PHASE CHARACTERISTICS IN SPHERICALLY DISPERSING WAVES OF PARAMETRICAL ANTENNA
Abstract
In work the pilot studies of a spatial distribution of amplitude and a phase of sound pressure of waves of difference frequency in nonlinear acoustic radiators are presented. Influence of a slabovypukly form of the acoustic radiators used as converters of a rating of parametrical anten-nas on formation of a structure in the acoustic field of the wave of difference frequency (WDF) is considered. On the basis of the nonlinear equation of Khokhlov - Zabolotskoy - Kuznetsova solu-tion, which allows us to fully describe the real process of nonlinear interaction of acoustic waves, given is an analytical expression for calculation of a phase of sound pressure in a difference sig-nal upon axes of the parametrical antenna with the curvilinear converter of a rating. The received ratio is fair for the weak fading of waves of a rating in a near zone of the converter with the Gaussian distribution law of amplitude of initial waves on its surface. The method based on use of two identical receivers of ultrasound is the basis for acoustic measurements of a phase picture of a sound field. The sizes of these receivers are much less than the studied wavelength. Herein, as a basic signal, it was used bending around initial process, representing beat of two frequencies of a rating. Such approach considerably simplifies process of phase measurements. Observed datas of axial and cross amplitude and phase distributions of sound pressure of a difference signal are given. They show the uniform structure of the created field of a wave of difference frequency gen-erated by the rating converter with the dispersing wavefront set. Formation of a spherical wave-front set of the slabovypukly converter of a rating happens close-range within a diffraction zone. For convex converters of a rating the behavior of a difference signal for any parametrical anten-nas allows to predict researches of the main regularities of formation of phase structure of a sound field of WDF with a high precision. The prospects of application the slabovypuklykh of con-verters of a rating of the parametrical antenna as sound radiators are considered when carrying out hydroacoustic measurements in the conditions of limited water volume.
References
2. Muir T.G. Nonlinear Parametric Transduction in Underwater Acoustics // Ultrasonics Sympo-sium. – 1974. – P. 603-612.
3. Aindow J.D., Chivers R.C., Measurement of the phase variation in an ultrasonic field // J. Phys. E: Sci, Instrum. – 1982. – Vol. 15, No. 1. – P. 83-86.
4. Труэлл Р., Эльбаум Ч., Чик Б. Ультразвуковые методы в физике твердого тела. – М.: Мир, 1972. – 307 с.
5. Новиков Б.К., Рыбачек М.С., Тимошенко В.И. Взаимодействие дифрагирующих пучков и теория высоконаправленных излучателей ультразвука // Акустический журнал. – 1977. – Т. 23.4. – C. 621-626.
6. Hobaek H. Parametric acoustic transmitting arrays – A survey of theories and experiment // Scientific Technical Report. – University of Bergen, Norway, 1977. – No. 99.
7. Бахвалов Н.С., Жилейкин Я.М., Заболотская Е.А. Нелинейная теория звуковых пучков. – М.: Наука, 1982. – 174 с.
8. Гривцов В.В. Исследование фазовых характеристик параметрических антенн и создание параметрических излучателей с равномерным фазовым распределением: автореф. дисс. …канд. техн. наук. – Л.: ЛЭТИ, 1983.
9. Рыбачек М.С. Исследование взаимодействия акустических волн и разработка парамет-рического излучателя звука: автореф. дисс. … канд. техн. наук. – Л.: ЛЭТИ, 1978.
10. Быховский Г.Е., Покровский В.А. Гидроакустические измерения. – Л.: Судостроение, 1971. – 160 с.
11. Боббер P.Дж. Гидроакустические измерения. – М.: Мир, 1974. – 360 с.
12. Клюкин И.И., Колесников А.Е. Акустические измерения в судостроении. – Л.: Судо-строение, 1982. –258 с.
13. Абрамов Г.В., Подольский А.И., Махов А.И. Акустические прожекторные системы. – Саратов: Изд-во Саратовского университета, 1972. – 128 с.
14. Фрадин А.З., Рыжков Е.В. Измерение параметров антенно-фидерных устройств. – М.: Связь, 1972. – 316 с.
15. Гривцов В.В., Рыбачек М.С. Фазовые характеристики измерительных параметрических излучателей звука // Тр. V научно-технической конференции по информационной аку-стике. – М.: 1980. – C. 85-90.
16. Гривцов В.В., Рыбачек М.С. Некоторые особенности экспериментальных исследований основных характеристик параметрических излучателей звука // В кн.: Прикладная аку-стика. – Таганрог: ТРТИ, 1978. – Вып. VI. – С. 23.
17. Grivtsov V.V. Research of the Phase Characteristics of Parametrical Radiators for Measuring Purposes. Chapter 3 in book / ed. by I.B. Abbasov. – Wiley-Scrivener, 2018. – 318 p.
18. Гривцов В.В. Исследования фазовых распределений в сферически сходящейся звуковой волне параметрической антенны // Известия ЮФУ. Технические науки. – 2018. – № 7 (201). – С. 46-55.
19. Jing H., She-yu Z., Shi-guan Z., Pei-wen Q. Characteristic research on focused acoustic field of linear phased array transducer // 9th International Conference on Electronic Measurement & Instruments. – 2009. – No. 2. – P. 792-797.
20. Гаврилов А. М. Особенности поля сферически выпуклого излучателя // Техническая акустика. – 2008. – Т. 8. – C. 3. – http://www.ejta.org.
21. Тарасов С.П., Воронин В.А., Белоус Ю.В., Куценко А.Н. Исследование поперечного фазо-вого распределения вторичного поля параметрической антенны от подводных объектов с целью частичного восстановления формы этих объектов // Известия ТРТУ. – 2002. – № 1 (24). – С. 132-133.
22. Tjotta I.N., Tjotta S. Nonlinear interaction of two colliniear, spherically spreading sound beams // J. Acoust. Soc. Amer. – 1980. – No. 67 (2). – P. 484-490.
23. Ультразвук. Маленькая энциклопедия / под ред. Голяминой И.П. – М.: Изд-во Сов. Эн-циклопедия. 1979. – 400 с.
24. Волощенко В.Ю., Гривцов В.В. Параметрический широкополосный излучатель для изме-рения параметров антенн // Акустические методы исследования океана: Матер. по обме-ну опытом. Научно-техническое общество имени академика А.Н. Крылова. Центральное правление. – Л., 1981. – C. 35-38.
25. Гривцов В.В., Рыбачек М.С., Сидоров Г.И., Седухин А.И. Градуировка гидрофонов и снятие диаграмм направленности гидроакустических преобразователей в бассейне огра-ниченного объема с помощью параметрического излучателя // В кн.: Прикладная аку-стика. – Таганрог, ТРТИ, 1981. – Вып. VШ. – С. 24-31.
