Векторно-фазовые методы исследования акустических полей тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.06 ВАК РФ

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ им. М.В. Ломоносова

Ф И3ИЧ Е С КИ Й ФАКУЛЬТЕТ

На правах рукописи УДК 534:434.222: 551.463

ГОРДИЕНКО

Валерий Александрович

ВЕКТОРИО-ФАЗОВЫЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ АКУСТИЧЕСКИХ ПОЛЕЙ

Специальность — 01.04. Об — акустика

АВТОРЕФЕРАТ Диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук

МОСКВА, 1996

Работа выполнена на физическом факультете Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова.

Официальные оппоненты: доктор физико-математических

наук, профессор В.И.КЛЯЧКИН

доктор физико-математических наук, Б.Ф.КУРЬЯНОВ

доктор физико-математических наук, профессор В.И.ШМАЛЬГАУЗЕН

Ведущая организация: Институт прикладной физики

Российской академии наук, г. Нижний Новгород

19 декабря 1996 г. в.

Л

час.

Защита состоится.

в ауд. на заседании Специализированного ученого Сове-

та Д.053.05.82 физического факультета Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова по адресу:

119899, Москва, ГСП, Воробьевы горы, физический факультет.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке физического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова. Ваши отзывы на автореферат (два заверенных, экземпляра) просьба направлять по указанному адресу.

Автореферат разослан "_

/Г

1996 г.

Ученый секретарь Специализированного Сове/ физического факультета

А.Ф.КОРОЛЕВ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы

Актуальность проблемы вытекает из необходимости разработки новых методов регистрации слабых акустических низкочастотных сигналов на фоне помех, особенно когда измерительная система, фиксирующая их характеристики, должна быть максимально компакта (например, существенно меньше длины волны) .

Известно, что повышение эффективности акустических систем различного назначения связано с улучшением соотношения сигнал/помеха. Попытки сохранить при этом габариты приемных систем приводят к требованию более полного использования информации, содержащейся в акустическом поле.

Один из путей развития акустических средств связан с дальнейшим усовершенствованием алгоритмов обработки сигналов.

Другой путь заключается в разработке и реализации технических решений, основанных на регистрации новых физических явлений.

Есть и третий путь получения дополнительной информации о поле при заданных пространственно-временных объемах выборок (не исключающий перечисленные выше), о котором в основном и идет речь в данной работе. Он может быть реализован посредством помещения в ограниченном числе точек среды наряду с приемниками звукового давления, приемников первого и более высоких порядков, позволяющих определять градиенты и биградиенты звуко--вого давления, колебательную скорость частиц среды в акустической волне и т.д. (использование так называемых комбинированных приемных систем, или КПМ). В свою очередь, это дает возможность на принципиально новой основе ставить и решать различные актуальные задачи современной акустики и гидроакустики.

Существенным является то, что исследование акустических по-1ей источников с позиций задач метрологии, осложняется неизбеж-1ым присутствием полей акустических помех (окружающего шума) \ полей рассеяния на неоднородностях среды. Наличие помех тре-5ует для обеспечения задаваемой метрологической точности изме->ений необходимости увеличения объема акустической информа-щи, а так же применения специальных помехоустойчивых методов ;е приема для последующей обработки. Эффективность последней стественно зависит от характеристик полей помех, изучение кото-1ых также входит в необходимый круг метрологических задач.

Именно знание фундаментальных закономерностей влияния океан на формируемое акустическое поле позволяет расширить потенщ альные возможности используемых средств и методов.

Актуальность более детального изучения особенностей форм* рования, а также статистических характеристик полей шумов и сш налов при распространении последних на протяженных трасса особенно велика при решении задач обнаружения слабых сигналов

Преимущества комбинированных приемных систем по сравш нию с традиционными, построенными на базе приемников давлс кия, проявляются, прежде всего, при существенном ограничени области пространства для размещения их в среде. В случае одино1 ной КПМ имеет место качественный скачок, который заключается появлении нового "качества" у точечной приемной системы — во: можности определения местоположения источника звука.

Другая особенность точечной комбинированной приемной сис темы, в которой используется векторный приемник (приемник прс екций градиента звукового давления или колебательной скорс сти) — возможность прямого измерения потока акустической энер гии (мощности), т.е. выделения той ее части, которая обусловлен анизотропией поля или наличием в среде детерминированных ис точников. Только за счет этого в ряде случаев обеспечивается ув( личение соотношениясигнал/помеха (датее S/N) не менее, чем н 10...30 дБ.

Кроме того, одновременная регистрация нескольких компоне! тов поля без амплитудно-фазовых искажений позволяет анализирс вать характер движения частиц среды в волне (поляризационны анализ) с целью их дальнейшей классификации. Последнее особеь но актуально при размещении векторных приемников в дне водо« мов или земной коре (использование векторных приемников в кг честве геофонов).

Однако круг решаемых задач, в которых в той или иной мер используется информация о векторных характеристиках полей, гс раздо шире, чем собственно проблемы гидро- и сейсмоакустик (которые преимущественно обсуждаются в данной диссертации).

В частности, изучение характеристик звуковых полей в замкн) тых объемах представляет важную проблему, являющуюся осново решения задач архитектурной акустики и экологии, обеспечивак щих необходимое качество восприятия звука в закрытых помещс ниях и защиты человека от вредного физиологического воздействи звука. Проведенный нами анализ публикаций и результатов иссл< дований над биологическими объектами, показывает, что многи особи малых размеров (сверчки, кузнечики, саранча, отдельные ы

ды рыб) широко используют регистрацию векторных характеристик акустического поля для решения возникающих координатных задач.

Одновременная регистрация двух различных компонентов возможна и в электромагнитных полях (компоненты поля Е и Н). Причем, переход на регистрацию потоков энергии позволяет и в этом случае решать задачу обнаружения сигналов с соотношением сиг-пал/помеха, меньшим единицы (например, электромагнитных полей, излучаемых биологическими объектами или предвестниками природных стихийных бедствий на частотах десятки килогерц и ниже) и определения их пеленга по результатам измерений в области, существенно меньшей длины волны.

Таким образом, актуальность темы выходит далеко за рамки вопросов, обсуждаемых в данной диссертации.

Цели и задачи исследований

Цель работы — изучение основных закономерностей формирования векторно-фазовой структуры акустических полей, обуслов-юнных как отдельными детерминированными источниками, так и различными динамическими процессами, происходящими в толще жеана или вблизи его границ, и влияния на них изменений характе-шстик океанической среды

Одна из важнейших, решаемых в данной диссертации задач — исследование фундаментальных закономерностей, связывающих калярные, векторные и фазовые (разностно-фазовые) характерис-ики полей детерминированных и шумых источников в реальном кеане, позволяющих высказать определенные суждения об адек-атности совместных измерений полей различными типами звуко-риемников. Последнее не очевидно, так как конкретные соотно-(ения между скалярными и векторными параметрами акус-шеского поля существенно зависят от механизмов и условий его ормирования.

В рамках этого же направления решается задача метрологичес->го обеспечения векторно-фазовых методов.

Второе направление исследований — выявить факторы, опре-ляющие потенциальные возможности акустических систем на зе приемников градиента давления в плане расширения их функ-ональных возможностей, повышения помехоустойчивости и точ-стных характеристик.

Третье направление исследований — использование получен-:х результатов для решения широкого круга прикладных задач.

Фактический материал, использованный в данной работе, полу чен во время натурных испытаний и экспедиций разных лет (1978 1994 г.) в различных районах Мирового океана с использование?, одиночного КПМ и протяженных 3-х — 6-ти элементных комбини рованпых приемных систем (КПС) на базе КПМ различных конст рукцин, устанавливаемых на дне, спускаемых с борта судна и дрей фуюхцих вместе с ним, автономных дрейфующих радиогидроакус тических буев (РГБ) с акустической приемной системой на основ КПМ.

Научная новизна

В результате выполнения работы:

Сформулирована и обоснована концепция нового перспектиЕ ного направления современной акустики — векторно-фазовых мс тодов.

Теоретически и экспериментально установлены ранее не об суждавшиеся в литературе фундаментальные закономерности фо{ мирования векторно-фазовой структуры поля детерминированных шумовых источников в океане.

Проанализированы конструктивные особенности и принцип работы звукоприемников различного назначения, их модельнь представления.

Рассмотрены и обоснованы основные акустические метролоп ческие характеристики векторных приемников.

Рассмотрен и решен вопрос об адекватности результатов изм! рений акустических полей звукоприемниками различных типов.

Предложена классификация звукоприемников по типам.

Описаны разработанные при непосредственном участии авто[ конструкции и основные акустические параметры новых приемн: ков градиента и биградиента давления.

В рамках изучения вопроса о возможных материалах для элек роакустических преобразователей экспериментально обнаружен теоретически обоснован новый, ранее не наблюдавшийся эффе) внутренней магнитострикции в магнитных кристаллах.

Описан экспериментально обнаруженный новый эффект рез нансного возбуждения звука на мелководье, генерируемого исто ликом, расположенным в воздухе, с последующим распространен ем его на большие расстояния по горизонтали с малым затуханш {эффект береговой зоны).

Теоретически обоснованы и экспериментально проверены н вые подходы к решению ряда прикладных задач низкочасто™

жустики, новизна которых подтверждена Авторскими Свидетель-•-твами СССР и Патентами РФ.

Достоверность и практическая ценность подтверждены резу-штатами экспериментальных исследований, проводимых в Тихо-жеанском океанологическом институте ДВО РАН, Дальневос-очном политехническом институте (ДВПИ), КБ "ШТОРМ" Киев-:кого Политехнического института, ГМЦГИ ГП ВНИИФТРИ и ря-(е других организаций, а также использованием полученных ре-ультатов при формировании технических заданий на НИР и ОКР, фоводимых в настоящее время по заказам Академии наук и других (рганизаций страны.

Апробация работы

Материалы диссертации докладывались на:

2-ом Всесоюзном съезде океанологов (Севастополь, 1983);

Всесоюзных конференциях: 3-я, 4-я и 5-я Дальневосточные аку-тические конференции "Акустические методы и средства исследо-ания океана" (Владивосток, 1981, 1985, 1989); 8-я Всесоюзная конвенция по информационной акустике — ИНАК-8 (Москва, 1982); Статистические методы в теории передачи и преобразования ин-юрмационных сигналов (Киев, 1985); 1-я Всесоюзная конференция о морской геофизике (Геленджик. 1987); Проблемы метрологии идрофизических измерений (НПО ВНИИФТРИ, 1992); по магнит-ым материалам (Красноярск, 1972);

Всесоюзных школах-семинарах: по техническим средствам и етодам освоения океана (Геленджик, 1989, 1991); "Модели, алго-итмы, принятие решений" — МАПР-1 (Москва, 1984), МАПР-2 Ленинград, 1988); "Акустические статистические модели океа-а"— АСМО-5 (Москва, 1984); По статистической гидроакустике -СГ-13 (Львов, 1982), СГ-15 (Владивосток, 1989); По информаци-нной акустике — ИНАК-10 (Москва, 1988); По акустике океана Звенигород, 1989); по магнитным материалам (Баку, 1979);

международных конференциях'. Second International Congress on ;cent developments in air and structure borne sound and Vibration (Au-Lirn, USA, 1992); European conference on underwater acoustic (Lux-nburg, 1992); Mossbayer spectrometry (Drezden, 1971); Underwater ioacoustics: Behavioral, Environmental and Evolutionary Perspectives taly, 1994); Альтернативная энергетика и проблемы экологии Турция, г.Кемер, 1995); Physical processes on the ocean shelf ¡vetlogorsk, Kaliningr. Region, 1996).

Ломоносовских чтениях (Москва МГУ, 1974,1987,1989,1995);

Ряде специализированных заседаний НТС секции прикладны: проблем АН СССР, НПО ВНИИФТРИ и других организаций.

Публикации. Основное содержание диссертации изложено в 81 работах, включающих 1 монографию и 13 Авторских Свидетельст СССР и Патентов РФ.

Основные научные положения, выносимые на защиту

1. Обоснование подхода к описанию акустических полей сигна лов и шумов {концепции векторно-фазовых методов), позволяюще го на принципиально новой основе ставить и решать различные ак туальные задачи современной акустики и гидроакустики, которы базируется на получения дополнительной информации об акусти ческом поле при заданных пространственно-временных объема выборок за счет измерения в ограниченном числе точек среды на ряду с традиционной для акустических измерений скалярной харак теристики поля — давления, его векторных характеристи {градиент звукового давления, колебательная скорость части; среды в акустической волне и т.д.)', а также производных поля даЕ ления более высоких порядков, таких как биградиенты звуковог давления.

2. Установленные в процессе выполнения работы фундаменталь ные закономерности формирования векторно-фазовой структур| полей детерминированного и шумовых источников в стратнфищ-рованном океане, заключающиеся в том, что существуют вполн определенные функциональные связи между такими характернее ками акустического поля как давление и проекции колебательны скоростей и потоков акустической мощности, измеренными однс временно в одной и той же точке пространства, позволяющие ре шить задачу адекватности измерений, выполненных различным типами звукоприемников, и как следствие, снять метрологическуj проблему приведения измеренных ими уровней к единой станда{; тизированной шкале.

3. Результаты анализа и экспериментальных исследований поме хоустойчивости приемных систем на базе приемников градиент давления, в том числе, установленного факта, что комбинироваг ный приемный модуль, измеряющий поток акустической мощнс сти поля в единственной точке пространства, обладает уникал! ными, ранее не анализировавшимися свойствами, существенно пс вышающими его возможности при решении задачи обнаружени одиночных (в используемой частотной полосе анализа) детермит рованных источников сигнала в океане с соотношением сш нал/помеха по полю давления меньшим единицы, за счет использс вания в алгоритмах обработки поступающей многоканальной hf

формации методов пространственной фильтрации регистрируемых интенсивностей сигнала.

4. Установление нового экспериментального факта резонансного возбуждения в мелком водном слое источником, находящимся в воздухе, сигналов, распространяющихся с одной и'той же скоростью в придонных водном и грунтовом слоях со слабым затуханием на значительные расстояния по горизонтали {эффект береговой зоны).

5. Разработанные в процессе выполнения работы, конструкции и основные акустические параметры новых приемников градиента и биградиента давления.

6. Методический подход к метрологической аттестации приемников градиента давления, обеспечивающий возможность сопостав-7ения результатов измерений уровней сигналов, зарегистрирован-{ых приемниками различных типов в различных условиях проведе-1ия экспериментов, и конструкция установки для реализации разработанного подхода.

Объем работы

Диссертация состоит из введения, 9 глав, в каждой из которых фиводятся оригинальные научные результаты, приложения с крат-:им описанием средств и методов проведения натурных ис-ледований, заключения, содержащего основные результаты и вы-оды работы и списка цитируемой литературы.

Общий объем диссертации 435 стр., включая 266 страниц текс-а, 206 графиков, рисунков и таблиц. Список цитируемой литерату-ы содержит 353 наименования.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность, новизна и практи-зская ценность работы. Формулируются цель и задачи исследовали, излагаются основные положения, выносимые на защиту.

В главе 1 "Основы концепции векторно-фазовых методов" фор-улируется и теоретически обосновывается концепция векторно-азовых методов.

В п. 1.1 указывается, что основная особенность такого подхода ключается. в возможности восстановление пространственной руктуры акустического поля по измерениям в точке, вместо по-роения пространственных решеток, посредством разложения зву-вого давление Р(г) в ряд Тейлора с центром в точке г0 :

Р (г) - Р{г„) + (Ar-VP) I„ + (1/2)-( Ar V)2P |го + ... .

Показано, что комбинация Фурье-преобразования в пространсл венной области и разложения в ряд Тейлора существенно сокращг ет число точек, в которых необходимо располагать звукоприемник для достижения заданной точности восстановления пространс твенного спектра. Последнее весьма актуально при создании низке частотных дискретных антенных решеток.

Классический метод теоретической трактовки свойств акустг ческого поля базируется на введении потенциала скоростей Ф(г,/ через который определяется пространственно-временное рас преде ление вектора колебательной скорости V частиц среды в волне:

V = V(r,0 = -grad Ф(г, 0 (1)

Скалярную характеристику акустического поля — давление, зг писывают в виде Р (г,/) = р сЗФ/dY, и полагают, что траектория дв! жения частиц среды в волне, по крайней мере в дальнем поле изл) чателя, соответствует локально плоской воль Ф = A(r)*cos(iai + ф).

Отсюда следует, что пространственно-временные распредел< ния величин Ф(г,г) и Р (г,/) однозначно связаны друг с другом с то1 ностью до комплексного множителя. Поэтому, измеряя Р (г,/) легк восстановить потенциал Ф(г,г) и далее рассчитать любые параме' ры сигнала.

Однако при практической реализации такого подхода возник; ет ряд серьезных трудностей.

Во-первых, восстановление V по формуле (1) требует измерь ния Р в пространственной области, т.е. приемная система должь быть протяженной, а при приеме широкополосных сигналов — кв; зинепрерывной в некоторой области пространства.

Во-вторых, введение потенциала скоростей Ф(г,/) в виде (1) ni зволяет из бесконечного множества решений волнового уравнеш рассматривать только те, которые соответствуют безвихревым дв] жениям жидкости (т.е. для которых rot V = rot (grad Ф) = 0). 1Ъ следнее не всегда справедливо для низких звуковых частот, инфр. звука, а также при проведении акустических измерений звукопр] емниками конечных размеров в движущихся средах (ветер, прили но-отливные течения, буксируемые акустические системы).

В-третьих, остается неоднозначность восстановления Ф по р зультатам измерения только поля давления в точке, связанная с н личием двух равнозначных решений одного и того же волново!

уравнения для Ф, одно из которых соответствует так называемой "простой" (локально плоской) волне, другое — волне с эллиптическим движением частиц среды.

Общее решение для вектора V, в соответствии с теоремой Гель-мгольца, можно выразить через скалярный Ф и векторный 1Р потенциалы:

V = - ёга(1 Ф + го1 Т. (2)

Таким образом, при восстановлении поля необходимо ориентироваться на одновременное независимое измерение минимум двух 'по числу восстанавливаемых параметров) характеристик акустиче-жого поля.

Подход к решению акустических задач, не накладывающий збязательных условий потенциальности на поле, основанный на >дновременной регистрации в фиксированных точках пространства юля давления и его градиента (или колебательной скорости), мы швали концепцией векторпо-фазовых методов.

В п. 1.2 для описания параметров поля введен четырехмерный ектор-столбец Р= {рсУх, рс¥у, рс¥х,Р }. Очевидно, что для лю-¡ой частоты /= со/2я отличным от нуля за время /, кратное или существенно большее периода Т- XI/ является второй момент композитов Р, или среднее значение измеряемой величины на выходе вадратичного детектора.

Выражение для вторых моментов вектора Р записано стандарт-ым образом в матричном представлении вида

Я = (Р(Р )т )*/2рс ,

1е символ "т" означает транспонирование, а "*" — комплексно со-ряженную величину. Тогда, для элементов матрицы "мгновенных" гсчетов получаем выражение

Я,™ = (Р„-Ря)/(2ре2) = Яе(1и) +] ]т(Кя,„). (3)

Матрица Я является эрмитовым тензором, элементы которого )едставляют собой математическое ожидание (ковариацию) проведения двух центрированных величин. Элементы II имеют раз-;рность плотности энергии, а с-К — плотности потока акустичес->й мощности. Разумно назвать К тензором плотности энергии аку-ического поля. Переопределяя его так, чтобы среднеквадратич-1е значения были вещественны, введем два действительных тен-ра

Б'*' = (Я + Я*)/ 2 и Ъ(а) = -г{К-КУ2,

так что И = (8®+/5(а)).

Симметричные члены определяют когерентную (активную) а антисимметричные — некогерентную (реактивную) составля ющие функции плотности энергии соответствующих пар компо

нентов акустического поля. Элементы матрицы - (т ^ 4

4 т

носят название проекций плотности потока акустической мощност] на направление т. Элементы = Щт соответствуют компонен там х,у иг реактивной плотности акустической энергии.

При анализе различных помеховых ситуаций более удобно бы вает пользоваться коэффициентами взаимной корреляци] рпт ~ р пт ~ и функцией когерентности / (модуль безразмер ного взаимного спектра), которые легко определяются через вве денные выше элементы матрицы.

В п.1.3 обсуждаются основные соотношения между компонен тами введенного тензора в однородном пространстве, в п. 1.4 — поле шумов гидродинамического происхождения.

В п. 1.5 обобщаются возможные подходы к решению задач аку стики, использующие информацию о векторно-фазовой структур поля.

В п. 1.6 описаны подходы к решению задачи локализации де терминированного источника в океане по результатам измерени поля в точке.

Глава 2 "Исследовании векторно-фазовой структуры поля сигна ла сосредоточенного источника" состоит из 8-ми параграфов и со держит анализ соотношений между векторными и скалярными ха рактеристиками поля детерминированного источника в океане.

В частности показано, что

♦ при наличии на акватории удаленного в направлении г де терминированного источника горизонтальный компонент колебг тельной скорости порождаемого им поля в дальней зоне, вы раже! ный в единицах давления плоской звуковой волны, в целом, по а\ плитуде и фазе идентичен звуковому давлению;

❖ амплитуда вертикального компонента колебательной скорс сти Кг акустического поля детерминированного источника обычн меньше амплитуды давления и горизонтального компонента кол£ бательной скорости, причем величина отношения рсУг/Р сущест венным образом зависит от гидрологии вдоль трассы, профил грунта, состояния поверхности океана и наличия мелкомасштабны случайных неоднородностей;

Справедливость данных утверждений доказана теоретически 1ля случая однородного полупространства, при наличии подводного звукового канала и при произвольных характеристиках дна для шстот выше критических в дальней зоне излучателя на основании шализа аналитических решений волновых уравнений (п.2.2) и с помощью математического моделирования (п.2.4), а также проверена жспериментально при проведении большой серии экспериментов в шличных районах Мирового океана, а также акваторий закрытых юрей. Результаты исследований для мелкого моря изложены в 1.2.4, для глубокого — в п.2.5.

. В п.2.3 и 2.7 обсуждается поведение соответственно горизонта-¡ьной IVи вертикальной составляющих потока акустической ющности. Показано, что знак усредненной по времени составляющей [Гцг во многих случаях. (по крайней мере, в первой зоне конвер-енции) зависит от величины заглубления детерминированного ис-очника сигнала.

В п.2.6 излагаются особенности формирования векторно-фазо-ой структуры акустического поля детерминированного источника звуковом канале с двумерной стратификацией в виде устойчивой, ротяженной на сотни километров структуры волновода с замкну-ыми изолиниями скорости звука, имеющей в разрезе форму эллип-1 ческой трубы с минимумом скорости звука в центре, и являются, по-видимому, характерным явлением в Мировом океане.

Обнаружено, что в таких подводных звуковых каналах создайся благоприятные условия для распространения звука за счет боге слабого геометрического расхождения захваченных мод в гори-штальной плоскости.

Глава 3 "Исследования структуры поля сигнала сосредоточенного ¡точннка в случайно-неоднородном океане" состоит из 11 парагра-эв.

Показано, что:

♦ для сигнала, распространяющегося в "стандартной" флуктуи-'ющей среде выполняются все основные, отмеченные в главе 2, отношения между звуковым давлением и проекциями колебательна скорости;

♦ разностно-фазовые характеристики давления и горизонталь-й составляющей колебательной скорости являются флуктуирую-ши весьма слабо и устойчивыми к условиям распространения чс. 1,2). .

В главе 4 "Векторно-фазовая структура шумовых полей океана", стоящей из 9 параграфов, анализируются теоретически и экспери-

ментально полученные закономерности формирования векторно фазовой структуры поля шумовых источников в океане.

Для описания шумового поля используются три акустически« модели: совокупность точечных взаимно некоррелированных ис точников, расположенных с равномерной плотностью на поверхно сти сферы, в центре которой находится приемная система {моделг объемного шума), в горизонтальной плоскости {модель поверхност ного шума), или вдоль горизонтальной линии {модель береговой ли пин). В последних двух случаях каждый источник обладает характе ристикой направленности вида g{ос) - со$"а в вертикальной (по верхностный шум) или горизонтальной (береговой прибой) плоско стях.

Для модели поверхностного шума и однородной безгранично! среды при усреднении за время г, существенно большее период; колебаний, имеем

Р2!{рс¥х )2=Р21(рсУу )2 - 2•(« + 1);

Р21{рс¥:)2 = {п + 1)/». (4)

Аналогично для модели изотропного шума Р21{рс¥г )2 - 3.

Для модели шума берегового прибоя при g{<p, &) = 1

Р21{рс¥х )2 * Р2/(рсУу)2 - 2 - 0(И/г),

где 0{к/г) — небольшая поправка, определяемая величиной отно шения глубины к погружения приемной системы к расстоянию до шумящей линии.

Во всех перечисленных случаях выполняется условие

Р--/(К2 +¥/ +У 2 )= {рс)2. (5)

Невыполнение условия (5) свидетельствует либо о наличии пс лей неволнового происхождения (шумы обтекания, турбулентны пульсации и пр.), либо о работе в ближнем поле источников.

Аналогичные расчеты для приемной системы на глубине к слое глубиной Н с импедансным дном, характеризуемым коэффг циентом отражения У(/,<9) были проведены с использованием ЭВМ.

Наиболее важным результатом расчетов шумового поля, ген« рируемого взволнованной поверхностью, в описанных выше мс дельных представлениях следует считать, что при наличии дна с кс зффициентом отражения У(/,$), в широких пределах изменени и глубины места, при выполнении условия кк > 3, зависимое

ти отношении P2/V2 от частоты не наблюдается. При этом, во всех случаях для п = 1

P2KpcVx У » P2l(pcVy )2 = 5...7 дБ,

P^/ipcVz)2 = 2...3 дБ.

Оба результата слабо зависят от фактора фокусировки и отражающих свойств грунта, поэтому сохраняют свои численные значения и в вертикально стратифицированном океане.

Существенно, что около 90 % энергии поля, генерируемой взволнованной поверхностью, определяется ограниченным участком близлежащей поверхности. Шумы дальнего судоходства приходят преимущественно с горизонтальных направлений. Причем

P2l(pcVz)2> 15...30 дБ,

т.е. вертикальный канал ВП оказывается защищенным от шумов дальнего судоходства, так что в случае отсутствия судов и других источников в непосредственной близости от приемной системы, канал Vz дает информацию об истинном значении уровня поверхностных шумов.

Если обозначить через Р„ уровни звукового давления, генерируемого взволнованной поверхностью, а через Рг — аналогичные уровни шумов, приходящих из дальней зоны, тогда их относительный вклад можно оценить, исходя из измеренных значений P/Vz:

PrIPn = [Pi{pcVz)\nl(n + 1)-1. (7)

Характерно, что в большинстве районов океана существует отличная от нуля доля шумов, приходящих из дальней зоны и имеющих относительно устойчивые направления в пространстве. Об этом можно судить по усредненным во времени значениям горизонтального потока акустической мощности. Относительный вклад таких шумов, определяемый коэффициентом a = <W^i>!<P 2>, для различных акваторий колеблется от -30...-40 дБ для глубоководных удаленных от судоходных трасс районов, до -5...-8 дБ для береговых зон и районов с интенсивным судоходством (рис. 3). Отметим, что a&PJP-n, если шумы существенно анизотропны. В противном случае обычно а < Рг/Р„.

Глава 5 "Вопросы помехоустойчивости комбинированных приемны: систем" состоит из 10 параграфов.

В п.5.1 определяется понятие помехоустойчивости, используе мое в работе.

В п.5.2 рассматривается помехоустойчивость одиночного КГ1Г\ при аддитивной обработке сигналов. Показано, что в зависимост] от типа шумового поля и используемых комбинаций каналов ВП : ПД помехоустойчивость КПМ лежит в пределах 3...13 дБ и опреде ляется, прежде всего, наличием "косинусной" характеристики на правленности у ВП.

В п.5.3 рассматривается приемник потока акустической мот ности. На основании анализа экспериментальных данных показанс что переход на регистрацию значений проекций потока акустичес кой мощности позволяет с учетом его векторного характера значи тельно снизить порог обнаружения устройства, в том числе опреде ляющего акустический пеленг.

Отмечаются и обосновываются наиболее важные аспекты прс явления свойств потоков акустической мощности поля шумов в ре альном океане, требувощие их учета при анализе потенциальны возможностей приемника потока акустической мощности. К ни; относятся

♦ Необходимость введения двух понятий — шум и помеха и выходе приемника.

Под шумом мы подразумеваем неустранимую усреднением сос тавляющую потока акустической мощности, определяемую анизс тропностью шумового поля (см.рис.4); под помехой, ■— как обычае дисперсию потока, обусловленную статистическим характеро; формируемого поля шумов.

❖ Возможность осуществления пространственной фильтраци регистрируемых сигналов, которая позволяет получить дополш тельный выигрыш в соотношении сигнал/помеха S/N при регистре ции сигнала детерминированного источника на фоне шумов океана

Однако, в данном случае возникает зависимость дополнител1 ного выигрыша в помехоустойчивости приемника потока акус тической мощности от соотношения S/N на входе.

В п. 5.4 получена и проанализирована функция совместног распределения абсолютного значения модуля и направления ropi зонтальной проекции потока акустической мощности. Показанс что для изотропных в горизонтальной плоскости шумов, дополш тельный за счет пространственной фильтрации выигрыш практичс ски отсутствует при соотношении S/N < - 20...-25 дБ на входе.

О -10

-30

о -10

-30

о -10

-30

яБ ? гГМ5У. ± гг,™ к, (?+гг) (Р-Уг)

о

и

§ о С,И «г ш 'с

Т

&/ = 2,51Ц 0(2

/ = 230 Гц 0.4 * 0.6

/ = 600 Гц

кы О Я

I

частота

/ = ^Гц 0 б ■А- /

- а

Е, хм

Рис.1. Соотношения между компонентами паля на трассе 1 с профилем с(х) рис.1(г) и на трассе 2 с профилем с(?) - д-

Рис.2 . Характерные профили огибающих и анплитудно-фазоЕые соотношения Р и У„ на трассах 1 и 2.

ча

б >ПГ ——»4.

е 1.

1 __/ ¿у 2

О 20« 4(0 640 800 /■

Рис.3 .Характерные усредненные значения отношений Р2/(рс V)2 для трех районов Тихого океана с различными типами-гидрологии:

1 - РУ(рсУх)2;

2 - Р/(рсИу)2;

3 - РУ(рс¥х)1]

На рисунке в сплошная линия 3 соответствует волнению 0...1 балла, штриховая 4... 5 баллов.

Рис.4. Усредненные уровни звукового давления 20-1б(ЛРо) - (1) и горизонтального потока акустической мощности

а - прибрежная акватория мелкого моря; б - район со звуковым каналом на глубине 100... ...200 м на удалении 20...25 миль от трассы с интенсивным судоходством; в - район с глубоководным звуковым каналом вдали от судоходных трасс.

Р. дБ 1 1

315 Гц

Л-1 | 250 Гц 1 2(10 Гц

г " и ^ О и тЛ\ © Т. г \ * /

X 20 го 5 ко £ и 40 примерный профиль дна * дойная ПС 'ГА - Ье Л

1 0 1 , -X, КМ ■ Расстояние но гориюнтали время

дв

ОТ т. 4

I (1)

. и " С

, I ВДОЛЬ 1 , » I вдоль

Г I Т 1 1 I I П 1 берега 2

_ лиЛ-^-^ i\JL-Ja^UlJUJ|Mk-

корреляция X* Х2

^ л .л 11 Й Г

/= У/5 Гц {1/3 о кт. аиалщ)

Рис. 5

Однако анализ данных натурных измерений показывает, что во многих районах реального океана существует определенная синхронность флуктуации огибающих Р(1) и У({), причем доля коррелированной составляющей этих флуктуации может достигать 60-80 %. Связанная с этим относительная стабильность углового положения неизотропной составляющей вектора потока шумов океана, способствует увеличению помехоустойчивости приемника акустической мощности.

В п.5.5 рассматриваются линейные антенны на основе КПМ и их помехоустойчивость по отношению к аналогичным антеннам на базе ненаправленных гидрофонов.

В п.5.6 на основании данных расчетов и модельных экспериментов в звукозаглушецной камере показывается, что в общем случае, когда характер помехи полностью неизвестен, весьма важное значение имеет вопрос о правильной настройке (калибровке) таких антенн.

Обсуждению этих вопросов посвящен п.5.7.

В п.5.8 и 5.9 обсуждаются результаты экспериментальных исследований помехоустойчивости различных приемных систем на базе ВП в натурных условиях.

В главе 6 "Векторный приемник как основа измерительных систем", содержащей 12 параграфов, анализируются конструктивные особенности и принципы работы звукоприемников различного назначения. Рассмотрены и обоснованы основные акустические метрологические характеристики векторных приемников. Предложены принцип классификации звукоприемников, модель звукоприемника, позволяющая оценивать его потенциальные возможности в плане регистрации сигналов малых уровней и частотного диапазона. Описаны основные конструкции звукоприемников, в том числе разработанные при участии автора новые приемники градиента и биградиента давления.

Рассмотрены основные аспекты использования приемников градиента давления в качестве сейсмоакустических датчиков.

Рассмотрены варианты использования различных материалов в качестве преобразователей для звукоприемников. При этом частично использованы результаты исследования электрострикционных и магнитострикционных материалов, полученные автором.

Одним из важных результатов исследований в этом направлении является обнаружение нового, ранее не известного явления внутренней магнитострикции в магнитных кристаллах. Оказывается, что для довольно большого класса магнетиков, особенно кристаллизующихся в структуры с так называемым "свободным па-

оаметром", изменение энергии обменных взаимодействий за счет внешних факторов (определяющей магнитострикционные свойства магнетика) приводит, прежде всего, к перестройке их внутренней структуры, и слабо проявляется на макроскопических характерис-гиках. Применительно к вопросам, рассматриваемым в данной глазе диссертации, это означает, что существует весьма ограниченный выбор магнитных материалов, которые можно было бы использо-зать в качестве акустических преобразователей.

В главе 7 "Об аномалиях возбуждения и распространения низко-'мстотных акустических воли в мелководных акваториях", содержа-дей 8 параграфов, на примере изложения вопросов, связанных с исследованием особенностей возбуждения сигналов на мелководье, вписывается применение ВП в качестве сейсмодатчика, а также 1рибора, позволяющего по измерениям поля в точке определять характер движения частиц среды в волне (простейший случай поляри-¡ационного анализа).

В п. 7.1- 7.5 излагаются результаты анализа экспериментальных 1анных, касающихся обнаруженного нового эффекта, связанного с резонансным возбуждением звука, генерируемого источником, рас-юложенным в воздухе, суть которого заключается в следующем см. рис. 5).

При перемещении источника звука над мелководной частью ак-¡атории с глубиной Н приемная система как по уровню акустичес-:их сигналов, так и по взаимной корреляции различных компонен-ов поля, надежно регистрировала сигналы либо в существенно ог-»аниченной области водной среды при нахождении источника не-юсредственно над приемной системой (что хорошо соответствует лассическим представлениям), либо в конечном, вполне опреде-1енном числе точек вдоль траектории со сравнительно небольшими начениям отношений Н/Я — не более 3...5 (резонансное возбужде-[ие) с последующим горизонтальным распространением возмущения с малым затуханием в водной среде на значительные расстоя-ия.

В п.7.6 и 7.7 показывается, что важную роль в возникновении ффекта играют:

(а) взаимодействие звука с импедансным дном, в результате ко-орого происходит перераспределение энергии между водными и онными модами, и возникает низкочастотная волна с эллиптичес-им движением частиц в вертикальной плоскости, имеющая конеч-ую по толщине общую область в воде и грунте, и

(б) наличие фокусировки за счет соответствующего достаточно ильного градиента скорости звука в донных осадочных породах.

При этом амплитудно-фазовые соотношения между горизо! тальными компонентами колебательной скорости несут информ. цию о направлении прихода волны.

В главе 8 "Решение некоторых прикладных задач" в 8-ми пар; графах анализируются подходы к решению некоторых акустич ских задач, базирующиеся на векторно-фазовых методах, в то числе:

* способ классификации источников звука по типу, позволяк щий классифицировать акустическое поле, по крайней мере, г трем типам: диффузное поле, поле стоячих волн, анизотропт (когерентное) поле, а по измерениям в ближнем поле излучате; разности фаз Appv, или отношений W\ IWr и P!pcVr осуществля-простейшую классификацию источников — монополь, дипол квадруполь и т.п.

♦ помехоустойчивый по отношению к посторонним источника звука способ определения характеристик направленности (в дал ней зоне, определяемой совокупностью точек М) сложных излуч телей локализованных внутри некоторого объема, ограниченно] замкнутой поверхностью S, по измерениям в ближней зоне, испол зующий интегральную теорему Гельмгольца

t, dG(N) dP{N) ,

<j dn än }

и позволяющий не прибегать к приближениям, связанным с neoöxi димостью вычисления члена, содержащего комплексную величш dP/d« в точках N в уравнении (8), принадлежащих контрольной п верхности (G(N) - функция Грина).

Ф способы оценки акустических параметров грунта, основаннь на использовании результатов одновременной регистрации давл ния, колебательной скорости от излучателя типа монополя и/ш разностно-фазовых соотношений между ними, в том числе на во можности прямого определения комплексного значения входно] импеданса в одной точке на границе "вода - грунт" Z = (P/Vz )|2 я

❖ способ разделения вкладов в шумы океана источников ра личного типа по измерениям, выполненным одиночной комбинир< ванной приемной системой, основанный на приводимой форму;

(7).

Глава 9 "Некоторые вопросы метрологического обеспечения век-торно-фазовых измерений" содержит 8 параграфов.

В п.9.1 - 9.5 изложены вопросы метрологического обеспечения измерения векторных характеристик акустических полей и особенностей градуировки векторных приемников.

В п.9.6 рассмотрена разработанная в плане метрологического □беспечения описанных в диссертации экспериментальных исследований установка для градуировки приемников градиента давления абсолютным методом с погрешностью не более 1-1,5 дБ.

В п.9.7 и 9.8 анализируются основные погрешности градуировки и пути повышения точности определения абсолютных значений чувствительности приемников градиента давления до 0,2-0,5 дБ.

Приложение содержит краткую сводку технических параметров аппаратуры, использовавшейся при проведении натурных исследований, разработанной и изготовленной в большей части под руководством и при непосредственном участии автора.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ

Основные результаты работы формулируются в заключении.

1. Проведен анализ подходов к описанию акустических полей детерминированных и шумовых источников в океане, основанных та концепции векторно-фазовых методов, в частности:

• сформулирована и обоснована концепция векторно-фазовых методов; введены понятия тензора плотности энергии и энергети-1еской матрицы акустического поля;

• описаны возможные подходы к решению ряда задач акусти-си, связанных с восстановлением поля и определением местополо-кения источников звука в среде по измерениям в ограниченном шсле точек;

• показана принципиальная возможность увеличения объема 1кустической информации при измерениях в существенно ограни-шнной области пространства за счет использования векторно-фазо->ых методов.

2. Проведены систематические исследования векторно-фазовой структуры поля детерминированного источника в стратифициро-1анном океане.

Показано, что

» в широких пределах варьирования акустических параметров реды звуковое давление и горизонтальный компонент колебатель-

ной скорости поля сигнала, выраженный в эквивалентных единицах звукового давления плоской волны путем формального домноже-ния колебательной скорости на волновое сопротивление среды, идентичны с точностью до флуктуации, обусловленных условиями распространения, которые в среднем не превышают значений 0,5 дБ для амплитуды и 3...50 для фазы;

• амплитуда вертикального компонента колебательной скорости поля детерминированного источника обычно меньше амплитуд звукового давления и горизонтального компонента колебательной скорости, причем величина их отношения существенным образом зависит от гидрологии вдоль трассы, профиля дна, состояния поверхности океана и наличия мелкомасштабных случайных неодно-родностей;

• заглубленный излучатель и излучатель, расположенный вблизи поверхности глубокого моря (не глубже 15...20л/), в дальней зоне, не превышающей первой зоны конвергенции, как правило формируют акустическое поле с различными знаками усредненного по времени вертикального потока акустической мощности.

3. Проанализировано влияние пространственных и временных флуктуации параметров среды на векторно-фазовую структуру поля детерминированного источника:

• показано, что в "стандартной" флуктуирующей среде выполняются все основные, отмеченные в п. 2, соотношения между звуковым давлением и проекциями колебательной скорости;

• показано, что разностно-фазовые характеристики давления и горизонтальной составляющей колебательной скорости являются флуктуирующими весьма слабо и устойчивыми к условиям распространения, по крайней мере, в дальней зоне излучателя;

• проведены экспериментальные исследования флуктуации сигнала, обусловленных взаимодействием с взволнованной поверхностью, случайными мелкомасштабными неоднородностями, фронтальной зоной, формируемой устойчивыми океаническими течениями, и телом конечных размеров в среде, обтекаемым потоком.

4. Изучены основные закономерности формирования векторно-фазовой структуры шумовых полей океана:

• получены в рамках модельных представлений соотношения между компонентами поля шумов океана;

в проведено сопоставление результатов расчетов и экспериментально определенных параметров векторно-фазовой структуры шумовых полей для различных районов Мирового океана;

• показано, анизотропная составляющая шумового поля океана на низких частотах во многих случаях имеет устойчивую пространственную структуру.

5. На основании анализа и результатов проведенных исследований показано, что малогабаритные комбинированные приемные системы обладают весьма ощутимыми преимуществами по сравнению с аналогичными на базе ненаправленных гидрофонов, в том числе, использование одиночного КПМ позволяет определять пеленг на детерминированный источник сигнала, а переход на регистрацию значений проекций потока акустической мощности существенно повышает возможности КПМ при решении задач обнаружения одиночных детерминированных источников сигнала в океане с соотношением сигнал/помеха по полю давления, меньшим единицы, за счет использования в алгоритмах обработки поступающей многоканальной информации методов пространственной фильтрации регистрируемых интенсивностей сигнала.

Для слабых сигналов ( S/N ~1) выигрыш наиболее существенный, если сигнал широкополосный.

6. Показано, что при анализе возможностей обнаружения слабых сигналов в реальном океане с помощью приемника потока акустической мощности необходимо, в отличие от других известных приемных систем, учитывать раздельно две составляющие дисперсии шумового поля, одна из которых весьма слабо сказывается на дисперсии пеленга, а также ввести два понятия — шум и помеха на шходе приемника потока акустической мощности.

7. Проведен критический анализ использования векторных при-:мников в акустических измерениях:

• предложены принципы классификации звукоприемников.

• рассмотрены основные аспекты использования приемников радиента давления в качестве сейсмоакустических датчиков;

• описаны основные конструкции звукоприемников, в том чис-:е разработанные при участии автора.

8. Рассмотрена модель звукоприемника как колебательной сис-емы с несколькими степенями свободы, позволяющая оценивать го потенциальные возможности как в плане регистрации сигналов 1алых уровней, так и частотного диапазона.

9. Обнаружен экспериментально новый эффект, заключающий-я в резонансном возбуждении акустической энергии в мелкой воде сточником расположенным в воздухе, с последующим ее распро-гранением на значительные расстояния по горизонтали с малым пуханием.

Важную роль в возникновении эффекта играет низкочастотная волна с эллиптическим движением частиц среды в вертикальной плоскости, имеющая конечную по толщине общую область в воде и грунте, и наличие "фокусировки" за счет соответствующего достаточно сильного градиента скорости звука в донных осадочных породах.

10. Обоснованы и экспериментально проверены некоторые возможности использования информации о векторно-фазовой структуре акустических полей применительно к решению ряда актуальных прикладных задач акустики. В частности, рассмотрены

• способ классификации акустических источников по типу;

• способ определения характеристик направленности излучателя на основании результатов векторно-фазовых измерений в ближней зоне;

• векторно-фазовые методы изучения отражающих свойств дна водоема;

• определение характерных размеров мелкомасштабных не-однородностей в океане;

• разделение вкладов шумов, генерируемых взволнованной поверхностью океана и удаленными источниками;

• методика измерения шумов океана с борта свободно дрейфующего судна, не имеющего режима тишины;

• методика изучения флуктуаций амплитуды, фазы, разност-но-фазовых характеристик и углов прихода сигнала в случайно-неоднородном океане;

• методика настройки комбинированных приемных антенн на мелководье.

11. Проанализированы точностные параметры необходимого обеспечения согласованного задания амплитудных и разностно-фа-зовых характеристик сквозных трактов передачи информации с комбинированных приемных систем, позволяющих максимально реализовать их потенциальные возможности.

12. Разработана и реализована установка для градуировки векторных приемников в вертикально колеблющемся столбе жидкости абсолютным методом с погрешностью не более 1 дБ и воспроизводимостью результатов не хуже 0,2 — 0,3 дБ.

СПИСОК ОСНОВНЫХ ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

. Гордиенко В.А., Ильичев В.И., Захаров J1.H. Векторно-фазовые методы в акустике. М.: Наука, 1989. 224 с.

L Гордиенко В.А.,Захаров Л.Н. Определение абсолютных акустических характеристик источников звука посредством измерения акустической мощности// Акустические средства и методы освоения океана. Владивосток: ДВГУ, 1981. С. 130-134.

1. Гордиенко В.А., Захаров Л.Н. Измерение потока мощности как способ повышения точности абсолютных акустических измерений// Тр. 8-ой Всесоюз.конф.по информационной акустике. М.:АКИН, 1984. С. 47-49.

. Гордиенко В.А.,Ермолаева Е.О., Захаров Л.Н. Определение характеристик направленности излучателей на основании результатов векторно-фазовых измерений в ближнем поле// Тр. 8-й Всесоюзн. конф. по информационной акустике. М.: АКИН, 1984. С. 49-52.

. Гордиенко В.А., Ильичев В.И., Захаров Л.Н., Щуров В.А. Применение векторно-фазовых методов в акустических измерениях// Тез. 2-го Всесоюзн.съезда океанологов. Севастополь.) 983. Вып.4. С.ЗЗ.

. Гордиенко В.А., Ермолаева Е.О., Захаров Л.Н. Обработка шумовых акустических сигналов с помощью КПА// Статистические методы в теории передачи и преобразования информационных сигналов. Тез. Всесоюзн. научно-технич. конф. Киев: Изд.КНИИГА, 1985. С.84-85.

. Гордиенко В.А., Голямина И.П.,Захаров J1.H.,Пирогов В.А. Принцип построения однонаправленных излучателей малых волновых размеров// Тр. Всесоюзн. семинара МАПР-1. М. 1982 г. М.: АКИН, 1985. С.7-11.

. Гордиенко В.А.,Гончаренко Б.И. Возможность классификации источников в ближнем поле// Тез. 1-го акуст. семинара МАПР-1 "Модели, алгоритмы, принятие решений". М.: АКИН, 1985. С. 12-16.

. Гордиенко В.А., Ермолаева Е.О., Захаров Л.Н., Щекочихина И.А. Определение характеристик направленности сложных источников в их ближнем поле при ограниченном объеме выборки// Тез. докл. 5-го Всесоюз. семинара "Акустические статистические модели океана". М.: АКИН, 1985. С. 23-26.

Ю.Гордиенко В.А., Ермолаева Е.О. О приеме сигналов комбиниро ванными антеннами в поле сложных в поле сложных помех; Труды 4-ой Дальневост.конф. Владивосток: Изд. ДВПИ, 1985.

11. Гончаренко Б.И., Гордиенко В.А. Использование ПГД при изуче нии акустических свойств океана// Проблемы геофизики океани ческого дна. Тез. 1-й Всесоюзн. конф. по морской геофизике. Ге ленджик. 1987. М.: Инст. Океанологии. АН СССР. 1987. Т.1 С.31-32.

12. Гордиенко В.А., Наумов И.Я., Захаров JI.H. О возможностя: ПГД на базе двух гидрофонов, разнесенных в пространстве// Из мерительная техника. 1988. N 3, с.46-47.

13. Гордиенко В.А., Гончаренко Б.И. Векторно-фазовая структур; шумовых полей в глубоком океане// Тез. 2-го Всесоюзн. акустич семинара МАПР-2. М.: АКИН, 1988. С. 129.

14. Гордиенко В.А., Гончаренко Б.И. Особенности формировани; поля сигнала сосредоточенного источника в стратифицирован ном океане// Тез.2-го Всесоюзн. акуст. семинара МАПР-2 М.: АКИН, 1988. С.131.

15. Гордиенко В.А., Гордиенко Е.Л., Гончаренко Б.И. Скалярно-век торная структура шумовых полей океана// Скалярно-векторньк методы в судовой акустике. JL: ЛКИ, 1989. С. 102-121.

16. Гордиенко В.А.,Гончаренко Б.И. Исследования векторно-фазо вой структуры шумовых полей в глубоком океане// Труды 2-гс Всесоюз. акустич.семинара МАПР-2. Л.:ЛИАП, 1991. 10 с.

17. Гордиенко В.А., Гончаренко Б.И. Векторно-фазовая структур; поля сигнала сосредоточенного источника в стратифицированном океане// Труды 2-го Всес.акуст.семинара МАПР-2 Л.: ЛИАП, 1991.7 с.

18. Гордиенко В.А., Гончаренко Б.И. О методе изучения акустических полей в океане с борта дрейфующего судна// Технич. средства и методы освоения океана. Тез.Всесоюз.школы М.:Инст.Океанологии,1989. С.22.

19. Гордиенко В.А.,Гончаренко Б.И., Ильичев В.И., Коропченкс A.A. Особенности формирования акустических сигналов в звуковом канале нового типа// Докл.АН СССР,сер.Океанология. 1989.T.309,N 5.С.1211-1214.

20. Гордиенко В.А., Гончаренко Б.И., Ильичев В.И. Векторно-фазовая структура поля шумов океана в звуковом канале нового типа// Докл. АН СССР, Сер. Океанология. 1990. Т. 310, N 2. С. 458460.

1. Гончаренко Б.И.,Гордиенко В.А.,Коропченко A.A.,Тимченко И.А. Комбинированная приемная система как средство изучения пространственно-временных характеристик поля акустических сигналов// Акустич.методы и средства исследования океана. Тез. 5-ой Дальневост. акуст.конф. Владивосток: изд.ДВПИ, 1989. 4.2. С. 87-89.

>. Гордиенко В.А., Гончаренко Б.И., Коропченко A.A. Исследование пространственно-временных характеристик шумов океана с помощью акустических систем на базе ПГД// Акустич. методы и средства исследования океана. Тез.5-ой Дальневост. акуст. конф. Владивосток: изд. ДВПИ, 1989. Ч. 3. С.40-41.

5. Гордиенко В.А., Гончаренко Б.И., Коропченко A.A. Пространственно-временная векторно-фазовая структура тонального акустического сигнала на протяженных трассах// Тез. 15 Всесоюз. школы-семинара по статистической гидроакустике. Владивосток: изд. ТОЙ ДВО АН СССР, 1989. С. 73-74.

(.Гордиенко В.А., Гончаренко Б.И.,Захаров J1.H.,Ермолаева Е.О., Лопатина Е.Е. Изучение низкочастотных акустических полей сигналов и шумов в океане с помощью комбинированных приемных систем// Применение векторно-фазового метода в акустике океана Владивосток: изд. ДВО АН СССР, 1989. С. 61-98. ), Гордиенко В.А., Ермолаева Е.О., Гончаренко Б.И. Измерение коэффициента отражения грунта в мелком море с использованием приемника градиента давления// Применение векторно-фазового метода в акустике океана. Владивосток: изд. ДВО АН СССР. 1989. С.98-102.

¡.Гордиенко В.А.,Гончаренко Б.И.,Коропченко А.А.,Ильичев В.И., Луцик Л.А., Полещук A.B., Рудницкий A.A., Сорокин А.Б. Низкочастотные флуктуации угла прихода сигнала в случайно-неоднородном океане // Докл. АН СССР. 1991. Т. 316, N 5. С. 12261229.

.Гордиенко В.А., Гордиенко Е.Л., Демурин A.A. Особенности распространения в мелком море сигналов, возбуждаемых источником, расположенным в воздухе// ТезЛО-й Всесоюз. школы-се-минарапо информационной акустике, ИНАК-10. М.: АКИН. 1 с.

.Гордиенко В.А., Гончаренко Б.И., Коропченко A.A., Ильичев В.И. Векторно-фазовая структура звуковых сигналов на протяженных трассах при наличии мелкомасштабных неоднородно-стей// Океаническая акустика/ Под ред. Л.М.Бреховских. М.: Наука, 1993.С. 109-127

.Гончаренко Б.И., Гордиенко В.А., Ермолаева Е.О. Измерение коэффициента отражения от грунта в мелком море с использова-

нием приемника градиента давления// Вестник МГУ, сер. Физика, Астрономия. 1990. Т. 31. N 5. С. 60 - 66.

30.Гордиенко В.А.,Гончаренко Б.И.,Ермолаева Е.О. Шумы океана. Деп. рукопись. М.: МГУ, 1990. 90 с.(ВИНИТИ № 3837-В 90).

31.Гордиенко В.А.,Гончаренко Б.И.Доропченко А.А.,Луцик Л.А.,Полещук А.В ..Рудницкий А.А.,Сорокин А.В. Использование приемника градиента давления для регистрации случайных неоднородностей в океане// Всесоюз. школа по технич. средствам и методам освоения океана. М.: Институт океанологии им. П.П.Ширшова, 1991. Т.2. С.90-91.

32.Gordienko V.A., Goncharenko В.I., Koropchenko А.А. A New approach to low frequency aeroacoustic problem decisions based on the vector-fase methods// Proc. Second Intern. Congress on recent developments in air and structure borne sound and vibration. Auburn Univ., USA, 1992. V. 3. P. 1387-1394.

33. Gordienko V.A., Goncharenko В.1., Korolkov G.N. Use of the vector receiver, for acoustic measurements//Proc.European conference on underwater acoustic. Luxemburg. ECUA-92-187, 1992. 5 p.

34. Gordienko V.A., Goncharenko B.I., Koropchenko A.A. Statistical peculiarities of forming of vector-phase structure of noise and signal fields in the ocean// Proc.European conference on underwater acoustic. Luxemburg. 1992. ECUA-92-N 05/16/185. 5 p.

35. Gordienko V.A., Goncharenko B.I., Koropchenko A.A. The vector-phase structure of acoustic fields in the ocean with random volume inhomogeneities// Proc.European conference on underwater acoustic Luxemburg. 1992. ECUA-92-N 05/16/186. 6 p.

36.Гордиенко'В.А., Гончаренко Б.И., Ильичев В.И. Особенности формирования вертикальной составляющей потока акустической мощности при распространении сигналов на протяженных трассах// Докл. АН СССР, Сер. Океанология. 1993. Т. 329, N3. С. 108-110.

37.Гордиенко В.А., Гончаренко Б.И., Илюшин Я.А. Особенности векторно-фазовой структуры шумовых полей океана// Акуст журн. 1993. Т. 39. Вып. 3. С.455 - 466.

38. Гордиенко В.А.,Ермолаева Е.О.,Гончаренко Б.И. Определенш акустических параметров грунта посредством векторно-фазовыз измерений//Проблемы геофизики океанического дна. ТезЛ-í Всесоюз. конф. по морской геофизике. М.: изд.ИО А!~ СССР. 1987.Т. 1с. 344.

39.Гордиенко В.А., Гордиенко E.JI.,Лихачев С.М. Автоматизиро ванная установка для градуировки звукоприемников в верти

кальном столбе колеблющейся жидкости// Проблемы метрологии гидрофизических измерений. Тез.конф.стран СНГ. М.-.изд.НПО ВНИИФТРИ, 1992.С. 19-20.

Ю.Гордиенко В.А., Гордиенко E.JL, Дрындин A.B., Лихачев С.М. Градуировка приемников градиента давления в вертикальном колеблющемся столбе жидкости абсолютным методом// Акуст. журн. 1994. Т.40, N 2. С.243 - 246.

A.Гордиенко В.А.,Гордиенко ЕЛ.,Ильичев В.И.,Захаров Л.Н. Особенности распространения в мелкой воде сигналов, возбуждаемых источником, расположенным в воздухе// Докл.АН СССР, 1993,t.333,N 3.C.90-93.

2. Гордиенко В.А., Илюшин Q.A. О флуктуациях угла пеленга сосредоточенного источника, определяемого векторным приемником в поле шумов океана// Акуст. журн. 1996. Т. 42. N 1. С. 365370.

3. Гордиенко В.А., Гончаренко Б.И., Григорьев A.B. Широкополосная сейсмоакустическая станция// Проблемы метрологии гидрофизических измерений. Тез.конф. стран СНГ. М.: изд. НПО ВНИИФТРИ, 1992. С.207-208.

4. Гордиенко В.А., Ильичев В.И. Одиночный приемник потока акустической мощности как эквивалент пространственной антенной решетки// Докл. РАН, 1994. Т.339, N 5. С. 1 - 4.

5. Гордиенко В.А., Ильичев В.И., Илюшин Я.А. Об особенностях определения направления прихода слабых сигналов в поле шумов океана одиночным векторным приемником// Докл. РАН. 1994. Т.339, N 6. С.1-4.

6. Гордиенко В.А., Ильичев В.И. Приемник потока акустической мощности: величина дисперсии и помехоустойчивость// Докл. РАН, 1994. Т.340, N 1. С. 16 - 20.

7. Гордиенко В.А., Гончаренко Б.И. Векторно фазовые методы исследования акустических полей// Вестник МГУ, сер.Физика, Астрономия. 1994. N 6. С. 93 - 104.

B. Гордиенко В.А. Биоэнергетика и некоторые проблемы биоинформационных контактов на расстоянии с использованием информации о векторной структуре электромагнитного поля// Альтернативная энергетика и проблемы экологии. М.: изд. Экологической академии России, 1995. С. 17-19.

Э. Гордиенко В.А., Николаев В.И. О магнитострикции соединения МпАи2//ФТТ, 1967. Т.9. С.2820 - 2823.

50. Гордиенко В.А., Зубенко В.В., Николаев В.И. О спонтанной маг нитострикции соединения СгТс/1 ЖЭТФ, 1969. Т.57. С. 1597 1600.

51. Гордиенко В.А., Николаев В.И. О магнитных аномалиях тепло вого расширения хрома// Письма в ЖЭТФ, 1971. Т.14. С.6 - 10.

52. Гордиенко В.А., Николаев В.И. О характере структурного фазо вого перехода, сопутствующего магнитному превращению i феррите NiFe^Cr^Ov// ФТТ, 1972. Т.14. С.623 - 627.

53. Гордиенко В.А., Николаев В.И. О магнитной аномалии тепло вого расширения антиферромагнетика FeF3 // ФТТ, 1974. Т. 16 С.2469 - 2473.

54. Гордиенко В.А., Зубенко В.В., Николаев В.И. Об электронно! конфигурации ионов железа в системе ферритов-хромитов нике ля//ЖЭТФ, 1974. Т.66. С.1129- 1146.

55. Гордиенко В.А., Николаев В.И., Якимов С.С. Особенности об менных взаимодействий в ферритах-хромитах никеля// Ферро магнетизм/ Под. ред. К.П.Белова. М.: изд.МГУ, 1974. С.147-155.

56. Гордиенко В.А., Николаев В.И., Русаков B.C., Терешонок В.А. С магнитной аномалии расширения ортоферрита диспрозия// Кристаллография, 1970. Т. 20. С. 845 - 846.

57. Гордиенко В.А., Акрам М.А., Дюльдина К.А., Николаев В.И. С влиянии теплового расширения на магнитные свойства соединения Сг2Те3// ФТТ, 1981. Т.23. С.879 -892.

58. Гордиенко В.А., Акрам М.А.,Дюльдина К.А.,Николаев В.И. Магнитные свойства соединения Сг3Те4 // ФТТ, 1981. Т.23. С.879 -892.

59. Гордиенко В.А., Дюльдина К.А. Обменно-стрикционный механизм превращения в магнитных кристаллах// Докл. АН СССР, 1982. Т.267. С.76 - 79.

60. Гордиенко В.А., Дюльдина К.А. Обменно-стрикционный механизм фазовых превращений в магнитных кристаллах// ФММ, 1984. Т.58. С.306- 318.

61. Гордиенко В.А., Дюльдина К.А. Внутренняя магнитострикция в соединении FeSn2 // Металлы, 1983. N 5. С.183 - 187.

62.Gordienko V.A.,Nikolaev V.I.,Popov F.I.,Yakimov S.S. The peculiarities of the Hyperfine Interactions of the Fe Nuclei in the NiFe2 xCrxO^ ferrite system// Proc.Conf.Mossbayer spectrometry, Drezden.1971. V.2. P. 663-664.

>3. Гордиенко В. А., Гуссейнов М.М., Ибраимов Н.С., Николаев В.И., Корчажкин В.В., Русаков B.C. Установка для измерения электрокалорического эффекта// ПТЭ, 1976. N 6. С.181 - 185.

¡4. GordienkoV.A., Goncharenko B.I., Gordienko E.L. About low frequuency wave charakter propagating along water/bottom boundary in shalow shelf area/ Proc. conf. "Phusical processes on the ocean shelf' Svetlogorsk , Kaliningr. Region ,1996. P.30

¡5. Gordienko V.A., Goncharenko B.I., Ermolaeva E.O., Ilyichev V.I. About using of acoustics power flow receiver for inshore area acoustics monitoring// Proc. conf. "Physical processes on the ocean shelf' Svetlogorsk , Kaliningr. Region ,1996. P.31.

6. Gordienko V.A., Goncharenko B.I., Ermolaeva E.O. Vektor-phase method of the bottom reflekting properties research in shalow shelf area// Proc. Conf. "Physical processes on the ocean shelf' Svetlogorsk, Kaliningr. Region, 1996. P.32.

7. Гордиенко B.A., Гончаренко Б.И., Захаров JI.H., Карабут П.В., Карабут С.В. Способ измерения характеристики направленности источников поверхностного шума. АС СССР N 1.308.020 ,1987 (Приор. 4.07.1984).

3. Гордиенко В.А., Гончаренко Б.И., Захаров Л.Н. Способ определения глубины погружения звукового источника в водной среде. ACCCCPN 1.241.869, 1986 (приор. 21.03.1984).

). Гордиенко В.А.,Захаров Л.Н.,Сизов В.И.,Топоровский Ф.А.Устр ойство электрического вращения,характеристики направленности векторного приемника. АС СССР N 1.389.622, 1987 (Приор. 6.05.1986).

). Гордиенко В.А., Гончаренко Б.И., Наумов И.Я. Приемник градиента давления. AC CCCPN 1.525.945, 1989 (Приор. 25.03.87).

.Гордиенко В.А.,Гончаренко Б.И., Наумов И.Я. Датчик ускорения. АС СССР N 1.598.217, 1990 (Приор. 25.03.87).

:. Гордиенко В.А., Гончаренко Б.И., Ермолаева Е.О. Способ опре-делеления модуля коэффициента отражения звуковой волны от подводного грунта. АС СССР N 1.619.156, 1990 (Приор. 30.03.89).

. Гордиенко В.А., Ермолаева Е.О., Лопатина Е.Е. Способ отстройки от сосредоточенного источника. АС СССР N 1.468.260, 1988 (Приор. 08.07.86).

.Гордиенко В.А.,Гончаренко Б.И., Рожков В.А. Векторный приемник. АС СССР N 322.884, 1991 (Приор. 19.12.88).

75.Гордиенко В.А., Гончаренко Б.И., Коропченко A.A. Способ определения характерных размеров неоднородностей в океане. АС CCCPN 1.789.945,1991 (Приор. 11.01.1990).

76.Гордиенко В.А., Гончаренко Б.И., Коропченко A.A., Луцик Л.А. Полещук A.B., Рудницкий A.A., Сорокин А.Б. Способ определения сверхнизкочастотных флуктуации акустического сигнала i океане. АС СССР N 1.777.106, 1992 (Приор. 15.02.91).

77.Гордиенко В.А., Гончаренко Б.И., Григорьев A.B., Луцик Л.А. Рудницкий A.A. Автономная акустическая система. АС CCCI N 1.802.349, 1992 (Приор. 25.06.91).

78.Гордиенко В.А., Гончаренко Б.И. Способ измерения измененш скорости звука в воде относительно заданной. АС СССР по заяв ке N 1.816.970 (Приор. 20.03.91).

79. Гончаренко Б.И.,Гордиенко В.А.,Григорьев A.B.,Коропченко А. А Луцик Л.А.,Рудницкий A.A. Автономная акустическая систе ма. Патент Российской федерации N 1.802.349 от 19.04.1993 г.

80.Гордиенко В.А., Гончаренко Б.И. Способ определения направле ния на источник сигнала. Патент РФ по заявке N 93-01952' (Приор. 15.04.93)