подвергается влиянию отражений, а при 180° (рис. 3.51, е)- нет. Поэтому выбор оптимального расположения преобразователей сводится к оценке .ошибки в случаях (г) и {д). Заметим, что интерферирующий отраженный сигнал в обоих случаях одинаков, а прямой сигнал равен нулю в случае (г) и максимален в случае {д). Значит, помеха окажет гораздо большее влияние в случае (г), чем в случае {д), что делает расположение {д) предпочтительным.

Проиллюстрируем это на примере. Предположим, отраженный сигнал проходит в 10 раз больший путь, чем прямой.

Тогда ложный боковой лепесток при Отражающая тверкность jgQO случае (г) окажется на 20 дБ

меньше основного лепестка, т. е. отношение фронт/тыл будет равно 20 дБ вместо бесконечности. В случае {д) основной лепесток при 0° будет определен с ошибкой 20lg(l±0,l), т. е. около ±1 дБ, что является относительно малой ошибкой. Поскольку сшибки измерения диаграммы направленности оцениваются в относительной разности уровней при различных уг-Р и с. 3.52. Исключение по- лах, ТО В данном примере даже эта ма-"пТХ™н™ Г"", исключается, так как, ка-

нули диаграммы направлен- КОИ бы НИ была ошибка В случае (д), ности гидрофона в направ- она будет одинаковой для всех углов, лении прихода отражения, и, следовательно, форма диаграммы не

исказится.

Специальный выбор расположения преобразователей помогает устранить влияние отражений рт вертикальных границ, но мало помогает уменьшению отражений от дна и поверхности. Случайно может оказаться, что отражение попадает на гидрофон в направлении нулевой чувствительности, как показано на рис. 3.52, и не влияет на его выходной сигнал. Однако,, поскольку направление нулевой чувствительности меняется с частотой, эта возможность ограничена одной частотой или узкой полосой частот.

Пока речь идет о пассивных помехах типа отражений, неважно, служит преобразователь приемником или излучателем. Принцип взаимности применим как к прямым сигналам, так и к отражениям. Однако если где-то имеется активный источник помех, то система перестает быть пассивной и принцип взаимности не выполняется. Возьмем, например, случай, показанный на рис. 3.53, где имеются один ненаправленный преобразователь и один остронаправленный, у которого чувствительность лри 180° равна нулю. Тогда, если к источнику помехи обращена

Ненаправл. - 7 ъиЬр. Изл.

Рис. 3.53. Эффект изменения направления, по которому приходит сигнал. Сигнал помехи це воспринимается гидрофоном в положении (а), но принимается в положении (б).

сигналов. Поэтому метод, в котором измеряется среднее значение сигнала в полосе частот, позволил бы эффективно устранить влияние отражений. Возможны два таких метода. В одном используется полоса шума, центрированная на частоте измерения. В другом-воющий тон или частотно-модулированный сигнал. Ни один из этих методов не применяется широко в гидроакустических измерениях, так как частотное разрешение чув--ствительности, получаемое при усреднении, обычно слишком мало. •

3.12. РАЗМЕРЫ И ОБОРУДОВАНИЕ БАССЕЙНОВ

В бассейне для подводных электроакустических измерений можно удобно расположить преобразователи и контролировать условия измерений. В этом разделе понятие «бассейн» будет относиться к тем бассейнам, в которых можно проводить градуировку в условиях свободного поля. За исключением чрезвычайно больших бассейнов типа TRANSDEC (рис. 3.7), качество бассейна зависит от того, в какой степени можно устранить влияние отражений или помехи от отражений. Если отражения уничтожаются или ослабляются поглотителями на границах бассейна, то последний называют заглушённым. На рис. 3.54 приведена фотография типичного закрытого бассейна.

Большинство таких бассейнов не замкнуты сверху и подобны естественным водоемам, но меньше их по размерам. Исключе-

задняя сторона направленного преобразователя, служащего гидрофоном, то помеха не окажет никакого влияния, т. е. гидрофон будет воспринимать только сигнал от излучателя. Если направление сигнала изменить на обратное и остронаправленный преобразователь использовать в качестве излучателя, то ненаправленный гидрофон будет принимать звук и от излучателя, и от источника помех.

Прямой сигнал, показанный пунктирной кривой на рис. 3.41, равен среднему значению из максимального и минимального Иеиапрал. Гидр-

„ Т--?

Дктивный источник помех

нием является замкнутый заглушённый бассейн, в котором можно имитировать условия измерений глубокого океана, задавая -высокие статические давления и низкую температуру воды. Если требуется, то можно изменять и соленость, но это редко бывает нужно в электроакустических измерениях. Разрез такого бассейна приведен на рис. 3.55. Работа в замкнутом бассейне высокого давления связана с дополнительными трудностями.

Рис. 3.54. Закрытый бассейн Научно исследовательской лаборатории ВМС в Вашингтоне (округ Колумбия). Бассейн сделан из кипарисовой древесины, имеет 9 м в диаметре и глубину 6,6 м. Большая часть бассейна находится

в земле.

обусловленными: а) контролем положения и ориентации преобразователей снаружи через герметические вводы, б) ограниченным размером отверстий для погружения преобразователей и в) относительно малым размером, так как высокое давление и большие размеры трудно совместить.

Поскольку большинство бассейнов имеют относительно малые -размеры, для исключения отражений от стенок используют импульсную технику. В дополнение к этому применяют погло- • тители на стенках, дне и иногда на поверхности. В незамкну- тых бассейнах для этого используют различные виды резино-подобных материалов. Для замкнутых бассейнов высокого давления (таких, как показан на рис. 3.55) применяют смесь цемента и опилок под названием «инсулькрит» [17]. Дерево само