RU2778738C1 - System for very-low-frequency and ultra-low-frequency range communication with deep-submerged and remote objects - Google Patents
System for very-low-frequency and ultra-low-frequency range communication with deep-submerged and remote objects Download PDFInfo
- Publication number
- RU2778738C1 RU2778738C1 RU2021104500A RU2021104500A RU2778738C1 RU 2778738 C1 RU2778738 C1 RU 2778738C1 RU 2021104500 A RU2021104500 A RU 2021104500A RU 2021104500 A RU2021104500 A RU 2021104500A RU 2778738 C1 RU2778738 C1 RU 2778738C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- input
- branch
- converter
- current
- Prior art date
Links
- 238000004891 communication Methods 0.000 title claims abstract description 30
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 107
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 24
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminum Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 22
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 22
- 239000002356 single layer Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims abstract description 6
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 75
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims description 66
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 63
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 59
- 230000000051 modifying Effects 0.000 claims description 43
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 claims description 18
- 230000001702 transmitter Effects 0.000 claims description 13
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 12
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 12
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 11
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 7
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 7
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 claims description 5
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 5
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 claims description 5
- 230000002209 hydrophobic Effects 0.000 claims description 5
- -1 polypropylene Polymers 0.000 claims description 5
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 claims description 5
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims description 5
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 claims description 3
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 claims description 2
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 claims 1
- 230000003287 optical Effects 0.000 abstract description 44
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 abstract 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000005433 ionosphere Substances 0.000 description 18
- 241001237731 Microtia elva Species 0.000 description 17
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 13
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 11
- 210000003491 Skin Anatomy 0.000 description 9
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 5
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 4
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 4
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 4
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000001879 copper Chemical class 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- 229910052770 Uranium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 description 1
- 238000005290 field theory Methods 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 231100000754 permissible exposure limit Toxicity 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
Images
Abstract
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.The invention relates to the field of electrical engineering and radio engineering, namely to communication technology in the ELF-VLF range, and can be used for communication with deep-submerged and remote underwater objects.
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.Known "Method of seismic exploration" (patent No. 2029318 RU
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.Known device "Method of electromagnetic sounding of the earth's crust using normalized field sources" (patent No. 2093863,
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.Known device "Unified generator-measuring complex ELF-ELF radiation for geophysical research". Patent No. 2188439 RU dated 27.08.02
Известна «Система связи сверхнизкочастотного и крайненизкочастот-ного диапазона с глубокопогруженными и удаленными объектами» (патент №2350020 RU). Радиоволны большей части электромагнитного диапазона не проникают в морскую воду. Глубина проникновения h электромагнитной энергии определяется следующей формулой: , где π=3,14; ƒ - частота электромагнитной волны, от 3 до 3 00 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 глубокопогруженными 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.Known "Communication system of ultra-low-frequency and extremely low-frequency range with deep-immersed and remote objects" (patent No. 2350020 RU). Radio waves in most of the electromagnetic range do not penetrate sea water. The penetration depth h of electromagnetic energy is determined by the following formula: , where π=3.14; ƒ - electromagnetic wave frequency, from 3 to 300 Hz; μ=4⋅π⋅10 -7 , H/m; σ - conductivity of sea water from 1 to 4 Siemens per meter. Using the lowest frequencies from 3 to 300 Hz (ELF and VLF), you can get an underwater radio reception depth of more than 100 meters. Therefore, for communication with remote deep submerged underwater objects (submarines, submersibles, submersibles, underwater houses, etc.), an ELF-VLF communication system has been proposed. Electromagnetic waves of this range are suitable for solving this problem due to their ability to penetrate into the sea water to a considerable depth. In addition, in comparison with electromagnetic waves of other ranges, the propagation of ELF-ELF signals in the ground-to-ionosphere waveguide is highly stable even when various disturbances occur in the ionosphere.
«Система связи сверхнизкочастотного и крайненизкочастотного диапазона с глубокопогруженными и удаленными объектами» (патент №2350020 RU), представленная на Фиг. 1 в виде одной излучающей линии, где передающая антенна выполнена в виде линии электропередачи (ЛЭП) напряжением 30 кВ, подключенная к генератору U, одна клемма которого соединена с первым заземлителем З1 размером 1000×2000 метров, а вторая клемма генератора U соединена через линию ЛЭП 50-60 км ко второму заземлителю З2, размером 1000×2000 метров; высота подвеса hЛ проводников ЛЭП от 5 до 10 метров; ток растекания в земле от заземлителей с проводимостью 5×10-5 См/м на частоте 30 Гц около h = 11 км; таким образом, обратный ток в земле I3 охватывает толщу земли до 11 км."Communication system of ultra-low frequency and extremely low frequency range with deep and remote objects" (patent No. 2350020 RU), shown in Fig. 1 in the form of a single radiating line, where the transmitting antenna is made in the form of a power transmission line (TL) with a voltage of 30 kV, connected to the generator U, one terminal of which is connected to the first ground electrode Z 1 with a size of 1000 × 2000 meters, and the second terminal of the generator U is connected through the line Power transmission line 50-60 km to the second earthing Z 2 , size 1000×2000 meters; suspension height h L conductors of power lines from 5 to 10 meters; leakage current in the ground from grounding conductors with a conductivity of 5×10 -5 S/m at a frequency of 30 Hz, about h = 11 km; thus, the reverse current in the earth I 3 covers the thickness of the earth up to 11 km.
«Система связи сверхнизкочастотного и крайненизкочастотного диапазона с глубокопогруженными и удаленными объектами» (патент №2350020 RU), 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.“Communication system of the ultra-low-frequency and extremely low-frequency range with deep and remote objects” (patent No. 2350020 RU), contains “n” sinusoidal current generators loaded on extended low-lying horizontally oriented transmitting antennas with ground electrodes at the ends, and the reception and registration of radiation generated by ELF - ELF generators are carried out using a towed cable antenna, an antenna amplifier and a VLF-ELF receiver located on board an underwater object, while the master generator consists of a control, protection and automation system (SURZA), a thyristor rectifier, the first protection device , an autonomous voltage inverter, a second protection device, a matching device, a power supply device and two input switches, while the input switches are made as three-position and are connected in series with three inputs to a thyristor rectifier, and current sensors (DT) and voltage sensors (PV), which are connected to the control, regulation and automation system, and the rectifier is connected through the protection device with two outputs to an autonomous inverter, which, in turn, is connected to the matching device through the protection device, while the matching device is connected to the antenna, and SURZA connected to a remote control station and a step-down rectifier, which is connected with its input to the third input of the high-voltage power supply device of the generator, and the latter, in turn, is connected by the first input to the input switch, and the second input to step-down power supplies, while a towed cable antenna, which is connected through an antenna amplifier to the ELF-VLF receiver.
Недостатками патента №2350020 RU являются:The disadvantages of patent No. 2350020 RU are:
- плоскостные прямоугольной формы заземлители размером 1000×2000 м (или 2000×4000 м) низкой эффективности для возбуждения сферического волновода «земля-ионосфера») построены по авторским свидетельствам: №1512331 от 01.06.1989 г. авторы: Яковлев А.В., Пониматкин В.Е., №1556345 от 08.12.1989 г., авторы: Яковлев А.В., Пониматкин В.Е., Пашков A.M.; и др.- planar rectangular earth electrodes with a size of 1000 × 2000 m (or 2000 × 4000 m) of low efficiency for excitation of the “earth-ionosphere” spherical waveguide) are built according to copyright certificates: No. 1512331 dated 06/01/1989, authors: Yakovlev A.V., Ponimatkin V.E., No. 1556345 dated 08.12.1989, authors: Yakovlev A.V., Ponimatkin V.E., Pashkov A.M.; and etc.
- большие мощности «n» генераторов не менее 100 кВт;- high power "n" generators not less than 100 kW;
- «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;- "n" antenna devices with "2n" planar ground electrodes (each low-lying antenna has two ground electrodes at the ends of the antenna), therefore, a large area of the earth's surface is affected by antenna reverse currents and placement of electronic means on this area is impossible;
- не защищена подземная кабельная магистраль управления и связи от токов растекания заземлителя передающей системы;- the underground cable line of control and communication is not protected from the spreading currents of the grounding conductor of the transmission system;
- электромагнитное поле, создаваемое «n» антенными устройствами, поражает все системы на значительных расстояниях;- the electromagnetic field created by "n" antenna devices affects all systems at considerable distances;
- 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 , 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.- environmental hazard of exceeding the ELF-ELF limits (maximum permissible exposure limits for personnel serving the ELF-ELF station and residents of nearby areas, as well as plants, animals and the entire habitat). For example, a voltage of 30 kV is applied to an antenna made in the form of a power transmission line (power lines), and the height of the antenna suspension due to uneven ground reaches 5 meters due to the sag. Therefore, the field strength along the antenna will be determined by Е=(30⋅kV)/(5⋅m)=6⋅kV. As can be seen along the antenna, the field strength is 6 kV, which exceeds three times the norms of the remote control. Although the PDU standards recommend staying no more than 8 hours in areas where the field strength of the electrical component reaches 2 kV. Moreover, the length of the antennas depends on the skin layer, for example, at a frequency of 3 Hz, the skin layer for σ=10 -4 ⋅S/m will be equal to , with two grounding conductors, so that there are no surface fault currents, the length of the antenna should exceed 20 km. And given that to create a given magnetic moment, "n" antenna devices with "2n" planar ground electrodes are needed, the total area affected by powerful electromagnetic fields is unacceptably huge even for Russia.
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.Thus, the layout of an antenna system in a limited area, consisting of "n" antenna devices with "2n" planar ground electrodes with 100 kW generators connected to them, is dangerous for this region, and to solve the problem of electromagnetic compatibility with RES, power lines, cable lines and environmental security is not possible.
Аналогами являются патенты: №2567181 от 10.07.2015 г. RU; №2608072 от 13.01.17 г; RU; №2611603 от 28.02.2017 г. RU; №2626070 от 21.07.2017 г. RU; №2692931 от 28.07.2019 г. RU и №2736926 от 23.11.2020 г. RU.Analogs are patents: No. 2567181 dated July 10, 2015 RU; No. 2608072 dated 01/13/17; RU; No. 2611603 dated February 28, 2017 RU; No. 2626070 dated July 21, 2017 RU; No. 2692931 dated July 28, 2019 RU and No. 2736926 dated November 23, 2020 RU.
Прототипом является «Система связи сверхнизкочастотного и крайне-низкочастотного диапазона с глубокопогруженными и удаленными объекта-ми-8» (патент №2693060 от 01.08.2019 г. RU), содержащая 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, а также содержащая систему управления передачи информации по заданной глубине погружения объектов на основе создания пяти двухчастотных каналов передачи данных передающей антенной для адресной передачи информации на погруженные и удаленные объекты; при этом передающая антенна система, состоящая из центральной ветви и разнесенных в пространстве дополнительных пяти ветвей последовательно соединяемых с центральной ветвью через коммутатор ветвей, пять ветвей совместно с центральной ветвью соединенных через коммутатор ветвей образуют рамочные антенны, обеспечивающие выбор направления излучения в зависимости от подбора варианта соединения центральной ветви тока и дополнительно одну или несколько ветвей тока через коммутатор ветвей, обеспечивая заданные параметры канала передачи по частоте и диаграмму направленности передающей антенны за счет сложения одной, двух, трех, четырех или пяти диаграмм направленности в направлении объекта передачи информации, при этом коммутатор ветвей через свой вход обеспечивает соединение выхода конечного преобразователя 2N центральной ветви с одним из пяти выходов коммутатора ветвей, образуя электрический контакт центральной ветви тока с любой из пяти дополнительных ветвей тока, причем каждая из дополнительных пяти ветвей тока передающей антенны является продолжением центральной ветви тока соединенных через один из включателей Вк. в коммутаторе ветвей; центральная ветвь тока передающей антенны длиной содержит систему управления передающей СНЧ-КНЧ антенной состоящую: из информационного блока, предварительного усилителя, системы управления, защиты и автоматизации, усилителя мощности, согласующего устройства, индикатора тока антенны, источника тока и защищенной внешней кабельной линии управления передающей СНЧ-КНЧ антенной; 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 центральной ветви тока, при этом защищенная внешняя кабельная линия управления соединена через вход системы управления передающей СНЧ-КНЧ антенной параллельно со вторым входом информационного блока, выход информационного блока соединен через предварительный усилитель с первым входом усилителя мощности, выход системы управления, защиты и автоматизации соединен параллельно со вторым входом усилителя мощности, с первым входом информационного блока и со вторым входом согласующего устройства; второй выход усилителя мощности соединен с первым заземлителем передающей антенны через второй выход системы управления передающей СНЧ-КНЧ антенной, третий выход усилителя мощности соединен через выход индикатора тока антенны со вторым входом системы управления, защиты и автоматизации; 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, 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 через вторую излучающую 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 входом коммутатора ветвей и с входами дополнительных ветвей тока и заземлителем коммутатора ветвей ЗК; первая, дополнительная ветвь тока передающей антенны СНЧ-КНЧ длиной 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 подземного неэкранированного кабеля, при этом первый выход коммутатора ветвей тока соединен через первый излучающий отрезок подземного кабеля 411 передающей антенны с входом первого преобразователя 211 первой ветви тока передающей антенны, первый выход первого преобразователя 211 через второй излучающий отрезок подземного кабеля 412 соединен с входом второго преобразователя 212, второй выход первого преобразователя 211 соединен с первым заземлителем 311 первой ветви тока передающей антенны; первый выход второго преобразователя 212 через третий излучающий отрезок подземного кабеля 413 соединен с входом четвертого преобразователя 2 и, второй выход второго преобразователя 212 соединен со вторым заземлителем 312 первой ветви тока передающей антенны; таким образом обеспечивается соединение последующих преобразователей с последующими излучающими отрезками кабелей первой ветви тока передающей антенны; первый выход N-1 преобразователя 21N-1 через N излучающий отрезок подземного кабеля 41N соединен с входом N преобразователя 21N, выход N преобразователя 21N соединен с N заземлителем 31N первой ветви тока передающей антенны; вторая, дополнительная ветвь тока передающей антенны СНЧ-КНЧ длиной 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 подземного неэкранированного кабеля, при этом второй выход коммутатора ветвей тока соединен через первый излучающий отрезок подземного кабеля 421 передающей антенны с входом первого преобразователя 221 второй ветви тока передающей антенны, первый выход первого преобразователя 221 через второй излучающий отрезок подземного кабеля 422 соединен с входом второго преобразователя 222, второй выход первого преобразователя 221 соединен с первым заземлителем 321 второй ветви тока передающей антенны; первый выход второго преобразователя 222 через третий излучающий отрезок подземного кабеля 423 соединен с входом четвертого преобразователя 224, второй выход второго преобразователя 222 соединен со вторым заземлителем 322 второй ветви тока передающей антенны; таким образом, обеспечивается соединение последующих преобразователей с последующими излучающими отрезками кабелей и заземлителями второй ветви тока передающей антенны; первый выход N-1 преобразователя 22N-1 через N излучающий отрезок подземного кабеля 42N соединен с входом N преобразователя 22N, выход N преобразователя 22N соединен с N заземлителем 32N второй ветви тока передающей антенны; третья дополнительная ветвь тока передающей антенны СНЧ-КНЧ длиной содержит N преобразователей, с первого 231 по N преобразователь 23N, N-заземлителей, с первого 331 по N заземлитель 33N, N излучающих секций, с первой 431 по N излучающую секцию 43N подземного неэкранированного кабеля, при этом третий выход коммутатора ветвей тока соединен через первый излучающий отрезок подземного кабеля 431 передающей антенны с входом первого преобразователя 231 третьей ветви тока передающей антенны, первый выход первого преобразователя 231 через второй излучающий отрезок подземного кабеля 432 соединен с входом второго преобразователя 232, второй выход первого преобразователя 231 соединен с первым заземлителем 331 третьей ветви тока передающей антенны; первый выход второго преобразователя 232 через третий излучающий отрезок подземного кабеля 433 соединен с входом четвертого преобразователя 234, второй выход второго преобразователя 232 соединен со вторым заземлителем 332 третьей ветви тока передающей антенны; таким образом, обеспечивается соединение последующих преобразователей с последующими излучающими отрезками кабелей и заземлителями третьей ветви тока передающей антенны; первый выход N-1 преобразователя 23N-1 через N излучающий отрезок подземного кабеля 43N соединен с входом N преобразователя 23N, выход N преобразователя 23N соединен с N заземлителем 33N третьей ветви тока передающей антенны; четвертая дополнительная ветвь тока передающей антенны СНЧ-КНЧ длиной содержит N преобразователей, с первого 241 по N преобразователь 24N, N заземлителей, с первого 341 по N заземлитель 34N, N излучающих секций, с первой 441 по N излучающую секцию 44N подземного неэкранированного кабеля, при этом четвертый выход коммутатора ветвей тока соединен через первый излучающий отрезок подземного кабеля 441 передающей антенны с входом первого преобразователя 241 четвертой ветви тока передающей антенны, первый выход первого преобразователя 241 через второй излучающий отрезок подземного кабеля 442 соединен с входом второго преобразователя 242, второй выход первого преобразователя 241 соединен с первым заземлителем 341 четвертой ветви тока передающей антенны; первый выход второго преобразователя 242 через третий излучающий отрезок подземного кабеля 443 соединен с входом четвертого преобразователя 244, второй выход второго преобразователя 242 соединен со вторым заземлителем 342 четвертой ветви тока передающей антенны; таким образом, обеспечивается соединение последующих преобразователей с последующими излучающими отрезками кабелей и заземлителями четвертой ветви тока передающей антенны; первый выход N-1 преобразователя 24N-1 через N излучающий отрезок подземного кабеля 44N соединен с входом N преобразователя 24N, выход N преобразователя 24N соединен с N заземлителем 34N четвертой ветви тока передающей антенны; пятая дополнительная ветвь тока передающей антенны СНЧ-КНЧ длиной содержит N преобразователей, с первого 251 по N преобразователь 25N, N заземлителей, с первого 351 по N заземлитель 35N, N излучающих секций, с первой 451 по N излучающую секцию 45N подземного неэкранированного кабеля, при этом пятый выход коммутатора ветвей тока соединен через первый излучающий отрезок подземного кабеля 451 передающей антенны с входом первого преобразователя 251 пятой ветви тока передающей антенны, первый выход первого преобразователя 251 через второй излучающий отрезок подземного кабеля 452 соединен с входом второго преобразователя 252, второй выход первого преобразователя 251 соединен с первым заземлителем 351 пятой ветви тока передающей антенны; первый выход второго преобразователя 252 через третий излучающий отрезок подземного кабеля 453 соединен с входом четвертого преобразователя 254, второй выход второго преобразователя 252 соединен со вторым заземлителем 352 пятой ветви тока передающей антенны; таким образом, обеспечивается соединение последующих преобразователей с последующими излучающими отрезками кабелей и заземлителями пятой ветви тока передающей антенны; первый выход N-1 преобразователя 25N-1 через N излучающий отрезок подземного кабеля 45N соединен с входом N преобразователя 25N, выход N преобразователя 25N соединен с N заземлителем 35N пятой дополнительной ветви тока передающей антенны; пять дополнительных ветвей тока в соединении через коммутатор ветвей с центральной ветвью являются одной линией тока передающей антенной системы, линия для тока IA центральной ветви передающей антенны и последовательно протекающего через один из включателей в коммутаторе ветвей в одну из дополнительных пяти ветвей, при этом напряжение источника UГен приложенное между первый заземлитель З1 центральной ветви и последним заземлителем любой из дополнительных пяти ветвей образуют ток в земле на глубине скин-слоя, который называется обратным током I0Б.The prototype is the "Communication system of the ultra-low-frequency and extremely-low-frequency range with deep-immersed and remote objects-mi-8" (patent No. a matching device, an antenna current indicator and a current source, moreover, the reception and registration of radiation created by VLF-ELF generators are carried out using a towed cable antenna, an antenna amplifier and a VLF-ELF receiver located on board an underwater object, as well as containing a system control of information transmission at a given depth of immersion of objects based on the creation of five dual-frequency data transmission channels by a transmitting antenna for targeted transmission of information to submerged and remote objects; at the same time, the transmitting antenna system, consisting of a central branch and spaced apart in space, additional five branches connected in series with the central branch through a switch of branches, five branches together with the central branch connected through a switch of branches form loop antennas that provide a choice of radiation direction depending on the selection of the connection option the central current branch and additionally one or more current branches through the branch switch, providing the specified parameters of the transmission channel in terms of frequency and the transmitting antenna pattern by adding one, two, three, four or five directivity patterns in the direction of the information transmission object, while the branch switch through its input it provides connection of the output of the
Прототип имеет кроме центральной ветви дополнительно пять ветвей тока, одновременно работающих на десяти частотах в пяти каналах или на двух частотах в каждом канале передачи данных в каждой ветви тока, например, на частотах: 3 Гц, 10 Гц, 20 Гц, 30 Гц, 40 Гц, 70 Гц, 75, 90 Гц, 95 Гц и 100 Гц. Скорость передачи одной буквы от 3 до 5 минут на глубину 100 метров на одной частоте. Передача по каналу предающей антенны на подводный объект на десяти частотах увеличивает скорость в десять раз. Причем передача пяти каналов передачи данных возможна на основе коммутатора по различным передающим ветвям или антенным рамкам в зависимости от требуемой глубины и скорость передачи в заданном направлении. Возможные глубины радиоприема или скин-слой, т.е. глубины проникновения электромагнитных волн в морскую среду с проводимостью σ = 1 См.м:The prototype has, in addition to the central branch, an additional five current branches simultaneously operating at ten frequencies in five channels or at two frequencies in each data transmission channel in each current branch, for example, at frequencies: 3 Hz, 10 Hz, 20 Hz, 30 Hz, 40 Hz, 70Hz, 75Hz, 90Hz, 95Hz and 100Hz. The transmission speed of one letter is from 3 to 5 minutes to a depth of 100 meters on one frequency. Transmission over the channel of the transmitting antenna to an underwater object at ten frequencies increases the speed tenfold. Moreover, the transmission of five data transmission channels is possible on the basis of a switch over various transmission branches or antenna frames, depending on the required depth and transmission speed in a given direction. Possible depths of radio reception or skin layer, i.e. depth of penetration of electromagnetic waves into the marine environment with conductivity σ = 1 See m:
Действительно, резонансная частота ƒ0 сферического резонатора Земля - ионосфера определяется как длина по экватору в 40000 км деленная на скорость света (3⋅108 м/с) или ƒ0=(40000000⋅м)/(3⋅108 м/с)=7⋅Гц. 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 определяетсяIndeed, the resonant frequency ƒ 0 of the spherical resonator Earth - ionosphere is defined as the equatorial length of 40,000 km divided by the speed of light (3⋅10 8 m/s) or ƒ 0 =(40000000⋅m)/(3⋅10 8 m/s )=7⋅Hz. Resonator Earth - ionosphere resonates at a frequency of 7 Hz. Therefore, frequencies from 3 to 300 Hz can excite this resonator, provided that the excitation energy is sufficient. And the excited resonator has almost the same field strength anywhere in the world. In the prototype, excitation is carried out by "n" generators with a capacity of 100 kW each, which create a current in "n" loop antennas. The frame is formed by the antenna current, in the form of a 30 kV transmission line, and the reverse current in the ground, flowing between the ground electrodes. It is known that to excite the resonator, the magnetic moment of the antenna must be at least or M≥10 8 ⋅[A⋅m 2 ]. The magnetic moment of the loop antenna is determined
где IA - ток в антенне в Амперах; h - глубина протекания тока в земле, определяется следующей формулой: (π=3,14; ƒ - 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); - длина антенны в метрах.where I A is the current in the antenna in Amperes; h is the depth of current flow in the ground, determined by the following formula: (π=3.14; ƒ - electromagnetic wave frequency 3 - 300 Hz; μ=4⋅π⋅10 -7 , H/m; σ - ground conductivity in the area of antenna placement is selected from 10 -4 to 10 -5 Sm/ m); is the length of the antenna in meters.
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 . 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 возбуждает кондуктивные помехи через корпуса радиоэлектронных средств.The calculation shows that if the current is taken equal to I A \
Однако, при большой длине антенны около км малые значения тока около IA = 1 ампера на заземлителях З1 и З2 (типа представленных на Фиг. 1), расположенных на поверхности земли с электропроводностью от 10-4 до 10-5 См/м (или сопротивлением R>100000 Ом⋅м) и поверхности заземлителя не менее 2000 м2 образуется потенциал равный около 200 Вольт. Данный низкий потенциал не позволяет возбудить в волноводе земля-ионосфера необходимый уровень вектора Е и обеспечить уровень электромагнитного поля в точке приема, это показывают потери энергии на прямоугольных заземлителях, показанных на Фиг. 2, Фиг. 3 и Фиг. 4.However, with a large antenna length of about km low current values about I A \
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, кабельной магистралью управления и связи передающей системы антенны, высоковольтными линиями электропередачи и инженерными сооружениями, обеспечение возможности действия подводных объектов на широких океанических просторах путем управления диаграммой направленности СНЧ-КНЧ передающей антенной системы.Thus, the VLF - ELF antenna must have a long length to achieve a given magnetic moment and a low current to ensure its environmental safety during operation, as well as to ensure electromagnetic compatibility with RES, the control and communication cable line of the antenna transmission system, high-voltage power lines and engineering structures , ensuring the ability of underwater objects to operate in wide ocean spaces by controlling the ELF-VLF radiation pattern of the transmitting antenna system.
Недостатки прототипа:Prototype Disadvantages:
- плоскостные прямоугольной формы заземлители размером 1000×2000 м (или 2000×4000 м) низкой эффективности для возбуждения сферического волновода «земля-ионосфера» построены по авторским свидетельствам: №1512331 SU от 23.06.1987 г., авторы: Яковлев А.В., Пониматкин В.Е.; №1556345 SU от 29.06.1987 г., авторы: Яковлев А.В., Пониматкин В.Е., Пашков A.M.; №817845 А1 SU; №955293 A1 SU и др.; и в литературе «Заземления в установках высокого напряжения» - М:, Энергия, 1978 г. Автор: Рябкова Е.Я; «Глобальные электромагнитные резонансы в полости земля - ионосфера» - Киев: Наукова думка,, 1977 г. Авторы П.В. Блиох, А.П. Николаенко, Ю.Ф. Филиппов. (Фиг. 2, Фиг. 3 и Фиг. 4);- planar rectangular earth electrodes with a size of 1000 × 2000 m (or 2000 × 4000 m) of low efficiency for excitation of the spherical waveguide "earth-ionosphere" are built according to copyright certificates: No. 1512331 SU dated 06/23/1987, authors: Yakovlev A.V. , Ponimatkin V.E.; No. 1556345 SU dated June 29, 1987, authors: Yakovlev A.V., Ponimatkin V.E., Pashkov A.M.; No. 817845 A1 SU; No. 955293 A1 SU and others; and in the literature "Grounding in high voltage installations" - M:, Energy, 1978 Author: Ryabkova E.Ya; “Global electromagnetic resonances in the earth-ionosphere cavity” - Kyiv: Naukova Dumka, 1977. Authors P.V. Bliokh, A.P. Nikolaenko, Yu.F. Filippov. (Fig. 2, Fig. 3 and Fig. 4);
- малые значения тока в передающей антенной системе в один ампер требует высокоэффективные заземляющие устройства, применяемые плоскостные прямоугольной формой низкой эффективности для возбуждения сферического волновода «земля-ионосфера»;- low values of current in the transmitting antenna system of one ampere require high-efficiency grounding devices, used planar rectangular shape of low efficiency to excite the spherical waveguide "earth-ionosphere";
- необходимы высокоэффективные заземлители для каждого из N преобразователя в антенной передающей системе, т.к. выход из строя любого из N преобразователей включает работу остальных преобразователей при работе на собственные заземлители;- high-performance ground electrodes are required for each of the N converters in the antenna transmission system, since the failure of any of the N converters includes the operation of the remaining converters when working on their own grounding;
- управления N преобразователями осуществляющееся только со стороны пункта управления 1 через N последовательно включенных преобразователей;- control of N converters, which is carried out only from the
- нет возможности контроля за работой N преобразователей: по точности настройки частоты, по работоспособности узлов и защищенности N преобразователей, как N необслуживаемых усилительных пунктов, а также в случае аварийной остановки работы одного из преобразователей из N последовательно включенных;- there is no way to control the operation of N converters: by frequency tuning accuracy, by the operability of nodes and the security of N converters, as N unattended amplifying points, as well as in the event of an emergency stop of one of the N converters connected in series;
- антенный кабель не защищен от грозовой активности и на протяженности всей длины в 1000 км и может быть уничтожен на любом участке;- the antenna cable is not protected from lightning activity and over the entire length of 1000 km and can be destroyed in any area;
- для увеличения размеров рамки район размещения антенного кабеля выбирается с грунтом проводимостью σ = 10-4 См/м (или сопротивлением R>100000 Ом⋅м), поэтому при грозе стриммер разряда всегда ищет место с низкой возможностью для разряда, то есть место размещения кабеля, как участок поверхности грунта, имеющий потенциал удаленной точки.- to increase the size of the frame, the antenna cable location area is selected with soil conductivity σ = 10 -4 S/m (or resistance R> 100000 Ohm⋅m), therefore, during a thunderstorm, the discharge streamer always looks for a place with a low possibility for a discharge, that is, a location cable, as a section of the ground surface, which has the potential of a remote point.
Целью изобретения является:The purpose of the invention is:
- создание условий работы передающей антенной системы на излучение в случае аварийной остановки работы любого из N преобразователей;- creating conditions for the operation of the transmitting antenna system for radiation in the event of an emergency stop of the operation of any of the N converters;
- создание высокоэффективных заземлителей в передающей антенной системе;- creation of highly efficient ground electrodes in the transmitting antenna system;
- включение высокоэффективных заземлителей в каждую секцию из N преобразователей передающей антенной системы и возможности вывода аварийной секции для ремонтных работ;- inclusion of high-performance ground electrodes in each section of N converters of the transmitting antenna system and the possibility of removing the emergency section for repair work;
- заменить антенный кабель защищенным кабелем на основе типового подводного оптоволоконного кабеля, имеющего достаточную броневую оболочку для защиты от ударов молнии;- replace the antenna cable with a protected cable based on a typical submarine fiber optic cable with sufficient armor sheath to protect against lightning strikes;
- совершенствование процесса управления и контроля работы N преобразователей, а также блоков зашиты береговой СНЧ-КНЧ радиостанцией на основе введения многоканальной оптоволоконной инфокоммуникационной системы в антенную цепь;- improvement of the process of control and monitoring of the operation of N converters, as well as protection units of the coastal ELF-ELF radio station based on the introduction of a multi-channel fiber-optic infocommunication system into the antenna circuit;
- учитывая, что антенное полотно длиной в 1000 километров проходит через огромные территории страны часто густонаселенные, целесообразно использование свободных волокон оптоволоконной инфотелекоммуникационной системы для обеспечения жителей этих районов;- taking into account that a 1000-kilometer-long antenna fabric passes through vast territories of the country, often densely populated, it is advisable to use free fibers of a fiber-optic information and telecommunication system to provide residents of these areas;
- совершенствовать управление частотным спектром с учетом глубины погружения подводных объектов и необходимой скорости передачи информации для избранной диаграммы направленности на подводные объекты на просторах океанических зон;- to improve the management of the frequency spectrum, taking into account the depth of immersion of underwater objects and the required speed of information transfer for the selected radiation pattern to underwater objects in the open spaces of oceanic zones;
- за счет использования оптоволоконной системы сократить время на возможность пространственного разнесения информационных каналов передачи данных на подводные объекты с выделением частот передачи для океанических зон или непрерывной смены частот и зон для предупреждения противодействия преднамеренным помехам.- through the use of a fiber optic system, to reduce the time for the possibility of spatial diversity of information channels for data transmission to underwater objects with the allocation of transmission frequencies for oceanic zones or a continuous change of frequencies and zones to prevent countermeasures from intentional interference.
Поставленная цель достигается за счет замены низкоэффективных заземлителей для каждого из N преобразователей передающей антенной системы на заземлители высокоэффективные; замены однопроводного изолированного от земли кабеля в качестве антенного полотна радиостанции на кабель оптоволоконный, позволяющий через широкополосные оптические системы связи контролировать работу всех из N преобразователей. Кабелем, отвечающим необходимым требованиям является подводный оптоволоконный кабель. В настоящее время подводные оптоволоконные кабели имеют несколько десятков оптических волокон, расположенных внутри медной трубки и алюминиевых или стальных проводников, через которые осуществляется питание подводных усилителей. Также возможны специальные токопроводящие жилы. Изолированные от земли проводники по цепи «жила-земля» выдерживают 10 кВ переменного тока на частоте 50 Гц. Медная трубка и алюминиевые проводники можно использовать в качестве антенного полотна СНЧ и КНЧ радиостанции, а связь через оптоволокно для контроля работы всей передающей антенной системы.This goal is achieved by replacing low-efficiency ground electrodes for each of the N converters of the transmitting antenna system with high-efficiency ground electrodes; replacement of a single-wire cable insulated from the ground as an antenna fabric of a radio station with a fiber-optic cable, which makes it possible to control the operation of all of the N converters through broadband optical communication systems. The cable that meets the required requirements is a submarine fiber optic cable. Currently, submarine fiber optic cables have several dozen optical fibers located inside a copper tube and aluminum or steel conductors through which submarine amplifiers are powered. Special conductors are also possible. Ground-insulated conductors in the core-to-ground circuit withstand 10 kV AC at a frequency of 50 Hz. Copper tube and aluminum conductors can be used as an antenna sheet for VLF and ELF radio stations, and communication via fiber optics to control the operation of the entire transmitting antenna system.
На Фиг. 1 представлена передающая антенна СНЧ и КНЧ диапазона, выполненная на основе линии электропередачи в габаритах ЛЭП 30 кВ длиной не менее 50 км, питаемая генератором напряжения U, по концам заземляющая система, выполненная для работы СНЧ и КНЧ радиостанции по №2350020 RU в виде плоскостных прямоугольной формы заземлителей размером 1000×2000 м (или 2000×4000 м) низкой эффективности для возбуждения сферического волновода «земля-ионосфера) построены по авторским свидетельствам:On FIG. 1 shows an ELF and ELF transmitting antenna, made on the basis of a power line in the dimensions of a 30 kV transmission line with a length of at least 50 km, fed by a voltage generator U, at the ends of the grounding system, made for the operation of ELF and ELF radio stations according to No. 2350020 RU in the form of planar rectangular forms of grounding conductors with a size of 1000 × 2000 m (or 2000 × 4000 m) of low efficiency for excitation of a spherical waveguide "earth-ionosphere) are built according to copyright certificates:
- №1512331 SU от 23.06.1987 г., авторы: Яковлев А.В., Пониматкин В.Е.;- No. 1512331 SU dated 06/23/1987, authors: Yakovlev A.V., Ponimatkin V.E.;
- №1556345 SU от 29.06.1987 г., авторы: Яковлев А.В., Пониматкин В.Е., Пашков A.M.;- No. 1556345 SU dated 06/29/1987, authors: Yakovlev A.V., Ponimatkin V.E., Pashkov A.M.;
- и по литературе:- and in literature:
- «Заземления в установках высокого напряжения» - М, Энергия, 1978 г. Автор: Рябкова Е.Я.- "Grounding in high voltage installations" - M, Energy, 1978 Author: Ryabkova E.Ya.
- «Глобальные электромагнитные резонансы в полости земля - ионосфера» - Киев: Наукова думка, 1977 г. Авторы П.В. Блиох, А.П. Николаенко, Ю.Ф. Филиппов.- "Global electromagnetic resonances in the earth-ionosphere cavity" - Kyiv: Naukova Dumka, 1977. Authors P.V. Bliokh, A.P. Nikolaenko, Yu.F. Filippov.
На Фиг. 2 представлен заземлитель, одного из заземлителей передающей антенны СНЧ и КНЧ диапазона для Фиг. 1, содержащий металлическую опору, антенну соединенную с заземлителем, заглубленным в земле на глубину от 0,8 до 1 м, ток антенны iA представлен током растекания iЗ в земле в виде полусферы на расстояние скин-слоя h от заземлителя, при этом по периметру ток iЗ растекания параллелен поверхности земли, образуя потери энергии генератора, так как возбуждаемое им поле также параллельно поверхности земли в воздушном пространстве и не возбуждает вертикального вектора Е в полости сферического резонатора «земля - ионосфера».On FIG. 2 shows a ground electrode, one of the earth electrodes of the VLF and ELF transmitting antenna for FIG. 1, containing a metal support, an antenna connected to a ground electrode buried in the ground to a depth of 0.8 to 1 m, the antenna current i A is represented by the spreading current i З in the ground in the form of a hemisphere at a distance of the skin layer h from the ground electrode, while around the perimeter, the current i W of spreading is parallel to the earth's surface, forming energy losses of the generator, since the field excited by it is also parallel to the earth's surface in airspace and does not excite the vertical vector E in the cavity of the "earth - ionosphere" spherical resonator.
На Фиг. 3 представлен заземлитель, как элемент возбуждения вертикального вектора в воздушном пространстве и вектора в земном пространстве за счет потенциала U, приложенного к заземлителю. Известно, что если существует приложенный потенциал U на заземлителе, то в окружающем пространстве, как в воздушном пространстве, так и в земном пространстве, действует вектор электрического смещения причем divD=U или поток вектора электрического смещения D определяется потенциалом U. Чтобы увеличить поток электрического смещения D и как следствие, вертикального вектора в воздушном пространстве и вектора в земном пространстве, выбирается для размещения заземлителя в земной поверхности с высоким сопротивлением грунта или не менее R=10000 Ом⋅м (σ=10-4 См/м). При этом скин-слой или глубина действия потока электрического смещения D определяется следующей формулой: (π=3,14; ƒ - 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); - длина антенны в метрах. Как видно, в земном пространстве из-за существующей реальной проводимости земли, равной σ=10-4 См/м, глубина проникновения поля достигает не менее 10 км и как следствие возникает электрический ток iЗ. А в воздушном пространстве проводимость воздуха равна нулю (σ=0) и, следовательно, , скин-слой стремится к бесконечности, что позволяет в воздушном пространстве возбуждать волновод «земля-ионосфера». Ток iЗ растекания в земном пространстве охватывает полусферу.On FIG. 3 shows the ground electrode as an excitation element of the vertical vector in airspace and vector in terrestrial space due to the potential U applied to the ground electrode. It is known that if there is an applied potential U on the ground electrode, then in the surrounding space, both in the air space and in the earth's space, the electric displacement vector acts moreover, divD=U or the flux of the electrical displacement vector D is determined by the potential U. To increase the flux of the electrical displacement D and, as a consequence, the vertical vector in airspace and vector in the earth's space, is selected to place the ground electrode in the earth's surface with high soil resistance or not less than R=10000 Ohm⋅m (σ=10 -4 Sm/m). In this case, the skin layer or the depth of the action of the electric displacement flow D is determined by the following formula: (π=3.14; ƒ - electromagnetic wave frequency 3-300 Hz; μ=4⋅π⋅10 -7 , H/m; σ - ground conductivity in the area of antenna placement is selected from 10 -4 to 10 -5 Sm/ m); is the length of the antenna in meters. As you can see, in the terrestrial space, due to the existing real conductivity of the earth, equal to σ=10 -4 S/m, the field penetration depth reaches at least 10 km and, as a result, an electric current i З arises. And in the air space, the conductivity of the air is zero (σ=0) and, therefore, , the skin layer tends to infinity, which makes it possible to excite the "earth-ionosphere" waveguide in the airspace. Current i W of spreading in the terrestrial space covers a hemisphere.
На Фиг. 4 представлен заземлитель и его место и роль в возбуждении вектора в волноводе «земля-ионосфера», показана роль потенциала заземлителя для возбуждения вектора в волноводе и потери энергии генератора на заземлителе за счет поверхностных токов в земле.On FIG. 4 shows the ground electrode and its place and role in the excitation of the vector in the “earth-ionosphere” waveguide, the role of the ground potential for excitation of the vector in the waveguide and the loss of generator energy on the ground due to surface currents in the ground is shown.
На Фиг. 5 представлена работа плоского прямоугольного заземлителя с параметрами 1000×2000 м, при этом внешний периметр заземлителя величиной в 6000 метров, определяет величину потерь за счет существования поверхностных токов относительно тока заземлителя, однако суммарная поверхность заземлителя, как контактная с землей определяет значение тока антенны и эта контактная поверхность равная 1000 м. × 2000 м. = 2000000 м2 должна быть обеспечена.On FIG. 5 shows the operation of a flat rectangular ground electrode with parameters of 1000 × 2000 m, while the outer perimeter of the earth electrode with a value of 6000 meters determines the amount of losses due to the existence of surface currents relative to the earth electrode current, however, the total surface of the earth electrode, as contact with the ground, determines the value of the antenna current and this a contact surface equal to 1000 m × 2000 m = 2000000 m2 must be provided.
На Фиг. 6.1 и Фиг. 6.2 представлен высокоэффективный заземлитель, который представляется заземлителем с периметром круга, при этом несложно определить коэффициент эффективности, оставляя контактную поверхность равную 1000 м. × 2000 м. = 2000000 м2 определим радиус круга и его периметра, если известно, что площадь Sтокa в форме круга равна Sтока=π⋅r2 или 1000 м. × 2000 м. = 2000000 м2 = π⋅r2 = 3.14⋅r2, следовательно радиус равен r=798 м. Периметр круга определится 2 π⋅r=5025 м, вместо 6000 м для прямоугольного заземлителя, выигрыш около одного километра, что составит не менее 12 процентов снижения потерь за счет снижения величины бокового тока; если планировать заземлитель с контактной поверхностью равной 2000 м. × 4000 м. = 8000000 м2, определим радиус круга и его периметра, если известно, что площадь Sтокa в форме круга равна Sтока=π⋅r2 или 2000 м. × 4000 м. = 8000000 м2 = π⋅r2 = 3.14⋅r2, следовательно радиус равен r=1596 м. Периметр круга определится 2 π⋅r=10024 м, вместо 12000 м для прямоугольного заземлителя, выигрыш круглого заземлителя перед прямоугольным 2000 м. Таким образом, плоский прямоугольный заземлитель имеет значительные потери по боковым током растекания за счет большего размера периметра в сравнении с периметром заземлителя формой круглого плоского заземлителя. Использование круглого плоского заземлителя способствует увеличению потенциала заземлителя и как следствие, увеличения напряженности поля в полости «земля-ионосфера» (Фиг. 3, Фиг. 4). При этом плоский заземлитель периметром круглой формы радиусом 800 метров соединен с внешними покровами, с медной трубкой и алюминиевыми проводниками, оптоволоконного кабеля используемого в качестве антенного полотна СНЧ и КНЧ радиостанции; плоский заземлитель периметром круглой формы выполнен из стальных полос сечением 50×10 мм в виде ячеек размером 100×100 см, имеющих единый для всех стальных полос электрический контакт со стальной полосой круглого периметра и заполняющих все пространство внутри плоского заземлителя периметром круглой формы, вся металлическая конструкция заземлителя периметром круглой формы радиусом 800 метров размещена на глубине от 0,8 до 1 м для земной поверхности с проводимостью о от 10-4 до 10-5 См/м (или сопротивлением R>10000 Ом⋅м).On FIG. 6.1 and Fig. 6.2 shows a highly efficient ground electrode, which is represented by a ground electrode with a circle perimeter, while it is easy to determine the efficiency factor, leaving the contact surface equal to 1000 m × 2000 m. = 2000000 m 2 we determine the radius of the circle and its perimeter, if it is known that the area S circle is equal to S current \u003d π r 2 or 1000 m. × 2000 m. \u003d 2000000 m 2 \u003d π r 2 \u003d 3.14 r 2 , therefore the radius is r \u003d 798 m. The perimeter of the circle will be determined 2 π r \u003d 5025 m , instead of 6000 m for a rectangular ground electrode, the gain is about one kilometer, which will be at least 12 percent of the loss reduction due to a decrease in the magnitude of the lateral current; if we plan a ground electrode system with a contact surface equal to 2000 m × 4000 m = 8000000 m 2 , we will determine the radius of the circle and its perimeter, if it is known that the area S of the current in the form of a circle is equal to S current = π⋅r 2 or 2000 m × 4000 m. = 8000000 m 2 = π⋅r 2 = 3.14⋅r 2 , therefore the radius is r=1596 m. Thus, a flat rectangular grounding conductor has significant losses in lateral spreading current due to the larger perimeter in comparison with the perimeter of the earthing conductor in the form of a round flat grounding conductor. The use of a round flat ground electrode contributes to an increase in the potential of the earth electrode and, as a result, an increase in the field strength in the "earth-ionosphere" cavity (Fig. 3, Fig. 4). At the same time, a flat grounding conductor with a circular perimeter with a radius of 800 meters is connected to the outer covers, with a copper tube and aluminum conductors, of a fiber optic cable used as an antenna sheet for VLF and ELF radio stations; a flat earthing conductor with a round perimeter is made of steel strips with a cross section of 50 × 10 mm in the form of cells measuring 100 × 100 cm, having a common electrical contact for all steel strips with a steel strip of a round perimeter and filling the entire space inside the flat earthing electrode with a round perimeter, the entire metal structure a grounding conductor with a circular perimeter with a radius of 800 meters is located at a depth of 0.8 to 1 m for the earth's surface with a conductivity of 10 -4 to 10 -5 S/m (or a resistance R>10000 Ohm⋅m).
На Фиг. 7 представлена многоканальная передающая антенна с широкой диаграммы направленности «Системы связи сверхнизкочастотного и крайненизкочастотного диапазона с глубокопогруженными и удаленными объектами», где:On FIG. 7 shows a multi-channel transmitting antenna with a wide radiation pattern "Communication systems of the extremely low frequency and extremely low frequency range with deep and distant objects", where:
- 1 - система управления передающей СНЧ-КНЧ антенной в центральной ветви;- 1 - control system for the transmitting VLF-ELF antenna in the central branch;
- IA - центральной ветви передающей антенны;- I A - the central branch of the transmitting antenna;
- - токи в первой, второй, третьей, четвертой и пятой ветвях передающей антенне;- - currents in the first, second, third, fourth and fifth branches of the transmitting antenna;
- - земляной или обратный ток в первой ветви тока передающей антенны, протекаемый между первым заземлителем периметром круглой формы З1 центральной ветви и последним N заземлителем периметром круглой формы первой ветви З1N;- - earth or reverse current in the first branch of the current of the transmitting antenna, flowing between the first earthing conductor with a circular perimeter З 1 of the central branch and the last N earthing conductor with a circular perimeter of the first branch З 1N ;
- - обратный ток во второй ветви тока передающей антенны, протекаемый между первым заземлителем периметром круглой формы З1 центральной ветви и последним N заземлителем периметром круглой формы второй ветви З2N;- - reverse current in the second branch of the current of the transmitting antenna, flowing between the first ground electrode with a circular perimeter З 1 of the central branch and the last N earth electrode with a circular perimeter of the second branch З 2N ;
- - обратный ток в третьей ветви тока передающей антенны, протекаемый между первым заземлителем периметром круглой формы З1 центральной ветви и последним N заземлителем периметром круглой формы третьей ветви З3N;- - reverse current in the third branch of the current of the transmitting antenna, flowing between the first ground electrode with a circular perimeter З 1 of the central branch and the last N earth electrode with a circular perimeter of the third branch З 3N ;
- - обратный ток в четвертой ветви тока передающей антенны, протекаемый между первым заземлителем периметром круглой формы З1 центральной ветви и последним N заземлителем периметром круглой формы четвертой ветви З4N;- - reverse current in the fourth branch of the current of the transmitting antenna, flowing between the first ground electrode with a circular perimeter З 1 of the central branch and the last N earth electrode with a circular perimeter of the fourth branch З 4N ;
- - обратный ток в пятой токовой ветви передающей антенны, протекаемый между первым заземлителем периметром круглой формы З1 центральной ветви и последним N заземлителем периметром круглой формы пятой ветви З5N;- - reverse current in the fifth current branch of the transmitting antenna, flowing between the first ground electrode with a circular perimeter З 1 of the central branch and the last N earth electrode with a circular perimeter of the fifth branch З 5N ;
- - ток антенны центральной ветви передающей антенны переключателем 5 представляется суммой токов: как током первой антенны длиной током второй антенны длиной током третьей антенны длиной током четвертой антенны длиной и током пятой антенны длиной (ток центральной ветви есть сумма токов пяти ветвей, как пяти составных частей передающей антенны, причем токи могут быть разных частот из пяти, либо любой вариант: одной, двух, трех и т.д. частот из пяти);- - antenna current the central branch of the transmitting antenna is represented by the
- 31, 32, 33, …, 3N-1, 3N - первый, второй третий, …, N-1 и N заземлители периметром круглой формы центральной ветви для тока передающей антенны;- 3 1 , 3 2 , 3 3 , …, 3 N-1 , 3 N - the first, second third, …, N-1 and N grounding conductors with a round perimeter of the central branch for the current of the transmitting antenna;
- 3К - заземлитель периметром круглой формы коммутатора ветвей 5;- 3 K - earthing switch with a round perimeter of the
- 21, 22, …, 2N-1, 2N - первый, второй, …, N-1 и N преобразователи центральной ветви передающей антенны;- 2 1 , 2 2 , …, 2 N-1 , 2 N - the first, second, …, N-1 and N converters of the central branch of the transmitting antenna;
- 41, 42, 43, …, 4N-1, 4N - одна из N излучающих секций центральной ветви передающей антенны длиной , включенная между 21, 22, …, 2N-1, 2N преобразователями (как изолированный проводник длиной не более 20 км, находящийся в земле на глубине hК в виде подводного оптоволоконного кабеля);- 4 1 , 4 2 , 4 3 , …, 4 N-1 , 4 N - one of N radiating sections of the central branch of the transmitting antenna with a length , connected between 2 1 , 2 2 , ..., 2 N-1 , 2 N converters (as an insulated conductor no more than 20 km long, located in the ground at a depth h K in the form of an underwater fiber optic cable);
- 211, …, 21N - первый, …, и N преобразователи первой ветви передающей антенны;- 2 11 , …, 2 1N - the first, …, and N converters of the first branch of the transmitting antenna;
- 221, …, 22N - первый, …, и N преобразователи второй ветви передающей антенны;- 2 21 , …, 2 2N - the first, …, and N converters of the second branch of the transmitting antenna;
- 231, …, 23N - первый, …, и N преобразователи третьей ветви передающей антенны;- 2 31 , …, 2 3N - the first, …, and N converters of the third branch of the transmitting antenna;
- 241, …, 24N - первый, …, и N преобразователи четвертой ветви передающей антенны;- 2 41 , …, 2 4N - the first, …, and N converters of the fourth branch of the transmitting antenna;
- 251, …, 25N - первый, …, и N преобразователи пятой ветви передающей антенны;- 2 51 , …, 2 5N - the first, …, and N converters of the fifth branch of the transmitting antenna;
- 311, …, 3N - первый, …, и N заземлители периметром круглой формы первой ветви тока передающей антенны;- 3 11 , …, 3N - the first, …, and N earth electrodes with a round perimeter of the first current branch of the transmitting antenna;
- 321, …, 32N - первый, …, и N заземлители периметром круглой формы второй ветви тока передающей антенны;- 3 21 , …, 3 2N - the first, …, and N earth electrodes with a round perimeter of the second current branch of the transmitting antenna;
- 331, …, 33N - первый, …, и N заземлители периметром круглой формы третьей ветви тока передающей антенны;- 3 31 , …, 3 3N - the first, …, and N earth electrodes with a round perimeter of the third current branch of the transmitting antenna;
- 341, …, 34N - первый, …, и N заземлители периметром круглой формы четвертой ветви тока передающей антенны;- 3 41 , …, 3 4N - the first, …, and N ground electrodes with a round perimeter of the fourth current branch of the transmitting antenna;
- 351, …, 35N - первый, …, и N заземлители периметром круглой формы пятой ветви тока передающей антенны;- 3 51 , …, 3 5N - the first, …, and N ground electrodes with a circular perimeter of the fifth branch of the current of the transmitting antenna;
- 411, …, 41N - одна из N излучающих секций первой ветви передающей антенны длиной включенная между 211, …, 21N преобразователями;- 4 11 , …, 4 1N - one of N radiating sections of the first branch of the transmitting antenna with the length connected between 2 11 , …, 2 1N transducers;
- 421, …, 42N - одна из N излучающих секций второй ветви передающей антенны длиной включенная между 221, …, 22N преобразователями;- 4 21 , …, 4 2N - one of N radiating sections of the second branch of the transmitting antenna with the length connected between 2 21 , …, 2 2N transducers;
- 431, …, 43N - одна из N излучающих секций третьей ветви передающей антенны длиной включенная между 231, …, 23N преобразователями;- 4 31 , …, 4 3N - one of N radiating sections of the third branch of the transmitting antenna with the length connected between 2 31 , …, 2 3N transducers;
- 441, …, 44N - одна из N излучающих секций четвертой ветви передающей антенны длиной включенная между 241, …, 24N преобразователями;- 4 41 , …, 4 4N - one of N radiating sections of the fourth branch of the transmitting antenna with the length connected between 2 41 , …, 2 4N transducers;
- 451, …, 45N - одна из N излучающих секций пятой ветви передающей антенны длиной включенная между 251, …, 25N преобразователями;- 4 51 , …, 4 5N - one of N radiating sections of the fifth branch of the transmitting antenna with the length connected between 2 51 , ..., 2 5N converters;
- 5 - коммутатор ветвей, определяет рабочие частоты и коммутацию направления излучения из пяти дополнительных ветвей тока;- 5 - branch switch, determines the operating frequencies and switching of the radiation direction from five additional current branches;
- - длина первой, второй, третьей, четвертой и пятой ветвей передающей антенны, соответствующих длине обратного тока в каждой ветви;- - the length of the first, second, third, fourth and fifth branches of the transmitting antenna, corresponding to the length of the reverse current in each branch;
- - длина центральной ветви передающей антенны;- - length of the central branch of the transmitting antenna;
- ЗК - защищенная подземная кабельная магистраль управления и связи передающей системы.- ZK - protected underground cable line for control and communication of the transmission system.
На Фиг. 8 представлены конструктивные особенности многочастотной передающей антенны с управляемой диаграммой направленности и защищенной кабельной магистралью управления и связи «Системы связи сверхнизкочастотного и крайненизкочастотного диапазона с глубокопогруженными и удаленными объектами», где:On FIG. 8 shows the design features of a multi-frequency transmitting antenna with a controlled radiation pattern and a protected control and communication cable line "Communication systems of the ultra-low frequency and extremely low frequency range with deep and remote objects", where:
-1 - система управления передающей СНЧ-КНЧ антенной в центральной ветви, содержащая информационный блок 1-1, управляемый через второй вход по пяти рабочим частотам и модуляции этих частот по информационным каналам через защищенную кабельную магистралью ЗК, через предварительный усилитель 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, информационный блок контроля работы N преобразователей в центральной ветви и преобразователей пяти ветвей 1-8;-1 - a control system for a transmitting ELF-ELF antenna in the central branch, containing an information block 1-1, controlled through a second input at five operating frequencies and modulation of these frequencies through information channels through a protected cable line ZK, through a pre-amplifier 1-2, a system control, protection and automation 1-3, a power amplifier 1-4, a matching device 1-5, an antenna system current indicator 1-6, a source of electrical energy 1-7 powering the
- 21, 22, 23, 24, 25, …, 2N - первый, второй, третий, четвертый, пятый, …, и N преобразователи центральной ветви;- 2 1 , 2 2 , 2 3 , 2 4 , 2 5 , …, 2 N - the first, second, third, fourth, fifth, …, and N converters of the central branch;
- 31, 32, 33, 34, 35, 36, …, 3N - первый, второй третий, четвертый, пятый, шестой, …, и N заземлители периметром круглой формы центральной ветви;- 3 1 , 3 2 , 3 3 , 3 4 , 3 5 , 3 6 , …, 3 N - the first, second, third, fourth, fifth, sixth, …, and N earthing conductors with a circular perimeter of the central branch;
- 41, 42, 43, 44, 45, …, 4N+1 - одна из N излучающих секций центральной ветви антенной системы длиной включенная между 21, 22, 23, 24, 25, …, 2N преобразователями (как изолированный проводник длиной не более км, находящийся в земле на глубине hК в виде подводного оптоволоконного кабеля);- 4 1 , 4 2 , 4 3 , 4 4 , 4 5 , …, 4 N+1 - one of N radiating sections of the central branch of the antenna system with a length connected between 2 1 , 2 2 , 2 3 , 2 4 , 2 5 , ..., 2 N converters (as an insulated conductor no longer than km, located in the ground at a depth of h K in the form of an underwater fiber optic cable);
- 211, …, 21N - первый, …, и N преобразователи первой ветви передающей антенны;- 2 11 , …, 2 1N - the first, …, and N converters of the first branch of the transmitting antenna;
- 221, …, 22N - первый, …, и N преобразователи второй ветви передающей антенны;- 2 21 , …, 2 2N - the first, …, and N converters of the second branch of the transmitting antenna;
- 231, …, 23N - первый, …, и N преобразователи третьей ветви передающей антенны;- 2 31 , …, 2 3N - the first, …, and N converters of the third branch of the transmitting antenna;
- 241, …, 24N - первый, …, и N преобразователи четвертой ветви передающей антенны;- 2 41 , …, 2 4N - the first, …, and N converters of the fourth branch of the transmitting antenna;
- 251, …, 25N - первый, …, и N преобразователи пятой ветви передающей антенны;- 2 51 , …, 2 5N - the first, …, and N converters of the fifth branch of the transmitting antenna;
- 311, …, 31N - первый, …, и N заземлители периметром круглой формы первой ветви тока передающей антенны;- 3 11 , …, 3 1N - the first, …, and N ground electrodes with a round perimeter of the first current branch of the transmitting antenna;
- 321, …, 32N - первый, …, и N заземлители периметром круглой формы второй ветви тока передающей антенны;- 3 21 , …, 3 2N - the first, …, and N earth electrodes with a round perimeter of the second current branch of the transmitting antenna;
- 331, …, 33N - первый, …, и N заземлители периметром круглой формы третьей ветви тока передающей антенны;- 3 31 , …, 3 3N - the first, …, and N earth electrodes with a round perimeter of the third current branch of the transmitting antenna;
- 341, …, 34N - первый, …, и N заземлители периметром круглой формы четвертой ветви тока передающей антенны;- 3 41 , …, 3 4N - the first, …, and N ground electrodes with a round perimeter of the fourth current branch of the transmitting antenna;
- 351, …, 35N - первый, …, и N заземлители периметром круглой формы пятой ветви тока передающей антенны;- 3 51 , …, 3 5N - the first, …, and N earth electrodes with a round perimeter of the fifth branch of the current of the transmitting antenna;
- ЗК - заземлитель периметром круглой формы коммутатора ветвей;- ZK - grounding switch with a circular perimeter of the branch switch;
- 411, …, 41N - одна из N излучающих секций первой ветви передающей антенны, включенная между 211, …, 21N преобразователями этой ветви;- 41 1 , …, 4 1N - one of N radiating sections of the first branch of the transmitting antenna, connected between 2 11 , …, 2 1N converters of this branch;
- 421, …, 42N - одна из N излучающих секций второй ветви передающей антенны, включенная между 221, …, 22N преобразователями этой ветви;- 4 21 , …, 4 2N - one of N radiating sections of the second branch of the transmitting antenna, connected between 2 21 , …, 2 2N converters of this branch;
- 431, …, 43N - одна из N излучающих секций третьей ветви передающей антенны, включенная между 231, …, 23N преобразователями этой ветви;- 4 31 , …, 4 3N - one of N radiating sections of the third branch of the transmitting antenna, connected between 2 31 , …, 2 3N converters of this branch;
- 441, …, 44N - одна из N излучающих секций четвертой ветви передающей антенны, включенная между 241, …, 24N преобразователями этой ветви;- 4 41 , …, 4 4N - one of N radiating sections of the fourth branch of the transmitting antenna, connected between 2 41 , …, 2 4N converters of this branch;
- 451, …, 45N - одна из N излучающих секций пятой ветви передающей антенны, включенная между 251, …, 25N преобразователями этой ветви;- 4 51 , …, 4 5N - one of N radiating sections of the fifth branch of the transmitting antenna, connected between 2 51 , …, 2 5N converters of this branch;
- h - глубина протекания обратного тока антенны для первой, второй, третьей, четвертой и пятой ветвей (определяемая скин-слоем - h - antenna reverse current flow depth for the first, second, third, fourth and fifth branches (determined by the skin layer
-hК - глубина прокладки подводного оптоволоконного кабеля антенной системы для центральной, первой, второй, третьей, четвертой и пятой ветвей;-h K - depth of laying the underwater fiber optic cable of the antenna system for the central, first, second, third, fourth and fifth branches;
- IA - ток в антенне (подземном кабеле) центральной ветви;- I A - current in the antenna (underground cable) of the central branch;
- - обратный ток в земле, между заземлителем периметром круглой формы 31 центральной ветви и N заземлителем периметром круглой формы 31N первой ветви передающей антенны;- - reverse current in the ground, between the earthing conductor with a
- - обратный ток в земле, между заземлителем периметром круглой формы 31 центральной ветви и N заземлителем периметром круглой формы 32N второй ветви передающей антенны;- - reverse current in the ground, between the earth electrode with a
- - обратный ток в земле, между заземлителем периметром круглой формы 31 центральной ветви и N заземлителем периметром круглой формы 33N третьей ветви передающей антенны;- - reverse current in the ground, between the earthing conductor with a
- - обратный ток в земле, между заземлителем периметром круглой формы 31 центральной ветви и N заземлителем периметром круглой формы 34N четвертой ветви передающей антенны;- - reverse current in the ground, between the ground electrode with a
- - обратный ток в земле, между заземлителем периметром круглой формы 31 центральной ветви и N заземлителем периметром круглой формы 35N пятой ветви передающей антенны;- - reverse current in the ground, between the earthing conductor with a
-5 - коммутатор ветвей, определяет рабочие частоты и направление излучения из пяти дополнительных ветвей тока.-5 - branch switch, determines the operating frequencies and direction of radiation from five additional current branches.
На Фиг. 9 представлен информационный блок 1-1 содержащий в каждом передающем канале два генератора настроенные на две частоты, таким образом, передача информации осуществляется двухчастотным методом: в первом канале передачи данных генератор 16-1 работает на частоте ƒ1, а генератор 16-2 работает на частоте ƒ2; во втором канале: генератор 17-1 - на ƒ3, а генератор 17-2 - на ƒ4; в третьем канале: генератор 18-1 - на ƒ5, а генератор 18-2 - на ƒ6; в четвертом канале: генератор 19-1 - на ƒ7, а генератор 19-2 - на ƒ8; в пятом канале: генератор 20-1 - на ƒ9, а генератор 20-2 - на ƒ10; десять модуляторов: 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15; формирователь спектра 21-1 и оптический генератор 21-2, при этом первый вход информационного блока 1-1 соединен параллельно с входами десяти генераторов: 16-1, 16-2, 17-1, 17-2, 18-1, 18-2, 19-1, 19-2, 20-1, и 20-2; выход первого генератора 16-1 соединен через первый вход первого модулятора 6 с первым входом формирователя спектра 21-1; выход второго генератора 16-2 соединен через первый вход второго модулятора 7 со вторым входом формирователя спектра 21-1; выход третьего генератора 17-1 соединен через первый вход третьего модулятора 8 с третьим входом формирователя спектра 21-1; выход четвертого генератора 17-2 соединен через первый вход четвертого модулятора 9 с четвертым входом формирователя спектра 21-1; выход пятого генератора 18-1 соединен через первый вход пятого модулятора 10 с пятым входом формирователя спектра 21-1; выход шестого генератора 18-2 соединен через первый вход шестого модулятора 11 с шестым входом формирователя спектра 21-1; выход седьмого генератора 19-1 соединен через первый вход седьмого модулятора 12 с седьмым входом формирователя спектра 21-1; выход восьмого генератора 19-2 соединен через первый вход восьмого модулятора 13 с восьмым входом формирователя спектра 21-1; выход девятого генератора 20-1 соединен через первый вход девятого модулятора 14 с девятым входом формирователя спектра 21-1; выход десятого генератора 20-2 соединен через первый вход десятого модулятора 15 с десятым входом формирователя спектра 21-1; выход формирователя спектра 21-1 соединен параллельно со вторым выходом 2 информационного блока 1-1 непосредственно, а с первым выходом 1 информационного блока 1-1 через передающее устройство оптической линии (оптический генератор) 21-2; второй вход информационного блока 1-1 соединен параллельно со вторыми входами десяти модуляторов: первого модулятора - 6, второго -7, третьего -8, четвертого -9, пятого - 10, шестого - 11, седьмого - 12, восьмого - 13, девятого - 14 и десятого - 15.On FIG. 9 shows the information block 1-1 containing in each transmitting channel two generators tuned to two frequencies, thus, the transmission of information is carried out by a two-frequency method: in the first data transmission channel, the generator 16-1 operates at a frequency of ƒ 1 , and the generator 16-2 operates at frequency ƒ 2 ; in the second channel: generator 17-1 - at ƒ 3 , and generator 17-2 - at ƒ 4 ; in the third channel: generator 18-1 - at ƒ 5 , and generator 18-2 - at ƒ 6 ; in the fourth channel: generator 19-1 - at ƒ 7 , and generator 19-2 - at ƒ 8 ; in the fifth channel: generator 20-1 - at ƒ 9 , and generator 20-2 - at ƒ 10 ; ten modulators: 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15; spectrum shaper 21-1 and optical generator 21-2, while the first input of the information block 1-1 is connected in parallel with the inputs of ten generators: 16-1, 16-2, 17-1, 17-2, 18-1, 18- 2, 19-1, 19-2, 20-1, and 20-2; the output of the first generator 16-1 is connected through the first input of the first modulator 6 with the first input of the spectrum shaper 21-1; the output of the second generator 16-2 is connected through the first input of the second modulator 7 with the second input of the spectrum shaper 21-1; the output of the third generator 17-1 is connected through the first input of the third modulator 8 with the third input of the spectrum shaper 2 1 -1; the output of the fourth generator 17-2 is connected through the first input of the fourth modulator 9 with the fourth input of the spectrum shaper 21-1; the output of the fifth generator 18-1 is connected through the first input of the fifth modulator 10 with the fifth input of the spectrum shaper 21-1; the output of the sixth generator 18-2 is connected through the first input of the sixth modulator 11 with the sixth input of the spectrum shaper 21-1; the output of the seventh generator 19-1 is connected through the first input of the seventh modulator 12 with the seventh input of the spectrum shaper 21-1; the output of the eighth generator 19-2 is connected through the first input of the eighth modulator 13 with the eighth input of the spectrum shaper 21-1; the output of the ninth generator 20-1 is connected through the first input of the ninth modulator 14 with the ninth input of the spectrum shaper 21-1; the output of the tenth generator 20-2 is connected through the first input of the tenth modulator 15 with the tenth input of the spectrum shaper 21-1; the output of the spectrum shaper 21-1 is connected in parallel with the second output 2 of the information block 1-1 directly, and with the first output 1 of the information block 1-1 through the transmitter of the optical line (optical generator) 21-2; the second input of the information block 1-1 is connected in parallel with the second inputs of ten modulators: the first modulator - 6, the second -7, the third -8, the fourth -9, the fifth - 10, the sixth - 11, the seventh - 12, the eighth - 13, the ninth - 14 and the tenth - 15.
На Фиг. 10 представлен подводный оптоволоконный кабель, содержащий N оптических волокон 4.1, пространство между волокнами заполнено гидрофобным компаудом; металлическую трубку, выполненную из нержавеющей стали или медную 4.2; пластиковую оболочку 4.3; однослойный повив круглых стальных (из нержавеющей стали) или алюминиевых проволок 4.4; битумное покрытие 4.5; влагостойкую оболочку из крученной полипропиленовой пряжи 4.6; при этом N оптических волокон 1.1 расположено в металлической трубке 4.2, пространство которой между волокнами заполнено гидрофобным компаудом; поверх металлической трубки расположена пластиковая оболочка 4.3, поверх которой расположен однослойный повив круглых стальных или алюминиевых проволок 4.4; поверх проволок - битумное покрытие 4.5; битумное покрытие 4.5 защищено влагостойкой оболочкой из крученной полипропиленовой пряжи 4.6.On FIG. 10 shows a submarine fiber optic cable containing N optical fibers 4.1, the space between the fibers is filled with a hydrophobic compound; metal tube made of stainless steel or copper 4.2; plastic shell 4.3; single-layer winding of round steel (stainless steel) or aluminum wires 4.4; bitumen coating 4.5; moisture-resistant sheath made of twisted polypropylene yarn 4.6; while N optical fibers 1.1 is located in a metal tube 4.2, the space between the fibers is filled with a hydrophobic compound; on top of the metal tube there is a plastic sheath 4.3, on top of which there is a single-layer winding of round steel or aluminum wires 4.4; over the wires - bituminous coating 4.5; bituminous coating 4.5 is protected by a moisture-resistant sheath made of twisted polypropylene yarn 4.6.
На Фиг. 11 представлена одна из N излучающих секций антенного полотна длиной 20 км в виде оптоволоконного кабеля, содержащая N оптоволоконных волокон и изолированные покровы в виде медной трубки 4.2 и однослойный повив круглых алюминиевых проволок 4.4 подводного оптоволоконного кабеля в рабочем состоянии и входящую в каждую ветвь передающей антенны СНЧ, КНЧ радиостанции: в центральной ветви от первой - 41 по N - 4N; в первой ветви от первой - 411 по N - 41N; во второй ветви от первой - 421 по N - 42N; в третьей ветви от первой - 431 по N - 43N; в четвертой ветви от первой - 441 по N - 44N; в пятой ветви от первой - 451 по N - 45N; при этом на входе каждой секции подводного оптоволоконного кабеля первый вход 1 соединен с первым из оптических волокон 1, а второе оптическое волокно 2 соединено с третьим выходом на входе каждой секции антенного полотна; второй вход 2 на входе каждой секции антенного полотна соединен с клеммой «α1», клемма «α1» соединена параллельно с клеммой «б1» на металлической трубке 4.2 через высокоомный резистор R1, а с клеммой «ei» непосредственно соединенной с проволоками однослойного повива круглых алюминиевых проволок 4.4; на выходе каждой секции длиной 20 км подводного оптоволоконного кабеля антенного полотна первый выход 1 соединен с первым из оптических волокон 1, а второе оптическое волокно 2 соединено с третьим входом на выходе каждой секции антенного полотна; второй выход 2 на выходе каждой секции антенного полотна соединен с клеммой «α2», клемма «α2» соединена параллельно с клеммой «б2» на металлической трубке 4.2 через высокоомный резистор R2, а с клеммой «в2» непосредственно соединенной с проволоками однослойного повива круглых алюминиевых проволок 4.4; ток IA в любой из N излучающих секций протекает через второй вход кабеля, через клемму «α1», через клемму «в1», по проволокам однослойного повива круглых алюминиевых проволок 4.4 длиной 20 км, через клемму «в2», через клемму «α2» к выходу в любой из N излучающих секций через второй выход к N преобразователю.On FIG. 11 shows one of the N radiating sections of the antenna web 20 km long in the form of a fiber optic cable, containing N fiber optic fibers and insulated covers in the form of a copper tube 4.2 and a single-layer winding of round aluminum wires 4.4 of a submarine fiber optic cable in working condition and included in each branch of the VLF transmitting antenna , ELF radio stations: in the central branch from the first - 4 1 to N - 4 N ; in the first branch from the first - 4 11 to N - 4 1N ; in the second branch from the first - 4 21 to N - 4 2N ; in the third branch from the first - 4 31 to N - 4 3N ; in the fourth branch from the first - 4 41 to N - 4 4N ; in the fifth branch from the first - 4 51 to N - 4 5N ; at the same time, at the input of each section of the submarine fiber optic cable, the first input 1 is connected to the first of the optical fibers 1, and the second optical fiber 2 is connected to the third output at the input of each section of the antenna web; the second input 2 at the input of each section of the antenna web is connected to the "α 1 " terminal, the "α 1 " terminal is connected in parallel with the "b 1 " terminal on a metal tube 4.2 through a high-resistance resistor R 1 , and with the "ei" terminal directly connected to the wires single-layer lay of round aluminum wires 4.4; at the output of each 20 km long section of the submarine fiber optic cable of the antenna web, the first output 1 is connected to the first of the optical fibers 1, and the second optical fiber 2 is connected to the third input at the output of each section of the antenna web; the second output 2 at the output of each section of the antenna web is connected to the terminal "α 2 ", the terminal "α 2 " is connected in parallel with the terminal "b 2 " on a metal tube 4.2 through a high-resistance resistor R 2 , and with the terminal "in 2 " directly connected to wires of a single-layer layer of round aluminum wires 4.4; current I A in any of the N radiating sections flows through the second cable entry, through the “α 1 ” terminal, through the “in 1 ” terminal, along the wires of a single-layer winding of round aluminum wires 4.4 20 km long, through the “in 2 ” terminal, through the terminal "α 2 " to the output in any of the N radiating sections through the second output to the N converter.
На Фиг. 12 один из N преобразователей любой из 21, 22, 23, 24, 25, …, 2N в центральной ветви тока, любой из 211, …, 21N первой ветви тока, любой из 221, …, 22N второй ветви тока, любой из 231, …, 23N третьей ветви тока, любой из 241, …, 24N четвертой ветви тока, любой из 251, …, 25N пятой ветви тока, где:On FIG. 12 one of N converters of any of 2 1 , 2 2 , 2 3 , 2 4 , 2 5 , …, 2 N in the central current branch, any of 2 11 , …, 2 1N of the first current branch, any of 2 21 , … , 2 2N of the second current branch, any of the 2 31 , …, 2 3N of the third current branch, any of the 2 41 , …, 2 4N of the fourth current branch, any of the 2 51 , …, 2 5N of the fifth current branch, where:
- 41 и 42 - первая и вторая секции антенной системы, выполненные на основе подводного оптоволоконного кабеля, подобные секции 41, 42, 43, 44, 45, …, 4N в центральной токовой ветви, 411, …, 41N в первой токовой ветви, 421, …, 42N второй токовой ветви, 431, …, 43N в третьей токовой ветви, 441, …, 44N четвертой токовой ветви, 451, …, 45N пятой токовой ветви;- 4 1 and 4 2 - the first and second sections of the antenna system, made on the basis of a submarine fiber optic cable,
- 1-7 - источник электрической энергии;- 1-7 - source of electrical energy;
- 22 - информационный трансформатор;- 22 - information transformer;
- 23 - усилитель;- 23 - amplifier;
- 24 - блок узкополосных фильтров;- 24 - block of narrow-band filters;
- 25 - формирователь информационных каналов;- 25 - shaper of information channels;
- 26 - формирователь спектра передающей антенны;- 26 - spectrum shaper of the transmitting antenna;
- 27 - предварительный усилитель;- 27 - preamplifier;
- 28 - усилитель мощности;- 28 - power amplifier;
- 29 - регулятор мощности на входе усилителя мощности- 29 - power regulator at the input of the power amplifier
- 30 - силовой трансформатор;- 30 - power transformer;
- 31 - токовый трансформатор;- 31 - current transformer;
- 32-1 - приемное устройство оптической линии;- 32-1 - optical line receiver;
- 34-1 - передающее устройство оптической линии;- 34-1 - optical line transmitter;
- 33-1 - корректирующий блок оптической линии;- 33-1 - corrective block of the optical line;
- 32-2 - приемное устройство оптической линии;- 32-2 - optical line receiver;
- 34-2 - передающее устройство оптической линии;- 34-2 - optical line transmitter;
- 33-2 - информационный блок оптической линии;- 33-2 - information block of the optical line;
- - ток в N-1 секции антенны длинной 20 км;- - current in N-1 antenna section 20 km long;
- - ток в N секции антенны длинной 20 км;- - current in the N section of the antenna 20 km long;
- - разность токов N-1 секции и N секции антенной системы.- - current difference between N-1 sections and N sections of the antenna system.
На фиг.13 представлен блок узкополосных фильтров 24 предназначен для выделения частотных каналов передачи и, содержащий десять узкополосных фильтров: узкополосный фильтр 24-1 для выделения первой рабочей частоты ƒ1; узкополосный фильтр 24-2 для выделения второй рабочей частоты ƒ2; узкополосный фильтр 24-3 для выделения третьей рабочей частоты ƒ3; узкополосный фильтр 24-4 для выделения четвертой рабочей частоты ƒ4; узкополосный фильтр 24-5 для выделения пятой рабочей частоты ƒ5; узкополосный фильтр 24-6 для выделения шестой рабочей частоты ƒ6; узкополосный фильтр 24-7 для выделения седьмой рабочей частоты ƒ7; узкополосный фильтр 24-8 для выделения восьмой рабочей частоты ƒ8; узкополосный фильтр 24-9 для выделения девятой рабочей частоты ƒ9; узкополосный фильтр 24-10 для выделения десятой рабочей частоты ƒ10; при этом первый вход блока узкополосных фильтров 24 соединен с его первым выходом через первый узкополосный фильтр 24-1, второй вход блока узкополосных фильтров 24 соединен с его вторым выходом через второй узкополосный фильтр 24-2, третий вход блока узкополосных фильтров 24 соединен с его третьим выходом через третий узкополосный фильтр 24-3, четвертый вход блока узкополосных фильтров 24 соединен с его четвертым выходом через четвертый узкополосный фильтр 24-4, пятый вход блока узкополосных фильтров 24 соединен с его пятым выходом через пятый узкополосный фильтр 24-5, шестой вход блока узкополосных фильтров 24 соединен с его шестым выходом через шестой узкополосный фильтр 24-6, седьмой вход блока узкополосных фильтров 24 соединен с его седьмым выходом через седьмой узкополосный фильтр 24-7, восьмой вход блока узкополосных фильтров 24 соединен с его восьмым выходом через восьмой узкополосный фильтр 24-8, девятый вход блока узкополосных фильтров 24 соединен с его девятым выходом через девятый узкополосный фильтр 24-9, десятый вход блока узкополосных фильтров 24 соединен с его десятым выходом через десятый узкополосный фильтр 24-10.Figure 13 shows the block of narrow-band filters 24 is designed to highlight the frequency transmission channels and containing ten narrow-band filters: narrow-band filter 24-1 to select the first operating frequency ƒ 1 ; narrow-band filter 24-2 to highlight the second operating frequency ƒ 2 ; narrow band filter 24-3 to highlight the third operating frequency ƒ 3 ; narrow band filter 24-4 to highlight the fourth operating frequency ƒ 4 ; narrow band filter 24-5 to highlight the fifth operating frequency ƒ 5 ; narrow band filter 24-6 to highlight the sixth operating frequency ƒ 6 ; narrow band filter 24-7 to highlight the seventh operating frequency ƒ 7 ; narrow band filter 24-8 to highlight the eighth operating frequency ƒ 8 ; narrow band filter 24-9 to highlight the ninth operating frequency ƒ 9 ; narrow band filter 24-10 to highlight the tenth operating frequency ƒ 10 ; wherein the first input of the narrow-band filter unit 24 is connected to its first output through the first narrow-band filter 24-1, the second input of the narrow-band filter unit 24 is connected to its second output through the second narrow-band filter 24-2, the third input of the narrow-band filter unit 24 is connected to its third output through the third narrow-band filter 24-3, the fourth input of the narrow-band filter block 24 is connected to its fourth output through the fourth narrow-band filter 24-4, the fifth input of the narrow-band filter block 24 is connected to its fifth output through the fifth narrow-band filter 24-5, the sixth input of the block narrow-band filters 24 is connected to its sixth output through the sixth narrow-band filter 24-6, the seventh input of the narrow-band filter unit 24 is connected to its seventh output through the seventh narrow-band filter 24-7, the eighth input of the narrow-band filter unit 24 is connected to its eighth output through the eighth narrow-band filter 24-8, the ninth input of the narrow-band filter block 24 is connected to its ninth output through d the ninth narrow-band filter 24-9, the tenth input of the narrow-band filter unit 24 is connected to its tenth output through the tenth narrow-band filter 24-10.
На фиг.14 представлен блок формирователей информационных каналов 25, содержащий десять формирователей информационных каналов: формирователь первого информационного канала - 25-1, второго канала -25-2, третьего канала - 25-3, четвертого канала - 25-4, пятого канала- 25-5, шестого канала - 25-6, седьмого канала - 25-7, восьмого канала - 25-8, девятого канала - 25-9, десятого канала - 25-10; при этом первый вход блока формирователей информационных каналов 25 соединен с его первым выходом через формирователь первого информационного канала 25-1; второй вход блока формирователей информационных каналов 25 соединен с его вторым выходом через формирователь второго информационного канала 25-2; третий вход блок формирователей информационных каналов 25 соединен с его третьим выходом через формирователь третьего информационного канала 25-3; четвертый вход блок формирователей информационных каналов 25 соединен с его четвертым выходом через формирователь четвертого информационного канала 25-4; пятый вход блока формирователей информационных каналов 25 соединен с его пятым выходом через формирователь пятого информационного канала 25-5; шестой вход блока формирователей информационных каналов 25 соединен с его шестым выходом через формирователь шестого информационного канала 25-6; седьмой вход блока формирователей информационных каналов 25 соединен с его седьмым выходом через формирователь седьмого информационного канала 25-7; восьмой вход блока формирователей информационных каналов 25 соединен с его восьмым выходом через формирователь восьмого информационного канала 25-8; девятый вход блока формирователей информационных каналов 25 соединен с его девятым выходом через формирователь девятого информационного канала 25-9; десятый вход блока формирователей информационных каналов 25 соединен с его десятым выходом через формирователь десятого информационного канала 25-10.Figure 14 shows the block shapers of information channels 25, containing ten shapers of information channels: the shaper of the first information channel - 25-1, the second channel -25-2, the third channel - 25-3, the fourth channel - 25-4, the fifth channel - 25-5, sixth channel - 25-6, seventh channel - 25-7, eighth channel - 25-8, ninth channel - 25-9, tenth channel - 25-10; wherein the first input of the information channel generator 25 is connected to its first output through the first information channel generator 25-1; the second input of the block shapers information channels 25 is connected to its second output through the shaper of the second information channel 25-2; the third input block shapers information channels 25 is connected to its third output through the shaper of the third information channel 25-3; the fourth input block shapers information channels 25 is connected to its fourth output through the shaper of the fourth information channel 25-4; the fifth input of the block shapers information channels 25 is connected to its fifth output through the shaper of the fifth information channel 25-5; the sixth input of the information channel shapers 25 is connected to its sixth output through the sixth information channel shaper 25-6; the seventh input of the information channel shapers 25 is connected to its seventh output through the seventh information channel shaper 25-7; the eighth input of the block shapers information channels 25 is connected to its eighth output through the shaper of the eighth information channel 25-8; the ninth input of the block shapers information channels 25 is connected to its ninth output through the shaper of the ninth information channel 25-9; the tenth input of the information channel shapers 25 is connected to its tenth output through the tenth information channel shaper 25-10.
На фиг.15 представлен формирователь информационного канала, любой из десяти: с первого 25-1 по десятый - 25-10; каждый формирователь информационного канала содержит первый усилитель 32, интегральную цепочку 33, первый вентиль В.1, второй усилитель 34, дифференциальную цепочку 35, второй вентиль В.2, третий усилитель 36, генератор тактовых импульсов 37, модулятор 38; при этом вход формирователя информационного канала соединен с первым усилителем 32, выход первого усилителя 32 соединен параллельно через интегральную цепочку 33, через первый вентиль В.1, через второй усилитель 34 со вторым входом модулятора 38, а также через дифференциальную цепочку 35, через второй вентиль В.2, через третий усилитель 36, через генератор тактовых импульсов 37 с первым входом модулятора 38; выход модулятора 38 соединен с выходом формирователя информационного канала.In Fig.15 shows the shaper of the information channel, any of the ten: from the first 25-1 to the tenth - 25-10; each information channel shaper includes a
На фиг.16 токовый трансформатор 31 содержит трехобмоточный трансформатор Тр.1, с током от N-1 секции антенной системы в первой обмотке 1, с током от N секции антенной системы во второй обмотке 2 токового трансформатора 31, разностный ток от N-1 секции антенной системы и N секции антенной системы первой 1 и второй обмоток 2 возбуждаемый в третьей обмотке 3 токового трансформатора 31.In Fig.16, the
На фиг.17 представлен коммутатор ветвей 5, который определяет рабочие частоты и направление излучения из пяти дополнительных ветвей тока, а также выполняет контроль работу узлов и блоков коммутатора, содержащего преобразователь на пять каналов 42 и пять пятиконтактных включателей: Вк.1, Вк.2, Вк.3, Вк.4 и Вк.5; при этом первый выход N секции антенной системы оптоволоконного кабеля 4N центральной токовой ветви соединен через первый вход коммутатора ветвей 5 с первым входом преобразователя на пять каналов 42; второй выход N секции антенной системы оптоволоконного кабеля 4N центральной токовой ветви соединен через второй вход коммутатора ветвей 5 со вторым входом преобразователя на пять каналов 42; третий вход N секции антенной системы оптоволоконного кабеля 4N центральной токовой ветви соединен через восьмой выход коммутатора ветвей 5 и через восьмой выход преобразователя на пять каналов 42; первый выход преобразователя на пять каналов 42 соединен параллельно с первой клеммой «1» первого включателя Вк.1, с первой клеммой «1» второго включателя Вк.2, с первой клеммой «1» третьего включателя Вк.3, с первой клеммой «1» четвертого включателя Вк.4, с первой клеммой «1» пятого включателя Вк.5; второй выход преобразователя на пять каналов 42 соединен параллельно со второй клеммой «2» первого включателя Вк. 1, со второй клеммой «2» второго включателя Вк.2, со второй клеммой «2» третьего включателя Вк.3, со второй клеммой «2» четвертого включателя Вк.4, со второй клеммой «2» пятого включателя Вк.5; третий выход преобразователя на пять каналов 42 соединен параллельно с третьей клеммой «3» первого включателя Вк.1, с третьей клеммой «3» второго включателя Вк.2, с третьей клеммой «3» третьего включателя Вк.3, с третьей клеммой «3» четвертого включателя Вк.4, с третьей клеммой «3» пятого включателя Вк.5; четвертый выход преобразователя на пять каналов 42 соединен параллельно с четвертой клеммой «4» первого включателя Вк.1, с четвертой клеммой «4» второго включателя Вк.2, с четвертой клеммой «4» третьего включателя Вк.3, с четвертой клеммой «4» четвертого включателя Вк.4, с четвертой клеммой «4» пятого включателя Вк.5; пятый выход преобразователя на пять каналов 42 соединен параллельно с пятой клеммой «5» первого включателя Вк.1, с пятой клеммой «5» второго включателя Вк.2, с пятой клеммой «5» третьего включателя Вк.3, с пятой клеммой «5» четвертого включателя Вк.4, с пятой клеммой «5» пятого включателя Вк.5; шестой выход преобразователя на пять каналов 42 через девятый выход коммутатора ветвей 5 соединен с заземлителем периметром круглой формы ЗК коммутатора ветвей 5; первый выход 1 коммутатора ветвей 5 соединен с первой ветвью через первую секцию оптоволоконного кабеля 411 из N секций антенной системы первой ветви 41N, при этом первый вход оптоволоконного кабеля 411 соединен через первый выход коммутатора ветвей 5 с седьмым выходом преобразователя на пять каналов 42, второй вход оптоволоконного кабеля 411 соединен через второй выход коммутатора ветвей 5 параллельно с шестой, седьмой, восьмой, девятой и десятой клеммами первого включателя Вк.1 коммутатора ветвей 5, а третий выход оптоволоконного кабеля 411 соединен через третий вход коммутатора ветвей 5 с третьим входом преобразователя на пять каналов 42; второй выход 2 коммутатора ветвей 5 соединен со второй ветвью через первую секцию оптоволоконного кабеля 421 из N секций антенной системы второй ветви 42N, при этом первый вход оптоволоконного кабеля 421 соединен через третий выход коммутатора ветвей 5 с седьмым выходом преобразователя на пять каналов 42, второй вход оптоволоконного кабеля 421 соединен через четвертый выход коммутатора ветвей 5 параллельно с шестой, седьмой, восьмой, девятой и десятой клеммами второго включателя Вк.2 коммутатора ветвей 5, а третий выход оптоволоконного кабеля 421 соединен через четвертый вход коммутатора ветвей 5 с третьим входом преобразователя на пять каналов 42; третий выход 3 коммутатора ветвей 5 соединен с третьей ветвью через первую секцию оптоволоконного кабеля 431 из N секций антенной системы третьей ветви 43N, при этом первый вход оптоволоконного кабеля 431 соединен через шестой выход коммутатора ветвей 5 с седьмым выходом преобразователя на пять каналов 42, второй вход оптоволоконного кабеля 431 соединен через пятый выход коммутатора ветвей 5 параллельно с шестой, седьмой, восьмой, девятой и десятой клеммами третьего включателя Вк.3 коммутатора ветвей 5, а третий выход оптоволоконного кабеля 431 соединен через пятый вход коммутатора ветвей 5 с третьим входом преобразователя на пять каналов 42; четвертый выход 4 коммутатора ветвей 5 соединен с четвертой ветвью через первую секцию оптоволоконного кабеля 441 из N секций антенной системы четвертой ветви 44N, при этом первый вход оптоволоконного кабеля 441 соединен через седьмой выход коммутатора ветвей 5 с седьмым выходом преобразователя на пять каналов 42, второй вход оптоволоконного кабеля 441 соединен через восьмой выход коммутатора ветвей 5 параллельно с шестой, седьмой, восьмой, девятой и десятой клеммами четвертого включателя Вк.4 коммутатора ветвей 5, а третий выход оптоволоконного кабеля 441 соединен через шестой вход коммутатора ветвей 5 с третьим входом преобразователя на пять каналов 42; пятый выход 5 коммутатора ветвей 5 соединен с пятой ветвью через первую секцию оптоволоконного кабеля 451 из N секций антенной системы пятой ветви 45N, при этом первый вход оптоволоконного кабеля 451 соединен через десятый выход коммутатора ветвей 5 с седьмым выходом преобразователя на пять каналов 42, второй вход оптоволоконного кабеля 451 соединен через девятый выход коммутатора ветвей 5 параллельно с шестой, седьмой, восьмой, девятой и десятой клеммами пятого включателя Вк.5 коммутатора ветвей 5, а третий выход оптоволоконного кабеля 451 соединен через седьмой вход коммутатора ветвей 5 с третьим входом преобразователя на пять каналов 42.On Fig.17 shows the switch branches 5, which determines the operating frequency and direction of radiation from five additional current branches, and also monitors the operation of nodes and blocks of the switch, containing a converter for five channels 42 and five five-pin switches: Vk.1, Vk.2 , Vk.3, Vk.4 and Vk.5; the first output N of the section of the antenna system of the fiber optic cable 4 N of the central current branch is connected through the first input of the switch branches 5 with the first input of the Converter to five channels 42; the second output N of the section of the antenna system of the fiber optic cable 4 N of the central current branch is connected through the second input of the switch branches 5 with the second input of the five-channel converter 42; the third input N of the section of the antenna system of the fiber optic cable 4 N of the central current branch is connected through the eighth output of the switch branches 5 and through the eighth output of the five-channel converter 42; the first output of the converter for five channels 42 is connected in parallel with the first terminal "1" of the first switch Vk.1, with the first terminal "1" of the second switch Vk.2, with the first terminal "1" of the third switch Vk.3, with the first terminal "1 » of the fourth switch Vk.4, with the first terminal “1” of the fifth switch Vk.5; the second output of the converter for five channels 42 is connected in parallel with the second terminal "2" of the first switch Vk. 1, with the second terminal "2" of the second switch Vk.2, with the second terminal "2" of the third switch Vk.3, with the second terminal "2" of the fourth switch Vk.4, with the second terminal "2" of the fifth switch Vk.5; the third output of the converter for five channels 42 is connected in parallel with the third terminal "3" of the first switch Vk.1, with the third terminal "3" of the second switch Vk.2, with the third terminal "3" of the third switch Vk.3, with the third terminal "3 » of the fourth switch Vk.4, with the third terminal "3" of the fifth switch Vk.5; the fourth output of the converter for five channels 42 is connected in parallel with the fourth terminal "4" of the first switch Vk.1, with the fourth terminal "4" of the second switch Vk.2, with the fourth terminal "4" of the third switch Vk.3, with the fourth terminal "4 » the fourth switch Vk.4, with the fourth terminal "4" of the fifth switch Vk.5; the fifth output of the converter for five channels 42 is connected in parallel with the fifth terminal "5" of the first switch Vk.1, with the fifth terminal "5" of the second switch Vk.2, with the fifth terminal "5" of the third switch Vk.3, with the fifth terminal "5 » the fourth switch Vk.4, with the fifth terminal "5" of the fifth switch Vk.5; the sixth output of the converter for five channels 42 through the ninth output of the branch switch 5 is connected to the grounding conductor by a circular perimeter 3 K of the branch switch 5; the first output 1 of the branch switch 5 is connected to the first branch through the first section of the fiber optic cable 4 11 of N sections of the antenna system of the first branch 4 1N , while the first input of the fiber optic cable 4 11 is connected through the first output of the branch switch 5 to the seventh output of the converter for five channels 42 , the second input of the fiber optic cable 4 11 is connected through the second output of the branch switch 5 in parallel with the sixth, seventh, eighth, ninth and tenth terminals of the first switch VK.1 of the branch switch 5, and the third output of the fiber optic cable 4 11 is connected through the third input of the branch switch 5 with the third input of the converter to five channels 42; the second output 2 of the branch switch 5 is connected to the second branch through the first section of the fiber optic cable 4 21 of N sections of the antenna system of the second branch 4 2N , while the first input of the fiber optic cable 4 21 is connected through the third output of the branch switch 5 to the seventh output of the converter for five channels 42 , the second input of the fiber optic cable 4 21 is connected through the fourth output of the branch switch 5 in parallel with the sixth, seventh, eighth, ninth and tenth terminals of the second switch Vk.2 of the branch switch 5, and the third output of the fiber optic cable 4 21 is connected through the fourth input of the branch switch 5 with the third input of the converter to five channels 42; the third output 3 of the branch switch 5 is connected to the third branch through the first section of the fiber optic cable 4 31 of N sections of the antenna system of the third branch 4 3N , while the first input of the fiber optic cable 4 31 is connected through the sixth output of the branch switch 5 with the seventh output of the converter for five channels 42 , the second input of the fiber optic cable 4 31 is connected through the fifth output of the branch switch 5 in parallel with the sixth, seventh, eighth, ninth and tenth terminals of the third switch Vk.3 of the branch switch 5, and the third output of the fiber optic cable 4 31 is connected through the fifth input of the branch switch 5 with the third input of the converter to five channels 42; the fourth output 4 of the branch switch 5 is connected to the fourth branch through the first section of the fiber optic cable 4 41 of N sections of the antenna system of the fourth branch 4 4N , while the first input of the fiber optic cable 4 41 is connected through the seventh output of the branch switch 5 with the seventh output of the converter for five channels 42 , the second input of the fiber optic cable 4 41 is connected through the eighth output of the branch switch 5 in parallel with the sixth, seventh, eighth, ninth and tenth terminals of the fourth switch Vk.4 of the branch switch 5, and the third output of the fiber optic cable 4 41 is connected through the sixth input of the branch switch 5 with the third input of the converter to five channels 42; the fifth output 5 of the branch switch 5 is connected to the fifth branch through the first section of the fiber optic cable 4 51 of N sections of the antenna system of the fifth branch 4 5N , while the first input of the fiber optic cable 451 is connected through the tenth output of the branch switch 5 with the seventh output of the converter for five channels 42, the second input of the fiber optic cable 4 51 is connected through the ninth output of the branch switch 5 in parallel with the sixth, seventh, eighth, ninth and tenth terminals of the fifth switch Vk.5 of the branch switch 5, and the third output of the fiber optic cable 4 51 is connected through the seventh input of the branch switch 5 with the third transducer input to five channels 42.
На фиг.18 представлен преобразователь на пять каналов 42, содержащий источник электрической энергии 1-7, информационный трансформатор 22, усилитель 23, блок узкополосных фильтров 24, формирователь информационных каналов 25; формирователи спектра пяти каналов: первого 26-1, второго 26-2, третьего 26-3, четвертого 26-4 и пятого 26-5; предварительные усилители пяти каналов: первого 27-1, второго 27-2, третьего 27-3, четвертого 27-4 и пятого 27-5; усилители мощности пяти каналов: первого 28-1, второго 28-2, третьего 28-3, четвертого 28-4 и пятого 28-5; регулятор мощности на входе усилителя мощности 29; силовые трансформаторы в пяти каналах: первого 30-1, второго 30-2, третьего 30-3, четвертого 30-4 и пятого 30-5; токовый трансформатор 31, первый оптический приемник 32-1, второй оптический приемник 32-2, первый оптический генератор 34-1, второй оптический генератор 34-2, первый информационный блок 33-1, второй информационный блок -33-2, - ток в N секции N центральной ветви антенны длинной 20 км; - ток в первой секции 411÷451 любой из дополнительных пяти ветвей антенны длинной 20 км направляемым по пяти выходам с первого по пятый; - разность токов между током в последней секции N центральной ветви и током в первой секции 411÷451 любой дополнительной ветви антенной системы; при этом первый вход преобразователя на пять каналов 42 соединен через первый оптический приемник 32-1 параллельно с входом первого информационного блока 33-1, а через первый оптический генератор 34-1 с седьмым выходом преобразователя на пять каналов 42, при этом выход первого информационного блока 33-1 соединен параллельно со вторыми входами пяти предварительных усилителей пяти каналов: первого 27-1, второго 27-2, третьего 27-3, четвертого 27-4 и пятого 27-5; второй вход преобразователя на пять каналов 42 соединен через первичную обмотку информационного трансформатора 22, через первый вход токового трансформатора 31, через первый выход токового трансформатора 31 с шестым выходом преобразователя на пять каналов 42; вторичная обмотка информационного трансформатора 22 соединена через усилитель 23 с входом блока узкополосных фильтров 24; десять выходов блока узкополосных фильтров 24 соединены с десятью входами формирователя информационных каналов 25; первый и второй выходы формирователя информационных каналов 25 соединены с первым и вторым входом первого формирователи спектра 26-1 первого канала передачи данных; третий и четвертый выходы формирователя информационных каналов 25 соединены с первым и вторым входом второго формирователи спектра 26-2 второго канала передачи данных; пятый и шестой выходы формирователя информационных каналов 25 соединены с первым и вторым входом третьего формирователи спектра 26-3 третьего канала передачи данных; седьмой и восьмой выходы формирователя информационных каналов 25 соединены с первым и вторым входом четвертого формирователи спектра 26-4 четвертого канала передачи данных; девятый и десятый выходы формирователя информационных каналов 25 соединены с первым и вторым входом пятого формирователи спектра 26-5 пятого канала передачи данных; выход первого формирователя спектра 26-1 первого канала передачи данных через первый вход предварительного усилителя 27-1 соединен с первым входом первого усилителя мощности 28-1 первого канала, выход первого усилителя мощности 28-1 соединен с первичной обмоткой первого силового трансформатора 30-1 первого канала, вторичная обмотка этого силового трансформатора 30-1 клеммой «а» соединена со вторым входом токового трансформатора 31, а клеммой «б» вторичная обмотка первого силового трансформатора 30-1 соединена с первым выходом преобразователя на пять каналов 42; выход второго формирователя спектра 26-2 второго канала передачи данных через первый вход предварительного усилителя 27-2 соединен с первым входом второго усилителя мощности 28-2 второго канала, выход второго усилителя мощности 28-2 соединен с первичной обмоткой второго силового трансформатора 30-2 второго канала, вторичная обмотка этого силового трансформатора 30-2 клеммой «а» соединена со вторым входом токового трансформатора 31, а клеммой «б» вторичная обмотка второго силового трансформатора 30-2 соединена со вторым выходом преобразователя на пять каналов 42; выход третьего формирователя спектра 26-3 третьего канала передачи данных через первый вход предварительного усилителя 27-3 соединен с первым входом третьего усилителя мощности 28-3 третьего канала, выход третьего усилителя мощности 28-3 соединен с первичной обмоткой третьего силового трансформатора 30-3 третьего канала, вторичная обмотка этого силового трансформатора 30-3 клеммой «а» соединена со вторым входом токового трансформатора 31, а клеммой «б» вторичная обмотка третьего силового трансформатора 30-3 соединена с третьим выходом преобразователя на пять каналов 42; выход четвертого формирователя спектра 26-4 четвертого канала передачи данных через первый вход предварительного усилителя 27-4 соединен с первым входом четвертого усилителя мощности 28-4 четвертого канала, выход четвертого усилителя мощности 28-4 соединен с первичной обмоткой четвертого силового трансформатора 30-4 четвертого канала, вторичная обмотка этого силового трансформатора 30-4 клеммой «а» соединена со вторым входом токового трансформатора 31, а клеммой «б» вторичная обмотка четвертого силового трансформатора 30-4 соединена с четвертым выходом преобразователя на пять каналов 42; выход пятого формирователя спектра 26-5 пятого канала передачи данных через первый вход предварительного усилителя 27-5 соединен с первым входом пятого усилителя мощности 28-5 пятого канала, выход пятого усилителя мощности 28-5 соединен с первичной обмоткой пятого силового трансформатора 30-5 пятого канала, вторичная обмотка этого силового трансформатора 30-5 клеммой «а» соединена со вторым входом токового трансформатора 31, а клеммой «б» вторичная обмотка пятого силового трансформатора 30-5 соединена с пятым выходом преобразователя на пять каналов 42; первый выход токового трансформатора 31 соединен с шестым выходом преобразователя на пять каналов 42, а второй выход токового трансформатора 31 соединен с входом регулятора мощности усилителей мощности 29, выход регулятора мощности 29 соединен параллельно со вторыми входами пяти усилителей мощности: первого усилителя мощности 28-1, второго усилителя мощности 28-2, третьего 28-3, четвертого 28-4 и пятого усилителя мощности 28-5; третий вход преобразователя на пять каналов 42 соединен с восьмым выходом преобразователя на пять каналов 42 через второй оптический приемник 32-2, через второй информационный блок -33-2 и через второй оптический генератор 34-2.In Fig.18 shows the Converter to five channels 42, containing a source of electrical energy 1-7, information transformer 22, amplifier 23, a block of narrow-band filters 24, the shaper of information channels 25; spectrum shapers of five channels: the first 26-1, the second 26-2, the third 26-3, the fourth 26-4 and the fifth 26-5; preamplifiers of five channels: the first 27-1, the second 27-2, the third 27-3, the fourth 27-4 and the fifth 27-5; power amplifiers of five channels: the first 28-1, the second 28-2, the third 28-3, the fourth 28-4 and the fifth 28-5; power regulator at the input of the power amplifier 29; power transformers in five channels: the first 30-1, the second 30-2, the third 30-3, the fourth 30-4 and the fifth 30-5; current transformer 31, first optical receiver 32-1, second optical receiver 32-2, first optical generator 34-1, second optical generator 34-2, first information block 33-1, second information block -33-2, - current in the N section N of the central branch of the antenna 20 km long; - current in the first section 4 11 ÷4 51 of any of the additional five branches of the antenna 20 km long directed through five outputs from the first to the fifth; - current difference between the current in the last section N of the central branch and the current in the first section 4 11 ÷4 51 of any additional branch of the antenna system; wherein the first input of the converter for five channels 42 is connected through the first optical receiver 32-1 in parallel with the input of the first information block 33-1, and through the first optical generator 34-1 with the seventh output of the converter for five channels 42, while the output of the first information block 33-1 is connected in parallel with the second inputs of five preamplifiers of five channels: the first 27-1, the second 27-2, the third 27-3, the fourth 27-4 and the fifth 27-5; the second input of the converter for five channels 42 is connected through the primary winding of the information transformer 22, through the first input of the current transformer 31, through the first output of the current transformer 31 with the sixth output of the converter for five channels 42; the secondary winding of the information transformer 22 is connected through an amplifier 23 to the input of the block of narrow-band filters 24; ten outputs of the block of narrow-band filters 24 are connected to ten inputs of the shaper information channels 25; the first and second outputs of the information channel shaper 25 are connected to the first and second inputs of the first spectrum shaper 26-1 of the first data channel; the third and fourth outputs of the information channel shaper 25 are connected to the first and second inputs of the second spectrum shaper 26-2 of the second data channel; the fifth and sixth outputs of the information channel shaper 25 are connected to the first and second inputs of the third spectrum shaper 26-3 of the third data channel; the seventh and eighth outputs of the information channel shaper 25 are connected to the first and second inputs of the fourth spectrum shaper 26-4 of the fourth data transmission channel; the ninth and tenth outputs of the information channel shaper 25 are connected to the first and second inputs of the fifth spectrum shaper 26-5 of the fifth data transmission channel; the output of the first spectrum shaper 26-1 of the first data transmission channel through the first input of the pre-amplifier 27-1 is connected to the first input of the first power amplifier 28-1 of the first channel, the output of the first power amplifier 28-1 is connected to the primary winding of the first power transformer 30-1 of the first channel, the secondary winding of this power transformer 30-1 terminal "a" is connected to the second input of the current transformer 31, and terminal "b" the secondary winding of the first power transformer 30-1 is connected to the first output of the converter to five channels 42; the output of the second spectrum shaper 26-2 of the second data transmission channel is connected through the first input of the pre-amplifier 27-2 to the first input of the second power amplifier 28-2 of the second channel, the output of the second power amplifier 28-2 is connected to the primary winding of the second power transformer 30-2 of the second channel, the secondary winding of this power transformer 30-2 terminal "a" is connected to the second input of the current transformer 31, and terminal "b" the secondary winding of the second power transformer 30-2 is connected to the second output of the converter for five channels 42; the output of the third spectrum shaper 26-3 of the third data transmission channel through the first input of the pre-amplifier 27-3 is connected to the first input of the third power amplifier 28-3 of the third channel, the output of the third power amplifier 28-3 is connected to the primary winding of the third power transformer 30-3 of the third channel, the secondary winding of this power transformer 30-3 terminal "a" is connected to the second input of the current transformer 31, and terminal "b" the secondary winding of the third power transformer 30-3 is connected to the third output of the converter for five channels 42; the output of the fourth spectrum shaper 26-4 of the fourth data transmission channel is connected through the first input of the pre-amplifier 27-4 to the first input of the fourth power amplifier 28-4 of the fourth channel, the output of the fourth power amplifier 28-4 is connected to the primary winding of the fourth power transformer 30-4 of the fourth channel, the secondary winding of this power transformer 30-4 terminal "a" is connected to the second input of the current transformer 31, and terminal "b" the secondary winding of the fourth power transformer 30-4 is connected to the fourth output of the converter for five channels 42; the output of the fifth spectrum shaper 26-5 of the fifth data transmission channel is connected through the first input of the pre-amplifier 27-5 to the first input of the fifth power amplifier 28-5 of the fifth channel, the output of the fifth power amplifier 28-5 is connected to the primary winding of the fifth power transformer 30-5 of the fifth channel, the secondary winding of this power transformer 30-5 terminal "a" is connected to the second input of the current transformer 31, and terminal "b" the secondary winding of the fifth power transformer 30-5 is connected to the fifth output of the converter for five channels 42; the first output of the current transformer 31 is connected to the sixth output of the converter for five channels 42, and the second output of the current transformer 31 is connected to the input of the power controller of the power amplifiers 29, the output of the power controller 29 is connected in parallel with the second inputs of five power amplifiers: the first power amplifier 28-1, a second power amplifier 28-2, a third 28-3, a fourth 28-4, and a fifth power amplifier 28-5; the third input of the five-channel converter 42 is connected to the eighth output of the five-channel converter 42 through the second optical receiver 32-2, through the second information block -33-2, and through the second optical generator 34-2.
На фиг.19 представлена максимальная ширина диаграммы направленности передающей антенны при совместной работе центральной ветви тока и как продолжение ее последовательно включенных к центральной ветви дополнительных пяти ветвей тока, пять ветвей работают параллельно и одновременно на собственных частотах или на частотах обоснованных по скорости передачи информации и глубине радиоприема, и входящих в передачу данных пяти каналов «Системы связи сверхнизкочастотного и крайненизкочастотного диапазона с глубокопогруженными и удаленными объектами». Например, в направлении «А» излучение на частотах первого канала передачи данных, в направлении «С» излучение на частотах второго канала, в направлении «Д» излучение на частотах третьего канала, в направлении «К» излучение на частотах четвертого канала, в направлении «Р» излучение на частотах пятого канала. На основании фиг.17, где:On Fig.19 shows the maximum beam width of the transmitting antenna during joint operation of the central branch of the current and as a continuation of its serially connected to the central branch of the additional five branches of the current, five branches operate in parallel and simultaneously at their own frequencies or at frequencies justified by the speed of information transfer and depth radio reception, and included in the data transmission of the five channels "Communication systems of the extra-low-frequency and extremely low-frequency range with deep-submerged and remote objects." For example, in the direction "A" radiation at the frequencies of the first data transmission channel, in the direction "C" radiation at the frequencies of the second channel, in the direction "D" radiation at the frequencies of the third channel, in the direction "K" radiation at the frequencies of the fourth channel, in the direction "P" radiation at the frequencies of the fifth channel. Based on Fig.17, where:
- IA - ток в кабеле центральной ветви передающей антенны, как суммарный ток десяти несущих частот пяти каналов: первом -ƒ1 и ƒ2, втором - ƒ3 и ƒ4, третьем - ƒ5 и ƒ6, четвертом - ƒ7 и ƒ8, пятом - ƒ9 и ƒ10;- I A - current in the cable of the central branch of the transmitting antenna, as the total current of ten carrier frequencies of five channels: the first -ƒ 1 and ƒ 2 , the second - ƒ 3 and ƒ 4 , the third - ƒ 5 and ƒ 6 , the fourth - ƒ 7 and ƒ 8 , fifth - ƒ 9 and ƒ 10 ;
- - ток в первой ветви не равен нулю и соответствует частотам ƒ1 и ƒ2 первого канала, т.е. первая ветвь подключена к цепи центральной ветви включателем Вк.1 в коммутаторе ветвей 5 так, что вход коммутатора 5 соединен с первым выходом коммутатора через преобразователь на пять каналов 39 на первый канал передачи данных, через первую клемму первого включателя Вк.1;- - the current in the first branch is not equal to zero and corresponds to the frequencies ƒ 1 and ƒ 2 of the first channel, i.e. the first branch is connected to the circuit of the central branch by the switch Vk.1 in the
- - ток во второй ветви не равен нулю и соответствует частотам ƒ3 и ƒ4 второго канала, т.е. вторая ветвь подключена к цепи центральной ветви включателем Вк.2 в коммутаторе ветвей 5 так, что вход коммутатора 5 соединен со вторым выходом коммутатора 5 через преобразователь на пять каналов 39 на второй канал передачи данных, через вторую клемму второго включателя Вк.2;- - the current in the second branch is not equal to zero and corresponds to the frequencies ƒ 3 and ƒ 4 of the second channel, i.e. the second branch is connected to the circuit of the central branch by the switch Vk.2 in the
- - ток в третьей ветви не равен нулю соответствует частотам ƒ5 и ƒ6 третьего канала, т.е. третья ветвь подключена к цепи центральной ветви включателем Вк.3 в коммутаторе ветвей 5 так, что вход коммутатора 5 соединен с третьим выходом коммутатора 5 через преобразователь на пять каналов 39 на третий канал передачи данных, через третью клемму третьего включателя Вк.3;- - the current in the third branch is not equal to zero corresponds to the frequencies ƒ 5 and ƒ 6 of the third channel, i.e. the third branch is connected to the circuit of the central branch by the switch Vk.3 in the
- - ток в четвертой ветви не равен нулю и соответствует частотам ƒ7 и ƒ8 четвертого канала, т.е. четвертая ветвь подключена к цепи центральной ветви включателем Вк.4 в коммутаторе ветвей 5 так, что вход коммутатора 5 соединен с четвертым выходом коммутатора 5 через преобразователь на пять каналов 39 на четвертый канал передачи данных, через четвертую клемму четвертого включателя Вк.4;- - the current in the fourth branch is not equal to zero and corresponds to the frequencies ƒ 7 and ƒ 8 of the fourth channel, i.e. the fourth branch is connected to the circuit of the central branch by the switch Vk.4 in the
- - ток в пятой ветви не равен нулю и соответствует частотам ƒ9 и ƒ10 пятого канала, т.е. пятая ветвь подключена к цепи центральной ветви включателем Вк.5 в коммутаторе ветвей 5 так, что вход коммутатора 5 соединен с пятым выходом коммутатора 5 через преобразователь на пять каналов 39 на пятый канал передачи данных, через пятую клемму пятого включателя Вк.5;- - the current in the fifth branch is not equal to zero and corresponds to the frequencies ƒ 9 and ƒ 10 of the fifth channel, i.e. the fifth branch is connected to the circuit of the central branch by the switch Vk.5 in the
- - обратный ток в земле между заземлителем периметром круглой формы 31 центральной ветви и N, или последним заземлителем периметром круглой формы 31N первой ветви передающей антенны, как цепь образованная токами центральной ветви IA частот ƒ1 и ƒ2 первого канала и током первой ветви через включатель первый Вк.1 в коммутаторе ветвей 5;- - reverse current in the ground between the ground electrode with a
- - обратный ток в земле между заземлителем периметром круглой формы 31 центральной ветви и N, последним заземлителем периметром круглой формы 32N второй ветви передающей антенны, как цепь образованная токами центральной ветви IA частот ƒ3 и ƒ4 второго канала, и током второй ветви через включатель второй Вк.2 в коммутаторе ветвей 5;- - reverse current in the ground between the ground electrode with a
- - обратный ток в земле между заземлителем периметром круглой формы 31 центральной ветви и N, последним заземлителем периметром круглой формы 33N третьей ветви передающей антенны, как цепь образованная токами центральной ветви IA частот ƒ5 и ƒ6 третьего канала и током третьей ветви через включатель третий Вк.3 в коммутаторе ветвей 5;- - reverse current in the ground between the ground electrode with a
- - обратный ток в земле между заземлителем периметром круглой формы 31 центральной ветви и N заземлителем периметром круглой формы 34N четвертой ветви передающей антенны, как цепь образованная токами центральной ветви IA частот ƒ7 и ƒ8 четвертого канала и током четвертой ветви через включатель четвертый Вк.4 в коммутаторе ветвей 5;- - reverse current in the ground between the grounding conductor with a
- - обратный ток в земле между заземлителем периметром круглой формы 31 центральной ветви и N заземлителем периметром круглой формы 35N пятой ветви передающей антенны, как цепь образованная токами центральной ветви IA частот ƒ9 и ƒ10 пятого канала и током пятой ветви через включатель пятый Вк.5 в коммутаторе ветвей 5;- - reverse current in the ground between the ground electrode with a
- ширина диаграммы направленности антенны в заданном направлении, как сумма диаграмм направленности по направлениям: «А» на частотах ƒ1 и ƒ2 первого канала, «С» на частотах ƒ3 и ƒ4 второго канала, «Д» на частотах ƒ5 и ƒ6 третьего канала, «К» на частотах ƒ7 и ƒ8 четвертого канала и «Р» на частотах ƒ9 и ƒ10 пятого канала;- the width of the antenna pattern in a given direction, as the sum of the patterns in the directions: "A" at frequencies ƒ 1 and ƒ 2 of the first channel, "C" at frequencies ƒ 3 and ƒ 4 of the second channel, "D" at frequencies ƒ 5 and ƒ 6 of the third channel, "K" at frequencies ƒ 7 and ƒ 8 of the fourth channel and "P" at frequencies ƒ 9 and ƒ 10 of the fifth channel;
- В - ширина диаграммы направленности в обратном направлении «В»;- B - width of the radiation pattern in the opposite direction "B";
- UГен - источник ЭДС передающей антенны;- U Gen - the source of the EMF of the transmitting antenna;
- - ток антенны IA центральной ветви передающей антенны как последовательная цепь включенных к центральной ветви дополнительных пяти ветвей или сумма токов антенны первой ветви длиной второй ветви длиной третей ветви длиной четвертой ветви длиной пятой ветви длиной (ток центральной ветви поступает последовательно и параллельно по пяти ветвям, т.е. ветви, как составные части передающей антенны, совместно работающие с центральной ветвью и образующие широкую диаграмму направленности в заданном направлении «А», «С», «Д», «К» и «Р»;).- - antenna current I A of the central branch of the transmitting antenna as a series circuit of additional five branches connected to the central branch or the sum of the antenna currents first branch length second branch long third branch long fourth branch length fifth branch length (the current of the central branch comes in series and in parallel along five branches, i.e. branches, as components of the transmitting antenna, working together with the central branch and forming a wide radiation pattern in the given direction "A", "C", "D", "K" and "R";).
Принцип действия «Система связи сверхнизкочастотного и крайненизкочастотного диапазонов с глубокопогруженными и удаленными объектами» состоит в следующем. Система связи на берегу содержит передающую антенну (фиг.7, фиг.8), представляющую центральную ветвь тока, протекаемого по внешним покровам заглубленного в земле оптоволоконного кабеля, как протяженному проводнику длиной изолированному от земли, как проводящей среды. В качестве оптоволоконного кабеля предлагается использование подводного оптоволоконного кабеля, который удовлетворяет в полной мере эксплуатационным характеристикам для использования как излучателя. Причем имеет преимущества перед просто изолированным проводником используемом в аналогах патентах: №2567181 от 10.07.2015 г. RU; №2608072 от 13.01.17 г. RU; №2611603 от 28.02.2017 г. RU, №2626070 от 21.07.2017 г. RU и №2692931 от 28.07.2019 г. RU. Преимущества в следующем: внешние покровы подводного оптоволоконного кабеля можно использовать в качестве излучающей линии, а оптоволокно - для создания управления и контроля работой протяженной в 1000 км антенной системы.The principle of operation of the "Communication system of the ultra-low-frequency and extremely low-frequency ranges with deep-immersed and remote objects" is as follows. The communication system on the shore contains a transmitting antenna (Fig.7, Fig.8), representing the central branch of the current flowing through the outer covers of a fiber-optic cable buried in the ground, as an extended conductor with a length isolated from earth as a conductive medium. As a fiber optic cable, it is proposed to use a submarine fiber optic cable, which fully satisfies the performance characteristics for use as a radiator. Moreover, it has advantages over a simply insulated conductor used in analogues of patents: No. 2567181 dated 10.07.2015 RU; No. 2608072 dated 01/13/17 RU; No. 2611603 dated February 28, 2017 RU, No. 2626070 dated July 21, 2017 RU and No. 2692931 dated July 28, 2019 RU. The advantages are as follows: the outer covers of the submarine fiber optic cable can be used as a radiating line, and the fiber optic can be used to create control and monitoring of the operation of a 1000 km long antenna system.
Этот протяженный проводник длиной изолированный от земли, как проводящей среды как центральная ветвь тока через коммутатор ветвей 5 (Фиг. 17) подключает любую из пяти ветвей тока в зависимости от необходимого для радиосвязи района действия погруженного объекта мирового океана. Топология трасс центральной и любой из пяти ветвей позволяет выбрать направление излучения, что позволяет управлять диаграммой направленности передающей антенны.This extended conductor is isolated from the ground, as a conducting medium, as a central branch of the current through the branch switch 5 (Fig. 17) connects any of the five branches of the current, depending on the area of coverage of the submerged object of the oceans necessary for radio communication. The topology of the tracks of the central and any of the five branches allows you to choose the direction of radiation, which allows you to control the radiation pattern of the transmitting antenna.
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.Reception and registration of radiation generated by the VLF-ELF antenna system is carried out using a towed cable antenna, an antenna amplifier and a VLF-ELF receiver located on board the underwater object.
На Фиг. 2 представлен заземлитель, одного из заземлителей передающей антенны СНЧ и КНЧ диапазона для Фиг. 1, содержащий металлическую опору, антенну соединенную с заземлителем, заглубленным в земле на глубину от 0,8 до 1 м, ток антенны iA представлен током растекания iЗ в земле в виде полусферы на расстояние скин-слоя h от заземлителя, при этом по периметру ток iЗ растекания параллелен поверхности земли, образуя потери энергии генератора, так как возбуждаемое ими поле также параллельно поверхности земли в воздушном пространстве, следовательно не участвует в возбуждении вертикального вектора Е в полости сферического резонатора земля-ионосфера. («Глобальные электромагнитные резонансы в полости земля - ионосфера» - Киев: Наукова думка, 1977 г. Авторы П.В. Блиох, А.П. Николаенко, Ю.Ф. Филиппов).On FIG. 2 shows a ground electrode, one of the earth electrodes of the VLF and ELF transmitting antenna for FIG. 1, containing a metal support, an antenna connected to a ground electrode buried in the ground to a depth of 0.8 to 1 m, the antenna current i A is represented by the spreading current i З in the ground in the form of a hemisphere at the distance of the skin layer h from the ground electrode, while around the perimeter, the current i W of spreading is parallel to the earth's surface, forming generator energy losses, since the field excited by them is also parallel to the earth's surface in air space, therefore, it does not participate in the excitation of the vertical vector E in the cavity of the earth-ionosphere spherical resonator. (“Global electromagnetic resonances in the earth-ionosphere cavity” - Kyiv: Naukova Dumka, 1977. Authors P.V. Bliokh, A.P. Nikolaenko, Yu.F. Filippov).
На Фиг. 3 представлен заземлитель, как элемент возбуждения вертикального вектора в воздушном пространстве, при этом по периметру ток iЗ растекания параллелен поверхности земли, образуя потери энергии генератора.On FIG. 3 shows the ground electrode as an excitation element of the vertical vector in air space, while along the perimeter the current i W of spreading is parallel to the earth's surface, forming the energy losses of the generator.
На Фиг. 4 представлен заземлитель и его место и роль в возбуждении вектора в волноводе земля-ионосфера, видно роль потенциала заземлителя для возбуждения вектора в волноводе и потери энергии генератора на заземлителе за счет поверхностных токов в земле.On FIG. 4 shows the ground electrode and its place and role in the excitation of the vector in the earth-ionosphere waveguide, one can see the role of the ground potential for excitation of the vector in the waveguide and the loss of generator energy on the ground due to surface currents in the earth.
На Фиг. 5 представлена работа плоского прямоугольного заземлителя с параметрами 1000×2000 м., при этом внешний периметр заземлителя величиной в 6000 метров, определяет величину потерь за счет существования поверхностных токов относительно тока заземлителя, однако суммарная поверхность заземлителя, как контактная с землей определяет значение тока антенны и эта контактная поверхность равная 1000 м. × 2000 м. = 2000000 м2 должна быть обеспечена.On FIG. 5 shows the operation of a flat rectangular ground electrode with parameters of 1000 × 2000 m, while the outer perimeter of the earth electrode with a value of 6000 meters determines the amount of losses due to the existence of surface currents relative to the earth electrode current, however, the total surface of the earth electrode, as contact with the ground, determines the value of the antenna current and this contact surface equal to 1000 m × 2000 m = 2000000 m2 must be provided.
На Фиг. 6.1 и Фиг. 6.2 представлен высокоэффективный заземлитель, который представляется заземлителем с периметром круга, при этом несложно определить коэффициент эффективности, оставляя контактную поверхность равная 1000 м. × 2000 м. = 2000000 м2 определим радиус круга и его периметра, если известно, что площадь Sтока в форме круга равна Sтокa = π⋅r2 или 1000 м. × 2000 м. = 2000000 м2 = π⋅r2 = 3.14⋅r2, следовательно радиус равен r = 798 м. Периметр круга определится 2 π⋅r = 5025 м, вместо 6000 м для прямоугольного заземлителя, выигрыш около одного километра, что составит не менее 12 процентов снижения потерь за счет снижения величины бокового тока; если планировать заземлитель с контактной поверхностью равной 2000 м. × 4000 м. = 8000000 м2, то потери возрастут во много раз; таким образом, обосновано применение плоских заземлителей периметром круглой формы. При этом плоский заземлитель периметром круглой формы радиусом 800 метров соединен с внешними покровами, с медной трубкой и алюминиевыми проводниками, оптоволоконного кабеля используемого в качестве антенного полотна СНЧ и КНЧ радиостанции; плоский заземлитель периметром круглой формы выполнен из стальных полос сечением 50×10 мм в виде ячеек размером 100×100 см, имеющих единый для всех стальных полос электрический контакт со стальной полосой круглого периметра и заполняющих все пространство внутри плоского заземлителя периметром круглой формы, вся металлическая конструкция заземлителя периметром круглой формы радиусом 800 метров размещена на глубине от 0,8 до 1 м для земной поверхности с проводимостью σ от 10-4 до 10-5 См/м (или сопротивлением R > 10000 Ом⋅м).On FIG. 6.1 and Fig. 6.2 shows a highly efficient ground electrode, which is represented by a ground electrode with a circle perimeter, while it is easy to determine the efficiency factor, leaving the contact surface equal to 1000 m × 2000 m. = 2000000 m circle is equal to S current = π⋅r 2 or 1000 m. × 2000 m. = 2000000 m 2 = π⋅r 2 = 3.14⋅r 2 , therefore the radius is r = 798 m. The perimeter of the circle is determined 2 π⋅r = 5025 m , instead of 6000 m for a rectangular ground electrode, the gain is about one kilometer, which will be at least 12 percent of the loss reduction due to a decrease in the magnitude of the lateral current; if you plan a grounding conductor with a contact surface equal to 2000 m × 4000 m = 8000000 m 2 , then the losses will increase many times over; thus, the use of flat earthing switches with a round perimeter is justified. At the same time, a flat grounding conductor with a circular perimeter with a radius of 800 meters is connected to the outer covers, with a copper tube and aluminum conductors, of a fiber optic cable used as an antenna sheet for VLF and ELF radio stations; a flat earthing conductor with a round perimeter is made of steel strips with a cross section of 50 × 10 mm in the form of cells measuring 100 × 100 cm, having a common electrical contact for all steel strips with a steel strip of a round perimeter and filling the entire space inside the flat earthing electrode with a round perimeter, the entire metal structure a grounding conductor with a circular perimeter with a radius of 800 meters is located at a depth of 0.8 to 1 m for the earth's surface with a conductivity σ of 10 -4 to 10 -5 S/m (or a resistance R > 10,000 Ohm⋅m).
Оптоволоконный кабель, представленный на фиг.10 содержит N оптических волокон 4.1, пространство между волокнами заполнено гидрофобным компаудом; металлическую трубку, выполненную из нержавеющей стали или медную 4.2; пластиковую оболочку 4.3; однослойный повив круглых стальных (из нержавеющей стали) или алюминиевых проволок 4.4; битумное покрытие 4.5; влагостойкую оболочку из крученной полипропиленовой пряжи 4.6; при этом N оптических волокон 1.1 расположено в металлической трубке 4.2, пространство которой между волокнами заполнено гидрофобным компаудом; поверх металлической трубки расположена пластиковая оболочка 4.3, поверх которой расположен однослойный повив круглых стальных или алюминиевых проволок 4.4; поверх проволок - битумное покрытие 4.5; битумное покрытие 4.5 защищено влагостойкой оболочкой из крученной полипропиленовой пряжи 4.6. Таким образом, кроме внешних покровов, используемых для создания полотна антенны, предлагается использовать оптическое волокно для контроля работы узлов и элементов настройки во всех N преобразователях. Причем учитывая общее количество преобразователей N в центральной и пяти дополнительных ветвях, а также количество узлов и элементов настройки в каждом преобразователе несложно обосновать общее количество каналов необходимое для выполнения контролирующих свойств. Это должна быть система управления в несколько сотен каналов, как инфотелекоммуникационная система. Подобную систему можно создать на основе оптоволоконной системы. Поэтому подводный оптоволоконный кабель в полной мере может удовлетворять указанным требованиям. Для работы в качестве одной из N излучающих секций подводный оптоволоконный кабель должен иметь схему включения, представленную на фиг.7. На Фиг. 7 одна из N излучающих секций антенного полотна длиной 20 км, содержащая N оптоволоконных волокон и изолированные покровы в виде медной трубки 4.2 и однослойный повив круглых алюминиевых проволок 4.4 подводного оптоволоконного кабеля в рабочем состоянии и входящую в каждую ветвь передающей антенны СНЧ, КНЧ радиостанции: в центральной ветви от первой - 41 по N - 4N; в первой ветви от первой - 411 по N - 4N; во второй ветви от первой - 421 по N - 42N; в третьей ветви от первой - 431 по N - 43N; в четвертой ветви от первой - 441 по N - 44N; в пятой ветви от первой - 451 по N - 45N; при этом на входе каждой секции подводного оптоволоконного кабеля первый вход 1 соединен с первым из оптических волокон 1, а второе оптическое волокно 2 соединено с третьим выходом на входе каждой секции антенного полотна; второй вход 2 на входе каждой секции антенного полотна соединен с клеммой «α1н», клемма «α1» соединена параллельно с металлической трубкой 4.2 клеммой «61» через высокоомный резистор R1, а с клеммой «б1» непосредственно соединенной с проволоками однослойного повива круглых алюминиевых проволок 4.4; на выходе каждой секции длиной 20 км подводного оптоволоконного кабеля антенного полотна первый выход 1 соединен с первым из оптических волокон 1, а второе оптическое волокно 2 соединено с третьим входом на выходе каждой секции антенного полотна; второй выход 2 на выходе каждой секции антенного полотна соединен с клеммой «α2», клемма «α2» соединена параллельно с металлической трубкой 4.2 клеммой «б2» через высокоомный резистор R2, а с клеммой «в2» непосредственно с проволоками однослойного повива круглых алюминиевых проволок 4.4. Изолированные от земли проводники по цепи «жила-земля» выдерживают 10 кВ переменного тока на частоте 50 Гц. Медная трубка и алюминиевые проводники можно использовать в качестве антенного полотна СНЧ и КНЧ радиостанции, а связь через оптоволокно для контроля работы всей передающей антенной системы. Таким образом, по внешним покровам подводного оптоволоконного кабеля протекает ток и реализует одну N излучающих секций антенного полотна. При этом чтобы уменьшить влияние электромагнитного поля, образованного током протекаемым по внешнем покровам кабеля, на оптические волокно величина тока по металлической трубке 4.2 ограничена включением высокоомного сопротивления. В тоже время, чтобы уменьшить влияние тока, протекаемого в проводниках однослойного повива круглых алюминиевых проволок 4.4, создается небольшой ток по металлической трубке 4.2. Величина тока по металлической трубке 4.2 может быть установлена активными сопротивлением резисторов R1 и R2.The fiber optic cable shown in Fig. 10 contains N optical fibers 4.1, the space between the fibers is filled with a hydrophobic compound; metal tube made of stainless steel or copper 4.2; plastic shell 4.3; single-layer winding of round steel (stainless steel) or aluminum wires 4.4; bitumen coating 4.5; moisture-resistant sheath made of twisted polypropylene yarn 4.6; while N optical fibers 1.1 is located in a metal tube 4.2, the space between the fibers is filled with a hydrophobic compound; on top of the metal tube there is a plastic sheath 4.3, on top of which there is a single-layer winding of round steel or aluminum wires 4.4; over the wires - bituminous coating 4.5; bituminous coating 4.5 is protected by a moisture-resistant sheath made of twisted polypropylene yarn 4.6. Thus, in addition to the outer covers used to create the antenna web, it is proposed to use optical fiber to control the operation of nodes and tuning elements in all N converters. Moreover, taking into account the total number of N transducers in the central and five additional branches, as well as the number of nodes and setting elements in each transducer, it is easy to justify the total number of channels required to perform the control properties. It should be a control system with several hundred channels, like an info-telecommunication system. Such a system can be created on the basis of a fiber optic system. Therefore, the submarine fiber optic cable can fully meet these requirements. To work as one of the N radiating sections, the submarine fiber optic cable must have the connection scheme shown in Fig.7. On FIG. 7 one of N radiating sections of the antenna fabric 20 km long, containing N fiber optic fibers and insulated covers in the form of a copper tube 4.2 and a single-layer winding of round aluminum wires 4.4 of a submarine fiber optic cable in working condition and included in each branch of the transmitting antenna VLF, ELF radio station: in central branch from the first - 4 1 to N - 4 N ; in the first branch from the first - 4 11 by N - 4 N ; in the second branch from the first - 4 21 to N - 4 2N ; in the third branch from the first - 4 31 to N - 4 3N ; in the fourth branch from the first - 4 41 to N - 4 4N ; in the fifth branch from the first - 4 51 to N - 4 5N ; at the same time, at the input of each section of the submarine fiber optic cable, the first input 1 is connected to the first of the optical fibers 1, and the second optical fiber 2 is connected to the third output at the input of each section of the antenna web; the second input 2 at the input of each section of the antenna web is connected to the terminal "α 1 n", the terminal "α 1 " is connected in parallel with the metal tube 4.2 by the terminal "61" through a high-resistance resistor R 1 , and with the terminal "b 1 " directly connected to the wires single-layer lay of round aluminum wires 4.4; at the output of each 20 km long section of the submarine fiber optic cable of the antenna web, the first output 1 is connected to the first of the optical fibers 1, and the second optical fiber 2 is connected to the third input at the output of each section of the antenna web; the second output 2 at the output of each section of the antenna web is connected to the terminal "α 2 ", the terminal "α 2 " is connected in parallel with the metal tube 4.2 by the terminal "b 2 " through a high-resistance resistor R 2 , and with the terminal "in 2 " directly with single-layer wires laying round aluminum wires 4.4. Ground-insulated conductors in the core-to-ground circuit withstand 10 kV AC at a frequency of 50 Hz. Copper tube and aluminum conductors can be used as an antenna sheet for VLF and ELF radio stations, and communication via fiber optics to control the operation of the entire transmitting antenna system. Thus, current flows through the outer covers of the underwater fiber optic cable and implements one N radiating sections of the antenna fabric. At the same time, in order to reduce the influence of the electromagnetic field generated by the current flowing through the outer covers of the cable, on the optical fiber, the amount of current through the metal tube 4.2 is limited by the inclusion of high-resistance resistance. At the same time, in order to reduce the influence of the current flowing in the conductors of the single-layer lay of round aluminum wires 4.4, a small current is created through the metal tube 4.2. The value of the current through the metal tube 4.2 can be set by the active resistance of the resistors R 1 and R 2 .
Секции, из N излучающих секций, между собой в центральной ветви тока соединены через преобразователь 2N, из N преобразователей в антенной системе, каждый из N преобразователей соединен к собственному заземлителю периметром круглой формы 3N из N заземлителей периметром круглой формы. Передающая система 1 (фиг.8), состоящая из информационного блока 1-1 содержащего десять каналов передачи данных, предварительного усилителя 1-2, системы управления, защиты и автоматизации 1-3, усилителя мощности 1-4, согласующего устройства 1-5, индикатора тока антенны 1-6, информационного блока контроля работы N преобразователей в центральной ветви и преобразователей пяти ветвей 1-8 и источника тока 1-7 предназначена для создать в антенной системе заданный ток соответствующий требуемому значению магнитного момента антенны на заданной частоте излучения. В каждом передающем канале, из пяти имеемых каналов в системе, два генератора настроенные на две частоты, таким образом, передача информации осуществляется двухчастотным методом в каждом канале, что в два раза увеличивает скорость передачи данных. Поэтому информационный блок 1-1 содержит десять генераторов, десять модуляторов и блок формирования частотного спектра (фиг.9). Так в первом канале передачи данных генератор 16-1 работает на частоте ƒ1, а генератор 16-2 работает на частоте ƒ2; во втором канале: генератор 17-1 работает на частоте ƒ3, а генератор 17-2 - на ƒ4; в третьем канале: генератор 18-1 работает на частоте ƒ5, а генератор 18-2 - на ƒ6; в четвертом канале: генератор 19-1 работает на частоте ƒ7, а генератор 19-2 - на ƒ8; в пятом канале: генератор 20-1 работает на частоте ƒ9, а генератор 20-2 - на ƒ10, десять модуляторов: первый 6, второй 7, третий 8, четвертый 9, пятый 10, шестой 11, седьмой 12, восьмой 13, девятый 14 и десятый 15; и формирователь спектра 21-1, при этом первый вход информационного блока 1-1 соединен параллельно с входами десяти генераторов; выход первого генератора 16-1 с частотой ƒ1 соединен через первый вход первого модулятора 6 с первым входом формирователя спектра 21-1; выход второго генератора 16-2 с частотой ƒ2 соединен через первый вход второго модулятора 7 со вторым входом формирователя спектра 21-1; выход третьего генератора 17-1 частотой ƒ3 соединен через первый вход третьего модулятора 8 с третьим входом формирователя спектра 21-1; выход четвертого генератора 17-2 частотой ƒ4 соединен через первый вход четвертого модулятора 9 с четвертым входом формирователя спектра 21-1; выход пятого генератора 18-1 частотой ƒ5 соединен через первый вход пятого модулятора 10 с пятым входом формирователя спектра 21-1; выход шестого генератора 18-2 частотой ƒ6 соединен через первый вход шестого модулятора 11 с шестым входом формирователя спектра 21-1; выход седьмого генератора 19-1 частотой ƒ7 соединен через первый вход седьмого модулятора 12 с седьмым входом формирователя спектра 21-1; выход восьмого генератора 19-2 частотой ƒ8 соединен через первый вход восьмого модулятора 13 с восьмым входом формирователя спектра 21-1; выход девятого генератора 20-1 частотой ƒ9 соединен через первый вход девятого модулятора 14 с девятым входом формирователя спектра 21-1; выход десятого генератора 20-2 частотой ƒ10 соединен через первый вход десятого модулятора 15 с десятым входом формирователя спектра 21-1; выход формирователя спектра 21-1 соединен параллельно со вторым выходом 2 информационного блока 1-1 непосредственно, а с первым выходом 1 информационного блока 1-1 через передающее устройство оптической линии (оптический генератор) 21-2; второй вход информационного блока 1-1 соединен параллельно со вторыми входами десяти модуляторов: первого модулятора - 6, второго - 7, третьего - 8, четвертого - 9, пятого - 10, шестого - 11, седьмого - 12, восьмого - 13, девятого - 14 и десятого - 15.Sections, from N radiating sections, are connected to each other in the central current branch through a
В передающей системе 1 (фиг.8) информационный блок 1-1 перестраивается по первому входу на рабочие частоты в каждом из пяти каналов передачи данных, а по второму входу блока 1-1 осуществляется модуляция информацией, поступающей по защищенной кабельной линии ЗК. С выхода блока 1-1 информационные каналы поступают на предварительный усилитель 1-2 и далее через него на первый вход усилителя мощности 1-4, через согласующее устройство 1-5, последний обеспечивает на своем выходе заданный ток на выходе передающей системы 1 по второму входу 2 подземного оптоволоконного кабеля первой секции 41 антенной системы, причем согласование выходных параметров усилителя мощности 1-4 по второму входу 2 подземного оптоволоконного кабеля первой секцией 41 антенной системы на рабочих частотах осуществляется через первый вход согласующего устройства 1-5. Контроль параметров согласования тока поступающего в первую секцию 41 антенной системы центральной ветви осуществляется в согласующем устройстве 1-5, данные по параметрам согласования, по частоте и величине тока через согласующее устройстве 1-5 поступают по первому входу в систему управления, защиты и автоматизации 1-3. Одновременно, контролируется ток заземлителя периметром круглой формы 31 через третий выход передающей системы 1, вход усилителя мощности 1-4, через выход индикатора тока антенной системы 1-6 поступают на второй вход системы управления, защиты и автоматизации 1-3. По току заземлителя периметром круглой формы 31 в системе управления, защиты и автоматизации 1-3 осуществляется контроль работы всей антенной системы ее элементов: преобразователей 2N, заземлителей периметром круглой формы 3N и N секций, отрезков подземного оптоволоконного кабеля 4N: определяется точность настройки антенной системы «Системы связи…» по величине тока, по частоте и по искаженности информации. Регулировка передающей системы 1 осуществляется через выход системы управления, зашиты и автоматизации 1-3 для информационного блока 1-1 через его первый вход, для усилителя мощности 1-4 через его второй вход и согласующее устройство 1-5 через его второй вход. Обоснованные системой управления рабочие частоты и уровни мощности передаются через второй выход информационного блока 1-1, через первый выход передающий системы 1 на первый вход оптоволоконного кабеля 41 и далее через всю антенную систему к каждому преобразователю центральной и пяти ветвей антенны для контроля работы системы управления; третий выход оптоволоконного кабеля 41 соединен через второй вход передающий системы 1 с входом информационного блока контроля работы N преобразователей в центральной ветви и преобразователей пяти ветвей 1-8.In the transmission system 1 (Fig.8), the information block 1-1 is tuned by the first input to the operating frequencies in each of the five data transmission channels, and the second input of the block 1-1 modulates the information coming through the secure cable line ZK. From the output of block 1-1, the information channels enter the preamplifier 1-2 and then through it to the first input of the power amplifier 1-4, through the matching device 1-5, the latter provides at its output a given current at the output of the
Таким образом, передающая система 1 задает параметры по частотам в каждом из пяти каналов для работы всей антенной системы по ее центральной и пяти ветвям. Так параметры тока по частоте, модуляции и уровню, поступающий на выходе передающей системы 1 и протекающей по первой секции 41 подводного оптоволоконного кабеля антенной системы должен быть восстановлены каждым из N преобразователей. Следовательно, ток втекаемый в заземлитель периметром круглой формы 3N должен быть равен току первой секции 41 подводного оптоволоконного кабеля. Достигается это работой преобразователей 2N, принцип работы преобразователей идентичен в центральной ветви и в пяти дополнительных ветвях и представлен блок-схемой на фиг.6.Thus, the transmitting
Ток системы управления передающей СНЧ-КНЧ антенной 1 пройдя первую секцию 41 подземного подводного оптоволоконного кабеля центральной ветви тока поступает на вход первого преобразователя 21 (фиг.12). Со второго выхода первой секции 41 подземного подводного оптоволоконного кабеля ток протекает по первичной обмотке 1 информационного трансформатора 22 преобразователя 21 и далее через первый вход токового трансформатора 31, первый выход токового трансформатора 31 соединен через второй выход преобразователя 21 с заземлителем периметром круглой формы 32 преобразователя 21. За счет взаимной индукции ток первичной обмотки информационного трансформатора 22 во вторичной его обмотке 2 наводится ЭДС, соответствующая параметрам тока в первичной обмотке 1. Эта ЭДС усиливается первым усилителем 23 и поступает на вход блока узкополосных фильтров 24, где происходит выделение десяти частот: ƒ1, ƒ2, ƒ3, ƒ4, ƒ5, ƒ6, ƒ7, ƒ8, ƒ9, ƒ10 по каналам, так что по первому выходу блока узкополосных фильтров 24 поступает выделенная из смеси десяти частот на входе преобразователя информация, передаваемая на первой частоте ƒ1; по второму выходу блока узкополосных фильтров 24 поступает выделенная из смеси десяти частот на входе преобразователя информация, передаваемая на второй частоте ƒ2; по третьему выходу блока узкополосных фильтров 24 поступает выделенная из смеси десяти частот на входе преобразователя информация, передаваемая на третьей частоте ƒ3; по четвертому выходу блока узкополосных фильтров 24 поступает выделенная из смеси десяти частот на входе преобразователя информация, передаваемая на четвертой частоте ƒ4; по пятому выходу блока узкополосных фильтров 24 поступает выделенная из смеси десяти частот на входе преобразователя информация, передаваемая на пятой частоте ƒ5; по шестому выходу блока узкополосных фильтров 24 поступает выделенная из смеси десяти частот на входе преобразователя информация, передаваемая на шестой частоте ƒ6; по седьмому выходу блока узкополосных фильтров 24 поступает выделенная из смеси десяти частот на входе преобразователя информация, передаваемая на седьмой частоте ƒ7; по восьмому выходу блока узкополосных фильтров 24 поступает выделенная из смеси десяти частот на входе преобразователя информация, передаваемая на восьмой частоте ƒ8; по девятому выходу блока узкополосных фильтров 24 поступает выделенная из смеси десяти частот на входе преобразователя информация, передаваемая на девятой частоте ƒ9; по десятому выходу блока узкополосных фильтров 24 поступает выделенная из смеси десяти частот на входе преобразователя информация, передаваемая на десятой частоте ƒ10. Десять выходов блока узкополосных фильтров 24 соединены через десять входов формирователя информационных каналов 25 и через десять выходов формирователя информационных каналов 25 с десятью входами формирователя спектра передающей антенны 26. Выход формирователя спектра передающей антенны 26 через первый вход предварительного усилителя 27 соединен с первым входом усилителя мощности 28. Высокое напряжение на выходе усилителя мощности 28 создает достаточный ток в первичной обмотке силового трансформатора 30, чтобы во вторичной его обмотке создать требуемый ток для работы второй секции 42 оптоволоконного кабеля антенной системы «Системы связи…». Вторичная обмотка силового трансформатора 30 клеммой «в» соединена через второй выход преобразователя 21 со вторым входом оптоволоконного кабеля 42 второй секции антенны ее центральной ветви, а клеммой «а» вторичная обмотка силового трансформатора 30 соединена со вторым входом токового трансформатора 31. Второй выход преобразователя 21 соединен со второй секцией 42 кабеля антенной системы, возбуждая в секции 42 ток. Данный ток должен быть равен току, возбуждаемому в секции 41 кабеля передающей системой 1. Для контроля тока в секции 41 кабеля клемма «а» вторичной обмотки силового трансформатора соединена со вторым входом токового трансформатора 31, а второй выход этого токового трансформатора 31 подсоединен через регулятор мощности 29 ко второму входу усилителя мощности 28, чем обеспечивается регулировка уровня мощности на выходе усилителя мощности 28. Первый выход первой секции 41 оптоволоконного кабеля соединен через первый вход преобразователя 21 с входом приемного устройство оптической линии 32-1, выход приемного устройство оптической линии 32-1 соединен параллельно с входом корректирующего блока оптической линии 33-1, а через передающее устройство оптической линии 34-1, через первый выход преобразователя 21 с первым входом оптоволоконной линии 4 г, выход корректирующий блок оптической линии 33-1 соединен со вторым входом предварительного усилителя 27, обеспечивая контроль настройки рабочей частоты антенной системы; третий выход оптоволоконного кабеля 42 через третий вход преобразователя 21 соединен с входом приемного устройства оптической линии 32-2, выход приемного устройства оптической линии 32-2 параллельно соединен с входом информационного блока оптической линии 33-2, а также через вход передающего устройства оптической линии 34-2, через третий выход преобразователя 21 с третьим входом оптоволоконной линии 41; при этом информационный блок оптической линии 33-2 обеспечивает контроль и передачу данных по работе блоков и узлов каждого преобразователя антенной системы в информационный блок контроля работы N преобразователей в центральной ветви и преобразователей пяти ветвей 1-8 в систему управления передающей СНЧ-КНЧ антенной в центральной ветви 1.The current of the control system of the transmitting VLF-
На фиг.13 приведен принцип работы блока узкополосных фильтров 24 содержащий десять фильтров: 24-1, 24-2, 24-3, 24-4, 24-5, 24-6, 24-7, 24-8, 24-9, 24-10. Первый узкополосный фильтр 24-1 из спектра частот передачи передающей антенны выделяет только информацию передаваемую на первой частоте ƒ1. Второй узкополосный фильтр 24-2 из спектра частот передачи передающей антенны выделяет только информацию передаваемую на второй частоте ƒ2. Третий узкополосный фильтр 24-3 из спектра частот передачи передающей антенны выделяет только информацию передаваемую на третьей частоте ƒ3. Четвертый узкополосный фильтр 24-4 из спектра частот передачи передающей антенны выделяет только информацию передаваемую на четвертой частоте ƒ4. Пятый узкополосный фильтр 24-5 из спектра частот передачи передающей антенны выделяет только информацию передаваемую на пятой частоте ƒ5. Шестой узкополосный фильтр 24-6 из спектра частот передачи передающей антенны выделяет только информацию передаваемую на шестой частоте ƒ6. Седьмой узкополосный фильтр 24-7 из спектра частот передачи передающей антенны выделяет только информацию передаваемую на седьмой частоте ƒ7. Восьмой узкополосный фильтр 24-8 из спектра частот передачи передающей антенны выделяет только информацию передаваемую на восьмой частоте ƒ8. Девятый узкополосный фильтр 24-9 из спектра частот передачи передающей антенны выделяет только информацию передаваемую на девятой частоте ƒ9. Десятый узкополосный фильтр 24-10 из спектра частот передачи передающей антенны выделяет только информацию передаваемую на десятой частоте ƒ10. При этом первый вход блока узкополосных фильтров 24 соединен с его первым выходом через первый узкополосный фильтр 24-1, второй вход блока узкополосных фильтров 24 соединен с его вторым выходом через второй узкополосный фильтр 24-2, третий вход блока узкополосных фильтров 24 соединен с его третьим выходом через третий узкополосный фильтр 24-3, четвертый вход блока узкополосных фильтров 24 соединен с его четвертым выходом через четвертый узкополосный фильтр 24-4, пятый вход блока узкополосных фильтров 24 соединен с его пятым выходом через пятый узкополосный фильтр 24-5, шестой вход блока узкополосных фильтров 24 соединен с его шестым выходом через шестой узкополосный фильтр 24-6, седьмой вход блока узкополосных фильтров 24 соединен с его седьмым выходом через седьмой узкополосный фильтр 24-7, восьмой вход блока узкополосных фильтров 24 соединен с его восьмым выходом через восьмой узкополосный фильтр 24-8, девятый вход блока узкополосных фильтров 24 соединен с его девятым выходом через девятый узкополосный фильтр 24-9, десятый вход блока узкополосных фильтров 24 соединен с его десятым выходом через десятый узкополосный фильтр 24-10.Figure 13 shows the principle of operation of the block of narrow-
Формирователь информационных каналов 25 представленный на фиг.15 обеспечивает на основе полученной информации в каждом канале из блока узкополосных фильтров 24 восстановление информационного канала и передача для формирования общего спектра в формирователь спектра 26 (фиг.14). Формирователь информационных каналов 25 содержит десять формирователей информационных каналов: например, формирователь первого информационного канала - 25-1, второго канала - 25-2, третьего канала - 25-3 и так далее до десятого канала - 25-10; при этом первый вход формирователя информационных каналов 25 соединен с его первым выходом через формирователь первого информационного канала 25-1; второй вход формирователя информационных каналов 25 соединен с его вторым выходом через формирователь второго информационного канала 25-2; третий вход формирователя информационных каналов 25 соединен с его третьим выходом через формирователь третьего информационного канала 25-3; четвертый вход формирователя информационных каналов 25 соединен с его четвертым выходом через формирователь четвертого информационного канала 25-4; пятый вход формирователя информационных каналов 25 соединен с его пятым выходом через формирователь пятого информационного канала 25-5; шестой вход формирователя информационных каналов 25 соединен с его шестым выходом через формирователь шестого информационного канала 25-6; седьмой вход формирователя информационных каналов 25 соединен с его седьмым выходом через формирователь седьмого информационного канала 25-7; восьмой вход формирователя информационных каналов 25 соединен с его восьмым выходом через формирователь восьмого информационного канала 25-8; девятый вход формирователя информационных каналов 25 соединен с его девятым выходом через формирователь девятого информационного канала 25-9; десятый вход формирователя информационных каналов 25 соединен с его десятым выходом через формирователь десятого информационного канала 25-10.The
Формирователь информационного канала 25 (фиг.16) обеспечивает восстановление полученной информации в каждом из десяти каналов: с первого 25-1 по десятый - 25-10; каждый формирователь информационного канала содержит первый усилитель 32, интегральную цепочку 33, первый вентиль В.1, второй усилитель 34, дифференциальную цепочку 35, второй вентиль В.2, третий усилитель 36, генератор тактовых импульсов 37, модулятор 38; при этом вход формирователя информационного канала соединен с первым усилителем 32, выход первого усилителя 32 соединен параллельно через интегральную цепочку 33, через первый вентиль В.1, через второй усилитель 34 со вторым входом модулятора 38, а также через дифференциальную цепочку 35, через второй вентиль В.2, через третий усилитель 36, через генератор тактовых импульсов 37 с первым входом модулятора 38; выход модулятора 38 соединен с выходом формирователя информационного канала.The shaper of the information channel 25 (Fig.16) provides the restoration of the received information in each of the ten channels: from the first 25-1 to the tenth - 25-10; each information channel shaper includes a
Токовый трансформатор 31 (Фиг. 16) обеспечивает передачу энергии в секции антенной системы и сравнение токов соседних излучающих отрезков антенной системы с целью обеспечения их равенства. Токовый трансформатор 31 содержит трехобмоточный трансформатор Тр.1, с током от N-1 секции антенной системы в первой обмотке 1, с током от N секции антенной системы во второй обмотке 2 токового трансформатора 31, разностный ток от N-1 секции антенной системы и N секции антенной системы первой 1 и второй обмоток 2 возбуждаемый в третьей обмотке 3 токового трансформатора 31.The current transformer 31 (Fig. 16) provides for the transfer of energy in sections of the antenna system and comparison of the currents of adjacent radiating segments of the antenna system in order to ensure their equality.
Описанная работа преобразователя 21 является типовой для остальных преобразователей как в центральной ветви тока - от 21 до 2N, так и для дополнительной первой ветви тока - от 211 до 21N, дополнительной второй ветви - от 221 до 22N, дополнительной третьей ветви - от 231 до 23N, дополнительной четвертой ветви - от 241 до 24N и дополнительной пятой ветви - от 251 до 25N, поэтому нет необходимости повторять описание их принципа действия.The described operation of
Через заземлитель 32 в рабочем состоянии ток не течет, ибо токи первичной и вторичной обмоток в токовом трансформаторе 31 всегда подстраиваются равными по амплитуде, но противоположными по фазе, поэтому компенсируют поля, возбуждаемые друг другом. Однако заземлители в центральной ветви с первого З1 по ЗN, так и для дополнительной первой ветви тока - от З11 до З1N, дополнительной второй ветви - от З21 до З2N, дополнительной третьей ветви - от З31 до З1N, дополнительной четвертой ветви - от З41 до З4N, дополнительной пятой ветви - от З51 до З5N, должны быть всегда готовыми к работе, учитывая, что любой из преобразователей может оказаться в аварийном состоянии. Следовательно, одна из излучающих линий могут быть исключены из работы. Потому все заземлители при преобразователях являются могут быть рабочими и должны быть выполнены в виде заземлителей периметром круглой формы по Фиг. 6.2. Для работы при целостности всех цепей центрального антенного полотна и дополнительных пяти антенных полотен используются только первый 31 периметром круглой формы заземлитель в центральной ветви тока и последний заземлитель, периметром круглой формы, в каждой из пяти ветвей тока, то есть: З1N, З2N, З3N, З4N, З5N заземлители периметром круглой формы ветвей в антенной системе (фиг.7, фиг.8).No current flows through the
На фиг.17 представлен коммутатор ветвей 5, который определяет рабочие частоты и направление излучения из пяти дополнительных ветвей тока, а также выполняет контроль работу узлов и блоков коммутатора, содержащего преобразователь на пять каналов 42 и пять пятиконтактных включателей: Вк.1, Вк.2, Вк.3, Вк.4 и Вк.5; при этом первый выход N секции антенной системы оптоволоконного кабеля 4N центральной токовой ветви соединен через первый вход коммутатора ветвей 5 с первым входом преобразователя на пять каналов 42; второй выход N секции антенной системы оптоволоконного кабеля 4N центральной токовой ветви соединен через второй вход коммутатора ветвей 5 со вторым входом преобразователя на пять каналов 42; третий вход N секции антенной системы оптоволоконного кабеля 4N центральной токовой ветви соединен через восьмой выход коммутатора ветвей 5 и через восьмой выход преобразователя на пять каналов 42; первый выход преобразователя на пять каналов 42 соединен параллельно с первой клеммой «1» первого включателя Вк.1, с первой клеммой «1» второго включателя Вк.2, с первой клеммой «1» третьего включателя Вк.3, с первой клеммой «1» четвертого включателя Вк.4, с первой клеммой «1» пятого включателя Вк.5; второй выход преобразователя на пять каналов 42 соединен параллельно со второй клеммой «2» первого включателя Вк.1, со второй клеммой «2» второго включателя Вк.2, со второй клеммой «2» третьего включателя Вк.3, со второй клеммой «2» четвертого включателя Вк.4, со второй клеммой «2» пятого включателя Вк.5; третий выход преобразователя на пять каналов 42 соединен параллельно с третьей клеммой «3» первого включателя Вк.1, с третьей клеммой «3» второго включателя Вк.2, с третьей клеммой «3» третьего включателя Вк.3, с третьей клеммой «3» четвертого включателя Вк.4, с третьей клеммой «3» пятого включателя Вк.5; четвертый выход преобразователя на пять каналов 42 соединен параллельно с четвертой клеммой «4» первого включателя Вк.1, с четвертой клеммой «4» второго включателя Вк.2, с четвертой клеммой «4» третьего включателя Вк.3, с четвертой клеммой «4» четвертого включателя Вк.4, с четвертой клеммой «4» пятого включателя Вк.5; пятый выход преобразователя на пять каналов 42 соединен параллельно с пятой клеммой «5» первого включателя Вк.1, с пятой клеммой «5» второго включателя Вк.2, с пятой клеммой «5» третьего включателя Вк.3, с пятой клеммой «5» четвертого включателя Вк.4, с пятой клеммой «5» пятого включателя Вк.5; шестой выход преобразователя на пять каналов 42 через девятый выход коммутатора ветвей 5 соединен с заземлителем периметром круглой формы ЗК коммутатора ветвей 5; первый выход 1 коммутатора ветвей 5 соединен с первой ветвью через первую секцию оптоволоконного кабеля 411 из N секций антенной системы первой ветви 41N, при этом первый вход оптоволоконного кабеля 411 соединен через первый выход коммутатора ветвей 5 с седьмым выходом преобразователя на пять каналов 42, второй вход оптоволоконного кабеля 411 соединен через второй выход коммутатора ветвей 5 параллельно с шестой, седьмой, восьмой, девятой и десятой клеммами первого включателя Вк.1 коммутатора ветвей 5, а третий выход оптоволоконного кабеля 4ц соединен через третий вход коммутатора ветвей 5 с третьим входом преобразователя на пять каналов 42; второй выход 2 коммутатора ветвей 5 соединен со второй ветвью через первую секцию оптоволоконного кабеля 421 из N секций антенной системы второй ветви 42N, при этом первый вход оптоволоконного кабеля 421 соединен через третий выход коммутатора ветвей 5 с седьмым выходом преобразователя на пять каналов 42, второй вход оптоволоконного кабеля 421 соединен через четвертый выход коммутатора ветвей 5 параллельно с шестой, седьмой, восьмой, девятой и десятой клеммами второго включателя Вк.2 коммутатора ветвей 5, а третий выход оптоволоконного кабеля 421 соединен через четвертый вход коммутатора ветвей 5 с третьим входом преобразователя на пять каналов 42; третий выход 3 коммутатора ветвей 5 соединен с третьей ветвью через первую секцию оптоволоконного кабеля 431 из N секций антенной системы третьей ветви 43N, при этом первый вход оптоволоконного кабеля 431 соединен через шестой выход коммутатора ветвей 5 с седьмым выходом преобразователя на пять каналов 42, второй вход оптоволоконного кабеля 431 соединен через пятый выход коммутатора ветвей 5 параллельно с шестой, седьмой, восьмой, девятой и десятой клеммами третьего включателя Вк.3 коммутатора ветвей 5, а третий выход оптоволоконного кабеля 431 соединен через пятый вход коммутатора ветвей 5 с третьим входом преобразователя на пять каналов 42; четвертый выход 4 коммутатора ветвей 5 соединен с четвертой ветвью через первую секцию оптоволоконного кабеля 441 из N секций антенной системы четвертой ветви 44N, при этом первый вход оптоволоконного кабеля 441 соединен через седьмой выход коммутатора ветвей 5 с седьмым выходом преобразователя на пять каналов 42, второй вход оптоволоконного кабеля 441 соединен через восьмой выход коммутатора ветвей 5 параллельно с шестой, седьмой, восьмой, девятой и десятой клеммами четвертого включателя Вк.4 коммутатора ветвей 5, а третий выход оптоволоконного кабеля 441 соединен через шестой вход коммутатора ветвей 5 с третьим входом преобразователя на пять каналов 42; пятый выход 5 коммутатора ветвей 5 соединен с пятой ветвью через первую секцию оптоволоконного кабеля 451 из N секций антенной системы пятой ветви 45N, при этом первый вход оптоволоконного кабеля 451 соединен через десятый выход коммутатора ветвей 5 с седьмым выходом преобразователя на пять каналов 42, второй вход оптоволоконного кабеля 451 соединен через девятый выход коммутатора ветвей 5 параллельно с шестой, седьмой, восьмой, девятой и десятой клеммами пятого включателя Вк.5 коммутатора ветвей 5, а третий выход оптоволоконного кабеля 451 соединен через седьмой вход коммутатора ветвей 5 с третьим входом преобразователя на пять каналов 42.On Fig.17 shows the switch branches 5, which determines the operating frequency and direction of radiation from five additional current branches, and also monitors the operation of nodes and blocks of the switch, containing a converter for five channels 42 and five five-pin switches: Vk.1, Vk.2 , Vk.3, Vk.4 and Vk.5; the first output N of the section of the antenna system of the fiber optic cable 4 N of the central current branch is connected through the first input of the switch branches 5 with the first input of the Converter to five channels 42; the second output N of the section of the antenna system of the fiber optic cable 4 N of the central current branch is connected through the second input of the switch branches 5 with the second input of the five-channel converter 42; the third input N of the section of the antenna system of the fiber optic cable 4 N of the central current branch is connected through the eighth output of the switch branches 5 and through the eighth output of the five-channel converter 42; the first output of the converter for five channels 42 is connected in parallel with the first terminal "1" of the first switch Vk.1, with the first terminal "1" of the second switch Vk.2, with the first terminal "1" of the third switch Vk.3, with the first terminal "1 » of the fourth switch Vk.4, with the first terminal “1” of the fifth switch Vk.5; the second output of the converter for five channels 42 is connected in parallel with the second terminal "2" of the first switch Vk.1, with the second terminal "2" of the second switch Vk.2, with the second terminal "2" of the third switch Vk.3, with the second terminal "2 » of the fourth switch Vk.4, with the second terminal "2" of the fifth switch Vk.5; the third output of the converter for five channels 42 is connected in parallel with the third terminal "3" of the first switch Vk.1, with the third terminal "3" of the second switch Vk.2, with the third terminal "3" of the third switch Vk.3, with the third terminal "3 » of the fourth switch Vk.4, with the third terminal "3" of the fifth switch Vk.5; the fourth output of the converter for five channels 42 is connected in parallel with the fourth terminal "4" of the first switch Vk.1, with the fourth terminal "4" of the second switch Vk.2, with the fourth terminal "4" of the third switch Vk.3, with the fourth terminal "4 » the fourth switch Vk.4, with the fourth terminal "4" of the fifth switch Vk.5; the fifth output of the converter for five channels 42 is connected in parallel with the fifth terminal "5" of the first switch Vk.1, with the fifth terminal "5" of the second switch Vk.2, with the fifth terminal "5" of the third switch Vk.3, with the fifth terminal "5 » the fourth switch Vk.4, with the fifth terminal "5" of the fifth switch Vk.5; the sixth output of the converter for five channels 42 through the ninth output of the branch switch 5 is connected to the grounding conductor by a circular perimeter 3 K of the branch switch 5; the first output 1 of the branch switch 5 is connected to the first branch through the first section of the fiber optic cable 4 11 of N sections of the antenna system of the first branch 4 1N , while the first input of the fiber optic cable 4 11 is connected through the first output of the branch switch 5 to the seventh output of the converter for five channels 42 , the second input of the fiber optic cable 4 11 is connected through the second output of the branch switch 5 in parallel with the sixth, seventh, eighth, ninth and tenth terminals of the first switch Vk.1 of the branch switch 5, and the third output of the fiber optic cable 4ts is connected through the third input of the branch switch 5 with the third converter input to five channels 42; the second output 2 of the branch switch 5 is connected to the second branch through the first section of the fiber optic cable 4 21 of N sections of the antenna system of the second branch 4 2N , while the first input of the fiber optic cable 4 21 is connected through the third output of the branch switch 5 to the seventh output of the converter for five channels 42 , the second input of the fiber optic cable 4 21 is connected through the fourth output of the branch switch 5 in parallel with the sixth, seventh, eighth, ninth and tenth terminals of the second switch Vk.2 of the branch switch 5, and the third output of the fiber optic cable 4 21 is connected through the fourth input of the branch switch 5 with the third input of the converter to five channels 42; the third output 3 of the branch switch 5 is connected to the third branch through the first section of the fiber optic cable 4 31 of N sections of the antenna system of the third branch 4 3N , while the first input of the fiber optic cable 4 31 is connected through the sixth output of the branch switch 5 with the seventh output of the converter for five channels 42 , the second input of the fiber optic cable 4 31 is connected through the fifth output of the branch switch 5 in parallel with the sixth, seventh, eighth, ninth and tenth terminals of the third switch Vk.3 of the branch switch 5, and the third output of the fiber optic cable 4 31 is connected through the fifth input of the branch switch 5 with the third input of the converter to five channels 42; the fourth output 4 of the branch switch 5 is connected to the fourth branch through the first section of the fiber optic cable 4 41 of N sections of the antenna system of the fourth branch 4 4N , while the first input of the fiber optic cable 4 41 is connected through the seventh output of the branch switch 5 with the seventh output of the converter for five channels 42 , the second input of the fiber optic cable 4 41 is connected through the eighth output of the branch switch 5 in parallel with the sixth, seventh, eighth, ninth and tenth terminals of the fourth switch Vk.4 of the branch switch 5, and the third output of the fiber optic cable 4 41 is connected through the sixth input of the branch switch 5 with the third input of the converter to five channels 42; the fifth output 5 of the branch switch 5 is connected to the fifth branch through the first section of the fiber optic cable 4 51 of N sections of the antenna system of the fifth branch 4 5N , while the first input of the fiber optic cable 4 51 is connected through the tenth output of the branch switch 5 to the seventh output of the converter for five channels 42 , the second input of the fiber optic cable 4 51 is connected through the ninth output of the branch switch 5 in parallel with the sixth, seventh, eighth, ninth and tenth terminals of the fifth switch Vk.5 of the branch switch 5, and the third output of the fiber optic cable 4 51 is connected through the seventh input of the branch switch 5 with the third input of the converter to five channels 42.
На фиг.18 представлен преобразователь на пять каналов 42, содержащий источник электрической энергии 1-7, информационный трансформатор 22, усилитель 23, блок узкополосных фильтров 24, формирователь информационных каналов 25; формирователи спектра пяти каналов: первого 26-1, второго 26-2, третьего 26-3, четвертого 26-4 и пятого 26-5; предварительные усилители пяти каналов: первого 27-1, второго 27-2, третьего 27-3, четвертого 27-4 и пятого 27-5; усилители мощности пяти каналов: первого 28-1, второго 28-2, третьего 28-3, четвертого 28-4 и пятого 28-5; регулятор мощности на входе усилителя мощности 29; силовые трансформаторы в пяти каналах: первого 30-1, второго 30-2, третьего 30-3, четвертого 30-4 и пятого 30-5; токовый трансформатор 31, первое приемное устройство оптической линии 32-1, второе приемное устройство оптической линии 32-2, первое передающее устройство оптической линии 34-1, второе передающее устройство оптической линии 34-2, первый корректирующий блок оптической линии 33-1, второй корректирующий блок оптической линии -33-2, - ток в однослойном повиве круглых алюминиевых проволок подводного оптоволоконного кабеля N излучающей секции 4N центральной ветви антенны длинной 20 км; - ток в первой секции 411÷451 любой из дополнительных пяти ветвей антенны длинной 20 км направляемым по пяти выходам с первого по пятый; - разность токов между током в последней секции 4N центральной ветви и током в первой секции 411÷451 любой дополнительной ветви антенной системы; при этом первый выход подводного оптоволоконного кабеля N излучающей секции 4N центральной ветви соединен через первый вход преобразователя на пять каналов 42 соединен через первое приемное устройство оптической линии 32-1 параллельно со входом первого корректирующего блока оптической линии 33-1, а через первое передающее устройство оптической линии 34-1 с седьмым выходом преобразователя на пять каналов 42, выход первого корректирующего блока оптической линии 33-1 соединен параллельно со вторыми входами пяти предварительных усилителей пяти каналов: первого 27-1, второго 27-2, третьего 27-3, четвертого 27-4 и пятого 27-5; второй выход подводного оптоволоконного кабеля N излучающей секции 4N центральной ветви соединен со вторым входом преобразователя на пять каналов; второй вход преобразователя на пять каналов 42 соединен через первичную обмотку информационного трансформатора 22, через первый вход токового трансформатора 31, через первый выход токового трансформатора 31 с шестым выходом преобразователя на пять каналов 42; вторичная обмотка информационного трансформатора 22 соединена через усилитель 23 с входом блока узкополосных фильтров 24; десять выходов блока узкополосных фильтров 24 соединены с десятью входами формирователя информационных каналов 25; первый и второй выходы формирователя информационных каналов 25 соединены с первым и вторым входом первого формирователи спектра 26-1 первого канала передачи данных; третий и четвертый выходы формирователя информационных каналов 25 соединены с первым и вторым входом второго формирователи спектра 26-2 второго канала передачи данных; пятый и шестой выходы формирователя информационных каналов 25 соединены с первым и вторым входом третьего формирователи спектра 26-3 третьего канала передачи данных; седьмой и восьмой выходы формирователя информационных каналов 25 соединены с первым и вторым входом четвертого формирователи спектра 26-4 четвертого канала передачи данных; девятый и десятый выходы формирователя информационных каналов 25 соединены с первым и вторым входом пятого формирователи спектра 26-5 пятого канала передачи данных; выход первого формирователя спектра 26-1 первого канала передачи данных через первый вход предварительного усилителя 27-1 соединен с первым входом первого усилителя мощности 28-1 первого канала, выход первого усилителя мощности 28-1 соединен с первичной обмоткой первого силового трансформатора 30-1 первого канала, вторичная обмотка этого силового трансформатора 30-1 клеммой «а» соединена со вторым входом токового трансформатора 31, а клеммой «б» вторичная обмотка первого силового трансформатора 30-1 соединена с первым выходом преобразователя на пять каналов 42; выход второго формирователя спектра 26-2 второго канала передачи данных через первый вход предварительного усилителя 27-2 соединен с первым входом второго усилителя мощности 28-2 второго канала, выход второго усилителя мощности 28-2 соединен с первичной обмоткой второго силового трансформатора 30-2 второго канала, вторичная обмотка этого силового трансформатора 30-2 клеммой «а» соединена со вторым входом токового трансформатора 31, а клеммой «б» вторичная обмотка второго силового трансформатора 30-2 соединена со вторым выходом преобразователя на пять каналов 42; выход третьего формирователя спектра 26-3 третьего канала передачи данных через первый вход предварительного усилителя 27-3 соединен с первым входом третьего усилителя мощности 28-3 третьего канала, выход третьего усилителя мощности 28-3 соединен с первичной обмоткой третьего силового трансформатора 30-3 третьего канала, вторичная обмотка этого силового трансформатора 30-3 клеммой «а» соединена со вторым входом токового трансформатора 31, а клеммой «б» вторичная обмотка третьего силового трансформатора 30-3 соединена с третьим выходом преобразователя на пять каналов 42; выход четвертого формирователя спектра 26-4 четвертого канала передачи данных через первый вход предварительного усилителя 27-4 соединен с первым входом четвертого усилителя мощности 28-4 четвертого канала, выход четвертого усилителя мощности 28-4 соединен с первичной обмоткой четвертого силового трансформатора 30-4 четвертого канала, вторичная обмотка этого силового трансформатора 30-4 клеммой «а» соединена со вторым входом токового трансформатора 31, а клеммой «б» вторичная обмотка четвертого силового трансформатора 30-4 соединена с четвертым выходом преобразователя на пять каналов 42; выход пятого формирователя спектра 26-5 пятого канала передачи данных через первый вход предварительного усилителя 27-5 соединен с первым входом пятого усилителя мощности 28-5 пятого канала, выход пятого усилителя мощности 28-5 соединен с первичной обмоткой пятого силового трансформатора 30-5 пятого канала, вторичная обмотка этого силового трансформатора 30-5 клеммой «а» соединена со вторым входом токового трансформатора 31, а клеммой «б» вторичная обмотка пятого силового трансформатора 30-5 соединена с пятым выходом преобразователя на пять каналов 42; первый выход токового трансформатора 31 соединен с шестым выходом преобразователя на пять каналов 42, а второй выход токового трансформатора 31 соединен с входом регулятора мощности усилителей мощности 29, выход регулятора мощности 29 соединен параллельно со вторыми входами пяти усилителей мощности: первого усилителя мощности 28-1, второго усилителя мощности 28-2, третьего 28-3, четвертого 28-4 и пятого усилителя мощности 28-5; третий вход преобразователя на пять каналов 42 соединен с восьмым выходом преобразователя на пять каналов 42 через второе приемное устройство оптической линии 32-2, через второй корректирующий блок оптической линии -33-2 и через второе передающее устройство оптической линии 34-2.In Fig.18 shows the Converter to five channels 42, containing a source of electrical energy 1-7, information transformer 22, amplifier 23, a block of narrow-band filters 24, the shaper of information channels 25; spectrum shapers of five channels: the first 26-1, the second 26-2, the third 26-3, the fourth 26-4 and the fifth 26-5; preamplifiers of five channels: the first 27-1, the second 27-2, the third 27-3, the fourth 27-4 and the fifth 27-5; power amplifiers of five channels: the first 28-1, the second 28-2, the third 28-3, the fourth 28-4 and the fifth 28-5; power regulator at the input of the power amplifier 29; power transformers in five channels: the first 30-1, the second 30-2, the third 30-3, the fourth 30-4 and the fifth 30-5; current transformer 31, first optical line receiver 32-1, second optical line receiver 32-2, first optical line transmitter 34-1, second optical line transmitter 34-2, first optical line equalizer 33-1, second corrective block of the optical line -33-2, - current in a single-layer layer of round aluminum wires of a submarine fiber-optic cable N of the radiating section 4 N of the central branch of the antenna 20 km long; - current in the first section 4 11 ÷4 51 of any of the additional five branches of the antenna 20 km long directed through five outputs from the first to the fifth; - current difference between the current in the last section 4 N of the central branch and the current in the first section 4 11 ÷4 51 of any additional branch of the antenna system; wherein the first output of the submarine fiber optic cable N of the radiating section 4 N of the central branch is connected through the first input of the converter to five channels 42 is connected through the first receiver of the optical line 32-1 in parallel with the input of the first correction unit of the optical line 33-1, and through the first transmitter optical line 34-1 with the seventh output of the converter for five channels 42, the output of the first corrective block of the optical line 33-1 is connected in parallel with the second inputs of five preamplifiers of five channels: the first 27-1, the second 27-2, the third 27-3, the fourth 27-4 and fifth 27-5; the second output of the submarine fiber optic cable N of the radiating section 4 N of the central branch is connected to the second input of the five-channel converter; the second input of the converter for five channels 42 is connected through the primary winding of the information transformer 22, through the first input of the current transformer 31, through the first output of the current transformer 31 with the sixth output of the converter for five channels 42; the secondary winding of the information transformer 22 is connected through an amplifier 23 to the input of the block of narrow-band filters 24; ten outputs of the block of narrow-band filters 24 are connected to ten inputs of the shaper information channels 25; the first and second outputs of the information channel shaper 25 are connected to the first and second inputs of the first spectrum shaper 26-1 of the first data channel; the third and fourth outputs of the information channel shaper 25 are connected to the first and second inputs of the second spectrum shaper 26-2 of the second data channel; the fifth and sixth outputs of the information channel shaper 25 are connected to the first and second inputs of the third spectrum shaper 26-3 of the third data channel; the seventh and eighth outputs of the information channel shaper 25 are connected to the first and second inputs of the fourth spectrum shaper 26-4 of the fourth data transmission channel; the ninth and tenth outputs of the information channel shaper 25 are connected to the first and second inputs of the fifth spectrum shaper 26-5 of the fifth data transmission channel; the output of the first spectrum shaper 26-1 of the first data transmission channel through the first input of the pre-amplifier 27-1 is connected to the first input of the first power amplifier 28-1 of the first channel, the output of the first power amplifier 28-1 is connected to the primary winding of the first power transformer 30-1 of the first channel, the secondary winding of this power transformer 30-1 terminal "a" is connected to the second input of the current transformer 31, and terminal "b" the secondary winding of the first power transformer 30-1 is connected to the first output of the converter to five channels 42; the output of the second spectrum shaper 26-2 of the second data transmission channel is connected through the first input of the pre-amplifier 27-2 to the first input of the second power amplifier 28-2 of the second channel, the output of the second power amplifier 28-2 is connected to the primary winding of the second power transformer 30-2 of the second channel, the secondary winding of this power transformer 30-2 terminal "a" is connected to the second input of the current transformer 31, and terminal "b" the secondary winding of the second power transformer 30-2 is connected to the second output of the converter for five channels 42; the output of the third spectrum shaper 26-3 of the third data transmission channel through the first input of the pre-amplifier 27-3 is connected to the first input of the third power amplifier 28-3 of the third channel, the output of the third power amplifier 28-3 is connected to the primary winding of the third power transformer 30-3 of the third channel, the secondary winding of this power transformer 30-3 terminal "a" is connected to the second input of the current transformer 31, and terminal "b" the secondary winding of the third power transformer 30-3 is connected to the third output of the converter for five channels 42; the output of the fourth spectrum shaper 26-4 of the fourth data transmission channel is connected through the first input of the pre-amplifier 27-4 to the first input of the fourth power amplifier 28-4 of the fourth channel, the output of the fourth power amplifier 28-4 is connected to the primary winding of the fourth power transformer 30-4 of the fourth channel, the secondary winding of this power transformer 30-4 terminal "a" is connected to the second input of the current transformer 31, and terminal "b" the secondary winding of the fourth power transformer 30-4 is connected to the fourth output of the converter for five channels 42; the output of the fifth spectrum shaper 26-5 of the fifth data transmission channel is connected through the first input of the pre-amplifier 27-5 to the first input of the fifth power amplifier 28-5 of the fifth channel, the output of the fifth power amplifier 28-5 is connected to the primary winding of the fifth power transformer 30-5 of the fifth channel, the secondary winding of this power transformer 30-5 terminal "a" is connected to the second input of the current transformer 31, and terminal "b" the secondary winding of the fifth power transformer 30-5 is connected to the fifth output of the converter for five channels 42; the first output of the current transformer 31 is connected to the sixth output of the converter for five channels 42, and the second output of the current transformer 31 is connected to the input of the power controller of the power amplifiers 29, the output of the power controller 29 is connected in parallel with the second inputs of five power amplifiers: the first power amplifier 28-1, a second power amplifier 28-2, a third 28-3, a fourth 28-4, and a fifth power amplifier 28-5; the third input of the five-channel converter 42 is connected to the eighth output of the five-channel converter 42 through the second optical line receiver 32-2, through the second optical line correction unit -33-2, and through the second optical line transmitter 34-2.
Обоснованное распределение каналов передачи по пяти дополнительным ветвям позволяет представить передачу энергии пяти информационных каналов и построить распределение по пяти направлениям, обеспечивая таким образом, одновременно передачу информации на пять объектов, находящихся в удаленных районах мирового океана. На фиг.19 представлена специфика работы оконечных заземлителей при совместной работе центральной ветви тока при последовательном включении к центральной ветви дополнительных пяти ветвей, работающих на собственном информационном канале. Причем пять ветвей включены параллельно и также направленные свойства передающей антенны приведены.A reasonable distribution of transmission channels over five additional branches allows us to imagine the transmission of energy from five information channels and build a distribution in five directions, thus ensuring simultaneous transmission of information to five objects located in remote areas of the oceans. On Fig.19 shows the specifics of the operation of the final ground electrodes during the joint operation of the central branch of the current with the serial connection to the central branch of additional five branches operating on their own information channel. Moreover, five branches are connected in parallel and the directional properties of the transmitting antenna are also given.
Например, на фиг.19 представлена специфика работы пяти ветвей и каждая на своем канале передачи данных. Ток IA, возбуждаемый генератором ЭДС UГен в центральной ветви спектром пяти каналов, продолжает протекать в виде тока первого канала на частотах ƒ1 и ƒ2 в первой ветви; тока второго канала на частотах ƒ3 и ƒ4 во второй ветви; тока третьего канала на частотах ƒ5 и ƒ6 в третьей ветви; тока четвертого канала на частотах ƒ7 и ƒ8 в четвертой ветви; тока пятого канала на частотах ƒ9 и ƒ10 в пятой ветви через вход коммутатора ветвей 5 и его первый, второй, третий, четвертый и пятый выходы при замкнутых пяти включателях: Вк.1, Вк.2, Вк.3, Вк.4 и Вк.5. При этом разность потенциала генератора ЭДС UГен одновременно приложена к земляной поверхности пяти ветвей. ЭДС генератора между первым заземлителем периметром круглой формы З1 центральной ветви и последним заземлителем периметром круглой формы З1N первой ветви для частот первого канала, это приводит к протеканию обратного тока . Кроме того, разность потенциала генератора ЭДС UГен между первым заземлителем периметром круглой формы З1 центральной ветви и последним заземлителем периметром круглой формы З2N второй ветви для частот второго канала, это приводит к протеканию обратного тока . Кроме того, ЭДС генератора между первым заземлителем периметром круглой формы З1 центральной ветви и последним заземлителем периметром круглой формы З3N третьей ветви для частот третьего канала, это приводит к протеканию обратного тока . Кроме того, ЭДС генератора между первым заземлителем периметром круглой формы З1 центральной ветви и последним заземлителем периметром круглой формы З4N четвертой ветви для частот четвертого канала, это приводит к протеканию обратного тока . А также ЭДС генератора между первым заземлителем периметром круглой формы З1 центральной ветви и последним заземлителем периметром круглой формы З5N пятой ветви на частотах пятого, это приводит к протеканию обратного тока . Эти обратные токи: замыкают цепь, и являются токами передающей антенны на пяти каналах, состоящего из центральной ветви ток IA, пяти ветвей тока и пяти обратных токов Направление излучения или диаграмма направленности цепи образованной этими токами соответствует собственной топологии или линиям обратного тока. Причем оконечные заземлители периметром круглой формы пяти ветвей пространственно разнесены, поэтому топологии обратных токов разнесены и находятся под определенными углами относительно топологии центральной ветви, следовательно, пять каналов передачи данных обслуживают свой собственный сектор мирового океана, чем обозначается независимая и одновременная система управления подводными объектами. Сопротивления всех пяти ветвей для тока антенны одинаковы, поэтому токи во всех пяти ветвях могут быть одинаковы и их сумма равна току в центральной ветви. Учитывая топологию обратных токов, ширина диаграмм направленности в направлении заданном образует пять направлений и пять независимых зон обслуживания инфотелекоммуникационной системой: по «А» на частотах ƒ1 и ƒ2 первого канала, по «С» на частотах ƒ3 и ƒ4 второго канала, по «Д» на частотах ƒ5 и ƒ6 третьего канала, по «К» на частотах ƒ7 и ƒ8 четвертого канала и по «Р» на частотах ƒ9 и ƒ10 пятого канала, или будет в пять раз шире, чем в направлении «В» (фиг.19).For example, Fig.19 shows the specifics of the five branches and each on its own data transmission channel. Current I A , excited by the EMF generator U Gene in the central branch of the spectrum of five channels, continues to flow in the form of a current the first channel at frequencies ƒ 1 and ƒ 2 in the first branch; current the second channel at frequencies ƒ 3 and ƒ 4 in the second branch; current the third channel at frequencies ƒ 5 and ƒ 6 in the third branch; current the fourth channel at frequencies ƒ 7 and ƒ 8 in the fourth branch; current of the fifth channel at frequencies ƒ 9 and ƒ 10 in the fifth branch through the input of the
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.The authors are not aware of technical solutions from the field of radio communications containing features equivalent to the distinctive features of the claimed device. The authors are not aware of technical solutions from other fields of technology that have the properties of the claimed technical object of the invention. Thus, the claimed technical solution, according to the authors, has the criterion of essential features.
Claims (9)
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2778738C1 true RU2778738C1 (en) | 2022-08-24 |
RU2021104500A RU2021104500A (en) | 2022-08-24 |
Family
ID=
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10044322A1 (en) * | 2000-09-07 | 2002-04-04 | Dynamit Nobel Ag | Wireless VHF or UHF transmission of signals from transmitter to receiver antenna e.g. between submarines or ships by transmitting through medium of water |
RU2350020C2 (en) * | 2007-03-19 | 2009-03-20 | Закрытое акционерное общество "Проектно-конструкторское бюро" РИО" | Communication system of superlow-frequency and very low frequency range with deep-sunk and remote objects |
RU2567181C1 (en) * | 2014-08-05 | 2015-11-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации | System for very low-frequency and extremely low-frequency communication with deep-sunk and remote objects - 1 |
RU2608072C1 (en) * | 2015-10-01 | 2017-01-13 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации | Communication system of super low frequency and extremely low frequency ranges with deeply submerged and remote objects |
RU2626070C1 (en) * | 2016-09-12 | 2017-07-21 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации | Communication system of ultra-low frequency and extremely-frequency range with deep-seated and remote objects - 6 |
RU2693060C1 (en) * | 2018-07-10 | 2019-07-01 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Балтийский федеральный университет имени Иммануила Канта" (БФУ им. И. Канта) | Ultra-low frequency and ultra-rare-frequency communication system with deep-loaded and remote objects-8 |
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10044322A1 (en) * | 2000-09-07 | 2002-04-04 | Dynamit Nobel Ag | Wireless VHF or UHF transmission of signals from transmitter to receiver antenna e.g. between submarines or ships by transmitting through medium of water |
RU2350020C2 (en) * | 2007-03-19 | 2009-03-20 | Закрытое акционерное общество "Проектно-конструкторское бюро" РИО" | Communication system of superlow-frequency and very low frequency range with deep-sunk and remote objects |
RU2567181C1 (en) * | 2014-08-05 | 2015-11-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации | System for very low-frequency and extremely low-frequency communication with deep-sunk and remote objects - 1 |
RU2608072C1 (en) * | 2015-10-01 | 2017-01-13 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации | Communication system of super low frequency and extremely low frequency ranges with deeply submerged and remote objects |
RU2626070C1 (en) * | 2016-09-12 | 2017-07-21 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации | Communication system of ultra-low frequency and extremely-frequency range with deep-seated and remote objects - 6 |
RU2693060C1 (en) * | 2018-07-10 | 2019-07-01 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Балтийский федеральный университет имени Иммануила Канта" (БФУ им. И. Канта) | Ultra-low frequency and ultra-rare-frequency communication system with deep-loaded and remote objects-8 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2626070C1 (en) | Communication system of ultra-low frequency and extremely-frequency range with deep-seated and remote objects - 6 | |
Belakhovsky et al. | Impulsive disturbances of the geomagnetic field as a cause of induced currents of electric power lines | |
US7791215B2 (en) | Intra-bundle power line carrier current system | |
KR970705197A (en) | Transmit and receive loop antenna | |
Wang et al. | Power grid resilience to electromagnetic pulse (EMP) disturbances: A literature review | |
RU2567181C1 (en) | System for very low-frequency and extremely low-frequency communication with deep-sunk and remote objects - 1 | |
WO2015087724A1 (en) | Magnetic loop antenna and magnetic-field communication device using same | |
RU2608072C1 (en) | Communication system of super low frequency and extremely low frequency ranges with deeply submerged and remote objects | |
RU2611603C1 (en) | Communication system of very low and extremely low frequency range with deep-seated and distant objects | |
RU2350020C2 (en) | Communication system of superlow-frequency and very low frequency range with deep-sunk and remote objects | |
RU2659409C1 (en) | Communication system of super low frequency and extremely low frequency ranges with deeply submerged and remote objects | |
RU2778738C1 (en) | System for very-low-frequency and ultra-low-frequency range communication with deep-submerged and remote objects | |
RU2766153C1 (en) | System for communication of the very-low-frequency and ultra-low-frequency range with deep-submerged and remote objects | |
RU2693060C1 (en) | Ultra-low frequency and ultra-rare-frequency communication system with deep-loaded and remote objects-8 | |
RU2692931C1 (en) | Communication system of ultra-low frequency and ultra-rare-frequency bands with deep-loaded and remote objects -7 | |
RU2736926C1 (en) | Ultra-low-frequency and extremely low-frequency communication system with deep-loaded and remote objects | |
Bothmer et al. | Space weather effects on power grids | |
Van der Laan et al. | Reliable protection of electronics against lightning: Some practical applications | |
Merrill | Some early historical aspects of project sanguine | |
RU2590899C2 (en) | Communication system for very low frequency and extremely low frequency range with deeply submerged and remote objects - 2 | |
Pirjola et al. | Geomagnetically induced currents in electric power transmission networks at different latitudes | |
JP2006046938A (en) | Feeble earth-current detection method and its system | |
Boddie | Telephone communication over power lines by high frequency currents | |
Barannik et al. | Electromagnetic Compatibility Issues Between Powerful Controlled Sources of ULF Waves and Substation | |
JP2010249848A (en) | Feeble earth-current detection method and system therefor |