Методы обработки гидроакустических сигналов, принимаемых в зоне Френеля приемных и излучающих систем тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.06, доктор технических наук Колмогоров, Владимир Степанович

• Колмогоров, Владимир Степанович
• доктор технических наук
• 2010

Оглавление диссертации доктор технических наук Колмогоров, Владимир Степанович

Реферат.

Обозначения и сокращения.

Введение.

Глава 1. Проблема обнаружения целей в зоне Френеля.

1.1. Столкновения подводных лодок с морскими целями.

1.2. Акустическое поле морского объекта в зоне Френеля.

1.2.1. Модель шумоизлучения корабля.

1.2.2. Акустическое поле излучателей простых форм в зоне Френеля.

1.2.3. Акустическое поле в морском волноводе.

1.3. Отклик антенны на амплитудно-фазовое распределение акустического поля от морской цели.

1.3.1. Расчет характеристик направленности антенны при различном амплитудно-фазовом распределении по апертуре антенны.

1.3.2. Отклик приемной антенны, расположенной в зоне Френеля цилиндрического излучателя.

Выводы по 1 главе.

Глава 2. Помехоустойчивость ГАС и пространственно-временное гидроакустическое поле.

2.1. Повышение помехоустойчивости ГАС за счет пространственной фильтрации сигнала.

2.2. Помехоустойчивость ГАС, как представление пространственно-корреляционных связей сигнала и помехи.

2.3. Спектральные представления пространственно-временного поля.

2.4. Корреляционные свойства помех.

2.5. Взаимные корреляционные свойства гидроакустических сигналов.:.

2.6. Результаты экспериментальных исследований пространственных взаимных корреляционных свойств гидроакустических сигналов.

2.7. Принцип оптимизации пространственного фильтра.

Выводы по 2 главе.

Глава 3. Анализ результатов экспериментальных исследований физических явлений, возникающих при излучении ВЧ сигнала в зоне Френеля пространственно развернутых антенных решеток.

3.1. Принципы гетеродинной обработки сигнала при гетеро-динировании его в электронном тракте ГАС.

3.2. Численное моделирование отклика многоэлементной цилиндрической антенны

3.3. Анализ результатов экспериментальных исследований в морских условиях.

3.3.1. Общая методика экспериментальных исследований.

3.3.2. Возможность повышения индекса амплитудной модуляции при гетеродинировании сигнала.

3.3.3. Проверка электронной аппаратуры макетов.

3.3.4. Экспериментальные исследования отклика макета многоканальной цилиндрической антенны в натурных условиях.

3.3.5. Экспериментальные исследования отклика многоэлементной цилиндрической антенны в морских условиях.

3.4. Компенсация электрических наводок при гетеродинной обработке сигнала.

3.5. Формирование отклика линейной эквидистантной антенны.

3.6. Взаимодействие НЧ и ВЧ сигналов в одноканальной части ГАС.

3.7. Помехоустойчивость в одноканальной части тракта обработки ГАС при перегрузке тракта обработки уровнем полезного сигнала.

3.8. Обнаружение сигнала с использованием гетеродинирования в водной среде.

3.8.1. Параметрические антенны классического типа.

3.8.2. Реверберационные приемные параметрические антенны.

3.8.3. Реверберационная приемная параметрическая антенна на основе линейного взаимодействия НЧ и ВЧ сигналов.

3.9. Формирование ближней зоны у многоэлементной приемной антенны при взаимодействии НЧ и ВЧ сигналов в водной среде.

Выводы по 3 главе.

Глава 4. Повышение эффективности методов освещения обстановки на основе использования принципов адаптивной фильтрации сигнала

4.1. Адаптивная компенсации виброакустической помехи при гетеродинировании ВЧ сигнала на обтекателе ГАС.

4.1.1. Адаптивная система как компенсатор помех.

4.1.2. Классификации помех работе ГАС.

4.1.3. Модуляция ВЧ сигнала колебаниями обтекателя ГАС.

4.1.4. Модель формирования эталона виброакустической помехи при отражении ВЧ сигнала от колеблющейся поверхности обтекателя ГАС.

4.1.5. Экспериментальная проверка метода компенсации виброакустической помехи.

4.2. Освещение обстановки при лоцировании поверхности моря.

4.2.1. Формирование реверберационной приемной параметрической антенны при лоцировании поверхности моря.

4.2.2. Освещение ближней обстановки по регистрации изменения интерференционной картины акустического поля с использованием адаптивного фильтра.

4.2.3. Использование адаптивной фильтрации при мониторинге морской среды.

4.2.4. Экспериментальная проверка возможности мониторинга с использованием данных, полученных в морских условиях.

4.2.5. Рассеяние акустических сигналов на морской поверхности.

4.2.6. Оценка возможности обнаружения корабельных волн при лоцировании поверхности моря.

Выводы по 4 главе.

Глава 5. Предложения по освещению обстановки в зоне Френеля.

5.1. Метод гетеродинного сканирования акустического поля при лоцировании его в пассивном режиме.

5.1.1. Адаптивные системы оптимизации принятия решения.

5.1.2. Характеристики эффективности поиска.

5.1.3. Методы оптимизации сложной системы.

5.1.4. Метод гетеродинного сканирования акустического поля в пассивном режиме.

5.1.5. Оптимизация пространственного фильтра.

5.2. Алгоритм поиска ближней цели на основе анализа акустического поля в зоне Френеля.

5.3. Предложения по использованию реверберационной приемной параметрической антенны.

5.3.1. Формирование многоэлементной ревербераци-онной приемной параметрической антенны при лоциро-вании поверхности моря.

5.3.2. Многоэлементная цилиндрическая реверберационная приемная параметрическая антенна.

5.3.3. Использование параметрических антенн в целях противодействия диверсионным силам и средствам.

5.4. Предложения по компенсации виброакустической помехи.

5.5. Использование корреляционной обработки для пеленгования целей в зоне Френеля.

Выводы по 5 главе.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Методы обработки гидроакустических сигналов, принимаемых в зоне Френеля приемных и излучающих систем»

В настоящее время можно отметить значительный интерес к вопросам пространственно-временной обработки сигналов в радиосистемах, к которым можно отнести и гидроакустические системы.

Несмотря на принципиальную схожесть, преемственность и идентичность обработки гидроакустических сигналов с обработкой в радиолокации, оптике, радиоастрономии и т.д., их специфичность имеет некоторые особенности, которые обусловлены условиями распространения сигналов, формирования помех и их пространственным расположением в водной среде, частотным диапазоном гидроакустических сигналов и т.д.

Эти особенности заставляют искать особые виды обработки, специфичные для гидроакустических сигналов, к которым автор относит предлагаемую гетеродинную обработку гидроакустических сигналов. Одной из особенностей гидроакустического канала распространения сигналов и помех является высокая степень рефракционных явлений и отражений от поверхности моря и дна. Это приводит к интерференционным явлениям, в морском волноводе и требуют их учета при обработке принимаемых гидроакустических сигналов и помех.

К помехам в гидроакустике принято относить шумы дальнего судоходства, биошумы, индустриальные шумы и другие когерентные источники сигналов. Эти источники по статистическим характеристикам схожи с источниками полезного сигнала. Т.е. помехой считается все, что не является сигналом. В этих условиях зачастую практически единственным различительным признаком между помехой и сигналом является кривизна фронта принимаемой волны степень, которой определяется размерами зоны Френеля.

По сути, зона Френеля определяется изменчивостью акустического поля с расстоянием, которое наблюдаются, как показано экспериментально и путем численного моделирования, повсеместно и на больших расстояниях. Фронт волны принимаемого сигнала в таких условиях можно считать плоским по апертуре антенны только с определенной степенью условности. Как показали теоретические и экспериментальные исследования за счет переотражений от поверхности моря и дна, а также за счет рефракционных явлений размеры зоны Френеля в морском волноводе даже для точечного источника сигнала могут составлять десятки и сотни километров.

При этом следует отметить, что приемная антенна работает не только в условиях приема полезного сигнала в зоне Френеля, но и в условиях приема ближних помех, источники которых расположены в зоне Френеля. Так при использовании обтекателя приемных гидрофонов и антенн последние работают в условиях воздействия виброакустических и гидродинамических помех, источники которых расположены в зоне Френеля, как обтекателя, так и приемной антенны. Поэтому второй задачей оптимальной обработки является подавление и компенсация помех, источники которых расположены в зоне Френеля.

Поэтому разработка методов обработки сигналов и помех в зоне Френеля является актуальной.

Наиболее сложная интерференционная картина наблюдается в мелком море. Поэтому томографические методы исследования морской среды в мелком море без учета формирования акустического поля в зоне Френеля не эффективны. При этом следует отметить, что формирование зоны Френеля в морских условиях сопряжено с переотражением сигналов от поверхности моря, что создает дополнительную модуляционную помеху, которую можно компенсировать с использованием принципов адаптивной фильтрации. Адаптивная обработка сигналов может быть полезна и при подавлении виброакустической и гидродинамической помехи.

Одно из направлений в океанологических исследованиях - создание новых технических средств освоения океана. К таким средствам можно отнести приемные параметрические антенны, которые обладают рядом преимуществ по сравнению с традиционными антенными системами. Одной из разновидностей приемных параметрических антенн (ППА) является ППА реверберационного типа (РППА), которые могут быть реализованы на основе возникновения амплитудной модуляции при взаимодействии низкочастотного (НЧ) и дополнительно излученного ВЧ сигнала, рассеянного на неоднородностях морской среды, расположенных в зоне Френеля излучателя РППА.

Освоение мирового океана, не возможно без создания подводных объектов, в том числе движущихся. Огромный опыт эксплуатации движущихся подводных объектов (ПО) накоплен в военно-морском флоте при плавании подводных лодок (ПЛ), который показал ряд нерешенных проблем, к одной из которых следует отнести^ обеспечение безопасности плавания ПЛ от столкновений с надводными и подводными кораблями. Анализ столкновений подводных лодок с кораблями различных видов показывает ряд нерешенных проблем по обнаружению целей в ближней зоне и обеспечению безопасности от столкновений с ними. Так, по данным "Гринпис" за послевоенное время в мире погибло более 30 подводных лодок, в том числе 11 советских (из них 4 атомные), 4 американские (2 атомные), 3 английские и 4 французские. Среди аварий на море имеются несколько десятков столкновений подводных лодок, в том числе 20 столкновений лодок ВМФ с иностранными подводными лодками при нахождении их в подводном положении. Почти все столкновения в полигонах боевой подготовки происходили с атомными подводными лодками (АПЛ) ВМС США, которые вели разведку на подходах к нашим военно-морским базам и записывали гидроакустические шумовые "портреты" наших АПЛ. В одной из статей [3] главный штурман ВМФ контр-адмирал Алексин отмечал, что «Как правило, американские АПЛ находились в мертвой зоне (зоне тени) гидроакустических средств наблюдения наших АПЛ и не могли наблюдаться последними. При выполнении маневров, связанных с изменением курса или глубины погружения, нашими подводными лодками даже при кратковременном взаимном гидроакустическом контакте столкновения избежать не удавалось, прежде всего, из-за дефицита времени и особенно - информации о пространственной ориентации их относительно друг друга».

Столкновение английской и французской АПЛ 4 февраля 2009 г. в Атлантическом океане подтверждает, что данная проблема не решена и в иностранных государствах стран НАТО до сих пор.

Эта проблема кроме всего прочего, приобретает в настоящее время и экологический оттенок, в связи с наличием на борту ядерных реакторов и ядерного вооружения имеется вероятность столкновений ПО с танкерами и судами, имеющими на борту экологически опасные грузы в виде нефтепродуктов, ядовитых веществ и т.п. Поэтому актуальность работы обусловлена не только обеспечением безопасности жизнедеятельности людей, уменьшением экономических потерь, а и необходимостью экологической безопасности морей и океанов.

Поэтому освещение ближней обстановки и обеспечение безопасности плавания при соблюдении скрытности ПЛ требуют разработки новых методов обнаружения морских целей в различных условиях, в том числе и неблагоприятных.

К неблагоприятным условиям, в которых затруднено обнаружение целей, по объективным причинам можно отнести:

- образование зоны тени для гидроакустических средств при наличии слоя скачка;

- многолучевое распространение звука в море;

- постоянно изменяющаяся кривизна фронта волны от сближающейся с ПО цели;

- повышение уровня помех ГАС при движении в турбулентном потоке и на повышенных скоростях хода ПЛ;

- наличие мешающей сильно шумящей дальней цели;

- развитое волнение моря (длина морской волны соизмерима с размерами надводной цели).

Специфичность гидроакустической информации при сближении с морскими целями заключается в том, что существующие гидроакустические средства, предназначены для обнаружения целей в дальней зоне, База гидроакустических антенн в этих средствах сформирована для приема плоского фронта волны. Сигнал от морской цели, находящейся в морском волноводе, за счет рефракционных и интерференционных явлений формирует неплоский фронт волны от цели, что приводит к несфазированному приему сигнала по апертуре приемной антенны. Поэтому при сближении с морской целью из-за несформированности ХН в ближней зоне происходит уширение отметки от цели, до полного исчезновения её на индикаторе ГАС. «Развал» отметки в этом случае происходит из-за того, что морскую цель нельзя рассматривать как точечный источник, и поэтому фазовое и амплитудное распределение акустического давления в пространстве приводит к несфазированному приему сигнала от цели. Несмотря на принципиальную схожесть, преемственность и идентичность обработки гидроакустических сигналов с обработкой в радиолокации, оптике, радиоастрономии и т.д., их специфичность имеет некоторые особенности, которые обусловлены условиями распространения сигналов, формирования помех и их пространственным расположением в водной среде, частотным диапазоном гидроакустических сигналов и т.д.

В общем плане гидроакустическое средство (ГАС) подвержено воздействию разнородных и вследствие этого различных по пространственным, временным и статистическим характеристикам помех, которые в процессе обнаружения изменяются, и поэтому для эффективного обнаружения цели требуется адаптация приемной антенной системы к изменяющейся сигнально-помеховой обстановке. Кроме этого разнообразие помех требует комплексного подхода для их подавления и эффективного выделения сигнала. Особенностью ГАС является то, что помеха её работе распределена в пространстве относительно её антенны во всем диапазоне дистанций, начиная с малых - порядка метра (гидродинамическая, вибрационная, структурная) до помех дальнего судоходства - порядка сотен и тысяч километров. Наличие рефракционных явлений в морской среде приводит к тому, что источники как сигнала, так и помех, расположенные на сравнительно больших расстояниях, создают интерференционную зону (за счет появления мнимых источников), которая может рассматриваться как зона Френеля, в которой фронт волны не может рассматриваться как плоский. Источники распределенных корабельных помех (гидродинамическая, вибрационная, структурная) расположенных в зоне Френеля приемной антенны, не могут быть подавленны традиционной путем пространственной фильтрации сигнала с использованием ХН.

В истории науки известны случаи, когда открытие тех или иных явлений, законов природы, закономерностей и технических решений происходило случайно, и не было связано с предметом исследований.

Так в конце 70-х годов прошлого столетия в ходе проведения экспериментальных исследований был отмечен ряд эффектов, и, в частности, что в случае излучения высокочастотного (ВЧ) сигнала малой интенсивности (20-50 Па) в непосредственной близости от приемной антенны повышается эффективность обнаружения сигнала (сужается характеристика направленности (ХН) гидроакустического средства (ГАС) и повышается его помехоустойчивость).

В 80-х годах представителями ведущих организаций Академии наук, Министерства судостроительной промышленности и ВМФ была подтверждена эффективность предложенного способа в рамках специально проведенных морских экспериментов на Тихом океане в вопросах обнаружения и пеленгования целей [1]. Так при испытаниях были получены ХН по тональному сигналу, показанные на рис.01. а) б)

Рис. 01. Характеристики направленности, полученные в результате экспериментальных исследований по тональному сигналу: а - в штатном режиме; б - в испытуемом режиме

По шумовому сигналу от НК характеристики направленности представлены на рис. 02. а) б)

Рис. 02. Характеристики направленности по шумовому сигналу от НК: а - в штатном режиме; б - в испытуемом режиме

Проведенные работы показали его эффективность, в вопросах обнаружения целей и их пеленгования. При этом на выходе ГАС наблюдалось сложное акустическое поле как показано на рис.03.

Рис. 03. Характеристика направленности испытуемого тракта в тональном режиме на частоте НЧ сигнала 0,98 кГц

Следует отметить, что к этому времени была разработана и интенсивно развивалась теория нелинейной гидроакустики, основанная на взаимодействии акустических волн в морской среде. Исследованию взаимодействия акустических волн в морской среде посвящен ряд работ советских и американских ученых, таких, как: П. Вестервельт, Дж. Беллин, Р. Бейер, Е.А. Заболотская, Р.В. Хохлов, В.П. Кузнецов, Л.К. Зарембо, В.А. Красильников, О.В. Руденко, С.И. Солуян, К.А.Наугольных, Б.К. Новиков, И.Б. Есипов, и др. На основе работ этих и ряда других ученых возникло новое направление - нелинейная гидроакустика. На основе принципов нелинейной гидроакустики были предложены В.А. Зверевым, А.И. Калачевым, В.И. Тимошенко и другими учеными, а также построены и испытаны параметрические приемные антенны (ППА) и параметрические излучающие антенны (ПИА), позволяющие формировать узкие (по отношению к волновым размерам преобразователей) ХН.

Теория нелинейной гидроакустики и параметрических антенн основывалась на возможности нелинейного взаимодействия акустических волн при излучении ин

6 7 тенсивных волн (10 -10 Па). Поэтому первоначальное предположение о взаимодействии волн малой интенсивности (20-50 Па) при проведении экспериментальных исследований на Тихом океане не согласовывалось с теорией нелинейной гидроакустики. Экспериментальные работы, проведенные в дальнейшем, не подтвердили утверждения о формировании отклика антенны ГАС на основе нелинейного взаимодействия высокочастотного и низкочастотных (НЧ) сигналов в водной среде на принципах нелинейной гидроакустики.

В данной работе показано, что объяснение полученных эффектов в процессе испытаний приставки к ГАС с использованием ВЧ сигнала, излученного в непосредственной близости от приемной гидроакустической антенны, можно объяснить явлением гетеродинирования, не входя в конфликт с классической теорией нелинейной гидроакустики. Данный подход позволил разработать предложения по использованию полученных эффектов для освещения надводной и подводной обстановки в зоне Френеля морской цели.

Как показали исследования, описанные в данной работе, при излучении ВЧ сигнала в непосредственной близости от приемной антенны возможны различные механизмы возникновения модуляции ВЧ сигнала (гетеродинирование) НЧ сигналом: .

- возможно нелинейное взаимодействие (гетеродинирование) в тракте обработки, которое, в свою очередь, повышает возможности обработки сигналов приемной антенной;

- возможно гетеродинирование излученного ВЧ сигнала на вибрирующем обтекателе ГАС, что при определенных условиях выбора месторасположения излучающих и приемных преобразователей относительно обтекателя позволяет производить компенсацию виброакустических помех;

- возможен механизм возникновения амплитудной модуляции (гетеродинирование) с аномально повышенным индексом в приемных параметрических антеннах реверберационного типа (РППА) и сопутствующие этому возможные эффекты повышения помехоустойчивости при малых уровнях ВЧ сигнала (накачки).

Эти механизмы гетеродинирования могут быть использованы в методах обработки гидроакустических сигналов, получивших название гетеродинных методов обработки гидроакустических полей по аналогии с гетеродинными методами обработки оптических полей [2].

Результаты испытаний приставки параметрического приема к ГАС, проведенных в 80-х, 90-х годах прошлого столетия, могут быть использованы в решении такой актуальной проблемы, как освещение ближней обстановки ПО в целях обеспечения безопасности плавания от столкновений с морскими целями и обнаружения и пеленгования целей в реальных условиях морского волновода.

Общая характеристика работы

Актуальность проблемы.

Одно из направлений океанологических исследований - создание новых технических средств освоения океана. К таким средствам можно отнести антенны с большими апертурами и многопозиционными антенными устройствами. Увеличение апертуры приемной антенны позволяет увеличить дальность действия и направленность гидроакустического средства (ГАС) и, как следствие, улучшить качество исследований. Но при увеличении апертуры приемной антенны увеличивается и её зона Френеля.

Зона Френеля излучающей системы, как показали теоретические и экспериментальные исследования, за счет переотражений излученного сигнала от поверхности моря и дна, а также за счет рефракционных явлений может увеличиться многократно. Фронт волны принимаемого сигнала в таких условиях излучения можно считать плоским по апертуре приемной антенны только с определенной степенью условности.

Следует отметить, что шумы дальнего судоходства, биошумы, шумы техногенного происхождения и др. по статистическим характеристикам схожи с источниками полезного сигнала. В этих условиях отличительным признаком между помехой дальнего поля и сигналом может быть кривизна фронта волны, степень кривизны которой определяется размерами зоны Френеля.

Помехи ближнего поля могут также находиться в зоне Френеля акустической приемной антенны. К таким помехам следует отнести виброакустическую и гидродинамическую помехи, которые носят распределенный в пространстве характер и не могут быть.подавлены традиционно за счет направленных свойств антенны. Поэтому задачей оптимальной обработки является подавление и компенсация помех, источники которых расположены также и в зоне Френеля.

Освоение мирового океана, не возможно без создания подводных объектов, в том числе движущихся. Огромный опыт эксплуатации движущихся подводных объектов (ПО) накоплен в военно-морском флоте при плавании подводных лодок (ПЛ), который показал ряд нерешенных проблем, к одной из которых следует отнести обеспечение безопасности плавания ПЛ от столкновений с надводными и подводными кораблями.

Эта проблема кроме всего прочего имеет и экологический оттенок, в связи с наличием на борту подводных лодок ядерных реакторов и ядерного вооружения; имеется вероятность столкновений ПО с танкерами и судами, имеющими на борту экологически опасные грузы.

Поэтому актуальность работы обусловлена не только обеспечением качества океанологических исследований и безопасности плавания ПО, но и необходимостью обеспечения экологической безопасности морей и океанов.

Анализ столкновений ПЛ, находящихся в подводном положении, показал, что при малых расстояниях между двумя ПО они находятся в зонах Френеля излучающих корпусов кораблей и антенных систем обнаружителей. При этом зона Френеля излучающей системы за счет переотражений сигнала от границ моря может увеличиться многократно, что особенно характерно для мелкого моря.

В результате этого методы формирования откликов гидроакустических средств (ГАС), обоснованные применительно к обнаружению объектов в дальней зоне (Фра-унгофера), не позволяют решать задачи обнаружения и пеленгования целей. Поэтому возникла необходимость решения проблемы обнаружения и пеленгования целей, находящихся в зоне Френеля приемных и излучающих систем.

Цель работы - обосновать методы обработки гидроакустических сигналов, принимаемых в зоне Френеля приемных и излучающих систем в интересах повышения помехоустойчивости и пространственной разрешающей способности ГАС.

Задачи исследований: - анализ результатов экспериментальных исследований физических явлений, возникающих при излучении высокочастотного (ВЧ) сигнала в зоне Френеля пространственно развернутых антенных решеток;

- разработка физической модели возникновения амплитудной модуляции с повышенным индексом при взаимодействии низкочастотного (НЧ) и ВЧ сигналов в водной среде;

- обоснование возможности повышения помехоустойчивости ГАС и сужения характеристики направленности (ХН) при излучении ВЧ сигнала в зоне Френеля пространственно развернутых антенных решеток;

- обоснование метода гетеродинной обработки гидроакустических сигналов;

- обоснование метода освещения надводной обстановки с погруженного ПО при наличии слоя скачка;

- обоснование метода обнаружения морских целей в условиях мелкого моря при развитой структуре интерференционного акустического поля.

- обоснование возможности компенсации и подавления распределенных в пространстве помех, которые расположены в ближней зоне.

- разработка предложений по использованию методов обработки гидроакустических сигналов для обеспечения безопасности плавания ПО.

Методы исследований.

Основными методами для решения поставленных задач явились экспериментальные и теоретические методы гидроакустики с использованием численного и имитационного моделирования. Работа базируется на обширном экспериментальном материале, полученном в период с 1985 по 2009 гг. Кроме экспериментальных исследований, проведенных в различных районах Тихого океана, исследования проводились в мелководных районах с глубинами до 20 м и гидроакустическом бассейне.

Научная новизна:

1. Обоснована физическая модель возникновения амплитудной модуляции с повышенным индексом при взаимодействии ВЧ и НЧ сигналов в водной среде.

2. Разработан метод гетеродинной обработки сигнала,в многоэлементной цилиндрической антенне ГАС.

3. Обоснована возможность поиска кривизны фронта волны широкополосного сигнала при пассивном лоцировании пространства.

4. Предложен метод освещения надводной обстановки с погруженного ПО в условиях наличия слоя скачка скорости звука при использовании реверберационной приемной параметрической антенны (РППА).

5. Обоснована возможность повышения помехоустойчивости ГАС при излучении ВЧ сигнала в непосредственной близости от акустической антенны ГАС.

6. Разработан метод освещения обстановки в условиях мелкого моря по регистрации изменения интерференционной картины акустического поля с использованием принципов адаптивной фильтрации.

7. Обоснована возможность адаптивной компенсации виброакустической помехи ГАС на основе использования амплитудной модуляции при формировании эталона распределенной виброакустической помехи, формируемой в зоне Френеля приемной антенны.

Разработанные методы имеют подтверждения новизны в виде авторских свидетельств и патентов на изобретения и полезные модели, а также программу для ЭВМ.

Практическая значимость работы.

Работа показывает пути модернизации ГАС с целью решения задач обнаружения морских объектов в зоне Френеля. Разработанные предложения целесообразно использовать при обеспечении безопасности плавания ПО в сложных гидроакустических условиях, включающих в себя наличие: слоя скачка; повышенной гидродинамической помехи; затененных секторов обзора ГАС; развитой структуры интерференционного акустического поля, характерной для условий мелкого моря и т.п.

Апробация работы. Основные результаты исследований, составившие содержание диссертационной работы, обсуждались на Межведомственном координационном научно-техническом совете по нелинейной акустике (1987); Межведомственном научно-техническом семинаре в научно-исследовательском институте радиоэлектронного вооружения ВМФ (1989); VII Дальневосточной научно-технической конференции по судовой радиоэлектронике (1994); Российской гидроакустической конференции, Владивосток, ТОВВМУ (1996); б-й Всероссийской акустической конференции (с международным участием), Владивосток ДВГТУ (1998);

Всесоюзных и Всероссийских межвузовских научно-технических конференциях ТОВМИ им. С.О. Макарова (1988-2008); Межвузовской НТК, посвященной 100-летию со дня рождения В.Н. Тюлина (1992); сборах руководящего состава РТС ТОФ (1987,1990, 2001, 2007), Научно-техническом совете в/ч 90720 (1987,1989,1991-1994,2001г.г.); НТС в ТОЙ ДВО РАН (1995, 2009); 8-й Международной НТК, ИО им. П.П. Ширшова (2003); 6-й Международной НТК «Проблемы открытого образования», ДВГТУ (2007); 2-й Международной НТК «Проблемы транспорта Дальнего Востока», ДВМА (1997); 11-й и 19-й сессиях АКИН; НТС в Комитете по гидрофизике РАН, НИЦ РЭВ ВМФ, Военно-морской академии (2008); 3-й Всероссийской НТК «Технические средства освоения Мирового океана» (Институт проблем морских технологий ДВО РАН 2009)

Публикации. По теме диссертации опубликовано 62 печатных работы, из них по перечню ВАК (июль 2008 г.) рекомендованных для докторских диссертаций 8 статей, две монографии; получены: один патент на изобретение, два авторских свидетельства на изобретение, одно авторское свидетельство на полезную модель, два патента на полезную модель, одно авторское свидетельство, на программу для ЭВМ, зарегистрированную в Гос. реестре; часть материалов диссертации вошли в учебник «Гидроакустические измерения», допущенный в качестве учебника для военно-морских учебных заведений Главнокомандующим ВМФ РФ. Материалы диссертации внедрены в 24 НИР, в двенадцати из которых автор был научным руководителем.

Положения, выносимые на защиту:

1. Метод гетеродинной обработки сигнала в многоэлементной цилиндрической антенне ГАС.

2. Физическая модель возникновения амплитудной модуляции при рассеянии ВЧ сигнала на колеблющейся поверхности, расположенной в зоне Френеля.

3. Метод компенсации виброакустической помехи ГАС на основе формирования эталона помехи в зоне Френеля.

4. Метод освещения ближней обстановки по регистрации изменения интерференционной картины акустического поля.

5. Метод освещения надводной обстановки с погруженного ПО при использовании приемной антенны реверберационного типа.

Структура и объем диссертации.

Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, списка литературы из 168 источников, приложения. Диссертационная работа изложена на 271 странице, включая 133 рисунка.

Заключение диссертации по теме «Акустика», Колмогоров, Владимир Степанович

Выводы по 5 главе

1. К одним из наиболее надежных методов поиска целевой функции следует отнести метод сканирования. Особенность и преимущество сканирования заключаются в независимости поиска от вида и характера функции качества. При работе по методу сканирования всегда находится глобальный экстремум. Этот метод является единственным надежным методом, т. е. методом, гарантирующим в определенных условиях отыскание наибольшего значения целевой функции.

2. К одним из способов повышения быстродействия метода сканирования можно отнести гетеродинный метод сканирования широкополосного сигнала от цели, который предлагается использовать в условиях быстрого сближения с сильношумя-щей целью. При использовании многочастотного ВЧ сигнала гетеродина время на поиск практически определяется временем спектрального анализа сигнала на частоте гетеродина.

3. Корреляционная обработка при обеспечении безопасности плавания предпочтительней аддитивной обработки, что позволяет решить задачу выделения и пеленгования сильношумящей цели при большой кривизне фронта волны.

4. Анализ широкополосного сигнала может быть произведен с использованием как статистического анализа ДС, выделенных в шумоизлучении целей, так и полученных в результате кепстрального анализа сигнала цели, позволяющего судить о динамике интерференционной картины, создаваемой целью при сближении.

5. Использование РППА при лоцировании поверхности моря позволит повысить эффективность задачи обеспечения освещения надводной обстановки при наличии в морской среде слоя скачка.

Заключение

Для достижения цели и решения задач, поставленных в настоящей работе, проведен комплекс натурных экспериментальных исследований и численных расчетов, анализ и обобщение результатов ранее выполненных работ, дана теоретическая проработка полученных результатов. На этой основе разработаны принципы обнаружения гидроакустических сигналов шумопеленгаторными ГАС в неблагоприятных условиях, к которым можно отнести:

- специфичность гидроакустической информации, принимаемой от целей, расположенных в ближней зоне (зона Френеля);

- образование зоны тени для гидроакустических средств при наличии слоя скачка;

- многолучевое распространение звука в море;

- низкая помехоустойчивость ГАС при движении в турбулентном потоке и на повышенных скоростях хода ПЛ;

- наличие мешающей сильно шумящей дальней цели;

- развитое волнение моря (длина морской волны соизмерима с размерами надводной цели);

Поставленная цель в диссертационной работе была достигнута путем решения следующих основных задач:

- анализ возможных механизмов взаимодействия (гетеродинирования) НЧ и ВЧ сигналов при излучении последнего в непосредственной близости от приемной гидроакустической системы;

- разработка физической модели реверберационной параметрической приемной антенны с излучением накачки малой интенсивности;

- обоснование метода гетеродинной обработки гидроакустической информации;

- обоснование возможности компенсации помех, источники которых расположены в зоне Френеля, за счет использования принципов адаптивной фильтрации при создании эталона виброакустической помехи на основе физической модели возникновения амплитудной модуляции за счет гетеродинирования НЧ сигнала в ВЧ область;

- разработка предложений по использованию гетеродинных методов обработки гидроакустических сигналов для обеспечения безопасности плавания ПЛ.

В диссертационной работе, на основании выполненных исследований получены основные результаты:

1. Проанализированы и даны обоснованные, с точки зрения существующих научных представлений, объяснения эффектов, полученных при испытаниях приставки «параметрического» приема, проводимых в рамках межведомственных комиссий и рабочих групп.

2. Раскрыты механизмы взаимодействия ВЧ и НЧ сигналов, при излучении ВЧ сигнала в непосредственной близости от приемной гидроакустической антенны; исследованы возможные эффекты, возникающие при различных механизмах гетеродинирования НЧ сигнала.

3. Разработана физическая модель и дано теоретическое обоснование возникно-. вения амплитудной модуляции аномально высокого уровня в параметрических антеннах реверберационного типа, наблюдаемой при испытаниях приставки «параметрического» приема.

4. Даны объяснения возможности повышения индекса амплитудной модуляции в условиях излучения накачки в водную среду с использованием модельных экспериментов.

5. Предложен метод компенсации виброакустической помехи на основе разработанной физической модели возникновения амплитудной модуляции, при рассеянии ВЧ сигнала от вибрирующей поверхности обтекателя ГАС с использованием принципов адаптивной фильтрации сигнала.

6. Предложен метод гетеродинного сканирования акустического поля в пассивном режиме на основе принципов построения системы подстраивающейся под неплоский фронт волны широкополосного сигнала и перебора всех возможных вариантов подстройки под кривизну фронта волны, который позволяет осуществлять слепой поиск с высокой надежностью и высоким быстродействием поиска.

7. Предложен метод освещения ближней обстановки подводного объекта с использованием адаптивного фильтра в охранной системе интерференционного типа.

8. Произведен анализ существующих методов направленного приема гидроакустических сигналов на фоне помех. Показано, что существующая в настоящее время обработка сигналов в многоэлементных ГАС, предполагающая, что сигнал и помеха поступают на приемную антенну из дальнего поля с плоским фронтом волны, не адекватна реальной обстановке; при распространении сигналов в реальных условиях морского волновода обработку следует вести из предположения прихода сигнала из ближнего поля с неплоским фронтом волны.

9. Показано, что помеха работе ГАС разнородна, воздействие ее носит различный характер и поэтому борьба с ней должна производиться с использованием комплексной обработки сигнала, включающей как обработку, направленную на подавление локальной помехи, так и обработку, направленную на подавление распределенной в пространстве помехи.

10. Произведен анализ функционирования реверберационной параметрической приемной антенны (РППА) с развернутой апертурой. Показано, что существующие представления в нелинейной акустике не дают объяснения высокой помехоустойчивости и направленности для реверберационной параметрической многоэлементной приемной антенны при ненаправленном излучении накачки малой интенсивности.

11. С использованием численного моделирования исследованы особенности формирования отклика цилиндрической и линейной антенны при гетеродинной обработке как по направлению, так и по дистанции; показана принципиальная возможность формирования требуемого отклика антенны путем изменения частоты гетеродина, а также обеспечения адаптации ГАС по дистанции в пределах зоны Френеля.

12. Произведена экспериментальная проверка метода гетеродинной обработки с использованием специально изготовленных макетов ГАС в натурных условиях Тихоокеанского региона.

13. Получено, что при использовании гетеродинной обработки с излучением ВЧ сигнала в водную среду проявление положительного эффекта зависит от рассеивающих свойств морской среды, при этом отмечено, что положительный эффект в основном проявляется при наличии повышенного уровня реверберации; показано, что формирование требуемого отклика антенны возможно и при подаче ВЧ сигнала в тракт обработки.

14. Разработаны предложения и принципы использования гетеродинных методов обработки гидроакустических сигналов в целях борьбы с разнородной помехой; наиболее эффектным следует считать способ реализации метода с излучением ВЧ сигнала в водную среду, позволяющий реализовать преимущества метода за счет ге-теродинирования как в водной среде и на обтекателе ГАС, так и в тракте обработки,

15. В случае реализации метода гетеродинной обработки с излучением ВЧ сигнала в водную среду, целесообразна установка дополнительного обтекателя ГАС (отражателя накачки).

16. Предложен алгоритм комплексной обработки широкополосного сигнала с кепстральной и корреляционной обработкой сигнала в зоне Френеля.

Таким образом, при излучении высокочастотного (ВЧ) сигнала в непосредственной близости с многоэлементной гидроакустической антенной возникает ряд-эффектов, которые могут быть объяснены гетеродинированием полезного низкочастотного сигнала в высокочастотную область. Эффекты, получаемые за счет гетеро-динирования, могут быть следующие: При гетеродинировании в водной среде возможно:

- создание параметрических антенн;

- повышение коэффициента помехоустойчивости за счет переноса сигнала с НЧ области, где помеха максимальна;

- усиление сигнала в водной среде за счет перемножения его с сигналом накачки.

При гетеродинировании на обтекателе ГАС возможно:

- повышение помехоустойчивости ГАС за счет компенсации вибрационной и структурной помех.

При гетеродинировании в тракте обработки в одноканальной её части возможно:

- повышение помехоустойчивости ГАС за счет отбеливания помехи;

- повышения точности пеленгования за счет перевода ГАС в мультипликативный режим пеленгования; в многоканальной части ГАС возможно:

- создание управляемой ХН за счет возможности регулирования амплитудно-фазового распределения по апертуре антенны;

- обнаружения сигнала в ближней зоне за счет формирования необходимой базы антенны;

- разрешение целей с различными частотными спектрами по дистанции.

Кроме этого возможны некоторые эффекты, такие как компенсация электрических наводок и т.д.

Разработанные в работе предложения могут быть полезны при решении проблемных вопросов корабельной гидроакустики, обозначенные в работах [148, 149], к которым можно отнести:

- приоритетное внимание к проблемам мелкого моря;

- нейтрализацию влияния помех на шумопеленгптторные ГАС;

- совершенствование способов гидроакустической классификации по кривизне фронта волны и разработки алгоритма классификации с использованием кепстраль-ной обработки;

- организацию противоторпедной защиты с использованием предложенного метода гетеродинного сканирования шумового сигнала;

- снижение стоимости разработки программного обеспечения цифровых вычислительных комплексов ГАК, а также обеспечении обнаружения гидроакустических сигналов в зоне тени в целях навигационной безопасности плавания ПЛ.

Результаты произведенных исследований позволяют сделать вывод о том, что задачи, поставленные перед работой, решены.

Список литературы диссертационного исследования доктор технических наук Колмогоров, Владимир Степанович, 2010 год

1. Островский Д.Б. О параметрических антеннах // Из истории отечественной гидроакустики статьи, очерки, воспоминания. — СПб.: Морфизприбор, 1998. - 693 с.

2. Устинов Н.Д., Матвеев И.Н., Протопопов В.В. Методы обработки оптических полей в лазерной локации. М.: Наука, 1983. - 272 с.

3. Алексин В.А. Независимая газета.- 2001. № 12.

4. Аргументы и факты. 2000. - № 34

5. Комсомольская правда. 2000. - 20 октября

6. Загадочные пробоины // Еженедельные новости № 22 (1507). 2003.- 14 февраля

7. Черкашин Н. Тайна точки «К».// Независимая газета. 2000. - № 2

8. Костриченко В.В., Айзенберг Б.А. ВМФ СССР и России: приложение к Военно-морскому историческому обозрению.- Спец. вып. № 1 Харьков, 1997.

9. Скучик Е. Основы акустики: пер. с англ / под ред. JI.M. Лямшева. М.: Мир, 1976. - Т.2. - 542 с.

10. Отчет о НИР «Защита-81», и/я В-8662. 68 с.

11. Авилов К.В. Программный комплекс РПЗЭМС. Научно-технический центр «Модуль» //Сб. программ «Программные средства расчета характеристик канала распространения звука в морской среде» сост. Ю.Н. Зиняков. М.: РТУ ВМФ, 2003.

12. Орлов Е.Ф., Шаронов Г.А. Интерференция звуковых волн в океане. Владивосток: Дальнаука, 1998. - 195 с.

13. Л. Росе. Шумы: источники, излучение и ослабление: сборник статей / под ред. А. Бъерне. М.: Мир, 1985.

14. Макс Ж. Методы и техника обработки сигналов при физических измерениях. -М.: Мир, 1987.-Т. 2.

15. Колмогоров B.C., Юрченко E.H., Емельянов Е.С. Шумоизлучение корабля как отклик механической системы // Сб. статей , «Проблемы и методы разработки иэксплуатации вооружения и военной техники» Вып. 61. Владивосток: ТОВМИ, 2007.-С. 278-283.

16. Деев В.В., Забродин Ю.М., Пахомов А.П., Тиненко В.А., Титов М.С. Анализ информации оператором-гидроакустиком. Д.: Судостроение.,1985 - 192 с.

17. Новиков А.К. Статистические измерения и обнаружение сигналов. -СПб.: ЦНИИ им. Крылова, 2006.- 252 с.

18. Левин Б.Р. Теоретические основы статистической радиотехники. М.: Радио и связь, 1989. - 656 с.

19. Миддлтон Д. Введение в статистическую теорию связи. М.: Сов. радио, 1961.-Т.2.

20. Смарышев М.Д., Добровольский Ю.Ю. Гидроакустические антенны. Л.: Судостроение, 1984. - 304 с.

21. Габидулин Г.С., Тюрин A.M., Нестеренко В.И. Антенные устройства гидроакустических средств и их элементы. Л.: BMA, - 1992. — Разд.П - 363 с.

22. Свердлин Г.М. Прикладная гидроакустика. Л.: Судостроение, 1976. - 280 с.

23. Бахрах Л.Д., Кременский С.Д. Синтез излучающих систем. М.: Сов. радио,-. 1974. - 232 с.

24. Зелкин Е.Г. Построение излучающих систем по заданной диаграмме направленности. М.; Л.: Госэнергоиздат, 1963. - 280 с.

25. Жуков В.Б. Расчет гидроакустических антенн по диаграмме направленности. Л.: Судостроение, 1977. - 186 с.

26. Гэббриэл И.Ф. Спектральный анализ и методы сверхразрешения с использованием адаптивных решеток // ТИИЭР, 1980. Т. 68. - № 6. - С. 19-32.

27. Гермаш З.Н., Ефименко К.Э. О механизме сверхразрешения системы источников волновых полей при цифровом восстановлении когерентных радиоизображений // Радиотехника и электроника.- Вып. I. 1993. - С. 25.

28. Шелухин О.И. Радиосистемы ближнего действия. М.: Радио и связь, 1989. - 240 с.

29. Венскаускас К.К. Компенсация помех в судовых радиотехнических системах. Л.: Судостроение, 1989. - 264 с.

30. Монзинго В.А., Миллер Г.У. Адаптивные антенные решетки. М.: Радио и связь, 1986.-448 с.

31. Уидроу Б., Стинрз С. Адаптивная обработка сигналов: пер с англ. М.: Радио и связь, 1989. - 440 с.

32. Ильичев В.И., Калюжный А.Я., Красный Л.Г., Лапий В.Ю. Статистическая теория обнаружения гидроакустических сигналов. М.: Наука, 1992. - 415 с.

33. Урик Р.Дж. Основы гидроакустики. Л.: Судостроение, 1978. - 448 с.

34. Гусев В.Г. Системы пространственно-временной обработки гидроакустической информации. Л.: Судостроение, 1988. - 264 с.

35. Качанов Е.И., Пигулевский Е.Д., Яричин Е.М. Методы и средства гидроакустической голографии. Л.: Судостроение, 1989.- 255 с.

36. Пространственно-временная обработка сигналов / под ред. И.Я. Кремера. -М.: Радио и связь, 1984.

37. Фурдуев A.B. Шумы моря / Акустика океана. М.: Наука. 1974. - С.659666.

38. Ярощук И.О. Гулин О.Э. Метод статистического моделирования в задачах гидроакустики. Владивосток: Дальнаука, 2003.

39. Щуров В.А. Современное состояние и переспективы измерения акустической интенсивности в подводной акустике. Владивосток: ТОЙ ДВО РАН, 1998. -46 с.

40. Cron B.F. and Sherman С.Н. Spatial correlation function for various noise models // J.Acoust. Soc. Am. 1962. - V.34. - No.ll. - P. 1732-1736.

41. Roberson R.E. Random noise in attenuating fluid medium // J. Acoust. Soc. Am. -1951.- V.23. No.3. - P.353-358.

42. Басс Ф.Г., Фукс И.М. Рассеяние волн на статистически неровной поверхности. М.: Наука, 1972.

43. Апанасенко В.А., Крышный В.И. Подводные шумы в шельфовой зоне моря / Океаническая акустика. М.: Наука, 1993. - С. 190-199.

44. Wilson J.H. Wind-generated noise modeling // J. Acoust. Soc. Am. 1983. -V.73. - No.l. - P.211-216.

45. Rudnick R.J., Anderson V.C. and Becken B.A. Directional distribution of ambient sea noise I I J. Radio Electronic Eng. 1963. - V.23. - No. 5. - P.441-444.

46. Курьянов Б.Ф. Пространственная корреляция полей, излученных случайными источниками на плоскости // Акуст. журн. 1963. - Т.9. - № 4. -С. 441-448.

47. Eckart С. The theory of noise in continuous media // J. Acoust. Soc. Am. -1953. -V. 25 No.2. - P.195-199.

48. Анисимова O.H. Расчет частотно-углового спектра шума дальнего судоходства // Акуст. журн. 1992.- Т. 38. - № 2. - С. 223-228.

49. Ильичев В.И. и др. Анизотропные свойства подводных динамических шумов / Океаническая акустика. М.: Наука, 1993. - С. 182-189.

50. Shchurov V.A. and Kuyanova M.V. Use of acoustic intensity measurements in underwater acoustics (modern state and prospects) // Chinese J. of Acoustics. 1999. -V.18. -№.4. -P.315-326.

51. Долгих B.H., Казанцев Г.И. Прикладная гидрофизика. Владивосток: ТОВМИ, 2003.- 400 с.

52. Долгих В.Н. Статистическая гидроакустика. Владивосток: ТОВМИ, 2003. - 200 с.

53. Справочник-по теоретическим основам радиоэлектроники / под ред. Б.Х. Кривицкого. -М.: Энергия, 1977. т.2 - 472 с.

54. Справочник по элементам радиоэлектронных устройств / под. ред. В.Н. Ду-лина, М.С. Жука. М.: Энергия, 1977. - 576 с.

55. Кугушев A.M., Голубева Н.С. Основы радиоэлектроники. М.: Энергия, 1969.- 880 с.

56. Кадыков И.Ф. Подводный низкочастотный шум океана. М.: Эдиториал УРСС, 1999.-152 с.

57. Колмогоров B.C. О возможности синтеза отклика цилиндрической антенны // Доклады УП Дальневосточной НТК по судовой радиоэлектронике. Владивосток: ДВО РАН, 1994. - С. 106-108.

58. Заездный A.M. Основы расчетов нелинейных и параметрических радиотехнических цепей. М.: Связь, 1973. - 448 с.

59. Колмогоров B.C., Алюшин Д.А., Прищепа Т.В. Блок программ для вычисления отклика приемной антенны при гетеродинной обработке сигнала. Владивосток: в/ч 90720, 1994.

60. А.с. 422197 СССР от 28.02.82. Устройство для приема инфразвуковых колебаний / Зверев В.А., Калачев А.И.(СССР)

61. Зверев В.А., Калачев А.И. Модуляция звука-звуком при пересечении акустических волн // Акуст. журнал. 1970. - № 2. - С. 245-251.

62. Westervelt P.J. Parametric acoustic arrey// JASA 1963. - V.35. - № 4 - P. 535.

63. Новиков Б.К., Руденко O.B., Тимошенко В.И. Нелинейная гидроакустика. -Л.: Судостроение, 1981.

64. Наугольных К.А., Островский JI.A. Нелинейные волновые процессы в акустике. М.: Наука, 1990. - 237 с.

65. Ruves C.R. Goldsberry T.G. Rohde D.F. Maki V.E. Parametric acoustic receiving array respouse to transducer vibration // JASA, 1980. - V. 67. - P. 1495-1501.

66. Мюир Т.Д., Голдсбери Т.Д. Вопросы обработки сигналов в нелинейной акустике / Подводная акустика и обработка сигналов. М.: Мир, 1985. - С. 172-199.

67. Didenkulov I. N. Donskoy Noises in acoustic parametric receivers // 13th international symposium on nonlinear acoustic / by editor H. Hoback Wold scientific Singapore, New Yerseyfondon, Hong-Kong, 1993-.

68. Донской Д.М., Сутин A.M. Параметрический прием акустических сигналов в неоднородных средах // Акуст. журнал. 1981. - Т. 27. - № 6.

69. Донской Д.М., Сутин A.M. О возможности усиления акустических волн при параметрическом приеме // Акуст. журнал. 1981. - Т. 27. - № I.

70. Qian Zu-wen, Shao Dao-Juan Some interesting phenomena of first subharmonik of sound in water Проблемы нелинейной акустики // Сб. трудов симпозиума 1ИРАР -I ТАМ по нелинейной акустике. Новосибирск. 1987. - Ч. I.

71. Korman M.S. Beyer R.T. Nonlineer scattering of crossed ultrasonic beats in the presence of turbulence water, p. II theory // JASA, 1989. - V. 85, - № 2 - P. 611-620.

72. Tjtta J.N. Tjtta S. Juteraction of sound waves p. 2: Plan wave and real beam // JASA,- 1987. -V. 82-№4 P.1429-1435.

73. Патент 3.870.988 США. Hybrid Carrier Beam sonar.: опубл. 1975/ Turner W.R.

74. Патент 3.882.444, США. Steerable parametric connersion array.: опубл. 1975. / Robertson T.M.

75. Кравченко B.B., Шарфарец Б.П. Приемная параметрическая антенна обратного нелинейного рассеяния // Межвузовский научно-технический сборник "Антенны и преобразователи." Владивосток: ДВПИ, 1988. - С. 37 - 41.

76. Censor D. Scattering by time varying obstacles // J. Sound and Vib. 1972. - № 25(1).-P.101-110.

77. Piquette J.C., Van Buren A.L. Nonlinear scattering of acoustic waves by vibrating surfaces // J.Acoust.Soc.Amer. -1984. V.76. - №3. - P.880-889.

78. Габидулин Г.С., Тюрин A.M., Нестеренко В.И. Антенные устройства гидроакустических средств и их элементы. Л.: ВМА. - 1992.- Разд.П - 363 с.

79. Щекин И.Е. Об отклике горизонтальной антенны в ближней зоне // Акуст. журнал. 1985. - Т. 31.-№ 1.

80. Джонсон Р., Экер X., Холлис Дж. Определение диаграмм направленности антенн по результатам измерений в ближней зоне // ТИИЭР/ 1973. - Т. 61. - № 12. -С. 5-38.

81. Колмогоров B.C., Крючков А.Н. Ближнее поле излучателей различных форм // Научные труды Дальрыбвтуза. Владивосток: Дальрыбвтуз.- Вып. 14. - 2001.- Ч. I. -С. 157-161.

82. Сумбатян М.А. Развитие метода Шоха для численного исследования поля ультразвукового излучателя // Акуст. журн. 1988. - Т. 34. - № 1. - С. 185-187.

83. Гитис М.Б., Химунин A.C. О поправках на дифракцию при измерении коэффициента поглощения и скорости звука // Акуст. журн. 1968. - Т. 14. - № 3. -С.363-370.

84. Гитис М.Б., Химунин A.C. О дифракционных эффектах в ультразвуковых измерениях // Акуст. журн. 1968. - Т. 14. - № 4. - С. 489-513.

85. Открытие СССР № 359. Закономерность увеличения рассеяния волн. / Виноградов А.П. и др.

86. Зверев В.А. О помехоустойчивости фокусируемой антенны // Акуст. журн. — 2002.-Т. 48 -№ 2.-С. 211-215.

87. Лазерное зондирование тропосферы и подстилающей поверхности / под-ред. В.Е. Зуева. Новосибирск: Наука, 1987.

88. Крючков А.Н, Колмогоров B.C. Компенсация виброакустических помех работе гидроакустических средств. Владивосток: ТОВМИ, 2007. - 88с.

89. Сергиенко А.Б. Цифровая обработка сигналов. 2-е изд. - СПб.: Питер, 2006.- 752 с.

90. Долгов В.М., Плахов Д.Д., Яковлев В.Е. Акустические шумы и помехи на • судах. Л.: Судостроение, 1984.95. Орлов Л.В., Шабров A.A. Гидроакустическая аппаратура рыболовного флота. - Л.: Судостроение, 1987. - 224 с.

91. Покровский В.А., Щеглов Г.А. Эксплуатация судовых гидроакустических станций. Л.: Судостроение, 1980. - 192 с.

92. Кешнер М.С. Шум типа I/F // ТИИЭР, 1982. Т. 70, - № 2.

93. А.Ван дер Зил. Единое представление шума типа I/F в электронных приборах: фундаментальные источники // ТИИЭР, 1988.-Т. 76 -№3. — С.28.

94. Суходоев И.В. Шумы электрических цепей. М.: Связь, 1975.

95. Кравчук П.Н. Генерация и методы снижения шума в звуковой вибрации. -М.: МГУ, 1991.- 184 с.

96. Любашевский Г.С., Орлов А.И., Тартаковский Б.Д. Компенсация акустических полей и помех, возбуждаемых полигармоническими излучателями // Вопросы кораблестроения: сер. Акустика. Вып. 35.- 1985. - С. 54-64.

97. Колмогоров B.C. Крючков А.Н. Выбор места расположения приемного гидроакустического преобразователя при измерении эталона виброакустической помехи // Измерительная техника. 2008. - № 7 - С. 62-64

98. Бланк Ф.Г. К вопросу о звуковом поле вблизи колеблющейся упругой пластины // Акуст. журн. 1968. - Т. 14. - № 1. - С. 42 - 49.

99. Резник A.M. О шумовом поле внутри сферы конечного радиуса, создаваемого слоем простых источников, расположенных на ее поверхности // Акуст. журн. 1965. - Т. 9. - № 1. - С. 79 - 83.

100. Усоскин Г.И. Статистические свойства поля излучения цилиндрической оболочки // Акуст. журн. 1972. - Т. 18. - № 1. - С. 119 - 127.

101. Плахов Д.Д. Корреляционные соотношения в звуковом поле бесконечной пластины // Акуст. журн. 1968. - Т. 14. - № 2. - С. 298 - 299.

102. Горелик А.Г., Зверев В.А. К вопросу о взаимодействии звуковых волн // Акуст. журн. 1955. - Т. I. - № 4.

103. Korman M.S. Beyer R.T. Nonlineer scattering of crossed ultrasonic beats in the presence of turbulence water, p. II theory//JASA, 1989. V 85, №2 p 611-620

104. A.c. 323145 СССР от.30.10.1991/ B.C. Колмогоров, C.A Бахарев

105. Попов П.Н., Буланов В.А., Воронина Л.Г. Отчет об экспедиционных работах в рейсе № 12 НИС «Академик Виноградов». Владивосток: ТОЙ, 1989.

106. Буланов В.А., Полениченко В.Д. Эффективность параметрического взаимодействия акустических волн в приповерхностном слое моря, содержащем газовые пузыри. Владивосток: ИПМТ, 1990. - 35 с.s1.a î

107. Акуличев В .A., Буланов В.А., Шеховцов Д.Н. Влияние поверхностного j волнения на параметрическую генерацию звука в резонаторе // Методы и средства гидрофизических исследований океана. Владивосток: ДВГУ, 1993.

108. Qian Zu-wen, Shao Dao-Juan Some interesting phenomena of first subharmonik of sound in water Проблемы нелинейной акустики// Сб. трудов симпозиума 1ИРАР — I ТАМ по нелинейной акустике. Новосибирск. 1987. Ч. I.

109. Патент РФ на изобретение № 2130646 от 20.05.1999. Способ обнаружения объектов в контролируемой зоне / H.A. Трефимов и др.

110. Колмогоров B.C., Калашников И.И., Сенченко А.Г. О возможности использования адаптивного фильтра в охранной системе интерференционного типа при обнаружении движущегося подводного объекта // Специальная техника 2008. -№ 1 - С. 14-17.

111. Колмогоров B.C. и др. Адаптивная фильтрация контролируемого сигнала на фоне виброакустической помехи // Приборы. 2008. - № 2. - С. 25-30

112. Колмогоров B.C., Крючков А.Н. Метод компенсации виброакустической помехи на основе принципов адаптивной фильтрации контролируемого,; сигнала,// • Контроль. Диагностика. 2008. - № 6. - С. 21-25

113. Колмогоров B.C., Крючков А.Н. Экспериментальная проверка метода адаптивной компенсации виброакустической помехи // Приборы и техника эксперимента. 2009. - № 1. - С. 58-64.

114. Колмогоров B.C., Крючков А.Н. Амплитудная модуляция в параметрических антеннах реверберационного типа // Акуст. журн. 2009. - Т. 55 - № 3. - С. 388-394.

115. Мироненко М.В. и др. Применение гидролокации на просвет в системах морского мониторинга / Морские исследования и технологии изучения природы Мирового океана. Владивосток: СКБ систем автоматизации морских исследований ДВОРАН, 2005.-С. 114-124.

116. Писаревский И.Ф. Новое направление в локации подвижных объектов // Радиотехника. 2004. - № 3 - С. 88-91.

117. Шмелев А.Б. Рассеяние волн статистическими неровными поверхностями // УФН. 1972. - Т. 106. - № 33.

118. Растригин JT.A. Адаптация сложных систем (методы и приложения). Рига: Зинатне, 1981.-394 с.

119. Воронцов М.А., Шмальгаузен В.И. Принципы адаптивной оптики. М.: Наука, 1985.-336 с.

120. Домбровский Р.Н., Егоров В.Л., Карелин A.B. Метод получения качественного изображения при распространении когерентного излучения в случайно-когерентной среде / га. Phis. News, online journal v.2. 2005.

121. Растригин Л.А., Рипа K.K. Автоматная теория случайного поиска. Рига: Зинатне, 1973.-338 с.

122. Растригин Л.А. Статистические методы поиска. -М.: Наука, 1968. 376 с. ■

123. Бурдик B.C. Анализ гидроакустических систем. Л.: Судостроение, 1988.392 с.

124. Васильев В.Н., Гуров И.П. Компьютерная обработка сигналов в приложении к интерфереметрическим системам. СПб.: БХВ-Санкт-Петербург, 1998. - 240 с.

125. Гершман С.Г., Тужилкин Ю.И. Об интерференции широкополосных шумовых сигналов- // Акуст журн. выпЛ1965.- Т.П.

126. Антенные решетки (методы расчета и проектирования) обзор зарубежных работ / под ред. Л.С. Беменсона - М.: Советское радио, 1966.

127. Долгих В. Н., Бойко К. П. Направленность гидроакустических антенн при учете пространственно-временных свойств сигналов и помех // Сб. статей НТК. -Владивосток: ТОВМИ, 1999.

128. Долгих В.Н. О возможности создания гидроакустических антенн с высокой направленностью // Научные труды Дальрыбвтуза. Вып. 14. - Владивосток: ДВТРХУ, 2001.

129. Долгих В.Н., Колмогоров B.C., Омельченко A.B. О возможности обнаружения и пеленгования цели в зоне Френеля // Сб. статей „Проблемы и методы разработки и эксплуатации вооружения и военной техники ВМФ". Вып. 60. Владивосток: ТОВМИ, 2006. - С. 130 - 134.

130. Кравчун П.Н. Генерация и методы снижения шума и звуковой вибрации. -М.: Изд-во МГУ, 1991. 184 с.

131. Ланге Ф. Корреляционная электроника: пер с нем. Л.: Судпромгиз, 1963. -447 с.

132. Колмогоров B.C. Долгих В.Н., Липовский Д.В. Формирование отклика многоэлементной приемной антенны реверберационного типа // Труды 6 Всероссийской акустической конференции (с международным участием). — Владивосток, 1998. -С. 8-10.

133. A.c. 316507 СССР от 28.12.87 / В.С.Колмогоров, Р.А.Курмашев,

134. Акуличев В.А., Буланов В.А. Исследования неоднородностей морской среды методами акустического зондирования / Дальневосточные моря России: М.: Наука, 2007. - Кн. 4-628 с.

135. Новиков В.К. Статистические измерения в судовой акустике. Л.: Судостроение, 1985. - 272 с.

136. Зверев В.А. Физическая природа шумов акустических антенн в мелком море // Акуст. журн. 1995. - Т. 41 - № 5. - С. 790-794.

137. R.J.Urick. Measurements of the vertical coherence of the sound from a near-surface in the sea and the effect on the gain of an adolitive vertical array. JASA, vol 54, №1, 1973.

138. Жуков В.Б. Теория синтеза и оптимизации антенн. — СПб.: Элмор, 2001.164 с.

139. Защита радиолокационных систем от помех. Состояние и тенденции развития / под ред. А.И. Канащенкова и А.И. Меркулова. М.: Радиотехника, 2003. - 416 с.

140. Хохлов B.K. Обнаружение, распознование и пеленгации объектов в ближней локации. М.: Изд -во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2005. - 336 с.

141. Колмогоров B.C. Гетеродинные методы обработки гидроакустических сигналов в задачах освещения ближней обстановки. Владивосток: ТОВМИ, 2009. — 204 с.

142. Коваленко В.В .Тенденции развития гидроакустических методов подводного наблюдения / Труды Нижегородской акустической сессии ННГУ, 2002. - С. 15 - 17.

143. Корякин Ю.А., Смирнов С.А., Яковлев Г.В. Корабельная гидроакустика: состояние и актуальные проблемы.- СПб.: Наука. 2004. 410 с.

144. Каганов В.И. Радиотехнические цепи и сигналы. Компьютеризированный курс М.:ФОРУМ: ИФРА-М, 2005. - 432 с.

145. Лобкова Л.М. Распространение радиоволн над морской поверхностью.-М.:Радио и связь, 1991. 256 с.

146. Харкевич A.A. Нелинейные и параметрические явления в радиотехнике. -М. Гос. издательство технико-теоретической литературы, 1956. 184с.

147. Романов В.Н., Иванов B.C. Излучение звука элементами судовых-конструкций СПб.: Судостроение, 1993". - 212 с.

148. Никифоров A.C. Акустическое проектирование судовых конструкций Л.: Судостроение, 1990.- 200 с.

149. Жуков В.Б. Теория синтеза и оптимизации антенн. СПб.: Элмор,2001.- 164с.

150. Руденко О.В., Соулян С.И. Теоретические основы нелинейной акустики.-М.: Наука, 1975.

151. Монзинго P.A., Миллер Т.У. Адаптивные антенные решетки. М.: Радио и связь, 1986.

152. Отчет о НИР "Камертон". Разработка программного обеспечения и приборного состава, методических рекомендаций и инструкций для измерительного комплекса на базе ПЭВМ Владивосток. ТОВМИ, 2000.

153. Отчет о НИР "Гамма". Обеспечение навигационной безопасности плавания ПЛ на основе спектрального анализа данных г/а систем.- Владивосток. ТОВМИ, 2000.

154. Отчет о ВИР «Компаунд» Обнаружение морских целей в неблагоприятных гидроакустических условиях. Владивосток. ТОВМИ, 2002.92 е.

155. Отчет о НИР "Доменанта". Исследование возможности обнаружения морских целей по их гидродинамическому полю при использовании ГАС. Владивосток. ТОВМИ, 2001.

156. Частный отчет о НИР «Тест» Исследование влияния технического состояния корабельных гидроакустических средств на их фактические ТТВ Владивосток, ТОВМИ, 2003, 32с.

157. Отчет о НИР «Кантилена» Обнаружение морских целей в условиях многолучевого распространения сигнала Владивосток, ТОВМИ, 2006.

158. Отчет о НИР «Тифон» Использование корреляционных измерений для обнаружения морских целей гидроакустическими средствами с разряженными антенными решетками Владивосток, ТОВМИ, 2007.

159. Отчет о НИР «Клавир» Обнаружение морских целей в ближней зоне ГАС -Повышение помехоустойчивости корабельных ГАС Владивосток, ТОВМИ, 2007.

160. Отчет о НИР «Блесна 2ГА» Разработка предложений по применению ина-вационных методов обнаружения подводных диверсантов(террористов) ^защите от них охраняемых объектов Владивосток, в/ч 90720, 2009.

161. Отчет о НИР «Помеха 8» Повышение помехоустойчивости корабельных ГАС - Владивосток. ТОВМИ, 2009.

162. Способ формирования отклика антенны гидроакустической станции и уст-ройство-для-его-реализации-/ патент на изобретение № 2382535 от 28.04.2008, зарегистрирован в Гос. реестре 28.01.2010. Колмогоров B.C., Пономарев В.В.