Устройство защиты радиоприема в условиях сложной электромагнитной обстановки корабля, судна
RADIO RECEPTION PROTECTION DEVICE UNDER CONDITIONS OF COMPLEX ELECTROMAGNETIC ENVIRONMENT OF SHIP

Изобретение относится к области электрорадиотехники и может быть использовано для защиты приемопередающего радиоэлектронного оборудования от воздействия мощных электромагнитных полей одновременно от близкорасположенных мощных излучателей, а также от одиночных или последовательности электромагнитных импульсов, возбуждаемых искусственно или грозовой активностью.
Известен газонаполненный разрядник, патент РФ №2096855, кл. H01J 7/00, Н01Т 1/00. Газонаполненный разрядник, содержащий оболочку, образованную металлическим цилиндрическим корпусом и изолятором в виде полого усеченного конуса, два электрода, один из которых расположен на внутренней поверхности одного из торцов корпуса, а другой на меньшем основании конического изолятора, большее основание которого закреплено с другого торца корпуса, причем электрод, расположенный на внутренней поверхности одного из торцов корпуса, выполнен с диаметром рабочей поверхности, по меньшей мере, в 1,5 раза большим, чем диаметр рабочей поверхности электрода, расположенного на коническом изоляторе.
Известен газонаполненный разрядник, патент РФ №2120153, кл. H01J 17/02. Газонаполненный разрядник, содержащий, по меньшей мере, один электрод, расположенный на меньшем основании конического изолятора, и манжету, одна поверхность которой соединена с торцевой поверхностью конического изолятора, отличающийся тем, что манжета выполнена с дисковым или плоским кольцевым участком, другая поверхность манжеты соединена с внутренней плоской поверхностью электрода, причем электрод, конический изолятор и манжета выполнены из материалов с близкими по значению коэффициентами термического расширения.
Основными недостатками аналогов в виде газонаполненных разрядников, является низкая эффективность выполнения функции защиты радиоэлектронного оборудования от воздействия мощных электромагнитных полей близкорасположенных корабельных излучателей, и одновременно от импульсов искусственно созданных или импульсов грозовой активностью.
Известен патент №110539 от 20.11.2011 г. по заявке №2011111433 от 5.03.2011 г. МПК Н04В 1/62. Основным недостатком аналога является недостаточная эффективность выполнения функции защиты радиоэлектронного оборудования одновременно от воздействия корабельных близкорасположенных передающих антенн и последовательности мощных электромагнитных импульсов, многократно повторяющихся, и, каждый из них имеющий крутой передний фронт нано и субнаносекундной длительности.
Известен патент №128951 RU от 09.01.2013 по заявке №20131000924 МПК Н04В 1/62 под названием «Устройство защиты радиоприема от мощных электромагнитных импульсов грозовой активности» содержащее высоковольтный газонаполненный разрядник на входе приемного устройства, отличающееся тем, что дополнительно введены трехсекционный симметрирующий автотрансформатор, запирающая катушка, мостовая схема и нагрузочная емкость, при этом антенна подключена параллельно разряднику к средней клемме последовательно соединенных двух секций симметрирующего автотрансформатора, а к крайним клеммам, последовательно соединенных двух секций симметрирующего автотрансформатора, параллельно подсоединены мостовая схема и последовательное соединение образованное первичной обмоткой запирающей катушки, нагрузочной емкостью и вторичной обмоткой запирающей катушки; параллельно емкостной нагрузки соединен симметричный вход радиоприемного устройства; к одной из крайних клемм, последовательно соединенных двух секций симметрирующего автотрансформатора, подсоединена одна из клемм третьей секции, а вторая клемма третьей секции заземлена; мостовая схема содержит два плеча идентичных элементов; при этом каждое плечо есть последовательное соединение параллельного колебательного контура с индуктивностью; точка соединения параллельного колебательного контура с индуктивностью заземлена через последовательное соединение стабилитрона и нагрузочной индуктивности для стабилитрона.
Основным недостатком объекта по патенту №128951 RU является отсутствие постоянной защиты входных цепей приемных устройств от нагрева и последующего выгорания от наведенных ЭДС первичного излучения близкорасположенных судовых антенн мощных передающих устройств и широкополосного вторичного излучения металлических конструкций верхнепалубных устройств.
Известен патент №149480 RU от 10.01.2015 по заявке №2014116918 МПК Н04В 1/62 под названием «Устройство защиты радиоприема в условиях сложной электромагнитной обстановки корабля, судна» содержащее высоковольтный газонаполненный разрядник на входе приемного устройства, трехсекционный симметричный автотрансформатор, запирающую катушку, мостовую схему, отличающееся тем, что дополнительно введены преобразователь частоты, преобразователь частота-напряжение, преобразователь активного сопротивления (гиратор), два преобразователя реактивного сопротивления (гиратор).
Основные недостатки представленных патентов являются: невозможность одновременной защиты от мощных близкорасположенных мощных излучателей, от электромагнитных полей грозовой активности и от последовательности мощных электромагнитных импульсов, многократно повторяющихся, и, каждый из них имеющий крутой передний фронт нано и субнаносекундной длительности.
Целью изобретения является обеспечение устойчивой работы приемопередающего радиоэлектронного оборудования от близкорасположенных мощных излучателей, от электромагнитных полей грозовой активности, и от последовательности мощных электромагнитных импульсов, многократно повторяющихся, причем, каждый из них имеющий крутой передний фронт нано и субнаносекундной длительности.
Поставленная цель достигается тем, что устройство защиты выполняется на основе анализа уровня электромагнитного поля в приемном тракте и на основе анализа осуществляется подключение требуемого устройства защиты.
Функциональная схема устройства защиты радиоприема приведена на фиг. 1. Устройство защиты содержит: 1 - антенну, 2 - блок анализа сигнала, 3 - блок выбора варианта защиты, 4 - блок защиты от мощных близкорасположенных излучателей, 5 - блок защиты от электромагнитных полей грозовой активности, 6 - блок защиты от последовательности мощных электромагнитных импульсов, многократно повторяющихся, 7 - коммутатор приемного устройства, 8 - радиоприемное устройство, при этом антенна 1 соединена параллельно с входом блока анализа сигнала 2 и с первым входом блока выбора варианта защиты 3; блок анализа сигнала 2 соединен первым выходом со вторым входом блока выбора варианта защиты 3, а вторым выходом с третьим входом блока выбора варианта защиты 3, кроме того, третьим выходом блок анализа сигнала 2 соединен с четвертым входом блока выбора варианта защиты 3; первый выход блока выбора варианта защиты 3 соединен с первым входом коммутатора приемного устройства 7, второй выход блока выбора варианта защиты 3 соединен через блок защиты от мощных близкорасположенных излучателей 4 со вторым входом коммутатора приемного устройства 7, третий выход блока выбора варианта защиты 3 соединен через блок защиты от электромагнитных полей грозовой активности 5 с третьим входом коммутатора приемного устройства 7, четвертый выход блока выбора варианта защиты 3 соединен через блок защиты от последовательности мощных электромагнитных импульсов многократно повторяющихся 6 с четвертым входом коммутатора приемного устройства 7, пятый выход блока выбора варианта защиты 3 соединен с пятым входом коммутатора приемного устройства 7, шестой выход блока выбора варианта защиты 3 соединен с шестым входом коммутатора приемного устройства 7, седьмой выход блока выбора варианта защиты 3 с седьмым входом коммутатора приемного устройства 7, восьмой выход блока выбора варианта защиты 3 соединен с восьмым входом коммутатора приемного устройства 7; выход коммутатора приемного устройства 7 соединен с входом радиоприемного устройства.
1
2
3
4
5
6
7
1
1
2
2
3
3
4
4
5
5
6
6
7
7
1
1
2
2
3
3
4
4
5
5
6
6
7
7
1
7
1
2
3
4
5
6
7
а
а
а
а
а
а
а
a
а
На фиг. 2 представлен блок анализа сигнала 2, содержащий делитель опорного напряжения  состоящий из шести последовательно включенных равных по величине активных сопротивлений R и двух активных сопротивлений равных R/2, из семи компараторов - первый К, второй К, третий К, четвертый К, пятый К, шестой К и седьмой К; 2.1 - дешифратора, трех схем И - первая схема И 2.2, вторая 2.3, и третья 2.4, источник тока -2.5, выпрямителя -2.6, при этом вход блок анализа сигнала 2 соединен через выпрямитель 2.6 параллельно с первыми входами семи компараторов - через клемму «c» с первым компаратором К, через клемму «с» со вторым компаратором К, через клемму «с» с третьим компаратором К, через клемму «с» с четвертым компаратором К, через клемму «с» с пятым компаратором К, через клемму «с» с шестым компаратором К и через клемму «с» с седьмым компаратором К; второй вход первого компаратора К соединен клеммой «» делителя опорного напряжения  второй вход второго компаратора К соединен клеммой «» делителя опорного напряжения  второй вход третьего компаратора К соединен клеммой «» делителя опорного напряжения  второй вход четвертого компаратора К соединен клеммой «» делителя опорного напряжения  второй вход пятого компаратора К соединен клеммой «» делителя опорного напряжения  второй вход шестого компаратора К соединен клеммой «» делителя опорного напряжения  второй вход седьмого компаратора К соединен клеммой «» делителя опорного напряжения  клемма «» делителя опорного напряжения  соединена с источником опорного напряжения  через активное сопротивление равных R/2, а клемма «» делителя опорного напряжения  соединена с заземлителем через активное сопротивление равных R/2; выход первого компаратора К соединен с первым входом дешифратор 2.1; выход второго компаратора К соединен со вторым входом дешифратор 2.1; выход третьего компаратора К соединен с третьим входом дешифратор 2.1; выход четвертого компаратора К соединен с четвертым входом дешифратор 2.1; выход пятого компаратора К соединен с пятым входом дешифратор 2.1; выход шестого компаратора К соединен с шестым входом дешифратор 2.1; выход седьмого компаратора К соединен с седьмым входом дешифратор 2.1; первый выход дешифратора 2.1 соединен с первым выходом блока анализа сигнала 2 через первый вход первой схемы И 2.2; второй выход дешифратора 2.1 соединен со вторым выходом блока анализа сигнала 2 через первый вход второй схемы И 2.3; третий выход дешифратора 2.1 соединен с третьим выходом блока анализа сигнала 2 через первый вход третьей схемы И 2.4; выход источника тока 2.5 соединен параллельно со вторым входом первой схемы И 2.2, со вторым входом второй схемы И 2.3 и со вторым входом третьей схемы И 2.4.
a
а
а
а
1
1
2
2
3
3
4
4
1
1
2
2
3
3
4
4
1
2
3
4
1
2
3
4
На фиг. 3 блок выбора варианта защиты 3 содержащий четыре двухсекционных включателя: первый двухсекционный включатель 3.1, второй двухсекционный включатель 3.2, третий двухсекционный включатель 3.3, четвертый двухсекционный включатель 3.4; источник электроэнергии 3.5, схема ИЛИ 3.6 и схема НЕ, при этом первый вход блока выбора варианта защиты 3 соединен параллельно: с клеммой «» первой контактной секции К первого двухсекционного включателя 3.1, с клеммой «» первой контактной секции К второго двухсекционного включателя 3.2, с клеммой «» первой контактной секции К третьего двухсекционного включателя 3.3, а также с клеммой «» первой контактной секции К четвертого двухсекционного включателя 3.4; вторая клемма «б» первой контактной секции К первого двухсекционного включателя 3.1 соединена с первым выходом блока выбора варианта защиты 3; вторая клемма «б» первой контактной секции К второго двухсекционного включателя 3.2 соединена со вторым выходом блока выбора варианта защиты 3; вторая клемма «б» первой контактной секции К третьего двухсекционного включателя 3.3 соединена с третьим выходом блока выбора варианта защиты 3; вторая клемма «б» первой контактной секции К четвертого двухсекционного включателя 3.4 соединена с четвертым выходом блока выбора варианта защиты 3; второй вход блока выбора варианта защиты 3 соединен параллельно с входом второго двухсекционного включателя 3.2 и с первым входом схемы ИЛИ 3.6; третий вход блока выбора варианта защиты 3 соединен параллельно с входом третьего двухсекционного включателя 3.3 и со вторым входом схемы ИЛИ 3.6; четвертый вход блока выбора варианта защиты 3 соединен параллельно с входом четвертого двухсекционного включателя 3.4 и с третьим входом схемы ИЛИ 3.6; выход схемы ИЛИ 3.6 соединен через схему НЕ с входом первого двухсекционного включателя 3.1; выход источника электроэнергии 3.5 соединен параллельно с клеммой «с» второй контактной секции К первого двухсекционного включателя 3.1, с клеммой «с» второй контактной секции К второго двухсекционного включателя 3.2, с клеммой «с» второй контактной секции К третьего двухсекционного включателя 3.3, и с клеммой «с» второй контактной секции К четвертого двухсекционного включателя 3.4; клемма «д» второй контактной секции К первого двухсекционного включателя 3.1 соединена с пятым выходом блока выбора варианта защиты 3; клемма «д» второй контактной секции К второго двухсекционного включателя 3.2 соединена с шестым выходом блока выбора варианта защиты 3; клемма «д» второй контактной секции К третьего двухсекционного включателя 3.3 соединена с седьмым выходом блока выбора варианта защиты 3; клемма «д» второй контактной секции К четвертого двухсекционного включателя 3.4 соединена с восьмым выходом блока выбора варианта защиты 3.
На фиг. 4 представлен блок защиты от мощных близкорасположенных излучателей 4 содержащий симметрирующий автотрансформатор 4.1 состоящий из двух секций: первичной ab и вторичной bc, а также индуктивной нагрузки симметрирующего автотрансформатора - cd, запирающую катушку 4.3 с первичной обмоткой - mk и вторичной обмоткой - np, мостовую схему 4.2 и выходной трансформатор 4.4, при этом вход блок защиты от мощных близкорасположенных излучателей 4 соединен со средней точкой клеммой «b» для последовательно включенных симметрирующих секций ab и bc симметрирующего автотрансформатора 4.1; противоположные точки симметрирующих секций клеммы «а» и «с» соединены между собой через параллельные цепи: первой из них является мостовая схема 4.2, а вторая цепь состоит из последовательного соединения первичной обмотки mk запирающей катушки 4.3, первичной обмотки жэ выходного трансформатора 4.4 и вторичной обмотки np запирающей катушки 4.3; клемма «л» вторичной обмотки выходного трансформатора 4.4 соединена с выходом устройства защиты от мощных близкорасположенных излучателей 4, а клемма «ф» вторичной обмотки выходного трансформатора 4.4 заземлена; клемма «d» индуктивной нагрузки симметрирующего автотрансформатора 4.1 заземлена.
1
1
2
2
3
4
1
2
1
2
1
1
3
1
1
3
1
1
2
2
4
2
2
4
2
2
На фиг. 5 представлена мостовая схема 4.2, где: C L - емкость и индуктивность - элементы первого параллельного колебательного контура, С L - емкость и индуктивность - элементы второго параллельного колебательного контура, L - первая индуктивность, L - вторая индуктивность; два стабилитрона - Д и Д две индуктивные нагрузки стабилитронов - Др и Др; при этом мостовая схема 4.2 состоит из двух цепей, подключенных к клеммам ас, подключение клеммой «к» к клемме «а», а клеммой «м» к клемме «с»; цепи параллельны двум секциям симметрирующего автотрансформатора 4.1 (фиг. 4); первая цепь - последовательное соединение первого параллельного колебательного контура С L и первой индуктивности L, точка А есть точка соединения первого параллельного колебательного С L с первой индуктивностью L и также соединена через первый стабилитрон Д и через индуктивную нагрузку стабилитрона Др на землю; вторая цепь - есть последовательное соединение второго параллельного колебательного контура С Lи второй индуктивности L, точка В есть точка соединения первого параллельного колебательного С L с первой индуктивностью L и также соединена через второй стабилитрон Д и через индуктивную нагрузку стабилитрона Др на землю.
На фиг. 6 представлена принципиальная схема устройства защиты радиоприема от мощных электромагнитных полей, в виде схемы реализующей фиг. 4 и фиг. 5.
На фиг. 7 представлена работа мостовой схемы по подавлению частот помех для радиоприема.
На фиг. 8 представлен блок защиты от электромагнитных полей грозовой активности 5 содержит: R - ограничительное сопротивление, 5.1 - симметрирующий автотрансформатор, состоящий из двух секций: симметрирующих секций - первичной ab и вторичной bc, а также индуктивной нагрузки симметрирующих секций - cd, 5.3 - запирающую катушку с первичной обмоткой - mk и вторичной обмоткой - np, 5.2 - мостовую схему и нагрузочную индуктивность первичной обмотки жэ выходного трансформатора 5.4, генератор принимаемой частоты 5.5, преобразователь частоты - 5.6, преобразователь частота-напряжение - 5.7, преобразователь активного сопротивления (гиратор) - 5.8; при этом первый вход блок защиты от электромагнитных полей грозовой активности 5 соединен со вторым входом преобразователя активного сопротивления (гиратор) 5.8 и через ограничительное активное сопротивление R с первым входом преобразователя активного сопротивления (гиратор) 5.8 и со средней точкой клеммы «b» симметрирующего автотрансформатора, клемма «b» соединена через первую секцию ba симметрирующего автотрансформатора с клеммой «а», а через вторую секцию bc симметрирующего автотрансформатора с клеммой «с»; противоположные точки симметрирующих секций клеммы «а» и «с» соединены между собой через параллельные цепи: первой из них является первый и второй входы мостовой схемы - 5.2, а вторая цепь состоит из последовательного соединения первичной обмотки mk запирающей катушки 5.3, первичной обмотки жэ выходного трансформатора 5.4 и вторичной обмотки np запирающей катушки 5.3; вторичная обмотка лф выходного трансформатора 5.4 клеммой «л» соединена с выходом блока защиты от электромагнитных полей грозовой активности 5, а клеммой «ф» заземлена; вторичная секция bc симметрирующего автотрансформатора клеммой «с» соединена через индуктивную нагрузку cd на землю; выход генератор принимаемой частоты 5.5 соединен через преобразователь частоты 5.6, через преобразователь частота-напряжение 5.7 с третьим входом мостовой схемы 5.2, выход мостовой схемы 5.2 соединен с третьим входом преобразователя активного сопротивления (гиратор) 5.8.
1
1
2
2
3
4
1
1
3
2
2
4
2
2
1
1
На Фиг. 9 представлена мостовая схема 5.2 содержащая: С L - емкость и индуктивность - элементы первого параллельного колебательного контура, С L - емкость и индуктивность - элементы второго параллельного колебательного контура, L - первая индуктивность, L - вторая индуктивность, два стабилитрона - д1 и д2, первичная обмотка трехобмоточного трансформатора Тр.1 есть индуктивная нагрузка первого стабилитрона д1, а вторичная обмотка трехобмоточного трансформатора Тр.1 есть индуктивная нагрузка второго стабилитрона д2, два преобразователя реактивного сопротивления (гиратор) - первый 5.2.1 и второй 5.2.2, настроечное сопротивление R; при этом мостовая схема 5 состоит из двух цепей, подключенных к клеммам ас через первый и второй входы мостовой схемы 5.2; первая цепь - последовательное соединение первого параллельного колебательного контура С L и параллельного соединения первой индуктивности L и первого стабилитрона д1 и индуктивной нагрузки стабилитрона д1 - заземленную первую обмотку трехобмоточного трансформатора Тр.1; вторая цепь - есть последовательное соединение второго параллельного колебательного контура С L и параллельного соединения второй индуктивности L и второго стабилитрона д2 и индуктивной нагрузки стабилитрона д2 заземленной вторичной обмотки трехобмоточного трансформатора Тр.1; третья обмотка трансформатора Тр.1 с через клемму «ы» заземлена, а клеммой «ц» соединена с выходом мостовой схемы 5.2; третий вход мостовой схемы 5.2 соединен параллельно клеммой «м» с третьим входом первого преобразователя реактивного сопротивления (гиратор) 5.2.1 и с третьим входом второго преобразователя реактивного сопротивления (гиратор) 5.2.2 через настроечное сопротивление R; параллельный выход первого преобразователя реактивного сопротивления (гиратор) 5.2.1 соединен параллельно второму параллельному колебательному контуру из элементов С L; параллельный выход второго преобразователя реактивного сопротивления (гиратор) 5.2.2 соединен параллельно первому параллельному колебательному контуру из элементов С L.
На фиг. 10 представлена преобразователь активного сопротивления (гиратор) 5.8 содержащий первый ОУ1 и второй ОУ 2 оперативные усилители, резисторы первый R1, второй R2, третий R3 и четвертый R4, пятый нагрузочный резистор R5 и вентиль В.1 и фильтр LC; при этом третий вход преобразователь активного сопротивления (гиратора) 5.8 соединен с плюсовой клеммой второго оперативного усилителя ОУ2 через фильтр LC и вентиль В.1, минусовая клемма второго оперативного усилителя ОУ2 параллельно соединена с минусовой клеммой первого оперативного усилителя ОУ1, через четвертый резистор R4 с выходом первого оперативного усилителя ОУ1, с первым входом преобразователь активного сопротивления (гиратора) 5.8 и через третий резистор третий R3 с земляным проводом; выход первого оперативного усилителя ОУ1 соединен через второй резистор R2 параллельно с плюсовой клеммой второго оперативного усилителя ОУ2 и через пятый нагрузочный резистор R5 с выходом второго оперативного усилителя ОУ2, второй вход преобразователя активного сопротивления (гиратора) 5.8 соединен параллельно с плюсовой клеммой первого оперативного усилителя ОУ1 и через первый резистор R1 с выходом второго оперативного усилителя ОУ2.
На фиг. 11 представлен преобразователь реактивного сопротивления (гиратор) 5.2.1 (или 5.2.2) содержащий первый ОУ1 и второй ОУ 2 оперативные усилители, резисторы первый R1, второй R2, третий R3 и четвертый R4, варикап Вп., нагрузочную емкость С; при этом третий вход преобразователя реактивного сопротивления (гиратора) 5.2.1 соединен с плюсовой клеммой второго оперативного усилителя ОУ2 через варикап Вп, минусовая клемма второго оперативного усилителя ОУ2 параллельно соединена с минусовой клеммой первого оперативного усилителя ОУ1 и первым входом преобразователя реактивного сопротивления (гиратора) 5.2.1, а через четвертый резистор R4 с выходом первого оперативного усилителя ОУ1, и через третий резистор третий R3 с заземленным проводом; выход первого оперативного усилителя ОУ1 соединен через второй резистор R2 параллельно с плюсовой клеммой второго оперативного усилителя ОУ2 и через нагрузочную емкость С с выходом второго оперативного усилителя ОУ2, второй вход преобразователя реактивного сопротивления (гиратора) 5.2.1 соединен параллельно с плюсовой клеммой первого оперативного усилителя ОУ1 и через первый резистор R1 с выходом второго оперативного усилителя ОУ2.
1
1
2
2
РАЗ
СИГ
На фиг. 12 показаны частоты настройки двух параллельных контуров мостовой схемы 5.2, первый параллельный колебательный С L настроен на частоту резонанса , а второй параллельный колебательный С L настроен на частоту резонанса , разнос между частотами настройки , при этом частота разноса ƒ определяет полосу радиоприема 2Δƒ.
На фиг. 13 представлен блок защиты от последовательности мощных электромагнитных импульсов, многократно повторяющихся 6 содержащий
1
2
3
4
3
4
1
2
3
4
1
2
1
2
n
1
2
3
4
включатель - 6.12, симметрирующий автотрансформатор - 6.1, запирающую катушку - 6.2, исполнительный механизм - 6.7, мультивибратор - 6.6, блок конденсаторов - 6.4, блок сравнения - 6.5, динамический триггер - 6.8, блок питания - 6.9, высоковольтный усилитель - 6.10, высоковольтный газонаполненный разрядник - 6.11, первый диодно-емкостной мост, содержащий диоды D и D, и емкости  и  с нагрузочными сопротивлениями R и R, и второй диодно-емкостной мост, содержащий диоды D и D, и емкости  и  с нагрузочными сопротивлениями R и R, выходной трансформатор Тр.1, при этом вход блока защиты от последовательности мощных электромагнитных импульсов, многократно повторяющихся 6 соединен с клеммой «а», клемма «а» соединена параллельно через высоковольтный газонаполненный разрядник - 6.11 с клеммой «ц» исполнительного механизма 6.7 и с клеммой «б» симметрирующего автотрансформатора; клемма «б» соединена через первую секцию бк симметрирующего автотрансформатора 6.1 с клеммой «м» первичной обмотки мп запирающей катушки 6.2, а через вторую секцию bc симметрирующего автотрансформатора с клеммой «с»; противоположные клеммы симметрирующих секций клеммы «к» и «с» соединены между собой через цепь: клемма «к» соединена с клеммой «м» первичной обмотки мп запирающей катушки 6.2, клемма «п» первичной обмотки запирающей катушки 6.2 соединена с клеммой «о» второго диодно-емкостного моста, где клемма «о» соединена с клеммой «з» второго диодно-емкостного моста по двум цепям: первая цепь есть последовательное соединение между клеммой «о» и клеммой «з» через третью емкость  через клемму «ж», через третий диод D; а вторая цепь клемма «о» соединена с клеммой «з» через четвертую емкость , через клемму «х», через четвертый диод D; клемма «з» соединена через клемму «ш» с клеммой «щ» первичной обмотки выходного трансформатора Тр.1 6.3, клемма «щ» первичной обмотки выходного трансформатора Тр.1 6.3 соединена с клеммой «й», клемма «й» соединена с клеммой «т» через первый диодно-емкостной мост содержащий две цепи: первая цепь есть последовательное соединение между клеммой «й» и клеммой «т» через первый диод D, через клемму «ч», через первую емкость ; а вторая цепь клемма «й» соединена с клеммой «т» через вторую емкость , через клемму «у», через второй диод D; клемма «т» соединена через клеммы ин вторичной обмотки запирающей катушки 6.2 с клеммой «с» симметрирующего автотрансформатора 6.1; клемма «г» вторичной обмотки выходного трансформатора Тр.1 6.3 соединена с выходом блока защиты от последовательности мощных электромагнитных импульсов, многократно повторяющихся 6, клемма «е» вторичной обмотки выходного трансформатора Тр.1 6.3 соединена с заземлителем; средняя клемма «б» симметрирующего автотрансформатора 6.1 соединена через емкость C с клеммой «ъ»; клемма «ъ» параллельно соединена через блок сравнения 6.5 с первым входом динамического триггера 6.8, а через блок конденсаторов 6.4 заземлена; блок конденсаторов 6.4 содержит «n» последовательно соединенных высоковольтных конденсаторов начиная с С по C; выход динамического триггера 6.8 соединен через мультивибратор 6.6 параллельно с входом исполнительного механизма 6.7 и входом высоковольтного усилителя 6.10; исполнительный механизм 6.7 обеспечивает соединение клеммы «ц» с заземленной клеммой «ь» включателя 6.12; блок питания 6.9 соединен параллельно со вторым входом блока сравнения 6.5 и со вторым входом динамического триггера 6.8; выход высоковольтного усилителя 6.10 соединен с клеммами: «ю», «э», и «в»; клемма «ю» соединена через высокоомное сопротивление R клеммой «х» второго диодно-емкостной мост, клемма «э» соединена через высокоомное сопротивление R с клеммой «ж» второго диодно-емкостной мост; клемма «в» соединена через высокоомное сопротивление R с клеммой «у» первого диодно-емкостной мост; клемма «в» соединена через высокоомное сопротивление R с клеммой «ч» первого диодно-емкостной мост.
На фиг. 14 представлен коммутатор приемного устройства 7 содержащий четыре односекционных включателя: первый односекционный включатель 7.1, второй односекционный включатель 7.2, третий односекционный включатель 7.3, четвертый односекционный включатель 7.4, при этом первый вход коммутатора приемного устройства 7 через клеммы «а» и «б» первого односекционного включателя 7.1 соединен с выходом коммутатора приемного устройства 7; второй вход коммутатора приемного устройства 7 через клеммы «д» и «с» второго односекционного включателя 7.2 соединен с выходом коммутатора приемного устройства 7; третий вход коммутатора приемного устройства 7 через клеммы «к» и «р» третьего односекционного включателя 7.3 соединен с выходом коммутатора приемного устройства 7; четвертый вход коммутатора приемного устройства 7 через клеммы «м» и «н» третьего односекционного включателя 7.4 соединен с выходом коммутатора приемного устройства 7; пятый вход коммутатора приемного устройства 7 соединен с входом первого односекционного включателя 7.1; шестой вход коммутатора приемного устройства 7 соединен с входом второго односекционного включателя 7.2; седьмой вход коммутатора приемного устройства 7 соединен с входом третьего односекционного включателя 7.3; восьмой вход коммутатора приемного устройства 7 соединен с входом четвертого односекционного включателя 7.4.
Принцип работы
оп
Под действием поля падающей электромагнитной волны смеси полезного сигнала с помехой в антенне 1 наводится электродвижущая сила (ЭДС), которая поступает одновременно на блок анализа сигнала 2 и на блок выбора варианта защиты 3 (фиг. 1). Анализ выполняется параллельным аналогоцифровым преобразователем (АЦП), реализованным в блоке анализа сигнала 2. Принимаемая смесь сигнала и помехи сравнивается с опорным напряжением U приложенным к делителю, в виде последовательно включенных активных сопротивлений R (фиг. 2). Сравнение происходит с помощью компараторов К по напряжению, позволяющему открыть компаратор, запертый опорным напряжением. По результатам сравнительного анализа поступающего напряжения смеси: сигнал-помеха, дешифратор 2.1 определяет: какой из вариантов защиты подключить к входу радиоприемного устройства. При этом возможны четыре случая работы предлагаемой системы защиты:
- первый случай - уровень помехи в пределах одного вольта, в этом случае нет необходимости подключать защитное устройство, поэтому радиоприемное устройство подключается непосредственно к антенне;
- второй случай - уровень помехи при работе близкорасположенных корабельных устройств в пределах 10В. установлен дешифратором 2.1, при таких уровнях должна быть включена защита сигналом через схему И 2.2 по первому выходу блока анализа 2 через блок выбора варианта защиты 3 подключается блок 4 (фиг. 1);
- третий случай - высокая грозовая активность, когда напряжение на антенне достигает 50-60В. установлен дешифратором 2.1, при таких уровнях должна быть включена защита сигналом через схему И 2.3 по второму выходу блока анализа 2 через блок выбора варианта защиты 3, который подключается блок 5 (фиг. 1);
- четвертый случай - высокий уровень помех, возбуждаемый непрерывной последовательностью коротких по времени импульсов, напряжение может достигать нескольких сотен вольт установлен дешифратором 2.1, при таких уровнях должна быть включена защита сигналом через схему И 2.3 по третьему выходу блока анализа 2 через блок выбора варианта защиты 3, который подключает блок 6 (фиг. 1).
а
а
а
а
а
1
1
1
1
1
1
Блок выбора варианта защиты 3 состоит из четырех двухсекционных включателей. Первый двухсекционный включатель 3.1 замыкает клеммы первой секции «» и «б» подключая через первый выход блока выбора варианта защиты 3 радиоприемное устройство 8 через коммутатор 7. Причем замыкание клемм «» и «б» возможно, если АЦП в блоке 2 установило отсутствие помех радиоприему, следовательно, на вход схемы ИЛИ 3.6, по ее трем входам, первому, второму и третьему, отсутствует входной уровень помех. Тогда на выходе схемы ИЛИ 3.6 нет напряжения. К выходу схемы ИЛИ 3.6 подключена схема НЕ 3.7, которая создает на своем выходе напряжение в случае отсутствия напряжения на входе. Это напряжение обеспечивает замыкание контактов «» и «б», а также «с» и «д» двухсекционного включатель 3.1. Контакты «с» и «д» двухсекционный включатель 3.1 обеспечивают передачу напряжения источника электроэнергии 3.5, которым через пятый вход в коммутаторе 7 односекционный включатель 7.1 замыкает клеммы «» и «б». Короткозамкнутые клеммы «» и «б» замыкают цепь первого входа в коммутаторе 7 с его выходом (фиг. 14), таким образом, обеспечивая прямое подключение антенны 1 (фиг. 1) с радиоприемному устройству 8.
2
2
2
2
а
Второй двухсекционный включатель 3.2 замыкает клеммы первой секции «а» и «б» и клеммы второй секции «с» и «д», если по первому выходу блока анализа 2 (фиг. 1) на второй вход блока выбора варианта защиты 3 поступает напряжение, которое соответствует уровню помехи. При этом клеммы «» и «б» замыкаются и антенна 1 подключается через первый вход блока выбора варианта защиты 3 ко второму выходу блока выбора варианта защиты 3. Второй выход блока выбора варианта защиты 3 соединен через блок защиты от мощных близкорасположенных излучателей 4 ко второму входу коммутатора приемного устройства 7. Коммутацию в коммутаторе 7 осуществляет напряжение источника электроэнергии 3.5 через короткозамкнутые клеммы «с» и «д», второго двухсекционного включателя 3.2, через шестой выход блока выбора варианта защиты 3, через шестой вход коммутатора приемного устройства 7. Это напряжение поступает на вход односекционного включателя 7.2, обеспечивая замыкание клемм «д» и «с», что обеспечивает подключение антенны 1 через блок защиты 4, через второй вход коммутатора 7 с его выходом к радиоприемному устройству 8. Таким образом, блок защиты 4 включенный между антенной 1 и радиоприемным устройством 8 обеспечивает заданное снижение уровня помех радиоприему или позволяет повысить отношение сигнал - помеха на входе радиоприемника 8.
а
а
3
3
3
3
Третий двухсекционный включатель 3.3 замыкает клеммы первой секции «» и «б» и клеммы второй секции «с» и «д», если по второму выходу блока анализа 2 (фиг. 1) на третий вход блока выбора варианта защиты 3 поступает напряжение, которое соответствует уровню помехи. При этом клеммы «» и «б» замыкаются и, антенна 1 подключается через первый вход блока выбора варианта защиты 3 к третьему выходу блока выбора варианта защиты 3. Третий выход блока выбора варианта защиты 3 соединен через блок защиты от электромагнитных полей грозовой активности 5 к третьему входу коммутатора приемного устройства 7. Коммутацию в коммутаторе 7 осуществляет напряжение источника электроэнергии 3.5 через короткозамкнутые клеммы «с» и «д» третьего двухсекционного включателя 3.3, через седьмой выход блока выбора варианта защиты 3, через седьмой вход коммутатора приемного устройства 7. Это напряжение поступает на вход односекционного включателя 7.3, обеспечивая замыкание клемм «д» и «с», что обеспечивает подключение антенны 1 через блок защиты 5, через третий вход коммутатора 7 с его выходом к радиоприемному устройству 8. Таким образом, блок защиты 5, включенный между антенной 1 и радиоприемным устройством 8, обеспечивает заданное снижение уровня помех радиоприему или позволяет повысить отношение сигнал - помеха на входе радиоприемника 8.
а
а
4
4
4
4
Четвертый двухсекционный включатель 3.4 замыкает клеммы первой секции «» и «б» и клеммы второй секции «с» и «д», если по третьему выходу блока анализа 2 (фиг. 1) на четвертый вход блока выбора варианта защиты 3 поступает напряжение, которое соответствует уровню помехи. При этом клеммы «» и «б» замыкаются и, антенна 1 подключается через первый вход блока выбора варианта защиты 3 к четвертому выходу блока выбора варианта защиты 3. Четвертый выход блока выбора варианта защиты 3 соединен через блок защиты от последовательности мощных электромагнитных импульсов, многократно повторяющихся 6 к четвертому входу коммутатора приемного устройства 7. Коммутацию в коммутаторе 7 осуществляет напряжение источника электроэнергии 3.5 через короткозамкнутые клеммы «с» и «д» четвертого двухсекционного включателя 3.4, через восьмой выход блока выбора варианта защиты 3, через восьмой вход коммутатора приемного устройства 7. Это напряжение поступает на вход четвертого односекционного включателя 7.4, обеспечивая замыкание клемм «д» и «с», что обеспечивает подключение антенны 1 через блок защиты 6, через четвертый вход коммутатора 7 с его выходом к радиоприемному устройству 8. Таким образом, блок защиты 6, включенный между антенной 1 и радиоприемным устройством 8, обеспечивает заданное снижение уровня помех радиоприему или позволяет повысить отношение сигнал - помеха на входе радиоприемника 8.
Принцип работы блока защиты от мощных близкорасположенных излучателей 4 заключается в следующем (фиг. 4).
1
1
3
3
1
1
2
2
4
4
2
2
Под действием поля падающей электромагнитной волны излучения близкорасположенных излучателей в антенне - 1 наводится электродвижущая сила (ЭДС), которая поступает на симметрирующий автотрансформатор - 4.1, который преобразует напряжение кабеля несимметричного питания (центральная жила - экранная оболочка) в напряжение симметричное для работы запирающей катушки - 4.3. Запирающая катушка - 4.3 обеспечивает запирание токов одного направления по ее обмоткам при возрастании уровня ЭДС пропорционально расстоянию от места излучения до приемной антенны. Таким образом, данная схема обеспечивает достаточную эффективность защиты при напряжении наведенной ЭДС до десятка вольт. Обычно напряжение, наведенное в антенне достигает величин не более 10 вольт. В этом случае за счет действия этого напряжения на входные контура происходит срыв работы радиолинии, а если это воздействие длительно, то происходит перегрев входных контуров и их выгорание. В настоящее время нет защиты радиоприема от малых величин наведенных ЭДС. В случае радиоприема на частотах отличных от данных частот целесообразно осуществить исключение этих частот из принимаемого спектра. Для исключения заданного радиоспектра используется мостовая схема 4.2. Рабочее состояние мостовой схемы обеспечивается равновесием сопротивления плеч моста. На фиг. 5 приведена электрическая схема моста 4.2, где первое плечо образуется элементами: последовательным включением первого параллельного контура L⋅С и первой индуктивности L, а параллельно индуктивности L соединены последовательно соединенные стабилитрон Д и заземленная индуктивная нагрузка стабилитрона Др; а второе плечо образуется элементами: последовательным соединением второго параллельного контура L⋅C и второй индуктивности L, а параллельно индуктивности L соединены последовательно соединенные стабилитрон Д и заземленная индуктивная нагрузка стабилитрона Др. Принцип работы моста в следующем.
1
1
2
2
Режим радиоприема полезного сигнала. Работа данного режима представлена на фиг. 6. В данном режиме в антенне 1 ток, наведенный падающей волной поля в антенне 1, протекает по цепи состоящей из антенны 1, блока анализа сигнала 2, блока выбора варианта защиты к клемме «b», затем через секцию «bc» и секции «cd» симметрирующего трансформатора 4.1 на заземлитель. За счет коэффициента взаимной индукции в секциях «ab» и «bc» симметрирующего трансформатора 4.1 возбуждается контурный ток, который протекает по цепи состоящей из секций «ab» и «bc» автотрансформатора симметрирующего трансформатора 4.1, первичной обмотки «mk» запирающей катушки 4.3, первичной обмотки «жэ» и далее по вторичной обмотки «pn» запирающей катушки 4.3 к клемме «с». Так как в первичной и вторичной обмотках запирающей катушки 4.3 протекают противофазные токи, запирающая катушка 4.3 свободно пропускает ток наведенной ЭДС в антенне на вход радиоприемного устройства. При этом мостовая схема на фиг. 5 имеет высокое сопротивление и не оказывает влияние на уровень принимаемого полезного сигнала. Это объясняется тем, что в каждом плече моста включен параллельный колебательный контур в первом плече - L⋅С, и во втором плече - L⋅С. Первый и второй, параллельные колебательные контура, настроены на частоту принимаемого сигнала. Известно, что на частоте принимаемого сигнала параллельный колебательный контур имеет входное сопротивление равное бесконечности, т.е. бесконечно высокое. Поэтому блок защиты полезный сигнал не получает затухания.
1
1
2
2
1
3
2
4
1
2
C
1
2
РАБОЧАЯ
ПОЛЕЗНОГО⋅СИГНАЛА
РАБОЧАЯ
С
1
L
1
С
2
L
2
ПОЛЕЗ.СИГН.
1
3
2
4
1
3
2
4
1
2
1
2
1
2
Режим радиоприема полезного сигнала, наведенной ЭДС близкорасположенных излучателей и импульсов удаленной грозовой активности. В этом режиме вступает в работу схема моста, которая отделяет помехи из суммарного сигнала, т.е. полезного сигнала, наведенной ЭДС близкорасположенных излучателей и импульсных помех постоянной грозовой активности. Защита от суммарных помех осуществляется частичное их заземление. Прежде всего, ЭДС близкорасположенных источников излучения поглощается симметрирующим трансформатором 4.1 и запирающей катушкой 4.3. А импульсы удаленной грозовой активностью поглощаются мостовой схемой 4.2. Разделение осуществляется на основе настройки колебательных контуров на разные частоты. Так в первом плече - L⋅С, и во втором плече - L⋅С параллельные колебательные контура настроены на частоту принимаемого полезного сигнала. А последовательный колебательный контур настроен на частоту возбуждаемую разрядом молнии. Последовательный контур образуется в первом плече на основе элементов С и L, а во втором плече - С и L. Конденсаторы С и С являются одновременно элементами параллельного и последовательного контуров в каждом плече мостовой схемы. На фиг. 7 представлена работа элементов моста или контуров, причем представленная характеристика емкостного сопротивления имеет вид X=1/ω⋅C=1/ω⋅С. При изменении принимаемой рабочей частоты ƒ=ƒ(ω=2π⋅ƒ) параллельный колебательный контур может иметь режим перестройки резонансной частоты путем изменения индуктивного сопротивления. Для параллельных контуров образованных в первом плече Х=1/ω⋅C и X=ωL и во втором плече Х=1/ω⋅С и X=ω⋅L резонанс на частоте приема полезного сигнала (ω=2π⋅ƒ) (фиг. 5, фиг. 6 и фиг. 7)  Для последовательного колебательного контура образованного в первом плече моста емкостью С и L, а во втором плече С и L, резонансная частота . Таким образом, при появлении частот грозовой активности от 10 до 100 кГц на входе мостовой схемы последовательный колебательный контур будет резонировать. Причем в последовательном колебательном контуре образуется резонанс напряжения. Это значит, что максимальное напряжение будет в точке -А - для соединения в первом плече моста С и L, а во втором плече в точке -В - для соединения С и L. Устранение этого напряжения в точках А и В осуществляется подключенными стабилитронами Д и Д. Учитывая, что только при резонансе в последовательном колебательном контуре происходит выделение частот грозовой активности, следовательно в точки А и В не должна вносится земля и потому стабилитроны Д и Д. включены на землю через индуктивности Др и Др. Производя перестройку индуктивного элемента параллельного контура можно менять частоту принимаемого полезного сигнала. Таким образом, с помощью последовательного колебательного контура обеспечивается защита радиоприема от мощных электромагнитных импульсов грозовой активности. Эффективность от использования такого предложения будет заключаться в повышении устойчивости функционирования приемопередающего радиоэлектронного оборудования при воздействии на них как мощных электромагнитных полей близкорасположенных излучателей, так и импульсов грозовой активности.
Работа блока 5 на фиг. 1 обеспечивает защиту радиоприемного устройства 8 от мощных импульсов грозовой активности. Причем основную роль выполняет преобразователь активного сопротивления 5.8. Принцип работы преобразователя импеданса (гиратора) представлен в литературе авторов У. Титце, К. Шенк «Полупроводниковая схемотехника», - М:, изд. Мир, 1983 г., раздел 12.6, стр. 180-183.
Преобразователь активного сопротивления (гиратор) 5.8 (фиг. 10) позволяет преобразовать сопротивление пятого нагрузочного резистора R5 в активное сопротивление на симметричном входе 1-2 преобразователя активного сопротивления (гиратор) 5.8, причем это сопротивление зависит от величины напряжения, подаваемого через третий вход преобразователя 5.8, через сглаживающий фильтр LC и вентиль В.1 на плюсовую клемму второго оперативного усилителя ОУ2 (фиг. 10). Пятый нагрузочный резистор R5 является настроечным и обеспечивает наименьшую величину входного сопротивления преобразователя 5.8 и следовательно, наименьшие потери вносимые преобразователем 5.8 для наведенной ЭДС в антенне 1 (фиг. 1). При увеличении напряжения на третьем входе преобразователя 5.8 повышается сопротивление входа преобразователя и, следовательно, уменьшается наведенная ЭДС, поступающая от антенны 1 на вход радиоприемного устройства 8 и снижается нагрев входных контуров радиоприемного устройства 8. Таким образом, осуществляется регулировка сопротивления входа преобразователя активного сопротивления (гиратора) 5.8. Чтобы величина входного сопротивления (фиг. 1) параллельно включенных ограничительного сопротивления R и входа (входов 1 и 2) преобразователя активного сопротивления (гиратора) 5.8 была управляемой сопротивлением ограничительного сопротивления R имеет большую величину в мегомах, а сопротивление входа (входов 1 и 2 в блок 5.8) преобразователя активного сопротивления (гиратора) 5.8 переменной и зависела от среднего уровня помех. Средний уровень помех определяется напряжением, наведенным в антенны от первичных излучателей, которыми являются близкорасположенные корабельные, судовые передающие антенны мощных передающих устройств (например, повсеместно имеемые 5 и 10 кВт для диапазонов от 1 до 30 МГц). Причем передающих антенн одновременно работающих на излучение может несколько. Длина волны превышает или близка к размерам кораблей и судов, что говорит о мощном электростатическом электромагнитном поле ближней волны, участвовавшим в образовании электромагнитной обстановки и в которой находятся приемные антенны. Одновременно токи первичных излучателей, антенн, возбуждают в верхнепалубных металлических конструкциях и устройствах наведенные ЭДС, которые приводят к появлению в металлах токи и, следовательно, переизлучению частот первичных излучателей. Такие излучатели называются вторичными излучателями на корабле. При движении корабля, судна металлические конструкции подвергаются деформации, что приводит к расширению спектра частот переизлучаемых вторичными излучателями. Совокупность полей первичных и вторичных излучателей создает сложную электромагнитную обстановку для организации радиоприема в условиях кораблей и судов. Поэтому на входе радиоприемного устройства присутствует наведенная ЭДС первичных и вторичных излучателей. Эта ЭДС вызывает протекание тока по входным контурам приемника. Ток входных цепей нагревает их и приводит к выгоранию входных цепей, если приемное устройство работает непрерывно. Для снижения величины тока во входных цепях к приемной антенне подключены ограничительное сопротивление R большой величины и регулируемое сопротивление входа преобразователя сопротивлений 5.8, которое изменяет сопротивление в зависимости от электромагнитной обстановки в которой работает приемная антенна 1 (фиг. 1). Сопротивление входа преобразователя сопротивления зависит от сопротивления переменного образованного нагрузочным резистором R5 и управляющим ЭДС подаваемым по третьему входу преобразователя 5.8 через фильтр LC и вентиль В.1 на плюсовую клемму второго оперативного усилителя ОУ2 (фиг. 10). Переменная ЭДС на третий вход преобразователя 5.8 поступает с выхода мостовой схемы 5.2 (фиг. 8). Выход мостовой схемы (фиг. 9) соединен с вторичной, третьей обмоткой через клемму «ц» трансформатора Тр.1, при заземленной клеммы «ы» этой обмотки трансформатора Тр.1 Нагрузочная индуктивности, между клеммами «фу» вторичной обмотки трансформатора Тр.1, стабилитрона д1 и нагрузочная индуктивности, между клеммами «ву» первичной обмотки трансформатора Тр.1, стабилитрона д2 образуют условно первичную обмотку трансформатора Тр.1. По этим первичным обмоткам между клеммами «фу» и между клеммами «ву» протекает ток частот вне полосы радиоприема приемного устройства, а наведенный ток во вторичной обмотке между клеммами «цы» трансформатора через выход мостовой схемы 5.3 (фиг. 9) поступает на третий вход преобразователя сопротивления 5.8, чем обеспечивается управление входным сопротивлением преобразователя 5.8 по его входу 1-2. При высоком уровне шума внеполосного для радиоприема сопротивление входа преобразователя сопротивлений 5.8 увеличивается, чем достигается уменьшение уровня энергии наведенной ЭДС в антенне проникающей во входные контура приемного устройства. И наоборот, при уменьшении уровня мощности внеполосного для радиоприема сопротивление входа преобразователя 5.8 уменьшается и большая мощность поступает на вход РПУ.
1
1
2
2
3
4
СИГ
1
1
2
2
PA3
СИГ
1
1
1
1
2
2
2
2
PA3
СИГ
Токи же полосы радиоприема (фиг. 9) за счет повышения сопротивления параллельных колебательных контуров С L и С L не протекают по индуктивностям L и L и, следовательно, не возбуждают разрядный ток через стабилитроны д1 и д2 и не протекают по нагрузочным индуктивностям обмоткам трансформатора Тр.1 между клеммами «ву» и «фу» и стабилитронов. Происходит разделение полос частот радиоприема и частот внеполосных радиоприему. Полоса частот радиоприема 2Δƒ приведена на фиг. 11. На фиг. 12 показаны частоты настройки двух параллельных контуров. Так первый параллельный колебательный C L настроен на частоту резонанса , а второй параллельный колебательный С L настроен на частоту резонанса , разнос между частотами настройки . Частота разноса ƒ определяет полосу радиоприема 2Δƒ. Подключение преобразователя реактивного сопротивления 5.2.1 параллельно первому параллельному колебательному контуру С L позволит обеспечить, прежде всего, автоматическую перестройку контура С L на частоту радиоприема и второе, создаст острый резонанс, учитывая, что вносимая индуктивность преобразователем 5.2.1 не обладает потерями и имеет высокую добротность. Как следствие, контур имеет узкую полосу пропускания. Для увеличения полосы пропускания на входе радиоприемного устройства создается заданный разнос, определяемый настроечным сопротивление R, включенным между преобразователями реактивности 5.2.1 и 5.2.2. Подобное подключение преобразователя реактивного сопротивления 5.2.2 параллельно второму параллельному колебательному контуру С L позволит обеспечить, прежде всего, автоматическую перестройку контура С L на частоту радиоприема и второе, создаст острый резонанс, учитывая, что вносимая индуктивность преобразователем не обладает потерями и имеет высокую добротность. Таким образом, на фиг. 12 показаны полосы пропускания каждого из двух параллельных колебательных контуров, их частоту разноса ƒ относительно резонансных  и , уровень 0,707 определяемый полосу пропускания двух контуров 2Δƒ, относительно уровня равного единице.
1
1
2
2
1
1
2
2
Управление преобразователями реактивного сопротивления 5.2.1 и 5.2.2 осуществляется напряжением частоты опорного генератора 5.5 (фиг. 8) Напряжение опорного генератора с выхода поступает на вход преобразователя понижения частоты 5.6 (фиг. 8). Понижение частоты необходимо для устойчивой работы преобразователей реактивного сопротивления 5.2.1 и 5.2.2, их работа критична к разности фаз операционных усилителей ОУ1 и ОУ2 (фиг. 11). Понижение частоты не сказывается на их работу, так как после преобразователя понижения частоты 7 (фиг. 8) установлен преобразователь частота-напряжение 5.7. Следовательно, важно для создания заданной индуктивности в контурах С L и С L преобразователями реактивного сопротивления 5.2.1 и 5.2.2 и настройки на частоту приема радиоприемником 8 является заданный уровень напряжения, поступаемый на вход преобразователей 5.2.1 и 5.2.2, закодированного для создания необходимой индуктивности в контурах (фиг. 9). Таким образом, напряжение частоты опорного генератора 5.5 равной частоте радиоприемного устройства 8 (фиг. 1) преобразуется в пониженную частоту преобразователем частоты 5.6 (фиг. 1), затем преобразуется в кодированный уровень напряжения преобразователем частота-напряжение 5.7. Установленный уровень напряжения поступает через третий вход мостовой схемы 5.2. Третий вход мостовой схемы соединен с входом первого преобразователя реактивного сопротивления 5.2.1 непосредственно через клемму «м», а на вход второго преобразователя реактивного сопротивления 5.2.2 через резистор R (фиг. 9). Отличие кодированного уровня напряжения, за счет включения резистора R, на преобразователях 5.2.1 и 5.2.2 позволяет обеспечить заданный разнос по частоте настройки  параллельных колебательных контуров С L и С L (фиг. 9).
0
Преобразователи реактивного сопротивления 5.2.1 и 5.2.2 или два гиратора идентичны по построению и позволяют преобразовать емкость нагрузочной емкости С (фиг. 11) в индуктивность на выходе гиратора. Создать такую индуктивность достаточно сложно, так как будет иметь большой вес и очень значительные габариты. Расчет необходимой индуктивности L параллельного колебательного контура для приема диапазона рабочих частот радиоприема электромагнитных полей проводится в соответствии с формулой , то зная емкость С у гиратора (фиг. 11) можно определить индуктивность исходя из параметров гиратора
0
0
L=(R1⋅R2⋅R4⋅C)/R3, где L - в Гн, R - в Омах, С - в нФ.
Параллельно емкости С включен варикап Вп (фиг. 11), который позволяет изменять нагрузочную емкость в зависимости от подаваемого напряжения подаваемого на варикап в пределах до 300 пФ, при необходимости увеличения емкости следует включать блок варикапов вместо одного. Работа варикапа представлена на стр. 24, раздел 3.3, в литературе авторов У. Титце, К. Шенк «Полупроводниковая схемотехника», - М:, изд. Мир, 1983 г.. Принцип управления изменением индуктивного сопротивления на выходе гиратора, показан в журнале «Радио» №11, за 1996 г., автором Петин Г.П. «Применение гиратора в резонансных усилителях и генераторах».
На Фиг. 11 представлен преобразователь реактивного сопротивления (гиратор) 5.2.1 или 5.2.2, содержащий первый ОУ1 и второй ОУ 2 оперативные усилители, резисторы первый R1, второй R2, третий R3 и четвертый R4, нагрузочную емкость С и варикап Вп. Принцип работы преобразователя импеданса (гиратора) представлен в литературе авторов У. Титце, К. Шенк «Полупроводниковая схемотехника», - М:, изд. Мир, 1983 г., раздел 12.6, стр. 180-183. Гиратор позволяет преобразовать емкость нагрузочной емкости С (фиг. 11) в индуктивность на выходе гиратора, регулировка суммарной емкости нагрузочной С и емкости варикапа Вп, измененной от величины кодированного напряжения, обеспечивает настройку контура на частоту приема. Принцип управления изменением индуктивного сопротивления на выходе гиратора, показан в журнале «Радио» №11, за 1996 г., автором Петин Г.П. «Применение гиратора в резонансных усилителях и генераторах».
Эффективность от использования такого предложения будет заключаться в повышении устойчивости функционирования приемопередающего радиоэлектронного оборудования при воздействии на них мощных электромагнитных импульсов грозовой активности, первичного излучения близкорасположенных корабельных, судовых антенн передающих устройств и вторичного излучения металлических конструкций верхнепалубных устройств.
Принцип работы блока защиты 6 от последовательности мощных электромагнитных импульсов, многократно повторяющихся и, одновременно от мощных близкорасположенных излучателей, а также от электромагнитных полей грозовой активности состоит в следующем.
1
2
3
n
Под действием источника помех в виде последовательности мощных электромагнитных импульсов (ЭМИ), многократно повторяющихся, которые являются помехами в основном искусственного происхождения (фиг. 1), в антенне 1 наводится электродвижущая сила (ЭДС). Эта ЭДС через первый вход блока защиты 6, через клемму «а», к клемме «б», которая является средней точкой симметрирующего автотрансформатора 6.1. Симметрирующий автотрансформатор 6.1 преобразует напряжение коаксиального кабеля несимметричного питания (центральная жила - экранная оболочка) в напряжение симметричное для работы запирающей катушки 6.2. Запирающая катушка 6.2 обеспечивает запирание токов одного направления по ее обмоткам при возрастании уровня ЭДС пропорционально переднему фронту ЭМИ. Таким образом, данная схема обеспечивает достаточную эффективность защиты при действии переднего фронта ЭМИ. Однако при спаде ЭМИ напряжение падает, и симметрирующий трансформатор 6.1 не обеспечивает должного симметрирования, что приводит к частичной передаче энергии ЭМИ по запирающей катушке 6.2. Следовательно, эффективность устройства защиты нарушается. Для устранения данного эффекта и повышения защитных свойств устройства в блоке защиты 6 реализуется процесс, обеспечивающий заземление антенны и входов обмоток запирающей катушки 6.2 через высоковольтный разрядник 6.11 с помощью включателя 6.12 только на длительность, не превышающую период действия ЭМИ и время, необходимое для локализации накопленного в антенне, во входах цепях и обмотках симметрирующего трансформатора 6.1 и запирающей катушки 6.2 высокого потенциала. Для реализации защитного процесса от наведенной мощным ЭМИ ЭДС в антенне 1 и поступающей к клемме «б», которая является средней точкой симметрирующего автотрансформатора 6.1. К клемме «б» подключен блок конденсаторов 6.4, состоящий из последовательно включенных высоковольтных конденсаторов C, С, С, …, C. Эти конденсаторы образуют делитель напряжения, сопротивление которого подбирается по его максимальной величине возможного (ожидаемого) от воздействия ЭМИ, а также по величине вносимых потерь для приема полезного сигнала. Блок конденсаторов 6.4 состоит из n - конденсаторов. Подключение блока сравнения 6.5 к блоку конденсаторов 6.4 осуществляется исходя из предельно возможного (порогового) напряжения  для защищаемого приемопередающего радиоэлектронного оборудования 8.
Напряжение, наведенное полем ЭМИ в антенне 1, поступает через клемму «б», которая является средней точкой симметрирующего автотрансформатора 6.1, через блок конденсаторов 6.4 на блок сравнения 6.5. Блок 6.5 совместно с блоком питания 6.9, выдающим опорное импульсное напряжение , равное по номинальному значению , обеспечивают выдачу информации о превышении последнего на антенне 1 в блок динамического триггера 6.8 по его первому входу, который создает импульс для запуска мультивибратора 6.6, работающего в ждущем режиме и выдающего один импульс тока для срабатывания исполнительного механизма (реле) 6.7, которое замыкает включатель 6.12, обеспечивая заземление второго электрода разрядника 6.11. При этом высокое напряжение на антенне 1 и элементах устройства защиты (фиг. 1) и запирающей катушке 6.2 будет заземлено через разрядник 6.11 на время, необходимое для локализации накопленного высокого потенциала.
4
3
4
3
Однако в случае поступления последовательности мощных сверхкоротких ЭМИ накопленная наведенная энергия на входе запирающей катушки 6.2 резко возрастает. При этом имеющиеся неоднородности в элементах устройства защиты приведет к ассиметрии разрядных токов и, как следствие, понижению входного сопротивления для симметричных цепей или двух обмоток запирающей катушки. Это пониженное сопротивление позволит пропуску высоких энергий наведенной ЭДС через запирающую катушку 6.2 на вход радиоприемного устройства 8 (РПУ). Для повышения сопротивления обеих цепей запирающей катушки 6.2 введено два диодно-емкостных моста, подключенных по одному к каждому из двух выходов запирающей катушки 6.2. Так к клемме «п» первичной обмотки запирающей катушки 6.2 подключен через клемму «о» второй диодно-емкостной мост, состоящий из двух цепей включенных элементов , D и D между клеммами входной «о» и выходной клеммой «ш». Первая цепь от клеммы «о» соединена через четвертый диод D к клемме «х» и далее через четвертую емкость  с клеммой «з». Вторая цепь второго диодно-емкостного моста от клеммы «о» соединена через третью емкость  к клемме «ж» и далее через третий диод D с клеммой «з». Клемма «з» соединена с клеммой «ш» первичной обмотки выходного трансформатора Тр.1 6.3.
1
2
2
1
Так к клемме «и» вторичной обмотки запирающей катушки 6.2 подключен через клемму «т» первый диодно-емкостной мост, состоящий из двух цепей включенных элементов , D и D между клеммами входной «т» и выходной клеммой «й». Первая цепь от клеммы «т» соединена через второй диод D к клемме «ч» и далее через вторую емкость  с клеммой «й». Вторая цепь первого диодно-емкостного моста от клеммы «т» соединена через первую емкость  к клемме «ч» и далее через первый диод D с клеммой «й». Клемма «й» соединена с клеммой «щ» первичной обмотки выходного трансформатора Тр.1 6.3.
Клемма «г» вторичной обмотки выходного трансформатора Тр.1 6.3 соединена с выходом блока защиты от последовательности мощных электромагнитных импульсов, многократно повторяющихся 6., а клемма «е» вторичной обмотки выходного трансформатора Тр.1 6.3 заземлена.
3
4
1
2
Каждый из диодно-емкостной мост состоит из двух цепей, в каждой цепи последовательно включены диод и емкость. При появлении наведенной ЭДС мощного импульса ЭМИ срабатывает защита описанная выше, которая обеспечивает подключение через исполнительный механизм 6.7 импульсом мультивибратора 6.6 включателя 6.12 и сброс наведенной энергии импульса в системе защиты симметрирующий трансформатор 6.1 - запирающая катушка разрядником 6.2 на землю. Для оптимизации защитных свойств блока защиты 6 введена дополнительная цепь, которая запускается импульсом мультивибратора 6.6 поступающим на высоковольтный усилитель 6.10. Усилитель 6.10 на выходе создает высокое напряжение, которое через высокоомные сопротивления (несколько сотен мегом) R и R поступает на первый диодно-емкостной мост, а через R и R - на второй диодно-емкостной мост. При этом высокое напряжение поступает между анодом диода и конденсатором в каждом из двух диодно-емкостных мостов, обеспечивая повышение сопротивления для выходных цепей запирающей катушки 6.2. Этот высокий потенциал постоянного напряжения не создает тока из-за включенного в цепь конденсатора и высокоомного сопротивления. При прекращении действия импульса мультивибратора 6.6 на входе высоковольтного усилителя 6.10 напряжение на диодно-емкостных мостах снимается и прием полезного сигнала через мосты возобнавляется. Возвращение блока защиты в исходное состояние производится аналогичным образом при спаде напряжения  до уровня ниже порогового -  Эффективность от использования такого предложения будет заключаться в достижении оптимальности защиты и устойчивости функционирования приемопередающего радиоэлектронного оборудования при воздействии на них последовательности мощных сверхкоротких ЭМИ и одновременно от мощных близкорасположенных излучателей, а также от электромагнитных полей грозовой активности в условиях сложной ЭМО корабля, судна.
Авторам неизвестны технические решения из области электросвязи и радиотехники, 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.