ТУННЕЛЬНАЯ АНТЕННА Российский патент 2001 года по МПК H01Q1/04 

Изобретение относится к технике радиосвязи и может найти применение в системах связи аварийного оповещения.

Известна приземная антенна бегущей волны [1, c.213], представляющая собой длинный провод, подвешенный горизонтально на небольшой высоте над землей: с одной стороны, провод заземлен через активное сопротивление нагрузки, равное волновому сопротивлению линии провод - земля, с другой - между проводом и землей включен приемник или передатчик. Достоинствами приземной антенны бегущей волны является простота устройства и возможность работы в широком диапазоне частот без перестройки. Существенным недостатком антенны бегущей волны в случае применения ее для передачи радиосигнала является низкий КПД. обусловленный поглощением электромагнитной энергии в сопротивлении нагрузки линии.

Более высокий КПД имеет антенна для систем связи аварийного оповещения [2] , в которой концевые участки провода с заземлителями размещены в вертикальных скважинах.

Недостатком известной антенны в случае применения ее для передачи радиосигнала из подземного туннеля является низкий КПД, обусловленный затуханием переменных токов на расстоянии порядка толщины скин-слоя в окружающем вертикальные скважины грунте. Кроме того, концевые заземлители антенны подвержены разрушающему воздействию грунтовых вод, что снижает надежность и уменьшает ресурс работы антенны.

Цель изобретения - увеличение эффективности и надежности работы туннельной антенны.

Поставленная цель достигается тем, что в предлагаемой туннельной антенне, содержащей подключенный к передатчику и уложенный вдоль туннеля провод, концевые участки которого размещены в скважинах, пробуренных из туннеля к поверхности земли, вдоль туннеля, на расстоянии друг от друга, не превышающем на рабочей частоте удвоенной толщины скин-слоя окружающего туннель грунта, пробурены дополнительные скважины, в которых размещены провода, соединенные с проводом в туннеле, а каждый из участков провода между скважинами подключен к передатчику с помощью согласующего трансформатора и общей линии питания. Кроме того, в предлагаемой туннельной антенне концевые участки проводов изолированы от стенок скважин.

Размещение дополнительных скважин на расстоянии друг от друга, не превышающем удвоенной толщины скин-слоя грунта, и синфазная запитка проводов в скважинах через согласующие трансформаторы от общей линии питания увеличивают плотность тока в приповерхностных слоях грунта по всей длине туннеля. Увеличение размеров и приближение области растекания токов к поверхности земли обуславливают рост эффективности излучения радиосигнала предлагаемой туннельной антенной.

На фиг. 1 схематично изображена конструкция предлагаемой туннельной антенны.

Туннельная антенна содержит размещенный в подземном туннеле передатчик (1), уложенную вдоль туннеля линию питания (2); согласующие трансформаторы (3); размещенные в скважинах и изолированные от земли провода (4).

Туннельная антенна работает на передачу радиосигнала следующим образом: передатчик (1) через линию питания (2), согласующие трансформаторы (3) и электрические емкости проводов (4) (емкость образована поверхностями скважины и провода) возбуждает в окружающем скважины грунте горизонтальные переменные токи, электромагнитное поле которых на поверхности земли обуславливает излучение радиосигнала.

Наличие дополнительных скважин с проводами и отсутствие на концах проводов заземлений позволяют увеличить эффективность и надежность работы туннельной антенны.

Источники информации:
1. Драбкин А.Л., Зузенко В.Л., Кислов А.Г. Антенно-Фидерные устройства. М., "Советское радио", 1974.

2. Ав.св. СССР SU N 1346000 A, МКИ H 01 Q 9/00, 1986 г.

Изобретение относится к технике радиосвязи и может найти применение в системах связи аварийного оповещения. Техническим результатом является увеличение эффективности и надежности работы туннельной антенны. Туннельная антенна содержит подключенный к передатчику и уложенный вдоль туннеля изолированный провод, концевые участки которого размещены в скважинах, пробуренных из туннеля к поверхности земли, отличающаяся тем, что вдоль туннеля, на расстоянии друг от друга, не превышающем на рабочем частоте удвоенной толщины скин-слоя окружающего туннель грунта, пробурены дополнительные скважины, в которых размещены провода, соединенные с проводом в туннеле, а каждый из участков провода между скважинами подключен к передатчику с помощью согласующего трансформатора и общей линии питания. С целью увеличения ресурса работы в предлагаемой туннельной антенне концевые участки проводов изолированы от стенок скважин. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. Туннельная антенна, содержащая размещенные в скважине и подключенные к передатчику провода, соединенные с проводом, уложенным вдоль туннеля, отличающаяся тем, что вдоль туннеля, на расстоянии друг от друга, не превышающем на рабочей частоте удвоенной толщины скин-слоя окружающего туннель грунта, пробурены дополнительные скважины, в которых размещены провода, соединенные с проводом в туннеле, а каждый из участков провода между скважинами подключен к передатчику с помощью согласующего трансформатора и общей линии питания. 2. Туннельная антенна по п.1, отличающаяся тем, что концевые участки проводов изолированы от стенок скважин.