超低频的论文

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1、1国内外研究概况超低频通信技术由于其独特的优势在军事领域的对潜通信、随钻测井、地農预报、检测和资源勘察、地质勘探、大坝以及核电站等领域具有广泛的应用前景。1958年，美国海军开始研究利用超低频向核动力弹道导弹潜艇进行抗毁单向信息传输。1972年，海军成功的实施了与4600公里外，天线在水下102米深、航速为16节的核潜艇进行通信联络。1984年12月，美国官方首次公开了它们在建立自己的超低频对潜通信系统。从1985年5刀起，美国先后在太平洋舰队、地屮海、西太平洋以及北冰洋盖条件下对潜极低频通信均试验成功。1896年底,两台同时完工，交付给海军投入使用，随后，在美国所有的核

2、潜艇上逐步安装上超低频接收机。英国和法国也是有核潜艇的国家。1985年8月，美国选派了-•个专家小组去帮助英国在苏格兰地区考察发射基站址，1986年在那里选站架设了一付22公里t的发射天线，进行技术论证。法国也是从1984年开始从事有关的研究工作,法国汤姆逊无线电公司和CGE公司就在从事这方面的研究工作。前苏联1967年开始研究潜艇深水通信。1981—1991年，他们止式在科拉半岛建造永久性的发射台，选用30-200HZ频段工作，发射天线为2根平行的各长60公里，两端接地的，彼此相距10.5公里，各有一部发射机，由一个总控制台控制。发射机功率为兆瓦级。据说该台从1983年

3、就开始了发信，当工作频率选用81+_3.13Hz时，可对6000公里远100米深的的潜艇进行通信，其最大痛信距离可达1万公里。由于科拉台的天线是东西向平行走向，它对大西洋和西太平洋的覆盖较好，对地中海和东太平洋、卬度洋则方向性较并。他们从1993年起,还利用该台进行更低的工作频率（30Hz以下）的试验，认为如果工作频率选用10Hz,有可能对水下270米深的核潜艇进行通信。苏联解体后，俄罗斯对超低频技术仍在继续研究。我国在超低频对潜通信方面由相关的单位正在开展研究，但由于军事用途明显，未见具体的研制和实验成果的报导。由于超低频通信系统的建设极其复杂，而且耗资巨大，虽然超低频

4、在对潜通信领域的应用早在50年代末便己经发展潜能，但随钻测井。地震预报等民事领域的研究则起步较晚，仍处在起步阶段，随着超低频通信技术的迅速发展，超低频应用领域将越來越广泛。2超低频信号的产生超低频信号在医学、科研和实验教学屮有广泛的应用。传统的低频信号发生器用RC文氏电桥振荡器作为主振器，再经过放大器和输出衰减器后得到信号。这种信号发生器结构简单，输出频率在儿百一儿千赫兹范围内波形较好，但当要求输岀频率较低时(如零点儿赫兹一儿十赫兹)，输出波形不稳定，也不精确。为了解决这个问题，我改变传统获取信号源的方式，采用锁相环技术以及EPROM(electricallyprogra

5、nmablereadonlymenory),用数字化方式产牛正弦波信号，从而保证了信号的精度和稳定性。将一个周期的正弦波平均分成80等份，每隔4.5。所对应的正弦波数值储存在EPROM中共80个点。其峰值换算为十六进制数FFH,谷值换算为十六进制00H。计数器每计数一次，便依次读取EPROM屮一个正弦波数值，共需80次一个周期。如此循环往复。8Hz基准信号输入到相位控制振荡器4046芯片中，在锁相环闭环系统稳定时输岀频率为(8xN)Hzo因为80个点为一个周期，所以信号发生器输出频率f=(8xN)/80=0.1No最后DAC将数字量转化为模拟电流量，再经过双运放LM358

6、第一级转换为电压信号，第二级放大后得到幅度可调的正弦波电压信号。N值由拨盘开关在的位置决定，它的取值范围为1—99999,所以输出信号频率范围为0.1HZ-9999.9H乙满足了医学、科研及实验教学中对超低频信号频率范围的要求。其原理图如图1所示：一S一年信号8HZ运放图(1)超低频信号发生器原理框图3超低频天线的设计天线是在无线电收发系统中，向空间辐射或从空间接收电磁波的装置，是无线电通信系统中必不可少的部分，其性能的优良与否，往往在无线通信中起到事倍功半的作用。不同频率、不同用途、不同场合、不同要求等不同情况下的无线通信对于天线的特性、设计冇着完全不同的要求。假设接收

7、机系统采用1-lOOHz的电磁波，其频率极低。根据电磁波半波天线发射理论，天线的长度将达到几千公里，显然在实际应用中制造出如此长的发射天线是不现实的。因而需要通过一种新方法建立超低频屯磁波的传输模型。出于工作频率极低，通常天线的计算方法已不适用。这里只能从新的实际情况出发,在超低频领域进行新的探讨。根据现实情况的需要，可采用超低频/极低频水平偶极子天线。曲于超低频/极低频电磁波的波长达1000km-100000km,受发射天线尺寸的限制，这一波段的电磁波要进行有效辐射十分困难。目而实际应用中最为有效的天线形式是采用两端接地中间