Гониометр

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (и1 828I45

Союз Советск@с

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свпд-ву (22) Заявлено 22.06.79 (21) 2787548/18-09 с присоединением заявки Ме (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.05.81. Бюллетень Ке 17 (45) Дата опубликования описания 07.05.81 (51) M. Кл з б 01S 3/04

Государственный комитет ло делам изобретений и открытий (53) УДК 621.396.663 (088.8) (72) Авторы изобретения В. И. Акулин, Г. Б. Волобуев, В. М. Головин и С. П. (71) Заявитель Опытно-конструкторское бюро специального физич приборостроения при Воронежском политехническом (54) ГО Н ИОМЕТР

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться для определения угла прихода электромагнитных волн.

Известен гониометр, содержащий статор, ротор и искательную, полевую и подмагни- 5 чивающую обмотки, причем рогор выполнен из ферромагнитного материала и намагничен в направлении, перпендикулярном оси вращения, которая совпадает с осью симметрии статора (1). 1о

Известный гониометр немеет недостаточную точность пеленгования в диапазоне коротких волн.

Цель изобретения — повышение точности пеленгования. 15

Для этого в гониометре, содержащем статор, ротор и искательную, полевую и подмагничивающую обмотки, причем ротор выполнен из ферромагнитного материала и намагничен в направлении, перпендикуляр- 2О ном оси вращения, которая совпадает с осью симметрии статора, статор выполнен в виде двух концентрических ферритовыхколец, которые расположены внутри тороидального немагнитного экрана, искательная 25 обмотка равномерно размещена на внутреннем ферритовом кольце, полевая обмотка равномерно размещена на внешнем ферритовом кольце и выполнена в виде замкнутой обмотки с четырьмя,ра вномерно распо- 30 ложенными по окружности внешнего ферритового кольца отводами, а подмагничивающая обмотка равномерно размещена поверх тороидального немагнитного экрана.

На фиг. 1 изображен предлагаемый гониометр; на фиг. 2 — разрез А — А фиг. 1; на фиг. 3 — распределение магнитных потоков в магнитной системе гониометра.

Гониометр содержит осесимметричный статор, выполненный в виде двух концентрических ферритовых колец 1 и 2 (см. фиг.2), укрепленных внутри полого тороидального немагнитного экрана 3 с помощью диэлектрических прокладок 4. На внутреннем ферритовом кольце 1 равномерно размещена искательная обмотка 5. Полевая обмотка 6 расположена на внешнем ферритовом кольце 2 и выполнена в виде равномерно размещенной по кольцу замкнутой обмотки, имеющей две пары диаметрально противоположных отводов 7 — 7 и 8 — 8 (см. фиг. 1), расположенных взаимно перпендикулярно. Поверх полого тороидального экрана 3 равномерно размещена подмагничивающая обмотка 9.

На оси 10, совпадающей с осью симметрии статора и установленной в подшипниках 11, насажен ферромагнитный ротор 12, выполненный, например, из феррита бария, 828145

E, = Е„cos8;

Е, =Е„,siп &, намагниченный в направлении, перпендикулярном оси вращения ротора.

Гониометр работает следующим образом.

Электродвижущие силы (ЭДС) Е и Е, подводимые от антенной системы к отводам

7 — 7 и 8 — 8 полевой обмотки, возбуждают в ней токи, создающие магнитные потоки сигнала Ф и Ф . На фиг. 3 стрелками показано направление магнитного потока сигнала

Фь создаваемого током от ЭДС Е>, здесь же показано распределение постоянных магнитных потоков (пунктирные линии), создаваемых подмагничивающей обмоткой 9 (Ф,) и ротором 12 (Фр); намагниченным в направлении, перпендикулярном оси вращения. (Для наглядности изображения магнитный поток сигнала Ф, создаваемый током от ЭДС Е, подводимый к отводам 8—

8 полевой обмотки, на фиг. 3 не показан.

Не показаны также обмотки гониометра 5, б и 9 и тороидальный экран 3). Взаимодействие постоянных полей Ф и Фр в объеме внутреннего ферритового кольца 1 приводит к образованию в нем участков с различным магнитным сопротивлением для потоков сигнала Ф и Ф, причем величина магнитных сопротивлений этих участков зависит от углового положения ротора 12.

Пусть ротор 12 и его полюса N — S сориентированы так, как показано на фиг, 3, а магнитный поток Ф, создаваемый подмагничивающей обмоткой 9, направлен по часовой стрелке. Тогда магнитная проницаемость верхней половины ферритового кольца 1 будет больше, чем нижней, поскольку в ней действует разностное постоянное поле, а в нижней половине — суммарное. Разница между проницаемостями обеих половин кольца 1 будет максимальной, если ротор 12 и подмагничивающая обмотка 9 развивают в кольце 1 одинаковую магнитодвижущую силу. Магнитный поток сигнала концентрируется преимущественно в верхней половине кольца 1, поскольку магнитное сопротивление верхней половины (обратно пропорциональное магнитной проницаемости) меньше, чем нижней. Вследствие этого

ЭДС, наводимые в верхней и нижней частях искательной обмотки 5, имеют неодинаковую величину. Результирующая ЭДС в искательной обмотке, наводимая потоком сигнала Фь в этом случае отлична от нуля и имеет некоторое максимальное значение.

При повороте ротора 12 на угол а, меньший 90, разница между проницаемостями нижней и верхней половин кольца 1 убывает. Соответственно убывает ЭДС в искательной обмотке 5. При а=90 магнитные проницаемости обеих половин кольца одинаковы и ЭДС в искательной обмотке 5 равна нулю. При а=180 ЭДС в искательной обмотке вторично достигает максимума, но с противоположным знаком, так как ориентация постоянного магнитного потока

Фр, создаваемая ротором 12, в этом случае

5 и

;;о

55 оо

05 противоположна первоначальной. В общем случае ЭДС, создаваемая потоком сигнала

Ф в искательной обмотке 5, изменяется по закону косинуса в зависимости от угла поворота ротора в соответствии с выражением

l, КЕ, сова, где Š— ЭДС, подводимая от антенной системы к отводам 7 — 7 полевой обмотки 6;

К вЂ” коэффициент пропорциональности, учитывающий степень связи искательной и полевой обмоток.

Магнитное поле сигнала Ф, создаваемое током от ЭДС Е, подводимой к отводам

8 — 8 полевой обмотки б, развернуто на 90 относительно магнитного поля сигнала Фь создаваемого током от ЭДС, создаваемая в искательной обмотке 5 магнитным потоком

Ф, изменяется по закону

l, =- КЕ, sin, где Š— ЭДС, подводимая от антенной системы к отводам 8 — 8 полевой обмотки б.

Если антенная система состоит из двух идентичных антенн, диаграммы направленности которых взаимно перпендикулярны и имеют вид правильных «восьмерок», то справедливы соотношения где Π— пеленг сигнала.

С учетом этих соотношений суммарная

ЭДС сигнала на выходе искательной обмотки 6 равна i=i +4=ÊÅ Cos (Π— а).

Полученное выражение представляет собой известное уравнение гониометра, согласно которому максимум приема имеет место тогда, когда угол поворота ротора равен пеленгу приходящего сигнала.

Предлагаемое техническое решение устраняет недостатки прототипа простыми конструктивными средствами. Поскольку подмагничивающая обмотка размещена поверх полого тороидального экрана, охватывающего ферритовые кольца с искательной и полевой обмотками, связь по переменному току между искательной и .подмагничивающей обмотками отсутствует. В связи сэтим точность пеленгования остается высокой в широком диапазоне частот. Обладая указанными преимуществами, предлагаемый гониометр вместе с тем сохраняет основное достоинство прототипа — высокую точность пеленгования прп работе в большом интервале температур.

Формула изобретения

Гониометр, содержащий статор, ротор и искательную, полевую и подмагничивающую обмотки, причем ротор выполнен из ферромагнитного материала и намагничен в на828145

Фиг 7

Составитель Е. Погиблов

Текред А. Камышникова

Корректоры: О. Тюрина и Е. Осипова

Редактор Т. Зубкова

Заказ 923/14 Изд. № 342 Тираж 749 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Я(-35, Раушская наб., д. 4, 5

Типография, пр. Сапунова, 2 правлении, перпендикулярном оси вращения, которая совпадает с осью симметрии статора, отл и ч а ющийся тем, что, с целью повышения точности пеленгования, статор выполнен в виде двух концентрических ферритовых колец, которые расположены внутри тороидального немагнитного экрана, искательная обмотка равномерно размещена на внутреннем ферритовом кольце, полевая обмотка равномерно размещена на внешнем ферритовом кольце и выполнена в виде замкнутой обмотки с четырьмя равномерно расположенными по окружности внешнего ферритового кольца отводами, а подмагничивающая обмотка равномерно

5 размещена поверх тороидального немагнитного экрана.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

1о № 685009, кл. G 01S 3/04, 1977 (прототип).