Гониометр Советский патент 1981 года по МПК G01S3/04 

намагниченный в направлении, перпендикулярном оси -вращения ротора.

Гониометр работает следующим образом. Электродвижущие силы (ЭДС) i и EZ, подводимые от антенной системы к отводам 7-7 и 8-8 полевой обмотки, возбуждают в ней токи, создающие магнитные потоки сигнала Ф1 и Фа. На-фиг. 3 стрелками показано направление магнитного потока сигнала Ф1, создаваемого током от ЭДС i; здесь же показано распределение постоянных магнитных потоков (пунктирные линии), создаваемых подмагничивающей обмоткой 9 (Фп) и ротором 12 (Фр), намагниченным в направлении, перпендикулярном оси вращения. (Для наглядности изображения магнитный поток сигнала Фа, создаваемый током от ЭДС 2, подводимый к отводам 8- 8 полевой обмотки, на фиг. 3 не показан. Не показаны также обмотки гониометра 5, 6 и 9 и тороидальный экран 3). Взаимодействие постоянных полей Фп и Фр в объеме внутреннего ферритового кольца 1 приводит к образованию в нем участков с различным магнитным сопротивлением для потоков сигнала Ф1 и Фа, причем величина магнитных сопротивлений этих участков зависит от углового положения ротора 12.

Пусть ротор 12 и его полюса N-S сориентированы так, как показано на фиг. 3, а магнитный поток Фп, создаваемый подмагничивающей обмоткой 9, направлен по часовой стрелке. Тогда магнитная проницаемость верхней половины ферритового кольца 1 будет больще, чем нижней, поскольку в ней действует разностное постоянное поле, а в нижней половине - суммарное. Разница между проницаемостями обеих половин кольца 1 будет максимальной, если ротор 12 и подмагничивающая обмотка 9 развивают в кольце 1 одинаковую магнитодвижущую силу. Магнитный поток сигнала концентрируется преимущественно в верхней половине кольца 1, поскольку магнитное сопротивление верхней половины (обратно пропорциональное магнитной проницаемости) меньще, чем нижней. Вследствие этого ЭДС, наводимые в верхней и нижней частях искательной обмотки 5, имеют неодинаковую величину. Результирующая ЭДС в искательной обмотке, наводимая потоком сигнала Фь в этом случае отлична от нуля и имеет некоторое максимальное значение.

При повороте ротора 12 на угол а, меньщий 90°, разница между проницаемостями нижней и верхней половин кольца 1 убывает. Соответственно убывает ЭДС в искательной обмотке 5. При магнитные проницаемости обеих половин кольца одиHaiKOBbi и ЭДС в искательной обмотке 5 равна нулю. При ЭДС в искательной обмотке вторично достигает максимума, но с противоположным знаком, так как ориентация постоянного магнитного потока Фр, создаваемая ротором 12, в этом случае

противоположна первоначальной. В общем случае ЭДС, создаваемая потоком сигнала Ф1 в искательной обмотке о, И3 меняется по закону косинуса в зависимости от угла поворота ротора в соответствии с выражением

/1 1-- /СЯ с OS а,

где EI - ЭДС, подводимая от антенной системы к отводам 7-7 полевой обмотки 6;

К - коэффициент пропорциональности, учитывающий степень связи искательной и полевой обмоток. Магнитное поле сигнала Фг, создаваегмое током от ЭДС EZ, подводимой к отводам 8-8 полевой обмотки 6, развернуто на 90° относительно магнитного поля сигнала Фь создаваемого током от ЭДС, создаваемая в искательной обмотке 5 магнитным потоком Фа, изменяется по закону

/2 - sin а,

где EZ - ЭДС, подводимая от антенной системы к отводам 8-8 полевой обмотки 6.

Если антенная система состоит из двух

идентичных антенн, диаграммы нанравленности которых взаимно перпендикулярны и

имеют вид правильных «восьмерок, то

справедливы соотнощеиия

, ::,„С08в;

2 ,„81пв,

где 8 - пеленг сигнала.

С учетом этих соотношений суммарная ЭДС сигнала на выходе искательной обмотки 6 равна / /1-т-/2 /(т Cos (в - а). Полученное выражение представляет собой известное уравнение гониометра, согласно которому максимум приема имеет место тогда, когда угол поворота ротора равен пеленгу приходящего сигнала.

Предлагаемое техническое решение устраняет недостатки прототипа простыми конструктивными средствами. Поскольку подмагпичивающая обмотка размещена поверх полого тороидального экрана, охватывающего ферритовые кольца с искательной и

полевой обмотками, связь по переменному току между искательной и .подмагничивающей обмотками отсутствует. В связи с этим точность пеленгования остается высокой в щироком диапазоне частот. Обладая указанными преимуществами, предлагаемый гониометр вместе с тем сохраняет основное достоинство прототипа - высокую точность пеленгования нри работе в большом интервале температур.

Формула и 3 о о р е т е н и я

Гониометр, содержащий статор, ротор и

искательную, полевую и подмагничивающую

обмотки, причем ротор выполнен из ферромагнитного материала и намагничен в направлении, перпендикулярном оси вращения, которая совпадает с осью симметрии статора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности пеленгования, статор выполнен в виде двух концентрических ферритовых колец, которые расположены внутри тороидального немагнитного экрана, искательная обмотка равномерно размещена на внутреннем ферритовом кольце, полевая обмотка равномерно размещена на внешнем ферритовом кольце и выполне11

на в виде замкнутой обмотки с четырьмя равномерно расположенными по окружности внешнего ферритового кольца отводами, а подмагничивающая обмотка равномерно размещена поверх тороидального немагнитного экрана.

Источники информацпп, принятые во вниманпе при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 685009, кл. G 01S 3/04, 1977 (прототип).

/а

А-А

-ГО

ffr

5

В

f,- 4Ф,

К

/