PL171874B1

PL171874B1 - Hf antenna for helicopters

Info

Publication number: PL171874B1
Application number: PL93307124A
Authority: PL
Inventors: Luther E Brown; Graham Luck; Terence Keith Gibbs
Original assignee: Ibm
Priority date: 1992-08-05
Filing date: 1993-06-30
Publication date: 1997-06-30
Also published as: TR27920A; HUT72797A; IL106027A; AU668176B2; FI933478A; WO1994003938A1; SK13495A3; PL307124A1; US5745081A; JP2510071B2; EG20365A; EP0582364A1; NO932389L; KR940006309A; HU9500195D0; AU4173893A; CN1082774A; CN1048825C; BR9303036A; FI933478A0

Abstract

1. Uklad antenowy wiroplata majacego kad- lub wyposazony w lopaty wirnika, zawierajacy prze wodzace anteny, które sa usytuowane wzdluz lopat wirnika i maja dlugosc ograniczona przez dlugosc lopat wirnika, i zawierajacy elementy laczace elektry- cznie anteny z urzadzeniem do nadawania i odbioru fal radiowych, przy czym elementy laczace zawieraja pierwsze elementy obrotowe wraz z lopatami wirnika i dolaczone elektrycznie do anten oraz zawieraja drugie elementy zamocowane do kadluba i dolaczo- ne do urzadzenia do nadawania i odbioru fal radio- wych, znamienny tym, ze anteny zawieraja przewody elektryczne, korzystnie oslone przeciwerozyjna (210) lub przewód grzejny (310), z których kazdy jest umieszczony na elektrycznie nieprzewodzacej lopacie (200, 300) wirnika, przy czym kazdy z przewodów elektrycznych jest usytuowany równolegle do osi glównej z nieprzewodzacych lopat (200,300) wirni- ka na calej ich dlugosci i stanowi element promie- niujacy ukladu antenow ego dolaczonego do urzadzenia do nadawania/odbioru fal radiowych o dlugosci w zakresie od 10 do 150 m, a pierwsze ele- menty laczace (410,510,620) i drugie elementy lacza- ce (412,521,623) sa polaczone ze soba przez elementy pojemnosciowe (400), elementy indukcyjne (500) lub kontaktowe elementy szczotkowe (600). FIG 1 PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest układ antenowy wiropłata do nadawania i odbioru fal radiowych w zakresie wielkich częstotliwości HF, w którym to wiropłacie łopaty wirnika służą jako antena kierunkowa.

Znane są układy antenowe wiropłatów, zwłaszcza śmigłowców, które są umieszczone w pobliżu kadłuba śmigłowca. Zwykle antena składa się z elementu sztywnego umieszczonego przy pomocy odstępników w pewnej odległości równolegle do kadłuba śmigłowca. W innym rozwiązaniu antenę stanowi przewód rozciągający się pomiędzy , dwoma odstępnikami w pewnej odległości od kadłuba śmigłowca. Przewód jest osadzony na odstępnikach przy pomocy izolatorów. Odstępniki są zwykle stosunkowo krótkie, w wyniku czego antena jest umieszczona blisko kadłuba śmigłowca. W obu rozwiązaniach anteny mogą być antenami kierunkowymi, co powoduje jednak zmniejszenie ich długości

171 874 skutecznej, przy czym kierunkowość jest ustalona względem kierunku wzdłużnego śmigłowca.

Znany jest z opisu patentowego USA nr 4 042 929 układ nawigacyjny, w którym anteny są umieszczone na końcach wszystkich łopat wirnika śmigłowca. Odbierane sygnały są przetwarzane w łopacie wirnika i wprowadzane do kadłuba śmigłowca przy pomocy pierścieni ślizgowych i szczotek kontaktowych. Anteny składają się z szeregu dipoli ułożonych płasko wzdłuż osi każdej łopaty w pobliżu końców łopat.

Znany jest także podobny układ nawigacyjny ujawniony we francuskim zgłoszeniu patentowym nr 2 624 981. Anteny tego układu są umieszczone w końcówkach lub na końcówkach łopat wirnika wykonanych z materiału nieprzewodzącego. Każdą antenę tworzy warstwa metalowa wydłużona w kierunku równoległym do osi wzdłużnej łopaty wirnika, przy czym jej długość jest mała w porównaniu z długością łopat wirnika. Anteny działają jako elementy rezonansowe dla fal elektromagnetycznych odbieranych z odległego źródła i kierowanych do innej anteny zamocowanej na kadłubie śmigłowca. Ta ostatnia antena odbiera bezpośrednio sygnały z obu elementów rezonansowych na łopatach wirnika i z odległego źródła. Odbierane sygnały są przetwarzane przez stację odbiorczą w kadłubie w celu określenia i wyświetlenia położenia i kursu śmigłowca. Te znane układy są stosowane tylko w celach nawigacji i nie są użyteczne do skutecznej łączności wzajemnej pomiędzy samolotem i odległą stacją.

Znane są z niemieckiego zgłoszenia patentowego nr 2 835 932 anteny umieszczone na końcówkach łopat wirnika śmigłowca, które są również stosowane w połączeniu z kartograficznym przyrządem radarowym.

Natomiast ze zgłoszenia patentowego Wielkiej Brytanii nr 1081708 znana jest antena radarowa, która jest umieszczona wzdłuż co najmniej jednej łopaty wirnika wiropłata i jest ograniczona tylko przez długość łopaty wirnika. Antenę stanowi falowód włożony do łopaty wirnika. Materiał w pobliżu falowodów jest przepuszczalny dla fal elektromagnetycznych i może być wykonany z włókna szklanego lub poliuretanu połączonego z wypełniaczem z tworzywa sztucznego tworzącego związek z częścią metalową łopaty wirnika. Ten falowód jest połączony przy pomocy co najmniej jednego giętkiego falowodu z wierzchołkiem masztu unoszącego łopaty wirnika i przy pomocy innego falowodu prowadzącego przez maszt do urządzenia radarowego umieszczonego w kadłubie wiropłata. Podobny układ można zastosować dla dwóch lub wszystkich łopat wirnika wiropłata.

Znana jest z niemieckiego opisu patentowego nr 28 35 932 stacja radarowa stosowana do pomiarów kartograficznych. Stacja ma nadajnik i odbiornik sygnałów radiowych, które wykorzystują antenę. Zastosowany jest demodulator odbieranych sygnałów i układ korelacji sygnału demodulowanego i sygnału syntetycznego. Antena jest zamontowana na swobodnym końcu ramienia obrotowego i podlega ruchowi kołowemu w płaszczyźnie. Sygnał jest modulowany fazowo ze stałą amplitudą zgodnie z ruchem obrotowym anteny w celu zapewnienia korelacji z sygnałem syntetycznym.

W opisie patentowym USA nr 3 478 353 jest przedstawione urządzenie kontrolne z anteną w łopacie wirnika. Konstrukcja łopaty wirnika ma wewnątrz antenę falową zamontowaną w pobliżu końca, który zapewnia poprzez płytę sprzężenie z anteną i wykrywa jej ruch.

Znany jest z opisu patentowego USA nr 3 550 130 analizator kierunkowy, który wykorzystuje przesunięcie częstotliwości Dopplera, powodowane przez obrót łopaty wirnika śmigłowca, przenoszone do niezależnego nadajnika radiowego lub innego źródła promieniowania elektromagnetycznego. Układ wykorzystuje dwie anteny odbiorcze, jedną umieszczoną na łopacie wirnika, korzystnie na końcu łopaty, oraz drugą umieszczoną na kadłubie śmigłowca. Wówczas gdy łopata obraca się, częstotliwość sygnału odbieranego przez antenę jest przesuwana w wyniku zjawiska Dopplera, to jest częstotliwość wzrasta, gdy antena zamontowana na łopacie przesuwa się w kierunku do źródła sygnału i maleje, gdy antena przesuwa się w kierunku od źródła sygnału. Zerowe przesunięcie

171 874 częstotliwości występuje, gdy łopatowy układ odbiorczy dołączony do obu anten określa chwilę, w której zerowe przesunięcie częstotliwości występuje w wyniku porównania częstotliwości sygnału odbieranego przez antenę na łopacie z częstotliwością tego samego sygnału odDieranego równocześnie przez antenę umieszczoną na kadłubie. Przetwornik przesunięcia umieszczony na wale wirnika określa w sposób ciągły położenie kątowe łopaty wirnika w odniesieniu do osi wzdłużnej statku powietrznego. W chwili wystąpienia zerowego przesunięcia częstotliwości, co określa układ odbiorczy, odczytywane jest położenie kątowe łopaty i przez właściwe przetwarzanie zapewniane jest przekazywanie informacji do źródła sygnału w odniesieniu do osi wzdłużnej statku powietrznego.

Znany jest z opisu patentowego USA nr 3 611.376 układ radarowy zawierający nadajnik promieniujący impulsową energię elektromagnetyczną w postaci skierowanej pionowo wiązki wachlarzowej, która przeszukuje powtarzalne w azymucie wymagane pole widzenia, odbiornik wykrywający tę energię odbijaną od obiektów w polu widzenia, układ wykrywania położenia związany z nadajnikiem i dostarczający sygnał reprezentujący chwilowe położenie azymutowe wiązki wachlarzowej oraz lampę elektronopromieniową połączoną z wyjściem nadajnika i układem wykrywania położenia oraz mającą ekran wyświetlający położenie obiektów w widoku z góry w polu widzenia zgodnie z ich zakresem względnym i położeniem azymutowym. Antena jest usytuowana w pobliżu nadajnika i promieniuje w odpowiedzi wąską wiązkę wachlarzową prostopadłą do wymienionej wiązki wachlarzowej i poruszającą się w rzucie pionowym tak, że pomiędzy tymi wiązkami tworzy się określony kąt. Układ odbiorczy przetwarza złożone sygnały odbierane przez antenę w celu wytwarzania na ekranie znacznika zakresu reprezentującego wymieniony kąt w celu śledzenia obiektu. Do układu odbiorczego jest dołączony układ o zmiennym opóźnieniu, przesuwający w czasie złożone sygnały powrotne w celu stabilizacji znacznika zakresu.

Zakresem częstotliwości stosowanym najczęściej w łączności wojskowej i komercyjnej jest zakres wielkich częstotliwości HF, który rozciąga się od 2 MHz do 30 MHz ma szereg zalet technicznych i taktycznych w porównaniu z wyższymi dostępnymi częstotliwościami. W typowych nowoczesnych urządzeniach wojskowych zakres bardzo wielkich częstotliwości VHF od 30 do 170 MHz i zakres ultra wielkich częstotliwości UHF od 225 do 400 MHz są stosowane wraz z zakresem wielkich częstotliwości HF stosowanym do łączności między śmigłowcem i innymi statkami powietrznymi.

Pewną korzyścią uzyskiwaną przy stosowaniu zakresu wielkich częstotliwości HF jest to, że są to największe częstotliwości, które są odbijane od jonosfery i umożliwiają łączność dalekiego zasięgu. Większe częstotliwości umożliwiają jedynie komunikację po liniach prostych i nie mogą wyjść poza horyzont, a osłabienie propagacji wzrasta wraz z częstotliwością zgodnie ze współczynnikiem równym 20 log częstotliwości. Takie parametry, jak sprawność anteny i szumy atmosferyczne są funkcją częstotliwości, a najlepszy kompromis między poszczególnymi współczynnikami uzyskuje się w zakresie od do 30 MHz. Poza tym w zakresie wielkich częstotliwości dostępne są wzmacniacze mocy o większej sprawności.

Jednym czynnikiem, który ogranicza zastosowanie zakresu wielkich częstotliwości HF w statkach powietrznych jest długość anteny. W celu uzyskania maksymalnej sprawności antena powinna mieć długość równą długości fali. Długość fali w metrach można obliczyć jako prędkość rozchodzenia się fal radiowych w metrach na sekundę, podzieloną przez częstotliwość w hercach. Prędkość rozchodzenia się fal radiowych jest stała i w przybliżeniu równa 3 x 10⁸ m/s.

Dla łączności w zakresie UHF, zwykle 300 MHz, długość fali obliczona z powyższej zależności wynosi 1 m. Jest to praktycznie długość anteny takiego rodzaju, jak opisana powyżej, do montażu na śmigłowcu.

W zakresie wielkich częstotliwości HF, przy częstotliwości 3 MHz, obliczenia długości fali wykazują, że wymagana jest antena o długości 100 metrów, która jest niepraktyczna dla śmigłowca. Można zastosować podwielokrotne idealnej długości

171 874 otrzymanej z obliczeń, jednak sprawność anteny maleje wraz ze zmniejszaniem się jej długości.

Innym czynnikiem ograniczającym zastosowanie zakresu wielkich częstotliwości HF w statkach powietrznych jest trudność zapewnienia anteny kierunkowej. Antena kierunkowa ma zwiększoną funkcję zysku energetycznego w określonym kierunku lub kierunkach względem anteny, natomiast zmniejszoną funkcję zysku w innych kierunkach względem anteny. Brak kierunkowości anteny powoduje zmniejszenie zasięgu łączności w porównaniu z anteną kierunkową, a także może spowodować, że sygnał jest odbierany przez inny odbiornik niż przeznaczony dla danej anteny. W celu uzyskania optymalnej łączności między anteną kierunkową i inną anteną, antena kierunkowa powinna być tak ustawiona, żeby kierunek zwiększonej funkcji zysku energetycznego był zwrócony w stronę anteny odbiorczej.

To ustawienie można uzyskać w wyniku fizycznego obrotu anteny kierunkowej w stronę drugiej anteny, jednak to dodatkowo ogranicza jej długość i sprawność, a więc powoduje zmniejszenie funkcji zysku energetycznego korzystniejszej dla anteny kierunkowej.

Znane śmigłowce mają łopaty wirnika wykonane głównie z metalu. Te łopaty są zamocowane do skrzynki przekładniowej i silników poprzez przewodzący tor utworzony przez części metalowe, co utrudnia zastosowanie łopat wirnika jako anteny.

W nowej generacji śmigłowców odchodzi się od metalowych łopat, stosując konstrukcje kompozytowe. Przykładem jest Ecureuil firmy Aerospatiale, który ma łopatę wirnika ze Starflexu wykonanego głównie z włókna szklanego. Inne śmigłowce mają łopaty wykonane z węgla i włókien szklanych z wewnętrzną pianką.

W układzie antenowym według wynalazku anteny zawierają przewody elektryczne, korzystnie osłonę przeciwerozyjną lub przewód grzejny, z których każdy jest umieszczony na elektrycznie nieprzewodzącej łopacie wirnika. Każdy z przewodów elektrycznych jest usytuowany równolegle do osi głównej z nieprzewodzących łopat wirnika na całej ich długości i stanowi element promieniujący układu antenowego dołączonego do urządzenia do nadawania/odbioru fal radiowych o długości w zakresie od 10 do 150 m. Pierwsze elementy łączące i drugie elementy łączące są połączone ze sobą przez elementy pojemnościowe, elementy indukcyjne lub kontaktowe elementy szczotkowe.

Osłona przeciwerozyjną jest umieszczona wzdłuż powierzchni krawędzi natarcia jednej z nieprzewodzących łopat wirnika.

Przewód grzejny jest umieszczony wzdłuż powierzchni krawędzi natarcia jednej z nieprzewodzących łopat wirnika i zawiera elementy do łączenia/oddzielania nadawanego/odbieranego sygnału radiowego od energii dostarczanej do przewodu grzejnego.

Korzystnie przewody elektryczne stanowi powłoka przewodząca nałożona na powierzchnię nieprzewodzących łopat wirnika.

Korzystnie elementy łączące zawierają pierwszy walec i drugi walec, przy czym pierwszy walec jest obrotowy wraz z łopatami wirnika, a drugi walec jest przymocowany do kadłuba oraz pierwszy walec i drugi walec są połączone pojemnościowo.

Korzystnie elementy łączące zawierają pierwsze uzwojenie wirujące i drugie uzwojenie stałe transformatora, przy czym pierwsze uzwojenie wirujące jest obrotowe wraz z łopatami wirnika, a drugie uzwojenie stałe jest przymocowane do kadłuba. Pierwsze uzwojenie wirujące i drugie uzwojenie stałe są połączone indukcyjnie.

Elementy łączące zawierają pierścienie ślizgowe i szczotki kontaktowe.

Układ antenowy według wynalazku zawiera korzystnie antenę kierunkową zawierającą dwa pierwsze przewody elektryczne, z których każdy jest usytuowany równolegle do osi głównej, nieprzewodzącej elektrycznie łopaty wirnika i jest umieszczony wewnątrz lub zamocowany do powierzchni łopaty wirnika, jeden lub więcej drugich przewodów elektrycznych, z których każdy jest usytuowany równolegle do osi głównej łopaty wirnika i jest umieszczony wewnątrz lub zamocowany do powierzchni łopaty wirnika. Drugie przewody elektryczne nie są dołączone elektrycznie do pierwszych przewodów

171 874 elektrycznych, przy czym pierwsze i drugie przewody elektryczne stanowią elementy promieniujące fale radiowe o długości w zakresie od 10 do 150 m. Pierwsze przewody elektryczne są połączone z urządzeniem do nadawania i odbioru fal radiowych poprzez 'komutator zawierający pierścienie ślizgowe połączone ze szczotkami kontaktowymi dla wyboru pierwszych i drugich przewodów elektrycznych.

Drugie przewody elektryczne są połączone elektrycznie z kadłubem wiropłata.

Jeden lub więcej drugich przewodów elektrycznych nie jest w fazie z pierwszymi przewodami elektrycznymi.

Jeden lub więcej drugich przewodów elektrycznych bez sygnału nie będącego w fazie jest połączonych elektrycznie z kadłubem wiropłata.

Pierścienie ślizgowe i szczotki kontaktowe stanowią elementy łączące.

Jako pierwsze przewody układ antenowy zawiera pierścienie ślizgowe i jako drugie przewody zawiera szczotki kontaktowe.

Układ wyboru pierwszych przewodów i drugich przewodów zawiera diodę połączoną, poprzez dławik częstotliwości radiowych, z łączem.

Korzystnie układ antenowy zawiera zespół sterujący współpracujący poprzez pas z obudową z pierścieniami ślizgowymi.

Korzystnie zespół sterujący zawiera silnik krokowy.

Układ antenowy zawiera elementy do utrzymywania wstępnie ustalonego położenia kątowego jako stałego w stosunku do odległego urządzenia do nadawania lub odbioru fal radiowych.

Długość przewodu elektrycznego jest zbliżona do długości łopaty wirnika.

Zaletą wynalazku jest zapewnienie układu antenowego wiropłata o skutecznej łączności i prostej konstrukcji, przy zastosowaniu anteny o dużej sprawności.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia w schematycznym widoku śmigłowiec z łopatami wirnika ponad jego kadłubem, fig. 2 - w przekroju jedną łopatę z fig. 1, według pierwszego przykładu wykonania, fig. 3 - w przekroju jedną łopatę z fig. 1, według drugiego przykładu wykonania, fig. 4 - w przekroju poprzecznym elementy połączenia elektrycznego między anteną i aparaturą wewnątrz śmigłowca, fig. 5 - w przekroju poprzecznym inne elementy połączenia elektrycznego, fig. 6 - w przekroju poprzecznym jeszcze inne elementy połączenia elektrycznego, fig. 7 - wykres biegunowy promieniowania w kierunku od lub do anteny dookólnej złożonej z elementów z fig. 2, fig. 8 - w schematycznym widoku znany układ z antenami dookólnymi z fig. 2, fig. 9 - wykres biegunowy promieniowania w kierunku od lub do anteny kierunkowej według wynalazku, fig. 10 - w widoku schematycznym system łączności z co najmniej jedną anteną kierunkową według wynalazku, fig. 11 - w widoku perspektywicznym komutator stosowany w wynalazku, fig. 12 - schemat połączeń przez komutator z fig. 11 przewodów elektrycznych według wynalazku oraz fig. 13 - układ cewek stosowany zamiast komutatora z fig. 11.

Figura 1 przedstawia śmigłowiec 100 z łopatami 101 wirnika umieszczonymi ponad kadłubem 102 śmigłowca 100. Śmigłowiec 100 ma długość około 15 metrów i unosi różnego rodzaju sprzęt 103 zamocowany na zewnątrz kadłuba 102. Kadłub 102 śmigłowca 100 stanowi masę dla częstotliwości radiowych stosowanych przy nadawaniu i odbiorze. Ze względu na to, że trudno jest znaleźć obszar kadłuba 102, który nie stanowi masy i nie ma już na sobie zamocowanego sprzętu 103, anteny HF są zwykle krótkie i mają małą sprawność. Powoduje to pogorszenie parametrów, co trudno jest pokonać bez zwiększania mocy nadajnika. Ponadto z powodu trudności w uzyskaniu anteny obrotowej, anteny HF są zwykle dookólne.

Sprawność anteny można w przybliżeniu określić jak podano poniżej dla radiatora izotropowego;

171 874

2.5 sprawność = 1.5

2,5+ --— (2‘PI*h)³ (długość fali) gdzie:

h jest długością anteny w metrach, długość fali jest długością fali nadawanego lub odbieranego sygnału w metrach, a PI jest stałą w przybliżeniu równą 3,1415926.

Z powyższego równania wynika, że przy częstotliwości 3 MHz antena o długości 100 m mogłaby mieć sprawność 1, podczas gdy antena o długości 2 m, pracująca przy tej samej częstotliwości, mogłaby mieć sprawność równą tylko 0,0033. To pogorszenie sprawności spowodowane zmniejszeniem się długości ma miejsce zarówno w stanie pracy przy nadawaniu jak i przy odbiorze. Funkcja zysku energetycznego anteny przy odbiorze zależy od sprawności i kierunkowości anteny, jak również od innych czynników.

Zależność między zyskiem anteny i parametrami całego systemu może być przedstawiona poniższym równaniem:

Pr = Pt + Gt + Gr - 201ogf - 201ogR - 32,4 - La gdzie:

Pr jest odbieraną mocą. w dBm,

Pt jest mocą szczytową nadajnika w dBm,

Bt jest łyskiem anteny pry nadawaniu w dB,

Gr jest zyskiem ameny pny odbiorcę w dB, f jest częstotliwością w MHz,

R jest lałsę^gie^m w mllach mosskich i La są stratami dodatkowymi w dB.

Współczynnik 32,4 jest stałą występującą przy podanych jednostkach częstotliwości i zasięgu.

Częstotliwość i wymagany zasięg są stałe dla danej konfiguracji, a straty dodatkowe są zmniejszane do minimum przez właściwe projektowanie. Jeżeli stosuje się antenę dookólną o pełnej długości fali, na przykład na statku, wówczas możliwy jest zysk równy 1.

Zwykle w śmigłowcach stosowane są anteny dookólne mające małą sprawność, co wykazuje powyższe równanie, a jednym sposobem uzyskania wymaganych parametrów jest zwiększenie mocy nadajnika.

Jeżeli łącze komunikacyjne występuje pomiędzy śmigłowcami, wówczas na podstawie tego samego równania można stwierdzić, że parametry łącza są pogarszane zarówno z powodu anteny nadawczej jak i anteny odbiorczej.

Figura 2 przedstawia łopatę 200 wirnika śmigłowca, której wykorzystanie jako anteny umożliwia uzyskanie anteny znacznie dłuższej, a więc bardziej sprawnej. Za wyjątkiem radiatora umieszczonego w łopacie i opisanego dalej, struktura łopaty 200 wirnika musi być zasadniczo nieprzewodzącą. Użycie łopat wirnika jako anten poprawia parametry systemu, zwłaszcza przy łączności pomiędzy śmigłowcami, gdzie sprawność anteny wpływa zarówno na zysk anteny nadawczej jak i anteny odbiorczej.

Na fig. 2 jest przedstawiony pierwszy przykład wykonania wynalazku, w którym łopata 200 wirnika ma osłonę przeciwerozyjna 210 zamocowaną do krawędzi natarcia.

Osłona przeciwerozyjna 210 jest przeznaczona do ochrony krawędzi natarcia łopaty 200 wirnika przed uszkodzeniem przez cząstki znajdujące się w powietrzu, takie jak cząstki pyłu. Zapewniona ona także pewną ochronę przed uderzeniem w takie przedmioty,

171 874 jak listowie, podczas lotu wiszącego lub lądowania, gdy śmigłowiec znajduje się blisko ziemi. Osłona przeciwerozyjna 210 jest wykonana zwykle z metalu, takiego jak tytan.

Osłona przeciwerozyjna 210 rozciąga się na długości łopaty wirnika i stanowi antenę, która ma długość zasadniczo równą długości łopaty wirnika. W wyniku wykonania ciągłego, równoczesnego połączenia z więcej niż jedną łopatą wirnika, można uzyskać antenę o długości skutecznej równej podwójnej długości łopaty wirnika. Przy częstotliwości 3 MHz umożliwia to uzyskanie sprawności równej około 0,7, zależnie od długości łopat wirnika, porównując ze sprawnością równą 1 dla idealnej długości anteny równej 100 m i 0,0033 dla anteny o długości 2 m. W pierwszym przykładzie wykonania anteny wykorzystywane są wszystkie łopaty wirnika śmigłowca.

Połączenia elektryczne osłon przeciwerozyjnych 210 z urządzeniem umieszczonym w kadłubie 102 śmigłowca 100 są realizowane jedną z trzech metod, które zostaną opisane w odniesieniu do fig. 4 do 6. Zwykle, gdy nie jest stosowany wynalazek, wykorzystuje się przewody przełączeniowe do uziemienia osłon przeciwerozyjnych 210 w celu zapewnienia ochrony przed uderzeniem pioruna i impulsami elektromagnetycznymi. Tę ochronę można zapewnić także przez zastosowanie przerw iskrowych o określonym napięciu przebicia. Podobnie zapewnia się ochronę przez elektrycznością statyczną wywołaną ruchem łopat wirnika, na przykład w postaci taśm rozładowujących.

Figura 3 przedstawia drugi przykład wykonania wynalazku, w którym wykorzystuje się jako antenę przewód grzejny 310 umieszczony już w łopacie 300 wirnika.

W przedniej krawędzi łopaty 300 wirnika jest umieszczony przewód grzejny 310, który jest stosowany do usuwania oblodzenia krawędzi natarcia łopaty wirnika. Nadawane i odbierane sygnały są doprowadzane do aparatury radiowej w kadłubie 102 śmigłowca 100 przy pomocy tych samych środków, które są stosowane do przenoszenia energii do przewodu grzejnego 310. Zostanie to opisane w odniesieniu do fig. 4 do 6. W tym przykładzie wykonania są wymagane także elementy do łączenia sygnału nadawanego z sygnałem energetycznym przekazywanym do przewodu grzejnego 310, a także od oddzielenia sygnału odbieranego od sygnału energetycznego. Przewody grzejne są stosowane na przykład w szybach przednich samochodów równocześnie jako elementy przeciwmgielne i anteny odbiorcze.

Podobnie jak w przypadku osłony przeciwerozyjnej 210 stosowanej w pierwszym przykładzie wykonania, długość anteny jest zasadniczo bliska jednej długości łopaty 300 wirnika lub bliska podwójnej jej długości, jeżeli jest stosowanych wiele łopat wirnika.

Parametry systemu są poprawiane przy nieznacznym wzroście nakładów. Jeżeli moc nadajnika jest utrzymywana na stałym poziomie, to emitowanie sygnałów o większej mocy zapewnia nadawane sygnały o większej odporności na zakłócenia radiowe.

Antena jest umieszczona ponad kadłubem śmigłowca tak, że promieniowanie z anteny staje się dookólne, bez zacieniania anteny powodowanego przez sam kadłub.

Podczas lotu wiszącego śmigłowca na małej wysokości, antena jest umieszczona wyżej względem ziemi, co daje lepszą łączność w porównaniu z anteną umieszczoną na kadłubie śmigłowca.

Straty przedstawione w równaniu określającym parametry systemu jako straty dodatkowe obejmują straty pojemnościowe między anteną i kadłubem. Straty te są zmniejszone dzięki większej odległości między kadłubem i anteną.

W porównaniu ze zwykłą anteną typu opisanego wcześniej, która zawiera przewód antenowy z izolatorami w pewnej odległości od śmigłowca, antena według wynalazku jest mocniejsza mechanicznie i mniej podatna na uszkodzenie podczas manewrowania na ziemi. W przypadku śmigłowca mającego usterzenie ogonowe składane przy parkowaniu w ograniczonej przestrzeni, antena według wynalazku jest również mniej podatna na uszkodzenie podczas tej operacji.

Bezpieczeństwo załogi jest zwiększone, ponieważ antena nadawcza jest umieszczona dalej od osób znajdujących się w kabinie i są one w mniejszym stopniu narażone

171 874 działanie pól elektromagnetycznych. Możliwość zmniejszenia mocy nadajnika powoduje także zmniejszenie oddziaływania pól elektromagnetycznych.

Figura 4 przedstawia elementy pojemnościowe 400 do łączenia aparatury radiowej w kadłubie 102 śmigłowca 100 i anteny. Wykorzystuje ono sprzężenie pojemnościowe pomiędzy płytką wirującą, która ma postać na przykład pierwszego walca 410 dołączonego do anteny, takiej jak osłona przeciwerozyjna 210 lub przewód grzejny 310 i umieszczonej na jednej lub kilku łopatach wirnika, a drugą płytką stałą, która ma także postać drugiego walca 412 współosiowego z pierwszym walcem 410. Pomiędzy walcami 410 i 412 znajduje się przestrzeń 411 wypełniona powietrzem, które stanowi dielektryk. Do odizolowania wału 421 wirnika od kondensatora utworzonego przez dwa walce 410 i 412 jest użyty izolator 422.

Figura 5 przedstawia elementy indukcyjne 500 do łączenia anteny przy użyciu sprzężenia indukcyjnego. Pierwsze uzwojenie wirujące 510 transformatora powietrznego jest połączone z łopatami wirnika przez przewód 420 i z wałem wirnika przez łącze 511. Drugie uzwojenie stałe 521 transformatora powietrznego jest dołączone do aparatury radiowej w kadłubie 102 śmigłowca 100 przez przewód 520.

Figura 6 przedstawia kontaktowe elementy szczotkowe 600 połączenia z radiatorem, którym jest na przykład osłona przeciwerozyjna 210, przewód grzejny 310, przewód osadzony w podłożu lub powłoka przewodząca. Przewód 420 jest dołączony do radiatora i dochodzi do wału 421 wirnika. Tutaj wykonane jest przyłączenie do aparatury w kadłubie 102 śmigłowca 100 przy pomocy pierścieni ślizgowych 620 i szczotek kontaktowych 623. Przewód 420 jest dołączony do przewodzącego pierścienia ślizgowego 620 wirującego wraz z wałem 421 unoszącym łopatę 101 wirnika śmigłowca. Szczotki kontaktowe 623 współpracują z pierścieniem ślizgowym 620 i są dołączone do przewodu stałego.

Niezależnie od tego, czy jest zastosowany jako antena przewód grzejny 310 czy osłona przeciwerozyjna 210 czy nawet zwykła antena HF i niezależnie od tego, jakie są zastosowane elementy połączenia, niezbędne jest wprowadzenie do układu obwodu strojenia umożliwiającego dopasowanie impedancji anteny do impedancji nadajnika i odbiornika w szerokim zakresie częstotliwości.

Trzeci przykład wykonania anteny polega na zastosowaniu przewodu osadzonego w łopacie wirnika, korzystnie umieszczonego we wgłębieniu w łopacie lub wykonanego w postaci folii metalowej na powierzchni tylnej części łopaty 200. Połączenie z anteną jest uzyskiwane jednym z trzech omówionych powyżej sposobów, to jest przez pierścienie ślizgowe 620 i szczotki 623 albo przez sprzężenie pojemnościowe lub indukcyjne.

Czwarty przykład wykonania anteny polega na zastosowaniu napylonego niklu, który jest stosowany dla zapewnienia ochrony przed korozją łopat wykonanych z materiałów wieloskładnikowych. Połączenie z powłoką przewodzącą jest takie, jak opisane powyżej połączenie z przewodem w łopacie 200.

Anteny kierunkowe są stosowane do koncentracji pola promieniowanego albo z anteny nadawczej albo do anteny odbiorczej.

Figura 7 przedstawia wykres biegunowy promieniowania z anteny dookólnej 700 lub do niej. Położenie promieniowe określa względne natężenie pola nadawanego lub odbieranego z tego kierunku kątowego. Taką postać ma wykres biegunowy anteny dookólnej wykorzystującej przewody zamocowane do wszystkich łopat wirnika śmigłowca.

Figura 8 przedstawia sytuację możliwą przy nadawaniu przez antenę dookólną. Śmigłowiec 811 nadaje przy użyciu anteny dookólnej tak, że natężenie sygnałów odbieranych przez statki powietrzne 821 i 822 jest zależne tylko od ich odległości promieniowej od śmigłowca 811, a nie od ich położenia kątowego. Statek powietrzny 821, dla którego jest przeznaczony komunikat, odbiera sygnał o mniejszym natężeniu niż statek powietrzny 822. Promieniowanie elektromagnetyczne emitowane przez nadający śmigłowiec może być w takiej sytuacji kontrolowane. Sygnały są często kodowane w urządzeniach szyfrujących, jednak fakt, że sygnały radiowe są wykrywane przez wszystkich, może być użyteczną informacją.

171 874

Figura 9 przedstawia wykres biegunowy typowej anteny kierunkowej 900, w tym przypadku anteny typu Yagi. Części kątowe objęte przez listki wtórne 931, 932 mają większy zysk niż sąsiednie obszary 921, 922, lecz zysk ten jest znacznie mniejszy niż zysk w poiożeinacn kątowych oujęiycn przez główny lisiek 910 lub zysk anteny dookólnej 1100 mającej wykres biegunowy taki, jak pokazany na fig. 11. Zysk anteny 90θ zwiększa się dla poiożeń kątowych objętych listkiem głównym 910 kosztem promieniowania do niepożądanych obszarów 921, 922. Zwiększony zysk może być wyrażony poniższym równaniem:

Zysk (stosunek) = (4 · pie · Ae / (W1 · W1), gdzie:

Ae jest powierzchnią skuteczną listków, a W1 jest długością fali nadawanego lub odbieranego sygnału.

Zwiększony zakres jest uzyskiwany w pożądanym kierunku, dla położeń kątowych objętych listkiem 910, zarówno dla nadawania jak i odbioru. Również, jak opisano poniżej w odniesieniu do fig. 12 i 10, uzyskano większe bezpieczeństwo w zakresie odbioru sygnału przez odbiorcę innego niż odbiorca, dla którego jest on przeznaczony.

Figura 10 przedstawia taką samą sytuację, jak przedstawiona na fig. 8, lecz śmigłowiec 1011 ma antenę kierunkową o wykresie biegunowym takim, jak pokazany na fig. 9. Antena kierunkowa jest używana do łączności na przykład ze statkiem powietrznym przy minimalnym ryzyku wykrycia.

Sposób sprzęgania jest niezbędny dla połączenia wirującej anteny z aparaturą radiową. Do tego celu używa się pierścień ślizgowy i szczotki. Jeżeli użyty jest pierścień ślizgowy w postaci komutatora, wówczas tylko w części łuku zakreślanego przez wirującą antenę podczas wirowania, jest ona selektywnie dołączana do radiowej aparatury odbiorczej i nadawczej. Promieniowanie elektromagnetyczne z anteny jest odbierane z innej anteny lub nadawane do innej anteny, która jest umieszczona w tej części, w której antena jest dołączona do aparatury odbiorczej i nadawczej sygnałów radiowych.

Figura 11 przedstawia w widoku perspektywicznym komutator 1100, w którym niektóre elementy wirującego zespołu antena/łopata są wykorzystane do nadawania, podczas gdy inne elementy zespołu antena/łopata są połączone z kadłubem statku powietrznego albo zasilane sygnałem przesuniętym w fazie, aby uzyskać sterowaną antenę kierunkową.

Komutator 1100 ma obudowę 1111, która nie wiruje wraz z łopatami wirnika, i część wału 1112 wirnika, która wiruje wraz z łopatami wirnika. Obudowa 1111 ma pewną liczbę pierścieni ślizgowych, takich jak pierścienie ślizgowe 1121 i 1122, korzystnie jeden pierścień ślizgowy na jedną łopatę wirnika. Pierścienie ślizgowe są dołączone do aparatury nadawczej lub odbiorczej sygnałów radiowych lub do kadłuba śmigłowca, co opisano dalej. Wał wirnika ma szczotki, takie jak szczotki kontaktowe 1141 i 1142, które są dołączone do jednego lub wielu przewodów elektrycznych umieszczonych na łopacie wirnika. Szczotki kontaktowe 1141, 1142 zapewniają połączenie z odpowiednimi pierścieniami ślizgowymi 1121, 1122. Z obudową 1111 współpracuje pas 1151 dołączony do zespołu sterującego 1152 stanowiącego silnik krokowy.

Każdy pierścień ślizgowy jest podzielony na sekcje kątowe, przy czym każda sekcja jest dołączona do kadłuba śmigłowca lub do sygnału mającego przesunięcie fazowe równe zero albo do sygnału mającego pewne przesunięcie fazowe. W ten sposób sygnał doprowadzany do dowolnego przewodu elektrycznego na łopatach wirnika może być zależny od fizycznego położenia przewodów względem kadłuba śmigłowca. Normalnie występuje przerwa 1131, 1132 między przerwą połączenia od przewodu elektrycznego i następnym połączeniem do przewodu elektrycznego.

Użycie komutatora 1100 zapewnia możliwość uzyskania kierunkowości modelu anteny, a także możliwość użycia komutacji w różnych konfiguracjach do kontroli kierunku

171 874 promieniowanej energii listka 910. W wyniku właściwego wyboru połączeń z przewodami elektrycznymi, główna wiązka anteny może być bardziej kierunkowa i kierunek jej maksymalnego promieniowania może być sterowany względem osi wzdłużnej statku powietrznego.

Kierunkowość jest osiągana przez zasilanie dwóch lub więcej łopat energią z nadajnika i wykorzystanie jednej lub więcej pozostałych łopat, albo zasilanie energią o przesuniętej fazie albo dołączenie ich do masy dla zmniejszenia natężenia pola listka tylnego.

Zostanie teraz opisana konfiguracja połączona z masą.

W pierwszym przykładzie wykonania kierunkowość ulega dalszemu wzmocnieniu, jeżeli antena jest dołączona do masy, gdy wiruje w części łuku usytuowanej w 180 stopniach od części aktywnej.

Figura 12 przedstawia typowy wirnik kompozytowy mający pięć łopat. Daje to kąt między łopatami wirnika równy 72 stopnie. Jeżeli komutator łączy w dowolnym czasie aparaturę z przewodem antenowym dwóch łopat 1201, 1205 wirnika podczas ich wirowania, uzyskuje się konfigurację anteny w kształcie litery V, mającą właściwości kierunkowe bez oddziaływania pozostałych trzech łopat wirnika. Przewody antenowe łopat 1202, 1204 wirnika są korzystnie połączone z masą, aby działały jako reflektor i zwiększały kierunkowość anteny. Łopata 1203 jest albo dołączona do masy albo tworzy obwód rozwarty. Wówczas gdy zespół łopat wirnika wiruje w kierunku przeciwnym do kierunku wskazówek zegara, łopata wirnika, która stanowiła łopatę 1202, wiruje do położenia łopaty 1201 wirnika. W korzystnym przykładzie wykonania w komutatorze występuje przerwa, w wyniku której łopata stanowi obwód rozwarty między okresami, podczas których jest ona dołączona do aparatury i jest dołączona do masy.

Pionowy system schodkowy jest stosowany w takim komutatorze, jak pokazany na fig. 11, co zapewnia, że przewody antenowe dwóch łopat są zawsze dołączone do aparatury i uzyskiwane jest optymalne sprzężenie.

Sprzężenie elektryczne jest także uzyskiwane przez sprzężenie indukcyjne lub pojemnościowe przy użyciu wielu cewek lub kondensatorów, po jednym dla każdej łopaty. Poszczególne cewki lub kondensatory są wybierane we właściwym czasie, na przykład przy pomocy sterowania diodą spolaryzowaną w kierunku zaporowym.

Figura 13 przedstawia układ wykorzystujący sprzężenie indukcyjne do połączenia łopat 1205 i 1201 wirnika, gdy te łopaty są dołączone do aparatury nadawczej i odbiorczej sygnałów radiowych. Połączenie 1301, korzystnie połączenie współosiowe, jest włączone pomiędzy aparaturą nadawczą i odbiorczą sygnałów radiowych i aparaturą pokazaną na fig. 13.

W następującym opisie założono, że sygnał jest nadawany przez łopaty 1205 i 1201 wirnika, a sygnał odbierany ma tor odwrotny. Sygnał jest sprzężony indukcyjnie przez transformator 1302 w celu uzyskania izolacji stałoprądowej. Sygnał jest podawany poprzez łącze 1306 w celu kontroli polaryzacji diody 1304. Ten sygnał jest synchronizowany impulsowo z położeniem wału wirnika i występuje, gdy jest wymagane, żeby sygnał nadawany był podawany do łopat 1205 i 1201 wirnika. Sygnał przechodzi przez dławik 1305 częstotliwości radiowych, żeby uniknąć zwarcia nadawanego sygnału przez źródło polaryzacji. Wówczas gdy impuls występuje, dioda jest spolaryzowana w kierunku przewodzenia, co pozwala na przejście sygnału z nadajnika przez mechanizm sprzężenia indukcyjnego 1310 do łopat 1205 i 1201 wirnika. Cewka 1312 jest umieszczona na wale wirnika, a cewka 1311 jest umieszczona koncentrycznie z cewką 1312, lecz jest zamocowana do kadłuba 102. Wówczas gdy nie ma impulsu, dioda jest spolaryzowana zaporowo i sygnał z nadajnika jest blokowany. Nadawany sygnał wraca do transformatora izolującego przez kondensator blokujący 1303 prąd stały. Dioda umożliwia przeniesienie promieniowanej energii o częstotliwościach radiowych, a kondensator blokujący umożliwia przepływ prądu o częstotliwościach radiowych.

W korzystnym przykładzie wykonania wynalazku z pięcioma łopatami 1201, 1202, 1203, 1204, 1205 wirnika wykorzystano pojedyncze złącze 1301, transformator izolujący 1302 i kondensator 1303 blokujący prąd stały. Dla każdej łopaty są przeznaczone oddzielne diody 1304 i mechanizmy sprzężenia indukcyjnego 1310. Połączone szeregowo diody i mechanizmy sprzężenia indukcyjnego są włączone równolegle między transformator izolujący i kondensator blokujący prąd stały. Liczba połączeń szeregowych jest równa liczbie łopat, przy czym cewki 1312 są włączone pomiędzy pary łopat wirnika.

Każda dioda jest dołączona poprzez dławik 1305 do źródła impulsów synchronizujących. Impulsy synchronizujące są otrzymywane z wału wirnika przy użyciu magnesu trwałego zamocowanego do tego wału i cewki analizującej każdy wymagany impuls. Alternatywnie znajduje zastosowanie układ sprzężenia fotooptycznego. Impulsy są kształtowane i przetwarzane w celu osiągnięcia wymaganej amplitudy. Następnie impulsy przechodzą przez układ opóźniający, przy czym wartość opóźnienia jest sterowana zewnętrznie względem układu opóźniającego. Sterowanie opóźnieniem jest wykorzystywane do uzyskania sterowania położeniem kątowym listka promieniującego względem ustalonego położenia geograficznego. Wszystkie impulsy są opóźniane o tę samą wartość opóźnienia.

Inaczej impulsy są wytwarzane przez generator impulsowy synchronizowany przez impuls zależny od położenia wału. W przypadku, gdy zespół wirnika ma 5 łopat, każdy impuls sterujący jest przesunięty względem poprzedniego o 72 stopnie w zakresie czasu.

Zostanie teraz opisana konfiguracja z przesunięciem fazy.

W drugim przykładzie wykonania wynalazku dwie sąsiednie łopaty 1201, 1205 wirnika są zasilane w konfiguracji V sygnałem pierwotnym o częstotliwościach radiowych o przesunięciu fazowym równym zero, który sam daje w wyniku model kierunkowy o postaci bipolarnej, to jest z listkiem głównym i listkiem wstecznym. Jednak pozostaje jeszcze znaczne promieniowanie skierowane przeciwnie do pożądanego kierunku. Aby to zmniejszyć, łopaty 1202, 1204 wirnika są sterowane z przesunięciem fazowym, to jest przesunięciem od zera stopni, sygnału w celu wzmocnienia listka głównego i uzyskania efektu eliminacji listka wstecznego. Wymagana wartość przesunięcia fazowego jest ustalana znaną metodą modelowania matematycznego. Łopata 1203 wirnika jest także wykorzystywana w ten sam sposób, to jest zasilana sygnałem przesuniętym w fazie lub połączona z masą, żeby działać jako reflektor.

Wówczas gdy łopaty obrócą się w przybliżeniu o 72 stopnie w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara, szczotki komutatora zasilane z radiowej aparatury nadawczej i odbiorczej odłączają łopaty 1205 i 1201 wirnika, a w zamian włączają łopaty 1201 i 1202 działające jako radiatory pierwotne. Łopaty 1201 i 1202 są podobnie odłączane, a łopaty 1202 i 1203 włączane przez szczotki przy sygnale zasilania sterowanego fazowo w celu zapewnienia wzmocnienia listka głównego i efektu eliminacji listka wstecznego. Ruch obrotowy komutatora powoduje, że połączenie obu łopat, zarówno zasilanej sygnałem pierwotnym jak i zasilanej sygnałem sterowanym fazowo, zmienia się po każdym przejściu 72 stopni przy obrocie.

W celu uzyskania optymalnej łączności między anteną kierunkowa i drugą anteną, antena kierunkowa jest zorientowana tak, że kierunek zwiększonego zysku jest zwrócony do żądanej anteny odbiorczej. Uzyskuje się to poprzez obracanie obudowy 1111 komutatora, która jest dołączona do aparatury nadawczej i odbiorczej tak, że przewody elektryczne są dołączone do aparatury w czasie trwania różnych części łuku zakreślanego przez te przewody. Obrót komutatora uzyskuje się na przykład stosując silnik krokowy.

Łączność współczesnego sprzętu lotniczego z innym sprzętem na pokładzie statku powietrznego następuje poprzez cyfrową magistralę danych. Tą magistralą danych są przesyłane instrukcje z komputera centralnego do lotniczego sprzętu elektronicznego. Silnik krokowy jest sterowany z takiej magistrali danych poprzez układ sprzęgający. Komputer pokładowy otrzymuje namiar na odbiornik lub nadajnik, z którym należy nawiązać łączność oraz ma dostęp do aktualnego kursu statku powietrznego. Na podstawie tych

171 874 danych komputer określa wymagane położenie komutatora i steruje silnikiem krokowym, a więc i kierunkowością anteny. Wówczas gdy statek powietrzny zmienia kurs, antena pozostaje zorientowana we właściwym kierunku.

We wszystkich antenach konieczne jest wprowadzenie do układu antenowego obwodu strojenia, któiy umożliwia dopasowanie impedancji anteny do impedancji nadajnika i odbiornika w szerokim zakresie częstotliwości.

171 874

FIG. 2

FIG. 3

171 874

*©2? FIG. 6

FIG. 9

FIG. 8

FIG.10

171 874

FIG.11

171 874

FIG.12

171 874

FlG.13

FIG. 1

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 4,00 zł

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Układ antenowy wiropłata mającego kadłub wyposażony w łopaty wirnika, zawierający przewodzące anteny, które są usytuowane wzdłUż łopat wirnika i mają długość ograniczoną przez długość łopat wirnika, i zawierający elementy łączące elektrycznie anteny z urządzeniem do nadawania i odbioru fal radiowych, przy czym elementy łączące zawierają pierwsze elementy obrotowe wraz z łopatami wirnika i dołączone elektrycznie do anten oraz zawierają drugie elementy zamocowane do kadłuba i dołączone do urządzenia do nadawania i odbioru fal radiowych, znamienny tym, że anteny zawierają przewody elektryczne, korzystnie osłonę przeciwerozyjną (210) lub przewód grzejny (310), z których każdy jest umieszczony na elektrycznie nieprzewodzącej łopacie (200, 300) wirnika, przy czym każdy z przewodów elektrycznych jest usytuowany równolegle do osi głównej z nieprzewodzących łopat (200, 300) wirnika na całej ich długości i stanowi element promieniujący układu antenowego dołączonego do urządzenia do nadawania/odbioru fal radiowych o długości w zakresie od 10 do 150 m, a pierwsze elementy łączące (410, 510, 620) i drugie elementy łączące (412, 521, 623) są połączone ze sobą przez elementy pojemnościowe (400), elementy indukcyjne (500) lub kontaktowe elementy szczotkowe (600).
2. Układ antenowy według zastrz. 1, znamienny tym, że osłona przeciwerozyjną (210) jest umieszczona wzdłuż powierzchni krawędzi natarcia jednej z nieprzewodzących łopat (200, 300) wirnika.
3. Układ antenowy według zastrz. 1, znamienny tym, że przewód grzejny (310) jest umieszczony wzdłuż powierzchni krawędzi natarcia jednej z nieprzewodzących łopat (200, 300) wirnika i zawiera elementy do łączenia/oddzielania nadawanego/odbieranego sygnału radiowego od energii dostarczanej do przewodu grzejnego (310).
4. Układ antenowy według zastrz. 1, znamienny tym, że przewody elektryczne stanowi powłoka przewodząca nałożona na powierzchnię nieprzewodzących łopat (200, 300) wirnika.
5. Układ antenowy według zastrz. 1, znamienny tym, że elementy łączące zawierają pierwszy walec (410) i drugi walec (412), przy czym walec (410) jest obrotowy wraz z łopatami (101) wirnika, a drugi walec (412) jest przymocowany do kadłuba (102) oraz pierwszy walec (410) i drugi walec (412) są połączone pojemnościowo.
6. Układ antenowy według zastrz. 1, znamienny tym, że elementy łączące zawierają pierwsze uzwojenie wirujące (510) i drugie uzwojenie stałe (521) transformatora, przy czym pierwsze uzwojenie wirujące (510) jest obrotowe wraz z łopatami (101) wirnika, a drugie uzwojenie stałe (521) jest przymocowane do kadłuba (102) oraz pierwsze uzwojenie wirujące (510) i drugie uzwojenie stałe (512) są połączone indukcyjnie.
7. Układ antenowy według zastrz. 1, znamienny tym, że elementy łączące zawierają pierścienie ślizgowe (620) i szczotki kontaktowe (623).
8. Układ antenowy-wiropłata mającego kadłub wyposażony w łopaty wirnika, zawierający przewodzące anteny, które są usytuowane wzdłuż łopat wirnika i mają długość ograniczoną przez długość łopat wirnika, i zawierający elementy łączące elektrycznie anteny z urządzeniem do nadawania i odbioru fal radiowych, przy czym elementy łączące zawierają pierwsze elementy obrotowe wraz z łopatami wirnika i dołączone elektrycznie do anten oraz zawierają drugie elementy zamocowane do kadłuba i dołączone do urządzenia do nadawania i odbioru fal radiowych, znamienny tym, że zawiera antenę

171 874 kierunkową zawierającą dwa pierwsze przewody elektryczne, z których każdy jest usytuowany równolegle do osi głównej, nieprzewodzącej elektrycznie łopaty (200) wirnika i jest umieszczony wewnątrz lub zamocowany do przestrzeni łopaty (200) wirnika, jeden lub więcej drugich przewodów elektrycznych, z których każdy jest usytuowany równolegle do osi głównej łopaty (200) wirnika i jest umieszczony wewnątrz lub zamocowany do powierzchni łopaty (200) wirnika, drugie przewody elektryczne nie są dołączone elektrycznie do pierwszych przewodów elektrycznych, przy czym pierwsze i drugie przewody elektryczne stanowią elementy promieniujące fale radiowe o długości w zakresie od 10 do 150 m, a pierwsze przewody elektryczne są połączone z urządzeniem do nadawania i odbioru fal radiowych poprzez komutator (1100) zawierający pierścienie ślizgowe (1121, 1122) połączone ze szczotkami kontaktowymi (1141,1142) dla wyboru pierwszych i drugich przewodów elektrycznych.
9. Układ antenowy według zastrz. 8, znamienny tym, że drugie przewody elektryczne są połączone elektrycznie z kadłubem (102) wiropłata (100).
10. Układ antenowy według zastrz. 8, znamienny tym, że jeden lub więcej drugich przewodów elektrycznych nie jest w fazie z pierwszymi przewodami elektrycznymi (210).
11. Układ antenowy według zastrz. 10, znamienny tym, że jeden lub więcej drugich przewodów elektrycznych bez sygnału nie będącego w fazie jest połączonych elektrycznie z kadłubem (102) wiropłata (100).
12. Układ antenowy według zastrz. 8, znamienny tym, że pierścienie ślizgowe (1121, 1122) i szczotki kontaktowe (1141, 1142) stanowią elementy łączące.
13. Układ antenowy według zastrz. 8, znamienny tym, że jako pierwsze przewody zawiera pierścienie ślizgowe (1121, 1122) i jako drugie przewody zawiera szczotki kontaktowe (1141, 1142). '
14. Układ antenowy według zastrz. 8, znamienny tym, że układ wyboru pierwszych przewodów i drugich przewodów zawiera diodę (1304), poprzez dławik (1305) częstotliwości radiowych, z łączem (1306).
15. Układ antenowy według zastrz. 13, znamienny tym, że zawiera zespół sterujący (1152) współpracujący poprzez pas (1151) z obudową (1111) z pierścieniami ślizgowymi (1121, 1122).
16. Układ antenowy według zastrz. 15, znamienny tym, że zespół sterujący (1152) zawiera silnik krokowy.
17. Układ antenowy według zastrz. 15, znamienny tym, że zawiera elementy do utrzymywania wstępnie ustalonego położenia kątowego jako stałego w stosunku do odległego urządzenia do nadawania lub odbioru fal radiowych.
18. Układ antenowy według zastrz. 8, znamienny tym, że długość przewodu elektrycznego jest zbliżona do długości łopaty (200) wirnika.

* * *