Способ и устройство направленного параметрического приема слабых сигналов в средах
Изобретение относится к области техники направленного параметрического приема слабых сигналов в средах, в частности параметрических преобразователей и параметрических антенн с трехволновым механизмом взаимодействия волн, и может быть использовано в гидроакустике, в сейсмике, в архитектурной акустике, в неразрушающем контроле, при диагностике механизмов и машин акустическими методами и др. Достигаемым техническим результатом изобретения является обеспечение инвариантности направленного параметрического приема к средам и оптимальное управление сигналом накачки путем подачи высокочастотного сигнала накачки на входы нелинейных жесткостей блоков преобразователей колебательных скоростей и давления векторно-фазового с соколеблющимся корпусом приемника, определения вектора плотности потока мощности низкочастотного сигнала и определения пространственных координат местоположения низкочастотного источника по максимальной величине вектора плотности потока мощности. Сущность изобретения заключается в том, что слабый сигнал низкочастотного источника подают на соколеблющийся корпус векторно-фазового приемника, а высокочастотный сигнал накачки - на нелинейные жесткости преобразователей параметров акустического поля: колебательных скоростей частиц среды и давления, механически соединенных с излучающим пьезопреобразователем, кроссмодулированный сигнал параметрического взаимодействия волн принимают, выделяют низкочастотную составляющую сигнала и по ней вычисляют вектор плотности потока мощности низкочастотного источника, по которому определяют координаты источника, что обеспечивает обнаружение слабого источника в средах и его целеуказание, причем демаскирующий фактор, связанный с использованием мощного высокочастотного излучателя сигнала накачки, исключается. Предложенные способ и устройство позволят точно определять пространственные координаты низкочастотных источников акустических сигналов в средах, таких как подводные лодки в гидросфере, забойные инструменты при бурении скважин в литосфере, акустические излучатели промышленных и конструкционных шумов в атмосфере и т.п. 2 с.п. ф-лы, 18 ил.
Текст описания в факсимильном виде (см. графическую часть) Тб
Формула изобретения
1. Способ направленного параметрического приема слабых сигналов в средах, состоящий в генерации и излучении в воду высокочастотного сигнала накачки, возбуждении в воде волн параметрического взаимодействия волны высокой частоты накачки и волны низкой частоты слабого сигнала, распространяющейся встречно коллинеарно волне накачки, приеме кроссмодулированных сигналов волн взаимодействия приемным преобразователем давления, расположенным со стороны излучателя накачки, и селекции блоками задержки и корреляторами низкочастотной составляющей кроссмодулированных сигналов, отличающийся тем, что высокочастотный сигнал накачки подают на входы нелинейных жесткостей блоков преобразователей давления и преобразователей колебательных скоростей, расположенных по декартовым осям комбинированного с соколеблющимся корпусом векторно-фазового приемника, а слабый низкочастотный сигнал - на соколеблющийся корпус комбинированного векторно-фазового приемника, определяют значение вектора плотности потока мощности низкочастотной составляющей кроссмодулированного параметрического резонансного сигнала взаимодействия волн, по которому варьируют изменением параметров высокочастотного сигнала накачки так, чтобы вектор плотности потока мощности низкочастотного сигнала достиг максимальной величины и по его максимальному значению определяют в среде местоположение низкочастотного источника.2. Устройство для осуществления способа по п.1, содержащее скомбинированный с соколеблющимся корпусом векторно-фазовый приемник, содержащий блоки преобразователей колебательных скоростей и давления и блок нелинейных жесткостей преобразователей колебательных скоростей и давления, блок пространственной ориентации декартовых осей комбинированного с соколеблющимся корпусом векторно-фазового приемника, а также блоки предварительных усилителей с фильтрами нижних частот, аналого-цифровые преобразователи и блоки быстрого преобразования Фурье (БПФ) колебательных скоростей и давления соответственно, генератор высокочастотных сигналов накачки, усилитель мощности, излучающий пьезопреобразователь, блок следящего определения значений текущих параметров высокочастотного сигнала накачки, ключ, запоминающий блок значений параметров сигнала накачки, программный блок, вычислительный блок и регистратор, нелинейные жесткости преобразователей колебательных скоростей и давления соединены с выходом излучающего преобразователя и с входами преобразователей колебательных скоростей и давления механически, электрические выходы блоков колебательных скоростей и давления соединены соответственно с первым и вторым входами вычислительного блока через подключенные последовательно блоки предварительных усилителей и фильтров нижних частот, аналого-цифровые преобразователи и блоки БПФ, третий вход вычислительного блока соединен с выходом блока пространственной ориентации декартовых осей комбинированного с соколеблющимся корпусом векторно-фазового приемника, выход генератора высокочастотных сигналов накачки подключен к входу излучающего пьезопреобразователя через соединенный последовательно усилитель мощности и к первому входу программного блока через соединенные последовательно блок следящего определения текущего значения параметров высокочастотного сигнала накачки, ключ, подключенный своим первым входом, и запоминающий блок значений параметров сигнала накачки, первый выход вычислительного блока подключен к входу регистратора, а второй соединен с вторым входом ключа, на второй вход программного блока подают команды выбора режимов генератора высокочастотного сигнала накачки, а на четвертый вход вычислительного блока подают уставку координат местоположения векторно-фазового приемника по меркаторской сетке.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13, Рисунок 14, Рисунок 15, Рисунок 16, Рисунок 17, Рисунок 18, Рисунок 19, Рисунок 20, Рисунок 21, Рисунок 22, Рисунок 23, Рисунок 24, Рисунок 25, Рисунок 26, Рисунок 27
