Способ перекрывания сигналов радиомаяка Советский патент 1934 года по МПК G01S1/72 

Предлагаемое изобретение касается устройства радиомаяков, в частности, такого их типа, в которых применено кардиоидное излучение с системой перекрывающихся сигналов, принимаемых на слух, например, на самолетах, которым необходимо держаться на определенном курсе.

Как известно, в задающей курс равносигнайьной зоне упомянутых радиомаяков слышно, например, сплошное тире; по одну сторону от равносигнальной зоны какая-либо комбинация точек и тире, а по другую сторону-комбинация, обратная первой (например, по одну и другую сторону зоны могут быть получены соответственно буквы а и « или ж VI б или ф и л и т, д.).

Существующие в настоящий момент радиомаяки с системой перекрывающихся сигналов сложны по своему устройству и требуют квалифицированного обслуживания. В частности, генераторное устройство этих маяков выполняется (например в США) в виде двух самостоятельных групп ламп, каковые должны быть соверщенно идентичны друг другу.

Предлагаемое изобретение свободно от указанных недостатков и, кроме того, позволяет в радиомаяках обходиться с одной замкнутой антенной, а в случае гониометрического радиомаяка-с гониометром, имеющим лищь одну первичную

(309)

катушку, что приводит к больщей компактности гониометра. Дальность действия в указанном устройстве также получается больще, по сравнению с существующими, при той же мощности генератора. Коммутационное устройства в данном случае можно осуществить очень компактно. Ширина равносигнальной зоны оказывается при данном устройстве сравнительно очень узкой.

Для осуществления изобретения использована излучающая система, состоящая из замкнутой антенны, дополненная цепью из самоиндукции и емкостей, включенной между средней точкой схемы возбуждения замкнутой антенны и землей. Благодаря этому замкнутая антенна излучает, кроме составляющей поля, обладающей косинусоидальной направленностью, еще вторую ненаправленную составляющую.

Согласно предлагаемому изобретению, при перекрывании сигналов, фаза ненаправленной составляющей меняется на 180°, что может быть осуществлено например, с помощью нажатия и отжатия ключа. Возможны несколько форм выполнения предлагаемого устройства.

На чертеже фиг. 1 изображает схему предлагаемого устройства; фиг. 2-диаграмму электродвижущих сил в открытой антенне; фиг. 3, 4, 5, б и 7-схемы видоизменений предлагаемого устройства;

иг. 8, 9, 10 и 11-диаграммы напраленности для различных схем.

Схема предлагаемого устройства изоражена на фиг. 1 и отличается от протейшей схемы, применяемой для возуждения замкнутой антенны, наличием епи АВ, включаемой между средней точкой катушки L (точка А) и землей точка В. Катушки Ii и /-2 таким образом связаны с катушкой L, что наводимые в катушках Ii и L электродвижущие силы 1 и 2 по фазе прямопротивоположны (сдвинуты на 180°), а по численной величине е (где ez - электродвижущая сила, наведенная в катушне Z-j). Цепь L, 3, С настраивается в резонанс на рабочую частоту. Равным образом, в резонанс на эту частоту настраиваются система BADC, работающая как открытая антенна и система, состоящая из катушки L, емкости С и замкнутой антенны. Здесь С -емкость замкнутой антенны относительно земли. Еели точки а, b и с замкнуты, то действующая в цепи BADC электро цвижущая сила равна Bj. (фиг. 2); если точки а, b с разомкнуты, то в цепи BADC действует электродвижущая сила е (фиг. 1 и 2), причем (ё) (л). а по фазе е и е,противоположны.

Наличие на зажимах конденсатора С некоторого, производимого генератором, переменного напряжения служит причиной того, что замкнутая антенна обтекается током i и излучает соответственно этому составляющую поля е. cos р где ср - угол, составляемый данным направлением с плоскостью антенны, обладающую косинусоидальной направленностью. Наличие в системе BADC электродвижущей силы или ej. вызывает обтекание этой системы током i и заставляет замкнутую антенну, кроме составляющей поля е. cos ср, излучать «ще вторую составляющую поля е или k, «е обладающую направленностью. При настройке систем антенна, L, С, BADC « Lg. з 1 резонанс на рабочую частоту, токи i и г разнятся по фазе на 90°, а две составляющие излучаемого антенной поля, е,. и .ц„ cos о, в одной

половине окружающего антенну пространства совпадают по фазе, а в другой разнятся по фазе на 180°. Поэтому, излучение антенны определяется формулой: е е (и-(-cos ср). В частности, при ft 1, диаграммой излучения является кардиоида. Очевидно, что численная величина коэфициента k есть функция взаимной индукции между катушками LI / и /-2 и катушкой L. Диаграммы излучения, соответствующие различным k, показаны

на фиг. 9.

Данный способ получения однонаправленного излучения может быть применен при любой схеме возбу йдения замкнутой антенны, как таковой (фиг. 3 и 4). Характерным для этого способа является включение между средней точкой А схемы возбуждения замкнутой антенны, и землей цепи LI, L, L, С, L или хотя бы цепи Z-i, L, в которой L связана с LI, причем система BADC настроена в резонанс на рабочую частоту. Если задача заключается только в получении одного направленного излучения, то цепь Z.2, LZ, Ci может быть исключена, и цепь ЛВ может состоять лишь из элементов Z-1 и /-4 (фиг. 5).

Как выше было указано, замыкание и размыкание точек а, b к с имеет своим следствием лишь изменение фазы тока 1„ в цепи BADC на 180°. Иными словами, вследствие замыкания и размыкания этих точек в формуле излучаемого поля miis: ( ) меняется лишь знак k, и соответственно с этим ориентация кривой направленности при размыканиях и замыканиях точек а, b к с меняется на прямопротивоположную и обратно (фиг. 8). Если коммутатором, замыкающим и размыкающим эти точки, мы будем работать как телеграфным ключом, давая какую-либо букву, то, с одной стороны, от равносигнальной зоны мы услышим эту букву, а с другой - обратную (соответственно например, буквам а, б к ф - буквы н, ж и. л). ,На линии же тп (фиг. 8) сплошное тире. Прямая тп есть биссектриса равносигнальной зоны. Если замыкание катушек LZ и Z-s из коих La связана с L, вызывает некоторую расстройку контура L, С, то можно применить одновременное замыкание большого количества точек (см., напр., точки Oj, а, us, «, и и с на фиг. 1). Однако, опыт показывает, что при замыкании лишь трех точек а, b и с схема работает вполне хорошо.

Перекрывание сигналов может быть получено еще и так: в цепь АВ включается ключ К. При размыкании этого ключа диаграмма направленности имеет вид е е cos ср, при замкнутом ключе - е е., ( cos ср). Фиг, 10 иллюстрирует этот вид работы. С одной стороны, от равносигнальной зоны будет слышна работа ключа К, с другой стороны- работа, ей обратная, в равносигнальной же зоне-сплошное тире. В этом случае цепь is, Дз, Ci, может быть исключена из схемы за ненадобностью, причем точки а, Ь, с должны быть замкнуты. Опыт и анализ показывают, что ширина равносигнальной зоны зависит от очертаний диаграммы направленности. Таковые, в свою очередь, зависят от k. Таким образом, изменением k (изменением связи между катушками) мы можем регулировать ширину равносигнальной зоны. Но те значения k, которые соответствуют малым относительно углам равносигнальной зоны, соответствуют также и относительно малым дальностям действия на зоне.

Равносигнальная зона может быть также получена путем взаимного переключения точек А л. В (фиг. 7), что позволяет хорошо осуществить работу с попеременной подачей сигналов. При этом элементы L,L, Q могут быть из схемы исключены (при этом точки а, & и с должны быть замкнуты). Получить таким образом перекрывание сигналов труднее, чем вышеописанным способом.

Описанная система допускает применение гониометра для цели плавного изменения положения равносигнальной зоны. При этом гониометр имеет лишь одну первичную катушку и служит для вращения оси направленной составляющей (е,,. . cos ср) диаграммы излучения. Одна из возможных схем передатчика дана на фиг. 7, где цепь АВ (цепь LI, Z-a, 3, Cj, /,4) имеет тот же смысл и назначение, что в предыдущем случае (фиг. 1). Здесь L - первичная катушка гониометра, ij и - две вторичных ка

тушки гониометра. Контур L, С служит для фазирования. Изобретением предусматривается возможность пользования гониометром не только по схеме фиг. 7, а по любой схеие, которая обеспечивает надлежащее соотношение между токами, наводимыми катушкой L в катушках L и ., и током в цепи АВ, и обеспечивает возможность изменения тока в цепи АВ в соответствии с изложенным.

Предлагаемый способ допускает получение двух равносигнальных зон, биссектрисы которых сдвинуты друг по отношению к другу не на 180°, а на несколько иной угол, и, вообще, дает некоторую возможность регулировки угла между биссектрисами двух равносигнальных зон. Это может быть осуществлено путем изменения очертаний одной или обеих диаграмм направленности (см., напр., фиг. 11). Предлагаемые схемы (фиг. 1 и 7) эту возможность обеспечивают.

Само собою разумеется, что при выполнении устройств, описанных выше, можно в качестве открытой антенны использовать не замкнутую сеть, а отдельную открытую антенну (подвешенную, в частном случае, на той же мачте, что и замкнутая) и возбуждаемую с помощью цепи АВ (фиг. 7) так, что цепь открытой антенны настраивается в резонанс на частоту тока в замкнутой антенне.

Предмет изобретения.

1.Способ перекрывания сигналов радиомаяка с применением кардиоидного излучения, отличающийся тем, что в момент перекрывания сигнала фазу ненаправленной составляющей излучения меняют на 180°.

2.Прием осуществления способа по п. 1, отличающийся тем, что переход с восьмеркообразной кривой направленности однонаправленного типа и обратно производят с помощью нажатия и отжатия ключа.

3.Устройство для осуществления способа по п. 1, отличающееся применением, с целью изменения фазы направленной составляющей излучения на 180 двух катушек LI, L, включенных между средней точкой катушки L замкнутой антенны

i-i землей, причем катушки ij, 3 так питаются от какого-либо источника, что электродвижущая сила, индуктированная в катушке L, по численной величине вдвое больше, а по фазе противоположна электродвижущей силе, индуктированной в катущке Z,.

4. Форма выполнения устройства по п. 3, отличающаяся тем, что для изменения очертаний одной из диаграмм сог отношение электродвижущих сил, наво-димых в катушках, делается отличным: от двух, причем можно применить из1 енение тока в цепи АВ.

5. При устройстве по п.п. 3 и 4 применение, вместо одной антенны, двух с введением в схему гониометра с одной первичной и двумя вторичными катушками

,o/ -- m -i-jp-ynrv фнг,1. ji Irf . т , -.ff V I I Щ.1-гг / Ч1-т- тя )4-,,,4rfeHhW-J- V/ I .. murS. . с (а. ., /у f 9 Щ II-W yN I ni/ S фнг.9. ,,