RU2361364C2 - Способ двусторонней связи с подводным объектом - Google Patents
Способ двусторонней связи с подводным объектом Download PDFInfo
- Publication number
- RU2361364C2 RU2361364C2 RU2007122913/09A RU2007122913A RU2361364C2 RU 2361364 C2 RU2361364 C2 RU 2361364C2 RU 2007122913/09 A RU2007122913/09 A RU 2007122913/09A RU 2007122913 A RU2007122913 A RU 2007122913A RU 2361364 C2 RU2361364 C2 RU 2361364C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- underwater object
- underwater
- radio
- transformer
- points
- Prior art date
Links
Landscapes
- Near-Field Transmission Systems (AREA)
- Details Of Aerials (AREA)
Abstract
Способ может быть использован при организации двусторонней связи подводного объекта с другим подводным объектом, надводным, наземным или с воздушным объектами. Для связи используют корпус подводного объекта в качестве активного вибратора. Между носовой и кормовой точками подводного объекта устанавливают шунтирующую перемычку. Шунтирующая перемычка служит обмоткой согласующего трансформатора. В районе кормовой и носовой точек устанавливают трансформаторы. Эти трансформаторы подсоединяют к шунтирующей перемычке. Один из трансформаторов соединяют с входом радиоприемника, а другой - с входом радиопередатчика. Технический результат - существенное повышение технической надежности приема и посылки электромагнитных волн без ограничения маневренности подводного объекта. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано при организации двухсторонней связи погруженного в водную среду объекта, например подводной лодки, с подводным, надводным, наземным и воздушным объектами, в том числе при покрытии водной поверхности льдами.
Вопросы высококачественной связи подводного объекта с подводным, надводным, наземным и воздушным объектами были и остаются очень актуальными. Это связано с особенностями распространения электромагнитных волн в морской воде, которое находится в сильной спектральной зависимости от электрических параметров водной среды. Кроме того, для обеспечения электромагнитной доступности необходимо использовать сверхдлинноволновый диапазон длин радиоволн, а также необходимо использовать комбинированные системы для осуществления связи с подводным объектом. Все эти факторы существенно осложняют осуществление подводной связи высокого качества.
В аналогах, приведенных ниже, для приема электромагнитных волн, несущих информацию, используют горизонтальные антенны. Это обусловлено следующим. Наземные, надводные и воздушные объекты при передаче электромагнитных волн используют вертикальные антенны. При этом горизонтальная составляющая электрического поля, которое появляется при излучении, больше, чем при излучении с помощью горизонтальной антенны. Это обусловлено распространением электромагнитных волн вдоль поглощающей водной поверхности. Кроме этого вертикальная электрическая составляющая меняет свое значение скачком при переходе через плоскость раздела воздух - водная среда и становится значительно меньше горизонтальной составляющей, в то время как горизонтальная электрическая составляющая, в т.ч. и магнитная, при переходе плоскости раздела воздух - водная среда остается без изменения. Поэтому прием электромагнитных волн в водной среде производят на антенну горизонтальной поляризации или на магнитную антенну (В.Е.Кашпровский, Ф.А.Кузубов. Распространение средних радиоволн земным лучом. - М.: Связь, 1971, с.38, 107).
Известен способ двухсторонней связи с подводным объектом, в котором для приема и передачи сообщения с подводного объекта излучают акустическую волну в направлении заданного участка поверхности моря и в этот же тракт направляют информацию в виде модулированного сигнала электромагнитной волны, который принимает абонент в воздухе или через ретранслятор в воздухе на суше или на надводном объекте. При посылке сообщения на подводный объект используют способ электромагнитного облучения передающей антенной участка поверхности моря, озвученного акустической волной из глубины моря (Патент РФ № 2134023, опубл. 27.07.99).
Недостатками известного способа являются ограничение функциональных возможностей системы связи поиском и поддержанием электромагнитного контакта в зоне освещенности приемо-передающих антенн воздушного объекта на поверхности, озвученной акустической волной из глубины моря, а также низкая техническая надежность, обусловленная зависимостью работы системы от возмущенности водной поверхности и использования воздушных ретрансляторов.
Известен способ связи объектов под водой, в котором формируют канал в жидкой среде посредством лазера и вдоль получившегося канала посылают информационный сигнал, в том числе и для двухсторонней связи (Патент РФ № 2230436, опубл. 10.06.04).
Недостатками этого способа являются ограничение функциональных возможностей системы связи поиском и поддержанием электромагнитного контакта в ограниченной зоне при фиксировании относительно канала, а также применением электромагнитных волн оптического диапазона.
Для организации связи с подводным объектом на сверхдлинных радиоволнах в настоящее время применяют погруженные антенны, представляющие собой протяжные кабельные буксируемые антенные устройства или магнитные рамочные (А.Долбня. История развития связи с подводными лодками // Морской сборник. - М.: Красная звезда, 2006, № 5, с.42-44).
Известна буксируемая низкочастотная подводная система, в которой обнаружение и связь с подводным объектом обеспечивают передачей и приемом сверхдлинноволновых сигналов при работе буксируемой за надводным объектом протяженной поверхностной антенной решетки (Заявка США № 2004125701, опубл. 10.07.04).
Недостатками названной системы являются ограничение функциональных возможностей системы связи из-за ограничений маневрирования надводного объекта, а также ограниченный диапазон используемых частот.
Известен способ связи с подводным объектом, в котором прием сверхдлинных радиоволн (на частоте 14-30 кГц) и сверхнизких частот (на частоте 76 Гц) осуществляют на буксируемую кабельную антенну шлейфового типа AS-1554 BRM (20), выпускаемую за корпус подводной лодки на длину 610 метров с подвсплытием за счет плавучести (И.Сутягин. Средства связи атомных подводных лодок типа «Лос-Анджелес» // 3арубежное военное обозрение, 1995, № 9, с.52-57).
Недостатками этого способа являются ограничение функциональных возможностей системы связи, связанное с практической неосуществимостью передачи сигнала непосредственно с подводного объекта из-за технической невозможности используемой антенны для излучения больших мощностей, а также низкая техническая надежность из-за ограниченной живучести кабельной антенны, которая может использоваться только в интервале определенных скоростей подводного объекта и при ограничении маневренности.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является способ двухсторонней подводной электромагнитной радиосвязи, включающий передачу и прием радиосигналов с помощью радиостанций и антенн, выполненных в виде разнесенного кабеля с электродами на концах, расположенными на внешней поверхности корпуса подводного судна (Заявка Российской Федерации №2000131472, опубл. 10.01.03).
Недостатками прототипа являются необходимость делать проходные отверстия в корпусе подводного объекта для осуществления электрической связи антенн с радиостанциями, что приводит к ухудшению гидродинамических и эксплуатационных характеристик подводного объекта из-за дополнительных внешних конструкций, при этом апертура самих антенн существенно ограничивается.
Технический результат, на достижение которого направлено изобретение, заключается в расширении функциональных возможностей систем связи, устанавливаемых на подводных объектах, повышении технической надежности приема и передачи электромагнитных волн для двухсторонней связи с подводным, надводным, наземным и воздушным объектами, а также упрощении конструкций антенн и улучшении их эксплуатационных характеристик.
Для достижения названного технического результата в способе двухсторонней связи с подводным объектом, включающем прием и передачу электромагнитных волн с помощью радиостанции, содержащей имеющий выход радиопередатчик и имеющий вход радиоприемник, и антенны, в качестве активного электрического вибратора антенны используют проводящий корпус подводного объекта, устанавливают между наиболее удаленными точками подводного объекта в качестве обмотки согласующего трансформатора шунтирующую перемычку, в районе одной удаленной точки устанавливают трансформатор, подсоединяют его к шунтирующей перемычке и соединяют его с входом радиоприемника, в районе другой удаленной точки также устанавливают трансформатор, подсоединяют его к шунтирующей перемычке и соединяют его с выходом радиопередатчика, причем трансформаторы устанавливают от наиболее удаленных точек на расстоянии, обеспечивающем оптимальное согласование рабочих частот. В качестве наиболее удаленных точек используют носовую и кормовую точки.
Отличительными признаками предложенного способа являются следующие:
- использование проводящего корпуса подводного объекта в качестве активного электрического вибратора антенны;
- установление между наиболее удаленными точками подводного объекта шунтирующей перемычки в качестве обмотки согласующего трансформатора;
- установление в районах наиболее удаленных точек трансформаторов, подсоединение их к шунтирующей перемычке;
- соединение одного трансформатора с входом радиоприемника, другого трансформатора - с выходом радиопередатчика;
- установление трансформаторов от наиболее удаленных точек на расстоянии, обеспечивающем оптимальное согласование рабочих частот;
- использование в качестве наиболее удаленных точек носовой и кормовой точек. Это позволяет осуществлять надежную двухстороннюю подводную связь подводного объекта с другим подводным, надводным, наземным или воздушным объектами без ограничения маневренности подводного объекта.
Предлагаемый способ поясняется чертежом, на котором изображен разрез подводного объекта.
На схеме показаны корпус 1 подводного объекта (ПО), выполняющий роль активного электрического вибратора, шунтирующая перемычка 2, соединяющая носовую точку 3 ПО и кормовую точку 4 ПО, трансформатор 5, связанный электрически с шунтирующей перемычкой 2 и соединенный с входом 6 радиоприемника 7, трансформатор 6, также связанный электрически с шунтирующей перемычкой 2 и соединенный с выходом 9 радиопередатчика 10.
Способ осуществляется следующим образом.
Корпус 1 подводного объекта (ПО) выполняет роль активного электрического вибратора антенны. Носовую точку 3 ПО и кормовую точку 4 ПО соединяют шунтирующей перемычкой 2. В качестве шунтирующей перемычки 2 используют проводник, заключенный в оболочку (не показана). Шунтирующую перемычку 2 используют в качестве обмотки согласующего трансформатора для связи с радиоприемником 7 и радиопередатчиком 10. Ближе к носовой точке 3 устанавливают трансформатор 5, электрически подсоединяют его к шунтирующей перемычке 2 и затем соединяют с входом 6 радиоприемника 7. Ближе к кормовой точке 4 ПО устанавливают трансформатор 8, электрически подсоединяют его к шунтирующей перемычке 2 и затем соединяют его с выходом 9 радиопередатчика 10. Причем расстояния установки трансформаторов от кормовой и носовой точек определяются оптимальным согласованием рабочих частот. Шунтирующая перемычка 2 обеспечивает электрическую развязку, связь и согласование электрического вибратора 1 с радиоприемником 7 и радиопередатчиком 10. Для передачи информации электрические колебания с выхода 9 радиопередатчика 10 поступают на трансформатор 8 и шунтирующую перемычку 2 и возбуждают электрический вибратор 1, при этом излучаются электромагнитные волны, несущие информацию. Эти электромагнитные волны принимает другой объект (подводный или надводный, или воздушный). Прием информации подводным объектом осуществляют следующим образом: при передаче с другого объекта электромагнитных волн, несущих информацию, на корпусе 1 подводного объекта наводится ЭДС, которая создает электромагнитные волны, которые далее через шунтирующую перемычку 2 и трансформатор 5 поступают на вход 6 радиоприемника 7.
Предложенный способ двухсторонней связи с подводным объектом позволяет коммутировать любые токи и напряжения, в т.ч. позволяет создавать излучение высокой мощности. Способ также позволяет производить передачу и прием из подводного положения, не снижая маневренности подводного объекта. Кроме того, способ очень прост, надежен в эксплуатации и мало зависит от возмущенности водной поверхности.
Claims (2)
1. Способ двусторонней связи с подводным объектом, включающий прием и передачу электромагнитных волн с помощью радиостанции, включающей имеющий выход радиопередатчик и имеющий вход радиоприемник, и антенны, отличающийся тем, что в качестве активного электрического вибратора антенны используют проводящий корпус подводного объекта, устанавливают между наиболее удаленными точками подводного объекта в качестве обмотки согласующего трансформатора шунтирующую перемычку, в районе одной удаленной точки устанавливают трансформатор, подсоединяют его к шунтирующей перемычке и соединяют его с входом радиоприемника, в районе другой удаленной точки также устанавливают трансформатор, подсоединяют его к шунтирующей перемычке и соединяют его с выходом радиопередатчика, причем трансформаторы устанавливают от наиболее удаленных точек на расстоянии, обеспечивающем оптимальное согласование рабочих частот.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве наиболее удаленных точек используют носовую и кормовую точки подводного объекта.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007122913/09A RU2361364C2 (ru) | 2007-06-18 | 2007-06-18 | Способ двусторонней связи с подводным объектом |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007122913/09A RU2361364C2 (ru) | 2007-06-18 | 2007-06-18 | Способ двусторонней связи с подводным объектом |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2007122913A RU2007122913A (ru) | 2008-12-27 |
RU2361364C2 true RU2361364C2 (ru) | 2009-07-10 |
Family
ID=41045997
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007122913/09A RU2361364C2 (ru) | 2007-06-18 | 2007-06-18 | Способ двусторонней связи с подводным объектом |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2361364C2 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2453037C1 (ru) * | 2011-02-09 | 2012-06-10 | Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет" (Сфу) | Способ подводного приема радиосигналов |
RU2611603C1 (ru) * | 2015-10-01 | 2017-02-28 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации | Система связи сверхнизкочастотного и крайненизкочастотного диапазона с глубокопогруженными и удаленными объектами |
RU2717159C1 (ru) * | 2019-08-13 | 2020-03-18 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | Способ создания сверхнизкочастотной - низкочастотной передающей антенны и установка для его осуществления |
-
2007
- 2007-06-18 RU RU2007122913/09A patent/RU2361364C2/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2453037C1 (ru) * | 2011-02-09 | 2012-06-10 | Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет" (Сфу) | Способ подводного приема радиосигналов |
RU2611603C1 (ru) * | 2015-10-01 | 2017-02-28 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации | Система связи сверхнизкочастотного и крайненизкочастотного диапазона с глубокопогруженными и удаленными объектами |
RU2717159C1 (ru) * | 2019-08-13 | 2020-03-18 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | Способ создания сверхнизкочастотной - низкочастотной передающей антенны и установка для его осуществления |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2007122913A (ru) | 2008-12-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7826794B2 (en) | Distributed underwater electromagnetic communication system | |
US4962488A (en) | Technique for surface to surface communications using high frequency radio with low probability of intercept signaling | |
US10742329B2 (en) | Drone enabled global communications system for underwater platforms | |
Tetley et al. | Electronic navigation systems | |
CN102624463A (zh) | 潜通信中建立通信链路的方法及系统 | |
RU2733085C1 (ru) | Способ связи подводного аппарата с летательным аппаратом | |
GB2457581A (en) | An array of subsea radio modems is distributed on the seabed to provide a radio communications network | |
RU2361364C2 (ru) | Способ двусторонней связи с подводным объектом | |
Yoshida et al. | Study on land-to-underwater communication | |
WO2001095529A1 (en) | Underwater communications system using electromagnetic signal transmission | |
Yoshida | Underwater electromagnetics and its application to unmanned underwater platforms | |
Joe et al. | Digital underwater communication using electric current method | |
Le Roux et al. | Experimental measurements of propagation characteristics for maritime radio links | |
Singh | Submarine Communications. | |
RU2134023C1 (ru) | Способ двусторонней связи с подводным объектом | |
RU117724U1 (ru) | Антенно-фидерная система для подводных лодок | |
Aboderin | Antenna design for underwater applications | |
CN110224765B (zh) | 一种跨冰层数据无线传输的方法 | |
FR3049397B1 (fr) | Antenne bi-boucle pour engin immerge | |
RU2772238C1 (ru) | Способ связи с подводными объектами с использованием беспилотного летательного аппарата | |
CN111092662A (zh) | 跨介质高速激光通信仪 | |
CN116800352B (zh) | 双向全双工空水跨介质无中继通信方法 | |
Liu et al. | Initialization of hybrid underwater optical/acoustic network with asymmetrical duplex link | |
CN110266399B (zh) | 一种空中移动平台与水下平台之间的数据传输方法 | |
GB2445015A (en) | Electromagnetic below ice communications |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090619 |