Система связи сверхнизкочастотного и крайненизкочастотного диапазонов с глубокопогруженными и удаленными объектами -7
COMMUNICATION SYSTEM OF ULTRA-LOW FREQUENCY AND ULTRA-RARE-FREQUENCY BANDS WITH DEEP-LOADED AND REMOTE OBJECTS -7

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.
-7
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, 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.
«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.
Недостатками патента №2350020 RU 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;
-4
- 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⋅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.
Аналогами являются также патенты: №2567181 от 10.07.2015 г. RU; №2608072 от 13.01.17 г. RU; №2611603 от 28.02.2017 г. RU и №2626070 от 21.07.2017 г. RU.
A
Прототипом является «Система связи сверхнизкочастотного и крайненизкочастотного диапазона с глубокопогруженными и удаленными объектами» (патент №2626070 от 21.07.2017 г. RU), в которой прием и регистрация излучения, создаваемого СНЧ-КНЧ-генераторами передающей антенной системой, осуществляются с помощью буксируемой кабельной антенны, антенного усилителя и приемника СНЧ-КНЧ-диапазона, находящихся на борту подводного объекта, а передающая антенная система содержит задающий генератор, модулятор, систему управления, защиты и автоматизации, усилитель мощности, согласующее устройство, индикатор тока антенны и источник тока, защита подземной кабельной магистрали системы управления передающей СНЧ-КНЧ антенной осуществлена путем повышения защитного действия грозозащитного троса на основе его заземления и секционирования, а также уменьшением электрической длины кабеля включением необслуживаемых защитных пунктов НЗП; передающая антенна, состоящая из центральной, правой и левой токовых ветвей, образующих две рамочные антенны, обеспечивающие расширение диаграммы направленности передающей антенны за счет сложения двух диаграмм направленности в направлении расчетной направленности; клемма соединения «а» является электрическим контактом всех трех ветвей, причем левая токовая ветвь и правая токовая ветвь передающей антенны является продолжением центральной токовой ветви через клемму соединения «а», обе ветви являются одной топологической линией; топологическая линия центральной токовой ветви передающей антенны перпендикулярна топологической линии левой и правой токовых ветвей передающей антенны и соединена к клемме «а» в центре длины топологической линии левой и правой ветвей тока передающей антенны, так как длина левой ветви  равна длине правой ветви  (или ); ток антенны правой ветви  равен току антенны левой ветви  (или ); ток антенны центральной ветви I, 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 земной среды; ток антенны левой ветви  равен обратному току  в земле на глубине h равной скин-слою земной среды; причем центральная токовая ветвь передающей антенны длиной  содержит: систему управления передающей СНЧ-КНЧ антенной состоящую: из задающего генератора, модулятора, системы управления, защиты и автоматизации, усилителя мощности, согласующего устройства, индикатора тока антенны, и источника тока; N преобразователей, с первого преобразователя по N, в центральной ветви тока, N заземлителей антенны, с первого заземлителя по N, в центральной ветви тока, N излучающих секций, с первой секции по N, подземного неэкранированного кабеля передающей антенны длиной  центральной ветви тока, при этом первый вход системы управления передающей СНЧ-КНЧ антенны соединен с первым входом модулятора, а второй вход модулятора соединен с выходом задающего генератора, выход модулятора соединен с первым входом усилителя мощности, выход системы управления, защиты и автоматизации соединен параллельно со вторым входом усилителя мощности, с входом задающего генератора и со вторым входом согласующего устройства; третий вход усилителя мощности соединен с первым заземлителем передающей антенны через второй вход системы управления передающей СНЧ-КНЧ антенной, через первый выход индикатора тока антенны; выход усилителя мощности соединен через первый вход согласующего устройства, через первый выход согласующего устройства с выходом системы управления передающей СНЧ-КНЧ антенной, второй выход согласующего устройства соединен с первым входом системы управления, защиты и автоматизации, второй вход системы управления, защиты и автоматизации соединен с выходом индикатора тока антенны, источник тока соединен параллельно с входами всех блоков системы управления передающей СНЧ-КНЧ антенной через их систему электроснабжения; выход системы управления передающей СНЧ-КНЧ антенной соединен через первую излучающую секцию подземного кабеля передающей антенны с входом первого преобразователя, первый выход первого преобразователя соединен с помощью второй излучающей секции подземного кабеля передающей антенны с входом второго преобразователя, а второй выход первого преобразователя соединен со вторым заземлителем передающей антенны; выход второго преобразователя соединен через третью излучающую секцию подземного кабеля передающей антенны с входом третьего преобразователя, а второй выход второго преобразователя соединен с третьим заземлителем передающей антенны; выход третьего преобразователя соединен через четвертую излучающую секцию подземного кабеля передающей антенны с входом четвертого преобразователя, а второй выход третьего преобразователя соединен с четвертым заземлителем передающей антенны; выход четвертого преобразователя соединен через пятую излучающую секцию подземного кабеля передающей антенны с входом пятого преобразователя, а второй выход четвертого преобразователя соединен с пятым заземлителем передающей антенны; выход пятого преобразователя соединен через шестую излучающую секцию подземного кабеля антенной системы с входом шестого преобразователя, а второй выход пятого преобразователя соединен с шестым заземлителем передающей антенны; таким образом обеспечивается соединение последующих преобразователей с последующими излучающими секциями подземного кабеля передающей антенны; выход N-1 преобразователя соединен через N излучающую секцию подземного кабеля передающей антенны с входом N преобразователя, а второй выход N-1 преобразователя соединен с N-1 заземлителем передающей антенны; первый выход N преобразователя соединен с клеммой «а», а второй выход N преобразователя соединен с N заземлителем передающей антенны; левая ветвь тока передающей антенны СНЧ-КНЧ длиной  содержит: N преобразователей, с первого по N преобразователь левой токовой ветви, N заземлителей, с первого по N заземлитель левой токовой ветви, N излучающих секций, с первой по N излучающую секцию подземного кабеля левой токовой ветви, при этом клемма «а» соединена через первую излучающую секцию подземного кабеля передающей антенны с входом первого преобразователя левой токовой ветви передающей антенны, первый выход первого преобразователя левой токовой ветви через вторую излучающую секцию подземного кабеля левой токовой ветви соединен с входом второго преобразователя, второй выход первого преобразователя соединен с первым заземлителем левой токовой ветви передающей антенны; первый выход второго преобразователя через третью излучающую секцию подземного кабеля левой токовой ветви соединен с входом четвертого преобразователя, второй выход второго преобразователя соединен со вторым заземлителем левой ветви тока передающей антенны; таким образом обеспечивается соединение последующих преобразователей с последующими излучающими секциями подземного кабеля левой токовой ветви передающей антенны; первый выход N-1 преобразователя через N излучающую секцию подземного кабеля соединен с входом N преобразователя левой токовой ветви, выход N преобразователя соединен с N заземлителем левой ветви тока передающей антенны; правая токовая ветвь передающей антенны СНЧ-КНЧ длиной  содержит: N преобразователей правая токовая ветвь, с первого по N преобразователь, N заземлителей правая токовая ветвь, с первого по N заземлитель, N излучающих секций, с первой по N излучающую секцию подземного кабеля правой токовой ветви, при этом клемма «а» соединена через первую излучающую секцию подземного кабеля правой токовой ветви передающей антенны с входом первого преобразователя правой ветви тока передающей антенны, первый выход первого преобразователя через вторую излучающую секцию подземного кабеля правой токовой ветви соединен с входом второго преобразователя, второй выход первого преобразователя соединен с первым заземлителем правой ветви тока передающей антенны; первый выход второго преобразователя через третью излучающую секцию подземного кабеля правой токовой ветви соединен с входом четвертого преобразователя, второй выход второго преобразователя соединен со вторым заземлителем правой ветви тока передающей антенны; таким образом, обеспечивается соединение последующих преобразователей с последующими излучающими секциями подземного кабеля и заземлителями правой токовой ветви передающей антенны; первый выход N-1 преобразователя через N излучающую секцию подземного кабеля правой токовой ветви соединен с входом N преобразователя, выход N преобразователя соединен с N заземлителем правой токовой ветви передающей антенны.
Целью изобретения является:
- управление диаграммой направленности или адресная передача информации на подводные объекты на основе построения пространственно распределенных нескольких узких диаграмм направленности составляющих широкую диаграмму направленности передающей антенны;
- управление диаграммой направленности передающей антенны или передачи данных на подводные объекты с выделением океанических зон и непрерывной сменой этих зон для предупреждения противодействия преднамеренным помехам.
Поставленная цель достигается за счет применения пяти токовых ветвей в береговой передающей антенне с возможностью работы одновременно на пяти частотах в «Системе связи сверхнизкочастотного и крайненизкочастотного диапазона с глубокопогруженными и удаленными объектами», при этом использование, как совместно, так и разнородно, пяти токовых ветвей, или работающих рамочных антенн, для «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 и защита кабельной магистралями управления и связи передающей системы СНЧ-КНЧ антенны, а также создание условий экологической безопасности для человека и окружающей среды, и создание пространственного разнесения информационных каналов передачи за счет как узких диаграмм направленности СНЧ-КНЧ передающей антенны, так и освещения больших океанских просторов при действии в них подводных объектов.
Имея пять токовых ветвей, одновременно работающих или поочередно каждая ветвь в отдельности. Причем передача может изменять частоты по различным передающим ветвям или антенным рамкам в зависимости от требуемой глубины радиоприема. Возможные глубины проникновения электромагнитных волн в морскую среду с проводимостью σ=1 См.м:
- на частоте 3 Гц - ;
- на частоте 90 Гц - .
0
8
8
2
Действительно, резонансная частота ƒ сферического резонатора Земля - ионосфера определяется как длина по экватору в 40000 км деленная на скорость света (3⋅10 м/с) или . 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≥10⋅[А⋅м]. Магнитный момент рамочной антенны определяется
A
-7
-4
-5
где I - 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, Гн/м.; σ - проводимость земли в районе размещения антенны выбирается от 10 до 10 См/м);  - длина антенны в метрах.
A
Расчет показывает, что если ток принять равным I=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.
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 увеличения охвата освещенного электромагнитными поля районов морского театра, так и сужения этого района при одновременном повышения уровня поля СНЧ-КНЧ передающей антенной системы.
На Фиг. 1 представлена многоканальная передающая антенна с широкой диаграммы направленности, «Системы связи сверхнизкочастотного и крайненизкочастотного диапазона с глубокопогруженными и удаленными объектами», где:
A
- I - прямой ток центральной ветви передающей антенны;
-  - токи в первой, второй, третьей, четвертой и пятой токовых ветвей передающей антенне;
-  - земляной или обратный ток в цепи последовательно включенных центральной и первой ветвей тока передающей антенны;
-  - обратный ток в цепи последовательно включенных центральной и второй ветвей тока передающей антенны;
-  - обратный ток в цепи последовательно включенных центральной и третьей ветвей тока передающей антенны;
-  - обратный ток в цепи последовательно включенных центральной и четвертой ветвей тока передающей антенны;
-  - обратный ток в цепи последовательно включенных центральной и пятой ветвей тока передающей антенны;
A
-  - ток антенны I центральной ветви передающей антенны протекаемый через переключатель 5 по всем пяти его выходам представляется суммой токов в дополнительных ветвях: током первой ветви  длиной , током второй ветви  длиной , током третьей ветви  длиной , током четвертой ветви  длиной , и током пятой ветви  длиной  (ток центральной ветви равен сумме токов пяти ветвей, как пяти дополнительных ветвей для центральной ветви передающей антенны, при работе любым вариантом: одной, двух, трех и т.д. совместно ветвей);
1
2
3
N-1
N
- 3, 3, 3, …, 3, 3 - первый, второй третий, …, N-1 и N заземлители центральной ветви для тока передающей антенны;
- 1 - система управления передающей СНЧ-КНЧ антенной;
1
2
N-1
N
- 2, 2, …, 2, 2 - первый, второй, …, N-1 и N преобразователи центральной ветви передающей антенны;
1
2
3
N-1
N
1
2
N-1
N
К
- 4, 4, 4, …, 4, 4 - одна из N излучающих секций центральной ветви передающей антенны длиной , включенная между 2, 2, …, 2, 2 преобразователями (как изолированный проводник длиной не более 20 км, находящийся в земле на глубине h или называемый подземным или подводным неэкранированным кабелем);
11
1N
- 2, …, 2 - первый, и N преобразователи дополнительной первой ветви тока передающей антенны;
21
2N
- 2, …, 2 - первый, и N преобразователи дополнительной второй ветви тока передающей антенны;
31
3N
- 2, …, 2 - первый, и N преобразователи дополнительной третьей ветви тока передающей антенны;
41
4N
- 2, …, 2 - первый, …, и N преобразователи дополнительной четвертой ветви тока передающей антенны;
51
5N
- 2, …, 2 - первый, …, и N преобразователи дополнительной пятой ветви тока передающей антенны;
11
1N
- 3, …, 3 - первый, …, и N заземлители первой ветви тока передающей антенны;
21
2N
- 3, …, 3 - первый, …, и N заземлители второй ветви тока передающей антенны;
31
3N
- 3, …, 3 - первый, …, и N заземлители третьей ветви тока передающей антенны;
41
4N
- 3, …, 3 - первый, …, и N заземлители четвертой ветви тока передающей антенны;
51
5N
- 3, …, 3 - первый, …, и N заземлители пятой ветви тока передающей антенны;
11
1N
11
1N
- 4, …, 4 - одна из N излучающих секций дополнительной первой ветви тока передающей антенны длиной , включенная между 2, …, 2 преобразователями;
21
2N
21
2N
- 4, …, 4 - одна из N излучающих секций дополнительной второй ветви передающей антенны длиной , включенная между 2, …, 2 преобразователями;
31
3N
31
3N
- 4, …, 4 - одна из N излучающих секций дополнительной третьей ветви передающей антенны длиной , включенная между 2, …, 2 преобразователями;
41
4N
41
4N
- 4, …, 4 - одна из N излучающих секций дополнительной четвертой ветви передающей антенны длиной , включенная между 2, …, 2 преобразователями;
51
5N
51
5N
- 4, …, 4 - одна из N излучающих секций дополнительной пятой ветви передающей антенны длиной , включенная между 2, …, 2 преобразователями;
- 5 - переключатель ветвей для выбора номера рабочей дополнительной ветви;
-  - длина первой, второй, третьей, четвертой и пятой дополнительных ветвей передающей антенны, соответствующих длине обратного тока в каждой ветви;
-  - длина центральной ветви передающей антенны;
- ЗК - защищенная подземная кабельная магистраль управления и связи передающей системы.
На Фиг. 2 представлены конструктивные особенности передающей антенны широкой диаграммы направленности и защищенной кабельной магистралью управления и связи «Системы связи сверхнизкочастотного и крайненизкочастотного диапазона с глубоко-погруженными и удаленными объектами», где:
- 1 - система управления передающей СНЧ-КНЧ антенной в центральной ветви, содержащая задающий генераторов 1-1, управляемый через второй вход назначением рабочих частот по каналам через защищенную кабельную 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 передающей системы 1;
1
2
3
4
5
N
- 2, 2, 2, 2, 2, …, 2 - первый, второй, третий, четвертый, пятый, …, и N преобразователи центральной ветви;
1
2
3
4
5
6
N
- 3, 3, 3, 3, 3, 3, …, 3 - первый, второй третий, четвертый, пятый, шестой, …, и N заземлители центральной ветви;
1
2
3
4
5
N
1
2
3
4
5
N
К
- 4, 4, 4, 4, 4, …, 4 - одна из N излучающих секций центральной ветви антенной системы длиной , включенная между 2, 2, 2, 2, 2, …, 2 преобразователями (как изолированный проводник длиной не более 20 км, находящийся в земле на глубине h или называемый подземным или подводным неэкранированным кабелем);
11
1N
- 2, …, 2 - первый, …, и N преобразователи дополнительной первой ветви передающей антенны;
21
2N
- 2, …, 2 - первый, …, и N преобразователи дополнительной второй ветви передающей антенны;
31
3N
- 2, …, 2 - первый, …, и N преобразователи дополнительной третьей ветви передающей антенны;
41
4N
- 2, …, 2 - первый, …, и N преобразователи дополнительной четвертой ветви передающей антенны;
51
5N
- 2, …, 2 - первый, …, и N преобразователи дополнительной пятой ветви передающей антенны;
11
1N
- 3, …, 3 - первый, …, и N заземлители первой ветви тока передающей антенны;
21
2N
- 3, …, 3 - первый, …, и N заземлители второй ветви тока передающей антенны;
31
3N
- 3, …, 3 - первый, …, и N заземлители третьей ветви тока передающей антенны;
41
4N
- 3, …, 3 - первый, …, и N заземлители четвертой ветви тока передающей антенны;
51
5N
- 3, …, 3 - первый, …, и N заземлители пятой ветви тока передающей антенны;
11
1N
11
1N
- 4, …, 4 - одна из N излучающих секций первой ветви передающей антенны, включенная между 2, …, 2 преобразователями;
21
2N
21
2N
- 4, …, 4 - одна из N излучающих секций второй ветви передающей антенны, включенная между 2, …, 2 преобразователями;
31
3N
31
3N
- 4, …, 4 - одна из N излучающих секций третьей ветви передающей антенны, включенная между 2, …, 2 преобразователями;
41
4N
41
4N
- 4, …, 4 - одна из N излучающих секций четвертой ветви передающей антенны, включенная между 2, …, 2 преобразователями;
51
5N
51
5N
- 4, …, 4 - одна из N излучающих секций пятой ветви передающей антенны, включенная между 2, …, 2 преобразователями;
- h - глубина протекания обратного тока антенны  для дополнительных первой, второй, третьей, четвертой и пятой ветвей тока (глубина, определяемая скин-слоем );
К
- h - глубина прокладки подземного (подводного) неэкранированного кабеля антенной системы для центральной и дополнительных первой, второй, третьей, четвертой и пятой ветвей тока;
A
- I - ток в антенне (подземном кабеле) центральной ветви;
1
1N
-  - обратный ток в земле между заземлителем 3 центральной ветви и N заземлителем 3 первой ветви передающей антенны;
1
2N
-  - обратный ток в земле между заземлителем 3 центральной ветви и заземлителем 3 второй ветви передающей антенны;
1
3N
-  - обратный ток в земле между заземлителем 3 центральной ветви и N заземлителем 3 третьей ветви передающей антенны;
1
4N
-  - обратный ток в земле между заземлителем 3 центральной ветви и N заземлителем 3 четвертой ветви передающей антенны;
1
5N
-  - обратный ток в земле между заземлителем 3 центральной ветви и N заземлителем 3 пятой ветви передающей антенны;
- 5 - переключатель ветвей для выбора номера рабочей дополнительной ветви тока.
1
2
3
4
5
N
11
1N
21
2N
31
3N
41
4N
51
5N
На Фиг. 3 один из N преобразователей любой из 2, 2, 2, 2, 2, …, 2 в центральной ветви тока, любой из 2, …, 2 дополнительной первой ветви тока, любой из 2, …, 2 дополнительной второй ветви тока, любой из 2, …, 2 дополнительной третьей ветви тока, любой из 2, …, 2 дополнительной четвертой ветви тока, любой из 2, …, 2 дополнительной пятой ветви тока, где:
1
2
3
4
5
N
11
1N
21
2N
31
3N
41
4N
51
5N
- 4 - секция антенной системы (подземного или подводного неэкранированного кабеля), любая 4, 4, 4, 4, 4, …, 4 в центральной ветви тока, 4, …, 4 в первой ветви тока, 4, …, 4 во второй ветви тока, 4, …, 4 в третьей ветви тока, 4, …, 4 в четвертой ветви тока, 4, …, 4 в пятой ветви тока;
- 1-7 - 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 представлен переключатель ветвей для подключения любой из пяти ветвей к центральной ветви тока «Системы связи сверхнизкочастотного и крайненизкочастотного диапазона с глубокопогруженными и удаленными объектами», где:
- Вк.1 - включатель первый 1, обеспечивает соединение центральной ветви тока через вход переключателя ветвей 5 и через его первый выход 1 с дополнительной первой ветвью тока;
- Вк.2 - включатель второй 2, обеспечивает соединение центральной ветви тока через вход переключателя ветвей 5 и через его второй выход 2 с дополнительной второй ветвью тока;
- Вк.3 - включатель третий 3, обеспечивает соединение тока центральной ветви через вход переключателя ветвей 5 и через его третий выход 3 с дополнительной третьей ветвью тока;
- Вк.4 - включатель четвертый 4, обеспечивает соединение тока центральной ветви через вход переключателя ветвей 5 и через его четвертый выход 4 с дополнительной четвертой ветвью тока;
- Вк.5 - включатель пятый 5, обеспечивает соединение тока центральной ветви через вход переключателя ветвей 5 и через его пятый выход 5 с дополнительной пятой ветвью тока.
Таким образом, переключатель ветвей 5 содержит пять включателей, при этом вход переключателя ветвей 5 соединен через клемму «а» с каждым из пяти включателей через их собственные клеммы «к», клемма «с» первого включателя Вк.1 соединена с первым выходом 1 переключателя ветвей 5; клемма «с» второго включателя Вк.2 соединена со вторым выходом 2 переключателя ветвей 5; клемма «с» третьего включателя Вк.3 соединена с третьим выходом 3 переключателя ветвей 5; клемма «с» четвертого включателя Вк.4 соединена с четвертым выходом 4 переключателя ветвей 5; клемма «с» пятого включателя Вк.5 соединена с пятым выходом 5 переключателя ветвей 5.
На фиг. 6 представлена максимальная ширина диаграммы направленности передающей антенны в заданном направлении, в случае совместной работы центральной ветви тока и как продолжение ее последовательно включенных к центральной ветви дополнительных пяти ветвей тока, пять ветвей работают параллельно и одновременно в «Системе связи сверхнизкочастотного и крайненизкочастотного диапазона с глубокопогруженными и удаленными объектами», где:
A
- I - ток в кабеле центральной ветви передающей антенны;
-  ток в первой ветви не равен нулю, т.е. первая ветвь подключена к цепи центральной ветви включателем Вк.1 в переключателе ветвей 5;
-  ток во второй ветви не равен нулю, т.е. вторая ветвь подключена к цепи центральной ветви включателем Вк.2 в переключателе ветвей 5;
-  ток в третьей ветви не равен нулю, т.е. третья ветвь подключена к цепи центральной ветви включателем Вк.3 в переключателе ветвей 5;
-  ток в четвертой ветви не равен нулю, т.е. четвертая ветвь подключена к цепи центральной ветви включателем Вк.4 в переключателе ветвей 5;
-  ток в пятой ветви не равен нулю, т.е. пятая ветвь подключена к цепи центральной ветви включателем Вк.5 в переключателе ветвей 5.
1
1N
A
-  - обратный ток в земле между заземлителем 3 центральной ветви и N или последним заземлителем 3 первой ветви передающей антенны, как цепь образованная токами центральной ветви I и током первой ветви  через включатель первый Вк.1 в переключателе ветвей 5;
1
2N
A
-  - обратный ток в земле между заземлителем 3 центральной ветви и N, последним заземлителем 3 второй ветви передающей антенны, как цепь образованная токами центральной ветви I и током второй ветви  через включатель второй Вк.2 в переключателе ветвей 5;
1
3N
A
-  - обратный ток в земле между заземлителем 3 центральной ветви и N, последним заземлителем 3 третьей ветви передающей антенны, как цепь образованная токами центральной ветви I и током третьей ветви  через включатель третий Вк.3 в переключателе ветвей 5;
1
4N
A
-  - обратный ток в земле между заземлителем 3 центральной ветви и N заземлителем 3 четвертой ветви передающей антенны, как цепь образованная токами центральной ветви I и током четвертой ветви  через включатель четвертый Вк.4 в переключателе ветвей 5;
1
5N
A
-  - обратный ток в земле между заземлителем 3 центральной ветви и N заземлителем 3 пятой ветви передающей антенны, как цепь образованная токами центральной ветви I и током пятой ветви  через включатель пятый Вк.5 в переключателе ветвей 5;
- ширина диаграммы направленности антенны в заданном направлении, как сумма диаграмм направленности по направлениям: «А», «С», «Д», «К» и «Р»;
- В - ширина диаграммы направленности в обратном направлении «В»;
Ген
- U - источник ЭДС передающей антенны;
A
-  - ток антенны I 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 направлении в заданном направлении «А», «С», «Д», «К» и «Р»;).
На фиг. 7 представлена диаграмма направленности передающей антенны в случае совместной работы и последовательно включенных центральной и первой ветвей тока «Системы связи сверхнизкочастотного и крайненизкочастотного диапазона с глубокопогруженными и удаленными объектами», где:
A
- I - ток в кабеле центральной ветви передающей антенны;
-  - ток в кабеле первой ветви передающей антенны;
A
-  - ток антенны I центральной ветви передающей антенны равен току антенны  первой ветви длиной  (ток центральной ветви имеет продолжение в цепи первой ветви; таким образом, ток центральной ветви и первой ветви, как составные части передающей антенны, совместно работающие и образующие диаграмму направленности в заданном направлении «А» и обратную диаграмму направленности в направлении «В»).
1
1N
-  - обратный ток в земле между заземлителем 3 центральной ветви и N заземлителем 3 первой ветви передающей антенны, как цепь образованная центральной ветвью и последовательно к ней включенной первой ветви через включатель первый Вк.1 в переключателе ветвей 5;
-  ток во второй ветви равен нулю, т.е. вторая ветвь отключена от цепи центральной ветви включателем Вк.2 в переключателе ветвей 5;
-  ток в третьей ветви равен нулю, т.е. третья ветвь отключена от цепи центральной ветви включателем Вк.3 в переключателе ветвей 5;
-  ток в четвертой ветви равен нулю, т.е. четвертая ветвь отключена от цепи центральной ветви включателем Вк.4 в переключателе ветвей 5;
-  ток в пятой ветви равен нулю, т.е. пятая ветвь отключена от цепи центральной ветви включателем Вк.5 в переключателе ветвей 5.
На фиг. 8 представлена диаграмма направленности передающей антенны в случае совместной работы и последовательно включенных центральной и второй ветвей тока «Системы связи сверхнизкочастотного и крайненизкочастотного диапазона с глубокопогруженными и удаленными объектами», где:
A
- I - ток в кабеле центральной ветви передающей антенны;
-  - ток в кабеле второй ветви передающей антенны;
A
-  - ток антенны I центральной ветви передающей антенны имеет продолжение в цепи второй ветви  длиной  (ток центральной ветви протекает во второй ветви; таким образом, центральная ветвь и вторая ветвь как составные части передающей антенны, совместно работающие и образующие диаграмму направленности в заданном направлении «С» и обратную диаграмму направленности в направлении «В»).
1
2N
A
-  - обратный ток в земле между заземлителем 3 центральной ветви и N заземлителем 3 второй ветви передающей антенны, как цепь образованная токами центральной ветви I и током второй ветви  через включатель второй Вк.2 в переключателе ветвей 5;
-  ток в первой ветви равен нулю, т.е. первая ветвь отключена от цепи центральной ветви включателем Вк.1 в переключателе ветвей 5;
-  ток в третьей ветви равен нулю, т.е. третья ветвь отключена от цепи центральной ветви включателем Вк.3 в переключателе ветвей 5;
-  ток в четвертой ветви равен нулю, т.е. четвертая ветвь отключена от цепи центральной ветви включателем Вк.4 в переключателе ветвей 5;
-  ток в пятой ветви равен нулю, т.е. пятая ветвь отключена от цепи центральной ветви включателем Вк.5 в переключателе ветвей 5.
На фиг. 9 представлена диаграмма направленности передающей антенны в случае совместной работы и последовательно включенных центральной и третьей ветвей тока «Системы связи сверхнизкочастотного и крайненизкочастотного диапазона с глубокопогруженными и удаленными объектами», где:
A
- I - ток в кабеле центральной ветви передающей антенны;
-  - ток в кабеле третьей ветви передающей антенны;
A
-  - ток антенны I центральной ветви передающей антенны имеет продолжение в цепи третьей ветви  длиной  (ток центральной ветви протекает в третьей ветви; ветви, как составные части передающей антенны, совместно работающие и образующие диаграмму направленности в заданную направлении «С» и обратную диаграмму направленности в направлении «В»).
1
3N
A
-  - обратный ток в земле между заземлителем 3 центральной ветви и N заземлителем 3 третьей ветви передающей антенны, как цепь образованная токами центральной ветви I и током третьей ветви  через включатель второй Вк.3 в переключателе ветвей 5;
-  ток в первой ветви равен нулю, т.е. первая ветвь отключена от цепи центральной ветви включателем Вк.1 в переключателе ветвей 5;
-  ток во второй ветви равен нулю, т.е. вторая ветвь отключена от цепи центральной ветви включателем Вк.2 в переключателе ветвей 5;
-  ток в четвертой ветви равен нулю, т.е. четвертая ветвь отключена от цепи центральной ветви включателем Вк.4 в переключателе ветвей 5;
-  ток в пятой ветви равен нулю, т.е. пятая ветвь отключена от цепи центральной ветви включателем Вк.5 в переключателе ветвей 5.
На фиг. 10 представлена диаграмма направленности передающей антенны в случае совместной работы центральной ветви и продолжением ей первой и второй ветвей тока «Системы связи сверхнизкочастотного и крайненизкочастотного диапазона с глубокопогруженными и удаленными объектами», где:
A
- I - ток в кабеле центральной ветви передающей антенны;
-  ток в первой ветви не равен нулю, т.е. первая ветвь подключена к цепи центральной ветви включателем Вк.1 в переключателе ветвей 5;
-  ток во второй ветви не равен нулю, т.е. вторая ветвь подключена к цепи центральной ветви включателем Вк.2 в переключателе ветвей 5;
A
-  - ток антенны I центральной ветви передающей антенны как сумма токов антенны  первой ветви длиной  и второй ветви  длиной  (ток центральной ветви есть сумма токов двух ветвей; и ветви, как составные части передающей антенны, совместно работающие и образующие диаграмму направленности в заданном направлении «А» и «С», и обратную диаграмму направленности в направлении «В»).
1
1N
A
-  - обратный ток в земле между заземлителем 3 центральной ветви и N заземлителем 3 первой ветви передающей антенны, как цепь образованная токами центральной ветви I и током первой ветви  через включатель первый Вк.1 в переключателе ветвей 5;
1
2N
A
-  - обратный ток в земле между заземлителем 3 центральной ветви и N заземлителем 3 второй ветви передающей антенны, как цепь образованная токами центральной ветви I и током второй ветви  через включатель второй Вк.2 в переключателе ветвей 5;
-  ток в третьей ветви равен нулю, третья ветвь отключена от цепи центральной ветви включателем Вк.3 в переключателе ветвей 5;
-  ток в четвертой ветви равен нулю, т.е. четвертая ветвь отключена от цепи центральной ветви включателем Вк.4 в переключателе ветвей 5;
-  ток в пятой ветви равен нулю, т.е. пятая ветвь отключена от цепи центральной ветви включателем Вк.5 в переключателе ветвей 5.
На фиг. 11 представлена диаграмма направленности передающей антенны в случае работы центральной ветви совместно с продолжением ей четвертой и пятой ветвями «Системы связи сверхнизкочастотного и крайненизкочастотного диапазона с глубокопогруженными и удаленными объектами», где:
A
- I - ток в кабеле центральной ветви передающей антенны;
-  ток в четвертой ветви не равен нулю, т.е. четвертая ветвь подключена к цепи центральной ветви включателем Вк.4 в переключателе ветвей 5;
-  ток в пятой ветви не равен нулю, т.е. пятая ветвь подключена к цепи центральной ветви включателем Вк.5 в переключателе ветвей 5;
A
-  - ток антенны I центральной ветви передающей антенны как сумма токов антенны  четвертой ветви длиной  и пятой ветви  длиной  (ток центральной ветви есть сумма токов двух ветвей, и ветви, как составные части передающей антенны, совместно работающие и образующие диаграмму направленности в заданном направлении «К» и «Р», и обратную диаграмму направленности в направлении «В»).
1
4N
A
-  - обратный ток в земле между заземлителем 3 центральной ветви и N заземлителем 3 четвертой ветви передающей антенны, как цепь образованная токами центральной ветви I и током четвертой ветви  через включатель четвертый Вк.4 в переключателе ветвей 5;
1
5N
A
-  - обратный ток в земле между заземлителем 3 центральной ветви и N заземлителем 3 пятой ветви передающей антенны, как цепь образованная токами центральной ветви I и током пятой ветви  через включатель пятый Вк.5 в переключателе ветвей 5;
-  ток в третьей ветви равен нулю, третья ветвь отключена от тока центральной ветви включателем Вк.3 в переключателе ветвей 5;
-  ток во второй ветви равен нулю, т.е. вторая ветвь отключена от тока центральной ветви включателем Вк.2 в переключателе ветвей 5;
-  ток в первой ветви равен нулю, т.е. первая ветвь отключена от тока центральной ветви включателем Вк.1 в переключателе ветвей 5.
На фиг. 12 представлена диаграмма направленности передающей антенны в случае работы центральной ветви совместно с продолжением ей второй, третьей и четвертой ветвей «Системы связи сверхнизкочастотного и крайненизкочастотного диапазона с глубокопогруженными и удаленными объектами», где:
A
- I - ток в кабеле центральной ветви передающей антенны;
-  ток во второй ветви не равен нулю, т.е. вторая ветвь подключена к цепи центральной ветви вторым включателем Вк.2 в переключателе ветвей 5;
-  ток в третьей ветви не равен нулю, т.е. третья ветвь подключена к цепи центральной ветви третьим включателем Вк.3 в переключателе ветвей 5;
-  ток в четвертой ветви не равен нулю, т.е. четвертая ветвь подключена к цепи центральной ветви четвертым включателем Вк.4 в переключателе ветвей 5;
A
-  - ток антенны I центральной ветви передающей антенны поступающий параллельно во вторую, третью и четвертую ветви, потому есть сумма токов антенны  второй ветви длиной ,  третьей ветви длиной  и четвертой ветви  длиной  (ток центральной ветви есть сумма токов трех ветвей, и ветви, как составные части передающей антенны, совместно работающие и образующие диаграмму направленности в заданном направлении «С», «Д» и «К», и обратную диаграмму направленности в направлении «В»).
1
2N
A
-  - обратный ток в земле между заземлителем 3 центральной ветви и N заземлителем 3 второй ветви передающей антенны, как цепь образованная токами центральной ветви I и током второй ветви  через включатель четвертый Вк.2 в переключателе ветвей 5;
1
3N
A
-  - обратный ток в земле между заземлителем 3 центральной ветви и N заземлителем 3 третьей ветви передающей антенны, как цепь образованная токами центральной ветви I и током третьей ветви  через включатель третий Вк.3 в переключателе ветвей 5;
1
4N
A
-  - обратный ток в земле между заземлителем 3 центральной ветви и N заземлителем 3 четвертой ветви передающей антенны, как цепь образованная токами центральной ветви I и током четвертой ветви  через включатель четвертый Вк.4 в переключателе ветвей 5;
-  ток в первой ветви равен нулю, первая ветвь отключена от тока центральной ветви первым включателем Вк.1 в переключателе ветвей 5;
-  ток в пятой ветви равен нулю, т.е. пятая ветвь отключена от тока центральной ветви пятым включателем Вк.5 в переключателе ветвей 5.
Передающая антенна СНЧ-КНЧ, представленная на фиг. 1 и фиг. 2 содержит шесть ветвей тока антенны: центральная ветвь тока передающей антенны, первая ветвь тока передающей антенны, вторая ветвь тока передающей антенны, третья ветвь тока передающей антенны, четвертая ветвь тока передающей антенны и пятая ветвь тока передающей антенны; выбор и соединение заданного варианта работы пяти ветвей тока с центральной ветвью осуществляется с помощью переключателя ветвей 5, в котором располагаются пять включателей: Вк.1, Вк.2, Вк.3, Вк.4 и Вк.5 (фиг. 5). Включатели образуют электрический контакт всех пяти ветвей с центральной ветвью, причем каждая ветвь передающей антенны является продолжением центральной ветви через клеммы соединения для каждого из пяти включателей (Вк) в переключателе ветвей 5.
Каждая из пяти ветвей совместно являются одной топологической линией совместно с центральной ветвью. Эта топологическая линия обеспечивает заданное направление излучения или диаграмму направленности для передающей антенны. Причем направление излучения антенны по направлениях заданных «А», «С», «Д», «К» и «Р» меняется в зависимости от подключенной одной из пяти ветвей к центральной ветви именно в направлении подключенной ветви, в тоже время в обратном направлении, в направлении «В» - диаграмма направленности и ее ширина слабо меняется.
A
Ток ветвей передающей антенны определяется током центральной ветви I и делится на число ветвей подключенных к центральной ветви. Например, если к центральной ветви через переключатель ветвей 5 подсоединена первая ветвь тока, то ток центральной ветви будет равен току первой ветви или . Если же к центральной ветви подключены через переключатель ветвей 5 первая и вторая ветви, то связь токов определится, как , или ток центральной ветви поделится равномерно по двум ветвям. Если же к центральной ветви подключены через переключатель ветвей 5 первая, вторая и третья ветви, то связь токов определится, как  или ток центральной ветви поделится равномерно по трем ветвям. Если же к центральной ветви тока подключены через переключатель ветвей 5 первая, вторая, третья, четвертая и пятая ветви, то связь токов определится, как  или ток центральной ветви поделится равномерно по пяти ветвям.
1
N
1
N
1
N
1
1
1
1
2
2
1
2
2
3
3
2
3
3
4
4
3
4
4
5
5
4
5
5
6
6
5
6
N-1
N
N
N
N-1
N
N
N
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 2 преобразователя по N - 2, в центральной ветви тока, N заземлителей антенны, с первого 3 заземлителя по N - 3, центральной ветви тока, N излучающих отрезков, с первого 4 отрезка по N - 4, 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 параллельно со вторым входом модулятора 1-2 и со вторым входом задающего генератора 1-1, первый 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 первым входом задающего генератора 1-1 и со вторым входом согласующего устройства 1-5; второй выход усилителя мощности 1-4 соединен с первым заземлителем антенной системы 3 через второй вход системы управления передающей СНЧ-КНЧ антенной 1, а через третий выход усилитель мощности 1-4 через индикатор тока антенны 1-6 соединен со входом системы управления, защиты и автоматизации 1-3; 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, 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 4 центральной ветви тока передающей антенны с входом первого преобразователя 2 центральной ветви первый выход первого преобразователя 2 соединен с помощью второго излучающего отрезка подземного кабеля 4 передающей антенны с входом второго преобразователя 2, а второй выход первого преобразователя 2 соединен со вторым заземлителем 3 передающей антенны; выход второго преобразователя 2 соединен через третий излучающий отрезок подземного кабеля 4 передающей антенны с входом третьего преобразователя 2, а второй выход второго преобразователя 2 соединен с третьим заземлителем 3 передающей антенны; выход третьего преобразователя 2 соединен через четвертый излучающий отрезок подземного кабеля 4 передающей антенны с входом четвертого преобразователя 2, а второй выход третьего преобразователя 2 соединен с четвертым заземлителем 3 передающей антенны; выход четвертого преобразователя 2 соединен через пятый излучающий отрезок подземного кабеля 4 передающей антенны с входом пятого преобразователя 2, а второй выход четвертого преобразователя 2 соединен с пятым заземлителем 3 передающей антенны; выход пятого преобразователя 2 соединен через шестой излучающий отрезок подземного кабеля 4 антенной системы с входом шестого преобразователя 2, а второй выход пятого преобразователя 2 соединен с шестым заземлителем 3 передающей антенны; таким образом обеспечивается соединение последующих преобразователей с последующими излучающими отрезками кабелей передающей антенны; выход N-1 преобразователя 2 соединен через N излучающий отрезок подземного кабеля 4 передающей антенны с входом N преобразователя 2, а второй выход N-1 преобразователя 2 соединен c N-1 заземлителем 3 передающей антенны; первый выход преобразователя 2 соединен с входом переключателя ветвей 5, а второй выход преобразователя 2 соединен с N заземлителем 3 передающей антенны.
11
1N
11
1N
11
1N
11
11
11
12
12
11
11
12
13
14
12
12
1N-1
1N
1N
1N
1N
Первая ветвь тока передающей антенны СНЧ-КНЧ длиной , представленная на фиг. 2 (Фиг. 1) содержит N преобразователей, с первого 2 по N преобразователь 2, N заземлителей, с первого 3 по N заземлитель 3, N излучающих секций, с первой 4 по N излучающую секцию 4 подземного неэкранированного кабеля, при этом первый выход переключателя ветвей 5 соединен через первый излучающий отрезок подземного кабеля 4 передающей антенны с входом первого преобразователя 2 первой ветви тока передающей антенны, первый выход первого преобразователя 2 через второй излучающий отрезок подземного кабеля 4 соединен с входом второго преобразователя 2, второй выход первого преобразователя 2 соединен с первым заземлителем 3 первой ветви тока передающей антенны; первый выход второго преобразователя 2 через третий излучающий отрезок подземного кабеля 4 соединен с входом четвертого преобразователя 2, второй выход второго преобразователя 2 соединен со вторым заземлителем 3 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 2 через N излучающий отрезок подземного кабеля 4 соединен с входом N преобразователя 2, выход N преобразователя 2 соединен с N заземлителем 3 первой ветви тока передающей антенны.
21
2N
21
2N
21
2N
21
21
21
22
22
21
21
22
23
24
22
22
2N-1
2N
2N
2N
2N
Вторая ветвь тока передающей антенны СНЧ-КНЧ длиной  представленная на фиг. 2 (Фиг. 1) содержит N преобразователей, с первого 2 по N преобразователь 2, N заземлителей, с первого 3 по N заземлитель 3, N излучающих секций, с первой 4 по N излучающую секцию 4 подземного неэкранированного кабеля, при этом второй выход переключателя ветвей 5 соединен через первый излучающий отрезок подземного кабеля 4 передающей антенны с входом первого преобразователя 2 второй ветви тока передающей антенны, первый выход первого преобразователя 2 через второй излучающий отрезок подземного кабеля 4 соединен с входом второго преобразователя 2, второй выход первого преобразователя 2 соединен с первым заземлителем 3 второй ветви тока передающей антенны; первый выход второго преобразователя 2 через третий излучающий отрезок подземного кабеля 4 соединен с входом четвертого преобразователя 2, второй выход второго преобразователя 2 соединен со вторым заземлителем 3 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 2 через N излучающий отрезок подземного кабеля 4 соединен с входом N преобразователя 2, выход N преобразователя 2 соединен с N заземлителем 3 второй ветви тока передающей антенны.
31
3N
31
3N
31
3N
31
31
31
32
32
31
31
32
33
34
32
32
3N-1
3N
3N
3N
3N
Третья ветвь тока передающей антенны СНЧ-КНЧ длиной  представленная на фиг. 2 (Фиг. 1) содержит N преобразователей, с первого 2 по N преобразователь 2, N заземлителей, с первого 3 по N заземлитель 3, N излучающих секций, с первой 4 по N излучающую секцию 4 подземного неэкранированного кабеля, при этом третий выход переключателя ветвей 5 соединен через первый излучающий отрезок подземного кабеля 4 передающей антенны с входом первого преобразователя 2 третьей ветви тока передающей антенны, первый выход первого преобразователя 2 через второй излучающий отрезок подземного кабеля 4 соединен с входом второго преобразователя 2, второй выход первого преобразователя 2 соединен с первым заземлителем 3 третьей ветви тока передающей антенны; первый выход второго преобразователя 2 через третий излучающий отрезок подземного кабеля 4 соединен с входом четвертого преобразователя 2, второй выход второго преобразователя 2 соединен со вторым заземлителем 3 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 2 через N излучающий отрезок подземного кабеля 4 соединен с входом N преобразователя 2, выход N преобразователя 2 соединен с N заземлителем 3 третьей ветви тока передающей антенны.
41
4N
41
4N
41
4N
41
41
41
42
42
41
41
42
43
44
42
42
4N-1
4N
4N
4N
4N
Четвертая ветвь тока передающей антенны СНЧ-КНЧ длиной  представленная на фиг. 2 (Фиг. 1) содержит N преобразователей, с первого 2 по N преобразователь 2, N заземлителей, с первого 3 по N заземлитель 3, N излучающих секций, с первой 4 по N излучающую секцию 4 подземного неэкранированного кабеля, при этом четвертый выход переключателя ветвей 5 соединен через первый излучающий отрезок подземного кабеля 4 передающей антенны с входом первого преобразователя 2 четвертой ветви тока передающей антенны, первый выход первого преобразователя 2 через второй излучающий отрезок подземного кабеля 4 соединен с входом второго преобразователя 2, второй выход первого преобразователя 2 соединен с первым заземлителем 3 четвертой ветви тока передающей антенны; первый выход второго преобразователя 2 через третий излучающий отрезок подземного кабеля 4 соединен с входом четвертого преобразователя 2, второй выход второго преобразователя 2 соединен со вторым заземлителем 3 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 2 через N излучающий отрезок подземного кабеля 4 соединен с входом N преобразователя 2, выход N преобразователя 2 соединен с N заземлителем 3 четвертой ветви тока передающей антенны.
51
5N
51
5N
51
5N
51
51
51
52
52
51
51
52
53
54
52
52
5N-1
5N
5N
5N
5N
Пятая ветвь тока передающей антенны СНЧ-КНЧ длиной  представленная на фиг. 2 (Фиг. 1) содержит N преобразователей, с первого 2 по N преобразователь 2, N заземлителей, с первого 3 по N заземлитель 3, N излучающих секций, с первой 4 по N излучающую секцию 4 подземного неэкранированного кабеля, при этом пятый выход переключателя ветвей 5 соединен через первый излучающий отрезок подземного кабеля 4 передающей антенны с входом первого преобразователя 2 пятой ветви тока передающей антенны, первый выход первого преобразователя 2 через второй излучающий отрезок подземного кабеля 4 соединен с входом второго преобразователя 2, второй выход первого преобразователя 2 соединен с первым заземлителем 3 пятой ветви тока передающей антенны; первый выход второго преобразователя 2 через третий излучающий отрезок подземного кабеля 4 соединен с входом четвертого преобразователя 2, второй выход второго преобразователя 2 соединен со вторым заземлителем 3 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 2 через N излучающий отрезок подземного кабеля 4 соединен с входом N преобразователя 2, выход N преобразователя 2 соединен с N заземлителем 3 пятой ветви тока передающей антенны.
1
2
N
12
12
1N
21
22
2N
31
32
3N
41
42
4N
51
52
5N
N
N
N
N
2
Каждый из N преобразователей (например, любой 2, 2, …, 2 в центральной ветви тока, или любой 2, 2, …, 2 в первой ветви тока, или любой 2, 2, …, 2 во второй ветви тока, или любой 2, 2, …, 2 в третьей ветви тока, или любой 2, 2, …, 2 в четвертой ветви тока, или любой 2, 2, …, 2 в пятой ветви тока), представленный на фиг. 3 содержит: подземный кабель 4 излучающей секции антенной системы, источник электрической энергии питания 1-7 блоков преобразователя 2, 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, 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 первичной обмоткой 1 силового трансформатора (Тр.С) 7; вторичная обмотка 2 силового трансформатора (Тр.С) 7 соединена клеммой «а» со вторым входом токового трансформатора 16, а клеммой «в» через первый выход преобразователя 2 с входом N отрезка подземного кабеля 4 секции антенной системы.
1
N
2
N
На фиг. 4 токовый трансформатор 16 в каждом из N преобразователей содержит трехобмоточный трансформатор Тр.1, при этом первый вход токового трансформатора 16 через первую обмотку 1 трехобмоточного трансформатора Тр.1 соединен с клеммой «а», второй вход токового трансформатора 16 через вторичную обмотку 2 трехобмоточного трансформатора Тр.1 соединен с клеммой «а», второй выход токового трансформатора 16 через третью обмотку 3 трехобмоточного трансформатора Тр.1 соединен с клеммой «а», клемма «а» соединена с первым выходом токового трансформатора 16; с током  от N-1 секции подземного кабеля 4 антенной системы в первичной обмотке, втекаемый через первый вход на первый выход токового трансформатора 16 к заземлителю 3, с током  в N секции подземного кабеля 4 антенной системы протекаемый во второй обмотке 2 токового трансформатора 16, втекаемый через первый выход от заземлителя 3, разностный ток  от N-1 секции антенны и N секции антенны первой 1 и второй обмоток 2 возбуждаемый в третьей обмотке 3 токового трансформатора 16.
На фиг. 5 представлен переключатель ветвей 5 «Системы связи сверхнизкочастотного и крайненизкочастотного диапазона с глубокопогруженными и удаленными объектами» содержащий: Вк.1, Вк.2, Вк.3, Вк.4 и Вк.5, при этом вход переключателя ветвей 5 соединен через клемму «а» с каждым из пяти включателей через их собственные клеммы «к», клемма «с» первого включателя Вк.1 соединена с первым выходом переключателя ветвей 5; клемма «с» второго включателя Вк.2 соединена со вторым выходом переключателя ветвей 5; клемма «с» третьего включателя Вк.3 соединена с третьим выходом переключателя ветвей 5; клемма «с» четвертого включателя Вк.4 соединена с четвертым выходом переключателя ветвей 5; клемма «с» пятого включателя Вк.5 соединена с пятым выходом переключателя ветвей 5.
Принцип действия «Система связи сверхнизкочастотного и крайненизкочастотного диапазонов с глубокопогруженными и удаленными объектами» состоит в следующем. Система связи на берегу содержит передающую антенну (фиг. 1, фиг. 2), представляющую центральную ветвь тока, протекаемого по подземному протяженному проводнику длиной , изолированному от земли, как проводящей среды. Этот протяженный проводник, или центральная ветвь тока через переключатель ветвей 5 подключает любую из пяти ветвей тока в зависимости от необходимого для радиосвязи района действия погруженного объекта для мирового океана. Топология трасс центральной и любой из пяти ветвей позволяет выбрать направление излучения, что позволяет управлять диаграммой направленности передающей антенны. Каждая из пяти ветвей разделена на N излучающих секций последовательно соединенных между собой.
N
N
1
1
1
1
1
N
N
N
Соседние секции, из N секций, между собой в центральной ветви тока соединены через преобразователь 2, из N преобразователей в антенной системе, каждый из N преобразователей соединен с собственным заземлителем 3 из N заземлителей. Передающая система 1 состоящая 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 предназначена создать в антенной системе заданный ток соответствующий требуемому значению магнитного момента антенны на заданной частоте излучения. Причем передающая система 1 имеет задающий генератор 1-1, который перестраивается по второму входу в зависимости от программы по частоте передачи подаваемой по защищенной кабельной линии ЗК, заданная рабочая частота поступает на модулятора 1-2 по первому входу передающей системы 1 и второму входу модулятора 1-2 необходимая информация для модулирования заданной частоты задающего генератора 1-1, поступающего по его второму входу. Модулированный сигнал на выходе модулятора 1-2 поступает на первый вход усилителя мощности 1-4, последний обеспечивает на своем выходе заданный ток на выходе передающей системы 1 в первой секции 4 антенной системы, причем согласование выходных параметров усилителя мощности 1-4 с первой секцией 4 антенной системы на рабочей частоте осуществляется через первый вход согласующего устройства 1-5. Контроль параметров согласования тока поступающего в первую секцию 4 антенной системы осуществляется в согласующем устройстве 1-5, данные по параметрам согласования, частоте и величине тока через согласующее устройстве 1-5 поступают по первому входу в систему управления, защиты и автоматизации 1-3. Одновременно, контролируется ток поступающий от заземлителя 3 через второй вход передающей системы 1 через первый выход индикатора тока антенной системы 1-6 на третий вход усилителя мощности 1-4, данные о токе заземлителя 3 через второй выход индикатора тока антенной системы 1-6 поступают на второй вход системы управления, защиты и автоматизации 1-3. По току заземлителя 3 системе управления, защиты и автоматизации 1-3 осуществляется контроль работы всей антенной системы ее элементов: преобразователей 2, заземлителей 3 и N секций, отрезков подземного неэкранированного кабеля 4: определяется точность настройки антенной системы «Системы связи …» по величине тока, по частоте и по искаженности информации. Регулировка передающей системы 1 осуществляется через выход системе управления, защиты и автоматизации 1-3 для задающего генератора 1-1 через его вход, для усилителя мощности 1-4 через его второй вход и согласующее устройство 1-5 через его второй вход.
1
N
1
N
Таким образом, передающая система 1 задает параметры для работы всей антенной системы. Так параметры тока по частоте, модуляции и уровню, поступающий на выходе передающей системы 1 и протекающей по первой секции 4 кабеля антенной системы должен быть восстановлен каждым из N преобразователей. Следовательно, ток втекаемый в заземлитель 3 должен быть равен току первой секции 4 подземного кабеля. Достигается это работой преобразователей 2, принцип работы преобразователей идентичен и представлен блок-схемой на фиг. 3.
Прием и регистрация излучения, создаваемого СНЧ-КНЧ-антенной системой, осуществляются с помощью буксируемой кабельной антенны, антенного усилителя и приемника СНЧ-КНЧ-диапазона, находящихся на борту подводного объекта,
1
1
1
1
2
1
2
1
2
2
1
1
Ток системы управления передающей СНЧ-КНЧ антенной 1 пройдя первую секцию 4 подземного кабеля центральной ветви тока поступает на вход первого преобразователя 2 (фиг. 3). С первого входа преобразователя 2 ток  протекает по первичной обмотке 1 информационного трансформатора 6 и далее через первый вход токового трансформатора 16 и второй выход преобразователя 2 поступает на заземлитель 3. За счет взаимной индукции ток  первичной обмотки информационного трансформатора 6 во вторичной его обмотке 2 наводится ЭДС соответствующая параметрам тока  в первичной обмотке 1. Эта ЭДС усиливается первым усилителем 8 и поступает параллельно на интегральную схему 9 и дифференциальную схему 10. На выходе интегральной схемы выделяется огибающая или информационная составляющая тока передающей системы 1. Эта информационная составляющая после ограничения однопериодным вентилем В.2 и усиления третьим усилителем 13 поступает на второй вход модулятора 12, чем обеспечивается модуляция напряжения генератора тактовых импульсов 13 поступающего по первому входу модулятора 14. На выходе дифференциальной схемы 10 появляются импульсы несущей частоты тока созданного в первой секции 4 кабеля передающей системой 1. Первый вентиль В.1 оставляет только положительный импульс на его выходе, который после усиления вторым усилителем 11 поступает для синхронизации генератора тактовых импульсов 13, чем обеспечивается воссоздание рабочей частоты задающего генератора 1-1 передающей системы 1. Далее, воссозданная рабочая частота генератором 13 пройдя модулятор 14, получает информационную составляющую. Выходной сигнал модулятора 14 соответствующий сигналу передающей системы 1 поступает на усилитель мощности 15. Высокое напряжение на выходе усилителя мощности 15 создает достаточный ток в первичной обмотке силового трансформатора 7, чтобы во вторичной его обмотке создать требуемый ток для работы второй секции 4 кабеля антенной системы «Системы связи …». Ток второй обмотки силового трансформатора 7 клеммой «в» соединен с первым выходом преобразователя 2, а первый выход преобразователя соединен со второй секцией 4 кабеля антенной системы, возбуждая в секции 4 ток. Данный ток должен быть равен току, возбуждаемому в секции 4 кабеля передающей системой 1. Для контроля тока в секции 4 кабеля клемма «а» вторичной обмотки силового трансформатора соединена со вторым входом токового трансформатора 16, а второй выход этого токового трансформатора 16 подсоединен через регулятор мощности 17 ко второму входу усилителя мощности 15, чем обеспечивается регулировка уровня мощности на выходе усилителя мощности 15.
1
2
Работа токового трансформатора 16 поясняется схемой фиг. 3. Токовый трансформатор имеет три обмотки. Через первую обмотку 1 токового трансформатора 16 протекает ток возбужденный передающей системой 1 в первой секции , а во второй обмотке протекает ток  возбужденный преобразователем 2 во второй секции 4 кабеля антенной системы. Оба тока в первичной и вторичной обмотках направлены встречно, этим компенсируется возбужденная в них взаимоиндукция. Если токи равны , то в третьей обмотки наведенная ЭДС равна нулю. А если токи в первичной и вторичной обмотках не равны , то возникающая разность  взаимоиндукций наводит ЭДС в третьей обмотки токового трансформатора 16 (фиг. 3). Эта ЭДС поступает на второй выход токового трансформация 16 и через регулятор мощности 17 изменяет мощность усилителя мощности 15 в сторону уменьшения или в сторону увеличения (фиг. 3).
1
11
1N
21
2N
31
3N
41
4N
51
5N
Описанная работа преобразователя 2 является типовой для остальных преобразователей как в центральной ветви тока, так и для дополнительной первой ветви тока - от 2 до 2, дополнительной второй ветви - от 2 до 2, дополнительной третьей ветви - от 2 до 2, дополнительной четвертой ветви - от 2 до 2 и дополнительной пятой ветви - от 2 до 2, поэтому нет необходимости повторять описание их принципа действия.
2
1
1N
2N
3N
4N
5N
Таким образом, через заземлитель 3 в рабочем состоянии ток не течет, ибо токи первичной и вторичной обмоток в токовом трансформаторе 16 всегда подстраиваются равными по амплитуде, но противоположными по фазе, поэтому компенсируют поля возбуждаемые друг другом. Поэтому заземлители должны быть дешевыми при строительстве. Следовательно, все заземлители при преобразователях являются не рабочими и необходимы только для настройки требуемого тока в антенной системе. Для работы используются только первый 3 заземлитель в центральной ветви тока и последний заземлитель в каждой из пяти ветвей тока, то есть: З, З, З, З, З заземлители ветвей в антенной системе (фиг. 1, фиг. 2).
A
Ген
Ген
1
1N
1
2N
1
3N
1
4N
1
5N
A
На фиг. 6 представлена специфика работы оконечных заземлителей при совместной работе центральной ветви тока при последовательном включении к центральной ветви дополнительных пяти ветвей, причем пять ветвей включены параллельно, а также направленные свойства передающей антенны данного варианта. Ток I, возбуждаемый генератором ЭДС U в центральной ветви, продолжает протекать в виде тока  в первой ветви, тока  во второй ветви, тока  в третьей ветви, тока  в четвертой ветви, тока  в пятой ветви через вход переключателя 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 U одновременно приложена к земляной поверхности: между первым заземлителем З центральной ветви и последним заземлителем З первой ветви, это приводит к протеканию обратного тока ; кроме того, между первым заземлителем З центральной ветви и последним заземлителем З второй ветви, это приводит к протеканию обратного тока ; кроме того, между первым заземлителем З центральной ветви и последним заземлителем З третьей ветви, это приводит к протеканию обратного тока ; кроме того, между первым заземлителем З центральной ветви и последним заземлителем З четвертой ветви, это приводит к протеканию обратного тока ; и также между первым заземлителем З центральной ветви и последним заземлителем З пятой ветви, это приводит к протеканию обратного тока . Эти обратные токи:  замыкают цепь, и являются токоми передающей антенны, состоящего из центральной ветви ток I, 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 пяти ветвей пространственно разнесены поэтому топология или обратных токов разнесены и находятся под определенными углами относительно топологии центральной ветви. Сопротивления всех пяти ветвей для тока антенны одинаковы, поэтому токи во всех пяти ветвях одинаковы и их сумма равна току в центральной ветви. Учитывая топологию обратных токов ширина диаграмм направленности в направлении заданном образует пять направлений: по «А», по «С», по «Д», по «К» и по «Р», или будет в пять раз шире чем в направлении «В». Результаты анализа приведены на фиг. 6.
A
1
1N
A
На фигуре 7 показана специфика работы оконечных заземлителей при совместной работе центральной ветви и первой ветви, а также направленные свойства передающей антенны данного варианта. Причем ток I, протекаемый по подземному кабелю центральной ветви и далее, в подземном кабеле ток  первой ветви, путем подключения их для совместной работы в переключателе 5 включателем Вк.1 образуют единую цепь тока, в которой между заземлителем первым 3 в центральной ветви и заземлителем последним З в первой ветви возникает в земле обратный ток , протекаемый в земле на глубине скин-слоя. Таким образом, создается первый замкнутый контур тока или рамка с током, которая является передающей антенной, возбуждаемое ею поле излучения формируется в направлениях прямого и обратного по топологии протекания обратного тока (фиг. 6). При этом задействованы два заземлителя, вокруг которых создается поле и которые формируют диаграмму направленности антенны. В тоже время, учитывая, что ток в кабеле I и ток обратный в земле  равны по величине и обратные по фазе, следовательно, эти токи взаимно компенсируют образованные ими электромагнитные поля. Следовательно, диаграмма направленности (фиг. 6) при работе цепи центральной ветви и первой ветви будет иметь два лепестка: один направлен по топологии обратного тока в направлении «А», а другой в противоположном направлении «В». Ширина диаграмм направленности в обеих направлениях одинакова.
В качестве проводника антенной системы можно использовать изолированный от земли кабель. Расчеты параметров изолированного проводника различного сечения представлены в таблице приведенной ниже.
Из таблицы видно, что при длине секции подземного кабеля 25 км волновое сопротивление равно 280 Ом при токе в 10 А напряжение в кабеле будет около 3000 В. При таком напряжении работает кабель КПК - кабель подводный коаксиальный. Если заложить производство кабеля без экрана, то его можно использовать в качестве секций в антенной системе рассмотренной «Системе связи сверхнизкочастотного и крайненизкочастотного диапазона с глубокопогруженными и удаленными объектами»
A
Ген
Ген
2N
A
На фиг. 8 представлена специфика работы оконечных заземлителей при совместной работе центральной ветви и второй ветви, а также направленные свойства передающей антенны данного варианта. Ток I, возбуждаемый генератором ЭДС U в центральной ветви, продолжает протекать в виде тока  во второй ветви через вход переключателя 5 и его второй выход. При этом разность потенциала генератора ЭДС U приложена к земляной поверхности, между первым заземлителем 3, центральной ветви и последним заземлителем З второй ветви приводит к протеканию обратного тока . Этот ток  замыкает цепь, как ток передающей антенны, состоящего из центральной ветви тока I, второй ветви тока  и обратного тока . Направление излучения или диаграмма направленности цепи, образованной этими токами, соответствует собственной топологии или линии обратного тока. Причем токи в заземлителях равны, следовательно, ширина диаграмм направленности в направлении «С» и «В» одинакова.
A
Ген
Ген
1
3N
A
На фиг. 9 представлена специфика работы оконечных заземлителей при совместной работе центральной ветви и третьей ветви, а также направленные свойства передающей антенны данного варианта. Ток I, возбуждаемый генератором ЭДС U в центральной ветви, продолжает протекать в виде тока  в третьей ветви через вход переключателя ветвей 5 и его третий выход. При этом разность потенциала генератора ЭДС U приложена к земляной поверхности, между первым заземлителем З центральной ветви и последним заземлителем З третьей ветви приводит к протеканию обратного тока . Этот ток  замыкает цепь, и является током передающей антенны, состоящего из центральной ветви ток I, третьей ветви тока  и обратного тока . Направление излучения или диаграмма направленности цепи, образованной этими токами, соответствует собственной топологии или линии обратного тока . Причем токи в заземлителях равны, следовательно, ширина диаграмм направленности в направлении «Д» и «В» одинакова.
Подобным образом, как показано на фиг. 6, фиг. 7 и фиг. 8, можно рассматривать работу раздельно для последующих ветвей тока: вариант - совместная работа центральной ветви с четвертой ветвью, а также вариант - совместная работа центральной ветви с пятой ветви. Принцип работы подобен рассмотренным ранее на фиг. 7, фиг. 8 и фиг. 9. Изменится только топография обратного тока и, следовательно, направление излучения диаграммы направленности передающей антенны.
На фиг. 10 представлена специфика работы оконечных заземлителей при совместной работе центральной ветви и с ней параллельными первой и второй ветвями, а также направленные свойства передающей антенны данного варианта. Учитывая, что обратные токи образуют две разнесенные линии с разной топологией, следовательно. Ширина диаграммы направленности увеличивается в два раза в направлении, т.е. как «А» и «С» по сравнению с направлением «В». В направлении «А» и «С» ширина диаграммы на фиг. 10 отличается в сравнении с шириной диаграмм направленности на фиг. 7 и фиг. 8.
На фиг. 11 представлена специфика работы оконечных заземлителей при совместной работе центральной ветви и с ней параллельными четвертой и пятой ветвями, а также направленные свойства передающей антенны данного варианта. Учитывая, что обратные токи образуют две разнесенные линии с разной топологией, следовательно. Ширина диаграммы направленности увеличивается в два раза в направлении «К» и «Р» по сравнению с направлением «В». В направлении «К» и «Р» ширина диаграммы на фиг. 11 отличается в сравнении с шириной диаграмм направленности на фиг. 7 и фиг. 8.
Ген
A
A
4N
5N
Ген
1
4N
A
1
4N
Ген
1
5N
A
1
5N
Излучение с шириной диаграммы направленности передающей антенной системы или излучение только направлении «К» и «Р» содержит цепь с током в ней, содержащую последовательно включенную цепь центральной ветви тока и последовательно соединенные через переключатель ветвей четвертую и пятую ветви тока; источник напряжения U по цепи центральной ветви возбуждает ток I в ней, этот ток последовательно протекает начиная с первой по N излучающие секции подземного кабеля передающей антенны, через N преобразователей центральной ветви на вход переключателя ветвей и через четвертый и пятый замкнутые включатели протекает на четвертый и пятый выходы переключателя ветвей, образуя равенство тока I центральной ветви и суммарного тока четвертого и пятого ветвей или , при этом равный ток протекает в четвертой и пятой ветви  через N излучающих отрезков подземного кабеля, через N преобразователей, через N заземлителей четвертой и пятой ветвей и достигает последних заземлителей в четвертой ветви З в пятой ветви З; напряжение источника U между первым заземлителем З центральной ветви и последним заземлителем четвертой ветви З вызывает появление обратного тока , причем топология протекания этого обратного тока дает направление излучения по «К» или диаграмму направленности для рамки, образованной последовательно протекаемыми токами в ней: током I центральной ветви, током  в четвертой ветви и током  обратным между первым заземлителями З центральной ветви и последним заземлителем З четвертой ветви; а напряжение источника U между первым заземлителем З центральной ветви и последним заземлителем пятой ветви З вызывает появление обратного тока , причем топология протекания этого обратного тока дает направление излучения по «Р» или диаграмму направленности для рамки, образованной последовательно протекаемыми токами в ней: током I центральной ветви, током  в пятой ветви и током  обратным между первым заземлителями З центральной ветви и последним заземлителем З пятой ветви, суммарное поле излучения от четвертой и пятой ветвей, подключенных к центральной ветви, образуют диаграмму направленности по направлениям «К» и «Р» при обратном излучении диаграммы направленности по «В».
Ген
A
A
2N
3N
4N
Ген
1
2N
A
1
2N
Ген
1
3N
A
1
3N
Ген
1
4N
A
1
4N
тока заземлителя
-4
На фиг 12. представлена «Система связи сверхнизкочастотного и крайненизкочастотного диапазонов с глубокопогруженными и удаленными объектами», где излучение с шириной диаграммы направленности передающей антенной системы или излучение только направлении «С», «Д» и «К» содержит цепь с током в ней, содержащую последовательно включенную цепь центральной ветви тока и последовательно соединенные через переключатель ветвей вторую, третью и четвертую ветви тока; источник напряжения U по цепи центральной ветви возбуждает ток I в ней, этот ток последовательно протекает, начиная с первой по N излучающие секции подземного кабеля передающей антенны, через N преобразователей центральной ветви на вход переключателя ветвей 5 и через второй, третий и четвертый замкнутые включатели протекает на второй, третий и четвертый выходы переключателя ветвей, образуя равенство тока I центральной ветви и суммарного тока второго, третьего и четвертого ветвей или , при этом равный ток протекает в каждой ветви: второй, третьей и четвертой ветви  через N излучающих отрезков подземного кабеля, через N преобразователей, через N заземлителей второй, третьей и четвертой ветвей и достигает последних заземлителей во второй ветви З, в третьей ветви З и в четвертой ветви З; напряжение источника U между первым заземлителем З центральной ветви и последним заземлителем второй ветви З вызывает появление обратного тока , причем топология протекания этого обратного тока дает направление излучения по «С» или диаграмму направленности для рамки, образованной последовательно протекаемыми токами в ней: током I центральной ветви, током  во второй ветви и током  обратным между первым заземлителями З центральной ветви и последним заземлителем З второй ветви; напряжение источника U между первым заземлителем З центральной ветви и последним заземлителем третьей ветви З вызывает появление обратного тока , причем топология протекания этого обратного тока дает направление излучения по «Д» или диаграмму направленности для рамки, образованной последовательно протекаемыми токами в ней: током I центральной ветви, током  в третьей ветви и током  обратным между первым заземлителями З центральной ветви и последним заземлителем З третьей ветви, а напряжение источника U между первым заземлителем З центральной ветви и последним заземлителем четвертой ветви З вызывает появление обратного тока , причем топология протекания этого обратного тока дает направление излучения по «К» или диаграмму направленности для рамки, образованной последовательно протекаемыми токами в ней: током I центральной ветви, током  в четвертой ветви и током  обратным между первым заземлителями З центральной ветви и последним заземлителем З четвертой ветви, суммарное поле излучения от работы второй, третьей и четвертой ветвей, подключенных к центральной ветви, образуют диаграмму направленности по направлениям «С», «Д» и «К» при обратном излучении диаграммы направленности по «В». Концевые заземлители, таким образом, обеспечиваю электрический контакт с земной поверхностью, причем стремятся создать наилучшие условия для электрического контакта. Это значить уменьшить переходное сопротивление на границе раздела сред металл-земля путем увеличения размеров заземлителей. Наиболее приемлемыми размерами для проводимости земли σ=10⋅См/м являются 1000м.х1000м. При этом ток растекания от концевых заземлителей будет представлять полусферу в земле радиусом R=11 км., как это было показано расчетами выше.
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.