NO145561B - Sanitaer- eller klosettstol. - Google Patents

Abstract

Sanitær- eller klosettstol.i

Description

Mottagerutstyr for radionavigering.

Den foreliggende oppfinnelse angår mottagerutstyr for radionavigering hvor det er ønskelig å bestemme faseforholdet mellom et spesielt bølgetog, som heretter vil bli kalt «signalbølgen» og et bølgetog med bestemte faser, som heretter vil bli kalt «referansebølgen». Slikt mottagerutstyr er spesielt anvendelig ved radiopeilesystemer, selv om ikke oppfinnelsen er begrenset til bruk i forbindelse med slike.

Det er allerede kjent flere anordninger for å angi den relative fasevinkel mellom to bølgetog. Det er viktig at elektriske systemer som benyttes for dette ikke selv introduserer en faseforskyvning av enten signal- eller referansebølgen. Referanse-bølgen har ofte en slik amplitude at den direkte kan kobles til en fasevinkelindi-kator. Derimot må signalbølgen som regel forsterkes før sammenlikning med refe-ransebølgen, og det er nødvendig i slike systemer å sikre at en hvilken som helst faseforskyvning som introduseres av for-sterkertrinnene eller koblingskretsene blir kompensert for og også forblir konstant.

Problemet med falske faseforskyvnin-ger av signalbølgen oppstår spesielt i de typer radiopeilersystemer, hvor signalbøl-gen er av størrelsesorden 3 Hz og må forsterkes før den tilføres retnings- eller in-dikeringskretsene.

Den foreliggende oppfinnelse angår mottagerutstyr for radionavigering omfattende en første modulator som er innrettet til å modulere amplituden av en bærebølge med en referansebølge på en slik måte at en første amplitudemodulert bølge blir praktisk talt fri for bærefrekvenskomponenter, og en andre modulator som er innrettet til å modulere amplituden av en andre bærebølge som har samme frekvens som den første bærebølge, med en retningssignalbølge på en slik måte at en andre amplitudemodulert bølge blir praktisk talt fri for bærefrekvenskomponenter.

Ved tidligere kjent utstyr benyttes enten øvre eller nedre sidebånd av signalene, mens det særegne ved den, foreliggende oppfinnelse er at mottagerutstyret omfatter en krets som er innrettet til å til-føre både øvre og nedre sidebånd av den første og andre amplitudemodulerte bølge til en retningsindikator som reagerer overfor en faseforskjell mellom referanse- og retningssignalbølgene.

Ved å tilføre øvre og nedre sidebånd av de to AM-bølger til indikatoren, unngås de praktiske vanskeligheter som er forbundet med å konstruere indikatorer for så lave frekvenser som 3 Hz. Indikatorer som arbeider med så lave frekvenser anse-es for å være lite hensiktsmessige.

Elektronisk utstyr vil bli meget kost-bart dersom det skal ha tilstrekkelig stabi-litet ved slike frekvenser. Videre vil en retningsindikator som arbeider ved f. eks. 3 Hz, måtte være mange ganger større enn en retningsindikator konstruert for f. eks.

50 Hz.

En utførelse av oppfinnelsen vil i det følgende bli beskrevet under henvisning til tegningene, hvor

fig. 1 viser et blokkskjema av en ut-

førelse av oppfinnelsen som er benyttet i et radiopeileutstyr ved en flyplass,

fig. 2 viser bølge former av spenninger ved forskjellige punkter i det viste ut-førelseseksempel, og

fig. 3 viser et forenklet strømkrets-skjema for en balansert modulator.

Den beskrevne utførelse egner seg spesielt til radiopeilesystemer som benytter Doppler-effekt.

I fig. 1 er det vist to diametralt motsat-te dipoler 1 og 2, som kan roteres mekanisk ved hjelp av en drivanordning 3 som drives av en motor 4. VHF-radiosignaler mottas av antennene 1 og 2 og overføres ved hjelp av en roterende kapasitiv kobling (ikke vist) som er anbragt inne i drivanordnin-gen 3, til høyfrekvenskabler, henholdsvis 5 og 6. Signalene fra kabelen 5 frekvensfor-skyves med 4 kHz i et frekvensforskyv-ningsarrangement 7 og tilføres det ene par inngangsklemmer til en signalkombina-sjonsbro 8. Signalene fra kabelen 6 tilføres direkte til det andre par inngangsklemmer til signalkombinasjonsbroen 8. De kombi-nerte signaler tilføres inngangen til en amplitudemodulert mottager 9, fra hvis utgang det tilveiebringes en frekvensmodulert tone på 4 kHz.

Ved 11 er det vist en anordning som kalles «synkro» og er av den type som har en-faset rotor og tre-faset stator.

Uttrykket «synkro» er ment å omfatte en roterbar variabel transformator av den typen hvor stillingen av rotoren bestemmes ved samvirkning mellom det felt som gene-reres av et antall stasjonære viklinger og rotorens vikling.

Rotoren av «synkroen» roteres med antennerotasjonsfrekvens med hielp av en mekanisk drivanordning 12 fra antenne-drivmotoren 4. Motoren 4 er koblet til 50 Hz vekselstrøm over en leder 10 og rotoren av «synkro»-senderen 11 påvirkes fra samme vekselstrømkilde over lederen 19.

All den ovenfor nevnte apparatur er anbragt ved antennen i peilesystemet. Den apparatur som er vist innenfor den prikk-strekede linje 35 er anbragt i flyplassens kontrolltårn.

Elektriske forbindelser oppnås over lederne 13, 14, og 17 mellom statorviklingene på «synkro» 11 og statorviklingene på en annen synkro 15 som påvirker en indi-kator 16 over en mekanisk kobling 26. Kom-ponentene 15, 16 og 26 utgjør en del av ret-ningsindikatorenheten 18 Retningsindika-toren 18 er anbragt sammen med en ret-ningsindikatordrivenhet 20 i flyplassens kontrolltårn. Indikatordrivenheten 20 omfatter et båndpassfilter 21, en begrensende forsterker 22, en diskriminator 23, en balansert modulator 24, og en energiforster-ker 25. Utgangen fra energiforsterkeren 25 er koblet til rotoren av mottager «synkroen» 15 ved hjelp av en leder 28. En 50 Hz spenning, som er utledet fra strømtilfør-selen på 50 Hz, tilføres inngangen av den balanserte modulator 24 over en leder 31.

Virkemåten av peilerutstyret vil i det følgende bli beskrevet. Under henvisning til fig. 1 er de to antenner 1 og 2 forbundet med antennedrivenheten 3 som roteres med jevn hastighet (180 omdreininger pr. min.) ved hjelp av en motor 4. På grunn av den sykliske forandring i utstrålingsvei, vil den radiofrekvensenergi som mottas av hver av de to antenner bli frekvensmodulert med en modulasjonsfrekvens som svarer til an-180 tennens rotasjonsfrekvens, dvs. Hz = 3 Hz. Da antennene 1 og 2 er diametralt motsatt, vil den øyeblikkelige verdi av fre-kvenssvinget av signalenergien som mottas av de to antenner ha samme størrelse, men være av motsatt retning ved ethvert tidspunkt. Det maksimale frekvenssving av radiofrekvensenergien som mottas av hver av antennene er ± 5 jt Hz i denne utførelse. Den maksimale relative frekvensforskyv-ning mellom signalene som mottas av de to antenner er således ± 10 jt Hz.

Den radiofrekvensenergi som mottas av antennen 1 overføres ved hjelp av en radiofrekvenskabel 5 til frekvensforskyv-ningsarrangementet 7, hvor senterfrekven-sen av den mottatte energi er forskjøvet med 4 kHz. Radiafrekvensenergien som mottas av antennen 2 overføres ved hjelp av en radiofrekvenskabel 6 til det ene par inngangsklemmer på signalkombinasjonskretsen 8. Det andre par inngangsklemmer til signalkombinasjonskretsen 8 er koblet til utgangsklemmene av frekvensforskyv-ningskretsen 7. Utgangsklemmene av kom-binasjonskretsen 8 er koblet til inngangsklemmene til en amplitudemodulasjons-mottager 9. Det signal som er tilstede på inngangen til mottageren 9 består av en kombinasjon av radiofrekvenssignaler som mottas av antennene 1 og 2, idet senter-frekvensene av de to signaler er innbyres forskjøvet med 4 kHz.

Disse to signaler sammenkobles så i en amplitudemodulatordetektor som finnes i mottageren 9 for å tilveiebringe en 4 kHz tone som er frekvensmodulert med 3 Hz, og som har et frekvenssving på ± 10 x Hz. Den vinkelindikerende del av peileut-styret vil bli beskrevet i det følgende.

Det trefasede «synkro» 11 arbeider som en sender-«synkro» med en vekselstrøm-påvirket rotor. Det er vel kjent at et veksel-strømsinngangssignal med samme frekvens og bølgeform som den vekselstrømsbølge som tilføres rotoren, kan oppnås av hver av statorfåsene i «synkroen». Amplituden av utgangssigalet som oppnås fra hver av sta-torfasene varierer på en sinusformet måte med hensyn til vinkelforskyvningen av rotorakselen fra en utgangsstilling. Rotorakselen roteres kontinuerlig med en hastighet på 3 Hz ved hjelp av antennedrivmo-toren 4. Utgangssignalbølgetoget som kan oppnås ved hvilken som helst av rotorens faser likner den bølgeform som er vist i fig. 2a. Den amplitudemodulerte sinus-bølge 40 representerer den 50 Hz spenning som induseres i statorviklingen av den in-duktive kobling mellom stator- og rotor-viklinger. De prikkede kurver 41a og 41b representerer modulasj onsomhyllingskur-ven på 3 Hz av det 50 Hz utgangssignal. Punktene A, B og C svarer til vinkelfor-skyvninger av rotorakselen hvor den in-duktive kobling mellom rotorviklingen og statorviklingen som betraktes, er et mini-mum. Det skal anmerkes at fasen av utgangssignalet 50 Hz forandres med 180° når modulasjonsbølgen passerer gjennom nullamplitudepunktene A, B og C. Tids-intervallene mellom punktene A og C svarer til én periode av modulasj onskurven, dvs. 1/3 sek.

Bølgeformene av utgangssignalspen-ningene som utledes fra de andre to statorfaser er liknende. Fasene av modulasj onskurven er imidlertid forskjøvet med 120° forover eller bakover sammenliknet med fasen av modulasj onskurven av den bølgeform som er vist i fig. 2a. 50 Hz-kom-ponentene av alle tre statorfaser er enten i fase eller 180° ute av fase med hverandre. Ved et hvilket som helst gitt tidspunkt vil de relative amplituder av utgangssignalene med 50 Hz fra hver av statorfasen av «synkroen» 11 være avhengig av oriente-ringen av antennene 1 og 2, da antennene roteres med samme motor som driver rotoren av «synkroen» 11.

I fig. 1 vil hver av statorviklingen av trefase-«synkroen» 15 som er anbragt inne i retnings-indikeringsinnretningen 18, påvirkes av en størrelse som er avhengig av den relative amplitude av utgangssignalet på 50 Hz, fra den spesielle statorfase på «synkroen» 11 hvortil den er koblet. Disse forbindelser er foretatt over en av lederne 13, 14 eller 17.

Som tidligere nevnt oppnås en 4 kHz tone fra utgangen av mottager 9, idet fre-

kvensen av denne tone syklisk moduleres innenfor grensene 10 jr Hz ved en modulasj onsfrekvens av 3 Hz. Talefrekvenskompo-nenter kan også være tilstede i utgangen fra mottager 9. Disse utskilles fra 4 kHz-komponentene ved hjelp av et båndsperre-filter (ikke vist). Den 4 kHz frekvensmodu-lerte tone velges av et båndpassfilter 21 og etter utvelgning forsterkes og amplitude-begrenses den i en begrensende forsterker 22. Deretter demoduleres den i en frekvens-diskriminator 23. En sinusbølge på 3 Hz oppnås fra utgangsklemmene av frekvens-diskriminator 23. Signalbølgen på 3 Hz kan betraktes som signalbølgen av et fasevin-kelindikerende system som omfatter en sendende «synkro» 11 og det utstyr som er innenfor den prikkede linje 35. Retnings-informasjon kan oppnås ved å sammenlikne faser av denne 3 Hz signalbølge med fasen av referansebølgen som representeres av modulasj onskurven av de 50 Hz signaler som generes av sender «synkroen» 11 og tilføres statoren i «synkro» 15.

«Synkroen» 15 arbeider som en motta-gersynkro.

Den modulerte 50 Hz spenningsbølge som tilføres statorviklingene på «synkroen» 15 kan representeres matematisk av uttrykket

selspenningen som tilføres rotoren av sen- rotasionsfrekvensen av dennes rotor og E, er en konstant som er karakteristisk for den spesielle «synkroen». Dersom rotoren av «synkroen» 15 påvirkes av en spenningsbølge som kan representeres matematisk av uttrykket

hvor E, er den maksimale verdi av spen-ningsbølgen og 0 er faseforskjellen mellom signalbølgen og referansebølgen, vil rotoren i «synkroen» 15 innta en vinkelstilling (ved hvilken det ikke er noen konstant forskyvningvridning), som er direkte proporsjonal med faseforskjellen 0. Hvert av uttrykkene (1) og (2) svarer til side-bånduttrykkene i ligningen for en amplitudemodulert bølge.

50 Hz-spenningen som tilføres rotoren av «synkroen» 11 danner en bærebølge, som er amplitudemodulert med antennerota-sjonsfrekvensen (3 Hz) av referansebøl-gen. En fremgangsmåte for å sammenlikne fasen av den 3 Hz signalbølge som oppnås fra utgangsklemmene av diskiminatoren

23, med fasen av modulasj onsbølgen av den 50 Hz modulerte bølge som tilføres statorviklingene på «synkroen» 15, er således å modulere amplituden av en andre 50 Hz bærebølge med signalbølgen på 3 Hz i en balansert modulator, og tilføre den resulte-rende modulerte bærebølge til rotoren av mottager«synkroen» 15. En faseforskjell

som er tilstede mellom de to 50 Hz bære-bølger vil ikke innvirke på nøyaktigheten av fasesammenligningen av signal- og re-ferensebølgene.

I denne utførelse blir 3 Hz utgangen fra diskriminatoren 23 således tilført direkte til inngangsklemmene i den balanserte modulator 24. Bærebølgesignalet som består av en 50 Hz spenning utledet fra utstyrets hovedtilførsel, tilføres modulator 24 ved hjelp av en leder 31.

Bølgeformene som representerer den 3 Hz modulerende bølge og 50 Hz bærebølgen som tilføres modulatoren er vist henholdsvis i fig. 2c og 2b.

Virkemåten av den balanserte modulator 24 vil bli beskrevet i det følgende under henvisning til fig. 3 som viser en forenklet strømkrets av modulatoren. Modulatoren omfatter en 50 Hz inngangstransformator 50, med en primærvikling 51 og en balansert sekundærvikling 52 som er koblet til jord ved punktet 60. Diodene 53 og 54 er koblet i serie over viklingen 52. En leder 55 er koblet til forbindelsen mellom diodene 53 og 54 over en motstand 56. Forbindelsen mellom diodene 53 og 54 er koblet til inngangsklemmene av et båndpassfilter 58 over en leder 57. En leder 59 overfører utgangen fra filteret 58 til inngangsklemmene til forsterkeren 25 i fig. 1.

En 50 Hz bærebølge tilføres primærvik-lingene 51 på transformatoren 50. Det modulerende signal på 3 Hz (som oppnås ved utgangsklemmene av diskriminatoren 23 i fig. 1) tilføres lederen 55. Motstanden av motstanden 56 er gjort mye større enn den effektive impedans til jord ved forbin-delsespunktet mellom diodene 53 og 54. I løpet av de positive halvperioder av 3 Hz signalbølgen, vil lederen 57 effektivt bli kortsluttet til jord av dioden 54 under de negative halvperioder av 50 Hz spenningen på katoden av dioden 54. Under de negative halvperioder av 3 Hz signalbølgen vil lederen 57 effektivt bli kortsluttet til jord ved hjelp av dioden 53 under de negative halvperioder av spenningen på katoden av dioden 54. Bølgeformen av signalet som tilveiebringes ved inngangen til filteret 58

er vist i fig. 2d. Filteret 58 har et passbånd som praktisk talt er flatt over området 47— 53 Hz, men 3 Hz-komponenten og de har-moniske komponenter av 50 Hz signaler som er tilstede i bølgeformen som er vist i fig. 2d er sterkt dempet. Bølgeformen ved utgangsklemmene av filter 58 er vist i fig.

2e, og tilsvarer bølgeformen av utgangs-spenningsbølgen fra statorviklingene av sender «synkroen» 11 som er vist i fig. 2a.

Utgangssignalet fra båndpassfilteret 58 består praktisk talt av de øvre og nedre sidebåndkomponenter av frekvensene 53

Hz og 47 Hz, idet 50 Hz-bærebølgekompo-nenten er effektivt eliminert i den balanserte modulasjonsprosess. De to sidebåndkomponenter forsterkes i forsterkeren 25 (fig. 1) som har en mottaktkoblet utgangs-krets som omfatter to energitransistorer som virker som klasse «B»-forsterkere.

Forsterkeren 25 omfatter en to-trinns motstandskoblet transistor for-forsterker hvor utgangskretsen er koblet til inn-gangskretsen av det siste mottaktkoblede trinn ved hjelp av en transformator. De benyttede koblingskretser er i stand til å overføre både 47 Hz og 53 Hz komponenter uten vesentlig relativt faseforskyvning.

Signalutgangen fra forsterkeren 25 er koblet over en leder 28 til rotoren av «synkro» mottageren 15. Når stator- og rotor-viklingene av «synkroen» påvirkes med passende signaler vil rotoren bli i ro ved en vinkelstilling som er direkte proporsjonal med faseforskjellen mellom referanse- og signalbølgene.

Viseren 16 er montert på en aksel 26 som er en forlengelse av rotorakselen av «synkroen» 15. Viseren omfatter en skive med en splitt som kan belyses av miniatyr - lamper. En fast sirkulær retningsskala om-

gir viserskiven.

Det skal anmerkes at selv om den beskrevne utførelse av oppfinnelsen utgjør en del av en radiopeiler, er ikke oppfinnelsen begrenset til slike utførelser. Oppfinnelsen kan benyttes i forbindelse med mot-tagerarrangementer som benyttes ved et radiofyrsystem hvor det er ønskelig å måle faseforskjellen mellom en signalbølge og en referansebølge. I dette tilfelle vil uttrykket signalbølge referere seg til retnings-signal som oppnås ved demodulering av et retningsbestemt radiofrekvenssignal som utstråles fra fyret. Referansebølgen oppnås ved demodulering av et rundtstråle-retningsslgnal som utstråles fra fyret.

Retningssignalbølgen som i noen systemer kan være av størrelsesorden 3 Hz,

benyttes til å modulere bærebølgen i en

balansert modulator. Referansebølgen som

er av samme frekvens som retningssignal-bølgen, omformes fra en en-fasespenning

til en flerfasespenning i en fasedelerkrets,

eller ved hjelp av andre anordninger. Hver

fase av referansesignalet benyttes så for

å modulere amplituden fra en bærebølge

i en separat balansert modulator. En amplitudemodulert bølge oppnås fra utgangen fra hver balansert modulator, idet

faseforskjellen mellom modulasjonsomhyl-lingsbølgene av disse er lik vinkelen mellom

fasene av referansebølgen.

De flerfasede amplitudemodulerte bøl-ger tilføres statorviklingene på «synkro»-mottageren, og den enfasede amplitudemodulerte bølge som moduleres av ret-ningsslgnalbølgen tilføres rotorviklingen

på «synkroen». Rotoren av «synkroen»

vil komme til ro ved en vinkelinnstilling

som er direkte proporsjonal med faseforskjellen mellom referanse- og retnings-singalbølgene. Oppfinnelsen kan også benyttes ved andre systemer hvor det er ønskelig å måle faseforskjellen mellom to

sinusformede bølgetog.

Claims (2)

1. Mottagerutstyr for radionavigering

omfattende en første modulator som er innrettet til å modulere amplituden av en bærebølge med en referansebølge på en slik måte at en første amplitudemodulert bølge blir praktisk talt fri for bærefrekvenskomponenter, og en andre modulator som er innrettet til å modulere amplituden av en andre bærebølge som har samme frekvens som den første bærebølge, med en retningssignalbølge på en slik måte at en andre amplitudemodulert bølge blir prak-tilsk talt fri for bærefrekvenskomponenter, karakterisert ved at det omfatter en krets som er innrettet til å tilføre både øvre og nedre sidebånd av den første og andre amplitudemodulerte bølge til en retningsindikator som reagerer overfor en raseforskjell mellom referanse- og ret-ningssignalbølgene.

2. Radiopeiler omfattende mottagerutstyr ifølge påstand 1, karakterisert v e d at nevnte første modulator omfatter en «synkro» hvis rotor er innrettet til å følge rotasjonen av et peileantennesystem, idet rotorens vikling påvirkes av den første bærebølge, at den første amplitudemodulerte bølge frembringes fra statorviklingene i «synkroen», at den andre modulator omfatter en balansert modulator, at ret-ningsindikatoren omfatter en andre «synkro», at den første amplitudemodulerte bølge er koblet til statorviklingene i den andre «synkro», og at den andre amplitudemodulerte bølge er koblet til rotorviklingen i den andre «synkro».