Приёмные магнитные КВ антенны советского военпрома

Бескомпромиссные и несгибаемые ферритовые рамочные антенны
коротковолнового диапазона

Что хорошего можно сказать про электронные изделия отечественной военной промышленности?
Большие, дубовые, надёжные, с приличными характеристиками, изрядным количеством серебра, золота и палладия, рассредоточенных в неказистом, но прочном и твёрдом теле. Яркими представителями подобного вида продукции являются изделия, приведённые в этой статье.

Всем противникам укороченных рамочных антенн посвящается!

1. Приемная магнитная антенна коротковолнового диапазона "15Э1037" (Битта).

Изделие представляет собой направленную резонансную магнитную антенну коротковолнового диапазона, предназначенную для приема электромагнитных волн вертикальной поляризации. Изделие предназначено для совместной работы с коротковолновыми РПУ Р-250М2, Р-155 и Р-154-2М в диапазоне 1,5 - 30 МГц.

Устройство состоит из антенного блока ЦЛ2.091.007-1 и блока управления.

Рабочий диапазон разбит на 4 поддиапа- зона: 1,5 - 3,3 МГц; 3,3 - 6,8 МГц; 6,8 - 13 МГц; 13 - 30 МГц. Диаграмма направленности антенны в горизонтальной плоскости имеет форму "восьмерки". Эффективность - не хуже четвертьволнового вибратора.

Габариты и масса:
антенного блока 625х600х570 мм, 35 кг;
блока управления 453х350х280 мм, 22 кг.

Основной частью изделия является ферритовая рамочная антенна. Магнитная составляющая электромагнитного поля индуцирует в рамке ЭДС, величина которой пропорциональна числу витков, площади витка и магнитной проницаемости сердечника.

Ферритовая рамочная антенна совместно с конденсатором переменной ёмкости образует колебательный контур (антенный контур), который настраивается на принимаемую частоту (частота настройки приёмника). При этом напряжение этой частоты возрастает на контуре в Q раз (Q - доброгность контура), а его сопротивление на этой частоте становится чисто активным и весьма высоким (порядка нескольких десятков кОм). Для максимальной передачи принятой мощности из антенного контура на вход радиоприемного устройства необходимо согласование высокого резонансного сопротивления контура с низким волновым сопротивлением фидера (75 Ом).
Для согласования столь различных сопротивлений во всем диапазоне рабочих частот антенны (1,5-30 МГц) в изделии "15Э1037" применен лампово-полупроводниковый согласуюший тракт ( активное согласование).
Для автоматической настройки в резонанс на любую частоту рабочего диапазона в изделии имеется система автоматической настройки. В режиме настройки вместо антенного контура ко входу РПУ подключается генератор, частота которого равна резонансной частоте антенног контура (метод "сопряженного генератора"). Точность сопряжения генератора обеспечивается использованием в нём того же конденсатора переменной ёмкости, что и для антенного контура. При вращении злектроприводом ротора КПЕ происходит изменение частоты генератора.
При равенстве частоты сигнала генератора частоте настройки приёмника на выходе ПЧ приёмника возникает импульс, который по высокочастотному кабелю подаётся на блок управления.

Так как сигнал генератора содержит кроме основной частоты более высокие составляющие (вторую и третью гармоники), на выходе ПЧ приёмника возможно возникновение импульса от второй гармоники и ложная настройка изделия. Для исключения подобных случаев, изменение частоты генератора начинается от максимальной частоты к минимальной. Поэтому вначале настройки происходит "откатка" ротора КПЕ к положению минимальной ёмкости.
Be время "откатки" сигнал с выхода ПЧ приёмника на схему формирования команд не поступает. После "откатки" начинается режим "поиска". Ротор КПЕ на быстрой скорости в течение 2 с проходит от Сmin до Cmax. При попадании сигнала генератора в полосу приёмника срабатывает система автоматики. Так как по инерции ротор конденсатора проходит положение, при котором частота генератора равна частоте настройки приёмника, система автоматики возвращает ротор конденсатора на медленной скорости. При вторичном попадании сигнала генератора в полосу приёмника система автоматики выключает двигатель. Команда на настройку подается нажатием кнопки, расположенной на передней панели блока управления.

Основной частью антенного контура является ферритовая рамочная антенна, которая состоит из пяти витков, выполненных из посеребренной медной трубки диаметром 6 мм. Внутри витков по периметру размещены ферритовые стержни из материала 30ВЧ2 диаметром 10 мм и длиной 200 мм. Для получения нижней границы рабочего диапазона (1,5 MГц) в рамочной антенне применяются две катушки индуктивности, намотанные проводом ПЭВ на текстолитовые стержни. Индуктивность каждой катушки 22 мкГн. Концы витков закрепляются на блоке реле, предназначенном для переключения поддиапазонов.
Блок реле, катушки индуктивности и рамочная антенна размещены между двумя электроизоляционными щеками из органического стекла.
Для уменьшения воздействия мощных электростатических полей и электрических помех, возникающих вблизи антенного блока, применен электростатический экран.

Так как диапазон частот, принимаемых изделием, довольно большой (1,5-30 МГц, коэффициент перекрытия 20), весь диапазон разбит на 4 поддиапазона. Переход с одного диапазона на другой осуществляется коммутацией пяти витков и двух катушек индуктивности при помощи блока реле.
На первом поддиапазоне все пять витков и обе катушки индуктивности соединены последовательно.
На втором поддиапазоне пять витков соединены последовательно, а катушки индуктивности находятся в режиме короткого замыкания.
На третьем поддиапазоне два витка соединены последовательно, а остальные три находятся в режиме холостого хода. Катушки индуктивности закорочены.
На четвёртом поддиапазоне все пять витков соединены параллельно, а катушки индуктивности закорочены.

Команды на переключение поддиапазонов поступают на блок реле, расположенный в антенном блоке, со схемы выработки команд переключения диапазонов, расположенной в блоке управления.


2. Приемная магнитная антенна КВ диапазона "15Э1213" (Фартук).

Данная антенна по своей сути повторяет предыдущую конструкцию, но, в отличие от неё, является всенаправленной.

Изделие представляет собой всенаправленную резонансную магнитную антенну коротковолнового диапазона, предназначенную для приема электромагнитных волн вертикальной поляризации, и устанавливается на объектах заказчика. Изделие предназначено для совместной работы с автоматизированными коротковолновыми РПУ магистральной связи (например, Р-160П). Изделие обеспечивает всенаправленный прием радиосигналов, для чего в блоке антенном установлены две взаимноперпендикулярные рамочные антенны с широкополосным квадратурным фазовращателем в тракте согласования. Суммирование радиосигналов происходит на общей нагрузке оконечного усилителя.

Рабочий диапазон изделия 1,5 - 29,99999 МГц.
Диаграмма направленности в горизонтальной плоскости имеет форму "круга".
Чувствительность изделия по полю не более 12 мкВ/м в полосе 0,3 кГц при соотношении сигнал/шум 20 дБ.

Габариты и масса изделия:
антенного блока 710х620х276 мм, 40 кг;
блока автоматической настройки 550х250х200 мм, 20 кг.

Антенный контур состоит:
рамок диапазона 1,5-6 МГц (5 витков) и диапазона 6-30МГц (2 витка) прямоугольного сечения, выполненных из медной трубки диаметром 6 мм;
двух трансформаторов, осуществляющих симметрирование рамок;
дискретного конденсатора переменной ёмкости.

Выбор двух рамок обусловлен требованием к перекрытию рабочего диапазона антенны с минимально возможными переключениями во вторичных цепях и с наилучшим согласованием индуктивных и ёмкостных сопротивлений нагрузок первичной и вторичной обмоток симметрирующих трансформаторов.

Восьмиразрядный ДКПЕ с дискретностью 2 пФ, управляемый с помощью ВЧ реле, включён параллельно рамкам через симметрирующие трансформаторы.