ЖУРНАЛ СТА 3/2011

ки требования и к вычислительным ресурсам из-за необходимости форми- рования большого числа простран- ственных каналов – не менее 64 × 64 только в угловых направлениях. Это неизбежно приводит к возрастанию потребляемой мощности, весогабарит- ных характеристик и стоимости звуко- визора в целом. Весогабаритные характеристики зву- ковизора принципиально могут быть снижены при увеличении рабочей частоты за счёт уменьшения размеров антенны. Второй образец 3D-звукови- зора, изготовленный в Акустическом институте, при рабочей частоте 1 МГц имеет на порядок меньший вес. Неизбежное снижение с увеличением рабочей частоты дальности действия компенсируется уменьшением време- ни формирования кадра благодаря уменьшению времени распростране- ния звука до границ просматриваемой области. Весогабаритные характеристики и стоимость звуковизора существенно снижаются также при обзоре про- странства лишь по двум координа- там: по одному углу и по дистан- ции (УД-звуковизор). Ширина сек- тора обзора составляет при этом обычно 30°…45° при ширине отдель- ного луча 0,3°…1° в направлении ска- нируемого угла. Ширина луча по орто- гональному углу составляет порядка 15°…20°. Такой звуковизор при наклон- ном облучении идеально подходит для поиска и распознавания объектов, находящихся на дне или на любой про- тяженной поверхности, в том числе и на поверхности воды при облучении из подводного положения. Благодаря облучению под малым углом осуществ- ляется обзор достаточно большого участка поверхности, ограниченного лишь дальностью действия прибора, которая в свою очередь ограничена затуханием сигнала в воде. При нахож- дении объекта на рассеивающей поверхности или вблизи неё его изоб- ражение сопровождается изображени- ем тени, форма которой и удаление от изображения объекта предоставляют дополнительную информацию для рас- познавания и определения координат объекта. К несомненным достоинствам УД- звуковизора следует также отнести принципиально более высокую ско- рость формирования кадров, посколь- ку для этого достаточно всего одной посылки зондирующего сигнала. Бла- годаря перечисленным достоинствам УД-звуковизоры нашли весьма широ- кое применение за рубежом. Наиболь- шее распространение получили зву- ковизоры фирмы Blue View Technolo- gies и акустическая камера DIDSON производства Sound Metrics Corp. Экс- периментальный образец цифрового 2D-звуковизора был изготовлен и в Акустическом институте (АКИН). Основные характеристики совре- менных звуковизоров сведены в табл. 1. Э КСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ОБРАЗЦЫ ЗВУКОВИЗОРОВ А КУСТИЧЕСКОГО ИНСТИТУТА Двумерный звуковизор Внешний вид подводного модуля цифрового 2D-звуковизора представ- лен на рис. 2. Модуль включает блок антенны из 48 расположенных вдоль дуги пьезоэле- ментов, блок электроники и подвод- ный кабель связи с надводным моду- лем. Блок-схема звуковизора представ- лена на рис. 3. Блок электроники включает две 24-канальные платы при- ёмных усилителей (ПУ), две платы уси- лителей мощности (УМ), подключае- мых к пьезоэлементам по мостовой схеме, две 24-канальные платы АЦП, блок питания (БП-П) и блок управления (БУ). Блок управления служит для формирования излучае- мых сигналов, управления коэффи- циентом усиления ПУ, в том числе в течение времени приёма, формирова- ния управляющих сигналов АЦП, приёма оцифрованных сигналов с выхода АЦП, последующей цифровой фильтрации, децимации и передачи по 38 СТА 3/2011 Р АЗ Р А БОТ КИ / ПОД ВОДНЫЕ АППА Р А Т Ы www.cta.ru Таблица 1 Основные технические характеристики современных звуковизоров * В зависимости от шкалы дистанций. ** При использовании дополнительного оборудования. *** При питании камеры от дополнительного подводного источника. Фирма-производитель BLUE VIEW SOUND METRICS СORP. OMNITECH (CODA OCTOPUS) АКИН Название Р450Е-15 Р900Е-20 DIDSON EchoScope 1600 Экспериментальные образцы звуковизоров Размерность 2D 2D 2D 3D 2D 2D 3D 3D Рабочая частота, кГц 450 900 1100 1800 150 300 600 1000 450 200 1000 Сектор обзора, ° 45 × 15 45 × 20 29 × 14 29 × 14 90 × 90 30 × 30 15 × 15 30 × 30 45 × 15 90 × 90 32 × 32 Ширина луча, ° 1 × 15 1 × 20 0,4 × 14 0,3 × 14 2,5 × 2,5 1,2 × 1,2 0,6 × 0,6 0,9 × 0,9 1 × 15 1,1 × 1,1 1 × 1 Разрешение по дистанции, см 5 2,5 1–8* 0,25–2* 12 6 3 — 2,5 5 1 Макс. шкала дистанций, м 135 50 40 10 100 10 150 200 20 Частота кадров, Гц До 10 До 10 4–21* До 10 24 До 10 До 10 2–30* Потребляемая мощность, Вт 10 10 30 — — 20 50 10 Напряжение питания, В 12–48 12–48 8 — — 9–36 9–36 9–36 Вес в воздухе, кгс 3 2 7,9 55 15 7 20 2 Вес в воде, кгс 0,7 0,5 1 — — 2 5 0.5 Размеры, см 25 × 18 × 10 ∅ 10 × 18 31 × 21 × 17 60 × 40 × 20 42 × 42 × 55 25 × 23 × 10 50 × 40 × 30 ∅ 10 × 20 Макс. глубина погружения, м 300 300 300 — — 300 100 200 Интерфейс Ethernet Ethernet Ethernet — — Ethernet Ethernet Ethernet Макс. длина кабеля, м 2000** 2000** 61 (1220***) — 100 100 100 100 Рис. 2. Подводный модуль 2D-звуковизора © СТА-ПРЕСС