Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_10315
.pdf
главным образом, тем, что последняя длиннее и обладает большей направленностью, чем первая.
Вертикальная антенна принимает горизонтально распространяющиеся волны одинаково со всех
направлений, тогда как наклонная антенна отдает предпочтение двум противоположным направлениям,
диаграмма направленности которой напоминает 130° через приемник DP при прямом распространении и RF
при отражении, R показывает результирующие волны III, а TR обозначает полную результирующую волну.
Результирующая векторов отраженных токов, которую мы будем наблюдать, имеет то же направление, что и
результирующая для непосредственно распространяющегося тока, и, следовательно, обе результирующие
для антенны на рис. 1 складываются или взаимодействуют, давая максимальную суммарную
результирующую или, другими словами, максимальную горизонтальную направленность.
Векторы, разумеется, вращаются, и направления, показанные стрелками, являются лишь относительными.
В связи с рис. 1 следует отметить, что если бы вертикальная антенна имела высоту, равную одной длине
волны, а не половине длины волны, то для волн, распространяющихся в горизонтальной плоскости, был бы
получен минимальный или нулевой результирующий вектор. Таким образом, вертикальная антенна высотой в
одну длину волны специально приспособлена для подавления горизонтальных волн.
Кроме того, при сравнении вертикальных антенн и наклонных антенн, сконструированных в соответствии с
изобретением, вертикальная полуволновая антенна является подходящим эталоном сравнения, поскольку
она обладает максимальной горизонтальной направленностью.
На рис. 3 антенна 7 имеет длину три четверти длины волны и подключена через одну обмотку
трансформатора 8 к земле. Другая обмотка 3а трансформатора 8 может быть подключена к передатчику или
приемнику, но для целей данного описания она будет считаться подключенной к приемнику. Антенна
наклонена относительно вертикали под таким углом 4, что проекция антенны на плоскость, параллельную
направлению падающей волны, обозначенной стрелкой 9, на половину длины волны короче длины самой
антенны, то есть на четверть длины волны для антенны на рис. 3. Как показано ниже в векторном
представлении, антенна, наклоненная под таким углом, который здесь называется оптимальным углом для
данной длины антенны, обладает максимальной направленностью в направлении распространения волны.
Маленькие буквы f, g, It, i, -/ Ae и 1 обозначают небольшие сегменты антенны, расположенные на расстоянии
одной восьмой длины волны вдоль антенны.
На рис. 4, как уже было сказано, показана векторная диаграмма антенны, изображенной на рис. 3. В столбце I
указан сегмент, а в столбце II — наведенное напряжение в каждом из сегментов. В системах III DP ток через
приемник отображается при прямом распространении, а в системах RF — при отражении. Результирующая
каждого из этих токов обозначена в точке R, а полная результирующая — в точке TR.
353,517 восьмерка. По сравнению с вертикальной антенной длиной в три четверти длины волны,
результирующая для наклонной антенны на рис. 3 не содержит отраженной составляющей, тогда как
результирующая для вертикальной антенны включает как отраженную, так и непосредственно
распространяющуюся составляющую.
На рисунках 2 и 4 векторы тока, распространяющегося и отражающегося непосредственно в крайнем верхнем
сегменте, имеют противоположную фазу по сравнению с векторами тока в крайнем нижнем элементе. Это
условие необходимо во всех случаях для достижения максимальных результатов. Иными словами, антенну
следует наклонять в сторону или от входящей волны таким образом, чтобы ток, исходящий от верхнего
элемента, прибывал или проходил через приемник на полпериода позже, чем ток, одновременно исходящий
от нижнего элемента. При выполнении этого условия антенна будет на полволны длиннее, чем её проекция на
плоскость, параллельную направлению распространения волны, а её угол с проекцией будет оптимальным,
как было определено ранее.
На фиг. 5 показан еще один вариант осуществления изобретения, включающий два проводника 10 и 11,
каждый из которых наклонен под оптимальным углом + для желаемых волн и соединен друг с другом таким
образом, чтобы образовать перевернутую букву V. Для наглядности длина каждого проводника или элемента
сделана равной одной длине волны.
Как показано на рис. 2, эта длина на половину длины волны больше, чем проекция элемента на плоскость,
параллельную направлению распространения желаемых волн. Нижний вывод проводника 10 соединен с
землей через обмотку 12 трансформатора 13. Обмотка 14 этого трансформатора подключена либо к
передатчику, либо к приемнику. Представленная на рисунке антенная система обладает двунаправленными
характеристиками, но её можно сделать однонаправленной, правильно подключив проводник 11 к земле
через импеданс в точке "n". Маленькие буквы от m до u обозначают бесконечно малые сегменты,
расположенные вдоль проводников 10 и 11, причем расстояние между соседними сегментами составляет
четверть длины волны. Стрелка указывает направление входящей волны.
На рис. 6 представлена векторная диаграмма структуры, показанной на рис. 5. В строках SV и EV показаны
соответственно пространственное напряжение и эффективное напряжение в сегментах, указанных в строке 1,
а ток через приемник III указан в последних двух строках: DP – при прямом распространении, RF – при
отражении. Результирующие составляющие -RDP и RRF, возникающие при прямом распространении и
отражении соответственно, также указаны, а -TR обозначает полную результирующую составляющую.
Индуцированные или разнесенные напряжения на элементарных сегментах, расположенных на расстоянии m
от него, представлены в верхнем ряду стрелок.
Как показано в этом ряду стрелок, напряжение, индуцированное в сегменте in, отстает на одну восьмую цикла
от напряжения, индуцированного в сегменте m, и аналогично напряжения, индуцированные в остальных
элементарных s-сегментах, отстают на одну восьмую цикла от напряжения, индуцированного в сегменте,
непосредственно примыкающем справа. Второй ряд стрелок сверху представляет собой эффективное или
проводное напряжение в тех же элементарных точках. Эффективные (в отношении воздействия на обмотку
12) напряжения 80, присутствующие в проводнике 10, например, в сегментах от q до u, имеют
противоположную фазу по отношению к пространственным напряжениям на проводнике 10 и
взаимодействуют, а не противодействуют, эффективным напряжениям в других 85 из двух проводников. Это
верно, поскольку, что касается их совместного воздействия в обмотке 12, направление элементарных
напряжений в проводнике 10 изменено на противоположное по отношению к напряжениям в проводнике 11 на
90 градусов относительно изгиба или вершины антенны.
Способ определения фазового соотношения между напряжениями и как непосредственно
распространяющимися, так и отраженными токами, проходящими через обмотку 12, был описан в связи с рис.
1 и 2 и будет здесь кратко изложен. Распространяемый напрямую ток, создаваемый напряжением mn,
достигнет катушки 12 на два полных цикла позже элементарного напряжения m, создающего его, поскольку
антенна имеет длину, равную двум длинам волны.
Ток, возникающий под действием напряжения n, проходит расстояние, равное одной целой и трем четвертям
длины волны, вдоль проводников 11 и 10 105 и, конечно же, проходит через обмотку 12 на одну целую и три
четверти цикла позади напряжения n. Аналогичным образом направление других элементарных токов,
распространяющихся и отражающихся непосредственно, может быть определено 110 с учетом того, что ток,
текущий к открытому концу, меняет направление при отражении и, следовательно, фактически замедляется
на полпериода.
Например, отраженный ток, распространяющийся от m, достигает обмотки 12 в фазе, противоположной фазе
115 по отношению к прямо распространяющемуся току; а ток, исходящий из -S, проходит четверть длины
волны, что соответствует задержке 900°, до свободного конца, замедляется на 180° за счет отражения, и
затем ток 120° проходит две полные длины волны, что соответствует задержке -720°, до катушки 12.
Суммарные значения постоянного и отраженного токов показаны справа от таблицы на рис. 6. Следует
отметить, что в отношении отраженного тока результирующий ток для каждого из проводников и 11 для
постепенно увеличивающегося числа сегментов проходит 5400 - или полтора раза вокруг вектора 130 353)Il17,
который затем индуцируется в возбудителе. 65 Таким образом, токи, индуцированные энергией из этого
нежелательного направления, эффективно подавляются.
На рис. 8 показаны полярные характеристические кривые направления в вертикальной плоскости, которые
были математически рассчитаны для линейной приемной антенны длиной, равной одной длине волны,
подключенной к идеальному заземлению. Пунктирная линия 22, содержащая две петли 75, представляет
характеристику, когда антенна расположена вертикально, а сплошная линия 23 — когда антенна наклонена на
300° от вертикали в вертикальной плоскости, включающей точку распространения. Вдоль горизонтальной оси
расстояние, обозначенное ста процентами, представляет собой максимально допустимый теоретический ток
для данной системы.
Когда антенна наклонена в любой другой вертикальной плоскости под углом 85 градусов, требуемый ток
будет меньше указанного выше максимального значения.
Изучение этих кривых показывает, что при вертикальном положении этой 90-градусной антенны прием в
горизонтальном направлении практически отсутствует, тогда как при ее наклоне на 300 градусов
относительно пути входящей волны наблюдается максимальный прием желаемых волн. Кроме того,
положение малого лепестка для антенны, наклоненной на 95 градусов, указывает на то, что эта антенна
обладает очень хорошими характеристиками для волн, распространяющихся как вертикально, так и
горизонтально. Другими словами, он обладает большим углом отклика и, следовательно, особенно хорошо
подходит для минимизации статического электричества, если оно более интенсивно под углами,
относительно близкими к поверхности Земли, как это считается.
По той же причине поглощенная энергия, включая отраженную слоем Хевисайда 105, передается по
сравнительно небольшому количеству путей, в результате чего замирание сигнала существенно
уменьшается. Представленная антенна обладает двунаправленными характеристиками, но, как объяснялось
ранее (пункт 110), она может стать однонаправленной либо за счет использования отражателя, либо за счет
соответствующего оконечного импеданса.
На рис. 9 показана перевернутая V-образная антенна 24, подобная описанной выше 115, расположенная
таким образом, что вертикальная плоскость антенны может быть изменена в любом желаемом направлении.
Представленная на рисунке схема является лишь иллюстративной, и следует понимать, что вместо
показанных здесь вращающихся элементов можно использовать любую подходящую схему изменения
направления вертикальной плоскости для размещения в ней удаленной передающей или приемной станции.
125 Система, схематически показанная на этом рисунке, включает в себя круговую дорожку 25,
расположенную в горизонтальной плоскости и соединенную через изоляторы 26 и 27 с нижней окружностью, и
в конечном итоге принимает то же направление, что и результирующая для другого проводника. Эта
удвоенная результирующая прибавляется к удвоенной результирующей, полученной для тока,
распространяющегося непосредственно, чтобы получить полную результирующую, показанную в крайнем
правом углу на рис. 6. Для волн, распространяющихся в направлении, противоположном показанному на
рисунке, прямая и отраженная компоненты будут похожи, но противоположны по направлению отраженной и
прямой компонентам, показанным на рисунке соответственно.
Результирующая величина, разумеется, также будет иметь направление, противоположное показанному на
рисунке. Таким образом, система, изображенная на рис. 5, является двусторонне направленной и одинаково
реагирует на волны, распространяющиеся в обоих направлениях.
На рис. 7 показана однонаправленная приемная система, включающая две перевернутые V-образные
антенны 16 и 17. Антенна 16, отражатель, расположена на расстоянии одной четверти длины волны дальше
от источника волн и в той же вертикальной плоскости, что и антенна 17, возбудитель. Стрелка 18 указывает
направление распространения волны.
Каждый наклонный проводник или элемент имеет длину "wu" волновых длин и расположен под оптимальным
углом θ для горизонтальной направленности таким образом, что горизонтальная проекция каждого элемента
на половину длины волны короче длины элемента A или it, - волновых длин. Цифрой 19 обозначен
трансформатор, используемый для подключения возбудителя 17 к приемнику. Цифры 20 и 21 обозначают,
соответственно, индуктивную катушку и конденсатор, используемые для надлежащего согласования
отражателя 16.
Однонаправленность достигается с помощью отражателя способом, хорошо известным специалистам в
данной области. Напряжение, индуцированное в проводнике 16 желаемыми волнами, запаздывает на
четверть цикла по отношению к напряжению, индуцированному в проводнике 17.
Поскольку поле переизлучалось от проводника
16 По фазе противоположна фазе поля пространственного поля, непосредственно прилегающего к ней, и
поскольку между отражателем и возбудителем имеется расстояние в четверть длины волны, энергия от
перевернутой V-образной антенны 16 индуцирует напряжение в антенне 17, совпадающее по фазе с
напряжением, первоначально индуцированным в последней. Таким образом, возникающие токи взаимно
усиливают друг друга, и прием в этом направлении максимален. Однако волны, приходящие с
противоположного направления, индуцируют в отражателе 16 напряжение, которое на четверть цикла
превышает напряжение, одновременно индуцированное в возбудителе 17. Из-за изменения фазы на 180
градусов вследствие переизлучения и расстояния в четверть длины волны напряжение, индуцированное в
возбудителе 17 энергией от отражателя 16, имеет противоположную фазу по отношению к напряжению на
клеммах перевернутого М'. Один из выводов заземлен через одну обмотку трансформатора 28, который
подключен к системе преобразования, такой как передатчик или приемник. Другой вывод соединен через
согласующее сопротивление 29 с землей с целью получения однонаправленной характеристики.
Плоскость антенны может вращаться вокруг опорной башни 30 в любом направлении, при этом проводники
антенны удерживаются в одной плоскости с помощью соответствующих оттяжек, как показано на рисунке.
Собственно антенна функционирует так же, как показано на рис. 5, и, кроме того, является однонаправленной
и регулируется для достижения оптимальной плоскости передачи или приема. На рисунках показано
оптимальное положение для приема волн, распространяющихся в направлении, указанном стрелкой 31.
На рис. 10 показана схема регулировки или изменения наклона антенны до оптимального угла для передачи
или приема волн любой заданной длины в определенных пределах. Обозначение 32 представляет собой
горизонтальную направляющую, надлежащим образом закрепленную и по которой может перемещаться
проводник или элемент 33 антенны 34 типа «перевернутая буква V».
Антенна поддерживается шкивом 35, который, в свою очередь, поддерживается столбом или башней 36 и
соединен с противовесом 37, так что когда проводник перемещается из положения, показанного сплошной
линией, в положение, показанное пунктирной линией, комбинация шкива и противовеса обеспечивает
поддержание одинаковой длины каждого элемента антенны 34 и равного угла наклона каждого элемента
другому. Антенна соединена с землей через трансформатор 38, который подключен к приемнику для приема
волн в направлении, указанном стрелкой 39. Разумеется, в этой системе вместо приемника можно
использовать передатчик. Если каждая сторона перевернутой буквы V имеет длину в несколько длин волн, то
вершина буквы V перемещается на сравнительно небольшое расстояние, как это будет видно из
приведенного ниже описания кривой на рис.
13. Схема, показанная на рис. 10, безусловно, может быть объединена со схемой, показанной на рис. 9, так
что можно будет построить антенную систему, которая будет регулироваться под разными оптимальными
углами и одновременно сможет поворачиваться в любом желаемом направлении для достижения
максимальной направленности. Такая система особенно хорошо подошла бы для использования на судах и
самолетах, а также в местах, где нецелесообразно строить антенну, подобную показанной на рисунках.
11 и 12, которые будут описаны.
На фиг. 11 и 12 показаны, соответственно, антенная решетка, расположенная «торцевым» и «боковым»
способом, состоящая из перевернутых V-образных антенных блоков согласно изобретению. Схематически на
фиг. 11 показана антенная решетка и система передачи с торцевым расположением, включающая
возбудитель 40 и отражатель 41, каждый из которых 70, в свою очередь, состоит из четырех перевернутых
V-образных секций, выполненных в соответствии с изобретением и электрически соединенных друг с другом,
как показано на рисунке. На практике можно использовать любое количество разделов, при этом число 75,
показанное на иллюстрации, выбрано произвольно. Возбудитель и отражатель расположены в одной
вертикальной плоскости друг с другом и с удаленной взаимодействующей станцией, причем каждая секция
отражателя находится на расстоянии четверти длины волны дальше от удаленной станции, чем
соответствующая ей секция возбудителя.
Возбудитель соединен проводящим образом через трансформатор 42 с землей и индуктивно связан с линией
передачи 43 с устройством преобразования. Отражатель заземлен через импеданс, состоящий из катушки 44
и конденсатора 45. Стрелка 46 указывает направление волны. — Система, показанная на рис. 11, особенно
подходит для использования в тех случаях, когда соображения, касающиеся занимаемого пространства, не
имеют первостепенного значения. Она обладает очень четкой однонаправленной характеристикой 95,
которую можно значительно улучшить путем правильного выбора количества секций или антенны в форме
перевернутой буквы V.
На рис. 12 схематически показана в перспективе конфигурация антенны, направленной перпендикулярно
плоскости антенны. Он включает в себя ряд возбудителей 47, состоящий из перевернутых V-образных секций,
таких как 48, все вершины которых находятся в плоскости, перпендикулярной направлению распространения
волны, обозначенному стрелкой 49. 105 Участки расположены на таком расстоянии друг от друга, которое при
заданном количестве участков обеспечит наиболее выраженную однонаправленную характеристику. В той же
плоскости, где каждая секция возбудителя 110 расположена на расстоянии четверти длины волны от
удаленной станции, находится еще одна секция в форме перевернутой буквы V, например, 50.
Эти секции образуют ряд 51, который включает в себя отражатель. Как возбудитель, так и отражатель могут
состоять из любого количества секций и не предназначены для ограничения числом, указанным на чертеже.
Система передачи, показанная на рис. 12, спроектирована таким образом, что ток, протекающий от каждой из
секций возбудителя к обмотке 52 трансформатора 53, проходит расстояние, равное расстоянию, пройденному
токами, протекающими от остальных секций возбудителя. Аналогично, в показанной системе передачи
данных Trans---125, связанной с отражающими секциями, ток, протекающий от каждой отражающей секции к
земле через оконечный импеданс, состоящий из катушки 54 и конденсатора 55, проходит через относительно
широкий частотный диапазон. Кроме того, из сравнения двух кривых видно, что антенна, наклоненная для
максимальной горизонтальной направленности, может быть легко адаптирована для минимальной
горизонтальной направленности из-за небольшой разницы между оптимальными углами для максимальной и
минимальной направленности для антенны заданной длины.
На рис. 14 по оси ординат указана вертикальная высота в длинах волн, а по оси абсцисс — рассчитанная
горизонтальная проекция в длинах волн. Пунктирная линия показывает оптимальную длину антенны w для 80
длин волн, а длинная горизонтальная стрелка указывает направление волны данной длины волны.
По кривым на рис. 14 легко определить горизонтальную и вертикальную проекции антенны 85, наклоненной
под различными оптимальными углами. Эта кривая также иллюстрирует иным образом тот факт, что для
каждой антенны длиной более пяти длин волн разница в различных оптимальных углах 90 градусов невелика,
и что антенна длиной в несколько длин волн, наклоненная в соответствии с изобретением, превосходно
подходит для использования на нескольких различных частотах. 95 На рис. 15 по оси ординат показано
усиление в децибелах при оптимальном наклоне вертикальной полуволновой антенны, а по оси абсцисс
указана длина отдельного элемента в длинах волн. Кривая C соответствует перевернутой букве V с
отражателем, кривая D — перевернутой букве V, кривая E — одиночному наклонному проводу.
По графикам на рис. 15 можно определить коэффициент усиления, достигаемый при использовании одной
наклонной проволоки, перевернутой V-образной антенны длиной 105° и двойной перевернутой V-образной
антенны различной длины по сравнению со стандартной полуволновой вертикальной антенной. Как
указывалось ранее, часть полученного усиления обусловлена увеличенной длиной наклонной антенны по
сравнению с вертикальной полуволновой антенной, а часть – снижением сопротивления излучения антенны
за счет более резкой направленности. Кривые для различных типов массивов, изображенных на рис. 11 и 12,
на рисунке не показаны.
Достаточно сказать, что такие массивы, очевидно, обладают большим коэффициентом усиления по
сравнению со стандартными массивами, коэффициент усиления которых показан на рис. 15.
Хотя изобретение было описано в связи с некоторыми конкретными 125 вариантами осуществления, ясно, что
изобретение может быть успешно применено во многих других вариантах осуществления, и оно не
предназначено для ограничения изобретения только теми, которые были проиллюстрированы.
Например, массивы, состоящие из одного элемента, расстояние между которыми равно расстоянию,
пройденному током, протекающим от других секций отражателя. Таким образом, система передачи не влияет
на фазовое соотношение a между токами различных участков. Обмотка 56 трансформатора 53 подключена к
приемнику.
Принцип работы системы, показанной на рис. 11 и 12, аналогичен принципу работы хорошо известных
антенных решеток, расположенных соответственно торцом и перпендикулярно плоскости решетки. При
использовании торцевой системы в целях приема энергия, поглощенная в каждой секции, последовательно
объединяется с энергией, поглощенной в других секциях, а некоторые секции служат линией передачи
энергии, поглощенной в других секциях. Когда антенная решетка, показанная на рис. 12, используется в
качестве приемной, соответствующие элементы одновременно активируются входящей волной, и сечения в
некотором смысле параллельны друг другу. Более подробное описание систем с торцевым и боковым
расположением можно найти в технической спецификации № 272,117, поданной заявителем.
10 января 1927 г. и патент №.
307,446 Заявка подана 7 декабря 1927 года.
В обеих системах результирующий вектор для каждого участка, эффективного на трансформаторе, имеет то
же направление, что и другие участки. Обе системы, разумеется, могут использоваться для передачи данных
с одинаковой степенью успеха.
На рис. 13 показаны две кривые, одна из которых (кривая А) служит средством определения наклона
относительно вертикали в вертикальной плоскости, включая удаленную станцию, для различных длин
линейной антенны при условии максимальной горизонтальной направленности, а другая (кривая В)
аналогичным образом определяет наклон при минимальной горизонтальной направленности. По оси ординат
показан угол наклона проволоки относительно вертикали (0), а по оси абсцисс — длина w в длинах волн для
одной проволоки. Обе кривые обладают относительно пологим характером для длин волн свыше пяти длин
волн.
Анализ кривой максимальной горизонтальной направленности показывает, что угол наклона антенны длиной
в пять длин волн составляет приблизительно 64°, а антенны длиной в десять длин волн — приблизительно
72°. Из-за этой небольшой разницы, составляющей приблизительно 80 градусов, становится очевидно, что
антенна длиной в пять длин волн, наклоненная под средним из вышеуказанных оптимальных углов, то есть на
68 градусов, в сторону входящей волны, будет пригодна для использования в диапазоне частот, в котором
высокая частота вдвое превышает низкую.
Таким образом, эти кривые раскрывают одну из важных особенностей изобретения, а именно, что наклонная
антенна особенно хорошо подходит для использования над наклонными проводниками, как показано на рис.
3, и могут быть успешно использованы системы с двойной перевернутой V-образной антенной, включающие
множество перевернутых V-образных антенн, расположенных в разных плоскостях, с наложенными друг на
друга вершинами или концами.
Подробно описав и определив природу нашего изобретения и способ его осуществления, мы заявляем, что
то, что мы
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_353518.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=353518&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB353518A
[]
[Второе издание.] ]
СПЕЦИФИКАЦИЯ ПАТЕНТА
Дата проведения конвенции (США). Янв. 18, 1930.
353,518 Дата подачи заявки (в Соединенном Королевстве)! 25 апреля 1930 года. № 12,850 /30.
Завершено. 27 июля 1931 года.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Изоляционные материалы.
WXe, BLE5CTICAL RESEIRCWJi PFRODUCTS lnc.a, 195, Бродвей, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, Соединенные
Штаты Америки, корпорация, организованная в соответствии с законами штата Делавэр, Соединенные Штаты
Америки, правопреемники ARCTUE REED KEAIP, 170, Лексингтон-авеню, Вествуд, округ Берген, Нью-Джерси,
Соединенные Штаты Америки, и 1]0 JoiwT HIAROLD IxGMA2TsoN, 64, Парк-авеню, Блунифилд, округ Эссекс,
Нью-Джерси
Йешев, Соединенные Штаты Америки, граждане Соединенных Штатов Америки, настоящим заявляют о
характере данного изобретения и о способе его осуществления, которые будут подробно описаны и
установлены в следующем заявлении: Настоящее изобретение относится к изоляционным композициям,
особенно полезным для подводных сигнальных кабелей.
Цель состоит в улучшении свойств таких изоляционных композиций в отношении их коэффициента утечки и
диэлектрической постоянной, а также в улучшении их механических свойств.
Известны изоляционные композиции, состоящие из различных пропорций гуттаперчи и/или балаты,
обезмолоченных или нет, депротеинизированного каучука и монтанового воска или смолы, которые могут
быть очищены.
Было установлено, что такие составы удовлетворительно подходят для изоляции подводных кабелей с точки
зрения их механических свойств, таких как текучесть при низких температурах, эластичность,
экструдируемость и долговечность.
Однако присутствие монтанового воска или смолы, как правило, увеличивает диэлектрическую постоянную и
утечку материала, особенно последнюю. С другой стороны, исключение монтанового воска или смолы
приводит к тому, что механические свойства композиции оказываются не столь удовлетворительными, как при
наличии каждого из этих ингредиентов.
В соответствии с настоящим изобретением, композиции из балаты и/или гуттаперчи, предпочтительно
полностью или частично обезмолоченные, а для каучука предпочтительно депротеинизированные в
соответствии с описанием в британской спецификации 307,966, поданной 15 декабря 1927 года, или иным
образом, смешиваются с 1% до 20% углеводородного воска, продаваемого на рынке под зарегистрированным
товарным знаком «Superla», далее именуемого «Supera Wax». Этот воск представляет собой твердый
парафиновый углеводородный воск, получаемый из нефти, с температурой плавления от 71 до 77 °C. Также
подходит ряд материалов с несколько более высокими и несколько более низкими температурами плавления.
В данном документе приводится ссылка на патент США № 1 735 555, выданный Вендтом и Бантой 12 ноября
1929 года, для более подробного описания таких восков и способа их получения.
Упомянутые ранее воски являются предпочтительными, но воски, известные как озокерит и церезин, а также
парафины с высокой температурой плавления, могут быть использованы в качестве заменителей, частично
или полностью, вместо других восков. В соответствии с одной из особенностей настоящего изобретения, доля
воскового компонента поддерживается относительно низкой.
Для обеспечения хороших механических свойств желательно поддерживать низкое содержание воска,
особенно для изоляции глубоководных подводных кабелей, и хотя 20% упоминается как верхний предел,
было установлено, что 10% является подходящим соотношением.
Типичными примерами удачных композиций являются следующие:
A B C Обезмолоченная балата 47,5% 45% 50% 85 Обезпротеинизированная резина 47,5% 45% 40% Воск
Superla 5% 10% 10% Эти изоляционные композиции могут быть удовлетворительно экструдированы,
достаточно прочны, не слишком хрупки при низких температурах, имеют более низкие диэлектрические
постоянные и более низкие значения утечки при 0. Содержание углерода составляет 425 кг на кв. см, что
примерно в три раза меньше, чем в аналогичных составах, содержащих производные лигнита вместо 95%
углеводородного воска.
Например, состав C имеет диэлектрическую постоянную (K) равную 2,6 и отношение тока утечки к емкости
(коэффициент утечки GC) на реальных жилах кабеля от 12 до 16. 100 Величина G измеряется в
микросименсах на единицу длины керна, а величина C — в микрофарадах на ту же длину. Эти измерения
проводились с частотой 2000 циклов в секунду, температурой 2°C и давлением 425 кг/см². 105 При
приготовлении такой композиции каучук подвергается депротеинизации и обрабатывается в соответствии с
методом, описанным в британской спецификации 307966. Необработанную балату промывают обычным
способом, удаляют избыток влаги, сушат и раскатывают. Затем смолы извлекаются из листового материала с
помощью низкокипящего нафты, избыток нафты удаляется, а каучук и балата тщательно перемешиваются и
промываются вместе. Избыточная влага удаляется путем жевания при подходящей температуре, в течение
которой происходит впитывание воска.
Основные углеводороды гуттаперчи и балаты идентичны и называются гуттауглеводородами.
- Используемый в соединениях гуттагидрокарбон может быть получен полностью из балаты, полностью из
гуттаперчи или частично из того и другого. Использование резинового компонента необязательно.
Приведенные примеры и описания способов получения являются иллюстративными и могут значительно
варьироваться в рамках изобретения, как это определено в пунктах формулы изобретения.
Подробно описав и определив природу нашего изобретения и способ его осуществления, мы заявляем, что
нам известно о британской патентной заявке № 322208, и мы не претендуем ни на какие раскрытые в ней
права, кроме тех, которые мы...
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_353519.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=353519&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB353519A
[]
[Второе издание.] ]
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Дата проведения конвенции (США). Февраль. 3, 1930. джта. о.
Дата подачи заявления (в Соединенном Королевстве): 25 апреля 1930 года. № 12,851 130.
Окончательная версия принята к публикации: 27 июля 1931 года.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования в области электроизоляционных материалов, содержащих гуттаперчу или балату, или
относящиеся к ним.
Мы, компания ELECTRICAL RESEARCH PRODUCTS Isc., 195, Бродвей, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк,
Соединенные Штаты Америки, корпорация, учрежденная в соответствии с законами штата Делавэр,
Соединенные Штаты Америки, правопреемники ARCHIE REED KEMP, 170, Лексингтон-авеню, Вествуд, округ
Берген, Нью-Джерси, Соединенные Штаты Америки, и Joiix. Гарольд Ингмансон, 64 года, Парк-авеню,
Блумфилд, округ Эссекс, Нью-Йорк
Жители Джерси, Соединенных Штатов Америки, настоящим заявляют, что характер данного изобретения и
способ его осуществления будут подробно описаны и установлены в следующем заявлении:
Данное изобретение относится к изоляционным материалам из гуттаперчи и к способам производства таких
материалов, и в частности к усовершенствованию материалов такого рода для использования в длинных
глубоководных кабелях, специально разработанных для более высоких частот, чем обычные частоты
передачи сигналов кабельного телеграфа.
В целях настоящего описания и прилагаемых к нему пунктов формулы изобретения термин «гуттаперча»
включает в себя различные сорта балаты.
К механическим свойствам, которые в современной практике требуются от компаунда, составляющего
основной изоляционный слой в глубоководных кабелях, относятся термопластичность, способность к
равномерной экструзии вокруг проводника при обычной температуре экструзии, ограниченная текучесть при
комнатной температуре и температуре морского дна, прочность и гибкость при комнатной температуре и т. д.
Механические свойства составляющих веществ изоляционного компаунда, разумеется, могут несколько
отличаться от этих стандартов, поскольку эти вещества обычно выбираются с учетом их способности
дополнять друг друга в этом отношении.
Важной электрической характеристикой изоляционного материала является коэффициент утечки G C,
который представляет собой отношение утечки к емкости образца. Этот фактор приобретает всё большее
значение по мере увеличения частоты приложенного тока, и его следует поддерживать на низком уровне в
условиях морского дна, чтобы обеспечить низкое затухание сигналов на длинном кабеле. 55 Ранее было
известно, что гуттаперчу, а следовательно, и балату, можно улучшить электрическими свойствами путем
удаления из нее смол. Таким образом, был сделан вывод, что сами смолы обладают менее
удовлетворительными электрическими свойствами, чем гуттагидроуглерод.
Ранее были разделены смолы гуттаперчи, в том числе балаты, и определены некоторые их физические и
химические характеристики.
Было установлено, что они делятся на две основные группы, называемые флуавил и альбан (иногда пишется
как альбан). Альбановая фракция обычно представляет собой белый кристаллический материал и может
быть дополнительно разделена на ряд фракций с различными температурами плавления. Оно растворимо в
горячем спирте и петролейном нафте, но практически нерастворимо в холодном спирте. Фракция 75
флуавила представляет собой желтый продукт, плавящийся при низких температурах и растворимый в
холодном спирте, например, в алифатическом спирте, таком как метанол, этанол, пропиловый спирт или
ацетон, или метилэтилкетон 80, или в смеси этих спиртов, а также в нефтяной нафте.
В ходе исследования, проведенного с целью определения способов улучшения свойств гуттаперчи, и в
частности балаты, для использования в качестве изоляции глубоководных кабелей, мы обнаружили, что
менее удовлетворительные электрические свойства могут быть обусловлены, в частности, смолами,
входящими в группу флуавила, или некоторыми компонентами, содержащимися в флуавиле или тесно
связанными с ним, в то время как смолы группы альбана показали более удовлетворительные электрические
характеристики. 95 Мы обнаружили, что флуавиль можно отделить от альбана путем растворения, например,
в некоторых спиртах алифатического ряда при обычной комнатной температуре. 100 В соответствии с
изобретением, все смолы практически полностью отделяются от гутта-углеводорода путем экстракции; затем
флуавиль извлекается из всей смолы, а остаток альбана 105 возвращается в состав гутта-углеводорода.
«В соответствии с другими методами, смолы могут быть взяты из других гуттаперчевых материалов для
замены общего содержания смолы в улучшаемом гуттаперчевом материале или для замены большей или
меньшей части содержания смолы, которая уже была или будет впоследствии удалена из гуттаперчевого
материала.» Кроме того, для этих целей в гуттаперчу могут быть включены инородные альбаны, полученные
из других материалов Есинулса, таких как чикле.
ОБРАЗЕЦ А.
В одном конкретном случае, количество древесины балаты среднего качества (15 штук) было тщательно
промыто в теплой воде для удаления грязи, высушено в измельчителе и сформировано в лист толщиной
около половины миллиметра. Полученный продукт имел следующие характеристики: содержание влаги -
0,92% по весу, содержание смолы - 51,5%. Электрические испытания при 0 днях дали следующие результаты:
приложенное сопротивление утечки, диэлектрическая проницаемость, частотный коэффициент. Постоянный.
f C'/CO K.
1000.э/с 107 3,13 2000,, 241 3,11 2000,, 398 3,09 1CO00,, 1815 3,03 ОБРАЗЕЦ Б3.
Образец А подвергли двум последовательным экстракциям продолжительностью по 24 часа каждая в
петролейном нафте при температуре 10 °C; петролейный нафта аккуратно удалили, продукт промыли горячей
водой и высушили в измельчителе. Было установлено, что он имеет следующие характеристики: содержание
влаги - 134% по весу, содержание смолы - 4,10%.
Электрические испытания при 0 Гс дали следующие данные: f GQC K 1000 c/s 39 2.75 3000,, 112 2.74 100,, 360
2.72 ОБРАЗЕЦ C.
Цельную смолу, извлеченную из балаты, подвергли электрическим испытаниям при температуре 0°C.
и предоставил следующие данные: f G 4/C K 1000 c/s 53.9 3.26 2000,, 150.5 3.25 3000,, 367 3.24 10000,, 2540
3.17 ОБРАЗЕЦ D.
Соседние файлы в папке патенты