NO153158B - Kryssloeyfeantenne for undervannsfartoey - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en kryssløyfeantenne for et undervannsfartøy av den art som angitt i innledningen til krav 1.

For radiokommunikasjon med et undervannsfartøy kan det bare anvendes meget lave frekvenser fordi dempningen av utbredelsen i sjøvann er for stor ved høyere frekvenser. I tillegg hertil er aksjonsdybden for frekvenser i området 10 til 20 kHz bare ca. 10 til 20 meter avhengig av saltge-halt og temperatur. Videre er ved slike lave frekvenser skjermvirkningen av fartøyets skrog så liten at interfe-rens fra fartøyet kan nå yttersiden og påvirke de ønskede signaler som støy.

Det anvendes derfor antenner i tilstrekkelig avstand fra fartøyets støysone og som også muliggjør at fartøyet kan gå ned til større dyp, idet f jernantennen holdes under vannflaten i området av aksjonsdyben for frekvenser som. skal mottas. En slik antenne har form av et slepelegeme som angitt i en artikkel av Dupont-Nivel "Télécommunica-tions avec les sousmarines" in Défense nationale = F = 32

(1976) 1, Jan., side 63-74. En slik flyteantenne er imid-lertid forholdsvis stor og hydrodynamisk uegnet og begren-ser manøvrerbarheten av fartøyet og gir lett detektering av antennen ved hjelp av sonar. Videre kan vanligvis en slik antenne ikke holdes på tilnærmet konstant dyp ved forskjellig hastighet av fartøyet uten å anvende et aktivt styresystem.

Fra US-PS 3.972.046 er kjent en liten antenne for under-vannsfartøy, som er konstruert som en krysspoleantenne og installert i en sekundærbøye. Denne sekundærbøyen er forbundet med en primærbøye ved hjelp av en kabel, hvilken primærbøye på sin side er forbundet med et undervannsfar-tøy. Sekundærbøyen er av en slik form at den flyter på vannet og bevirker en ytterligere.oppdrift når den blir slepet slik at den opprullede forbindelseskabelen stopper

mot en fjærkraft, som begge er anordnet i primærbøyen.

For innhaling av antennen må slepehastigheten bli redusert inntil det dynamiske oppoverrettede trykket til bøyeanten-nen er mindre enn kraften til fjæren ved sekundærlegemet. Når denne kjente bøyeantennen blir anvendt flyter den på vannet. Dette har den ulempen at den lett kan bli sett. Store krefter virker dessuten på forbindelseskabelen når det er tung sjø og denne antennen er ikke konstruert for svært lave frekvenser.

Det er et formål med oppfinnelsen å tilveiebringe en undervannsantenne for et undervannsfartøy som kombinerer en minst mulig hydrodynamisk motstand med en høy effek-tivitet for ekstremt lave frekvenser. Ifølge foreliggende oppfinnelse blir dette tilveiebrakt ved hjelp av en anordning av den innledningsvis nevnte art, hvis karakteristi-ske trekk fremgår av krav 1.

En krysspoleantenne har en rundtstrålende følsomhet. Ved det faktumet at en sløyfe til krysspoleantennen er installert i de hydrofoillignende projeksjonene blir en kryss-spoleantenne tilveiebrakt med en relativt stor seksjon og med en svært hydrodynamisk gunstig form med hensyn til en høyere stabilitet når den blir slepet enn tidligere kjente antenner. Bøyen er fortrinnsvis fremstilt av syntetisk materiale og kan ha en dielektrisitetskonstant hovedsake-lig lik den til sjøvann og den kan hverken bli detektert elektrisk eller ved hjelp av sonar ved lengre avstander på grunn av dens ubetydelige størrelse.

En økning av antennens følsomhet ved hjelp av mindre stør-relser kan bli tilveiebrakt ved å avstemme sløyfen til krysspoleantennen til det samme forutbestemte frekvensom-rådet.

En forbedring av den hydrodynamiske formen kan bli tilveiebrakt ved at planrisset til hydrofoillignende projek-sjoner er pilformet i flyteretningen.

Ytterligere trekk ved oppfinnelsen fremgår av underkra-vene.

Utførelseseksempler på oppfinnelsen skal nedenfor beskrives nærmere under henvisning til tegningen. Fig. 1 viser i perspektiv og delvis i snitt et flytelegeme med en sløyfeantenne. Fig. 2 viser et blokkskjema for noen av komponentene i

antennen.

Fig. 1 viser et torpedolignende hullegeme 1 på hvis bakpart er anordnet to hydrofoillignende utragende partier 2 og 3. Partiene 2 og 3 er forbundet med oversiden og undersiden av legemet 1 i form av åpne buer. Partiene 2 og 3 har en slik form at i grunnriss danner de forreste kanter 2', 3' av de utragende partier 2 resp. 3 et pilhode som peker i legemets lengderetning, dvs. til venstre på fig. 1. I tverrsnitt kan veggen av partiene 2 og 3 være dråpe-formet for å bedre de hydrodynamiske egenskaper.

Nær kantene 2' og 3' er anordnet metallstrimler 6 som danner en sløyfe i en sløyfeantenne. Metallstrimmelen er vist anbrakt på overflaten av partiene 2 og 3, men kan i prak-sis være mere effektive hvis de er innleiret i veggen av de utragende partier. Strimlene fortsetter på undersiden av de utragende partier og danner en enkelt sammenhengende leder. I stedet for strimlene er det mulig å anvende tråd som kan være anordnet langs forkantene 2', 3' av de utragende partier 2, 3 og som kan bestå av flere vindinger. Den andre sløyfe i kryssløyfeantennen er en leder 5 som er anordnet aksialt i legemet 1 på oversiden og undersiden eller innleiret i legemets vegg og danner en åpen sløyfe. Sløyfen 5 kan også bestå av flere vindinger. Endene av sløyfene 5 og 6 er festet til legemet og forbundet med en krets 7 som skal beskrives nærmere nedenfor i forbindelse med fig. 2.

Utgangen fra kretsen 7 består av en optisk fiber 10 som samtidig tjener til å forbinde elementet og overføre slepekraften til antennen. I stedet kan også den optiske fiber 10 strekke seg parallelt med en stålkabel som over-tar slepekraften.

Ved de ovenfor angitte frekvenser kan det torpedolignende legemet 1 ha en lengde på ca. 80 til 90 cm og en diameter på ca. 20 cm. Spennvidden for de utragende partier kan være ca. 50 cm. Hvis dette resulterer i forskjellige sløy-feomrader for de to sløyfer 5, 6 kan differansen i signalene fra de to sløyfer kompenseres f.eks. ved øket antall vindinger av sløyfen 6 i forhold til sløyfen 5.

Fig. 2 viser variable kondensatorer 8 og 9 i forbindelse med sløyfene 5 og 6 som avstemningselementer. De to sløy-fer er forbundet med et faseskyvenettverk 11 i hvilket signalene fra de to sløyfer 5, 6 kombineres med samme fase på utgangen fra en forsterker 12. Forsterkeren 12 forsterker det tilførte signal og styrer en elektrooptisk signal-omformer 14 som omformer antennesignalet til et optisk signal som mates inn i den optiske fiber. 10. Arbeidsspen-ningen for forsterkeren 12 leveres av en akkumulator 13. Ekstra kabel for krafttilførsel fra undervannsfartøyet til antennen kan derfor utelates. Akkumulatoren 13 kan lades under vedlikeholdsperioder på land eller når antennen hales tilbake til undervannsfartøyet. I det sistnevnte tilfellet kan kontakter som er forbundet med akkumulatoren 13 anordnes på legemet 1 slik at når antennen hales inn til undervannsfartøyet, sluttes kontakt automatisk med kontakt på fartøyet for levering av ladet strøm, slik at akkumulatoren 13 automatisk lades i innhalt tilstand av antennen.

De variable kondensatorer 8 og 9 kan justeres til et spe-sielt frekvensområde for spesiell anvendelse, f.eks. under fremstilling og vedlikehold. Andre muligheter er å justere de variable kondensatorer 8 og 9 via et signal fra under-vannsf artøyet som kan tilføres via et særskilt overfø-ringsmedium eller også via den optiske fiber 10. I sistnevnte tilfelle omfatter omformeren 14 også en elektro-elektronisk omformer som frembringer et signal for styring av de variable kondensatorer 8 og 9, f.eks. ved hjelp av en drivmotor eller elektronisk ved hjelp av variable kapa-sitetsdioder.

I foreliggende utførelseseksempel er det videre anordnet en trykkmåleanordning 15 som omfatter en trykkomformer for frembringelse av et elektrisk signal, og en slik anordning måler vanntrykket rundt legemet 1 og omformer det til et tilsvarende elektrisk signal. For dette formål blir også trykkmåleanordningen 15 matet fra akkumulatoren 13 og lev-erer et signal til undervannsfartøyet via omformeren 14 og den optiske fiber 10, f.eks. ved å anvende et frekvensområde i overføringssignalet som ikke anvendes for antennen, slik at undervannsfartøyet alltid kjenner til hvilken dybde under vannoverflaten legemet 1 befinner seg, slik at dybden kan justeres til en ønsket verdi ved å endre leng-den av den optiske fiber 10 ved hjelp av en vinsj på undervanns fartøyet. For militære formål kan trykkmåleanordningen 15 styre en automatisk destruksjonsinnretning som trer i kraft når vanntrykket blir tilnærmet null, f.eks. fordi antennen er kommet løs, for å hindre detektering av antennen på vannoverflaten under alle omstendig-heter .

Claims (10)

1. Kryssløyfeantenne for et undervannsfartøy, anordnet som et flytelegeme av en torpedolignende form og forbundet med et undervannsfartøy via et forbindelseselement som er fast-gjort til undersiden av den fremre delen av flytelegemet og som overfører informasjon motatt av antennen, karakterisert ved at undervannsflytelegemet er forsynt med to hydrofoillignende utragninger som forbinder oversiden og undersiden av den bakre delen av flytelegemet på begge sider ved en åpen bue og at en sløyfe av kryssløyfeantennen er anordnet nær den ytre huden i det flytende undervannslegemet i et plan perpendikulært på flytelegemets lengdeakse, idet legemet består av et elek-tromagnetisk inaktivt materiale, og at den andre sløyfen er anordnet i de hydrofoillignende utragninger.

2 . Antenne ifølge krav 1, karakterisert ved at i flytelegemet er anordnet omkoplbare avstemningselementer (8, 9) forbundet med sløyfene (5, 6) og at. begge sløyfene er avstemt til et forutbestemt frekvensområde.

3. Antenne ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at i grunnriss har de utragende partier (2, 3) pilform i legemets lengdeakseretning.

4. Antenne ifølge krav 3, karakterisert ved at den andre sløyfen (6) er anordnet nær den fremste kan-ten (2', 3') av de hydrofoillignende utragninger (2, 3).

Antenne ifølge krav 2, karakterisert ved at avstemningseletnentene (8, 9) omkoples av signaler fra fartøyet via forbindelseselementet (10).

6 . Antenne ifølge krav 1 eller et hvilket som helst av de foregåend krav, karakterisert ved at det i flytelegemet (1) er anordnet minst en forsterker (12) som forsterker antennesignalene og avgir de forsterkede signaler til forbindelseselementet (10).

7 . Antenne ifølge krav 6, karakterisert ved at det i flytelegemet (1) er anordnet en strømforsynings-kilde (13) for forsterkeren (12).

8. Antenne ifølge krav 7, karakterisert ved at strømforsyningen (13) er en akkumulator.

9. Antenne ifølge krav 6 eller et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at f orbindelseselementet (10) omfatter minst et optisk fiber og at en elektrooptisk omformer (14) er forbundet med forsterkeren (12) for optisk kopling med det optiske fiber.

10. Antenne ifølge krav 1, eller et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at forbindelseselementet (10) har hydrodynamisk egnet form eller omgitt av et materiale som gir flyteevne.