Fiber-optic vector acoustic receiver based on adaptive holographic interferometer

A mobile scalar–vector acoustic receiver is proposed, experimentally implemented and investigated. The key components of the receiver are (a) the six-channel fiber-optic coil-type sensor configured as to detect three projections of acoustic intensity vector, (b) the six-channel optical phase demodulator based on six-channel adaptive holographic interferometer configured with use of dynamic holograms multiplexed in a photorefractive crystal of cadmium telluride and (c) the signals recording ADC-based system combined with software package for data processing. Field tests of the developed receiver applied for obtaining scalar and vector parameters of acoustic waves generated by a stationary and moving acoustic source in open air and water area are carried out. Experimental results show perceptiveness of use of the fiber-optical adaptive interferometry system for bearing of weak acoustic sources in real conditions.

THE FEATURES OF THE COMBINED RECEIVER UNIT OPERATION ABOARD UNDERWATER GLIDER

При работе приемной системы на борту движущегося носителя возникает специфическая проблема уменьшения собственных шумов носителя, уровень которых зависит от типа приемной системы и алгоритмов обработки сигналов. В настоящей работе рассматриваются особенности работы комбинированного приемника на борту подводного планера (глайдера) в собственных шумах обтекания, которые возникают при изменении горизонта позиционирования глайдера. Предложено полное описание энергетической структуры звукового поля, включающее 16 информативных параметров. В их число входят квадрат звукового давления, компоненты комплексного вектора интенсивности, компоненты вещественного ротора вектора интенсивности и квадратичные компоненты комплексного вектора градиента давления. Приводятся результаты натурного эксперимента, выполненного в мелком море, в котором глайдер, оснащенный комбинированным приемником, периодически изменял горизонт позиционирования в режиме погружение – всплытие. Анализируются в сравнительном плане уровни шумов обтекания на выходе канала звукового давления и на выходе векторных каналов при различном определении информативных параметров, характеризующих звуковое поле в скалярно-векторном описании. Приводятся оценки уровня шумов обтекания, подтверждающие преимущества комбинированного приемника в сравнении с гидрофоном при его работе в составе бортовой приемной системы в ближнем поле собственных шумов обтекания. Рассматриваются особенности работы комбинированного приемника на борту подводного планера (глайдера) в собственных шумах обтекания, которые возникают при изменении горизонта позиционирования глайдера. Анализируются в сравнительном плане уровни шумов обтекания на выходе канала звукового давления и на выходе векторных каналов при различном определении информативных параметров, характеризующих звуковое поле в скалярно-векторном описании. Приводятся результаты натурного эксперимента, подтверждающие преимущества комбинированного приемника в сравнении с гидрофоном при его работе в составе бортовой приемной системы в ближнем поле собственных шумов обтекания. While operating aboard moving carrier, the receiver system faces a specific problem of reducing self-noises of the carrier, the magnitude of which depends on the type of receiver system and algorithms of signal processing. The present work considers the features of the combined receiver unit operation aboard underwater glider in self-generated flow noises, originated when the glider positioning horizon is changed. The complete description of the energetic structure of the sound field, including 16 informative parameters, is proposed. The list of parameters includes sound pressure squared, components of the complex intensity vector, components of the real curl of an intensity vector, and quadratic components of the complex vector of the pressure gradient. The theoretical background is supported by the results of the marine trials conducted in the shallow aquatic area. In it, the underwater glider equipped with the combined receiver unit sequentially changed the positioning horizon in the “submerging-emerging” mode. The levels of flow noise on the output of the sound pressure channel and the output of the vector channel are comparatively analyzed for different determinations of informative parameters, characterizing the sound field in the scalar-vector description. The presented estimates of flow noises levels confirm the advantages of a combined receiver unit compared to a hydrophone while operating as a part of the on-board receiver system in a near field on self-generated flow noises.

Modeling the Effects of Electromagnetic Radiation on Natural Aerosols

The subject of research is dispersed systems that absorb the incident electromagnetic radiation, which initiates the process of heat transfer in them. 1) Systems consisting of two interacting spheres and two parallel cylinders (convergence of two particles suspended, for example, in air, are more likely than convergence of N particles (N > 2) are considered. Based on the Mie theory, analytical solutions are obtained for the components of the electric field intensity vector inside the dispersed particles, which were used to calculate the power distribution of thermal sources over their cross sections. 2) non-uniform composition of a spherical particle. For this case, calculations are made by the finite element method.