Длительность и период следования импульсов

РАСЧЕТ

Расчет максимальной дальности действия при наименьшей мощности излучения по заданной рабочей частоте можно произвести по следующей формуле[87]:

f0=39/r^3/2 (1)

где f0 – рабочая частота антенного устройства

Подставив значение рабочей частоты получим:

(км)

Длина звуковой волны

(2)

Где f – рабочая частота, с- скорость звука в среде

Подставив значения в выражение (2) получим:

(м)

Длительность и период следования импульсов

Для получения минимальной мертвой зоны и наилучшей разрешающей способности по дистанции (глубине) используют как можно более короткие зондирующие импульсы. Его длительность можно вычислить по следующей формуле [Кобяков] :

, (#)

где H – глубина ловли, H ≈ 1000 м;

– угол раствора основного лепестка ХН, ^о ;

с – скорость звука в воде, 1500 м/c.

Подставляя известные данные в формулу (№) получим следующее значение длительности импульса:

(мс)

Период следования зондирующих импульсов выберем, исходя из условия:

, (#)

где – максимальная глубина;

с – скорость звука в воде.

Подставив известные значения в (№), получим:

сек

За период следования примем = 2 секунды.

Коэффициент пространственного затухания

Пространственное затухание звуковой волны в водной среде происходит по причине расширения ее фронта и рассеяния энергии. Для частот, лежащих в диапазоне от 16 кГц до 60 кГц, можно применить следующую формулу для расчета коэффициента затухания:

, (#)

где - рабочая частота.

Подставляя известные значения в (№), получим:

Резонансный размер преобразователя

Исходя из условия механического резонанса резонансный размер преобразователя можно рассчитать следующим образом:

, ()

- скорость звука в пьезокерамике ЦТС-24, ;

– рабочая частота, 27 кГц.

Резонансный размер будет равен:

Акустическая мощность

Найдём полную излучаемую антенной акустическую мощность. Для этого воспользуемся формулой () [Орлов 74]:

,()

– заданное в условии давление, развиваемое на расстоянии 1м, 200кПа;

– площадь излучающей поверхности;

– коэффициент осевой концентрации.

Минимальная величина коэффициента осевой концентрации – при крайних положениях ХН находится по формуле ():

, ()

– длина волны на рабочей частоте .

Для нахождения площади излучающей поверхности воспользуемся:

,

N – количество преобразователей, N = 192;

d – диаметр круглой излучающей поверхности преобразователя, d = 0.03 м.

Таким образом можем получить:

КОК будет равен:

Акустическая мощность антенны следовательно будет:

Мощность, излучаемая каждым преобразователем:

Удельная акустическая мощность:

Декремент затухания

ϑ

Определение сопротивлений

Сопротивление электрических потерь найдем из уравнения ( ):

; ()

– электрическая емкость;

– тангенс диэлектрических потерь, 0.04.

Определим электрическую емкость []:

;

.

Теперь можем найти сопротивление электрических потерь:

Рассчитаем механическое сопротивление преобразователя на резонансе:

, ()

Далее, имея все данные, находим полное ваттное сопротивление по формуле ():

, ()

Добротность

Для преобразователя без накладок воспользуемся формулой определения добротности () [Орлов 87]:

; ()

В РПА для создания сектора одновременного обзора пространства при

цифровой обработке сигнала, как правило, формируется статический веер

ДН с шагом Δθ. Очевидно, что прямым способом реализации метода за-

держки и суммирования было бы выполнение дискретизации сигнала в ка-

ждом канале АС с периодом Т = dsinΔθ/с. Эти значения заносятся в опера-

тивную память (ОЗУ), а затем из нее считываются те отсчеты, которые не-

обходимы для синхронного сложения согласно номерам ДН [11]:

M −1

D(n , p) = (1 / M ) ∑ sm (nT − mpT ) , (12.16)

m =0

где p = 0, P − 1;

P – число ХН в секторе обзора.

Например, в гидролокаторе для сектора обзора 90° достаточно сформи-

ровать веер из 15 лучей с шагом Δθ = 6°, длительностью сигнала τ = 1мс с

несущей частотой f0 = 20 кГц. Для эквидистантной АС, у которой d = λ0/2,

имеем Т ≈ 2,6·10−6 с и fд = 380 кГц. При ширине спектра сигнала Fc = 1 кГц

строить ДФУ на частоте отсчетов fд = 380 кГц нецелесообразно, так как тре-

буется очень большой объем сверхскоростной памяти RAM = M2Pb (b – раз-

рядность информации). Поэтому в РПА способ прямого синхронного сло-

жения не нашел применения, а метод задержки и суммирования в цифровых

системах ДФУ реализуется на интерполяционных фильтрах. Из интерполя-

ционных полиномов Лагранжа

РАСЧЕТ

Расчет максимальной дальности действия при наименьшей мощности излучения по заданной рабочей частоте можно произвести по следующей формуле[87]:

f0=39/r^3/2 (1)

где f0 – рабочая частота антенного устройства

Подставив значение рабочей частоты получим:

(км)

Длина звуковой волны

(2)

Где f – рабочая частота, с- скорость звука в среде

Подставив значения в выражение (2) получим:

(м)

Длительность и период следования импульсов

Для получения минимальной мертвой зоны и наилучшей разрешающей способности по дистанции (глубине) используют как можно более короткие зондирующие импульсы. Его длительность можно вычислить по следующей формуле [Кобяков] :

, (#)

где H – глубина ловли, H ≈ 1000 м;

– угол раствора основного лепестка ХН, ^о ;

с – скорость звука в воде, 1500 м/c.

Подставляя известные данные в формулу (№) получим следующее значение длительности импульса:

(мс)

Период следования зондирующих импульсов выберем, исходя из условия:

, (#)

где – максимальная глубина;

с – скорость звука в воде.

Подставив известные значения в (№), получим:

сек

За период следования примем = 2 секунды.