Устройство для определения относительной величины вертикальной и горизонтальной составляющих напряжённости электромагнитного поля Советский патент 1942 года по МПК G01R29/08 

При исследовании распространения радиоволн необходимо определять пространственное расположение вектора напряженности электрического поля- Обычный способ измерения величины -вертикальной или горизонтальной составляющей в отдельности заключается в приеме соответственно на вертикальную или на горизонтальную антенну.

В предлагаемом устройстве применяется упрощенный способ измерения соотнощения вертикальной Д, и горизонтальной ,- . составляющих напряженности электрического поля . Согласно изобретению, обмотки статора гониометра приключаются к паре горизонтальных и ппре вертикальных антенн, а ротор - к измерительному прибору.

На фиг. 1 изображена схема .предлагаемого устройства, где I н 3 пара горизонтальных антенн, 2 и 4 - пара вертикальных антенн,-L/.j 11 L24 - полевые катущки гониометра,/- - искательная катуигка гониометра, Пр - приемник, V-выходной прибор приемника.

Если плоскость расположения приемных антенн составляет с плоскостью расположения векторов „ н Е угол а, то парой антенн /--. будет приниматься горизонтальная составляющая/:,- созД а пярой 2-4 - вертикальная составляющая а- На основе этого в предлагаемом устройстве применяются два способа измерения.

Первый способ. Когда искательная катущка L связана максимально с катушкой L13, на приемник действует налряжение, возникающее в нтеннах / и , и на выходном приборе появляется отклонение, равное, например,/1|. При повороте ротора гониометра на 90° на приемник начнет действовать возникающее в антеннах 2 и 4 напряжение, вызываемое составляющей /;в, и на выходном приборе приемника появится отклог.оние. равное, например, А. Если теперь повернуть приемник -- антенна.ми № 60975- 2 - на 90° вокруг вертикальной оси, то соответствующие ного прибора np ieMHHKa будут для пары антенн 2 и 4 порциональны Яв, а для пары антенн/ и 3 - Д. sina, например, равны АЗСледовательно, в относительных единицах пок прибора приемника ,А.,; Ег - Кя -Ь slira - У Л -(- Лз Угол между Ё„ и г определится из условия чв i - 1 ёг КЛ Угол менсду плоскостью расположения антенн и ложения векторов s и г находится из условия

Дг sin Лз

tga

ЁГ cosa Л,

Второй способ. Минимум показаний выходного прибора приемника получается, когда ротор гониометра занимает положение, соответствующее условию

tge .-. -Ф-,

где в - угол между плоскостью искательной катушки и плоскостью одной из полевых катушек;

EI - напряжение в одной паре антенн;

Ё2 - напряжение в другой паре антенн.

В нашем случае это условие напишется так:

д г cosa

или, после поворота антенной системы вокруг вертикальной оси на 90,

ирикем угол Oi или вг непосредственно наблюдается на гониометре. Пусть «при наблюдении оказалось, что

„ EfCOSa. г, г sina

Oi - .Д., - -;;;

Тогда

„.. f. „,..J.

Е, У fit-Si Е.

г sina показания выходпо-лрежнему пропропорциональныазаний выходного плоскостью распоСвязь между первым и вторым способами образом:

Второй способ имеет очевидные преимущества перед первым в смысле простоты отсчета: вместо измерения величин AI, AZ и Лз достаточно по прибору отметить положения минимума (угол QI или 02). Однако в случае, когда горизонтальная и вертикальная составляющие имеют значительный сдвиг фаз, минимум может оказаться весьма неотчетливым и отсчет будет неточным. Тогда первый способ явится более надежным.

При устойчивом или медленно изменяющемся поле измерение можно производить при повороте ротора гониометра от руки. При быстро следуюЩ;Их друг за другом замерениях и поворотах плоскости поляризации необходим уже другой способ наблюдения.

Представим себе, что ротор гониометра вращается с равномерной скоростью. Характер изменения выходного напряжения приемника за один оборот ротора в этом случае выразится кривой на фт. 2- Точка Ло на кривой соответствует приему только составляющей в, точка Л -

приему составляющей ЕГ cosa.

Сфотографировать такую кривую можно различными способами. При фэдингах .порядка секунд удобно воспользоваться зеркальным гальванометром на выходе приемника с перемещением светового лятна по фотобумаге, расположенной на вращающемся барабане. Необходимо лишь зафиксировать одну точку кривой, чтобы относительно нее отсчитывать угол поворота гониометра. Для этого, например, можно специальным переключателем, связанным с осью гониометра, рвать цепь осветительной лампочки в момент прохождения гониометра через какое.либо известное (положение, скажем, через 0°.

При фэдингах с длительностью порядка десятых долей секунды применяется электронный осциллограф. Схема электродного осциллографирования показана на фиг. 3.

На оси ротора гониометра расположен переключатель Я, подающий выходное налряжение приемника то к одной, то к другой паре пластин электроннолучевой трубки ЭЛТ осциллографа. Момент переключения йыбран таким, что в положении гониометра, соответст1вующем приему только вертикальной составляющей, выходное напряжение приемника подается на пару пластин //-IV, а в положении гониометра, соответствующем приему только горизонтальной составляющей, - на пару пластин /-///.

При быстром вращении гониометра и переключателя глаз воспримет изображение эллипса. Отношение длины вертикальной оси эллипса к длине горизонтальной оси

Л, 1 Л., 1 -- . или -- - ,

л, - В,А, 5,

Скорость вращения гониометра выбирается та.кой, чтобы за время одного оборота гониометра сила и поляризация лоля ие могли заметно измениться. - 3 frCOsaAIЕ„Л, р si паAS .Л, ь 60975 выражается следующим

Для определения положения вектора Е, в общем случае, необходимо иметь два устройства (вместо трех при приеме просто на вертикальную и горизонтальную антенньг), причем градуировки каждого устройства в отдельности не требуется так как BI и BZ представляют собой относительные величины. В большинстве случаев достаточно располагать только одним устройством, в качестве которого можно использовать передвижной пеленгатор с гониометром. Антенная система (антенны 1, 2, 3 и 4 - фиг. 1) выполняется в виде металлических стержней или трубок длиной 1---1,5 м.

Предмет изобретения

Устройство для определения относительной величины вертикальной и горизонтальной составляющих напряженности электромагнитного поля, отличающееся тем, что со статором гони.ометра соединены пара горизонтальных и пара вертикальных антенн, а с его ротором - регистрирующий или измерительный прибор.

Пр

|V

-WT i;Lf3 И Л 24

fua.f

О о во 180 270 360

Pus 2