ПРИЛОЖЕНИЕ J

VLF РАДИОСТАНЦИИ ВЕЛИКОБРИТАНИИ

 

J1. РАДИОСТАНЦИЯ RUGBY

Координаты: 52°22'2"N 1°11'18"W.

Позывной: GBR

Период работы: 1926 - 2003 г.г. (мачты демонтированы в 2004 - 2007 г.г.)

Рабочая частота: 16.0 кГц

Мощность передатчика: до 500 кВт

Мощность, излучаемая антенной: до 150 кВт;

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

спутниковая карта местности, где находилась VLF радиостанция Rugby, и ее здание до пожара 1943 г

Рис.J.1. Спутниковая карта местности, где находилась VLF радиостанция Rugby, и ее здание до пожара 1943 г. (источник фото - сайт maritimeradio.org )

 

Радиостанция Rugby - национальная гордость Великобритании. Она была построена в 1926 году для телеграфной радиосязи со странами Британского Содружества, военно-морским и гражданским флом Великобритании и с остальным миром. Утверждалась, что она обеспечивала покрытие всей территории земного шара, что нашло отражение в ее рекламном слогане: «Any Distance! Any Ocean!! Any Ship!!!» (Любое расстояние! Любой океан!! Любой корабль!!!). Станция расположилась почти в самом центре Англии - на окраине небольшого поселка Hillmorton, являющегося пригородом города Rugby, откуда и название станции.

Антенна станции традиционно представляла собой образованный фидером вертикальный излучатель, электрически удлиняемый индуктивностью-геликсом в основаниии и верхней емкостной нагрузкой из двухсекционного антенного полотна, образованного проводами, растянутыми по 12 мачтам высотой по 820 футов (250 метров). Мачты были установлены на расстоянии около четверти мили друг от друга, образуя две следующие друг за другом подковы (см. схему в левом верхнем углу рис.J.2). Они были изолированы от земли и выполнены из стальных ферм треугольного сечения, внутри которых ходили лифты для обслуживающего персонала.

Секции антенного полотна имели разный размер. Основная была растянута по 8 мачтам, образующим первую подкову, дополнительная - по 6, образующим вторую подкову. Они могли подключаться к фидеру как вместе (основная конфигурация), так и по отдельности (резервная конфигураций на случай ремонта и обслуживания). Их провода натягивались расположенными на специальных площадках мачт электроприводами, которые должны были автоматически поддерживать заданное усилие натяжения для исключения обрыва при недопустимых нагрузках, например, при обледенении или при ураганном ветре.

панорама антенного поля VLF радиостанции Rugby, схема антенны и антенная мачта с лифтом и площадкой электропривода

Рис.J.2. Панорама антенного поля VLF радиостанции Rugby, схема антенны и антенная мачта с лифтом и площадкой электропривода (источник фото - сайт subbrit.org.uk)

 

Заземление было выполнено стандартным способом путем заглубления в грунт по всей площади антенного поля медных проводников суммарной длиной около 120 миль.

В 1956 году была проведена модернизация антенны (в основном, замена мачт) без изменения ее схемы. После модернизации на рабочей частоте 16 кГц антенна обладала удовлетворительной эффективной высотой - порядка 180 м, но посредственным КПД - не более 29%, что при подводимой к ней мощности 500 кВт обеспечивало мощность излучения 145 кВт.

На станции использовался специально разработанный для нее передатчик. Он имел на выходе три включенных параллельно усилителя мощности на лампах, в сумме дававших на выходе около 500 кВт, и работал только в режиме телеграфии A1A. В 1967 году была проведена его модернизация, в т.ч. обеспечена работа в режиме модуляции FSK и MSK, повышена стабильность частоты и установлены новые усилители мощности с элементами резервирования, обеспечившие значительное повышение мощности, подводимой к антенне (точных данных нет).

 

Во время Второй Мировой Войны станция дважды выходила из строя. Первый раз это произошло в 1940 году, когда в результате сильнейшего обледенения, несмотря на наличие упомянутой выше системы регулирования натяжения, проводники антенного полотна лопнули, не выдержав ледяной нагрузки. В результате подводный флот Великобритании на некоторое время остался без подводной радиосвязи. В 1943 году на станции произошел сильнейший пожар, вызванный техническими причинами, который во второй раз за время ВМВ оставил Королевский ВМФ Великобритании без подводной связи. Поэтому в срочном порядке пришлось ускорять работы по завершению запуска резервной VLF радиостанции Criggion, строительство которой началось в 1940 году, и на счастье МВФ Британии она заработала уже через несколько дней, используя ту же частоту и тот же позывной, что и Rugby. Однако ее возможности по зоне покрытия были существенно хуже и ВМФ испытывал серьезные трудности с подводной связью 6 месяцев, пока Rugby не была восстановлена.

 

Радиостанция Rugby весьма широко афишировалась и афишируется до сих пор, как выдающееся достижние британской нации. Однако ее зона покрытия не особо выделяла ее в ряду других VLF станции связи с подводными лодками, более того, по этому параметру она уступала немецкой радиостанции Goliath, т.к. уступала ей по параметрам антенны и передатчика. В т.ч. по этой причине подводный флот Великобритании в годы ВМВ не оказал должной конкуренции подводному флоту нацистской Германии. После упомяных выше модернизаций антенны и передатчика зона покрытия станции существенно увеличилась (см. рис.J.3), но и в этом случае она уступала зоне покрытия станции Goliath, которую та имела во время ВМВ.

зона покрытия радиостанции Rugby

Рис.J.3. Карта зоны покрытиия радиостанции Rugby (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). Пунктиром показана ориентировочная зона покрытия радиостанции Goliath по уровню 48 дб.

 

После введения в эксплуатацию в 1964 году более современной VLF станции Anthorn, построенной для нужд НАТО, эксплуатация станции Rugby продолжалась, при этом на нее дополнительно были возложены функции передачи сигналов эталонных частот и времени. Однако с введением в строй еще более современной, уже собственной, станции Skelton, необходимость в морально устаревшей станции Rugby отпала и в 2003 г. она вышла в эфир в последний раз, а в 2004 - 2007 годах все ее мачты были демонтированы. Здания станции были сохранены в качестве музейных экспонатов, а на территории антенного поля в настоящее ведется подготовка к строительству нового жилого района.

 

J2. РАДИОСТАНЦИЯ CRIGGION

Координаты: 52°43'21"N 3°3'47"W.

Позывной: GBZ

Период работы: 1943 - 2003 г.г. (мачты демонтированы)

Рабочая частота: 19.8 кГц.

Мощность передатчика: до 500 кВт

Мощность, излучаемая антенной: нет данных

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

спутниковая карта местности, где находилась VLF радиостанция Criggion

Рис.J.4. Спутниковая карта местности, где находилась VLF радиостанция Criggion

 

Как уже было сказано выше, радиостанция Criggion (Криггион) планировалась в качестве резервной на случай вывода бомбардировками из строя основной радиостанции Rugby. Она строилась с 1940 по 1943 год. Основной проблемой при этом был дефицит стали для мачт, поэтому было принято решение использовать три имеющиеся мачты свободностоящего типа высотой по 600 футов, предназначенные для радиостанции на Цейлоне. Трех мачт было мало, поэтому для станции была найдена ровная площадка с высоким холмом, заменившим две мачты. Т.о. для подъема антенного полотна на заданную высоту был частично использован рельеф местности, по типу антенн valley span.

Схема антенны, построенной в 1943 г. (антенна 1-го этапа), приведена на рис.J.4 слева. Ее полотно было образовано двумя треугольными секциями из параллельных проводов, две вершины которых крепились к двум соседним мачтам из трех, выстроенных в линию, а третьи растяжками крепилась к якорям, расположенным на вершине холма.

Передатчик был собран из подручных комплектующих, в частности имел на выходе два включенных параллельно усилителя мощности, аналогичные усилителям мощности станции Rugby (они входили в первоначальный комплект из пяти усилителей для Rugby, но не были установлены). Соответственно, выходная мощность передатчика Criggion составляла около двух третей от выходной мощности передатчика Rugby, т.е. примерно 330 - 350 кВт. С учетом меньшей мощности, а также из-за ограниченных размеров антенного полотна и, соответственно, параметры антенны, зона покрытия станции получилась существенно меньше, чем у станции Rugby.

схема антенны VLF радиостанция Criggion

Рис.J.. Схема антенны VLF радиостанция Criggion

 

В конце 1960-х годов в связи с вызванной холодной войной растущей потребностью в более совершенных средствах связи со стратегическими атомными подводными лодками станция подверглась модернизации, в т.ч.

  • свободностоящие 600-футовые мачты, ранее стоявшие на сваях, установлены на железобетонные фундаменты - постаменты;
  • дополнительно установлены три изолированные от земли 700-футовые мачты на растяжках, аналогичные мачтам станции Rugby;
  • старое антенное полотно демонтировано и на новой системе из 6-ти мачт растянуто новое полотно существенно большей площади и, соответственно, большей емкости относительно земли;
  • для натяжения, спуска и подъема антенного полотна установлены электрические лебедки, аналогичные лебедкам радиостанции Rugby.
  • соответственно увеличению площади антенного полотна была увеличена площадь заземления.
  • установлен новый передатчик мощностью 500 кВт, являвшийся копией передатчика станции Rugby последней модернизации.

После модернизации зона покрытия станции существенно расширилась и она успешно функционировала как средство связи с атомными подводными лодками Великобритании вплоть до 2003 г, когда по тем же причинам, что и станция Rugby, не была выведена из эксплуатации, а ее мачты демонтированы. Здания радиостанции при этом были сохранены, но оставлены без присмотра и в результате подверглись вандализму, как оставшиеся без присмотра военные объекты СССР.

панорама модернизированной VLF радиостанции Criggion

Рис.J.6. Панорама модернизированной VLF радиостанции Criggion

(фото для иллюстраций - с сайта www.subbrit.org.uk)

 

J3. РАДИОСТАНЦИЯ ANTHORN

Координаты: 54°54'44"N 3°16'42"W.

Позывной: GQD

Период работы: c 1964 г. (активна)

Рабочая частота: 16.0 кГц

Мощность передатчика: 550 кВт

Мощность, излучаемая антенной: нет данных;

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

спутниковая карта центра VLF радиостанции Anthorn

Рис.J.7. Спутниковая карта VLF радиостанции Anthorn

 

VLF радиостанция Anthorn была построена в 1964 году. Ее задачей является организация связи с подводными лодками стран блока НАТО в северной Атлантике. Данная станция является клоном радиостанции Cutler и отличается от нее наличием только одной секции и меньшими в среднем на 30% высотами мачт и радиусам их расположения. Кроме того, на станции Anthorn, как на станции Harold E.Holt, которая тоже является клоном станции Cutler, для натяжения секций антенного полотна используются электролебедки, а не противовесы, как на станции Cutler, а в качестве их тпроводников использованы стальные тросы в алюминиевой оболочке.

Как станции Cutler и Harold. E.Holt, станция Anthorn расположена на полуострове близко к воде, что уменьшает потери сигнала в ближней зоне. Геометрические размеры антенны и ее панорама показаны на рис.J.8. Подрядчиком ее проектирования и строительства была уже упоминавшаяся в настоящем обзоре американская компания Continental Electronics Manufacturing Co (Даллас, штат Техас), которая проектировала и строила станции Cutler и Harold E.Holt, а ее субподрядчиком по проектированию антенны выступала также уже упоминавшаяся компания DECO Electronics Inc. (Вашингтон, округ Колумбия), которая проектировала антенны как указанных станций, так и еще целого ряда станций США и НАТО.

панорама и геометрические размеры антенны VLF радиостанции Anthorn

Рис.J.8. Панорама и геометрические размеры антенны VLF радиостанции Anthorn

(источник фото панорамы станции - архивная версия сайта visitcumbria.com)

 

Мощность передатчика по официальным данным (см. [7]) 550 кВт. По типу передатчика и его реализации данных не найдено. Предположительно, он был спроектирован и изготовлен компанией-подрядчиком проектирования и строителсьтва станции компанией Continental Electronics Manufacturing Co, как это было в случае станций Cutler и Harold E.Holt.

Численных данных по зоне покрытия станции нет, однако по косвенным сведениям она примерно эквивалентна зоне покрытия станции Rugby и немного смещена в область южной Атлантики.

 

J4. РАДИОСТАНЦИЯ SKELTON

Координаты: 54°43'56"N 2°53'1"W.

Позывной: GBZ/GBR

Период работы: с 2001 г. (активна).

Рабочая частота: 22.1 кГц;

Мощность передатчика: до 500 кВт;

Мощность, излучаемая антенной: нет данных;

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

спутниковая карта VLF радиостанции Skelton websdr.ewi.utwente.nl

Рис.J.9. Спутниковая карта VLF радиостанции Skelton и ее сигнал на SDR-приемнике websdr.ewi.utwente.nl

 

Радиостанция была построена для нужд Королевских ВМС Великобритании как замена морально устаревшим станциям Rugby и Criggion и работает под их позывными (в основном под позывным Criggion). Она расположена недалеко от станции Anthorn, но в отличие от нее на значительном удалении от побережья.

Технической информации по данной станции в свободном доступе крайне мало, однако по спутниковому снимку можно определить, что ее антенна представляет собой одиночный вертикальный излучатель с верхней емкостной нагрузкой зонтичного типа, полностью аналогичный излучателям антенн VLF станций Lualualei, Aguada и LF станций Awase, Grindavik и Niscemi. Высота мачты при этом равна 1198 футов (365 м), т.е. почти такая же, как у станции Aguada. Число проводников «зонтика» емкостной нагрузки равно 16, что в точности равно числу проводников антенн всех перечисленных станций, а диаметр «зонтика» равен 500 метрам, что в соответствует диаметру «зонтиков» станции Lualualei.

На основании такого сходства можно со стопроцентной уверенностью предположить, что проектирование антенны станции осуществляла уже неоднократно упоминавшаяся в данном обзоре американская компания DECO Electronics Inc.

Что касается передатчика, то по его реализации данных нет. Указанная выше мощность 500 кВт приводится лишь в некоторых перечнях VLF радиостанций, достоверность этой цифры больше ничем не подтверждена.

 

J5. ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ И ИЛЛЮСТРАЦИЙ

1. RadioStation Rugby
2. A History of Rugby Radio (архивная версия).
3. Maritime Radio
4. Subterranea Britanica. Radio Rugby.
5. Inside Story of Criggion Radio Station
6. Subterranea Britanica. Criggion Radio
7. High-power V.L.F. radio station for NATO. The Radio and Electronic Engineer, January 1965
8. A.D.Watt. VLF Radio Enginieeing.
9. AGARD-CP-529. VLF Propagation and System Aspect.

* * * * * * * * *

 

 

Опубликовано 08.12.2020 Последнее изменение - нет

© Janto 2020 Все права защищены