Ключевой радиопередатчик короткоимпульсных сверхширокополосных сигналов Российский патент 2020 года по МПК H04K1/00 H04K1/06 H04B1/04 

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано при разработке высокоэффективных ключевых передатчиков короткоимпульсных сверхширокополосных (СШП) сигналов для использования в различных радиотехнических приложениях.

Радиопередатчики, в том числе и с ключевым управлением, можно условно разделить на три вида: модуляционные, ударного возбуждения антенного контура и прямого усиления сигнала на входе антенного контура. В передатчиках первого вида радиоимпульсы формируются с использованием того или иного типа модуляции, усиливаются в мощных выходных каскадах и подаются на вход передающей антенны посредством фидерной линии. При этом для согласования антенны с выходными каскадами в фидере должен обеспечиваться режим бегущей волны. Работа передатчиков второго вида основана на ударном возбуждении затухающих колебаний в резонансных (колебательных) контурах. В передатчиках третьего вида мощность излучаемого импульса регулируется непосредственно преобразователем напряжения. Как правило, в передатчиках второго и третьего видов процесс излучения импульсов реализуется с помощью разряда предварительно заряженного конденсатора через соответствующую разрядную цепь, обладающую резонансными свойствами. При этом управление разрядом конденсатора осуществляется с использованием ключевых элементов, схемотехническое исполнение которых соответствует решаемым задачам.

В [1] представлена блок-схема передатчика системы связи с использованием сверхширокополосных хаотических сигналов с электронным ключом в цепи питания генератора сверхширокополосного хаотического сигнала. В данном исполнении – это передатчик модуляционного типа, так как ключ модулирует сигнал, который надо усилить, чтобы довести мощность хаотических колебаний до значений, которые обеспечат заданную дальность радиообмена.

Электронный ключ расположен между источником питания и генератором. Ключ управляется подаваемым на него информационным сигналом. Передатчик в данном исполнении функционирует следующим образом. В генераторе при подаче требуемого напряжения питания формируется непрерывный сверхширокополосный хаотический сигнал. При помощи электронного ключа в соответствии с битами передаваемого информационного сигнала, который в последовательном двоичном коде поступает на его управляющий вход, на генератор подаётся напряжение от источника питания. Для формирования импульса ключ открывается, на генератор подаётся напряжение питания, генератор включается и генерирует хаотический сигнал, который излучается антенной в среду передачи. В паузах между импульсами электронный ключ закрыт, на генератор не подаётся напряжение питания, генератор выключен и не потребляет энергии. Включение/выключение генератора в моменты времени, определяемые информационным сигналом, приводит к формированию хаотических радиоимпульсов на заданных временных позициях с заданными временными интервалами между ними.

Управление ключом модулятора в режиме передачи выполняется по командам цифровой части передатчика, формируемым в программируемой логической интегральной схеме (ПЛИС) или с использованием специализированной микросхемы. Микроконтроллер в соответствии с загруженной управляющей программой активизирует режимы передачи информации, ожидания; хранит информацию, необходимую для работы устройства в различных условиях; реализует интерфейсы связи с внешними устройствами.

К недостаткам такого подхода известного устройства можно отнести то, что здесь требуются широкополосные импульсные усилители мощности и широкополосные антенно-фидерные устройства, что усложняет схемотехническую реализацию и увеличивает затраты на изготовление устройства. Кроме того, все согласующие устройства обладают фильтрующими свойствами, следовательно, при прохождении через них СШП импульса не только сужается полоса пропускания, но и образуются побочные составляющие, на излучение которых требуется дополнительная энергия.

В [2] заявлен передатчик СШП сигналов третьего вида, основой которого является генераторный модуль, состоящий из генератора СШП сигнала, управляемого (стробируемого) по напряжению питания схемой управления питанием и антенны специальной конструкции в виде объёмного резонатора и цепи обратной связи.

Недостатком этого устройства является то, что заявленный передатчик может генерировать и излучать маломощные СШП сигналы. Кроме того, стробирование источника питания при излучении импульса приводит к возникновению остаточных свободных колебаний в резонаторе, длительность которых определится его добротностью. Это увеличивает энергетические потери и ухудшает спектральные характеристики СШП сигналов.

В [3] представлен оригинальный вариант приёмопередающего модуля, реализующего излучение импульсов СШП сигнала с использованием ударного возбуждения приёмопередающей антенны. Он содержит генератор пилообразных импульсов тока, соединённый с накопительным конденсатором, лавинный диод, приёмопередающую антенну, выполненную в виде двух разнесённых на некоторую величину проводников определённой длины, на входе последовательно соединённых с лавинным диодом и накопительным конденсатором и через управляемый ограничитель параллельно соединённых с входом приёмника.

Формирование импульса СШП сигнала начинается в момент начала лавинного процесса и продолжается в течение времени распространения волн тока по проводникам приёмопередающей антенны. Эти волны не только переносят энергию от накопительного конденсатора, но и излучают её, создавая направленное излучение по направлению своего распространения. При этом энергия из накопительного конденсатора не поступает в параллельно подключённый к входу приёмопередающей антенны приёмник, так как в одной из ветвей этого параллельного соединения последовательно включено управляемое ограничительное устройство, большое сопротивление которого во время разряда накопительного конденсатора и, соответственно, малое напряжение на входе приёмопередающей антенны препятствует перегрузке приёмника во время излучения. Во время приёма импульсов СШП сигнала сопротивление ограничительного устройства с заданным темпом убывает. При этом по линейному закону с таким же темпом увеличивается чувствительность приёмника. Таким образом, очевидно, что в данном исполнении управляемый ограничитель выполняет функцию своеобразного ключа, который подключает источник питания к устройству на длительности излучения импульсов СШП сигнала или отключает его на время приёма импульсов СШП сигнала.

Расстояние между проводниками приёмопередающей антенны, их форма и длина подбираются в зависимости от формы и пространственной длительности импульса СШП сигнала, обеспечивая увеличение направленности излучения. При этом скорость нарастания пилообразного тока и постоянная времени заряда накопительного конденсатора определяют период повторения излучаемых импульсов СШП сигнала.

Наиболее близким аналогом по технической сущности к предлагаемому является разрядная цепь ключевого радиопередатчика третьего вида, представленная в [4], принятая за прототип.

На фиг. 1 изображена схема разрядной цепи ключевого радиопередатчика, где обозначено:

6 – конденсатор нагрузочного колебательного контура (С_н);

7 – катушка индуктивности нагрузочного колебательного контура (L_н);

8 – резистор нагрузочного колебательного контура (R_н);

9 – разрядный дроссель (L_p);

10 – тиратрон (Т);

11 – разрядный конденсатор (С_р).

Устройство-прототип содержит последовательно соединенные тиратрон 10, разрядный дроссель L_p 9 и разрядный конденсатор С_р 11, при этом анод тиратрона 10 соединен с общей шиной. Параллельно этой цепи включен нагрузочный колебательный контур L_нC_нR_н, состоящий из параллельно включенных катушки индуктивности нагрузочного колебательного контура (L_н), конденсатора нагрузочного колебательного контура (С_н) и резистора нагрузочного колебательного контура (R_н), объединенные выводы которого соединены с общей шиной.

Функционирует устройство-прототип следующим образом. В исходном состоянии разрядный конденсатор С_р 11 заряжен до напряжения U_cp(t_зап), тиратрон 10 закрыт. Напряжения на разрядном дросселе L_p 9 и нагрузочном L_нC_нR_н контуре равны. Следовательно, напряжение U_cp(t_зап) разрядного конденсатора С_р 11 полностью приложено к участку анод – катод тиратрона 10. На фиг. 2 представлены временные диаграммы работы всех функциональных элементов устройства-прототипа. С началом прихода положительного импульса U_вх(t) на сетку тиратрона 10 (фиг. 2а) в момент времени t_зап тиратрон 10 открывается (поджигается) и разрядный конденсатор С_р 11 начинает разряжаться через разрядный дроссель L_p 9, тиратрон 10 и нагрузочный L_нC_нR_н контур. При этом через разрядный конденсатор С_р 11 протекает ток i_p(t) (фиг. 2б), напряжение U_ср(t) на разрядном конденсаторе С_р 11 начинает падать (фиг. 2в), напряжение $$U_{L_p}(t)$$на разрядном дросселе L_p 9 становится отличным от нуля (фиг. 2г), напряжение U_н(t) на L_нC_нR_н контуре также начинает изменяться (фиг. 2д), напряжение U_а(t) на аноде открытого тиратрона 10 становится равным нулю (фиг. 2е).

В момент времени t_г тиратрон 10 гаснет, цепь разрядного конденсатора 11 разрывается и ток i_p(t) через разрядный конденсатор С_р 11 прекращается (фиг. 2б). Прекращается изменение напряжения U_ср(t) на разрядном конденсаторе С_р 11, которое устанавливается на уровне U_ср(t_г) (фиг. 2в). Прекращается изменение напряжения на разрядном дросселе L_p 9, которое вновь становится равным нулю (фиг. 2г). При этом в колебательном нагрузочном L_нC_нR_н контуре возникают затухающие колебания напряжения U_н(t) с начальной (в момент времени t_г) амплитудой U_мп (фиг. 2д), а на аноде тиратрона 10 появляется напряжение (фиг. 2е), определяемое остаточным напряжением U_ср(t_г) на разрядном конденсаторе С_р 11 и колебательным затухающим напряжением U_н(t) с начальной амплитудой на колебательном нагрузочном L_нC_нR_н контуре. Величина остаточного напряжения U_ср(t_г) на разрядном конденсаторе С_р 11 зависит от колебательных свойств разрядной цепи в целом и свойства односторонней проводимости тиратрона 10 и определяется как

U _ср(t_г) - КU_cp(t_зап),

где К – коэффициент перезарядки разрядного конденсатора 11.

Индуктивность L_н катушки индуктивности 7, ёмкость C_н конденсатора 6, сопротивление R_н резистора 8, то есть параметры L_н, C_н, R_н элементов колебательного нагрузочного контура, индуктивность L_р разрядного дросселя 9 и ёмкость C_р разрядного конденсатора 11 определяют колебательные свойства разрядной цепи в целом и выбираются определенным образом.

Такая цепь позволяет радиопередатчику сформировать и излучать в канал радиоимпульсы, инициируемые потоком запускающих импульсов, поступающих на сетку тиратрона 10, который периодически под действием этих импульсов открывается (возгорается), позволяя разрядному конденсатору 11 разряжаться через разрядный дроссель 9, тиратрон 10 и нагрузочный резонансный LCR контур. При этом в момент окончания разряда разрядного конденсатора 11 напряжение на аноде тиратрона 10 становится равным нулю, то есть он гаснет, но в нагрузочном LCR контуре с этого момента начинаются свободные затухающие колебания, причём эти колебания, воздействуя на сетку тиратрона 10, заставляют колебаться его анодное напряжение в отрицательной области значений вокруг величины, равной остаточному напряжению на разрядном конденсаторе 11.

К недостаткам устройства-прототипа можно отнести следующее. За один рабочий цикл в нагрузочный L_нC_нR_н контур отдаётся энергия, величина которой определяется соотношением

$$W_{\text{н}}=\frac{{С}_{\text{p}}{U}_{\text{cp}}^2(t_{\text{зап}})}{2}-\frac{{С}_{\text{p}}{U}_{\text{cp}}^2(t_{\text{г}})}{2}=\frac{\mathrm{0,64}{С}_{\text{p}}{U}_{\text{cp}}^2(t_{\text{зап}})}{2}$$ ,

то есть 64% от накопленной первоначально. При этом в момент погасания t_г тиратрона 10 во избежание обратного пробоя необходимо соблюдать ряд таких условий и ограничений, которые исключают скачок напряжения на его аноде. Кроме того, колебания анодного напряжения U_а(t) тиратрона 10 под воздействием остаточного напряжения U_ср(t_г) разрядного конденсатора 11 и колебательного затухающего напряжения U_н(t) нагрузочного L_нC_нR_н контура и определяют необходимость выполнения упомянутых выше условий и ограничений. Наконец, длительность затухающих колебаний на выходе нагрузочного L_нC_нR_н контура будет определяться величиной его добротности. Чем больше добротность, тем дольше во времени затухают колебания – это неблагоприятно сказывается на энергетических и спектральных характеристиках таких сигналов, и увеличивает вероятность межсимвольной интерференции.

Задача – предлагаемого устройства заключается в улучшении спектральных и энергетических характеристик сверхширокополосных сигналов и уменьшение вероятности возникновения межсимвольной интерференции.

Для решения поставленной задачи в ключевой радиопередатчик короткоимпульсных сверхширокополосных сигналов, содержащий нагрузочный колебательный контур, состоящий из конденсатора и катушки индуктивности с активным сопротивлением, согласно изобретению, введены последовательно соединенные первый и второй ключи, а также третий ключ, последовательно соединенные генератор тактовых импульсов (ГТИ) и блок обработки и управления (БОУ), первый выход которого соединен со вторым входом первого ключа, первый вход которого является входом ключевого радиопередатчика; второй выход БОУ соединен со вторым входом третьего ключа, выход которого подключен к точке соединения первого выхода второго ключа и одного вывода катушки индуктивности, другой вывод которой через активное сопротивление соединен с общей шиной и первым входом третьего ключа; третий выход БОУ подключен ко второму входу второго ключа, второй выход которого соединен с одной обкладкой конденсатора и вторым входом БОУ, при этом другая обкладка конденсатора соединена с третьим входом БОУ и общей шиной, причем нагрузочный колебательный контур является передающей антенной предлагаемого устройства.

На фиг. 3 представлена блок-схема предлагаемого устройства с выделенным нагрузочным колебательным контуром, где обозначено:

1, 2, 3 – первый, второй и третий ключи (Кл);

4 – блок обработки и управления (БОУ);

5 – генератор тактовых импульсов (ГТИ);

6 – конденсатор нагрузочного колебательного контура (С);

7 – катушка индуктивности нагрузочного колебательного контура (L);

8 – активное сопротивление катушки индуктивности нагрузочного колебательного контура (R_L).

Аббревиатура КС в левом пунктирном прямоугольнике расшифровывается как «ключевая система», аббревиатура КК в правом пунктирном прямоугольнике расшифровывается как «колебательный контур».

Заявляемое устройство содержит последовательно соединённые первый 1 и второй 2 ключи, последовательно соединенные ГТИ 5 и БОУ 4, первый выход которого соединен со вторым входом первого ключа 1, первый (сигнальный) вход которого является входом радиопередатчика. Второй выход БОУ 4 соединен со вторым входом третьего ключа 3, выход которого подключен к точке соединения первого выхода второго ключа 2 и одного вывода катушки индуктивности L 7, другой вывод которой через активное сопротивление 8 соединен с общей шиной и первым входом третьего ключа 3. Кроме того, третий выход БОУ 4 подключен ко второму входу второго ключа 2, второй выход которого соединен с одной обкладкой конденсатора С 6 и вторым входом БОУ 4. При этом другая обкладка конденсатора С 6 соединена с третьим входом БОУ 4 и общей шиной. Нагрузочный колебательный контур является передающей антенной предлагаемого ключевого радиопередатчика короткоимпульсных сверхширокополосных сигналов.

Заявляемое устройство работает следующим образом. В исходном состоянии Кл₁ 1 и Кл₂ 2 открыты (замкнуты), а Кл₃ 3 закрыт (разомкнут), при этом в течение некоторого промежутка времени δТ ≤ΔТ = Т_и/4 на вход устройства с выхода преобразователя напряжения (на фиг. 3 не показан) подаётся напряжение с уровнем U_m,С, необходимым для ключевой системы в зависимости от выбранного уровня мощности излучаемого сигнала. Здесь Т_и = 1/f_cp – период колебания с частотой$$f_{\text{ср}}=\frac{f_{\min }+f_{\max }}{2}=\frac{1}{2\pi \sqrt{LC}}$$, где f_min, f_max – нижняя и верхняя границы полосы рабочих частот. С момента времени t₀ = δТ до момента времени t₁ начинает заряжаться конденсатор С 6 нагрузочного колебательного контура до максимального значения U_max,С. Одновременно с одной и другой обкладок С 6 соответственно на второй и третий входы БОУ 4 начнёт поступать конденсаторное напряжение

$$U_{С}(t)=K(t)\cdot U_{\max ,C}\sin \left(2\pi f_{\text{cp}}t\right)$$ .

Здесь $$K(t)=e^{-\alpha t}$$- коэффициент затухания, а $$\alpha =\frac{R_L}{X_L}=\frac{R_L}{2\pi f_{\text{ср}}L}$$- декремент затухания.

В БОУ 4 отслеживаются моменты времени, соответствующие экстремумам и нулям зависимости U_C(t) для того, чтобы на основе этих данных и сигналов, поступающих с выхода ГТИ 5 на первый вход БОУ 4, формировать команды управления ключевой системой. Таким образом, в момент времени t₁ будет фиксироваться первый экстремум (максимум) напряжения U_C(t). В этот момент первый ключ Кл₁ 1 размыкается (закрывается) и до момента окончания длительности текущего импульса СШП сигнала t₆ в нагрузочном колебательном контуре, который является передающей антенной, будут происходить свободные колебания с частотой f_cp. В момент t₆, когда напряжение на конденсаторе С 6 равно нулю, а на катушке L 7 – максимально, по командам БОУ 4 второй ключ Кл₂ 2 размыкается (закрывается), третий ключ Кл₃ 3 замыкается (открывается), замыкая катушку индуктивности L 7 на себя, сохраняя таким образом оставшуюся энергию в виде кинетической энергии магнитного поля. Такое состояние ключевой системы будет сохраняться до момента начала излучения очередного импульса СШП сигнала, когда под управлением БОУ 4 ключевая система снова перейдёт в исходное состояние, описанное ранее. При этом после излучения очередного импульса СШП сигнала остаточные колебания в нагрузочном колебательном контуре будут исключены, так как энергия на излучение с момента времени t₆ до момента начала излучения очередного импульса СШП сигнала оказывается «запертой» в катушке индуктивности L 7.

На фиг. 4 представлены временные диаграммы нормированных на максимальные амплитуды: напряжение на С 6 (фиг. 4а), тока нагрузочного колебательного контура (фиг. 4б) и напряжения на L 7 (фиг. 4в), где соотношение для U_C(t) представлено выше, а$$U_L(t)=K(t)\cdot U_{\max ,L}\sin \left(2\pi f_{\text{cp}}-\frac{\pi }{2}\right)$$ и $$i(t)=i_{\max }K(t)\cdot \sin \left(2\pi f_{\text{cp}}t+\frac{\pi }{2}\right)$$.

На фиг. 4 серым жирным штрихом показано изменение коэффициента затухания К(t) с течением времени. При этом оставшаяся в катушке индуктивности L 7 энергия будет использована при излучении очередного импульса СШП сигнала, следовательно, из источника питания можно отбирать на такое же количество энергии меньше.

На фиг. 5 представлено снижение уровня коэффициента затухания К(t) от максимальной величины (единицы) до значения, которое определяется средним периодом следования импульсов СШП сигнала Т_ср.

На фиг. 6 с учётом влияния затухания представлена динамика перехода нормированных на максимальные значения потенциальной энергии электрического поля конденсатора С 6 в кинетическую энергию магнитного поля катушки индуктивности L 7 и обратно в процессе свободных колебаний в нагрузочном колебательном контуре, где $$E_C(t)=\frac{СU_{С}^2(t)}{2}$$,$$E_L(t)=\frac{L{i}^2(t)}{2}$$. Из анализа фиг. 6а) следует, что с момента окончания излучения текущего импульса СШП сигнала (t₆) остаточные колебания на выходе устройства отсутствуют.

Из анализа фиг. 5 и фиг 6б) следует, что при выбранных параметрах нагрузочного колебательного контура и ключевой системы, описанный выше алгоритм управления ключами позволит в среднем экономить до 30% энергии при излучении в эфир каждого импульса СШП сигнала.

Таким образом, БОУ 4 с необходимой скважностью формирует текущие импульсы с учётом того, что энергия колебательной системы будет пополняться на величину, равную количеству излучённой импульсом и рассеянной в катушке индуктивности энергии. При этом излучаемая мощность регулируется преобразователем напряжения, энергия которого тратится только на излучение импульсов СШП сигнала и потери в катушке индуктивности 7.

На фиг. 7 в качестве примера приведена нормированная на единицу спектральная плотность мощности импульса СШП сигнала на обкладках С 6. Здесь $$S_C(f)={\displaystyle \underset{\mathrm{0,5}\Delta T}{\overset{6\Delta T}{\int }}{U}_C(t)e^{-j2\pi ft}dt}$$ - спектральная плотность амплитуд.

Следовательно, предлагаемое устройство обеспечивает заявленные качества, что следует из анализа, представленного выше материала.

Реализация заявленного устройства не вызывает затруднений, так как все элементы и функциональные блоки, входящие в него, широко используются в отечественных и зарубежных устройствах, а также описаны в патентах и технической литературе. Например, цифровая обработка и формирование управляющих и информационных сигналов в БОУ 4 могут выполняться ПЛИС типа 5M240ZT100C5 и микроконтроллером типа STM32L151RBT6.

Источники информации.

1. Описание полезной модели к патенту 146504 (РФ). Система связи для передачи информации с использованием сверхширокополосных хаотических сигналов. МПК Н04К 1/100 / Дмитриев А.С., Андреев Ю.В., Герасимов М.Ю., Лазарев В.А. Заявка № 2013122000/07 от 14.05.2013. Опубл. 10.10.2014 г.

2. Патент 2331980 (РФ). Передатчик СШП-сигнала для радарных и сенсорных устройств. МПК Н04В 1/02, Н03В 5/18 / Крылов К.С., Федотов Д.В., Судаков А.А., Митяев Е.Н., МУН Вангджин (KR), ЛИ Хансеок (KR), Королёв В.С. Заявка № 2007101081/09 от 16.01.2007. Опубл. 20.04.2008 г.

3. Патент 2313870 (РФ). Способ формирования и приёма импульсных электромагнитных сигналов сверхкороткой длительности без несущей и устройство для его осуществления. МПК Н01Q 21/06 / Самсонов А.В., Самсонов И.А., Маминов Е.М., Лазарев Л.С. Заявка № 2006121141/09 от 14.06.2006. Опубл. 27.12.2007 г.

4. Патент 2079207 (РФ). Ключевой радиопередатчик навигационной системы дальнего действия. МПК Н04В 1/04 / Гужва Ю.Г., Дмитриков В.Ф., Вашурин А.В., Зарубин С.П., Осетров Ю.И., Охинченко А.П., Писарев С.Б. Заявка № 940113809/09 от 11.08.1994. Опубл. 10.05.1997 г.

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в передающих устройствах радиоэлектронных систем и средств, излучающих сверхширокополосные (СШП) короткоимпульсные сигналы. Технический результат - повышение показателей спектральных и энергетических характеристик СШП сигналов, уменьшение вероятности возникновения межсимвольной интерференции. В устройство, содержащее нагрузочный колебательный контур, состоящий из конденсатора (6) и катушки индуктивности (7) с активным сопротивлением (8), введены последовательно соединенные первый (1) и второй (2) ключи, а также третий ключ (3), последовательно соединенные генератор тактовых импульсов (ГТИ) (5) и блок обработки и управления (БОУ) (4), причем нагрузочный колебательный контур является передающей антенной предлагаемого устройства. При этом обеспечен вынос индуктивности за апертуру антенны и в момент начала излучения текущего импульса первый и второй ключи открыты (замкнуты), а третий ключ закрыт (разомкнут). 7 ил.

Ключевой радиопередатчик короткоимпульсных сверхширокополосных сигналов, содержащий нагрузочный колебательный контур, состоящий из конденсатора и катушки индуктивности с активным сопротивлением, отличающийся тем, что введены последовательно соединенные первый и второй ключи, а также третий ключ, последовательно соединенные генератор тактовых импульсов (ГТИ) и блок обработки и управления (БОУ), первый выход которого соединен со вторым входом первого ключа, первый вход которого является входом ключевого радиопередатчика; второй выход БОУ соединен со вторым входом третьего ключа, выход которого подключен к точке соединения первого выхода второго ключа и одного вывода катушки индуктивности, другой вывод которой через активное сопротивление соединен с общей шиной и первым входом третьего ключа; третий выход БОУ подключен ко второму входу второго ключа, второй выход которого соединен с одной обкладкой конденсатора и вторым входом БОУ; другая обкладка конденсатора соединена с третьим входом БОУ и общей шиной, при этом нагрузочный колебательный контур является передающей антенной предлагаемого устройства, причем БОУ выполнен с возможностью отслеживания моментов времени, соответствующих экстремумам и нулям зависимости UC(t) для того, чтобы на основе этих данных и сигналов, поступающих с выхода ГТИ на первый вход БОУ, формировать команды управления ключевой системой, то есть размыкать и замыкать соответствующие ключи, сохраняя таким образом оставшуюся энергию в виде кинетической энергии магнитного поля.