Система связи сверхнизкочастотного и крайненизкочастотного диапазона с глубокопогруженными и удаленными объектами - 6

Иллюстрации

Показать все

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. Система связи сверхнизкочастотного и крайненизкочастотного диапазона с глубокопогруженными и удаленными объектами - 6 содержит передающую систему, состоящую из задающего генератора, модулятора, системы управления, защиты и автоматизации, усилителя мощности, согласующего устройства, индикатора тока антенны и источника тока, причем прием и регистрация излучения, создаваемого СНЧ-КНЧ генераторами, осуществляются с помощью буксируемой кабельной антенны, антенного усилителя и приемника СНЧ-КНЧ диапазона, находящихся на борту подводного объекта, отличается тем, что дополнительно введены N преобразователей, N заземлителей антенной системы, выполненной в виде протяженной прямолинейной линии, состоящей из N секций, отрезков подземного неэкранированного кабеля, антенной системы длиной t, равной несколько десятков сотен километров, каждый из N преобразователей выполнен идентично и содержит секцию подземного кабеля длиной, не превышающей 20 км в антенной системе, источник электрической энергии питания каждого из блоков по цепям питания преобразователя, информационный трансформатор, силовой трансформатор, первый усилитель, интегральную цепочку (схему), второй вентиль В.2, дифференциальную цепочку, первый вентиль В.1, второй усилитель, третий усилитель, генератор тактовых импульсов, модулятор, усилитель мощности, токовый трансформатор, регулятор мощности на входе усилителя мощности, - ток в N-1 секции антенны системы длиной до 20 км; - ток в N секции антенны системы длиной до 20 км; - разность токов N-1 секции антенны и N секции антенны; каждый из N токовых трансформаторов содержит трехобмоточный трансформатор для обеспечения заданных параметров тока во всех секциях антенной системы. Технический результат заключается в обеспечении электромагнитной совместимости «Системы связи…» с РЭС, линиями электропередачи, кабельными линиями связи, инженерными сооружениями и создание условий экологической безопасности в районе размещения антенной системы радиостанции. 4 з.п. ф-лы, 9 ил., 1 табл.

Реферат

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

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

Известно устройство «Способ электромагнитного зондирования земной коры с использованием нормированных источников поля» (патент №2093863, RU G01V 3/12, 1997). Данное устройство содержит два генератора синусоидального тока, которые нагружены на протяженные, низко расположенные, горизонтально ориентированные и заземленные на концах антенны, регистрация же излучения, создаваемого СНЧ-радиоустановкой, осуществляется с помощью измерительного комплекса Объединенного Института Физики Земли (ОИФЗ) РАН типа «Борок». Однако данная установка не обеспечивает передачу информации с глубокопогруженными и удаленными подводными объектами, так как не имеет приемного комплекса в своем составе, а также обладает недостаточным уровнем СНЧ-КНЧ-сигналов на больших удалениях от источника.

Известно устройство «Унифицированный генераторно-измерительный комплекс СНЧ-КНЧ-излучения для геофизических исследований». Патент №2188439 RU от 27.08.02 G01V 3/12. Комплекс состоит из задающего генератора, N генераторов синусоидального тока, нагруженных на протяженные, низко расположенные горизонтально ориентированные передающие антенны с заземлителями на концах, причем регистрация излучения, создаваемого СНЧ-КНЧ-генераторами, осуществляется с помощью измерительного комплекса, при этом все N генераторов подключены к единому задающему генератору. Задающий генератор представляет собой однофазный мостовой инвертор, выполненный на мощных полупроводниковых управляемых вентилях-тиристорах. Недостатками устройства «Унифицированный генераторно-измерительный…» - известного генераторно-измерительного комплекса - является малый уровень излучения СНЧ-КНЧ-сигналов и их регистрация на больших удалениях от источника, так номинальная активная мощность при испытаниях на активную нагрузку составляет не более 30 кВт, а также низкая надежность работы комплекса в условиях наведенных помех (с глубоким подавлением гармоник промышленной частоты). Кроме того, в связи с высокими требованиями, предъявляемыми теорией электромагнитного поля к распространению радиосигналов в Мировом океане, для связи с удаленными и глубокопогруженными объектами необходимо иметь специальную антенну, малошумящий антенный усилитель и аналого-цифровой приемник, которые в прототипе отсутствуют.

Известна «Система связи сверхнизкочастотного и крайненизкочастотного диапазона с глубокопогруженными и удаленными объектами» (патент №2350020 RU). Радиоволны большей части электромагнитного диапазона не проникают в морскую воду. Глубина проникновения электромагнитной энергии определяется следующей формулой: , где π=3,14; ƒ - 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.

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.

Недостатками 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;

- не защищена подземная кабельная магистраль управления и связи от токов растекания заземлителя передающей системы;

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

- экологическая опасность превышения норм ПДУ СНЧ-КНЧ (предельно-допустимые нормы облучения личного состава обслуживающего СНЧ-КНЧ станции и жителей близлежащих районов, а также растения, животные и вся среда обитания). Например, на антенне, выполненной в виде ЛЭП (линий электропередачи) подается напряжение 30 кВ, а высота подвеса антенны из-за неровностей поверхности земли достигает из-за провеса 5 метров. Следовательно, напряженность поля вдоль антенны определится Е=(30⋅кВ)/(5⋅м)=6⋅кВ. Как видно вдоль антенны напряженность поля 6 кВ, что превышает в три раза нормы ПДУ. Хотя нормы ПДУ рекомендуют пребывание не более 8 часов в зонах, где напряженность поля электрической составляющей достигает 2 кВ. Причем длина антенн зависит от скин-слоя, например, на частоте 3 Гц скин-слой для σ=10-4⋅См/м, будет равен , 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, а также проблему экологической безопасности не представляется возможным.

Целью изобретения является:

- снижение уровня мощности генератора;

- создание антенны СНЧ - КНЧ, не оказывающей влияние на электромагнитную обстановку района размещения антенны;

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

- создание широкой диаграммы направленности СНЧ-КНЧ антенной системы для освещения океанских просторов при действии в них подводных объектов.

Поставленная цель достигается за счет применения в «Системе связи сверхнизкочастотного и крайненизкочастотного диапазона с глубокопогруженными и удаленными объектами» «n» маломощных КНЧ-СНЧ генераторов при их пространственном распределении, «n» заземлителей, «n» усилителей, «n» блоков системы управления для одной длинной в несколько десятков сотен километров передающей антенны с током в ней, позволяющим обеспечить заданный магнитный момент для обеспечения связи с глубокопогруженными и удаленными объектами и не оказывать влияние на электромагнитную совместимость с радиоэлектронными средствами, ЛЭП, а также защиту кабельной магистрали управления и связи передающей системы СНЧ-КНЧ антенны, и создание условий экологической безопасности для человека и окружающей среды, создание широкой диаграммы направленности СНЧ-КНЧ передающей антенны для освещения больших океанских просторов при действии в них подводных объектов.

Действительно, резонансная частота 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 М≥108⋅[А⋅м2]. Магнитный момент рамочной антенны определяется

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.

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, при использовании частоты 3 герца на данные объекты оказывается большое влияние, учитывая большую глубину проникновения через экранирующие оболочки кабелей и возбуждение кондуктивных помех через корпуса радиоэлектронных средств.

Таким образом, антенна СНЧ-КНЧ должна иметь большую длину для достижения заданного магнитного момента и малый ток для обеспечения ее экологической безопасности при эксплуатации, а также обеспечения электромагнитной совместимости с РЭС, кабельной магистралью управления и связи передающей системы антенны, высоковольтными линиями электропередачи и инженерными сооружениями, и для обеспечения возможности действия подводных объектов на широких океанических просторах путем увеличения ширины диаграммы направленности СНЧ-КНЧ передающей антенной системы.

На Фиг. 1 представлена передающая антенна, широкой диаграммы направленности, «Системы связи сверхнизкочастотного и крайненизкочастотного диапазона с глубокопогруженными и удаленными объектами», где:

- IA - прямой ток центральной ветви передающей антенны;

- - земляной или обратный ток в левой ветви передающей антенны;

- - земляной или обратный ток в правой ветви передающей антенны;

- - ток антенны IA центральной ветви передающей антенны в точке «а» делится на ток антенны левой ветви длиной и ток антенны правой ветви длиной (ток центральной ветви есть сумма токов правой и левой ветвей, как три составные части передающей антенны);

- 31, 32, 33, …, 3N-1, 3N - первый, второй третий, …, N-1 и N заземлители центральной ветви для тока передающей антенны;

- 1 - система управления передающей СНЧ-КНЧ антенной;

- 21, 22, …, 2N-1, 2N - первый, второй, N-1 и N преобразователи центральной ветви передающей антенны;

- 41, 42, 43, 4N-1, 4N - одна из N излучающих секций центральной ветви передающей антенны длиной (фиг. 2), включенная между 21, 22, …, 2N-1, 2N преобразователями (как изолированный проводник длиной не более 20 км, находящийся в земле на глубине hK или называемый подземным или подводным неэкранированным кабелем);

- 211, …, 21N - первый, …, и N преобразователи правой ветви передающей антенны;

- 221, …, 22N - первый, …, и N преобразователи левой ветви передающей антенны;

- 321, …, 32N - первый, …, и N заземлители левой ветви тока передающей антенны;

- 311, …, 31N - первый, …, и N заземлители правой ветви тока передающей антенны;

- 411, …, 41N - одна из N излучающих секций правой ветви передающей антенны длиной , включенная между 211, …, 21N преобразователями;

- 421, …, 42N - одна из N излучающих секций левой ветви передающей антенны длиной , включенная между 221, …, 22N преобразователями;

- - длина левой ветви передающей антенны длиной;

- - длина правой ветви передающей антенны длиной;

- ЗК - защищенная подземная кабельная магистраль управления и связи передающей системы.

На Фиг. 2 представлены конструктивные особенности передающей антенны широкой диаграммы направленности с защищенной кабельной магистралью «Системы связи сверхнизкочастотного и крайненизкочастотного диапазона с глубокопогруженными и удаленными объектами», где:

- 1 - система управления передающей СНЧ-КНЧ антенной в центральной ветви, содержащая задающий генератор 1-1, управляемый защищенной кабельной магистралью ЗК через модулятор 1-2, систему управления, защиты и автоматизации 1-3, усилитель мощности 1-4, согласующее устройство 1-5, индикатор тока антенной системы 1-6, источник электрической энергии 1-7 питания системы управления передающей СНЧ-КНЧ антенной 1;

- 21, 22, 23, 24, 25, …, 2N - первый, второй, третий, четвертый, пятый, …, и N преобразователи центральной ветви;

- 31, 32, 33, 34, 35, 36, …, 3N - первый, второй третий, четвертый, пятый, шестой, …, и N заземлители центральной ветви;

- 41, 42, 43, 44, 45, …, 4N - 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 20 км, находящийся в земле на глубине hK или называемый подземным или подводным неэкранированным кабелем);

- 211, …, 21N - первый, …, и N преобразователи правой ветви передающей антенны;

- 221, …, 22N - первый, …, и N преобразователи левой ветви передающей антенны;

- 321, …, 32N - первый, …, и N заземлители левой ветви тока передающей антенны;

- 311, …, 31N - первый, …, и N заземлители правой ветви тока передающей антенны;

- 411, …, 41N - одна из N излучающих секций правой ветви передающей антенны, включенная между 211, …, 21N преобразователями;

- 421, …, 42N - одна из N излучающих секций левой ветви передающей антенны, включенная между 221, …, 22N преобразователями;

- - длина антенной системы СНЧ-КНЧ, состоящая из N излучающих секций, начиная с первой 41 по N секцию 4N, для тока центральной ветви подземного неэкранированного кабеля;

- h - глубина протекания обратного тока антенны левой и правой ветвей (определяемая скин-слоем );

- hK - глубина прокладки подземного (подводного) неэкранированного кабеля антенной системы для центральной, правой и левой ветвей;

- IA - ток в антенне (подземном кабеле) центральной ветви;

- - обратный ток в земле, между заземлителем 31 центральной ветви и заземлителем 32N левой ветви передающей антенны;

- - обратный ток в земле, между заземлителем 31 центральной ветви и заземлителем 31N правой ветви передающей антенны.

На Фиг. 3 один из N преобразователей любой из 21, 22, 23, 24, 25, …, 2N в центральной ветви тока, любой из 221, …, 22N в левой ветви тока и любой из 211, …, 21N в правой ветви тока, где:

- 4 - секция антенной системы (подземного или подводного неэкранированного кабеля), любая 41, 42, 43, 44, 45, …, 4N в центральной токовой ветви, 411, …, 41N в правой токовой ветви и 421, …, 42N левой токовой ветви;

- 5 - источник электрической энергии;

- 6 - информационный трансформатор;

- 7 - силовой трансформатор;

- 8 - первый усилитель;

- 9 - интегральная цепочка;

- 10 - дифференциальная цепочка;

- 11 - второй усилитель;

- 12 - третий усилитель;

- 13 - генератор тактовых импульсов;

- 14 - модулятор;

- 15 - усилитель мощности;

- 16 - токовый трансформатор;

- 17 - регулятор мощности на входе усилителя мощности 15;

- - ток в N-1 секции антенны длинной 20 км;

- - ток в N секции антенны длинной 20 км;

- - разность токов N-1 секции и N секции антенной системы.

На Фиг. 4 токовый трансформатор 16 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 16, 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 16.

На Фиг. 5 представлена диаграмма направленности передающей антенны «Системы связи сверхнизкочастотного и крайненизкочастотного диапазона с глубокопогруженными и удаленными объектами», где:

- IA - ток в центральной ветви передающей антенны;

- - обратный ток в земле левой ветви;

- - обратный ток в земле правой ветви;

- 2θ0,5 - ширина диаграммы направленности в направлении А;

- 2θ0,5 - ширина диаграммы направленности в направлении В;

- UГен - источник ЭДС передающей антенны,

- - ток антенны IA центральной ветви передающей антенны в точке «а» (см. фиг. 1 и фиг. 2) делится на ток антенны левой ветви длиной и ток антенны правой ветви длиной (ток центральной ветви есть сумма токов правой и левой ветвей, как три составные части передающей антенны).

На фиг. 6 представлена картина растекания тока заземлителя З1 радиусом Rтока заземлителя=11 км, (или расстояние растекания тока равное скин-слою в земле), где 1 - система управления передающей СНЧ-КНЧ антенной, по первому входу к которой соединена подземная кабельная магистраль, находящаяся в зоне тока растекания и подверженая влияния этим токам, второй вход системы управления передающей системы 1 соединен с заземлителем З1, выход передающей системы соединен с первым элементом 41 центральной ветви тока антенны СНЧ-КНЧ.

На фиг. 7 представлен принцип прокладки подземной кабельной магистрали в земной поверхности (проводимость земли σ=(4÷5)⋅10-5 См/м), где показаны: глубина прокладки кабельной магистрали - hкабеля=70 см и прокладка поверх кабеля грозозащитного троса с глубиной прокладки грозозащитного троса - hтроса=30 см.

На фиг. 8 представлена топология защищенной подземной кабельной магистрали ЗК и источника влияния токов растекания от заземлителя З1, где:

- 1 - передающая система;

- 18 - защищенная подземная кабельная магистраль ЗК;

- 19 - контур заземления передающей системы 1;

- 20 - отрезки заземленного грозозащитного троса;

- 21 - заземлители металлических покровов подземного магистрального кабеля и металлического корпуса НЗП;

- 22 - два заземлителя для каждой части отрезка грозозащитного троса;

- НЗП1 (НЗП2, НЗП3) - необслуживаемый защитный пункт;

- 41 - первая из N секций излучателей антенной системы центральной ветви тока;

- З1 - первый заземлитель, из N заземлителей, антенной системы;

- а - клеммы или точки подключения заземлителей 22 к отрезкам грозозащитных тросов 20;

- б - клеммы или точки подключения заземлителей 21 к подземному магистральному кабелю 18 и необслуживающим защитным пунктам (НЗП);

- к - клемма или точка подключения грозозащитного троса с контуру заземления передающей системы 1.

На фиг. 9 представлен необслуживаемый защитный пункт (НЗП) защищенной кабельной магистрали, где:

- A1 - блок электрического деления проводных цепей кабельной магистрали;

- Тр. 1, Тр. 2 - разделительные трансформаторы первого информационного канала;

- Тр. 3, Тр. 4 - разделительные трансформаторы второго информационного канала;

- Тр. 5, Тр. 6 - разделительные трансформаторы фантомного информационного (служебного) канала;

- 23, 24 и 25 - первый второй и третий канальные усилители;

- Др. 1 и С1 - элементы первого низкочастотного фильтра цепи питания усилителей;

- Др. 2, С2 - элементы второго низкочастотного фильтра цепи питания усилителей;

- К1 - первый кабель входящий в НЗП;

- К2 - второй кабель входящий в НЗП;

- hкабеля - глубина прокладки кабеля в поверхностном слое земли;

- 1, 2, 3 и 4 - номера проводников в магистральном кабеле в каждом их двух кабелей входящих в необслуживаемый защитный пункт для электрического их разделения (например, одночетверочный кабель - МКСБ 1×4, но чаще применяют два кабеля емкостью по четырем четверкам - МКСБ 4×4, либо МКСБ 7×4; волоконно-оптический неприменим, из-за сложности выполнения защиты металлических оболочек кабеля);

- к - клемма или средняя точка двух фильтров состоящих из С1, Др. 1 и С2, Др. 2, а также точка подключения плюса напряжения (+U) источника питания усилителей 23, 24 и 25;

- а, б - клеммы или точки подключения проводников кабеля К1 (или К2) к обмоткам разделительных трансформаторов Тр. 1, Тр. 2, Тр. 3, Тр. 4, Тр. 5, Тр. 6;

- с, ж, ф, д, в, у - клеммы или средние точки разделительных трансформаторов Тр. 1, Тр. 2, Тр. 3, Тр. 4, Тр. 5, Тр. 6;

- п, р - клеммы или точки соединения фильтров емкости С, дросселя Др и средних точек трансформаторов Тр. 5 и Тр. 6;

- +U - плюс источника питания усилителей, подаваемую через фантомную цепь кабеля первого К1.

Передающая антенна СНЧ-КНЧ, представленная на фиг. 1 и фиг. 2 содержит три ветви тока антенны: центральная ветвь тока передающей антенны, левая ветвь тока передающей антенны и правая ветвь тока передающей антенны; клемма соединения «а» является электрическим контактом всех трех ветвей, причем левая ветвь передающей антенны является продолжением правой ветви через клемму соединения «а», обе ветви являются одной топологической линией; топологическая линия центральной ветви тока передающей антенны перпендикулярна топологической линии левой и правой ветвей тока передающей антенны и соединена к клемме «а» в центре длины топологической линии левой и правой ветвей тока передающей антенны, так как длина левой ветви равна длине правой ветви (или ); ток антенны правой ветви равен току антенны левой ветви (или ); ток антенны центральной ветви IA, подходящей к клемме «а» равен сумме токов отходящих от клеммы «а» к антенне правой ветви и антенне левой ветви (или ); ток антенны правой ветви равен обратному току в земле на глубине h равной скин-слою среды - земли; ток антенны левой ветви равен обратному току в земле на глубине h равной скин-слою среды - земли.

Передающая антенна СНЧ-КНЧ, представленная на фиг. 2 (фиг. 1), содержит центральную ветвь тока антенны длиной : защищенную подземную кабельную магистраль управления и связи ЗК, систему управления передающей СНЧ-КНЧ антенной - 1 состоящую: из задающего генератора 1-1, модулятора 1-2, системы управления, защиты и автоматизации 1-3, усилителя мощности 1-4, согласующего устройства 1-5, индикатор тока антенны 1-6, и источника тока 1-7; N преобразователей, с первого 21 преобразователя по N - 2N, центральной ветви тока, N заземлителей антенны, с первого 31 заземлителя по N - 3N, центральной ветви тока, N излучающих отрезков, с первого 41 отрезка по N - 4N, подземного неэкранированного кабеля антенной системы длиной центральной ветви тока, при этом защищенная подземная кабельная магистраль управления и связи ЗК через первый вход системы управления передающей СНЧ-КНЧ антенной - 1 соединена с первым входом модулятора 1-2, а второй вход модулятора 1-2 соединен с выходом задающего генератора 1-1, выход модулятора 1-2 соединен с первым входом усилителя мощности 1-4, выход системы управления, защиты и автоматизации 1-3 соединен параллельно со вторым входом усилителя мощности 1-4, с входом задающего генератора 1-1 и со вторым входом согласующего устройства 1-5; третий вход усилителя мощности 1-4 соединен с первым заземлителем антенной системы 31 через второй вход системы управления передающей СНЧ-КНЧ антенной 1, через первый выход индикатора тока антенны 1-6; выход усилителя мощности 1-4 соединен через первый вход согласующего устройства 1-5, через первый выход согласующего устройства 1-5 с выходом системы управления передающей СНЧ-КНЧ антенной 1, второй выход согласующего устройства 1-5 соединен с первым входом системы управления, защиты и автоматизации 1-3, второй вход системы управления, защиты и автоматизации 1-3 соединен с выходом индикатора тока антенны 1-6, источник тока 1-7 соединен параллельно с входами блоков 1-1, 1-2, 1-3, 1-4, 1-5 системы управления передающей СНЧ-КНЧ антенной 1 через их систему электроснабжения; выход системы управления передающей СНЧ-КНЧ антенной 1 соединен через первый излучающий отрезок подземного кабеля 41 передающей антенны с входом первого преобразователя 21, первый выход первого преобразователя 21 соединен с помощью второго излучающего отрезка подземного кабеля 42 передающей антенны с входом второго преобразователя 22, а второй выход первого преобразователя 21 соединен со вторым заземлителем 32 передающей антенны; выход второго преобразователя 22 соединен через третий излучающий отрезок подземного кабеля 43 передающей антенны с входом третьего преобразователя 23, а второй выход второго преобразователя 22 соединен с третьим заземлителем 33 передающей антенны; выход третьего преобразователя 23 соединен через четвертый излучающий отрезок подземного кабеля 44 передающей антенны с входом четвертого преобразователя 24, а второй выход третьего преобразователя 23 соединен с четвертым заземлителем 34 передающей антенны; выход четвертого преобразователя 24 соединен через пятый излучающий отрезок подземного кабеля 45 передающей антенны с входом пятого преобразователя 25, а второй выход четвертого преобразователя 24 соединен с пятым заземлителем 35 передающей антенны; выход пятого преобразователя 25 соединен через шестой излучающий отрезок подземного кабеля 46 антенной системы с входом шестого преобразователя 26, а второй выход пятого преобразователя 2$ соединен с шестым заземлителем 36 передающей антенны; таким образом обеспечивается соединение последующих преобразователей с последующими излучающими отрезками кабелей передающей антенны; выход N-1 преобразователя 2N-1 соединен через N излучающий отрезок подземного кабеля 4N передающей антенны с входом N преобразователя 2N, а второй выход N-1 преобразователя 2n соединен с N-1 заземлителем 3N-1 передающей антенны; первый выход преобразователя 2N соединен с клеммой «а», а второй выход преобразователя 2N соединен с N заземлителем 3N передающей антенны.

Левая ветвь тока передающей антенны СНЧ-КНЧ длиной , представленная на фиг. 2 содержит N преобразователей, с первого 221 по N преобразователь 22N, N заземлителей, с первого 321 по N заземлитель 32N, N излучающих секций, с первой 421 по N излучающую секцию 42N, при этом клемма «а» соединена через первый излучающий отрезок подземного кабеля 421 передающей антенны с входом первого преобразователя 221 левой 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 левой 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 левой ветви тока передающей антенны; таким образом обеспечивается соединение последующих преобразователей с последующими излучающими отрезками кабелей левой 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 левой ветви тока передающей антенны;

Правая ветвь тока передающей антенны СНЧ-КНЧ длиной представленная на фиг. 2 содержит N преобразователей, с первого 211 по N преобразователь 21N, N заземлителей, с первого 311 по N заземлитель 31N, N излучающих секций, с первой 411 по N излучающую секцию 41N, при этом клемма «а» соединена через первый излучающий отрезок подземного кабеля 411 передающей антенны с входом первого преобразователя 211 правой 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 правой ветви тока передающей антенны; первый выход второго преобразователя 212 через третий излучающий отрезок подземного кабеля 413 соединен с входом четвертого преобразователя 214, второй выход второго преобразователя 212 соединен со вторым заземлителем 312 правой ветви тока передающей антенны; таким образом, обеспечивается соединение последующих преобразователей с последующими излучающими отрезками кабелей и заземлителями правой 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 правой ветви тока передающей антенны.

Один из N преобразователей 2N (любой 21, 22, …, 2N, или любой 212, 212, …, 21N, или любой 221, 222, …, 22N,) на фиг. 3 содержит: подземный кабель 4N излучающей секции антенной системы, источник электрической энергии питания 5 блоков преобразователя 2N, информационный трансформатор Тр. И 6, силовой трансформатор Тр. С 7, первый усилитель 8, интегральную цепочку 9, второй вентиль В. 2 дифференциальную цепочку 10, первый вентиль В. 1, второй усилитель 11, третий усилитель 12, генератор тактовых импульсов 13, модулятор 14, усилитель мощности 15, токовый трансформатор 16, регулятор мощности 17 на входе усилителя мощности 15, - ток в N-1 секции антенны системы длинной до 20 км; - ток в N секции антенны системы длинной до 20 км; - разность токов N-1 секции антенны и N секции антенны, при этом вход N-1 отрезка подземного кабеля 4 секции антенной системы соединен через первичную обмотку информационного трансформатора (Тр. И) 6 с первым входом токового трансформатора 16 и через первый выход токового трансформатора 16 со вторым выходом преобразователя 2 м, вторичная обмотка 2 информационного трансформатора (Тр. И) 6 соединена через первый усилитель 8 параллельно с входом интегральной цепочки 9 и с входом дифференциальной цепочки 10; выход дифференциальной цепочки соединен с первым входом усилителя мощности 15 через первый вентиль В. 1, через второй усилитель 11, через генератор тактовых импульсов 13, через первый вход модулятора 14; выход интегрирующей цепочки 9 соединен через второй вентиль В. 2, через третий усилитель 12 со вторым входом модулятора 14; второй выход токового трансформатора 16 через регулятор мощности 17 соединен со вторым входом усилителя мощности 15; выход усилителя мощности 15 соединен с первично