НАУКА и ОБРАЗОВАНИЕ

Файл статьи: SE-BMSTU...o381.pdf (859.02Кб)

УДК 621.317.3/4

1 МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, Россия

При проведении исследований на больших акваториях и глубинах океана для изме-рения напряженности электрического поля в проводящей среде в сверхнизкочастотном диапазоне частот в устройствах автономного или неавтономного вертикального зондиро-вания наиболее перспективными являются модуляционные датчики. При применении датчиков данного типа возникает необходимость в решении задачи выделения и измерения промодулированного сигнала из немодулированных шумов.
Проведен анализ шумов гидродинамического и электромагнитного происхождения на входе первичного преобразователя с «вращающейся» чувствительной осью. На основа-нии условий согласования измерительных электродов со схемой обработки сигналов сде-лан вывод о том, что предложенная базовая модель первичного преобразователя с «вра-щающейся» чувствительной осью наиболее эффективна с точки зрения выделения и изме-рения промодулированного сигнала из немодулированных шумов. Показано, что в пер-вичных преобразователях нежелательно вращение электродов, приводящее к появлению в этом случае помех, изменяющихся синхронно с частотой вращения первичного преобразователя (частотой модуляции). Это затруднит последующее разделение сигналов и помех при их дальнейшей обработке.
Обоснован выбор демодуляции выходного сигнала, называемого синхронным детектированием, с применением фильтра нижних частот с частотой среза много меньшей несущей частоты, что позволяет получить на выходе сигнал, спектр которого лежит в исследуемом диапазоне сверхнизких частот и постоянных электрических полей.
Предложена оригинальная схема обработки сигналов, снимаемых с модуляционного датчика с «вращающейся» измерительной базой. Данная схема обладает лучшими воз-можностями по сравнению с известными ранее схемами, для измерения напряженности электрических полей в проводящей (морской) среде в ультранизкочастотном диапазоне этих полей с точки зрения чувствительности и точности измерений модуляционных датчиков.

1. Мисеюк О.И. Модуляционный датчик напряженности электрического поля в проводящей среде // Наука и образование. МГТУ им. Н.Э. Баумана. Электрон. журн . 2015. № 7. С. 254-268. DOI: 10.7463/0715.0780965
2. Зимин Е.Ф., Кочанов Э.С. Измерение параметров электрических и магнитных полей в проводящих средах. М.: Энергоатомиздат, 1985. 256 с .
3. Зимин Е.Ф., Каспарян В.Г., Кочанов Э.С., Мирзоян Г.А. Метод измерения электрического поля в море в СНЧ- диапазоне с учетом шумов первичного преобразователя // Геомагнетизм и аэрономия. 1984. Т. 24, № 4. С. 662-666.
4. Акиндинов В.В., Нарышкин В.И., Рязанцев А.М. Электромагнитные поля в морской воде (обзор) // Радиотехника и электроника. 1976. Т. 21, вып. 5. С . 913-944.
5. Астахов Ю.А., Кочанов Э.С., Мисеюк О.И., Плаксин И.И., Салмин А.В. Устройство для измерения вектора напряженности электрического поля в проводящей среде: а. с. 1511726 СССР. 1989. Бюл. № 36.
6. Зимин Е.Ф., Мисеюк О.И., Плаксин И.И., Собисевич А.Л. Датчик вектора напряженности электрического поля в проводящей среде: а. с. 2012894 РФ. 1995. Бюл. № 9.
7. Finlay C.C., Maus S., Beggan C.D., Bondar T.N., Chambodut A., et al. International Geomagnetic Reference Field: the eleventh generation // Geophysical Journal International. 2010. Vol.183, no. 3. P. 1216-1230. DOI:10.1111/j.1365-246X.2010.04804.x
8. Smorodin B.L., Taraut A.V. Charge propagation in a low-conducting liquid under modulated electric field // IEEE International Conference on Dielectric Liquids (ICDL 2008). IEEE Publ., 2008. P. 1-4. DOI: 10.1109/ICDL.2008.4622515
9. Masoud A.A. A harmonic potential field approach with a probabilistic space descriptor for planning in non-divisible environments // IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA '09). IEEE Publ ., 2009. P . 3774 - 3779. DOI : 10.1109/ROBOT.2009.5152176
10. Титце У., Шенк К. Полупроводниковая схемотехника: пер. с нем. М .: Мир , 1982. 476 с .