Прием и излучение звуковых волн плоскими антенными решетками пьезокерамических цилиндрических преобразователей тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.06 ВАК РФ

РГ6 од

АКАДЕМИЯ 'НАУК УКРАИНЫ ЯЯСГЙТУГ ГИДРОМЕХАНИКИ

На правах «рукотгч

. коржик алшсел Владимирович- '

1 ' . . : уда 531 :

прием и излучение звуковых волн • плоская антенными решетками тьеэо^рашческюг щлодрических преои'ЛЯОПАТЕ/КП

01.04: Об - Акустика

Автореферат диссертации на сомсканиз ученой степени кандидата .технических наук

■ К;« в 1993

Работа выполнена в Научно-прспаводсгвенном объединении

"Славутич"

Научный руководитель - дгкгор технических наук, профессор,

ЛШО А. Г. .

официальные оппоненты - доктор физико-математических наук,'

старший научный сотрудник ВОВК И. Е . - кандидат физика-), .тематических наук, СЕ1ГЧЕНКО я к

Еедукзя организация - Институт шханикм АН Украины

Защита состоится "_" Н^рЬ'. р. ' в »__» часов

на заседании специазшаироБаяного совета Д 01.04,01 Института гидромеханики АВ фаинм / 2520576 Киев, ул. Еелябова, а/4

С диссертацией жшта ознакомиться в научной библиотеке института гидромеханики АН Украины ,

Азторе&ераг разослан •" '" ^ 1595 г.

Учены», секретарь' акецпавизщовавного совета доктор теьвижскнх наук

криль с. и.;

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность теми. В развития подходов к изучению вопросов приема и излучения звука антенными р'ешетками ыокно условно выделить три этапа, связанных о усложнением математических моделей в обеспечение приближения к реальным ситуациям работы антенн.

Первый этап состоял в выборе в качестве модели реального пре-. образователя ■ регсегки - точе"ного приемника (излучателя). Пространственные характеристики решеток для таксй . подели глубоко и всесторонне исследованы. Основным недостатком -в этом случае является ограниченность использования модели в части реального учета соотношения волновых размеров элемента и рабочей, частоты, при этом обязательным является задание колебательных скоростей элементов решетки, что, в силу юс точечности,исключает учет и влияние форм и размеров преобразователей на' формируемые поля, внося тем самым ошибку в получаемые результаты.

• . Развитие модельных представления на 'втором этапе привело к вы бору элемента генетта - как тела определенной формы и размера. Это ■ дало возможность учета взаимосвязи элементов решетки по акустическому полю. 'Обязательным, по-прежнему, оставалось использование сведений о распределении по поверхностям элементов решетки априори заданных величин и зависимостей колебательных скоростей.

Обдам для указанных этапов является искусственное раэбиеяие задач приема и излучений звука йа задачи формирования поля в пространстве и задачи преобразования одного вида энергии в другой . с .последующим обоби,е; нем получешш щюстранствекко-зкездедабсккк характеристик для единой 'элекгро-гтехаяическоя колебательной системы. Существенным Недостатком угазакных подходов является »«мзозмок-ность учета реального распределения колебательных скоростей по поверхностям преобразователей во взаимосвязи с условиями элегаричес кого нагруяоэния,-физическими свойствами преобразователен и взаимо" действием всех полей,участвующих в процессе преобразования э-'ергт

Исследование поведения элементов и решеток вивши, ^с у ¡-том особенностей взаимодействия акустических, механических и электрических полей представляют собой третий этап в 'развитии модальных "редставлений антеннак ревзтас и составляют нов13 класс зала'-: -задач "сквозного"' тиля, суть которых'ссагоит в том, что иапряжик» на выходе гекерато№ стазитоя в соответствие ' давлен»? в • .мс/оти- ■

ческой поле (ролям излучения) или хе давлению в по-.з падающей волны - напряженке на нагрузках преобразователей решетки (режм приема)'. Анализ литературы показывает, что основой для развития этогсг" этапа послуяиди результаты исследований, отраженные в работах А. Ф. Улитко.Е Т. Грикченко,;. .Е Гуая, В. Д. Кубенко, И..Т. Селезова,Я В. Вов ка, А. Г. Лэйко, Е А. Щульпг.Д В. Сенченко № др..

При ревеник таких задан возникает возможность- учета слошого характера взаимосязи элементов решеткк по- указанным полям' в соеог-купности с особенностям!- злектродировакия и электрического нагру-жения преобразователей» и выработки, на этбй основе рекомендаций, по рациональному проектировании ан-еиных решеток.

• Цель работы. Целью, рабоп' является исследование основных ха-ршаеристик акустических» механических и ■ электрических полей,. участвующих в, процессах преобразования энергии и' формирования ее в , пространстве- с учетом маогосЕязноспт ' « для релтмов приема и излучения звуковых волы плоскими антенными решетками,. ■. состоящим» из конечного числа пъезокерашческих цилиндрических преобразователей при различных видах эдоктро дирования и различных, величинах электрические нагрузок преОрагователей ресетки.

скучная, новизна. На. основе . использования дифференциальных: уравнений колебаний- тонких электроупругих оболочек и волнового уравнения для идеально» малосжимаемой жидкости, методом разделения переменных решены "сквозные" задачи о приеме и излучении звуковых вол» плоскими антенными решетками, состоящими из круговых цилиндрических преобразователей.

Длгг режима излучения исследованы закономерности формирования механических к ш^огачееких иодей антенньк решеток, состоящих из преобразователей с полностью эяектродированньгми поверхностями.

Для _ режима приема исследованы закономерности формирования механических, акустических и электрических полей антенных реветок.со • стоящих из преобразователей с различными видами злекгродирования.

На основании сопоставления з.сспериментальных и теоретических-результатов подтверждена возможность использования выбранной ште-жеяичеокой модели при описании процессов приема и излучения звуко-■шг велн рассмотренными антенными решетками.

Ка защиту выносятся ; , '

"„.1. Анелитичаскиз выражения, полученные при решении задач .о ' приеме и излучении звуковых волн плоскими антенными решетками,

образованным!! из конечного -числа пьевокерамических, цилиндрических' прзобразовате'лой с различными видаки .-злеют,родирования, загруженных на реальные электрические нагрузки.

2. Результаты численных исследований и установленные при этом количественные связи мезду характеристиками акустических, механических и электрических полей и параметрами реиеток и преобразователей э редамах приема I излучений звука

3. Рекомендации по практическому использованию полученных ре-• зультатоа при проектированию приемо-излучаюших антенных решеток.

Достоверность полученных результатов подтверждается :

1) использованием классических моделей и строгих математических постановок;

2) использованием условий сопряжения вместо граничных условий : на поверхностях оболочек сиситемы;

3) контролем сходимости вычислительного процесса в части схо-. димости рядов, по которым разлагаются рассматриваемые поли, и сходимостью метода, используемого для решения систем бесконечных линейных алгебраических уравнений;

4) экспериментальным подтверждением полученных результатов.

Практическая ценность работы заключается в том, что ее результаты позволяют Солее полно учесть реальные электрофизические и г-оиструктивные особенности построения приемных и 'тзлучающих антенн при выполнении проектами работ.

Исследования -проведены в соответствии с планами научно-исследовательских и 'опытно-конструкторских работ, выполняемых в НПО "Славутич", Ряд результатов внедрен в виде расчетных методик и технических решений. ' . ' ,

, . ¿апробация-работы. Основные материалы диссертационной работы докладывались и обсуздались иа.: .

- X Всесоюзной конференции по информационной акустике ИНАК-10 (Шсква,1990 г.);

- XI Всесоюзной акустической конференции (Москва, 1901 г.);

- III Всесоюзном семинару "МАПР-3" (Минск, 1991 г.)

Диссертационная работа-'з целом обсуждалась на ;

- республиканском семинаре "Акустика, механика чияюстн, \,г.га - и ллазмы" в Институте гидромеханики АК Украины ( руководитель -

чл.-корр. АН Украины, прэ^. Гринченга ЕТ., Кие?, 1993 г.};

-семинаре отдела-теории колебания в Институте №улнк.кл АН Ук-

раины (руководитель - чл. -корр. All Укргшны,' проф. Кубэкко а Д. .Киев , 1Q93).

Структура диссертации. Днссертадаоккая работа состоит ия введения, пяти глав, заключения к списка литературы, изложенных .ка 121 страницак машинописного текста, 67 страниц- графического материала, библиография включает 115 источников.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальчасть вопросов, составляющих предмет исследований, дан оОаог> работ, касающихся теш диссертации , сформулирована цель работы и изложен круг вопросов, выносящихся на защиту.

В первой главе рассматривается постановка и решение задач о приеме и излучении звука системой иа конечного числа преобразователей (рис. 1), каждый из которых представляет собой бесконечно длинную пьезокерамическую тонкостенную . радиально поляризованную круговую цилиндрическую оболочку'произвольного радиуса, выполненную из пьезоматериала со скорость» звука. с„ и плотностью J>*. Обол очки помещены в идеальную ыалосжимаемую жидкость ( внутри ободочек - вакуум). Внутренние и внешние поверхности оболочек ааектродиро-ваны и электрически замкнута на некоторое сопротивление (режим приема) или подключены к выходу генератора (режим излучения). •

Предполагается, чт„ в рабочей среде распространяются звуковые водны, описываемые уравнением Гельмгольца для волнового потенциалу 4 Ф + кг Ф =• ff , к • cj/с . .

Для описания млебаний оболочек используются - уравнения соста--якия для пьезокераыики, уравнения движения оболочек (записанные с использованием гипотез Кирхгофа-Лява) и уравнения электростатики.

Еа поверхности оболочек, контактирующих с рабочей средой выло дяяется условие равенства нормальных составляющих скоростей частиц среды и скоростей смещения по нормали точек поверхностей оболочек

М - .

ds." Tt

Граничные условия задач включают в себя электрические граничные условия и условие излучения на бесконечности. ,

В реж.ше \ излучения рассмотрено полное злектродирование

- ? -

'(■оплошные электроды), а в рекйла приема т ¡сак сплошные , так и ¡рзЕфеаныз электроды (рко, 2).

Вопрос использования разрезных электродов рассматривается при ■ следующих Дипуадзкиях : . , ■

- з вид:'' сплошности, оболочка не моязт быть представлена как составное тело; • ' .

- предполагается, что электроды электрически разделены бесконечно тонкой линией, не влияющей на электромеханические характерно тики колебательной система, и не требующей введения дополнительных условий сопряжения для элементарных неэлектродированных участков ;

- o5p.ee значение результирующих напряжений, в виду линейности задачи, может быть представлено суперпозицией напряжений, развиваемых на соответсгвукхднх нагрузках электродов, с определенными ве-асми ( например "1" и "О")!

В рэиэнтг рассматриваемых задач излучения и приема звука исходными уравнениям! являются :

- уравнения движения пьезокерамичёасих оболочек вращения

<)1ц за .<> г ?'и Ла я£ Ш"

___\£!1 _ „ ____

.дул м J'js]- Jt*

■Ш л/ &:ï\341 , f.^F'j '

Jy -;!/ - SS JF* --

-■где/= 'k,/i2 , К - толщина оболочки; t - коффициет Пуассона; , - диэлектрическая проницаемость; <Л< - пьезоыодуль;

'<■?- Tri'^ïï коэффициент электромеханической связи; анормальные У и тангенциальные M составляющие перемещения точек поверхности оболочек могут быть представлены в виде рядов

- « '¿я"

y = Z WnO : 1/ = ZU„Ô .

- ' -ocv

- уравнения для акустического поля :

А « {■>< ■> - для режима излучения;

- - * , ■ - *

Pz я р'% - для режима приема,

где : . .

функция Ханке ля; (к'г>) - фушцга Еэссэля.

Использование граничны;: условий то электрическому ir.es в режиме излучения сводится .. заданию значения выходного значения напряжения генератора в виде .

¿г .еТе' •

с точностью до /а , при синфазном воабукдешм оболочек.

Для режима приема, напряжение (напряженность) на нагрузке пре образователя (электрода) определиться с помощью соотношений '

-,. ^'кл

где И-* - шлрядание, развиваемое на нагрузке преобразователя; - электрическая нагрузта преобразователя ;

£>„ = (4- к-'|С 1 Г ЛУ у.-]

, г Зи&'К/ ~ ™} ]- нормальная состав-

ляющая электрической индукции;

Отметим, что значения ' напряжений на нагрузках .разрезных электродов представляются суперпозицией - ■ ' >

Ин • &<**)',

где}.(&) и Мл)- функции включения_.с^весами-"1" и "С-в-пределах-рас^-крыва электродов /<>•< и Уо\ на .интервале Л < [ .

Решение для режимов приема и излучения проводилось ' методом разделения переменных с использованием теоремы сложения для волновых цилиндрических функций и свойств .полноты, и ортогональности функций вида на ингерггае [О; 2к]. С учетом удовлетворения условий сопряжения на поверхности оболочек и элекг чческих граничных условий задача сводится к решению систем бесконечных линейных алгебраических уравнений мзда

А„ * ¿¿¿¿С«™ Л м 'О* , мез-' Цх

котрыа в' использование« для решет, .классе волновых функций являются квазирегулярньшй и могут быть разрешены.относительно неизвестно коэ<ЙИф!ентов методом ред-тедии. : ' Реаультирущиш! системами является':

Для режима излучения . . , ■'■';;■ . : V

г о ,<%> . , г-"> О-УУ _ л

. />£3~а>:еос, еез-оо;ооС ;

где «

. Для режима приема (общий случай) _

. где Вс ^р?!К^ще""*?

Анализ опыта расчетных работ показывает, что при решении подобных систем в качестве количества членов, учитываемые в разложении полей, и порядка усечения бесконечных систем может быть приято значение .V/ »[■?'«»], где к .-«/с , ¿а - диаметр окружности, .описываемой вокруг излучавдего (дифрагирующего) преобразователя,^« = 4-9 (блго*чее поле) или х&£> = 9 - 15'(дальнее поле). При принятии величины/ в 10 и выбранных дистанциях 2 * й- и г«гюоа * получаемый порядок усечения позволяет, получить точность вычислений-не худе 3 %.

Таким образом, решение бесконечных систем относительно неизвестных коэффициентов , дает возможность определи* ь значения полей в любой точке пространства. '

За второй главе в рекимэ излучения исследуются акустические и механические поля гнтенкьк . решеток при синфазном электрическом возбуждении полностью элетродированных преобразозатлек.

Для выбранных относительных", тслаян оболочек, путем решения характеристического уравнения

г ГИтУ*',!,-) О"' "

определены корни (.22.»}* и Сса"'/ ? / ? *

Бри этом показачс, что-при 'точньпс расчетах для 1 .юдоаые составля;:дие с номерами' 9,10" могут"иметь 'резонанс,' со£яад1Ю'д?й с

резонансом основной моды колебаний: оеожочкж S сЕббодако шш, .

Проведены численные исследования; характеристик- акустических (ближних и дальних:) tr мехслических поле!? системы оболочек. Расчеты-здесь и ниже проводились для fi = 2 оболочек, выполненных из материала- ДТБС-3 а параметрами; : J>„= 7300 кг/м; = 21.24-10"3'ф/м; ~ - 160'10"12 3500 М/С. î „ 135 мм; 4 » 6 мм.

Численные'- исс-дедов&чте проведены для диапазона частот to.s-Vz)Jl и волновых размеров решетки J - o.éLИсследования показали,- что- в составе решетки акустические и механические- -поля преобразователей носят , многоходовый характер, а одиночный преобразователь при выбранном виде электродирования и ..возбуждения характеризуются лашь основной формой колебаний'. Отмечено, что в расчетой ситу ации в ближнем пол^.'связанность мод высших порядков основной формьг момег проявляться -для-«- = 4 в вдщгсоизмери-мостиамплитудяых вкладов пульсирующей моды < л » 0) и изгибной • ( 'К - 4). Эта особенность характерна для волновых размеров решетки о.SX0 . Остальные модовые составляющие имеет тенденцию к спаданию с росток номера моды л . : .

суммарные- пространственные характеристики определяются амплитудно-фазовыми параметрами кодовых составляющих'почей и различны rm ближних и дальних .полей в силу перегруппировки амплитудных ïf фазовых вкладов мод для дальнего поля из-за разного простраст-веняого затухания низших и высших мод. - .Так, дальнее пола характе- _ разуются связанностью колебаний оболочек, ' определяемой основной и »горой? формами' ( - 0, м- - 2).

Пространственные характеристики бдишшх акустических шлей в рассматриваемом частотном диапазоне претерпевают'изменения, свя-б'ййИыэ- с гге ре о рке нт Kpoi кз а максимумов между тыльными (обращенными sa внуть системы) и гяишиш! ( обращенными наружу) лепестками Связанность колебггшй преобразователей системы. на низших и высших формах и ее влияние на Формируемые акустические поля может быть проиллюстрирована распределением амплитудных вкладов модовых составляющих- нормальной W и тангенциальной М> составляющих перемещений точек поверхности оболочек. Здесь наблюдается существенное влияние из гибких мод с п » 2-3 <t/), а также осциллирующих ко-хебшйй (и-« г) (#) .

îasaw образом, учет влияния сложного характера кзпгбно-о .цкл-xstруййЖ колебаний оболочек на формируемые ближш к дальние поля'

- и-

' а условиях взаимодействия преобразователей во акустическому полю, Привода к тому, что. подученные характеристики направленности > (.рис. 3) являются результатом учета сложного характера перераспре; делания возмущения но поверхностям взаимодействующих преобразова-.' телой1 и отражает тот фа®, что априори заданное распределение колебательных скоростей ■ по поверхностям преобразователей не дает возможности оценить реальное,пространственное распределение звуковой; энергии в пространстве;.

■Характеристики направленности, полученные "сквозным" методом, и традиционными способами (полагается ,чго колебательная скорость на поверхности,- постоянна и не вависит~от угла -"'тГе. колебания" 'оболочек чисто -пульсирушие) приведены на рис.3 и имеют ряд су-щэствепьк отличий в части яериоршягировкя направления основного ■ излучения и ширины основного лепестка.

В третьей главе в режиме приема при различных углах падения плоской звутовой волны численно исследуются акустические, механические и элктрические поля антеничх решеток, состоящих из преобра-аователейас полностью аяеюродированными. поверхностями и нагруженных на одинаковые активные электрическиь, натру?ки.

Условие взаимодействия преобразователей по акустическое поли при приводит к опрэдеяешому амплитудно-фазовому соотношению м£жду модоаиаи составляющими полей для каждого фиксированного угла падения . В рассматриваемом случае механически»" поля в основном, определяются вкладами основной формы и форм 2,3 . При измерении угла падения происходит перегруппировка акустического поля и связанного с ним ' механического, выражащаяся в изменении вкладов основной и аистих £в]5м перемещений. Это, в се га очередь, приводит ' к тому, что для" решетки рассмотренных волновых размеров ее ближние и лаяыто поля переориентируются (по рагтвлешю максимумов) и их кодовый состав определяется иным распределением амплитудных вкладов мод высшего порядка. Учет влияния высших- мод в суммарных пространственных • характеристиках ближних полей приводит ч: изменению положения нулей, росту орэола и отличию ( до 3 дБ) в уровне тыльного лепестка по. сравнению с характеристиках« рассеяния анало-П"'Н0й по волновым размерам системы абсолютно мяскгес цилиндров'.

■ ■ Отметин, что ;при. данном виде элекгродирования электрический сигнал на нагрузке определится лишь- нулевой формой связанных коло-баний преобразователей, лри зге амплитуда и фаза вклада основно-. -

Рллремые электр вАЫ

Л? п' ■ г!*> -v«

.21

рис. 2- ' . '

л?»

«.«г«« .«.д.*,«.» «( ,, д^ V

' Модель замм ь/« ,, • ,,

■ ' " ■* — р) Г***»«*

.;•..•'' ■■ рис. з ;; Л'

Форш (по механической стороне)' зависят от угла . падения плоской ¡' волны и характера связаннссти.

; Векторным методом получена возможные характеристики направ-■ лэнности рассматригаемой сибтеш оболочек для "сквозной" задачи в : сравнении с характеристиками направленности аналогичных по волновым размерам дискретных решеток, определенных традиционными методами! При этом отитам состоят в уровнях боковых лепестков- (до-З-| дБ) и ширине основного лепестка ( до 2 ) (рис.4). | В четвертой главе в режиме приема при различных углах падения ! плоской звуковой волны исследуются акустические, механические и электрические поля антеннах решеток, состоя«тга из преобразователей,- с разреакции электродами, нагруженными на отдельные одинаковые активные • электрические нагрузки.

Проведены численные исследования характеристик акустических, механических и электрических, полей для волновых размеров ^ ~ о.8\а </-Ш„в диа~азоне частот-д/* 8.11.при различных углах падения плоской звуковой волны . и- различных величинах электрических нагрузок . < •

Изменение величины электрической нагрузки-показательно с точки зрения перехода ' из условий холостого хода к короткому замыка--. шло, что приводит к некоторому изменению жесткости преобразователя и рассогласований электрической цепи. Отмечено, что уменьшение электрической вррузки в 10 раз, в расчетном случае приводит к уменьшению амплитудных вкла^в высших ¿од до 20 дБ последовательно, изменяет условия связанности колебаний преобразователей. Это ^отражается на суммарных пространственных характеристиках акусти-. чесгаге и механических полей как для величин относительных максимумов, так и для общего характера углового распределения.

Наряду с особенностями амплитудных зкладов модовых составляющих акустических полей ( влияние мод 1,2,4,6) " частотно-зависимым характером связанности,' отмечена неодинаковость модсвого состава полей для рассматриваемого- вида злектродировация и полностью электродированных поверхностей.: Амплитуды и фазы электрических сигналов на -нагрузках, а такие их- модовый состав в рассматриваемом случае определяется не только величиной нагруакк, но и углом раскрыва электродоа, что обеспечивается разложением в ряд фурье функций включения /(А)к и вшгалннием закона 0(.;а д

участка цепи. . ' '

Использование разрезных электродов обагаа&ё? модоаый состав результирующего сигнала г:а нагрузках и может быть использовано для ' выделения полезных особенностей ».»дозой структуры.акустических -а и механических долей, путем выбора "угла раскрыва электродов. Поло-. жтельная особенность использования разрезных электродов иллюстрируется • более широким возшзжостяш (по сравнимо с полностью ■ электродированяыш поверхностями)' ь частя формирования характеристик отравленности путем' векторного суммирования сигналив на нагрузках с соответствующими фазовыми сдвигами. у '

Характеристики направленности, сформированные для' рассмотренной системы преобрызоватеолей по результатам решения/'сквозной" задачи, для синфазного суммирования сигналов на нагрузках злетро-дов совпадают с характеристиками наврз^лаакости'реветки, npe-oöpa-зователи которой полностью электродирозшц я имеют такие ко отлч-чия от ха: жтеркстики направленности реизтки-прототипа.

В пятой главе экспериментально подтвездаотся состоятельное^.. принятых на этапе формулировки модели и решония задач предположений.' Провидятся измерения характеристик отравленности и угловых распределений ближних полей системы преобразователей и одиночного , преобразователя;- выполненных .на основа цилиндрических пьееозлемен-.. тов и удовлетворяющих условиям протякадности (¿-{3 - 5) А») и тонка-стенности ( . •

Измерения проводились в измерительном бассейне по типовым сс>-; мам и штодигш. Для измерений а Сдаэша воле применяйся епециадь-ный малогабаритный ' щуп-гидрофон, вакрепленвый . на координатном ■ приспособлении. Результаты измерений показали, .что измеренные /пространственные ' характеристики дальня я ближних нолей совпадаю? с расчетными с точностью гидроакустических изменений. .

' ' ■ : :. " ' . основные 'результаты ра20ры "

Основные результаты работы сводятся к следующему .:' / Дяя.'режима излучения-; : " •- ',' 1. Сформулирована матёматичеош!'модель , антенной решетки произвольной конфигурации, оостеясэй из конечного числа круговых цилиндрических пьезокерамических преобразователей с полностью злект-'родировашш поверхностями. Штоюи ' разделения , пременных ■ с . ^пользованием гипотез . Кирхгофа-Лява,.получено. -общее 'решение

"сквозной" задачи два,реишзз варения. , 2. Выполнены, чивлеиыр исследования - характеристик полей рече-

вой'различных волновых размеров-при синфазном гармоническом возбуждении преобразователей.

3.' Установлено, что вьйрашый тип электрического возбуздения преобразователей на фиксированных чаетс^ах (эквивалентный созданию

| ' каждым-■ отдельны* • преобразователем чисто радиальных возмущений в | среде), а силу взаимодействия преобразователей по полю в - составе | • решетки приводит к многошдовости,. причем связанность мод -I частотно-зависшая я определяется водшвкмз прг мэтрами решетки.

4. Показано,, что в формировании акустических полей решеток существенную роль играют сшзаише колебания,' определяемые не только основпой, но и выетя фермами! При этом связанность для блияних и дальних полей проявляется? неодинаково в силу разного пространственного затухания низких и вксшиз мод.

■ 5. Установлено, что характеристики направленности рассмотренных решеток, определенные "сквозным" методом, вследствие учета взаимодействия полей, отличаются от полученных принятыми ранее подходами, в части уровней основных и Соковых лет. стков и основного направления излучения.

Для режима приема } ■

1. Сформулирована математическая шдель антенной решетки произвольной конфигурации, состоящей из конечного числа круговых цилиндрических цилдрических преобразователей со сплошным и разрезными электродами, кагруженными на реальные эле ярические нагрузки. Методом разделения переменных о использованием гипотез Кирхгофа- Лява, получено' обгаре решение "сквроаной" задачи о прием, зеуко-вых волн указанной решеткой.

2. Выполнены численные исследЗва: ая характеристик полей решеток различных волновых размеров с различными Ридами электродироь--ния и величинами .их электрических нагрузок.

3. остановлено, что электрические сигналы на нап .бочпых сопротивлениях каждого преобразователя в случае полного электродиро-

■ вания определяются лит нулевой модой-связанных колебаний^/в то время как использование разрезных плектродов позв-ляет- получить для одной электромеханической колебательной системы несколько значений электрических сигналов,. модовые составы которых определятся как нулевой, так и высшими формами колебаний и зависящих от угла

раскрыва и волновых параметров решётки, ■'

—4. Показано, что суммарные и кодовые пространственно-энергетические характеристики акустичесих я механических полей в условиях связанности зависят от вида злектродировагша,

5. Определено., что пространственно-энергетические , характеристики акустических и механических полей решетки зависят от величин нагрузочных сопротивлений преобразователей, как результат реакции единой колебательной системы на изменение ее токового режима ' при изменении и, как следствие, перераспределение электрических

напряжений для плечэй контура' г« - *, что в усло'виях~связаннос-~ ' ти приводит к изменен»*. электромеханических свойств преобразователей.

6. Установлено, что величина сигнала на-нагрузке преобразователи. зависит не .одько от величины нагрузочного сояртавления, но и от углового Распределения амплитуд и фаз возмущений в. пределах раскрыва электрода для каждого из углов падения плоской волны в фиксированной ситуг да волновых параметров-ракетки. '

7. Характеристика направленности рассмотренных решеток, опре-деленныь "сквозным" методом, отличаются от подученных с использов-нием традиционных подходов, в части уровня боковых лепестков и №•* ринц основного лепестка . - ' е

8. Показано, что использование разрезных электродов, дает воз-' ' .' можность формирования да реиэт^х одних, и тех же волновых размеров

семейства характеристик направленности специальной .'формы.

• .9.. Экспериментально подтверздеяо соответствие принятых при '•' построении модели 'решетки й выполнении расчетов допущений, реаль- ■ ■ним характеристикам реизток.' ;

: . .' 'Основные результаты работы отражены в следующих публикацйях з .

•„>^1..Вор5гак А.1.',(»а5ИВ''-Е-а.- Отклик кругового цилиндрического , преобразователя,на возбуадэние его плоской звуковой волной// . Су- достроит. промышленность,сер. Акустика, 1931. -Еыл. 3. -С. 27-22. N ; . 2. Коржик А. В., ЛейкоА. Г. Метод "сквозной"-задачи него прилохе-, ние к , определению ., напряжения на выходе антенной решетки при наклоняем пзде.та? плоской . ззукозой голяы//СудсстройТ.' промкшдлен-ность.сер. Акустика, 1691! -Еьт,9. -С. 21-27. -:.\'у * -

' ;3. Коржик- А. В. , Лейко А. Г,1 Дифракция плоских'звуковых вол) на

системе из-- конечного <шсла пьезстарам^есгаи оболочек//дОШ1 XI

-TiaTisr7'^^^3'"^ С** АШШЛШ

4.Коржик А..В.,Лейко Д.Р. Метод- «сквозной« задачи и его ■испрлазование с применена, ЭВМ дл* исследований э^ктов ааимо-

Д йст2Ия .и электрических полей - прГ Las™,

^СКИШ МЛЯаШ1 Р6ШЭТ0К пьезоприешшков// Тезисы дГ

S /ШН'СК'СеКИбРЬ - - С

Подписано к печати гг./аюз г. Формат 60x04/17 Бумага офсетная Усл.-печ.лист. г.о Уч.-иэд.лисг. Tnpas то. Заказ-ил ... Бесплатно- ' ...

' У