Система связи сверхнизкочастотного и крайненизкочастотного диапазонов с глубокопогруженными и удаленными объектами



Система связи сверхнизкочастотного и крайненизкочастотного диапазонов с глубокопогруженными и удаленными объектами
Система связи сверхнизкочастотного и крайненизкочастотного диапазонов с глубокопогруженными и удаленными объектами

 


Владельцы патента RU 2444766:

Закрытое акционерное общество "Проектно-конструкторское бюро" "РИО" (RU)

Изобретение относится к радиотехническим комплексам сверхнизких и крайне низких частот и может быть использовано для передачи сигналов на глубокопогруженные и удаленные объекты. Технический результат: повышение дальности и глубины связи. Сущность: система содержит датчик команд, n идентичных модулей, каждый из которых содержит генератор напряжения, подключенный через согласующее устройство к отдельной низкорасположенной горизонтально ориентированной передающей антенне с заземлителями на концах, блок управления модулем, блок регулирования и защиты инверторов, регулируемый выпрямитель, приемную антенну с антенным усилителем и приемник СНЧ-КНЧ диапазона. Каждый генератор выполнен из нескольких последовательно соединенных автономных инверторов, подключенных к регулируемому выпрямителю. Передающая антенна каждого модуля выполнена в виде линии электропередачи с грозозащитным тросом, соединенным на концах с заземлителями антенны и разрезанным по своей длине на несколько изолированных от опор антенны участков. Заземлители каждой передающей антенны выполнены в виде параллельно расположенных, соединенных между собой металлических проводов, направленных в противоположные от центра антенны стороны. 2 ил.

 

Изобретение относится к области электроэнергетики, а именно к радиотехническим комплексам крайне низких (КНЧ) и сверхнизких частот (СНЧ) и может быть использовано для передачи сигналов на глубокопогруженные и удаленные объекты. Известно устройство «Унифицированный генераторно-измерительный комплекс крайне низких и сверхнизких частот для геофизических исследований» (патент РФ №2188439, МКИ7 G01V 3/12, 2002 г.). Данное устройство содержит «n» генераторов, которые нагружены на протяженные низкорасположенные горизонтально ориентированные и заземленные на концах антенны. Регистрация сигналов осуществляется с помощью цифрового приемного устройства. Недостаток данного устройства состоит в малой мощности излучаемого сигнала.

Наиболее близкой к заявленному устройству по технической сущности решения вопроса является «Система связи сверхнизкочастотного и крайненизкочастотного диапазона с глубокопогруженными и удаленными объектами» (патент РФ №2350020 от 20.03.09 г.). Устройство состоит из датчика команд, n идентичных передающих модулей, каждый из которых содержит генератор напряжения, подключенный через согласующее устройство к отдельной низкорасположенной горизонтально ориентированной передающей антенне с заземлителями, блок управления модулем, соединенный с блоком регулирования и защиты инверторов, регулируемый выпрямитель, приемную антенну с антенным усилителем и приемник СНЧ-КНЧ диапазона.

Недостатки прототипа состоят в том, что мощность каждого генератора ограничена мощностью генерирующих элементов, что не позволяет увеличить дальность и глубину связи. В тоже время последовательно-параллельное включение генерирующих элементов существенно усложняет его построение и снижает надежность.

Кроме того, имеющийся в антенных системах грозозащитный трос образует замкнутый контур, что приводит к потере мощности излучаемого сигнала, а построение заземлителей антенных систем не является оптимальным.

Целью изобретения является повышение дальности и глубины связи. Поставленная цель достигается тем, что каждый генератор выполнен из нескольких последовательно соединенных автономных инверторов, подключенных к регулируемому выпрямителю, причем ступенчатую форму напряжения выходного сигнала генератора выбирают исходя из минимальной величины гармонических составляющих для данного количества инверторов, при этом управляющие входы инверторов соединены с соответствующими выходами блока управления и защиты инверторов; первый выход датчика команд соединен с первым входом блока управления модулем и входом блока управления согласующим устройством, а второй его выход подключен через блок управления модулем к блоку регулирования и защиты инверторов; передающая антенна каждого модуля выполнена в виде линии электропередачи с грозозащитным тросом, соединенным на концах с заземлителями антенны и разрезанным по своей длине на несколько изолированных участков, при этом один из концов каждого изолированного участка троса, кроме крайних, подключен к заземлителю опор передающей антенны, а заземлители каждой передающей антенны выполнены в виде соединенных между собой параллельно расположенных металлических проводов, направленных в противоположные от центра антенны стороны.

На фиг.1 изображена блок-схема системы связи. Передающая часть содержит 1 - датчик команд и 2 - передающие модули. Каждый модуль состоит из 3 - генератора; 4 - согласующего устройства; 5 - передающей антенны; 6 - заземлителей антенны; 7 - блока управления модулем; 8 - блока регулирования и защиты инверторов; 9 - регулируемого выпрямителя; 10 - блока управления регулируемым выпрямителем; 11 - блока управления согласующим устройством. Генератор 3 содержит последовательно соединенные автономные инверторы 12, 13.

В состав приемной части входят приемная антенна 14, антенный усилитель 15 и приемник 16.

На фиг.2 представлена конструкция передающей антенной системы 5, где 17 - грозозащитный трос, 18 - заземлители опор, 19 - токонесущие провода антенны.

Перед началом работы датчик команд 1 выдает сигнал на установку рабочей частоты блоку управления модулем 7 и блоку управления согласующим устройством 11 каждого модуля 2. После этого датчик команд 1 включает блок управления модулем 7 и блок управления 10 регулируемым выпрямителем 9, который начинает плавный подъем напряжения питания инверторов 12, 13. С блока управления модулем 7 поступает сигнал на работу блока регулирования и защиты инверторов 8, управляющие импульсы которого включают силовые приборы инверторов 12, 13.

Инверторы 12, 13 выдают прямоугольное напряжение различной длительности. Длительность регулируется сигналами с блока регулирования и защиты инверторов 8 путем изменения угла включения генерирующих элементов. Для уменьшения гармоник необходимо формирование квазисинусоидального напряжения, т.е. близкого к синусоидальному. Ввиду больших мощностей генерирования в диапазоне сверхнизких и крайне низких частот осуществить это классическими методами с помощью фильтров невозможно. В генераторе 3 происходит сложение прямоугольных напряжений инверторов 12, 13, каждое из которых имеет определенную длительность ступени включения. Количество инверторов определяется требованиями к гармоническому составу выходного тока генератора 3. Согласующее устройство 4 служит для компенсации реактивных сопротивлений при совместной работе генератора 3 с передающей антенной 5. Конец токонесущих проводов 19 передающей антенны 5 соединен с заземлителем антенны 6. Другой заземлителем антенны 6 подключен к генератору 3.

Токонесущие провода 19 антенны 5 подвешены на опорах, имеющих заземление опор 18. С целью увеличения мощности излучения передающей антенны 5 путем ликвидации замкнутых контуров в непосредственной близости от токонесущих проводов 19 грозозащитный трос 17 разрезан на отдельные изолированные участки, причем на каждом участке один из концов троса подключен к заземлителю опоры 18.

На приемной стороне сигнал через приемную антенну 14 с антенным усилителем 15 поступает на вход приемного устройства 16.

В диапазоне сверхнизких и крайне низких частот дальность и глубина связи определяются величиной магнитного момента М.

Система связи СНЧ-КНЧ с глубокопогруженными и удаленными подводными объектами, содержащая датчик команд, «n» идентичных модулей, каждый из которых содержит генератор напряжения, подключенный через согласующее устройство к отдельной низкорасположенной горизонтально ориентированной передающей антенне с заземлителями, блок управления модулем, соединенный с блоком регулирования и защиты инверторов, регулируемый выпрямитель, приемную антенну с антенным усилителем и приемник СНЧ-КНЧ диапазона, отличающаяся тем, что каждый генератор выполнен из нескольких последовательно соединенных автономных инверторов, подключенных к регулируемому выпрямителю, при этом в генераторе происходит сложение прямоугольных напряжений инверторов, каждое из которых имеет определенную длительность ступени, для формирования выходного сигнала генератора, близкого к синусоидальному, при этом управляющие входы инверторов соединены с соответствующими выходами блока регулирования и защиты инверторов; первый выход датчика команд соединен с первым входом блока управления модулем и входом блока управления согласующим устройством, а второй его выход подключен через блок управления модулем к блоку регулирования и защиты инверторов; передающая антенна каждого модуля выполнена в виде линии электропередачи с грозозащитным тросом, соединенным на концах с заземлителями антенны и разрезанным по своей длине на несколько изолированных участков, при этом один из концов каждого участка троса, кроме крайних, подключен к заземлителю опор передающей антенны, а заземлители каждой передающей антенны выполнены в виде соединенных между собой параллельно расположенных металлических проводов, направленных в противоположные от центра антенны стороны.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области радиолокационного зондирования земных недр. .

Изобретение относится к области поисково-спасательных работ и может быть использовано для поиска засыпанных биообъектов при землетрясениях, снежных лавинах или горных обвалах.

Изобретение относится к морской электроразведке методом становления электромагнитного поля в открытом море, на шельфе Мирового океана и в районах, закрытых полярными льдами.

Изобретение относится к области поисково-спасательных работ и может быть использовано для поиска засыпанных биообъектов и их останков в районах землетрясений, а также засыпанных, например, снежными лавинами или горными обвалами.

Изобретение относится к области обеспечения сейсмологической безопасности и может быть использовано для снятия упругих напряжений в земной коре. .

Изобретение относится к морской электромагнитной разведке. .

Изобретение относится к геофизической разведке. .

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано для определения координат эпицентра ожидаемых землетрясений, горных ударов и контроля электромагнитной обстановки в сейсмоопасной зоне земной коры с борта летательного аппарата.

Изобретение относится к мониторингу природных сред и предназначено для определения состояния ионосферы

Изобретение относится к геофизике, в частности к устройствам геоэлектроразведки с использованием электромагнитных волн высокой частоты, и может быть использовано при разведке полезных ископаемых, а также для поиска инженерных коммуникаций и других скрытых неоднородностей в подповерхностном слое земной поверхности

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано для морской электромагнитной разведки углеводородных коллекторов

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники, а именно к устройствам, предназначенным для обнаружения инородных образований в почве, а конкретно мин, в частности противопехотных

Изобретение относится к области подповерхностной радиолокации, а именно к устройствам определения расположения и формы неоднородностей и включений в конденсированных средах

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано при электромагнитном зондировании верхней части геологического разреза

Изобретение относится к геофизическим измерениям, выполняемым в море (4) над морским дном (1) с пластами (3) породы, имеющими относительно низкое удельное сопротивление, для обнаружения возможной нижележащей нефтегазоносной породы-коллектора (2), имеющей относительно высокое удельное сопротивление

Изобретение относится к геоэлектроразведке с использованием электромагнитного поля изменяющейся частоты и может быть применено при выполнении различного рода поисковых и инженерно-геологических исследований
Наверх