Курсовая работа: Приемная антенна прибора гидроакустической связи

группа 53ИС1Т

Студент: Сёмин И.В.

Преподаватель: Огурцов Ю.П.

Санкт-Петербург

2005

Содержание

Введение

1 Расчет характеристик направленности и коэффициента осевой концентрации антенны

2 Выбор и обоснование колебательной системы

3 Выбор активного материала и определение размеров колебательной системы

4 Расчет электроакустических параметров на резонансной частоте

5 Расчет чувствительности

6 Определение толщины обтекателя

7 Описание конструкции антенны

8 Описание технологии сборки антенны

9 Расчет эффективности антенны

10 Описание методики измерения параметров и характеристик антенны: направленности

Заключение

Список литературы

Введение

Акустические волны – единственный вид излучения, способный распространяться в воде на большие расстояния благодаря сравнительно малому затуханию. Используя устройства, в основу которых положен принцип использования гидроакустического поля, можно решить массу технических задач: измерение глубины, определение рельефа дна, безопасность судовождения, добыча полезных ископаемых, коммуникация в водной среде и многое другое.

Для излучения и приема акустических волн в водной среде используют тела, поверхности которых способны совершать акустические колебания.

Процесс преобразования электрической энергии в акустическую выполняют подводные электроакустические излучатели и приемники, входящие в состав антенны, и называемые гидроакустическими преобразователями. (ГАП)

В данной курсовой работе необходимо рассчитать и разработать конструкцию приемной гидроакустической антенны для навигационной системы. Носителем антенны является подводный пловец, максимальная глубина погружения 50 метров. Конструкция антенны силовая, по типу одиночный преобразователь с пьезоэлектрическим типом преобразования. Колебательная система – стержневая.

1 Расчет характеристик направленности и коэффициента осевой концентрации антенны

Направленность антенны представляет зависимость ЭДС на выходе (или чувствительности) приемника от направления падающей на его диафрагму плоской волны.

Направленность антенны можно рассматривать как её способность принимать звуковую энергию в определенном телесном угле.

По исходным данным известно, что вид характеристики направленности – осе симметричная, следовательно рабочая поверхность круглая и для расчета характеристики направленности будем использовать следующую формулу [1]:

Где:

J1 – функция Бесселя;

λ – длина волны в воде на частоте резонанса;

а – радиус диафрагмы;

l = = = 0,004 м

по заданию:

c = 1500 м/с

f = 380 кГц

[3]

а=0,138м

Рис.1 Диаграмма направленности антенны при θ 0-90°

Рис.2 Диаграмма направленности антенны при θ 0-2°

Коэффициент осевой концентрации антенны характеризует направленные свойства приемника при падении на его диафрагму волн со всех направлений, например от источников помех. Эта величина, К0 показывает во сколько раз меньшая энергия помех от равномерно распределенных источников в окружающем пространстве воздействует на направленный приемник, чем на ненаправленный. Иначе, К0 оценивает степень подавления помех, т.е. помехоустойчивость ГАП в режиме приема.

Коэффициент осевой концентрации – отношение квадрата чувствительности в максимальном направлении к среднему квадрату чувствительности во всех направлениях.

К0 =

Где:

S – площадь рабочей поверхности излучателя

= 0,004 м

К0 = 48160

2 Выбор и обоснование колебательной системы

По структуре колебательной системы гидроакустические преобразователи делятся на группы: стержневые, цилиндрические, пластинчатые, сферические.

Вид механической колебательной системы преобразователя определяется главным образом рабочей частотой гидроакустического устройства, составной частью которой является проектируемая антенна:

- для частот до 2-3 кГц пригодны пластинчатые и цилиндрические преобразователи, в которых используется изгибные колебания.

- для частот до 25-30 кГц используют пульсирующие цилиндрические преобразователи.

--> ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ <--