаимодействия акустических волн обусловлена природой явления. Амплитудно-частотная характеристика параметрической антенны определяется эффективностью процесса нелинейного взаимодействия волн накачки в звуковом пучке на различных частотах. Величина акустического давления пропорциональна значению разностной частоты в степени 1,5-1,8 [5, 7].
На рис. 7 представлены теоретическая (кривая 1) и экспериментально полученная (кривая 2) амплитудно-частотные характеристики параметрической антенны с частотами накачки в диапазоне 300 кГц. Зависимости построены для расстояния 5 м от преобразователя накачки. Амплитуда звукового давления представлена в децибелах относительно 1 Па. Эффективность процесса нелинейного взаимодействия возрастает с увеличением разностной частоты. Некоторое несоответствие экспериментальных результатов теоретическим уровням звукового давления на частотах более 15 кГц вызвано уменьшением звукового давления по частотам накачки вследствие узкой полосы пропускания одночастотного преобразователя накачки. Общая амплитудно-частотная характеристика параметрической антенны зависит не только от амплитудно-частотной характеристики нелинейного взаимодействия, но и от амплитудно-частотной характеристики преобразователя накачки.
Р_,дБ
50
40
30 20
5 10 15 20 кГц
Рис. 8. Амплитудно-частотная характеристика параметрической антенны с частотами накачки в диапазоне 300 кГц (1 - расчет, 2 - эксперимент)
Одной из наиболее важных характеристик параметрической антенны является характеристика направленности. Именно благодаря высокой направленности на низких частотах, постоянной в широком диапазоне разностных частот, и отсутствию боковых лепестков в диаграмме направленности параметрические антенны находят широкое применение во многих областях гидролокации.
С целью получения более высокого уровня звукового давления на разностной частоте стремятся использовать двухрезонансные антенны накачки мозаичной конструкции. Антенная решетка состоит из двух подрешеток, набранных из элементов с разными резонансными частотами. Подрешетки вставлены друг в друга так, что элементы располагаются в порядке чередования типов с разными частотами. В этом случае эффективно используются двухканальные схемы формирования сигналов накачки. Расположение отдельных элементов такой антенной решетки должно обеспечивать эффективное взаимодействие волн накачки.
На рис. 9 представлена фотография антенны накачки, а на рис. 10 представлена экспериментально измеренная диаграмма направленности параметрической антенной решетки на разностных частотах 7, 12, 14, 20 кГц. Ширина характеристики направленности составляет 3 градуса и, практически постоянна на всех разностных частотах в диапазоне 7-20 кГц. Уровень бокового поля не превышает минус 40 дБ. Диапазон частот накачки составляет 130-150 кГц.
Рис. 9. Антенна накачки
Рис. 10. ДН параметрической антенны в широком диапазоне частот 7-20 кГц
Используя достоинства параметрических антенн в их широкополосности и постоянстве характеристики направленности в широком диапазоне частот, можно осуществить высокое разрешение параметрического гидролокатора при большой скорости обзора и ненаправленном приеме. Этого можно добиться при излучении, так называемых, пространственно-частотных сигналов, представляющих собой сочетание внутриимпульсного сканирования параметрического луча с одновременным излучением в каждом угловом направлении ортогональных сигналов [8].
Одним из способов создания сигнала с пространственно-частотной зависимостью может быть излучение линейно-частотно-модулированных (ЛЧМ) сигналов с девиацией частоты F, длительностью Т8 и прямоугольной огибающей [9-10]:
к С08[П0И + лБ(И/Т)2], |*1 < Т /2,
^ ) [0 И > Т/2,
и одновременное плавное сканирование параметрического луча в пространстве таким образом, чтобы в каждом угловом направлении ©, излучался сигнал с разностной частотой Од :
0 ~ т у
где В=F•Ts - база пространственно-частотного сигнала.
Выводы. Использование в гидролокационных системах в качестве зондирующих импульсов пространственно-частотных сигналов приведет к тому, что эхо-сигналы, приходящие из разных направлений, будут иметь свою среднюю частоту, происходит как бы "частотное окрашивание" пространства, что даст возможность с высоким разрешением локализовать подводный объект при большой производительности поиска.
Постоянство характеристики направленности антенн в широком диапазоне частот крайне важно для многих гидроакустических систем, устанавливаемых на подводных аппаратах, в частности для гидролокатора бокового обзора. В этом случае размеры обследуемой площади, или объема среды, остаются одинаковыми на всех частотах.
Анализ приведенных расчетных и экспериментальных данных показывает, что при расположении точечных преобразователей по дуге окружности заданная характеристика направленности может быть реализована, технологически изготовить такой сектор довольно сложно, но возможно.
Приведенные выше теоретические и экспериментальные резыльтаты показывают перспективность разработки систем связи и наблюдения с широкополосными и сверхширокополосных антенными системами, в том числе параметрическими.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Митько В.Б., Евтютов А.П., Гущин С.Е. Гидроакустические средства связи и наблюдения. - Л.: Судостроение, 1982. - 200 с.
2. Евтютов А.П,. Колесников А.Е., Корепин Е.А. и др. Справочник по гидроакустике. - Л.: Судостроение, 1988. - 552 с.
3. Касаткин Б.А. К оценке широкополосности низкочастотных цилиндрических пьезопреобразователей // Акустический журнал. - 1983. - Т. 29, № 1. - С. 60-63.
4. Воронин В.А., Пивнев П.П., Тарасов С.П. Построение широкополосных и сверхширокополосных антенн гидроакустических поисковых средств // Труды XI Всероссийской конференции «Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики».
- СПб.: Наука, 2012. - С. 108-111.
5. Воронин В.А., Тарасов С.П., Тимошенко В.И. Гидроакустические параметрические системы. - Ростов-на-Дону: Ростиздат. 2004. - 400 с.
6. Пьезокерамические преобразователи. Справочник / под ред. С.И. Пугачева. - Л.: Судостроение, 1984. - 356 с.
7. Новиков Б.К., Руденко О.В., Тимошенко В.И. Нелинейная гидроакустика. - Л.: Судостроение, 1981. - 264 с.
8. Воронин В.А., Кузнецов В.П., Мордвинов Б.Г., Тарасов С.П., Тимошенко В.И. Нелинейные и параметрические процессы в акустике океана. - Ростов-на-Дону: Ростиздат, 2007. - 448 с.
9. Борисов С.А., Тарасов С.П., Филатов К.В. Излучение пространственно частотных сигналов с помощью параметрических антенн // Межвуз. сб. «Теория электрических цепей и сигналов». - Таганрог: ТРТУ, 1994.
10. Филатов К.В. Анализ авто- и взаимокорреляционных свойств пространственно-частотных сигналов // Тезисы докладов Всесоюзной НТК "Теория и техника пространственно-временной обработки сигналов". - Свердловск, 1989. - С. 74-75.
11. Воронин В.А., Пивнев П.П., Тарасов С.П. Широкополосные гидроакустические антенны систем экологического мониторинга водной среды и придонных осадочных пород // Инженерный вестник Дона. - 2015. - Т. 39, № 4-2 (39). - С. 26.
12. Воронин В.А., Пивнев П.П., Тарасов С.П. Построение широкополосных и сверхширокополосных антенн гидроакустических поисковых средств // Труды XI Всероссийской конференции «Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики».
- СПб.: Наука, 2012. - С. 108-111.
13. Евтютов А.П., Митько В.Б. Примеры инженерных расчетов в гидроакустике. - Л.: Судостроение, 1981. - 256 с.
14. Радиолокационные системы специального и гражданского назначения / под ред. Ю.И. Белого. - М.: Радиотехника, 2011. - 920 с.
15. Радиолокационные системы специального и гражданского назначения / под ред. Ю.И. Белого. - М.: Изд-во «Радиотехника», 2016. - 888 с.
16. Кириченко И.А., Пивнев П.П. Алгоритм управления направленными свойствами акустических антенн с криволинейной излучающей поверхностью // Известия ЮФУ. Технические науки. - 2012. - № 9 (134). - С. 37-42.
17. Смарышев М.Д. Направленность гидроакустических антенн. - Л.: Судостроение, 1973. - 275 с.
18. Новиков Б.К., Тимошенко В.И. Параметрические антенны в гидролокации. - Л.: Судостроение, 1990. - 256 с.
19. Бреховских Л.М., Лысанов Ю.П. Теоретические основы акустики океана. - Л.: Гидрометеоиздат, 1982. - 264 с.
20. Воронин В.А., Ходотов А.В., Скнаря А.В., Тарасов С.П., Трусилов В.Т. Использование гидролокатора бокового обзора со сложными сигналами лоя экологического мониторинга дна и инженерных подводных сооружений // Известия ТРТУ. - 2004. - № 5 (40). - С. 80-82.
REFERENCES
1. Mit'ko V.B., Evtyutov A.P., Gushchin S.E. Gidroakusticheskie sredstva svyazi i nablyudeniya [Hydroacoustic communication and surveillance]. Leningrad: Sudostroenie, 1982, 200 p.
2. Evtyutov A.P,. Kolesnikov A.E., Korepin E.A. i dr. Spravochnik po gidroakustike [Reference hydroacoustics]. Leningrad: Sudostroenie, 1988, 552 p.
3. Kasatkin B.A. K otsenke shirokopolosnosti nizkochastotnykh tsilindricheskikh p'ezopreobrazovateley [To estimate the low frequency bandwidth supports cylindrical piezoelectric transducers], Akusticheskiy zhurnal [Akusticheskij zhurnal], 1983, Vol. 29, No. 1, pp. 60-63.
4. Voronin V.A., Pivnev P.P., Tarasov S.P. Postroenie shirokopolosnykh i sverkhshirokopolosnykh antenn gidroakusticheskikh poiskovykh sredstv [The construction of broadband and ultra-wideband antennas hydroacoustic search tools], Trudy XI Vserossiyskoy konferentsii «Prikladnye tekhnologii gidroakustiki i gidrofiziki» [Proceedings of XI all-Russian conference "Applied technologies of hydroacoustics and Hydrophysics"]. Saint Petersburg: Nauka, 2012, pp. 108-111.
5. Voronin V.A., Tarasov S.P., Timoshenko V.I. Gidroakusticheskie parametricheskie sistemy [Parametric sonar system]. Rostov-on-Don: Rostizdat. 2004, 400p.
6. P'ezokeramicheskie preobrazovateli. Spravochnik [Piezoceramic transducers. The directory], under the ed. S.I. Pugacheva. Leningrad: Sudostroenie, 1984, 356 p.
7. NovikovB.K., Rudenko O.V., Timoshenko V.I. Nelineynaya gidroakustika [Nonlinear underwater acoustics]. Leningrad: Sudostroenie, 1981, 264 p.
8. Voronin V.A., Kuznetsov V.P., Mordvinov B.G., Tarasov S.P., Timoshenko V.I. Nelineynye i parametricheskie protsessy v akustike okeana [Nonlinear and parametric processes in acoustics of the ocean]. Rostov-on-Don: Rostizdat, 2007, 448 p.
9. Borisov S.A., Tarasov S.P., Filatov K.V. Izluchenie prostranstvenno chastotnykh signalov s pomoshch'yu parametricheskikh antenn [Radiation spatial frequency signals by using paramet-rical antennas], Mezhvuz. sb. Teoriya elektricheskikh tsepey i signalov [Interuniversity collection "the Theory of electric circuits and signals"]. Taganrog: TRTU, 1994.
10. Filatov K.V. Analiz avto- i vzaimokorrelyatsionnykh svoystv prostranstvenno-chastotnykh signalov [Analysis of auto- and cross-correlation properties of spatial-frequency signals], Tezisy dokladov Vsesoyuznoy NTK "Teoriya i tekhnika prostranstvenno-vremennoy obrabotki signalov" [Abstracts of all-Union STC "Theory and technology of spatial-time signal processing"]. Sverdlovsk, 1989, pp. 74-75.
11. Voronin V.A., Pivnev P.P., Tarasov S.P. Shirokopolosnye gidroakusticheskie antenny sistem ekologicheskogo monitoringa vodnoy sredy i pridonnykh osadochnykh porod [Broadband sonar antenna systems of ecological monitoring of the aquatic environment and the benthic sedimentary rocks], Inzhenernyy vestnik Dona [Engineering journal of Don], 2015, Vol. 39, No. 4-2 (39), pp. 26.
12. Voronin V.A., Pivnev P.P., Tarasov S.P. Postroenie shirokopolosnykh i sverkhshirokopolosnykh antenn gidroakusticheskikh poiskovykh sredstv [The construction of broadband and ultra-wideband antennas hydroacoustic search tools], Trudy XI Vserossiyskoy konferentsii «Prikladnye tekhnologii gidroakustiki i gidrofiziki» [Proceedings of XI all-Russian conference "Applied technologies of hydroacoustics and Hydrophysics"]. Saint Petersburg: Nauka, 2012, pp. 108-111.
13. Evtyutov A.P., Mit'ko V.B. Primery inzhenernykh raschetov v gidroakustike [Examples of engineering calculations in hydroacoustics]. Leningrad: Sudostroenie, 1981, 256 p.
14. Radiolokatsionnye sistemy spetsial'nogo i grazhdanskogo naznacheniya [Radar systems for military and civilian use], ed. by Yu.I. Belogo. Moscow: Radiotekhnika, 2011, 920 p.
15. Radiolokatsionnye sistemy spetsial'nogo i grazhdanskogo naznacheniya [Radar systems for military and civilian use], ed. by Yu.I. Belogo. Moscow: Izd-vo «Radiotekhnika», 2016, 888 p.
16. Kirichenko I.A., Pivnev P.P. Algoritm upravleniya napravlennymi svoystvami akusticheskikh antenn s krivolineynoy izluchayushchey poverkhnost'yu [The control algorithm of the directional properties of acoustic antennas with a curved radiating surface], Izvestiya YuFU. Tekhnicheskie nauki [Izvestiya SFedU. Engineering Sciences], 2012, No. 9 (134), pp. 37-42.
17. Smaryshev M.D. Napravlennost' gidroakusticheskikh antenn [The orientation of the hydroacoustic antennas]. Leningrad: Sudostroenie, 1973, 275 p.
18. Novikov B.K., Timoshenko V.I. Parametricheskie antenny v gidrolokatsii [Parametric antenna in sonar]. Leningrad: Sudostroenie, 1990, 256 p.
19. Brekhovskikh L.M., Lysanov Yu.P. Teoreticheskie osnovy akustiki okeana [Theoretical foundations of ocean acoustics]. Leningrad: Gidrometeoizdat, 1982, 264 p.
20. Voronin V.A., Khodotov A.V., Sknarya A.V., Tarasov S.P., Trusilov V.T. Ispol'zovanie gidrolokatora bokovogo obzora so slozhnymi signalami loya ekologicheskogo monitoringa dna i inzhenernykh podvodnykh sooruzheniy [The use of side-scan sonar with complex signals Loja environmental monitoring of the seabed and underwater engineering structures], Izvestiya TRTU [Izvestiya TSURE], 2004, No. 5 (40), pp. 80-82.
Статью рекомендовал к опубликованию д.т.н. В.П. Кузнецов.
Пивнев Петр Петрович - Южный Федеральный университет; e-mail: pivnevpp@sfedu.ru; 347928, г. Таганрог, ГСП 17А, пер. Некрасовский, 44, корп. Е; кафедра электрогидроакустической и медицинской техники; к.т.н.; доцент.
Тарасов Сергей Павлович - e-mail: sptarasov@sfedu.ru; кафедра электрогидроакустической и медицинской техники; д.т.н.; профессор.
Воронин Василий Алексеевич - e-mail: vasalvoronin@sfedu.ru; кафедра электрогидроакустической и медицинской техники; д.т.н.; профессор.
Pivnev Peter Petrovich - Southern Federal University; e-mail: pivnevpp@sfedu.ru; 44, Nekrasovsky, build. Е, Taganrog, GSP 17А, 347928, Russia; the department of hydroacoustics and medical engineering; associate professor.
Tarasov Sergei Pavlovich - e-mail: sptarasov@sfedu.ru; the department of hydroacoustics and medical engineering; professor.
Voronin Vasily Alexeevich - e-mail: vasalvoronin@sfedu.ru; the department of hydroacoustics and medical engineering; professor.
УДК 620.179.16 DOI 10.23683/2311-3103-2017-8-139-150
А.Н. Иванов, В.И. Тимошенко
ПРОВЕРКА ЭЛЕКТРОАКУСТИЧЕСКОГО ТРАКТА УЛЬТРАЗВУКОВОГО ДЕФЕКТОСКОПА «ДЭКОТ» ПРИ КОНТРОЛЕ БЕСШОВНЫХ ТРУБ НЕФТЯНОГО СОРТАМЕНТА НА ПАО «ТАГМЕТ»
В данной статье рассмотрен иммерсионный метод прозвучивания бесшовных труб продольного сканирования поперечными волнами, распространяющимися в ее стенке по зигзагообразной траектории перпендикулярно образующей. Рассмотрены особенности и оптимизация импульсного эхо-метода контроля, обеспечивающего высокую чувствитель-
