Harbin Engineering University испытал в море буксируемую оптоволоконную антенну, измеряющую свою форму
Кабель длиной 770 м со 128 интерферометрическими гидрофонами и 32 элементами DAS измерял глубину и изгиб в море; учёт формы повысил пик мощности формирования луча.
Исследователи из Harbin Engineering University создали и испытали буксируемый гидрофонный кабель длиной 770 м, который измеряет собственную глубину и изгиб по тому же оптическому волокну, что передаёт звук, сообщается в статье в The Innovation sciencedirect.com
The Innovationsciencedirect.comОткрыть источник ↗. Кабель буксировали примерно в 500 м за судном в открытом море в декабре 2025 и январе 2026 года. Кооперативный акустический источник на расстоянии 5,7 км излучал тестовые импульсы 1 кГц.
Конструкция антенны и полосы сигнала
Формирование луча преобразует задержки прихода сигнала между элементами в направление и требует точного положения каждого элемента. Обычные антенны несут лишь несколько датчиков глубины, поэтому форма между ними оценивается приблизительно, а изогнутая антенна размывает фокус и смещает пеленг. В новом кабеле интерферометрическая секция содержит 128 элементов на 104 м, каждый намотан 22 м волокна, а секция распределённого акустического сенсинга (DAS) — 32 элемента с шагом 5 м на 160 м. Секция DAS считывает оптическую фазу вдоль волокна и служит датчиком глубины, поскольку гидростатическое давление сдвигает эту фазу.
Обе секции используют одинаковые воздушные оправки длиной 42 мм и внешним диаметром 11,6 мм. Данные делят по частоте: ниже 0,02 Гц — глубина и форма, 0,02–0,3 Гц — волны, 5 Гц–2 кГц — звук.
Результаты испытаний
По сравнению с датчиком давления глубина, определённая по DAS, дала коэффициент детерминации 0,99 и среднее отклонение 0,80%. Восстановленный профиль показал, что кабель прогибается, а не лежит прямо sciencedirect.com
The Innovationsciencedirect.comОткрыть источник ↗. Измеренные пики волнового спектра составили 0,102 и 0,098 Гц при ожидаемых 0,105 и 0,107 Гц, расхождение — 2,86% и 8,41%. Значительная высота волн лежала в диапазоне от 1,41 до 2,66 м, в пределах 4,31% и 11,03% от модели волн Copernicus. При глубине буксировки 50 м авторы оценивают порог обнаружения в 0,15 м и динамический диапазон в 180 дБ.
В акустическом диапазоне секция DAS работала на 11,57 дБ выше собственного уровня шума, измеренного на суше, в полосе 5–2000 Гц, а интерферометрические элементы были тише выше примерно 2 кГц. Формирование луча отслеживало опорный пеленг GPS в двух полосах: шум судна на 120–150 Гц и импульсы 1 кГц от удалённого источника. Подстановка измеренного профиля глубины в модель антенны повысила пик мощности формирования луча до 4,10 дБ.
Испытания охватывали одно судно, одну скорость и одно состояние моря, прибрежные и мелководные районы не проверяли. Определение глубины и волн зависит от измерений давления.
