RU2723434C1 - Radio reception protection device under conditions of complex electromagnetic environment of ship - Google Patents
Radio reception protection device under conditions of complex electromagnetic environment of ship Download PDFInfo
- Publication number
- RU2723434C1 RU2723434C1 RU2019108545A RU2019108545A RU2723434C1 RU 2723434 C1 RU2723434 C1 RU 2723434C1 RU 2019108545 A RU2019108545 A RU 2019108545A RU 2019108545 A RU2019108545 A RU 2019108545A RU 2723434 C1 RU2723434 C1 RU 2723434C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- terminal
- input
- output
- switch
- protection
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
- H04B1/06—Receivers
- H04B1/10—Means associated with receiver for limiting or suppressing noise or interference
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области электрорадиотехники и может быть использовано для защиты приемопередающего радиоэлектронного оборудования от воздействия мощных электромагнитных полей одновременно от близкорасположенных мощных излучателей, а также от одиночных или последовательности электромагнитных импульсов, возбуждаемых искусственно или грозовой активностью.The invention relates to the field of electrical engineering and can be used to protect transceiver electronic equipment from the effects of powerful electromagnetic fields simultaneously from nearby powerful emitters, as well as from single or a sequence of electromagnetic pulses excited artificially or by lightning activity.
Известен газонаполненный разрядник, патент РФ №2096855, кл. H01J 7/00, Н01Т 1/00. Газонаполненный разрядник, содержащий оболочку, образованную металлическим цилиндрическим корпусом и изолятором в виде полого усеченного конуса, два электрода, один из которых расположен на внутренней поверхности одного из торцов корпуса, а другой на меньшем основании конического изолятора, большее основание которого закреплено с другого торца корпуса, причем электрод, расположенный на внутренней поверхности одного из торцов корпуса, выполнен с диаметром рабочей поверхности, по меньшей мере, в 1,5 раза большим, чем диаметр рабочей поверхности электрода, расположенного на коническом изоляторе.Known gas-filled spark gap, RF patent No. 2096855, class.
Известен газонаполненный разрядник, патент РФ №2120153, кл. H01J 17/02. Газонаполненный разрядник, содержащий, по меньшей мере, один электрод, расположенный на меньшем основании конического изолятора, и манжету, одна поверхность которой соединена с торцевой поверхностью конического изолятора, отличающийся тем, что манжета выполнена с дисковым или плоским кольцевым участком, другая поверхность манжеты соединена с внутренней плоской поверхностью электрода, причем электрод, конический изолятор и манжета выполнены из материалов с близкими по значению коэффициентами термического расширения.Known gas-filled spark gap, RF patent No. 2120153, class. H01J 17/02. A gas-filled arrester containing at least one electrode located on the smaller base of the conical insulator, and a cuff, one surface of which is connected to the end surface of the conical insulator, characterized in that the cuff is made with a disk or flat annular portion, the other surface of the cuff is connected to the inner flat surface of the electrode, and the electrode, conical insulator and cuff are made of materials with similar thermal expansion coefficients.
Основными недостатками аналогов в виде газонаполненных разрядников, является низкая эффективность выполнения функции защиты радиоэлектронного оборудования от воздействия мощных электромагнитных полей близкорасположенных корабельных излучателей, и одновременно от импульсов искусственно созданных или импульсов грозовой активностью.The main disadvantages of analogues in the form of gas-filled arresters are the low efficiency of the function of protecting electronic equipment from the effects of powerful electromagnetic fields from nearby ship emitters, and at the same time from impulses artificially created or pulses from lightning activity.
Известен патент №110539 от 20.11.2011 г. по заявке №2011111433 от 5.03.2011 г. МПК Н04В 1/62. Основным недостатком аналога является недостаточная эффективность выполнения функции защиты радиоэлектронного оборудования одновременно от воздействия корабельных близкорасположенных передающих антенн и последовательности мощных электромагнитных импульсов, многократно повторяющихся, и, каждый из них имеющий крутой передний фронт нано и субнаносекундной длительности.Known patent No. 110539 of November 20, 2011, according to the application No. 20111111433 of March 5, 2011, IPC
Известен патент №128951 RU от 09.01.2013 по заявке №20131000924 МПК Н04В 1/62 под названием «Устройство защиты радиоприема от мощных электромагнитных импульсов грозовой активности» содержащее высоковольтный газонаполненный разрядник на входе приемного устройства, отличающееся тем, что дополнительно введены трехсекционный симметрирующий автотрансформатор, запирающая катушка, мостовая схема и нагрузочная емкость, при этом антенна подключена параллельно разряднику к средней клемме последовательно соединенных двух секций симметрирующего автотрансформатора, а к крайним клеммам, последовательно соединенных двух секций симметрирующего автотрансформатора, параллельно подсоединены мостовая схема и последовательное соединение образованное первичной обмоткой запирающей катушки, нагрузочной емкостью и вторичной обмоткой запирающей катушки; параллельно емкостной нагрузки соединен симметричный вход радиоприемного устройства; к одной из крайних клемм, последовательно соединенных двух секций симметрирующего автотрансформатора, подсоединена одна из клемм третьей секции, а вторая клемма третьей секции заземлена; мостовая схема содержит два плеча идентичных элементов; при этом каждое плечо есть последовательное соединение параллельного колебательного контура с индуктивностью; точка соединения параллельного колебательного контура с индуктивностью заземлена через последовательное соединение стабилитрона и нагрузочной индуктивности для стабилитрона.Known patent No. 128951 RU dated 01/09/2013 for application No. 201331000924 IPC
Основным недостатком объекта по патенту №128951 RU является отсутствие постоянной защиты входных цепей приемных устройств от нагрева и последующего выгорания от наведенных ЭДС первичного излучения близкорасположенных судовых антенн мощных передающих устройств и широкополосного вторичного излучения металлических конструкций верхнепалубных устройств.The main disadvantage of the object of patent No. 128951 RU is the lack of continuous protection of the input circuits of the receiving devices from heating and subsequent burnout from the induced emf of the primary radiation of nearby ship antennas of powerful transmitting devices and broadband secondary radiation of metal structures of upper deck devices.
Известен патент №149480 RU от 10.01.2015 по заявке №2014116918 МПК Н04В 1/62 под названием «Устройство защиты радиоприема в условиях сложной электромагнитной обстановки корабля, судна» содержащее высоковольтный газонаполненный разрядник на входе приемного устройства, трехсекционный симметричный автотрансформатор, запирающую катушку, мостовую схему, отличающееся тем, что дополнительно введены преобразователь частоты, преобразователь частота-напряжение, преобразователь активного сопротивления (гиратор), два преобразователя реактивного сопротивления (гиратор).Known patent No. 149480 RU dated 01/10/2015 for application No. 2014116918 IPC
Основные недостатки представленных патентов являются: невозможность одновременной защиты от мощных близкорасположенных мощных излучателей, от электромагнитных полей грозовой активности и от последовательности мощных электромагнитных импульсов, многократно повторяющихся, и, каждый из них имеющий крутой передний фронт нано и субнаносекундной длительности.The main disadvantages of the patents presented are: the impossibility of simultaneous protection against powerful nearby powerful emitters, from electromagnetic fields of lightning activity and from a sequence of powerful electromagnetic pulses that are repeated many times, and each of them has a steep leading edge of nano and subnanosecond duration.
Целью изобретения является обеспечение устойчивой работы приемопередающего радиоэлектронного оборудования от близкорасположенных мощных излучателей, от электромагнитных полей грозовой активности, и от последовательности мощных электромагнитных импульсов, многократно повторяющихся, причем, каждый из них имеющий крутой передний фронт нано и субнаносекундной длительности.The aim of the invention is to ensure the stable operation of transceiver electronic equipment from nearby powerful emitters, from electromagnetic fields of thunderstorm activity, and from a sequence of powerful electromagnetic pulses that are repeated many times, moreover, each of them having a steep leading edge of nano and subnanosecond duration.
Поставленная цель достигается тем, что устройство защиты выполняется на основе анализа уровня электромагнитного поля в приемном тракте и на основе анализа осуществляется подключение требуемого устройства защиты.This goal is achieved in that the protection device is performed based on the analysis of the electromagnetic field level in the receiving path and based on the analysis, the required protection device is connected.
Функциональная схема устройства защиты радиоприема приведена на фиг. 1. Устройство защиты содержит: 1 - антенну, 2 - блок анализа сигнала, 3 - блок выбора варианта защиты, 4 - блок защиты от мощных близкорасположенных излучателей, 5 - блок защиты от электромагнитных полей грозовой активности, 6 - блок защиты от последовательности мощных электромагнитных импульсов, многократно повторяющихся, 7 - коммутатор приемного устройства, 8 - радиоприемное устройство, при этом антенна 1 соединена параллельно с входом блока анализа сигнала 2 и с первым входом блока выбора варианта защиты 3; блок анализа сигнала 2 соединен первым выходом со вторым входом блока выбора варианта защиты 3, а вторым выходом с третьим входом блока выбора варианта защиты 3, кроме того, третьим выходом блок анализа сигнала 2 соединен с четвертым входом блока выбора варианта защиты 3; первый выход блока выбора варианта защиты 3 соединен с первым входом коммутатора приемного устройства 7, второй выход блока выбора варианта защиты 3 соединен через блок защиты от мощных близкорасположенных излучателей 4 со вторым входом коммутатора приемного устройства 7, третий выход блока выбора варианта защиты 3 соединен через блок защиты от электромагнитных полей грозовой активности 5 с третьим входом коммутатора приемного устройства 7, четвертый выход блока выбора варианта защиты 3 соединен через блок защиты от последовательности мощных электромагнитных импульсов многократно повторяющихся 6 с четвертым входом коммутатора приемного устройства 7, пятый выход блока выбора варианта защиты 3 соединен с пятым входом коммутатора приемного устройства 7, шестой выход блока выбора варианта защиты 3 соединен с шестым входом коммутатора приемного устройства 7, седьмой выход блока выбора варианта защиты 3 с седьмым входом коммутатора приемного устройства 7, восьмой выход блока выбора варианта защиты 3 соединен с восьмым входом коммутатора приемного устройства 7; выход коммутатора приемного устройства 7 соединен с входом радиоприемного устройства.The functional diagram of the radio protection device is shown in FIG. 1. The protection device contains: 1 - antenna, 2 - signal analysis block, 3 - protection option selection block, 4 - protection block from powerful nearby emitters, 5 - lightning protection against electromagnetic fields, 6 - protection block from a sequence of powerful electromagnetic pulses repeated many times, 7 - the receiving device switch, 8 - the radio receiving device, while the
На фиг. 2 представлен блок анализа сигнала 2, содержащий делитель опорного напряжения 
На фиг. 3 блок выбора варианта защиты 3 содержащий четыре двухсекционных включателя: первый двухсекционный включатель 3.1, второй двухсекционный включатель 3.2, третий двухсекционный включатель 3.3, четвертый двухсекционный включатель 3.4; источник электроэнергии 3.5, схема ИЛИ 3.6 и схема НЕ, при этом первый вход блока выбора варианта защиты 3 соединен параллельно: с клеммой «a 1» первой контактной секции К1 первого двухсекционного включателя 3.1, с клеммой «а 2» первой контактной секции К2 второго двухсекционного включателя 3.2, с клеммой «а 3» первой контактной секции К3 третьего двухсекционного включателя 3.3, а также с клеммой «а 4» первой контактной секции К4 четвертого двухсекционного включателя 3.4; вторая клемма «б1» первой контактной секции К1 первого двухсекционного включателя 3.1 соединена с первым выходом блока выбора варианта защиты 3; вторая клемма «б2» первой контактной секции К2 второго двухсекционного включателя 3.2 соединена со вторым выходом блока выбора варианта защиты 3; вторая клемма «б3» первой контактной секции К3 третьего двухсекционного включателя 3.3 соединена с третьим выходом блока выбора варианта защиты 3; вторая клемма «б4» первой контактной секции К4 четвертого двухсекционного включателя 3.4 соединена с четвертым выходом блока выбора варианта защиты 3; второй вход блока выбора варианта защиты 3 соединен параллельно с входом второго двухсекционного включателя 3.2 и с первым входом схемы ИЛИ 3.6; третий вход блока выбора варианта защиты 3 соединен параллельно с входом третьего двухсекционного включателя 3.3 и со вторым входом схемы ИЛИ 3.6; четвертый вход блока выбора варианта защиты 3 соединен параллельно с входом четвертого двухсекционного включателя 3.4 и с третьим входом схемы ИЛИ 3.6; выход схемы ИЛИ 3.6 соединен через схему НЕ с входом первого двухсекционного включателя 3.1; выход источника электроэнергии 3.5 соединен параллельно с клеммой «с» второй контактной секции К1 первого двухсекционного включателя 3.1, с клеммой «с» второй контактной секции К2 второго двухсекционного включателя 3.2, с клеммой «с» второй контактной секции К3 третьего двухсекционного включателя 3.3, и с клеммой «с» второй контактной секции К4 четвертого двухсекционного включателя 3.4; клемма «д» второй контактной секции К1 первого двухсекционного включателя 3.1 соединена с пятым выходом блока выбора варианта защиты 3; клемма «д» второй контактной секции К2 второго двухсекционного включателя 3.2 соединена с шестым выходом блока выбора варианта защиты 3; клемма «д» второй контактной секции К3 третьего двухсекционного включателя 3.3 соединена с седьмым выходом блока выбора варианта защиты 3; клемма «д» второй контактной секции К4 четвертого двухсекционного включателя 3.4 соединена с восьмым выходом блока выбора варианта защиты 3.In FIG. 3 protection
На фиг. 4 представлен блок защиты от мощных близкорасположенных излучателей 4 содержащий симметрирующий автотрансформатор 4.1 состоящий из двух секций: первичной ab и вторичной bc, а также индуктивной нагрузки симметрирующего автотрансформатора - cd, запирающую катушку 4.3 с первичной обмоткой - mk и вторичной обмоткой - np, мостовую схему 4.2 и выходной трансформатор 4.4, при этом вход блок защиты от мощных близкорасположенных излучателей 4 соединен со средней точкой клеммой «b» для последовательно включенных симметрирующих секций ab и bc симметрирующего автотрансформатора 4.1; противоположные точки симметрирующих секций клеммы «а» и «с» соединены между собой через параллельные цепи: первой из них является мостовая схема 4.2, а вторая цепь состоит из последовательного соединения первичной обмотки mk запирающей катушки 4.3, первичной обмотки жэ выходного трансформатора 4.4 и вторичной обмотки np запирающей катушки 4.3; клемма «л» вторичной обмотки выходного трансформатора 4.4 соединена с выходом устройства защиты от мощных близкорасположенных излучателей 4, а клемма «ф» вторичной обмотки выходного трансформатора 4.4 заземлена; клемма «d» индуктивной нагрузки симметрирующего автотрансформатора 4.1 заземлена.In FIG. Figure 4 shows the protection block from powerful
На фиг. 5 представлена мостовая схема 4.2, где: C1 L1 - емкость и индуктивность - элементы первого параллельного колебательного контура, С2 L2 - емкость и индуктивность - элементы второго параллельного колебательного контура, L3 - первая индуктивность, L4 - вторая индуктивность; два стабилитрона - Д1 и Д2 две индуктивные нагрузки стабилитронов - Др1 и Др2; при этом мостовая схема 4.2 состоит из двух цепей, подключенных к клеммам ас, подключение клеммой «к» к клемме «а», а клеммой «м» к клемме «с»; цепи параллельны двум секциям симметрирующего автотрансформатора 4.1 (фиг. 4); первая цепь - последовательное соединение первого параллельного колебательного контура С1 L1 и первой индуктивности L3, точка А есть точка соединения первого параллельного колебательного С1 L1 с первой индуктивностью L3 и также соединена через первый стабилитрон Д1 и через индуктивную нагрузку стабилитрона Др1 на землю; вторая цепь - есть последовательное соединение второго параллельного колебательного контура С2 L2 и второй индуктивности L4, точка В есть точка соединения первого параллельного колебательного С2 L2 с первой индуктивностью L4 и также соединена через второй стабилитрон Д2 и через индуктивную нагрузку стабилитрона Др2 на землю.In FIG. 5 shows the bridge circuit 4.2, where: C 1 L 1 - capacitance and inductance - elements of the first parallel oscillatory circuit, C 2 L 2 - capacitance and inductance - elements of the second parallel oscillatory circuit, L 3 - first inductance, L 4 - second inductance; two zener diodes - D 1 and D 2 two inductive loads of zener diodes - Dr 1 and Dr 2 ; in this case, the bridge circuit 4.2 consists of two circuits connected to the AC terminals, connection by terminal “k” to terminal “a”, and terminal “m” to terminal “c”; the chains are parallel to the two sections of the balancing autotransformer 4.1 (Fig. 4); the first circuit is a series connection of the first parallel oscillatory circuit C 1 L 1 and the first inductance L 3 , point A is the connection point of the first parallel oscillatory C 1 L 1 with the first inductance L 3 and is also connected through the first Zener diode D 1 and through the inductive load of the Zener diode Dr 1 to the ground; the second circuit is a series connection of the second parallel oscillatory circuit C 2 L 2 and the second inductance L 4 , point B is the connection point of the first parallel oscillatory C 2 L 2 with the first inductance L 4 and is also connected through the second Zener diode D 2 and through the inductive load of the zener diode Dr 2 to the ground.
На фиг. 6 представлена принципиальная схема устройства защиты радиоприема от мощных электромагнитных полей, в виде схемы реализующей фиг. 4 и фиг. 5.In FIG. 6 is a schematic diagram of a device for protecting a radio reception from powerful electromagnetic fields, in the form of a circuit implementing FIG. 4 and FIG. five.
На фиг. 7 представлена работа мостовой схемы по подавлению частот помех для радиоприема.In FIG. 7 shows the operation of a bridge circuit for suppressing interference frequencies for radio reception.
На фиг. 8 представлен блок защиты от электромагнитных полей грозовой активности 5 содержит: R - ограничительное сопротивление, 5.1 - симметрирующий автотрансформатор, состоящий из двух секций: симметрирующих секций - первичной ab и вторичной bc, а также индуктивной нагрузки симметрирующих секций - cd, 5.3 - запирающую катушку с первичной обмоткой - mk и вторичной обмоткой - np, 5.2 - мостовую схему и нагрузочную индуктивность первичной обмотки жэ выходного трансформатора 5.4, генератор принимаемой частоты 5.5, преобразователь частоты - 5.6, преобразователь частота-напряжение - 5.7, преобразователь активного сопротивления (гиратор) - 5.8; при этом первый вход блок защиты от электромагнитных полей грозовой активности 5 соединен со вторым входом преобразователя активного сопротивления (гиратор) 5.8 и через ограничительное активное сопротивление R с первым входом преобразователя активного сопротивления (гиратор) 5.8 и со средней точкой клеммы «b» симметрирующего автотрансформатора, клемма «b» соединена через первую секцию ba симметрирующего автотрансформатора с клеммой «а», а через вторую секцию bc симметрирующего автотрансформатора с клеммой «с»; противоположные точки симметрирующих секций клеммы «а» и «с» соединены между собой через параллельные цепи: первой из них является первый и второй входы мостовой схемы - 5.2, а вторая цепь состоит из последовательного соединения первичной обмотки mk запирающей катушки 5.3, первичной обмотки жэ выходного трансформатора 5.4 и вторичной обмотки np запирающей катушки 5.3; вторичная обмотка лф выходного трансформатора 5.4 клеммой «л» соединена с выходом блока защиты от электромагнитных полей грозовой активности 5, а клеммой «ф» заземлена; вторичная секция bc симметрирующего автотрансформатора клеммой «с» соединена через индуктивную нагрузку cd на землю; выход генератор принимаемой частоты 5.5 соединен через преобразователь частоты 5.6, через преобразователь частота-напряжение 5.7 с третьим входом мостовой схемы 5.2, выход мостовой схемы 5.2 соединен с третьим входом преобразователя активного сопротивления (гиратор) 5.8.In FIG. Figure 8 shows the block of protection against electromagnetic fields of thunderstorm activity. 5 contains: R - limiting resistance, 5.1 - balancing autotransformer, consisting of two sections: balancing sections - primary ab and secondary bc, as well as inductive load of balancing sections - cd, 5.3 - locking coil with primary winding - mk and secondary winding - np, 5.2 - bridge circuit and load inductance of the primary winding of the same output transformer 5.4, receive frequency generator 5.5, frequency converter - 5.6, frequency-voltage converter - 5.7, resistance converter (gyrator) - 5.8; wherein the first input of the lightning protection electromagnetic
На Фиг. 9 представлена мостовая схема 5.2 содержащая: С1 L1 - емкость и индуктивность - элементы первого параллельного колебательного контура, С2 L2 - емкость и индуктивность - элементы второго параллельного колебательного контура, L3 - первая индуктивность, L4 - вторая индуктивность, два стабилитрона - д1 и д2, первичная обмотка трехобмоточного трансформатора Тр.1 есть индуктивная нагрузка первого стабилитрона д1, а вторичная обмотка трехобмоточного трансформатора Тр.1 есть индуктивная нагрузка второго стабилитрона д2, два преобразователя реактивного сопротивления (гиратор) - первый 5.2.1 и второй 5.2.2, настроечное сопротивление R; при этом мостовая схема 5 состоит из двух цепей, подключенных к клеммам ас через первый и второй входы мостовой схемы 5.2; первая цепь - последовательное соединение первого параллельного колебательного контура С1 L1 и параллельного соединения первой индуктивности L3 и первого стабилитрона д1 и индуктивной нагрузки стабилитрона д1 - заземленную первую обмотку трехобмоточного трансформатора Тр.1; вторая цепь - есть последовательное соединение второго параллельного колебательного контура С2 L2 и параллельного соединения второй индуктивности L4 и второго стабилитрона д2 и индуктивной нагрузки стабилитрона д2 заземленной вторичной обмотки трехобмоточного трансформатора Тр.1; третья обмотка трансформатора Тр.1 с через клемму «ы» заземлена, а клеммой «ц» соединена с выходом мостовой схемы 5.2; третий вход мостовой схемы 5.2 соединен параллельно клеммой «м» с третьим входом первого преобразователя реактивного сопротивления (гиратор) 5.2.1 и с третьим входом второго преобразователя реактивного сопротивления (гиратор) 5.2.2 через настроечное сопротивление R; параллельный выход первого преобразователя реактивного сопротивления (гиратор) 5.2.1 соединен параллельно второму параллельному колебательному контуру из элементов С2 L2; параллельный выход второго преобразователя реактивного сопротивления (гиратор) 5.2.2 соединен параллельно первому параллельному колебательному контуру из элементов С1 L1.In FIG. Figure 9 shows a bridge circuit 5.2 containing: C 1 L 1 - capacitance and inductance - elements of a first parallel oscillatory circuit, C 2 L 2 - capacitance and inductance - elements of a second parallel oscillatory circuit, L 3 - first inductance, L 4 - second inductance, two the zener diode - d1 and d2, the primary winding of the three-winding transformer Tr.1 is the inductive load of the first zener diode d1, and the secondary winding of the three-winding transformer Tr.1 is the inductive load of the second zener diode d2, two reactance converters (gyrator) - the first 5.2.1 and second 5.2 .2 tuning resistance R; wherein the
На фиг. 10 представлена преобразователь активного сопротивления (гиратор) 5.8 содержащий первый ОУ1 и второй ОУ 2 оперативные усилители, резисторы первый R1, второй R2, третий R3 и четвертый R4, пятый нагрузочный резистор R5 и вентиль В.1 и фильтр LC; при этом третий вход преобразователь активного сопротивления (гиратора) 5.8 соединен с плюсовой клеммой второго оперативного усилителя ОУ2 через фильтр LC и вентиль В.1, минусовая клемма второго оперативного усилителя ОУ2 параллельно соединена с минусовой клеммой первого оперативного усилителя ОУ1, через четвертый резистор R4 с выходом первого оперативного усилителя ОУ1, с первым входом преобразователь активного сопротивления (гиратора) 5.8 и через третий резистор третий R3 с земляным проводом; выход первого оперативного усилителя ОУ1 соединен через второй резистор R2 параллельно с плюсовой клеммой второго оперативного усилителя ОУ2 и через пятый нагрузочный резистор R5 с выходом второго оперативного усилителя ОУ2, второй вход преобразователя активного сопротивления (гиратора) 5.8 соединен параллельно с плюсовой клеммой первого оперативного усилителя ОУ1 и через первый резистор R1 с выходом второго оперативного усилителя ОУ2.In FIG. 10 shows an active resistance converter (gyrator) 5.8 comprising first op-
На фиг. 11 представлен преобразователь реактивного сопротивления (гиратор) 5.2.1 (или 5.2.2) содержащий первый ОУ1 и второй ОУ 2 оперативные усилители, резисторы первый R1, второй R2, третий R3 и четвертый R4, варикап Вп., нагрузочную емкость С; при этом третий вход преобразователя реактивного сопротивления (гиратора) 5.2.1 соединен с плюсовой клеммой второго оперативного усилителя ОУ2 через варикап Вп, минусовая клемма второго оперативного усилителя ОУ2 параллельно соединена с минусовой клеммой первого оперативного усилителя ОУ1 и первым входом преобразователя реактивного сопротивления (гиратора) 5.2.1, а через четвертый резистор R4 с выходом первого оперативного усилителя ОУ1, и через третий резистор третий R3 с заземленным проводом; выход первого оперативного усилителя ОУ1 соединен через второй резистор R2 параллельно с плюсовой клеммой второго оперативного усилителя ОУ2 и через нагрузочную емкость С с выходом второго оперативного усилителя ОУ2, второй вход преобразователя реактивного сопротивления (гиратора) 5.2.1 соединен параллельно с плюсовой клеммой первого оперативного усилителя ОУ1 и через первый резистор R1 с выходом второго оперативного усилителя ОУ2.In FIG. 11 shows a reactance converter (gyrator) 5.2.1 (or 5.2.2) containing the first op-
На фиг. 12 показаны частоты настройки двух параллельных контуров мостовой схемы 5.2, первый параллельный колебательный С1 L1 настроен на частоту резонанса 
На фиг. 13 представлен блок защиты от последовательности мощных электромагнитных импульсов, многократно повторяющихся 6 содержащийIn FIG. 13 shows a block of protection against a sequence of powerful electromagnetic pulses, repeatedly repeated 6 containing
включатель - 6.12, симметрирующий автотрансформатор - 6.1, запирающую катушку - 6.2, исполнительный механизм - 6.7, мультивибратор - 6.6, блок конденсаторов - 6.4, блок сравнения - 6.5, динамический триггер - 6.8, блок питания - 6.9, высоковольтный усилитель - 6.10, высоковольтный газонаполненный разрядник - 6.11, первый диодно-емкостной мост, содержащий диоды D1 и D2, и емкости 
На фиг. 14 представлен коммутатор приемного устройства 7 содержащий четыре односекционных включателя: первый односекционный включатель 7.1, второй односекционный включатель 7.2, третий односекционный включатель 7.3, четвертый односекционный включатель 7.4, при этом первый вход коммутатора приемного устройства 7 через клеммы «а» и «б» первого односекционного включателя 7.1 соединен с выходом коммутатора приемного устройства 7; второй вход коммутатора приемного устройства 7 через клеммы «д» и «с» второго односекционного включателя 7.2 соединен с выходом коммутатора приемного устройства 7; третий вход коммутатора приемного устройства 7 через клеммы «к» и «р» третьего односекционного включателя 7.3 соединен с выходом коммутатора приемного устройства 7; четвертый вход коммутатора приемного устройства 7 через клеммы «м» и «н» третьего односекционного включателя 7.4 соединен с выходом коммутатора приемного устройства 7; пятый вход коммутатора приемного устройства 7 соединен с входом первого односекционного включателя 7.1; шестой вход коммутатора приемного устройства 7 соединен с входом второго односекционного включателя 7.2; седьмой вход коммутатора приемного устройства 7 соединен с входом третьего односекционного включателя 7.3; восьмой вход коммутатора приемного устройства 7 соединен с входом четвертого односекционного включателя 7.4.In FIG. 14, a
Принцип работыPrinciple of operation
Под действием поля падающей электромагнитной волны смеси полезного сигнала с помехой в антенне 1 наводится электродвижущая сила (ЭДС), которая поступает одновременно на блок анализа сигнала 2 и на блок выбора варианта защиты 3 (фиг. 1). Анализ выполняется параллельным аналогоцифровым преобразователем (АЦП), реализованным в блоке анализа сигнала 2. Принимаемая смесь сигнала и помехи сравнивается с опорным напряжением Uоп приложенным к делителю, в виде последовательно включенных активных сопротивлений R (фиг. 2). Сравнение происходит с помощью компараторов К по напряжению, позволяющему открыть компаратор, запертый опорным напряжением. По результатам сравнительного анализа поступающего напряжения смеси: сигнал-помеха, дешифратор 2.1 определяет: какой из вариантов защиты подключить к входу радиоприемного устройства. При этом возможны четыре случая работы предлагаемой системы защиты:Under the influence of the field of the incident electromagnetic wave of the mixture of the useful signal with interference in the
- первый случай - уровень помехи в пределах одного вольта, в этом случае нет необходимости подключать защитное устройство, поэтому радиоприемное устройство подключается непосредственно к антенне;- the first case is the level of interference within one volt, in this case there is no need to connect a protective device, so the radio receiver is connected directly to the antenna;
- второй случай - уровень помехи при работе близкорасположенных корабельных устройств в пределах 10В. установлен дешифратором 2.1, при таких уровнях должна быть включена защита сигналом через схему И 2.2 по первому выходу блока анализа 2 через блок выбора варианта защиты 3 подключается блок 4 (фиг. 1);- the second case is the level of interference when operating nearby ship devices within 10V. installed by decoder 2.1, at such levels signal protection should be enabled through the AND 2.2 circuit, at the first output of
- третий случай - высокая грозовая активность, когда напряжение на антенне достигает 50-60В. установлен дешифратором 2.1, при таких уровнях должна быть включена защита сигналом через схему И 2.3 по второму выходу блока анализа 2 через блок выбора варианта защиты 3, который подключается блок 5 (фиг. 1);- the third case is high thunderstorm activity, when the voltage on the antenna reaches 50-60V. installed by the decoder 2.1, at these levels, signal protection should be enabled through the AND 2.3 circuit at the second output of
- четвертый случай - высокий уровень помех, возбуждаемый непрерывной последовательностью коротких по времени импульсов, напряжение может достигать нескольких сотен вольт установлен дешифратором 2.1, при таких уровнях должна быть включена защита сигналом через схему И 2.3 по третьему выходу блока анализа 2 через блок выбора варианта защиты 3, который подключает блок 6 (фиг. 1).- the fourth case - a high level of interference, excited by a continuous sequence of short-time pulses, the voltage can reach several hundred volts installed by decoder 2.1, at these levels signal protection should be enabled through the And 2.3 circuit at the third output of
Блок выбора варианта защиты 3 состоит из четырех двухсекционных включателей. Первый двухсекционный включатель 3.1 замыкает клеммы первой секции «а 1» и «б1» подключая через первый выход блока выбора варианта защиты 3 радиоприемное устройство 8 через коммутатор 7. Причем замыкание клемм «а 1» и «б1» возможно, если АЦП в блоке 2 установило отсутствие помех радиоприему, следовательно, на вход схемы ИЛИ 3.6, по ее трем входам, первому, второму и третьему, отсутствует входной уровень помех. Тогда на выходе схемы ИЛИ 3.6 нет напряжения. К выходу схемы ИЛИ 3.6 подключена схема НЕ 3.7, которая создает на своем выходе напряжение в случае отсутствия напряжения на входе. Это напряжение обеспечивает замыкание контактов «а 1» и «б1», а также «с» и «д» двухсекционного включатель 3.1. Контакты «с» и «д» двухсекционный включатель 3.1 обеспечивают передачу напряжения источника электроэнергии 3.5, которым через пятый вход в коммутаторе 7 односекционный включатель 7.1 замыкает клеммы «а» и «б». Короткозамкнутые клеммы «а» и «б» замыкают цепь первого входа в коммутаторе 7 с его выходом (фиг. 14), таким образом, обеспечивая прямое подключение антенны 1 (фиг. 1) с радиоприемному устройству 8.The protection
Второй двухсекционный включатель 3.2 замыкает клеммы первой секции «а2» и «б2» и клеммы второй секции «с» и «д», если по первому выходу блока анализа 2 (фиг. 1) на второй вход блока выбора варианта защиты 3 поступает напряжение, которое соответствует уровню помехи. При этом клеммы «а 2» и «б2» замыкаются и антенна 1 подключается через первый вход блока выбора варианта защиты 3 ко второму выходу блока выбора варианта защиты 3. Второй выход блока выбора варианта защиты 3 соединен через блок защиты от мощных близкорасположенных излучателей 4 ко второму входу коммутатора приемного устройства 7. Коммутацию в коммутаторе 7 осуществляет напряжение источника электроэнергии 3.5 через короткозамкнутые клеммы «с» и «д», второго двухсекционного включателя 3.2, через шестой выход блока выбора варианта защиты 3, через шестой вход коммутатора приемного устройства 7. Это напряжение поступает на вход односекционного включателя 7.2, обеспечивая замыкание клемм «д» и «с», что обеспечивает подключение антенны 1 через блок защиты 4, через второй вход коммутатора 7 с его выходом к радиоприемному устройству 8. Таким образом, блок защиты 4 включенный между антенной 1 и радиоприемным устройством 8 обеспечивает заданное снижение уровня помех радиоприему или позволяет повысить отношение сигнал - помеха на входе радиоприемника 8.The second two-section switch 3.2 closes the terminals of the first section “a 2 ” and “b 2 ” and the terminals of the second section “c” and “d” if, at the first output of the analysis unit 2 (Fig. 1), the second input of the protection
Третий двухсекционный включатель 3.3 замыкает клеммы первой секции «а 3» и «б3» и клеммы второй секции «с» и «д», если по второму выходу блока анализа 2 (фиг. 1) на третий вход блока выбора варианта защиты 3 поступает напряжение, которое соответствует уровню помехи. При этом клеммы «а 3» и «б3» замыкаются и, антенна 1 подключается через первый вход блока выбора варианта защиты 3 к третьему выходу блока выбора варианта защиты 3. Третий выход блока выбора варианта защиты 3 соединен через блок защиты от электромагнитных полей грозовой активности 5 к третьему входу коммутатора приемного устройства 7. Коммутацию в коммутаторе 7 осуществляет напряжение источника электроэнергии 3.5 через короткозамкнутые клеммы «с» и «д» третьего двухсекционного включателя 3.3, через седьмой выход блока выбора варианта защиты 3, через седьмой вход коммутатора приемного устройства 7. Это напряжение поступает на вход односекционного включателя 7.3, обеспечивая замыкание клемм «д» и «с», что обеспечивает подключение антенны 1 через блок защиты 5, через третий вход коммутатора 7 с его выходом к радиоприемному устройству 8. Таким образом, блок защиты 5, включенный между антенной 1 и радиоприемным устройством 8, обеспечивает заданное снижение уровня помех радиоприему или позволяет повысить отношение сигнал - помеха на входе радиоприемника 8.The third two-section switch 3.3 closes the terminals of the first section " a 3 " and "b 3 " and the terminals of the second section "c" and "d", if the second output of the analysis unit 2 (Fig. 1) receives the third input of the protection
Четвертый двухсекционный включатель 3.4 замыкает клеммы первой секции «а 4» и «б4» и клеммы второй секции «с» и «д», если по третьему выходу блока анализа 2 (фиг. 1) на четвертый вход блока выбора варианта защиты 3 поступает напряжение, которое соответствует уровню помехи. При этом клеммы «а 4» и «б4» замыкаются и, антенна 1 подключается через первый вход блока выбора варианта защиты 3 к четвертому выходу блока выбора варианта защиты 3. Четвертый выход блока выбора варианта защиты 3 соединен через блок защиты от последовательности мощных электромагнитных импульсов, многократно повторяющихся 6 к четвертому входу коммутатора приемного устройства 7. Коммутацию в коммутаторе 7 осуществляет напряжение источника электроэнергии 3.5 через короткозамкнутые клеммы «с» и «д» четвертого двухсекционного включателя 3.4, через восьмой выход блока выбора варианта защиты 3, через восьмой вход коммутатора приемного устройства 7. Это напряжение поступает на вход четвертого односекционного включателя 7.4, обеспечивая замыкание клемм «д» и «с», что обеспечивает подключение антенны 1 через блок защиты 6, через четвертый вход коммутатора 7 с его выходом к радиоприемному устройству 8. Таким образом, блок защиты 6, включенный между антенной 1 и радиоприемным устройством 8, обеспечивает заданное снижение уровня помех радиоприему или позволяет повысить отношение сигнал - помеха на входе радиоприемника 8.The fourth two-section switch 3.4 closes the terminals of the first section “ a 4 ” and “b 4 ” and the terminals of the second section “c” and “d”, if the third input of the
Принцип работы блока защиты от мощных близкорасположенных излучателей 4 заключается в следующем (фиг. 4).The principle of operation of the protection unit from powerful
Под действием поля падающей электромагнитной волны излучения близкорасположенных излучателей в антенне - 1 наводится электродвижущая сила (ЭДС), которая поступает на симметрирующий автотрансформатор - 4.1, который преобразует напряжение кабеля несимметричного питания (центральная жила - экранная оболочка) в напряжение симметричное для работы запирающей катушки - 4.3. Запирающая катушка - 4.3 обеспечивает запирание токов одного направления по ее обмоткам при возрастании уровня ЭДС пропорционально расстоянию от места излучения до приемной антенны. Таким образом, данная схема обеспечивает достаточную эффективность защиты при напряжении наведенной ЭДС до десятка вольт. Обычно напряжение, наведенное в антенне достигает величин не более 10 вольт. В этом случае за счет действия этого напряжения на входные контура происходит срыв работы радиолинии, а если это воздействие длительно, то происходит перегрев входных контуров и их выгорание. В настоящее время нет защиты радиоприема от малых величин наведенных ЭДС. В случае радиоприема на частотах отличных от данных частот целесообразно осуществить исключение этих частот из принимаемого спектра. Для исключения заданного радиоспектра используется мостовая схема 4.2. Рабочее состояние мостовой схемы обеспечивается равновесием сопротивления плеч моста. На фиг. 5 приведена электрическая схема моста 4.2, где первое плечо образуется элементами: последовательным включением первого параллельного контура L1⋅С1 и первой индуктивности L3, а параллельно индуктивности L3 соединены последовательно соединенные стабилитрон Д1 и заземленная индуктивная нагрузка стабилитрона Др1; а второе плечо образуется элементами: последовательным соединением второго параллельного контура L2⋅C2 и второй индуктивности L4, а параллельно индуктивности L4 соединены последовательно соединенные стабилитрон Д2 и заземленная индуктивная нагрузка стабилитрона Др2. Принцип работы моста в следующем.Under the influence of the field of the incident electromagnetic wave, radiation of nearby emitters in the antenna - 1 induces an electromotive force (EMF), which is supplied to the balancing autotransformer - 4.1, which converts the voltage of the unbalanced power cable (the central core - the shield sheath) into the voltage symmetrical for the locking coil to work - 4.3 . Locking coil - 4.3 provides locking of currents of one direction along its windings with increasing EMF level in proportion to the distance from the radiation site to the receiving antenna. Thus, this circuit provides sufficient protection efficiency when the voltage induced by the EMF is up to ten volts. Typically, the voltage induced in the antenna reaches a value of not more than 10 volts. In this case, due to the action of this voltage on the input circuits, the radio line breaks down, and if this effect is long, the input circuits overheat and burn out. Currently, there is no protection for radio reception from small values of induced emf. In the case of radio reception at frequencies other than these frequencies, it is advisable to exclude these frequencies from the received spectrum. To exclude a given radio spectrum, a bridge circuit 4.2 is used. The operational state of the bridge circuit is ensured by the equilibrium of the resistance of the bridge shoulders. In FIG. 5 shows the electric circuit of the bridge 4.2, where the first arm is formed by elements: series connection of the first parallel circuit L 1 ⋅ С 1 and the first inductance L 3 , and the Zener diode D 1 and the grounded inductive load of the Zener diode Dr 1 are connected in parallel to the inductance L 3 ; and the second arm is formed by elements: a series connection of the second parallel circuit L 2 ⋅C 2 and the second inductance L 4 , and parallel to the inductance L 4 are connected in series to the Zener diode D 2 and the grounded inductive load of the Zener diode Dr 2 . The principle of operation of the bridge is as follows.
Режим радиоприема полезного сигнала. Работа данного режима представлена на фиг. 6. В данном режиме в антенне 1 ток, наведенный падающей волной поля в антенне 1, протекает по цепи состоящей из антенны 1, блока анализа сигнала 2, блока выбора варианта защиты к клемме «b», затем через секцию «bc» и секции «cd» симметрирующего трансформатора 4.1 на заземлитель. За счет коэффициента взаимной индукции в секциях «ab» и «bc» симметрирующего трансформатора 4.1 возбуждается контурный ток, который протекает по цепи состоящей из секций «ab» и «bc» автотрансформатора симметрирующего трансформатора 4.1, первичной обмотки «mk» запирающей катушки 4.3, первичной обмотки «жэ» и далее по вторичной обмотки «pn» запирающей катушки 4.3 к клемме «с». Так как в первичной и вторичной обмотках запирающей катушки 4.3 протекают противофазные токи, запирающая катушка 4.3 свободно пропускает ток наведенной ЭДС в антенне на вход радиоприемного устройства. При этом мостовая схема на фиг. 5 имеет высокое сопротивление и не оказывает влияние на уровень принимаемого полезного сигнала. Это объясняется тем, что в каждом плече моста включен параллельный колебательный контур в первом плече - L1⋅С1, и во втором плече - L2⋅С2. Первый и второй, параллельные колебательные контура, настроены на частоту принимаемого сигнала. Известно, что на частоте принимаемого сигнала параллельный колебательный контур имеет входное сопротивление равное бесконечности, т.е. бесконечно высокое. Поэтому блок защиты полезный сигнал не получает затухания.Radio reception mode of a useful signal. The operation of this mode is shown in FIG. 6. In this mode, in
Режим радиоприема полезного сигнала, наведенной ЭДС близкорасположенных излучателей и импульсов удаленной грозовой активности. В этом режиме вступает в работу схема моста, которая отделяет помехи из суммарного сигнала, т.е. полезного сигнала, наведенной ЭДС близкорасположенных излучателей и импульсных помех постоянной грозовой активности. Защита от суммарных помех осуществляется частичное их заземление. Прежде всего, ЭДС близкорасположенных источников излучения поглощается симметрирующим трансформатором 4.1 и запирающей катушкой 4.3. А импульсы удаленной грозовой активностью поглощаются мостовой схемой 4.2. Разделение осуществляется на основе настройки колебательных контуров на разные частоты. Так в первом плече - L1⋅С1, и во втором плече - L2⋅С2 параллельные колебательные контура настроены на частоту принимаемого полезного сигнала. А последовательный колебательный контур настроен на частоту возбуждаемую разрядом молнии. Последовательный контур образуется в первом плече на основе элементов С1 и L3, а во втором плече - С2 и L4. Конденсаторы С1 и С2 являются одновременно элементами параллельного и последовательного контуров в каждом плече мостовой схемы. На фиг. 7 представлена работа элементов моста или контуров, причем представленная характеристика емкостного сопротивления имеет вид XC=1/ω⋅C1=1/ω⋅С2. При изменении принимаемой рабочей частоты ƒРАБОЧАЯ=ƒПОЛЕЗНОГО⋅СИГНАЛА(ω=2π⋅ƒРАБОЧАЯ) параллельный колебательный контур может иметь режим перестройки резонансной частоты путем изменения индуктивного сопротивления. Для параллельных контуров образованных в первом плече ХС=1/ω⋅C1 и XL=ωL1 и во втором плече ХС=1/ω⋅С2 и XL=ω⋅L2 резонанс на частоте приема полезного сигнала (ω=2π⋅ƒПОЛЕЗ.СИГН.) (фиг. 5, фиг. 6 и фиг. 7) 
Работа блока 5 на фиг. 1 обеспечивает защиту радиоприемного устройства 8 от мощных импульсов грозовой активности. Причем основную роль выполняет преобразователь активного сопротивления 5.8. Принцип работы преобразователя импеданса (гиратора) представлен в литературе авторов У. Титце, К. Шенк «Полупроводниковая схемотехника», - М:, изд. Мир, 1983 г., раздел 12.6, стр. 180-183.The operation of
Преобразователь активного сопротивления (гиратор) 5.8 (фиг. 10) позволяет преобразовать сопротивление пятого нагрузочного резистора R5 в активное сопротивление на симметричном входе 1-2 преобразователя активного сопротивления (гиратор) 5.8, причем это сопротивление зависит от величины напряжения, подаваемого через третий вход преобразователя 5.8, через сглаживающий фильтр LC и вентиль В.1 на плюсовую клемму второго оперативного усилителя ОУ2 (фиг. 10). Пятый нагрузочный резистор R5 является настроечным и обеспечивает наименьшую величину входного сопротивления преобразователя 5.8 и следовательно, наименьшие потери вносимые преобразователем 5.8 для наведенной ЭДС в антенне 1 (фиг. 1). При увеличении напряжения на третьем входе преобразователя 5.8 повышается сопротивление входа преобразователя и, следовательно, уменьшается наведенная ЭДС, поступающая от антенны 1 на вход радиоприемного устройства 8 и снижается нагрев входных контуров радиоприемного устройства 8. Таким образом, осуществляется регулировка сопротивления входа преобразователя активного сопротивления (гиратора) 5.8. Чтобы величина входного сопротивления (фиг. 1) параллельно включенных ограничительного сопротивления R и входа (входов 1 и 2) преобразователя активного сопротивления (гиратора) 5.8 была управляемой сопротивлением ограничительного сопротивления R имеет большую величину в мегомах, а сопротивление входа (входов 1 и 2 в блок 5.8) преобразователя активного сопротивления (гиратора) 5.8 переменной и зависела от среднего уровня помех. Средний уровень помех определяется напряжением, наведенным в антенны от первичных излучателей, которыми являются близкорасположенные корабельные, судовые передающие антенны мощных передающих устройств (например, повсеместно имеемые 5 и 10 кВт для диапазонов от 1 до 30 МГц). Причем передающих антенн одновременно работающих на излучение может несколько. Длина волны превышает или близка к размерам кораблей и судов, что говорит о мощном электростатическом электромагнитном поле ближней волны, участвовавшим в образовании электромагнитной обстановки и в которой находятся приемные антенны. Одновременно токи первичных излучателей, антенн, возбуждают в верхнепалубных металлических конструкциях и устройствах наведенные ЭДС, которые приводят к появлению в металлах токи и, следовательно, переизлучению частот первичных излучателей. Такие излучатели называются вторичными излучателями на корабле. При движении корабля, судна металлические конструкции подвергаются деформации, что приводит к расширению спектра частот переизлучаемых вторичными излучателями. Совокупность полей первичных и вторичных излучателей создает сложную электромагнитную обстановку для организации радиоприема в условиях кораблей и судов. Поэтому на входе радиоприемного устройства присутствует наведенная ЭДС первичных и вторичных излучателей. Эта ЭДС вызывает протекание тока по входным контурам приемника. Ток входных цепей нагревает их и приводит к выгоранию входных цепей, если приемное устройство работает непрерывно. Для снижения величины тока во входных цепях к приемной антенне подключены ограничительное сопротивление R большой величины и регулируемое сопротивление входа преобразователя сопротивлений 5.8, которое изменяет сопротивление в зависимости от электромагнитной обстановки в которой работает приемная антенна 1 (фиг. 1). Сопротивление входа преобразователя сопротивления зависит от сопротивления переменного образованного нагрузочным резистором R5 и управляющим ЭДС подаваемым по третьему входу преобразователя 5.8 через фильтр LC и вентиль В.1 на плюсовую клемму второго оперативного усилителя ОУ2 (фиг. 10). Переменная ЭДС на третий вход преобразователя 5.8 поступает с выхода мостовой схемы 5.2 (фиг. 8). Выход мостовой схемы (фиг. 9) соединен с вторичной, третьей обмоткой через клемму «ц» трансформатора Тр.1, при заземленной клеммы «ы» этой обмотки трансформатора Тр.1 Нагрузочная индуктивности, между клеммами «фу» вторичной обмотки трансформатора Тр.1, стабилитрона д1 и нагрузочная индуктивности, между клеммами «ву» первичной обмотки трансформатора Тр.1, стабилитрона д2 образуют условно первичную обмотку трансформатора Тр.1. По этим первичным обмоткам между клеммами «фу» и между клеммами «ву» протекает ток частот вне полосы радиоприема приемного устройства, а наведенный ток во вторичной обмотке между клеммами «цы» трансформатора через выход мостовой схемы 5.3 (фиг. 9) поступает на третий вход преобразователя сопротивления 5.8, чем обеспечивается управление входным сопротивлением преобразователя 5.8 по его входу 1-2. При высоком уровне шума внеполосного для радиоприема сопротивление входа преобразователя сопротивлений 5.8 увеличивается, чем достигается уменьшение уровня энергии наведенной ЭДС в антенне проникающей во входные контура приемного устройства. И наоборот, при уменьшении уровня мощности внеполосного для радиоприема сопротивление входа преобразователя 5.8 уменьшается и большая мощность поступает на вход РПУ.The active resistance converter (gyrator) 5.8 (Fig. 10) allows you to convert the resistance of the fifth load resistor R5 into active resistance at the symmetric input 1-2 of the active resistance converter (gyrator) 5.8, and this resistance depends on the voltage supplied through the third input of the converter 5.8 through the LC smoothing filter and valve B.1 to the positive terminal of the second operational amplifier ОУ2 (Fig. 10). The fifth load resistor R5 is tuning and provides the smallest input resistance of the converter 5.8 and, therefore, the smallest losses introduced by the converter 5.8 for the induced EMF in the antenna 1 (Fig. 1). When the voltage at the third input of the converter 5.8 increases, the input resistance of the converter increases and, therefore, the induced emf coming from the
Токи же полосы радиоприема (фиг. 9) за счет повышения сопротивления параллельных колебательных контуров С1 L1 и С2 L2 не протекают по индуктивностям L3 и L4 и, следовательно, не возбуждают разрядный ток через стабилитроны д1 и д2 и не протекают по нагрузочным индуктивностям обмоткам трансформатора Тр.1 между клеммами «ву» и «фу» и стабилитронов. Происходит разделение полос частот радиоприема и частот внеполосных радиоприему. Полоса частот радиоприема 2ΔƒСИГ приведена на фиг. 11. На фиг. 12 показаны частоты настройки двух параллельных контуров. Так первый параллельный колебательный C1 L1 настроен на частоту резонанса 
Управление преобразователями реактивного сопротивления 5.2.1 и 5.2.2 осуществляется напряжением частоты опорного генератора 5.5 (фиг. 8) Напряжение опорного генератора с выхода поступает на вход преобразователя понижения частоты 5.6 (фиг. 8). Понижение частоты необходимо для устойчивой работы преобразователей реактивного сопротивления 5.2.1 и 5.2.2, их работа критична к разности фаз операционных усилителей ОУ1 и ОУ2 (фиг. 11). Понижение частоты не сказывается на их работу, так как после преобразователя понижения частоты 7 (фиг. 8) установлен преобразователь частота-напряжение 5.7. Следовательно, важно для создания заданной индуктивности в контурах С1 L1 и С2 L2 преобразователями реактивного сопротивления 5.2.1 и 5.2.2 и настройки на частоту приема радиоприемником 8 является заданный уровень напряжения, поступаемый на вход преобразователей 5.2.1 и 5.2.2, закодированного для создания необходимой индуктивности в контурах (фиг. 9). Таким образом, напряжение частоты опорного генератора 5.5 равной частоте радиоприемного устройства 8 (фиг. 1) преобразуется в пониженную частоту преобразователем частоты 5.6 (фиг. 1), затем преобразуется в кодированный уровень напряжения преобразователем частота-напряжение 5.7. Установленный уровень напряжения поступает через третий вход мостовой схемы 5.2. Третий вход мостовой схемы соединен с входом первого преобразователя реактивного сопротивления 5.2.1 непосредственно через клемму «м», а на вход второго преобразователя реактивного сопротивления 5.2.2 через резистор R (фиг. 9). Отличие кодированного уровня напряжения, за счет включения резистора R, на преобразователях 5.2.1 и 5.2.2 позволяет обеспечить заданный разнос по частоте настройки 
Преобразователи реактивного сопротивления 5.2.1 и 5.2.2 или два гиратора идентичны по построению и позволяют преобразовать емкость нагрузочной емкости С (фиг. 11) в индуктивность на выходе гиратора. Создать такую индуктивность достаточно сложно, так как будет иметь большой вес и очень значительные габариты. Расчет необходимой индуктивности L0 параллельного колебательного контура для приема диапазона рабочих частот радиоприема электромагнитных полей проводится в соответствии с формулой 
L0=(R1⋅R2⋅R4⋅C)/R3, где L0 - в Гн, R - в Омах, С - в нФ.L 0 = (R1⋅R2⋅R4⋅C) / R3, where L 0 - in H, R - in Ohms, C - in nF.
Параллельно емкости С включен варикап Вп (фиг. 11), который позволяет изменять нагрузочную емкость в зависимости от подаваемого напряжения подаваемого на варикап в пределах до 300 пФ, при необходимости увеличения емкости следует включать блок варикапов вместо одного. Работа варикапа представлена на стр. 24, раздел 3.3, в литературе авторов У. Титце, К. Шенк «Полупроводниковая схемотехника», - М:, изд. Мир, 1983 г.. Принцип управления изменением индуктивного сопротивления на выходе гиратора, показан в журнале «Радио» №11, за 1996 г., автором Петин Г.П. «Применение гиратора в резонансных усилителях и генераторах».In parallel to the capacitance C, a varicap Vp is switched on (Fig. 11), which allows you to change the load capacitance depending on the applied voltage supplied to the varicap up to 300 pF, if necessary, increase the capacitance should include a varicap block instead of one. The work of the varicap is presented on page 24, section 3.3, in the literature of the authors W. Titze, K. Schenk "Semiconductor circuitry", - M :, ed. Mir, 1983. The principle of controlling the change in inductance at the output of a gyrator is shown in the journal "Radio" No. 11, for 1996, by Petin G.P. "The use of a gyrator in resonant amplifiers and generators."
На Фиг. 11 представлен преобразователь реактивного сопротивления (гиратор) 5.2.1 или 5.2.2, содержащий первый ОУ1 и второй ОУ 2 оперативные усилители, резисторы первый R1, второй R2, третий R3 и четвертый R4, нагрузочную емкость С и варикап Вп. Принцип работы преобразователя импеданса (гиратора) представлен в литературе авторов У. Титце, К. Шенк «Полупроводниковая схемотехника», - М:, изд. Мир, 1983 г., раздел 12.6, стр. 180-183. Гиратор позволяет преобразовать емкость нагрузочной емкости С (фиг. 11) в индуктивность на выходе гиратора, регулировка суммарной емкости нагрузочной С и емкости варикапа Вп, измененной от величины кодированного напряжения, обеспечивает настройку контура на частоту приема. Принцип управления изменением индуктивного сопротивления на выходе гиратора, показан в журнале «Радио» №11, за 1996 г., автором Петин Г.П. «Применение гиратора в резонансных усилителях и генераторах».In FIG. 11 shows a reactance converter (gyrator) 5.2.1 or 5.2.2, containing the first op-
Эффективность от использования такого предложения будет заключаться в повышении устойчивости функционирования приемопередающего радиоэлектронного оборудования при воздействии на них мощных электромагнитных импульсов грозовой активности, первичного излучения близкорасположенных корабельных, судовых антенн передающих устройств и вторичного излучения металлических конструкций верхнепалубных устройств.The effectiveness of the use of such a proposal will be to increase the stability of the functioning of transceiver electronic equipment when exposed to powerful electromagnetic pulses of thunderstorm activity, the primary radiation of nearby ship, ship antennas, transmitting devices and the secondary radiation of metal structures of upper deck devices.
Принцип работы блока защиты 6 от последовательности мощных электромагнитных импульсов, многократно повторяющихся и, одновременно от мощных близкорасположенных излучателей, а также от электромагнитных полей грозовой активности состоит в следующем.The principle of operation of the
Под действием источника помех в виде последовательности мощных электромагнитных импульсов (ЭМИ), многократно повторяющихся, которые являются помехами в основном искусственного происхождения (фиг. 1), в антенне 1 наводится электродвижущая сила (ЭДС). Эта ЭДС через первый вход блока защиты 6, через клемму «а», к клемме «б», которая является средней точкой симметрирующего автотрансформатора 6.1. Симметрирующий автотрансформатор 6.1 преобразует напряжение коаксиального кабеля несимметричного питания (центральная жила - экранная оболочка) в напряжение симметричное для работы запирающей катушки 6.2. Запирающая катушка 6.2 обеспечивает запирание токов одного направления по ее обмоткам при возрастании уровня ЭДС пропорционально переднему фронту ЭМИ. Таким образом, данная схема обеспечивает достаточную эффективность защиты при действии переднего фронта ЭМИ. Однако при спаде ЭМИ напряжение падает, и симметрирующий трансформатор 6.1 не обеспечивает должного симметрирования, что приводит к частичной передаче энергии ЭМИ по запирающей катушке 6.2. Следовательно, эффективность устройства защиты нарушается. Для устранения данного эффекта и повышения защитных свойств устройства в блоке защиты 6 реализуется процесс, обеспечивающий заземление антенны и входов обмоток запирающей катушки 6.2 через высоковольтный разрядник 6.11 с помощью включателя 6.12 только на длительность, не превышающую период действия ЭМИ и время, необходимое для локализации накопленного в антенне, во входах цепях и обмотках симметрирующего трансформатора 6.1 и запирающей катушки 6.2 высокого потенциала. Для реализации защитного процесса от наведенной мощным ЭМИ ЭДС в антенне 1 и поступающей к клемме «б», которая является средней точкой симметрирующего автотрансформатора 6.1. К клемме «б» подключен блок конденсаторов 6.4, состоящий из последовательно включенных высоковольтных конденсаторов C1, С2, С3, …, Cn. Эти конденсаторы образуют делитель напряжения, сопротивление которого подбирается по его максимальной величине возможного (ожидаемого) от воздействия ЭМИ, а также по величине вносимых потерь для приема полезного сигнала. Блок конденсаторов 6.4 состоит из n - конденсаторов. Подключение блока сравнения 6.5 к блоку конденсаторов 6.4 осуществляется исходя из предельно возможного (порогового) напряжения 
Напряжение, наведенное полем ЭМИ в антенне 1, поступает через клемму «б», которая является средней точкой симметрирующего автотрансформатора 6.1, через блок конденсаторов 6.4 на блок сравнения 6.5. Блок 6.5 совместно с блоком питания 6.9, выдающим опорное импульсное напряжение 
Однако в случае поступления последовательности мощных сверхкоротких ЭМИ накопленная наведенная энергия на входе запирающей катушки 6.2 резко возрастает. При этом имеющиеся неоднородности в элементах устройства защиты приведет к ассиметрии разрядных токов и, как следствие, понижению входного сопротивления для симметричных цепей или двух обмоток запирающей катушки. Это пониженное сопротивление позволит пропуску высоких энергий наведенной ЭДС через запирающую катушку 6.2 на вход радиоприемного устройства 8 (РПУ). Для повышения сопротивления обеих цепей запирающей катушки 6.2 введено два диодно-емкостных моста, подключенных по одному к каждому из двух выходов запирающей катушки 6.2. Так к клемме «п» первичной обмотки запирающей катушки 6.2 подключен через клемму «о» второй диодно-емкостной мост, состоящий из двух цепей включенных элементов 
Так к клемме «и» вторичной обмотки запирающей катушки 6.2 подключен через клемму «т» первый диодно-емкостной мост, состоящий из двух цепей включенных элементов 
Клемма «г» вторичной обмотки выходного трансформатора Тр.1 6.3 соединена с выходом блока защиты от последовательности мощных электромагнитных импульсов, многократно повторяющихся 6., а клемма «е» вторичной обмотки выходного трансформатора Тр.1 6.3 заземлена.Terminal “g” of the secondary winding of the output transformer Tr.1 6.3 is connected to the output of the protection unit against a sequence of powerful electromagnetic pulses repeating 6. times, and terminal “e” of the secondary winding of the output transformer Tr.1 6.3 is grounded.
Каждый из диодно-емкостной мост состоит из двух цепей, в каждой цепи последовательно включены диод и емкость. При появлении наведенной ЭДС мощного импульса ЭМИ срабатывает защита описанная выше, которая обеспечивает подключение через исполнительный механизм 6.7 импульсом мультивибратора 6.6 включателя 6.12 и сброс наведенной энергии импульса в системе защиты симметрирующий трансформатор 6.1 - запирающая катушка разрядником 6.2 на землю. Для оптимизации защитных свойств блока защиты 6 введена дополнительная цепь, которая запускается импульсом мультивибратора 6.6 поступающим на высоковольтный усилитель 6.10. Усилитель 6.10 на выходе создает высокое напряжение, которое через высокоомные сопротивления (несколько сотен мегом) R3 и R4 поступает на первый диодно-емкостной мост, а через R1 и R2 - на второй диодно-емкостной мост. При этом высокое напряжение поступает между анодом диода и конденсатором в каждом из двух диодно-емкостных мостов, обеспечивая повышение сопротивления для выходных цепей запирающей катушки 6.2. Этот высокий потенциал постоянного напряжения не создает тока из-за включенного в цепь конденсатора и высокоомного сопротивления. При прекращении действия импульса мультивибратора 6.6 на входе высоковольтного усилителя 6.10 напряжение на диодно-емкостных мостах снимается и прием полезного сигнала через мосты возобнавляется. Возвращение блока защиты в исходное состояние производится аналогичным образом при спаде напряжения 
Авторам неизвестны технические решения из области электросвязи и радиотехники, содержащие признаки, эквивалентные отличительным признакам заявленного устройства. Авторам неизвестны технические решения из других областей техники, обладающие свойствами заявленного технического объекта изобретения. Таким образом, заявленное техническое решение, по мнению авторов, обладает критерием существенных признаков.The authors are not aware of technical solutions from the field of telecommunications and radio engineering containing signs equivalent to the hallmarks of the claimed device. The authors are not aware of technical solutions from other areas of technology having the properties of the claimed technical object of the invention. Thus, the claimed technical solution, according to the authors, has the criterion of essential features.
Claims (11)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019108545A RU2723434C1 (en) | 2019-03-25 | 2019-03-25 | Radio reception protection device under conditions of complex electromagnetic environment of ship |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019108545A RU2723434C1 (en) | 2019-03-25 | 2019-03-25 | Radio reception protection device under conditions of complex electromagnetic environment of ship |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2723434C1 true RU2723434C1 (en) | 2020-06-11 |
Family
ID=71096044
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019108545A RU2723434C1 (en) | 2019-03-25 | 2019-03-25 | Radio reception protection device under conditions of complex electromagnetic environment of ship |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2723434C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2803199C1 (en) * | 2022-04-04 | 2023-09-11 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Балтийский федеральный университет имени Иммануила Канта" (БФУ им. И. Канта) | Radio station |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2205504C2 (en) * | 2001-04-16 | 2003-05-27 | Военный инженерно-космический университет | Device for protecting radio system receiving channels |
| SU1840216A1 (en) * | 1986-04-22 | 2006-07-20 | Воронежский научно-исследовательский институт связи | Device for protecting communication means from impulse overloads |
| RU2431912C1 (en) * | 2010-03-09 | 2011-10-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Твердь" | Device for protection from pulsed signals |
| RU118142U1 (en) * | 2011-11-21 | 2012-07-10 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт "Вектор" | BROADBAND RADIO RECEIVER |
| RU128951U1 (en) * | 2013-01-09 | 2013-06-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Балтийский Федеральный Университет имени Иммануила Канта" (БФУ им. И. Канта) | DEVICE FOR PROTECTING RADIO RECEPTION FROM POWERFUL ELECTROMAGNETIC PULSES OF THUNDERING ACTIVITY |
| US8606215B2 (en) * | 2010-12-29 | 2013-12-10 | Secureall Corporation | Methods and systems for interference rejection for low signals |
| RU149480U1 (en) * | 2014-04-25 | 2015-01-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Балтийский Федеральный Университет имени Иммануила Канта" (БФУ им. И. Канта) | RADIO RECEIVER PROTECTION UNDER CONDITIONS OF COMPLEX ELECTROMAGNETIC SITUATION OF A SHIP, SHIP |
-
2019
- 2019-03-25 RU RU2019108545A patent/RU2723434C1/en active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1840216A1 (en) * | 1986-04-22 | 2006-07-20 | Воронежский научно-исследовательский институт связи | Device for protecting communication means from impulse overloads |
| RU2205504C2 (en) * | 2001-04-16 | 2003-05-27 | Военный инженерно-космический университет | Device for protecting radio system receiving channels |
| RU2431912C1 (en) * | 2010-03-09 | 2011-10-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Твердь" | Device for protection from pulsed signals |
| US8606215B2 (en) * | 2010-12-29 | 2013-12-10 | Secureall Corporation | Methods and systems for interference rejection for low signals |
| RU118142U1 (en) * | 2011-11-21 | 2012-07-10 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт "Вектор" | BROADBAND RADIO RECEIVER |
| RU128951U1 (en) * | 2013-01-09 | 2013-06-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Балтийский Федеральный Университет имени Иммануила Канта" (БФУ им. И. Канта) | DEVICE FOR PROTECTING RADIO RECEPTION FROM POWERFUL ELECTROMAGNETIC PULSES OF THUNDERING ACTIVITY |
| RU149480U1 (en) * | 2014-04-25 | 2015-01-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Балтийский Федеральный Университет имени Иммануила Канта" (БФУ им. И. Канта) | RADIO RECEIVER PROTECTION UNDER CONDITIONS OF COMPLEX ELECTROMAGNETIC SITUATION OF A SHIP, SHIP |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Д.В. ЖГУН. Электромагнитная совместимость высоковольтной техники, Учебное пособие, Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2008, гл.6. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2803199C1 (en) * | 2022-04-04 | 2023-09-11 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Балтийский федеральный университет имени Иммануила Канта" (БФУ им. И. Канта) | Radio station |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2251191C2 (en) | Pulse surge protective gear | |
| US20220077588A1 (en) | Antenna dynamically matched with electromechanical resonators | |
| CN108233553B (en) | SS type electric field coupling wireless power transmission system based on negative resistance | |
| JP2005520473A (en) | How to protect medium voltage inductive coupling devices from electrical transients | |
| WO2019005251A1 (en) | Antenna dynamically matched with electromechanical resonators | |
| GB2089173A (en) | A method of, and an apparatus for, the protection of an electronic device against destruction by strong electro-magnetic pulses | |
| US11043904B2 (en) | Method and apparatus for transmission of electrical energy | |
| RU2723434C1 (en) | Radio reception protection device under conditions of complex electromagnetic environment of ship | |
| Vellucci et al. | Towards waveform-selective cloaking devices exploiting circuit-loaded metasurfaces | |
| NO141237B (en) | GENERATOR DEVICE FOR RADIO FREQUENCY PULSE | |
| RU149480U1 (en) | RADIO RECEIVER PROTECTION UNDER CONDITIONS OF COMPLEX ELECTROMAGNETIC SITUATION OF A SHIP, SHIP | |
| RU128951U1 (en) | DEVICE FOR PROTECTING RADIO RECEPTION FROM POWERFUL ELECTROMAGNETIC PULSES OF THUNDERING ACTIVITY | |
| US3430157A (en) | High efficiency class c amplifier | |
| JPH04230126A (en) | Transmission-reception switch having pin diode | |
| RU2382488C1 (en) | Device for generating subnanosecond pulses | |
| US20220209735A1 (en) | Band antenna emp filter apparatus having hemp protection capability | |
| Armanious et al. | A small size resonant antenna for high power applications | |
| US4422054A (en) | Distributed inductive-capacitive high voltage ignition cable | |
| RU48644U1 (en) | MULTI-CHANNEL ONBOARD ULTRA-HIGH FREQUENCY RECEIVER OF PULSE RADAR STATION | |
| Andreev et al. | High-power ultrawideband electromagnetic pulse source | |
| Pecovsky et al. | Electrically short active antennas for M-sequence UWB systems | |
| Yan et al. | Non-Foster matching network design for VLF receive loop antenna | |
| RU186734U1 (en) | PASSIVE TRANSMITTER - SIGNAL PLC CHARGER ON 6-35 kV VOLTAGE ELECTRIC TRANSMISSIONS | |
| Okorn et al. | Investigation of basic physics of non-Foster negative capacitance in time domain | |
| US20230318575A1 (en) | Band pass filter circuit with over-voltage protection |