СУДОВАЯ ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ АНТЕННА

Полезная модель относится к области радиосвязи и может быть использовано в качестве антенн в системе морской радиосвязи на судах и нефтегазовых платформах.
Пневматические антенны относятся к классу не выступающих антенн с дистанционным управлением. Эти антенны быстрого развертывания при необходимости.
Известна пневматическая антенна, которая содержит баллон из синтетического материала и прорезиненной ткани большой прочности. Антенна содержит механизм сворачивания и соединена с системой подачи сжатого воздуха, причем излучатель антенны расположен на поверхности баллона, например, описанная в книге Вершков М.В. Судовые антенны, С.-Петербург, 2008, с 133-134, рис. 3.9а, б, в
Наполнение баллона сжатым воздухом не требует длительного времени, поэтому пневматические конструкции быстро приводятся в рабочее состояние, так же быстро можно свернуть антенну, выпустив воздух из баллона. Небольшие повреждения оболочки баллона (проколы или порезы длиной не более 15 мм) не нарушают нормальной работы антенны и до ремонта их можно закрыть специальными резьбовыми пробками.
Увеличить прочность баллона пневматической антенны можно, если баллон заключить в металлическую сетку, прикрепленную к основанию антенны. Металлическая сетка повышает прочность баллона пневматической антенны в пять-семь раз по сравнению с баллоном, изготовленным из материала той же толщины, но без металлической сетки. Металлическая сетка также повышает устойчивость пневматической антенны в вертикальной положении за счет значительного увеличения модуля упругости материала баллона. Использование металлической сетки в качестве излучателя повышает КПД и снижет волновое сопротивление антенны, (см. ту же книгу, с. 133-134, рис. 3.9, г - наиболее близкий аналог предлагаемой судовой пневматической антенны).
Согласно требованиям Морского Регистра РФ к судовым антеннам, для обеспечения надежной работы ветроустойчивость судовой пневматической антенны должна быть не менее 60 м/с. Однако в процессе длительной эксплуатации судовой пневматической антенны может произойти утечка воздуха, вследствие чего ослабится упругость баллона, снизится ветроустойчивость и, следовательно, уменьшится надежность работы судовой пневматической антенны.
Технической задачей, на решение которой направлена данная полезная модель, является обеспечение высокой надежности работы судовой пневматической антенны за счет постоянного поддержания в эксплуатационных условиях давления сжатого воздуха в баллоне на уровне, обеспечивающем ветроустойчивость антенны не менее 60 м/сек.
Указанная задача решается тем, что, как и ближайший аналог, судовая пневматическая антенна содержит баллон с механизмом сворачивания, соединенный с системой подачи сжатого воздуха, причем излучатель антенны расположен на поверхности баллона.
Отличие состоит в том, что она дополнительно содержит блок мониторинга уровня давления сжатого воздуха в баллоне, который расположен с возможностью контроля уровня давления сжатого воздуха в баллоне и управления системой подачи сжатого воздуха.
Отличие состоит также в том, что блок мониторинга уровня давления сжатого воздуха в баллоне содержит измеритель давления, который через пороговый блок соединен с электронным ключом, причем пороговый блок выполнен на N уровней давления, каждый из которых соответствует давлению сжатого воздуха в баллоне для соответствующей высоты баллона.
1
N
На фиг. 1 изображен вариант предлагаемой судовой пневматической антенны, на фиг. 2 - вариант блока мониторинга уровня давления сжатого воздуха в баллоне. Баллон 1 с механизмом сворачивания 2, соединен с системой 3 подачи сжатого воздуха, причем излучатель 4 антенны расположен на поверхности баллона 1. Блок 5 мониторинга уровня давления сжатого воздуха в баллоне 1 расположен с возможностью контроля уровня давления сжатого воздуха в баллоне 1 и управления системой 3 подачи сжатого воздуха. Излучатель 4 может быть выполнен, например, в виде металлической сетки на поверхности баллона 1. В качестве системы 3 подачи сжатого воздуха можно использовать отвод от судовой магистрали сжатого воздуха с вентилем 6, где выделен канал 7 тестирования уровня давления сжатого воздуха в баллоне 1, к которому подключен блок 5 мониторинга уровня давления сжатого воздуха в баллоне, управляющий выход которого соединен с вентилем 6. Блок 5 мониторинга уровня давления сжатого воздуха в баллоне может быть выполнен, например, в виде измерителя давления 8, соединенного с пороговым блоком 9, на котором можно выставить несколько уровней порога давления (P-P), причем, при случайном снижении давления ниже установленного порога, выдается сигнал на управляющий выход блока 5.
Судовая пневматическая антенна работает следующим образом.
Аналитически алгоритм работы блока 5 описывается выражением:
где: ρ - уровень давления сжатого воздуха в баллоне 1, при котором при заданных диаметре баллона d и высоте h, ветроустойчивость антенны v≥60 м/сек.
Для конкретного типа пневматической антенны диаметр баллона d величина постоянный, а высота, h - величина переменная и напрямую зависит от диапазона рабочей частоты. Как следует из выражения (1), требуемый уровень давления сжатого воздуха ρ в баллоне 1 пневматической антенны зависит от рабочей высоты антенны.
Например, в процессе работы антенны в заданном диапазоне частот 1,6-27,5 МГц, высота антенны может быть дискретной и устанавливаться следующим образом:
- на участке 1,6-6 МГц-h=12 м;
- на участке 6-12 МГц-h=8 м;
- на участке 16-27,5 МГц-6 м.
Дискретное, а не плавное изменение высоты антенны, более предпочтительно с точки зрения обеспечения требуемого быстродействия работы антенны в процессе эксплуатации. С электрической точки зрения оба способа изменения h примерно равнозначны.
При подаче сжатого воздуха в баллон 1 судовая пневматическая антенна разворачивается по высоте на уровень, соответствующий рабочей частоте передаваемого сигнала. При этом внутри баллона поддерживается давление, величина которого позволяет обеспечить судовой пневматической антенне необходимую ветроустойчивость (не менее 60 м/с).
Поскольку высота передающей антенны напрямую связана с частотой излучаемого сигнала, то для различных диапазонов частоты можно установить ступенчатое изменение высоты антенны и, соответственно, установить пороги в блоке 5 мониторинга уровня давления сжатого воздуха в баллоне.
Таким образом, предлагаемое решение позволяет поддерживать давление сжатого воздуха внутри баллона на уровне, который достаточен для получения требуемой ветроустойчивости, и, следовательно, обеспечивает необходимую устойчивость и надежность связи.