Файл: Римский-Корсаков А.В. Электро-акустика.pdf

а с помощью

(4.5),

(4.7)

и (4.9)

— эффективное значение коэффи­

циента

взаимной модуляции:

kH

= 2 Р т %

(46 +

Зср12)

/ (4а +

3 ср^),

(4.11)

Направленность

излучения

(или

приема) акустических волн

ческой антенны

(см. п а р а г р а ф 4.3).

Коэффициент

полезного действия используют д л я определения

его электрическое входное сопротивление близко к чисто

актив­

ному. Если

ж е

аппарат имеет

преимущественно реактивное

сопро­

тивление, то

потребляемая им

к а ж у щ а я с я мощность

существенно

больше активной. На к а ж у щ у ю с я

мощность

д о л ж е н

быть

рассчи­

тан выходной

к а с к а д усилителя,

питающего

излучатель,

поэтому

циенту отдачи —• отношению полезной акустической

мощности,

излучаемой аппаратом, к потребляемой им к а ж у щ е й с я

электриче­

Обе

величины, как

правило,

зависят

от

частоты.

Зависимости

Л (7)

и

xCf)

используют к а к технические

характеристики излучате­

лей

наряду

с

Ea(f).

В а ж н е й ш и м электрическим

параметром

электроакустического

а п п а р а т а является его

электрическое сопротивление. В случае при­

емника

это

сопротивление играет роль внутреннего

сопротивления

ного

сопротивления

потребителя

электрической энергии.

В

зависимости

от назначения

электроакустического аппарата,

большим углом, и в котором, как правило, главным

образом

про­

исходит

излучение

(или прием)

акустических

волн.

Чувствитель­

ность антенны в этом направлении иосит название

осевой

чувстви­

тельности.

Поместим акустическую антенну излучателя в начало системы

полярных

координат

.г, 6,

-ф и

направим

ось

симметрии

антенны

вдоль радиуса

0 = 0,

>ip = 0.

И з м е р я я

поле

в направлении

0, гр на

заданном расстоянии D\, можно найти зависимость чувствитель­

ности от углов

0 н т|з:

£ н і г = 0 і

=

£„ О-

1>).

(4.12)

Взяв

отношение

£ і [ ( 0 ,

ф)

к

чувствительности

в

направлении

оси на том

ж е

расстоянии,

получим

зависимость, называему ю

ха­

рактеристикой

направленности

излучателя:

Ф „ ( Є ,

Ч>) =

£ „(8 ,

tp)/£„(0,

0).

(4.13)

Аналогичным

путем

определяют

и

характеристику

направленно ­

сти приемной

антенны:

Ф п ( 9 ,

г р ) = £ п ( 9 ,

1>)/£п

(0,0).

(4.14)

Обычно

осевое

направление

совпадает

с

осью

симметрии

са­

мой антенны и ее характеристики направленности. В

большинстве

случаев в направлении оси симметрии чувствительность имеет

мак­

симальное

значение.

Ф ( 9 , тр) и давление ро,

Если

известна величина

которое разви­

вает антенна -излучатель на

оси 0 = гр = 0 на

расстоянии D\,

то мож­

вое

давление /з(гр, 0) (рис. 4.4)

при

помощи характеристики

нап­

равленности

можно

записать

в виде: р = /?о Ф(0, ip)- Если

D{

доста­

точно велико, то интенсивность

звуковых волн в этой точке

можно

определить

как дл я

плоской

волны:

/ = р2 /рос0 .

Тогда

мощность

акустических волн,

п р о х о д я щ а я

через элемент

сферы dS радиуса

D\,

составит

JdS и вся искомая

мощность будет:

Р а

=

f

ydS =

(РІІро Со) \®2dS.

(4.15)

S

S

Д л я

антенны,

не

о б л а д а ю щ е й направленностью,

звуковое д а в ­

ление на

заданном

расстоянии

во всех направлениях

одинаково и

Ф ( 0 , \ p ) = c o n s t = I .

Т а к а я антенна,

очевидно, излучала

бы

мощ­

ность Pai, =

p2oSfp0C0.

Эффективность

направленной антенны, создающей т а к у ю ж е ин­

тенсивность

в направлении оси, что и ненаправленная,

оценивает­

ся

отношением:

f ®4S

о

== р

IP

(4.16)

—•'

1

aw' а

Если осевое направление является осью круговой симметрии

ха­

рактеристики

направленности,

то эта последняя является функ­

цией одного

угла. И з

рис. 4.5

видно, что

в качестве

элемента

по­

верхности dS

м о ж н о

в этом случае взять

кольцевой

пояс радиуса

Рис. 4.4.

К подсчету

мощности

Рис.

4.5. Случай

осевой

сим­

излучения антенны

метрии характеристики

направ­

ленности

r = D i s i n 0

и

шириной

DidQ

и произвести

интегрирование

в

преде­

л а х О ^ 0 ^ я .

Тогда

в ы р а ж е н и е

коэффициента

концентрации д л я

в а ж н о г о

частного

случая

симметричной

характеристики

н а п р а в ­

ленности

примет вид:

(4.17)

Характеристики направленности к а к приемной,

т а к

и

излучаю ­

щей антенн я в л я ю т с я функциями

частоты

и графически

и з о б р а ж а ­

ются обычно в виде семейств характеристик

д л я

р я д а

значений

частоты.

Коэффициент

осевой

концентрации,

очевидно,

т а к ж е

функция частоты. Он служит д л я

оценки эффективности не толь­

ко излучающей антенны,

но

и приемной. П р и помощи

этого

коэф ­

источников

акустических волн. Если

на

приемник действуют

ме­

ш а ю щ и е случайные

акустические

волны,

которые приходят с

рав ­

ной вероятностью

с любого направления,

то

создаваемые ими

на­

п р я ж е н и я

помех

с к л а д ы в а ю т с я

некогерентно. Среднее

значение

н а п р я ж е н и я

помех,

создаваемое

на

выходе

приемника,

будет

со­

ответствовать

корню

к в а д р а т н о м у из суммы

квадратов

всех

сла­

гающихся напряжений . В предельном

случае, когда источники по­

мех равномерно распределены вокруг

приемника, из к а ж д о г о эле ­

мента dS в о о б р а ж а е м о й

сферической

поверхности, в центре кото­

рой находится приемник,

поступает э л е м е н т а р н а я мощность помех