1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Акустический журнал
  4. T. 69, № 5, 2023

Акустический журнал, 2023, T. 69, № 5, стр. 534-541

Селективное возбуждение волноводных мод с помощью горизонтальной цепочки монополей

Д. В. Макаров a, *, Е. В. Соседко a

a Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева ДВО РАН
690041 Владивосток, ул. Балтийская, 43, Россия

* E-mail: makarov@poi.dvo.ru

Поступила в редакцию 02.04.2023
После доработки 28.04.2023
Принята к публикации 22.06.2023

Аннотация

Рассматривается задача о пространственной структуре акустического поля, создаваемого в дальней зоне разреженной горизонтальной цепочкой ненаправленных излучателей. Показано, что цепочка способна селективно возбуждать определенные моды акустического поля, причем номер возбуждаемой моды зависит от угловой ориентации относительно цепочки. Представлены результаты численного моделирования для двух моделей волновода и цепочки излучателей, расположенной на дне. Показано, что эффективность возбуждения отдельной моды возрастает с ростом номера этой моды. Исследована угловая зависимость модового спектра и показано, что она состоит из нескольких ветвей, каждая из которых определяет наиболее эффективно возбуждаемые моды.

Ключевые слова: акустическая антенна, акустический волновод, модовое представление

Список литературы

  1. Таланов В.И. О синтезе антенн в многомодовых волноводах // Изв. Вузов. Радиофизика. 1986. Т. 28. № 7. С. 872–829.

  2. Городецкая Е.Ю., Малеханов А.И., Таланов В.И., Фикс И.Ш. Синтез и анализ акустических полей в океане / В сборнике “Формирование акустических полей в океане”, Нижний Новгород: ИПФ РАН, 1991, С. 9–31.

  3. Clay C.S., Huang K. Single mode transmission and acoustic backscattering measurements in a laboratory waveguide // J. Acoust. Soc. Am. 1980. V. 67. № 3. P. 792–794.

  4. Gazanhes C., Garnier J.L. Experiments on signal mode excitation in shallow water propagation // J. Acoust. Soc. Am. 1981. V. 69. № 4. P. 963–969.

  5. Buck J.R., Preisig J.C., Johnson M., Catipovic J. Single-mode excitation in the shallow-water acoustic channel using feedback control // IEEE J. Ocean. Engin. 1997. V. 22. № 4. P. 281–291.

  6. Елисеевнин В.А. Концентрация энергии в одну нормальную волну, излучаемую в водном слое вертикальной линейной антенной // Акуст. журн. 2006. Т. 52. № 2. С. 275–279.

  7. Голубева Е.В., Елисеевнин В.А. Излучение одной нормальной волны вертикальной дискретной линейной антенной в водном слое // Акуст. журн. 2008. Т. 54. № 1. С. 62–68.

  8. Голубева Е.В., Елисеевнин В.А. Мощность, излучаемая вертикальной компенсированной линейной антенной в волноводе Пекериса // Акуст. журн. 2008. Т. 54. № 5. С. 767–773.

  9. Голубева Е.В., Елисеевнин В.А. Излучение одной нормальной волны вертикальной дискретной линейной антенной в волноводе Пекериса // Акуст. журн. 2010. Т. 56. № 1. С. 70–76.

  10. Peng D., Gao T., Zeng J. Study on single-mode excitation in time-variant shallow water environment // J. Comput. Acoust. 2014. № 1. P. 1440001.

  11. Zeng J., Zhao W.Y., Peng D.Y., Li H.F., Gao T.F., Shang E.C. Measurements of ocean bottom low-angle backscattering by single-mode reverberation // J. Acoust. Soc. Am. 2014. V. 136. № 6. 2976–2986.

  12. Макаров Д.В. Применение метода дискретного представления переменных для формирования амплитудно-фазовых распределений поля на вертикальной антенной решетке в волноводе // Акуст. журн. 2021. Т. 67. № 4. С. 413–430.

  13. Rutenko A.N., Zykov M.M., Gritsenko V.A., Fershalov M.Yu., Jenkerson M.R., Racca R., Nechayuk V.E. // Environ. Monitor. Assess. 2022. V. 194. 745.

  14. Елисеевнин В.А. О работе горизонтальной линейной антенны в водном слое // Акуст. журн. 1979. Т. 25. № 2. С. 227–233.

  15. Елисеевнин В.А. О работе горизонтальной линейной антенны в мелком море // Акуст. журн. 1983. Т. 29. № 1. С. 44–49.

  16. Елисеевнин В.А. Диаграмма направленности компенсированной излучающей горизонтальной линейной антенны в волноводе // Акуст. журн. 1989. Т. 35. № 3. С. 468–472.

  17. Dungan M.R., Dowling D.R. Orientation effects on linear tine-reversing array retrofocusing in shallow water // J. Acoust. Soc. Am. 2002. V. 112. № 5. P. 1842–1852.

  18. Smirnov I.P., Virovlyansky A.L., Edelman M., Zaslavsky G.M. Chaos-induced intensification of wave scattering // Phys. Rev. E. 2005. V. 72. № 2. 026206.

  19. Makarov D.V., Petrov P.S. Full reconstruction of acoustic wavefileds by means of pointwise measurements // Wave Motion. 2022. V. 115. 103084.

  20. Komissarov A.A., Makarov D.V., Kholmogorov A.O., Shakirov R.B. Low-frequency sound propagation in an underwater waveguide with a giant gassy pockmark // J. Mar. Sci. Engin. 2023. V. 11. 211.

  21. Вадов Р.А. Открытие подводного звукового канала, экспериментальные исследования, региональные различия // Акуст. журн. 2007. № 3. С. 313–328.

  22. Свергун Е.И., Коник А.А., Родионов А.А., Зимин А.В. Короткопериодная изменчивость гидрофизических полей и процессов в Четвертом Курильском проливе по данным экспедиционных исследований // Подвод. Иссл. Робототех. 2022. № 4. С. 53–61.

  23. Makarov D.V., Uleysky M.Yu., Prants S.V. Ray chaos and ray clustering in an oceanic waveguide // Chaos. 2004. № 1. P. 79–95.

  24. Kon’kov L.E., Makarov D.V., Sosedko E.V., Uleysky M.Yu. Recovery of ordered periodic orbits with increasing wavelength for sound propagation in a range-dependent waveguide // Phys. Rev. E. 2007. V. 76. № 5. 056 212.

  25. Макаров Д.В., Улейский М.Ю. Высвечивание лучей и горизонтально-неоднородного подводного звукового канала // Акуст. журн. 2007. Т. 53. № 4. С. 565–573.

  26. Petrov P.S. ac_modes: simple matlab code for the computation of acoustical normal modes in the ocean. 2019. https://github.com/kaustikos/ac_modes

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Акустический журнал

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал