Электромагнитное поле 163 ности тока на больших расстояниях. В то же время для генератора, работающего на электроды через относительно короткие кабели, создаются оптимальные условия. Поэтому в морских условиях при создании береговых станций излучения электрических волн наилучшим видом расположения будет территория на возможно более узком перешейке полуострова, имеющего возможно большую длину береговой линии. С точки зрения минимизации потерь мощности излучения требуется также обратить внимание на потери мощности вблизи излучающих электродов. Следует помнить, что потери энергии в ближней зоне прямо зависят от площади электродов, поскольку сопротивление слоя среды вблизи электрода и соответственно выделяемая в его окрестности тепловая мощность пропорциональны площади, как это и следует из обычного закона Ома (рис. 6.11). Поэтому для уменьшения потерь в ближней зоне целесообразно по возможности максимально увеличивать площадь электродов. В дополнение целесообразно напомнить, что для морской воды, являющейся типично полупроводящей средой, проводимость находится в пределах 1–10 Ом–1·м–1 . Это означает, что на всех частотах, меньших 800 мГц, преобладающей будет не реактивная, а активная составляющая, т.е. на всех меньших частотах среда является обычным резисторным проводником, практически безо всякой реактивной (емкостной) составляющей. Наконец, не следует забывать, что затухание сигнала в глубь воды происходит по экспоненциальному закону, что было проверено автором. Это вполне соответствует закону распространения электромагнитной волны в соответствии с уравнениями Максвелла, а именно: Рис. 6.11. Зависимость падения напряжения вблизи электрода от площади поверхности электрода при излучении тока в полупроводящую среду. График соответствует потерям электрического напряжения вблизи электрода шаровой формы |
164 Глава 6. = H0e h (6.84) Здесь Н — напряженность магнитного поля в среде, Н0 — напряженность магнитного поля на поверхности среды, ц — магнитная проницаемость, а — проводимость среды, со = 2πf, где f — частота электромагнитной волны, h — расстояние от поверхности среды до точки измерения магнитной напряженности внутри среды. Поэтому рассчитывать на большую глубину проникновения сигнала можно при использовании относительно низких частот звукового диапазона порядка сотен Герц. Экспериментальная проверка настоящего положения в поверхностном слое морской воды Черного моря полностью его подтвердила: при частоте пропускаемого тока в 1 мГц на поверхности воды сигнал имеет максимальное значение, на глубине в 1 м изменяется слабо, на глубине в 2 м значительно ослаблен, на глубине в 3 м. практически полностью отсутствует. Эксперименты по проверке создания и распространения токов растекания в пресной воде были последовательно проведены на Кратовском и Медвежьем озерах Московской области (1964-65 гг), а затем были перенесены на Москва-реку, где была оборудована база, просуществовавшая почти 3 года с 1965 по 1968 гг. В первых двух экспериментах были использованы электромашинные преобразователи, питающиеся от аккумуляторов и выдающие напряжение 36 в 400 Гц. Прием осуществлялся низкочастотным приемником, приемными антеннами служили плоские электроды из нержавеющей стали. Индикатором служили обычные наушники. Прием осуществлялся с лодки, перемещавшейся по всей поверхности озера. Результат оказался положительным, слышимость была четкая и прекращалась, если один из электродов вынимался из воды. При переносе эксперимента на Москва-реку в 1965 г. использовался специально созданный генератор, генерирующий выходной сигнал 3 мГц с модуляцией от микрофона. Электродами служили две дюралевых трубы, вбитые в дно на расстоянии около 10 м. друг от друга. Прием сигнала осуществлялся с борта катера, уходившего по Москва-реке на дальность до 15 км. Прием сигнала был четкий, голос оператора легко узнаваем, но вблизи обрушенной в Москва-реку железной фермы старого моста сигнал затух в нескольких десятках метров от фермы. При вынимании одного электрода из воды прием прекращался. Было проведено несколько выездов на берег Черного моря, целью которых была проверка работоспособности аппаратуры. Выяснилось, |