Система связи сверхнизкочастотного и крайненизкочастотного диапазона с глубокопогруженными и удаленными объектами

Система связи сверхнизкочастотного и крайненизкочастотного диапазона с глубокопогруженными и удаленными объектами

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к области электротехники и радиотехники, а именно к технике связи СНЧ-КНЧ-диапазона, и может быть использовано для связи с глубокопогруженными и удаленными подводными объектами.

Известен «Способ сейсмической разведки» (патент №2029318 RU G01V 1/09, 1995). Этот способ сейсмической разведки заключается в возбуждении зондирующего сигнала и многоканального приема отраженных и дифрагированных волн от объекта, обработке с проведением селекции волн по направлениям прихода и отображением результатов в виде размеров параметров на платформе. Недостатком такого способа является то, что он использует приближенную интерполяцию данных, что приводит в ряде случаев к низкой достоверности результатов зондирования.

Известно устройство «Способ электромагнитного зондирования земной коры с использованием нормированных источников поля» (патент №2093863, RU G01V 3/12, 1997). Данное устройство содержит два генератора синусоидального тока, которые нагружены на протяженные, низко расположенные, горизонтально ориентированные и заземленные на концах антенны, регистрация же излучения, создаваемого СНЧ-радиоустановкой, осуществляется с помощью измерительного комплекса Объединенного Института Физики Земли (ОИФЗ) РАН типа «Борок». Однако данная установка не обеспечивает передачу информации с глубокопогруженными и удаленными подводными объектами, так как не имеет приемного комплекса в своем составе, а также обладает недостаточным уровнем СНЧ-КНЧ-сигналов на больших удалениях от источника.Известно устройство «Унифицированный генераторно-измерительный комплекс СНЧ-КНЧ-излучения для геофизических исследований» (патент №2188439 RU от 27.08.02 G01V 3/12). Комплекс состоит из задающего генератора, N генераторов синусоидального тока, нагруженных на протяженные, низко расположенные горизонтально ориентированные передающие антенны с заземлителями на концах, причем регистрация излучения, создаваемого СНЧ-КНЧ-генераторами, осуществляется с помощью измерительного комплекса, при этом все N генераторов подключены к единому задающему генератору. Задающий генератор представляет собой однофазный мостовой инвертор, выполненный на мощных полупроводниковых управляемых вентилях-тиристорах. Недостатками устройства «Унифицированный генераторно-измерительный…» - известного генераторно-измерительного комплекса - является малый уровень излучения СНЧ-КНЧ-сигналов и их регистрация на больших удалениях от источника, так номинальная активная мощность при испытаниях на активную нагрузку составляет не более 30 кВт, а также низкая надежность работы комплекса в условиях наведенных помех (с глубоким подавлением гармоник промышленной частоты). Кроме того, в связи с высокими требованиями, предъявляемыми теорией электромагнитного поля к распространению радиосигналов в Мировом океане, для связи с удаленными и глубокопогруженными объектами необходимо иметь специальную антенну, малошумящий антенный усилитель и аналого-цифровой приемник, которые в прототипе отсутствуют.

Известна «Система связи сверхнизкочастотного и крайненизкочастотного диапазона с глубокопогруженными и удаленными объектами» (патент №2350020 RU). Радиоволны большей части электромагнитного диапазона не проникают в морскую воду. Глубина проникновения электромагнитной энергии определяется следующей формулой: , где π=3,14; f - частота электромагнитной волны, от 3 до 300 Гц; μ=4⋅π⋅10^-7 Гн/м.; σ - проводимость морской воды от 1 до 4 Сименс на метр. Используя самые низкие частоты от 3 до 300 Гц (КНЧ и СНЧ) можно получить глубину подводного радиоприема больше 100 метров. Поэтому для связи с удаленными 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.

Известна «Система связи сверхнизкочастотного и крайненизкочастотного диапазона с глубокопогруженными и удаленными объектами» по заявке 2014132320 от 05.08.2014 г., которая содержит один маломощный КНЧ-СНЧ генератор, два заземлителя, «n» усилителей, «n» блоков системы управления для одной длинной в несколько десятков сотен километров передающей антенны с током в ней, позволяющим обеспечить заданный магнитный момент для обеспечения связи с глубокопогруженными и удаленными объектами и не оказывать влияние на электромагнитную совместимость с радиоэлектронными средствами, ЛЭП и кабельными магистралями, а также создание условий экологической безопасности для человека и окружающей среды. Однако такая система имеет следующие недостатки:

- не позволяет выполнить общую длину в несколько десятков сотен километров из-за естественных преград в виде рек, озер, возвышенностей, населенных пунктов и др.

Прототипом является «Система связи сверхнизкочастотного и крайненизкочастотного диапазона с глубокопогруженными и удаленными объектами» (патент №2350020 RU) которая содержит «n» генераторов синусоидального тока, нагруженных на протяженные низко расположенные горизонтально ориентированные передающие антенны с заземлителями на концах, причем прием и регистрация излучения, создаваемого СНЧ-КНЧ-генераторами, осуществляются с помощью буксируемой кабельной антенны, антенного усилителя и приемника СНЧ-КНЧ-диапазона, находящихся на борту подводного объекта, при этом задающий генератор состоит из системы управления, защиты и автоматизации (СУРЗА), тиристорного выпрямителя, первого устройства защиты, автономного инвертора напряжения, второго устройства защиты, согласующего устройства, устройства питания и двух входных переключателей, при этом входные переключатели выполнены трехпозиционными и последовательно тремя входами соединены с тиристорным выпрямителем, причем на соединительных линиях установлены датчика тока (ДТ) и датчики напряжения (ДН), которые соединены с системой управления, регулирования и автоматики, а выпрямитель через устройство защиты двумя выходами соединен с автономным инвертором, который в свою очередь через устройство защиты соединен с согласующим устройством, при этом согласующее устройство соединено с антенной, причем СУРЗА соединено с выносным постом управления и понижающим выпрямителем, который своим входом соединен с третьим входом высоковольтного устройства питания генератора, а тот в свою очередь первым входом соединен с входным переключателем, а вторым входом с понижающими блоками питания, при этом на глубокопогруженном и удаленном объекте установлена буксируемая кабельная антенна, которая через антенный усилитель соединена с приемником СНЧ-КНЧ- диапазона.

Недостатки прототипа являются:

- большие мощности «n» генераторов не менее 100 кВт;

- «n» антенных устройств с «2n» плоскостными заземлителями, (у каждой низкорасположенной антенны два заземлителя по концам антенны) следовательно, большая площадь земной поверхности поражена обратными токами антенны и размещение электронных средств на данной площади невозможно;

- электромагнитное поле, создаваемое «n» антенными устройствами поражает все технические и инженерные системы на значительных расстояниях;

- экологическая опасность превышения норм ПДУ СНЧ (предельно-допустимые нормы облучения личного состава обслуживающего СНЧ 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 при неровности поверхности земли достигает 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.

Таким образом, компоновка на ограниченной территории антенной системы, состоящей из «n» антенных устройств с «2n» плоскостными заземлителями с подключенными к ним 100 кВт генераторами является опасной для данного региона, и решить проблему электромагнитной совместимости с РЭС, ЛЭП, кабельными магистралями и экологической безопасности не представляется возможным.

Целью изобретения является:

- снижение уровня мощности сосредоточенного генератора в одной точке антенны;

- создание антенны СНЧ-КНЧ, не оказывающий влияние на электромагнитную обстановку района размещения антенны за счет рассредоточенных по длине антенны в несколько сотен километров маломощных генераторов;

- обеспечить электромагнитную совместимость с радиоэлектронными средствами, ЛЭП, кабельными магистралями и инженерными сооружениями, а также создание экологической безопасности для человека и окружающей среды;

- обеспечить природную и топологическую совместимость многокилометровой антенной системы с реками, озерами, возвышенностями и населенными пунктами.

Поставленная цель достигается за счет применения в «Системе связи сверхнизкочастотного и крайненизкочастотного диапазона с глубокопогруженными и удаленными объектами» передающей антенны длиной в несколько десятков сотен километров L_{АНТЕННЫ}, выполненную из «n» дипольных источников длиной l_ДИПОЛЯ, каждый из «n» дипольных источников соединен с двумя заземлителями и собственным маломощным КНЧ-СНЧ генератором, синхронизируемым блоком управления через радиоканал радиорелейной связи. Малый ток в «n» излучающих диполях передающей антенны, позволяет обеспечить заданный магнитный момент для обеспечения связи с глубоко-погруженными и удаленными объектами и исключить влияние на электромагнитную совместимость с радиоэлектронными средствами, ЛЭП и кабельными магистралями за счет рассредоточенных по длине антенны в несколько сотен километров маломощных генераторов, а также создание условий экологической безопасности для человека и окружающей среды, кроме того, обеспечить природную и топологическую совместимость многокилометровой антенной системы с реками, озерами, возвышенностями и населенными пунктами путем построения антенны передающей как «n» последовательно размещенных на поверхности земли типовых дипольных источников.

Действительно, резонансная частота сферического резонатора Земля - ионосфера определяется как длина по экватору в 40000 км деленная на скорость света (3⋅10⁸ м/с) или =(40000000⋅км)/(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⋅[A⋅м²]. Магнитный момент рамочной антенны определяется

,

где I_A - ток в антенне в Амперах; h_тока - глубина протекания тока в земле, определяется следующей формулой: (π=3,14; f - частота электромагнитной волны 3-300 Гц; μ=4⋅π⋅10^-7, Гн/м.; σ - проводимость земли в районе размещения антенны выбирается от 10^-4 до 10^-5 См/м); L_{АНТЕННЫ} - длина антенны в метрах.

Расчет показывает, что если ток каждого из N диполей принять равным ампер, а глубину протекания обратного тока I_ОБ принять равной h_тока=10 км, то длина передающий антенны, состоящая из суммы дипольных источников, должна быть около L_{АНТЕННЫ}=1000 км. Следовательно, чтобы исключить влияние тока на окружающие антенну радиоэлектронные средства (РЭС), высоковольтные линии электропередачи и кабельные магистрали антенна должна иметь малый ток, но большую длину. Например, влияние частот 3 герц очень сильно сказывается, учитывая большую глубину проникновения через экранирующие оболочки кабелей и корпуса радиоэлектронных средств.

Таким образом, передающая антенна СНЧ-КНЧ должна иметь большую длину для достижения заданного магнитного момента и малый ток для обеспечения ее экологической безопасности при эксплуатации, а также обеспечения электромагнитной совместимости с РЭС, кабельными магистралями, высоковольтными линиями электропередачи и инженерными сооружениями, кроме того, обеспечение природной, топологической совместимости трассы многокилометровой антенной системы с реками, озерами, возвышенностями и населенными пунктами достигается путем построения антенны передающей в виде типовых дипольных источников представленных на фиг. 1.

На фиг. 1 представлена передающая антенна «Система связи сверхнизкочастотного и крайненизкочастотного диапазона с глубокопогруженными и удаленными объектами», где:

- 1 - блок управления передающей антенной сверхнизкочастотного и крайненизкочастотного диапазонов;

- 2₁, 2₂, 2₃, …, 2_N - первая, вторая, третья, …, и N-ая радиостанции радиорелейной связи;

- 3₁, 3₂, 3₃, …, 3_N - первый, второй, третий, …, и N-ый преобразователи;

- 4₁, 4₂, 4₃, …, 4_N - первый, второй третий, …, и N-ый заземлители;

- Тр.1, Тр.2, …, Tp.N - двухобмоточные трансформаторы источника энергии в каждом из N дипольных источников;

- - величина тока дипольного источника;

- I_ОБ - обратный ток, протекаемый на глубине скин-слоя ();

- h_{ГЛУБИНА} - глубина прокладки антенны в поверхностном слое земли;

- h_тока - глубина протекания обратного тока в земле равная скин-слою для данного дипольного источника или ;

- L_{АНТЕННЫ} - длина передающей антенны, как сумма всех N дипольных источников;

- диполя - длина каждого из N дипольных источников.

На фиг. 2 блок управления передающей антенной сверхнизкочастотного и крайненизкочастотного диапазонов, где:

- 1-1 - пульт управления каналами несущей частоты, информацией и метода передачи информации (например, широтный импульсный, частотный и другие);

- 1-2 - задающий генератор рабочей частоты излучения передающей антенны;

- 1-3 - первый усилитель;

- 1-4 - блок информационного канала;

- 1-5 - второй усилитель;

- 1-6 - передающее каналообразующее устройство (вторичная сеть);

- 1-7 - индикатор работы каждого из N дипольных источников;

- 1-8 - приемное каналообразующее устройство (вторичная сеть);

- 1-9 - источник питания.

На фиг. 3 каждый с первого по N-ый преобразователь дипольного источника 3_N содержит блоки, где:

- 3-1 - приемное каналообразующее устройство (вторичная сеть);

- 3-2 - задающий генератор рабочей частоты излучения дипольного источника;

- 3-3 - информационный блок;

- 3-4 - модулятор;

- 3-5 - усилитель мощности;

- 3-6 - линия задержки;

- 3-7 - индикатор мощности на выходе преобразователя;

- 3-8 - передающее каналообразующее устройство;

- 3-9 - источник питания.

«Система связи сверхнизкочастотного и крайненизкочастотного диапазонов с глубокопогруженными и удаленными объектами» представленная на фиг. 1 содержит передающую антенну длиной L_{АНТЕННЫ} состоящую: из блока управления передающей антенной сверхнизкочастотного и крайненизкочастотного диапазонов - 1; первой, второй, третьей, …, и N-ой радиостанций радиорелейной связи - 2₁, 2₂, 2₃, …, 2_N; первого, второго, третьего, …, и N-ого преобразователей - 3₁, 3₂, 3₃, …, 3_N; первого, второго, третьего, …, и N-ого заземлителей - 4₁, 4₂, 4₃, …, 4_N; двухобмоточного трансформатора источника энергии в каждом из N дипольных источников - Tp.1; N дипольных источников длиной каждый в виде отрезка подземного неэкранированного кабеля, прокладываемого в поверхностном слое на глубине h_{ГЛУБИНА} и питаемого двухобмоточным трансформатором Тр.1 в средней части длины дипольного источника, при этом выход блока управления передающей антенной сверхнизкочастотного и крайненизкочастотного диапазонов 1 соединен с входом первой радиорелейной станцией 2₁, выход первой радиорелейной станции 2₁ соединен с входом блока управления передающей антенной сверхнизкочастотного и крайненизкочастотного диапазонов 1; дуплексный радиоканал через воздушную среду соединяет первую радиорелейную станцию 2₁ со второй радиорелейной станцией 2₂, выход второй радиорелейной станцией 2₂ соединен параллельно с входом первого преобразователя 3₁ и с входом третьей радиорелейной станцией 2₃, выход третьей радиорелейной станцией 2₃ соединен с входом второй радиорелейной станцией 2₂, первый выход первого преобразователя 3₁ соединен с клеммой «а» первичной обмотки двухобмоточного трансформатора Тр.1, клемма «б» первичной обмотки двухобмоточного трансформатора Тр.1 заземлена, клемма «с» вторичной обмотки двухобмоточного трансформатора Тр.1 соединена с первым заземлителем 4₁ через отрезок подземного неэкранированного кабеля длиной равной половине длины первого дипольного источника , прокладываемого в поверхностном слое на глубине h_{ГЛУБИНА}, клемма «д» вторичной обмотки двухобмоточного трансформатора Тр.1 соединена со вторым заземлителем 4₂ через отрезок подземного неэкранированного кабеля длиной равной половине длины первого дипольного источника (_ДИПОЛЯ/2), прокладываемого в поверхностном слое на глубине h_{ГЛУБИНА}, второй выход первого преобразователя 3₁ соединен со входом второй радиорелейной станцией 2₂; дуплексный радиоканал через воздушную среду соединяет третью радиорелейную станцию 2₃ с четвертой радиорелейной станцией 2₄, выход четвертой радиорелейной станцией 2₄ соединен параллельно с входом второго преобразователя 3₂ и с входом пятой радиорелейной станцией 2₅, выход пятой радиорелейной станцией 2₅ соединен с входом четвертой радиорелейной станцией 2₄, первый выход второго преобразователя 3₂ соединен с клеммой «а» первичной обмотки второго двухобмоточного трансформатора Тр.2, клемма «б» первичной обмотки второго двухобмоточного трансформатора Тр.2 заземлена, клемма «с» вторичной обмотки второго двухобмоточного трансформатора Тр.2 соединена с третьим заземлителем 4₃ через отрезок подземного неэкранированного кабеля длиной равной половине длины второго дипольного источника (_ДИПОЛЯ/2), прокладываемого в поверхностном слое на глубине h_{ГЛУБИНА}, клемма «д» вторичной обмотки второго двухобмоточного трансформатора Тр.2 соединена с четвертым заземлителем 4₄ через отрезок подземного неэкранированного кабеля длиной равной половине длины второго дипольного источника (_ДИПОЛЯ/2), прокладываемого в поверхностном слое на глубине h_{ГЛУБИНА}, второй выход второго преобразователя 3₂ соединен со входом четвертой радиорелейной станцией 2₄; дуплексный радиоканал через воздушную среду соединяет N-1 радиорелейную станцию 2_N-1 с N-ой радиорелейной станцией 2_N, выход N-ой радиорелейной станцией 2_N соединен с входом N-ого преобразователя 3_N, первый выход N-ого преобразователя 3_N соединен с клеммой «а» первичной обмотки N-ого двухобмоточного трансформатора Tp.N, клемма «б» первичной обмотки N-ого двухобмоточного трансформатора Tp.N заземлена, клемма «с» вторичной обмотки N-ого двухобмоточного трансформатора Tp.N соединена с N-1 заземлителем 4_N-1 через отрезок подземного неэкранированного кабеля длиной равной половине длины N дипольного источника (_ДИПОЛЯ/2), прокладываемого в поверхностном слое на глубине h_{ГЛУБИНА}, клемма «д» вторичной обмотки N-ого двухобмоточного трансформатора Tp.N соединена с N-ым заземлителем 4_N через отрезок подземного неэкранированного кабеля длиной равной половине длины N дипольного источника (_ДИПОЛЯ/2), прокладываемого в поверхностном слое на глубине h_{ГЛУБИНА}, второй выход N преобразователя 3_N соединен со входом N-ой радиорелейной станцией 2_N.

На фиг. 2 блок управления передающей антенной сверхнизкочастотного и крайненизкочастотного диапазонов содержащий пульт управления каналами несущей частоты, информацией и метода передачи информации 1-1, задающий генератор рабочей частоты излучения передающей антенны 1-2; первый усилитель 1-3, блок информационного канала 1-4, второй усилитель 1-5, передающее каналообразующее устройство (вторичная сеть) 1-6, индикатор работы каждого из N дипольных источников 1-7, приемное каналообразующее устройство (вторичная сеть) 1-8; источник питания 1-9, при этом пульт управления каналами несущей частоты, информацией и метода передачи информации 1-1 соединен первым выходом с входом задающего генератора рабочей частоты излучения передающей антенны 1-2, выход задающего генератора рабочей частоты излучения передающей антенны 1-2 соединен параллельно со вторым входом индикатора работы каждого из N дипольных источников 1-7, а через первый усилитель 1-3 с первым входом передающего каналообразующего устройства (вторичная сеть) 1-6; второй выход пульта управления каналами несущей частоты, информацией и метода передачи информации 1-1 соединен параллельно с первым входом индикатора работы каждого из N дипольных источников 1-7 и со вторым входом передающего каналообразующего устройства (вторичная сеть) 1-6; третий выход пульта управления каналами несущей частоты, информацией и метода передачи информации 1-1 соединен параллельно с третьим входом индикатора работы каждого из N дипольных источников 1-7 и через второй усилитель 1-5 с третьим входом передающего каналообразующего устройства (вторичная сеть) 1-6; выход передающего каналообразующего устройства (вторичная сеть) 1-6 соединен с выходом блока управления передающей антенной сверхнизкочастотного и крайненизкочастотного диапазонов 1; вход блока управления передающей антенной сверхнизкочастотного и крайненизкочастотного диапазонов 1 соединен через приемное каналообразующее устройство (вторичная сеть) 1-8 с входом индикатора работы каждого из N дипольных источников 1-7; источник питания 1-9 соединен со всеми узлами блока управления передающей антенной сверхнизкочастотного и крайненизкочастотного диапазонов 1.

На фиг. 3 каждый с первого по N-ый преобразователь дипольного источника 3_N содержит приемное каналообразующее устройство (вторичная сеть) 3-1, задающий генератор рабочей частоты излучения дипольного источника 3-2, информационный блок 3-3, модулятор 3-4, усилитель мощности 3-5, линия задержки 3-6, индикатор мощности на выходе преобразователя 3-7, передающее каналообразующее устройство 3-8, источник питания 3-8, при этом вход преобразователя дипольного источника 3_N соединен с входом приемного каналообразующего устройства (вторичная сеть) 3-1; первый выход приемного каналообразующего устройства (вторичная сеть) 3-1 соединен через задающий генератор рабочей частоты излучения дипольного источника 3-2 с первым входом модулятора 3-4; второй выход приемного каналообразующего устройства (вторичная сеть) 3-1 соединен через второй вход информационного блока 3-3 со вторым входом модулятора 3-4; третий выход приемного каналообразующего устройства (вторичная сеть) 3-1 соединен с первым входом информационного блока 3-3; выход модулятора 3-4 через первый вход усилителя мощности 3-5 через линию задержки 3-6 соединен параллельно с первым выходом преобразователя дипольного источника 3_N, а через индикатор мощности на выходе преобразователя 3-7 со вторым входом усилителя мощности 3-5; выход усилителя мощности 3-5 соединен через передающее каналообразующее устройство 3-8 со вторым выходом преобразователь дипольного источника 3_N.

Принцип действия «Системы связи сверхнизкочастотного (СНЧ) и крайненизкочастотного (КНЧ) диапазонов с глубокопогруженными и удаленными объектами» состоит в следующем. Система связи на берегу содержит антенную систему (фиг. 1), представляющую подземный протяженный изолированный от земли, как проводящей среды, проводник длиной L_{АНТЕННЫ}. Этот протяженный проводник разделен на N дипольных источников длинной каждый, независимо работающих друг от друга, но по общей программе, задаваемой из единого центра блоком управления передающей антенной сверхнизкочастотного и крайненизкочастотного диапазонов - 1 для всех N дипольных источников с использованием радиорелейного канала, как принадлежность каждого дипольного источника. Глубина прокладки изолированного кабеля в грунте соответствует условиям грунта и равна h_{ГЛУБИНА}.

На основании фиг. 1 блоком управления передающей антенной СНЧ и КНЧ диапазонов - 1 задается программа работы на излучения передающей антенне, которая состоит из N дипольных источников. Причем трасса всех N дипольных источников прямолинейна с отклонениями связанными с преодолением препятствий: водных преград, населенных пунктов, горных особенностей. Учитывая, что длина волны в самом верхнем диапазоне на 300 Гц составляет 1000 км, отклонения от прямолинейности трассы в пределах 10, …, 50 км не окажет влияние на диаграмму направленности рамочной антенны, которой представляются все дипольные источники. Дипольные источники электромагнитного поля КНЧ и СНЧ диапазонов используют землю в качестве обратного провода, в котором протекает I_ОБ обратный ток на глубинескин-слоя (), как цепи для протекания антенного тока диполей. Диаграмма направленности антенны в пределах 60° формируется суммарным током всех N дипольных источников.

Управление излучением передающей антенны, состоящей из N дипольных источников осуществляется с пульта управления каналами несущей частоты, информацией и метода передачи информации 1-1 блок управления передающей антенной 1 (фиг. 2). С пульта управления 1-1 задается рабочая частота, поступает информация и метод кодирования при модуляции несущей частоты. В современных условиях развития технических средств и методов доведения информации до потребителя существует много методов реализации информационных преобразований. Однако, учитывая очень низкие частоты возможна передача данных при кодировании следующими методами: частотный и широтно-импульсный. Поэтому с пульта управления 1-1 задается режим кодирования по его второму выходу на второй вход передающего каналообразующего устройства (вторичная сеть) 1-6. По первому выходу пульта управления 1-1 определяется код рабочей частоты f_РАБ настройки задающего генератора рабочей частоты излучения передающей антенны 1-2. Рабочая частота f_РАБ задающего генератора 1-2 поступает через первый усилитель 1-3 на первый вход передающего каналообразующего устройства (вторичная сеть) 1-6, и далее, по каналам радиорелейной связи (фиг. 1) для настройки задающих генераторов рабочей частоты излучения дипольных источников 3-2 (фиг. 3). Работа каждого из N задающих генераторов рабочей частоты излучения дипольных источников 3-2 контролируется в блоке контроля рабочих частот возбуждаемых в каждом преобразователе дипольного источника 3_N за счет сравнения частоты по второму входу индикатора работы каждого из N дипольных источников 1-7 с частотой задающего генератора в блоке управления рабочей частоты излучения передающей антенны 1-2 (фиг. 2).

По третьему выходу пульта управления каналами несущей частоты, информацией и метода передачи информации 1-1 в блоке управления передающей антенной сверхнизкочастотного и крайненизкочастотного диапазонов (фиг. 2) поступает команда о начале передачи информации с информационного блока 1-4. Информация поступает для передачи по радиоканалам СНЧ и КНЧ через передающую антенну (фиг. 1). Эта информация поступает с выхода информационного блока 1-4 на вход второго усилителя 1-5 и, через него на третий вход передающего каналообразующего устройства 1-6 и далее на выход блока управления передающей антенной 1 с последующей передачей по радиоканалам радиорелейной связи на вход преобразователя 3_N (фиг. 1 и фиг. 3). Параллельно с выхода информационного блока 1-4 информация поступает на третий вход индикатора работы каждого из N дипольных источников 1-7 (фиг. 2), где сравнивается с информацией, поступающей по входу блок управления передающей антенной СНЧ и КНЧ диапазонов через приемное каналообразующее устройство 1-8, таким образом, обеспечивается контроль передаваемой информации каждым из N дипольных источников за счет использования обратной связи в каналах радиорелейных. Источник питания 1-9 может быть выполнен использованием стационарных солнечных батарей, учитывая, что передающая антенна образуется как сумма маломощных дипольных источников и располагается в удаленных от населенных пунктов районах.

По каналам радиорелейной связи 2₁, 2₂, 2₃, 2₄, 2₅, …, 2_N (фиг. 1) данные по частоте, методу кодировании и информации поступают от блока управления передающей антенной 1 (фиг. 2) на каждый из N преобразователей дипольных источников с первого 3₁ по N-ый - 3_N. Результаты работы преобразователей в виде данных по частоте, методу кодировании и информации поступают в блок управления передающей антенной 1 по обратным каналам радиорелейной связи, для их обработки и доведения работы всей длинны передающей антенны в требуемый режим. Таким образом, обратный канал радиорелейной связи позволяет синхронизировать работу всех дипольных источников и представлять антенную систему как единую излучающую систему.

Поступающая информация по режиму работы каждого из блока управления передающей антенной 1 с первого по N-ый (3_N) преобразователей позволяет провести настройку каждого преобразователя в рабочий режим по данным блока управления передающей антенной 1. Так по входу преобразователя, например, 3_N (фиг. 3) поступают данные по частоте, методу кодировании и информации через приемное каналообразующее устройство 3-1, последнее обеспечивает разделение данных по трем своим выходам. По первому выходу приемного каналообразующего устройства 3-1 поступает рабочая частота f_РАБ (возможно код рабочей частоты) для запуска задающего генератора рабочей частоты f_РАБ излучения дипольного источника 3-2. По второму выходу приемного каналообразующего устройства 3-1 поступает информация на второй вход информационного блока 3-3. Одновременно по первому входу информационного блока 3-3 поступает информация о методе кодирования через третий выход приемного каналообразующего устройства 3-1. Информационный блок 3-3 кодирует информацию по заданному коду и на выходе обеспечивает модуляцию рабочей частоты f_РАБ по второму входу модулятора 3-4, по первому входу которого поступает рабочая частота f_РАБ с выхода генератора 3-2. Таким образом, сформирован радиосигнал излучения, т.е. рабочая частота, модулированная информационными данными по закону кодирования. С выхода модулятора 3-4 радиосигнал поступает на усилитель мощности 3-5, коэффициент усиления которого контролируется через второй вход усилителя мощности 3-5 обратной связью напряжением с первого выхода преобразователя дипольного источника 3_N через индикатор мощности на выходе преобразователя 3-7. Выход усилителя мощности 3-5 соединен параллельно через линию задержки 3-6 с первым выходом преобразователя дипольного источника 3_N, а через передающее каналообразующее устройство 3-8 со вторым выходом преобразователя дипольного источника 3_N. Линия задержки 3-6 обеспечивает согласованный режим для тока всех дипольных источников. Настройку линий задержки 3-6 в каждом дипольном излучателе производят на стадии разработки проекта по параметрам соотношения скорости распространения электромагнитного поля в воздушной среде и в передающей антенне. Это соотношение будет влиять на диаграмму направленности передающей антенны, приводя ее из поперечного излучения к продольному. Источник питания 3-9 может быть выполнен использованием стационарных солнечных батарей, учитывая, что передающая антенна образуется как сумма маломощных дипольных источников и располагается в удаленных от населенных пунктов районах.

Первый выход преобразователя дипольного источника, например, 3₁ соединен с клеммой «а» первичной обмотки двухобмоточного трансформатора Тр.1, а клемма «б» этой обмотки заземлена (фиг. 1). Вторичная обмотка двухобмоточного трансформатора включена в среднюю часть дипольного источника длиной _ДИПОЛЯ. При этом клемма «с» вторичной обмотки двухобмоточного трансформатора Тр.1 соединена с первым заземлителем 4₁ через отрезок подземного неэкранированного кабеля длиной равной половине длины первого дипольного источника (_ДИПОЛЯ/2), прокладываемого в поверхностном слое на глубине h_{ГЛУБИНА}, клемма «д» вторичной обмотки двухобмоточного трансформатора Тр.1 соединена со вторым заземлителем 4₂ через отрезок подземного неэкранированного кабеля длиной равной половине длины первого дипольного источника (_ДИПОЛЯ/2), прокладываемого в поверхностном слое на глубине h_{ГЛУБИНА}. Энергия электрического тока сформированного на выходе преобразователя 3₁ протекая по первичной обмотки Тр.1, возбуждает электрический ток во вторичной обмотки трансформатора Тр.1. Этот ток протекает по рамке, образованной электродвижущей силой вторичной обмотки Тр.1 между клеммами «с-д» дипольным источником. Ток течет от клеммы «с» через отрезок подземного кабеля длиной _ДИПОЛЯ/2 до заземлителя 4₁, далее в земной среде на глубине скин-слоя к заземлителю 4₂ и далее от заземлителя 4₂ по отрезку подземного кабеля длиной к клемме «д». Таким образом, возбуждается ток во всех дипольных источниках собственным для каждого диполя преобразователем.

Одновременно второй выход первого преобразователя 3₁ (фиг. 1) соединен со входом второй радиорелейной станцией 2₂ дуплексный радиоканал через воздушную среду соединяет радиорелейную станцию 2₂ с первой радиорелейной станцией 2₁, чем обеспечивается передача параметров излучения первого дипольного источника на блока управления передающей антенной 1. Подобным образом происходит возбуждение всех дипольных источников передающей антенны и контроль и