PL61516B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: Opublikowano: 20.XI.1970 61516 KI. 21 a4, 48/04 MKP G Ols, 3/02 UKD Twórca wynalazku: Zenon Jagodzinski Wlasciciel patentu: Politechnika Gdanska (Katedra Radionawigacji), Gdansk (Polska) Radionamiernik automatyczny z elektromechanicznym modulatorem zrównowazonym i Przedmiotem wynalazku jest radionamiernik au¬ tomatyczny z elektromechanicznym modulatorem zrównowazonym, umozliwiajacy jednoznacznie okreslenie kierunku odbieranej fala elektromagne¬ tycznej, przy czym zmierzony kierunek moze byc wskazany w stopniach za pomoca wskaznika blys¬ kowego na okreznej skali katowej lub za pomoca wskaznika cyfrowego.Obecnie w radionawigacji stosuje sie niemal wy¬ lacznie radionamierniki reczne, z których kierunek odbieranej falii okreslany jest przez reczne obraca¬ nie anteny ramowej lub cewki obrotowej, umiesz¬ czonej w polu dwóch, prostopadlych do siebie ce¬ wek, polaczonych z prostopadlymi do siebie ante¬ nami ramowymi. Okreslenie kierunku fali na zasa¬ dzie zaniku sygnalu daje przy tym niekorzystny stosunek sygnalu do szumu. Bardzo rzadko stosowa¬ ne sa radionamierniki pólautomatyczne, np. syste¬ mu Plessey-Plath, z których odbierany sygnal przed¬ stawiony jest na ekranie lampy oscyloskopowej w formie linii, ustawionej pod katem odpowiadaja¬ cym kierunkowa odbieranej fali, oraz automatyczne, oparte na zasadzie lotniczych radiokompaisów.Radionamierniki automatyczne zbudowane sa z obrotowej anteny ramowej i odbiornika radiowe¬ go oraz wyposazone we wskaznik w postaci tarczy ze skala katowa, który podaje wartosc kata odchy¬ lenia od kierunku wybranej radiostacji.Radionamierniki te uzywane glównie w lotnic¬ twie sa dostosowane do odbioru modulowanej fali 20 ciaglej, natomiast nie sa w pelni dostosowane do wymagan radionawigacji morskiej poniewaz radio- latarnie morskie promieniuja fale kluczowana.Ujemna strona dotychczas stosowanych radiona¬ mierników jest dluzszy czas pomiaru oraz koniecz¬ nosc wykonywania szeregu dodatkowych czynnos¬ ci przez nawigatora.Celem wynalazku jest umozliwienie calkowicie automatycznego pomiaru kierunku fali elektromag¬ netycznej. Zadaniem wynalazku jest skonstruowa¬ nie ukladu, w którym dla uzyskania jednoznacz¬ nego namiaru potrzebne jest jedynie wybranie za¬ danej radiolatami przez dostrojenie odbiornika do wlasciwej czestotliwosci i wykonanie najprostszych czynnosci, jak na przyklad nastawienie wlasciwego poziomu sygnalu.Cel ten zostal osiagniety przez zastosowanie wi¬ rowego ruchu cewki szukajacej, umieszczonej w polu dwóch prostopadlych do siebie cewek, pola¬ czonych z antenami ramowymi i osadzonej na wspólnym walku z blyskowym wskaznikiem kata.Cewka szukajaca jest sprzezona poprzez transfor¬ mator wirujacy z ukladem elektronicznym zamie¬ niaj acym sygnal sinusoidalny w fazie okreznej na impulsy szpilkowe, które zostaja doprowadzone do wskaznika blyskowego.Wynalazek zostanie blizej objasniony na pod¬ stawie rysunku, na którym fig. 1 przedstawia sche¬ mat funkcjonalny radionamiernika, fig. 2 — przebie- 61516* i 3 gi napiec na osi czasu, a fig. 3 — transformator wirujacy.Pokazany na flig. 1 silnik 1 napedza walek 2, na którym osadzona jest cewka szukajaca 3 umieszczo¬ na w polu dwóch prostopadlych do siebie cewek, s polaczonych z prostopadlymi do siebie antenami ramowymi.Wskutek tego cewka ta wiruje z predkoscia ka¬ towa P: P = 2/7fn (d 10 przy czym fn oznacza ilosc obrotów walka na se¬ kunde.Wymiarem fn jest wiec herc. Ruch wirowy cew¬ ki szukajacej 3 jest równoznaczny z wirowym ru¬ chem sinusoidalnej charakterystyla kierunkowej, wskutek czego napiecie na koncówkach cewtei ma postac ur = UrSin/pt + q + 20 przy czym Ur jest to napiecie odpowiadajace kie¬ runkowi maximum charakterystyki kierunkowej, co = 2/7tf jest fto czestotliwosc katowa odbieranej ra&iolatarni q?0 jest to przyjely kierunek odniesienia oznaczony zwykle na skadi katowej jako Jest to kierunek osi symetrii statku lufo kierunek pólnocy geograficznej.Wzór (2) odpowiada wstegom bocznym, jakie by powstaly (przy zrównowazonej modulacji fali nosnej o pulsacjd co napieciem o pulsacji p. Wiru- 30 jaca cewka szukajaca 3 stanowi w ten sposób elek¬ tromechaniczny modulator zrównowazony. Przebieg napiecia Ur na osi czasu .przedstawia fig. 2a.Kierunek odbieranej fali okreslony jest wedlug wzeru (2) i rys. 2a faza obwiedni modulacji. Po 35 wzmocnieniu we wzmacniaczu 3 d demodulacji w demodulatorze 9 .przebieg przedstawiony na fig. 2a dalby napiecie uP = iUp(sdjn/tpft + o) 40 a wiec namiar bylby dwuznaczny; Dla usuniecia dwuznacznosci dodany jest sygnal z anteny pomocniczej 5, który celem zapewnienia wlasciwego stosunku fazowego doprowadzony jest poprzez przesuwnik fazy 6 dajacy przesuniecia o n —, który na obwód sumujacy 7 podaje napiecie: 2 Ua =Ua COSCOt 50 Na wyjsciu obowdu sumujacego 7 wystepuje na¬ ciecie: us = Us (1 + msin/pt + w + 55 przy czym Ur m = Ua Jest to przebieg odpowiadajacy modulacji ampli¬ tudy z (glebokoscia m przedstawiony na fig. 2b. 60 Napiecie us przylozone jest na wejscie wzmacnia¬ cza 8 w którym po demodulacjj w demodulatorze 9 na wyjsciu wystapi napiecie (fig. 2c) Un = UnSin (pt + 4 Faza togo napiecia 0 = jest faza okrezna równa namierzanemu katowi 0 = V mierzonemu wzgledem obranego kierunku odniesienia Sygnal z cewki szukajacej 3 doprowadzony jest do obwodu sumujacego poprzez transformator wi¬ rujacy 4, skladajacy sie z cewki obwodu pierwotne¬ go Lj osadzonej na walku 2i polaczonej z cewka szukajaca 3 i z cewki dowodu wtórnego L2 osadzo¬ nej nieruchomo, koncentrycznie z cewka wirujaca Lx (fig. 3). Pobrane z wyjscia demodulatora 9 na¬ piecie niskiej czestotliwosci un o fazie okreznej po¬ dane jest na filtr 10, który odrzuca inne, niepoza¬ dane napiecia, jakie moga wystapic na wyjsciu od¬ biornika, na przyklad wskutek modulacji radiola- tarni lub wskutek zaklócen. Zastosowanie filtru po¬ lepsza przy tym wydatnie stosunek sygnalu do szu¬ mu.Oczyszczone w ten sposób napiecie doprowadzone jest do obwodu, formujacego limpulsy szpilkowe 11, które okreslaja .przejscie sinusoidy un przez zero w kierunku dodatnim (irys. 2d). Impulsy szpilkowe wyzwalaja generator impulsów 12 sluzacy do za¬ palenia wskaznika blyskowego 13 lub do zamknie¬ cia bramki wskaznika cyfrowego 14. Generator im¬ pulsów 12 spelnia role pomocnicza, gdyz energia impulsów obwodu formujacego 11 moze byc nie¬ wystarczajaca do uruchomienia wskaznika.Wskaznikiem blyskowym moze byc dowolny ele¬ ment, zamieniajacy energie impulsu elektrycznego na krótki blysk swiatla. Dogodnym elementem tego rodzaju jest na przyklad mala podluzna lampka ne¬ onowa. Wskaznik blyskowy 13 osadzony jest na tarczy 17 zamocowanej na walku wirujacym mo¬ dulatora 2. Napiecie z generatora impulsów 12 do¬ prowadzone jest do wskaznika blyskowego 13 po¬ przez transformator 15. o konstrukcji zblizonej do opisanego wyzej transformatora 4. Cewka pierwot¬ na osarzona jest nieruchomo na oprawie skali, a cewka wtórna osadzona jest na walku wirujacym.» W ten sposób rozblysk wskaznika 13 wystepuje w momencie przejscia sinusoidy un przez zero, a poniewaz faza tej sinusoidy okresla jednoznacznie kierunek odbieranej fali, rozblysk przy wlasciwym dobraniu kajta .poczatkowego (pQt co zalezy od usta¬ wienia cewki szukajacej na walku, nastapi gdy wskaznik 13 znajduje sie naprzeciwko cyfry okre¬ slajacej kat namiaru. Cewki statera goniometru 3 moga byc osadzone ruchomo i sprzezone z repetyto¬ rem . kompasu, co umozliwia uzyskanie namiaru rzeczywistego wzgledem pólnocy geograficznej.Równolegle do blyskowego wskaznika analogowe¬ go 13 w radionamierniku moze byc zastosowany wskaznik cyfrowy 14. Do uruchomienia bramki licznika cyfrowego sluzy zespól skladajacy sie z magnesu 16, osadzonego na brzegu wirujacej tar¬ czy wskaznika l? i elektromagnesu szczelinowego 18, osadzonego nieruchomo przy brzegu tarczy. Gdy' magnes 16 przelatuje naprzeciwko szczeliny elek¬ tromagnesu 18 w uzwojeniu jego powstaje sila elektromotoryczna, która pirzy waskiej szczelinie i malej powierzchni czolowej magnesu stalego ma charakter krótkiego Impulsu wyzwalajacego licz¬ nik. Dogodnym elementem, który nioze byc wyko¬ rzystany jako elektromagnes szczelinowy jest glo¬ wica magnetofonowa. Elektromagnes szczelinowy61516 18 umieszczony jest na oprawie skali w ten spo¬ sób, by impuls wystapil w momencie gdy wskaz¬ nik blyskowy 13, iprzechodzi przez zero skali.Bramka licznika cyfrowego zostaje zamknieta przez impuls dostarczony z obwodu formujacego impulsy szpilkowe 11 lub z generatora impulsów 12. W cza¬ sie trwania bramka licznik zalicza impulsy znacz¬ nikowe, powodujace uruchomienie dekad poszcze¬ gólnych cyfr.Korzysci techniczne wynikajace ze (stosowania wynalazku sa nastepujace: pelna automatyzacja na¬ miaru, namiar jest praktycznie biorac natychmila- stawy i imoze byc usredniony celem zmniejszenia wplywu przypadkowych wahan spowodowanych sterowaniem i myszkowaniem statku na fali. 6 PL PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Radionamiernik automatyczny z elektromecha¬ nicznym modulatorem zrównowazonym, znamien¬ ny tym, ze w polu dwóch prostopadlych do siebie i polaczonych ze skrzyzowanymi antenami ramowy¬ mi cewek znajduje sie walek wirujacy (2), na któ¬ rym osadzona jest icewka szukajaca (3), która po¬ przez transformator wirujacy (4) sprzezona jest z ukladem elektronicznym zamieniajacym syginal sd- nusaidaOny w fazie okreznej na impulsy szpilkowe, które nastepnie zostaja, doprowadzone do wskazni¬ ka blyskowego (13)*, umieszczonego na tarczy (17), osadzonej na wirujacym walku (2) cewki szukaja¬ cej (3). fi3 1KI. 21 a4, 48/04 61516 MKP G 01 s, 3/02 *) b) o o O o o o o o o g ooooooo o oooooooo 1 oooooooooo H3. ZG ..Ruch" W-wa, zam. 1080-71) nakl. 220 egz. PL PL