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: F1B (FSK и MSK), A1A (резервный).
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.
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)
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
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.
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):
- сопротивление излучения: 0,142-0,143/0,323-0,329 Ом;
- эффективная высота: 184/194 м;
- излучаемая мощность: 462/1065 кВт.
- 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.).
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.
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.
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.
- 2. Shire of Exmouth's Web/Communications Station (на архивной версии сайта www.exmouth.wa.gov.au)
* * * * * * * * *
Опубликовано 16.09.2020 Последнее изменение - нет
© Janto 2020 Все права защищены