Modeli određivanja parametara hidroakustičkih antena u sustavima za podvodno motrenje : doktorska disertacija - Milošić, Zvonimir; Somek, Branko (Zagreb : Z. Milošić ; Fakultet elektrotehnike i računarstva, 2004)
U predgovoru disertacije navode se elementi strategije privrednog razvoja, ekološke i sigurnosne zaštite hrvatskog teritorija na pozitivnim zasadama europske demokracije i temeljima naših povijesnih iskustava s naglaskom na posebnost sigurnosti granice na moru i pod morem. U skladu s time su modeli odreñivanja parametara hidroakustičkih antena u sustavima za podvodno motrenje u ovoj disertaciji predstavljeni kao temeljni čimbenik hidroakustičkog nadzora, prevencije i obrane naših interesa na moru. S grafičkim prikazom na blok shemi u uvodu, pokazana je opća struktura hidroakustičkih sustava za podvodno motrenje i podvodna oružja. U prvom dijelu ove disertacije izložena materija sadrži najvažnije značenje parametara, njihovu analizu i odreñivanje iz rezultata hidroakustičkih mjerenja. Oni se neposredno ili posredno koriste u analizi indeksa usmjerenosti izloženih modela u drugom i trećem dijelu disertacije. U prvom poglavlju drugog dijela prikazana su dva karakteristična modela. Jednostavni cilindrični model i jedan složeni model piezoelektričnog pretvarača objašnjeni su na modelu idealne električnog transformatora impedancije i prilagoñenja faze električnog signala. Takoñer, prikazani su i analitički obrañeni modeli idealnog električnog transformatora i LC transformatora s potpunom kontrolom faze električnog signala piezosenzorike danog hidroakustičkog pretvarača. Ova hardverska rješenja modela za potpunu kontrolu električnih parametara došla su do izražaja u primjeni na složenim hidroakustičkim antenama koje su obrañene u drugom poglavlju. U drugom poglavlju drugog dijela obrañene su i izvedene karakteristike usmjerenosti linijske hidroakustičke antene i cilindrične antene kao osnove za njihovo elektroničko upravljanje. U skladu s time, na danim matematičkim izvodima karakteristika usmjerenosti korišteni su samo oni parametri koji su nužni u postizanju željenog indeksa usmjerenosti. Vjerodostojnost prikazanih matematički izvedenih formula je potvrñena usporedbom s karakteristikama usmjerenosti antena koje su snimljene u hidroakustičkom bazenu. Prikazani matematički izrazi su potvrñeni u usporedbi s nekoliko modela inozemnih antena i jednom domaćom antenom. Na temelju grafičke prezentacije simuliranja upravljanja zvučnim snopom moguće je vidjeti i prepoznati defekte u anteni ili predvidjeti pojavu lažnih ciljeva. Na kraju drugog dijela disertacije, navedeni su uobičajeni modeli prikazivanja indeksa usmjerenost hidroakustičkih antena u prijemu i predaji prema svjetskoj literaturi. U prvoj točki prvog poglavlja trećeg dijela disertacije obrañuje se i usporeñuje indeks usmjerenosti hidroakustičke antene idealnog i idealiziranog modela karakteristike usmjerenosti s potiskivanjem bočnih latica bez dodatnih maksimuma. U skladu s time u drugoj točki prvog poglavlja ovog dijela obrañuje se indeks usmjerenosti antene na danom idealiziranom modelu i prikazuje znatni utjecaj razine potiskivanja bočnih latica i dodatnih latica karakteristike usmjerenosti na njega. U trećem poglavlju trećeg dijela obrañen je indeks usmjerenosti antene hidroakustičkog aktivnog sustava s idealnim i idealiziranim modelom karakteristike usmjerenosti u uvjetima reverberacije mora.
Ključne riječi: hidroakustika, hidroakustička antena, hidroakustički pretvarač, aktivni sonar, pasivni sonar, piezoelektrični pretvarač, jednadžba hidrolokacije, idealni električni transformator, LC transformator, kompozitna linijska antena, kompozitna cilindrična antena, električni transformator, prilagoñenje električne impedancije, idealizirani model usmjerenosti, potisnute bočne latice, osnovna latica, usmjerenost, indeks usmjerenosti, reverberacija.
In the preface of the dissertation is described the strategy of economy, ecology, security and protection of Croatian territory, founded on positive acts of the parliament of European democracy and on the fundaments of our historical experiences with an accent on the specific security of the borderline on the sea surface and in the underwater. Keeping in line, the models of determination of the parameters of hydroacoustical antenna in the underwater systems in this dissertation is presented as a fundamental factor of hydroacoustical scanning, prevention and protection of our interests on the sea. In the introduction of the explanation as long with the graphical presentation by the block scheme we have a general structure of hydroacoustical systems for the underwater observation and underwater weapons. In the first part of this dissertation the explained material comprises the important meaning of the parameters, their analyses and determination by the hydroacoustical measurements data. They are directly or indirectly used in the analysis of directivity index explained models of antenna in the second and the third part of the dissertation. In the first chapter of the second part of the dissertation two models of the piezoelectric transducers are presented. A simple cylindrical transducer and a model of the composite piezoelectric transducer described by the model of the ideal electrical transformation of electrical impedance and by matching of the phase of the electrical signal. Also, presented are mathematical forms of models of the ideal electrical transformer and the model of the ideal LC transformer with full control of the phase of electrical signals for the given piezoelectrical transducer. These hardware solutions of models for full control of the electrical parameters are especialiy coming in use on the composite hydroacoustical array which is presented in the second chapter. In the second chapter of the second part are presented and mathematicaliy performed the directivity pattern of the composite line array and the composite cylindrical array as the base for their electronical beam steering. Keeping in line, in the given mathematical expressions of the directivity pattern are used the parameters which are important in the analysis of the presented directivity index. The shown mathematical expressions are confirmed compared with a directivity pattern made during hydroacoustical measurements of a few foreign and one domestic array. Based on the simulation of beam steering graphical presentations it is possible to see and recognize a defect in array or foresee having false target. In the end of the second part of the dissertation are described standard models of the directivity index presentation as shown in the world literature. In the first item and the first chapter of the third part are described and compared the directivity indexes of hydroacoustical antennas of an ideal and. Keeping in line, in the second item of the first chapter is described a high influence of the suppressed minor lobe level and added major lobes on them. In the third chapter of the third part is described the antenna directivity index of the hydroacoustical active system with an ideal and idealized model of directivity pattern in the sea reverberation conditions.
Key words: hydroacoustics, hydroacoustic antenna, hydroacoustic transducer, active sonar, passive sonar, piezoelectric transducers, equation of hydrolocation, ideal electrical transformer, LC transformer, composite line array, composite cylindrical array, electrical transformer, matching of electrical impedance, idealized model of beam patterns, suppressed minor lobes, major lobes, directivity pattern, directivity index, reverberation.
Bibliografija str. 184-192.