priborИзвестия высших учебных заведений. ПриборостроениеJournal of Instrument Engineering0021-34542500-0381Национальный исследовательский университет ИТМО10.17586/0021-3454-2025-68-10-876-885pribor-421Research ArticleМЕТОДЫ И ПРИБОРЫ ДЛЯ АНАЛИЗА И КОНТРОЛЯ МАТЕРИАЛОВ, ИЗДЕЛИЙ, ВЕЩЕСТВ И ПРИРОДНОЙ СРЕДЫMETHODS AND DEVICES FOR MONITORING AND DIAGNOSTICS OF MATERIALS, PRODUCTS, SUBSTANCES AND THE NATURAL ENVIRONMENTФормирование зон Френеля при акустическом зондировании донного грунтаFresnel zones formation in acoustic sounding of bottom soilВагинА. В.VaginA. V.

Антон Владимирович Вагин — аспирант; кафедра электроакустики и ультразвуковой техники; ассистент

Санкт-Петербург

Anton V. Vagin — Post-Graduate Student; Departmentof Electroacoustics and Ultrasound Technology; Assistant

St. Petersburg

av.vagin@bk.ruВоротынцеваА. С.VorotyntsevaA. S.

Алена Сергеевна Воротынцева — аспирант; кафедра электроакустики и ультразвуковой техники

Санкт-Петербург

Alena S. Vorotyntseva — Post-Graduate Student; Department of Electroacoustics and Ultrasound Technology

St. Petersburg

avorotynceva@yandex.ruСанкт-Петербургский государственный электротехнический университет „ЛЭТИ“ им. В. И. Ульянова (Ленина)St. Petersburg Electrotechnical University2025151120256810876885Copyright © Национальный исследовательский университет ИТМО, 20252025Национальный исследовательский университет ИТМОНациональный исследовательский университет ИТМОhttps://pribor.ifmo.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://pribor.ifmo.ru/jour/article/view/421

Акустическое профилирование донного грунта — безальтернативный способ исследования Мирового океана. При падении акустической волны на поверхность происходят процессы отражения, поглощения и рассеяния. Если толщина слоев много меньше длины акустической волны, то отражение можно представить в виде излучения вторичным источником акустических волн в обратном направлении. Размеры вторичного источника определяются площадью облучения, которая состоит из определенных зон, называемых зонами Френеля. Рассмотрены физические основы формирования зон Френеля при зондировании донного грунта в случае нормального и наклонного падения волны. Представлены выражения для расчета зон Френеля. 

Acoustic profiling of bottom soil is an alternative way of exploring the World Ocean. When an acoustic wave hits the surface, reflection, absorption, and scattering processes occur. If the thickness of the layers is much less than the acoustic wavelength, then the reflection can be represented as radiation from a secondary source of acoustic waves in the opposite direction. The size of the secondary source is determined by the irradiation area, which consists of certain zones called Fresnel zones. The physical foundations of the formation of Fresnel zones in bottom soil sounding for normal and inclined wave incidence are considered. Expressions for calculating Fresnel zones are presented. 

акустический профилографдонный грунтотражениезона Френеляacoustic profilerbottom soilreflectionFresnel zoneReferencesАндреева И. Б. Физические основы распространения звука в океане. Л.: Гидрометеоиздат, 1975. 190 с.Andreeva I.B. Fizicheskiye osnovy rasprostraneniya zvuka v okeane (Physical Principles of Sound Propagation in the Ocean), Leningrad, 1975, 190 p. (in Russ.)Воловов В. И. Отражение звука от дна океана. М.: Наука, 1993. 269 с.Volovov V.I. Otrazheniye zvuka ot dna okeana (Sound Reflection from the Ocean Floor), Moscow, 1993, 269 p. (in Russ.)Барник В., Вендт Г., Каблов Г. П., Яковлев А. Н. Гидролокационные системы вертикального зондирования дна. Новосибирск: Изд-во Новосиб. гос. ун-та, 1992. 217 с.Barnik V., Wendt G., Kablov G.P., Yakovlev A.N. Gidrolokatsionnyye sistemy vertikal’nogo zondirovaniya dna (Sonar Systems for Vertical Sounding of the Bottom), Novosibirsk, 1992, 217 p. (in Russ.)Богоров Г. В., Воловов В. И., Ильин А. В. Микрорельеф дна Атлантического океана // Условия седиментации в Атлантическом океане. М.: Наука, 1971. С. 247–270.Bogorov G.V., Volovov V.I., Ilyin A.V. Usloviya sedimentatsii v Atlanticheskom okeane (Sedimentation Conditions in the Atlantic Ocean), Moscow, 1971, pp. 247–270. (in Russ.)Богоров Г. В., Ильин А. В., Индиченко И. Г. Применение стереофотограммометрического метода при изучении микрорельефа дна Индийского океана // Геоморфология. 1971. № 1. С. 89–102.Bogorov G.V., Ilyin A.V., Indichenko I.G. Geomorphology, 1971, no. 1, pp. 89–102. (in Russ.)Воловов В. И., Житковский Ю. Ю. Об измерении коэффициента отражения звука от дна океана // Океанология. 1966. Т. 6, вып. 6. С. 1086–1088.Volovov V.I., Zhitkovsky Yu.Yu. Oceanology, 1966, no. 6(6), pp. 1086–1088. (in Russ.)Воловов В. И., Житковский Ю. Ю. Отражение и рассеяние звука дном океана // Акустика океана. М.: Наука, 1974. Ч. 6. С. 395–490.Volovov V.I., Zhitkovsky Yu.Yu. Akustika okeana (Ocean Acoustics), Moscow, 1974, pt. 6, pp. 395–490. (in Russ.)Ильин А. В. Основные черты геоморфологии дна Атлантического океана // Океанологические исследования. 1971. Т. 21. С. 107–246.Ilyin A.V. Oceanological studies, 1971, vol. 21, рp. 107–246. (in Russ.)Канаев В. Ф. Рельеф рифтовой зоны Индийского океана и ее место в общей системе рельефа дна океана // Исследования по проблеме рифтовых зон Мирового океана. М.: Наука, 1972. Т. 1. С. 35–61.Kanaev V.F. Issledovaniya po probleme riftovykh zon Mirovogo okeana (Studies on the Problem of Rift Zones of the World Ocean), Moscow, 1972, vol. 1, рp. 35–61. (in Russ.)Удинцев Г. Б. Геоморфология и тектоника дна Тихого океана. М.: Наука, 1972. 394 с.Udintsev G.B. Geomorfologiya i tektonika dna Tikhogo okeana (Geomorphology and Tectonics of the Pacific Ocean Floor), Moscow, 1972, 394 p. (in Russ.)Вагин А. В. Классификация осадочных структур донного грунта и объектов техногенного происхождения при акустическом профилировании // Изв. СПбГЭТУ „ЛЭТИ“. 2025. Т. 18, № 3. С. 18–27.Vagin A.V. Proceedings of Saint Petersburg Electrotechnical University, 2025, no. 3(18), pp. 18–27. (in Russ.)Урик Р. Дж. Основы гидроакустики. Л.: Судостроение, 1978. 448 с.Urick R.J. Principles of Underwater Sound, NY, McGraw-Hill, 1975.Тюлин В. Н. Основные явления, связанные с распространением акустических волн в морской среде. Л.: Военноморская академия кораблестроения им. А. Н. Крылова, 1956.Tyulin V.N. Osnovnyye yavleniya, svyazannyye s rasprostraneniyem akusticheskikh voln v morskoy srede (Basic Phenomena Associated with the Propagation of Acoustic Waves in the Marine Environment), Leningrad, 1956. (in Russ.)Бреховских Л. М., Годин О. А. Акустика слоистых сред. М.: Наука, 1989. 412 с.Brekhovskikh L.M., Godin O.A. Akustika sloistykh sred (Acoustics of Layered Media), Moscow, 1989, 412 p. (in Russ.)Викторов И. А. Звуковые поверхностные волны в твёрдых телах. М.: Наука, 1981. 288 с.Viktorov I.A. Zvukovyye poverkhnostnyye volny v tvordykh telakh (Sound Surface Waves in Solids), Moscow, 1981, 288 p. (in Russ.)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.