СУДОСТРОЕНИЕ 6'2000
ЭЛЕКТРО- И РАДИООБОРУДОВАНИЕ СУДОВ
сти вследствие слабого влияния на нее антенны магнитного типа близкорасположенных металлических конструкций корабля.
Реализация широкополосной магнитной активной антенны с достаточно высокой линейностью и чувствительностью, пригодной для установки на корабле, долгое время оставалась сложной технической проблемой из-за малой действующей высоты МЭ. Одной из первых удачных разработок в 80-х годах стала отечественная всенаправлен-ная низкопрофильная ферритовая антенна КВ-диапазона 1,5—30 МГц воронежского ОКБ «Феррит». С 1998 г. американская фирма Racal начала выпуск аналога этой антенны под маркой МА1308 (рис. 5).
Таким образом, благодаря применению в условиях сложной электромагнитной обстановки корабля
Рис. 5. Низкопрофильная ферритовая магнитная антенна КВ-диапазона типа МА1308 компании Racal (США)
вместо активных антенн электрического типа антенн магнитного типа возможно существенное снижение помех в приемном тракте и улучшение приема сигналов. Литература
1. Trollope L. T., Lauder W. E. A New HF Communication System Architecture for Ships//2-nd Conf. on Commun. Systems and Techniques, 15-17 Febr., 1982, IEEE, London.
2. Вершков М. В., Миротворский О. Б. Судо-
вые антенны. Л.: Судостроение, 1990 (Библиотека судового инженера-связиста).
3. Бобков А. М. Требования к линейности широкополосной активной антенны в условиях воздействия мощной помехи//Радиотехника. 1988. № 9.
4. Бобков А. М. и др. Результаты экспериментального исследования эффективной избирательности радиоприемников с различным построением входных каскадов//Техника средств связи. Техника радиосвязи. 1983. Вып. 8.
5. Петровский В. И., Седельников Ю. Е. Электромагнитная совместимость радиоэлектронных средств. Учеб. пособие для вузов. М.: Радио и связь, 1986.
6. Щукин А. Н. Прием длинных и средних волн в поле мощной передающей радиостан-ции//Труды НИМИС МС РККА. Сер. Радиотехника. Вып. 5. Л., 1937.
7. Nordholt E. H. A New approach to activ antenna design//IEEE Transaction on antennas and propagation. 1980. Nov. Vol. AP-28. N 6.
8. Communications receivers: principles and design/Ulrich L. Rohde, Jerry Whitaker, N.Y.: McGraw-Hill Comp., 1997.
АВАРИЙНЫЕ СИСТЕМЫ ВНУТРИКОРАБЕЛЬНОЙ СВЯЗИ ВМФ
А. А. Катанович, докт. техн. наук (НИЦ связи ВМФ)
УДК 629.5.066.3:656.6.08
Катастрофы атомных подводных лодок «Комсомолец» и «Курск» еще раз заставили обратиться к проблеме повышения надежности и живучести систем внутрикорабельной аварийной связи (ВКС). Связь должна устойчиво выполнять свои функции как в повседневных, так и в боевых условиях, при авариях и боевых повреждениях. Однако даже в обычной обстановке она часто подвергается различным повреждающим воздействиям и может оказаться неспособной выполнять свои функции [1].
Применяемые в настоящее время на кораблях средства внутрикорабельной связи — аппаратура громкоговорящей связи ГГС П-400 и П-405, различные АТС и аппаратура безбатарейной телефонной связи П-452 при затоплении отсека или помещения выходят из строя, хотя при затоплении только их кабельных трасс сохраняют работоспособность. В случаях пожаров основной причиной выхода из строя ВКС является прежде всего низкая пожаро-стойкость применяемых кабелей, приводящая к коротким замыканиям
(КЗ) в информационных и электропи-тающих сетях и отключению абонентских приборов. Поэтому при отсутствии дублирования кабельных трасс прекращается внутрикора-бельная связь с постами, расположенными даже за пределами аварийных отсеков. Применение в этой ситуации портативных УКВ-радиостанций (РСТ), как показывает опыт, ограничено двумя—тремя смежными отсеками, причем, если между абонентами имеется затопленный отсек, работоспособность этого канала связи затрудняется вследствие
дополнительного затухания электромагнитных колебаний в воде.
Наиболее сложные условия для функционирования аппаратуры ВКС складываются на подводной лодке (ПЛ) при затоплении промежуточных отсеков между главным командным пунктом и боевыми постами отсеков, и, следовательно, эти средства должны быть рассчитаны именно на такую модель развития аварийной ситуации.
В связи с изложенным представляется, что для повышения надежности и живучести функционирования существующих систем ВКС информационный кабель и кабель электропитания должны прокладываться как внутри, так и вне прочного корпуса ПЛ (рис. 1). Кроме того, для организации связи на корабле в аварийных ситуациях необходима разработка отдельной аварийной гарантирован-
Рис. 1. Расположение кабельных трасс внутрикорабельной связи
ЭЛ1ШО- И РАДИООБОРУДОВАНИЕ СУДОВ ~ судостро1НИГ^50Г
^У 2 Ж
' "* / у^/ /]|Г
; - л-
Рис. 2. Коаксиальный гофрированный кабель:
1 — центральная жила; 2 — гофрированная оболочка; 3 — эллиптические отверстия; 4 — наполнитель
£ £ К
Рис. 3. Расположение эллиптических
отверстий в гофрированном кабеле
ной системы ВКС, которая не требовала бы разветвленной кабельной сети, имела бы автономные источники питания и не нуждалась в обслуживании и частой замене.
Рассмотрим два варианта системы.
Первый — традиционный, с использованием переносных УКВ РСТ. Как известно, эффективности использования их для внутренней аварийной связи на кораблях препятствуют два фактора: затухание ВЧ-энергии при прохождении через закрытые помещения (что мешает осуществлению связи при низких уровнях мощности), а также требования электромагнитной совместимости (ЭМС), ограничивающие излучаемую передатчиком мощность. Преодолеть эти трудности позволит использование переносных малогабаритных РСТ в сочетании с излучающим щелевым кабелем, представляющим собой длинную непрерывную антенну. Такая система обладает рядом достоинств и довольно проста в исполнении.
Щелевой кабель, излучающий и принимающий ВЧ-сигналы, имеет гофрированную внешнюю проводящую поверхность. Вдоль кабеля в гребнях гофров вырезаны эллиптические отверстия (рис. 2), располо-
женные в соответствии с логарифмически нормальным законом распределения вероятностей [2]. Размещение таких отверстий (рис. 3) позволяет излучать нужную часть передаваемой вдоль кабеля энергии и в то же время не только захватывать сигналы РСТ абонентов, находящихся вблизи него, но и передавать эти сигналы по кабелю. Действие щелевого кабеля не зависит от ориентации отверстий и от расстояния между кабелем и поддерживающей поверхностью (например, переборками). Проложенный по кораблю кабель является одновременно передающей и приемной антенной. В этом случае для связи между отсеками можно использовать переносные РСТ малой мощности.
Такая система способна обеспечить подвижную дуплексную многоканальную связь на дециметровых и метровых волнах. Щелевой кабель нагружается на его волновое сопротивление что обеспечивает приемный коэффициент стоячей волны и согласование сопротивлений для передатчика и приемника головной РСТ. В свою очередь, головная РСТ (или ретранслятор) соединяется с щелевым кабелем через блокировочный дроссель при помощи обычного коаксиального кабеля, что уменьшает потери в системе. Прокладка щелевого кабеля, особенно в случаях переоборудования корабля, не потребует больших затрат. Кроме того, по нему, помимо теле-
фонных разговоров, можно передавать и другую информацию, например, ретранслировать на центральную станцию обработанные данные сигналов удаленных датчиков.
Использование портативных РСТ в сочетании с излучающим щелевым кабелем позволит снизить уровень электромагнитного излучения до безопасного для боеприпасов, выполнить требования ЭМС, а также ликвидировать биологически вредный для личного состава уровень данного излучения.
Второй вариант системы — с использованием установленных попарно металлических полых цилиндров в межотсечных переборках так, чтобы их торцы находились в смежных отсеках на расстояниях, кратных длине рабочей волны радиостанции:
2п - 1
-X.
п
При этом РСТ должна работать на частотах, близких к резонансной частоте этих цилиндров.
При работе аварийной РСТ в отсеке корабля ее антенна возбуждает во внутриотсечном пространстве электромагнитное поле, представляющее собой комбинацию стоячих электрических и магнитных волн со сложной картиной пространственного распределения «узлов» и «пучностей». Электромагнитное поле,
Рис. 4. Структурная схема системы аварийной сигнализации:
1 — датчики контролируемых параметров; 2 — соединительные линии; 3 — блок контроля состояния датчиков; 4 — блок отображения и сигнализации; 5 — блок питания; 6 — аналого-цифровой преобразователь; 7 — счетчик; 8 — блок сравнения; 9 — исполнительный блок; 10 — формирователь речевых команд; 11 — блок сопряжения; 12 — блок воспроизведения; 13 — блок документирования информации
СУДОСТРОЕНИЕ 6'2000
ЭЛЕКТРО- И РАДИООБОРУДОВАНИЕ СУДОВ
Рис. 5. Переносное аварийное переговорное устройство:
I — корпус; 2 — контейнер для приборов, в котором находятся два отрезка оптических волокон; 3 — оптическое волокно накачки; 4 — оптическое волокно сигнала; 5 — излучатель; 6 — фотодетектор; 7 — телефонный усилитель; 8 — источник питания; 9 — разъем; 10 — головные телефоны;
II — металлизированная лавсановая пластина
имеющее для полых металлических цилиндров частоту, близкую к резонансной, возбуждает в них направленные волны типа «Е» и «Н», которые распространяются вдоль цилиндров и переизлучаются в смежных отсеках. Если торец одного из цилиндров расположить в узле электрической или магнитной волны (наихудшее условие возбуждения), то для канализации энергии поля можно использовать другой соседний цилиндр, удаленный от первого на расстояние, кратное нечетному количеству четвертей волн (условие «пучности» стоячей волны).
Таким образом, сигналы распространяются по отсекам, испытывая переизлучения на резонаторах, образованных цилиндрами с герметичными крышками. В этой системе радиостанции работают с использованием прямого, а не наведенного излучения. Поэтому аварийная связь будет осуществляться из любого отсека корабля, независимо от расположения РСТ в пределах отсека. Исходя из условий обеспечения прочности, внутренний диаметр цилиндров может составить 2а = 5 см, а его длина 1 = 1
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.