И.А. Жариков1

1 ВУНЦ ВМФ "Военно-морская академия" (Санкт-Петербург, Россия)

1 zharikov.igor2015@yandex.ru

Постановка проблемы. Существующие средства связи с погруженными объектами (ПО) в используемых низкочастотных диапазонах не позволяют обеспечить связь на рабочих глубинах из-за имеющей место зависимости проникновения электромагнитных колебаний в морскую воду от частоты сигнала. В связи с этим обеспечение связи на крайне низких частотах (КНЧ), особенно в диапазоне 0,1...10 Гц, представляет собой актуальную проблему. Для приема сигналов КНЧдиапазона погруженным объектом применяют буксируемые кабельные радиоантенны (БКР), в конструкции которых присутствуют металлические электроды, служащие для обеспечения гальванического контакта с морской водой. Наряду с задачей обеспечения передачи сигналов на рабочие глубины, имеет место проблема значительного уровня шумов, возрастающих с понижением частоты несущего сигнала. Кроме поглощения водой, качество низкочастотного сигнала снижается из-за наличия собственных шумов буксируемой антенны. Один из основных видов собственных шумов? электродный (турбулентный), возникающий из-за влияния турбулентных пульсаций давления воды вблизи поверхности электродов антенны и возрастающий при буксировании. Повысить качество связи в КНЧдиапазоне можно путем совершенствования антенны.

Цель. Проанализировать способы снижения электродного шума и предложить технические решения по разработке и изготовлению усовершенствованной приемной БКР КНЧдиапазона с низким уровнем собственного шума.

Результаты. Проведен сравнительный анализ способов электродного шума. Предложено использовать для изготовления электродов антенны материалы с низким уровнем электрохимического шума, предварительно отполированные и замоченные в морской воде не менее суток. В качестве материалов электродов рекомендованы тантал, титан (типа ВТ-10), медь (типа М1), латунь (типа ЛС-59), нержавеющая сталь (типа Х18Н9Т или 12Х18Н10Т). Показано, что конкретный выбор материала возможен после изготовления электродов и проведения натурных экспериментов по измерению собственного шума БКР. Представлена конструкция электродов в виде цилиндра или цилиндрической формы с развитой или губчатой поверхностью, позволяющая дополнительно снизить уровень собственного шума антенны. Установлено, что применение несплошной диэлектрической оболочки с микроканалами, в которую помещен электрод, уменьшает влияние турбулентных пульсаций потока обтекания воды при буксировании на электрод, и, соответственно, снижает уровень собственного шума антенны. Показано, что дополнительное улучшение качества связи возможно при изготовлении микроканалов под углом к поверхности электрода для увеличения длины микроканала, а также при изготовлении микроканалов нелинейной формы, имеющих внутреннюю поверхность с нарезами. Рассмотрена технология разработки и изготовления БКР с микроканальной оболочкой на электроде, заключающаяся в применении специальной установки. Предложено предварительно на заготовке оболочки заданной толщины изготавливать прямые микроканалы путем нарезания из спеченных блоков многожильных световодов, путем последовательного нагрева, обката валками разного диаметра и охлаждения формировать изогнутые микроканалы.

Практическая значимость. Представленная БКР с применением разработанных технических предложений позволит снизить уровень собственного шума и повысить качество связи с ПО в КНЧдиапазоне в несколько раз.

Жариков И.А. Технические предложения по разработке и изготовлению буксируемой приемной кабельной радиоантенны диапазона крайне низких частот // Успехи современной радиоэлектроники. 2026. T. 80. No 3. С. 47-56. DOI: https://doi.org/10.18127/ j20700784-202603-07

1. Бернштейн С.Л., Барроуз М.Л., Эванс Дж.Е. и др. Дальняя связь на крайне низких частотах // ТИИЭР. 1974. Т. 62. № 3. С. 5-30.
2. Пахотин В.А.  Основные научные и научно-технические проблемы обеспечения связи с глубокопогруженными объектами // В кн.: Стратегическая стабильность России на море. М.: Торус-Пресс. 2020. С. 89-109.
3. Жариков И.А., Орлов А.Е., Пахотин В.А. Способы снижения электродных шумов буксируемой электродной кабельной радиоантенны при приеме сигналов в диапазоне крайне низких частот // Сб. ВУНЦ ВМФ «Военно-морская академия» 2024. Вып. 2. С. 77-88.
4. Жариков И.А., Орлов А.Е., Пахотин В.А. Модель и методика расчета собственного шума буксируемой кабельной радио-антенны КНЧ-диапазона // Сб. тезисов «Системы связи и радионавигации» / Под ред. Б.А. Беляева. Красноярск: АО «НПП «Радиосвязь». 2023. С. 243-246.
5. Жариков И.А., Орлов А.Е., Романенко А.М. О возможности снижения турбулентных шумов буксируемой электродной кабельной радиоантенны. // Материалы конф. «XXVI Всеросс. семинар с междунар. участием по струйным, отрывным и нестационарным течениям» (Санкт-Петербург, 27 июня – 1 июля 2022 г.). СПб: Балтийский гос. технич. ун-т. 2022. С. 82-83.
6. Смоляков А.В., Ткаченко В.М. Измерение турбулентных пульсаций. Л.: Энергия. Ленингр. Отделение. 1980. 264 с.
7. Миниович И.Я., Перник А.Д., Петровский В.С. Гидродинамические источники звука. Л.: Судостроение. 1972. 480 с.
8. Ткаченко В.М. Структура поля турбулентных пульсаций давления на продольно обтекаемом цилиндре // Акустический журнал. 1994. Т. 40. № 3. С. 524–525.
9. Максименко В.Г. Уменьшение шума движения морского электродного датчика электрического поля // Радиотехника и электроника. 2022. Т. 67. № 3, С. 268-274.
10. Патент № 59327 U1 (РФ). Буксируемая кабельная антенна. / Пахотин В.А., Воинов В.В., Куртов С.М., Катанович А.А. Бюлл. № 34; заявлен 11.07.2006; опубликован 10.12.2006.
11. Жариков И.А., Пахотин В.А. Методика совершенствования конструкции буксируемой кабельной электродной антенны крайне низких частот // Материалы открытой республиканской науч.-практич. интернет-конф. «Информационные радио-системы и радиотехнологии - 2024» (г. Минск, 21-22 нояб. 2024 г.) / Под ред. В.А. Богуша и др. Минск: БГУИР. 2024. С. 305-306.
12. Фоменко В.С. Эмиссионные свойства материалов: Справочник. Изд. 4-е, перераб. и доп. Киев: Наукова думка. 1981. 339 с. 
13. Патент № 2024133768 U (РФ). Буксируемая кабельная радиоантенна крайне низких частот. / Пахотин В.А., Жариков И.А., Орлов А.Е. Заявлен 11.11.2024; опубликован 16.10.2025.
14. Патент № 2099809 С1 (РФ). Способ изготовления пластины с микроканалами. / Кокаев Т.В. Заявлен 28.20.1996; опубликован 20.12.1997.