Система связи сверхнизкочастотного и крайненизкочастотного диапазона с глубокопогруженными и удаленными объектами
SYSTEM FOR COMMUNICATION OF THE VERY-LOW-FREQUENCY AND ULTRA-LOW-FREQUENCY RANGE WITH DEEP-SUBMERGED AND REMOTE OBJECTS

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 GO IV 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 I 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 «п» 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 30кВ, 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 патенты: №2567181 от 10.07.2015 г. RU; №2608072 от 13.01.17 г. RU; №2611603 от 28.02.2017 г. RU, №2626070 от 21.07.2017 г. RU и №2692931 от 28.07.2019 г. RU.
N
К
11
1N
11
1N
11
1N
11
11
11
12
12
11
11
12
13
14
12
12
1N-1
1N
1N
1N
1N
21
2N
21
2N
21
2N
21
21
21
22
22
21
21
22
23
24
22
22
2N-1
2N
2N
2N
2N
31
3N
31
3N
31
3N
31
31
31
32
32
31
31
32
33
34
32
32
3N-1
3N
3N
3N
3N
41
4N
41
4N
41
4N
41
41
41
42
42
41
41
42
43
44
42
42
4N-1
4N
4N
4N
4N
51
5N
51
5N
51
5N
51
51
51
52
52
51
51
52
53
54
52
52
5N-1
5N
5N
5N
5N
A
Ген
1
ОБ
Прототипом является «Система связи сверхнизкочастотного и крайненизкочастотного диапазона с глубокопогруженными и удаленными объектами-8» (патент №2693060 от 01.08.2019 г. RU), содержащая задающий генератор, модулятор, систему управления, защиты и автоматизации, усилитель мощности, согласующее устройство, индикатор тока антенны и источник тока, причем прием и регистрация излучения, создаваемого СНЧ-КНЧ-генераторами, осуществляются с помощью буксируемой кабельной антенны, антенного усилителя и приемника СНЧ-КНЧ-диапазона, находящихся на борту подводного объекта, а также содержащая систему управления передачи информации по заданной глубине погружения объектов на основе создания пяти двухчастотных каналов передачи данных передающей антенной для адресной передачи информации на погруженные и удаленные объекты; при этом передающая антенна система, состоящая из центральной ветви и разнесенных в пространстве дополнительных пяти ветвей последовательно соединяемых с центральной ветвью через коммутатор ветвей, пять ветвей совместно с центральной ветвью соединенных через коммутатор ветвей образуют рамочные антенны, обеспечивающие выбор направления излучения в зависимости от подбора варианта соединения центральной ветви тока и дополнительно одну или несколько ветвей тока через коммутатор ветвей, обеспечивая заданные параметры канала передачи по частоте и диаграмму направленности передающей антенны за счет сложения одной, двух, трех, четырех или пяти диаграмм направленности в направлении объекта передачи информации, при этом коммутатор ветвей через свой вход обеспечивает соединение выхода конечного преобразователя 2центральной ветви с одним из пяти выходов коммутатора ветвей, образуя электрический контакт центральной ветви тока с любой из пяти дополнительных ветвей тока, причем каждая из дополнительных пяти ветвей тока передающей антенны является продолжением центральной ветви тока соединенных через один из включателей Вк. в коммутаторе ветвей; центральная ветвь тока передающей антенны длиной  содержит систему управления передающей СНЧ-КНЧ антенной состоящую: из информационного блока, предварительного усилителя, системы управления, защиты и автоматизации, усилителя мощности, согласующего устройства, индикатора тока антенны, источника тока и защищенной внешней кабельной линии управления передающей СНЧ-КНЧ антенной; N преобразователей, с первого преобразователя по N, центральной ветви тока; N заземлителей антенны, с первого заземлителя по N, центральной ветви тока, N излучающих секций, с первой секции по N, подземного неэкранированного кабеля передающей антенны длиной  центральной ветви тока, при этом защищенная внешняя кабельная линия управления соединена через вход системы управления передающей СНЧ-КНЧ антенной параллельно со вторым входом информационного блока, выход информационного блока соединен через предварительный усилитель с первым входом усилителя мощности, выход системы управления, защиты и автоматизации соединен параллельно со вторым входом усилителя мощности, с первым входом информационного блока и со вторым входом согласующего устройства; второй выход усилителя мощности соединен с первым заземлителем передающей антенны через второй выход системы управления передающей СНЧ-КНЧ антенной, третий выход усилителя мощности соединен через выход индикатора тока антенны со вторым входом системы управления, защиты и автоматизации; 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, 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 через вторую излучающую 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 входом коммутатора ветвей и с входами дополнительных ветвей тока и заземлителем коммутатора ветвей З; первая, дополнительная ветвь тока передающей антенны СНЧ-КНЧ длиной , 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 коммутатора ветвей тока 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; вторая, дополнительная ветвь тока передающей антенны СНЧ-КНЧ длиной  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 коммутатора ветвей тока 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; третья дополнительная ветвь тока передающей антенны СНЧ-КНЧ длиной  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 коммутатора ветвей тока 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; четвертая дополнительная ветвь тока передающей антенны СНЧ-КНЧ длиной  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 коммутатора ветвей тока 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; пятая дополнительная ветвь тока передающей антенны СНЧ-КНЧ длиной  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 коммутатора ветвей тока 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 дополнительной ветви тока передающей антенны; пять дополнительных ветвей тока в соединении через коммутатор ветвей с центральной ветвью являются одной линией тока передающей антенной системы, линия для тока I центральной ветви передающей антенны и последовательно протекающего через один из включателей в коммутаторе ветвей в одну из дополнительных пяти ветвей, при этом напряжение источника U приложенное между первый заземлитель З центральной ветви и последним заземлителем любой из дополнительных пяти ветвей образуют ток в земле на глубине скин-слоя, который называется обратным током I.
Прототип имеет кроме центральной ветви дополнительно пять ветвей тока, одновременно работающих на десяти частотах в пяти каналах или на двух частотах в каждом канале передачи данных в каждой ветви тока, например, на частотах: 3 Гц, 10 Гц, 20 Гц, 30 Гц, 40 Гц, 70 Гц, 75, 90 Гц, 95 Гц и 100 Гц. Скорость передачи одной буквы от 3 до 5 минут на глубину 100 метров на одной частоте. Передача по каналу предающей антенны на подводный объект на десяти частотах увеличивает скорость в десять раз. Причем передача пяти каналов передачи данных возможна на основе коммутатора по различным передающим ветвям или антенным рамкам в зависимости от требуемой глубины и скорость передачи в заданном направлении. Возможные глубины радиоприема или скин-слой, т.е. глубины проникновения электромагнитных волн в морскую среду с проводимостью σ=1См.м:
- на частоте 3 Гц -
- на частоте 20 Гц -
- на частоте 30 Гц -
- на частоте 70 Гц -
- на частоте 100 Гц -
0
0
8
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 ƒ=(40000000⋅м)/(3⋅10 м/с)=7⋅Гц. Резонатор Земля - ионосфера резонирует на частоте 7 Гц. Следовательно, частоты от 3 до 300 Гц могут возбуждать данный резонатор при условии, что энергия возбуждения будет достаточной. А возбужденный резонатор имеет практически одинаковую напряженность поля в любой точке земного шара. В прототипе возбуждение производится «n» генераторами мощностью 100 кВт каждый, которые создают ток в «n» рамочных антеннах. Рамка образуется током антенны, в виде ЛЭП 30 кВ, и обратным током в земле, протекаемым между заземлителями. Известно, что для возбуждения резонатора магнитный момент антенны должен быть не менее или М≥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:  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  км. 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 управления диаграммой направленности СНЧ-КНЧ передающей антенной системы.
Недостатки прототипа:
- управления N преобразователями осуществляющееся только со стороны пункта управления 1 (фиг. 1) через N последовательно включенных преобразователей;
- нет возможности контроля за работой N преобразователей: по точности настройки частоты, по работоспособности узлов и защищенности N преобразователей, как N необслуживаемых усилительных пунктов;
- антенный кабель не защищен от грозовой активности и на протяженности всей длины в 1000 км и может быть уничтожен на любом участке;
-4
- для увеличения размеров рамки район размещения антенного кабеля выбирается с грунтом проводимостью σ=10См.м (или R=10000 Ом.м), поэтому при грозе стриммер разряда всегда ищет место с низкой возможностью для разряда, то есть место размещения кабеля, как участок поверхности грунта, имеющий потенциал удаленной точки.
Целью изобретения является:
- заменить антенный кабель защищенным кабелем на основе типового подводного оптоволоконного кабеля, имеющего достаточную броневую оболочку для защиты от ударов молнии;
- совершенствование процесса управления и контроля работы N преобразователей, а также блоков защиты береговой СНЧ, КНЧ радиостанцией на основе введения многоканальной оптоволоконной инфокоммуникационной системы в антенную цепь;
- учитывая, что антенное полотно длиной в 1000 километров проходит через огромные территории страны часто густонаселенные, целесообразно использование свободных волокон оптоволоконной инфотелекоммуникационной системы для обеспечения жителей этих районов;
- совершенствовать управление частотным спектром с учетом глубины погружения подводных объектов и необходимой скорости передачи информации для избранной диаграммы направленности на подводные объекты на просторах океанических зон;
- за счет использования оптоволоконной системы сократить время на возможность пространственного разнесения информационных каналов передачи данных на подводные объекты с выделением частот передачи для океанических зон или непрерывной смены частот и зон для предупреждения противодействия преднамеренным помехам.
Поставленная цель достигается за счет замены однопроводного изолированного от земли кабеля в качестве антенного полотна радиостанции на кабель оптоволоконный, позволяющий через широкополосные оптические системы связи контролировать работу всех из N преобразователей. Кабелем, отвечающим необходимым требованиям является подводный оптоволоконный кабель. В настоящее время подводные оптоволоконные кабели имеют несколько десятков оптических волокон, расположенных внутри медной трубки и алюминиевых или стальных проводников, через которые осуществляется питание подводных усилителей. Также возможны специальные токопроводящие жилы. Изолированные от земли проводники по цепи «жила-земля» выдерживают 10кВ переменного тока на частоте 50 Гц. Медная трубка и алюминиевые проводники можно использовать в качестве антенного полотна СНЧ и КНЧ радиостанции, а связь через оптоволокно для контроля работы всей 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:
- 1 - система управления передающей СНЧ-КНЧ антенной в центральной ветви;
A
- I - ток центральной ветви передающей антенны;
- , , ,  и  токи в первой, второй, третьей, четвертой и пятой ветвях передающей антенне;
1
1N
-  - земляной или обратный ток в первой ветви тока передающей антенны, протекаемый между первым заземлителем З центральной ветви и последним N заземлителем первой ветви - З;
1
2N
-  - обратный ток во второй ветви тока передающей антенны, протекаемый между первым заземлителем З центральной ветви и последним N заземлителем второй ветви З;
1
3N
-  - обратный ток в третьей ветви тока передающей антенны, протекаемый между первым заземлителем З центральной ветви и последним N заземлителем третьей ветви З;
1
4N
-  - обратный ток в четвертой ветви тока передающей антенны, протекаемый между первым заземлителем З центральной ветви и последним N заземлителем четвертой ветви З;
1
5N
-  - обратный ток в пятой токовой ветви передающей антенны, протекаемый между первым заземлителем З центральной ветви и последним N заземлителем пятой ветви З;
A
-  - ток антенны I центральной ветви передающей антенны переключателем 5 представляется суммой токов: как током первой антенны  длиной , током второй антенны  длиной , током третьей антенны  длиной , током четвертой антенны  длиной , и током пятой антенны  длиной  (ток центральной ветви есть сумма токов пяти ветвей, как пяти составных частей передающей антенны, причем токи могут быть разных частот из пяти, либо любой вариант: одной, двух, трех и т.д. частот из пяти);
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;
К
- 3 - заземлитель коммутатора ветвей 5;
1
2
N-1
N
- 2, 2, …, 2, 2 - первый, второй, …, N-7 и N преобразователи центральной ветви передающей антенны;
1
2
3
N-1
N
1
2
N-1
N
K
- 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 в виде подводного оптоволоконного кабеля);
11
1N
- 2, 2 - первый, …, и N преобразователи первой ветви передающей антенны;
21
2N
- 2, …, 2 - первый, …, и N преобразователи второй ветви передающей антенны;
31
3N
- 2, …, 2 - первый, …, и N преобразователи третьей ветви передающей антенны;
41
4N
- 2, …, 2 - первый, …, и N преобразователи четвертой ветви передающей антенны;
51
5N
- 2, …, 2 - первый, …, и N преобразователи 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 длиной , включенная между 2, …, 2 преобразователями;
21
2N
21
2N
- 4, …, 4 - одна из N излучающих секций второй ветви передающей антенны длиной , включенная между 2, …, 2 преобразователями;
31
3N
31
3N
- 4, …, 4 - одна из N излучающих секций третьей ветви передающей антенны длиной , включенная между 2, …, 2 преобразователями;
41
4N
41
4N
- 4, …, 4 - одна из N излучающих секций четвертой ветви передающей антенны длиной , включенная между 2, …, 2 преобразователями;
51
5N
51
5N
- 4, …, 4 - одна из N излучающих секций пятой ветви передающей антенны длиной , включенная между 2, …, 2 преобразователями;
- 5 - коммутатор ветвей, определяет рабочие частоты и коммутацию направления излучения из пяти дополнительных ветвей тока;
- , , , ,  - длина первой, второй, третьей, четвертой и пятой 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 многочастотной передающей антенны с управляемой диаграммой направленности и защищенной кабельной магистралью управления и связи «Системы связи сверхнизкочастотного и крайненизкочастотного диапазона с глубокопогруженными и удаленными объектами», где:
- 1 - система управления передающей СНЧ-КНЧ антенной в центральной ветви, содержащая информационный блок 1-1, управляемый через второй вход по пяти рабочим частотам и модуляции этих частот по информационным каналам через защищенную кабельную магистралью ЗК, через предварительный усилитель 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, информационный блок контроля работы N преобразователей в центральной ветви и преобразователей пяти ветвей 1-8;
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
1
2
3
4
5
N
K
- 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 в виде подводного оптоволоконного кабеля);
11
1N
- 2, …, 2 - первый, …, и N преобразователи первой ветви передающей антенны;
21
2N
- 2, …, 2 - первый, …, и N преобразователи второй ветви передающей антенны;
31
3N
- 2, …, 2 - первый, …, и N преобразователи третьей ветви передающей антенны;
41
4N
- 2, …, 2 - первый, …, и N преобразователи четвертой ветви передающей антенны;
51
5N
- 2, …, 2 - первый, …, и N преобразователи 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;
К
- З - заземлитель коммутатора ветвей;
11
1N
11
1N
-4, …, 4 - одна из N излучающих секций первой ветви передающей антенны, включенная между 2, …, 2 преобразователями этой ветви;
21
2N
21
2N
- 4, …, 4 - одна из N излучающих секций второй ветви передающей антенны, включенная между 2, …, 2 преобразователями этой ветви;
31
3N
31
3N
- 4, …, 4 - одна из N излучающих секций третьей ветви передающей антенны, включенная между 2, …, 2 преобразователями этой ветви;
41
4N
41
N
- 4, …, 4 - одна из N излучающих секций четвертой ветви передающей антенны, включенная между 2, …, 24 преобразователями этой ветви;
51
5N
51
5N
- 4, …, 4 - одна из N излучающих секций пятой ветви передающей антенны, включенная между 2, …, 2 преобразователями этой ветви;
- h - глубина протекания обратного тока антенны , , , ,  для первой, второй, третьей, четвертой и пятой ветвей (определяемая скин-слоем );
K
- h - глубина прокладки подводного оптоволоконного кабеля антенной системы для центральной, первой, второй, третьей, четвертой и пятой ветвей;
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 N 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
N
-  - обратный ток в земле, между заземлителем 3 центральной ветви и N заземлителем 34 четвертой ветви передающей антенны;
1
5N
-  - обратный ток в земле, между заземлителем 3 центральной ветви и N заземлителем 3 пятой ветви передающей антенны;
- 5 - коммутатор ветвей, определяет рабочие частоты и направление излучения из пяти дополнительных ветвей тока.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
На Фиг. 3 представлен информационный блок 1-1 содержащий в каждом передающем канале два генератора настроенные на две частоты, таким образом, передача информации осуществляется двухчастотным методом: в первом канале передачи данных генератор 16-1 работает на частоте ƒ, а генератор 16-2 работает на частоте ƒ; во втором канале: генератор 17-1 - на ƒ, а генератор 17-2 - на ƒ; в третьем канале: генератор 18-1 - на ƒ, а генератор 18-2 - на ƒ; в четвертом канале: генератор 19-1 - на ƒ, а генератор 19-2 - на ƒ; в пятом канале: генератор 20-1 - на ƒ, а генератор 20-2 - на ƒ; десять модуляторов: 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15; формирователь спектра 21-1 и оптический генератор 21-2, при этом первый вход информационного блока 1-1 соединен параллельно с входами десяти генераторов: 16-1, 16-2, 17-1, 17-2, 18-1, 18-2, 19-1, 19-2, 20-1, и 20-2; выход первого генератора 16-1 соединен через первый вход первого модулятора 6 с первым входом формирователя спектра 21-1; выход второго генератора 16-2 соединен через первый вход второго модулятора 7 со вторым входом формирователя спектра 21-1; выход третьего генератора 17-1 соединен через первый вход третьего модулятора 8 с третьим входом формирователя спектра 21-1; выход четвертого генератора 17-2 соединен через первый вход четвертого модулятора 9 с четвертым входом формирователя спектра 21-1; выход пятого генератора 18-1 соединен через первый вход пятого модулятора 10 с пятым входом формирователя спектра 21-1; выход шестого генератора 18-2 соединен через первый вход шестого модулятора 11 с шестым входом формирователя спектра 21-1; выход седьмого генератора 19-1 соединен через первый вход седьмого модулятора 12 с седьмым входом формирователя спектра 21-1; выход восьмого генератора 19-2 соединен через первый вход восьмого модулятора 13 с восьмым входом формирователя спектра 21-1; выход девятого генератора 20-1 соединен через первый вход девятого модулятора 14 с девятым входом формирователя спектра 21-1; выход десятого генератора 20-2 соединен через первый вход десятого модулятора 15 с десятым входом формирователя спектра 21-1; выход формирователя спектра 21-1 соединен параллельно со вторым выходом 2 информационного блока 1-1 непосредственно, а с первым выходом 1 информационного блока 1-1 через передающее устройство оптической линии (оптический генератор) 21-2; второй вход информационного блока 1-1 соединен параллельно со вторыми входами десяти модуляторов: первого модулятора - 6, второго-7, третьего - 8, четвертого - 9, пятого - 10, шестого - 11, седьмого - 12, восьмого - 13, девятого - 14 и десятого - 15.
На Фиг. 4 представлен подводный оптоволоконный кабель, содержащий N оптических волокон 4.1, пространство между волокнами заполнено гидрофобным компаудом; металлическую трубку, выполненную из нержавеющей стали или медную 4.2; пластиковую оболочку 4.3; однослойный повив круглых стальных (из нержавеющей стали) или алюминиевых проволок 4.4; битумное покрытие 4.5; влагостойкую оболочку из крученной полипропиленовой пряжи 4.6; при этом N оптических волокон 1.1 расположено в металлической трубке 4.2, пространство которой между волокнами заполнено гидрофобным компаудом; поверх металлической трубки расположена пластиковая оболочка 4.3, поверх которой расположен однослойный повив круглых стальных или алюминиевых проволок 4.4; поверх проволок - битумное покрытие 4.5; битумное покрытие 4.5 защищено влагостойкой оболочкой из крученной полипропиленовой пряжи 4.6.
1
N
11
1N
21
2N
31
3N
41
4N
51
5N
1
1
1
1
1
2
2
2
2
2
A
1
1
2
2
На Фиг. 5 представлена одна из N излучающих секций антенного полотна длиной 20 км в виде оптоволоконного кабеля, содержащая N оптоволоконных волокон и изолированные покровы в виде медной трубки 4.2 и однослойный повив круглых алюминиевых проволок 4.4 подводного оптоволоконного кабеля в рабочем состоянии и входящую в каждую ветвь передающей антенны СНЧ, КНЧ радиостанции: в центральной ветви от первой - 4 по N - 4; в первой ветви от первой - 4 по N - 4; во второй ветви от первой - 4 по N - 4; в третьей ветви от первой - 4 по N - 4; в четвертой ветви от первой - 4 по N - 4; в пятой ветви от первой - 4 по N - 4; при этом на входе каждой секции подводного оптоволоконного кабеля первый вход 1 соединен с первым из оптических волокон 1, а второе оптическое волокно 2 соединено с третьим выходом на входе каждой секции антенного полотна; второй вход 2 на входе каждой секции антенного полотна соединен с клеммой «α», клемма «α» соединена параллельное клеммой «б» на металлической трубке 4.2 через высокоомный резистор R, а с клеммой «в» непосредственно соединенной с проволоками однослойного повива круглых алюминиевых проволок 4.4; на выходе каждой секции длиной 20 км подводного оптоволоконного кабеля антенного полотна первый выход 1 соединен с первым из оптических волокон 1, а второе оптическое волокно 2 соединено с третьим входом на выходе каждой секции антенного полотна; второй выход 2 на выходе каждой секции антенного полотна соединен с клеммой «α», клемма «α» соединена параллельно с клеммой «б» на металлической трубке 4.2 через высокоомный резистор R, а с клеммой «в» непосредственно соединенной с проволоками однослойного повива круглых алюминиевых проволок 4.4; ток I в любой из N излучающих секций протекает через второй вход кабеля, через клемму «α», через клемму «в», по проволокам однослойного повива круглых алюминиевых проволок 4.4 длиной 20 км, через клемму «в», через клемму «α» к выходу в любой из N излучающих секций через второй выход к N преобразователю
1
2
3
4
5
N
11
1N
21
2N
31
3N
41
4N
51
5N
На Фиг. 6 один из N преобразователей любой из 2, 2, 2, 2, 2, …, 2 в центральной ветви тока, любой из 2, …, 2 первой ветви тока, любой из 2, …, 2 второй ветви тока, любой из 2, …, 2 третьей ветви тока, любой из 2, …, 2 четвертой ветви тока, любой из 2, …, 2 пятой ветви тока, где:
1
2
1
2
3
4
5
N
11
1N
21
2N
31
3N
41
4N
51
5N
- 4 и 4 - первая и вторая секции антенной системы, выполненные на основе подводного оптоволоконного кабеля, подобные секции 4, 4, 4, 4, 4, …, 4 в центральной токовой ветви, 4, …, 4 в первой токовой ветви, 4, …, 4 второй токовой ветви, 4, …, 4 в третьей токовой ветви, 4, …, 4 четвертой токовой ветви, 4, …, 4 пятой токовой ветви;
- 1-7 - источник электрической энергии;
- 22 - информационный трансформатор;
- 23 - усилитель;
- 24 - блок узкополосных фильтров;
- 25 - формирователь информационных каналов;
- 26 - формирователь спектра передающей антенны;
- 27 - предварительный усилитель;
- 28 - усилитель мощности;
- 29 - регулятор мощности на входе усилителя мощности
- 30 - силовой трансформатор;
- 31 - токовый трансформатор;
- 32-1 - приемное устройство оптической линии;
- 34-1 - передающее устройство оптической линии;
- 33-1 - корректирующий блок оптической линии;
- 32-2 - приемное устройство оптической линии;
- 34-2 - передающее устройство оптической линии;
- 33-2 - информационный блок оптической линии;
-  - 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.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
На фиг. 7 представлен блок узкополосных фильтров 24 предназначен для выделения частотных каналов передачи и, содержащий десять узкополосных фильтров: узкополосный фильтр 24-1 для выделения первой рабочей частоты ƒ; узкополосный фильтр 24-2 для выделения второй рабочей частоты ƒ; узкополосный фильтр 24-3 для выделения третьей рабочей частоты ƒ; узкополосный фильтр 24-4 для выделения четвертой рабочей частоты ƒ; узкополосный фильтр 24-5 для выделения пятой рабочей частоты ƒ; узкополосный фильтр 24-6 для выделения шестой рабочей частоты ƒ; узкополосный фильтр 24-7 для выделения седьмой рабочей частоты ƒ; узкополосный фильтр 24-8 для выделения восьмой рабочей частоты ƒ; узкополосный фильтр 24-9 для выделения девятой рабочей частоты ƒ; узкополосный фильтр 24-10 для выделения десятой рабочей частоты ƒ; при этом первый вход блока узкополосных фильтров 24 соединен с его первым выходом через первый узкополосный фильтр 24-1, второй вход блока узкополосных фильтров 24 соединен с его вторым выходом через второй узкополосный фильтр 24-2, третий вход блока узкополосных фильтров 24 соединен с его третьим выходом через третий узкополосный фильтр 24-3, четвертый вход блока узкополосных фильтров 24 соединен с его четвертым выходом через четвертый узкополосный фильтр 24-4, пятый вход блока узкополосных фильтров 24 соединен с его пятым выходом через пятый узкополосный фильтр 24-5, шестой вход блока узкополосных фильтров 24 соединен с его шестым выходом через шестой узкополосный фильтр 24-6, седьмой вход блока узкополосных фильтров 24 соединен с его седьмым выходом через седьмой узкополосный фильтр 24-7, восьмой вход блока узкополосных фильтров 24 соединен с его восьмым выходом через восьмой узкополосный фильтр 24-8, девятый вход блока узкополосных фильтров 24 соединен с его девятым выходом через девятый узкополосный фильтр 24-9, десятый вход блока узкополосных фильтров 24 соединен с его десятым выходом через десятый узкополосный фильтр 24-10.
На фиг. 8 представлен блок формирователей информационных каналов 25, содержащий десять формирователей информационных каналов: формирователь первого информационного канала - 25-1, второго канала -25-2, третьего канала - 25-3, четвертого канала - 25-4, пятого канала- 25-5, шестого канала - 25-6, седьмого канала - 25-7, восьмого канала - 25-8, девятого канала - 25-9, десятого канала - 25-10; при этом первый вход блока формирователей информационных каналов 25 соединен с его первым выходом через формирователь первого информационного канала 25-1; второй вход блока формирователей информационных каналов 25 соединен с его вторым выходом через формирователь второго информационного канала 25-2; третий вход блок формирователей информационных каналов 25 соединен с его третьим выходом через формирователь третьего информационного канала 25-3; четвертый вход блок формирователей информационных каналов 25 соединен с его четвертым выходом через формирователь четвертого информационного канала 25-4; пятый вход блока формирователей информационных каналов 25 соединен с его пятым выходом через формирователь пятого информационного канала 25-5; шестой вход блока формирователей информационных каналов 25 соединен с его шестым выходом через формирователь шестого информационного канала 25-6; седьмой вход блока формирователей информационных каналов 25 соединен с его седьмым выходом через формирователь седьмого информационного канала 25-7; восьмой вход блока формирователей информационных каналов 25 соединен с его восьмым выходом через формирователь восьмого информационного канала 25-8; девятый вход блока формирователей информационных каналов 25 соединен с его девятым выходом через формирователь девятого информационного канала 25-9; десятый вход блока формирователей информационных каналов 25 соединен с его десятым выходом через формирователь десятого информационного канала 25-10.
На фиг. 9 представлен формирователь информационного канала, любой из десяти: с первого 25-1 по десятый - 25-10; каждый формирователь информационного канала содержит первый усилитель 32, интегральную цепочку 33, первый вентиль В.1, второй усилитель 34, дифференциальную цепочку 35, второй вентиль В.2, третий усилитель 36, генератор тактовых импульсов 37, модулятор 38; при этом вход формирователя информационного канала соединен с первым усилителем 32, выход первого усилителя 32 соединен параллельно через интегральную цепочку 33, через первый вентиль В.1, через второй усилитель 34 со вторым входом модулятора 38, а также через дифференциальную цепочку 35, через второй вентиль В.2, через третий усилитель 36, через генератор тактовых импульсов 37 с первым входом модулятора 38; выход модулятора 38 соединен с выходом формирователя информационного канала.
На фиг. 10 токовый трансформатор 31 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 31, 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 31.
N
N
N
К
11
1N
11
11
11
21
2N
21
21
21
31
3N
31
31
31
41
4N
41
41
41
51
5N
51
51
51
На фиг. 11 представлен коммутатор ветвей 5, который определяет рабочие частоты и направление излучения из пяти дополнительных ветвей тока, а также выполняет контроль работу узлов и блоков коммутатора, содержащего преобразователь на пять каналов 42 и пять пятиконтактных включателей: Вк.1, Вк.2, Вк.3, Вк.4 и Вк.5; при этом первый выход N секции антенной системы оптоволоконного кабеля 4 центральной токовой ветви соединен через первый вход коммутатора ветвей 5 с первым входом преобразователя на пять каналов 42; второй выход N секции антенной системы оптоволоконного кабеля 4 центральной токовой ветви соединен через второй вход коммутатора ветвей 5 со вторым входом преобразователя на пять каналов 42; третий вход N секции антенной системы оптоволоконного кабеля 4 центральной токовой ветви соединен через восьмой выход коммутатора ветвей 5 и через восьмой выход преобразователя на пять каналов 42; первый выход преобразователя на пять каналов 42 соединен параллельно с первой клеммой «1» первого включателя Вк.1, с первой клеммой «1» второго включателя Вк.2, с первой клеммой «1» третьего включателя Вк.3, с первой клеммой «1» четвертого включателя Вк.4, с первой клеммой «1» пятого включателя Вк.5; второй выход преобразователя на пять каналов 42 соединен параллельно со второй клеммой «2» первого включателя Вк.1, со второй клеммой «2» второго включателя Вк.2, со второй клеммой «2» третьего включателя Вк.3, со второй клеммой «2» четвертого включателя Вк.4, со второй клеммой «2» пятого включателя Вк.5; третий выход преобразователя на пять каналов 42 соединен параллельно с третьей клеммой «3» первого включателя Вк.1, с третьей клеммой «3» второго включателя Вк.2, с третьей клеммой «3» третьего включателя Вк.3, с третьей клеммой «3» четвертого включателя Вк.4, с третьей клеммой «3» пятого включателя Вк.5; четвертый выход преобразователя на пять каналов 42 соединен параллельно с четвертой клеммой «4» первого включателя Вк.1, с четвертой клеммой «4» второго включателя Вк.2, с четвертой клеммой «4» третьего включателя Вк.3, с четвертой клеммой «4» четвертого включателя Вк.4, с четвертой клеммой «4» пятого включателя Вк.5; пятый выход преобразователя на пять каналов 42 соединен параллельно с пятой клеммой «5» первого включателя Вк.1, с пятой клеммой «5» второго включателя Вк.2, с пятой клеммой «5» третьего включателя Вк.3, с пятой клеммой «5» четвертого включателя Вк.4, с пятой клеммой «5» пятого включателя Вк.5; шестой выход преобразователя на пять каналов 42 через девятый выход коммутатора ветвей 5 соединен с заземлителем З коммутатора ветвей 5; первый выход 1 коммутатора ветвей 5 соединен с первой ветвью через первую секцию оптоволоконного кабеля 4 из N секций антенной системы первой ветви 4, при этом первый вход оптоволоконного кабеля 4 соединен через первый выход коммутатора ветвей 5 с седьмым выходом преобразователя на пять каналов 42, второй вход оптоволоконного кабеля 4 соединен через второй выход коммутатора ветвей 5 параллельно с шестой, седьмой, восьмой, девятой и десятой клеммами первого включателя Вк.1 коммутатора ветвей 5, а третий выход оптоволоконного кабеля 4 соединен через третий вход коммутатора ветвей 5 с третьим входом преобразователя на пять каналов 42; второй выход 2 коммутатора ветвей 5 соединен со второй ветвью через первую секцию оптоволоконного кабеля 4 из N секций антенной системы второй ветви 4, при этом первый вход оптоволоконного кабеля 4 соединен через третий выход коммутатора ветвей 5 с седьмым выходом преобразователя на пять каналов 42, второй вход оптоволоконного кабеля 4 соединен через четвертый выход коммутатора ветвей 5 параллельно с шестой, седьмой, восьмой, девятой и десятой клеммами второго включателя Вк.2 коммутатора ветвей 5, а третий выход оптоволоконного кабеля 4 соединен через четвертый вход коммутатора ветвей 5 с третьим входом преобразователя на пять каналов 42; третий выход 3 коммутатора ветвей 5 соединен с третьей ветвью через первую секцию оптоволоконного кабеля 4 из N секций антенной системы третьей ветви 4, при этом первый вход оптоволоконного кабеля 4 соединен через шестой выход коммутатора ветвей 5 с седьмым выходом преобразователя на пять каналов 42, второй вход оптоволоконного кабеля 4 соединен через пятый выход коммутатора ветвей 5 параллельно с шестой, седьмой, восьмой, девятой и десятой клеммами третьего включателя Вк.3 коммутатора ветвей 5, а третий выход оптоволоконного кабеля 4 соединен через пятый вход коммутатора ветвей 5 с третьим входом преобразователя на пять каналов 42; четвертый выход 4 коммутатора ветвей 5 соединен с четвертой ветвью через первую секцию оптоволоконного кабеля 4 из N секций антенной системы четвертой ветви 4, при этом первый вход оптоволоконного кабеля 4 соединен через седьмой выход коммутатора ветвей 5 с седьмым выходом преобразователя на пять каналов 42, второй вход оптоволоконного кабеля 4 соединен через восьмой выход коммутатора ветвей 5 параллельно с шестой, седьмой, восьмой, девятой и десятой клеммами четвертого включателя Вк.4 коммутатора ветвей 5, а третий выход оптоволоконного кабеля 4 соединен через шестой вход коммутатора ветвей 5 с третьим входом преобразователя на пять каналов 42; пятый выход 5 коммутатора ветвей 5 соединен с пятой ветвью через первую секцию оптоволоконного кабеля 4 из N секций антенной системы пятой ветви 4, при этом первый вход оптоволоконного кабеля 4 соединен через десятый выход коммутатора ветвей 5 с седьмым выходом преобразователя на пять каналов 42, второй вход оптоволоконного кабеля 4 соединен через девятый выход коммутатора ветвей 5 параллельно с шестой, седьмой, восьмой, девятой и десятой клеммами пятого включателя Вк.5 коммутатора ветвей 5, а третий выход оптоволоконного кабеля 4 соединен через седьмой вход коммутатора ветвей 5 с третьим входом преобразователя на пять каналов 42.
N
11
51
N
11
51
На фиг. 12 представлен преобразователь на пять каналов 42, содержащий источник электрической энергии 1-7, информационный трансформатор 22, усилитель 23, блок узкополосных фильтров 24, формирователь информационных каналов 25; формирователи спектра пяти каналов: первого 26-1, второго 26-2, третьего 26-3, четвертого 26-4 и пятого 26-5; предварительные усилители пяти каналов: первого 27-1, второго 27-2, третьего 27-3, четвертого 27-4 и пятого 27-5; усилители мощности пяти каналов: первого 28-1, второго 28-2, третьего 28-3, четвертого 28-4 и пятого 28-5; регулятор мощности на входе усилителя мощности 29; силовые трансформаторы в пяти каналах: первого 30-1, второго 30-2, третьего 30-3, четвертого 30-4 и пятого 30-5; токовый трансформатор 31, первый оптический приемник 32-1, второй оптический приемник 32-2, первый оптический генератор 34-1, второй оптический генератор 34-2, первый информационный блок 33-1, второй информационный блок -33-2,  - ток в N секции 4 центральной ветви антенны длинной 20 км;  - ток в первой секции 4 ÷ 4 любой из дополнительных пяти ветвей антенны длинной 20 км направляемым по пяти выходам с первого по пятый;  - разность токов между током в последней секции 4 центральной ветви и током в первой секции 4 ÷ 4 любой дополнительной ветви антенной системы; при этом первый вход преобразователя на пять каналов 42 соединен через первый оптический приемник 32-1 параллельно с входом первого информационного блока 33-1, а через первый оптический генератор 34-1 с седьмым выходом преобразователя на пять каналов 42, при этом выход первого информационного блока 33-1 соединен параллельно со вторыми входами пяти предварительных усилителей пяти каналов: первого 27-1, второго 27-2, третьего 27-3, четвертого 27-4 и пятого 27-5; второй вход преобразователя на пять каналов 42 соединен через первичную обмотку информационного трансформатора 22, через первый вход токового трансформатора 31, через первый выход токового трансформатора 31 с шестым выходом преобразователя на пять каналов 42; вторичная обмотка информационного трансформатора 22 соединена через усилитель 23 с входом блока узкополосных фильтров 24; десять выходов блока узкополосных фильтров 24 соединены с десятью входами формирователя информационных каналов 25; первый и второй выходы формирователя информационных каналов 25 соединены с первым и вторым входом первого формирователи спектра 26-1 первого канала передачи данных; третий и четвертый выходы формирователя информационных каналов 25 соединены с первым и вторым входом второго формирователи спектра 26-2 второго канала передачи данных; пятый и шестой выходы формирователя информационных каналов 25 соединены с первым и вторым входом третьего формирователи спектра 26-3 третьего канала передачи данных; седьмой и восьмой выходы формирователя информационных каналов 25 соединены с первым и вторым входом четвертого формирователи спектра 26-4 четвертого канала передачи данных; девятый и десятый выходы формирователя информационных каналов 25 соединены с первым и вторым входом пятого формирователи спектра 26-5 пятого канала передачи данных; выход первого формирователя спектра 26-1 первого канала передачи данных через первый вход предварительного усилителя 27-1 соединен с первым входом первого усилителя мощности 28-1 первого канала, выход первого усилителя мощности 28-1 соединен с первичной обмоткой первого силового трансформатора 30-1 первого канала, вторичная обмотка этого силового трансформатора 30-1 клеммой «а» соединена со вторым входом токового трансформатора 31, а клеммой «б» вторичная обмотка первого силового трансформатора 30-1 соединена с первым выходом преобразователя на пять каналов 42; выход второго формирователя спектра 26-2 второго канала передачи данных через первый вход предварительного усилителя 27-2 соединен с первым входом второго усилителя мощности 28-2 второго канала, выход второго усилителя мощности 28-2 соединен с первичной обмоткой второго силового трансформатора 30-2 второго канала, вторичная обмотка этого силового трансформатора 30-2 клеммой «а» соединена со вторым входом токового трансформатора 31, а клеммой «б» вторичная обмотка второго силового трансформатора 30-2 соединена со вторым выходом преобразователя на пять каналов 42; выход третьего формирователя спектра 26-3 третьего канала передачи данных через первый вход предварительного усилителя 27-3 соединен с первым входом третьего усилителя мощности 28-3 третьего канала, выход третьего усилителя мощности 28-3 соединен с первичной обмоткой третьего силового трансформатора 30-3 третьего канала, вторичная обмотка этого силового трансформатора 30-3 клеммой «а» соединена со вторым входом токового трансформатора 31, а клеммой «б» вторичная обмотка третьего силового трансформатора 30-3 соединена с третьим выходом преобразователя на пять каналов 42; выход четвертого формирователя спектра 26-4 четвертого канала передачи данных через первый вход предварительного усилителя 27-4 соединен с первым входом четвертого усилителя мощности 28-4 четвертого канала, выход четвертого усилителя мощности 28-4 соединен с первичной обмоткой четвертого силового трансформатора 30-4 четвертого канала, вторичная обмотка этого силового трансформатора 30-4 клеммой «а» соединена со вторым входом токового трансформатора 31, а клеммой «б» вторичная обмотка четвертого силового трансформатора 30-4 соединена с четвертым выходом преобразователя на пять каналов 42; выход пятого формирователя спектра 26-5 пятого канала передачи данных через первый вход предварительного усилителя 27-5 соединен с первым входом пятого усилителя мощности 28-5 пятого канала, выход пятого усилителя мощности 28-5 соединен с первичной обмоткой пятого силового трансформатора 30-5 пятого канала, вторичная обмотка этого силового трансформатора 30-5 клеммой «а» соединена со вторым входом токового трансформатора 31, а клеммой «б» вторичная обмотка пятого силового трансформатора 30-5 соединена с пятым выходом преобразователя на пять каналов 42; первый выход токового трансформатора 31 соединен с шестым выходом преобразователя на пять каналов 42, а второй выход токового трансформатора 31 соединен с входом регулятора мощности усилителей мощности 29, выход регулятора мощности 29 соединен параллельно со вторыми входами пяти усилителей мощности: первого усилителя мощности 28-1, второго усилителя мощности 28-2, третьего 28-3, четвертого 28-4 и пятого усилителя мощности 28-5; третий вход преобразователя на пять каналов 42 соединен с восьмым выходом преобразователя на пять каналов 42 через второй оптический приемник 32-2, через второй информационный блок -33-2 и через второй оптический генератор 34-2.
На фиг. 13 представлена максимальная ширина диаграммы направленности передающей антенны при совместной работе центральной ветви тока и как продолжение ее последовательно включенных к центральной ветви дополнительных пяти ветвей тока, пять ветвей работают параллельно и одновременно на собственных частотах или на частотах обоснованных по скорости передачи информации и глубине радиоприема, и входящих в передачу данных пяти каналов «Системы связи сверхнизкочастотного и крайненизкочастотного диапазона с глубокопогруженными и удаленными объектами». Например, в направлении «А» излучение на частотах первого канала передачи данных, в направлении «С» излучение на частотах второго канала, в направлении «Д» излучение на частотах третьего канала, в направлении «К» излучение на частотах четвертого канала, в направлении «Р» излучение на частотах пятого канала. На основании фиг. 11, где:
A
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
- I - ток в кабеле центральной ветви передающей антенны, как суммарный ток десяти несущих частот пяти каналов: первом - ƒ и ƒ, втором - ƒ и ƒ, третьем - ƒ и ƒ, четвертом- ƒ и ƒ, пятом - ƒ и ƒ;
1
2
-  ток в первой ветви не равен нулю и соответствует частотам ƒ и ƒ первого канала, т.е. первая ветвь подключена к цепи центральной ветви включателем Вк. 1 в коммутаторе ветвей 5 так, что вход коммутатора 5 соединен с первым выходом коммутатора через преобразователь на пять каналов 39 на первый канал передачи данных, через первую клемму первого включателя Вк. 1;
3
4
-  ток во второй ветви не равен нулю и соответствует частотам ƒ и ƒ второго канала, т.е. вторая ветвь подключена к цепи центральной ветви включателем Вк.2 в коммутаторе ветвей 5 так, что вход коммутатора 5 соединен со вторым выходом коммутатора 5 через преобразователь на пять каналов 39 на второй канал передачи данных, через вторую клемму второго включателя Вк.2;
5
6
-  ток в третьей ветви не равен нулю соответствует частотам ƒ и ƒ третьего канала, т.е. третья ветвь подключена к цепи центральной ветви включателем Вк.3 в коммутаторе ветвей 5 так, что вход коммутатора 5 соединен с третьим выходом коммутатора 5 через преобразователь на пять каналов 39 на третий канал передачи данных, через третью клемму третьего включателя Вк.3;
7
8
-  ток в четвертой ветви не равен нулю и соответствует частотам ƒ и ƒчетвертого канала, т.е. четвертая ветвь подключена к цепи центральной ветви включателем Вк.4 в коммутаторе ветвей 5 так, что вход коммутатора 5 соединен с четвертым выходом коммутатора 5 через преобразователь на пять каналов 39 на четвертый канал передачи данных, через четвертую клемму четвертого включателя Вк.4;
9
10
-  ток в пятой ветви не равен нулю и соответствует частотам ƒ и ƒ пятого канала, т.е. пятая ветвь подключена к цепи центральной ветви включателем Вк.5 в коммутаторе ветвей 5 так, что вход коммутатора 5 соединен с пятым выходом коммутатора 5 через преобразователь на пять каналов 39 на пятый канал передачи данных, через пятую клемму пятого включателя Вк.5;
1
1N
A
1
2
- - 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 частот ƒ и ƒ первого канала и током первой ветви  через включатель первый Вк.1 в коммутаторе ветвей 5;
1
2N
A
3
4
-  - 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 частот ƒ и ƒ второго канала, и током второй ветви  через включатель второй Вк.2 в коммутаторе ветвей 5;
1
3N
A
5
6
-  - 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 частот ƒ и ƒ третьего канала и током третьей ветви  через включатель третий Вк.3 в коммутаторе ветвей 5;
1
4N
A
7
8
-  - обратный ток в земле между заземлителем 3 центральной ветви и N заземлителем 3 четвертой ветви передающей антенны, как цепь образованная токами центральной ветви I частот ƒ и ƒ четвертого канала и током четвертой ветви  через включатель четвертый Вк.4 в коммутаторе ветвей 5;
1
5N
A
9
10
-  - обратный ток в земле между заземлителем 3 центральной ветви и N заземлителем 3 пятой ветви передающей антенны, как цепь образованная токами центральной ветви I частот ƒ и ƒ пятого канала и током пятой ветви  через включатель пятый Вк.5 в коммутаторе ветвей 5;
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
- ширина диаграммы направленности антенны в заданном направлении, как сумма диаграмм направленности по направлениям: «А» на частотах ƒ и ƒ первого канала, «С» на частотах ƒ и ƒ второго канала, «Д» на частотах ƒ и ƒ третьего канала, «К» на частотах ƒ и ƒ четвертого канала и «Р» на частотах ƒ и ƒ пятого канала;
- 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»;).
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 внешним покровам заглубленного в земле оптоволоконного кабеля, как протяженному проводнику длиной , изолированному от земли, как проводящей среды. В качестве оптоволоконного кабеля предлагается использование подводного оптоволоконного кабеля, который удовлетворяет в полной мере эксплуатационным характеристикам для использования как излучателя. Причем имеет преимущества перед просто изолированным проводником используемом в аналогах патентах: №2567181 от 10.07.2015 г. RU; №2608072 от 13.01.17 г. RU; №2611603 от 28.02.2017 г. RU, №2626070 от 21.07.2017 г. RU и №2692931 от 28.07.2019 г. RU. Преимущества в следующем: внешние покровы подводного оптоволоконного кабеля можно использовать в качестве излучающей линии, а оптоволокно - для создания управления и контроля работой протяженной в 1000 км антенной системы.
Этот протяженный проводник длиной , изолированный от земли, как проводящей среды как центральная ветвь тока через коммутатор ветвей 5 подключает любую из пяти ветвей тока в зависимости от необходимого для радиосвязи района действия погруженного объекта мирового океана. Топология трасс центральной и любой из пяти ветвей позволяет выбрать направление излучения, что позволяет управлять диаграммой направленности передающей антенны.
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
N
1
1N
21
2N
31
3N
41
4N
51
5N
1
1
1
1
1
2
2
2
2
2
1
2
Оптоволоконный кабель, представленный на фиг. 4 содержит N оптических волокон 4.1, пространство между волокнами заполнено гидрофобным компаудом; металлическую трубку, выполненную из нержавеющей стали или медную 4.2; пластиковую оболочку 4.3; однослойный повив круглых стальных (из нержавеющей стали) или алюминиевых проволок 4.4; битумное покрытие 4.5; влагостойкую оболочку из крученной полипропиленовой пряжи 4.6; при этом N оптических волокон 1.1 расположено в металлической трубке 4.2, пространство которой между волокнами заполнено гидрофобным компаудом; поверх металлической трубки расположена пластиковая оболочка 4.3, поверх которой расположен однослойный повив круглых стальных или алюминиевых проволок 4.4; поверх проволок - битумное покрытие 4.5; битумное покрытие 4.5 защищено влагостойкой оболочкой из крученной полипропиленовой пряжи 4.6. Таким образом, кроме внешних покровов, используемых для создания полотна антенны, предлагается использовать оптическое волокно для контроля работы узлов и элементов настройки во всех N преобразователях. Причем учитывая общее количество преобразователей N в центральной и пяти дополнительных ветвях, а также количество узлов и элементов настройки в каждом преобразователе несложно обосновать общее количество каналов необходимое для выполнения контролирующих свойств. Это должна быть система управления в несколько сотен каналов, как инфотелекоммуникационная система. Подобную систему можно создать на основе оптоволоконной системы. Поэтому подводный оптоволоконный кабель в полной мере может удовлетворять указанным требованиям. Для работы в качестве одной из N излучающих секций подводный оптоволоконный кабель должен иметь схему включения, представленную на фиг. 5. На Фиг. 5 одна из N излучающих секций антенного полотна длиной 20 км, содержащая N оптоволоконных волокон и изолированные покровы в виде медной трубки 4.2 и однослойный повив круглых алюминиевых проволок 4.4 подводного оптоволоконного кабеля в рабочем состоянии и входящую в каждую ветвь передающей антенны СНЧ, КНЧ радиостанции: в центральной ветви от первой - 4 по N - 4; в первой ветви от первой - 4 по N - 4; во второй ветви от первой - 4 по N-4; в третьей ветви от первой - 4 по N - 4; в четвертой ветви от первой - 4 по N - 4; в пятой ветви от первой - 4 по N - 4; при этом на входе каждой секции подводного оптоволоконного кабеля первый вход 1 соединен с первым из оптических волокон 1, а второе оптическое волокно 2 соединено с третьим выходом на входе каждой секции антенного полотна; второй вход 2 на входе каждой секции антенного полотна соединен с клеммой «α», клемма «α» соединена параллельно с металлической трубкой 4.2 клеммой «б» через высокоомный резистор R, а с клеммой «в» непосредственно соединенной с проволоками однослойного повива круглых алюминиевых проволок 4.4; на выходе каждой секции длиной 20 км подводного оптоволоконного кабеля антенного полотна первый выход 1 соединен с первым из оптических волокон 1, а второе оптическое волокно 2 соединено с третьим входом на выходе каждой секции антенного полотна; второй выход 2 на выходе каждой секции антенного полотна соединен с клеммой «α», клемма «α» соединена параллельно с металлической трубкой 4.2 клеммой «б» через высокоомный резистор R, а с клеммой «в» непосредственно с проволоками однослойного повива круглых алюминиевых проволок 4.4. Изолированные от земли проводники по цепи «жила-земля» выдерживают 10кВ переменного тока на частоте 50 Гц. Медная трубка и алюминиевые проводники можно использовать в качестве антенного полотна СНЧ и КНЧ радиостанции, а связь через оптоволокно для контроля работы всей передающей антенной системы. Таким образом, по внешним покровам подводного оптоволоконного кабеля протекает ток и реализует одну N излучающих секций антенного полотна. При этом чтобы уменьшить влияние электромагнитного поля, образованного током протекаемым по внешнем покровам кабеля, на оптические волокно величина тока по металлической трубке 4.2 ограничена включением высокоомного сопротивления. В тоже время, чтобы уменьшить влияние тока, протекаемого в проводниках однослойного повива круглых алюминиевых проволок 4.4, создается небольшой ток по металлической трубке 4.2. Величина тока по металлической трубке 4.2 может быть установлена активными сопротивлением резисторов R и R.
N
N
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Секции, из N излучающих секций, между собой в центральной ветви тока соединены через преобразователь 2, из N преобразователей в антенной системе, каждый из N преобразователей соединен к собственному заземлителю 3 из N заземлите лей. Передающая система 1 (фиг. 2), состоящая из информационного блока 1-1 содержащего десять каналов передачи данных, предварительного усилителя 1-2, системы управления, защиты и автоматизации 1-3, усилителя мощности 1-4, согласующего устройства 1-5, индикатора тока антенны 1-6, информационного блока контроля работы N преобразователей в центральной ветви и преобразователей пяти ветвей 1-8 и источника тока 1-7 предназначена для создать в антенной системе заданный ток соответствующий требуемому значению магнитного момента антенны на заданной частоте излучения. В каждом передающем канале, из пяти имеемых каналов в системе, два генератора настроенные на две частоты, таким образом, передача информации осуществляется двухчастотным методом в каждом канале, что в два раза увеличивает скорость передачи данных. Поэтому информационный блок 1-1 содержит десять генераторов, десять модуляторов и блок формирования частотного спектра (фиг. 3). Так в первом канале передачи данных генератор 16-1 работает на частоте ƒ, а генератор 16-2 работает на частоте ƒ; во втором канале: генератор 17-1 работает на частоте ƒ, а генератор 17-2 - на ƒ; в третьем канале: генератор 18-1 работает на частоте ƒ, а генератор 18-2 - на ƒ; в четвертом канале: генератор 19-1 работает на частоте ƒ, а генератор 19-2 - на ƒ; в пятом канале: генератор 20-1 работает на частоте ƒ, а генератор 20-2 - на ƒ, десять модуляторов: первый 6, второй 7, третий 8, четвертый 9, пятый 10, шестой 11, седьмой 12, восьмой 13, девятый 14 и десятый 15; и формирователь спектра 21-1, при этом первый вход информационного блока 1-1 соединен параллельно с входами десяти генераторов; выход первого генератора 16-1 с частотой ƒ соединен через первый вход первого модулятора 6 с первым входом формирователя спектра 21-1; выход второго генератора 16-2 с частотой ƒ соединен через первый вход второго модулятора 7 со вторым входом формирователя спектра 21-1; выход третьего генератора 17-1 частотой ƒ соединен через первый вход третьего модулятора 8 с третьим входом формирователя спектра 21-1; выход четвертого генератора 17-2 частотой ƒ соединен через первый вход четвертого модулятора 9 с четвертым входом формирователя спектра 21-1; выход пятого генератора 18-1 частотой ƒ соединен через первый вход пятого модулятора 10 с пятым входом формирователя спектра 21-1; выход шестого генератора 18-2 частотой ƒ соединен через первый вход шестого модулятора 11 с шестым входом формирователя спектра 21-1; выход седьмого генератора 19-1 частотой ƒ соединен через первый вход седьмого модулятора 12 с седьмым входом формирователя спектра 21-1; выход восьмого генератора 19-2 частотой ƒ соединен через первый вход восьмого модулятора 13 с восьмым входом формирователя спектра 21-1; выход девятого генератора 20-1 частотой ƒ соединен через первый вход девятого модулятора 14 с девятым входом формирователя спектра 21-1; выход десятого генератора 20-2 частотой ƒ соединен через первый вход десятого модулятора 15 с десятым входом формирователя спектра 21-1; выход формирователя спектра 21-1 соединен параллельно со вторым выходом 2 информационного блока 1-1 непосредственно, а с первым выходом 1 информационного блока 1-1 через передающее устройство оптической линии (оптический генератор) 21-2; второй вход информационного блока 1-1 соединен параллельно со вторыми входами десяти модуляторов: первого модулятора - 6, второго -7, третьего -8, четвертого -9, пятого - 10, шестого - 11, седьмого - 12, восьмого - 13, девятого - 14 и десятого - 15.
1
1
1
1
1
N
N
N
1
1
В передающей системе 1 (фиг. 2) информационный блок 1-1 перестраивается по первому входу на рабочие частоты в каждом из пяти каналов передачи данных, а по второму входу блока 1-1 осуществляется модуляция информацией, поступающей по защищенной кабельной линии ЗК. С выхода блока 1-1 информационные каналы поступают на предварительный усилитель 1-2 и далее через него на первый вход усилителя мощности 1-4, через согласующее устройство 1-5, последний обеспечивает на своем выходе заданный ток на выходе передающей системы 1 по второму входу 2 подземного оптоволоконного кабеля первой секции 4 антенной системы, причем согласование выходных параметров усилителя мощности 1-4 по второму входу 2 подземного оптоволоконного кабеля первой секцией 4 антенной системы на рабочих частотах осуществляется через первый вход согласующего устройства 1-5. Контроль параметров согласования тока поступающего в первую секцию 4 антенной системы центральной ветви осуществляется в согласующем устройстве 1-5, данные по параметрам согласования, по частоте и величине тока через согласующее устройстве 1-5 поступают по первому входу в систему управления, защиты и автоматизации 1-3. Одновременно, контролируется ток заземлителя 3 через третий выход передающей системы 1, вход усилителя мощности 1-4, через выход индикатора тока антенной системы 1-6 поступают на второй вход системы управления, защиты и автоматизации 1-3. По току заземлителя 3 в системе управления, защиты и автоматизации 1-3 осуществляется контроль работы всей антенной системы ее элементов: преобразователей 2, заземлителей 3 и N секций, отрезков подземного оптоволоконного 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 системы управления, защиты и автоматизации 1-3 для информационного блока 1-1 через его первый вход, для усилителя мощности 1-4 через его второй вход и согласующее устройство 1-5 через его второй вход. Обоснованные системой управления рабочие частоты и уровни мощности передаются через второй выход информационного блока 1-1, через первый выход передающий системы 1 на первый вход оптоволоконного кабеля 4 и далее через всю антенную систему к каждому преобразователю центральной и пяти ветвей антенны для контроля работы системы управления; третий выход оптоволоконного кабеля 4 соединен через второй вход передающий системы 1 с входом информационного блока контроля работы N преобразователей в центральной ветви и преобразователей пяти ветвей 1-8.
1
N
1
N
Таким образом, передающая система 1 задает параметры по частотам в каждом из пяти каналов для работы всей антенной системы по ее центральной и пяти ветвям. Так параметры тока по частоте, модуляции и уровню, поступающий на выходе передающей системы 1 и протекающей по первой секции 4 подводного оптоволоконного кабеля антенной системы должен быть восстановлены каждым из N преобразователей. Следовательно, ток втекаемый в заземлитель 3 должен быть равен току первой секции 4 подводного оптоволоконного кабеля. Достигается это работой преобразователей 2, принцип работы преобразователей идентичен в центральной ветви и в пяти дополнительных ветвях и представлен блок-схемой на фиг. 6.
1
1
1
1
1
2
1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
2
1
2
1
2
2
1
1
1
1
1
2
2
1
1
1
Ток системы управления передающей СНЧ-КНЧ антенной 1 пройдя первую секцию 4 подземного подводного оптоволоконного кабеля центральной ветви тока поступает на вход первого преобразователя 2 (фиг. 6). Со второго выхода первой секции 4 подземного подводного оптоволоконного кабеля ток  протекает по первичной обмотке 1 информационного трансформатора 22 преобразователя 2 и далее через первый вход токового трансформатора 31, первый выход токового трансформатора 31 соединен через второй выход преобразователя 2 с заземлителем 3 преобразователя 2. За счет взаимной индукции ток  первичной обмотки информационного трансформатора 22 во вторичной его обмотке 2 наводится ЭДС, соответствующая параметрам тока  в первичной обмотке 1. Эта ЭДС усиливается первым усилителем 23 и поступает на вход блока узкополосных фильтров 24, где происходит выделение десяти частот: ƒ, ƒ, ƒ, ƒ, ƒ, ƒ, ƒ, ƒ, ƒ, ƒ по каналам, так что по первому выходу блока узкополосных фильтров 24 поступает выделенная из смеси десяти частот на входе преобразователя информация, передаваемая на первой частоте ƒ; по второму выходу блока узкополосных фильтров 24 поступает выделенная из смеси десяти частот на входе преобразователя информация, передаваемая на второй частоте ƒ; по третьему выходу блока узкополосных фильтров 24 поступает выделенная из смеси десяти частот на входе преобразователя информация, передаваемая на третьей частоте ƒ; по четвертому выходу блока узкополосных фильтров 24 поступает выделенная из смеси десяти частот на входе преобразователя информация, передаваемая на четвертой частоте ƒ; по пятому выходу блока узкополосных фильтров 24 поступает выделенная из смеси десяти частот на входе преобразователя информация, передаваемая на пятой частоте ƒ; по шестому выходу блока узкополосных фильтров 24 поступает выделенная из смеси десяти частот на входе преобразователя информация, передаваемая на шестой частоте ƒ; по седьмому выходу блока узкополосных фильтров 24 поступает выделенная из смеси десяти частот на входе преобразователя информация, передаваемая на седьмой частоте ƒ; по восьмому выходу блока узкополосных фильтров 24 поступает выделенная из смеси десяти частот на входе преобразователя информация, передаваемая на восьмой частоте ƒ; по девятому выходу блока узкополосных фильтров 24 поступает выделенная из смеси десяти частот на входе преобразователя информация, передаваемая на девятой частоте ƒ; по десятому выходу блока узкополосных фильтров 24 поступает выделенная из смеси десяти частот на входе преобразователя информация, передаваемая на десятой частоте ƒ. Десять выходов блока узкополосных фильтров 24 соединены через десять входов формирователя информационных каналов 25 и через десять выходов формирователя информационных каналов 25 с десятью входами формирователя спектра передающей антенны 26. Выход формирователя спектра передающей антенны 26 через первый вход предварительного усилителя 27 соединен с первым входом усилителя мощности 28. Высокое напряжение на выходе усилителя мощности 28 создает достаточный ток в первичной обмотке силового трансформатора 30, чтобы во вторичной его обмотке создать требуемый ток для работы второй секции 4 оптоволоконного кабеля антенной системы «Системы связи…». Вторичная обмотка силового трансформатора 30 клеммой «в» соединена через второй выход преобразователя 2 со вторым входом оптоволоконного кабеля 4 второй секции антенны ее центральной ветви, а клеммой «а» вторичная обмотка силового трансформатора 30 соединена со вторым входом токового трансформатора 31. Второй выход преобразователя 2 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 31, а второй выход этого токового трансформатора 31 подсоединен через регулятор мощности 29 ко второму входу усилителя мощности 28, чем обеспечивается регулировка уровня мощности на выходе усилителя мощности 28. Первый выход первой секции 4 оптоволоконного кабеля соединен через первый вход преобразователя 2 с входом приемного устройство оптической линии 32-1, выход приемного устройство оптической линии 32-1 соединен параллельно с входом корректирующего блока оптической линии 33-1, а через передающее устройство оптической линии 34-1, через первый выход преобразователя 2 с первым входом оптоволоконной линии 4, выход корректирующий блок оптической линии 33-1 соединен со вторым входом предварительного усилителя 27, обеспечивая контроль настройки рабочей частоты антенной системы; третий выход оптоволоконного кабеля 4 через третий вход преобразователя 2 соединен с входом приемного устройства оптической линии 32-2, выход приемного устройства оптической линии 32-2 параллельно соединен с входом информационного блока оптической линии 33-2, а также через вход передающего устройства оптической линии 34-2, через третий выход преобразователя 2 с третьим входом оптоволоконной линии 4; при этом информационный блок оптической линии 33-2 обеспечивает контроль и передачу данных по работе блоков и узлов каждого преобразователя антенной системы в информационный блок контроля работы N преобразователей в центральной ветви и преобразователей пяти ветвей 1-8 в систему управления передающей СНЧ-КНЧ антенной в центральной ветви 1.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
На фиг. 7 приведен принцип работы блока узкополосных фильтров 24 содержащий десять фильтров: 24-1, 24-2, 24-3, 24-4, 24-5, 24-6, 24-7, 24-8, 24-9, 24-10. Первый узкополосный фильтр 24-1 из спектра частот передачи передающей антенны выделяет только информацию передаваемую на первой частоте ƒ. Второй узкополосный фильтр 24-2 из спектра частот передачи передающей антенны выделяет только информацию передаваемую на второй частоте ƒ. Третий узкополосный фильтр 24-3 из спектра частот передачи передающей антенны выделяет только информацию передаваемую на третьей частоте ƒ. Четвертый узкополосный фильтр 24-4 из спектра частот передачи передающей антенны выделяет только информацию передаваемую на четвертой частоте ƒ. Пятый узкополосный фильтр 24-5 из спектра частот передачи передающей антенны выделяет только информацию передаваемую на пятой частоте ƒ. Шестой узкополосный фильтр 24-6 из спектра частот передачи передающей антенны выделяет только информацию передаваемую на шестой частоте ƒ. Седьмой узкополосный фильтр 24-7 из спектра частот передачи передающей антенны выделяет только информацию передаваемую на седьмой частоте ƒ. Восьмой узкополосный фильтр 24-8 из спектра частот передачи передающей антенны выделяет только информацию передаваемую на восьмой частоте ƒ. Девятый узкополосный фильтр 24-9 из спектра частот передачи передающей антенны выделяет только информацию передаваемую на девятой частоте ƒ. Десятый узкополосный фильтр 24-10 из спектра частот передачи передающей антенны выделяет только информацию передаваемую на десятой частоте ƒ. При этом первый вход блока узкополосных фильтров 24 соединен с его первым выходом через первый узкополосный фильтр 24-1, второй вход блока узкополосных фильтров 24 соединен с его вторым выходом через второй узкополосный фильтр 24-2, третий вход блока узкополосных фильтров 24 соединен с его третьим выходом через третий узкополосный фильтр 24-3, четвертый вход блока узкополосных фильтров 24 соединен с его четвертым выходом через четвертый узкополосный фильтр 24-4, пятый вход блока узкополосных фильтров 24 соединен с его пятым выходом через пятый узкополосный фильтр 24-5, шестой вход блока узкополосных фильтров 24 соединен с его шестым выходом через шестой узкополосный фильтр 24-6, седьмой вход блока узкополосных фильтров 24 соединен с его седьмым выходом через седьмой узкополосный фильтр 24-7, восьмой вход блока узкополосных фильтров 24 соединен с его восьмым выходом через восьмой узкополосный фильтр 24-8, девятый вход блока узкополосных фильтров 24 соединен с его девятым выходом через девятый узкополосный фильтр 24-9, десятый вход блока узкополосных фильтров 24 соединен с его десятым выходом через десятый узкополосный фильтр 24-10.
Формирователь информационных каналов 25 представленный на фиг. 8 обеспечивает на основе полученной информации в каждом канале из блока узкополосных фильтров 24 восстановление информационного канала и передача для формирования общего спектра в формирователь спектра 26 (фиг. 4), Формирователь информационных каналов 25 содержит десять формирователей информационных каналов: например, формирователь первого информационного канала - 25-1, второго канала -25-2, третьего канала - 25-3 и так далее до десятого канала - 25-10; при этом первый вход формирователя информационных каналов 25 соединен с его первым выходом через формирователь первого информационного канала 25-1; второй вход формирователя информационных каналов 25 соединен с его вторым выходом через формирователь второго информационного канала 25-2; третий вход формирователя информационных каналов 25 соединен с его третьим выходом через формирователь третьего информационного канала 25-3; четвертый вход формирователя информационных каналов 25 соединен с его четвертым выходом через формирователь четвертого информационного канала 25-4; пятый вход формирователя информационных каналов 25 соединен с его пятым выходом через формирователь пятого информационного канала 25-5; шестой вход формирователя информационных каналов 25 соединен с его шестым выходом через формирователь шестого информационного канала 25-6; седьмой вход формирователя информационных каналов 25 соединен с его седьмым выходом через формирователь седьмого информационного канала 25-7; восьмой вход формирователя информационных каналов 25 соединен с его восьмым выходом через формирователь восьмого информационного канала 25-8; девятый вход формирователя информационных каналов 25 соединен с его девятым выходом через формирователь девятого информационного канала 25-9; десятый вход формирователя информационных каналов 25 соединен с его десятым выходом через формирователь десятого информационного канала 25-10.
Формирователь информационного канала 25 (фиг. 9) обеспечивает восстановление полученной информации в каждом из десяти каналов: с первого 25-1 по десятый - 25-10; каждый формирователь информационного канала содержит первый усилитель 32, интегральную цепочку 33, первый вентиль В.1, второй усилитель 34, дифференциальную цепочку 35, второй вентиль В.2, третий усилитель 36, генератор тактовых импульсов 37, модулятор 38; при этом вход формирователя информационного канала соединен с первым усилителем 32, выход первого усилителя 32 соединен параллельно через интегральную цепочку 33, через первый вентиль В.1, через второй усилитель 34 со вторым входом модулятора 38, а также через дифференциальную цепочку 35, через второй вентиль В.2, через третий усилитель 36, через генератор тактовых импульсов 37 с первым входом модулятора 38; выход модулятора 38 соединен с выходом формирователя информационного канала.
Токовый трансформатор 31 (Фиг. 10)обеспечивает передачу энергии в секции антенной системы и сравнение токов соседних излучающих отрезков антенной системы с целью обеспечения их равенства. Токовый трансформатор 31 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 31, 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 31.
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 31 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).
N
N
N
К
11
1N
11
11
11
21
2N
21
21
21
31
3N
31
31
31
41
4N
41
41
41
51
5N
51
51
51
На фиг. 11 представлен коммутатор ветвей 5, который определяет рабочие частоты и направление излучения из пяти дополнительных ветвей тока, а также выполняет контроль работу узлов и блоков коммутатора, содержащего преобразователь на пять каналов 42 и пять пятиконтактных включателей: Вк.1, Вк.2, Вк.3, Вк.4 и Вк.5; при этом первый выход N секции антенной системы оптоволоконного кабеля 4 центральной токовой ветви соединен через первый вход коммутатора ветвей 5 с первым входом преобразователя на пять каналов 42; второй выход N секции антенной системы оптоволоконного кабеля 4 центральной токовой ветви соединен через второй вход коммутатора ветвей 5 со вторым входом преобразователя на пять каналов 42; третий вход N секции антенной системы оптоволоконного кабеля 4 центральной токовой ветви соединен через восьмой выход коммутатора ветвей 5 и через восьмой выход преобразователя на пять каналов 42; первый выход преобразователя на пять каналов 42 соединен параллельно с первой клеммой «1» первого включателя Вк.1, с первой клеммой «1» второго включателя Вк.2, с первой клеммой «1» третьего включателя Вк.3, с первой клеммой «1» четвертого включателя Вк.4, с первой клеммой «1» пятого включателя Вк.5; второй выход преобразователя на пять каналов 42 соединен параллельно со второй клеммой «2» первого включателя Вк.1, со второй клеммой «2» второго включателя Вк.2, со второй клеммой «2» третьего включателя Вк.3, со второй клеммой «2» четвертого включателя Вк.4, со второй клеммой «2» пятого включателя Вк.5; третий выход преобразователя на пять каналов 42 соединен параллельно с третьей клеммой «3» первого включателя Вк.1, с третьей клеммой «3» второго включателя Вк.2, с третьей клеммой «3» третьего включателя Вк.3, с третьей клеммой «3» четвертого включателя Вк.4, с третьей клеммой «3» пятого включателя Вк.5; четвертый выход преобразователя на пять каналов 42 соединен параллельно с четвертой клеммой «4» первого включателя Вк.1, с четвертой клеммой «4» второго включателя Вк.2, с четвертой клеммой «4» третьего включателя Вк.3, с четвертой клеммой «4» четвертого включателя Вк.4, с четвертой клеммой «4» пятого включателя Вк.5; пятый выход преобразователя на пять каналов 42 соединен параллельно с пятой клеммой «5» первого включателя Вк.1, с пятой клеммой «5» второго включателя Вк.2, с пятой клеммой «5» третьего включателя Вк.3, с пятой клеммой «5» четвертого включателя Вк.4, с пятой клеммой «5» пятого включателя Вк.5; шестой выход преобразователя на пять каналов 42 через девятый выход коммутатора ветвей 5 соединен с заземлителем З коммутатора ветвей 5; первый выход 1 коммутатора ветвей 5 соединен с первой ветвью через первую секцию оптоволоконного кабеля 4 из N секций антенной системы первой ветви 4, при этом первый вход оптоволоконного кабеля 4 соединен через первый выход коммутатора ветвей 5 с седьмым выходом преобразователя на пять каналов 42, второй вход оптоволоконного кабеля 4 соединен через второй выход коммутатора ветвей 5 параллельно с шестой, седьмой, восьмой, девятой и десятой клеммами первого включателя Вк.1 коммутатора ветвей 5, а третий выход оптоволоконного кабеля 4 соединен через третий вход коммутатора ветвей 5 с третьим входом преобразователя на пять каналов 42; второй выход 2 коммутатора ветвей 5 соединен со второй ветвью через первую секцию оптоволоконного кабеля 4 из N секций антенной системы второй ветви 4, при этом первый вход оптоволоконного кабеля 4 соединен через третий выход коммутатора ветвей 5 с седьмым выходом преобразователя на пять каналов 42, второй вход оптоволоконного кабеля 4 соединен через четвертый выход коммутатора ветвей 5 параллельно с шестой, седьмой, восьмой, девятой и десятой клеммами второго включателя Вк.2 коммутатора ветвей 5, а третий выход оптоволоконного кабеля 4 соединен через четвертый вход коммутатора ветвей 5 с третьим входом преобразователя на пять каналов 42; третий выход 3 коммутатора ветвей 5 соединен с третьей ветвью через первую секцию оптоволоконного кабеля 4 из N секций антенной системы третьей ветви 4, при этом первый вход оптоволоконного кабеля 4 соединен через шестой выход коммутатора ветвей 5 с седьмым выходом преобразователя на пять каналов 42, второй вход оптоволоконного кабеля 4 соединен через пятый выход коммутатора ветвей 5 параллельно с шестой, седьмой, восьмой, девятой и десятой клеммами третьего включателя Вк.3 коммутатора ветвей 5, а третий выход оптоволоконного кабеля 4 соединен через пятый вход коммутатора ветвей 5 с третьим входом преобразователя на пять каналов 42; четвертый выход 4 коммутатора ветвей 5 соединен с четвертой ветвью через первую секцию оптоволоконного кабеля 4 из N секций антенной системы четвертой ветви 4, при этом первый вход оптоволоконного кабеля 4 соединен через седьмой выход коммутатора ветвей 5 с седьмым выходом преобразователя на пять каналов 42, второй вход оптоволоконного кабеля 4 соединен через восьмой выход коммутатора ветвей 5 параллельно с шестой, седьмой, восьмой, девятой и десятой клеммами четвертого включателя Вк.4 коммутатора ветвей 5, а третий выход оптоволоконного кабеля 4 соединен через шестой вход коммутатора ветвей 5 с третьим входом преобразователя на пять каналов 42; пятый выход 5 коммутатора ветвей 5 соединен с пятой ветвью через первую секцию оптоволоконного кабеля 4 из N секций антенной системы пятой ветви 4, при этом первый вход оптоволоконного кабеля 4 соединен через десятый выход коммутатора ветвей 5 с седьмым выходом преобразователя на пять каналов 42, второй вход оптоволоконного кабеля 4 соединен через девятый выход коммутатора ветвей 5 параллельно с шестой, седьмой, восьмой, девятой и десятой клеммами пятого включателя Вк.5 коммутатора ветвей 5, а третий выход оптоволоконного кабеля 4 соединен через седьмой вход коммутатора ветвей 5 с третьим входом преобразователя на пять каналов 42.
N
11
51
N
11
51
N
N
На фиг. 12 представлен преобразователь на пять каналов 42, содержащий источник электрической энергии 1-7, информационный трансформатор 22, усилитель 23, блок узкополосных фильтров 24, формирователь информационных каналов 25; формирователи спектра пяти каналов: первого 26-1, второго 26-2, третьего 26-3, четвертого 26-4 и пятого 26-5; предварительные усилители пяти каналов: первого 27-1, второго 27-2, третьего 27-3, четвертого 27-4 и пятого 27-5; усилители мощности пяти каналов: первого 28-1, второго 28-2, третьего 28-3, четвертого 28-4 и пятого 28-5; регулятор мощности на входе усилителя мощности 29; силовые трансформаторы в пяти каналах: первого 30-1, второго 30-2, третьего 30-3, четвертого 30-4 и пятого 30-5; токовый трансформатор 31, первое приемное устройство оптической линии 32-1, второе приемное устройство оптической линии 32-2, первое передающее устройство оптической линии 34-1, второе передающее устройство оптической линии 34-2, первый корректирующий блок оптической линии 33-1, второй корректирующий блок оптической линии -33-2,  - ток в однослойном повиве круглых алюминиевых проволок подводного оптоволоконного кабеля N излучающей секции 4центральной ветви антенны длинной 20 км;  - ток в первой секции 4 ÷ 4 любой из дополнительных пяти ветвей антенны длинной 20 км направляемым по пяти выходам с первого по пятый;  - разность токов между током в последней секции 4 центральной ветви и током в первой секции 4 ÷ 4 любой дополнительной ветви антенной системы; при этом первый выход подводного оптоволоконного кабеля N излучающей секции 4 центральной ветви соединен через первый вход преобразователя на пять каналов 42 соединен через первое приемное устройство оптической линии 32-1 параллельно со входом первого корректирующего блока оптической линии 33-1, а через первое передающее устройство оптической линии 34-1 с седьмым выходом преобразователя на пять каналов 42, выход первого корректирующего блока оптической линии 33-1 соединен параллельно со вторыми входами пяти предварительных усилителей пяти каналов: первого 27-1, второго 27-2, третьего 27-3, четвертого 27-4 и пятого 27-5; второй выход подводного оптоволоконного кабеля N излучающей секции 4 центральной ветви соединен со вторым входом преобразователя на пять каналов; второй вход преобразователя на пять каналов 42 соединен через первичную обмотку информационного трансформатора 22, через первый вход токового трансформатора 31, через первый выход токового трансформатора 31 с шестым выходом преобразователя на пять каналов 42; вторичная обмотка информационного трансформатора 22 соединена через усилитель 23 с входом блока узкополосных фильтров 24; десять выходов блока узкополосных фильтров 24 соединены с десятью входами формирователя информационных каналов 25; первый и второй выходы формирователя информационных каналов 25 соединены с первым и вторым входом первого формирователи спектра 26-1 первого канала передачи данных; третий и четвертый выходы формирователя информационных каналов 25 соединены С первым и вторым входом второго формирователи спектра 26-2 второго канала передачи данных; пятый и шестой выходы формирователя информационных каналов 25 соединены с первым и вторым входом третьего формирователи спектра 26-3 третьего канала передачи данных; седьмой и восьмой выходы формирователя информационных каналов 25 соединены с первым и вторым входом четвертого формирователи спектра 26-4 четвертого канала передачи данных; девятый и десятый выходы формирователя информационных каналов 25 соединены с первым и вторым входом пятого формирователи спектра 26-5 пятого канала передачи данных; выход первого формирователя спектра 26-1 первого канала передачи данных через первый вход предварительного усилителя 27-1 соединен с первым входом первого усилителя мощности 28-1 первого канала, выход первого усилителя мощности 28-1 соединен с первичной обмоткой первого силового трансформатора 30-1 первого канала, вторичная обмотка этого силового трансформатора 30-1 клеммой «а» соединена со вторым входом токового трансформатора 31, а клеммой «б» вторичная обмотка первого силового трансформатора 30-1 соединена с первым выходом преобразователя на пять каналов 42; выход второго формирователя спектра 26-2 второго канала передачи данных через первый вход предварительного усилителя 27-2 соединен с первым входом второго усилителя мощности 28-2 второго канала, выход второго усилителя мощности 28-2 соединен с первичной обмоткой второго силового трансформатора 30-2 второго канала, вторичная обмотка этого силового трансформатора 30-2 клеммой «а» соединена со вторым входом токового трансформатора 31, а клеммой «б» вторичная обмотка второго силового трансформатора 30-2 соединена со вторым выходом преобразователя на пять каналов 42; выход третьего формирователя спектра 26-3 третьего канала передачи данных через первый вход предварительного усилителя 27-3 соединен с первым входом третьего усилителя мощности 28-3 третьего канала, выход третьего усилителя мощности 28-3 соединен с первичной обмоткой третьего силового трансформатора 30-3 третьего канала, вторичная обмотка этого силового трансформатора 30-3 клеммой «а» соединена со вторым входом токового трансформатора 31, а клеммой «б» вторичная обмотка третьего силового трансформатора 30-3 соединена с третьим выходом преобразователя на пять каналов 42; выход четвертого формирователя спектра 26-4 четвертого канала передачи данных через первый вход предварительного усилителя 27-4 соединен с первым входом четвертого усилителя мощности 28-4 четвертого канала, выход четвертого усилителя мощности 28-4 соединен с первичной обмоткой четвертого силового трансформатора 30-4 четвертого канала, вторичная обмотка этого силового трансформатора 30-4 клеммой «а» соединена со вторым входом токового трансформатора 31, а клеммой «б» вторичная обмотка четвертого силового трансформатора 30-4 соединена с четвертым выходом преобразователя на пять каналов 42; выход пятого формирователя спектра 26-5 пятого канала передачи данных через первый вход предварительного усилителя 27-5 соединен с первым входом пятого усилителя мощности 28-5 пятого канала, выход пятого усилителя мощности 28-5 соединен с первичной обмоткой пятого силового трансформатора 30-5 пятого канала, вторичная обмотка этого силового трансформатора 30-5 клеммой «а» соединена со вторым входом токового трансформатора 31, а клеммой «б» вторичная обмотка пятого силового трансформатора 30-5 соединена с пятым выходом преобразователя на пять каналов 42; первый выход токового трансформатора 31 соединен с шестым выходом преобразователя на пять каналов 42, а второй выход токового трансформатора 31 соединен с входом регулятора мощности усилителей мощности 29, выход регулятора мощности 29 соединен параллельно со вторыми входами пяти усилителей мощности: первого усилителя мощности 28-1, второго усилителя мощности 28-2, третьего 28-3, четвертого 28-4 и пятого усилителя мощности 28-5; третий вход преобразователя на пять каналов 42 соединен с восьмым выходом преобразователя на пять каналов 42 через второе приемное устройство оптической линии 32-2, через второй корректирующий блок оптической линии -33-2 и через второе передающее устройство оптической линии 34-2.
Обоснованное распределение каналов передачи по пяти дополнительным ветвям позволяет представить передачу энергии пяти информационных каналов и построить распределение по пяти направлениям, обеспечивая таким образом, одновременно передачу информации на пять объектов находящихся в удаленных районах мирового океана. На фиг. 10 представлена специфика работы оконечных заземлителей при совместной работе центральной ветви тока при последовательном включении к центральной ветви дополнительных пяти ветвей, работающих на собственном информационном канале. Причем пять ветвей включены параллельно и также направленные свойства передающей антенны приведены для нескольких вариантов с различными каналами передачи данных.
A
Ген
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Ген
1
1N
Ген
1
2N
1
3N
1
4N
1
5N
A
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Например, на фиг. 13 представлена специфика работы пяти ветвей и каждая на своем канале передачи данных. Ток I, возбуждаемый генератором ЭДС U в центральной ветви спектром пяти каналов, продолжает протекать в виде тока  первого канала на частотах ƒ и ƒ в первой ветви; тока  второго канала на частотах ƒ и ƒ во второй ветви; тока  третьего канала на частотах ƒ и ƒ в третьей ветви; тока  четвертого канала на частотах ƒ и ƒ в четвертой ветви; тока  пятого канала на частотах ƒ и ƒ в пятой ветви через вход коммутатора ветвей 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 пяти ветвей. ЭДС генератора между первым заземлителем З центральной ветви и последним заземлителем З первой ветви для частот первого канала, это приводит к протеканию обратного тока . Кроме того, разность потенциала генератора ЭДС U между первым заземлителем З центральной ветви и последним заземлителем З второй ветви для частот второго канала, это приводит к протеканию обратного тока . Кроме того, ЭДС генератора между первым заземлителем З центральной ветви и последним заземлителем З третьей ветви для частот третьего канала, это приводит к протеканию обратного тока . Кроме того, ЭДС генератора между первым заземлителем З центральной ветви и последним заземлителем З четвертой ветви для частот четвертого канала, это приводит к протеканию обратного тока . А также ЭДС генератора между первым заземлителем З центральной ветви и последним заземлителем З пятой ветви на частотах пятого, это приводит к протеканию обратного тока . Эти обратные токи: , , , ,  замыкают цепь, и являются токами передающей антенны на пяти каналах, 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 топологии обратных токов разнесены и находятся под определенными углами относительно топологии центральной ветви, следовательно, пять каналов передачи данных обслуживают свой собственный сектор мирового океана, чем обозначается независимая и одновременная система управления подводными объектами. Сопротивления всех пяти ветвей для тока антенны одинаковы, поэтому токи во всех пяти ветвях могут быть одинаковы и их сумма равна току в центральной ветви. Учитывая топологию обратных токов, ширина диаграмм направленности в направлении заданном образует пять направлений и пять независимых зон обслуживания инфотелекоммуникационной системой: по «А» на частотах ƒ и ƒ первого канала, по «С» на частотах ƒ и ƒ второго канала, по «Д» на частотах ƒ и ƒ третьего канала, по «К» на частотах ƒ и ƒ четвертого канала и по «Р» на частотах ƒ и ƒ пятого канала, или будет в пять раз шире, чем в направлении «В» (фиг. 12).
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.