Вагин Антон Владимирович – магистр по направлению "Приборостроение" (2020), аспирант, ассистент кафедры электроакустики и ультразвуковой техники
ул. Профессора Попова, д. 5 Ф, Санкт-Петербург, 197022
Anton V. Vagin, Master in Instrument Engineering (2020), Postgraduate Student, Assistant of the Department of Electroacoustics and Ultrasonic Engineering
5 F, Professor Popov St., St Petersburg 197022
Воротынцева Алена Сергеевна – студентка 4-го курса кафедры информационно-измерительных систем и технологий
ул. Профессора Попова, д. 5 Ф, Санкт-Петербург, 197022
Alena S. Vorotyntseva, student of the Department of Electroacoustics and Ultrasonic Engineering
5 F, Professor Popov St., St Petersburg 197022
Введение. Акустическое профилирование является традиционным методом исследования геологического строения морского дна. Для этих целей используется низкочастотный акустический профилограф с рабочим диапазоном частот 1…14 кГц. Однако при понижении рабочих частот возникает проблема с достижением необходимой разрешающей способности. Проблема повышения углового разрешения гидроакустического устройства, или, иначе говоря, повышение разрешающей способности в направлении движения носителя, является одной из приоритетных задач при поиске и обнаружении объектов на морском дне, исследовании структуры донного грунта. Существует несколько способов повышения углового разрешения, одним из которых является алгоритм синтезирования апертуры антенны, базирующийся на использовании закона изменения фазы отраженного сигнала, что является актуальным при проектировании гидроакустических средств высокого разрешения.
Цель работы. Показать возможность построения устройства профилирования донного грунта, а также возможность повышения углового разрешения на основе алгоритма синтезирования апертуры антенны акустического профилографа.
Материалы и методы. Исследование возможности построения устройства профилирования донного грунта с использованием алгоритма синтезирования апертуры антенны основано на заделе, полученном для гидролокаторов бокового обзора с синтезированной апертурой в части построения антенного устройства, а также на методах возбуждения радиоволн, разработанных для радиолокационных систем.
Результаты. Исследована возможность применения синтезирования апертуры антенны для акустического профилографа донного грунта. Рассмотрен алгоритм синтезирования апертуры антенны, а также фазовые искажения траекторного сигнала и их влияние на гидролокационное изображение, а также основы обработки траекторного сигнала.
Заключение. В работе предложен вариант повышения разрешающей способности акустического профилографа при выполнении поисково-обследовательских задач. Предлагаемый вариант построения акустической части устройства профилирования может быть использован при разработке поисково-обследовательских гидроакустических устройств с высоким угловым разрешением.
Introduction. Acoustic profiling is a conventional method for studying the geological structure of the seabed. To this end, a low-frequency acoustic profiler with an operating frequency range of 1…14 kHz can be used. However, under lower operating frequencies, the difficulty of achieving the required resolution arises. The problem of improving the angular resolution of a hydroacoustic device, particularly in the direction of the carrier movement, remains to be a priority task in the search and detection of objects on the seabed, as well as the study of the bottom soil structure. Angular resolution can be improved through several approaches, including an algorithm for synthesizing the antenna aperture based on the law of the phase change of the reflected signal. This approach is relevant in the design of highresolution hydroacoustic tools.
Aim. To demonstrate the possibility of constructing a bottom soil profiling device, as well as the possibility of increasing its angular resolution based on an algorithm for synthesizing the antenna aperture of an acoustic profiler.
Materials and methods. The study employed the groundwork data obtained for side-scan sonars with a synthetic aperture in terms of constructing an antenna device and the methods of radio-wave excitation developed for radar systems.
Results. The possibility of synthesizing the antenna aperture for an acoustic profiler of the bottom soil was studied. An algorithm for synthesizing the antenna aperture was investigated along with phase distortions of the trajectory signal and their influence on the sonar image. The fundamental principles of processing the trajectory signal were considered.
Conclusion. An approach to increasing the resolution of an acoustic profiler when performing search and survey tasks is proposed. The proposed design of the acoustic part of a profiling device can be used in the development of search and survey hydroacoustic devices with a high angular resolution.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.