Расчет гидроакустической антенны

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИНСТИТУТ

Институт Нанотехнологий, Электроники и приборостроения

Кафедра Электрогидроакустической и медицинской техники

«Теория направленного излучения и приема звука»

Пояснительная записка к курсовому проекту.  

на тему:

 «Расчет гидроакустической антенны»

г. Таганрог 2018

Содержание:

Введение...................................................................................................................3

1. Техническое задание...........................................................................................4

2. Анализ технического задания............................................................................5

3. Теоретическая часть............................................................................................6

3.1 Гидроакустические антенны............................................................................6

3.2 Основные характеристики антенн...................................................................9

4. Обоснование выбора типа преобразователей.................................................11

5. Расчетная часть..................................................................................................12

5.1. Расчёт геометрических размеров излучающей антенны............................12

5.2. Расчёт характеристик направленности антенны.........................................14

5.3. Расчёт коэффициента осевой концентрации...............................................16

6. Метод формирования ХН на экспериментальном стенде.............................19

7. Влияние элементов друг на друга....................................................................22

8. Влияние искажающих факторов на направленность антенн........................23

Заключение.............................................................................................................25

Список использованной литературы...................................................................26

Приложение............................................................................................................27

Введение

     В данной курсовой работе необходимо рассчитать гидроакустическую антенну с заданными параметрами. А именно: необходимо выбрать форму и вид антенны, рассчитать геометрические размеры антенны, характеристику направленности антенны,  коэффициент осевой концентрации; спроектировать преобразователь антенны. Рассмотреть метод формирования ХН антенны на экспериментальном стенде.

1. Техническое задание

     Разработать многолучевой эхолот со следующими характеристиками:

рабочая частота fраб –  68 кГц;

уровень боковых лепестков  1%;

ширина характеристики направленности антенны:

        - в вертикальной плоскости – 9°;

        - в горизонтальной плоскости – 9°;

марка пьезокерамики – ЦТБС-3;

нагрузка – вода;

2. Анализ технического задания

Гидролокаторы бокового обзора (ГБО) имеют узкую диаграмму направленности антенны в горизонтальной плоскости (1 – 3 градуса) и широкую диаграмму направленности в вертикальной плоскости (40 – 60 градусов). В итоге получается, что диаграмма направленности приемопередающей антенны имеет ножевидную форму и направлена перпендикулярно к линии движения. Следовательно, наиболее целесообразно будет рассматривать дискретную линейную антенну, так как это наиболее простой и подходящий для нас вариант антенны. Т.к. уровень боковых лепестков 23%, вводить амплитудное распределение  не требуется. Т.к. сканирование отсутствует, то фазовое распределение не требуется.  

3. Теоретическая часть

3.1 Гидроакустические антенны

Гидроакустической антенной называют устройство, обеспечивающее пространственно избирательное излучение или прием звука в водной среде.

Гидроакустическая антенна обычно состоит из электроакустических преобразователей (элементов антенны), акустических экранов, несущих конструкций, акустических развязок, амортизаторов и линий электрокоммуникаций.

По способу создания пространственной избирательности антенны можно подразделить на интерференционные, фокусирующие, рупорные и параметрические.