Tài liệu Nghiên cứu giảI pháp sử dụng anten mạng pha cho máy liên lạc thủy âm
9 trang |
Chia sẻ: quangot475 | Lượt xem: 361 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem nội dung tài liệu Nghiên cứu giảI pháp sử dụng anten mạng pha cho máy liên lạc thủy âm, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Nghiên cứu khoa học công nghệ
Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 32, 08 - 2014 73
Nghiªn cøu gi¶I ph¸p sö dông anten m¹ng
pha cho m¸y liªn l¹c thñy ©m
LÊ MINH NGỌC*, NGUYỄN THỊ THỦY
**
Tóm tắt: Bài báo sử dụng những kiến thức cơ bản về truyền sóng trong thủy âm,
từ đó tiến hành xây dựng mô hình toán học hợp lý đặc trưng cho một tuyến kênh
liên lạc thủy âm cố định từ điểm đến điểm với mô hình không gian biết trước trong
điều kiện có ảnh hưởng của nhiễu tạp để đưa ra giải pháp tăng cường cự ly liên lạc
của kênh liên lạc thủy âm bằng mạng transducer tuyến tính. Các kết quả thu được
có thể sử dụng để tính toán hiệu quả của các hệ thống thủy âm.
Từ khóa: Thủy âm, Kênh âm, Vận tốc âm, Tín hiệu, Transducer.
1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Truyền tín hiệu thủy âm có rất nhiều ứng dụng. Trong quân sự, tín hiệu thủy âm được
sử dụng để đo sâu, dẫn đường cho tàu nổi và tàu ngầm của ta; phát hiện, định vị và theo
dõi tàu nổi và tàu ngầm của đối phương, liên lạc dưới nước..... Trong lĩnh vực dân sự, tín
hiệu thủy âm dùng để đo sâu, lập bản đồ đáy biển, định vị tàu thuyền, tìm cá, giám sát giàn
khoan, kiểm soát dòng chảy, liên lạc thợ lặn...
Xét theo khía cạnh kỹ thuật, biển là môi trường truyền âm hết sức phức tạp với rất
nhiều yếu tố tác động: địa hình (mặt biển, đáy biển), chất lượng nước (độ mặn, độ nhớt),
thời gian (ngày, mùa)... và hoạt động con người (tàu bè, các hệ thống liên lạc viễn
thông).... nên việc truyền tín hiệu thuỷ âm hết sức khó khăn. Vì vậy, việc nghiên cứu tăng
cường cự ly liên lạc thủy âm mang lại ý nghĩa hết sức thiết thực cho việc đảm bảo thông
tin dưới nước phục vụ các lĩnh vực kinh tế xã hội và quốc phòng an ninh.
2. MÔ HÌNH KÊNH LIÊN LẠC THỦY ÂM
Kênh liên lạc thủy âm là kênh liên lạc giữa máy phát và máy thu thủy âm thiết lập
trong môi trường nước[4]. Kênh liên lạc thủy âm trong bài báo được xây dựng với các giả
thiết:
- Việc truyền tín hiệu được thực hiện một chiều từ máy phát đến máy thu;
- Mô hình không gian kênh liên lạc được biết trước;
- Kênh truyền chịu tác động của hiện tượng suy giảm theo khoảng cách và các loại
nhiễu đặc trưng: tạp âm máy thu, nhiễu biển và nhiễu vang.
- Tín hiệu truyền trong kênh liên lạc thủy âm là tín hiệu số dạng QPSK, tần số mang là
33 kHZ.
Hình 1.1. Mô hình không gian kênh liên lạc thủy âm.
Máy phát
A z0
z1
B
h
α1
α2
0
x x0 x1
Máy thu
r
Kỹ thuật điện tử &Khoa học máy tính
L. M. Ngọc, N. T. Thủy, “Nghiên cứu giải pháp .... máy liên lạc thủy âm.” 74
Mô hình không gian kênh liên lạc thủy âm được xét trong không gian hai chiều bao
gồm phương ngang (mặt biển) và độ sâu như minh họa trong hình 1.1với máy phát được
đặt tại điểm A 0 0( , )x z ; máy thu đặt tại điểm B 1 1( , )x z ; khoảng cách theo phương ngang
giữa máy phát và máy thu là r; góc thoát của tia âm khỏi anten phát và góc tới của tia âm
tại anten thu lần lượt là 1 và 2 .
Thực tế, do vận tốc âm khi đi qua các lớp nước có điều kiện truyền khác nhau sẽ bị đổi
hướng tại các biên phân cách, do vậy, tia âm sẽ không còn là đường thẳng mà trở thành
đường cong, với chiều từ A đến B[6].
3. QUAN HỆ GIỮA CỰ LY LIÊN LẠC VÀ GÓC THOÁT TIA ÂM
THEO LÝ THUYẾT TIA
3.1. Lý thuyết tia
Lý thuyết tia coi rằng trường âm tạo thành do các tia âm (vuông góc với mặt sóng tại
mỗi thời điểm) mà dọc theo chúng năng lượng âm được truyền đi [4]. Một số đặc trưng
của tia âm theo lý thuyết tia có thể thấy như sau:
- Đường cong vận tốc âm: Là đường cong biểu diễn mối quan hệ giữa độ sâu và vận tốc
tia âm. Đường cong vận tốc âm phản ánh điều kiện truyền âm tại môi trường mà tia âm đi
qua.
- Quỹ đạo tia âm: Minh họa quan hệ giữa vận tốc âm và quỹ đạo tia âm. Khi gradient
vận tốc âm không đổi, quỹ đạo tia âm như minh họa trong hình 1.2.
Hình 1.2. Đường cong vận tốc âm (a) và quỹ đạo tia âm
khi gradient vận tốc âm không đổi.
Khi gradient vận tốc âm không đổi (giả sử giảm) thì công thức biểu diễn có dạng:
0 0( ) 1 ( )c z c a z z (1.1)
trong đó: 0c là vận tốc âm ở độ sâu bố trí máy phát 0z ;
0
dc
a
c dz
là gradient tương
đối của vận tốc âm.
Khi đó người ta có biểu thức quan hệ giữa cự ly liên lạc r và góc thoát của tia âm khỏi
anten thủy âm 0 như sau [6]:
0
0
0 2 2
0 0
1 ( )
cos
1 1 ( ) cos
z
z
a z z dz
r
a z z
(1.2)
3.2. Phân chia dải tần - khoảng cách trong liên lạc thủy âm
Nghiên cứu khoa học công nghệ
Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 32, 08 - 2014 75
Băng tần tín hiệu liên lạc thủy âm phân chia theo khoảng cách được minh họa trong
bảng 1[5]. Đây là các giá trị mang tính tham khảo, được rút ra từ thực nghiệm. Từ bảng 1,
ta thấy rằng dải tần liên lạc càng cao thì cự ly liên lạc càng ngắn. Tuy nhiên trong thực tế,
khoảng cách liên lạc còn phụ thuộc vào điều kiện truyền và khả năng khôi phục tín hiệu ở
máy thu, do vậy khoảng cách liên lạc có thể được tăng cường hay giảm bớt so với giá trị
khuyến cáo. Vì vậy khi thiết kế hệ thống liên lạc, cần căn cứ vào các tham số trên để lựa
chọn tần số liên lạc cho phù hợp.
Bảng 1. Băng tần tín hiệu liên lạc thủy âm phân chia theo khoảng cách.
Khoảng cách liên lạc Cự ly (Km) Dải tần (kHz)
Rất xa 1000 <1
Xa 10-100 2-5
Vừa 1-10 ≈ 10
Ngắn 0,1-1 20-50
Rất ngắn 100
3.3. Tính toán cự ly liên lạc với dữ liệu vận tốc âm của Biển Đông
Việc tính toán được thực hiện với mô hình 1.1 bằng công cụ MATLAB. Các tính toán
dựa trên bộ tham số thủy hải văn cung cấp từ trạm hải văn thành phố Quy Nhơn, tính toán
và quy đổi năm 2002 [1,2]. Từ bảng 2.1 trang 16 của [2], bài báo đã xây dựng được đường
cong phân bố vận tốc âm theo độ sâu như minh họa trong hình 1.3.
Hình 1.3. Đường cong vận tốc âm tại
Biển Đông.
Hình 1.4. Cự ly liên lạc phụ thuộc vào
góc thoát trong khu vực Biển Đông.
Từ công thức (1.2), thực hiện đổi biến 0 01 ( ) cosa z z và lấy tích phân ta
nhận được:
20
02 2
0
1 1
[ ( )]
cos
tg
r z z
a a a
(1.3)
Với giả thiết môi trường truyền âm là đồng nhất, đẳng hướng và không suy giảm, bằng
cách xác định hệ số a theo từng đoạn (tuyến tính hóa) và biểu diễn trên đồ thị công thức
(1.3) bằng công cụ LABVIEW ta tính toán được đường cong biễu diễn sự phụ thuộc của
cự ly truyền vào góc thoát tia âm trong điều kiện truyền của Biển Đông như trong hình
1.4. Từ kết quả trong hình 1.4 cho thấy cự ly liên lạc phụ thuộc rất lớn vào góc thoát của
tia âm khỏi nguồn âm. Tại góc 1,1 Rad, thậm chí cự ly liên lạc có thể đến 13 km mà không
Kỹ thuật điện tử &Khoa học máy tính
L. M. Ngọc, N. T. Thủy, “Nghiên cứu giải pháp .... máy liên lạc thủy âm.” 76
quan tâm đến tần số tín hiệu phát. Vì vậy, có thể thấy góc thoát tia âm khỏi anten thủy âm
là một yếu tố quan trọng có ảnh hưởng đến cự ly liên lạc trong mô hình 1.1.
4. GIẢI PHÁP ĐIỀU KHIỂN GÓC THOÁT TIA ÂM
DÙNG MẠNG ANTEN THỦY ÂM TUYẾN TÍNH
4.1. Điều khiển góc thoát tia âm thông qua bộ tham số pha đặt vào các phần tử mạng
anten thủy âm
Giả sử mạng anten thủy âm được phân bố phẳng, cách nhau một khoảng d theo chiều
đứng như minh họa trong hình 1.5. Các anten được giả thiết là loại tuyến tính, vô hướng
và trường âm được xét là trường xa với các tia sóng tác động đến các phần tử là sóng mặt,
có hướng song song với nhau.
Hình 1.5. Phân bố mạng anten thủy âm N phần tử.
Trong hình 1.5, N là số phần tử anten thủy âm; d là khoảng cách giữa hai phần tử anten
thủy âm kề nhau; là góc giữa tia tới và mặt phẳng ngang;
Hình 1.6. Giản đồ hướng mạng anten thủy âm 8 phần tử.
O
030
040 050
060 070 080
090
Nghiên cứu khoa học công nghệ
Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 32, 08 - 2014 77
Giả sử các phần tử phát sóng điều hòa với biên độ 1 Pa, trong trường hợp lý tưởng,
cường độ trường âm trung bình tại điểm O sẽ là [3]:
1 sin( sin / 2)
(sin )
sin( sin / 2)
n
Nkd
P
N kd
(1.4)
Từ hàm (1.4) với các giả thiết: N=8 (anten có 8 phần tử, là các anten vô hướng trong
mặt phẳng đứng); Tần số tín hiệu đặt vào từng phần tử: 33f KHz , hình sin; Khoảng
cách giữa các anten: 27,5d mm (chọn bằng 1/2 bước sóng tại tần số 33f KHz ); Góc
phát: 0 0(0 90 ) . Chọn các giá trị chẵn chục 0 0 00 ,10 ...90 và sử dụng công cụ
LABVIEW để tính toán theo công thức (1.4) ta sẽ được đặc trưng hướng mạng anten như
minh họa ở hình 1.6.
Các kết quả thu được cho thấy đặc trưng hướng của mạng 8 phần tử an ten đã thay đổi
so với đặc trưng vô hướng ban đầu của các phần tử an ten. Trong các giản đồ tồn tại các
hướng có tăng ích cực đại và hướng có tăng ích cực tiểu và vị trí các hướng tăng ích này
thay đổi theo giá trị đặt vào các phần tử.
Coi tín hiệu đặt vào phần tử anten đầu tiên (thứ 0) có pha là 00 thì độ lệch pha của tín
hiệu đặt vào phần tử thứ ( 1 7)i i được biểu diễn bằng công thức[3]:
2
sini
id
(1.5)
Thay các giá trị , ,d vào (1.5) sẽ thống kê được bảng các giá trị góc ( )i Rad đặt
vào từng phần tử tương ứng với các giản đồ hướng thu được trong hình 1.6 như sau:
Bảng 2. Bảng tính toán tham số góc pha đặt vào từng phần tử của mạng anten 8 phần tử.
Góc lệch
Vị pha
trí hướng
sóng chính
α0
(Rad)
α1
(Rad)
α2
(Rad)
α3
(Rad)
α4
(Rad)
α5
(Rad)
α6
(Rad)
α7
(Rad)
00 0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
100 0 -1.71 -3.42 -5.12 -6.83 -8.54 -10.25 -11.96
200 0 2.87 5.73 8.60 11.47 14.33 17.20 20.07
300 0 -3.10 -6.20 -9.31 -12.41 -15.51 -18.61 -21.72
400 0 2.34 4.68 7.02 9.36 11.70 14.04 16.38
500 0 -0.82 -1.65 -2.47 -3.30 -4.12 -4.94 -5.77
600 0 -0.96 -1.91 -2.87 -3.83 -4.79 -5.74 -6.70
700 0 2.43 4.86 7.29 9.72 12.15 14.58 17.01
800 0 -3.12 -6.24 -9.36 -12.48 -15.60 -18.72 -21.85
900 0 2.81 5.61 8.42 11.23 14.04 40.93 19.65
4.2. Máy liên lạc thủy âm sử dụng mạng anten thủy âm 8 phần tử
4.2.1. Sơ đồ cấu trúc máy liên lạc thủy âm sử dụng mạng anten thủy âm 8 phần tử
Hình 1.7 minh họa sơ đồ cấu trúc của máy liên lạc thủy âm sử dụng mạng anten thủy
âm 8 phần tử. Trong sơ đồ này, khối thu và khối phát có cấu trúc cơ bản nên sẽ không
được phân tích trong bài báo. Điểm đặc biệt là khối giao tiếp/điều khiển giản đồ hướng
mạng anten thủy âm và mạng anten thủy âm 8 phần tử (để thuận tiện, từ đây anten thu phát
thủy âm được gọi là transducer). Việc thay đổi chế độ của mạng transducer nhờ chuyển
mạch thu phát; khối điều khiển mạng transducer lấy tín hiệu thu và sóng mang từ máy liên
lạc thủy âm ra để dịch pha tín hiệu phát và điều chỉnh tín hiệu thu sao cho tỷ số S/N của tín
Kỹ thuật điện tử &Khoa học máy tính
L. M. Ngọc, N. T. Thủy, “Nghiên cứu giải pháp .... máy liên lạc thủy âm.” 78
hiệu thu tối đa. Ngoài ra, khối này còn có nhiệm vụ tạo ra tín hiệu kiểm tra và các thông
tin về bộ tham số pha sử dụng để truyền cho phía thu sao cho khi kênh liên lạc được thiết
lập, các bộ tham số pha được giữ ổn định và đảm bảo tối ưu.
Hình 1.7. Sơ đồ cấu trúc của máy liên lạc thủy âm
sử dụng mạng anten thủy âm 8 phần tử.
4.2.2. Lưu đồ thuật toán mạch xử lý pha mạng transducer 8 phần tử.
Hình 1.8. Lưu đồ thuật toán xử lý pha tối ưu mạng transducer phát (a) và thu (b).
Truy nhập mảng ROM
theo địa chỉ
Bắt đầu
Đẩy dữ liệu ra kênh 1
i=i+1
Dịch pha
i=8
Tăng địa chỉ mảng ROM
Add=add+1
add=1024
Dừng chương trình
Kết thúc
Sai
Đúng
add=0
Sai
Đúng
Sai
Đúng
Lấy tham số góc tới đưa
sang từ máy thu
Có
Không
So sánh, chọn bộ tham số
pha tối ưu
a) b)
Nhận tín hiệu từ
các transducer
Bắt đầu
Tổng hợp cánh sóng theo
các hướng khác nhau
Phát hiện tín hiệu kiểm tra
Có hay không
Lưu dữ liệu và tính
toán tỷ số S/N
Kiểm tra vùng
không gian
Kết thúc
Không
Có
Không
Có
Tính toán hướng có tỷ
số S/N cực đại
Tính toán bộ tham số
pha tương ứng
Tạo tín hiệu
thoại âm tần
Điều chế
Giải mã
tín hiệu
số
Xử lý
thoại
âm tần
Khối giao
tiếp/điều khiển
giản đồ hướng
mạng transducer
Tạo tín
hiệu số Khối phát
Khối thu
Tổ hợp tần
số
Chuyển
mạch thu
phát
Lọc dải
thông
Khối điều
khiển
mạng
Khuếch
đại công
suất
Giải
điều
chế
Tách
sóng
Lọc dải
thông
Khuếch
đại
1
.
.
.
8
Mạng
transducer
Nghiên cứu khoa học công nghệ
Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 32, 08 - 2014 79
Với bộ tham số pha thu được trong bảng 2 được sử dụng làm cơ sở dữ liệu để tính toán
điều khiển mạng transducer 8 phần tử. Bài báo đã thực nghiệm thiết kế một mạch điều
khiển giản đồ hướng mạng transducer 8 phần tử gốm áp điện trên nền công nghệ FPGA,
có thể phối hợp tốt với thân máy liên lạc thủy âm SSB-2010 của hãng Ocean Technology
(Mỹ). Theo đó các lưu đồ thuật toán mạch xử lý pha mạng transducer ở các chế độ phát và
chế độ thu như minh họa trong hình 1.8.
5. TỶ SỐ TÍN HIỆU/TẠP ÂM TẠI MÁY THU CỦA KÊNH LIÊN LẠC THỦY ÂM
ĐIỂM ĐẾN ĐIỂM SỬ DỤNG MẠNG TRANSDUCER 8 PHẦN TỬ
Việc tính toán được thực hiện với mô hình không gian trong hình 1.1. Sơ đồ tính toán
kênh liên lạc thủy âm được thiết lập như trong hình 1.9. Tín hiệu thủy âm được sử dụng để
tính là tín hiệu tương can pha QPSK.
ksˆ
k
g
k
g
ˆ
k
y
ˆ ˆk ks Q y
ˆ
k
s
k
s
k
skb
k
g
k
g
Hình 1.9. Sơ đồ tính toán tỷ số tín hiệu/tạp âm
của máy thu thủy âm sử dụng transducer.
Chức năng các khối trong sơ đồ tính toán như sau:
- Khối tạo dữ liệu và điều chế: tạo tín hiệu tương can pha QPSK, được điều chế bằng
cách nhóm 2 bit dữ liệu nhị phân và ánh xạ thành một điểm tín hiệu trong chòm sao tín
hiệu. Phép ánh xạ theo phương pháp mã hóa Gray.
- Khối tạo nhiễu vang: nhiễu vang
k
g được tạo bởi thuật toán tạo nhiễu vang có phân
bố Rayleigh [6]. Căn cứ để tạo nhiễu vang dựa trên các dữ liệu:
+ Hướng có tín hiệu có ích: 1,1Rad (Tương ứng với khoảng cách liên lạc tối đa 13
km từ hình 1.4)
+ Phân bố các tín hiệu vang: có phân bố Rayleigh quanh hướng 1,1 Rad; thời gian lấy
mẫu: 300 ms.
+ Số lượng nhiễu vang tác động đến máy thu được giả thiết là 8.
- Khối tạo suy giảm L: Hệ số suy giảm âm theo khoảng cách đưa ra tại bảng 3 để đưa ra
hệ số suy giảm âm theo từng đoạn độ sâu. Do đoạn đường các tia âm đi từ nguồn đến máy
thu chênh lệch không nhiều nên bài báo lấy trung bình suy giảm âm làm giá trị suy giảm
của tia âm hướng trực tiếp. Còn suy giảm của các hướng khác được cộng trừ thêm các hệ
số ngẫu nhiên trong thời gian giả thiết tồn tại nhiễu vang là 300 ms.
- Khối tạo tạp âm AWGN: mô phỏng các tạp âm biển và tạp âm máy thu máy liên lạc
thủy âm. Đối với bài toán mô phỏng, bài báo sử dụng hàm ngẫu nhiên để mô phỏng tạp âm
AWGN có phân bố chuẩn, với công thức giả định để tạo được 1000 dấu tạp âm phức có
công suất
0
N :
0 2 * 1,1000 * 1,1000n sqrt N randn j randn (1.6)
Kỹ thuật điện tử &Khoa học máy tính
L. M. Ngọc, N. T. Thủy, “Nghiên cứu giải pháp .... máy liên lạc thủy âm.” 80
Với các dữ liệu đã giả thiết, bài báo đã tính toán hệ số tín hiệu/tạp âm tại máy thu của
kênh liên lạc thiết lập trong mô hình 1.1 trong hai trường hợp:
- Trường hợp 1: cả máy phát và máy thu đều sử dụng transducer đơn, có đặc trưng vô
hướng ở khoảng cách tối đa được xác định là 13 km;
- Trường hợp 2: cả máy phát và máy thu đều sử dụng mạng transducer điều khiển pha
tối ưu tại góc thoát
1 1,1Rad liên lạc ở cự ly 13 km với các điều kiện truyền tương tự
như trường hợp 1.
Bảng 3. Hệ số suy giảm âm theo độ sâu tại khu vực Biển Đông.
Độ sâu
(z,m)
Độ mặn
trung bình(S,‰)
Nhiệt độ
trung bình (T,0C)
Áp suất trung
bình (P, atm)
Hệ số suy giảm
âm (Db/km)
300 10,09 34,42 302 0,81
400 9,11 34,40 402 0,68
402 8,55 34,41 404 0,64
493 7,96 34,41 496 0,56
500 7,51 34,42 503 0,53
600 6,67 34,44 604 0,43
700 5,87 34,45 705 0,34
800 5,49 34,46 806 0,29
806 4,97 34,49 812 0,26
988 4,42 34,52 996 0,18
1000 3,99 34,54 1008 0,16
1200 3,57 34,56 1210 0,09
1206 3,29 34,57 1217 0,08
1446 3,39 33,71 1460 0,02
Theo đó, các kết quả tính toán được minh họa trong hình 1.10
Hình 1.10. Tỷ số BER và tỉ số SER trong hai trường hợp sử dụng phần tử
transducer đơn và mạng transducer 8 phần tử có xử lý pha tối ưu.
Từ các kết quả trên hình 1.10 có thể đưa ra một số kết luận sau:
- Tỷ số BER và SER của máy thu sử dụng mạng transducer gốm áp điện 8 phần tử
luôn lớn hơn khoảng 10 lần so với trường hợp sử dụng transducer đơn vô hướng. Điều
này cho thấy việc sử dụng mạng transducer có thể tăng cường được chất lượng tín
hiệu đầu ra máy thu.
Nghiên cứu khoa học công nghệ
Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 32, 08 - 2014 81
- Khi cường độ tín hiệu phát càng tăng (phía cuối đồ thị, tương ứng SNR=25 dB)
thì tỷ lệ lỗi bít BER càng giảm và độ chênh lệch tỷ lệ lỗi bít giữa hai trường hợp càng
mở rộng cho thấy máy phát càng phát với công suất lớn thì chất lượng tín hiệu của hệ
sử dụng mạng transducer 8 phần tử càng tốt hơn hệ thống dùng transducer đơn (vào
khoảng 13 lần).
6. KẾT LUẬN
Bài báo đã áp dụng những kiến thức cơ bản về truyền sóng trong thủy âm, từ đó tiến
hành xây dựng mô hình toán học hợp lý đặc trưng cho một tuyến kênh liên lạc thủy âm cố
định từ điểm đến điểm có tính đến ảnh hưởng của nhiễu để đưa ra biện pháp tăng cường cự
ly kênh liên lạc thủy âm và nâng cao tỷ số S/N ở máy thu thủy âm bằng hệ anten mạng
pha. Các kết quả tính toán sử dụng dữ liệu trường âm năm 2002 ở khu vực biển Quy Nhơn
với hai giả thiết: máy liên lạc thủy âm sử dụng phần tử transducer đơn và sử dụng mạng
transducer điều khiển pha hoạt động ở trạng thái góc thoát tia âm đạt tối ưu
( 1 1,1Rad ). Kết quả cho thấy trong trường hợp máy liên lạc thủy âm sử dụng mạng
transducer 8 phần tử điều khiển pha hoạt động ở trạng thái góc tới, góc thoát tia âm đạt tối
ưu, tỷ số S/N ở đầu ra máy thu luôn lớn hơn khoảng 10 dB so với trường hợp chỉ dùng
phần tử transducer đơn; cự ly liên lạc tối đa 13km, lớn hơn nhiều so với khuyến cáo trong
bảng 1 (chỉ từ 0,1 đến 1km). Do vậy, giải pháp sử dụng mạng anten thủy âm là một giải
pháp hiệu quả để cải thiện chất lượng kênh liên lạc thủy âm.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Egorov E.G. “Hải dương học vật lý“. Nxb KHKT, Hà Nội (1981).
[2]. Phạm Văn Huấn. “Cơ sở hải dương học“. Nxb KHKT, Hà Nội (1991).
[3]. Trần Xuân Việt, “Nghiên cứu hệ anten có gia công tín hiệu theo đặc tính pha“, Luận
án Tiến sỹ kỹ thuật, Học viện Kỹ thuật quân sự (2005).
[4]. L.M.Brekhovskikh, Y.P.Lysanov; “Fundamentals of Ocean Acoustics“ ;Springer-
Velag New York.Inc, pp: 1-3,39-40;61-63;228-240; 247-248, (2003).
[5]. Tommaso.M, Hovannes. K, Li-Chung Kuo, Emrecan.D, “Advances in underwater
acoustic networking, Mobile Ad Hoc Networking: Cutting Edge Directions”, Second
Edition, John Wiley & Sons (2013).
[6]. А.П.Евтютов, В.Б. Митько, “Инженерные расчеты в Гидроакустике”, 2-е
издание, Ленинград “Судостроение” (1988)
ABSTRACT
USING PHASED-ARRAY ANTENNA FOR UNDERWATER TRANSCEIVER
Letter offer a method of using a phased-array antenna for underwater
transceiver. Some result of calculation range and signal-to-noise ratio of a peak to
peak underwater communication model in East Ocean was carry out to illustrate
the effect of method. Data was extracted from experiments at hydrometeorology
station of Quy Nhon in 2002.
Keywords: Acoustic, Underwater Chanel, Sound speed, Signal, Transducer.
Nhận bài ngày 19 tháng 5 năm 2014
Hoàn thiện ngày 05 tháng 6 năm 2014
Chấp nhận đăng ngày 25 tháng 7năm 2014
Địa chỉ: * Phòng Tham mưu - Kế hoạch, Viện KH-CN quân sự;
** Khoa Điện tử-Viễn thông, Trường Đại học Điện lực Hà Nội.
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- 10_leminhngoc_r_2909_2149215.pdf