хидроакустични антени. Хидроакустична антена Количеството информация от хидроакустичната антена

ХИДРО-АКУСТИЧНА АНТЕНА- устройство, което осигурява пространствено селективно или звуково приемане във водната среда. Обикновено G. и. състои се от електроакустични преобразуватели(антенни елементи), акус екрани, носеща конструкция акус. възли, амортисьори и електрически комуникационни линии. Според метода на формиране на пространствената селективност на G. a. могат да бъдат разделени на интерференционни, фокусиращи, рупорни и параметрични.

Пространствена селективност. G. a. поради акустични смущения. създадена в определена точка в пространството decomp. участъци от осцилиращата повърхност на антената (режим на излъчване) или електрически смущения. на изходите антенни преобразуватели, когато звукова вълна падне върху него (режим на приемане). Интерференция G. a. подразделен на непрекъснати, нормални колебания на компонентите. скоростта на активната повърхност to-rykh варира непрекъснато от точка до точка (например антени, излъчващи се през обща метална плоча), и дискретно, върху чиято активна повърхност има прекъсвания във функцията, описваща разпределението на нормалния компонент на могат да се наблюдават трептения. скорост. Дискретни антени често се наричат. антенни решетки

Пространствена селективност на фокусиране G. и. (см. Фокус на звука) се образува с помощта на отразяващи или пречупващи граници или среди, произвеждащи фокусиране на звукова енергия, придружено от трансформация на фронта на вълната (например от сферичен в плосък).

В рупорните антени се използват и отразяващи повърхности, но фронтът на вълната не се трансформира и ролята на отразяващите граници се свежда до ограничаване на частта от пространството, в която се излъчва звукът.

Активни повърхности параметрични. антените осцилират на две близки честоти; пространствената селективност се формира в резултат на различната честота, произтичаща от нелинейното взаимодействие на първичните излъчени вълни (т.нар. помпени вълни).

Основен параметри, които определят пространствената селективност на G. a., - характеристика на насоченост и коефициент. концентрация (вж Ориентацияакустични емитери и приемници). Способността на Г. и. преобразуване на енергия (обикновено от електрическа в акустична при излъчване и акустична в електрическа при приемане) се характеризира с чувствителност, излъчена мощност и sp. излъчвана мощност.

Антените не само осигуряват формирането на пространствена селективност, но и ви позволяват да я контролирате. В случая на повечето общ тип GA - решетки - такова управление се осъществява чрез въвеждане на амплитудно-фазово разпределение, тоест чрез създаване на дадено разпределение на амплитудите и фазите на трептения. скорости на активните повърхности на преобразувателите в режим на излъчване. В режим на приемане въвеждането на амплитудно-фазовото разпределение се осигурява чрез избор на комплексни коефициенти. предаване на устройства, включени във всеки антенен канал между приемника и суматора. Чрез въвеждане на фазово разпределение е възможно да се осигури сумиране на звуковите налягания, развивани от деп. Преобразувателите на G. и. във всяка дадена посока на пространството и по този начин контролирайте посоката на макс. излъчване (и в режим на приемане - посоката на максимална чувствителност). Антени, в каналите на които се въвежда определеното фазово разпределение, се наричат. компенсиран.

Управление на позицията на гл. максимална насоченост в пространството може да се осъществи не само чрез промяна на фазовото разпределение, но и чрез механично. завъртете G. a. или чрез промяна на позицията на компенсираната работна секция на извита повърхност (например кръгла, цилиндрична G. a.). Разпределението на амплитудата ви позволява да промените формата на характеристиката на насоченост, като се получи желаната връзка между dec. елементи на насочената характеристика, по-специално между ширината на нейната основна. максимум и нивото на доп.

Често терминът "антена" се използва в по-широк смисъл, обхващащ както самата антена, така и метода за обработка на сигнали от нейните части. елементи. В това разбиране G. a. подразделя се на адитивни, мултипликативни, самофокусиращи, адаптиращи се и т.н. Добавка наречена. антени, сигналите от елементи към-rykh се подлагат на линейни операции (усилване, филтриране, време или фазово изместване) и след това се добавят към суматора. В мултипликатив G. a. сигнали в каналите приемниците се подлагат не само на линейни, но и на нелинейни операции (умножение, степенуване и др.), което при малки смущения повишава точността на определяне на позицията на източника. Самофокусиране се нарича. антени, приемащият път към-rykh произвежда автоматично. въвеждане на разпределения, които осигуряват синфазно добавяне на сигнали в антенния суматор, когато източникът на звук е разположен в произволна точка от пространството. Пътят на приемане или излъчване на адаптивните антени произвежда автоматично. въвеждането на амплитудно-фазови разпределения, които осигуряват максимизиране на някакъв предварително зададен параметър (шумоустойчивост, разделителна способност, точност на определяне на посоката и др.).

От избора на местоположението на антените на ехолота зависят нивото на шума, придружаващ полезния сигнал, ефективността на антената, максималната дълбочина, която практически може да бъде измерена при съществуващи условия на плаване, а понякога и самата възможност за извършване на измервания.

Основните източници на хидроакустични смущения, засягащи антените, са корабни машини и механизми, витла, турбулентен граничен слой, както и други хидроакустични системи, работещи едновременно на кораба. Всеки от източниците на смущения създава шум от определен спектър, който влиза в антената, разпространявайки се директно по корпуса на кораба, във водата по протежение на корпуса на кораба, отразявайки се от разпръскващи се обекти в морската среда или от дъното. Въздушните мехурчета, разпръснати в слоя вода около антената, имат специален ефект върху работата на антените. Многократно е наблюдавано в практиката, че когато плавателният съд се движи в баласт, когато се е образувало интензивно мехурче в придънната му област, ехолота спира да измерва дори относително малки дълбочини. С намаляване на скоростта на движение на плавателния съд или неговото спиране, работата на ехолота беше възстановена. Това явление може да се обясни с факта, че въздушните мехурчета, от една страна, интензивно разсейват и поглъщат енергия, от друга страна, те променят физическите свойства на средата в директен контакт с антените, намалявайки нейната еквивалентна твърдост, която, от своя страна влияе върху настройката на антенната система - околната среда, намалявайки ефективността на преобразуване на електрически сигнал в механичен и обратно.

За да се намали влиянието на смущаващите фактори върху работата на ехолота, антените трябва да се монтират на места, които отговарят на следните изисквания:

промяната на хидродинамичното налягане на мястото на монтаж на антената с промяна в скоростта на кораба трябва да бъде минимална;
Мястото за монтаж на антената трябва да бъде разположено възможно най-далече от машинното отделение, витлата, тласкащите устройства, както и от помещения, в които се намират много шумни машини и механизми;
в района, където са разположени антените (на разстояние до 3-5 m) не трябва да има устройства за всмукване и отводняване на вода, тъй като това може да доведе до рязко увеличаване на пропуските или пълно изчезване на показанията на ехолота, особено работещи на ниска честота;
 в непосредствена близост до антената, особено в посока към носа на кораба, не трябва да има стърчащи корабни конструкции и стрелящи устройства, които биха могли да попречат на работата на ехолота;
по пътя на излъчване и приемане на сигнала, в рамките на 60° от вертикалата, не трябва да има части, които могат да създават отражение на акустични вибрации;
мястото на монтаж на антената трябва да бъде възможно най-далече от други хидроакустични системи, налични на кораба;
 Препоръчително е да се осигури удобен достъп до антената за нейната проверка, поддръжка и подмяна.
След определяне на възможните места за монтаж на антените на ехолота, като се вземат предвид горните изисквания, е необходимо въз основа на предварителна оценка на нивото на шума на предвиденото място на антените да се избере място с най-ниско ниво на акустичност шум.
При избора на местоположението на антената на ехолота е необходимо да се вземе предвид посоката на въртене на витлото на кораба. Така че, когато се използва дясно витло, водният поток, нарушен от него, удря лявата страна на контурите на кърмата на кораба. В резултат на това възниква вибрация на обшивката, която се разпространява главно в лявата страна на дъното на съда. Тази вибрация на корпуса на кораба причинява допълнителен акустичен шум. В тази връзка при витло с десен наклон е препоръчително да се монтира антената на ехолота от дясната страна, а при витло с ляв наклон - отляво.

Резултатите от измерванията на нивата на шум в различни точки на корпуса показват, че най-ниското ниво на шум, като правило, се наблюдава в носа на кораба. Ето защо се препоръчва да се монтира антената на ехолота възможно най-близо до носа на кораба (в зоната на положително налягане), като се има предвид недопустимостта на нейното излагане по време на търкаляне. Препоръчително е антената да се монтира възможно най-близо до централната линия на съда.

Можете да намалите ефекта от смущенията, като инсталирате специални екрани.

Монтажът на други устройства от комплекта ехолота се извършва в съответствие с изискванията на техническата документация за продукта и като се вземе предвид удобството при работа с устройството.

и техните спецификации

Предназначение на хидроакустични антени

Хидроакустични антенипроектирани да излъчват или приемат хидроакустични сигнали, използвайки хидроакустични преобразувателии за осигуряване на пространствена селективност.

Хидроакустични преобразуватели

Хидроакустичен преобразувателе техническо устройство, което преобразува електрическите вибрации в механични вибрации или, обратно, механичните вибрации в електрически вибрации.

Има два основни класа хидроакустични преобразуватели:

а) магнитострикционен;

б) пиезоелектричен.

Принципът на действие на магнитострикционните преобразуватели

Магнитострикционните преобразуватели използват феномена магнитострикция. Феномен магнитострикциясе крие във факта, че в някои феромагнитни материали под въздействието на магнитно поле възниква деформация, характеризираща се с промяна в дължината на пробата, когато се намира по линиите на магнитното поле. Този ефект се нарича директен магнитострикционен ефект.

Ако дължината на пръчката се увеличава с увеличаване на силата на магнитното поле, тогава магнитострикцията се нарича положителна, а ако дължината на пръчката намалява, тогава магнитострикцията се нарича отрицателна.

Графика на зависимостта на относителното удължение на различни феромагнитни материали от силата на магнитното поле е показана на фиг. пет.

пермалой

кобалт

– никел

Ориз. 5. График на зависимостта на относителната деформация от силата на полето

Естеството и степента на деформация зависи от материала на пробата, метода на нейната обработка, количеството на предварително намагнитване и температурата. От материалите, показани на фиг. 5, пермалой има положителна магнитострикция, никелът има отрицателна, а кобалтът има променлив знак на магнитострикция, в зависимост от силата на магнитното поле.

Деформацията на всяка проба е ограничена от ограничение, наречено магнитострикционно насищане. Размерът на напрежението на насищане и силата на магнитното поле, при което настъпва насищане, зависят от материала. Например, магнитострикционното насищане на никел е много по-голямо от това на кобалта, а насищането с никел се случва при по-ниска сила на полето от насищането с кобалт.

Топлинната обработка оказва голямо влияние върху свойствата на магнитострикционните материали. Отгряването на какъвто и да е материал води до увеличаване на величината на магнитострикцията.

С повишаване на температурата магнитострикционният ефект отслабва, докато изчезне напълно.

От молекулярно-кинетична гледна точка явлението магнитострикция се обяснява по следния начин:

Кристалографските оси на малки хомогенни кристали от феромагнитен материал имат произволна ориентация в пространството. Отделните кристали обаче се обединяват в т.нар домейни. Магнитните моменти на всеки домейн имат определена ориентация. Например в никела магнитните моменти на домейните са ориентирани в осем посоки - по четирите диагонала на куба. Тези направления се наричат посоки на най-лесното намагнитване. Ако пробата не е намагнетизирана, тогава магнитните моменти на домейните са произволно ориентирани и общият магнитен момент е нула.

Под въздействието на външно магнитно поле магнитните домейни се преориентират. Те са ориентирани в тези посоки, които съвпадат с посоката на външното поле. В този случай възниква деформация на кристалната решетка, което води до промяна в размерите на пробата.

Наред с директния магнитострикционен ефект има и обратен магнитострикционен ефект, чиято същност е да промени магнитното състояние на пробата под въздействието на механично напрежение. При механично въздействие върху феромагнитен материал кристалната решетка се деформира, в резултат на което се променя ориентацията на магнитните моменти на домейните спрямо външното магнитно поле.

Магнитострикцията е равномерен ефект. Това означава, че когато полярността на магнитното поле се промени, знакът на деформацията не се променя. По този начин, ако променлив електрически ток се пропусне през соленоида, вътре в който се намира пръчката, тогава пръчката ще извършва периодични трептения с честота, равна на удвоената честота на възбуждащото електромагнитно поле. Този ефект може да бъде елиминиран чрез прилагане на предварително намагнитване на преобразувателя. В преобразувателите на търсещи хидроакустични инструменти намагнитването се извършва чрез инсталиране на постоянни магнити или чрез въвеждане на специален източник на постоянен ток.

Характеристиката на работата на магнитострикционен преобразувател без отклонение е показана на фиг. 6, а с отклонение - на фиг. 7.

–Н+Н

Ориз. 6. Длъжностна характеристика

магнитострикционен преобразувател без отклонение

Ориз. 7. Длъжностна характеристика

магнитострикционен преобразувател с отклонение

За да се увеличи ефективността на преобразувателите, честотата на външното възбуждане трябва да бъде равна на честотата на собствените му трептения. Честотата на естествените еластични трептения на пръта зависи от дължината му и материала, от който е направена.

Естествената честота на пръчката се определя по формулата:

където н-хармонично число (обикновено н= 1);

л -дължина на пръта, см;

Е-модул на еластичност на материала, n/m 2 ;

ρ е плътността, кг/м 3 .

Конструкции на магнитострикционни преобразуватели

Всеки магнитострикционен преобразувател е сърцевина, изработена от магнитострикционен материал, върху която е разположена намотка от гъвкав меден проводник с водоустойчива изолация. Ядрото се набира от тънки щамповани плочи. След щамповането плочите се отгряват. Оксидният слой, образуван върху повърхността на плочите по време на отгряване, е добър изолатор. Изолацията между плочите предотвратява появата на вихрови токове в сърцевината и по този начин намалява загубата на енергия за нагряване на сърцевината.

В инструментите за търсене най-широко се използват прътовите магнитострикционни преобразуватели. Плочите, от които са сглобени прътовите преобразуватели, имат правоъгълна форма с прорези. Плочите са сглобени в пакет, който представлява затворена магнитна верига, върху прътите на която е положена намотката. За инсталиране на постоянни магнити, с помощта на които се осъществява постоянното намагнитване на преобразувателя, в сърцевината са предвидени надлъжни канали. Конструкцията на прътовия магнитострикционен преобразувател е показана на фиг. 8.

и техните спецификации

Предназначение на хидроакустични антени

Хидроакустични преобразуватели

Хидроакустичен преобразувателе техническо устройство, ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ преобразува електрическите вибрации в механични или, обратно, механичните вибрации в електрически.

Има два основни класа хидроакустични преобразуватели:

а) магнитострикционен;

б) пиезоелектричен.

Принципът на действие на магнитострикционните преобразуватели

Магнитострикционните преобразуватели използват феномена магнитострикция. Феномен магнитострикцияпо същество се състои във факта, че в някои феромагнитни материали под въздействието на магнитно поле възниква деформация, характеризираща се с промяна в дължината на пробата, когато се намира по линиите на магнитното поле. Този ефект се нарича директен магнитострикционен ефект.

пермалой

кобалт

– никел

Ориз. 5. График на зависимостта на относителната деформация от силата на полето

Деформацията на всяка проба е ограничена от граница, която обикновено се нарича магнитострикционно насищане. Размерът на напрежението на насищане и силата на магнитното поле, при което настъпва насищане, зависят от материала. Например, магнитострикционното насищане на никел е много по-голямо от това на кобалта, а насищането с никел се случва при по-ниска сила на полето от насищането с кобалт.

С повишаване на температурата магнитострикционният ефект отслабва, докато изчезне напълно.

От молекулярно-кинетична гледна точка явлението магнитострикция се обяснява по следния начин:

Кристалографските оси на малки хомогенни кристали от феромагнитен материал имат произволна ориентация в пространството. В този случай отделните кристали се обединяват в т.нар домейни. Магнитните моменти на всеки домейн имат определена ориентация. Например в никела магнитните моменти на домейните са ориентирани в осем посоки - по четирите диагонала на куба. Тези направления се наричат посоки на най-лесното намагнитване. Ако пробата не е намагнетизирана, тогава магнитните моменти на домейните са произволно ориентирани и общият магнитен момент е нула.

Под въздействието на външно магнитно поле магнитните домейни се преориентират. Οʜᴎ са ориентирани в тези посоки, които съвпадат с посоката на външното поле. В този случай възниква деформация на кристалната решетка, което води до промяна в размерите на пробата.

Наред с директния магнитострикционен ефект има и обратен магнитострикционен ефект, чиято същност е да промени магнитното състояние на пробата под въздействието на механично напрежение. При механично въздействие върху феромагнитен материал кристалната решетка се деформира, поради което се променя ориентацията на магнитните моменти на домейните спрямо външното магнитно поле.

Магнитострикцията е равномерен ефект. Това означава, че когато полярността на магнитното поле се промени, знакът на деформацията не се променя. Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, ако променлив електрически ток премине през соленоида, вътре в който се намира пръчката, тогава пръчката ще извършва периодични трептения с честота, равна на удвоената честота на възбуждащото електромагнитно поле. Този ефект може да бъде елиминиран, ако се приложи предварително намагнитване на преобразувателя. В преобразувателите на търсещи хидроакустични инструменти намагнитването се извършва чрез инсталиране на постоянни магнити или чрез въвеждане на специален източник на постоянен ток.

–Н+Н

Ориз. 6. Длъжностна характеристика

магнитострикционен преобразувател без отклонение

Ориз. 7. Длъжностна характеристика

магнитострикционен преобразувател с отклонение

За да се увеличи ефективността на преобразувателите, честотата на външното възбуждане трябва да бъде равна на честотата на неговите собствени трептения. Честотата на естествените еластични трептения на пръта зависи от дължината му и материала, от който е направена.

Естествената честота на пръчката се определя по формулата:

където н-хармонично число (обикновено н= 1);

л -дължина на пръта, см;

Е-модул на еластичност на материала, n/m 2 ;

ρ е плътността, кг/м 3 .

Конструкции на магнитострикционни преобразуватели

Ориз. 8. Пръчков магнитострикционен преобразувател

Излъчването и приемането на акустични вибрации се осъществява от крайните повърхности на опаковката. Пореста гумена решетка обикновено се залепва върху една от крайните повърхности. В този случай излъчването и приемането на акустични вибрации се осъществява от втората крайна повърхност в контакт с вода. За да се отдели осцилаторната система от корпуса на антената, между пакета и корпуса се полагат гумени маншети. Корпусът на антената е херметически затворен с капак, през който с помощта на щифтове се извеждат проводниците на намотката.

Понякога в хидроакустични инструменти се използват цилиндрични магнитострикционни преобразуватели с тороидална намотка. Цилиндричният преобразувателен пакет също е сглобен от тънки закалени пръстени с дупки. Навиващият проводник преминава през отворите и вътрешната кухина на опаковката. Променлив ток в намотката създава магнитно поле, чиито силови линии са разположени в кръг, центриран върху оста на пръстена. В резултат на това в пръстена се появяват сили, насочени по допирателните към силовите линии и причиняващи радиални трептения на пръстена. За насочване на вибрациите в дадена посока пакетът е монтиран в центъра на рефлектора, който има формата на конус с ъгъл на отваряне 45º.

Устройството на пръстеновидния магнитострикционен преобразувател и методът на неговото инсталиране са показани на фиг. девет.

Ориз. 9. Пръстенен магнитострикционен преобразувател с рефлектор

Спецификации за магнитострикционни преобразуватели

Магнитострикционните преобразуватели се използват широко в хидроакустично оборудване за откриване на риба поради тяхната простота и надеждност. Тези преобразуватели имат висока механична якост и не корозират в морска вода. При производството на преобразуватели лесно се осигурява необходимата изолация на намотките, тъй като тяхната работа не изисква използването на високо напрежение.

Недостатъците на магнитострикционните преобразуватели включват следното:

а) невъзможността за използване на високи работни честоти: горната граница на излъчваните честоти е ограничена до 60 kHz;

б) относително ниска ефективност (20% - 30%);

в) ниска чувствителност в режим на приемане;

г) зависимост на собствената честота от температурата.

Принципът на действие на пиезоелектричните преобразуватели

Работата на пиезоелектричните преобразуватели се основава на използването на директен и обратен пиезоелектричен ефект.

директен пиезоелектричен ефектпо същество се състои във факта, че под действието на механични сили, приложени към кристалите на определени вещества, върху повърхностите на тези кристали се появяват електрически заряди, чийто размер е пропорционален на степента на деформация.

Ако кристалът се постави между два електрода, свързани към източник на променливо напрежение, тогава той ще претърпи деформация, чийто размер и знак зависят от силата на електрическото поле и неговата полярност. Обикновено се нарича появата на механична деформация под действието на електрическо поле обратен пиезоелектричен ефект.

Пиезоелектричният ефект се притежава от много вещества, както тези, които съществуват в природата, така и тези, получени по изкуствен път. Сред естествените материали кварцовите кристали имат най-изразен пиезоелектричен ефект ( SiO 2).

За производството на антени за хидроакустични устройства, бариев титанат ( BaTio 3). Този материал е пиезокерамика, получена чрез изпичане на смес от прах от титанов диоксид и бариев карбонат при температура 1400º.

След това пробите се полират и върху тях се нанасят електроди чрез изгаряне на сребро в работните ръбове на керамиката. След това керамиката се поляризира.

В неполяризираната керамика отделните произволно подредени кристали имат области (домени) с различни посоки на електрическите моменти. Под въздействието на силно електрическо поле (със сила 15–20 kV/cm2) електрическите моменти на отделните кристалитни домейни се преориентират и се появява получената поляризация на пробата. Тази поляризация се запазва след отстраняването на външното електрическо поле.

В допълнение към бариев титанат, оловен цирконат-титанат, както и синтетични кристали на сол Rochelle ( NaKC 4 Х 4 О 6 4 Х 2 О) и амониев дихидроген фосфат ( NH 4 Х 2 ПО 4).

Формата на естествен кварцов кристал е показана на фиг. 10. Ос z–zпреминавайки през върховете на кристала, е обичайно да го наричаме оптична ос.

z z

Ориз. 10. Кварцов кристал

В допълнение към оптичната ос, кристалите имат електрически и механични оси.

Ако октаедрична плоча е изрязана от кварцов кристал перпендикулярно на неговата оптична ос, тогава оста x–x, перпендикулярно на оста през z–zи преминавайки през взаимно противоположни вертикални ръбове на кристала, е обичайно да се нарича електрическа ос. ос г-гперпендикулярно на оста z–zи две противоположни странични лица на кристала, обичайно е да се наричат механична ос.Така получената осмоъгълна плоча има три електрически и три механични оси.

Ако сега от получената октаедрична плоча се изреже правоъгълна плоча по такъв начин, че нейните лица да са перпендикулярни на трите посочени оси, а най-голямото лице е перпендикулярно на оста x–x, тогава такава плоча ще има пиезоелектричен ефект. Тази плоча се нарича плоча х-нарязване или изрязване на Кюри.

Когато е подложен на механична сила Ф x , на лица, перпендикулярни на оста x–x, възниква директен надлъжен пиезоелектричен ефект (посоката на налягането съвпада с електрическата ос). В този случай се появява напрежение между тези лица:

където л, б, здължина, ширина и дебелина на плочата;

ε е проницаемостта на материала;

d xе коефициентът на пропорционалност, който обикновено се нарича

пиезоелектричен модул.

Ако се приложи механична сила Ф y към лица, перпендикулярни на оста г-г, тогава възниква директен напречен пиезоелектричен ефект (посоката на външната сила е перпендикулярна на оста x–x). В този случай се появява напрежение с противоположна полярност:

U = -;

За да се получи обратен пиезоелектричен ефект, същата плоча х-срез е изключително важно да се постави в електрическо поле, така че ос x– xсъвпада с посоката на силовите линии. В този случай плочата се деформира както по посока на оста x– x, и по посока на оста г-г. Под влияние на обратния надлъжен пиезоелектричен ефект, дебелината на плочата зще се увеличи с:

Δ h = d x· U;

В същото време, под въздействието на обратния напречен пиезоелектричен ефект, дължината на плочата лще намалее с:

Δ l = – d xУ.

Във всеки случай честотата на механичните вибрации е равна на честотата на електрическите вибрации.

Повърхността на световния океан е около 71% от повърхността на Земята. Повечето от тях все още не са проучени.

Необходимостта от изследване на световните океани в лицето на непрекъснато нарастващите човешки нужди от евтино гориво и необходимостта от контрол на гражданската навигация доведе до появата на хидроакустични сензорни системи, способни да изследват въглеводороди на морския шелф и да идентифицират и локализират граждански кораби във вода области.

Днес към такива системи се налагат високи изисквания с цел осигуряване на оптимални параметри, а използването на оптични вълноводи като предавателни и чувствителни елементи може значително да повиши ефективността на такива системи и да намали разходите за изследване на океаните и наблюдение на водните площи.

Основните фактори за замяна на традиционните хидроакустични сензори с пиезоелектрични преобразуватели са по-ниска цена, висока надеждност, по-малки параметри на тегло и размер, лекота на производство на разпределен сензор и висока чувствителност в нискочестотната област, както и липсата на електромагнитни смущения върху чувствителната част на влакното .

Разузнаването се извършва с помощта на активен сонар. Източникът на кораба излъчва широколентова акустична радиация. Зоните на морското дъно с различна плътност, като нефтено и газово находище и нормална почва, ще отразяват акустична радиация с различни спектрални компоненти. Извънбордова оптична антена регистрира тези сигнали. Бордовото оборудване обработва данните, получени от антената, и въз основа на закъснението на полезния сигнал дава посоката към желания обект.

Принципът на действие на акустооптичен кабел, чийто чувствителен елемент е оптично влакно, се основава на ефекта от промяна на коефициента на пречупване на влакното, а оттам и на фазата на оптичното излъчване под действието на акустично поле. Чрез изчисляване на фазовата промяна може да се получи информация за акустичното въздействие.

Има много оптични схеми и дизайни на чувствителни елементи, но всички те позволяват мултиплексиране на голям брой сензори върху едно влакно, поставянето на няколко влакна в акустооптичен кабел може да увеличи броя на сензорите в антената чрез леко увеличаване на дебелината на акустооптичния кабел. Този метод за мултиплексиране на голям брой сензори в момента може да бъде осигурен само чрез използването на оптични влакна.

Работата по темата на този проект започна през 2011 г. съвместно с ЦНИИ "Концерн Електроприбор". През 2011-2013 г. беше извършена подготвителна работа, разработени са основните концепции за създаване на акустооптични кабели, различни методи за обработка на сигнали. Тестван през 2014-2016 г. и внедрени няколко схеми на пасивни акустооптични кабели и електронни блокове за обработка на сигнали.

За да се определи динамичният обхват, чувствителността, нивото на шума и други параметри, бяха проведени серия от тестове на всяка антена. Тестовете включваха изследвания на антената в безехена камера (акустооптичният кабел е разположен на стативи около източника на акустичното поле) и в открити води (акустооптичният кабел се навива върху звуково прозрачна тестова кошница, в в центъра на който е поставен сферичен източник на акустичното поле). По-долу са снимки от тестовете.

Създаването и изследването на разширени хидроакустични оптични антени е млад клон на науката в Русия, който открива големи перспективи в областта на хидроакустичните измервания.