Содержание к диссертации
Введение
1. Анализ проблемы поиска донных и заиленных объектов с помощью гидроакустических средств 8
1.1. Анализ путей и методов обнаружения донных и заиленных объектов 8
1.2. Использование параметрических антенн для решения задач поиска объектов на мелководье в грунте 19
1.3. Выводы 37
2. Разработка методов обзора пространства и определения координат заиленных малоразмерных объектов 39
2.1. Особенности условий поиска заиленных объектов и режимы поиска 39
2.2. Основные принципы построения гадроакустических средств поиска заиленных объектов 48
2.3. Разработка метода и алгоритмов измерения координат малоразмерных заиленных объектов 54
2.4. Исследование способов измерения координат заиленных объектов 69
2.5. Разработка инженерной методики измерения координат малоразмерных заиленных объектов 75
2.6. Разработка способа формирования статического веера характеристик направленности в параметрической приемной антенне 80
3. Исследование энергетической эффективности параметрических гидролокационных систем поиска малоразмерных заиленных объектов 97
3.1. Разработка методики расчета и исследование энергетической дальности обнаружения параметрическим гидролокатором малоразмерных заиленных объектов с учетом шумовых и реверберационных помех... 97
3.2. Исследования влияния нелинейного взаимодействия волн накачки параметрической антенны в грунте на характеристики акустического поля разностной частоты 115
3.3. Разработка методики расчета энергетических характеристик параметрических гидролокационных систем при обнаружении заиленных объектов с учетом помех и нелинейного взаимодействия волн накачки в грунте 128
3.4. Исследование характеристик локационной приемной параметрической антенны с веером статических лучей 135
4. Разработка структуры гидроакустического комплекса для поиска заиленных малоразмерных объектов и результаты экспериментальных исследований 143
4.1. Структура гидроакустического комплекса для поиска малоразмерных объектов с параметрическими антеннами 143
4.2. Результаты экспериментальных исследований 149
Заключение 162
Список использованных источников 164
Приложения 177
- Использование параметрических антенн для решения задач поиска объектов на мелководье в грунте
- Разработка метода и алгоритмов измерения координат малоразмерных заиленных объектов
- Исследования влияния нелинейного взаимодействия волн накачки параметрической антенны в грунте на характеристики акустического поля разностной частоты
- Структура гидроакустического комплекса для поиска малоразмерных объектов с параметрическими антеннами
Введение к работе
Проблема поиска в условиях мелководья малоразмерных подводных объектов, лежащих на дне и особенно скрытых слоем донного ила или грунта, является одной из наиболее актуальных и сложных задач гидроакустики.
Принципиально важно, чтобы предназначенная для этих целей аппаратура обладала высокой избирательностью по направлению, работала в сравнительно низкочастотном диапазоне с широкополосными сигналами, имела небольшие массогабаритные показатели антенной системы. Применение высоконаправленной широкополосной системы необходимо для получения высокого разрешения, низкочастотный диапазон необходим для обеспечения хорошего проникновения сигналов в донный грунт, малые габариты важны при установке на плавсредствах малого водоизмещения в условиях мелководья. Большинству указанных, весьма противоречивых, требований удовлетворяет класс гидроакустической аппаратуры с параметрическими антеннами, принцип действия которых основан на нелинейном взаимодействии акустических волн.
Обладая высокой направленностью на низких, хорошо проникающих в грунт, частотах, малогабаритностью и широким диапазоном частот, параметрические гидролокаторы являются практически единственным перспективным средством поиска заиленных объектов, археологических предметов, трубопроводов, кабелей и других малоразмерных целей в толще донных осадков.
Основными трудностями обнаружения заиленных объектов являются: наличие сильной шумовой помехи, так как использование низких частот предполагает работу гидролокатора в наиболее "шумном" диапазоне, наличие отражений от неровностей дна, интенсивной донной реверберации и объемной реверберации в грунте.
Для научного обоснования и разработки принципов построения пара
метрических гидролокационных систем поиска заиленных объектов требует-
Ч1 ся проведение исследований, направленных на создание методик расчета,
разработку моделей и проведение оптимизации характеристик.
Целью работы является разработка методов обнаружения и определения координат малоразмерных заиленных объектов, исследование параметров и разработка методик расчета энергетических характеристик параметрических гидролокаторов с учетом всех видов помех, разработка принципов построения аппаратуры поиска малоразмерных объектов в условиях мелководья.
Достижение поставленной цели обеспечивается путем проведения тео-ретических и экспериментальных исследований. Основные выводы, положения и рекомендации обоснованы теоретическими расчетами, сравнением с известными результатами и экспериментальными данными. Физические и математические модели имеют наглядную физическую интерпретацию. Результаты исследований легли в основу принципов построения гидроакустической локационной аппаратуры с параметрическими антеннами, предназначенной для поиска донных, в том числе заиленных, объектов на мелководье.
Научная и практическая значимость работы определяется новым под-
ходом к решению задач поиска малоразмерных объектов в сложных, с аку
стической точки зрения, условиях и состоит в разработке методик измерения
координат заиленных малоразмерных объектов, методик расчета дальности
обнаружения заиленных объектов с учетом помеховой обстановки, расшире
нии представлений о физических явлениях, наблюдаемых при прохождении
взаимодействующих волн через границу раздела сред, выработке рекоменда
ций по созданию гидролокационных систем поиска заиленных объектов на
/0 мелководье.
На защиту выносятся следующие научные результаты и положения:
Методика определения координат и оценки погрешностей пеленгования малоразмерных объектов, находящихся в толще морских донных осадков.
Методика расчета энергетической дальности обнаружения параметрическим гидролокатором малоразмерных заиленных объектов с учетом реверберации, обусловленной неоднородностями толщи дна.
Модель параметрической антенны при расположении границы раздела вода-грунт в области нелинейного взаимодействия волн накачки.
Методика расчета энергетических характеристик параметрических гидролокационных средств обнаружения заиленных объектов с учетом всех видов помех и нелинейного взаимодействия волн накачки в грунте.
Способ создания многоканальной параметрической приемной антенны, обеспечивающий эффект статического веера характеристик направленности в приеме.
6. Принципы построения гидроакустических локационных систем по
иска малоразмерных заиленных объектов на мелководье.
Разработанные в диссертации методики, алгоритмы, способы, полученные научные и практические результаты внедрены на предприятии ФГУП «Таганрогский завод «Прибой» и в в/ч 30895.
По результатам исследований опубликовано 11 научных работ.
Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка цитируемой литературы.
Во введении обоснована актуальность темы, сформулирована цель и задачи исследований.
В первом разделе проводится анализ проблемы поиска донных и заиленных объектов с помощью гидроакустических средств, на основе обзора литературных источников обсуждаются вопросы использования параметрических антенн для решения задач поиска объектов на мелководье в грунте.
Во втором разделе представлены методы обзора пространства при поиске заиленных малоразмерных объектов, рассматриваются особенности ус-
ловий поиска и режимы поиска, обсуждаются основные принципы построения гидроакустических средств поиска малоразмерных заиленных объектов, рассматриваются методы и алгоритмы измерения координат заиленных объектов, предлагаются методики измерения координат объектов, расположенных в донных осадках, рассматривается возможность использования параметрической приемной антенны локационного типа с веером статических лучей для повышения скорости обзора пространства.
В третьем разделе рассматриваются методы расчета энергетических характеристик параметрических гидролокационных систем поиска малоразмерных заиленных объектов, представлена разработанная методика расчета энергетической дальности обнаружения параметрическим гидролокатором заиленных объектов с учетом шумовых помех, донной реверберации и объемной реверберации в грунте, приведены результаты исследований влияния нелинейного взаимодействия волн накачки в грунте на характеристики акустического поля разностной частоты параметрической антенны, представлена методика расчета энергетических характеристик параметрических гидролокационных систем при обнаружении заиленных объектов с учетом помех и нелинейного взаимодействия волн накачки в грунте, приведены результаты исследований характеристик локационной приемной параметрической антенны с веером статических лучей.
В четвертом разделе представлена структура гидролокационного комплекса для поиска заиленных объектов, состоящая из трех трактов, позволяющих производить поиск в толще воды в мелком море, объектов в донном грунте и на морском дне, рассматриваются результаты экспериментальных исследований характеристик отдельных частей комплекса и морских испытаний при работе по подводным и заиленным объектам в условиях мелководья.
В заключении сформулированы основные результаты, полученные в диссертации.
Использование параметрических антенн для решения задач поиска объектов на мелководье в грунте
Одним из путей решения компромисса между противоречивыми требованиями создания высоконаправленного излучения волн низких частот при малых размерах антенной системы может быть использование систем, работающих на принципах нелинейной гидроакустики. Параметрические приборы, благодаря своим уникальным характеристикам, позволяют поднять возможности гидроакустических систем на новый, качественно более высокий уровень, позволяют увеличить вероятность обнаружения и классификации, повысить разрешающую способность, ослабить влияние реверберационных помех, снизить весогабарнтные показатели аппаратуры и т.д.
Возможность использования нелинейных эффектов в целях гидролокации все больше привлекает внимание специалистов. Однако, являясь и новым, и перспективным средством, гидроакустическая аппаратура, использующая принципы нелинейной акустики, сама по себе не может решить всех задач. Параметрическое излучение следует рассматривать как очень важный дополнительный режим работы, который дает неоспоримые преимущества при решении большого класса проблем, имея при этом определенные ограничения и недостатки. В определенных ситуациях недостатки не являются сколько-нибудь существенным препятствием, так как ряд задач другими методами, кроме применения параметрического режима излучения, решить не удается [27].
Требования к дальности обнаружения заиленных объектов обуславливают тенденцию понижения рабочей частоты. С другой стороны, требование высокого разрешения по времени приводит к расширению спектра зондирующих сигналов. Эти противоречия обуславливают необходимость использования сложных сигналов с большой относительной полосой. Указанная задача решается использованием параметрического гидролокатора, который обеспечивает работу с широкополосными сигналами, имеет высокую разрешающую способность по пространству при малых габаритах антенной системы и является, пожалуй, единственно возможным средством обнаружения заиленных объектов. Малые размеры антенны при высоконаправленном излучении низких частот делают возможным установку параметрических приборов на судах малого водоизмещения и малогабаритных подводных буксируемых автономных устройствах и аппаратах. Теория нелинейных или параметрических акустических излучателей была предложена Вестервельтом [28,29]. В это же время идея создания параметрических антенн, использующих нелинейное взаимодействие волн, была высказана отечественными исследователями В.А.Зверевым и А.И.Калачевым [30]. Суть сводилась к тому, что в результате нелинейного взаимодействия двух коллимированных плоских волн генерируется волна разностной частоты. Вестервельтом было показано, что сигнал разностной частоты имеет направленность антенны бегущей волны длиной, определяемой протяженностью зоны взаимодействия. В модели Вестервельта предполагалось, что процессы генерации волны разностной частоты (ВРЧ) происходят в прожекторной зоне преобразователя накачки.
Основываясь на приближении Вестервельта, Берктей в 1965 г. обобщил результаты для произвольного закона модуляции сигналов [31]. Им было показано, что если излучить в среду высокочастотный акустический импульс с произвольной огибающей, то в дальней зоне излучателя генерируется низкочастотный сигнал, амплитуда давления и форма которого пропорциональна второй производной по времени от квадрата огибающей исходного импульса. Это предположение было экспериментально подтверждено Моффетом, Вестервельтом и Бейером, которые назвали процесс самодетектирования переходным параметрическим эффектом [32,33]. При наличии сильного затухания первичных волн на определенных расстояниях от излучателя можно регистрировать только генерируемый низкочастотный сигнал, форма которого определяется второй производной по времени от квадрата огибающей первичного импульса. В работе [34] показано, что форма самодетектированного импульса изменяется с увеличением угла между направлением наблюдения и осью системы, приближаясь к постоянной величине, когда этот угол в два раза превышает ширину диаграммы направленности по уровню половинной мощности.
Большая часть исследований посвящена внедрению приборов нелинейной акустики в гидроакустические системы поиска различных объектов на дне и в толще осадков. Использование параметрических локационных систем для проведения указанных работ является перспективным направлением, так как параметрические локаторы имеют узкую диаграмму направленности по злучению в рабочем низкочастотном диапазоне при малых размерах антенной системы и большую разрешающую способность по расстоянию.
В [34] описан донный профилограф, использующий в качестве зондирующего излучения широкополосные высоконаправленные сигналы, возникающие при самодемодуляции первичных импульсов накачки. Отношение энергий первичной и демодулированной составляющих в отраженном дном сигнале характеризует неровности поверхности дна, коэффициент поглоще-ния в каждом слое может быть изменен путем проведения Фурье-анализа отраженных слоями сигналов. При осуществлении профилирования слоистых донных отложений, возможна регистрация резонансов и антирезонансов слоев, удовлетворяющих условиям возбуждения в них нормальных волн.
Разработка метода и алгоритмов измерения координат малоразмерных заиленных объектов
В Таганрогском Государственном радиотехническом университете, сотрудниками которого разработан ряд параметрических гидроакустических приборов, детально исследованы их характеристики, проведены испытания в морских условиях по использованию созданных устройств для поиска рыбы, регистрации рельефа дна, стратификации донных осадков, поиска заиленных объектов и т.д. [65-68].
Основным недостатком параметрических излучателей является сравнительно низкая эффективность преобразования энергии волн накачки в энергию сигнала разностной частоты.
Эффективность взаимодействия зависит как от физических параметров среды [69-71], так и от выбранного метода формирования сигналов накачки [69,72-74]. Возможно увеличение эффективности нелинейного преобразования при использовании промежуточной среды с большим параметром нелинейности [71]. Однако при этом растут габариты антенны за счет объема промежуточной среды. Мерклингер [73] и Эллер [74] исследовали возможности увеличения эффективности параметрического источника путем использования первичного многокомпонентного сигнала. Показано, что теоретически возможно достижение увеличения эффективности до 6 дБ. Существенным ограничением данного метода является необходимость значительного расширения полосы пропускания преобразователя накачки,
С целью повышения эффективности проводятся исследования нелинейного взаимодействия в двухфазных средах. Теоретические исследования характеристик параметрических излучателей в сплошной пузырьковой среде [75,76] показали, что увеличение уровня звукового давления волн разностной частоты на оси сопровождается значительным расширением характеристики направленности. Кроме того, необходимо создавать протяженную пузырьковую среду, что сопряжено с большими трудностями. Значительно легче создать тонкий пузырьковый слой, что и рассматривается авторами работ [77-81], в которых рассматриваются результаты экспериментальных и теоретических исследований характеристик параметрических излучателей с пузырьковым слоем в дальнем поле и в области взаимодействия волн накачки. Введение слоя пузырьков в дальнем поле параметрического излучателя позволяет увеличить уровень давления при сохранении ширины характеристики направленности. Введение слоя пузырьков в область нелинейного взаимодействия повышает эффективность, позволяет управлять направленностью.
Вопросы реализации остронаправленного параметрического гидроакустического излучателя рассмотрены в [82], причем, повышение эффективности параметрического взаимодействия достигнуто за счет использования сигнала накачки с гребенчатым спектром. Сигнал накачки представляет собой биение нескольких колебаний с частотами, отличающимися одна от другой на величину разностной частоты и одинаковой начальной фазой. При взаимодействии спектральных компонент такого сигнала накачки формируется широкополосный сигнал разностной частоты с дискретным спектром, при этом основная часть энергии перекачивается в амплитуду сигнала накачки, являющейся нижней частотой в спектре сигнала разностной частоты. Проведенные исследования показали возможность увеличения эффективности параметрического взаимодействия. Использовался плоский преобразователь накачки с геометрическими размерами 0,7x0,9 м, работающий на средней частоте f = 20 кГц при акустической мощности 5 кВт, обеспечивая генерацию сигнала разностной частоты в диапазоне 31,5-500 Гц.
В [83] рассматриваются вопросы реализации преобразователей накачки с увеличенной площадью излучения и возможности их применения в параметрических гидроакустических излучателях. Предлагается преобразователь накачки выполнить в виде плоской дискретной антенной решетки, набранной из отдельных направленных преобразователей. В таких излучателях удается увеличить уровень излучения на разностных частотах и появляется возможность формирования диаграммы направленности требуемой конфигурации.
Поиски путей повышения эффективности параметрических источников звука продолжаются, однако, следует отметить, что невысокий коэффициент преобразования ни в коей мере не умаляет достоинств параметрических антенн и не является помехой их практическому использованию.
Большие успехи в решении вопросов взаимодействия волн конечной амплитуды достигнуты отечественными учеными. Академиком Р.В.Хохловым и его учениками предложен новый подход к решению задач нелинейной акустики. Уравнение, описывающее поведение ограниченных пучков волн конечной амплитуды, удалось получить в квазиоптическом приближении с использованием метода изменяющегося профиля [84-89]. Достаточно полный анализ работ, посвященных теоретическому решению вопросов нелинейной акустики, дан О.В.Руденко и С.И.Солуяном [89]. В нелинейной акустике произошел поворот от исследования идеализированных одномерных задач к изучению распространения волн в более реальных условиях. Этот математический аппарат оказался очень удобным для расчета параметрических антенн [65]. Использование метода решения уравнения Хохлова-Заболотской-Кузнецова (ХЗК) [90] позволяет описывать динамику формирования акустического поля разностной частоты с учетом всех факторов, влияющих на работу параметрических антенн.
Теоретический анализ работы параметрических излучателей звука, учитывающий дифракцию и диссипацию всех волн, проведен Б.К.Новиковым [90]. Им выяснены особенности генерации волн разностной частоты слабыми и мощными волнами накачки, найдены закономерности генерации низкочастотного сигнала амплитудно-модулированной волной с произвольной формой огибающей.
Экспериментальные исследования нелинейного взаимодействия акустических волн и сравнение с теоретическими выводами были проведены в Таганрогском радиотехническом университете [65,91-97] и др. Полученные результаты подтвердили правильность выбранной теоретической модели параметрической антенны и позволили установить ряд основных закономерно ІІ, стей процесса нелинейного взаимодействия.
Исследования влияния нелинейного взаимодействия волн накачки параметрической антенны в грунте на характеристики акустического поля разностной частоты
Из особенностей этого режима в случае задания конкретного объекта поиска следует, что необходимым условием эффективности поиска является надежность классификации, т. е. задача классификации является приоритетной. Виды и параметры зондирующих сигналов и способы обзора пространства должны выбираться так, чтобы обеспечить наиболее благоприятные условия для решения задачи классификации.
Так, например, если для классификации используются частотные признаки, зондирующие сигналы должны выбираться так, чтобы их спектр лежал в области собственных резонансов искомых объектов.
Оптимизация алгоритмов и технических средств для разрешения и измерения координат может производиться только в том случае и в тех пределах, когда это не ухудшает условия решения задачи классификации. При необходимости интересам классификации может быть даже подчинено маневрирование судна-носителя ГАС на промежуточном участке траектории сближения с искомым объектом.
Из условия необходимости решения «задачи встречи» при данном режиме поиска погрешности измерения координат цели относительно судна-носителя ГАС играют более важную роль, чем погрешности этих же измерений в земной системе координат. Поэтому при выборе алгоритмов измерения координат нужно отдавать предпочтение тем, которые, при прочих равных условиях, меньше связаны с навигационными данными местоположения судна. Для измерения координат нужно выбирать такие алгоритмы, которые обеспечивают уменьшение погрешностей этих измерений при уменьшении расстояния между ГАС и целью. При этом в большинстве реальных ситуаций допустимо, чтобы величина этих погрешностей при больших дистанциях превышала на порядок величину погрешностей на малых. Благодаря этому можно без больших затрат и усложнения ГАС увеличить дальность ее действия и, соответственно, производительность поиска.
Для того, чтобы задачи обнаружения, измерения координат и классификация выполнялись практически одновременно, необходимо применение многолучевой системы, обеспечивающей пространственную избирательность одновременно во всей области обзора, т. е. системы физических или виртуальных антенн, совокупность характеристик направленности которых образует статические "вееры" в горизонтальной и вертикальной плоскостях, либо эквивалентной ей системы пространственного сканирования.
Поскольку маневрирование судна-носителя ГАС не лимитируется, то в этом режиме нецелесообразно применять буксируемую антенну, поскольку при маневрировании судна-носителя ГАС изменяется высота такой антенны над дном и, соответственно, метрологические характеристики ГАС. Адаптивная коррекция последних требует существенного усложнения ГАС. Так как ориентированный поиск может производиться в любом районе океана, то наименьшие принципиально возможные погрешности измерения координат заиленных целей не могут быть меньше погрешностей, обусловленных незнанием акустических параметров осадков. Для преодоления этого предела погрешностей необходимы алгоритмы, независимые от параметров осадков. Из изложенного видно, что при формировании требований к гидроакустическому комплексу для ориентированного поиска и на начальном этапе разработки такой ГАС наиболее естественно исходить из предположения, что она будет представлять собой многолучевую гидролокационную систему секторного обзора с подкильной антенной. 2.2.3. При построении гидроакустической станции, предназначенной для картографирования, можно выделить несколько основных принципов. Исходя из необходимости создания карты с расположением на дне или под грунтом объектов поиска, наиболее важным для этого режима является обеспечение требуемой точности местоположения обнаруженных объектов в земной системе координат. Поэтому к навигационной системе определения собственных координат ГАС предъявляются более жесткие требования, чем при режиме ориентированного поиска. При распределении общих ресурсов приоритет должна иметь система измерения координат. Размеры элемента разрешения должны быть не больше наименьших размеров подлежащих картографированию объектов, К качеству классификации, которая производится непосредственно во время картографирования, предъявляются значительно менее жесткие требования, чем при режиме ориентированного поиска, т. к. она имеет смысл предварительной. Окончательная классификация обнаруженных объектов производится, как правило, при постобработке. Цена возможных потерь из-за ошибок классификации картографированных объектов может быть значительно выше, чем при ориентированном поиске, поэтому к качеству окончательной класні сификации в режиме картографирования предъявляются более жесткие требования, чем в предыдущем режиме.
Структура гидроакустического комплекса для поиска малоразмерных объектов с параметрическими антеннами
Из этих результатов видно, что при ширине спектра зондирующих сигналов порядка 5 кГц погрешности измерения времени прихода эхосигна-лов вносят наименьшую погрешность в оценки горизонтальной дальности гг и глубины заиливания h и что даже при достаточно жестких требованиях к точностям угловых измерений погрешности оценки глубины h оказываются сравнимыми с самой величиной h, так что фактически нельзя ответить на вопрос, где объект - на поверхности дна или в его толще.
Повышение точности измерения координат цели может быть достигнуто посредством многократных измерений. Возможность этого ограничивается условиями поиска, главным образом - наибольшим допустимым временем измерения. Следует подчеркнуть, что при этом не уменьшаются погрешности Дгд, и Дп„, обусловленные неизвестностью истинного значения коэффициента преломления п. Для устранения этих погрешностей необходимо разработать способы измерения координат, инвариантные к п. Возможность существования таких способов показана в [102], однако их разработка требует отдельных исследований, выходящих за рамки настоящей работы.
При реализации алгоритмов (2.15)-(2.16) задача измерения ф и 9 может быть решена как самостоятельная задача различными способами. Так, в простейшем случае, для однозначного определения этих углов достаточно иметь один ненаправленный излучатель и три ненаправленных приемника, не лежащих на одной прямой. Углы ф, 6 определяются по разностям времен прихода эхосигналов в приемники. Достоинством этого способа, кроме простоты, является то, что он принципиально пригоден при любых видах и параметрах зондирующих сигналов и расстояниях до цели. Этот же результат достигается посредством излучения трех взаимно ортогональных сигналов тремя ненаправленными излучателями и приема эхосигналов одним ненаправленным приемником. Как и в предыдущем случае, направление на цель определяется по разности времен прихода трех сигналов. Основным недостатком этих способов является их низкая помехоустойчивость, особенно в условиях реверберациошюй помехи. Поэтому такие способы получили распространение, главным образом, в гидроакустических навигационных системах с неподвижными маяками и приемом при так называемой ультракороткой базе [103]. В ГАС поиска, где эта задача логически и функционально связана с задачей обнаружения, свобода выбора способов измерения координат ср, 9 оказывается существенно ограниченной. Основные ограничения обусловлены требованием, чтобы измерение координат цели производилось одновременно с ее обнаружением или, в крайнем случае, с запаздыванием не более, чем на единицы длительностей зондирующих сигналов. Вследствие этого исключается возможность применения всех способов пеленгования с наведением антенны на цель. Традиционное решение задачи определения направления на цель одновременно во всем секторе обзора - применение многоканального приемного тракта. Каждый канал такого тракта представляет собой, по существу, отдельное (парциальное) приемное устройство со своей антенной и системой обработки сигналов. Характеристики направленности (ХН) этих парциальных антенн располагаются в пространстве так, что образуются в горизонтальной и вертикальной плоскостях "вееры" ХН, в которых соседние ХН пересекаются на заданных уровнях. На рис. 2.3 показано расположение парциальных ХН для случая, когда общий сектор обзора ограничен в горизонтальной плоскости углами ± pm, в вертикальной - углами 8тщ и вщ , все ХН одинаковы и имеют ширину Д р07 в горизонтальной плоскости и Д607 - в вертикальной. На рис. 2.3а дана проекция пространственного расположения ХН на координатную плоскость XOY, на рис. 2.36 - на плоскость XOZ. Следует отметить, что такая структура оптимальна также с позиции обеспечения наименьшего времени обзора заданного пространственного сектора - в данном случае {±фт; 9та]ГЄтіг1}. При этом для достижения наименьшего физически возможного времени обзора указанный сектор должен "освещаться" зондирующим сигналом одновременно и, соответственно, излучающая антенна должна иметь ширину ХН При этом она должна иметь достаточно большую площадь апертуры, чтобы обеспечить необходимую интенсивность излучения зондирующих сигналов. Это - противоречивые требования. Создание акустической антенны с такими свойствами является самостоятельной сложной инженерной задачей. При дальнейшем рассмотрении будем полагать, что парциальные приемники идентичны, ХН парциальных антенн идентичны с точностью до положения в пространстве, соседние ХН пересекаются на одинаковых уровнях (обычно - 0,707). При этих условиях характеристики обнаружения точечной цели будут для каждого канала одинаковыми, если среда и помехи изотропны.
