Способ направленного излучения Советский патент 1935 года по МПК G01S1/66 

Настоящее изобретение относится к радиомаячным курсовым системам для вождения судов. При вождении движущегося корабля вдоль радиомаячного курса очень желательно, чтобы радиомаячная система давала как слышимые, так и визуальные указания. Обычно радиомаячная система дает визуальные показания посредством направленной радионередачи так, чтобы с одной стороны курса имелась радиоволна одного типа, с другой стороны курса - радиоволна другого типа, а на самом курсе-комбинация из этих волн. Обычно радиомаячные системы дают звуковые показания посредством направленной радиопередачи, причем импульсы образуют букву А, слып1имую по одной стороне курса, и букву Ж, слышимую по другой стороне курса. На самом курсе эти импульсы дают длительные „щелчки. Эти системы, однако, не дают одновременно звукового и визуального показаний.

На чертеже фиг. 1 иллюстрирует передающее устройство, применяемое в изобретении; фиг. 2 и 3 изображают харак(351)

теристики передатчика; фиг. 4 изображает приемник; фиг. 5-измененное передающее устройство; фиг. б, 7 и 8-характеристики передатчика, изображенного на фиг. 5; фиг. 9 дает приемник для совместной работы с передатчиком по фиг. 5.

На фиг. 1 изображена антенная система с двумя направленными антеннами 1 и 2, расположенными под прямым углом друг к другу. Излучаемые колебания, направленные под прямым углом одно к другому, образуют хорошо известную фигуру излучения в виде восьмерки. Эти антенны 1 и 2 посредством цепи 3 связаны с передатчиком 4.

Нередатчик 4 снабжен модулятором 5, который в СБОЮ очередь связан с источником 6 несимметричного переменного тока.

Четырехиолюсный сдвоенный переключатель 7 введен для перемены соединений передатчика 4 с антеннами 1 и 2 и для одновременного противополонсного включения источника 6 к модулятору 5. Переключающая система показана только

примерно. Переключатель 7 снабжен пальцем 8, который скользит по вращающемуся диску 9.

Дяск и может иметь любую , но на фиг. 1 изображеи диск такой формы, при которой импульсы образуют буквы А и N, передаваемые антеннами 1 и 2, причем приемник на курсе будет давать непрерывное звуковое показание.

Фйг. 2 нзобразкает волиу нессимметричной формы, которую моя:ет доставлять источник 6 переменного тока. Эта -волна может быть иолучена одним из нескольких способов, например, посредством; пропускания переменного тока через электронный усилитель с отрицательным смещением, подобранным так, чтобы одна половина волны переменного тока анода была много больше, чем ток другой половины волны. Импульсы, производимые передатчиком 4, во время модуляции его несимметричной волной переменного тока, огибаются несущей волной так, как показано на фиг. 3. Импульсы, показанные бургвой Л, получаются, когда палец переключателя 8 скользит по участкам А и А (фиг. 1) диска 9. Когда палец переключателя 8 скользит по участкам В ,и В (фиг. 1), огибающая модулированной несуп ей волны будет подобна показанной на фиг. S буквой Б.

Таким образом переключатель 7, действующий посредством пальца 8, изменяет соединение источника несимметричного переменного тока с модулятором, несущая волна модулируется волной формы, показанной на фиг. 2, но когда палец скользит по поверхностям В и В , фюрма волны изменяется, и огибающая модулированной волны становится подобной показанной буквой S на фпг. 3.

Фиг. 4 показывает приемник 10, связанный с антенной 11 для приема направленных импульсов, излучаемых с антенн 1 и 2 передатчика, показанного на фиг. 1.

Выходная цепь приемника 10 снабжена парой наушников 12 для слушания передаваемых импульсов. Выход приемника также снабжен фильтром 13, который связан с цепью, имеющей пелинейное сонротивление 14 п прибор 15 постоянного тока с нулем посредине. Фильтр 13 устроен так, чтобы отсеивать все токи.

кроме получающихся после демодуляции несущей волны импульсов, поступающих в цепь с нелинейным сопротивлением и прибором прстоянного тока. Конденсатор 16 включен параллельно прибору 15 для того, чтобы остающаяся часть переменного тока не проходила в прибор постоянного .тока.

Нелинейным сопротивлением 14 могут слузкить два меднозакисных выпрямителя, которые соединены нараллелыю п работают навстречу друг другу. Нелинейным сопротивлением может служить и так называемый „тирит, который имеет зависимость между током и сопротивлением, выражаемую уравнением

где й-сопротивление, I-ток, а С и а- постоянные. Показатель а вообще меньще единицы, а постоянная С лежит между 20 и 600. Этот материал обладает тем свойством, что проводит односторонне постоянный ток только под действием песимметричных воля, действие же симметричных волн, проходящих через него, никакого посгоянного тока не вызывает.

Если судцо, на котором установлен приемник 10, уклоняется в одну сторону от курса, такие пмгтульсы А, как показано на фиг. 3, а именно А, будут преобладать в выходной цепи приемника. Эти импульсы после демодуляции в приемнике превращаются в несимметричную волну на выходе приемника, которая в телефоне 12 даст звуковой сигнал А.

Нелинейное сопротивление 14 превращает приемный ток в постоянный ток, который идет через прибор постоянного тока 15 по направлению, зависящему от асимметрии волны. Если судно уклоняется в другую сторону от курса, то в приемнике 10 будут преобладать импульсы Б, показанные на фиг. 3.

Эти импульсы после демодуляции дадут волны, подобные показанной на фиг. 2, но в „перевернутом виде.

Эта демодулированная волна дает в телефонах звуковой сигнал Ж и, действуя на нелинейное сопротивление 14, вызывает ток, протекающий через прибор постояпного тока 15, в направлении, противвпилоясном току, имевщемуся в предыдущем случае. Когда судно, на котором установлен приемник 10, находится точно на курсе, то равные сигналы обоих впдов фиг. 3 принимаются, и эти сигналы после демодуляции дают ровный тон в телефоне 12, Результирующая волна носле демодуляции этих сигналов имеет вид волн, иоказат ных на фиг. 2, и „неревернутых волн. Когда эти не симметричные токи достигают нелинейного сопротивления 14, то образуются импульсы иостоянного тока переданной полярности, и эти импульсы, протекая через прибор постоянного тока 15, дают среднее значение этих токов, равное нулю, что и показывается индак:пором. Хотя имнульсы должны иметь характер постоянного тока, однако, индикатор 15 может слегка вибрировать, получая равные сигналы с двух сторон в противоположных направлениях, в то время, когда судно находится на . Эти вибрации почти незаметны, но, если желают, можно дать прибору большее затухание для уменьшения или полного предотвращения их.

Результирующий постоянный ток может быть использован для автоматического управления судном. Для этого применено поляризованное реле 17. Постоянный ток различного направления будет переводить якорь реле к правому или левому контактам, и этим заставит руль судна новорачиваться в нужном наиравлении.

Измененное передающее устройство показано на фиг. 5, где части, подобные передатчику, показанному на фиг. , выполняют аналогичные функции. Однако, форма неременного тока, подводимого к модулятору в этом иередатчике, отличается от формы тока, подводимого к модулятору в предыдущем передающем устройстве. Здесь имеется источник симметричного переменного тока 18. Часть напряжения от этого источника питает удвоитель частоты 19. Удвоитель частоты связан с фазовращателями 20 и 21. Переключатель 7 в показанном положении соединяет выход удвоителя частоты через два фазовращателя, соединенных последовательно с источником переменного тока 18.

Когда переключатель 7 находится в верхнем пололсении, выход удвоителя частоты 19 соединяется так, что только

фазовращатель 20 оказывается включен ным последовательно с псточником переменного тока 18. Диск 9, как показано в этот момент, подготовляется к передаче груипы сигналов А и Л вместо непрерывной серии сигналов А ii N, как показано на фиг. 1.

Фиг. 6 показывает фазозые отношения между токами в выходной цепи источника 18 переменного тока в фазовращателе 20 и фазовращателе 21 и таклсе результирующую форму кривой на модуляторе 5, зависящую от положения переключателя 7.

Кривая А фиг. 6 изображает переменный ток, производимый источником 18. Кривая Б изображает ток выходной цепи фазовращателя 20, тогда как кривая С изображает ток на выходе фазовращателя 21. волна основной частоты кривой А скл: дьгвается с волной второй гармоники кривой Д смещенной по фазе так, как изобрансено, результирующая волна делается подобной изображенной на фиг. 7 кривой Е.

Если основная волна А складывается с волной второй гармоники, имеющей фазовые отношения, как нзображено кривой G, то результирующая волна будет подобна кривой D на фиг. 7. Таким образом очевидно, что результирующая волна, приложенная к модулятору 5, представляет собой несимметричную волну, имеющую формы, показанные кривыми D и Е на фиг. 7.

Когда переключатель 7 стоит в изображенном положении, результирующая волна, подводимая к модулятору 5, подобна приведенной на кривой Е, и огибающая несущей волны подобна показанной на фиг. 8. Когда переключатель 7 стоит в верхнем пололсении, волна, нриложенная к модулятору 5, подобна D, показанной на фиг. 7, и несущая волна передатчика, модулированная по такой огибающей, будет подобна изобрал енной на-.фиг. 8. Приемник, изображенный на фиг. 4, может быть применен для приема импульсов, передаваемых передатчиком, описанным выше и показанным на фиг. о. Приемник, изображенный на фиг. 4, будет работать от этого передатчика аналогично тому, что было описано в связи с работой приемника от иередатчика, изображенного на фиг. 1.

На фиг. 9 показано измененное приемное устройство для приема направленных импульсов, излучаемых передатчиком, показанным на фиг. 5. Выход приемника 10 снабжен парой наушников 12 для приема передаваемых нмнульсев на слух.

Выход приемника 10 имеет фильтр 22, который служит для отделения основной частоты от второй гармоники. Основная частота, получаемая через фильтр 22, питает удвоитель частоты 23, выход которого присоединен к одной из катушек прибора 24. Вторая гармоника, получаемая через фильтр 22, действует на другую катушку прибора 24.

Прибор 24 представляет собою тип такого прибора, показания которого зависят от фазовых соотношений мелсду токами, протека1ош,ими в этих двух катушках.

Работа приемника, изображенного на фиг. 9, происходит следуюш;им образом: когда судно, на котором установлен приемник 10, отклоняется в одну сторону от курса, импульсы е, показанные на фиг. 8, будут преобладать в выходной цепи приемника. Эти пмпульсы после демодуляции дадут несимметричную кривую, форма которой приведена на фиг. 7. Напомним, что форма волны складывается из основной волны Л и второй гармоники Б фиг. 6. Эта волна питает фильтр 22, который отделяет основную составляюш,ую от второй гармоники. Основная составляюш;ая /i, кривая которой подобна кривой А на фиг. 6, подается на удвоитель частоты 23, который дает на своем выходе волну двойной частоты 1р. Вторая гармоника /ц, кривая которой подобна кривой В на фиг. 6, действует на вторую катушку прибора 24. Ясно, что двойная частота 2/ имеет определенные фазовые соотношения с частотой /2 второй гармоники, которые и будут определять отклонение прибора 24.

Показания прибора 24 дают знать водителю судна о том, что судно отклонилось в правую или в левую сторону от курса. Если, например, судно отклонилось в одну сторону от курса, импульсы, преобладаюш;ие в выходной цепи приемника 10, будут пметь форму d, изоораженную на фиг. 8. Эти импульсы после демодуляции в приемнике дадут несимметричную волну D, имеющую форму, подобную приведенной на фиг. 7. Такая волна состоит из основной волны А и волны второй гармоники С, имеюш;ей определенные фазовые соотношения с основной волной А.

Когда судно, на котором установлен приемник 10, находится точно на курсе, равные сигналы форм, показанных на фиг. 8, принимаются входной цепью

приемника 10. После демодуляции эти сигналы дают на выходе приемника 10 импульсы перемепного тока, имеюш;его волну формы D и 1, показанной на фиг. 7. Эти импуьсы, проходя через фпльтр 22 и удвоитель частоты 23, дают в катушках прибора 24 ток, сила которого при на),лежа1цем затухании индикатора будет близка к нулю.

Это показание говорит водителю судна о том, что судно находится на своем К5рсе.

Предмет патента.

1.Способ направлешюго излучения для радиомаяков с применением двух передач в виде точек и тире, взаимно дополняющих друг друга, отличающийся тем, что каждую из этих передач получают путем попеременной модуляции несуш:ей волны токами несимметричной относительно оси времени формы причем форма кривой одного тока представляет повернутую на 180° около оси времени форму кривой другого тока.

2.При способе по п. 1 применение несимметричного тока, максимальное значение одной полярности которого больше максимального значения противоположной полярности.

3.При способе по п. 1 применение в приемнике устройства, показания которого зависят от асимметрии тока.

4.При способе по п. 1 примепение с целью получения токов несимметричной формы источника синусоидального тока низкой частоты, колебания которого удваиваются не частоте и затем складываются в различных фаззвых соотношениях с колебаниями основной частоты. к патенту ин-ной фирмы № „Радио-Корпорация Америки 44868

й фиг 2

A7W

фмгЗ

йзигД

°1.,4 ffl ir-

1{,Ф 4 5

ч1 t

фиг б

фигВ

МД

г)

фигЭл

г

J