УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОРИЕНТИРОВАННОГО ОДНОСТОРОННЕГО ПРИЕМА Советский патент 1926 года по МПК H01Q7/00 

Предлагаемое изобретение касается усовершенствований в антеннах для беспроволочной сигнализации, в роде описанных в английских патентах №24098 от 1914 г. и №5783 от 1915 г.

В патенте №24098 от 1914 г. описывается комбинация простой рамки с двойною рамкою, состоящею из двух отдельных рамок, расположенных симметрично по отношению к центральной одиночной рамке, при чем заявителем показано, каким образом, благодаря надлежащему смещению по фазе наводимых в антенне токов, полярные кривые одиночной и двойной рамки налагаются друг на друга, взаимно нейтрализуясь в одном направлении и не нейтрализуясь в направлении противоположном. При помощи указанной комбинации создается система, обладающая максимальной приемной силой в одном направлении, лежащем в плоскости системы, - нулевой приемной силой в плоскости под прямым углом к этому направлению и такой же нулевой силой в направлении, лежащем в плоскости системы, но противоположном первому, или же в любом желательном направлении, заключающемся между указанным противоположным направлением и направлением под прямым углом к этому последнему, причем в то же время эта приемная сила не вполне уничтожается во всех направлениях, расположенных в пределах угла в 180° сзади станции. Обе рамки, образующие двойную рамку, могут быть комбинируемы с одиночною рамкою различным образом. Они могут быть настраиваемы независимо и комбинируемы с упомянутой одиночной рамкой через посредство расстроенных цепей, как это описано в патенте №5783 от 1915 г. При помощи такого устройства полярная кривая двойной рамки может быть изменяема по желанию и может быть сделана приближающеюся в большей степени к тождеству, как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскости, с одной стороной полярной кривой одиночной рамки; благодаря же производимому, как и ранее, наложению друг на друга обоих полярных кривых, достигается более совершенная нейтрализация во всех направлениях с задней стороны станции. Согласно данным автора, им установлено, что в то время, как чувствительность подобной системы зависит от расстояния между центрами примененных рамок, вид полярной кривой находится лишь в слабой зависимости от этого расстояния, при чем кривая эта тем лучше, чем меньше упомянутое расстояние. Таким образом, пользуясь приемником с повышенным усилением сигналов, можно выполнять подобную систему с небольшим, по сравнению с длиною волны, расстоянием между рамками и получать лучшую полярную кривую, чем при системе с более значительным расстоянием.

Согласно предлагаемого изобретения, автором применяются две или большее число ориентированных в одном направлении систем, как это описано в упомянутых выше патентах №25098 от 1914 г. и №5783 от 1915 г., или же видоизменения этих систем. Автором применяются системы, каждая с небольшим, по сравнению с длиной волны, расстоянием между рамками, при чем системы эти располагаются одна за другой, предпочтительно, по линии желательного сообщения, с промежутками между ними в какую-нибудь долю длины волны. Колебания, получающиеся в антеннах каждой системы, комбинируются при помощи соответствующих фазовых цепей таким образом, чтобы от каждой системы получались подобные полярные кривые. Получающиеся от каждой системы результирующие токи, при помощи соответственным образом расположенных проводов, приспособляются для воздействия через добавочные фазовые цепи на общий приемник. Результирующая полярная кривая комбинированных систем, согласно данным автора, значительно лучше кривой, которая могла бы быть получена от каждой системы в отдельности. Кривая эта более резко выражена в направлении на передаточную станцию и дает почти полное уничтожение сигналов по всем направлениям с задней стороны станции, как по вертикали, так и по горизонтали. При этом возможно чрезвычайно большое число видоизменений и комбинаций. Применяемые в каждой системе антенны могут быть вертикальными, или же рамочными антеннами, или комбинациями этих общих типов. Представляется выгодным, в особенности для встречной работы (дуплекс), чтобы каждая антенна состояла из 2-х рамочных антенн, расположенных под прямым углом друг к другу и соединенных с радиогониометром.

На фиг. 1-3 изображены соответствующая поясняющая схема и полярные кривые.

На фиг. 1 изображена комбинация обоих систем, при чем каждая система состоит из двух рамочных антенн, расположенных на расстоянии в долю волны друг от друга. По своему действию устройство это является комбинацией двух систем, вроде описанных в патенте №5783 от 1915 г. Четыре рамочные антенны А, В, С, D располагаются в одной и той же вертикальной плоскости и при том, насколько только это возможно, по линии желаемого сообщения. Рамки А, В скомбинированы в одну систему, рамки же С и D -- во вторую, подобную же систему. После этого А, В и С, D комбинируются между собою. Антенны А, В сочетаются через посредство настроенных цепей Е и F, связанных с ними и образованных, предпочтительно, из горизонтальных проводов, соответствующим образом экранированных для того, чтобы не допустить до них каких-либо влияний, за исключением тех, которые исходят от антенн, от расположенных на каждом конце индуктивных катушек и от служащих для настройки регулировочных конденсаторов. Антенны С и D подобным же образом сочетаются между собою через посредство цепей G и Н. Катушки I и J цепей Е и F связываются с катушкою М цепи О, катушки же K и L цепей G и Н связываются в свою очередь обе с катушкою N цепи Р. Цепи О и Р служат для сочетания систем А, В и С, D и могут, равным образом, состоять из соответствующим образом экранированных горизонтальных проводов и необходимых настраивающих элементов. Катушки Q и R цепей О и Р обе связываются с катушкою S, соединенною с соответствующим усилителем. Расстояние между рамочными антеннами А, В, С и D может быть незначительно и ограничивается только степенью практически достижимого усиления. Согласно данных автора, благоприятные результаты получались в этом смысле еще при расстояниях в одну тридцатую длины волны. В настоящем случае принимается расстояние между А, В, С и D равным одной двадцатичетвертой доле длины волны. В предположении, что А, В, С и D настроены на подлежащую приему волну, или же все в равной степени расстроены, получится, что волны, приходящие из направления AD или DA, вызовут в А и В колебания, отличающиеся по фазе друг от друга на 15°. Колебания эти создадут в цепях Е и F, в свою очередь, колебания, которые будут отличаться по фазе друг от друга, равным образом, на 15°. Цепь О, следовательно, подвергается воздействию двух родов колебаний, имеющих разность фазы в 15°, каковая разность путем переключения соединений в одной из цепей Е или F может быть превращена в разницу по фазе в 165°. Если цепь Е расстроена так, чтобы сместить фазу наведенных колебаний на 7_1/2° вперед, цепь же F расстроена так, чтобы сообщить фазе наведенных колебаний сдвиг в 7_1/2° назад, то волны, приходящие из направления DA, вызовут в Е и F колебания точно противоположных фаз, вследствие чего, если только связи регулированы надлежащим образом, в цепи О не получится никакого тока, в то же время волны, поступающие из направления А, В, создадут в Е и F колебания, отличающиеся друг от друга по фазе на 30° и следовательно, вызовут колебания и в цепи О. Подобная же регулировка применена и в цепях G и Н, так что волны, приходящие из направления DC, не вызовут никакого тока в цепи Р.

Полярная кривая, даваемая каждою из систем А, В и С, D, представлена на фиг. 2. Кривая эта образует 2 петли с задней стороны станции, максимум в которых расположен под углами в 120° к направлению AD; так как расстояние между центрами систем А, В и С, D составляет одну двенадцатую длины волны, то волны, поступающие по этому направлению, вызовут в цепях О и Р колебания, отличающиеся по фазе на 15°, каковая разность путем переключения соединений в одной из цепей может быть превращена в разность 165°. Если, поэтому, цепь О расстроена таким образом, что фазе наведенных колебаний сообщается сдвиг на 7_1/2° вперед, а цепь Р - так, что та же фаза смещается на 7_1/2° назад, то волны, поступающие из направления, расположенного под углом в 100° к AD, создадут в цепях О и Р колебания точно противоположных фаз и, таким образом, если связи надлежащим образом отрегулированы, не окажут никакого действия на катушку S и усилитель. Комбинированные таким образом системы будут, следовательно, лучше всего принимать из направления AD и совершенно не будут принимать из направлений, образующих с AD углы в 90°, 120° и 180°.

Полярная кривая для комбинированных систем в горизонтальной плоскости представлена на фиг. 3. Кривая эта показывает, что при описанном выше комбинировании обоих систем достигается значительная выгода. Максимальная сила приема системы в каком-либо направлении с задней стороны станции составляет только 1,65% от силы приема по направлению AD.

Применяя вместо каждой из одиночных рамок две рамочные антенны, расположенные под прямым углом друг к другу и соединенные с радиогониометрами, а также, пользуясь соответствующим выбором фаз, можно придать системе нулевую силу приема в шести направлениях, изменяемых при том по желанию.

Описанный выше способ смещения фаз при помощи расстраивания соединительных цепей, согласно данных автора, весьма удобен, в особенности, для затухающих волн. Способ этот, однако, не является существенным для описанной системы. В частности, для приема помощью непрерывных волн может быть применяемо любое из общеизвестных приспособлений, служащих для смещения фаз.

Устройство для ориентированного одностороннего приема, характеризующееся совокупным применением: а) нескольких (напр., четырех) вертикальных приемных рамок А, В, С, D, расположенных по направлению принимаемой волны, при чем все эти рамки находятся на равном расстоянии друг от друга (напр., от 1/30 до 1/24 длины волны); б) промежуточных контуров Е, F, G, Н, каждый из которых связан, с одной стороны, магнитным потоком с одной из рамок, а с другой стороны, с приемником S при посредстве контуров О и Р, с каждым из каковых контуров О и Р связаны магнитным потоком два промежуточных контура, настройка которых такова, что приходящие колебания получают в одном из них опережение по фазе на такую величину, на какую они получают отставание по фазе в другом контуре.