Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_11759
.pdf
воротник, который может свободно вращаться 9 секунд. Движение воротника может быть ограничено и
перемещаться в продольном направлении, и он входит в зацепление с направляющей, так что храповое
колесо перемещается на два или более зубьев за счет движения, что путем перемещения этого воротника в
продольном направлении необходимое продольное движение передается на скользящий воротник. Для
управления перемещением этого внешнего воротника можно использовать любой из обычных способов,
чтобы колесо могло вращаться на заданное количество зубьев относительно корпуса.
Вместо того чтобы храповое колесо и регулировочный механизм устанавливались внутри корпуса, они могут
быть установлены на трубчатом приводном валу, соединенном с корпусом, где приводной вал соединен с
карданным шарниром. Аналогичное решение применяется к регулировочному механизму: вместо того, чтобы
весь регулировочный механизм находился внутри отверстия корпуса или приводного вала, я предпочитаю,
особенно когда регулировочный механизм расположен на приводном валу, сделать храповое колесо
значительно больше приводного вала и расширить приводной вал в точке его установки, а также обрезать вал
в одном или нескольких местах так, чтобы храповое колесо выступало оттуда. В этом случае скользящая
втулка 25 устанавливается на быстросъемном винте или его эквиваленте снаружи приводного вала, и
внешняя втулка воздействует непосредственно на нее. Это имеет то преимущество, что предварительные
регулировки вручную легко выполнить.
Следует понимать, что изобретение может быть применено к любой форме шлифовального станка, в котором
расширение осуществляется вращением стержня относительно корпуса. Хотя это и желательно, но не
обязательно, чтобы регулировочное кольцо вращалось относительно корпуса.
Такое решение имеет дополнительное преимущество, заключающееся в том, что оно обеспечивает надежный
способ предотвращения провисания регулировочного механизма из-за вибрации.
Датировано 1 июля 1932 года.
Озеро Эрнест.
ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
№ 20; 865, 1932 г.
Усовершенствования, связанные с шлифовальными машинами Cjyrinder и подобными устройствами.
Я, Ан Ре Джи Эхи Эст Л-Ан, проживающий по адресу: 113, Длфи Тхб В к'оад, Бишопс-стрит, графство
Хартфордшир, Англия, настоящим заявляю, что сущность данного изобретения заключается в следующем:
данное изобретение относится к шлифовальным станкам для цилиндров и подобным устройствам, в которых
множество абразивных элементов выдвигаются из центрального вращающегося корпуса для контакта со
стенками шлифуемого цилиндра. Целью является предоставление усовершенствованного метода
выдвижения абразивных элементов.
Изобретение заключается в предоставлении усовершенствованного средства, с помощью которого
абразивные элементы могут расширяться на заданную величину во время вращения корпуса. В
шлифовальном станке, в котором регулировка осуществляется продольным перемещением конуса или
конусов, которое достигается вращением винта или гайки, я предлагаю колесо с зубьями храпового
механизма, которое функционально соединено с указанным винтом или гайкой.
Зацепление с зубьями храпового механизма осуществляется с помощью собачки или эквивалентного ей
механизма, которому может быть передано необходимое движение для вращения храпового колеса путем
вращения кольца относительно корпуса. Это движение может быть передано путем замедления вращения
кольца с помощью пружины, которая возвращает указанное кольцо в его предыдущее положение
относительно корпуса, или путем замедления вращения кольца с помощью пружины, которая приводит
собачку в зацепление с другим зубом на храповом колесе, и пружина передает движение храповому колесу.
80. Шлифовальная машина согласно моему настоящему изобретению может состоять из корпуса, имеющего
центральный винтовой стержень, вращение которого передает продольное движение конусам, которые, в
свою очередь, передают поперечное движение абразивным элементам. Этот стержень снабжен некруглой
частью, с помощью которой он может вращаться. В отверстии корпуса установлено колесо, которое может
свободно вращаться внутри корпуса, но защищено от продольного движения. Это колесо имеет некруглое
отверстие, соответствующее некруглой части. Часть на привинченном стержне снабжена зубьями храпового
механизма по всей окружности. Корпус 95, окружающий это храповое колесо, имеет круглую форму, за
исключением того, что в нем вырезан зазор или паз, достаточно большой, чтобы вместить собачку и
позволить ей перемещаться немного больше, чем достаточно для зацепления с любым из двух зубьев j 00
храпового колеса. Эта собачка закреплена на кольце, которое окружает корпус.
Предусмотрена винтовая пружина, закрепленная одним концом к корпусу, а другим — к кольцу, которое
удерживает кольцо в таком положении, что собачка перемещается настолько, насколько позволяет паз в
корпусе, в направлении вращения корпуса. Поскольку собачка в этом положении будет зацепляться с зубом,
во время вращения корпуса храповое колесо будет перемещаться на 6 Н. Приводной вал соединен с
шарнирным соединением относительно корпуса. Аналогичное устройство используется вместо храпового
колеса и механизма регулировки, установленного в корпусе. Они могут быть установлены в трубчатом
приводе. Дата: 23 июля 1932 г.
Большой вал, соединенный с корпусом. Где находится полный комплект технических характеристик ERNEST
LAKEL.
Улучшения, связанные с цилиндрическими буровыми установками и тому подобным.
Я, Артур Эрнест Лиа, проживающий по адресу: 113, Данмоу Роуд, Бишопс-Стортфорд, графство Иллинойс,
Англия, настоящим заявляю о характере данного изобретения и о способе его осуществления, которые будут
подробно описаны и установлены в следующем заявлении: Данное изобретение относится к шлифовальным
станкам для цилиндров и подобным устройствам, в которых множество абразивных элементов закреплены на
центральном вращающемся корпусе и расширяются из него во время вращения шлифовального станка для
контакта со стенками шлифуемых цилиндров, при этом целью является обеспечение усовершенствованного
метода расширения абразивных элементов.
Изобретение заключается в обеспечении усовершенствованного способа расширения абразивных элементов
на заданную величину во время вращения корпуса, при этом расширение осуществляется рядом движений
детали, установленной на шлифовальном станке или на его приводном валу, каждое движение которой
расширяет абразивные элементы на заданную величину. Регулировка может производиться продольным
перемещением кольца на корпусе шлифовального станка, при этом кольцо возвращается под действием
пружины в свое предыдущее положение, или, в качестве альтернативы, регулировка может производиться
путем замедления вращения кольца на определенную величину относительно корпуса шлифовального
станка, при этом предусмотрена пружина или ее эквивалент для возврата кольца в его предыдущее
положение относительно корпуса.
В шлифовальном станке, в котором регулировка абразивных элементов осуществляется продольным
перемещением конуса или конусов, которое достигается вращением винта или гайки, я предусматриваю
колесо с зубьями храпового механизма, которое функционально соединено с указанным винтом или гайкой,
или которое может фактически являться частью указанного винта или гайки. Взаимодействуя с этими зубьями
храпового механизма, находится собачка или эквивалентное ей устройство, которому может быть передано
необходимое движение для вращения колеса храпового механизма посредством продольного перемещения
кольца на корпусе шлифовального станка. Таким образом, этим продольным движением колесо храпового
механизма вращается на один зуб, или, альтернативно, движение для вращения колеса храпового механизма
может быть передано путем замедления вращения кольца, функционально соединенного с собачкой,
достаточно для вращения колеса храпового механизма на один зуб. Шаг зубьев храпового механизма
расположен таким образом, что это движение обеспечивает желаемое расширение абразивных элементов.
Движение муфты можно регулировать таким образом, чтобы храповое колесо перемещалось на два или
более зуба за счет движения муфты 16. Вместо того чтобы устанавливать этот регулировочный механизм на
корпусе, его можно установить на приводном элементе, который приводит корпус в движение через
карданный шарнир.
Шлифовальная машина согласно моему настоящему изобретению может состоять из корпуса, имеющего
центральный винтовой стержень, вращение которого передает вращательное движение конусам, которые, в
свою очередь, передают радиальное движение абразивным элементам; Этот стержень снабжен некруглым
участком, за который он может вращаться. В отверстии корпуса установлено колесо, которое может свободно
вращаться внутри корпуса, но не может перемещаться в продольном направлении. Это колесо имеет
некруглое отверстие, соответствующее некруглому участку на привинчиваемом стержне, и снабжено зубьями
храпового механизма на своей нижней поверхности. Ниже этих зубьев в отверстии корпуса находится
скользящая втулка, и в стенке корпуса прорезаны два или более паза, через которые проходит
соответствующее количество штифтов, которые входят в зацепление с указанной втулкой. Эти пазы
прорезаны под углом или по спирали, тем самым придавая втулке вращательное движение относительно
корпуса при продольном перемещении втулки. Между этой скользящей втулкой и зубьями храпового
механизма на колесе находится храповая втулка, имеющая один или несколько зубьев храпового механизма,
подходящих для зацепления с зубьями колеса. Эта храповая втулка не вращается относительно скользящей
втулки и удерживается на таком расстоянии от нее, что она зацепляется с зубьями храпового колеса
посредством пружины. Следует понимать, что пазы в корпусе вырезаны под таким углом, что заданное
конечное перемещение ползунка 5 обеспечивает необходимое вращательное движение храпового кольца для
поворота храпового колеса на заданное расстояние.
С внешней стороны корпуса, имеющего в этой части округлую форму, установлен наружный воротник,
который может свободно вращаться и перемещаться в продольном направлении и который входит в
зацепление со штифтами, соединенными со скользящим воротником, так что при продольном перемещении
этого воротника скользящему воротнику обеспечивается необходимое продольное перемещение. Для
управления перемещением этого наружного воротника можно использовать любой из обычных способов,
позволяющий колесу вращаться на заданное количество зубьев относительно корпуса.
В качестве альтернативы, собачка крепится на кольце, которое окружает корпус и воздействует на храповое
колесо через паз в корпусе; в этом случае зубья храпового колеса предпочтительно расположены по
окружности храпового колеса. Предусмотрена спиральная пружина, закрепленная одним концом на корпусе, а
другим — на кольце, которая удерживает кольцо в таком положении, что собачка перемещается настолько,
насколько позволяет паз в корпусе, в направлении вращения корпуса. Поскольку собачка в этом положении
входит в зацепление с зубом храпового колеса, то, замедляя вращение кольца во время вращения корпуса,
храповое колесо будет перемещено на один зуб относительно корпуса.
Вместо того чтобы храповое колесо и регулировочный механизм были установлены внутри корпуса, они могут
быть установлены на трубчатом приводном валу, соединенном с корпусом, причем приводной вал соединен с
корпусом карданным шарниром, а карданный шарнир также предусмотрен в центральном резьбовом стержне.
Вместо того чтобы отверстие регулировочного механизма находилось внутри отверстия корпуса или
приводного вала, я предпочитаю, особенно когда регулировочный механизм находится на приводном валу,
сделать храповое колесо значительно больше приводного вала и расширить приводной вал в точке его
установки, а также обрезать вал в одном или нескольких местах так, чтобы храповое колесо выступало из
него. В этом случае скользящая втулка устанавливается на быстросъемном винте или его эквиваленте
снаружи приводного вала и несет подпружиненные штифты, концы которых действуют как собачки в храповом
колесе, а внешняя втулка воздействует непосредственно на него. Это имеет то преимущество, что
предварительная регулировка вручную легко производится, поскольку штифты легко извлекаются из
зацепления с храповым колесом, а храповое колесо может вращаться большим и указательным пальцами.
Следует понимать, что изобретение может быть применено к любой форме шлифовального станка, в котором
расширение осуществляется вращением стержня относительно корпуса. Хотя это и желательно,
регулировочная втулка не обязательно должна вращаться относительно корпуса.
Для того чтобы мое изобретение было лучше понято и его было легче воплотить в жизнь, я перейду к
описанию трех конструктивных форм этого изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых: 75.
На рисунке 1 представлен поперечный разрез шлифовального станка, изготовленного в соответствии с моим
изобретением.
На рисунке 2 представлен фрагмент корпуса в разрезе, демонстрирующий один из наклонных пазов.
На рисунке 3 представлен поперечный разрез 8-го раздвижного механизма, установленного на приводном
валу по линии XXX на плане рисунка 5.
На рисунке 4 показан вид сверху на верхний конец ведущего вала и храпового механизма 85, а также колесо с
косым пазом.
На рисунке 5 представлен план шлифовального станка, показанного на рисунке 3, в направлении стрелки Z.
На рисунке 6 представлен план альтернативного способа изготовления измельчителя.
На рисунке 7 представлен поперечный разрез того же шлифовального станка по линии YYY на рисунке 6.
Рисунок 8 представляет собой разрез линии WW на рисунке 7.
На рисунке 9 представлен вид сбоку шлифовального станка № 95, показанного на рисунке 7.
В шлифовальном станке, показанном на рисунках 1 и 2, A представляет собой корпус, в котором размещен
центральный винтовой стержень B, вращение которого 100 передает продольное движение конусам Cl, C2,
которые передают радиальное движение абразивным элементам C3 C3 посредством обычного механизма,
как показано на рисунке. Bl представляет собой квадратную часть стержня B, скользящую в соответствующем
отверстии 105 в храповом колесе D, которое вращательно установлено в корпусе A. E представляет собой
воротник, имеющий зубья, подходящие для зацепления с зубьями храпового колеса D, и имеющий два
штифта El E2 110, которые скользят в воротнике F, при этом пружины G-1 G2 действуют между воротниками E
и F и удерживают зубья E в зацеплении с зубьями D. Воротник F скользящим образом установлен в корпусе A
и 115 оперативно соединен с воротником IT штифтами 111 H2. Воротник H1 скользящим образом установлен
на корпусе A. Штифты 11 112 проходит через наклонные пазы Al A 2 в корпусе J и представляет собой
скользящий и вращающийся воротник 120, надежно установленный на корпусе A, с помощью которого можно
поднимать воротник H. Видно, что при подъеме воротника J воротник H будет подниматься и одновременно
вращаться относительно корпуса A j 25 благодаря штифтам 131 R 2, движущимся в наклонных пазах Al A 2,
тем самым передавая вращательное движение храповому колесу D через воротники E и F.
На рисунках a, 4 и 5 показана регулировка 130 кольца F и удлинителя F1, при этом штифт F3 удерживается
прижатым к хомуту A5 BY 65, замедляя вращение кольца F, и оно вращается относительно трубчатого
приводного вала против пружин MI M2 до тех пор, пока штифт F2 не упрется в хомут A5. Положение штифта
F2 организовано таким образом, что собачки перемещают храповое колесо на один зуб во время такого
перемещения кольца F. Когда кольцо F ослабевает, пружины возвращают собачки в зацепление со
следующим зубом храпового колеса. На рисунке видно, что предусмотрен шлифовальный станок, в котором
множество абразивных элементов выдвигаются из центрального вращающегося корпуса и соприкасаются со
стенками цилиндра, в котором абразивные элементы могут выдвигаться на определенную величину во время
вращения шлифовального станка.
Подробно описав и определив природу моего изобретения 85 и способ его осуществления, я заявляю, что то,
что я
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_403949.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=403949&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB403949A
[]
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Дата подачи заявки: 2 июля 1932 г. № 18779/32.
Фотография слева, 18 мая 1933 года.
Полная версия принята к публикации: 2 января 1934 г.
ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
403,949 Усовершенствования в области направленных антенн или связанные с ними.
Мы, компания MARCONI'S WIRELESS TELEGRAPE COMPANY LIMITED, зарегистрированная в соответствии с
законодательством Великобритании, и Чарльз Сэмюэл Франкслин, подданный Великобритании, оба из
компании Marconi Eouse, Strand, London, WC 2, настоящим заявляем, что данное изобретение имеет
следующий характер:
Данное изобретение относится к направленным антеннам и, в частности, к направленным антеннам,
пригодным для использования на коротких волнах. Целью изобретения является создание относительно
простой системы направленных антенн, позволяющей получить резкую концентрацию энергии в желаемом
направлении с практически полным отсутствием излучения в противоположном направлении.
В предпочтительной конструкции в соответствии с изобретением направление излучения совпадает с
направлением антенны относительно ее торца, то есть в общем направлении, в котором она расположена.
Согласно данному изобретению, антенна, длина которой относительно рабочей длины волны вытянута в
желаемом направлении и состоит из отрезков проводника, расположенных практически по одной прямой
линии и простирающихся в этом направлении, причем указанные отрезки чередуются с отрезками
проводника, образующими угол с указанным направлением, и соединяются последовательно, при этом длины
относительно рабочей длины волны и положение указанных отрезков проводника таковы, что излучение от
тех отрезков, которые находятся под углом к общему направлению вытягивания антенны, суммируется в
одном направлении и практически взаимно компенсируется в противоположном, в то время как любое
излучение от оставшихся отрезков практически компенсируется, так что суммарный излучающий эффект
указанных оставшихся отрезков практически равен нулю. Один из способов осуществления изобретения —
это направленная антенна, предназначенная для обеспечения...
Антенна, предназначенная для концентрированного излучения на одном конце и подходящая для
использования на коротких волнах, имеет общую физическую длину (измеренную в общем направлении ее
распространения) в несколько длин волн, например, четыре длины волн. Антенна питается с одного конца от
соответствующего передатчика и предпочтительно заземлена с другого конца.
lЦена /-l 1 через импеданс, по существу равный волновому импедансу указанной антенны 55. Начиная от
передающего конца антенны, указанная антенна включает в себя часть, простирающуюся под прямым углом к
общему направлению антенны, эта часть имеет длину в четверть длины волны и за которой следует другая
часть под прямым углом к первой части, вторая часть имеет длину в небольшую долю длины волны,
например, 1/20 длины волны. За второй частью следует третья часть, которая параллельна первой и имеет
аналогичную длину, а за ней, в свою очередь, следует четвертая часть, которая простирается в общем
направлении антенны и имеет длину в четверть длины волны за вычетом длины второй части. Пятая часть
антенны параллельна и аналогична первой части; шестая часть соответствует второй части; седьмая часть
(75) соединяется с третьей частью, восьмая часть — с четвертой частью и так далее. Таким образом, видно,
что части № 1, 2 и 3 образуют первую петлю, простирающуюся под прямым углом к общему направлению
воздушного расширения, части № 80.
5, 6 Участки № 7 образуют вторую петлю, участки № 9, 10 и 11 — третью петлю и так далее, причем эти петли
соединены последовательно участками № 4, 8 и 12.
которые расположены на одной прямой и простираются в общем направлении воздушного продолжения.
Кроме того, следует отметить, что каждая петля состоит приблизительно из половины длины волны
проволоки, согнутой на 90 градусов сама в себя, при этом петли расположены на расстоянии примерно в
четверть длины волны друг от друга.
Из анализа токов в различных частях антенны видно, что фазовый сдвиг на 180° происходит между концом
четвертой части и концом седьмой; между концом восьмой и концом одиннадцатой; и так далее, так что
излучение от четвертой, восьмой и других соответствующих частей антенны стремится взаимно
компенсироваться; Однако, поскольку токи в двух половинах любой петли не имеют противоположной фазы,
излучение будет происходить из петель, и будет также видно, что фаза излучения от третьей петли будет на
270° от фазы излучения от второй петли, которая, в свою очередь, будет на 270° от фазы излучения от первой
петли. В результате излучение от петель суммируется в общем направлении антенны от передающего конца
и взаимно компенсируется в противоположном направлении. Соответственно, следует понимать, что
настоящее изобретение обеспечивает сравнительно простую и эффективную однонаправленную антенну,
обеспечивающую высокую степень концентрации и не требующую отражателя. Установлено, что степень
концентрации является функцией длины антенны (измеренной в направлении удлинения) в терминах длины
волны, а также функцией затухания бегущей волны, создаваемой в антенне. Установлено, что для описанной
антенны, имеющей длину, измеренную в направлении удлинения, в четыре раза превышающую длину волны,
и имеющей петли, каждая из которых состоит приблизительно из половины длины волны проволоки, скорость
затухания или затухания таков, что ток на дальнем конце антенны составляет менее 1/10 от тока на
передающем конце. В этих обстоятельствах нет абсолютной необходимости заземлять дальний конец
антенны через сопротивление, равное импульсному сопротивлению указанной антенны, поскольку количество
энергии, остающейся для отражения, довольно мало и не сильно повлияет на полярную кривую. Однако
предпочтительно полностью избежать отражения, и по этой причине описанная схема с импульсным
сопротивлением является предпочтительной. Следует понимать, что в описанной конструкции для получения
описанного результата необходимо, чтобы фаза между точкой подключения передатчика и началом
следующего контура, а также фаза между началом второго контура и началом третьего и так далее
составляла 270°, и было установлено, что для достижения этого фактическая длина провода между
передающим концом и началом второго контура должна быть меньше трех четвертей рабочей длины волны,
поскольку скорость распространения волны вдоль провода меньше скорости света. Таким образом, в то
время как физическое расстояние между началами Длина последовательных витков должна составлять одну
четверть длины волны, а фактическая длина проволоки между этими точками должна составлять три
четверти длины волны; менее 5%.
Добавив половину длины волны провода к четвертой, восьмой, двенадцатой и так далее частям антенны,
сохраняя при этом то же физическое расстояние между концом одной петли и началом следующей,
относительные фазы последовательных петель изменятся на 180°, и, следовательно, направление
концентрации изменится на противоположное, т.е.
Антенна будет излучать в общем направлении 70 градусов относительно своего удлинителя, но в
направлении к передатчику, а не от него.
В тех случаях, когда добавляются такие участки длиной в половину длины волны, расширенные четвертая,
восьмая и двенадцатая (и так далее) части должны быть расположены зигзагообразным образом или любым
другим удобным способом, чтобы предотвратить их излучение.
Если описанную выше конструкцию модифицировать, добавив полный волновой отрезок провода длиной 80 к
общей длине провода в первых четырех участках и полный волновой отрезок к общей длине во вторых
четырех участках и так далее, сохраняя при этом физическое расстояние между началом 85 первого участка и
концом четвертого, началом пятого и концом восьмого и так далее, на одной четверти рабочей длины волны,
то снова будет получено концентрированное излучение в общем направлении распространения и вдали от
передающего конца.
Однако добавление одной длины волны проволоки к каждой группе из четырех последовательных участков
имеет то преимущество, что по мере увеличения длины каждой петли можно получить более сильное
излучение на петлю, если это необходимо. Однако есть и недостаток: уменьшение вдоль проволоки будет
больше, а полезная эффективная длина антенны (измеренная в общем направлении распространения)
уменьшится, так что концентрация излучения будет не такой высокой.
При желании петли могут быть расположены под углом 105 к общему направлению распространения,
отличным от 900, например, в точке G00. В этом случае, соответствующим образом регулируя длину
четвертой, восьмой, двенадцатой частей 110, можно добиться концентрации антенн (и так далее) вдоль
линии, образующей желаемый угол с общим направлением распространения. Этот эффект позволяет
сконструировать антенну таким образом, чтобы она 115 могла легко поддерживаться на одной мачте, и при
желании на одной мачте можно разместить несколько таких однонаправленных антенн.
Изобретение допускает значительные модификации на практике, например, от петель можно отказаться, и
вместо них можно использовать отдельные провода, смежные концы которых соединены проводами,
расположенными любым удобным известным способом таким образом, чтобы они не излучали свет, причем
эти не излучающие провода соединяют провода, заменяющие петли, последовательно.
В соответствии с настоящим изобретением, при желании, для достижения улучшенной концентрации может
быть использовано несколько антенн в комбинации (120 403,949 403,949).
Дата: 2 июля 1932 года.
CARPMAELS & RANSFORD, агенты заявителей, Саутгемптон-Билдингс, 24, Лондон, W.C 2.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования в области направленных антенн или связанные с ними.
Мы, компания MARCONI'S WIRELESS TE Li Gn APH Com:p ANY LIMITSD, зарегистрированная в соответствии
с законодательством Великобритании, и Чарльз Сэмюэл Ф. 1 ABN Ri LI, подданный Великобритании, оба
проживающие по адресу: Marconi House, Strand, London, W C 2, настоящим заявляем о характере данного
изобретения и о том, в каком виде оно должно быть реализовано, что подробно описано и установлено в
следующем заявлении:
Данное изобретение относится к направленным антеннам и, в частности, к направленным антеннам,
пригодным для использования на коротких волнах. Целью изобретения является создание относительно
простой системы направленных антенн, позволяющей получить резкую концентрацию энергии в желаемом
направлении с практически полным отсутствием излучения в противоположном направлении.
В предпочтительной конструкции в соответствии с изобретением направление излучения совпадает с
направлением, перпендикулярным антенне, то есть в общем направлении, в котором простирается антенна.
Согласно данному изобретению, антенна, длина которой относительно рабочей длины волны, выдвигается в
желаемом направлении; и состоит из отрезков проводника, расположенных практически вдоль этой линии,
причем указанные отрезки чередуются и соединяются последовательно с отрезками проводника,
образующими угол с указанной линией; особенность заключается в том, что каждый отрезок проводника,
расположенный практически вдоль линии продолжения, имеет длину, составляющую одну четверть рабочей
длины волны или нечетное множество четвертей длины волны, и соединен со следующим отрезком,
расположенным вдоль указанной линии продолжения, посредством петли, проходящей под углом к указанной
линии, причем указанная петля имеет общую длину (измеренную вдоль проводника) в одну половину длины
волны или нечетное множество полудлин волны и состоит из отрезка проводника, загнутого сам на себя, или
из двух подобных отрезков проводника, соединенных последовательно на своих внешних концах очень малым
или пренебрежимо малым отрезком проводника, причем вся конструкция такова, что излучение от тех
отрезков, которые расположены под углом к общей линии продолжения антенны, суммируется в одном
направлении и практически взаимно компенсируется в противоположном, в то время как суммарное
излучение от оставшихся отрезков равно или приближается к нулю.
Изобретение проиллюстрировано и дополнительно пояснено в связи с 60 прилагаемыми чертежами, на
которых на рисунке 1 схематически показана одна из соответствующих ему конструкций.
На рисунке 1 A, B, C, D, W, X, Y, Z обозначены направленные антенны 65, предназначенные для
концентрированного излучения в эвдл-диапазоне и подходящие для использования на коротких волнах.
Общая физическая длина этой антенны (измеренная по ее общей линии распространения) составляет любое
желаемое количество длин волн 70, например, четыре длины волн.
Антенна питается с одного конца от подходящего передатчика S, который заземлен на одном конце и
соединен с другого конца фидерной линии L. Другой конец фидерной линии L1 соединен с концом A антенны,
а дальний конец Z антенны предпочтительно заземлен, как показано на рисунке, через вторую линию L2,
соединенную последовательно с сопротивлением R, значение которого приблизительно равно импульсному
сопротивлению указанной антенны. Волны будут распространяться вдоль антенны от A до Z, но из-за того, что
указанная антенна оканчивается импедансом, равным ее импульсному сопротивлению, отражения энергии
обратно от Z к A не будет. Начиная от передающего конца антенны (конец A), указанная антенна включает в
себя часть AB, простирающуюся перпендикулярно общей линии натяжения антенны (обозначенной
двусторонней стрелкой), эта часть имеет длину в четверть длины волны и за ней следует другая часть BC,
перпендикулярная первой части, причем вторая часть представляет собой Вторая часть составляет
небольшую долю длины волны, например, 1120-ю часть длины волны. За ней следует третья часть C D,
параллельная первой и имеющая аналогичную длину, а за ней, в свою очередь, следует четвертая часть D E,
которая простирается вдоль общей линии антенны и составляет одну четверть длины волны или меньше
длины второй части, т.е. 105. Длина части D E будет составлять 115-ю часть длины волны, если B C
составляет 1120-ю часть длины волны. Пятая часть E F антенны параллельна и аналогична первой части A B;
шестая часть F G соответствует второй части B C; Седьмая часть G H соединяется с третьей частью C D, а
восьмая часть H I — с четвертой частью 1) X и так далее. Таким образом, видно, что длина A B C D образует
первую петлю, перпендикулярную общей линии воздушного продолжения, длина E F G H образует вторую
петлю, длина I J K L — третью петлю и так далее, причем эти петли соединены последовательно частями IDE,
HI и LW, которые находятся на одной прямой и проходят вдоль общей линии воздушного продолжения.
Кроме того, следует отметить, что каждая петля состоит приблизительно из половины длины волны
проволоки, загнутой сама на себя, при этом петли расположены на расстоянии примерно в четверть длины
волны друг от друга.
Рассмотрим петлю A B C. 1) Фаза тока в точке A примерно на 180° опережает фазу тока в точке D, но
поскольку направление провода C D изменено относительно AB, токи в точках A и D на этом конце петли
практически находятся в фазе. В точке B C токи находятся в противофазе из-за изменения направления
проводов и короткого замыкания соединительного провода B C. Таким образом, каждая петля A B C D, E l G I
и так далее действует как четвертьволновая антенна. Фаза в точке A примерно на 270° опережает фазу в
точке E, так что фаза излучения от последовательных петель A B-C D, E F GC H будет отличаться на 270°.
Следовательно, излучение от петель суммируется в общем направлении ZA и взаимно компенсируется в
противоположном направлении AZ.
Излучение от проводов DE, HI и т. д. будет иметь одинаковые фазовые соотношения и будет складываться в
направлении ZA и компенсироваться в направлении AZ. Однако, поскольку излучение в направлениях этих
проводов равно нулю или практически равно нулю, суммарное излучение от проводов DE, HI и т. д. будет
пренебрежимо малым по сравнению с излучением от петель A, B, C, D, EF-GH и т. д.
Для удобства обозначим размер AB на рисунке 1 как глубину петли, размер BC плюс DE — расстояние между
петлями, а размер BC — ширину петли. Предпочтительно, чтобы проволоки AB и CD были прямыми, так что
если длина, измеренная вдоль проволоки AB, составляет четверть длины волны, то глубина петли физически
равна четверти длины волны. Однако при желании проволоки AB и CD могут быть сложены так, что
физическая глубина петли будет меньше длины, измеренной вдоль проволок AB или CD. Ширина петли не
является критической и должна быть достаточной лишь для того, чтобы проволоки AB и CD не соприкасались;
фактически, проволоку BC можно вообще исключить, а точки B и C объединить в одну точку, если петля
выполнена в форме буквы V с вершиной в общей точке BG.
На рисунке 2 графически показано текущее распределение 70 в двух петлях антенны (т. е.
от A до H) для четырех различных относительных фаз, отличающихся на 450. Кривые распределения тока в
середине рисунка 2 показаны так, как если бы петли A, B, C, D и 75 E, F, G, H были выпрямлены, эффекты
затухания игнорируются, и для целей рассматриваемых кривых предполагается, что волна распространяется
от A до H и проходит дальше; по бокам рисунка 80 2 показаны эффективные токи в петлях A, B-C, D и E, F,
G-H в сложенном виде, кривые для A, B, C, D показаны слева от рисунка 2, а кривые для E, F, G, H показаны
справа от рисунка 2; эти кривые получены путем суммирования токов в A, B и C, D и 75 E, E и G, H в
рассматриваемые моменты времени; Учитывая, что C D и G E поменяны местами из-за изменения
направления провода на 90 градусов, видно, что эффективное распределение тока в петлях A B C D и E F G H
такое же, как в четвертьволновой заземленной антенне, и поэтому петли ведут себя соответственно, 9 D, в то
время как поскольку фаза в E F (HT) на 270 градусов отстает от фазы в A B C D, петли суммируют свое
излучение в направлении H A.
Установлено, что при использовании петель и промежутков длиной в четверть волны, как описано выше,
полярная кривая излучения представляет собой несколько плоскую, однонаправленную кривую с
заостренным концом, направленную в сторону ZA. Уменьшение глубины петель или промежутков между ними,
или и того, и другого, на небольшой процент позволяет повысить резкость полярной кривой. Ток уменьшается
вдоль антенны главным образом из-за излучения, и если физическая длина от A до Z составляет примерно
четыре длины волны, то ток в точке Z на практике обычно составляет менее одной десятой от тока в точке A, и
в этих обстоятельствах, следовательно, от оконечного провода Li и резистора сопротивления R можно
отказаться без существенного влияния на полярную кривую.
Если несколько уменьшить глубину петель, а также расстояние между ними, излучение на одну петлю и,
следовательно, уменьшение тока уменьшатся, что способствует 120 заострению полярной кривой излучения,
но также приводит к некоторым потерям, поскольку ток через оконечный резистор R увеличится, если,
конечно, не увеличить количество петель 125. На практике было установлено, что антенна, имеющая петли и
промежутки длиной в четверть длины волны, за вычетом 5 % и приблизительно в четыре длины волны (эта
длина — физическая длина от конца до конца) 130, может быть расположена зигзагом или любым другим
удобным способом, чтобы предотвратить излучение от них.
Если модифицировать изображенную конструкцию, добавив к общей длине провода в первых четырех
участках полную длину волны в первых четырех участках, а затем полную длину волны во вторых четырех
участках и так далее, сохраняя при этом физическое расстояние между началом первого участка и концом
четвертого, началом пятого и концом восьмого и так далее, то на четверти рабочей длины волны будет снова
получено концентрированное излучение в общем направлении распространения и вдали от передающего
конца. Однако добавление одной длины волны провода к каждой группе из четырех последовательных
участков имеет то преимущество, что по мере увеличения длины каждой петли можно получить более
сильное излучение на петлю желаемой интенсивности. Однако есть и недостаток, что уменьшение длины
вдоль провода будет больше, а полезная эффективная длина антенны (измеренная в общем направлении
распространения) уменьшится, так что концентрация будет не такой большой.
При желании петли могут быть расположены под углом, отличным от 90° к общему направлению
распространения, например, под углом 60° к нему, и если это будет сделано, то путем соответствующей
регулировки длины четвертой, восьмой, двенадцатой частей антенны (и так далее) можно добиться
концентрации вдоль линии, образующей желаемый угол с общим направлением распространения. Этот
эффект позволяет сконструировать антенну таким образом, чтобы ее можно было легко поддерживать на
одной мачте, и при желании на одной мачте можно разместить несколько таких однонаправленных антенн.
На рисунке 3 показана антенна с петлями 110, расположенными под углом 600 градусов к общему
направлению выдвижения.
На рисунке 4 показана полярная диаграмма, полученная с помощью этой антенны; общее направление
распространения обозначено стрелкой 1 J 5 A. Представляет интерес сравнение рисунка 4 с рисунком 5, на
котором показана полярная диаграмма, полученная с помощью антенны, сконструированной в целом так же,
как показано на рисунке 1, где размер A B составлял 120 4 A-5 %, а размер B C+D E также -X 5 %, при общей
длине 4 A 5 %.
В обоих случаях (рисунки 4 и 5) рабочая длина волны составляла 9 967 метров. При желании для улучшения
концентрации можно использовать комбинацию антенн, соответствующих настоящему изобретению.
Если подробно описать схему излучения, то схема 130 дает достаточно резкую диаграмму направленности и
может рассматриваться с практической точки зрения как фактически однонаправленная, даже если в полосе
частот шириной 10 % не используется оконечный импульсный резистор.
Хотя описанные выше размеры, составляющие четверть длины волны за вычетом нескольких процентов
(например, 5 %) для петель и промежутков между ними, являются предпочтительными, можно использовать и
другие пропорции, и хорошие результаты будут получены при условии, что глубина петли плюс расстояние
между последовательными петлями будет примерно равна половине длины волны.
Таким образом, A, B и C, D могут быть приравнены к одной шестой части длины волны, а B, C плюс E — к
одной трети длины волны.
В этом случае, хотя излучение от двух соседних петель суммируется в направлении ZA, оно, конечно, не
компенсируется в направлении AZ. Тем не менее, излучение ряда таких петель суммируется в направлении
ZA и не суммируется в направлении AZ, и для ряда петель суммарное излучение в направлении AZ очень
мало, так что антенна остается практически или приблизительно однонаправленной.
Было установлено, что путем постепенного изменения пропорций петель и промежутков между ними
относительно рабочей длины волны можно довести скорость уменьшения тока до желаемого значения, и
таким образом антенна может быть эффективной для относительно широкого диапазона рабочих длин волн.
Антенны, соответствующие данному изобретению, могут, как правило, использоваться для гармоник основной
частоты волны, но в общем случае их направленные характеристики различны для разных гармоник.
Следует отметить, что настоящее изобретение представляет собой сравнительно простую и эффективную
однонаправленную антенну, обеспечивающую высокую степень концентрации и не требующую отражателя.
Степень концентрации, конечно же, является функцией длины антенны (измеренной в направлении
распространения) в терминах длины волны.
Соседние файлы в папке патенты