RU2314604C1

RU2314604C1 - Subsurface vertical antenna

Info

Publication number: RU2314604C1
Application number: RU2006126868/09A
Authority: RU
Inventors: Михаил Сергеевич Проценко (RU); Михаил Сергеевич Проценко; Игорь Николаевич Самуйлов (RU); Игорь Николаевич Самуйлов; Владимир Петрович Чернолес (RU); Владимир Петрович Чернолес; Абду Аль Нассер Ферзат (RU); Абду Аль Нассер Ферзат
Original assignee: Военная академия связи
Priority date: 2006-07-24
Filing date: 2006-07-24
Publication date: 2008-01-10

Abstract

FIELD: antenna engineering; nondirectional transmitting antennas operating in low-frequency band.

SUBSTANCE: proposed subsurface vertical antenna has vertical conductor installed in borehole made in earth. Metal cylinder is installed in borehole coaxially to vertical conductor. Bases of vertical conductor and metal cylinder are electrically connected to counterpoise made of conductors radially diverging from center of borehole bottom. In addition, shunt conductors are installed within metal cylinder and their top ends are connected at interval p to vertical conductor. Bottom ends of shunt conductor are passed through metal cylinder holes and connected to respective outputs of subband switching unit whose input is connected to coaxial feeder.

EFFECT: enhanced gain.

5 cl, 7 dwg

Description

Изобретение относится к области радиотехники, а именно к антенной технике, в частности заявляемая вертикальная подземная антенна (ВПА) предназначена для использования в качестве низкочастотной (диапазон 10÷100 кГц) передающей антенны ненаправленного излучения в азимутальной плоскости.The invention relates to the field of radio engineering, namely to antenna technology, in particular, the inventive vertical underground antenna (VPA) is intended for use as a low-frequency (range 10 ÷ 100 kHz) transmitting antenna of non-directional radiation in the azimuthal plane.

Известны низкочастотные (н.ч.) подземные антенны (ПА).Known low-frequency (n.a.) underground antennas (PA).

Известная ВПА по патенту США №3346864 от 10.10.1967 г., МПК 7 H01Q, состоящая из вертикально симметричного вибратора, установленного в вертикальной скважине, пробуренной в земле, и подключенного с помощью фидера к выходу передатчика.Known VPA according to US patent No. 3346864 dated 10.10.1967, IPC 7 H01Q, consisting of a vertically symmetric vibrator installed in a vertical well drilled in the ground and connected with a feeder to the output of the transmitter.

Недостатком известной ВПА является ее относительно низкий коэффициент усиления (КУ) из-за ее малых электрических размеров в н.ч. диапазоне.A disadvantage of the known VPA is its relatively low gain (KU) due to its small electrical dimensions in n.h. range.

Известна ПА по патенту РФ №2115980 от 20.07.1998 г., МПК 7 H01Q 1/04. ПА состоит из двух ярусов симметричных вибраторов (СВ), размещенных в скважинах, пробуренных в земле по обе стороны бункера, окруженного металлическим экраном. Каждое плечо СВ выполнено из двух соосных труб, скрепленных диэлектрической вставкой. Плечи СВ подключены к выходам делителей мощности. Выход передатчика подключен к делителю мощности между ярусами СВ.Known PA according to the patent of the Russian Federation No. 2159980 from 07.20.1998, IPC 7 H01Q 1/04. PA consists of two tiers of symmetric vibrators (CB), located in wells drilled in the ground on both sides of the hopper, surrounded by a metal screen. Each shoulder CB is made of two coaxial pipes fastened by a dielectric insert. SV shoulders are connected to the outputs of the power dividers. The output of the transmitter is connected to a power divider between the tiers of the CB.

Недостатком известной ПА является сложность ее конструкции и большие экономические затраты на ее построение. Кроме того, данная ПА имеет относительно высокую неравномерность диаграммы направленности (ДН), что снижает надежность работы радиолинии с неориентированным по азимуту корреспондентом.A disadvantage of the known PA is the complexity of its design and the large economic costs of its construction. In addition, this user agent has a relatively high irregularity of the radiation pattern (ND), which reduces the reliability of the radio line with an azimuth-oriented correspondent.

Наиболее близкой по своей технической сущности к заявленной является известная ВПА по патенту США №3435457 от 25.03.1969 г., МПК 7 H01Q 1/00. Ближайший аналог состоит из вертикального излучателя, установленного в скважине, пробуренной в земле, противовеса в виде экрана из проводников или металлической пластины, установленного в основании скважины, и коаксиального фидера, экранная оболочка которого подключена к противовесу, а центральный проводник к основанию вертикального излучателя. Вертикальный излучатель выполнен в виде вертикально установленного в скважине проводника, верхний конец которого подключен к емкостной нагрузке в виде металлического диска. Скважина, в которой установлен излучатель, снабжена дренажной системой для снижения потерь в случае проникновения в скважину влаги.The closest in its technical essence to the declared one is the well-known VPA according to US patent No. 3435457 of 03.25.1969, IPC 7 H01Q 1/00. The closest analogue consists of a vertical radiator installed in a well drilled in the ground, a counterweight in the form of a screen of conductors or a metal plate installed in the base of the well, and a coaxial feeder, the screen shell of which is connected to the counterweight, and the central conductor to the base of the vertical radiator. The vertical emitter is made in the form of a conductor vertically installed in the well, the upper end of which is connected to a capacitive load in the form of a metal disk. The well in which the emitter is installed is equipped with a drainage system to reduce losses in the event moisture penetrates into the well.

Однако ближайший аналог имеет недостатки:However, the closest analogue has disadvantages:

- относительно низкий КУ, обусловленный, с одной стороны, потерями в индуктивных элементах настройки, обладающих невысокой добротностью, с другой - потерями в окружающей излучатель полупроводящей среде, вызванных существованием связанного реактивного электрического поля высокой концентрации.- a relatively low KU, caused, on the one hand, by losses in inductive tuning elements having a low Q factor, and on the other hand, by losses in a semiconducting medium surrounding the emitter caused by the existence of a coupled reactive electric field of high concentration.

Целью изобретения является разработка ненаправленной ВПА, обеспечивающей повышение КУ, путем снижения концентрации нескомпенсированного реактивного связанного поля и обеспечения возможности использования элементов настройки емкостного типа.The aim of the invention is the development of non-directional VPA, providing an increase in KU, by reducing the concentration of uncompensated reactive coupled field and the possibility of using capacitive-type settings.

Заявленная ВПА расширяет арсенал средств данного назначения.Announced VPA expands the arsenal of funds for this purpose.

Поставленная цель достигается тем, что в известной ВПА, содержащей излучатель в виде проводника высотой H с диаметром поперечного сечения d, вертикально установленного в пробуренной в земле скважине, противовес, размещенный на дне скважины, и коаксиальный фидер, дополнительно коаксиально с излучателем в скважине установлен металлический цилиндр (МЦ) высотой h и с внутренним диаметром D. Основание МЦ электрически соединено с противовесом и нижним концом излучателя.This goal is achieved by the fact that in the known VPA containing a radiator in the form of a conductor of height H with a cross-sectional diameter d vertically mounted in a well drilled in the ground, a counterweight placed at the bottom of the well, and a coaxial feeder, additionally coaxial with the radiator in the well, are installed a cylinder (MC) of height h and with an inner diameter D. The base of the MC is electrically connected to the counterweight and the lower end of the emitter.

Новым также является то, что в полости цилиндра установлены n≥1 проводников шунта. Каждый проводник шунта подключен одним концом к излучателю, с интервалом р друг от друга, а другим через отверстие в МЦ к соответствующему выходу коммутатора поддиапазонов (КПДД). К входу КПДД подключен коаксиальный фидер (КФ).Also new is that n≥1 shunt conductors are installed in the cylinder cavity. Each shunt conductor is connected at one end to the emitter, with an interval p from each other, and the other through an opening in the MC to the corresponding output of the subband switch (Efficiency). A coaxial feeder (CF) is connected to the input of the efficiency.

Соотношение высот МЦ h и излучателя Н выбрано в пределах h/H=0,3÷0,6. Соотношение диаметров МЦ D и излучателя d выбрано в интервале D/d=6÷12. Противовес выполнен в виде радиально расходящихся от центра основания скважины проводников, длина l_пр каждого из которых выбрана в пределах (0,8÷1,2)Н.The ratio of the heights of the MC h and the emitter H is selected in the range h / H = 0.3 ÷ 0.6. The ratio of the diameters of the MC D and emitter d is selected in the interval D / d = 6 ÷ 12. The counterweight is made in the form of conductors radially diverging from the center of the base of the well, the length l _{pr of} each of which is selected within (0.8 ÷ 1.2) N.

Благодаря новой совокупности существенных признаков в ВПА достигается преобразование связанного реактивного поля электрического типа к магнитному и, следовательно, обеспечивается возможность за счет настройки антенны высокодобротными емкостными элементами, снизить тепловые потери, т.е. повысить КУ антенны в целом.Due to the new set of essential features in the VPA, the conversion of the coupled reactive field of the electric type to magnetic is achieved and, therefore, it is possible, by tuning the antenna with high-quality capacitive elements, to reduce heat loss, i.e. boost KU antenna as a whole.

Проведенный анализ уровня техники показал, что аналоги, характеризующиеся совокупностью признаков, тождественным признакам заявленной ВПА, отсутствуют в известных источниках информации, что указывает на соответствие заявленного устройства условию патентоспособности «новизна».The analysis of the prior art showed that analogues, characterized by a set of features identical to the characteristics of the declared VPA, are not available in known sources of information, which indicates the compliance of the claimed device with the patentability condition of "novelty".

Результаты поиска известных решений в данной и смежных областях техники с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа существенными признаками заявленной ВПА, показали, что они не следуют явным образом из уровня техники. Из уровня техники также не выявлена известность влияния предусматриваемых существенными признаками преобразований на достижение указанного технического результата. Следовательно, заявленный объект соответствует условию патентоспособности «изобретательский уровень».The search results for known solutions in this and related fields of technology in order to identify features that match the essential features of the declared VPA that are distinctive from the prototype have shown that they do not follow explicitly from the prior art. The prior art also did not reveal the popularity of the influence provided by the essential features of the transformations on the achievement of the specified technical result. Therefore, the claimed object meets the condition of patentability "inventive step".

Заявленная ВПА поясняется чертежами, на которых показаны:The claimed VPA is illustrated by drawings, which show:

на фиг.1 - общий вид антенны;figure 1 - General view of the antenna;

на фиг.2 - вид антенны сверху;figure 2 is a top view of the antenna;

на фиг.3 - эквивалентные схемы, поясняющие принцип работы ВПА.figure 3 is an equivalent diagram explaining the principle of operation of the VPA.

Заявлена ВПА, показанная на фиг.1, состоит из скважины 1, пробуренной в земле. Предпочтительным является бурение скважины 1 на возвышенности 2 от ее вершины к основанию. Скважина 1 выполнена с отличающимися по высоте диаметрами. Диаметр нижней части скважины 1 от основания до высоты h пробурен диаметром D_ц. В верхней части от высоты h до высоты Н - диаметром d_в. В нижней части скважины 1 установлен МЦ 3 с внешним диаметром D_ц и внутренним - D. Коаксиально с МЦ 3 в его полость установлен излучатель 4 в виде вертикального проводника высотой Н и с диаметром поперечного сечения d. Для снижения потерь, обусловленных затуханием амплитуд тока вдоль излучателя, часть излучателя 4, выступающая за пределы МЦ 3 может быть заключена в диэлектрическую оболочку 5, например, из фторопласта.Stated VPA, shown in figure 1, consists of a well 1 drilled in the ground. It is preferable to drill a well 1 at a height of 2 from its top to the base. Well 1 is made with diameters of different heights. The diameter of the lower part of the well 1 from the base to a height h is drilled with a diameter D _c . In the upper part from height h to height H, diameter d _in . In the lower part of well 1, MC 3 is installed with an external diameter D _c and an internal diameter D. A radiator 4 is installed coaxially with MC 3 in its cavity as a vertical conductor of height H and with a cross-section diameter d. To reduce losses caused by the attenuation of the current amplitudes along the emitter, the part of the emitter 4 protruding beyond the MC 3 can be enclosed in a dielectric sheath 5, for example, of fluoroplastic.

Основание МЦ 3 и основание излучателя 3 электрически (кондуктивно) соединены с противовесом 6. Противовес, в частности, может быть выполнен в виде радиально расходящихся от центра дна скважин (точка «о») проводников длиной l_пр=(0,8÷1,2) Н (см. фиг.2). Дополнительно концы проводников противовеса подключены к металлическим стержням 7 длиной l_ст, погруженным в грунт. В свою очередь концы проводников противовеса 6 могут быть дополнительно электрически соединены друг с другом кольцевым проводником 8.The base of the MC 3 and the base of the emitter 3 are electrically (conductively) connected to the counterweight 6. The counterweight, in particular, can be made in the form of conductors radially diverging from the bottom of the bottom (point “o”) of length l _pr = (0.8 ÷ 1, 2) N (see figure 2). Additionally, the ends of the counterbalance conductors are connected to metal rods 7 of length l _st immersed in the ground. In turn, the ends of the conductors of the counterweight 6 can be additionally electrically connected to each other by an annular conductor 8.

В пределах полости МЦ 3 установлены проводники шунта 9. В качестве примера на фиг.1 показано два проводника шунта.Shunt 9 conductors are installed within the cavity of MC 3. As an example, Fig. 1 shows two shunt conductors.

Первый проводник шунта 9 подключен к излучателю 4 в точке «а», соответствующей высоте h МЦ 3. Второй проводник шунта 9 подключен к излучателю в точке «б», отстоящей вниз от точки «а» на расстояние р, составляющее (0,2÷0,3) h. Вторые концы проводников шунта 9 через отверстия 10 в МЦ 3 подключены к соответствующим выходам КПДД 11, металлический корпус которого электрически соединен с МЦ 3 (точки «с» на фиг.1). К входу КПДД 11 подключен коаксиальный фидер (КФ) 12.The first conductor of the shunt 9 is connected to the emitter 4 at point "a" corresponding to the height h of MC 3. The second conductor of the shunt 9 is connected to the emitter at point "b", located at a distance p down from point "a" at a distance p of (0.2 ÷ 0.3) h. The second ends of the shunt 9 conductors through the holes 10 in the MC 3 are connected to the corresponding outputs of the efficiency 11, the metal casing of which is electrically connected to the MC 3 (point "c" in figure 1). To the input of the efficiency 11 is connected to a coaxial feeder (CF) 12.

КПДД 11 предназначен для изменения точки подключения проводника шунта 9 к излучателю 4 при переходе работы ВПА от одного к другому поддиапазону рабочих частот. КПДД 11 представляет собой переключатель (фиг.1а), в котором центральный проводник КФ 12 подключен к неподвижному контакту переключателя (точка «к» на фиг.1а), а электронная оболочка к металлическому корпусу переключателя.EFFICIENCY 11 is designed to change the connection point of the shunt conductor 9 to the emitter 4 during the transition of the VPA from one to another sub-band of operating frequencies. EFFICIENCY 11 is a switch (figa), in which the Central conductor KF 12 is connected to a fixed contact of the switch (point "k" in figa), and the electronic shell to the metal housing of the switch.

Для исключения попадания влаги в полость МЦ 3 верхний и нижний его торцы могут быть герметизированы диэлектрическим влагонепроницаемым материалом (на фиг.1 не показано).To exclude moisture from entering the cavity of MC 3, its upper and lower ends can be sealed with a dielectric moisture-proof material (not shown in FIG. 1).

Для снижения тепловых потерь в металле конструкции ВПА на внутреннюю поверхность МЦ 3 и на поверхность излучателя 4 до высоты h может быть нанесено покрытие из высокопроводящего металла (медь, серебро и т.п.).To reduce heat loss in the metal of the VPA structure, a coating of highly conductive metal (copper, silver, etc.) can be applied to the inner surface of the MC 3 and to the surface of the emitter 4 to a height h.

Выступающая за пределы МЦ 3 часть излучателя может быть заключена в диэлектрическую оболочку 5, что снизит потери в окружающей излучатель среде.The part of the emitter that extends beyond the limits of MC 3 can be enclosed in a dielectric sheath 5, which will reduce losses in the environment surrounding the emitter.

Заявленная ВПА работает следующим образом: в н.ч. диапазоне реальные ПА относятся к классу малогабаритных антенн (МГА), у которых наибольший линейный размер много меньше длины рабочей волны λ. В данном случае Н<<λ.The declared VPA works as follows: In the range real PAs belong to the class of small antennas (MGA), in which the largest linear size is much smaller than the working wavelength λ. In this case, H << λ.

МГА характеризуются высоким уровнем связанного нескомпенсированного реактивного поля. Причем для МГА электрического типа (вибратор, Т-образная и т.п.) нескомпенсированное поле и реактивная составляющая входного сопротивления Х_А имеют емкостной характер, т.е. для согласования и настройки такой МГА необходимо использование индуктивных элементов настройки (ЭН). Аналогично для МГА магнитного типа (рамка, петлевой вибратор и т.п.) Х_А>0 и для ее настройки и согласования могут быть использованы емкостные ЭН. Таким образом, при использовании МГА необходимо, чтобы реактивная компонента Х_А входного сопротивления имела индуктивный характер, что облегчит реализацию практической конструкции с более низкими потерями в органах настройки, в окружающей полупроводящей среде и в металле элементов конструкции, т.е. повысит КУ МГА в целом.MGAs are characterized by a high level of bound uncompensated reactive field. Moreover, for an MGA of an electric type (vibrator, T-shaped, etc.), the uncompensated field and the reactive component of the input resistance X _A are capacitive in nature, i.e. To coordinate and configure such an MGA, it is necessary to use inductive tuning elements (EI). Similarly, for an MGA of a magnetic type (frame, loop vibrator, etc.) X _A > 0, and capacitive electric motors can be used for its adjustment and matching. Thus, when using MGA, it is necessary that the reactive component X _{A of the} input impedance be inductive, which will facilitate the implementation of a practical design with lower losses in the tuning organs, in the surrounding semiconducting medium, and in the metal of the structural elements, i.e. will increase KU MGA as a whole.

Данная задача решена в заявленной ВПА. На фиг.3а показана упрощенная схема конструкции ВПА, а на фиг.3б эквивалентная схема, в которой общее комплексное входное сопротивление антенны (в сечении к-к′) Z_A=R_A+Х_А, где R_А- активная составляющая, включающая сопротивление излучения R_∑ и сопротивление потерь R_П, т.е. R_A=R_∑+R_П. Параллельно Z_Aк выходу ВПА подключен короткозамкнутый (к.з.) шунт с коммутируемой длиной l_ш. Шунт образован отрезком коаксиальной к.з. линий, состоящей из внутренней поверхности МЦ 3 и части излучателя 4, находящегося в пределах полости МЦ 3 (фиг.3а). Причем изменением точки подключения проводника шунта 9 оказывается возможным изменять его длину l_ш, что необходимо для настройки антенны в различных частотных поддиапазонах.This problem is solved in the declared VPA. On figa shows a simplified diagram of the design of the VPA, and on figb equivalent circuit in which the total integrated input impedance of the antenna (in cross section k-to ′) Z _A = R _A + X _A , where R _A is the active component, including radiation resistance R _∑ and loss resistance R _P , i.e. R _A = R _∑ + R _P. Parallel to Z _A, a short-circuited (short-circuit) shunt with a switched length l _{w is} connected to the VPA output. The shunt is formed by a segment of coaxial short circuit lines consisting of the inner surface of the MC 3 and part of the emitter 4 located within the cavity of the MC 3 (figa). Moreover, by changing the connection point of the shunt conductor 9, it is possible to change its length l _w , which is necessary for tuning the antenna in different frequency subbands.

В этом случае условие согласования ВПА может быть достигнуто использованием индуктивности связи L_св, образованной шунтом, и емкости конденсатора настройки С_Н (фиг.3в).In this case WPA matching condition can be achieved by using the inductance L _{communication} connection formed by the shunt, and adjustment of capacitor C _H (3B).

При дискретном изменении длины шунта для обеспечения плавной перестройки ВПА может быть включен дополнительный конденсатор связи С_свпараллельно (фиг.3г) или последовательно с шунтом (фиг.3д).When discrete variation of the length of the shunt to ensure a smooth adjustment VPA may be included an additional coupling capacitor C in parallel _binding (Figure 3D), or in series with the shunt (3E).

Использование в качестве элемента согласования индуктивности, образованной коаксиальным шунтом, обуславливает индуктивный характер реактивной составляющей входного сопротивления. Причем при таком исполнении индуктивный элемент настройки обладает существенно более высокой добротностью по сравнению с традиционно используемыми индуктивными катушками за счет снижения тепловых потерь в металле его конструкции.The use of an inductance formed by a coaxial shunt as a matching element determines the inductive nature of the reactive component of the input resistance. Moreover, with this design, the inductive tuning element has a significantly higher quality factor compared to traditionally used inductive coils due to the reduction of heat losses in the metal of its structure.

Порядок расчета входного сопротивления Z_A шунтовых вибраторов известен и подробно описан, например, в работе Кузнецова В.Д. Шунтовые вибраторы. //Радиотехника, т. 10, №10, 1955 г.The procedure for calculating the input resistance Z _{A of} shunt vibrators is known and described in detail, for example, in the work of V. D. Kuznetsov. Shunt vibrators. // Radio engineering, t. 10, No. 10, 1955

где N² - коэффициент трансформации комплексного сопротивления Z_Bэквивалентного вибратора высотой Н; ρ_ш - волновое сопротивление коаксиального шунта длиной l_ш.where N ² is the transformation coefficient of the complex resistance Z _{B of an} equivalent vibrator of height H; ρ _W - wave impedance of a coaxial shunt length l _W

Порядок вычисления указанных параметров при известных конструктивных размерах шунтового вибратора известен и описан в указанной работе Кузнецова В.Д., а также в книге Антенны. Под ред. Муравьева Ю.К., ВАС, 1963 г., с.263-271.The procedure for calculating these parameters with the known design dimensions of the shunt vibrator is known and described in the indicated work by VD Kuznetsov, as well as in the book Antennas. Ed. Muravyova, Yu.K., EAC, 1963, p. 263-271.

Для проверки возможности достижения сформулированного технического результата проведены сравнительные измерения эффективности заявленной ВПА и прототипа, методом масштабного моделирования.To test the feasibility of achieving the formulated technical result, comparative measurements of the effectiveness of the claimed VPA and the prototype were carried out using large-scale modeling.

Макет заявленной ВПА был выполнен со следующими соотношениями геометрических размеров ее конструкции: электрическая высота изменялась в пределах: H/λ=0,03÷0,05; h/H=0,4; D/d=8; число проводников противовеса - 10, каждый длиной l_ш=Н. Излучатель 4 и металлический цилиндр 3 выполнены из бронзы. В качестве элементов настройки использован конденсатор С_Н переменной емкости. Проводник шунта 9 подключался к излучателю на высоте h, т.е. l_ш=h.The layout of the declared VPA was made with the following ratios of the geometric dimensions of its design: the electrical height varied within: H / λ = 0.03 ÷ 0.05; h / H = 0.4; D / d = 8; the number of conductors of the counterweight is 10, each length l _W = N. The emitter 4 and the metal cylinder 3 are made of bronze. As the tuning elements used capacitor C _N variable capacity. The shunt conductor 9 was connected to the emitter at a height h, i.e. l _w = h.

Макет ВПА прототипа имел следующие размеры конструкции: электрическая высота измерялась в пределах Н/λ=0,03÷0,05; диаметр пластины емкостной нагрузки составлял 0,5 Н; в качестве элементов настройки использована катушка индуктивности; противовес выполнен аналогично, как и у заявленной ВПА.The prototype VPA prototype had the following construction dimensions: the electrical height was measured within N / λ = 0.03 ÷ 0.05; the diameter of the capacitive load plate was 0.5 N; an inductance coil is used as tuning elements; the counterweight is made in the same way as the declared VPA.

Оба макета устанавливались в скважине, пробуренной от вершины возвышенности. Высота возвышенности над плоской поверхностью земли составляла 1,2 Н.Both models were installed in a well drilled from the top of the hill. The height above the flat surface of the earth was 1.2 N.

Последовательно заявленная ВПА и прототип подключались к выходу передатчика. Отдаваемая на вход ВПА мощность контролировалась и в обоих случаях была равной. На удалении r за пределами ближней зоны испытываемых антенн (r≈15λ) после возбуждения антенн измерялся уровень создаваемого электромагнитного поля заявленной ВПА E₃ и прототипом E_пр. Относительный выигрыш по КУ ΔG сравниваемых антенн вычислялся по формуле:

The sequentially declared VPA and prototype were connected to the output of the transmitter. The power supplied to the input of the VPA was monitored and in both cases was equal. At a distance r outside the near zone of the tested antennas (r≈15λ) after the excitation of the antennas, the level of the generated electromagnetic field of the declared VPA E ₃ and prototype E _pr . The relative gain by K ΔG of the compared antennas was calculated by the formula:

Результаты измерений показали, что в диапазоне H/λ=0,03÷0,05; выигрыш по ΔG заявленной антенны составил от 3 дБ до 4,5 дБ.The measurement results showed that in the range H / λ = 0.03 ÷ 0.05; the gain in ΔG of the claimed antenna was from 3 dB to 4.5 dB.

Полученные результаты сравнительных измерений подтвердили возможность достижения указанного технического результата при использовании заявленной ВПА, т.е. возможность повышения ее КУ.The obtained results of comparative measurements confirmed the possibility of achieving the specified technical result when using the declared VPA, i.e. the possibility of increasing its KU.

Claims

1. A vertical underground antenna containing a radiator in the form of a conductor of height H and a cross-sectional diameter d, vertically mounted in a borehole drilled in the ground, a counterweight located at the bottom of the well, and a coaxial feeder, characterized in that an additional metal is installed coaxially with the radiator in the well a cylinder of height h with an inner diameter D, the base of the metal cylinder is electrically connected to the counterweight and the lower end of the emitter, connected at intervals to the cylinder cavity n≥1 to the emitter of the shunt conductors, which are through holes in a metal cylinder connected to the corresponding outputs of the switch subbands, which is connected to the input of the coaxial feeder.

2. The vertical underground antenna according to claim 1, characterized in that the ratio of the heights of the metal cylinder h and the emitter H is selected in the range h / H = 0.3 ÷ 0.6.

3. The vertical underground antenna according to claim 1, characterized in that the ratio of the inner diameter D of the metal cylinder to the diameter d of the cross section of the emitter conductor is selected in the range D / d = 6 ÷ 12.

4. The vertical underground antenna according to claim 1, characterized in that the conductor of the emitter is enclosed in a dielectric sheath.

5. The vertical underground antenna according to claim 1, characterized in that the counterweight is made in the form of conductors radially diverging from the center of the base of the well, the length l _{pr of} each of which is selected within l _pr = (0.8 ÷ 1.2) H.