Модуль бортовой гидроакустической антенны

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ	(19)   RU   (11)   169 149  (13)   U1
	(51) МПК H04R 1/44 (2006.01)

(12) ОПИСАНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ К ПАТЕНТУ

Статус: Пошлина:

действует (последнее изменение статуса: 17.03.2017) учтена за 1 год с 01.09.2016 по 01.09.2017

(21)(22) Заявка: 2016135572, 01.09.2016 (24) Дата начала отсчета срока действия патента: 01.09.2016 Приоритет(ы): (22) Дата подачи заявки: 01.09.2016 (45) Опубликовано: 07.03.2017 Бюл. № 7 (56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: RU2539819 C1, 27.01.2015. RU2492507 C1, 10.09.2013. RU2303336 C1, 20.07.2007. SU1840602 A1, 20.08.2007. RU2568073 C2, 10.11.2015. RU2228578 C1, 10.05.2004. Адрес для переписки: 197376, Санкт-Петербург, Чкаловский пр., 46, АО "Концерн "Океанприбор"

(72) Автор(ы): Горелов Андрей Александрович (RU), Иванов Александр Михайлович (RU), Смарышев Михаил Дмитриевич (RU) (73) Патентообладатель(и): Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг) (RU)

(54) МОДУЛЬ БОРТОВОЙ ГИДРОАКУСТИЧЕСКОЙ АНТЕННЫ

(57) Реферат:

Полезная модель относится к гидроакустической технике и может быть использована при конструировании гидроакустических антенн. Техническим результатом полезной модели является обеспечение возможности увеличения отношения сигнал/помеха при обнаружении полезного сигнала на фоне структурной помехи. Для обеспечения указанного технического результата в модуль бортовой гидроакустической антенны, закрепленный на корпусе носителя, содержащий пьезоэлектрические преобразователи, размещенные в слое полиуретана, введены новые признаки, а именно: в состав модуля введены вибродатчики, установленные в непосредственной близости к местам крепления модуля к корпусу носителя и жестко связанные с ним. Наличие вибродатчиков, измеряющих структурную помеху, распространяющуюся по корпусу и передаваемую на антенну, преобразователи которой чувствительны к вибрации, позволит при последующей обработке сигналов с выхода преобразователей при помощи алгоритмов, использующих данные от вибродатчиков, увеличить отношение сигнал/помеха. 1 ил.

Полезная модель относится к гидроакустической технике и может быть использована при конструировании гидроакустических антенн.

Известны многоэлементные модули гидроакустических антенн, содержащие основание, обтекатель, пьезоэлектрические преобразователи, элементы электрической коммутации, крепления (патент РФ на полезную модель № 105554, опубл. 10.06.2011 г., патент РФ на изобретение № 2539819, опубл. 27.01.2015 г., патент РФ на изобретение № 2528142, опубликован 10.09.2014 г.).

Недостатком известных модулей является низкая помехоустойчивость, обусловленная их чувствительностью к структурной составляющей помехи, вызванной вибрациями корпуса носителя аппаратуры под действием машин и механизмов.

Блок гидроакустических преобразователей, по существу также являющийся многоэлементным антенным модулем, представленный в известном антенном модуле с цифровым выходом (патент РФ № 2539819), наиболее близок к предлагаемому по технической сущности и, вследствие этого выбран в качестве прототипа.

Многоэлементный антенный модуль-прототип состоит из 192 изгибных пластинчатых преобразователей биморфного типа, установленных на общем основании, экранирован от воздействия электрической составляющей электромагнитного поля электростатическими экранами и залит эластомером, обеспечивающим его герметизацию.

Многоэлементный антенный модуль установлен на корпус носителя с использованием резинометаллических двусторонних развязок. Между тыльной поверхностью монолитного блока гидроакустических преобразователей и поверхностью звукопоглощающего покрытия выполнен заполненный водой зазор толщиной 5 мм. Для снижения уровней принимаемой корабельной структурной помехи и акустических помех, возникающих от изгибных волн, распространяющихся вдоль корпуса носителя, антенный модуль размещается в массиве эластомера, заполняющего внутренний объем обтекателя, и адгезионно связан с его внутренней поверхностью. Обтекатель механически развязан от облицованного заглушающим покрытием корпуса носителя. При этом заполнение зазора между обтекателем и поверхностью приемных элементов эластомером с толщиной, равной λи/4, где λи - длина изгибной волны в конструкции обтекателя на средней частоте рабочего диапазона способствует дополнительному уменьшению акустических помех, возникающих от воздействия изгибных волн, распространяющихся вдоль корпуса корабля и обтекателя при движении. Однако, полностью защитить модуль-прототип от воздействия структурной помехи не удалось.

Таким образом, недостатком известного модуля (патент РФ № 2539819) является недостаточная защищенность антенного модуля от воздействия помех, вызванных вибрациями корпуса носителя.

Техническим результатом полезной модели является обеспечение возможности увеличения отношения сигнал/помеха при обнаружении полезного сигнала на фоне структурной помехи.

Для обеспечения указанного технического результата в модуль бортовой гидроакустической антенны, закрепленный на корпусе носителя, содержащий пьезоэлектрические преобразователи, размещенные в слое полиуретана, введены новые признаки, а именно: в состав модуля введены вибродатчики, установленные в непосредственной близости к местам крепления модуля к корпусу носителя и жестко связанные с ним.

Наличие вибродатчиков, измеряющих структурную помеху, распространяющуюся по корпусу и передаваемую на антенну, преобразователи которой чувствительны к вибрации, позволит при последующей обработке сигналов с выхода преобразователей при помощи алгоритмов, использующих данные от вибродатчиков, увеличить отношение сигнал/помеха.

Сущность полезной модели поясняется фиг. 1, на которой схематически показан предложенный модуль бортовой гидроакустической антенны.

Представленный на фиг. 1 модуль бортовой гидроакустической антенны содержит 480 изгибных пластинчатых преобразователей 4 биморфного типа (на фиг. 1 показаны условно), образующих 120 приемных каналов, разделенных на 4 блока по 30 каналов. Расстояние между центрами каналов 94 мм по вертикали и 75 мм по горизонтали. Преобразователи размещены в резиновом чехле 2 и залиты звукопрозрачным полимером - полиуретановым заливочным компаундом 3. В резиновый чехол ввулканизованы тонкие листы стали для экранирования преобразователей и элементов электрической коммутации от воздействия электрической составляющей электромагнитного поля. Гидроакустическое покрытие 5 адгезионно связано со стеклотекстолитовым основанием 6 и преобразователями 4. Обтекатель 1 модуля антенны выполнен из стеклотекстолита и также адгезионно связан с преобразователями 4. Модуль антенны устанавливается на корпус носителя с использованием резинометаллических двусторонних развязок 7. В непосредственной близости к местам крепления антенного модуля к корпусу носителя устанавливаются вибродатчики 8 в количестве 12 штук. Жесткое крепление вибродатчиков к корпусу носителя обеспечивается болтовым соединением.

Предложенный модуль работает следующим образом. Гидроакустические сигналы, проходя через оболочку обтекателя антенного модуля 1, слой резины 2 и слой звукопрозрачного полимера 3, воздействуют на поверхности преобразователей 4, вызывая их вынужденные механические колебания и появление электрического напряжения (заряда) на их электрических выводах. Вибродатчиками 8 регистрируется уровень колебательного ускорения основания 6, закрепленного на корпусе носителя.

При дальнейшей цифровой обработке сигнала корреляционные связи между каналами вибродатчиков и каналами давления могут быть использованы для очистки сигнала от влияния помехи. Ввиду наличия способов алгоритмического подавления вибропомехи в каналах антенны через корреляционные связи по помехе имеется возможность повысить уровень помехоустойчивости антенной системы.

Таким образом, предложенное устройство обеспечивает достижение заявленного результата.

Формула полезной модели

Модуль бортовой гидроакустической антенны, закрепленный на корпусе носителя, содержащий пьезоэлектрические преобразователи, размещенные в слое полиуретана, отличающийся тем, что в состав модуля введены вибродатчики, установленные в непосредственной близости к местам крепления модуля к корпусу носителя и жестко связанные с ним.