О "древесной" вертикальной электрической СНЧ-антенне

Abstract

Разработка новых антенн для приема радиосигналов была и остается актуальной задачей. В работе с помощью моделирования оценивается работоспособность вертикальной электрической антенны необычной конструкции, предназначенной для приема сигналов сверхнизкочастотного (СНЧ) диапазона. Антенна должна регистрировать вертикальную компоненту электрического поля радиоволны, распространяющейся в сферической полости «Земля–ионосфера» на частотах глобального электромагнит-ного (шумановского) резонанса в интервале 4…40 Гц. Она состоит из пары электродов, закрепленных на стволе дерева на разной высоте. Древесная антенна должна быть эффективным датчиком СНЧ-поля, особенно в условиях ясной погоды. Обсуждаются требования к антенному усилителю, работающему с древесной антенной.

Розробка нових антенн для прийому радіосигналів було і залишається актуальним завданням. Моделюється та оцінюється працездатність вертикальної електричної антени оригінальної конструкції, що призначена для прийому сигналів наднизькочастотного (ННЧ) діапазону. Антена повинна реєструвати вертикальне електричне поле радіохвилі, що поширюється у сферичній порожнині «Земля–іоносфера» на частотах глобального електромагнітного (шуманівського) резонансу в інтервалі 4…40 Гц. Антена складається з пари електродів, які закріплені на стовбурі дерева на різній висоті на відстані декількох метрів один від одного. У статті наведено результати числового моделювання, які показують, що «дерев’яна» антена буде ефективним датчиком ННЧ-поля, особливо за умов ясної погоди. Обговорюються вимоги до антенного підсилювача, що працює з дерев’яною антеною.

Development of new antennas for reception of radio signals was and remains an actual problem. We model and estimate the efficiency of unusual design of the vertical electric antenna detecting ELF (3…3 000 Hz) radio signals. The antenna must be sensitive to the vertical electric field of radio waves traveling in the spherical Earth–ionosphere cavity at frequencies of global electromagnetic (Schumann) resonance ranging from 4 to 40 Hz. It is formed by a couple of electrodes fixed at the tree trunk at different heights separated by several meters. Such a design is unusual, and its workability might seem dubious. We show with the help of model computations that the tree antenna is a rather effective ELF sensor, especially in fair weather condition. We also discuss the requirements for the tree antenna pre-amplifier.