tuzsutТруды учебных заведений связиProceedings of Telecommunication Universities1813-324X2712-8830СПбГУТ10.31854/1813-324X-2021-7-1-42-53tuzsut-151Research ArticleРАДИОТЕХНИКА И СВЯЗЬRADIO ENGINEERING AND COMMUNICATIONИсследование цифровых методов генерации сигналов гидроакустических фазированных антенных решетокResearching Digital Methods of Generation Signals of Hydroacoustic Phased Antenna GridsАлександровВ. А.AlexandrovV.БуяновА. П.BuyanovA.МарковаЛ. В.MarkovaL.ljubvblinva@mail.ruСиверсМ. А.SiversМ.АО «Концерн «Океанприбор»РоссияJSC Concern “OCEANPRIBOR”Russian FederationСанкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. М.А. Бонч-БруевичаРоссияThe Bonch-Bruevich Saint-Petersburg State University of TelecommunicationsRussian Federation202118042021714253Copyright © Александров В.А., Буянов А.П., Маркова Л.В., Сиверс М.А., 20212021Александров В.А., Буянов А.П., Маркова Л.В., Сиверс М.А.Alexandrov V., Buyanov A., Markova L., Sivers М.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://tuzs.sut.ru/jour/article/view/151

В работе рассмотрены цифровые методы формирования, коррекции и параметрического управления характеристиками сигналов многоканальных генераторных устройств (ГУ) гидроакустических передающих трактов. Приведены данные по корректировке амплитудно-фазового распределения выходных сигналов ГУ с учетом взаимного влияния каналов гидроакустических излучающих антенн. Показана перспектива внедрения цифровых методов формирования периодических широтно-импульсных сигналов для улучшения характеристик высокочастотной гидролокации. Приведен пример эффективности использования цифрового параметрического регулирования для устранения режимов перегрузки при резком уменьшении импеданса гидроакустических преобразователей. Представленные способы цифрового управления выходными сигналами гидроакустических передающих трактов характеризуются научной новизной и оригинальностью предложенных технических решений. 

Solving tasks of creation, correction and parametric control of signals excitation hydroacoustic phased antenna grids is actual problem of creating multichannel generated devices, based on switch-mode amplifiers with pulse-width modulation. In this article were reviewed correction methods output signals of hydroacoustic transmission paths, periodic pulse sequence creation and parametric voltage level control of excitation channels of phased antenna grid with abrupt decrease impedance of hydroacoustic converters. Was shown the perspective implementation digital technologies for improvement parameters modes of hydrolocation with deterministic library of signals. Presented digital control methods of output signals in hydroacoustic transmission paths are characterized by scientific novelty and originality of the proposed technical decisions. 

многоканальное генераторное устройствоключевой усилитель мощностиширотноимпульсная модуляциягидроакустический передающий трактгидролокацияцифровые методы формирования и управленияmultichannel generator deviceswitched amplifierpulse-width modulationhydroacoustic transmission pathhydrolocationdigital control methodsReferencesШахгильдян В.В. Радиопередающие устройства. Москва: Радио и Связь, 2003. 560 с.Shahgildyan V.V. Radio Transmitting Devices. Moscow: Radio and Communication Publ.; 2003. 560 p. (in Russ.)Урик Р.Дж. Основы гидроакустики. Пер. с англ. Л.: Судостроение, 1978. 448 с.Urik R.J. Fundamentals of Hydroacoustics. Leningrad: Sudostroenie Publ.; 1978. 448 p. (in Russ.)Бреховских Л.М. Акустика океана. М.: Наука, 1974. 694 с.Brekhovskikh L.M. Ocean Acoustics. Moscow: Science Publ.; 1974. 694 p. (in Russ.)Корякин Ю.А., Смирнов С.А., Яковлев Г.В. Корабельная гидроакустическая техника. Состояние и актуальные проблемы. СПб.: Наука, 2004. 410 с.Koryakin Yu.A., Smirnov S.A., Yakovlev G.V. Ship Sonar Technology. State and Current Problems. St. Petersburg: Nauka Publ.; 2004. 410 p. (in Russ.)Евтютов А.П., Колесников А.Е., Корякин Е.А. и др. Справочник по гидроакустике. Л.: Судостроение, 1988. 552 с.Evtyutov A.P., Kolesnikov A.E., Korepin E.A., et al. Handbook of Hydroacoustics. Leningrad: Sudostroenie Publ.; 1988. 549 p. (in Russ.)Богородский А.В., Яковлев Г.В., Корепин Е.А. и др. Гидроакустическая техника исследования и освоения океана. Л.: Гидрометеоиздат, 1984. 264 с.Bogorodsky A.V., Yakovlev G.V., Korepin E.A., et al. Hydroacoustic Technology of Research and Development of the Ocean. Leningrad: Gidrometeoizdat Publ.; 1984. 264 p. (in Russ.)Александров В.А., Майоров В.А., Никитин К.К., Сиверс М.А. Передающие устройства в гидроакустике // Труды учебных заведений связи. 1999. № 165. С. 138‒150.Aleksandrov V.A., Mayorov V.A., Nikitin K.K., Sivers M.A. Transmitting Devices in Hydroacoustics. Proc. of Telecom. Universities. 1999;165:138‒150. (in Russ.)Смарышев М.Д., Добровольский Ю.Ю. Гидроакустические антенны. Л.: Судостроение, 1984. 300 с.Smaryshev M.D., Dobrovolsky Yu.Yu. Hydroacoustic Antennas. Leningrad: Sudostroenie Publ.; 1984. 300 p. (in Russ.)Hoomes B., Bhatt A. Class G amplifier with improved supple rail transition control. Patent US, no. 8072266B1, 06.12.2011.Hoomes B., Bhatt A. Class G amplifier with improved supple rail transition control. Patent US, no. 8072266B1, 06.12.2011Schuurmans H.M. Class H amplifier. Patent US, no. 8149061B2, 03.04.2012.Schuurmans H.M. Class H amplifier. Patent US, no. 8149061B2, 03.04.2012.Class D amplifier and wireless communication device. Patent WO, no. 2012035713A1, 22.03.2012.Class D amplifier and wireless communication device. Patent WO, no. 2012035713A1, 22.03.2012.Артым А.Д. Усилители класса D и ключевые генераторы в радиосвязи и радиовещании. Москва: Связь, 1980. 209 с. 13. Кибакин В.М. Основы ключевых методов усиления. М.: Энергия, 1980. 232 с.Artym A.D. Class D Amplifiers and Switch Generators in Radiocommunications and Broadcasting. Moscow: Communication Publ.; 1980. 209 p. (in Russ.)Алексанян А.А., Галахов В.А., Никитин К.К. Современные методы проектирования и построения транзисторных вещательных передатчиков. Л.: ЛЭИС, 1989. 54 с.Kibakin V.M. The Basics of Switch Amplification Techniques. Moscow: Energiya Publ.; 1980. 232 p. (in Russ.)Конюшенко И. Основы устройства и применения силовых МОП-транзисторов (MOSFET) // Силовая Электроника. 2011. Т. 2. № 30. С. 10‒14.Aleksanyan A.A., Galakhov V.A., Nikitin K.K. Modern Methods of Design and Construction of Transistor Broadcast Transmitters. Leningrad: Leningrad Electrotechnical Institute of Communications Publ.; 1989. 54 p. (in Russ.)Войтович В., Гордеев А., Думаневич А. Si, GaAs, SiC, GaN – силовая электроника. Сравнение, новые возможности // Силовая электроника. 2010. № 28. С. 4‒10.Konyushenko I. Fundamentals of Construction and Application of Power MOS-Transistors (MOSFET). Silovaia elektronika. 2011;2(30):10‒14. (in Russ.)Арбузов А.А., Киселев П.А., Никитин К.К. Мощные транзисторы в ключевых усилителях для гидроакустической аппаратуры (Краткий очерк истории отечественного применения) // Морская радиоэлектроника. 2018. № 1(63). С. 38‒41.Voytovich V., Gordeev A., Dumanevich A. Si, GaAs, SiC, GaN - Power Electronics. Comparison, New Opportunities. Silovaia elektronika. 2010;28:4‒10 (in Russ.)Александров В.А., Островский Д.Б., Киселев П.А., Кузнецов Г.Н. Способ коррекции амплитудно-фазового распределения возбуждения многоканальной гидроакустической антенны. Патент на изобретение RU 2346294 C2 от 09.04.2007. Опубл. 10.02.2009.Arbuzov A.A., Kiselev P.A., Nikitin K.K. High-Power Transistors in the Key Intensifiers for Hydroacoustic Equipment (Brief Sketch of the Domestic Application). Marine Radio electronics (Morskaya radioelektronika). 2018;1(63):38‒41. (in Russ.)Александров В.А., Никитин К.К., Сиверс М.А., Рештаков К.Ю. Особенности построения ключевых усилителей гидроакустических передающих трактов с многоканальной ШИМ // Труды учебных заведений связи. 1997. № 163. С. 157‒163.Aleksandrov V.A., Ostrovsky D.B., Kiselev P.A., Kuznetsov G.N. The Method for Correcting Amplitude-Phase Distribution Excitation of the Multichannel Hydroacoustic Antenna. Patent RF, no. 2346294C2, 09.04.2007. (in Russ.)Bowes S.R., Clements R.R. Computer-aided design of PWM inverter systems // IEE Proceedings B (Electric Power Applications). 1982. Vol. 129. Iss. 1. PP. 1‒17. DOI:10.1049/ip-b.1982.0001Aleksandrov V.A., Nikitin K.K., Sivers M.A., Reshtakov K.Yu. Features of the Construction of Switch Amplifiers for Hydroacoustic Transmission Paths with Multichannel PWM. Proc. of Telecom. Universities. 1997;163:157‒163 (in Russ.)Kenly S., Latham P.W. Methods and systems for digital pulse width modulator. Patent US, no. 20120062290A1, 15.03.2012.Bowes S.R., Clements R.R. Computer-aided design of PWM inverter systems. IEE Proceedings B (Electric Power Applications). 1982;129(1):1‒17. DOI:10.1049/ip-b.1982.0001Komarura M. PWM signal generator and PWM signal generating method. Patent US, no. 20040212524A1, 28.10.2004.Kenly S., Latham P.W. Methods and systems for digital pulse width modulator. Patent US, no. 20120062290A1, 15.03.2012.Слепов Н.Н., Дроздов Б.В. Широтно-импульсная модуляция. Анализ и применение в магнитной записи. М.: Энергия, 1978. 191 с.Komarura M. PWM signal generator and PWM signal generating method. Patent US, no. 20040212524A1, 28.10.2004.Александров В.А. Применение периодических широтно-модулированных импульсных последовательностей в цифровых генераторных устройствах высокочастотных гидроакустических передающих трактов // Гидроакустика. 2019. Вып. 39(3). С. 72‒80.Slepov N.N., Drozdov B.V. Pulse Width Modulation. Analysis and Application in Magnetic Recording. Moscow: Energiya Publ.; 1978. 191 p. (in Russ.)Alexandrov V.A. Application of the Periodic Width Modulated Pulse Sequences in Digital Generating Devices of HighFrequency Radiating Sonar Subsystems. Hydroacoustics. 2019;39(3):72‒80. (in Russ.)Alexandrov V.A. Application of the Periodic Width Modulated Pulse Sequences in Digital Generating Devices of HighFrequency Radiating Sonar Subsystems. Hydroacoustics. 2019;39(3):72‒80. (in Russ.)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.