ПРИЛОЖЕНИЕ G

VLF РАДИОСТАНЦИЯ HAROLD E.HOLT (США - АВСТРАЛИЯ)

 

G1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Координаты: 21°48'58"S 114°09'55"E.

Позывной: NWC

Период работы: с 1967 г. (активна).

Рабочая частота: 19.8 кГц

Мощность передатчика: до 2000 кВт

Мощность, излучаемая антенной: до 1000 кВт;

Классы излучения: F3C (FSK и MSK), A1A (резервный).

панорама VLF радиостанции Harold E. Holt

Рис.G.1. Панорама VLF радиостанции Harold E. Holt

(иллюстрация с сайта hayleyanderson.com)

 

Радиостанция была построена США в 1967 г. в рамках расширения своих военно-морских баз в Австралии. Ее историческим предшественником была плавучая база связи подводных лодок США USS Pelias, располагавшаяся в заливе Эксмут (Exmouth) на северо-востоке континента еще со времен Второй Мировой Войны. Главной целью строительства станции было расширение зоны покрытия на диапазонах VLF и HF в акваториях Тихого и Индийского океанов. Основой для строительства стал пакет соглашений между США и Австралией, подписанный в начале 60-х годов, когда премьер-министром Австралии был Гарольд Холт (Harold E.Holt), в честь которого и была названа станция после того, как он пропал без вести, плавая в океане.

Первоначально станция находилась полностью в ведении ВМС США. Однако, в связи с массовыми протестами населения и ряда политических партий против существования на территории Австралии военных баз США, статус радиостанции несколько раз изменялся: сначала в состав командования и технических подразделений были частично допущены австралийцы, потом станция стала объектом совместного управления, а в 1992 году она уже полностью перешла под контроль ВМФ Австралии.

7 октября 2008 года пассажирский самолет Airbus A330-300 авиакомпании Qantas, пролетая над районом расположения радиостанции, чуть не потерпел крушение в результате сбоя компьютера бортовой системы полетных данных ADIR (Air Data Internal Reference) и подачи ей ложного сигнала на автопилот, следствием чего явилось резкое неуправляемое снижение высоты, после чего пилоты были вынуждены посадить самолет на запасной аэродром недалеко от города-спутника радиостанции Эксмута. Причина сбоя не была установлена, однако высказывались предположения, что сбой был вызван мощным радиоизлучением радиостанции. Аналогичный случай произошел с смолетом того же типа той же авиакомпании 27 декабря того же года. Но и в этот раз причины сбоя не были установлены. Специальные испытания не подтвердили возможного влияния радиоизлучения станции на систему ADIR и причина двух инцидентов так и осталась невыясненной, что усилило негативное отношение к станции со стороны общественности Австралии.

радиостанция Harold E. Holt на спутниковой карте Google Maps

Рис.G.2. Радиостанция Harold E. Holt на спутниковой карте Google Maps

 

Радиостанция расположена на двух площадках - A и B. На площадке A расположена электрическая подстанция и VLF радиостанция, т.е. обственно то, что интересует нас в разрезе темы настоящей главы. На площадке B, находящейся на несколько миль южнее площадки A, расположены КВ радиостанция и единый командный пункт, с которого ведется управление передачей в обоих диапазонах VLF. Позывной станции - NWC образован от первых букв ее первоначального названия North West Cape, происходившего от названия мыса, на котором она расположена.

 

G2. АНТЕННА И АНТЕННОЕ ПОЛЕ

Антенна рассматриваемой радиостанции по схеме и конструктивным решениям является копией антенной секции типа Trideco радиостанции Cutler, отличаясь от нее, в основном, размерами. Проектировала антенну та же компания DECO Electronics (Вашингтон, округ Колумбия), которая проектировала антенну станции Cutler. В проекте также участвовали фирма Holme & Narver Inc. и генподрядчик строителства станции компания Continental Electronic Manufacturing Co., бывшая генподрядчиком строительства станции Cutler.

Решения по выбору геометрических и конструктивных параметров антенны принимались в три этапа (см. отчет US NAVY Report AD 408682: Basis of selection of VLF antenna configuration). На первом этапе выбиралась принципиальная схема путем сравнения различных вариантов по показателям соотношения стоимости и эффективности, при этом рассматривались следующие схемы:

  • антенна, аналогичная антенне радиостанции Cutler (с двумя антенными секциями) в масштабе 0.9;
  • одиночная антенна зонтичного типа высотой 3000 футов;
  • две зонтичные антенны высотой по 2200 футов, работающие параллельно (по типу антенны радиостанции Lualualei);
  • антенна, аналогичная одной антенной секции радиостанции Cutler в увеличенном масштабе.

При сопоставлении вариантов предпочтение было отдано последнему. На втором этапе был проведен выбор оптимальных размеров в части высоты мачт и расстояний между ними. В части размеров было просчитано 18 вариантов (см. таблицу)

таблица вариантов геометрических размеров антенны VLF радиостанции Harold E. Holt по отчету US NAVY Report AD 408682

Варианты геометрических размеров антенны VLF радиостанции Harold E. Holt по отчету US NAVY Report AD 408682.

Aspect ratio - отношение высоты мачт второго ряда варианта к максимальной высоте над землей антенного полотна антенной секции Cutler, умноженной на коэффициент 1.28. Similitude ratio - отношение любого линейного размера варианта к аналогичному размеру антенной секции Cutler, помноженному на коэффициент 1.28

 

На третьем этапе проводилась оптимизация геометрии и системы натяжения фидеров (прямые, косые, с противовесами или без них и т.п.). В конечном счете были приняты следующие высоты мачт:

  • центральная (С) - 387 м (1270 футов);
  • периферийные 1-го ряда (B) - 364 м (1194 фута);
  • периферийные 2-го ряда (A) - 304 м (997 футов).

при расстояниях между ними в соответствии с рис.G.4

конструктивная схема aнтенны VLF радиостанции Harold E. Holt

Рис.G.3. Конструктивная схема антенны VLF радиостанции Harold E. Holt

 

Кроме несколько увеличенных (на 35%) размеров антенна радиостанции Harold E.Holt отличается от прототипа - одиночной антенной секции радиостанции Cutler также тем, что для натяжения тросов антенного полотна используются элетроприводные лебедки, а не противовесы на эстакадах, при этом фидеры панелей антенного полотна растягиваются так же противовесами на эстакадах и имеют такую же геометрию, что и у радиостанции Cutler.

aнтенное поле VLF радиостанции Harold E. Holt

Рис.G.3. Антенное поле VLF радиостанции Harold E. Holt

 

Заземление выполнено по той же схеме, что и у радиостанции Cutler, и имеет суммарную длину медных проводов около 240 миль.

Замеры параметров антенны, произведенные радиолабораторией NRL (Naval Radio Lab) США в 1967 и 1971 годах (см. Antenna Paramieters of the U.S. Navy VLF Transmitting Station, NWC, Harold E. Holt at Exmouth, Australia), дали следующие значения для частот настройки 15.5 кГц/23.3 кГц при токе антенны 1800 А (полная мощность передатчика 2000 кВт):

  1. сопротивление излучения: 0,142-0,143/0,323-0,329 Ом;
  2. эффективная высота: 184/194 м;
  3. излучаемая мощность: 462/1065 кВт.
  4. КПД - до 50%;

Ширина полосы пропускания антенны при настройке на номинальную частоту 22,3 кГц составила 335-390 Гц для правого и левого геликсов соответственно. Сопротивление заземления в диапазоне частот от 14,2 кГц до 26,9 кГц изменялось от 0,175 Ом до 0,545 Ом.

 

G3. ПЕРЕДАТЧИК

На радиостанции используется VLF передатчик AN/FRT67, входящий в унифицированную серию передатчиков для нужд ВМС США. Он имеет на выходе 4 двухтактных ламповых усилителя мощностью по 500 кВт, нагруженными на трансформаторы, выходные обмотки которых включены последовательно, в результате чего мощность выходных усилителей суммируется и полная выходная мощность передатчика может изменяться от 500 кВт до 2000 кВт в зависимости от числа работающих усилителей. Каждый усилитель имеет в каждом своем плече по 4 мощных вакуумных триода типа ML6696 с водяным охлаждением (разработчик и производитель - фирма Machlett Laboratories Inc.).

принципиальная схема усилителя мощности передатчика AN/FRT67

Рис.G.5. Принципиальная схема усилителя мощности передатчика AN/FRT67

(источник иллюстрации [3])

 

Подключение передатчика к антенне осуществляется через систему согласующих и коммутирующих устройств (см. рис.G.6), состояющую из двух каналов - основного и резервного. Каждый из этих каналов включает линейные переключатели и разветвители, объединенные в группы входной (line switching) и выходной (antenna switching) коммутации, а также компоненты настройки (tuning components), включающие T-образный фильтр и группу геликсов и вариометров. Подключение к фидерам (antenna downlead) антенных панелей осуществляется с помощью щеточных коммутаторов (bushing A, B), аналогичных коммутаторам антенных панелей радиостанции Cutler.

система согласования передатчика AN/FRT67 с антенной

Рис.G.6. Система согласования передатчика AN/FRT67 с антенной

(источник иллюстрации [1])

 

 

G4. ЗОНА ПОКРЫТИЯ

На рис.G.7 приведена карта зоны покрытия, составленная фирмой GEM Systems Inc. по результатам проведенных ей измерений в 2014 - 2016 годах. Видно, что станция целиком покрывает акваторию Индийского океана, а также юго-западную часть акватории Тихого океана, не покрытую станциями Jim Creek и Lualualei.

карта зоны покрытия радиостанции Harold E.Holt по данным GEM Systems Inc.

Рис.G.7. Карта зоны покрытия радиостанции Harold E.Holt по данным GEM Systems Inc.

Контур 54 dB соответствует уровню полезного сигнала 0.5 мВ/м, контур 48 dB - уровню 0.25 мВ/м (глубина замера и соотношение сигнал/шум не указаны, источник иллюстрации: www.gemsystems.ca)

 

 

G5. ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ И ИЛЛЮСТРАЦИЙ

1. NAVCOMMSTA North West Cape (renamed Harold E. Holt), Exmouth (NWC) Australia
2. Shire of Exmouth's Web/Communications Station (на архивной версии сайта www.exmouth.wa.gov.au)
3. James Thomas Gobbel. An aid for optimum design antenna systems for VLF. 1967.

* * * * * * * * *

 

 

Опубликовано 16.09.2020 Последнее изменение - нет

© Janto 2020 Все права защищены