Устройство для излучения вращающегося электромагнитного поля Советский патент 1942 года по МПК H01Q21/24 

d -расстояние между антеннами,

О -угол фазового сдвига токов антенн,

а-угол, составленный взятым нанравлением со створом

а}1тенн от средины расстояния между кимн, т -волновой коэффициент.

В выражении (2) «2 2 есть угловая частота вращения Х Делая соответствующую замену в формуле (1), нолучнм

ГУ. 2соз (9-t -- i)

Итак, если фазовый угол i вращать с постоянной угловой скоростью «21.Ь, то в любом направлении от антенной системы получим косннусоидальное изменение наиряженг.ости ноля с угловой частотой 1

9Л и

(3)

№ 61511-- 2

Присутствие фазового угла У, зависимого от взятого направления, указывает на неодновременность процесса для различных направлений. Дальность действия антенной системы при этом остается одинаковой для всех направлений и -не зависит от разноса антенн и длины волны.

На чертелсе изображена скелетная схема передающего и антенного устройства для получения плавного врандения угла сдвига фаз токов антенн.

Передатчик имеет два канала высокой частоты, возбуждаемых одним обидим задающим генератором. Специальным фазирующим устройством между каналами создается и поддерживается постоянный сдвиг фаз, равный 90°. В контур мощного каскада каждого канала включается катущка статор.а гониометра. Имеем, следовательно, два гониометра. Роторные катушки обоих гониометров укрепляются на одном валу и расиолагаются друг к другу под углом 90°. Питание антенн осуществляется двумя нарами фидеров, причем от одного из каналов токи нодводятся в противофазе, а от другого канала- синфазно. Оба плеча, гониометры, фидера и антеппы будем предполагать выполненными идентично. Примем за исходное такое положе П1е гониометров (нуль па лимбе), когда ротор гониометра N° 2 имеет максимальную связь со статором, а ротор гониометра ,No /-н левую связь- В этом положении токи антенн в фазе. Установим гониометры по лимб} на 45 витки роторных катущек обоих гонио.метров составят с витками статоров угол 9 45°. В этом положении к каждой антенне подводятся две одинаковые по амплитуде и сдвинутые на 90° по фазе токи. Рез льтирующие токи антенн будут сдвинуты между собой на угол 90°.

При 7 90° (по лимбу) антенны питаются только от одного канала, подводящего токи в нротивофазе. Результирующие токи антенн в этом положении сдвинуты по фазе на 180°. Любому положению гониометра, определяе.мому углом 7 по лимбу, соответствует определенный угол разности фаз результируюцдих токов антенн, равный.удвоенному 7 Следовательно, ес.ти мы будем вращать гониометр с угловой скоростью --2, т. е. положим, что 7 то фазовый угол сдвига антенн будет вращаться с угловой скоростью т. е. ,/. Установим связь между фазой колебаний, нриходящих в точку приема, и фазами токов каналов передатчика.

Возьмем положение гониометра, определяемое угоюм 7- Составляющие токов антенны будут:

iui 1 : Jm sin 7 sin mt , Ш1,2 Jm cos 7 cos wt j

ia-21 -:- Im sin 7 sin u/ i itti,i - Im cos 7 cos wt

Мы полагаем, что колебания I-го канала следуют закону синуса, а 2-го канала - закону косинуса. В произвольно взятой и достаточно удаленной точке М, составляющей со створом антенн угол 2, напряженность поля антенн может быть представлена следующим образом:

/рез. ЕтРу. sin ( -- тего) где . 2cos { 7 cosa j - 2cos (Q-,t - )

1-я антенна

2-я антенна

Если мы изменим начальные условия так, что колебания 1-го канала будут следоватг закону косинуса, а второго - закону сннуса, то конечный результат нашего вывода нримет вид:

/рез. - EmFy. sin (о -- пго.

В обоих случаях начальная фаза колебаний в точке приема совпадает с фазой колебаний того из каналов, питание от которого нодводится к антеннам синфазно..Из сказанного видно, что хотя закономерность изменения напряженностн поля одинакова для любого направления, протекание во времени этого процесса идет неодноврелгенно. Происходит такое пространственное изменение формы диаграммы излучения, которое создает эффект врандения ноля восьмерочной формы. 3се расчеты вращения поля посредством вращения угла фазового сдвига токов антенн полностью основываются на этом явлении. Говоря о вращении восьмерки, мы везде буде.м нонимать под этим эффект враидения ноля. Чтобы исследовать движение восьмерки в пространстве, достаточно нроследить движение ее максимального радиусавектора. Легко убедиться, что восьмерка вращается неравномерно.

С точки зрения пригодностн рассматриваемой системы для курсовож.1ения, последняя имеет следующие преимущества н недостатки.

Преимущества: 1) Большая дальность действия, примерно раза в три больше дальности действия обычной 4-антенной системы, нрименяемой для вран1,ения восьмерки.

2)Возможность нолучення весьма большой точности указания курса при работе с прибором КС-2, завода 327.

3)Сравнительно простая антенная система, состоящая всего из 2-х антенн, не требующая большой площади для размещения.

4)Меньще влияние отрицательных факторов иа устойчивость работы системы (одна пара антенн вместо двух).

Педостатки: 1) Необходимость сравнительно больщего разноса антенн, в связи с чем длина фидерной .шнин увеличивается.

2)Паличие двух иерабочих участков кривой.

3)Неравномерная шкала указателя курса.

4)Неонределенность в 180 неленгов.

5)Необходимость иметь два гониометра вместо одного. Предлагаемая сисгема может быть иснользована для вождения са.молетов но курсу на радиомаяк и от него с любого направления (за исключением нерабочих участков), с приборо.м типа КС-2. Кроме того, эта систе.ма может найти широкое npHNreneHHe для вождения в узком секторе с больщой точностью с тем же КС-2, например, для выхода на цель или для вождения в весь1 а узко.м коридоре. Этот вид работы, напоминающий вождение по зоне, отличается от последней тем, что здесь самолет совершенно не связан с зоной. По выполнении задачи, последний может возвращаться обратно с любого нанравления.

Предмет изобретения

Устройство для излучения вращающегося электромагнитного поля, состоящее из двух ненаправленных антенн, питаемых общим генератором, через фазовращатель, создающий в цепях питание, идущих от него к аитенна.м, сдвиг фаз на 90°, отличающееся тем, что для изменения направления излучения применены два гониометра, у каждого из которых вращающаяся катущка соединена с обоими антенна.ми, а неподвижная катущка соединена с мощным каскадом одной из цепей питания.

Фазоdpauialem.

Гониоиетр N2

цз

rOHUOWTPfji