Характеристики акустических антенн

Характеристика направленности

Направление, в котором интенсивность акустического поля, создаваемого направленной антенной, имеет максимальную величину, называется акустической осью антенны.

Для оценки направленного действия акустических преобразователей используется понятие “ характеристики направленности”. Характеристика направленности преобразователя выражает зависимость физической величины акустического поля (например, амплитуды колебаний, акустического давления, интенсивности и т. п.) от угла между акустической осью преобразователя и направлением на заданную точку (при одинаковом расстоянии от центра преобразователя). Характеристика направленности может быть выражена аналитически или графически.

Графическое представление характеристики направленности называется диаграммой направленности. Диаграмма направленности может быть построена как в полярной, так и в прямоугольной системе координат.

Фактор направленности

Фактором направленности G называется величина, равная отношению результирующей амплитуды акустического давления в направлении, отличном от акустической оси преобразователя, к амплитуде акустического давления в направлении оси. Таким образом, фактор направленности на акустической оси преобразователя равен единице(G = 1).

Угол раствора основного максимума

Угол , в пределах которого фактор направленности изменяется от максимума до первого нулевого значения (или до первого минимального значения), называется половинным углом раствора основного максимума. Зона диаграммы направленности, расположенная симметрично относительно акустической оси преобразователя в пределах углов от – до +, называется основным лепестком, а угол θ, ограничивающий эту зону, называется углом раствора, или шириной основного лепестка на уровне нулевого излучения.

Остальные зоны, находящиеся за пределами угла θ и имеющие свои максимумы, называются боковыми или побочными лепестками.

Острота главного максимума

Острота главного максимума выражается углом α, в пределах которого фактор направленности G уменьшается от 1 до заданной величины. Обычно остроту главного максимума определяют для G = 0,7. В этом случае угол 2α называют углом направленности на уровне 0,7.

Коэффициент осевой концентрации

Коэффициент осевой концентрации γ показывает, во сколько раз интенсивность акустического поля, создаваемого направленным излучателем в осевом направлении, превышает интенсивность, создаваемую на этом же расстоянии ненаправленным излучателем той же мощности.

Для плоской антенны коэффициент осевой концентрации определяется по следующей формуле:

γ = ;