RU2608072C1 - Система связи сверхнизкочастотного и крайненизкочастотного диапазона с глубокопогруженными и удаленными объектами - Google Patents

Система связи сверхнизкочастотного и крайненизкочастотного диапазона с глубокопогруженными и удаленными объектами Download PDF

Info

Publication number
RU2608072C1
RU2608072C1 RU2015141828A RU2015141828A RU2608072C1 RU 2608072 C1 RU2608072 C1 RU 2608072C1 RU 2015141828 A RU2015141828 A RU 2015141828A RU 2015141828 A RU2015141828 A RU 2015141828A RU 2608072 C1 RU2608072 C1 RU 2608072C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
current
antenna
output
converter
input
Prior art date
Application number
RU2015141828A
Other languages
English (en)
Inventor
Виктор Ефимович Пониматкин
Александр Александрович Кужелев
Вячеслав Леонидович Евстратов
Олег Романович Кивчун
Original Assignee
Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации
Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского флота "Военно-Морская академия" имени адмирала флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации, Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского флота "Военно-Морская академия" имени адмирала флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" filed Critical Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации
Priority to RU2015141828A priority Critical patent/RU2608072C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2608072C1 publication Critical patent/RU2608072C1/ru

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B13/00—Transmission systems characterised by the medium used for transmission, not provided for in groups H04B3/00 - H04B11/00
    • H04B13/02—Transmission systems in which the medium consists of the earth or a large mass of water thereon, e.g. earth telegraphy

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Details Of Aerials (AREA)

Abstract

Изобретение относится к технике связи. Технический результат - обеспечение электромагнитной совместимости с радиоэлектронными средствами, линиями электропередачи, кабельными линиями связи, инженерными сооружениями и создание условий экологической безопасности в районе размещения антенной системы радиостанции. Технический результат достигается за счёт того, что система связи сверхнизкочастотного и крайненизкочастотного диапазонов с глубокопогруженными и удаленными объектами содержит передающую систему, состоящую: из задающего генератора, модулятора, системы управления, защиты и автоматизации, усилителя мощности, согласующего устройства, индикатора тока антенны и источника тока, причем прием и регистрация излучения, создаваемого СНЧ-КНЧ-генераторами, осуществляются с помощью буксируемой кабельной антенны, антенного усилителя и приемника СНЧ-КНЧ-диапазона, находящихся на борту подводного объекта, отличающаяся тем, что дополнительно введены N преобразователей, N заземлителей антенной системы, выполненной в виде протяженной прямолинейной линии, состоящей из N секций, отрезков, подземного неэкранированного кабеля, антенной системы длиной
Figure 00000076
равной несколько десятков сотен километров, каждый из N преобразователей выполнен идентично и содержит: секцию подземного кабель длиной, не превышающей 20 км в антенной системе, источник электрической энергии питания каждого из блоков по цепям питания преобразователя, информационный трансформатор, силовой трансформатор, первый усилитель, интегральную цепочку (схему), второй вентиль В.2, дифференциальную цепочку, первый вентиль В.1, второй усилитель, третий усилитель, генератор тактовых импульсов, модулятор, усилитель мощности, токовый трансформатор, регулятор мощности на входе усилителя мощности,
Figure 00000077
- ток в N-1 секции антенны системы длиной до 20 км;
Figure 00000078
- ток в N секции антенны системы длиной до 20 км;
Figure 00000079
- разность токов N-1 секции антенны и N секции антенны; каждый из N токовых трансформаторов содержит трехобмоточный трансформатор для обеспечения заданных параметров тока во всех секциях антенной системы. 2 з.п. ф-лы, 1 табл., 5 ил.

Description

Изобретение относится к области электротехники и радиотехники, а именно к технике связи СНЧ-КНЧ-диапазона, и может быть использована для связи с глубокопогруженными и удаленными подводными объектами.
Известен «Способ сейсмической разведки» (патент №2029318 RU G01V 1/09, 1995). Этот способ сейсмической разведки заключается в возбуждении зондирующего сигнала и многоканального приема отраженных и дифрагированных волн от объекта, обработке с проведением селекции волн по направлениям прихода и отображением результатов в виде размеров параметров на платформе. Недостатком такого способа является то, что он использует приближенную интерполяцию данных, что приводит в ряде случаев к низкой достоверности результатов зондирования.
Известно устройство «Способ электромагнитного зондирования земной коры с использованием нормированных источников поля» (патент №2093863, RU G01V 3/12, 1997). Данное устройство содержит два генератора синусоидального тока, которые нагружены на протяженные, низко расположенные, горизонтально ориентированные и заземленные на концах антенны, регистрация же излучения, создаваемого СНЧ-радиоустановкой, осуществляется с помощью измерительного комплекса Объединенного Института Физики Земли (ОИФЗ) РАН типа «Борок». Однако данная установка не обеспечивает передачу информации с глубокопогруженными и удаленными подводными объектами, так как не имеет приемного комплекса в своем составе, а также обладает недостаточным уровнем СНЧ-КНЧ-сигналов на больших удалениях от источника.
Известно устройство «Унифицированный генераторно-измерительный комплекс СНЧ-КНЧ-излучения для геофизических исследований» (патент №2188439 RU от 27.08.02 G01V 3/12). Комплекс состоит из задающего генератора, N генераторов синусоидального тока, нагруженных на протяженные, низко расположенные горизонтально ориентированные передающие антенны с заземлителями на концах, причем регистрация излучения, создаваемого СНЧ-КНЧ-генераторами, осуществляется с помощью измерительного комплекса, при этом все N генераторов подключены к единому задающему генератору. Задающий генератор представляет собой однофазный мостовой инвертор, выполненный на мощных полупроводниковых управляемых вентилях-тиристорах. Недостатками устройства «Унифицированный генераторно-измерительный…» - известного генераторно-измерительного комплекса - является малый уровень излучения СНЧ-КНЧ-сигналов и их регистрация на больших удалениях от источника, так номинальная активная мощность при испытаниях на активную нагрузку составляет не более 30 кВт, а также низкая надежность работы комплекса в условиях наведенных помех (с глубоким подавлением гармоник промышленной частоты). Кроме того, в связи с высокими требованиями, предъявляемыми теорией электромагнитного поля к распространению радиосигналов в Мировом океане, для связи с удаленными и глубокопогруженными объектами необходимо иметь специальную антенну, малошумящий антенный усилитель и аналого-цифровой приемник, которые в прототипе отсутствуют.
Известна «Система связи сверхнизкочастотного и крайненизкочастотного диапазона с глубокопогруженными и удаленными объектами» (патент № 2350020 RU). Радиоволны большей части электромагнитного диапазона не проникают в морскую воду. Глубина проникновения электромагнитной энергии определяется следующей формулой:
Figure 00000001
, где π=3,14; f - частота электромагнитной волны, от 3 до 300 Гц; μ=4⋅π⋅10-7, Гн/м.; σ - проводимость морской воды от 1 до 4 Сименс на метр. Используя самые низкие частоты от 3 до 300 Гц (КНЧ и СНЧ) можно получить глубину подводного радиоприема больше 100 метров. Поэтому для связи с удаленными глубоко-погруженными подводными объектами (подводные лодки, подводные аппараты, батискафы, подводные дома и т.п.) предложена система связи СНЧ-КНЧ-диапазона. Электромагнитные волны этого диапазона являются пригодными для решения указанной задачи вследствие их способности проникать в толщу морской воды на значительную глубину. Кроме того, по сравнению с электромагнитными волнами других диапазонов распространение СНЧ-КНЧ-сигналов в волноводе «земля-ионосфера» отличается высокой стабильностью даже при возникновении различных возмущений в ионосфере.
Прототипом является «Система связи сверхнизкочастотного и крайненизкочастотного диапазона с глубокопогруженными и удаленными объектами» (патент № 2350020 RU) которая содержит «n» генераторов синусоидального тока, нагруженных на протяженные низко расположенные горизонтально ориентированные передающие антенны с заземлителями на концах, причем прием и регистрация излучения, создаваемого СНЧ-КНЧ-генераторами, осуществляются с помощью буксируемой кабельной антенны, антенного усилителя и приемника СНЧ-КНЧ-диапазона, находящихся на борту подводного объекта, при этом задающий генератор состоит из системы управления, защиты и автоматизации (СУРЗА), тиристорного выпрямителя, первого устройства защиты, автономного инвертора напряжения, второго устройства защиты, согласующего устройства, устройства питания и двух входных переключателей, при этом входные переключатели выполнены трехпозиционными и последовательно тремя входами соединены с тиристорным выпрямителем, причем на соединительных линиях установлены датчика тока (ДТ) и датчики напряжения (ДН), которые соединены с системой управления, регулирования и автоматики, а выпрямитель через устройство защиты двумя выходами соединен с автономным инвертором, который в свою очередь через устройство защиты соединен с согласующим устройством, при этом согласующее устройство соединено с антенной, причем СУРЗА соединено с выносным постом управления и понижающим выпрямителем, который своим входом соединен с третьим входом высоковольтного устройства питания генератора, а тот в свою очередь первым входом соединен с входным переключателем, а вторым входом с понижающими блоками питания, при этом на глубокопогруженном и удаленном объекте установлена буксируемая кабельная антенна, которая через антенный усилитель соединена с приемником СНЧ-КНЧ-диапазона.
Недостатки прототипа является:
- большие мощности «n» генераторов не менее 100 кВт;
- «n» антенных устройств с «2n» плоскостными заземлителями (у каждой низкорасположенной антенны два заземлителя по концам антенны), следовательно, большая площадь земной поверхности поражена обратными токами антенны и размещение электронных средств на данной площади невозможно;
- узкая диаграмма направленности передающей антенны, не позволяющей освещать значительные океанические пространства;
- электромагнитное поле, создаваемое «n» антенными устройствами, поражает все системы на значительных расстояниях;
- экологическая опасность превышения норм ПДУ СНЧ-КНЧ (предельно-допустимые нормы облучения личного состава обслуживающего СНЧ-КНЧ станции и жителей близлежащих районов, а также растения, животные и вся среда обитания). Например, на антенне, выполненной в виде ЛЭП (линий электропередачи) подается напряжение 30 кВ, а высота подвеса антенны из-за неровностей поверхности земли достигает из-за провеса 5 метров. Следовательно, напряженность поля вдоль антенны определится Е=(30⋅кВ)/(5⋅м)=6⋅кВ. Как видно вдоль антенны напряженность поля 6 кВ, что превышает в три раза нормы ПДУ. Хотя нормы ПДУ рекомендуют пребывание не более 8 часов в зонах, где напряженность поля электрической составляющей достигает 2 кВ. Причем длина антенн зависит от скин-слоя, например, на частоте 3 Гц скин-слой для σ=10-4⋅См/м, будет равен
Figure 00000002
, при двух заземлителях, чтобы не было поверхностных токов замыкания длина антенны должна превышать 20 км. А учитывая, что для создания заданного магнитного момента необходимо «n» антенных устройств с «2n» плоскостными заземлителями, общая площадь, пораженная мощными электромагнитными полями, недопустимо огромна даже для России.
Таким образом, компоновка на ограниченной территории антенной системы, состоящей из «n» антенных устройств с «2n» плоскостными заземлителями с подключенными к ним 100 кВт генераторами является опасной для данного региона, и решить проблему электромагнитной совместимости с РЭС, ЛЭП, кабельными магистралями и экологической безопасности не представляется возможным.
Целью изобретения является:
- снижения уровня мощности генератора;
- создание антенны СНЧ-КНЧ, не оказывающий влияние на электромагнитную обстановку района размещения антенны;
- обеспечить электромагнитную совместимость с радиоэлектронными средствами, ЛЭП и кабельными магистралями, а также создание экологической безопасности для человека и окружающей среды;
- создание широкой диаграммы направленности СНЧ-КНЧ антенной системы для освещения океанских просторов при действии в них подводных объектов.
Поставленная цель достигается за счет применения в «Системе связи сверхнизкочастотного и крайненизкочастотного диапазона с глубокопогруженными и удаленными объектами» «n» маломощных КНЧ-СНЧ генераторов при их пространственном распределении, «n» заземлителей, «n» усилителей, «n» блоков системы управления для одной длинной в несколько десятков сотен километров передающей антенны с током в ней, позволяющим обеспечить заданный магнитный момент для обеспечения связи с глубоко-погруженными и удаленными объектами и не оказывать влияние на электромагнитную совместимость с радиоэлектронными средствами, ЛЭП и кабельными магистралями, а также создание условий экологической безопасности для человека и окружающей среды, создание широкой диаграммы направленности СНЧ-КНЧ передающей антенны для освещения больших океанских просторов при действии в них подводных объектов.
Действительно, резонансная частота
Figure 00000003
сферического резонатора Земля-ионосфера определяется как длина по экватору в 40000 км деленная на скорость света (3⋅108 м/с) или
Figure 00000004
. Резонатор Земля-ионосфера резонирует на частоте 7 Гц. Следовательно, частоты от 3 до 300 Гц могут возбуждать данный резонатор при условии, что энергия возбуждения будет достаточной. А возбужденный резонатор имеет практически одинаковую напряженность поля в любой точке земного шара. В прототипе возбуждение производится «n» генераторами мощностью 100 кВт каждый, которые создают ток в «n» рамочных антеннах. Рамка образуется током антенны, в виде ЛЭП 30 кВ, и обратным током в земле, протекаемым между заземлителями. Известно, что для возбуждения резонатора магнитный момент антенны должен быть не менее или M≥108⋅[А⋅м2]. Магнитный момент рамочной антенны определяется
Figure 00000005
,
где IA - ток в антенне в Амперах; h - глубина протекания тока в земле, определяется следующей формулой:
Figure 00000006
(π=3,14; f - частота электромагнитной волны 3 - 300 Гц; μ=4⋅π⋅10-7, Гн/м.; σ - проводимость земли в районе размещения антенны выбирается от 10-4 до 10-5 См/м);
Figure 00000007
- длина антенны в метрах.
Расчет показывает, что если ток принять равным IA=1 ампер, глубину протекания обратного тока принять равной h=10 км, то длина антенны должна быть около
Figure 00000008
км. Следовательно, чтобы исключить влияние тока на окружающие антенну радиоэлектронные средства (РЭС), высоковольтные линии электропередачи и кабельные магистрали антенна должна иметь малый ток, но большую длину. Например, влияние частот 3 герц очень сильно сказывается, учитывая большую глубину проникновения через экранирующие оболочки кабелей и корпуса радиоэлектронных средств.
Таким образом, антенна СНЧ-КНЧ должна иметь большую длину для достижения заданного магнитного момента и малый ток для обеспечения ее экологической безопасности при эксплуатации, а также обеспечения электромагнитной совместимости с РЭС, кабельными магистралями, высоковольтными линиями электропередачи и инженерными сооружениями, обеспечение возможности действия подводных объектов на широких океанических просторах путем увеличения ширины диаграммы направленности СНЧ-КНЧ передающей антенной системы.
На Фиг. 1 представлена передающая антенна, широкой диаграммы направленности, «Системы связи сверхнизкочастотного и крайненизкочастотного диапазона с глубокопогруженными и удаленными объектами», где:
- IA - прямой ток центральной токовой ветви передающей антенны;
-
Figure 00000009
- земляной или обратный ток в левой токовой ветви передающей антенны;
-
Figure 00000010
- земляной или обратный ток в правой токовой ветви передающей антенны;
-
Figure 00000011
- ток антенны IA центральной токовой ветви передающей антенны в точке «а» делится на ток антенны
Figure 00000012
левой ветви длиной
Figure 00000013
и ток антенны
Figure 00000014
правой ветви длиной
Figure 00000015
(ток центральной ветви есть сумма токов правой и левой токовых ветвей, как три составные части передающей антенны);
- 31, 32, 33, …, 3N-1, 3N - первый, второй третий, …, N-1 и N заземлители центральной токовой ветви передающей антенны;
- 1 - система управления передающей СНЧ-КНЧ антенной;
- 21, 22, …, 2N-1, 2N - первый, второй, …, N-1 и N преобразователи центральной токовой ветви передающей антенны;
- 41, 42, 43, …, 4N-1, 4N - одна из N излучающих секций центральной токовой ветви передающей антенны длиной
Figure 00000016
(фиг. 2), включенная между 21, 22, …, 2N-1, 2N преобразователями (как изолированный проводник длиной не более 20 км, находящийся в земле на глубине hК или называемый подземным или подводным неэкранированным кабелем);
- 211, …, 21N - первый, …, и N преобразователи правой токовой ветви передающей антенны;
- 221, …, 22N - первый, …, и N преобразователи левой токовой ветви передающей антенны;
- 311, …, 31N - первый, …, и N заземлители правой токовой ветви передающей антенны;
- 321, …, 32N - первый, …, и N заземлители левой токовой ветви передающей антенны;
- 411, …, 41N - одна из N излучающих секций правой токовой ветви передающей антенны длиной
Figure 00000015
, включенная между 211, …, 21N преобразователями;
- 421, …, 42N - одна из N излучающих секций левой токовой ветви передающей антенны длиной
Figure 00000013
, включенная между 221, …, 22N преобразователями
-
Figure 00000013
- длина левой токовой ветви передающей антенны длиной
-
Figure 00000015
- длина правой токовой ветви передающей антенны длиной.
На Фиг. 2 представлены конструктивные особенности передающей антенны, широкой диаграммы направленности, «Системы связи сверхнизкочастотного и крайненизкочастотного диапазона с глубокопогруженными и удаленными объектами», где:
- 1 - система управления передающей СНЧ-КНЧ антенной в центральной токовой ветви, содержащая задающий генератор 1-1, модулятор 1-2, систему управления, защиты и автоматизации 1-3, усилитель мощности 1-4, согласующее устройство 1-5, индикатор тока антенной системы 1-6, источник электрической энергии 1-7 питания передающей системы 1;
- 21, 22, 23, 24, 25, …, 2N - первый, второй, третий, четвертый, пятый, …, и N преобразователи центральной токовой ветви;
- 31, 32, 33, 34, 35, 36, …, 3N - первый, второй третий, четвертый, пятый, шестой, …, и N заземлители центральной токовой ветви;
- 41, 42, 43, 44, 45, …, 4N - одна из N излучающих секций центральной токовой ветви антенной системы длиной
Figure 00000016
, включенная между 21, 22, 23, 24, 25, …, 2N преобразователями (как изолированный проводник длиной не более 20 км, находящийся в земле на глубине hК или называемый подземным или подводным неэкранированным кабелем);
- 211, …, 21N - первый, …, и N преобразователи правой токовой ветви передающей антенны;
- 221, …, 22N - первый, …, и N преобразователи левой токовой ветви передающей антенны;
- 311, …, 31N - первый, …, и N заземлители правой токовой ветви передающей антенны;
- 321, …, 32N - первый, …, и N заземлители левой токовой ветви передающей антенны;
- 411, …, 41N - одна из N излучающих секций правой токовой ветви передающей антенны, включенная между 211, …, 21N преобразователями;
- 421, …, 42N - одна из N излучающих секций левой токовой ветви передающей антенны, включенная между 221, …, 22N преобразователями.
-
Figure 00000017
- длина антенной системы СНЧ-КНЧ, состоящая из N излучающих секций, начиная с первой 41 по N секцию 4N, для тока центральной токовой ветви подземного неэкранированного кабеля;
- h - глубина протекания обратного тока антенны
Figure 00000018
левой и правой
Figure 00000019
ветвей (определяемая скин-слоем
Figure 00000020
);
- hК - глубина прокладки подземного (подводного) неэкранированного кабеля антенной системы для центральной, правой и левой ветвей;
- IA - ток в антенне (подземном кабеле) центральной ветви;
-
Figure 00000021
- обратный ток в земле, между заземлителем 31 центральной ветви и заземлителем 32N левой ветви передающей антенны;
-
Figure 00000022
- обратный ток в земле, между заземлителем 31 центральной токовой ветви и заземлителем 31N правой токовой ветви передающей антенны.
На Фиг. 3 один из N преобразователей любой из 21, 22, 23, 24, 25, …, 2N в центральной токовой ветви, любой из 221, …, 22N в левой токовой ветви и любой из 211, …, 21N в правой токовой ветви, где:
- 4 - секция передающей антенны (подземного или подводного неэкранированного кабеля), любая 41, 42, 43, 44, 45, …, 4N в центральной токовой ветви, 411, …, 41N в правой токовой ветви и 421, …, 42N левой токовой ветви;
- 5 - источник электрической энергии;
- 6 - информационный трансформатор;
- 7 - силовой трансформатор;
- 8 - первый усилитель;
- 9 - интегральная цепочка;
- 10 - дифференциальная цепочка;
- 11 - второй усилитель;
- 12 - третий усилитель;
- 13 - генератор тактовых импульсов;
- 14 - модулятор;
- 15 - усилитель мощности;
- 16 - токовый трансформатор;
- 17 - регулятор мощности на входе усилителя мощности 15;
-
Figure 00000023
- ток в N-1 излучающей секции антенны длиной 20 км;
-
Figure 00000024
- ток в N излучающей секции антенны длиной 20 км;
-
Figure 00000025
- разность токов N-1 излучающей секции и N излучающей секции антенной системы.
На фиг. 4 токовый трансформатор 16 содержит трехобмоточный трансформатор Тр. 1, с током
Figure 00000023
от N-1 секции антенной системы в первой обмотке 1, с током
Figure 00000024
от N секции антенной системы во второй обмотке 2 токового трансформатора 16, разностный ток
Figure 00000026
от N-1 секции антенной системы и N секции антенной системы первой 3 и второй обмоток 2 возбуждаемый в третьей обмотке 3 токового трансформатора 16.
На фиг. 5 представлена диаграмма направленности передающей антенны «Системы связи сверхнизкочастотного и крайненизкочастотного диапазона с глубокопогруженными и удаленными объектами», где:
- IA - ток в центральной токовой ветви передающей антенны;
-
Figure 00000009
- обратный ток в земле левой токовой ветви;
-
Figure 00000010
- обратный ток в земле правой токовой ветви;
- 2θ0,5 - ширина диаграммы направленности в направлении А;
- 2θ0,5 - ширина диаграммы направленности в направлении В;
- UГен - источник ЭДС передающей антенны;
-
Figure 00000027
- ток антенны IA центральной ветви передающей антенны в точке «а» (см. фиг. 1 и фиг. 2) делится на ток антенны
Figure 00000028
левой ветви длиной
Figure 00000029
и ток антенны
Figure 00000030
правой ветви длиной
Figure 00000031
(ток центральной ветви есть сумма токов правой и левой ветвей, как три составные части передающей антенны).
Передающая антенна СНЧ-КНЧ, представленная на фиг. 1 содержит три ветви тока антенны: центральная токовая ветвь передающей антенны, левая токовая ветвь передающей антенны и правая токовая ветвь передающей антенны; клемма соединения «а» является электрическим контактом всех трех токовых ветвей, причем левая токовая ветвь передающей антенны является продолжением правой токовой ветви через клемму соединения «а», обе токовые ветви являются одной топологической линией; топологическая линия центральной токовой ветви передающей антенны перпендикулярна топологической линии левой и правой токовых ветвей передающей антенны и соединена к клемме «а» в центре длины топологической линии левой и правой токовых ветвей передающей антенны, так как длина левой токовой ветви
Figure 00000032
равна длине правой токовой ветви
Figure 00000033
(или
Figure 00000034
); ток антенны правой ветви
Figure 00000035
равен току антенны левой ветви
Figure 00000036
(или
Figure 00000037
); ток антенны центральной токовой ветви IA, подходящей к клемме «а» равен сумме токов отходящих от клеммы «а» к антенне правой ветви
Figure 00000038
и антенне левой ветви
Figure 00000039
(или
Figure 00000040
); ток антенны правой токовой ветви
Figure 00000041
равен обратному току
Figure 00000042
в земле на глубине h равной скин-слою земной среды; ток антенны левой токовой ветви
Figure 00000043
равен обратному току
Figure 00000044
в земле на глубине h равной скин-слою земной среды.
Передающая антенна СНЧ-КНЧ, представленная на фиг. 2, состоит из центральной, правой и левой токовых ветвей; причем центральная ветвь тока антенны длиной
Figure 00000045
содержит: систему управления передающей СНЧ-КНЧ антенной - 1 состоящую из: задающего генератора 1-1, модулятора 1-2, системы управления, защиты и автоматизации 1-3, усилителя мощности 1-4, согласующего устройства 1-5, индикатор тока антенны 1-6, и источника тока 1-7; N преобразователей, с первого 21 преобразователя по N-2N, центральной ветви тока, N заземлителей антенны, с первого 31 заземлителя по N-3N, центральной ветви тока, N излучающих секций, с первой 41 по N-4N, подземного неэкранированного кабеля передающей антенны длиной
Figure 00000046
центральной токовой ветви, при этом первый вход системы управления передающей СНЧ-КНЧ антенной - 1 соединен с первым входом модулятора 1-2, а второй вход модулятора 1-2 соединен с выходом задающего генератора 1-1, выход модулятора 1-2 соединен с первым входом усилителя мощности 1-4, выход системы управления, защиты и автоматизации 1-3 соединен параллельно со вторым входом усилителя мощности 1-4, с входом задающего генератора 1-1 и со вторым входом согласующего устройства 1-5; третий вход усилителя мощности 1-4 соединен с первым заземлителем антенной системы 31 через второй вход системы управления передающей СНЧ-КНЧ антенной 1, через первый выход индикатора тока антенны 1-6; выход усилителя мощности 1-4 соединен через первый вход согласующего устройства 1-5, через первый выход согласующего устройства с выходом системы управления передающей СНЧ-КНЧ антенной 1, второй выход согласующего устройства 1-5 соединен с первым входом системы управления, защиты и автоматизации 1-3, второй вход системы управления, защиты и автоматизации 1-3 соединен с выходом индикатора тока антенны 1-6, источник тока 1-7 соединен параллельно с входами блоков 1-1, 1-2, 1-3, 1-4, 1-5 системы управления передающей СНЧ-КНЧ антенной 1 через их систему электроснабжения; выход системы управления передающей СНЧ-КНЧ антенной 1 соединен через первую излучающую секцию подземного кабеля 41 передающей антенны с входом первого преобразователя 21, первый выход первого преобразователя 21 соединен с помощью второй излучающей секции подземного кабеля 42 передающей антенны с входом второго преобразователя 22, а второй выход первого преобразователя 21 соединен со вторым заземлителем 32 передающей антенны; выход второго преобразователя 22 соединен через третью излучающую секцию подземного кабеля 43 передающей антенны с входом третьего преобразователя 23, а второй выход второго преобразователя 22 соединен с третьим заземлителем 33 передающей антенны; выход третьего преобразователя 23 соединен через четвертую излучающую секцию подземного кабеля 44 передающей антенны с входом четвертого преобразователя 24, а второй выход третьего преобразователя 23 соединен с четвертым заземлителем 34 передающей антенны; выход четвертого преобразователя 24 соединен через пятую излучающую секцию подземного кабеля 45 передающей антенны с входом пятого преобразователя 25, а второй выход четвертого преобразователя 24 соединен с пятым заземлителем 35 передающей антенны; выход пятого преобразователя 25 соединен через шестую излучающую секцию подземного кабеля 46 передающей антенны с входом шестого преобразователя 26, а второй выход пятого преобразователя 25 соединен с шестым заземлителем 36 передающей антенны; таким образом обеспечивается соединение последующих преобразователей с последующими излучающими секциями кабелей передающей антенны; выход N-1 преобразователя 2N-1 соединен через N излучающую секцию подземного кабеля 4N передающей антенны с входом N преобразователя 2N, а второй выход N-1 преобразователя 2N соединен с N-1 заземлителем 3N-1 передающей антенны; первый выход преобразователя 2N соединен с клеммой «а», а второй выход преобразователя 2N соединен с N заземлителем 3N передающей антенны; левая токовая ветвь передающей антенны СНЧ-КНЧ длиной
Figure 00000047
, представленная на фиг. 2 содержит: N преобразователей, с первого 221 по N преобразователь 22N, N заземлителей, с первого 321 по N заземлитель 32N, N излучающих секций, с первой 421 по N излучающую секцию 42N, при этом клемма «а» соединена через первую излучающую секцию подземного кабеля 421 передающей антенны с входом первого преобразователя 221 левой токовой ветви передающей антенны, первый выход первого преобразователя 221 через вторую излучающую секцию подземного кабеля 422 соединен с входом второго преобразователя 222, второй выход первого преобразователя 221 соединен с первым заземлителем 321 левой токовой ветви передающей антенны; первый выход второго преобразователя 222 через третью излучающую секцию подземного кабеля 423 соединен с входом четвертого преобразователя 224, второй выход второго преобразователя 222 соединен со вторым заземлителем 322 левой токовой ветви передающей антенны; таким образом обеспечивается соединение последующих преобразователей с последующими излучающими секциями кабелей левой токовой ветви передающей антенны; первый выход N-1 преобразователя 22N-1 через N излучающую секцию подземного кабеля 42N соединен с входом N преобразователя 22N, выход N преобразователя 22N соединен с N заземлителем 32N левой токовой ветви передающей антенны; правая токовая ветвь т передающей антенны СНЧ-КНЧ длиной
Figure 00000048
представленная на фиг. 2 содержит: N преобразователей, с первого 211 по N преобразователь 21N, N заземлителей, с первого 311 по N заземлитель 31N, N излучающих секций, с первой 411 по N излучающую секцию 41N, при этом клемма «а» соединена через первую излучающую секцию подземного кабеля 411 передающей антенны с входом первого преобразователя 211 правой токовой ветви передающей антенны, первый выход первого преобразователя 211 через вторую излучающую секцию подземного кабеля 412 и соединен с входом второго преобразователя 212, второй выход первого преобразователя 211 соединен с первым заземлителем 311 правой токовой ветви передающей антенны; первый выход второго преобразователя 212 через третью излучающую секцию подземного кабеля 413 соединен с входом четвертого преобразователя 214, второй выход второго преобразователя 212 соединен со вторым заземлителем 312 правой токовой ветви передающей антенны; таким образом, обеспечивается соединение последующих преобразователей с последующими излучающими секциями кабелей и заземлителями правой токовой ветви передающей антенны; первый выход N-1 преобразователя 21N-1 через N излучающую секцию подземного кабеля 41N соединен с входом N преобразователя 21N, выход N преобразователя 21N соединен с N заземлителем 31N правой токовой ветви передающей антенны.
Один из N преобразователей 2N (любой 21, 22, …, 2N, или любой 212, 212, …, 21N, или любой 221, 222, …, 22N,) на фиг. 3 содержит: подземный кабель 4N излучающей секции антенной системы, источник электрической энергии питания 5 блоков преобразователя 2N, информационный трансформатор (Тр. И) 6, силовой трансформатор (Тр. С) 7, первый усилитель 8, интегральную цепочку 9, второй вентиль В.2, дифференциальную цепочку 10, первый вентиль В.1, второй усилитель 11, третий усилитель 12, генератор тактовых импульсов 13, модулятор 14, усилитель мощности 15, токовый трансформатор 16, регулятор мощности 17 на входе усилителя мощности 15,
Figure 00000049
- ток в N-1 секции длинной до 20 км передающей антенны;
Figure 00000050
- ток в N секции длинной до 20 км антенны;
Figure 00000051
- разность токов N-1 секции передающей антенны и N секции антенны, при этом вход N-1 излучающей секции 4 подземного кабеля передающей антенны соединен через первичную обмотку информационного трансформатора (Тр. И) 6 с первым входом токового трансформатора 16 и через первый выход токового трансформатора 16 со вторым выходом преобразователя 2N, вторичная обмотка 2 информационного трансформатора (Тр. И) 6 соединена через первый усилитель 8 параллельно с входом интегральной цепочки 9 и с входом дифференциальной цепочки 10; выход дифференциальной цепочки 10 соединен с первым входом усилителя мощности 15 через первый вентиль В.1, через второй усилитель 11, через генератор тактовых импульсов 13, через первый вход модулятора 14; выход интегрирующей цепочки 9 соединен через второй вентиль В.2, через третий усилитель 12 со вторым входом модулятора 14; второй выход токового трансформатора 16 через регулятор мощности 17 соединен со вторым входом усилителя мощности 15; выход усилителя мощности 15 соединен с первичной обмоткой 1 силового трансформатора (Тр. С) 7; вторичная обмотка 2 силового трансформатора тора (Тр. С) 7 соединена клеммой «а» со вторым входом токового трансформатора 16, а клеммой «в» через первый выход преобразователя 2N с входом N излучающей секции подземного кабеля 42 передающей антенны.
На фиг. 4 токовый трансформатор 16 содержит трехобмоточный трансформатор Тр. 1, при этом первый вход токового трансформатора 16 через первую обмотку 1 трехобмоточного трансформатора Тр. 1 соединен с клеммой «а», второй вход токового трансформатора 16 через вторичную обмотку 2 трехобмоточного трансформатора Тр. 1 соединен с клеммой «а», второй выход токового трансформатора 16 через третью обмотку 3 трехобмоточного трансформатора Тр. 1 соединен с клеммой «а», клемма «а» соединена с первым выходом токового трансформатора 16; с током
Figure 00000023
от N-1 излучающей секции подземного кабеля 41 передающей антенны в первичной обмотке, втекаемый через первый вход на выход токового трансформатора 16 к заземлителю 3N, с током
Figure 00000024
в N излучающей секции подземного кабеля 42 антенны протекаемый во второй обмотке 2 токового трансформатора 16, втекаемый через первый выход от заземлителя 3N, разностный ток
Figure 00000025
от N-1 излучающей секции антенны и N излучающей секции антенны первой 3 и второй обмоток 2 возбуждаемый в третьей обмотке 3 токового трансформатора 16.
Принцип действия «Система связи сверхнизкочастотного и крайненизкочастотного диапазонов с глубокопогруженными и удаленными объектами» состоит в следующем. Система связи на берегу содержит передающую антенну (фиг. 1), представляющую центральную ветвь тока, протекаемого по подземному протяженному проводнику (кабелю) длиной
Figure 00000016
, изолированному от земли, как проводящей среды. Этот протяженный проводник соединен клеммой «а» с правой и левой токовыми ветвями. Топология трасс правой и левой токовых ветвей перпендикулярны топологии центральной токовой ветви передающей антенны. Каждая из трех ветвей разделены на N излучающих секций последовательно включенных между собой.
Соседние излучающие секции, каждая из N излучающих секций центральной, правой и левой токовых ветвей, между собой соединены через преобразователь 2N (или 21N, или 22N), для N преобразователей в антенной системе. Каждый из N преобразователей (например, 2N,или 21N, или 22N), соединен с собственным заземлителем 3N в центральной токовой ветви, или 31N в правой токовой ветви, или 32N в левой токовой ветви соответственно, из N заземлителей. В передающей антенне система управления передающей СНЧ-КНЧ антенной 1 содержит: задающий генератор 1-1, модулятор 1-2, систему управления, защиты и автоматизации 1-3, усилитель мощности 1-4, согласующее устройства 1-5, индикатор тока антенны 1-6, и источник тока 1-7, которые предназначены создать в антенной системе заданный ток соответствующий требуемому значению магнитного момента антенны на частоте излучения. Причем система управления передающей СНЧ-КНЧ антенной 1 имеет задающий генератор 1-1, который перестраивается в зависимости от частоты передачи, и модулятор 1-2, на который поступает по первому входу передающей системы 1 и второму входу модулятора 1-2 необходимая информация для модулирования заданной частоты задающего генератора 1-1, поступающего по его первому входу. Модулированный сигнал на выходе модулятора 1-2 поступает на первый вход усилителя мощности 1-4, последний обеспечивает на своем выходе и на выходе системы управления передающей СНЧ-КНЧ антенной 1 заданный ток в первой излучающей секции 41 передающей антенны, причем согласование выходных параметров усилителя мощности 1-4 с первой секцией 41 антенной системы на рабочей частоте осуществляется через первый вход согласующего устройства 1-5. Контроль параметров согласования тока поступающего в первую излучающую секцию 41 передающей антенны осуществляется в согласующем устройстве 1-5, данные по параметрам согласования, частоте и величине тока через согласующее устройстве 1-5 поступают по первому входу в систему управления, защиты и автоматизации 1-3. Одновременно, контролируется ток, поступающий от заземлителя 31 через второй вход системы управления передающей СНЧ-КНЧ антенной 1 через выход индикатора тока антенны 1-6 на третий вход усилителя мощности 1-4, данные о токе заземлителя 31 через второй выход индикатора тока антенны 1-6 поступают на второй вход системы управления, защиты и автоматизации 1-3. По току заземлителя 31 система управления, защиты и автоматизации 1-3 осуществляется контроль работы всей антенной системы ее элементов: преобразователей 2N, заземлителей 3N и N излучающих секций в трех токовых ветвях и излучающих секций или отрезков подземного неэкранированного кабеля 4N, 41N и 42N: определяется точность настройки передающей антенны «Системы связи…» по величине тока, по частоте и по искаженности информации. Регулировка системы управления передающей СНЧ-КНЧ антенной 1 осуществляется через выход системы управления, защиты и автоматизации 1-3 для задающего генератора 1-1 через его вход, для усилителя мощности 1-4 через его второй вход и согласующее устройство 1-5 через его второй вход.
Таким образом, системы управления передающей СНЧ-КНЧ антенной 1 задает параметры для работы всей передающей антенны. Так параметры тока по частоте, модуляции и уровню, поступающий на выходе системы управления передающей СНЧ-КНЧ антенной 1 и протекающей по первой излучающей секции 41 кабеля передающей антенны должен быть восстановлен каждым из N преобразователей в трех ветвях. Следовательно, ток втекаемый в заземлитель 3N должен быть равен току первой излучающей секции 41 подземного кабеля. Достигается это работой преобразователей 2N центральной токов ветви, 21N правой токовой ветви и 22N левой токовой ветви, принцип работы преобразователей 2N, 21N и 22N идентичен и представлен блок-схемой на фиг. 3.
Прием и регистрация излучения, создаваемого СНЧ-КНЧ-антенной системой, осуществляются с помощью буксируемой кабельной антенны, антенного усилителя и приемника СНЧ-КНЧ-диапазона, находящихся на борту подводного объекта.
Ток системы управления передающей СНЧ-КНЧ антенной 1 пройдя первую излучающую секцию 41 подземного кабеля поступает на вход первого преобразователя 21 (фиг. 2). С первого входа преобразователя 21 ток протекает по первичной обмотке 1 информационного трансформатора 6 и далее через первый вход токового трансформатора 16 и его первый выход, через второй выход преобразователя 21 поступает на заземлитель 32. За счет взаимной индукции ток первичной обмотки информационного трансформатора 6 во вторичной его обмотке 2 наводится ЭДС, соответствующая параметрам тока в первичной обмотке 1. Эта ЭДС усиливается первым усилителем 8 и поступает параллельно на интегральную схему 9 и на дифференциальную схему 10. На выходе интегральной схемы выделяется огибающая или информационная составляющая тока системы управления передающей СНЧ-КНЧ антенной 1. Эта информационная составляющая после ограничения однопериодным вентилем В.2 и усиления третьим усилителем 12 поступает на второй вход модулятора 14, чем обеспечивается модуляция напряжения генератора тактовых импульсов 13 поступающего по первому входу модулятора 14. На выходе дифференциальной схемы 10 появляются импульсы несущей частоты тока созданного в первой излучающей секции 41 кабеля системы управления передающей СНЧ-КНЧ антенной 1. Первый вентиль В.1 оставляет только положительный импульс на его выходе, который после усиления вторым усилителем 11 поступает для синхронизации генератора тактовых импульсов 13, чем обеспечивается воссоздание рабочей частоты задающего генератора 1-1 системы управления передающей СНЧ-КНЧ антенной 1. Далее воссозданная рабочая частота генератором 13 пройдя модулятор 14 получает информационную составляющую. Выходной сигнал модулятора 14 соответствующий сигналу системы управления передающей СНЧ-КНЧ антенной 1 поступает на усилитель мощности 15. Высокое напряжение на выходе усилителя мощности 15 создает достаточный ток в первичной обмотке силового трансформатора 7, чтобы во вторичной его обмотке создать требуемый ток для работы второй излучающей секции 42 кабеля антенной системы «Системы связи…». Ток второй обмотки силового трансформатора 7 клеммой «в» соединен с первым выходом преобразователя 21, а первый выход преобразователя соединен со второй излучающей секцией 42 кабеля передающей антенны, возбуждая в излучающей секции 42 ток. Данный ток должен быть равен току, возбуждаемому в излучающей секции 41 кабеля системой управления передающей СНЧ-КНЧ антенной 1. Для контроля тока в излучающей секции 41 кабеля клемма «а» вторичной обмотки силового трансформатора соединена со вторым входом токового трансформатора 16, а второй выход этого токового трансформатора 16 подсоединен через регулятор мощности 17 ко второму входу усилителя мощности 15, чем обеспечивается регулировка уровня мощности на выходе усилителя мощности 15.
Работа токового трансформатора 16 поясняется схемой фиг. 4. Токовый трансформатор имеет три обмотки. Через первичная обмотку 1 токового трансформатора 16 протекает ток возбужденный системой управления передающей СНЧ-КНЧ антенной 1 через первую излучающую секцию
Figure 00000052
, а во вторичной обмотке протекает ток
Figure 00000053
возбужденный преобразователем 21 во второй излучающей секции 42 кабеля передающей антенны. Оба тока в первичной и вторичной обмотках направлены встречно, этим компенсируется возбужденная в них взаимоиндукция. Если токи равны
Figure 00000054
, то в третьей обмотке наведенная ЭДС равна нулю. А если токи в первичной и вторичной обмотках не равны
Figure 00000055
, то возникающая разность
Figure 00000056
взаимоиндукций наводит ЭДС в третьей обмотке токового трансформатора 16 (фиг. 3). Эта ЭДС поступает на второй выход токового трансформация 16 и через регулятор мощности 17 изменяет мощность усилителя мощности 15 в сторону уменьшения или в сторону увеличения мощности (фиг. 2).
Таким образом, через заземлитель 32 в рабочем состоянии ток не течет, ибо токи первичной и вторичной обмоток в токовом трансформаторе 16 всегда подстраиваются равными по амплитуде, но противоположными по фазе, поэтому компенсируют поля возбуждаемые друг другом. Поэтому заземлители должны быть дешевыми при строительстве. Следовательно, все заземлители при преобразователях являются не рабочими и необходимы только для настройки требуемого тока в передающей антенне. Для работы используются только первый 31 заземлитель центральной токовой ветви и два заземлителя - последний 31N заземлитель правой ветви и последний 32N заземлитель левой токовой ветви, так как ток центральной ветви делится на токи правой и левой ветвей. Поэтому обратный ток
Figure 00000057
от последнего заземлителя землителя правой ветви 31N протекает на глубине h равной скин-слою земной среды к первому заземлителю 31 центральной токовой ветви, а обратный ток
Figure 00000009
от последнего заземлителя левой ветви 32N протекает на глубине h равной скин-слою земной среды к первому заземлителю 31 центральной токовой ветви (фиг. 1 и фиг. 2).
Описанная работа преобразователя 21 является типовой для остальных преобразователей с 22 по 2N центральной токовой ветви, для преобразователей с 211 по 21N правой токовой ветви и для преобразователей с 221 по 22N в левой токовой ветви, поэтому нет необходимости повторять описание их принципа действия.
В качестве проводника антенной системы можно использовать изолированный от земли кабель, одножильный, неэкранированный. Расчеты параметров изолированного проводника различного сечения представлены в таблице приведенной ниже.
Figure 00000058
Из таблицы видно, что при длине секции подземного кабеля 25 км волновое сопротивление равно 280 Ом при токе в 10 А напряжение в кабеле будет около 3000 В. При таком напряжении работает кабель КПК - кабель подводный коаксиальный. Если заложить производство кабеля без экрана, то его можно использовать в качестве секций в рассмотренной антенной системе «Системе связи сверхнизкочастотного и крайненизкочастотного диапазона с глубокопогруженными и удаленными объектами»
Таким образом, через заземлитель 32 в рабочем состоянии ток не течет, ибо токи первичной и вторичной обмоток в токовом трансформаторе 16 всегда подстраиваются равными по амплитуде, но противоположными по фазе, поэтому компенсируют поля возбуждаемые друг другом. Поэтому заземлители должны быть дешевыми при строительстве. Следовательно, все заземлители при преобразователях являются не рабочими и необходимы только для настройки требуемого тока в антенной системе. Для работы используются только первый 31 и последние заземлители 31N и 32N в передающей антенне (фиг. 1) с широкой диаграммой направленности. Причем токи по всей длине передающей антенн для каждой секции подземного кабеля должны быть жестко равны это достигается работой токового трансформация 16 и через регулятором мощности 17 (фиг. 3 и фиг. 4), тогда подземный кабель, все его излучающие секции работают как два единых неделимых кабеля с разрядными токами с одной стороны между концевыми заземлителями 31 и 31N, а с другой - между концевыми заземлителями 31 и 32N. Разрядный ток будет протекать на глубине скин-слоя для проводимости земли размещения этих заземлителей. Так на частоте 3 Гц скин-слой для σ=10-4⋅См/м, будет равен
Figure 00000059
для концевых заземлителей первого 31 и последнего 3N. Глубина протекания обратного тока антенной системы будет 11 км. Учитывая цепи разрядных токов в земле и токов токовых цепей в излучающих секциях передающей антенны следует рассматривать представленную передающую антенну состоящую из двух рамочных антенн, разнесенных на суммарную длину правой и левой токовых ветвей. Каждая рамочная антенна имеет собственную диаграмму направленности. Сложение двух диаграмм направленности 2θ0,5 в направлении А или правой и левой ветвей позволит увеличить ширину диаграммы направленности не менее чем в да раза по сравнению с направлением В 2θ0,5. Следовательно, положительным результатом предложенной передающей антенны является увеличение не менее чем в два раза ширины диаграммы направленности передающей антенны и освещение заданных районов для подводных объектов.
Авторам неизвестны технические решения из области радиосвязи, содержащие признаки, эквивалентные отличительным признакам заявленного устройства. Авторам неизвестны технические решения из других областей техники, обладающие свойствами заявленного технического объекта изобретения. Таким образом, заявленное техническое решение, по мнению авторов, обладает критерием существенных признаков.

Claims (3)

1. Система связи сверхнизкочастотного и крайненизкочастотного диапазонов с глубокопогруженными и удаленными объектами содержит задающий генератор, модулятор, систему управления, защиты и автоматизации, усилитель мощности, согласующее устройство, индикатор тока антенны и источник тока, причем прием и регистрация излучения, создаваемого СНЧ-КНЧ-генераторами, осуществляются с помощью буксируемой кабельной антенны, антенного усилителя и приемника СНЧ-КНЧ-диапазона, находящихся на борту подводного объекта, отличающаяся тем, что дополнительно введена передающая антенна, состоящая из центральной, правой и левой токовых ветвей, образующих две рамочные антенны, обеспечивающие расширение диаграммы направленности передающей антенны за счет сложения двух диаграмм направленности в направлении расчетной направленности; клемма соединения «а» является электрическим контактом всех трех ветвей, причем левая токовая ветвь передающей антенны является продолжением правой токовой ветви через клемму соединения «а», обе ветви являются одной топологической линией; топологическая линия центральной токовой ветви передающей антенны перпендикулярна топологической линии левой и правой токовых ветвей передающей антенны и соединена к клемме «а» в центре длины топологической линии левой и правой ветвей тока передающей антенны, так как длина левой ветви
Figure 00000060
равна длине правой ветви
Figure 00000061
(или
Figure 00000062
); ток антенны правой ветви
Figure 00000063
равен току антенны левой ветви
Figure 00000064
(или
Figure 00000065
); ток антенны центральной ветви IA, подходящей к клемме «а», равен сумме токов, отходящих от клеммы «а» к антенне правой ветви
Figure 00000063
и антенне левой ветви
Figure 00000064
(или
Figure 00000066
); ток антенны правой ветви
Figure 00000063
равен обратному току
Figure 00000067
в земле на глубине h равной скин-слою земной среды; ток антенны левой ветви
Figure 00000064
равен обратному току
Figure 00000068
в земле на глубине h равной скин-слою земной среды; причем центральная токовая ветвь передающей антенны длиной
Figure 00000069
содержит: систему управления передающей СНЧ-КНЧ антенной, состоящую: из задающего генератора, модулятора, системы управления, защиты и автоматизации, усилителя мощности, согласующего устройства, индикатора тока антенны, и источника тока; N преобразователей, с первого преобразователя по N, центральной ветви тока, N заземлителей антенны, с первого заземлителя по N, центральной ветви тока, N излучающих секций, с первой секции по N, подземного неэкранированного кабеля передающей антенны длиной
Figure 00000070
центральной ветви тока, при этом первый вход системы управления передающей СНЧ-КНЧ антенной соединен с первым входом модулятора, а второй вход модулятора соединен с выходом задающего генератора, выход модулятора соединен с первым входом усилителя мощности, выход системы управления, защиты и автоматизации соединен параллельно со вторым входом усилителя мощности, с входом задающего генератора и со вторым входом согласующего устройства; третий вход усилителя мощности соединен с первым заземлителем передающей антенны через второй вход системы управления передающей СНЧ-КНЧ антенной, через первый выход индикатора тока антенны; выход усилителя мощности соединен через первый вход согласующего устройства, через первый выход согласующего устройства с выходом системы управления передающей СНЧ-КНЧ антенной, второй выход согласующего устройства соединен с первым входом системы управления, защиты и автоматизации, второй вход системы управления, защиты и автоматизации соединен с выходом индикатора тока антенны, источник тока соединен параллельно с входами всех блоков системы управления передающей СНЧ-КНЧ антенной через их систему электроснабжения; выход системы управления передающей СНЧ-КНЧ антенной соединен через первую излучающую секцию подземного кабеля передающей антенны с входом первого преобразователя, первый выход первого преобразователя соединен с помощью второй излучающей секции подземного кабеля передающей антенны с входом второго преобразователя, а второй выход первого преобразователя соединен со вторым заземлителем передающей антенны; выход второго преобразователя соединен через третью излучающую секцию подземного кабеля передающей антенны с входом третьего преобразователя, а второй выход второго преобразователя соединен с третьим заземлителем передающей антенны; выход третьего преобразователя соединен через четвертую излучающую секцию подземного кабеля передающей антенны с входом четвертого преобразователя, а второй выход третьего преобразователя соединен с четвертым заземлителем передающей антенны; выход четвертого преобразователя соединен через пятую излучающую секцию подземного кабеля передающей антенны с входом пятого преобразователя, а второй выход четвертого преобразователя соединен с пятым заземлителем передающей антенны; выход пятого преобразователя соединен через шестую излучающую секцию подземного кабеля антенной системы с входом шестого преобразователя, а второй выход пятого преобразователя соединен с шестым заземлителем передающей антенны; таким образом обеспечивается соединение последующих преобразователей с последующими излучающими секциями подземного кабеля передающей антенны; выход N-1 преобразователя соединен через N излучающую секцию подземного кабеля передающей антенны с входом N преобразователя, а второй выход N-1 преобразователя соединен с N-1 заземлителем передающей антенны; первый выход N преобразователя соединен с клеммой «а», а второй выход N преобразователя соединен с N заземлителем передающей антенны; левая ветвь тока передающей антенны СНЧ-КНЧ длиной
Figure 00000071
содержит: N преобразователей, с первого по N преобразователь левой токовой ветви, N заземлителей, с первого по N заземлитель левой токовой ветви, N излучающих секций, с первой по N излучающую секцию подземного кабеля левой токовой ветви, при этом клемма «а» соединена через первую излучающую секцию подземного кабеля передающей антенны с входом первого преобразователя левой токовой ветви передающей антенны, первый выход первого преобразователя левой токовой ветви через вторую излучающую секцию подземного кабеля левой токовой ветви соединен с входом второго преобразователя, второй выход первого преобразователя соединен с первым заземлителем левой токовой ветви передающей антенны; первый выход второго преобразователя через третью излучающую секцию подземного кабеля левой токовой ветви соединен с входом четвертого преобразователя, второй выход второго преобразователя соединен со вторым заземлителем левой ветви тока передающей антенны; таким образом обеспечивается соединение последующих преобразователей с последующими излучающими секциями подземного кабеля левой токовой ветви передающей антенны; первый выход N-1 преобразователя через N излучающую секцию подземного кабеля соединен с входом N преобразователя левой токовой ветви, выход N преобразователя соединен с N заземлителем левой ветви тока передающей антенны; правая токовая ветвь передающей антенны СНЧ-КНЧ длиной
Figure 00000072
содержит: N преобразователей правая токовая ветвь, с первого по N преобразователь, N заземлителей правая токовая ветвь, с первого по N заземлитель, N излучающих секций, с первой по N излучающую секцию подземного кабеля правой токовой ветви, при этом клемма «а» соединена через первую излучающую секцию подземного кабеля правой токовой ветви передающей антенны с входом первого преобразователя правой ветви тока передающей антенны, первый выход первого преобразователя через вторую излучающую секцию подземного кабеля правой токовой ветви соединен с входом второго преобразователя, второй выход первого преобразователя соединен с первым заземлителем правой ветви тока передающей антенны; первый выход второго преобразователя через третью излучающую секцию подземного кабеля правой токовой ветви соединен с входом четвертого преобразователя, второй выход второго преобразователя соединен со вторым заземлителем правой ветви тока передающей антенны; таким образом, обеспечивается соединение последующих преобразователей с последующими излучающими секциями подземного кабеля и заземлителями правой токовой ветви передающей антенны; первый выход N-1 преобразователя через N излучающую секцию подземного кабеля правой токовой ветви соединен с входом N преобразователя, выход N преобразователя соединен с N заземлителем правой токовой ветви передающей антенны.
2. Система связи сверхнизкочастотного и крайненизкочастотного диапазонов с глубокопогруженными и удаленными объектами по п. 1, отличающаяся тем, что каждый из N преобразователей выполнен идентично и содержит: излучающую секцию подземного кабель длиной, не превышающей 20 км передающей антенны, источник электрической энергии питания каждого из блоков по цепям питания преобразователя, информационный трансформатор, силовой трансформатор, первый усилитель, интегральную цепочку (схему), второй вентиль В.2, дифференциальную цепочку, первый вентиль В.1, второй усилитель, третий усилитель, генератор тактовых импульсов, модулятор, усилитель мощности, токовый трансформатор, регулятор мощности на входе усилителя мощности,
Figure 00000073
- ток в N-1 излучающей секции длиной до 20 км передающей антенны;
Figure 00000074
- ток в N излучающей секции длиной до 20 км передающей антенны;
Figure 00000075
- разность токов N-1 излучающей секции антенны и N излучающей секции антенны, при этом вход N-1 излучающей секции подземного кабеля антенны соединен через первичную обмотку информационного трансформатора с первым входом токового трансформатора и через первый выход токового трансформатора со вторым выходом преобразователя N, вторичная обмотка информационного трансформатора соединена через первый усилитель параллельно с входом интегральной цепочки и с входом дифференциальной цепочки; выход дифференциальной цепочки соединен с первым входом усилителя мощности через первый вентиль В.1, через второй усилитель, через генератор тактовых импульсов, через первый вход модулятора; выход интегрирующей цепочки соединен через второй вентиль В.2, через третий усилитель со вторым входом модулятора; второй выход токового трансформатора через регулятор мощности соединен со вторым входом усилителя мощности; выход усилителя мощности соединен с первичной обмоткой силового трансформатора; вторичная обмотка силового трансформатора соединена через клемму «а» со вторым входом токового трансформатора, а клеммой «в» через первый выход N преобразователя с входом N излучающей секции подземного кабеля передающей антенны.
3. Система связи сверхнизкочастотного и крайненизкочастотного диапазонов с глубокопогруженными и удаленными объектами по п. 2, отличающаяся тем, что каждый из N токовых трансформаторов содержит трехобмоточный трансформатор, при этом первый вход токового трансформатора через первую обмотку трехобмоточного трансформатора соединен с клеммой «а», второй вход токового трансформатора через вторичную обмотку трехобмоточного трансформатора соединен с клеммой «а», второй выход токового трансформатора через третью обмотку трехобмоточного трансформатора соединен с клеммой «а», клемма «а» является «земляным проводом», который соединен с первым выходом токового трансформатора и заземлена на заземлитель собственный у каждого преобразователя; ток
Figure 00000073
от N-1 излучающей секции подземного кабеля передающей антенны протекает по первичной обмотке через первый вход на выход токового трансформатора к заземлителю 3N, ток
Figure 00000074
в N излучающей секции подземного кабеля передающей антенны, протекаемый по второй обмотке токового трансформатора, втекаемый через первый выход от заземлителя, разностный ток
Figure 00000075
от N-1 излучающей секции и N излучающей секции антенны первой и второй обмоток, возбуждаемый в третьей обмотке токового трансформатора.
RU2015141828A 2015-10-01 2015-10-01 Система связи сверхнизкочастотного и крайненизкочастотного диапазона с глубокопогруженными и удаленными объектами RU2608072C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015141828A RU2608072C1 (ru) 2015-10-01 2015-10-01 Система связи сверхнизкочастотного и крайненизкочастотного диапазона с глубокопогруженными и удаленными объектами

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015141828A RU2608072C1 (ru) 2015-10-01 2015-10-01 Система связи сверхнизкочастотного и крайненизкочастотного диапазона с глубокопогруженными и удаленными объектами

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2608072C1 true RU2608072C1 (ru) 2017-01-13

Family

ID=58456010

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015141828A RU2608072C1 (ru) 2015-10-01 2015-10-01 Система связи сверхнизкочастотного и крайненизкочастотного диапазона с глубокопогруженными и удаленными объектами

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2608072C1 (ru)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2659409C1 (ru) * 2017-08-07 2018-07-02 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия имени Адмирала флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" Система связи сверхнизкочастотного и крайненизкочастотного диапазонов с глубокопогруженными и удаленными объектами
RU2692931C1 (ru) * 2018-07-10 2019-06-28 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Балтийский федеральный университет имени Иммануила Канта" (БФУ им. И. Канта) Система связи сверхнизкочастотного и крайненизкочастотного диапазонов с глубокопогруженными и удаленными объектами -7
RU2693060C1 (ru) * 2018-07-10 2019-07-01 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Балтийский федеральный университет имени Иммануила Канта" (БФУ им. И. Канта) Система связи сверхнизкочастотного и крайненизкочастотного диапазона с глубокопогруженными и удаленными объектами - 8
RU2778738C1 (ru) * 2021-02-24 2022-08-24 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия имени Адмирала флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" Система связи сверхнизкочастотного и крайненизкочастотного диапазона с глубокопогруженными и удаленными объектами

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2093863C1 (ru) * 1996-04-30 1997-10-20 Войсковая часть 60130 Способ электромагнитного зондирования земной коры с использованием нормированных источников поля
DE10044322A1 (de) * 2000-09-07 2002-04-04 Dynamit Nobel Ag Drahtlose Unterwasserkommunikation mit Hochfrequenzbereich
RU2350020C2 (ru) * 2007-03-19 2009-03-20 Закрытое акционерное общество "Проектно-конструкторское бюро" РИО" Система связи сверхнизкочастотного и крайненизкочастотного диапазона с глубокопогруженными и удаленными объектами

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2093863C1 (ru) * 1996-04-30 1997-10-20 Войсковая часть 60130 Способ электромагнитного зондирования земной коры с использованием нормированных источников поля
DE10044322A1 (de) * 2000-09-07 2002-04-04 Dynamit Nobel Ag Drahtlose Unterwasserkommunikation mit Hochfrequenzbereich
RU2350020C2 (ru) * 2007-03-19 2009-03-20 Закрытое акционерное общество "Проектно-конструкторское бюро" РИО" Система связи сверхнизкочастотного и крайненизкочастотного диапазона с глубокопогруженными и удаленными объектами

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2659409C1 (ru) * 2017-08-07 2018-07-02 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия имени Адмирала флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" Система связи сверхнизкочастотного и крайненизкочастотного диапазонов с глубокопогруженными и удаленными объектами
RU2692931C1 (ru) * 2018-07-10 2019-06-28 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Балтийский федеральный университет имени Иммануила Канта" (БФУ им. И. Канта) Система связи сверхнизкочастотного и крайненизкочастотного диапазонов с глубокопогруженными и удаленными объектами -7
RU2693060C1 (ru) * 2018-07-10 2019-07-01 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Балтийский федеральный университет имени Иммануила Канта" (БФУ им. И. Канта) Система связи сверхнизкочастотного и крайненизкочастотного диапазона с глубокопогруженными и удаленными объектами - 8
RU2778738C1 (ru) * 2021-02-24 2022-08-24 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия имени Адмирала флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" Система связи сверхнизкочастотного и крайненизкочастотного диапазона с глубокопогруженными и удаленными объектами

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2626070C1 (ru) Система связи сверхнизкочастотного и крайненизкочастотного диапазона с глубокопогруженными и удаленными объектами - 6
RU2567181C1 (ru) Система связи сверхнизкочастотного и крайненизкочастотного диапазона с глубокопогруженными и удаленными объектами - 1
RU2608072C1 (ru) Система связи сверхнизкочастотного и крайненизкочастотного диапазона с глубокопогруженными и удаленными объектами
US10175273B2 (en) Method of using power grid as large antenna for geophysical imaging
AU2015315792A1 (en) Excitation and use of guided surface wave modes on lossy media
RU2611603C1 (ru) Система связи сверхнизкочастотного и крайненизкочастотного диапазона с глубокопогруженными и удаленными объектами
RU2659409C1 (ru) Система связи сверхнизкочастотного и крайненизкочастотного диапазонов с глубокопогруженными и удаленными объектами
WO2015087724A1 (ja) 磁力波アンテナおよびそれを用いる磁力波通信装置
RU2350020C2 (ru) Система связи сверхнизкочастотного и крайненизкочастотного диапазона с глубокопогруженными и удаленными объектами
Silva et al. Evaluation of the potential for power line carrier (PLC) to interfere with use of the nationwide differential GPS network
Ralchenko et al. Coupling of very low frequency through-the-Earth radio signals to elongated conductors
RU2692931C1 (ru) Система связи сверхнизкочастотного и крайненизкочастотного диапазонов с глубокопогруженными и удаленными объектами -7
RU2693060C1 (ru) Система связи сверхнизкочастотного и крайненизкочастотного диапазона с глубокопогруженными и удаленными объектами - 8
Misak et al. Usage of antenna for detection of tree falls on overhead lines with covered conductors
RU2766153C1 (ru) Система связи сверхнизкочастотного и крайненизкочастотного диапазона с глубокопогруженными и удаленными объектами
RU2736926C1 (ru) Система связи сверхнизкочастотного и крайне низкочастотного диапазона с глубокопогруженными и удаленными объектами
RU2778738C1 (ru) Система связи сверхнизкочастотного и крайненизкочастотного диапазона с глубокопогруженными и удаленными объектами
RU2590899C2 (ru) Система связи сверхнизкочастотного и крайненизкочастотного диапазона с глубокопогруженными и удаленными объектами - 2
RU2496123C1 (ru) Маркер - субгармонический параметрический рассеиватель
Nieman et al. Thru-the-soil long range wireless power transfer
Merrill Some early historical aspects of project sanguine
Li et al. Medium-frequency signal propagation characteristics of a lifeline as a transmission line in underground coal mines
Pelavas et al. Development of an underwater electric field modem
RU2559155C1 (ru) Полевой индикатор естественного электромагнитного поля земли
RU2697026C1 (ru) Индивидуальный маломощный источник электрической энергии

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20171002