NO141237B

NO141237B - Generatoranordning for radiofrekvente pulser

Info

Publication number: NO141237B
Application number: NO743179A
Authority: NO
Inventors: Brien William Joseph O
Original assignee: Decca Ltd
Priority date: 1973-09-07
Filing date: 1974-09-04
Publication date: 1979-10-22
Also published as: DE2442693B2; NO743179L; JPS5074957A; AU7302974A; FR2243564A1; DE2442693A1; NL7411875A; GB1483584A; SE396865B; JPS5711167B2; SE7411298L; US4058742A; NO141237C; FR2243564B1; DE2442693C3; CA1042076A

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en generatoranordning for radiofrekvente pulser.

Særlig for radionavigasjonssystemer er det viktig

at fasen for det utsendte signal styres nøyaktig. Om man skal anvende faststoffteknologi for sendere med høy effekt må man benytte et stort antall drivkretser. I forbindelse med dette går oppfinnelsen ut på en forbedret type av en anordning til effektutmatning som gjør det mulig å anvende et stort antall strømstyreenheter av faststofftypen til utmatning av et radiofrekvent signal med høy spenning og høy effekt.

Oppfinnelsen er særlig egnet for utsendelse av radiofrekvente pulser på en slik måte at en individuell periode i en puls kan identifiseres. Slike pulssignaler kreves f.eks.

i det radionavigasjonssystem som betegnes "Loran C", der radiofrekvente sendinger foregår i tur og orden fra et antall adskilte sendere. Hver og en av sendingene består av kortvarige pulser av radiofrekvent energi med på forhånd bestemt bølgeform, der de radiofrekvente bølgeperioder innenfor pulsene fra de forskjellige stasjoner holdes i bestemte innbyrdes fasefor-

hold. Med en mottager kan man dermed få grov posisjonsinforma-sjon ved bestemmelse av tidsforskjellene mellom de mottatte pulser, men det blir også mulig å få nøyaktigere posisjons-informasjon ved at man bestemmer faseforholdene mellom de radiofrekvente signaler fra senderstasjonene som er plasert på forskjellige steder.

Formålet med oppfinnelsen er således å komme frem til senderutstyr for slike pulsformede utsendelser, der ut-styret kan fremstilles på en enkel måte og til lav pris sammenliknet med hittil anvendt utstyr.

En generatoranordning for radiofrekvente pulser

i henhold til oppfinnelsen, er kjennetegnet ved at tidsgiver-organer som inngår i anordningen er beregnet på å utlade kondensatorer samtidig gjennom viklinger som oppviser en innbyrdes kopling og tilsammen danner primærinduktansen, der samtlige kondensatorer med sine tilhørende viklinger sammen svinger i resonans ved samme frekvens som sekundærkretsen, hvorved det frembringes én oscillatorisk utladning i hver og en av primærkretsene og dermed i sekundærkretsen, idet maksimal spenning bygges opp i på hverandre følgende perioder etter kondensatorenes opprinnelige utladning til et maksimum, med en forsinkelse som går opp til et på forhånd bestemt antall perioder avhengig av koplingskoeffisienten.

Den enkleste måte å frembringe en spole med ube-tydelig ytre felt på er å anvende en toruskonstruksjon eller å forsyne spolen med en ledende skjerm. En slik oppbygning av spolen gjør det mulig at enhetene av faststofftypen kan an-bringes tett inntil sine respektive viklinger, forsynt med korte tilkoplingsledninger. Ved en høyeffektsender må fast-stoff anordningene befinne seg utenfor det sterke felt fra spolen om de skal arbeide pålitelig og uten feil. F.eks. kan tyristorer bli utløst av et kraftig felt. Ved den ovenfor beskrevne anordning kan man anvende korte ledninger hvorved man unngår de faseforskyvningsproblemer som ellers oppstår ved matning av viklinger fra matekilder som er uavhengige av hverandre.

Om man først betrakter en torusanordning, kan den ene primærvikling -i en vanlig torusviklet transformator opp-deles i et antall segmenter som kan mates hver for seg ved hjelp av sine respektive styreenheter av faststofftypen. For en gitt strøm blir spenningen over hvert segment proporsjonal med segmentets tverrsnittsareal multiplisert med antall viklinger i segmentet. Ved en bestemt spenning i utgangskretsen vil således en primærspole med bare en fullstendig vikling behøve bli matet med n ganger den spenning som kreves for de separate segmenter i en spole med n segmenter. Det finnes imidlertid en praktisk grense for de spenninger som kan anvendes ved faststoffanordninger. Som det fremgår av beskrivelsen i det følgende kan man ved en anordning i henhold til oppfinnelsen la primærinduktansenheten f.eks. ha adskillig hundre separate viklinger med hver sin tilhørende styreenhet av halvledertypen, og det blir da lett å frembringe så høye spenninger man måtte ønske i utgangskretsen.

Ved en torusanordning kan halvlederenhetene koples til viklingene ved hjelp av radielt anordnede ledninger. Ved at man for disse radielle ledninger anvender par av parallelle tråder der hvert radielt anordnet trådpar oppviser like strøm-mer i begge motsatte retninger, oppnår man at den resulterende effektive strøm blir null i et slikt trådpar i forhold til det magnetfelt viklingene frembringer. Disse radielt anordnede, parallelle ledninger er ett middel til uttak av spenning på

en spole med én vikling uten at man derved endrer dennes ekvivalentskjerna. De radielt anordnede ledninger kan strekke seg innad eller utad. Om de strekker seg utad får man hva som tilsvarer en andre ytre spole med en vikling. En kortsluttet ytre spole kommer dermed til å redusere induktansen i denne ytre vikling vesentlig til null. Ved å anvende et antall spoleseksjoner på denne måte kan man overvinne de begrensninger.som gjelder effektpåvirkningen på strømstyreenheter av halvledertypen, f.eks. transistorer eller tyristorer.

I det enkleste tilfelle kan man tenke seg en spolekonstruksjon i form av en torus med en flerhet av primærviklinger, der hver og en av disse har en eller flere vindinger, men der alle viklinger har like mange vindinger. Primærviklingene kan dermed være likt viklet på en spolestamme slik at endetilkoplingene for hver vikling ligger tett sammen og er anbrakt enten på den indre omkretsflate eller ennu bedre, på den ytre omkretsflate. Hvert par av endetilkoplinger kan være koplet til en tilhørende kondensator og en strømstyreenhet av halvledertypen slik at hver slik spoleseksjon danner en separat avstemning- eller tankkrets. En sekundærvikling eller antennevikling kan være viklet utenpå primærviklihgene slik at tilkoplingene til primærviklingene strekker seg tvers gjennom sekundærviklingen. Ved en høyeffektsender vil sekundærviklingen behøve langt færre vindinger enn primærviklingen. For de høye strømmer i en høyeffektsender kan sekundærviklingen være dannet av et antall parallelle tråder med viklingene jevnt fordelt rundt torusformen.

En enkel toruskonstruksjon er imidlertid ikke alltid den mest hensiktsmessige anordning på grunn av vanske-lighetene med å anbringe sekundærviklingen samt visse, vanske-ligheter når det gjelder innregulering av koplingskoeffisienten mellom viklingene. Ved en pulssender styrer denne kop-lingskoef f isient hurtigheten ved energioverføringen fra tankkretsen til antennekretsen, og den er derfor en betydningsfull faktor til bestemmelse av hastigheten på amplitudeøkningen i den utstrålte puls. I et navigasjonssystem f.eks. "Loran C", der man utnytter fasesammenlikning av perioder i pulsene, må man ha en periode identifisering slik at amplitudestigningen må være meget hurtig for at toppverdien på den utsendte effekt f.eks. opptrer innenfor den femte periode.

For å kunne regulere koplingsgraden foretrekkes det derfor å vikle primær- og sekundærviklingene på adskilte spolestammer. En utførelsesform for en spolekonstruksjon i henhold til oppfinnelsen der dette er gjort, udmerker seg ved at spolen er forsynt med en sylindrisk spolestamme, der sekundærviklingen er viklet om den sylindriske stamme og der en sylindrisk skjerm av ledende materiale er anbrakt rundt sekundærviklingen, mens det i skjermen finnes en flerhet av ytterligere spolestammer, der hver og en av disse har en eller flere viklinger for en primærinduktansenhét og der disse ytterligere spolestammer er anordnet inntil sekundærviklingen i slike stillinger at hver viklina i primærinduktansen blir forbundet med sekundærviklingens felt bare innenfor et begrenset bueformet område, samt der viklingene er anbrakt likt rundt anordningens akse. Primærviklingene er hensiktsmessig anordnet mellom sekundærviklingens omkretsflate og skjermen. De kan derved hensiktsmessig være anbrakt inntil skjermen med endetilkoplingene tatt ut gjennom hull i denne. De kondensatorer som hører til primærviklingen og koplingsanordningene kan dermed være anbrakt utenfor skjermen. Tilkoplingene for hver spoleseksjon kan ligge tett inntil hverandre.

Et luftgap kan finnes mellom primær- og sekundærviklingene avhengig av den ønskede grad av kopling mellom viklingene.

Alle spoleseksjoner i primærviklingen bør ha samme antall vindinger slik at de forskjellige spoleseksjoner kan parallellkoples.

Sekundærviklingen kan f.eks. ha bare noen få vindinger, men på grunn av den store strøm som skal mates til antennekretsen i en høyeffektsender kan hver vinding med fordel bestå av et antall parallelle tråder.

Den sylindriske skjerm av ledende materiale kan med fordel utføres av kobber og har fortrinnsvis sin ene endeflate lukket.

Primærviklingens adskilte seksjoner som hver dekker et bueformet segment, kan godt være fordelt rundt om-rådet i skjermen på en slik måte at seksjonene sammen danner et aggregat som strekker seg helt rundt rommet mellom skjermen og sekundærviklingen, hvorved hver seksjon står i forbindelse med bare ett parti av sekundærviklingens induktive felt Ved hjelp av denne anordning kan spenningen over hver spoleseksjon av primærviklingen gjøres meget mindre enn spenningen over sekundærviklingen. Primærviklingens seksjoner kan være fordelt i aksialretningen på sekundærviklingen, men det er hensiktsmessig at de er anbrakt rundt sekundærviklingens omkrets. I

den sistnevnte utførelse er hver spoleseksjon i primærviklingen forbundet med det parti av sekundærviklingens felt som passerer mellom sekundærviklingen og skjermen i det vesentlige parallelt med sekundærviklingens akse. Hver slik seksjon kan være viklet på en spolestamme som er utformet slik at den passer inn mellom sekundærviklingen og skjermen, mens spolen eller spolene i hver seksjon har sine akser parallelt med sekundærviklingens akse.

Hver og en av primærviklingens spoleseksjoner kan bestå av en flerhet av vindinger som er anordnet på en spolestamme som utgjør en del av en torus eller et utrettet segment av en torus, idet alle spoleseksjoner har like antall vindinger og hver spoleseksjon har to endetilkoplinger inntil hverandre på den ytre omkretsflate, mens de forskjellige spolers endetilkoplinger er likt fordelt langs omkretsen. Endetilkoplingene kan være tatt ut gjennom hull i den nevnte skjerm.

Ved en utførelsesform for oppfinnelsen er seks spolestammer anordnet for primærviklingens seksjoner, og disse spolestammer er slik utformet at de sammen med sine viklinger danner et lukket aggregat rundt sekundærviklingens akse. Dette lukkede aggregat har innerflater og ytterflater som står i sekskant, der hver og en av disse ligger i et plan som er vinkel-rett på en radius fra sekundærviklingens akse til flatens midt-punkt. På hver av disse spolestammer har man viklet et antall spoleseks joner med hver sin eneste vinding , og alle spolesek-sjoners akser er parallelle med sekundærviklingens akse.

I stedet for å anvende et sekskantet aggregat kan man gi spolestammen en slik form at de nærmere slutter seg til et ringformet segment, der f.eks. spolestammenes innerflater og ytterflater i stedet kan ligge i tre forskjellige plan der hvert plan ligger langs en korde.

Som nevnt ovenfor er oppfinnelsen spesielt egnet for pulssendere med høy effekt. Ved visse lavfrekvente radio-navigas jonssystemer, f.eks. navigasjonssystemet "Loran C", må man sende kortvarige pulser med radiofrekvent energi med forholdsvis lav frekvens, f.eks. 100 kHz. Pulsene må være nøyaktig tidsstyrt, og i navigasjonssystemet "Loran C" må også faseforholdene for svingningene innenfor pulsene være nøyaktig styrt. Formålet med oppfinnelsen er derfor spesielt å løse problemer i forbindelse med frembringelse av pulser med høy effekt.

I henhold til en utførelsesform for oppfinnelsen innbefatter en pulssender minst en avstemningskrets eller tankkrets med kondensator og primærvikling, en ensrettet ladekrets for oppladning av kondensatoren, utløsbare strømstillerorganer i tankkretsen for tilkopling av kondensatoren til primærviklingen der de utløsbare strømstillere skal muliggjøre strøm i begge retninger, og en sekundærvikling som er induktivt koplet til primærviklingen og som er anordnet i en antennekrets.

Av de ovennevnte grunner har man normalt en flerhet av primærviklinger som sammen danner primærinduktansenheten der hver vikling er forsynt med sin utløsbare strømstiller som utgjør den ovennevnte halvlederenhet. Man kan imidlertid anvende en felles ladekrets for oppladning av alle kondensatorene i de forskjellige tankkretser hvis viklingene er isolert fra hverandre når det gjelder radiofrekvenser.

Ved denne anordning ble kondensatoren i tankkretsen ladet opp via den ensrettende laderkrets. Når den radiofrekvente puls deretter skal sendes ut, betjenes den utløs-bare koplingsanordning på en slik måte at den ladede kondensator blir tilkoplet primærviklingen, hvorved det dannes en sving-endé tankkrets som er utført slik at den svinger i resonans ved den radiofrekvens det tas sikte på• Svingningene i tankkretsen koples til sekundærviklingen i antennekretsen der den sistnevnte fortrinnsvis er en serieresonanskrets som likeledes er avstemt på den ønskede radiofrekvens.

Man har med fordel anordnet en dempemotstand både for tankkretsen og antennekretsen der dempemotstanden er induktivt koplet til primærviklingen resp. til sekundærviklingen ved hjelp av utløserstyrte koplingsanordninger som betjenes slik at de kopler inn dempeanordningene i den tilhørende krets etter oppnåelse av maksimal utstråling, slik at man derved hindrer ytterligere utstråling av radiofrekvent energi.

Alternativt kan dempningen tilveiebringes ved hjelp av en i sekundærkretsen innkoplet seriemotstand som på en effektiv måte kortsluttes ved hjelp av en tyristorbryter i løpet av pulsens tidligere del, hvoretter kortslutningen oppheves slik at pulsens "hale" blir dempet eller avkortet. Når man anvender tyristorbrytere, vil disse kople inn etter tenningen inntil høyfrekvensstrømmen går ned under en kritisk verdi som er avhengig av den anvendte tyristortype. Om dempningen er virksom når tyristoren er koplet fra, vil lengden av fluksens haleparti bli regulert ved lavt nivå. Hvis dempningen derimot er i virksomhet når tyristoren er koplet til, vil dempningen gå tapt ved lavt nivå når tyristoren er koplet fra.

Ved en sender for et radionavigasjonssystem, f.eks. av typen "Loran C", må pulsens omhylningskurve være nøyaktig regulert for at man ved en mottager skal kunne identifisere en bestemt periode innenfor pulsen. Ved en foretrukken utførelses-form for et slikt system stiger omhylningskurven raskt under de første tre perioder og oppnår sin toppverdi ca. 4-7 perioder etter pulsens begynnelse. Det er hensiktsmessig å ha en kort falltid slik at man får den minst mulige totale utstråling. Man har fra tid til annen hevdet at en bølgeform med lang omhylningskurve er ønskelig foråt man dermed skal få det størst mulige forhold mellom den energi som finnes innenfor f.eks.

+ eller -10% fra resonansfrekvensen (vanligvis 100 kHz) samt den energi som finnes innenfor resten av spekteret. Dette er imidlertid ikke riktig på grunn av at den støy som finnes i en gitt radiomottager er avhengig av den absolutte støystråling

innenfor det av mottagerens frekvensbånd det gjelder uavhengig av hvilken prosentuéll andel forstyrrelsen utgjør av den totale utstråling fra den forstyrrende sender. For å få minst mulig forstyrrelser ved andre mottagere er det av den grunn ikke noen fordel å la radionavigasjonssenderen avgi ytterligere utstråling ved den frekvens man er interessert i. Det er således fullt mulig å anvende en kort falltid for pulsen fra radionavigasjonssenderen.

Følgende fakta kan ligge til grunn for betrakt-ningene som gjelder det hensiktsmessige antall perioder før man oppnår utstrålingens toppverdi. Om periodeidentifiseringen ut-føres tidlig, f.eks. en og en halv periode etter pulsens begynnelse, kommer omhylningskurven ved mottagerens utgangssignal til å få en begynnelseskarakteristikk som er eksponensiell,

noe som innebærer at det innenfor like lange tidsintervall alltid vil være like stor prosentuéll økning. Med en slik begynnelseskarakteristikk blir det umulig å identifisere en bestemt periode. Om periodeidentifiseringen imidlertid gjøres senere, f.eks. ved den femte eller sjette periode, kommer den prosentuelle amplitudeendring/periode til å være betydelig lavere enn ved identifisering av den tredje periode. Etter omfattende studium av periodeidentifiseringsproblemet har man funnet at den periode som skal identifiseres bør være omtrent en tredje periode når omhylningskurvens bølgeform begynner som en rett og jevn stigning. For at man skal få god fasesammenlikning av periodene og dermed god initiallåsning av pulstids-målingen vil man ønske å anvende signaler ennu lenger inn i pulsen idet ma-n egentlig ønsker en puls som er lenger enn de ovennevnte fire-syv perioder. Ved en stasjonskjede for middel-avstand ville man kanskje foreta fasesammenlikning så langt inn som ved den åttende periode. En god faseoverensstemmelse eller god fase-sammenlikning blir imidlertid verdiløs når det forefinnes en feil over en hel periode, og man må av den grunn velge pulsformen på en slik måte at man får en så positiv periodeidentifisering som mulig.

Den ovenfor nevnte ensrettede ladekrets for oppladning av kondensatoren dannes hensiktsmessig av en lavfrekvent resonansladekrets inneholdende en eller annen anordning for blokkering av strøm tilbake. Etter fullførelse av den første halvperiode av en svingning ved den laveste frekvens kommer strømmen til å søke å vende tilbake,men denne strøm-vending blir da blokkert. Blokkeringen kan utføres ved hjelp av en seriediode og/eller ved hjelp av en likeretter. Ved at man anvender en ladekrets som svinger i resonans kan kondensatoren i tankkretsen bli ladet opp fra en likestrømkilde til en spenning som er omtrent dobbelt så høy som spenningen for matekilden.

I serie med matekilden og kondensatoren kan det være anordnet en tyristor som strømbryteranordning i ladekretsen, hvorved man kan tidsstyre begynnelsen av oppladingen. Riktignok hindrer tyristoren strømmen i å flyte bakover, men man foretrekker allikevel å anvende både en tyristor og en diode i serie, hvorved dioden beskytter tyristoren mot tilbake-strøm og gjennomslag på grunn av den høye spenningen. I kondensatorens oppladningskrets kan en induktans være anordnet i serie med kondensatoren slik at man derved bevirker at ladekretsen svinger i resonans ved en lav frekvens. Denne induktans dannes fortrinnsvis•av en spole med jernkjerne som har lave tap.

Den i tankkretsen anordnede utløsbare strømbryter for tilkopling av kondensatoren til primærviklingen må tillate strøm å flyte i begge retninger. Ved en i praksis forekommende utførelsesform må denne strømbryter kunne tåle en høy spenning tilbake. Den må også ha evnen til hurtig å øke spenningen i forhold til tiden, samtidig med at den bør ha lave tap og kort omkoplingstid. Man skulle her kunne anvende en Triac (registrert varemerke), men foreløbig får man bedre resultat når det gjelder motstand mot tilbakespenning samt når det gjelder hurtig spenningsendring som funksjon av tiden, og dessuten lave tap og kort omkoplingstid ved å anvende enten to parallellkoplede og innbyrdes motsatt rettede tyristorer eller en tyristor parallellkoplet med en diode. En tyristor med til-hørende diode behøver bare et eneste utløsersignal. Med komponenter som idag er tilgjengelige har en tyristor som er beregnet for høy strøm mindre tap enn en diode som er beregnet for høy spenning og høy strøm. Av denne grunn foretrekker man å anvende to tyristorer som er parallellkoplet og motsatt rettet.

Det er hensiktsmessig å utføre dempningen av tankkretsen og antenneavstemningskretsen ved hjelp av induktivt koplede dempekretser. Tankkretsen skulle kunne dempes ved at man ved hjelp av en utløsbar strømbryter kopler inn en motstand i parallell med tankkretsen. Denne strømbryter må imidlertid når den er frakoplet, kunne motstå den høye radiofrekvente spenning i kretsen og derved blir den maksimalt tillatte spenning begrenset av tyristorens ^ -evne. Ved å anvende tyristorer i serie vil man oppnå høyere spenningsfasthet, men til gjen-gjeld blir utløsningsanordningene mer kompliserte.

Man kan anvende en forsinkelsesledning på 90° eller en akselerasjonsledning på 90° {ved radiofrekvensen)

for å vende om strømbryternes virkning, noe som innebærer at man gjør strømbryterkretsens inngangsimpedans lik null når strømbryteren er utkoplet og lik en endelig verdi når strøm-bryteren kopler inn, noe som altså medfører at tapene i strøm-bryteren blir null når dempningen er koplet ut. Det foretrekkes å anvende en akselerasjonskrets heller enn en forsinkelseskrets fordi man derved ikke bare vender om strømbryterens funksjon, men dessuten gjør det mulig at spenningen over tyristorbryteren får en mer hensiktsmessig verdi.

I en parallellavstemt tankkrets er det hensiktsmessig å innføre en parallellmotstand mens man foretrekker å innføre en seriemotstand i en serieavstemt krets. Når man for å tilveiebringe en spenningsvending mellom tankkretsen og antennekretsen anvender induktivt koplede spoler, er det særlig ønskelig å få en så fast kopling som mulig. Ved løskopling innføres nemlig lekkasjeinduktanser som på en uheldig måte kan endre pulsbølgeformens omhylningskurve. Det som her er sagt gjelder spesielt koplingen mellom dempekretsene som primær-

og sekundærviklingene. En spole med en eneste vinding gir maksimal kopling ved en viss diameter, tykkelse og plasering i forhold til viklingen. Om spenningen over en eneste vinding i dempekretsen er altfor høy kan man i henhold til det som her er sagt, dele opp denne eneste vinding i et antall segmenter med radielle tilkoplinger og så parallellkople segmentene. Koplingsspolen i denne kretsen kan altså, som eksempel, bestå . av en eneste vinding delt opp i et antall segmenter med radi-eller tilkoplingsledninger, der de forskjellige segmenter er

parallellkoplet i dempekretsen.

Ved at man anvender en primærvikling med en flerhet av segmenter kan man få en meget høy utgangseffekt i en eneste puls fra en radiosender forsynt med en transformator med luftkjerne. Dette gjelder tross de begrensninger som i praksis oppstår på grunn av at utløsbare koplingsanordninger, såsom f.eks. tyristorer har en viss maksimal arbeidsspenning, og av.denne grunn finnes det en viss maksimal energi som kan håndteres av hver koplingsanordning innenfor hver puls. Pulsens virkning avhenger imidlertid av dens totale energi. Transfor-matoren er derfor forsynt med slike uttak at spenningen blir lik den maksimalt tillatte arbeidsspenning for en valgt tyristor eller en koplingsanordning av annet slag. Man må derfor dele opp spolen i et antall separate segmenter som er innkoplet hver for seg, og det nødvendige totalantall av koplingsanordninger og segmenter avhenger av den ønskede totale utgangseffekt i pulsen.

Et radionavigasjonssystem kan inneholde minst

tre pulssendere bygget som forklart ovenfor, og plasert i en viss avstand fra hverandre. En hovedoscillator på en av sta-sjonene styrer derved innkoplingen og bestemmer tidsøyeblikkene for pulsenes begynnelse samt tidsøyeblikkene for periodens begynnelse innenfor pulsene, idet hver og en av de øvrige stasjoner- styres av en oscillator som er slavestyrt eller låst til sendingene fra den første stasjon.

Ved en bevegelig mottagerstasjon mottar man signaler fra sendestasjonene og sammenlikner deres faseforhold og tidsforhold for derved å få informasjoner om posisjonen.

For mottagning av sendingene fra hovedstasjonen kan man ved hver enkelt av slavestasjonene ha en mottagerantenne med en krets i motfase til de fra stasjonens egen senderantenne mottatte signaler. Herved unngås slike feil som skyldes at hovedstasjonens signaler igjen utstråles av slavestasjonens senderantenne og igjen mottas av mottakerantennen.

De utløserpulser som er nødvendige ved hver slave-stas jon for start av senderpulsene, for start av oppladning, for utløsing av tankkretsen samt for inn- og utkopling av dempekretsene fåes ved bestemte tidsintervall ved hjelp en oscillator og en digital frekvensdeler.

I navigasjonssystemet "Loran C" kan man tilveiebringe koding for identifisering av en sending med periodisk fasevending av sendingen uten å endre tidsintervallet. Normalt frembringes slik koding ved at man vender faseforholdet i hverannen puls. Pulsene dannes av kortvarige pulser med bare noen perioder med radiofrekvens. Det er ikke mulig å få til denne fasevending bare ved at man under en halvperiode forsinker ut-løsningen av den utløsbare koplingsanordning fordi man på denne måte vil få en tilsvarende forsinkelse i tidsmønsteret. Man kunne riktignok anvende tidsforandringer på en halv periode mellom på hverandre følgende pulser for å få til koding ved fasevending, men til dette vil det kreves en endring av tids-formatet i mottageren i forhold til det som gjelder ved eksi-sterende "Loran C" mottageren.

I en pulssender av den ovenfor beskrevne art, forsynt med utløsbare koplingsanordninger for utladning av en kondensator i hver tankkrets, kan to primærinduktansenheter være koplet til antennekretsen idet begge primærinduktansenheter er anordnet på hver sin side av sekundærviklingen og er induktivt koplet til denne. Hver primærinduktansenhet kan bestå av en eller flere viklinger, der hver vikling har sin egen separate utløsbare strømbryteranordhing. De to primærinduktansenheter kan være koplet innbyrdes i motfase til antennen hvorved det finnes anordninger for tilkopling av de til primær-induktansenhetene hørende strømbryteranordninger i overensstemmelse med det ønskede faseforhold for den utsendte puls.

Et formål med å anvende to adskilte primærinduktansenheter anbrakt på hver sin side av sekundærviklingen er .

at man vil forenkle den fysiske oppbygning ved å skille de to ulike elementer fra hverandre. Ytterligere en fordel ligger imidlertid deri at man kan drive anordningen med bare en primærinduktansenhet ,' mens den annen kan være uvirksom eller tatt ut av kretsen både fysisk og elektrisk sett. Om altså den ene enhet svikter kan senderen allikevel drives med halv effekt idet man da bare anvender den annen primærinduktansenhet. Pulsformen forblir da den samme under forutsetning av at koplingen eller avstanden til sekundærviklingen endres slik at man får den samme totale koplingsgrad som når begge primærenhetere er innkoplet.

Ytterligere en fordel ligger i at koplingsgraden og dempningen for hver enkelt primærenhet kan innreguleres til å være i drift med.den annen primærenhet kortsluttet. Derved blir det mulig å forandre pulsens polaritet eller foreta en annen faseforandring ved at man går over fra den ene primærenhet til den annen, og altså driver de to enheter avvekslende. Som beskrevet nærmere i det følgende kan polaritetsendring foretas ved at man endrer koplingspolariteten eller ved at man endrer ladespenningens polaritet. Med rette kan man således oppnå en koding av pulsene.

Ved hjelp av denne anordning kan det anvendes en eneste ladekrets som er tilkoplet både til primærinduktans-enhetene, men utlades gjennom den i hvert enkelt tilfelle valgte primærinduktansenhet ved hjelp av de i dette tilfellet utløste strømbryteranordninger. Koding ved faseforandring kan således utføres uten endring av pulsenes tidsintervall.

For å få til koding ved fasevending anvender man imidlertid vanligvis to grupper viklinger, der den ene gruppe danner en første primærinduktanssenhet som er koplet til antennen i et faseforhold som er det motsatte av fasen som gjelder den annen gruppe og som danner den annen primærinduktansenhet. Alle viklinger i hver gruppe får derved sine egne strømbrytere samt utløsningsanordninger innrettet til å løse ut den strøm-brytergruppe det gjelder.

i

Oppladningskretsen kan være som beskrevet ovenfor. Ved denne anordning dannes strømbryterne hensiktsmessig av kretser med to tyristorer. Den primærvikling eller -viklinger som i øyeblikket ikke er i drift forblir åpne og deltar ikke i det hele tatt i frembringelsen. Den spenning som induseres i de frikoplede primærviklinger blir forholdsvis lav sammenliknet med hva som gjelder for den vikling som er i drift.

Det er derfor forholdsvis lett å få tak i tyristorer med til-strekkelig høy evne til å tåle spenningsøkningen for i utkoplet tilstand å kunne motstå den høye radiofrekvente spenning. Ved at man anvender to tyristorer hindrer man strøm i å flyte i begge retninger gjennom den frikoplede vikling. En strømbryter som i henhold til det som her er forklart omfatter en eneste tyristor og en diode er mindre ønskelig fordi dioden er strøm-ledende i en retning.

Ved en mekanisk anordning er antennetransforma-toren forsynt med to grupper primærviklinger der den ene gruppe befinner seg på den ene side av antennespolen og den annen gruppe befinner seg på dens annen side. For å få til koding ved fasevending kan de to primærviklingsgrupper være koplet innbyrdes i motfase til antennespolen, hvorved bare en primær-viklinggruppe om gangen blir satt i drift. For å få til en vekselvis fasevending for de på hverandre følgende pulser i et navigasjonssystem av typen "LoranC" kan man vekselvis kople inn de to primærviklinggrupper.

Ved den annen mekaniste utførelse er antennespolen adskilt fra de spoler som danner de første og andre primærviklinger, og det finnes da en koplingskrets som er fast koplet til primærviklingene for å kople energi fra den innkoplede primærvikling og til antennekretsen. Denne koplingskrets kan dannes av en seriekrets med koplingsspoler koplet til de to primærviklingsgrupper samt koplet i serie med antennen. På samme måte som tidligere er de ikke innkoplede primærviklinger brutt og deltar derfor ikke i pulsfrembringelsen. En kort-slutningsbryter av tyristortypen kan være anordnet for kortslutning av koplingsspolen i den uvirksomme enhet. Man kan da for pulsfrembringelsen anvende en strømbryter med tyristor og diode. En slik kortslutning av koplingsspolen eliminerer også problemet med spenningsøkningen.

Ved de ovenfor beskrevne utførelser behøver man to primærviklinger (eller to grupper av primærviklinger) som koples inn selektivt i overensstemmelse med den ønskede fase-stilling for den utsendte puls. Det blir imidlertid mulig å anvende bare en primærvikling (eller en primærviklingsgruppe) ved at man anordner to ladekretser for oppladning av en til primærvikling hørende kondensator (eller de til primærviklingene hørende kondensatorer) til en spenning med den ene eller den annen polaritet. Ved å velge ladekrets og dermed velge polariteten for spenningen over kondensatoren eller kondensatorene kan man således velge fasestillingen for den utstrålte puls.

I en pulsgenerator av den ovenfor beskrevne art, forsynt med utløsbare strømbryteranordninger for utladning av en kondensa-. tor i tankkretsen eller i hver av tankkretsene kan det således: finnes to adskilte ladekretser, samtidig med at det finnes anordninger for selektiv tilkopling av den ene eller annen ladekrets til opplading av kondensatoren i den tankkrets som inneholder primærviklingen. Når det finnes mange primærviklinger, kan disse opplades parallelt fra den valgte ladekrets idet altså begge ladekretser betjener alle primærviklinger.

Ved en anordning med en kondensator som lades selektivt til den ene eller den annen polaritet, bør strøm-bryteranordningen i primærsidens tankkrets bestå av to tyristorer som er polvendte mot hverandre, og det finnes da anordninger for selektiv utløsning av den ene eller annen av tyristorene i overensstemmelse med polariteten for kondensatorens ladning, hvorved den annen tyristor utløses en halv periode senere. Dermed unngår man å mate en tennspenning til en tyristor som har anodespenning rettet bakover, noe som ville kunne skade tyristoren. I visse tilfelle er det imidlertid mulig å mate en eneste lang tennpuls til begge tyristorer.

Oppfinnelsen er kjennetegnet ved de i kravene gjen-gitte trekk og en rekke utførelsesformer vil bli beskrevet i det følgende under henvisning til tegningene der: Fig. 1 viser en del av en pulsstyrt sender for et radionavigasjonssystem mens

fig. 2 og 3 viser bølgeformer til forklaring av spenningen over kondensatoren i tankkretsen og antennespenningen i kretsanordningen på fig. 1,

fig. 4, 5 og 6 viser tre forskjellige typer utløs-bare strømbryteranordninger for anvendelse i kretsen på fig. 1,

fig. 7 viser et skjema for en 90° forsinkelsesledning for omvending av strømbryterens funksjon,

fig. 8 og 9 viser til likeverdige typer kretser, der man anvender en 90° akselerasjon eller fremskyndelseskrets for omvending av strømbryterens virkning,

fig. 10, 11 og 12 viser tre forskjellige typer dempekretser,

fig. 13 viser en spole med en eneste vikling oppdelt i fire seksjoner mens

fig. 14 viser hvorledes de fire sektorer av spolen på fig. 13 er koplet i parallellt,

fig. 15 viser en foretrukken utførelsesform for en utløserkrets,

fig. 16 viser et blokkskjerna for en tidsstyrekrets,

fig. 17 viser en tankkrets med et antall adskilte viklinger,

fig. 18 viser den mekaniske oppbygning av kretsen på

fig. 1,

fia. 19 er et blokkskjerna for et radionavigasjonssystem,

fig. 20, 21 og 22 viser tre alternative utførelser for fasevendingskoding av en puls fra en pulsstyrt sender i et radionavigasjonssystem, f.eks. systemet "Loran C",

fig. 23 viser et diametralt snitt gjennom en sylindrisk spoleanordning,

fig. 24 viser et aksialsnitt gjennom anordningen på

fig. 23,

fig. 25 viser en spoleanordning av en annen type sett

fra en ende,

fig. 26 viser et aksialt snitt gjennom anordningen på fig. 25,

fig. 27 og 28 viser, i perspektiv, en del av en primærvikling for spoleanordningen på fig. 25 og 26, der fig. 28 spesielt viser hvorledes viklingens vindinger er anordnet,

fig. 29, 30, 31 er forklarende skjemaer for spolekonstruksjonen i henhold til fig. 25-28, mens

fig. 32 viser en modifisert utførelse av anordningen på fig. 21, og

fig. 33 og 34 viser ennu en type av spoleanordningen.

Anordningen i henhold til oppfinnelsen er særlig

egnet for pulsstyrte sendere med høy effekt. Før de foretrukne utførel-sesformer for spolekonstruksjoner til anvendelse i slike høye effekt-sendere beskrives kan det være hensiktsmessig først å beskrive den puls-frembringende krets.

Fig. 1 viser, i skjematisk form, de komponenter det

er behov for for forklaring av funksjonen ved en type av puls-

styrte sendere for radiofrekvens. En likestrømkilde 10 sam vanligvis gir en matespenning på 600 volt, anvendes for å lade en kondensator i en tankkrets som dannes av kondensatoren 11 og

primærviklingen 12 og tankkretsen er komplett med en dobbeltrettet omkopler, innbefattende en diode 13 og en tyristor 14, der tyristoren kan utløses ved hjelp av en utløseranordning 15. Tankkretsen kan f.eks. være avstemt på en frekvens av størrelsen 100 kHz. Kondensatoren 11 lades fra likestrømkilden 10 via en lavfrekvent resonansladekrets, hvorved kondensatoren 11 lades under en halvperiode av den lave frekvens det gjelder. Denne lavfrekvente resonansladekrets har en med jernkjerne forsynt induktans 16 som sammen med kondensatoren 11, danner en krets som i dette spesielle tilfellet har sin resonansfrekvens ved en frekvens på ca. 80 Hz. En halvperiode av denne lave frekvens har således en varighet på 6250 mikrosek. Ladekretsen har også en omkopler som inneholder en tyristor 17 og denne utløses via en transformator 19 ved hjelp av en utløserpuls fra utløser-kretseh 18. En diode 20 er seriekoplet med tyristoren for å hindre at det oppstår bakoverrettet strøm eller gjennomslag i tyristoren 17. Ladekretsen inneholder et overbelastningsrelé 21 med kontakter 22 som normalt er sluttet, hvorved man får en shuntbane forbi en kondensator 23, og denne shuntbane inneholder en liten motstand 24 samt en likeledes liten induktans 25. Over-belastningsreleet har en betjeningsspole 26 som ladestrømmen fra kondensatoren 11 passerer gjennom.

En anordning for dempning av strømstøt omfatter en diode 27 og en motstand 29, og det hele er koplet i parallell med ladekretsen. En serieinduktans 28 er innkoplet i ladekretsen foran kondensatoren 11 og serieinduktansen 28 er liten sammenliknet med spolen 16 med jernkjernen, men er stor sammenliknet med tankkretsens induktans. Induktansen 28 virker som et utjevningsfilter for støtspenninger og som en isolerende impedans som hindrer de radiofrekvente svingninger i tankkretsen i å passere bakover til ladekretsen.

Antennekretsen er serieavstemt og inneholder en sekundærvikling 30 som er koplet til den tidligere nevnte primærvikling 12, og denne er på sin side seriekoplet med en kapasitans 31 og en motstand 32 som danner henholdsvis kapasitans og motstand for antennen.

For dempning av tankkretsen finnes det en dempemotstand 33 som er innkoplet i en krets med en vikling 34 som på sin side er koplet til primærviklingen 12, idet kretsen også er utstyrt med en utløsbar omkopler 35 som skal beskriver nærmere i det følgende. For å dempe antennekretsen finnes det en motstand 36 i en dempekrets som inneholder en til sekundærviklingen 30 koplet vikling 37, samt en utløsbar omkopler 38. Omkoplerne 35 og 38 styres ved hjelp av en utløserenhet 39.

Før funksjonen kretsanordningen på fig. 1 har beskrives mer detaljert, kan det være hensiktsmessig å nevne at kondensatoren lades fra likestrømkilden 10 via en lavfrekvent resonanskrets ved hjelp av hvilken den kan lades til en spenning som er to ganger høyere enn matekildens spenning, og man får derfor i foreliggende eksempel en ladespenning på 1200 volt.

I det rette øyeblikk utlades kondensatoren 11 gjennom tyristoren 14 og dioden 13 (som danner en omkoplingsanordning med lave tap) samt primærviklingen 12 (som utgjør en induktans med lave tap), hvorved man i primærviklingen 12 får en oscillerende strøm med tankkretsens resonansfrekvens. Antennekretsen dannes av en serieresonanskrets som er koplet til primærviklingen. Anordningen er derved likeverdig med en serieresonanskrets som er parallellkoplet med primærviklingen, mens induktansen for denne serieresonanskrets tilsvarer primærinduktansen dividert med kvadratet av koplingskoeffisienten. Ved denne koplingsanordning blir primærenergien vekslende overført fre primær-siden til sekundærsiden og tilbake, der frekvensen ved over-føringen avhenger av koplingskoeffisienten. Hvis primær- og sekundærviklingene er beregnet for en resonansfrekvens på

100 kHz og hvis effekttoppen i sekundærviklingen skal oppnås i løpet av fem perioder, kan man vise at koplingskoeffisienten skal være 10%.

Fig. 2 viser bølgeformen over tankkretsen. På denne figur er tidsskalaen ikke nevnt, men oppladningstiden vises i en meget redusert tidsskala sammenliknet med den tidsskala som anvendes for å vise den radiofrekvente bølgeform. I dette spesielle eksempel opptrer pulsene med frekvensen 100 Hz hvorved pulsenes periodelengde er 10 000 mikrosek. Som nevnt ovenfor er tiden for ladning som eksempel 6250 mikrosek. Ladestrømmen

vises på fig. 2 mellom punktene A og B og utgjør en halvperiode ved resonansfrekvensen for den lavfrekvente resonansoppladnings-krets. Ved slutten av denne halvperiode utgjør den resulterende spenning omtrent det dobbelte av matespenningen. Etterat en halvperiode av svingningen er utført ved denne lave frekvens,

vil strømmen søke å vende, men denne strømvending blokkeres av seriedioden 20 og av tyristoren 17. Avvikelsen fra den dobbelte matespenning vil være avhengig av tapene i induktansen 16 og omkopleren 17, men avvikelsen kan holdes liten ved hensiktsmessig valg av komponentene i den serieresonante ladekrets.

Ved punktet C der tyristoren 17 tennes, vanligvis ca. 7000 mikrosek. etter periodens begynnelse, starter den radiofrekvente svingning. Energien i primærkretsen eller tankkretsen overføres til og absorberes av den tilkoplede sekundærkrets eller antennekretsen, og fig. 3 viser spenningsbølge-formen i antennekretsen. Sekundærviklingen 30 har mange flere vindinger enn primærviklingen slik at den oppnådde toppspenning for de radiofrekvente svingninger i antennekretsen er meget høyere enn i primærkretsen, vanligvis av en størrelsesorden på 20 000 til 30 000 volt. Som beskrevet ovenfor blir energien avvekslende overført fra primærviklingen til sekundærviklingen og tilbake, noe som skjer ved en frekvens som i dette spesielle eksempel er 5 kHz. Hver periode ved denne frekvens svarer således til 20 perioder av den radiofrekvente energi. Ved null-punktet for hver halvperiode for denne vekselvise overføring av energi opptrer det en fasevending. Dette er imidlertid ikke noen ønskelig egenskap, noe som heller ikke gjelder den lange forsinkelse ved undertrykningen av pulsen. Derfor kopler man inn en dempning ved å kople til strømbryterne 35 og 38 ved toppverdien på antennespenningen, altså ved den femte periode av den radiofrekvente svingning. På grunn av den hurtige økning av strømmen i løpet av tre perioder i antennekretsen frembringes det et signal som gir god periodeidentifisering ved mottag-ningen idet man samtidig eliminerer forstyrrelse fra rombølger når det gjelder det signal som utnyttes til fasesammenlikning. Dempningen velges på en slik måte at den dempede oscillator-krets'totale Q-verdi gir ønsket pulsform.

Fig. 4 viser en anordning der det anvendes en tyristor for kopling av en vekselstrøm. På fig. 4 virker tyristoren 40 som en koplingsanordning for vekselstrøm mellom klemmene 41 og 42, der den er innkoplet diagonalt over en brokrets som dannes av de fire dioder 43, 44, 45 og 46. En kondensator 4 7 kan være parallellkoplet over tyristoren. Fig. 5 viser en annen type strømbryter for vekselstrøm, der to tyristorer 50 og

51 er parallellkoplet mellom klemmene 52 og 5 3 og vendt i hver sin retning. Ved anordningen på fig. 5 må begge tyristorer utløses i rette øyeblikk. Den ene tyristor kunne erstattes med diode slik at man bare behøver en inngang for utløsersignaler, men en tyristor som er beregnet for høy strøm gir lavere tap enn de tap man har ved de nu tilgjengelige typer dioder som er beregnet for høy spenning og høy strøm. Fig. 6 viser en foretrukken utførelsesform for en koplingsanordning, der man anvender to tyristorer, men der det bare behøves en inngang for utløsersignalet. På fig. 6 vises primærviklingen 12 og tank-kondensatoren 11 sammen med to tyristorer 60, 61 som er parallellkoplet i tankkretsen og vendt i hver sin retning. Et utløser-signal mates til utløserinngangen for tyristoren 60. Tyristoren 61 derimot utløses av den radiofrekvente svingning som oppstår via en triggerkrets som omfatter dioden 64 og en motstand 62

på f.eks. 20 ohm.

Kretsene av den art som er vist på fig. 4 og 5 kan anvendes som brytere 3 5 og 38 for innkopling av dempekretsen. Riktignok kunne man få til demping av tankkretsen ved at man direkte kopler inn en motstand parallelt med kapasitansen og induktansen i tankkretsen. Dette medfører imidlertid i praksis visse problemer som skyldes den høye hastighet på spennings-forandringen. Den radiofrekvente spenning som tilføres en tyristor i dennes utkoplede tilstand begrenses av tyristorens merke-verdi for dv/dt. Dessuten ønsker man å ha strømbryteren åpen og tapfri i løpet av pulsens første 50 mikrosek., altså under de første fem perioder. En høyere spenning kan man tillate hvis man anvender tyristorer i serie, men dette gjør utløs-ningen mer komplisert. Man foretrekker derfor å anvende en koplet anordning av den type som er vist på fig. 1. For antennekretsen gjelder på samme måte at dempningen bør frembringes ved at man lar en dempemotstand inngå i antennekretsen, forsynt med en strømbryter parallelt over dempemotstanden for kortslutning av denne når det ikke kreves dempning. Også her har man imidlertid problemer med de høye spenninger på tyristoren.

Fig. 7 viser anvendelse av en 90° forsinkelseslinje med tre elementer for vending av strømbryterens virkning, og en slik forsinkelseslinje skulle kunne anvendes for dempning i antennekretsen. Som vist på fig. 7 består forsinkelseslinjen av en T-kopling med to serieinduktanser 70 og 71 og en shuntkapasi-tans 72 som er innrettet til å gi en faseforskyvning på 90°

ved radiofrekvens. Forsinkelseslinjen er seriekoplet med antennekapasitansen 31 og sekundærviklingen 30. Over forsinkelses-ledningens annen ende er en tyristorbryter 74 seriekoplet med en motstand 75. Når bryteren er åpen, er den effektive impedans null mellom ledningen 76 og koplingspunktet mellom viklingen 30 og induktansen 70. Når bryteren derimot er sluttet, blir denne impedans lik Z 2/R hvis impedansen for 70, 71 og 72 er lik Z, mens R er motstandsverdien for motstanden 75. Strømbryteren gir dermed ingen tap når dempningen er utkoplet.

Fig. 8 viser en annen krets som kan anvendes for innkopling av en impedans i antennekretsen. Ved anordningen på fig. 8 anvendes en 90° akselerasjonskrets som erstatter forsink-elseskoplingen på fig. 7. Denne 90° akselerasjonskrets består av en T-kopling med seriekapasitanser 80, 81 og en shuntinduktans. Den ene ende av akselerasjonskoplingen er seriekoplet med antennekapasitansen og viklingen 30, mens dens annen ende er koplet over en tyristorbryter 83 og en med denne seriekoplet motstand 84. Akselerasjonskoplingen bevirker delvis at strøm-bryterens operasjon vendes om og dels at verdien for den spenning som tilføres bryteren endres til en mer hensiktsmessig verdi. Også her er tapene i strømbryteren null når dempningen er utkoplet. Fig. 9 viser en anordning som er ekvivalent med den krets som er gjengitt på fig. 1, forsynt med en induktans 90 og en kapasitans 91 i serie med en motstand 92 og en tyristorbryter 93, der induktansen er koplet til antennevik-lingen 30. Ved at man anvender en induktivt koplet krets blir det også mulig betydelig å minske spenningen ved bryteren hvorved man kan unngå de problemer som henger sammen med tyristorens begrensede evne til å tåle spenning.

I serieavstemte kretser ønsker man ofte å innføre en seriemotstand for dempningen mens man i parallellavstemte kretser ønsker innføre en parallellmotstand for dempningen. Fig. 10 viser skjematisk en parallelldempekrets der man anvender en motstand 100 og en tyristorbryter 102 som dempning, parallellkoplet med en avstemt krets inneholdende kondensatoren 10 3 og induktansen 104. Fig. 11 viser en transformatorkoplet krets som er ekvivalent til kretsen på fig. 10. Som tidligere inneholder den avstemte krets en kondensator 103 og en induktans 104. Til induktansen 104 er en induktans 105 induktivt koplet og denne er forsynt med en dempekrets som innbefatter induktansen 106 og kapasitansen 107, samt motstanden 108, og tyristorbryteren 109. Spolene er fast koplet slik at man får et ønsket transformatorforhold, f.eks. en nedtransformering i forholdet 30:1 ved anvendelse av de spenninger som er nevnt ovenfor som eksempler. Ved løs kopling ville det opptre lekkasjeinduktanser som på en uheldig måte kan endre omhylningskurven for pulsens bølgeform. Fig. 12 viser en direkte koplet krets som er ekvivalent med den krets som er vist på fig. 11. På fig. 12 har man således en kapasitans 110 og en induktans 111 som f.eks.

kan dannes av kapasitansen 31 resp. induktansen 30 i antennekretsen. Ved anordningen i henhold til fig. 12 har man en T-koplet krets inneholdende tre like store induktanser 112,113

og 114, mens kretsen via induktansen 115 er koplet til klemmene 116, 117 som også bryteren er koplet til. Denne bryter innbefatter induktansen 118 og kapasitansen 119 samt motstanden 12 0 og en utløsbar bryteranordning 121.

Når dempekretsene er koplet til tankkretsen og til antennekretsen, ønsker man fast kopling for å unngå de lekkasjeinduktanser som er nevnt ovenfor. Til og med en spole som bare har én vinding i dempekretsen kan gi en spenning som er altfor høy til at den kan tillates koplet av strømbryterkretsene 35, 38. I et slikt tilfelle kan koplingsspolen i dempekretsen deles opp

i et antall segmenter, f.eks. som vist på fig. 13 og 14. På

fig. 13 er en spole med en enkel vinding oppdelt i fire segmenter 130, 131, 132 og 133 med radielt anordnede ledninger ved endene av hvert segment. Segmentene er på sin side parallellkoplet som vist på fig. 14 og forsynt med hver sin dempemotstand 135. En tyristorbryter 136 er koplet på tvers av parallell-kretsen.

Spenningen i hver seksjon er proporsjonal med seksjonens tverrsnitt multiplisert med antall vindinger i sek-sjonen. En spole med bare en seksjon innbefattende en komplett vinding, kommer således til å ha en spenning som er "n" ganger så høy som spenningen for hver og en av "n" identisk like seksjoner av en vinding. Som tilførselsledninger til seksjonene anvender man tråder som ligger tett inntil hverandre og parallelt samt radielt med innbyrdes motsatt strømning i hvert par, slik at den resulterende strøm i hvert radielt par blir null. Ved hjelp av de radielt anordnede parallelle ledere får man således et middel til spenningsuttak på en spole med bare en vinding uten at man derved endrer spolens ekvivalentskjerna. Som et alternativ kan dette forklares ved at en lukket krets med arealet null også har induktansen null slik at et par parallelle tråder med like store strømmer har induktansen null når trådene omslutter en flate som er null.

Uttakene på en spole med bare en vinding kan ut-føres ved anvendelse av parallelle tråder enten radielt utad eller radielt innad. Når trådene er anordnet radielt utad får man noe som er ekvivalent med en ytterligere ytre enkel vinding. En nærliggende kortsluttet ytre spole kan redusere induktansen for denne ytterligere vinding til nær null. En skjermende kappe kan i praksis utgjøre en slik kortsluttet vinding.

En nærmere beskrivelse av spolens konstruksjon følger nedenfor. Innen man går i detalj kan det være hensiktsmessig å diskutere utløserkretsen samt fremgangsmåten for styring av utløserkretsen i et radionavigeringssystem.

Fig. 15 viser en foretrukken utførelsesform for en utløserkrets til utløsning av tyristorbryteren. På fig. 15 mates inngangspulsen for start av utløsningen til inngangsklem-mene 146, 147 i inngangskretsen, og denne omfatter en seriemotstand 148 og en shuntinduktans 149 koplet over basis og emitter for en npn-transistor 150, som på sin side er koplet til en pnp-transistor 151, slik at man får en tyristorekvi-valent. Denne matning med sperrespole fører til at den tyri-storekvivalent det er tale om ikke kan forbli i koplingstil-stand. De to transistorer 150 og 151 utgjør en strømbryter for en ytterligere transistor 153 som er koplet inn i en svingekrets, innbefattende kondensatorene 154, og primærviklingen 155 i en transformator som er forsynt med jernkjerne og som har en utgangsvikling 156, hvorfra utløsersignalene mates til den tyristor det gjelder. Transistorens 153 emitter er via en motstand 15 7, koplet til en positiv tilkoplingsklemme for en spenningskildé,. og. transistoren 153 har sin kollektor koplet til forbindelsespunktet mellom primærviklingen 155 og transistorens 151 emitter. Transistorens 153 basis holdes på et konstant potensial av en spenningsdeler med tilkoplingsklemme 158 og jord slik at transistoren 153 når den er ledende, trekker en konstant kollektorstrøm. Når en inngangsutløserpuls til-føres til klemmene 146, 147, slik at transistorene 150, 151 blir ledende, faller potensialet på kondensatorens 154 venstre side til jordpotensialet. Fordi strømmen ikke kan vende i strømbrytertransistorene 150, 151 vil svingningsutladningen fra kondensatoren 154 få en varighet som bare er en halv periode av svingningsfrekvensen for halvperiodesvingningsut-ladningen. Bare en kvart periode på sekundærviklingen 156 ut-gjør dermed et positivt utløsersignal hvorved kretsen således frembringer en kort og sterk utløserpuls. Kondensatoren lades opp igjen ved hjelp av en konstant strøm gjennom transistoren 153 etterat transistorene 150, 151 er gjort ikke-ledende slik at man får kortest mulig oppladningstid.

Styringen av utløserkretsene for de forskjellige brytere vises i blokkskjemaform på fig. 16. En oscillator 160 avgir signaler til en digital delekrets 161 som på sin side mater utgangssignaler til tidsstyrekretser 162 som gir et første utløsersignal 163 som utgang for styrekretsen 115 til tankkretsen, et andre utløsende utgangssignal for utløseranord-ningen 39 i dempekopleren, samt et tredje utløsende utgangssignal 165 for styrekretsen 18 for ladingen. Ved å anvende digital delekrets får man en nøyaktig tidsstyring av de forskjellige brytere. For oppladningskretsen har man lang varighet når det gjelder utløserpulsen, men den er allikevel kortere enn den totale tid for oppladingen. Den lange puls er nemlig nødvendig fordi tyristorstrømmen er altfor lav til at tyristoren skal sperre seg selv. Selv om strømbryterne for kopling av tankkretsen og dempekretsene dannes av vekselstrømbrytere for høy frekvens og høy strøm, kan utløserpulsene være korte for den nødvendige innkopling og utkopling av strømbryterne. Dette kan imidlertid lett fås til med en digital tidsstyrekrets i henhold til fig. 16.

Strømbryteren som skal bringe tankkretsen til

å svinge ved utladningen må oppvise kort innkoplingstid og ha evne til å håndtere en hurtig strømtilvekst di/dt og til dette kommer at den bør ha lave tap og høy gjennomslagsspenning. Gjennornslagsspenningen kan økes ved at man anvender serie-

koplede enheter. Dermed økes imidlertid også spenningsfallet og tapene når bryteren kopler..

Parallelle enheter for å øke evnen til å håndtere di/dt er uhensiktsmessig i praksis fordi det er vanskelig å få til en jevn strømfordeling til enhetene. Hvis man anvender en stor tyristor med høy .strømledningsevne økes ikke di/dt proporsjonalt. Store tyristorer har dessuten i alminne-lighet lengre koplingstid enn det som gjelder for små tyristorer. Man ønsker derfor å ha en kretsanordning i hvilken man anvender et antall tyristorer som tåler høy spenning på en slik måte at. man. får separate kretser med lik strømfordeling til alle.tyristorer. Det er da hensiktsmessig å anvende trans-forma torkoplede tank- og antennekretser der tankkretsen skal inneholde et par spoler som er symmetrisk koplet til antennespolen. Hver enkelt av spolene i tankkretsen 'innbefatter ofte adskilte og symmetrisk anordnede viklinger. En slik anordning er vist på fig. 17 og 18, og hver av de seksten adskilte viklinger i tankkretsen har sin egen kondensator og bryter.

På fig. 17 vises et parti av tankkretsen med induktansen 16 som har jernkjerne, innkoplet i ladekretsen. Tankkretsen er oppdelt i seksten parallelle tankkretser der hver av disse innbefatter en primærvikling 170 med tilhørende strøm-bryter 171 og en kondensator 172 som er parallellkoplet med seriekombinasjonen av primærviklingen og strømbryteren. Når det gjelder høyfrekvens, er primærviklingene innbyrdes isolert ved hjelp av sperrespoler 173 for høyfrekvens, men de er derimot med de samme tilhørende sperrespoler 173 parallelltilkoplet til ladekretsen 174.

Fig. 18 illustrerer den mekaniske oppbygning som viser sekundærviklingen 180 i antennekretsen innkoplet mellom antennen 181 og jord 182. Til sekundærviklingen er en tilhør-ende vikling 183 induktivt koplet, og den er oppdelt i fire sektorer for en dempekrets i henhold til det som er beskrevet ovenfor i tilknytning til fig. 1 og 14, der den tilhørende bryter styres av en dempestyreenhet som er vist i blokkform ved 184. Tankkretsen inneholder to spoler 185 og 186 som står symmetrisk på hver sin side av antennespolen. Hver av disse spoler 185, 186 har åtte adskilte viklinger, hver med sin egen kondensator og strømbryter. Tankkretsens styrestrømbrytere er antydet skjematisk ved 187 og de styres ved hjelp av en felles styreenhet 188. Dempingen oppnås på den ovenfor beskrevne måte og er antydet skjematisk på fig. 18 ved motstanden 189 og strømbryteren 190, som på sin side styres fra dempestyreen-heten. Den eneste forekommende ladekrets vises ikke på fig. 18 med unntak av styreenheten 199 som er beregnet på å styre strømbryteren 17 i ladekretsen.

De følgende data gjelder et typisk utførelses-eksempel for en sender og antenne i henhold til det som er her er beskrevet: Antenne = 90 m med effektiv høyde 38 m. Strålingsmotstand = 0,27 ohm.

Totalmotstand = 1,73 ohm.

Antennens seriedempemotstand =40 ohm. Antennekapasitet = 4000 pF.

Resonans og utstrålet frekvens = 100 kiloperioder/sek. Total kapasitans i tankkretsen = 3,52 uF; 16 x 0,22 yF.

Ladespenning for kondensatorene i tankkretsen =

1200 volt.

Parallellmotstand for demping av tankkretsen = 4^ ohm. Koplingskoeffisient = 10%.

Maksimumstrøm i tankkretsen = 2640 A; 16 x 165 A. Maksimumspennirig i antennen = 35.600 volt. Maksimumstrøm i antennen 89,63 A, effektiv middel-verdi. Maksimumutstråling fra antennen = 980 watt. Joule/puls = 2,53.

Ved 100 pulser/sek gjelder:

Innmatet effekt 253 watt../

Utstrålt effekt de første 30 millisek. av pulser =

0,70 watt. ■ Utstrålt effekt innenfor de første 50 millisek. av

pulser = 2,6 7 watt.

Total utstrålt effekt = 5,4 watt.

Effekt forbrukt av dempemotstanden = 160 watt.

Fig. 19 viser skjematisk et radionavigasjonssystem der man anvender pulsede sendere i henhold til det som her er beskrevet. Dette navigasjonssystem innbefatter en såkalt master-stasjon ved en styreoscillator 190 og en pulset sender 191 koplet til en antenne 192. En gjentagelsesfrekvens på 100/sek utstråles pulsene f.eks. med en radiofrekvens på 100 kHz, og pulsenes varighet er da som beskrevet ovenfor. I avstand fra masterstasjonen befinner det seg to slavestasjoner, der imidlertid bare en av disse vises på figuren. Hver av slavestasjonene innbefatter en mottagerantenne 19 3 og en mottaker 194 som mottar signaler fra masterstasjonen og styrer en oscillator 195, som er låst i synkronisme med mastersignalene. Denne oscillator 19 5 regulerer tidsstyringen av svingeperiodene i pulsene fra pulssenderen 196 som er koplet til en utstrålende antenne 19 7, og pulssenderen og antennen er utført i henhold til ovenstående beskrivelse. En tidsstyreanordning 198 regulerer tidsstyringen av pulsene i et fast forhold til masterpulsene. Mottagerantennen 193 er forsynt med en samvirkende Irets for såkalt nullmottag-ning av mastersignalene ved tilbakestråling fra slavestasjonens antenne, hvorved den låste oscillator styres av de direkte mottatte mastersignaler.

For at man ved en bevegelig mottager skal kunne skille mellom signaler fra de to slavestasjoner utsendes sig-nalene fra den ene slavestasjon med hverannen puls avvikende en halv periode av radiofrekvensen fra de i jevn takt opptred-ende tidsintervaller.

En mottager som er beregnet for et slikt sender-system kan i store trekk likne en mottager for navigasjonssystemet "Loran C", men den er innrettet for i bestemt takt å kunne motta enkle pulser og for å kunne skille mellom master-og slavestasjoner som oppviser den ovenfor beskrevne koding eller noe annet særpreget kjennemerke.

Fig. 20, 21 og 22 viser tre alternative anordninger for fasevendingskoding av en puls fra en pulssender i et radio-navigas jonssystem, f.eks. av typen "Loran C".

På fig. 20 vises skjematisk en antenne 210 med en antennespole 211 og to primærviklinger 212, 213 som er anbrakt på hver sin side av antennespolen, samt induktivt koplet til denne. Til hver primærvikling hører en kondensator 211 og en strømbryter 215 med dobbelte tyristorer, og dette utgjør tankkretsen. Kondensatorene 214 for begge primærviklinger lades fra en felles ladekrets 216. I fysisk henseende kan anordningen likne den som er beskrevet ovenfor i forbindelse med fig. 18, der hver primærvikling innbefatter en gruppe spoler med hver sin tilhørende kondensator og strømbryter. Ved anordningen i henhold til fig. 20 er imidlertid de to primærviklinger 212,

213 koplet i motfase til antennekretsen idet en styreanordning som ikke er vist, men beregnet for strømbryteren,frembringer en utløserpuls til strømbryteren eller strømbryterne for den ene eller den annen av primærviklingene 212, 213, slik at bare en primærvikling om gangen blir energisert. De to primærviklinger kan således energiseres avvekslende slik at man får en faseveksling av pulsene fra antennen på den måte som kreves for koding i navigasjonssystemet "Loran C".

Fig. 21 viser en annen anordning ved hvilken en antenne 220 med en antennespole 221 mates via en krets 222,

som inneholder seriekoplede spoler 223, 224, og disse spoler er fast induktivt koplet til to primærviklinger 225 resp. 226. Primærviklingene og koplingsspolene kan være utført på den i

det følgende beskrevne måte med hver primærvikling utført som en flerhet av spoleseksjoner med hver sin utløsbare strøm-bryter. Utløserpulser fra en kilde 227 mates via ledningen 228 eller ledningen 229, til en strømbryter for den ene eller den annen gruppe av primærviklinger 2 25, 226, hvorved den valgte primærvikling energiseres ved utladning av kondensatorer via de ulike spoler som utgjør -viklingsseksjonene. De to primærviklinger 225, 226 og koplingsspolene 223, 224 er slik anordnet at de gir kopling i motsatt faseforhold til antennekretsen, hvorved man på denne måte får en fasevendingskoding av de utsendte pulser ved hensiktsmessig valg av den ene eller den annen av de to ledninger 228, 229, ved matingen av utløser-pulser til spolenes viklinger. Strømbryterne er utført med doble tyristorer for at man skal være sikker på at spoleseksjonene i den ikke-energiserte primærvikling forblir åpne og således ikke i det hele tatt deltar i frembringelsen av pulsene.

Ved den utførelse som er vist på fig. 22 har en antenne 230 en antennevikling 231 med en demper 232 som betegnes som "hale"-demper idet den anvendes for å dempe selve slutten av pulsen. Antennen 231 er koplet til en flerhet av primærviklinger hvorav tre vises på figuren, nemlig 233, 234

og 235. Det kan finnes et stort antall slike primærviklinger (f.eks. noen hundre) som sammen med sine respektive kondensatorer

og strømbrytere er anbrakt i parallelle strømkretser. En av disse strømkretser som inneholder viklingen 233 skal nu nærmere beskrives. I denne krets finnes en kondensator 236 som kan lades fra den ene eller den annen av to ladekretser 237, 238 med innbyrdes motsatt polaritet. De ladningskretser det gjelder likner de ovenfor beskrevne ladningskretser og skal derfor ikke gjennomgås nærmere her. Det skal imidlertid påpekes at de to ladekretser har hver sin utløserinngang ved 239 resp. 240 ved hjelp av hvilke man selektivt kan anvende en hvilken som helst av de to kretser for lading av kondensatoren 236. Primærkretsen har to tyristorer 241, 242 som er koplet som strømbrytere og dermed utgjør kretsen med tyristorene koplet rettet mot hverandre. De to tyristorer 241, 242 har hver sin styrekrets med avkoplingstransformatorer 24 3 resp. 244 for til-førsel av utløserpulser. En ikke vist styrekrets avgir styre-pulser for utløsning av ladekretsene og tyristorstrømbryterne. Alt etter den herskende polaritet for den utsendte puls lar man den ene eller den annen av ladekretsene være i virksomhet for ladning av kondensatoren 236 til den ønskede polaritet, hvoretter svingningsutladningen innledes ved at man utløser den ene av de to tyristorer, nemlig ;den tyristor hvis spenning er slik at tyristoren umiddelbart blir ledende. Den annen tyristor utløses en halvperiode senere.

Man kan riktignok anvende forholdsvis lange utløser-pulser, men tyristorene selv har en så langsom funksjon at de etter utløsning forblir ledende under den radiofrekvente puls<1 >svingninger like til spenningen har gått ned til en helt lav verdi. Etter det nødvendige antall perioder av høyfrekvente svingninger dempes pulsen ved hjelp av dempekretsen 232.

På fig. 2 3 og 24 vises et spoleaggregat med en sylindrisk spolestamme 310, hvorpå det er viklet en sekundærvikling 311 som i dette tilfellet består av fire vindinger. Hver vinding består av tolv parallelle tråder som er jevnt fordelt over omkretsen av spolestammen 310, og hver ledning består av en såkalt lissetråd med 729 deler. En kobberskjerm 312 med sylindrisk form og begge ender lukket omgir spolestammen og sekundærviklingen. Primærviklingen består av 46 separate seksjoner 313 som hver strekker seg rundt et segment av det ringformede rom mellom sekundærviklingen og den sylindriske innside av skjermen 312. Hver seksjon består på sin side av 44 separate spoler likeledes dannet av lissetråd med 729 deler , med de 44 spoler i hver seksjon innlagt inn mellom hverandre. Hver av de 44 spoler består av en enkel vinding,

hvis endetilkoplinger er tatt ut gjennom hull i skjermen, f.eks. som vist ved 314. Det finnes altså 2024 separate spoler, hver med to endetilkoplinger 314. De to endetilkoplinger for hver spole ligger tett inntil hverandre. Det skal påpekes at spolene i hver primærseksjon er viklet rundt seksjonens stamme slik at spolens akse blir parallell med aksen for sekundærviklingen 311 med spolene liggene i rommet mellom sekundærviklingen 311 og skjermen 312. Dermed blir hver spole i primærviklingen forbundet med en 46-del av feltet i sekundærspolen hvorfor også spenningen pr. vinding i sekundærviklingen blir 46 ganger så høy som spenningen i hver primærspole. Lekkasjen fra primærviklingene kan riktignok bli høy, men under forutsetning av at spoler som ligger inntil hverandre har like store strømmer, vil lekkasjespenningene i de radielle forbindelses-tråder oppheve hverandre.

Til hver av spolene i hver seksjon hører en kondensator og en utløsbar strømbryter* hvorved man får en tankkretsseksjon for en pulset sender, der de ulike seksjoner er parallellkoplet for ladning i henhold til det som er forklart ovenfor. Sekundærviklingen 311 er innkoplet i antennekretsen. Dempe-anordninger som kan koples inn ved hjelp av strømbrytere finnes for primær- og sekundærspolene, også som beskrevet ovenfor.

Av dette fremgår således at man med denne konstruksjon av et spoleaggregat oppnår at spenningen over koplings-organene kan reduseres til omtrent en 46-del av hva den måtte ha vært ved en enkel konvensjonell spole, mens man samtidig reduserer kravene på evne til å føre effekt når det gjelder strømbryterne, og denne reduksjonen har en faktor på 2046.

Fig. 25-28 viser nok en konstruksjon av et spoleaggregat. Når det gjelder den ytre form, ser dette spoleaggregat ut som en sekskant. Det har en utvendig kobberskjerm 318 bestående av seks sidepartier 320 som danner en regelmessig sekskant, samt en lukket overdel 321. Skjermens nedre ende er åpen. I denne kobberskjerm finnes en sylindrisk spolestamme 322 som bærer en sekundærvikling 323 og en sekskantet spolestamme bestående av seks separate seksjoner 324. Den sekskantede spolestamme passer nøyaktig inn i kobberskjermen mens den sylindriske stamme 322 er anordnet koaksialt inne i den sekskantede stamme 324 og er altså omgitt av denne. Sekundærviklingen 323 på den sylindriske spolestamme 322 er, som tidligere, utført med noen få vindinger der hver vinding består av et antall parallelle tråder, og hver av disse tråder er en lissetråd med 729 deler. Fig. 27 viser en av primærviklingens seksjoner. Denne primærviklingseksjon består av 64 spoler med en vinding i hver, der alle spoler er viklet med mangetrådet lisseledning. Som vist på fig. 28 strekker hver vinding seg fra en endetilkopling (f.eks. endetilkoplingen 325) på den sekskantede enhets ytre omkretsflate langs en bane 326 ved den nevnte flate, og deretter på tvers over en endeflate av enheten 324 og deretter i en sik-sakbane langs den indre omkretsflate 327 til den annen endeflate tvers over hvilken tråden passerer ved 328, hvoretter den går tilbake langs den ytre omkretsflate ved den annen endetilkopling 329 som ligger tett inntil den første endetilkopling for samme spole. Som vist på fig. 27 og 28 er vindingene lagt i sik-sakbaner langs de indre og ytre omkretsflater. Man ser imidlertid at viklingene ikke strekker seg tvers over hverken den øvre eller den nedre flate av enheten, hvorfor hver av de på fig. 28 viste vindinger i virkeligheten utgjør bare en eneste vikling med en feltbane som strekker seg gjennom enheten i retning nedenfra og oppad, som antydet med den stiplede linje 330 på fig. 26. Spolestammene for primærviklingseksjonene består i det vesentlige av fire rektangulære plastskiver 331 som ligger i radielle plan i forhold til sekundærviklingens akse samt rektangulære inner- og ytterskiver 332, 333 av plast, hvilke skiver danner henholdsvis innerflate og ytterflate for den sekskantede enhet. Alle de skiver det gjelder er forsynt med snitt ved sine kanter der trådene holdes fast når de er viklet om enheten. Alle skiver er parallelle med aksen for den tilhørende spole og strekker seg ikke på tvers av feltbanen.

Spenningen for hver spoleseksjon er proporsjonal med seksjonens areal multiplisert med antall vindinger i hver seksjon. En spole med en eneste seksjon bestående av én fullstendig vinding vil således komme til å få en spenning som er n ganger så høy som spenningen hos n identisk like seksjoner av en vinding. Tett inntil hverandre liggende parallelle tråder anvendes som radielle inngangs- og utgangsforbindelser, idet de to tråder i hvert sjikt har like strømmer i motsatt retning, hvorved den resulterende effektive strøm blir null for de to radielle ledninger i et ledningspar. Ved anvendelse av parallelle radielle ledninger kan uttakene fra en spole med en vinding i prinsippet skje enten innad eller langs utadrettede radier.

Ved den anordning som er vist på fig. 25-28 anvendes utadrettede radielle ledninger for at man skal få en enkel konstruksjon, der f.eks. tilkoplingene 325 og 329 tas ut gjennom hull i skjermen 318. De utadrettede radielle ledninger tilsvarer en annen ytre spole med en vinding. Skjermen 318 danner imidlertid en kortsluttet ytterspole som reduserer induktansen for den nevnte ytre vinding i det vesentlige til null. Endetilslutningene utenfor skjermen kan koples til en separat kondensator og en utløsbar strømbryter for hver spole som beskrevet ovenfor. De nevnte endetilkoplinger er jevnt fordelt over ytterflaten.

Ved den anordning som er vist på fig. 25-28 finnes det således i virkeligheten 384 spoler med en vinding. I hver av de seks seksjoner er de 64 spoler med tilhørende kondensatorer parallellkoplet. Fig. 29 viser et ekvivalentskjerna der hver av de seks seksjoner inneholder en induktans 334 og en kapasitans 335, og induktansen representerer induktansen for de 64 parallellkoplede enkelte vindinger mens kapasitansen ut-gjør parallellkapasitansen for de 64 kondensatorer. På tvers av hver av seksjonene finnes en utløsbar strømbryter tilkoplet som antydet ved 336. Det skal imidlertid gjøres klart at de to endetilkoplinger for hver seksjon, f.eks. 337 og 338 i fysisk henseende ligger nær inntil hverandre av de årsaker som er forklart ovenfor. Fig. 29 er et forenklet skjema som belyser anvendelsen av spolesystemet på fig. 25 og 26 i en pulset radiosender som arbeider ved frekvensen 100 kHz, og som sender ut kortvarige pulser i et tidsmønster som f.eks. kan være åtte pulser med mellomrom på et millisekund, der åtte slike pulser sendes ut innenfor hver periode på 0,1 sekunder. Hver puls kan eksempelvis ha en slik stigningstid at dens maksimalamplitude oppnås innenfor den femte periode av de radiofrekvente svingninger, hvoretter den dempes så hurtig som mulig. Som vist på fig. 30 inneholder tankkretsen en kondensator 340 og en induktans 341, der denne induktans har en gjensidig kopling med antenneinduktansen 342 som på sin side inngår i antennekretsen som har en kapasitans 34 3 (bestående i det vesentlige av an-tennekapasiteten), en motstand 344 som representerer den fysiske motstand i antennekretsen, samt i skjema også strålingsmotstanden 345. Ved denne spesielle utførelsésform har tankkretsen en kapasitans på 2,396 mikrofarad og en induktans på 1,08 uH. Koplingskoeffisienten er 10% og antennekretsens induktans er 189 yH. Motstanden 344 i antennekretsen kan f.eks. være 0,5 ohm og strålingsmotstanden 1,9 ohm. Dempekretsene for dempning av tankkretsen og antennekretsen vises ikke, men de kan være kon-struert og anordnet som beskrevet ovenfor.

For å danne tankkretsen i henhold til fig. 29 er det anordnet 384 spoleseksjoner, hver med en kapasitet på

0,22 yF. Induktansen L for en spole fåes av uttrykket:

L = 4 ir n2 Ay 10<_9>/1,

der n = antall vindinger,

A = det effektive areal for magnetfeltet,

y = permeabiliteten = 1,

1 = effektiv lengde av magnetfeltet.

I utførelsen på fig. 25 og 26 utgjør det virksomme areal hos hver av primærseksjonens spoler arealet mellom de indre og ytre sekskanter, hvorved den effektive feltlengde blir noe større enn spolens dobbelte lengde. Ved en typisk konstruksjon for en pulssender i henhold til det som er beskrevet ovenfor, kan lengden på spolen gjøres ca. 25 cm mens avstanden mellom de indre og ytre mangekanter kan være 6,4 cm. Sekskantens seksjoner er nesten 90 cm lange. Koplingskoeffisienten bestemmes av den mengde av feltet som samvirker med sekundærspolen og koeffisienten kan dermed reguleres ved plasering av sekundærspolen, samt ved bestemmelse av dimensjonene på stammen for sekundærspolen.

Fig. 31 viser skjematisk den måte hvorpå de forskjellige seksjonene i tankretsen er tilkoplet til en ladekrets. På fig. 31 vises to seksjoner 350 av de 384 parallellkoplede seksjoner. Hver av disse seksjoner inneholder en spole 351 med én vinding med den tilhørende kondensator 353 og en utløsbar strømbryter 352 sammen med en sperrespole 354, f.eks. på en yH for å beskytte ladekretsen mot radiofrekvente svingninger. De 384 enheter er parallellkoplet mellom jord ved 355 og en likespennings ladeledning 356. Som beskrevet ovenfor anvendes det en oppladningskrets som kan svinge i resonans og inneholder en likestrømsmateklemme 357 som i dette tilfellet har en positiv spenning til jord på 610 volt. Ladekretsen inneholder videre en tyristorbryter 358 som gjennom en transformator 360 utløses av en puls fra en utløserenhet 359, samt en i serie med tyristoren anordnet diode 361 som skal beskytte tyristoren mot strøm tilbake eller gjennomslag. Dessuten finnes det i ladekretsen en ladeinduktans 362 uten jernkjerne.

I dette spesielle tilfellet vil koplingskoeffisienten på 10% mellom tankkretsen og antennekretsen frembringe en antennepuls som har sin maksimale amplitude ved den femte periode. For å minske utsvingningstiden innføres det deretter en dempning som beskrevet ovenfor. Hvis denne dempning ikke klarer å redusere de høyfrekvente ettersvingninger til en så lav amplitude at alle tyristorer er slukket på det tidspunkt da oppladning av kondensatoren skal begynne pånytt vil lad-ningskretsens utgang komme til å bli kortsluttet slik at et fullstendig havari kan inntreffe. Til beskyttelse mot dette inn-mates en tilbakespenningsladning til tankkretsen for at man skal være sikker på at tyristorbryterne 352 blir slått fra. Denne tilbakespenning fåes fra en mateklerrrre 364 på -10 volt via en utløsbar strømbryter 365 og en diode 366.

Den sekskantede form på spoleaggregatet på fig. 25-28 har visse ulemper sammenliknet med en spole med bare sirkulær form. Det kan derfor være hensiktsmessig å modifi-sere sekskantens segmenter f.eks. på den måte som er vist på fig. 32. En spolestamme for en seksjon av primærviklingsaggre-gatet er her slik utført at midtpunktene for de fire skiver 367 som utgjør spolestammens radielt anordnede partier, ikke ligger på en rett linje, men på en sirkelbue, mens spolestammens innerflater og ytterflater hver for seg består av tre plane skiver.

Fig. 33 og 34 viser en annen metode til form-givning av et spoleaggregat 368 hvorman anvender en torusformet spolestamme. Denne stamme er forsynt med 384 spoler, hver med to vindinger slik at man får 384 seksjoner av en primærvikling. Hver av disse spoleseksjoner har f.eks. en induktans på 0,3 mH. Slik det fremgår av fig. 33 er de to ender (f.eks. endene 370, 371) for hver spoleseksjon anbrakt tett inntil hverandre og de tas radielt ut for tilkopling til den til-hørende kapasitans og den utløsbare strømbryter. Sekundærviklingen innbefatter åtte vindinger med ti parallelle tråder 372 som vist på fig. 34. Tilkoplingene for primærviklingene stikker ut mellom sekundærviklingenes vindinger. Viklingene kan være innesluttet i en skjerm og tilslutningene blir da tatt ut gjennom skjermen på samme måte som beskrevet ved de foregående utførelsesformer.

Oppfinnelsen er blitt beskrevet anvendt spesielt

i en pulsgenerator. Spolekonstruksjonen kan imidlertid med fordel anvendes også i en effektforsterker for kontinuerlig sending når forsterkeren er i en faststoffutførelse, f.eks. i et navigasjonssystem med fasesammenlikning mellom kontinuer-lige bølger. Tyristorer er riktignok et meget hensiktsmessig koplingsorgan for slutning av en primærkrets for svingnings-utladninger, men i en faststofforsterker bør allikevel transistorer anvendes sammen med drivkretser, og disse kan være av kjent utførelse. Den ovenfor beskrevne spolekonstruksjon ut-gjør imidlertid en velegnet anordning for effektiv parallell-kopling av et stort antall transistorer. I en slik effektforsterker kan en stor del av den primære avstemningskapasitans koples til en eneste vinding som har så fast induktiv kopling som mulig til primærinduktansen som består av et flertall enheter. En slik ytterligere vinding som er fast koplet til primærvindingene er beskrevet i forbindelse med fig. 21.

Claims

1. Pulsgeneratoranordning for radiofrekvenser, innbefattende et flertall kondensatorer (11, 172, 236, 335, 340; 353), kretsorganer (10, 16-29; 237, 238; 357-362, 364-366) for ladning av kondensatorene, der hver kondensator har en til denne hørende strømbryter (13, 14, 171; 241, 242; 336; 352)

som er styrt av av tidgivningsorganer (15; 146-156; 160-162; 198; 359) som er innrettet til å utlade kondensatoren gjennom en primærkrets (11, 12; 170; 233; 354) som er induktivt koplet til en i resonans svingende sekundærkrets (30, 31; 211; 221; 2 31), karakterisert ved at de nevnte tidgivningsorganer (15; 146-156; 160-162; 198; 359) er innrettet til å lade ut kondensatorene (11; 172; 236; 335; 340; 353) samtidig gjennom viklinger (12; 170; 233, 234, 235; 334; 351) som oppviser innbyrdes kopling og sammen danner primærinduktansen, der samtlige kondensatorer med sine tilhørende vindinger tilsammen svinger i resonans ved samme frekvens som sekundærkretsen, hvorved det frembringes en oscillatorisk utladning i hver av primærkretsene og dermed i sekundærkretsen slik at maksimal spenning bygges opp i på hverandre følgende perioder etter kondensatorenes opprinnelige utladning til et maksimum,med en forsinkelse som går opp til et på forhånd bestemt antall perioder avhengig av koplingskoeffisienten.

2. Anordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at primærinduktansen (12; 173; 233, 234, 235; 334; 351) innbefatter et flertall symmetrisk oppbygde viklinger (fig. 13; fig. 14; 170; 233, 234, 235; fig. 23 og 24; fig. 25-28; 334; 341; 351) som i rommet er anordnet inntil hverandre for å danne en eneste primærinduktansenhet, der de styrte strømbrytere (14; 171; 190: 241, 242; 336; 352) er plasert inntil de respektive viklinger, men utenfor primærinduktansens felt.

3. Anordning som angitt i krav 2, karakterisert ved at primærinduktansenheten (185; 186; 212; 213; 225; 226, fig. 23 og 24; fig. 25-28; fig. 29; fig. 32; fig. 33 og 34) er av torustypen.

4. Anordning som angitt i krav 2, karakterisert ved at primærinduktansenheten har en ledende skjerm (321 eller 318), der de styrte strømbrytere av faststofftypen (13-26; 162, 163; 171; 188, 190; 198; 215; 227; 352, 357-366) ligger utenfor skjermen og der hver enhet er forsynt med inntil hverandre liggende, radielt anordnede endetilslutninger (fig. 18, 314; 325, 329; 337, 338; 370, 371) som stikker gjennom skjermen.

5. Anordning som angitt i krav 4, karakterisert ved at primærviklingene (12; 173; 233, 234, 235; 334; 351) har innbyrdes like antall vindinger.

6. Anordning som angitt i krav 4 eller 5, karakterisert ved at skjermen (312; 318) har en ytre omkretsflate (320) og i det minste en lukket endeflate (321) .

7. Anordning som angitt i krav 3, der primærinduktansenheten omfatter et flertall viklinger som hver har en eller flere vindinger, og samtlige har innbyrdes like mange vindinger, karakterisert ved at primærviklingene (313, fig. 27) er viklet likt på en spolestamme (310; 324, fig. 33, 34) med endetilslutninger (314; 325, 329; 370, 371) for hver vikling liggende tett inntil hverandre, og ved at de enkelte primærviklinger (313; 324) med sine endetilslutninger (314; 325, 329; 370, 371) er likt fordelt rundt torusformen.

8. Anordning som angitt i krav 7, karakterisert ved at endetilslutningene befinner seg på torusformens innvendige omkretsflate.

9. Anordning som angitt i krav 7, karakterisert ved at endetilslutningene (314; 325, 329; 370, 371) befinner seg på torusformens ytre omkretsflate.

10. Anordning som angitt i ett eller flere av kravene 4-9, karakterisert ved at de forskjellige ende-tilslutningspar (314; 325, 329; 370, 371) er koplet til hver sin sammenhørende kondensator (11; 81; 172; 214; 236; 335; 353) samt til den sammenhørende styrte bryter (190 eller 215 eller 336), idet hver vikling danner en separat tankkretsseksjon.

11. Anordning som angitt i ett av kravene 2-9, karakterisert ved at en ytterligere vikling (223; 224) er fast koplet til primærinduktansenheten 225; 226) og at en kapasitansanordning er innkoplet i en krets sammen med den nevnte ytterligere vikling, slik at primærinduktansenheten med sin tilhørende vikling blir svingende i resonans ved en på forhånd bestemt frekvens.

12. Anordning som angitt i ett eller flere av de foregående krav, karakterisert ved at primær- og sekundærviklingene er viklet på separate spolestammer (fig. 23 og 24; fig. 25-28) .

13. Anordning som angitt i krav 12, karakterisert ved at primærviklingene er viklet på et flertall spolestammer som passer til hverandre, slik at de sammen danner en torusform (fig. 25-28) .

14- Anordning som angitt i krav 13, karakterisert ved at spolen innbefatter dels en sylindrisk spolestamme hvorpå sekundærviklingen (323) er viklet, dels en sylindrisk skjerm (318) av ledende materiale rundt sekundærviklingen (323) og dels inne i skjermen et flertall ytterligere spolestammer (324) som hver har en vikling eller viklinger for en primærinduktansenhet (fig. 27), der disse ytterligere spolestammer (324) er anbrakt inntil sekundærviklingen (323) i slike stillinger at hver seksjon av primærviklingen er koplet til sekundærviklingens felt bare innenfor et begrenset bueformet område, idet de nevnte seksjoner er anbrakt jevnt fordelt om aggregatets midtakse.

15. Anordning som angitt i krav 14, karakterisert ved at primærviklingene (fig. 26,27) er anbrakt mellom sekundærviklingens (323) omkrets og skjermen (318).

16. Anordning som angitt i krav 15, karakterisert ved at endetilslutningene (325,329) for hver primærvikling er innrettet til å passere gjennom hull i skjermen (318) .

17. Anordning som angitt i ett eller flere av de foregående krav, karakterisert ved at de styrte strømbrytere (13, 14; 171; 241, 242; 336; 352) dannes av bi-direksjonale faststoffbrytere.

18. Anordning som angitt i ett eller flere av kravene 1-10, omfattende en til sekundærkretsen (30, 31; 211; 221; 231) koplet antenne (181; 197; 210; 220; 230), karakterisert ved at hver av de styrte strømbrytere (13, 14; 171; 241, 242; 336; 352) innbefatter en faststoffanordning som danner en utløsbar bryter (14; 171; 241, 242) for å slutte en primær oscillatorisk utladningskrets som inneholder nevnte vikling (12; 170; 233, 234, 235; 334; 351) og den nevnte til-hørende kondensator (11; 172; 236; 335; 340: 353).

19- Anordning som angitt i krav 1, karakterisert ved en antennekrets inneholdende en antenne (181; 197; 210; 220; 230) som danner en del av eller er koplet til sekundærkretsen for en ladekrets (10, 16-29; 216; 237, 238; 357-362, 364-366) for ladning av kondensatorene, samt tids-styreorganer (160-162; 193; 198; 359) som er innrettet til å styre ladekretsen for å starte ladning av kondensatorene (11; 172; 236; 335; 340; 353) i primærkretsene og deretter å utløse de utløsbare brytere (14; 171; 190; 341, 242; 336; 352) for samtidig å utlade de forskjellige kondensatorer gjennom de til-hørende primærviklinger (12; 173; 233, 234, 235; 334; 351) for derved å frembringe en kortvarig oscillatorisk strøm til antennen.

20. Anordning som angitt i krav 19, karakterisert ved at den utløsbare strømbryter (13, 14; 171; 241, 242, fig. 4, 5; fig. 6) tillater strøm i begge retninger og er innrettet til når den utløses, å kople kondensatoren (11; 172; 236) med primærviklingen (12; 170; 233) i en parallellavstemt krets.

21. Anordning som angitt i krav 19 eller 20, karakterisert ved at en eneste sekundærvikling (211; 221; 231) som er koplet i serie med antennekretsen er koplet til samtlige primærviklinger.

22. Anordning som angitt i ett av kravene 19 til 21, karakterisert ved at en eneste ladekrets (357-362, 364-366) er innrettet for ladning av samtlige kondensatorer (352) som tilhører en primærinduktansenhet.

23. Anordning som angitt i ett av kravene 19-22, karakterisert ved at et svingningsdempene organ (33, 36) er anordnet for hver av primærkretsene (11, 12) og for antennekretsen (30, 31, 32) sammen med utløserstyrte brytere (35, 38, 39), som er innrettet for innkopling av dempeorganene i kretsen etterat den utstrålte effekt har nådd en toppverdi.

24. Anordning som angitt i krav 23, karakterisert ved at dempeorganene inneholder induktivt koplede dempekretser (33, 34; 36, 37).

25. Anordning som angitt i krav 23 eller 24, karakterisert ved at en tyristor (74 eller 83) er utført med midler for 90° forsinkelse (fig. 7) eller 90° fremskytning (fig. 8) for vending av strømbryterens virkning.

26. Anordning som angitt i ett av kravene 23-25, karakterisert ved at det nevnte dempeorgan for hver primærkrets inneholder organer (102) for innkopling av parallellmotstand (100) over primærkretsen (103, 104).

27. Anordning som angitt i krav 23, karakterisert ved at dempeorganet for antennekretsen inneholder organ (74) for innkopling av en seriemotstand (75) i antennekretsen .

28. Anordning som angitt i ett av kravene 19-27, karakterisert ved at den ensrettede ladningsenhet innbefatter en likestrømkilde (10) med en lavfrekvent resonanskrets (11, 16) som har et organ for å blokkere strøm i til-bakeretningen.

29. Anordning som angitt i krav 28, karakterisert ved at ladekretsen inneholder en tyristor som strømbryter for tidsstyring av ladningens påbegynnelse.

30. Anordning som angitt i ett av kravene 19-29, karakterisert ved at den styrbare bryter innbefatter to tyristorer (50, 51; 60, 61), som er parallellkoplet innbyrdes polvendte.

31. Anordning som angitt i ett av kravene 19-29, karakterisert ved at den styrbare strømbryter innbefatter en tyristor (14) parallellkoplet med en diode (13), hvorved det oppnås en dobbeltrettet strømbryter.

32. Anordning som angitt i ett av kravene 19-31, karakterisert ved to til antennekretsen koplede primærinduktansenheter (185, 186; 212, 213), der de to primærinduktansenheter er anbrakt på hver sin side av sekundærviklingen (180 eller 211) og er induktivt koplet til denne.

33. Anordning som angitt i krav 32, karakterisert ved at de to primærinduktansenheter (212, 213) er koplet til antennen (210) i innbyrdes motfase.

34. Anordning som angitt i krav 33, karakterisert ved anordninger for avvekslende utløsning av de strømbrytere (215) som tilhører den ene eller den annen primærinduktansenhet (212, 213) slik at det fremkommer vekslende pulser med fasevending.

35. Anordning som angitt i ett av kravene 19-31, karakterisert ved at antennespolen (221) befinner seg i en viss avstand fra primærviklingene (225, 226) , der to primærinduktansenheter er anordnet sammen med en koplingskrets (223, 224), fast koplet til de to primærviklinger for å kople energi fra en eksitert primærvikling til antennekretsen.

36. Anordning som angitt i krav 35, karakterisert ved at koplingskretsen innbefatter en seriekrets som har koplingsspoler (223, 224) tilsluttet de to grupper primærviklinger (225, 226) og tilsluttet i serie med antennen (220) .

37. Anordning som angitt i ett av kravene 19-31, karakterisert ved en eneste primærinduktansenhet, omfattende et flertall viklinger (233, 234, 235) med hver sin tilhørende kondensator (236), idet det finnes to ladekretser (237, 238) hvorav den ene er innrettet til oppladning av kondensatorene til én polaritet og den annen er innrettet til oppladning av kondensatorene med motsatt polaritet, og ved at det finnes anordninger for selektiv tilkopling av den ene eller den annen ladekrets avhengig av den ønskede polaritet for den puls som skal utsendes.

38. Anordning som angitt i krav 37, karakterisert ved at strømstyreenhetene av faststofftypen for hver primærvikling innbefatter to tyristorer (241, 242) anbrakt med innbyrdes motsatt polaritet, samt anordninger (243, 244) for selektivt å utløse den ene eller den annen av tyristorene i overensstemmelse med den tilsiktede polartiet for kondensatorens ladning, idet den annen tyristor utløses en halv radio-frekvensperiode senere.