PT90488B

PT90488B - Sistema para determinar a posicao de rotacao angular de um objecto que roda em torno de um eixo

Info

Publication number: PT90488B
Application number: PT90488A
Authority: PT
Original assignee: Hollandse Signaalapparaten Bv
Priority date: 1988-05-09
Filing date: 1989-05-08
Publication date: 1994-04-29
Also published as: EP0341772B1; AU614363B2; EP0341772A1; AU3451589A; NO174566B; JP2817946B2; NO174566C; JPH01318897A; NO891872D0; DE68907998T2; ES2042969T3; NL8900117A; DE68907998D1; PT90488A; NO891872L; US4979696A

Description

A presente invenção refere-se a um sistema para determinar a posição angular de rotação de um segundo objecto que roda em torno do eixo, caracterizado pelo facto de um primeiro objecto emitir ondas electromagnéticas e o sistema ser dotado de meios de antena de recepção dire£ cional montados no segundo objecto e de um sistema de recep ção que, usando os meios de antena de recepção, processa em combinação as ondas portadoras recebidas de maneira a obter a referida posição angular de rotação.

Um conjunto deste tipo é conhecido por meio da Patente Europeia EP-A 0 239 156. Esta patente aplica—se particularmente a um segundo objecto com a forma de projéctil. No caso de projecteis lançados, como, por exemplo, obuses, é muitas vezes desejável alterar a trajectória durante o percurso. No entanto, com o obus roda em torno do seu eixo ao longo da trajectória, a correcção da sua traje£ tória é eficaz apenas se, em determinado instante ao acaso, a rotação associada ou a posição de rotação L£_m(t) for bem conhecida.

Os meios apropriados para correcção da

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Case: Η.S.A.D. 265 ι í. λ trajectoria para esta finalidade baseiam-se preferivelmente em princípios da aerodinâmica, da química, da teoria dos gases e da dinâmica. A este respeito, são tomadas em consideração a colocação de alhetas de actuação ou superfícies na superfície circunferencial do projéctil, a detonação de pequenas cargas no projéctil e a ejecção de uma pequena massa de gases do projéctil.

De acordo com a memória descritiva da Patente Europeia acima referida, este problema é resolvido transmitindo sinais que consistem em pelo menos duas ondas portadoras sobrepostas de fase bloqueada e polarizada tendo diferentes frequências. Estes sinais são transmitidos pelo primeiro objecto.

É assim possível obter um sinal de referên cia processando ambas as ondas portadoras em associação. Este sinal de referência compreende informações de fase de am bas as ondas portadoras. Por meio deste sinal de referência pode eliminar-se a incerteza de 180 graus. É evidente da Figura 1 da Patente Europeia acima mencionada que também está presente uma terceira onda portadora para transmitir dados ao projéctil por meio de um transmissor. De acordo coir esse facto, por exemplo, a informação sobre o ângulo cí é &

transmitida e com base nela se deve efectuar uma correcção pelo projéctil. Para esta finalidade, o projéctil em si pre prio determina a posição de rotação angular instantânea L^_m(t) e efectua uma correcção sempre que Pg = l^_m(t) ·

A presente invenção tem como objectivo sim plificar e aperfeiçoar o sistema acima citado e caracteriza -se pelo facto de os sinais recebidos compreenderem pelo menos uma primeira onda portadora polálizada e uma segunda portadora, que compreende as informações sobre a fase da primeiraonda portadora.

Ao contrário da Patente Europeia antes referida, no sistema de acordo com a presente invenção, a in2

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Case: H.S.A.D. 26p „í z

formação para se obter o sinal de referência é transportada completamente pela segunda onda portadora. Como consequência, o sistema de recepção do segundo objecto (o projéctil) pode ser de construção muito mais simples e, assim, de custo muito mais económico. Outra vantagem reside no facto de o sinal de referência poder ser determinado mais rigorosamente. Além disso, a segund^fcnda portadora pode ser utiliz da para transmitir outras informações (tais como (/> ) , tendo como resultado uma posterior redução de custos porque nãc há necessidade de uma terceira onda portadora.

De acordo com uma forma de realização especial da presente invenção, é mesmo possível usar as alhetas de um projéctil·como sistema de antena. Por meio destas alhetas, a primeira assim comó a segunda onda portadora podem ser recebidas. Isso tem como resultado uma maior redução de custos, enquanto se consegue melhorar a rebustez do sistema.

De acordo com uma outra forma de realização vantajosa da presente invenção, a orientação do primeiro objecto não é importante na determinação da posição de rotação angular do segundo objecto em relação a, por exemplo, a superfície da terra. Isto não é possível no sistema convencional visto que a posição de rotação angular do segundo objecto é determinada em relação ao primeiro objecto utilizado como referência. Nos sistemas convencionais, isto implica que a orientação, do segundo objecto em relação à su perfície da terra tenha de ser conhecida e mantida constante. Se o primeiro objecto é, por exemplo, um barco, um tranè missor e uma unidade de antena do primeiro objecto, transmitindo pelo menos uma onda portadora polarizada têm de ser montados numa plataforma estabilizada. SÓ então é possível nos sistemas coivencionais, conservar constante a direcção de polarização das ondas portadoras transmitidas em relação ao espaço (s superfície da Terra).

A utilização de uma plataforma estabiliza3 >'· •í %

IX

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Case: Η.S.A.D. 265 da é bastante dispendiosa, no entanto. Além disso, tem de se ter à disposição meios que permitam medir e processar a posi ção e a orientação da plataforma a fim de se obter uma posição de rotação angular do segundo objecto em relação ao espaço. Isto torna o sistema não rigoroso assim como mais dispendioso .

Nos sistemas convencionais, uma onda porta dora polarizada em volta do segundo objecto é obtida por transmissão de uma onda portadora polarizada. Isso tem o inconveniente de ser preciso usar uma unidade de transmissor de antena polarizante. Essas unidades de transmissor e de an tena têm o inconveniente de possuírem um volume relativamente grande e assim portanto serem bastante dispendiosos.

De acordo com uma forma de realização da invenção especialmente efectiva do ponto de vista de custos, no entanto, usa-se um transmissor e uma unidade de antena que transmite ondas portadoras que atingem e rodeiam o segun do objecto mas, também atingem e interferem com a superfície da Terra. Além disso, o transmissor e a unidade de antena do primeiro objecto são montados de tal maneira que a frequência da primeira onda portadora a ser transmitida é relativamente baixa, por exemplo, à volta de 50 kHz.

Estas medidas técnicas têm coíbo resultado uma onda portadora cuja componente do campo eléctrico fica disposta verticalmente em relação à superfície da terra. Esta última é inteiramente independente da orientação do trans missor e da unidade de antena. De maneira semelhante, a componente do campo mangético da primeira onda portadora é disposta horizontalmente em relação à superfície da terra. Este facto tem como resultado a enorme vantagem de serem capazes de medir a rotação da posição da rotação angular do segundo objecto em relação à superfície da terra. Além disso, não há necessiade de montar o transmissor e a unidade de antena, quando usadas num navio, sobre uma plataforma estabilizada.

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O mencionado facto tem como resultado também uma forma de realização mui to ma is simples e mui to mais barata do transmissor e da unidade de antena, porque o cita do sistema não necessita de ser apropriado para a produção de ondas portadoras polarizadas com uma direcção de polariza ção rigorosamente definida, Além disso, a determinação e o cálculo da posição de rotação angular são também mais simples e mais baratos porque a orientação do primeiro objecto também não tem qualquer influência.

Seguidamente, descreve-se a presente inven ção mais pormenorizadamente com referência aos desenhos anexos , nos quais e squemática completo pasegundo obje< com a presen de ra to te a Figura 1.é uma representação uma primeira forma de realização dum sistema o controlo de um projéctil que funciona como tendo em consideração um aparelho de acordo invenção;

a Figura 2 representa uma forma de realiza ção especial do sistema em que o sistema é montado de tal ma neira que a orientação e a posição da unidade de antena do sistema pode manter-se indeterminada;

a Figura 3 é uma representação e squemática de duas antenas com a forma de laço dispostas perpendicularmente, colocadas num campo electromagnético;

a Figura 4 é uma representação esquemática de duas antenas de dipolo dispostas perpendicularmente e colocadas num campo electromagnético;

;.· a Figura 5 © ura diagrama do campo magnético na localização das antenas com a forma de laço;

a Figura 6 é uma representação e squemática do sistema de recepção incluído no projéctil para determinar a posição de rotação angular do projéctil;

a Figura 7 © uma primeira forma de realiza

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Case: H.S.A.D. 265 t· ção de uma unidade de acordo com a Figura 6;

a Figura 8 representa uma segunda forma de realização de uma unidade de acordo com a Figura 6;

a Figura 9 θ um diagrama do campo eléctrico na posição das antenas de dipolo;

a Figura 10 é uma forma de realização de um projéctil com antenas de dipolo; e a Figura 11 é uma representação esquemática de uma segunda forma de realização de um sistema completo pa ra o controlo de um projéctil que funciona como primeiro objecto, tendo em consideração um aparelho de acordo com a presente invenção.

Na Figura 1, supõe-se que um projéctil (l) que funciona como segundo objecto foi lançado para atingir um alvo é seguida do chão com o auxílio de dispositivos de determinação da trajectória do alvo (3). Fora esta finalidade, pode utilizar-se uma unidade de seguimento da trajectória por meio de radar de mono—impulsos, operável na banda K ou de meios de determinação da trajectória por intermédio de laser de impulsos operável na região do infravermelho afastado. A trajectória do projéctil (l) é seguida com meios de determinação da trajectória comparáveis aos do alvo (4).

A partir das informações das posições do alvo fornecidas e determinadas pelos meios de seguimento da trajectória do alvo (3) θ das posições fornecidas pelo projéctildeterminadas pelos meios de sguidamente da trajectória (4) meios computadores (5) determinam se são necessárias quaisquer correcções da trajectória do projéctil.

Para fazer a correcção da trajectória, o projéctil possui unidades de descarga de gás (6). Como projéctil roda em torno do seu eixo, uma correcção da trajectória necessita a activação de uma unidade de descarga de gás no instante em que o projéctil assume a posição correcta.

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Case; H.S.A.D. 265

H

Para determinar a posição correcta, utilizam-se ondas portadoras emitidas por um transmissor e uma unidade de antena (7) que funcionam como primeiro objecto.Maios computadores (5) determinam a posição de rotação angular do projéctil pretendida Q? na qual deve ocorrer uma descarga &

de gás em relação ao campo electromagnético das ondas porta, doras na posição do projéctil.

A posição e a atitude do transmissor e da unidade de antena (7) servem como referência para esta fina lidade. Isto é possível porque a distribuição do campo e a posição do projéctil neste campo são conhecidas.

' De acordo com uma forma de realização especial da presente invenção, obvia-se a utilização da posição e da orientação do transmissor e da unidade de antena (7) comof referência. Este facto é especialmente vantajoso quando a orientação do transmissor e da unidade de antena (7) está sujeita a alteração, por exemplo, quando estão montados num navio (veja-se a Figura 2). A unidade de antena (7) da Figura 2 está disposta de tal maneira que a onda portadora transmitida atinja e rodeie o projéctil e que a onda portadora atinja de novo a superfície da terra. Além disso, a frequência da onda portadora transmitida é relativamente bai xa em relação aos sistelas convencionais. 0 resultado deste facto é que a componente do campo eléctrico e da onda porta dora é polarizada verticalmente e que a componente do campo magnético é polarizada horizontalmente em relação à superfí. cie da terra. A polarização atinge maiores valores quando a frequência θ é menor e quando a unidade de antena está colocada mais próxima da superfície da terra. Como resultado destas medidas de ordem técnica, a superfície da terra comporta-se como uma chapa plana de metal condutor. A vanta gem é que a polarização é independente da orientação de orjí entaçâo da unidade de antena (7)« Os ângulos C^_m(t) e

C£^(t) podetn então ser determinados em relação à superfície da terra como referência.

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Case: H.S.A.D. 265

A unidade de antena (7) é do tipo especialmente simples e eficiente sob o ponto de vista de custos,por exemplo, um único fio. Não se utiliza, como nos sistemas con vencionais, uma plataforma estabilizada em que a unidade de antena é montada. A unidade de antena (7), portanto, muda continuamente de orientação em resultado da deslocação do na vio. A unidade de antena (7) também não é apropriada para transmitir ondas portadoras polarizadas, tendo como vantagem que o comprimento da unidade de antena (7) pode ser limitado Neste caso, a unidade de antena (7) refere-se a uma antena de comunicação já presente no navio.

e O valor calculado Lá é transmitido por meio de um transmissor (fi). Para esta finalidade, o transmissor (8) pode ser dotado de sua antena própria, como se mostra na Figura 1, mas pode também utilizar-se antena de comunicação do transmissor e da unidade de antena, como se mostra na Figura 2.

Um receptor (9), colocado no projéctil, rece be dos meios de antena de recepção (ίο), o valor de (Jj transmitido pelo transmissor (8). 0 valor recebido fornecido a um comparador (12) por intermédio do fio Um sistema de recepção (13), alimentado com os sinais de antena das duas antenas direccionais dispostas perpendicular mente contidas nos meios da antena de recepção (io) determina as posições instantâneas do projéctil (J^ ( t) em relação ao campo electromagnético na posição das antenas com a forma de laço direcccionais. 0 valor instantâneo θ' (t) é alimen tado ao comparador (l2) por intermédio do condutor eléctrico (l4). Quando a condição ^_m(t) = tiver sido atingida o comparador (l2) fornece um sinal (5) para activar a unidade de descarga de gases (6). Neste momento, faz-se a correcção da trajectória. Em seguida, todo este processo pode ser repetido se for necessária uma segunda correcção da trajectória.

Deve também notar—se que é também possível g_z é

'(11)

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Case: H.S.A.D. 26q íR X . ϊ A?

fazer as correcçSes da trajectoria pretendidas sem utilização dos segundos meios de seguimento da trajectoria do alvo (4). Os meios de seguimento da trajectoria do alvo (3) medem a trajectoria do alvo. A partir dos dados de medição da trajectoria do alvo, os meios de computador (p) fazem uma previsão do resto da trajectoria do alvo. Os meios computadores (5) utilizam estes dados previstos para calcular a direcção com que o projéctil deve ser lançado. A trajectoria é calculada pelos meios computadores (5) a partir dos dados balísticos do projéctil. Os meios de seguimento da trajectória do alvo (3) mantêm o conhecimento da trajectoria do alvo (2). Se se verificar que o alvo (2) repentinamente se desvia da trajectoria prevista, os meios de computador (5) calculam a .correcção da trajectoria do projéctil que se deve fazer. Admite-se nesse caso que o projéctil segue a sua trajectória calculada.

Se, na sua trajectoria, o projéctil aproxima-se do alvo, este alvo também recebe o feixe enviado pelos meios de seguimento da trajectoria do alvo (3). A partir deste momento em diante, é possível seguir a trajectoria tanto do alvo como do projéctil, permitindo que os meios computadores (5) façam as correcções da trajectoria do projéctil caso isso seja necessário. Como resultado, quaisquer desvios em relação á trajectoria do projéctil calculada, por exemplo, devido ao vento, são corrigidos ao mesmo tempo.

É também possível eliminar as segundos meios de determinação da trajectoria (4) com a aplicação de um sistema de compartilha de tempo (time-sharing). Neste caso, as trajectórias do alvo e do projéctil são determinadas alternadamente por meio dos meios de conhecimento da trajectc. ria do alvo (3). Quaisquer correcções da trajectoria do projéctil são feitas analogamente, como se descreveu anteriormente na presente memória descritiva.

A Figura 3 e a Figura 4 representam duas ante

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Case: H.S.A.Di2Ó5

J k

1/ nas direccionais dispostas perpendicularmente (15) ^e (l6), que fazem parte dos meios de antena de recepção (lO). As antenaspodem compreender um campo B ou um campo E. Se se aplicam duas antenas de campo B (tal como se representa na sua Figura 3), detectam-se as componentes B do campo magnético de um campo e1ectromagnético. Se se aplicam duas antenas de campo E (tal como se representa na Figura 4), detectam-se as componentes do campo eléctrico E de um campo eléctromagnético. Se se utiliza uma antena de campo B e uma antena de campo E, detectam-se uma subcomponente da componer te do campo E e uma subcomponente da componente do compo B. Como as componentes dos campos E e B estão ligadas uma à outra por meio da.chamada relação da Maxwell, a medição de pelo menos uma das componentes Έ ou B ou de uma subcomponente da compoente E e uma subcomponente da componente B é suficiente.

Para medir a componente B, pode usar-se uma antena com a forma de laço, enquanto para medir a componente E pode usar-se uma antena dipolo. 0 sistema de coordenadas x, y, z é acoplado a uma das antenas com a forma de laço. A direcção de propagação V do projéctil é paralela ao eixo z. A componente do campo magnético B, transmitida pelo transmissor (8) tem o valor e a direcção Β (r ) que corresponde à situação das antenas com a forma de laço.

Neste caso, r e o vector com o transmissor e a unidade de antena (7) como origem e a origem do sistema de coordenadas x, y, z como ponto final. A componente do campo magnético Β (Γθ) pode ser decomposta numa componente B(rJ// (paralelo ao eixo.z) e na componente B (ηθ) | podem originar uma tensão induzida nas duas antenas com forma de laço. Portanto, como referência para a determinação de utiliza-se Β (7_θ) J_ . Neste caso, é o ângulo entre o eixo x e B (r) | , veja-se a Figura 5· Como os meios computadores são capazes de calcular v a partir das posições do projéctil fornecidas r, os meios computado10

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Case: II.S.A.D. 265 res (5) podem também calcular B(r )I a partir de definir g em relação a este componente.

J

Ϊ

B(r )

A Figura 6 é uma representação esquemática do sistema de recepção (13). Na forma de realização do sis- tema (l3) na Figura 6, admite-se que o transmissor envia um campo electromagnético que consiste numa onda portadora polarizada com a frequência ul componente do campo magné tico Bj_(r_o) pode ser definida por meio da expressão

Bi(^ro) = (a sen LC^t) e, «na qual

^,Β1^(Γο^{) 1} fluxo magnético através da antena com a forma de laço (15) pode ser definido pela expressão /₁₅ = (a sen J^.S.cos vèjt)

Nesta fórmula, S é igual à área da antena com a forma de laço (15).

fluxo magnético através da antena com a forma de laço (l6) pode definir-se por meio da expres são á,/- = (a sen u) tl.S.sen u) (t) lo o m

A tensão induzida na antena com forma de laço (15) θ então igual a

Λ

- í (a uD_o cos O?_ot) .S.cos _m(t)

Case: H.S.A.D. 265 ind = £ Éá ₌ dt cX + - è.( a sen <0 t) . S . s i η ψ (t) ' o \ m^x dt

Nesta expressão, / ® uma constante que depende das antenas com forma de laço utilizadas (l5, l6) .

Como a velocidade de rotação do projéctil ^d m é muito medt nor do que a frequência angular ύυθ, ela pode ser calculada aproximadamente pela expressão _ind = -7(aJ_o cos cO_ot)^( t) .S. cos _m( t) = = (A cos ql_ot).cos ^_m(t)

De maneira semelhante, para a antena com for ma de laço (l6)

V. , = (A cos có t).sen << (t ^indi6 ° ^m

O transmissor (8) também transmite uma onda electromagnética E, em que

E(t) = G(t) cos U?₁t na qual

G(t) = D.(l - ^ϋ)_οΐ) .

Nesta fórmula, D é uma constante e representa a profundidade de modulação, de modo que o 0 ZÍ So Ζ 1. Também é uJ Zz’ acordo com esta forma de realização a frequência t<1 é modelada em FM de maneira a compreender

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Case: Η.S.A.D. 265

a informação que diz respeito a C-Q . A onda electromagnetica é portanto modulada com cos uj t e assim compreende informações da fase do sinal transmitido pela unidade de antena (7). 0 conjunto da antena de recepção (lO) é dotado de uma antena (l7) para a recepção do sinal E(t). A antena (17) é ligada a uma unidade de referência (l8) que origina um sinal de referência

E(t) com

U „ a partir do sinal recebido ref ^Uref ^{= C cos} <^T·

Nesta expressão, C é uma constante que depende da forma de realização específica da unidade de refe rência (l8). 0 sinal ^_ref ' ® alimentado aos misturadores (20) e (21) por intermédio da linha (19)· sinal V, , na linha (t) é também aind₁₅ plicado ao misturador (20) por intermédio do condutor (22).

O sinal de saída do misturador (2θ) é aplji cado ao filtro de passagem inferior (24) por intermédio da linha (23). 0 sinal de saída U^^ít) do filtro de passagem inferior (24) (a componente de frequência ^m é igual a dt cos

De maneira completamente analoga, o sinal

V, (t) é alimentado ao misturador (2l) por intermédio ^indl6 da linha (25). 0 sinal de saída do misturador (2l) é alimentado ao filtro de passagem inferior (27) por intermédio da linha (26). 0 sinal de saída U₂^,(t) do filtro de passagem inferior (27) é igual a ^u27^^t) “ _{sen t})

Case: H.S.A.D. 265

Λ

A partir das fórmulas (8) e (9) θ para um dado e U. (t), é simples determinar (^^(t). Para este efeito, os sinais U₂^(t) e U₂?(t) são enviados a uma unidade trigonométrica (30) por intermédio dos condutores (28) e (29). Em resposta a estes sinais, a unidade trigonométrica (30) gera L^_m(t). A unidade trigonométrica (30) pode, por exemplo, funcionar como uma unidade de observação da tabela. É também possível ter a unidade trigonométrica a funcionar como computador para fornecer C^_m(t) por meio de um certo algoritmo.

A Figura 7 representa uma forma de realiza ção da unidade de referência (l8). 0 sinal da antena E(t) é alimentado a um'filtro de passagem de babda (32) por intermé dio do condutor (31). 0 filtro de passagem de banda (32) so deixa passar sinais com uma frequência de cerca de ^1. 0 sinal B(t), portanto, não passará. 0 sinal E(t) é subse-quentemente alimentado a um desmodulador AM (34) por intermédio do condutor (33) para se obter na linha (19).

A unidade de referência pode ser adicionalmente dotada de um desmodulador FM (35) ® um desmodulador de bits (36). Nes te caso, o sinal E(t) é também usado como um canal de infor mações. As informações são moduladas FM e transmitidas .com o sinal E(t). Isto permite que o ângulo pretendido L2. a que a correcção do projéctil se deva realizar seja recebido, desmodulado em FM e desmodulado por bits a partir do sinal E(t). Neste caso, não é necessário o receptor (9) na Fi gura 1, porque a unidade de referência (l8) determina por si própria.

A Figura 8 representa uma forma de realização especial da unidade de referência (l8). De acordo com es ta forma de realização, a função da antena (17) θ substituí da pelas duas antenas (l5) e (l6). Para esta finalidade, a unidade de referência (l8) é dotada de dois filtros de passagem de banda (32a) e (32B), que têm a mesma função que o filtro de passagens de banda da Figura 7. 0 sinal de saída

- 14 6ο.886

Case: H.S.A.D. 265 do filtro de passagem de banda (328) é alimentado a um deslocador de 90° de fase (37)· 0 sinal de saída do deslocador de fases é alimen ado por intermédio da linha (38) à unidade de soma (4θ). Devido ao desviador de fase de 90 graus (37), os sinais quando somados complementar-se-âo um ao outro e obter-se-à um sinal de saída que tem uma amplitude constante. 0 sinal de saída da unidade de soma ( 40 é igual ao sinal existente na 1 inha (33), como é descrito na Figura

7. 0 sinal de saída da unidade de soma (4θ) é processado por meio de um desmodulador de AM (34), um desmodulador de FM (35) © do de smodulador de bits (36), da mesma maneira que _tse descreveu para a Figura 7·

Na Figura 3» as antenas direccionais são representadas como duas antenas com a forma de laço. No entanto, é também possível usar duas antenas de dipolo, dispostas perpendicularmente. Neste caso, mede-se o campo E do campo electromagnético em vez do campo B. Como o campo E e o campo B são ligadas por meio da relação bem conhecida de Maxwell, o princípio da invenção permanece o mesmo. As antenas de dipolo são, preferivelmente, posicionadas perpendi cularmente à superfície das antenas com a forma de laço pri meiramente referida (veja-se a Figura 4).

A Figtlra 4 representa, além do campo B,tam bém o campo E. Neste caso, o campo E em vez do campo B como está representado na Figura 3 funciona agora como referência para a medição da posição angular instantânea¹^' (t) do projéctil. Uma primeira antena de dipolo é posicionada, para esta finalidade, parcialrnente ao eixo x, enquanto uma segunda antena de dipolo é posicionada paralelamente ao eixo y. 0 campo é nas antenas de dipolo é descrito por E (r ). 0 campo E pode ser decomposto em duas componentes

Ε(ηθ) // e Ε(ηθ)| ’ ^{como se} apresenta na Figura 9· SÓ a componente E(r°)| origina uma tensão nas antenas de dipolo.

6θ.886

Case: H.S.A.D. 265

A componente do campo “(^rQ)j pode ser rei Z àg ..F , \ -i r*.· jj /V !> -í z / ' presentada pela expressão

E(r_Q)j_ = a' cos _cJ_Qt e na qual l^E<^ro)jJ

A tensão ^'15 ^{na an}tena de dipolo paralela ao eixo x e igual a

E(r ), cos ¹ ( t) .h ο I ^x m^K ' x na qual h* e o comprimento da antena de dipolo. De maneira completamente análoga, a tensão da antena de dipolo ao longo do eixo y é igual a ^V'l6 ^£(^Γο)| sen ' (t).h

-t m^K y na qual e o comprimento da antena de dipolo ao longo do eixo y.

A combinação das expressões (ll), (l2) e (13) tem como resultado

V' = b' h cos u3 t.sen <Z' ( t) y o m' ⁷

V ’ ( = b' h cos u) t.sen ú? ’ (t) y o ' m^v

De maneira completamente análoga à descrita para as fórmulas (5) e (6), o ângulo p '^(t) pode ser

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Case: Η.S.A.D. 265

V

Γ·. :V·^

Άα.

determinado a partir das fórmulas (l4) e (lp) por meio do sinal de referência de de fórmula (7). Assim, a posição instantânea do projéctil é determinada, quando se conhece o campo E.

Uma forma de realização especial das antenas de dipolo está representada na Figura 10. 0 projéctil (4l) da Figura 10 é dotado de dois pares de alhetas (42A, 42B, 43A e 43B). As alhetas (42A, 42B), como as alhetas (4-3A, 43b) são posicionadas em ângulos opostos enquanto as alhetas (42a) e (43A) por um lado e as alhetas (42B) e (U3B), por outro lado, estão dispostas perpendicularmente.

As alhetas (42A) e (42B) em conjunto formam uma primeira antena de dipolo (l5) θ as alhetas (43a) e (4-3B) formam uma segunda antena de dipolo (l6) posicionada perpendicularmente em relação à antena de dipolo (15). Nes te caso, as alhetas também funcionam como a antena (l8), para a recepção dos sinais dados. Os sinais V' , ^V'i6’ '-C * ( t) , U „ e <-P podem ser determinados por meio das m' ' ’ ref g alhetas, como se descreveu acima para a Figura 8.

É evidente que não é necessário dispor per pendicularmente as antenas de dipolo, as antenas com forma de laço e/ou as alhetas. Além disso, por uma questão de redundância, pode utilizar—se mais do que duas antenas. Assim, por exemplo, podem montar-se seis alhetas fazendo entre si um ângulo de 6θ graus.

Se se utilizar uma antena de dipolo e uma antena com forma de laço que não estão dispostas perpendicularmente, a posição de rotação angular instantânea do objecto pode também ser determinada. Se uma antena de dipo_ lo (15) θ paralela à antena com forma de laço (l6) (paralela ao eixo χ), de uma maneira completamente análoga como se descreveu acima, resulta que

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Case: H.S.A.D. 265

V' = a¹ h cos u3 t.cos ¹ (t) lg χ o ^x m^v '

V. = A cos lD t.cos Mj (t) o 'm

Como E e B estão dispostos perpendicularmente φ'„(ΐ) = 90° - qjjt)

A substituição de (l8) na expressão (l6) tem como resultado que

V’_ = a' h cos u) (t) sen (t) χ o^v ~m^k '

É evidente que, (19) θ (l7), θ valor de *4^(3) se descreveu acima porque a', h do s .

com base nas formulas pode ser determinado como e A são também conheciÊ evidente que o método para determinar a posição de rotação angular de um objecto com o auxílio de um sistema de recepção de acordo com a Figura 8 pode tam bém ser usado se o projéctil funcionar como primeiro objecto e for equipado com o transmissor e a unidade de antena (7), enquanto o sistema de recepção (l3) funciona como um segundo objecto é instalado, conjuntamente com as antenas em forma de laço ou de dipolo, no solo (ver Figura ll).

De maneira completamente análoga à representada na Figura 1, os primeiros meios de determinação da trajectória do alvo (3), os segundos meios de determinação da trajectória do alvo (4) e os meios computadores (5) são usados para determinar a posição de rotação angular do β

projéctil; isto necessita uma correcção da trajectória do

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projéctil (l) para embater no alvo (2). Para determinar a posição angular de rotação do projéctil, o transmissor e a unidade de antena (7) estáo contidos no projéctil (l). Com a utilização das antenas em forma de laço ou de dipo o situadas no chão e o sistema de recepção (13) em que estas antenas estão montadas, é possível determinar <_(/ (t) da mesma maneira que na Figura 1, porque, neste caso, se determina uma posição de rotação angular relativa do projéctil em relação ao sistema (l3). 0 sinal de saída (t) do sistema (13) é aplicado ao comparador (l2). Se se verifica a relação = ^g» ⁰ comparador fornece um sinal de controlo para a unidade de transmissão (8). Este sinal de conc.

trolo é enviado, para recepção pelo receptor (9) no projéctil. Como resposta a este sinal, o receptor (9) activa as unidades de descarga de gás (6). Se for necessária uma segunda correcçâo da trajectória, todo este processo pode ser repetido por si próprio.

Claims

- REIVINDICAÇÕES1? - Sistema para determinar a posição an guiar de rotação de um segundo objecto que roda em volta de um eixo, de acordo com o qual um primeiro objecto emite ondas electromagnéticas e o sistema é dotado de meios de an tena de recepção direccional montados no segundo objecto e com um sistema de recepção que, usando os meios de antena de recepção, processam em combinação as ondas portadoras recebidas, para obter a mencionada posição de rotação angu19

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Ζ* lar, caracterizado pelo facto de os sinais recebidos compre enderem, pelo menos, uma primeira onda portadora polarizada e uma segunda onda portadora que compreende informações sobre a fase da primeira onda portadora.
2? - Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de a segunda onda portadora ter modulação que compreende uma relação pré-determinada da fase com a fase da frequência da primeira onda portadora.
3- — Sistema de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo facto de a modulação se referir a uma modulação da amplitude.
4? — Sistema de acordo com quqlquer das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo facto de a segunda onda portadorp. ter uma frequência diferente da frequência da primeira onda portadora.
5* - Sistema de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo facto de a frequência da primeira onda portadora ser menor do que a frequência da segunda onda portadora.
6? - Sistema de acordo com qualquer das reivindicações 3 a 5, caracterizado pelo facto de a fase da modulação de amplitude ser igual à fase da frequência da primeira onda portadora.
7? - Sistema de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado pelo facto de a segunda onda portadora ser também apropriada para enviar in formações.
8? - Sistema de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado pelo facto de os meios de antena de recepção serem pelo menos dotados com uma primeira e uma segunda antenas direccionais que têm uma orientação diferente uma em relação à outra.
9? - Sistema de acordo com a reivindica20

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Case: H.S.A.D. 265 ção 8, caracterizado pelo facto de as duas antenas serem co locadas perpendicularmente.
10? - Sistema de acordo com qualquer das reivindicações 8 ou 9, caracterizado pelo facto de a primei ra e a segunda antenas serem ambas dotadas com uma antena em forma de laço.
11? - Sistema de acordo com qualquer das reivindicações anteriores 8 ou 9, caracterizado pelo facto de a primeira e segunda antenas serem ambas dotadas com uma antena de dipolo.
12? - Sistema de acordo com qualquer das reivindicações anteriores 1 a 7, caracterizado pelo facto de os meios de antena de recepção serem dotados de uma ant£ na em forma de laço e de uma antena de diplo que não estão colocadas perpendicularmente.
13- - Sistema de acordo com qualquer das reivindicações 7 a 12, caracterizado pelo facto de a primei, ra e a segunda antenas serem apropriadas para a recepção das citadas ondas portadoras.

l4? - Sistema de acordo reivindicações 7 a 12, caracterizado pelo de antena de recepção serem dotados de uma para a recepção da segunda onda portadora, meira e a segunda antenas são apropriadas da primeira onda portadora.

com qualquer das facto de os meios terceira antena enquanto a peipara a recepção
15? - Sistema de acordo com qualquer das reivindicações anteriores 3 a 14, caracterizado pelo facto de o sistema de recepção consistir em

a) uma unidade de referência para a obtenção de um sinal de referência da segunda onda portadora recebida por meio do sistema de antena, tendo a fase do referido sinal de referência uma relação pré-determinada com a fase da frequência da onda portadora da mencionada primei

6ο.886

Case: H.S.A.D. 265 ra onda portadora;

b) um primeiro e um segundo misturadores para misturar com o citado sinal de referência a primeira onda portadora recebida por meio da primeira ou da segunda antenas;

c) uma primeira e uma segunda unidades de filtração para filtrarem os sinais de saída dos referidos primeiro e segundo misturadores, deixando os mencionados filtros passar apenas os componentes da frequência iguais ou substancialmente iguais a zero; e

d) uma unidade trigonométrica controlada pelos sinais de saída do primeiro e do segundo filtros, unidade trigonométrica essa que gera um sinal que representa o ângulo ins.tantâneo entre urna das antenas e a direcção de po limerização da onda portadora.

l6? — Sistema de acordo com as reivindicações 13 e 15, caracterizado pelo facto de a unidade de referência compreender um deslocador de fase para deslocar as componentes da primeira e da segunda ondas portadoras, de 50° um em relação ao outro, uma unidade de adição para somar as componentes deslocadas em fase uma em relação à outra e um desmodulador para deniodular o sinal da soma proveniente da unidade de adição, em que o sinal desmodulado é apropriado para servir como sinal de referência.
17- - Sistema de acordo com as reivindicações 14 e 15, caracterizado pelo facto de a unidade de referência ser dotada de um desmodulador para se obter um sinal de referência da segunda onda portadora recebida por meio da terceira antena.
18? - Sistema de acoreo com qualquer das reivindicações 15 a 17, caracterizado pelo facto de a unidade de referência ser dotado de um filtro para filtrar os dados das informações da segunda onda portadora recebidos por meio dos meios de antena de recepção.

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Case: H.S.A.D

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19- - Sistema de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, em que o segundo objecto consiste num projéctil, caracterizado pelo facto de as citadas primei ra e segunda antenas serem ligadas ao projéctil do lado mais afastado em relação à direcção de deslocamento.

205 - Sistema de reivindicações anteriores, em que o tituído por um míssil, caracterizado tas do míssil servirem como primeiro tena.

acordo com qualquer das segundo objecto é conspelo facto de as alhee segundo meios de an^eção 20 quatro centes

215 _ Sistema de acordo com a reivindicacaracterizado pelo facto de o míssil.ser dotado de alhetas montadas dê tal maneira que as alhetas adja estão posicionadas formando ângulos de 90^?'.

225 _ Sistema de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo facto de a unidade trigonométrica consistir num gerador de observação de tabela que fornece , a partir de dois sinais de entrada A cos e A sin .

235 - Sistema de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo facto de a unidade trigonométrica consistir num computador que calcula a partir de dois sinais de entrada A cos e A sin if .

2^5 — Sistema de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado pelo facto de o primeiro objecto ser dotado de um transmissor e de uma unidade de antena que têm um intervalo de funcionamento tais que pelo menos uma onda portadora atinja e envolva o segundo objecto, assim como volte para trás para a superfície da Terra.

25?

ção 24, caracterizado missor e da unidade de

- Sistema de acordo com a reivindica, pelo facto de a orientação do transantena não ser determinada.

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Case: H.S.A.D. 625

26? - Sist ema de acordo com qualquer das reivindicações anteriores 27 e 25, caracterizado pelo facto de a posição de rotação angular do segundo objecto ser medida em relação â superfície da Terra.

27? - Sistema de acordo com qualquer das reivindicações anteriores 27 a 26, caracterizado pelo facto de o primeiro objecto ser um veículo e o transmissor e a uni dade de antena ser rigidamente ou quase rigidamente ligada ao veículo.

28? - Sistema de acordo com a reivindicação 27, caracterizado pelo facto de o veículo ser um navio ‘dotado de um transmissor e uma unidade de antena como reivindicado nas reivindicações 1 a 2.

29? - Sistema de acordo com qualquer das reivindicações anteriores 27 a 28, caracterizado pelo facto de a frequência da primeira onda portadora ser igual a cerca de 50 kHz.