Буксируемая кабельная антенна

Полезная модель относится к области электрорадиотехники, а именно к средствам буксируемых антенных устройств. Техническим результатом является уменьшение собственного шумового тока антенны. Это достигается тем, что электроды антенны размещены в диэлектрической оболочке, содержащей капилляры, имеющих высокое гидродинамическое сопротивление для турбулентных пульсаций давления потока обтекания. Кроме того, электроды имеют ребристую поверхность, с целью повышения надежности контакта электродов с водой.

Предлагаемая полезная модель относится к области электрорадиотехники, в частности к средствам буксируемых антенных устройств, используемых для связи с погруженными подводными объектами.

Условия радиосвязи в морской воде существенно отличаются от условий радиосвязи в воздухе в силу ряда специфических особенностей, присущих проводящим средам.

Напряженность поля на больших расстояниях (до 6000 км) в тысячи раз меньше чем на малых расстояниях от передающей радиостанции. Следовательно, при работе даже мощных сверхдлинноволновых радиостанций глубины подводного радиоприема будут не очень большими за счет дополнительного затухания радиосигнала в проводящей среде (морской воде). Для увеличения глубины приема информации подводный объект выпускает буксируемую кабельную антенну. Выбор типа антенны зависит от конкретных условий ее размещения и эксплуатационных требований. Наибольшее распространение для подводного радиоприема получили буксируемые кабельные антенны (А.В.Додонов А.Ф.Михеев Подводный радиоприем М. Воениздат 1996 г., с.190). Известно буксируемое устройство (патент США №4455961, 1985, В 63 В 21/16). Буксируемый кабель намотан на барабан лебедки. Устройство содержит расположенный рядом с барабаном полу клюз, который направляет кабель, выполненный из стальных проволок. Однако этот буксируемый кабель может быть применен в качестве буксируемой кабельной антенны, так как его сердечник имеет стальной трос.

Наиболее близким по назначению, технической сущности и положительному эффекту к заявляемому устройству является низкочастотная антенна, буксируемая подводной лодкой (Burrows M.S. Radio Science. V.11 1976, №4).

Буксируемая антенна содержит следующие основные элементы: электроды, обеспечивающие контакт с водой; собственно кабель антенны длиной 800 м; фидерную часть длиной 200 м. Фидерная часть состоит из витой пары электрических проводников. Однако электродам, буксируемой кабельной антенны, присущ ряд недостатков. При нахождении электродов кабельной антенны в контакте с морской водой, которая является электролитом, в области контакта возникает емкость двойного слоя, которая заряжается до напряжения равного контактной разности потенциалов. Величина заряда емкости определяется разностью работ выхода электрона в вакуум из воды и материала электрода. При скорости буксировки антенны свыше 2 м/с поток обтекания перестает быть ламинарным, и возникают турбулентные пульсации давления, воздействующие на емкость двойного слоя. За счет модуляции емкости двойного слоя, заряженной за счет контактной разности потенциалов, турбулентными пульсациями давления, в сигнальной цепи начнет протекать

шумовой ток. Также в сигнальной цепи будет протекать шумовой ток, обусловленный электрохимической реакцией между морской водой и электродами.

Целью полезной модели - является снижение шумового тока в сигнальной цепи антенны.

Указанная цель достигается тем, что буксируемая кабельная антенна, содержащая электрод, собственно антенну и фидерную часть, состоящую из свитых пар проводников, электрод помещается в диэлектрическую оболочку, в которой выполнены капилляры. Электрод выполнен в виде цилиндра имеющего развитую поверхность, например, губчатую или ребристую, с целью увеличения смачиваемой площади.

Буксируемая кабельная антенна изображена на фиг.1 и фиг.2.

Приведенное на фиг.1 устройство содержит:

1 - диэлектрическую оболочку с капиллярами;

2 - кольцевой электрод, обеспечивающий контакт с водой;

3 - вспененный полиэтилен, обеспечивающий антенне положительную плавучесть;

4 - грузонесущие полимерные нити;

5 - витую пару.

На фиг.2 изображен вариант исполнения электрода.

Для снижения воздействий турбулентных пульсаций давления на поверхность электрода и емкость двойного слоя, образованного в области контакта поверхности электрода и морской воды, электрод помещен в диэлектрическую оболочку, в которой выполнены капилляры. За счет сил поверхностного натяжения воды в капилляре, такая оболочка обладает высоким гидродинамическим сопротивлением для пульсаций давления (Л.И.Седов, Механика сплошной среды, Т2, М. Наука 1973 г., 584 с.), в тоже время она, практически, не ограничивает контакт морской воды с поверхностью электрода. Снижение воздействия турбулентных пульсаций давления на емкость двойного слоя приводит к снижению шумового тока в сигнальной цепи антенны. Применение оболочки такого типа приводит, также к стабилизации разности электрохимических потенциалов пары «электрод - морская вода», что обеспечивает протекание постоянного, а не пульсирующего тока. Исполнение электрода в виде цилиндра с развитой, например, ребристой поверхностью, позволяет создать прослойку воды между электродом и диэлектрической оболочкой, и тем самым повысить надежность электрического контакта пары «вода - электрод».

С учетом достигнутого уровня технологии обработки материалов (лазерные технологии и пр.) возможность осуществления полезной модели не вызывает сомнения.

Буксируемая кабельная антенна, содержащая электроды, собственно полотно антенны и фидерную часть, состоящую из витых пар проводников, отличающаяся тем, что электроды размещены в диэлектрической оболочке, содержащей узкие сквозные отверстия (капилляры), соединяющие поверхность электрода с водой, причем электроды имеют форму цилиндра с продольными ребрами.