Текст
И. Н. ТЕРЕХОВ
КРАТКИЙ КУРС
РАДИОДЕВИАЦИИ
I
ВОЕННОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО
МИНИСТЕРСТВА ВООРУЖЕННЫХ СИЛ СОЮЗА ССР
|1М<
'ПРАВЛЕНИЕ ВОЕННО МОРСКИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ ВОЕННО-МОРСКИХ СИЛ
-------------- £2Г6. ? О S
Кандидат технических наук, -р- Л
доцент, капитан 1 ранга
И. Н. ТЕРЕХОВ
РАДИОДЕВИАЦИИ
Поенное Издательство
Министерства Вооруженных ('.ил Союза ССР
Москва — 1947
ЗАМЕЧЕННЫЕ ОПЕЧАТКИ
Стр. Строка Напечатано Должно быть
66 гр. 18, строка +2.8 —2,8
7 сн.
68 16 св. А + г - 0.2 А + е - -0,2
80 5 гв. L cos <7i Е cos 2 0!
80 7 св. Е cos Е cos 2 02
80 11 св. Е cos <7Э Е cos 2 08
За* 337
ОТ АВТОРА
„Краткий курс радиодевиации" написан как учебное посо-
бие для штурманов. В учебниках по навигации даются
сведения по радионавигации, поэтому в данном курсе излага-
ются только узкоспециальные вопросы теории радиодевиации,
ее определения и вычисления.
Книга отредактирована сотрудниками НИГШИ ВМС инже-
нер-капитаном А. Ф. Смирновским и старшим научным
сотрудником кандидатом физико-математических наук
Д. Б. Меркиным.
21 февраля 1947 г.
ГЛАВА ПЕРВАЯ
ТЕОРИЯ РАДИОДЕВИАЦИИ
§ 1. Основания теории радиодевиации
Допустим, что от радиомаяка, излучающего в простран-
ство электромагнитную энергию, к кораблю приходит нор-
мально поляризованная радиоволна, вектор Е электриче-
ского поля которой вертика-
лен и вектор Н магнитного
поля горизон гален.1
Векторы Е и //(рис. 1) пред-
ставляют собой мгновенные
значения напряженностей элек-
трического и магнитного полей
радиоволны и изменяются во
времени синфазно по закону:
£ = £,osin((o/4-<fo);
//=//osin(w/-|-<po),
где Ео и Но — максимальные мгновенные значения векторов
Е и Н при их изменениях во времени, w — круговая частота
колебаний, t—время, % —начальная фаза колебания.
Радиопеленгатор дает возможность определить положе-
ние плоскости, в которой лежат векторы Е и Н, или перпен-
дикулярное к этой плоскости направление вектора Пойн
тинга Р. и, таким образом, определить направление на пере-
дающую радиостанцию. Действительно, когда плоскость
поворотной рамки радиопеленгатора совпадает с направле-
нием вектора Н, то принимаемый сигнал на выходе прием-
1 В действительности, вследствие потерь в среде, над которой проис-
ходит распространение, вектор Е наклонен в сторону направления рас-
пространения на некоторый угол, определяемый параметрами среды и
частотой колебаний.
ника отсутствует и это положение рамки (или катушки
гониометра) принимается соответствующим моменту отсчета
радиопеленга по азимутальному кругу радиопеленгатора.
Если к месту установки рамки радиопеленгатора будут
одновременно подходить два колебания, совпадающие по
фазе и с одинаковой частотой, характеризуемые напряжен-
ностями магнитных полей ///и//,, то радиопеленгатор даст
возможность определить только направление равнодей-
ствующей полей Ну и Н2 или перпендикуляр к этому напра-
влению.
Радиоволна, излучаемая передатчиком, распространяясь
в пространстве и встречая какие-либо проводники, возбу-
ждает в них токи той же частоты, что и частота распростра-
няющихся от передатчика электромагнитных колебании. Эти
индуцированные в проводниках токи высокой частоты
создают в окружающем пространстве высокочастотное
электромагнитное поле вторичного излучения.
Для простоты рассуждений примем, что поле вторичного
излучения в окрестности проводника находится в фазе с то-
ком.
Металлические части корабля — корпус, надстройки,
мачты, такелаж — являются проводниками, которые могут
принимать электромагнитную энергию и излучать ее
обратно в пространство. Поле этого вторичного излучения
накладывается на поле принимаемой волны, вследствие чего
направление на радиомаяк определяется радиопеленгатором
неверно и, кроме того, затрудняется самое определение
этого направления.
Электромагнитное поле вторичного излучения корабля,
так же как и поле передатчика (радиомаяка), является пере-
менным высокочастотным полем, гармонически изменяю-
щимся во времени. В общем случае, это поле обладает той
же частотой, что и поле передатчика, но не совпадает
с последним ни по фазе, ни по направлению. Следует отме-
тить, что совпадение или несовпадение по фазе есть понятие
временное, а совпадение или несовпадение по направлению
есть понятие пространственное. Если два колебания совпа-
дают по фазе, томы будем называть их синфазными.
Если разность фаз двух колебаний равна четверти периода,
то будем говорить, что такие колебания находятся
в квадратуре.
Отдельные металлические части корабля, являющиеся
вторичными излучателями, могут быть двух типов:
1) излучателями типа открытых вертикальных антенн, на-
пример,—мачты, рассматриваемые каждая в отдельности,
2) излучателями типа замкнутых или разомкнутых кон-
туров, например, две мачты и железная палуба между ними
образуют разомкнутый контур (рис. 2), и те же две
мачты с натянутым между ними проводником образуют
замкнутый контур
(рис. 3). Разомкнутый кон-
тур иначе называется е м-
костным контуром
(емкостным шлейфом), а
замкнутый — индук-
тивным контуром
! (индуктивным шлейфом)1.
__________________L__ Если плоскость контура
! параллельна диаметраль-
'__________________________' ной плоскости корабля,
то контур называется
Рис’ продольным, если
плоскость контура парал-
лельна плоскости траверза, то контур называется попе-
речным.
Весь корабль в целом мы можем представлять себе как
совокупность вторичных излучателей типа открытых верти-
кальных антенн, замкну- __________
тых и разомкнутых кон-
туров.
Так как обычно все
надстройки корабля, мач-
ты, шлюпбалки, вентиля-
торы и пр. части корабля,
образующие собой сово-
купность вторичных из-
лучателей, располагаются 4
или в диаметральной '------------—---------——------'
плоскости, или симме- рис з.
трично относительно диа-
метральной плоскости, то мы можем принять, что вторич-
ные излучатели, образующие замкнутые и? разомкнутые
контуры, являются в основном продольными и поперечными.
Эти определения, указывающие на характер реактивного сопроти-
вления замкнутого и разомкнутого контуров, являются весьма условными,
так как справедливы лишь для определенных участков значений отноше-
ния собственных частот этих контуров к частоте вынужденных колеба-
пий’в них. Для других значений этого отношения характер реактивного
сопротивления контуров будет как раз обратным, т. е. замкнутый контур
будет емкостным, а разомкнутый — индуктивным.
6
Центр рамки радиопеленгатора можег лежать в плоско-
сти контура, вне плоскости контура, но на оси симметрии
последнего или вне плоскости и не на оси симметрии контура;
последнее расположение рамки пеленгатора мы будем
условно называть несиммет ричным.
Для нахождения равнодействующего поля будем геоме-
трически складывать векторы напряженностей магнитных
полей основного и вторичного излучения, принимая эти
векторы за горизонтальные.
Чтобы иметь возможность производить такое сложение,
рассмотрим в следующих двух параграфах магнитные поля
вторичных излучателей типа открытых вертикальных антенн
и типа замкнутых или разомкнутых контуров. При этом
необходимо выяснить, изменяются ли подлежащие сложе-
нию векторы синфазьо, т. е. одновременно достигая своих
максимальных и нулевых значений, или же они имеют не-
который сдвиг фаз относительно друг друга.
§ 2. Магнитное поле вторичного излучателя типа
открытой вертикальной антенны
Представим себе вторичный излучатель типа открытой
вертикальной антенны, например, мачту корабля. Приходя-
щая от радиомаяка электромагнитная
волна индуцирует в мачте э. д. с., вслед-
ствие чего в мачте появляется ток, на-
правление которого изменяется с часто-
той приходящих колебаний. Этот ток
возбуждает в окружающем простран-
стве электромагнитное поле (вторичного
излучения), магнитная составляющая ко-
торого может быть представлена сило-
выми линиями в виде концентрических
окружностей (рис. 4). Касательная к ок-
ружности в точке О (центр рамки радио-
пеленгатора) представляет направление
вектора На напряженности магнитного
поля вторичного излучения в данный
момент. На рис. 4 представлено мгно-
венное положение, когда вектор Е на-
пряженности электрического поля напра-
влен вверх и создает в мачте А ток, идущий по направлению
на читателя. Следовательно, направление силовых линий
магнитного поля вторичного излучения будет против часо-
вой стрелки (по правилу Максвелла). В течение второю
7
полупериода изменения поля вектор Е направлен вниз, ток
в мачте течет вниз и направление силовых линий магнит-
ного поля изменяется на обратное.
Чтобы построить вектор На напряженности магнитного
поля вторичного излучения мачты А, надлежит соединить
на чертеже точку А центр вторичного излучателя -
прямой с точкой О — центром рамки радиопеленгатора —
и в точке О восстановить перпендикуляр к прямой ОА\ этот
перпендикуляр даст линию действия вектора Нп, изменяю-
щего свое направление с частотой о>.
Такое построение понадобится ниже для вывода харак-
тера радиодевиации, производимой полем На.
Изменения тока во вторичном излучателе могут совпа-
дать ио фазе с изменениями напряженности электрического
поля Е основной волны, но в общем случае между ними
имеет место сдвиг фаз.
Если поле приходящей! радиоволны характеризуется
векторами
Е = Е.. sin и Н =Е1 sin u>t,'
то в проводнике (вторичном излучателе) возбуждается этим
полем электродвижущая сила Еп, пропорциональная напря-
женности Е электрического поля
Еа = hЕ — h Еи sin iot,
где Л коэфицпент пропорциональности.
Под действием этой электродвижущей силы в излуча-
теле появится ток
Е hE.,
здесь Za — комплекс полного сопротивления излучателя,
Z(i| — модуль полного сопротивления излучателя
Угол <f> сдвига фаз между э. д. с. и током в излучателе
определяется отношением реактивного и активного сопроти-
влений излучателя
1 Здесь и в дальнейшем начальная фаза колебаний принимается рав-
ной нулю.
8
Наведенный в излучателе ток /и возбуждает в окру-
жающем пространстве магнитное поле, напряженность
которого Но пропорциональна току Zfl;
Обозначим:
/-/ __ kh Eq
а .<1’
тогда:
На = Н u sin (»>t — ).
Сравнивая это поле с полем основной волны
Н = //„ sin orf,
видим, что между ними существует сдвиг фаз ®.
Если данный вторичный излучатель типа открытой верти-
кальной антенны окажется случайно настроенным на длину
приходящей волны, то wZ, =и '-ь = 0, г. е. сдвига фаз
между основным полем и полем вторичного излучателя не
будет; эти поля будут синфазны.
Однако следует ожидать, что на корабле окажется весьма
мало вторичных излучателей, случайно настроенных на
длину приходящей волны, и с большой степенью вероят-
ности можно утверждать, что большинство частей корабля,
представляющих собою вторичные излучатели типа откры-
тых вертикальных антенн, окажутся в той или иной степени
расстроенными по отношению к приходящим колебаниям.
Поэтому в общем случае поле вторичного излучателя дан-
ного типа характеризуется вектором
На = Н usin(wZ — (1)
§ 3. Магнитное поле вторичного излучателя типа
замкнутого или разомкнутого контура
Для того чтобы делать выводы о действии на работу
радиопеленгатора вторичных излучателей типа замкнутого
или разомкнутого контура, нужно рассмотреть направление
вектора напряженности Л7Л магнитного поля вторичного из-
лучения по отношению к направлению вектора напряжен-
ности Н магнитного поля основной волны.
Рассмотрим направление силовых линий магнитного поля
в центре замкнутого индуктивного контура в некоторый
9
момент, отвечающий данному мгновенному значению век-
тора Н основного поля. Для этого обратимся к рис. 5.
Здесь а — b представляет собой замкнутый контур (рис. 3/,
изображенный в плане и состоящий из двух вертикальных
проводников а и Ь, соединенных внизу железной палубой,
а вверху горизонтально натянутым между а и b проводни-
ком. Пусть в центре контура, в точке О, находится центр
рамки радиопеленгатора, а сам контур расположен в диа-
метральной плоскости корабля. Курсовой угол на передаю-
щий радиомаяк пусть будет р, мгновенное значение на-
пряженности магнитного поля
приходящей от радиомаяка
волны изображено вектором Н.
Силовые линии магнитного
поля контура в горизонталь-
ной плоскости, проходящей че-
рез центр контура, изобра-
жены пунктирными кривыми,
направление их — за первый
полупериод в одну сторону
от плоскости контура, за вто-
рой полупериод — в обратную
сторону. В точке О магнит-
ное поле обратною излучения
представлено вектором напря-
женности Нк . В какой-либо
другой точке С вектор Нь бу-
дет направлен по касательной
к силовой линии, проходящей через данную точку С. Век-
тор Нк может быть разложен на две составляющие: одну'
перпендикулярную к плоскости контура Нп, которую назо-
вем нормальной составляющей, и вторую — парал-
лельную плоскости контура Ht , которую назовем танген-
циальной составляющей. Относительно самого кон-
тура магнитное поле его излучения может быть разделено
на внутреннее и внешнее по следующему признаку: в лю-
бой точке внутреннего поля вектор магнитного поля дает
составляющую Нп, направленную в ту же сторону от пло-
скости контура, что и вектор Hk в центре контура. Во внеш-
нем поле составляющие Нп имеют обратное направление.
Для иллюстрации этого положения на рис. 5 представлены
составляющие Нп и Ht в точках с и d, причем первая точка,
согласно данному выше определению, относится к внутрен-
нему полю, а точка d к внешнему полю. Геометрическое
место точек, в которых составляющая Hn — Q, представляет
10
собой линию, являющуюся границей между внутренним
и внешним полем.
По отношению к тангенциальной составляющей поле из-
лучающего контура может быть разделено на четыре четверти
плоскостью контура и перпендикулярной к ней плоскостью,
проходящей через центр контура, как это показано на рис. 6.
В первой и третьей четвертях тангенциальная составляю-
щая имеет одинаковое направление, а во второй и четвер-
той четвертях — также одинаковое, но обратное направле-
нию в первой и третьей четвертях.
Рамка радиопеленгатора,
расположенная вблизи вто-
рично излучающего контура,
находится под одновременным
воздействием поля Н прихо-
дящей от радиомаяка волны
и поля Hk вторичного излуча-
теля. Следовательно, необхо-
димо установить взаимораспо-
ложение векторов Н и Нк для
различных случаев и в разных
точках, чтобы иметь возмож-
ность судить об ошибках при
радиопеленговании.
В случае продольного зам-
кнутого контура, когда элек-
тромагнитная волна от радио-
Рис. 6.
маяка подходит с носовых кур-
совых углов, возникает ток, идущий в верхней части кон-
тура с носа на корму в течение первого полупериода из-
менения поля Нис кормы на нос в течение второго полу-
периода. Вследствие этого в течение первого полупериода,
когда вектор Е вертикален и направлен вверх, а вектор Н
горизонтален и направлен к левому борту (рис. 5), силовые
линии магнитного поля вторичного' излучения в центре кон-
тура направлены в сторону правого борта (вектор Нк ),
а в течение второго полупериода, когда вектор Е вертика-
лен и направлен вниз, а вектор Н горизонтален и напра-
влен к правому борту, силовые линии магнитного поля вто-
ричного излучения в центре контура направлены в сторону
левого борта (вектор Нк ).
Таким образом, нормальная составляющая внутреннего
поля вторичного излучения сильно расстроенного индук-
тивного контура направлена всегда по другую сторону от
плоскости контура, чем поле Н основной волны, а нор-
11
мальная составляющая внешнего поля вторичного излуче-
ния и вектор Н направлены в одну и ту же сторону от
плоскости контура.
В случае сильно расстроенного продольного емкостного
контура, когда электромагнитная волна от радиомаяка под-
ходит с носовых курсовых углов, направление силовых ли-
ний Maiнитного поля в центре контура будет обратным
указанному на рис. 5. Таким образом, векторы Н и Нк на-
правлены в одну сторону от плоскости контура. Следова-
тельно, нормальная
составляющая внутреннего поля вторич-
ного излучения сильно расстроенного
емкостного контура направлена всегда
по одну и ту же сторону от плоскости
контура, что и поле Н передатчика.
Во внешнем поле емкостного сильно
расстроенного контура направление
нормальной составляющей будет по
другую сторону от плоскости кон-
тура, чем направление основного
поля Н.
Изменение вектора Hk поля вто-
ричного излучения контура в общем
случае не совпадает по фазе с изме-
нениями вектора Н основного поля
передатчика.
_ Действительно, пусть поле приходя-
щей волны характеризуется вектором
Н= Но sin u>t
и встречает плоскость контура излучателя под углом О
(рис. 7). В таком случае магнитный поток Ф сквозь пло-
щадь 5 контура излучателя будет:
Ф — Но S sin f>t cos 0.
Вследствие этого в контуре будет индуктироваться элек-
тродвижущая сила Ek :
Ek = — тг = -- uSHn cos cos 0.
Под действием этой электродвижущей силы в контуре
потечет ток А:
, &k <»SH(jcosO . . .
* ~ Zk ~ \Zh I C0S ~
где |Z* | есть модуль полного сопротивления контура и f —
угол сдвига фаз между током и напряжением в конт' ре.
12
Этш ток возбуждает в окружающем контур простран-
стве магнитное поле Hk , пропорциональное току /* :
Нк = k!h = — cos 6 cos (<»/ — ?),
где k — .множитель пропорциональности.
Обозначив постоянную величину-----= ь> получим:
Hh — Н fccos 0 cos — <р).
Здесь обратим внимание на то, что амплитуда вектора
Нк , равная Н k cos 6, зависит от курсового угла р на пе-
редатчик, гак как если контур продольный, то cos6 = cosp,
а если контур поперечный, то cos 6 = sin р.
Если контур настроен на длину приходящей волны, го
® = 0 и Н]{ = Н k cos 0 cos mt, т. е. магнитное поле контура
сдвинуто по фазе относительно магнитного поля приходя-
щей волны Н = Но sin ш/ на четверть периода, т. е. нахо-
тится в кватратуре с последним. Если контур сильно рас-
строен по отношению к приходящей волне, то » = -4- и
Нь~ Н fccos r> sin mt,
г- е. магнитное поле контура синфазно с магнитным полем
приходящей волны.
Большинство частей корабля, представляющих собой
вторичные излучатели типа замкнутых или разомкнутых
контуров, оказывается в той или иной степени расстроен-
ным по отношению к приходящей волне и в общем случае
иоле излучателя подобного типа будет характеризоваться
вектором
Hk == Н° cos 6 cos (orf — f). (2)
§ 4. Представление полей вторичных излучателей в виде
синфазной и квадратурной составляющих
В предыдущих параграфах было показано, что весь ко-
рабль в целом может рассматриваться, как совокупность
вторичных излучателей открытого и замкнутого тина, на-
кладывающих на основное поле приходящей волны свои
поля вторичных излучений и таким образом затрудняющих
использование радиопеленгатора.
13
Для нахождения равнодействующих рассматриваемых
полей надлежит геометрически складывать мгновенные зна-
чения напряженностей этих полей для какого-либо момента,
когда составляющие поля одновременно не равны нулю.
Поле основной волны характеризуется вектором напря-
женности ее магнитного поля:
Н = Ни sin mt,
а поля вторичных излучателей, открытых или замкнутых,
соответственно векторами:
На — На sin (tot — ф), (3)
Hh = H°k COS 6 COS (tot — ®). (4)
Выражение (3) может быть представлено в виде.
На — Н Sin tot COS If — H a COS tot Sin 'S.
Здесь// acos<p H//°esiii(p являются постоянными величинами
для данного вторичного излучателя или совокупности тако-
вых. Обозначим эти постоянные величины следующим
образом:
//о cos ? = .$*<; — Н п sin ф = Q'л,
тогда
Ни — S А sin v>t j- Q л cos — S4 Qfy,
где
= -5 4 sin < t и Qa = Q A cos <•>/.
Таким образом поле Ha представлено двумя составляющими;
1) синфазной 5^ = 5 ^sinW, изменяющейся в фазе с по-
лем основной волны Но sin tot,
2) квадратурной QA — Q°A cos tot, сдвинуто по фазе га чет-
верть периода относительно поля основной волны.
Синфазные поля одновременно достигают максимальных
значений и одновременно равны нулю.
Поля, находящиеся в квадратуре, изменяются так, что
когда вектор напряженности одного поля достигает макси-
мального значения, то вектор напряженности другого поля
равен нулю, когда вектор напряженности первого поля убы-
вает, то вектор напряженности второго поля растет и когда
последний достигает максимального значения, то первый
равен нулю, и т. д.
14
Если вторичный излучатель типа открытой вертикальной
антенны случайно окажется настроенным на длину прихо-
дящей волны, то угол сдвига фаз <р = 0, и в гаком случае
На — Н а sin wt = S sin W,
т. e. имеется только иоле, синфазное с полем основной
волны.
Если вторичный излучатель типа открытой вертикаль-
ной антенны окажется сильно расстроенным по отношению
к приходящей волне, так что сдвиг фаз ? = £ , то
На = — н a COS Vit = Q' д COS wf,
т. e. имеется только поле, находящееся в квадратуре с по-
лем основной волны.
Выражение (4) может быть представлено в виде:
nk^H-k COS О COS (0>Г '{') — Н k COS 6 COS wt COS -f-
-f- H £ cos 0 sin v>t sin s.
Обозначая постоянные величины
cos v — Q k и H k sin у — S к ,
получим
Hk — S ftcosO sin«>(-| Q fccosfl cosutf
или
Hk — Sk cos 0 Qk cos b,
i де
Sk — S ^sinw/, Qk—-Q £cos«>/.
Таким образом, пиле излучающего контура предста-
влено в виде суммы двух составляющих: 1) синфазной Skt
2) квадратурной Qk. Заметим, что угол 6 изменяется вместе
с изменением курсового угла р на передающ) ю станцию
и на данном курсовом угле есть величина постоянная.
Если излучающий контур случайно окажется настгоен-
ным на длину приходящей волны, то сдвиг фаз равен нулю
и в таком случае
Hk —Н k cos & cos vit — Q'k cos 6 со» <•>/,
т. e. имеется только поле, квадратурное с полем основной
волны.
15
Если излучающий контур окажется сильно расстроен-
ным по отношению к приходящей волне, гак что сдвиг
фаз ® , то
Л7Л. = Н t cos 6 sin — S k cos 6 sin <0/,
t. e. имеется только поле, синфазное с нолем основной
волны.
Итак, имеем следующие выводы относительно вторичных
излучателей и создаваемых ими полей:
I) настроенная антенна создает синфазное поле.
2) сильно расстроенная антенна создает квадратурное иоле,
.3) настроенный контур создает квадратурное поле,
4) расстроенный контур создает синфазное поле.
Настроенная антенна и расстроенный контур создают
ноля вторичного излучения, которые совпадают по фазе
с полем основной приходящей от радиомаяка волны, а рас-
строенная антенна и настроенный контур создают поля, не
совпадающие по фазе на четверть периода с полем основ-
ной волны.
§ 5. Действие полей вторичных излучателей на работу
радиопеленгатора
В предыдущем параграфе было показано, что поле лю-
бого вторичного излучателя может быть представлено в виде
суммы двух полей синфазного и квадратурного с полем
основной волны.
Геометрическую сумму всех синфазных полей вторич-
ного излучения в данной точке представим вектором S и
геометрическую сумму квадратурных полей всех излучате-
лей в той же точке представим вектором Q.
Чтобы рассмотреть действие этих результирующих полей
на работу радиопеленгатора, удобно разложить каждый из
векторов S и Q на два составляющих: один по направле-
нию основною поля Н и второй по перпендикуляру к
этому направлению.
Проекцию вектора S на направление Н обозначим S, и
назовем радиальной составляющей синфазного поля, а проек-
цию вектора S на направление, перпендикулярное Н, обо-
значим и назовем т р а н с в е р с а л ь н о й с о с т а-
в л я ю щен с и н ф а з кого п о л я.
Аналогично получим радиальную составляющую Qr ква-
дратурного поля и трансверсальную составляющую Q, квадра-
турного поля
16
Действие этих составляющих рассмотрим для случая,
когда курсовой угол на передающую радиостанцию остается
постоянным, например, когда корабль неподвижен.
Рассмотрим действие составляющих Sr и St. На рис. 7
представлены амплитудные значения векторов Н, S, Sr и
St для некоторого курсового угла р на передающую радио-
станцию. Направление вектора S взято произвольным.
Очевидно, что радиальная синфазная составляющая Sr
может только совпадать по направлению с вектором Н или
быть прямо ему противоположной, вследствие чего основное
поле Н будет или увеличиваться
или уменьшаться, или, вернее
сказать, поле по направлению Н
будет увеличиваться или умень-
шаться за счет составляющей S,,
вместе с чем угол молчания при
я
Рис. 9.
радиопеленювании будет уменьшаться или
На рис. 7 представлен случай, когда угол
жен уменьшаться вследствие увеличения
увеличиваться,
молчания дол-
напряженности
поля. Если корабль повернуть влево на 90°, то получим слу-
чай, показанный на рис. 8, когда угол молчания увели-
чивается вследствие уменьшения напряженности поля.
Очевидно, что среднее значение напряженности поля
(H±Sr) из значений таковой на п равноотстоящих курсовых
углах радиомаяка равно Н, т. е. свободно от действия
составляющей S,.
Предположим теперь, что радиальная синфазная соста-
вляющая Sr — 0 и существует только трансверсальная син-
фазная составляющая St . Трансверсальная синфазная соста-
вляющая St всегда перпендикулярна к вектору /7. Геоме-
трическая сумма векторов Н и St представится вектором Н'
(рис. 9). 'Угол между направлениями векторов Н и Н’ обо-
значается буквой /и называется^ р_а д и од е.ц и а лги
Н
b«i
- Заказ № 837
Действительно, когда плоскость рамки радиопеленга юра
совпадает с направлением Н , то сигнал на выходе приемника
будет отсутствовать и этому положению будет соответство-
вать отсчет q по лимбу радиопеленгатора, отличающийся
на величину f or курсового угла р на передающую стан-
цию. Угол q называется радиокурсовым углом.
По определению и по чертежу (рис. 9):
<7+/ = Р-
Покажем аналитически, что на постоянном курсовом угле
конец вектора Н', при изменениях последнего, располагается
на одной и той же прямой. Для этого направления векторов Н
и выберем, как направления осей прямоугольных прямоли-
нейных координат с началом в точке О (рис. 10). Положение
концов составляющих векторов Н и 5, для каждого их
мгновенного значения примем за значения текущих коорди-
нат х и у конца равнодействующего вектора А7'. На осно-
вании этого можно написать:
х — Но sin u>t = Н\ у = S' t sin ш t =St t
где Ho и S t суть максимальные значения Н и St.
Отсюда
или
sin «>t =
Н
Обозначая отношение ~н~ буквой к, получим:
у = kх,
18
г. е. уравнение прямой, проходящей через начало коорди-
нат, с угловым коэфициентом k, представляющим собой
тангенс угла наклона прямой к оси л:
k = tnf
НЛП
Итак, ряд последовательных мгновенных положений
конца вектора Н' располагается на одной и той же прямой,
составляющей определенный угол / с направлением вектора
Н напряженности магнитного поля
угол мы назвали радиодевиацией.
Причиной радиодевиации, как
видно из вышеизложенного, яв-
ляется трансверсальная синфазная
составляющая St ноля вторичных
излучателей.
Следует иметь в виду, что на
величина угла / зависит не только
щей St, но и от величины и направления составляющей
Sr. Действительно, пусть обе составляющие Sr и S, не равны
нулю. Тогда из рис. 11 имеем:
Г S COS а
данном курсовом у гле
от величины составляю-
И -f- 5 sin я
St
Рассмотрим теперь действие радиальной квадратурной
составляющей Qr. Амплитуды радиальной квадратурной со-
ставляющей Q г и основного поля Н„ можно представить на
чертеже в виде катетов прямоугольного треугольника (рис. 12),
тогда амплитуда напряженности суммарного поля есть
гипотенуза Д„ а угол сдвиг;) фаз между полем Н основ-
ной волны и суммарным полем А. Следует иметь в виду,
2s
19
что временное понятие сдвига фаз, для возможности изо-
бражения его на чертеже, здесь представлено на плоскости
в виде треугольника, в действительности же векторы Но, Q°r
и Д, коллинеарны, т. е. параллельны одной прямой.
Радиальная квадратурная составляющая Qr и вектор Н
поля основной волны дают суммарное поле:
Н Q, = Но sin w t -J- Q 'r cos <«/.
Из чертежа:
— Д, cos ф, Q°r — А,} sin ф,
отсюда
Н Д Q, — До sin wtcos ф -J- Д sin ф cos wt — До sin (o><Ф).
т. e. амплитуда напряженности суммарного поля равна А„,
а ф есть угол сдвига фаз между полем Н основной волны
и суммарным полем А.
Сдвиг фаз ф зависит от отно-
шения амплитуд Ни и Q :
Таким образом, действие
радиальной квадратурной со-
ставляющей заключается в из-
менении амплитуды и сдвиге
фазы напряженности основного поля Но.
Заметим, что амплитуда Ло не меньше /У(, на всех кур-
совых углах радиомаяка. Поэтому можно положить, что
среднее значение амплитуды Д, из значений ее на п равно-
отстоящих курсовых углах будет:
4p = i^.
где [а> 1-
Следовательно, действие радиальной квадратурной соста-
вляющей на работу радиопеленгатора можно рассматривать
как незначительно повышающуюся напряженность поля.
Обратимся теперь к рассмотрению действия трансвер-
сальной квадратурной составляющей Qt. Найдем равнодей-
ствующую напряженностей Н и Qf, которую обозначим Н'г
Векторы Н и Qt взаимно перпендикулярны, их общее начало
в точке О примем за начало прямолинейной прямоугольной
системы координат, ось Л-ов возьмем по направлению Н,
20
ось У-ов— по направлению Q,. Концы векторов Н и Qt при-
мем за координаты х л у конца вектора Н' (рис. 13):
х — Но sin mt,
у — Qc, cos mt,
отсюда
sin mt — ,
COS<k/= .
Возводя эти выражения в квадрат и складывая
sin2 mt =-----r
(Яор
cos2 mt — ——
(Q‘,)2
j’2
32_ . i
(Q1,)3
получаем уравнение эллипса. Следовательно, конец вектора
Нч описывает эллипс, с центром в точке О и полуосями
Но и Q°(. Действительно, при непрерывных изменениях вели-
чин векторов Н и Qe, находящихся по отношению друг
к другу в квадратуре (разность фаз четверть периода), их
равнодействующий вектор (если проследить ряд последо-
вательных его мгновенных значений) вращается вокруг
точки О, изменяя свою величину от Но до Qct и описывая
своим концом эллипс.
Точку О надлежит представлять в центре рамки радио-
пеленгатора. Таким образом, здесь возникает вращающееся
электромагнитное поле, поляризованное по эллипсу Оче-
видно, что если H0 — Oct, то конец вектора Н(/ будет описы-
вать окружность, и в этом случае говорят, что поле поляри-
зовано по кругу.
Это вращающееся воле затрудняет радиопеленгование
или делает его совсем невозможным, создавая расплывча-
тость минимума слышимости сигналов в телефоне.
Закончим этот параграф общими выводами:
1. Трансверсальная синфазная составляющая St полей вто-
ричного излучения создает радиодевиацпю.
21
2. Трансверсальная квадратурная составляющая Qt полей
вторичного излучения является причиной появления вращаю-
щегося электромагнитного поля, ухудшающего условия
радиопеленгования.
3. Синфазная радиальная составляющая Sr полей вторич-
ного излучения может только изменить напряженность поля
по амплитуде на данном курсовом угле радиомаяка. Среднее
из значений напряженности поля (в данной точке) на п равно-
отстоящих курсовых углах (радиомаяка)свободно от влияния
составляющей Sr_
4. Квадратурная радиальная составляющая Qr изменяет
напряженность поля по амплитуде и по фазе, причем сред-
нее из значений напряженности поля на п равноотстоящих
курсовых углах за счет Qr увеличивается по сравнению с Н.
§6. Выражение радиодевиации рядом Фурье
Курсовой угол на радиомаяк будем обозначать через р,
курсовой угол на радиомаяк, определенный радиопеленгато-
ром, будем называть ра д и о к у р с о в ы м у г л о м и обозна-
чать через q. Разность р -q очевидно представляет собой
радиодевиацию/, так как по определению: q-\-f=p.
Каждому курсовому углу р соответствует одно опреде-
ленное значение радиодевиации /, так что радиодевиация
является однозначной непрерывной периодической функцией
курсового угла р. Поэтому радиодевиация может быть пред-
ставлена в виде ряда Фурье:
f = а ф b sin р -фс cosp -ф d sin 2р -ф е cos ~р-\- . . .,
где а, b, с, d. е, . . . . суть постоянные величины, коэфи-
циенты этого ряда. Если коэфициенты a. b, с, d, е . . . .
известны, то не представляет большого труда вычислить
радиодевиацию на любой курсовой угол р.
Приведенное выражение представляет собой разложение
радиодевиации в ряд по синусам и косинусам туг, кратных
курсовым углам.
Однако больший практический интерес представляет раз-
ложение радиодевиации в ряд ио синусам и косинусам дуг,
кратных радиокурсовым углам.
Действительно, чаще всего приходится решать задачу
исправления радиопеленга, г. е. к наблюденном)' радиокур-
совому углу придавать радиодевиацию. Следовательно, прак-
22
тический интерес представляет функциональная зависимость
радиодевиации f от радиокурсового угла q.
Каждому радиокурсовому углу q соответствует одно опре-
деленное значение радиодевиации так что радиодевиа-
ция является однозначной непрерывной периодической функ-
цией радиокурсового угла q.
Поэтому радиодевиация может быть представлена в виде
ряда Фурье:
/= А -|- В sin q С cos q -ф D sin 2<? Д- f cos 2q -ф-
ф F sin 3(/ + • • • ,
где А, В, C, D. E . . . суть постоянные величины —
коэфициенты этого ряда, или коэфициенты радиодевиации.
Давая различные значения коэфициентам А, В, С, D,
Е, . . . будем получать различные кривые радиодевиации/.
Таким образом, коэфициенты радиодевиации / являются пара-
метрами, определяющими данную кривую радиодевиации,
и наоборот — данной кривой радиодевиации соответствуют
вполне определенные значения коэфициентов радиодевиации.
Зная коэфициенты радиодевиации, нетрудно вычислить
значение радиодевиации для любого радиокурсового угла q.
В дальнейшем будет показано, как из наблюденных значений
радиодевиации на нескольких равноотстоящих радиокурсо-
вых углах вычислить значения коэфициентов радиодевиации.
Чтобы практически пользоваться рядом Фурье для вы-
числений радиодевиации, нужно пользоваться ограниченным
числом членов этого ряда, возможно меньшим. Чем боль-
шее число членов ряда мы возьмем, с тем большей точ-
ностью вычислим радиодевиацию, но тем больше потратим
времени на эти вычисления. Следовательно, надлежит
выяснить, какие члены и сколько членов ряда Фурье необхо-
димо брать для вычисления радиодевиации с достаточной
для практики точностью. Для этого обратимся сначала к
выводу формул радиодевиации, производимой обратными
излучателями.
§ 7. Вывод формулы радиодевиации, производимой
вторичным излучателем типа открытой вертикальной
антенны
Рассмотрим действие на радиопеленгатор частей корабля,
работающих как вторичные излучатели типа вертикаль-
ной антенны. Выше, в § 2, было рассмотрено магнитное
поле таких вторичных излучателей и найдено, что силовые
23
линии этого поля располагаются по концентрическим окруж-
ностям вокруг вторичного излучателя, так что всегда легко
указать мгновенное направление вектора напряженности
На поля вторичного излучения в данной точке.
Пусть в диаметральной плоскости корабля, в точке В
расположен центр рамки радиопеленга гора, а в точке Д —
вторичный излучатель типа открытой вертикальной антенны
(рис. 14). Приходящая под углом р к диаметральной пло-
скости (курсовой угол р) основная электромагнитная волна
от радиомаяка с напряженностью магнитного поля Н —
— Hosin^t будет наводить во вторичном излучателе .4 элек-
тродвижущую силу, синфазную с
полем основной волны. Как известно
из предыдущего, магнитное поле
вторичного излучения может быть
разложено на два — синфазное SA
и квадратурное QA с полем Н при-
ходящем волны, причем если вто-
ричным излучатель окажется слу-
чайно настроенным на длину при-
ходящей волны, то имеем
Рис. 14.
ОДНО
синфазное поле вторичного излуче-
ния, а квадратурное равно нулю
и наоборот — если вторичный излу-
чатель окажется сильно расстроен-
ным по отношению к приходящей
волне, то имеем одно квадратурное
ноле вторичного излучения.
Из предыдущего также известно,
что квадратурное поле (его транс-
версальная составляющая), склады-
ваясь с основным полем, дает вращающееся поле, создаю-
щее расплывчатость минимумов. Синфазное поле (его транс-
версальная составляющая), накладываясь на основное поле,
создает радиодевиацию.
Поэтому, для суждения о радиодевиации, рассмотрим
синфазное поле вторичного излучения, предположив, что
вторичные излучатели настроены на длину приходящей
волны. В этом случае (рис. 14) геометрически сложим мгно-
венные значения векторов Н и Sa, а равнодействующий
вектор обозначим Н'. В момент взятия пеленга рамка
радиопеленгатора расположится своей плоскостью по направ-
лению вектора Н и ио лимбу радиопеленгатора будет отсчи-
тан радиокурсовой угол q, отличающийся на угол / (радио-
девиацию) от курсового угла р.
24
Если рамка радиопеленгатора и вторичным излучатель
расположены в диаметральной плоскости корабля, как это
показано на рис. 14, то
_sinj^_ Su
sin q
отсюда sin /= ~ - sin q.
Принимая во внимание,
что угол f вообще невелик
(не больше 10°), в первом приближении имеем:
(при/^ 10° а приближенном равенстве sin f =/допускается
ошибка, не большая 0,5%).
Если угол / больше 10е, то возьмем первые два члена
Г3
из разложения в ряд Мак-Лорена функции sin/—/-------.
f'
(При /—50е приближенная формула sin/=/-----------g—дает
ошибку, меньшую О,5°/0.)
Если в первом приближении
Sln*’
(5° \ з
) sin3 q.
/
Имея в виду, что:
sin3 q — 3 , 4 sin q — 1 , sin 3^,
получим:
Так как с принятой нами точностью
у3 6'°
sin/=/-----------------g-=-^-sin<7,
го во втором приближении
, 5: / s: у . 1 ( у
25
Обозначая
получим:
f — В sin q (-Esin '3q.
Постоянные величины В и F (при постоянстве S а, т. е.
для данной длины основной волны) называются коэффи-
циентами р а д и о д е в и а ц и и.
s',
Если принять правильную дробь за величину пер-
/ s \3
вого порядка малости, то будет величиной третьего
порядка малости. Следовательно, коэфициент В есть вели-
чина первого порядка малости, а коэфициент F величина
третьего порядка малости.
Принимая во внимание, что коэфициенты В и F обязаны
своим происхождением наличию вторичных излучателей
типа открытых вертикальных антенн, настроенных на длину
приходящей волны, можно с вероятностью, граничащей
с достоверностью, утверждать, что коэфициент В будет
весьма мал, а коэфициент F и подавно мал, так как слу-
чайно настроенных вторичных излучателей будет мало,
а расстроенных много. Или, иначе говоря, синфазная соста-
вляющая поля вторичного излучения мала, а квадратурная
велика.
Пренебрегая величиной третьего порядка малости F, для
выражения девиации получим:
/— В sin q,
т. е. характер радиодевиации полукруговой.
Поэтому коэфициент В называется коэфициентом полу-
круговой радиодевиацпи.
Коэфициент В полукруговой радиодевиации происходит
от вторичных излучателей типа открытых вертикальных
анюнп. расположенных в диаметральной плоскости корабля.
В случае, указанном на рис. 14, когда вторичный излу-
чатель расположен в корму от рамки радиопеленгатора,
коэфициент В имеет знак плюс; если вторичный излучатель
расположен в нос от рамки радиопеленгатора, то коэфи-
циент В имеет знак минус.
26
На рис. 15 наглядно показан полукруговой характер
радиодевиации от вторичного излучателя типа открытой
вертикальной антенны, расположенного в диаметральной
плоскости в корму от рамки радиопеленгатора.
Величина коэфициента В радиодевиации зависит от коли-
чества вторичных излучателей типа открытых вертикальных
антенн, расположенных в диаметральной плоскости корабля,
от их расстояния до рамки радиопеленгатора и от степени
их настройки по отношению к приходящей основной волне.
Чем больше вторичных излучателей, чем ближе они и чем
точнее (случайно) настроены на приходящую длину волны,
lervr больше коэфициент В. Так как вторичные излучатели
Рис. 15.
обычно не настроены на длин} приходящей основной волны,
то и величина коэфициента В мала или равна нулю. С из-
менением длины основной волны изменяется и величина
коэфициента В.
Поскольку коэфициент F Вл, то его величина столь
мала, что практически он всегда может быть принят за
нуль. Коэфициент F называется к о э ф и ц и е н т о м шесте р-
ной радиодевиации.
При положительном коэфициенте В радиодевиация f
положительна на радиокурсовых углах q от 0 до 180°
и отрицательна на радиокурсовых углах от 180 до 360°. На
радиокурсовых углах, 0 и 180 радиодевиация равна нулю,
а на радиокурсовых углах 90 и 270° достигает своих ма-
ксимальных положительных и отрицательных значений.
Если бы радиодевиация выражалась формулой Fsin 3</,
то на курсовых углах по всей окружности она 6 раз до-
27
стигла бы максимальных значений и 6 раз была бы равна
нулю, почему она и называется шестерной.
Рассмотрим теперь случай, когда вторичный излучатель
типа открытой вертикальной антенны расположен р одной
плоскости траверза с рамкой радиопелен-
гатора. Этот случай показан на рис. 16.
Здесь имеем:
Sa________sin/
Mi — sin (90 4-9) ’
н'
Рис. 16.
отсюда
s„
sin / = —1, - coso.
no
В первом приближении
, S“
1 = —rT- COS fl.
nn
Имея в виду разложение
6 ’
найдем
Sa
Hi
з
cos3 q ,
Так как
cos3 q = 3 «cos q -J-1 4 cos Sq,
то
3
3
/3
'0
A)
отсюда
Sa
3 ( Sa
24 V Ho
3 , 1 ( Sa
C0S^+24 \~M0'
Обозначая
no
з
3
= c,
8
I cos 3o.
о
получим:
/= Ceos q G cos 3<y.
28
Если пренебречь величиной третьего порядка малости О,
то остается:
f— С cos 9,
т. е. характер радиодевиации полукруговой, причем на
радиокурсовых урлах 90 и 270° радиодевиация равна нулю,
Рис. 17.
а на радиокурсовых углах 0 и 180 достигает своих макси-
мальных положительных и отрицательных значений (рис. 17).
Коэфициент радиодевиации С
происходит от вторичных излуча-
телей типа открытых вертикальных
антенн, расположенных в одной по-
перечной плоскости с рамкой радио-
пеленгатора. Чем больше вторич-
ных' излучателей такого типа, чем
ближе они к рамке радиопеленга-
тора и чем больше их степень на-
стройки по отношению к приходя-
щей от радиомаяка волне, тем
больше величина коэфициента С.
Так как обычно вторичные из-
лучатели в большей степени рас-
строены. чем нежели настроены
по отношению к приходящей волне,
то величина коэфициента С обычно
мала или равна нулю.
Коэфициент шестерной радиодевиации G^*/.24 С* тем
более мал и всегда практически равен нулю.
С изменением длины волны, приходящей от радиомаяка,
изменяется величина коэфициента С.
29
В общем случае, когда вторичный излучатель типа
открытой вертикальной антенны расположен не в диаме-
тральной плоскости и не в плоскости траверза, а под углом
а к диаметральной плоскости, то, обращаясь к рис. 18,
получим;
Sin f
Но Sin (<l -J- а)
Отсюда
sin/= -f."- sin а) = —sin q cos a -j--------—-cos sin a.
/7П jJq
s s
Обозначая —cos* = В , Л-sina — C
'*(} Mi
и полагая в первом приближении sin/ = /, получим:
f — B$\nq Ceos 9,
т. е. характер радиодевиации п о л у к р у говой.
Итак, если курсовой угол от рамки радиопеленгатора
на вторичный излучатель будет
0°, то получим коэфициент — В 180 „ „ +В 90 „ +С 270 „ — С
и во всех остальных случаях расположения вторичного
излучателя по отношению к рамке радиопеленгатора будем
иметь оба коэфициента радиодевиации В и С.
§ 8. Вывод формулы радиодевиации, производимой
вторично излучающими контурами
В § 3 было показано, что поле вторичного излучателя
типа емкостного или индуктивного контура может быть
представлено двумя составляющими, нормальной и танген-
циальной. По признаку направления нормальной составляю-
щей поле делится на внутреннее и внешнее, а по при-
знаку направления тангенциальной составляющей — на четыре
четверти: 1, 2, 3 и 4-ю.
Так как радиодевиация производи гея только синфазной
составляющей поля вторичного излучения, то будем иметь
в виду только эту составляющую или ее проекции нор-
мальную Sn и тангенциальную St .
30
Пусть рамка радиопеленгатора расположена в центре
или на оси симметрии вторично излучающего контура
(рис. 19) в точке а. В таком случае она будет находиться
под действием только нормальной составляющей S. Если
рамка находится вне плоскости контура, в точке Ь, то
в таком случае она будет находиться под действием нор-
мальной составляющей Sn и тангенциальной составляющей
В зависимости от того, в какой точке расположена рамка
радиопеленгатора, нормальная составляющая 5п будет на-
правлена в ту или другую сторону от плоскости контура,
а тангенциальная составляющая в прямом или обратном
направлении параллельно плоскости контура.
Плоскость контура может располагаться параллельно
диаметральной плоскости корабля, т. е. контур будет про-
дольным, или параллельно плоскости траверза, такой контур
будет поперечным. Плоскость контура может располагаться
под некоторым углом а к диаметральной плоскости корабля
(рис. 20) и действие такого контура, площадь которого есть
•S’, на рамку радиопеленгатора мы можем заменить дей-
ствием двух контуров -продольного и поперечного, причем
площадь продольного контура будет Seos а, а площадь
поперечного контура Ssina. Следовательно, всю совокуп-
ность вторично излучающих контуров мы можем рассматри-
вать, как состоящую только из продольных и поперечных
контуров.
31
Чтобы рассмотреть действие на радиопеленгатор нор-
мальной и тангенциальной составляющих, надлежит геоме-
трически сложить мгновенные их значения с мгновенным
значением составляющей Н основного поля. Если для этой
цели рассматривать продольный контур, то здесь могут
быть четыре случая (рис. 21): в то время как проекция
//cosp вектора Н направлена к левому борту,
1) вектор Sn направлен к левому борту,
2) вектор направлен к правом) борту,
3) вектор St направлен в нос,
4) вектор St направлен в корму.
Пусть электромагнитная волна от радиомаяка подходит
под углом р к диаметральной плоскости корабля; в таком
случае синфазная составляющая (см. § 4) поля вторичного
излучения контура будет:
Sj,—S°h cosр sin <<>t
или ее нормальная и тангенциальная слагающие:
S;i=S°n cosр sin о>/,
St=S~t cos р sin mt.
Рассмотрим четыре вышеуказанных случая по очереди.
В первом случае надлежит сложить мгновенные значения
векторов Н и Sn, как это указано на рис. 22. Складывая
геометрически мгновенные значения векторов Н и Sn, полу-
32
чим равнодействующий вектор Н', по перпендикуляру к ко-
торому определится кажущееся направление на радиомаяк —
радиокурсовой угол q, отличающийся от курсового угла р
на величину радиодевиации /, так что ^+/ = Р-
Из чертежа имеем>-
sln/__
sin q н
S„ cos Р Sin u>7 . .
_"____-_______sin q = -!L cosp sin q.
Hosin<uf Ho
sin/ = k sin q cos (q /)-
Преобразовывая эго выражение, получим:
sin/ = k sin q (cos <7 cos/—sin <7 sin/) = A sin <7 cos q cos/ —
k e k k
~ k sin2 q sin/= -g- sin 2#cos/-s*nZ+^cos 2q sin /;
sin/ -f- ~ sin/= ~ sin 2q cos f-\- -^-cos 2 q sin/;
sin/= sin 2qcos/-}- cos sin/•
3 З.кл ,4 337
33
Рассмотрим случай второй — действие вектора Sn, напра-
вленного к правому борту, в то время как проекция Hcosp
вектора Н направлена к левому борту (рис. 23). Геометри-
чески складывая мгновенные значения векторов Н и Sn,
получим равнодействующий вектор И', по перпендикуляру
к которому определится кажущееся направление на радио-
маяк — радиокурсовой угол q, отличающийся от курсового
угла р на величину радиодевиацпи /, так что q -\-f~p.
Из чертежа имеем:
___sin/____ sn
sin (180 — q) ’
c 5Я sin wt
отсюда sin f = sin q — cosp sin q — k cosp sin q;
sin f = k cos (q -|-/) sin q = k cos q cos/sin q — k sin2 q sin/.
Аналогично вышеприведенному выводу, получим:
k k
sin f = -24^ sin cos/+ 2 TJ cos ^4 sin/•
k s
Здесь величина отрицательна, так как k—-^, а век-
~Г к
тор S°n в этом случае надлежит считать отрицательным.
Полагая величины / и k первого порядка малости,
и положив sin/—/, cos/=1, с точностью до величин первого
порядка малости, получим:
г k .
/=2-+IS,n“V
Применяя попрежнему метод последовательных приближе-
ний, с точностью до величин второго порядка малости,
получим:
Г k 1 / Й V
/= 2+Т sin 2q + - ] sin 4q. (5)
Рассматривая теперь случаи третий и четвертый с тан-
генциальными составляющими найдем, что эти случаи
приводятся к одному. Действительно, из рис. 24 и 25 нахо-
дим, что в третьем случае будет (рис. 24):
sin/ ____
sin (90—q) Н
или
- f s<
Sinf—-rr COSO,
34
тельным
а в четвертом случае будет (рис. 25):
sin f __________________________
sin (90 4-9) H
или ,
sin/= cos <7.
Н
Если направление вектора St в корму считать положи-
направлен к левому борту), то
(когда вектор Н
в третьем случае отношение
гом случае — положительно.
Итак, для третьего и четвертого случаев имеем:
St S°. cos р sin 4>t
sin/= -и cos q cos q.
©
Обозначая отношение —У— = n,
n.i
получим:
sin f— n cos p cos q — n cos [q -f /) cos q — n cos2 <7 cos / —
— nsin ^cos^sin/ = -^-cos/4--£ cos2qcosf--sin 2^sin/.
Полагая n и/величинами первого порядка малости, получим:
/=^- -и 2 COS 29,
з*
35
а с точностью до величин второго порядка малости получим:
£ п . п п- и’ . л8 . .
f—— + — cos 2q — -4- sin 2q---g- sin 4q. (6)
Если теперь рассмотреть поперечный контур, то здесь
могут быть тоже четыре случая (рис. 26): в то время как
нормальная проекция Н sin р вектора Н основного поля на-
в нос,
в корму,
к левому борту,
к правому борту.
правлена в нос,
1) вектор Sn направлен
2) вектор S„ направлен
3) вектор Sf направлен
4) вектор S( направлен
Рис. 26.
Если электромагнитная
волна подходит к кораблю под
углом р к его диаметральной плоскости, то синфазная
составляющая поля вторичного излучения поперечного кон-
тура будет:
S. — S°h sin р sin <»t
R R r
и ее нормальная и тангенциальная слагающие:
•S'—S" sinp sin o>t,
St — St sin p sin <-»t. t
Рассмотрим четыре вышеуказанных случая по очереди.
В первом случае надлежит геометрически сложить мгно-
венные значения векторов Н и S„, как это указано на
рис. 27. Из чертежа имеем:
sin/ Sn . г Sn „
sin (9б“?) — 77’ sin/— 77 cos
36
Второй случай показан на рис. 28. Здесь мы имеем:
sin f S i - Sn
sin (90+ 7) ~~ 77’ s,n7— н COS C]'
Итак, эти два случая приводятся к одному:
sin /= — cos q.
' п
*1
Развернем это выражение, обозначая отношение 5п = /и:
/7в
sin f = Sn sln sinp cos q — m sin p cos q = m sin (q-\-f) cos q =
A/o sin и/
=/л sin q cos q cos f-\-m cos2 q sin/ = sin cos f + у sin/ -f-
-f—-2 cos 2q sin /.
( 1 — sin/= j sin 2<7cos/-J-^cos29Sin/.
sin / = sin 2q cos/ -}- cos 2q sin/.
Полагая / и m величинами первого порядка малости,
с точностью до величин первого порядка малости получим:
и с точностью до величин второго порядка малости получим:
/=2^71 sin2<? + 4(-2^?sin49. (7)
Это выражение (7) аналогично выражению (5).
37
Рассмотрим теперь последние два случая: вектор St на-
правлен к левому борту (рис. 29); этот случай аналогичен
изображенному на рис. 22, здесь имеем:
sin f St . г St
-— = т, ; sin/= -гг sin q.
Когда вектор St направлен к правому борту (рис. 30),
то такой случай аналогичен случаю, изображенному на
рис. 23, здесь имеем:
sin / St . f St .
—1=тг; sin/= vrsin q.
sin (180— tj) H ’ J H v
Объединяя эти два случая в один
5°
и обозначая отношение ' — I, по-
н.
лучим:
Рис. 30.
S.sin р Sin «:/ .
—____ sin q =
s\n v>t
— I sin p sin q — I sin (q -\-f) sin q =
= I sina q cos f-\-1 sin q cos q sin /=
= cos f—~ cos2^cos/ +
— sin 2q sin/.
Полагая / и I величинами пер-
вого порядка малости, с точ-
ностью до величин первого порядка малости, имеем:
f о
/= -j----Т C0S
и с точностью до величин второго порядка малости имеем:
г I I о , /2 . „ /2 . . ,о.
J = -----9“ C0S 2^ + Т Sln -----Г sin • (8)
Это выражение аналогично выражению (6).
Чтобы привести все полученные выражения к общему
виду, введем следующие функции:
. , k — т . п + 1 г, п — I
F=l+-2—; Д = —; Е=—2—;
п _ * + гс I Л-л’ н Р + Л2
4 ’ 2 k 2Р 1 ~ 8
38
Тогда имеем:
1) при т — I — п — 0 будет:
'а = 1 0=24^’ А = Е = О; ’
2) при k = l = n==G будет:
и=1-^; О = ^-; А = Е = О-
1 2 2—ft’ ’ 2 \2—т1 ’
3) при l=m—k—Q будет:
, ,л П- . П с п 1_г п-
р = 1; D = — —; Л = -2-; £ = -у; //= — -£-.
Первы i случай соответствует положению рамки радиопе-
ленгатора в центре продольного контура, второй случай
cooi ветствует положению рамки радиопеленгатора в центре
поперечного контура, и третий случай соответствует поло-
жению рамки радиопеленгатора вне плоскости продольного
контура, когда рамка радиопеленгатора находится только
под действием тангенциальной составляющей. Наконец,
можно взять четвертый случай, когда т = k = п = 0, что
соответствует положению рамки радиопеленгатора вне пло-
скости поперечного контура, тогда будет:
1A=1;D=4; Л = Е = - Н =(9)
Имея в виду эти функции, выражения для радиодевиа-
ции для указанных четырех случаев можно переписать
в следующем виде:
f— D sin 2^-|- Н sin 4</; (10)
/= Л-|-£ cos 2^ 4- D sin 2q Н sin 4<?; (11)
f—D sin 2q I- //sin 4^; (12)
f= A 4- £: cos 2q -f- D sin 2^-|- H sin 4<y. (13)
Отсюда общее выражение для радиодевиации, происхо-
дящей от сильно расстроенных продольных и поперечных
емкостных или индуктивных контуров будет:
f~ А fcos 2q-f- D sin 2q H sin 4q.
Разобранные четыре случая для продольных и попереч-
ных контуров, как это указывалось выше, соответствуют
определенным положениям рамки радиопеленгатора отно-
сительно рассматриваемого вторично излучающего контура.
39
Случай первый для продольного контура представляет
собой положение рамки радиопеленгатора во внутреннем
поле емкостного контура или во внешнем поле индуктив-
ного контура, причем центр рамки расположен в плоскости
контура. В этом случае мы имеем положительный коэфи-
циент D четвертной радиодевиации и, если последний велик,
то имеем также, как функцию D, коэфициент/У - вось-
мерной радиодевиации. Радиодевиация в этом случае пред-
ставляется формулой:
f=D sin 2q -|- Н sin 4<у. (14)
Этой же формулой представляется и второй случай,
когда центр рамки радиопеленгатора расположен в плоско-
сти контура и находится во внутреннем поле индуктивного
или во внешнем поле емкостного контура. Здесь коэфициент
D имеет знак минус. Формулой (14) выражается радиоде-
виация и для первых двух случаев поперечного контура:
когда центр рамки радиопеленгатора лежит в плоскости кон-
тура и находится во внутреннем поле емкостного контура
или во внешнем поле индуктивного контура — коэфициент
D отрицателен, когда же он лежит во внешнем поле емкост-
ного контура или во внутреннем поле индуктивного кон-
тура — коэфициент D положителен.
Для всех этих случаев можно составить следующую
таблицу:
Радиодевиацию производит Продольный контур
емкостный индуктивный
Нормальная составляющая внутреннего поля + D — D
Нормальная составляющая внешнего поля -D д-о
Индуктивный Емкостный
Поперечный контур
Во всех этих случаях радиодевиацию производит нор-
мальная составляющая поля вторичного излучения продоль-
ного или поперечного емкостного или индуктивного контура.
40
Если рамка радиопеленгатора не лежит в плоскости кон-
тура или на оси симметрии контура, то она находится под
действием не только нормальной, но и тангенциальной
составляющее! поля вторичного излучения или под действием
только тангенциальной составляющей поля вторичного излу-
чения. В последнем случае, как это выведено выше, выра-
жения для радиодевиации принимают вид формулы (11)
или (12):
f— А 4- £'cos2<7-{-^sin2<7 4- /7 sin 4q. (15)
Действительно, эта формула выведена для третьего и чет-
вертого случаев продольного контура и для третьего и чет-
вертого случаев поперечного контура. Рассмотрим знаки
коэфициентов во всех этих случаях.
Продольный контур.
Случай 3. Радиодевиация отрицательна, величина 5е, от-
рицательна, следовательно параметр п отрицате-
лен, отсюда имеем — А, — Е, —D, — Н.
Случай 4. Радиодевиация положительна, величина поло-
жительна, следовательно параметр п положи-
телен, отсюда имеем -f-j4, -f-Е, — D, — Н.
Поперечный контур.
Случай 3. Радиодевиация положительна, величина S , поло-
жительна, следовательно параметр I положите-
лен, отсюда имеем -f-Л, — Е, + D, — Н.
Случай 4. Радиодевиация отрицательна, величина Sct отри-
цательна, следовательно параметр I отрицате-
лен, отсюда имеем—A, -f- Е, -f- D, — Н.
Эти результаты можно свести в следующую таблицу.
Тангенциальная составляющая Продольный контур Поперечный контур
емкостный индуктив- ный емкостный индуктив- ный
1-я н 3-я четверти + А +Е — Л, — Е, H-л, — Е, — Л, + £,
поля (рис. 5) -D, -Н -D.—H + D, —Н + D, -Н
2-я и 4-я четверти — Л, — Е. + Л, +£, — А,+Е, + Л, — Е.
ПОЛЯ -D.-H -£>, — Н + D, —Н + D, — И
41
В случае действия только тангенциальной составляющей
в выражение радиодевиации входят четыре коэфициента А,
Е, D и Н, причем, как это видно из формул для коэфициен-
тов радиодевиации, в этом случае коэфициенты D и Н явля-
ются величинами второго порядка малости по сравнению
с коэфицнентами А и Е. Поэтому, пренебрегая коэфициен-
тами D и Н, в первом приближении можно написать выра-
жение для радиодевиации, происходящей только от тангеп-
Рнс. 31.
циальной составляющей (при несимметричном расположении
рамки радиопеленгатора относительно вторично излучаю-
щего контура):
f =А 4-fcos2<7.
Итак, общее выражение радиодевиации, производимой
вторично излучающим контуром, будет:
/ = А -ф Osin 2q-ф- Еcos 2g-f- Нsin Aq.
На рис. 31 приведено наглядное представление измене-
ния радиодевиации, производимой нормальной составляющей
внутреннего поля емкостного контура, характеризуемой
коэфициентом D.
Следует помнить, что величина коэфициентов радиоде-
виации зависит от длины волны, на которой работает пелен-
гуемый радиомаяк.
42
Приведем теперь более общий вывод формулы радио-
тевиации, производимой вторично излучающими контурами
не только продольными и поперечными, но расположен-
ными как угодно, так что плоскость контура составляет
угол а с диаметральной плоскостью корабля (рис. 32).
Выведем сначала выражение для радиодевиации, производи-
мой нормальной составляющей поля вторичного излучения
контура, составляющего угол st с диаметральной плоскостью
корабля. Пусть приходящая от радиомаяка электромагнит-
ная волна встречает диаметральную плоскость корабля под
углом р, а плоскость контура под углом 0 (рис. 32), тогда
из чертежа имеем выражение для синуса радиодевиации:
sin / __
sin (<7 — а) Н ’
Отсюда
S \ cos 0 sin u>t
Sin/=^ sin (tf - «) = Sin^ - a) =
= / cos 6 sin (q — a) =-77- cos (p — a) sin (q — a) =
f/Q nQ
= a cos (p - a) sin (q a).
43
Здесь отношениеобозначено буквой о. Далее:
//О
sin/= acospcos a sin (q — а)-|- a sin р sin а sin (q — а) =
= a cosр cos « • sin q cos а — a cos p cos a cos q sin a -f-
a sin p sin a sin q cos а — a sin p sin a cos q sin a.
Имея в виду, чтор = q j-/ и вводя обозначения: a cos2 а = с,
a sin а cos а = d, а sin2 л — е, получим:
sin f = с cos р sin q - d cos p cos q -|- d sin p sin q —
— e sin p cos q — ccos q cos / sin q — c sin q sin /sin q —
— d cos q cos f cos q Д- d sin q sin /cos q -f- d sin q cos /sin q -|-
-\-d cos q sin/sin q г sin </cos/cos q — ecosq sin/cos q =
= — sin 2<? cos / - ~ sin / -f- -y cos 2q sin / cos/
—ycos2?cos/4--7f-sin2?sin/-4--7-cos/— cos2?cos/4-
+ -— sin 2q sin/ — ' sin 2q cos/-f-sin/----cos 2^ sin/.
sin / = ----sin 2q cos /-|- d sin 2q sin/ -f-
+ ----j-') cos 2q sin / - dcos 2q cos/— + 2 sin/•
Перенося последний член из правой части в левую часть,
получим:
1 + sin/ = - sin 2q cos / cos 2q sin/-}-
|- d sin 2q sin/ — dcos 2q cos/.
Обозначим величину 1 -f- - g j — н и разделим обе части
уравнения на величину получим:
sin f— sin 2q cos f-\- cos 2q sin/4~ — sin 2q sin/ —
----------------------- cos 2q cos /.
44
Полагая/, с, е, и d величинами первого порядка малости,
с точностью до величин первого порядка малости получим;
/= СТ-- sin 2а 4-1----—) cos 2а
J А* \ и /
Теперь выведем формулу для радиодевиации, произво-
димой тангенциальной составляющей поля вторичного излу-
чения контура, составляющего угол а с диаметральной пло-
скостью корабля. Пусть приходящая от радиомаяка электро-
магнитная волна встречает диаметральную плоскость корабля
под углом р, а плоскость контура под углом 6 (рис. 33),
тогда из чертежа имеем выражение для синуса радио-
девиации:
sin/______ St
cos(<7 — а) 77"
45
Отсюда
St S( cos 6 sin u>t
sin f = -H cos (<?-«)= - COS(?-«) =
sj
= - cos 6 cos (q — a) = b cos (p — «) cos (</—a) =
"O
= b cos p cos a cos q cos a -J- b cos p cos a sin q sin a -(-
•1 b sin/? sin a cos «/cos a-|-A sinpsin a sin q sin a,
St
где отношение обозначено буквой b, а угол 6 заменен
ио
его значением р—а.
Теперь, имея в виду, что p = q \~f и обозначив
Acosza=g; Asin acosa = A; Asin2 а = i,
получим:
sin f — g cos p cos q -J- h cos p sin 9 4" s’n P cos 4“
* sinp sin <7= geos ^cos/cos q — gsin q sin/cos q -|-
4~ h cos q cos/sin q--h sin q sin/sin q h sin q cos/cos q -f-
-j-Acos q sin / cos q -\-i sin qcos / sin q-\-i cos q sin/ sin q.
После несложных преобразований получаем: /
sin/= - cos /4*^-^- cos 2q cos /— 8^- sin 2^sin/4-
A cos 2q sin/4- A sin 2q cos/.
Полагая /, g, h и i величинами первого порядка малости,
с точностью до величин первого порядка малости, получим:
/ 4“ --7^ c°s 2</4- Л sin 2q
и с точностью до величин второго порядка малости:
/= 4-|Л 4 -Ц-^] cos 2q 4- (A-sin 2q ]-
f-л cos 4</ 4- [4* - 7г sin 0 7)
46
I
Сопоставляя формулы (16) и (17), введем следующие
функции:
Теперь, основываясь на формулах (16) и (17), можно
написать общее выражение радиодевиацни, производимой
вторично излучающим контуром:
/= A D sin Е cos 2<у -ф Н sin 4</ -ф К cos 4q,
где А — коэфициент постоянной радиодевиации, D — коэфи-
циент четвертной радиодевиации, /Г — коэфициент четверт-
ной несимметричной радиодевиации, Н — коэфициент вось-
мерной радиодевиации и Д'- коэфициент восьмерной несим-
метричной радиодевиации.
Как видно из выражений коэфициентов радиодевнации,
коэфициенты восьмерной радиодевиации Н и К являются
величинами второго порядка малости по сравнению с коэ-
фициентами A, D и Е. Коэфициент Е—коэфициент чет-
вертной несимметричной радиодевиации и коэфициент
К — коэфициент восьмерной несимметричной радиодевиации
мы назвали так потому, что эти коэфициенты появляются
в том случае, когда рамка радиопеленгатора расположена
несимметрично относительно вторично излучающего контура,
т. е. вне плоскости контура и не на оси симметрии послед-
него.
Величины a, b, с, d, e,g, h, i назовем в a p а м e г рами по л я
вторичного излучения в данной точке, например
в месте установки рамки радиопеленгатора. Параметры поля
в данной точке являются величинами постоянными при фикси-
рованной частоте передатчика (радиомаяка). Действительно,
S„
величина параметров зависит от отношения ,, или отноше-
"п
47
Sf
ния и угла а, составляемого плоскостью вторично излу-
чающего контура с диаметральной плоскостью корабля,
а это величины суть постоянные (при фиксированной частоте
передатчика).
Рассмотрим несколько случаев расположения рамки
радиопеленгатора по отношению к вторично излучающему
контуру. Возьмем продольный контур. В этом случае угол
а=0, следовательно параметры d = e = A = i = 0 и в выра-
жении коэфициентов радиодевиации остается:
д___8 р___ S Г)__ с _JTL 17__л и — 1 ( с \3_1 (<Л2.
Л 2»Л“2'Л’~2|а 4 ’ U, л — 2^2и ) I
Если, кроме того, рамка радиопеленгатора расположена на
оси симметрии вторично излучающего контура, то танген-
циальная составляющая равна нулю, т. е. параметр g — О,
и тогда выражения коэфициентов радиодевиации будут:
А=0, Е=0,Л =0,Е)=^-, Н=’ т.е. Я =
Для поперечного контура угол а = 90°, следовательно пара-
метры c — d =g = Л = 0, ив выражении коэфициентов радио-
девиации остается:
А=4-.Е= А,к«0,о=--'-14,
2 4
Если, кроме того, рамка радиопеленгатора расположена на
оси симметрии вторично излучающего контура, то танген-
циальная составляющая равна нулю, следовательно и пара-
метр i=0 и тогда выражения коэфициентов радиодевиации
будут:
А = 0. Е=0, К=0, D=-4-, Н=1
\ 2ц)
т. е. остается только коэфициент симметричной четвертной
девиации (отрицательный) и его функция — коэфициент
симметричной восьмерной радиодевиации Н.
Итак, мы видим, что коэфициенты А и Е, в случае про-
дольных и поперечных контуров, появляются только тогда,
когда рамка радиопеленгатора расположена несимметрично
относительно вторично излучающего контура, или вернее —
не находится на оси симметрии контура.
48
Рассмотрим случай, когда рамка радиопеленгатора лежит
на оси симметрии контура, а плоскость контура составляет
с диаметральной плоскостью корабля угол а==45°, в этом
случае параметры имеют следующие соотношения:
а а а b , b , b
С—~2~>в—~2~г а = ~2~ > Я— 9 ’ ’ 1 ~ ~2 ’ 1г== 2
Отсюда
b b Ь- а
Д=~2*> 1) — ~2 ’ Л = О, Е= 4 2 л '
“'И'ГУ
для общего случая, и .
/<=о. £ = н=_.Цг”_у,
когда рамка радиопеленгатора лежит на оси симметрии
вторично излучающего контура.
Обратим внимание на то обстоятельство, что во всех
разобранных случаях коэфициент К несимметричной вось-
мерной радиодевиации был равен нулю. Если плоскость
вторично излучающего контура составляет с диаметральной
плоскостью корабля угол в 221,-, то коэфициент К /" 0.
Итак, рассматривая как угодно расположенные вторично
излучающие контуры, мы получили общее выражение
для радиодевиации, производимой этими контурами:
/= A -|-Z)sin 2</4- A'cos 2</ 4~ Нsin 47/4* A cos 4(7,
где коэфициенты Н п К суть величины второго порядка
малости по сравнению с коэфициентами A,Dn Е. Формулы
(18) дают выражение коэфициентов радиодевиации через
параметры с точностью до величин второго порядка малости
включительно.
§ 9. Полная формула радиодевиации
Теперь можно определить, сколько членов ряда Фурье
нужно взять для вычисления радиодевиации. В § 7 пока-
зано, что вторичные излучатели типа открытых верти-
кальных антенн создают радиодевиацию
f— В sin q ' Ceos q,
причем коэфициенты В и С обычно весьма малы или равны
нулю. Эта формула выражает полукруговую радиодевиацию
4 Заказ Л* 337 49
с точностью до величин второго порядка малости включи-
тельно.
В § 8 показано, что вторичные излучатели типа замкну-
тых или разомкнутых контуров создают радиодевиацию,
выражающуюся с точностью до величин второго порядка
малости включительно следующей формулой:
f=A f D sin 2<?-|-£’cos 2q -ф- Л/sin 4q-j- К cos 4q,
причем для большинства случаев взаиморасположения на
корабле рамки радиопеленгатора и вторично излучающих
контуров и расположения самих вторично излучающих кон-
туров относительно диаметральной плоскости корабля можно
принять К— О-
Таким образом в сделанных предположениях для выра-
жения радиодевиации с принятой точностью из ряда Фурье
необходимо удержать следующие члены:
D Н
5° 0*2
6 0,3
7 0,4
8 0,6
10 0.8
12 1,3
14 1,6
16 2,2
18 2,8
20 3,5
/ — Д -ф- В sin q } С cos q-\- £)sin2? ф-£ cos2q {-Л/sin 4q.
В таком виде формула радиодевиации и употребляется
на практике.
Если рамка радиопеленгатора удачно расположена по
отношению к вторичным излучателям, то значительную
величину может иметь только коэфициент D четвертной
радиодевиации, коэфициенты же .4,
Е, В, С и Н являются величинами вто-
рого порядка малости по сравнению
с коэфициентом D или равны нулям.
Значительная величина последнего
объясняется тем, что на корабле
всегда оказывается большое число
сильно расстроенных по отношению
наиболее употребительных для пелен-
гования длин волн вторичных излу-
чателей типа разомкнутых или зам-
кнутых контуров. Сам корпус корабля
рассматривается, как замкнутый ин-
дуктивный контур, во внешнем поле
которого находится рамка радиопеленгатора, вследствие чего
коэфициент D в большинстве случаев имеет знак плюс.
Если коэфициенты А и Е близки к нулю, то Л/=* 2О2.
Выше приведены значения Н в зависимости от I), вычис-
ленные по этой формуле.
Следует обратить внимание на то обстоятельство, что
напряженности полей вторичного излучения пропорциональны
силе Н поля передатчика. Все коэфициенты радиодевиа-
50
ции представляют собой отношения напряженностей полей
вторичного излучения и основного поля или пропорциональ-
ные этому отношению величины. Вследствие этого все коэфи-
циенты являются постоянными величинами, не зависящими
от места на земной поверхности и от силы поля передатчика,
а также от удаления передатчика от корабля, при неизмен-
ном взаиморасположении и электрическом состоянии рамки
радиопеленгатора и вторичных излучателей и при фиксиро-
ванной длине волны передатчика.
§ 10. Вывод формул для вычисления коэфициентов
радиодевиации
Коэфициенты радиодевиации могут быть вычислены по
наблюденным радиодевиациям или по наблюденным измене-
ниям радиодевиации. Для вычисления шести коэфициентов
радиодевиации Д, В, С, D, Е и Н нужно составить по
крайней мере шесть уравнений, для чего понадобится
пронаблюдать радиодевиацию по крайней мере на шести
различных радиокурсовых углах q. Но наблюдений может
быть и больше, тогда соответственно и число уравнений
для определения коэфициентов радиодевиации будет больше,
причем это число будет больше числа неизвестных, под-
лежащих определению. В таком случае, для нахождения
наивероятнейшего значения неизвестных, уравнения ре-
шаются способом наименьших квадратов. Вычисления но
способу наименьших квадратов чрезвычайно упрощаются,
если наблюдения радиодевиации производились на равноот-
стоящих радиокурсовых углах.
Рассмотрим сначала метод определения коэфициентов
радиодевиации по наблюдениям радиодевиации на п равно-
отстоящих радиокурсовых углах.
Так как радиодевиация выражается формулой:
f — А В sin </-[-Ceos 9-[-D sin 2^-}-/: cos 2?-]-А/sin 4</,
то наблюдения на п равноотстоящих радиокурсовых углах
доставят нам п уравнении вида:
^ 4' Bsin<71-|-Ccos(71-j-/Jsin 2</| 4 A'cos2<7, ]-A/sin4^
sin<72-J-Ccos^-J-^s,n ^2 [ Fcos2(72 | A/sin4</_>
(19)
/„=^ + Ssin9n-|-Ccos<7n-4/Jsin2?„ [ A'cos2qn-}-Hs.\i\^qri
4*
51
В 31 их уравнениях известными являются наблюденные
радиодевиации f.,. . .fn и радиокурсовые углы qt,
q. . . . , qn, на которых эти радиодевиации наблюдались;
неизвестными, подлежащими вычислению, являются коэфи-
циенты радиодевиации А, В, С, D. Е и Н.
Выведем теперь формулы для вычисления коэфициен-
гов по методу наименьших квадратов. Для определения
неизвестного А сложим все уравнения (19); получим:
п п п п
V1 V? V1
2ifn = чА-\-В£*sin qn4 С Vcossin 2qn-J-
i iii
n и
+ E cos 2q„ -f- Hsin 4?П .
1 J
Из тригонометрии известно, что
n n n
2Ssin sin ч. • • =
i i ।
-ll n
X-'
= X sin rqn— i cos rqn — 0,
i i
если qh= —-—k, (k — 1,2,........ti), и n^2r~j~lt по-
этому в правой части данного уравнения все члены, кроме
первого, равны нулю, и остается:
отсюда
Для определения неизвестного В умножим каждое из
уравнений (19) на коэфициент при этом неизвестном, т. е.
на sin qn, и все уравнения сложим:
52
В правой части этого уравнения, все члены, кроме вто-
рого, равны нулю. Рассмотрим второй член:
п п
п
п г> В „ Л г,
= -2- В— — 2jcos2^n=-y В,
1
так как
л
COS 27 = 0.
1
Следовательно, от уравнения остается:
отсюда
s Л sin
1
Для определения неизвестного С умножим каждое из
уравнений (19) на коэфициент при этом неизвестном, т. е.
на cos^n и все уравнения сложим:
В правой части этого уравнения все члены, кроме
третьего, равны нулю. Третий член:
п п
C^cos2^n=-^C’+ ^cos 2qn=~C.
Следовательно, от уравнения остается:
iAcos^-yC,
отсюда п
S /„ CUS ч„
Для определения неизвестного D умножим каждое из
уравнении (19) на коэфициент при этом неизвестном, т. е.
на sin 2qn, и все уравнения сложим:
л ли
2S A sln 4.=л sin '2ЧП+В sin <ln sin 2^„+
1 1 1
n n n
ф- C cos qn sin 2q D sin12qn -{- E У cos 2qn sin 2qn-\-
i i i
4 Af J^sin 4</nsin 2gn.
1
В правой части этого уравнения все члены, кроме четвер-
того, равны нулю. Четвертый член:
Л л
D^sin22<7n=-£-D — -^-2cos4^= 2 D’
Следовательно, от уравнения остается:
л
^Asin2(7n=4D’
1
отсюда п
£ /„ sin 2?„
г\ 1
54
Для определения неизвестного Е умножим каждое из
уравнений (19) на коэфициент при этом неизвестном, т. е.
на cos2^n, и все уравнения сложим:
2qn + Н si n 4qn cos 2q>
В правой части этого уравнения все члены, кроме пятого,
равны нулю. Пятый член:
п п
f^cos3 = Е-
Следовательно, от уравнения остается:
отсюда
п
Е / COS 2//
‘ И II
Для определения неизвестного Н умножим каждое из
уравнений (19) на коэфициент при этом неизвестном, т. е.
на sin 4qn, и все уравнения сложим:
л пл
sin 4q„=A sin 4q„ -ф В V sin qn sin 4?n +
I I 1
. cos qn sin 4q,' -f D sin 2qn sin4^n +
n n
X1 X1
4- E ^1 cos 2qn sin 4qn-\-H 7iSin24q_.
1 1
55
В правой части этого уравнения все члены, кроме послед-
него, равны нулю. Последний член:
п п
sin24/?n= vi, cos 8?,= " Н.
1 1
Следовательно, от уравнения остается:
л
1
отсюда
п
- /п sin 4<7,
Н= -------------
п/2
Вычисленные по выведенным формулам коэфициенты
радиодевиации будут получены со средними квадратиче-
скими ошибками Дк = , где Д/ — средняя квадратиче-
ская ошибка определения радиодевиации /.1 Таким образом,
если принять, что радиодевиация определяется со средней
квадратической ошибкой Д/ = zt0°,6, то средняя квадрати-
ческая ошибка в вычисленных коэфициентах радиодевиации
при п = 9 будет Дк = zt0°,3.
Можно получить другие, более простые формулы для
вычисления коэфициентов радиодевиации, но менее точные.
Имея в виду вычислить коэфициенты А, В, С, D, Е и Н,
напишем выражения для радиодевиации по основной фор-
муле для радиокурсовых углов 0°, 22О1 2, 45°, 90°, 180°, 270.
/о =Д + С-|-£;
/iso -С^-Е-
f«, =^+BS4 + CS4 + /3;
/22»/,= А 4- BS. ф- CSK + DS, -|-£S4 -I- H-
=А^-В-Е-
Лто =А~В ~Е-
где S4 = sin 45°;
S2 = sin 22’,5;
Se = sin 67°,5.
1 Средняя квадратическая ошибка коэфициента А будет
дд= --AL.
Уп
56
Отсюда
4 /1S0 . D Ал — /270
2 ’ 5 2
/о+/90 + Лм 4~ /2:0_______.
‘ ~ 4
___ (/0 ~b/i.4i) — (Ля? +/2711) .
£>=/4.-,-Л - BS4 —CS4;
/32iA -BS2 - CSe - DS, - £St.
Вычисленные по этим формулам коэфициенты радиодевиацик
будут получены со средними квадратическими ошибками:
Д/ Д/
— у-%-
^А = — —~~-, ЬЕ^^-У-.
Если в D и Н подставить выражения А, В, С, Е и вычи-
слить соответствующие средние квадратические ошибки, то
получим:
ДО^Д/JLL; дН=д/|/23+_1 {S(,-S4-hS2).
где А/ — средняя квадратическая ошибка определения
радиодевиации. Принимая последнюю за^0°,6,
получим ошибки коэфициентов:
АВ = ЛС = + = —0е,4 ;
1,4
д.4 = ДЛ = =t -у- = 0°,3 ;
AD = ztl,3- 0,6 = zt0°,8;
AH==ztl ,9 • 0,6 = Дг Г,1.
Из этого примера видно, чт.о по данным формулам с прием-
лемой для практики точностью вычисляются коэфициенты
А, В, С и Е; с ошибкой коэфициента D еще можно ми-
риться, принимая во внимание большую величину самого
коэфициента D, но точность вычисления (вернее определе-
ния) коэфициента Н недостаточна, так как сама величина
этого коэфициента мала, вследствие чего относительная
ошибка может быть 100°
57
Рассмотрим теперь метод второй—вычисление коэфи-
циентов радиодевиации по наблюденным изменениям радио-
девиации на п равноотстоящих радиокурсовых углах.
Предположим, что определяются радиопеленги радио-
станции. находящейся за горизонтом, причем корабль имеет
возможность ложиться на разные курсы. В таком случае,
при отсутствии радиодевиации, каждый наблюденный радио-
курсовой угол на передающую станцию должен отличаться
от предыдущего на величину изменения курсового угла на
радиостанцию. Если на п равноотстоящих курсовых углах
определить п радиокурсовых углов, то при отсутствии
радиодевиации радиокурсовые углы должны отличаться
друг от друга на ——— градусов. Например, при и=8
радиокурсовые углы должны отличаться друг от друга на
45°. Следовательно,
360
<7« - <71 = —— =Рг Pt
360
9«+1 Qn-------- --- Рп-^-1 - Рп-
При наличии радиодевиации имеем:
Pt = 9i +/i.
А = 9-Я-Л.
Р~. -Pt = 42~ql+f2~/i-
Обозначим изменение радиодевиации /. , — /ь = А*,
«Т* *
где k — 1,2...........п, тогда:
pkrl ~ pk= ^4-1 ~ 'h \ ,
Так как
360
Pk-[-l Pk~~ п ’
то
. 360 , .
— -(^4 1
58
Пусть на «равноотстоящих курсовых углах взяты п радио-
курсовых углов на одну и ту же радиостанцию, тогда
. 360 , ч зоо ,
Л1 = —(<72-<7i) = -„----+
. 360 , . 360 .
= -у—(<7з—^) = -я- —Vs+¥’;
л 360 . . 360
\ -----(Чп^ - яп) = -п------<7„+t + Чп •
Складывая эти равенства, получим;
Л—и
2 = 360' “ <^4-1 - = °>
Л--1
так как ^л+1 — ^=360 .
Итак, сумма изменений радиодевиации на курсовых углах
по всей окружности равна нулю.
Если известно хоть одно значение радиодевиации fh, то,
зная Дь, можно вычислить и все остальные значения радио-
девиации, так как;
Л+1—А + да •
Если ни одного значения радиодевиации неизвестно, то
можно условно принять таковое, приписав ему произволь-
ную величину, которую можно выбрать весьма близкой
к истинной. Действительно, например, известно, что на кур-
совых углах, близких к нулю, и радиодевиация близка
к нулю. Выбранное условное значение радиодевиации для
данного радиокурсового угла будет отличаться от истин-
ного значения радиодевиации на некоторую постоянную
величину е. Обозначим условное значение радиодевиации
буквой f, тогда
4=4
где е есть величина ошибки, которую мы делаем, принимая
неизвестную нам радиодевиацию fh за определенную вели-
чину . Приняв для данного радиокурсового угла радио-
девиацию условно за fk, тем самым мы определяем и все
остальные условные значения радиодевиаций
причем каждое из условных значений радиодевиации будет
отличаться от соответствующего ему истинного значения
на одну и ту же постоянную величину е, так как
'h-H fc * h
Итак, каждое из условных значений радиодевиации
для п равноотстоящих радиокурсовых углов отличается от
соответствующего ему истинного, неизвестного нам, значе-
ния радиодевиации на одну и ту же постоянную величину е.
Это значит, что кривая радиодевиации, построенная по
условным значениям радиодевиации /*, может быть в точ-
ности совмещена всеми своими точками с кривой радиоде-
виации, построенной по истинным значениям радиодевиацни fk.
Действительно, если по оси абсцисс отложить в некотором
масштабе 360° и принять их за радиокурсовые углы и для
п радиокурсовых углов построить ординаты, на которых
отложить в другом, более крупном масштабе, величины
радиодевиаций для данных радиокурсовых углов, затем
полученные точки соединить плавной кривой, то получим
кривую истинной радиодевиацни. Если теперь все значения
радиодевиации изменить на одну и ту же величину е, то
это будет равносильно переносу оси абсцисс на величину е,
кривая же радиодевиацни останется той же самой, и эта
кривая будет кривой условной радиодевиацни. Так как
радиодевиация выражается формулой
f= А 4-В sin q -ф Ceos q ф- D sin -}-£ cos -p H sin 4q,
а условная радиодевиация отличается от истинной радиоде-
виации на постоянную величину е, то условная радиодевиа-
ция будет выражаться формулой:
/ = (Л 4-е) В sin Сcos Q + D sin (2q 4- Еcos 2q -ф- Н sin 4</,
т. е- выражение условной радиодевиацни будет отличаться
от выражения радиодевиацни только величиной коэфи-
циента А постоянной девиации.
Отсюда следует, что по условным значениям радиоде-
виации могут быть вычислены все коэфициенты радиодевиа-
ции, кроме коэфициента А. Величина последнего может
быть взята из прежних наблюдений.
Из изложенного также следует, что если к величинам
наблюденной радиодевиацни прибавить или отнять одну и ту
же постоянную величину и затем по полученным значениям
радиодевиаций вычислить коэфициенты радиодевиацни, то
все коэфициенты будут получены верно, кроме коэфи-
60
циента .4, который надо исправить на постоянную величину,
придававшуюся ко всем радиодевиациям.
Возможность вычислить все коэфициенты радиодевиацни,
кроме коэфициента А, и составить таблицу радиодевиацни,
наблюдая только изменения радиодевиацни, является весьма
существенной в практике использования радиопеленгатора,
так как всегда может появиться надобность проверить радио-
девиацию, не имея в поле зрения радиостанции из-за ее
дальности или плохой видимости.
Вопрос о вычислении коэфициентов радиодевиацни по
наблюденным изменениям радиодевиацни в общем виде
впервые был изложен автором данного труда в газетной
статье. Здесь этот вопрос изложен более полно.
Сравнивая формулу радиодевиацни, приведенную выше,
с формулой условной радиодевиацни, можно написать фор-
мулы для вычисления коэфициентов радиодевиации по ее
условным значениям аналогично формулам для вычисления
коэфициентов радиодевиацни по ее наблюденным величинам.
k—n k=n k—n
X fsin Qk 11 fk cos qf. S fk sin
k—n k=n k—n
S 4cos2</* v ffcSln^ - f'h
E=—-----:--- ; H=k-d.------; (Д-|-Е)=—1--.
nn 2 , \ f n
Здесь f'h суть условные радиодевиацни, вычисленные по
наблюдениям изменений радиодевиацни для радиокурсовых
углов qh. Как видно из последней формулы, сумма услов-
ных радиодевиацни, деленная на число наблюдений, равна
коэфициенту А постоянной радиодевиацни плюс некоторая
постоянная величина е.
§11. Схемы для вычисления коэфициентов и таблиц
радиодевиацни
Для использования радиопеленгатора необходимо знать
радиодевиацию для каждого радиокурсового угла. Для этой
цели составляют таблицы радиодевиацни, в которых для
радиокурсовых углов через пять или через десять градусов
по всей окружности даются значения соответствующих
радиодевиаций; на промежуточные значения радиокурсовых
углов значения радиодевиацни получают прямолинейной
интерполяцией между смежными значениями радиодевиацни,
приведенной в таблице. Такие таблицы могут быть соста-
61
влены непосредственными наблюдениями радиодевиации на
различных радиокурсовых углах. По данным таких наблю-
дении может быть также вычерчена кривая радиодевиации,
и значение радиодевиации для любого радиокурсового угла
может быть снято с такой кривой, что практически весьма
удобно. Однако для надежного вычерчивания таких кривых
или составления таблиц по данным непосредственных на-
блюдений радиодевиации необходимо иметь достаточное
число наблюдений, например, наблюдать радиодевиацию
через каждые пять-десять градусов изменения радиокурсо-
вого угла. Но такие наблюдения могут занять длительное
время и поэтому в некоторых случаях, когда время ограни-
чено или длительное маневрирование большим кораблем
представляет собой значительный материальный убыток на
расходы по топливу и содержанию корабля, имеет смысл
сокращать время, потребное на определение радиодевиации.
Для этого надлежит пользоваться выводами теории для
вычисления коэфициентов радиодевиации и ио этим коэфи-
циентам — таблицы радиодевиацни.
Чтобы иметь возможность пользоваться формулой
/= А -ф- В sin q\- Ceos q-\-D sin 2q \-Ecos2q-\- /7sin4<7, (20)
для вычисления радиодевиации f на любой заданный радио-
курсовой угол q необходимо знать коэфициенты радио-
девиации .4, И, С, D, Е и Н. В предыдущем параграфе
было указано, что для вычисления этих коэфициентов радио-
девиации необходимо определить радиодевиацию на п равно-
отстоящих радиокурсовых углах q, причем п должно быть
не меньше девяти. Практически выгодно ограничиться наи-
меньшим необходимым числом равноотстоящих радиокурсо-
вых углов. Поэтому возьмем девять равноотстоящих радио-
курсовых углов:
0°, 40°, *80°, 120°, 160J, 200°, 240°, 280° и 320°, и предпо-
ложим, что на этих девяти равноотстоящих раднокурсовых
углах были определены девять радиодевиаций fx, f2 . . . f9.
Пользуясь формулами для вычисления коэфициентов радио-
девиации, выведенными в предыдущем параграфе, получим
__ *_ _ Л -Р /» 4- /з ~ф Л ~Ь
п 9 ’
2 1 Л sin 7*
=-----------=
п
__-if;0 4- AS») 4* ASjp — 4^20 — Л$во —/я Sgp —;
~ 9
62
'2Y.fkcos qh
П
2(^-1 4~ /2S50 ~b /3^10 — 4$то /0 S7l. —/7S30 ~b/^Sic +/gS^).
9
£) _ Asin2^
n
2 (Д • 0 4- /qS^q 4~ /3S20 — f^eu ~ -A~.S<o -t/hSiq 4~ /?S,xi —/gSy, — /gStio) .
9
_ 2 X Jk cos 2qk
n
2 (4-1 4-/2 S)t) —/3S70 — Z|S;to 4- /gSao 4~-4Sw ~~Л$зе — A»S?o4~ ASjo) .
9
2l/*4n4^*
П =-----------
п
___ 2 (/i • О 4* А8~о — Л 8ф| 4~ /48,;ц — У,,8^ 4~ /«8»। ~ /г^со + 4^» ~ А&гс)
9
Здесь значками SJo, S;o и т. д. обозначены соответ-
ственно sin 10°, sin 20° и т. д. Для удобства вычислений по
этим формулам составляем следующую схему.
Схема 1
Вычисление коэфициентов радиодевиации А, В, С, D, Е, Н
по наблюденным радиодевиациим f на девяти равноотстоящих
радиокурсовых углах: 0, 40, 80, 120, 160, 200, 240, 280, 320®,
Я / S л s fS S /s S /s S /s
0 10 80 120 160 200 240 280 •320 S? г я 5 2 5 ? — ’Si S. Vi V. СЛ Vi 'Z1 У. 1111 — 1 S50 д10 -So -Sw -STO — S30 S’io Sjo 7 3 3 $ -3 й 7; О V} GQ II II 1 — II 1 1 сл (/> CC r/3 X- СЛ CZ) c/ls “ 1) S3) ^60 —Sgo S&) —Seo S40 —S2o
V \ -— v = \_ i =
V — 2Х 2S 2S 2S jy
у А 9 ~ в 9 ~ c 9 ~ D 9 ” E 9 - H
Средние квадратические ошибки коэфициентов, вычисленных
но этой схеме, будут: средняя ошибка ес в коэфициенте
63
Я : га =. средняя ошибка sft прочих коэфициентов:
k Vn/2 '
В этой схеме в столбец /выписываются значения наблю-
денной радиодевиацни, в столбцах S указаны множители —
синусы радиокурсовых углов q, в столбцах fS вписываются
произведения из радиодевиации на множители S, эти произ-
ведения удобно выбирать из табл. 2 „Девиационных таблиц1"
изд. ГУ ВМС.
Приведем пример вычислении коэфициентов радиодевиа-
ции по схеме 1. Пусть на девяти равноотстоящих радио-
курсовых углах были наблюдены следующие значения
радиодевиацни:
ч f ч f Ч f
0 + 1.2 120 — 8,3 240 + Ю,1
40 + Ю.6 160 — 7.6 280 л- 0,0
80 + 3,0 200 + 7,8 320 - 7,К|
Подставим эти данные в схему 1 и вычислим коэфи-
циенты радиодевиацни.
Вычисление коэфициентов радиодевиации А, В, С, D, Е, Н по наблю-
денным радиодевиациям f на тевяти равноотстоящих радиокурсовых
углах 0. 10, 80, 120, 160, 200, 240, 280, 320°
Я / S /s S /S s /S S /s S /$
0 + 1.2 0 1 +1.2 0 1 -H.2 0
40 -г-ю.б $40 -r-6,8 $jo +8,1 $ьо +10,4 $1U + 1.« $a> +3.6
80 + 3,0 $80 +3.0 $10 --0,5 $80 + 1.0 -S70 —2.8 — S40 -1.9|
120 — 8,3 Sco -7,2 -s:a --4,2 —$oo + 7,2 —$30 +4,2 $60 —7.21
160 - ’.6 $20 -2,6 —s?o --7,1 —sw + 4.9 S50 —5,8 —$80 +7,5
200 + 7,8 —$а) -2,7 -STO -7,3 S40 + 5,0 Sjo +6,0 $£0 +7,7
240 + 10.1 -8,8 —S;W -5,0 Seo + 8,8 —$зо -5,0 —$w —8,8
280 0,0 “^so 0,0 S10 0,0 -S..n 0,0 -S7„ 0,0 S10 0,0
320 - 7.8 $w +5,0 S.-,o -6.0 — $so + 7,7 sl0 -1.4 —$ьи +2,7
2= —0.0 V —6,5 V +2,8 V — +45,0 2— -1.8 X +3,6
1 +1,0 > —У 9 ' —1.4 2 —V 9 — +0,6 JI 4» +10,0 <£>| Ю fl -0,4 <o| to l< II +0,8
А В C D E H
64
Контроль: И = -у = 4* 0°,8.
Если принять, что радиодевиацни определялись со сред-
ней квадратической ошибкой A/ = ztzO°,6, то средние квад-
ратические ошибки вычисленных коэфициентов радиодевиа-
ции будут:
средняя квадратическая ошибка еа коэфициента А:
Vt 3
= =t 0°,2,
средняя квадратическая ошибка остальных коэфициентов:
+ 0.6
2,1
= ztz 0°,3.
Таким образом имеем:
А = 4- Г,0 zt 0°,2; В = — 1°,4 ztz 0°,3; С = -ф 0°,6 ztz 0°,3;
D = 4- 10°,0 zt 0,3; Е ---- — 0J,4 zt 0,3; Н = - 0°,8 ztz 0°,3.
Теперь, зная коэфициенты радиодевиацни, можно вычи-
слить таблицу радиодевиацни по формуле (20). Удобно
иметь таблицу радиодевиацни на радиокурсовые углы через
каждые 10°, так как тогда легче производить в уме интер-
поляцию на промежуточные значения радиокурсовых углов.
Для удобства вычислений по формуле (20) ниже приво-
дится схема 2 с примером вычислений.
В этой схеме значками Slo, S20, S30 и т. д. обозначены
синусы: sin 10°, sin 20°, sin 30° и т. д.
В предыдущем параграфе было показано, что коэфи-
циенты радиодевиацни можно вычислить не только по на-
блюденным радиодевиациям, но также и по наблюденным
изменениям радиодевиацни, не зная самих значений радио-
девиации. В этом случае нельзя только вычислить коэфи-
циента А постоянной радиодевиацни (величина которого
обычно близка к нулю).
Для вычисления коэфициентов радиодевиацни по наблю-
денным изменениям радиодевиацни в предыдущем параграфе
были выведены формулы:
S^sin?* S/*cos?* _ S/ft sin 2/у*
П/2 ’ П/, ’ U ~ П<2
, (21)
n/2 nl2 ' 1 ' ,,
5 Заказ № 337
65
Схема 2
Вычисление радиодевиации по коэфициентам А, В, С, D, Е, Н
6б
* ** 1 s ? —^оо -г ^со —< о °9 о Г* О — ОООс© см О CMi© о r-*r^i©~ см +l+++~~~++++l+1 I 1 1 1 1
о г-з —> о о о о оооооооо о о о 00 ©5 С • <sjCO’^LOtDr-00^:0--2'22Mr»A — . -м СО СО " со
+ f10>0©10 ow« ?о ооосо 05 <о оо —Г-Ч* 00 О О 05 О0 1© СО Э СО 1© СО 05 o' 05 Г*- ХГ +++++++++НIII 711I
°2^?^3S§2§§§3§§
£ ‘•'м § + § <£> ^— см тГ ь^а» •— СО i©i©i©l© 41lcsi’^.0®. o' о’ О О О о" О ~ г-Гг-Г ~ о III |||||||||||||||
VIII со о О + 1! и сл аэоссюЮ’* '*сч*-* —-смсоloot© о сГо’сГсГо О ©Тс?о О о о О О О С5 о ++++++-+++ 1 1 1 1 1 1 1
сл и£58?»82_38888888 ^"(Л<Л<Л^<Л1ЛСЛС/3—'СОСЛСССЛСЛСОСЛСЛ > 1 1 1 1 1 1 1
VII о " 1 II аз (Л CQ OIUON 05 - СМСОтГтУхГСОСЧ — О t^i© ОМ о о о сГ о — —" — —' ~ о' о о" о । । । । । । । । । । । । । । । тТ
(Л о sssssses-8SSSSS = S т сл <z> сл сл сл <л а> сл <z> сл со со сл сл сл
+ <£5 1© О) СМ О О СМ 05 >Э TJ- Ю СО 00 (NO Ю СО о" Г->~ О О О) О ТГ гД тГ О со оТ ос О со ++++++++++11111111
О о ” + II ч: СЛ -+- 01© оо г* со г* со ^i© о t©oqt-^cob-. со см а© -4 —> —Г—' -’o' о*о о — — — ^оооо ++ +4-++++++++++++++
00 о ”* О + II 3: (Л а: 1©оог— coco г^оою co’dc с о’о’оо’ оооооооо ++++I111 ++++I111
СЛ S 8 8 8 8 ё 8 S„ 38888883 оах/клаилсл1ла>"=слслсла>а>сл</>а> Illi 1 1 . 1
•*4 н.- МГ о — 1© О5л 05 СО тг О ~ 1© Г* 05 05 t-- ОО_ О*СО<О«7О5ОГос*<ОСООСОООС05ОГоС<ОСО 1 ++++-+++++1 1 1 1 1 1 1 1
"Ч* о О 1 II Из сл UJ Tf + СО (N — — СМСО**тг'чГ-*'СМ^-« — 'Х1С’Э о о’ о' о' о” о' о" О' о* о о* о‘ о о“ о о* о” 11111+++++++++1111
СЛ CQQOOQOO ОООООООО t-£Oc?5»-4^cibiOt~ t-йи — — C7i5t> *-СЛСЛСЛСЛСЛСЛ(Л(Л^СЛСЛСЛСЛСЛ1ЛСЛСЛ 1 1 1 1 1 1 1 1 1
**« • о о * О + II СЛ о ТРТГ Г--_00 ЭС.|''1ГЭ1',31 ^.Л* Г’1 ОСОХГо00505'о6Ч<ОСООС00 00 05 0500СО^О ++++++++ 1 1 1 1 1 1 1 1
8?SSSS®S г-1 § § а> го S § w 1 О>СЛСЛ(ЛСЛСЛСЛ(ЛСЛЛ(ЛСЛСЛСЛСЛСЛСЛСЛ ° 1 1 1 1 1 1 1 1 1
5*
где f'h —- условные значения радиодевиации. Эти формулы
аналогичны формулам для вычисления коэфициентов радио-
девиации по наблюденным значениям радиодевиации:
ЕД sin 9* E/*cos9*
Б~ п/2 ’ с - п/2
ЕД cos 2?* ЕД sin 49ft
Е==------h--------------------п’2
п _ ^fk sin 29*
U ~ nl2
п
(22)
Следовательно, схема 1, составленная для вычислений по
форм. (22) пригодна и для вычислений коэфициентов радио-
девиации по форм. (21) с той только разницей, что в схеме 1
вместо значений радиодевиации f нужно подставить
значения условной радиодевиации f, а в результате вычи-
слений, кроме остальных верно полученных коэфициентов,
получится не коэфициент А, а величина А 4-е.
Для пояснения вычислений коэфициентов радиодевиации
по наблюденным изменениям радиодевиации приведем при-
мер. Пусть на девяти равноотстоящих радиокурсовых углах
наблюдали изменения радиодевиации (той же, что и в пер-
вом примере) следующим образом: устанавливали рамку
(или искательную катушку гониометра) радиопеленгатора
последовательно на отсчеты по лимбу 0°, 40°, 80°, 120°,
160°, 200°, 240°, 280°, 320° и 360 и, ворочая корабль, отме-
чали курс по гирокомпасу в момент минимальной слыши-
мости сигналов пеленгуемой радиостанции. Получили:
Радиокурсовые
углы 0 40 80 120 160 200 240 280 320 360
Курсы по гиро-
компасу 20 330.6 298,2 269,5 228,8 173,4 131.1 101,2 69 20
Условные курсо-
вые углы 0 49,4 81,8 110,5 151,2 206,6 248,9 278,8 311 330
Условные радио-
девиации 0 -|-9,4 -}-1,8 —9,5 —8,8 -р 6,6 4-8,9 — 1,2 —9,0 0
Изменения 4-9,4 —7,6—11,3 4-0,7 4-15,4 4-2,3-10,1 —7,8 4-9,0.
Контроль; сумма изменении = 0.
Подставляем полученные значения условных радиодевиа-
ций в схему 1 и вычисляем коэфициенты радиодевиации.
67
Вычисление коэфициентов радиодевиации В, С, D, Е, Н по условным
радиодевиациям
ч /' S /'S S /'S S /'S S /'S s /'S
0 40 0 +9,4 0 *40 0 +6,0 1 $50 0 +7,2 (S1 8 ° 0 +9,3 1 $10 0 +1,6 0 $20 0 +3,2
80 +1,8 $80 -г-1.8 $10 --0,3 $20 --0,6 $70 —1,7 ~$40 -1,2
120 -9,5 S6O —8,2 —$30 --4,8 —$60 --8,2 - J30 +4,8 $60 —8,2
160 —8,8 $20 -3,0 — $70 --8,3 —$40 --5,7 $50 —6,7 —$80 +8,7
200 +6,6 ~$20 -2.3 ~ $70 —6,2 $10 --4,2 $50 +5,1 $80 +6.5
240 +8,9 — $60 —7,7 — $30 —4,4 $60 --7.7 —$30 —4,4 —$60 —7,7
280 —1,2 —$80 +1,2 $70 —0,2 ~ $20 --0.4 — $70 +1.1 $40 —0,8
320 —9,0 —$40 +5,8 $50 -6,9 —$80 +8,7 $10 —1,6 — *20 +3.1
+26,7 -28,5 Е = - 1,8 2 +14,8 —21,2 = -6 .4 X +20,6 -17,7 = +2. 9 S +44.8 = +44 8 X -1,8 = -1, 8 S = +3.6 = +3,6
С =+0.6
Е = -0,4
D = +10,0
Н = +0,8
Л +е—0,2 В = —1,4
Сравнивая приведенные здесь условные радиодевиации
с радиодевиациями предыдущего примера, находим, что
все условные радиодевиации меньше соответствующих ра-
диодевиаций на одну и ту же постоянную величину 1,°2,
т. е. величина е = —1,°2, поэтому и A -f-е = — 0,°2, все же
остальные коэфициенты радиодевиации, вычисленные по ус-
ловным радиодевиациям f, равны соответствующим коэфи-
циентам радиодевиации, вычисленным по радиэдевиа-
циям /.
При этом методе вычисления коэфициентов радиодевиа-
ции величина коэфициента А остается неопределенной. По-
этому для вычисления таблицы радиодевиации надлежит
взять старое значение коэфициента А, вычисленное по не-
посредственным наблюдениям радиодевиации.
Метод вычисления коэфициентов радиодевиации по на-
блюденным изменениям радиодевиации служит основанием
для различных способов определения условных радиоде-
виаций или наблюдений изменений радиодевиации. Эти
вопросы будут освещены в последующих параграфах.
Наконец, надлежит упомянуть, что в некоторых случаях
практики, при исследовании работы вновь установленного
радиопеленгатора, имеет смысл определить все девять коэ-
63
фициентов радиодевиации: А, Е С, D, Е, F, G, Н и К.
Напомним еще раз, что если место расположения пеленга-
тора выбрано удачно, то значительную величину может
иметь только коэфициент/?, коэфициенты А, В, С, Ей Н
должны быть весьма малы или равны нулю, а коэфициенты
F, G и К должны быть практически равны нулю.
ГЛАВА ВТОРАЯ
ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАДИОДЕВИАЦНИ
§ 12. Два основных метода определения
радиодевиацни
В гл. I было показано, что радиопеленгатор, установлен-
ный на корабле, дает возможность определять радиокурсо-
вой угол радиомаяка или же, при наличии синхронной связи
лимба радиопеленгатора с репитером гирокомпаса, радио-
пеленг радиомаяка. Штурману же нужно знать курсовой
угол или истинный ортодромический пеленг, которые отли-
чаются от радиокурсового угла или от радиопеленга на ве-
личину радиодевиации. Следовательно, для использования
радиопеленгатора необходимо знать его радиодевиацию на
любой радиокурсовой угол или радиопеленг. Чтобы знать
радиодевиацию, ее надлежит определить или вычислить.
Практически выгодным является непосредственное опреде-
ление радиодевиацни на девяти равноотстоящих радиокур-
совых углах; это число равноотстоящих радиокурсовых
углов, как это показано ранее (см. гл. I), является доста-
точным для вычисления коэфициентов радиодевиацни и по-
следующего вычисления таблицы радиодевиации на любое
число радиокурсовых углов.
Казалось бы, можно просто непосредственно определить
радиодевиацию хотя бы через каждые 5° по всей окруж-
ности и обойтись без всяких вычислений. Однако отдель-
ные наблюдения могут быть подвержены промахам, в вы-
численных же значениях радиодевиации случайные ошибки
сглаживаются и вычисления дают наивероятнейшие значения
радиодевиацни. Кроме того, наблюдение радиодевиацни че-
рез каждые 5° по всей окружности курсовых углов может
занять много времени. Вычисление коэфициентов радиоде-
виации во всех случаях является полезным, а для компен-
сации радиодевиацни просто необходимым.
70
Поэтому нормальным ходом работ будем считать такой:
определение радиодевиацни на некотором числе радиокур-
совых углов, затем вычисление коэфициентов радиодевиа-
ции по данным этих наблюдений и, наконец, вычисление
таблицы радиодевиацни.
Из теории следует, что коэфициенты радиодевиацни мо-
гут быть вычислены или по наблюденным радиодевиациям,
или по наблюденным изменениям радиодевиацни. Соответ-
ственно с этим можно указать на два основных метода
определения радиодевиации.
1. Определение радиодевиацни по непосредственным на-
блюдениям радиодевиацни.
2. Определение радиодевиацни по наблюдениям измене-
ний радиопеленгов.
В определении радиодевиации по первому методу раз-
личают два способа:
1) визуальный способ определения радиодевиацни (вы-
полняется при наличии прямовидимой радиостанции);
2) азимутальный способ определения радиодевиацни
(выполняется при отсутствии непосредственно видимой
радиостанции, но при условии, что место корабля и радио-
станции точно известны).
При определении радиодевиацни по второму методу мо-
гут быть применены оба вышеуказанных способа — визуаль-
ный и азимутальный, но так как такое выполнение не пред-
ставляет практического интереса, то основная практиче-
ская ценность второго метода заключается в возможности
применения третьего способа — определения условных ра-
диодевиаций, когда ни первый, ни второй способы пркме-
нены быть не могут.
Визуальный способ выполним, когда пеленгуемая радио-
станция находится непосредственно в пределах видимости
наблюдателя и когда представляется возможность непо-
средственно сравнивать радиокурсовые углы с ж посред-
ственно визуально определенными курсовыми углами пе-
ленгуемой радиостанции и таким образом определить радио-
девиацию.
Азимутальный способ выполняется в том случае, когда
пеленгуемая радиостанция находится за пределами види-
мости наблюдателя, но место корабля и радиостанции точно
известны, так что с карты может быть снят истинный орто-
дромический пеленг, с которым можно сравнить радиопеленг,
определенный радиопеленгатором, и таким образом опреде-
лить радиодевиацию последнего.
71
Третий способ определения условных радиодевиации
можно применить в том случае, когда места корабля и пе-
ленгуемой радиостанции неизвестны или известны прибли-
женно, так что нельзя снять с карты истинный ортодроми-
ческий пеленг. В этом случае определяются изменения ра-
диодевиации и по.этим изменениям вычисляются условные
радиодевиации, по последним — коэфициенты радиодевиа-
ции и, наконец, таблица радиодевиации.
Подробное изложение всех этих способов приводится
ниже.
Итак, первый метод определения радиодевиации предпо-
лагает возможность непосредственного определения значе-
ний (величин) радиодевиации, а второй метод определения
радиодевиации дает возможность определить таковую кос-
венным путем, через вычисление условных значений радио-
девиации, пользуясь наблюденными величинами изменений
радиодевиации.
Однажды определенная радиодевиация с течением вре-
мени может измениться. Поэтому рекомендуется периоди-
чески проверять соответствие пользуемой таблицы радиоде-
виации действительности, для чего могут быть применены
любой из вышеуказанных способов.
§ 13. Общие сведения об определении радиодевиации
Прежде всего необходимо помнить, что радиодевиация
зависит от длины волны, на которой работает пеленгуемая
радиостанция. Так как большинство радиомаяков кругового
излучения работает на волнах в диапазоне 950—1050 м,
то радиодевиацию надлежит определить на волне 1000 м.
Корабельные и базовые радиостанции пользуются диапазоном
волн 550—650 м, поэтому представляет практический ин-
терес определить радиодевиацию на волне 600 м. Как по-
казывает опыт, в большинстве случаев расхождения между
радиодевиациями, определенными на волнах в 600 и 1000 м,
бывают порядка 0\5, поэтому в таких случаях целесооб-
разно для сокращения времени, потребного на определение
радиодевиации, определять таковую только на волне 800 м,
и определенную на этой волне радиодевиацию считать при-
годной и для всего диапазона волн от 600 до 1000 м, имея
в виду, что ошибка от такого допущения будет достигать
половины расхождения между радиодевиациями для волн
в 600 и 1000 м.
Перед определением радиодевиации необходимо убе-
диться в нормальной работе всей аппаратуры радиопелен-
72
гатора. При определении радиодевиации рекоменд) егся все
подвижные металлические части корабля располагать „по-
походному"; во всяком случае расположение вторичных
излучателей, находящихся в непосредственной близости от
рамки радиопеленгатора, желательно иметь постоянным.
Чтобы исключить ошибку от береговой рефракции, следует
определять радиодевиацию по такой радиостанции, пеленги
на которую не пересекают береговой черты под острыми
углами.
В течение часа до и после восхода и захода солнца, во
избежание ошибок от „ночного эффектарекомендуется
пеленговать радиостанции, находящиеся на расстоянии не
свыше 15 миль (см. ПШС № 32).
При определении радиодевиации расстояние между ко-
раблем и находящимися в направлении радиопеленга кораб-
лями и островами должно быть не менее 2 каб. (см. ПШС
№ 32).
В сырую погоду обычно изолированные друг от друга
части корабля могут соединяться (в смысле электрической
проводимости), вследствие чего свойства вторичных излуча-
телей будут изменяться, например совокупность вторичных
излучателей типа открытых вертикальных антенн может
превратиться в сырую погоду в совокупность вторично из-
лучающих замкнутых контуров. Поэтому в сырую погоду
радиодевиация будет меняться. Для увеличения точности
наблюдения желательно определять радиодевиацию в тихую
и хорошую погоду.
Необходимо также иметь в виду, что точность опреде-
ления радиодевиации зависит от величины угла молчания.
В связи с этим понятно, что действие квадратурной соста-
вляющей полей вторичного излучения (вращающееся электро-
магнитное поле) должно быть уничтожено до начала опре-
деления радиодевиации. Величина угла молчания, кроме
прочих причин, зависит от напряженности поля, создавае-
мого пеленгуемой радиостанцией в точке приема. При из-
менении напряженности поля угол молчания изменяется при-
мерно обратно пропорционально изменению напряженности
поля.1 Величина угла молчания зависит также от чувстви-
тельности человеческого уха, чувствительности приемника
и от наличия помех при радиопеленговании. Ошибку в от-
1 Произведение напряженности поля на величину угла молчания,
практически почти постоянное для данного радиопеленгатора, называется
модулем его чувствительности. Для современных типов средневолновых
корабельных радиопеленгаторов модуль чувствительности имеет значе-
ние в пределах от 50 до 200.
73
счете радиокурсового угла принимают не превышающей
0,2 угла молчания1 (см. ПШС № 32).
При определении радиодевиацни могут применяться раз-
личные способы маневрирования кораблем. Обычно на прак-
тике применяют следующие три основных способа.
1. Корабль ходит различными прямыми курсами так, что
на каждом курсе можно взять ряд значений радиокурсового
угла пеленгуемой радиостанции, близких к намеченному.
Например, корабль лежит на некотором курсе; пеленгуя
радиостанцию, определили радиокурсовые углы 43, 44 5, 46°
и соответствующие им курсовые углы 49, 50,5, 52°, отсюда
можно вывести, что радио'курсовому углу 45° соответствует
радиодевиация +6°. Чтобы выполнить это наблюдение, пово-
рачивают корабль и одновременно определяют радиокурсо-
вые углы так, чтобы, установив корабль на определенный
курс и идя этим курсом, получить ряд значений радиокур-
сового угла пеленгуемой радиостанции, близких к намечен-
ному. Таким образом, можно определить радиодевиацию на
девяти или другом каком-либо числе равноотстоящих радио-
курсовых углов.
2. В некотором расстоянии от передающей радиостанции
корабль описывает циркуляцию и в это время возможно
чаще определяются одновременно курсовые и радиокурсо-
вые углы на передающую радиостанцию. Понятно, что ко-
рабль не должен описывать циркуляции вокруг передаю-
щей радиостанции, так как в этом случае курсовые углы
изменяться не будут. Продолжительность циркуляции вы-
бирается порядка 30—60 мин., чтобы изменения курсовых
углов за одну секунду времени были порядка 0,1—0/2. Та-
кой способ маневрирования следует признать менее жела-
тельным, чем первый способ, так как при довольно быстром
и непрерывном изменении курсового угла легче сделать
ошибку в о пределяемом радиокурсовом угле при циркуля-
ции корабля, нежели на прямом курсе при медленном из-
менении курсового угла.
3. Корабль стоит на якоре, а вспомогательный ко-
рабль с передающей радиостанцией обходит вокруг корабля;
при этом с корабля возможно чаще определяются курсо-
вые и радиокурсовые углы на вспомогательный корабль
и таким образом определяется радиодевиация на курсовые
или радиокурсовые углы через 5—10° по всей окружности.
1 Это значение ошибки отсчета радиокурсового угла следует считать
среднеквадратическим.
74
§ 14. Визуальный способ определения радиодевиацни
Из предыдущего известно, что радиодевиация равна
разности между курсовым углом и радиокурсовым углом
пеленгуемой радиостанции. Радиокурсовой угол опреде-
ляется при помощи радиопеленгатора и отсчитывается на
лимбе радиопеленгатора. Если при этом имеется возмож-
ность непосредственно (визуально) определить курсовой угол
пеленгуемой радиостанции при помощи пеленгатора и ази-
мутального круга главного компаса, то таким образом бу-
дет определена и радиодевиация. В этом и заключается сущ-
ность визуального способа определения радиодевиацни.
Следовательно, при этом способе определения радиоде-
виации работают два наблюдателя: один работает у радио-
пеленгатора, определяя радиокурсовые углы, а второй ра-
ботает у главного компаса, определяя курсовые углы пе-
ленгуемой радиостанции. При этом могут возникнуть сле-
дующие ошибки:
1) погрешность1 в отсчете радиокурсового угла по лимбу
радиопеленгатора, которую можно принять в 0,°3;
2) погрешность1 в отсчете курсового угла по азимуталь-
ному кругу главного компаса, которую можно принять так-
же равною 0°,3;
3) погрешность1 от неодновременности отсчетов курсо-
вого и радиокурсового углов пеленгуемой радиостанции,
которую можно принять равною 0°,5;
4) погрешность1 в отсчете радиокурсового угла, вернее —
в определении радиокурсового угла, которую можно при-
нять равною 0,2 угла молчания. Если последний принять
за величину в 2° (для данного конкретного случая), то
средняя квадратическая ошибка в определении радиоде-
виации будет:
е = У(0°,3)8+(0°,3)2 + (0°,5)2 + (0°,4)2 = ±о°,8.
Кроме того, при определении радиодевиацни визуальным
способом, в вычисления необходимо вводить поправку за
параллакс. Между центром рамки радиопеленгатора
и центром главного компаса всегда существует некоторое
расстояние, вследствие чего курсовые углы пеленгуемой
радиостанции с этих двух точек будут различными. На
рис. 34 показаны: в точке О — пеленгуемая радиостанция,
1 Здесь под погрешностью подразумевается средняя квадратическая
ошибка.
75
в точке R—центр рамки радиопеленгатора, в точке К —
центр главного компаса; из рисунка видно, что разность
курсовых углов р и рх равна углу а, а вследствие малости
угла а можно написать: а. =где г—расстояние между
центрами рамки радиопеленгатора и главного компаса,
D — расстояние от корабля до пеленгуемой радиостанции.
Рассчитанная таким образом величина угла а будет пред-
ставлять максимальную величину поправки за параллакс.
соответствующую курсовому углу 90° на пеленгуемую радио-
станцию. Для всех других курсовых углов поправка за па-
раллакс будет:
Л° = -£- -57,3sinp.
§ 15. Азимутальный способ определения радиодевиации
Радиопеленгом называется сумма радиокурсового
угла плюс истинный курс корабля:
Р = ИК + ?.
Разность между ортодромическим пеленгом и радиопе-
ленгом равна радиодевиации:
ОП — Р =/.
Определив радиокурсовой угол радиостанции и заметив
соответствующий этому моменту истинный курс корабля,
можно вычислить радиопеленг. Сняв с карты локсодроми-
76
ческий пеленг радиостанции и исправив его поправкой Живри,
получим ортодромический пеленг. Сравнивая ортодроми-
ческий пеленг с радиопеленгом, найдем радиодевиацию.
В этом и заключается сущность определения радиодевиации
азимутальным способом. Очевидно, что для выполнения ази-
мутального способа необходимо знать координаты, мест
корабля и передающей радиостанции, чтобы иметь возмож-
ность снять с карты локсодромический пеленг с корабля
на радиостанцию. Очевидно также, что азимутальный спо-
соб определения радиодевиации целесообр^ю применять
в том случае, когда нельзя применить визуальный способ
определения радиодевиации из-за отсутствия видимости радио-
станции, из-за ее дальности или из-за состояния погоды.
При применении азимутального способа определения ра-
диодевиации следует иметь в виду, что при маневрировании
корабля локсодромический пеленг на радиостанцию будет
изменяться в зависимости от расстояния до пеленгуемой
радиостанции и от величины перемещения корабля по пер-
пендикуляру к пеленгу на радиостанцию (рис. 35).
Поэтому надлежит снять с карты ряд значений локсо-
дромического пеленга из различных точек района маневри-
рования корабля (Jirii, ЛП2, J1US — рис. 35) и соответствую-
щим образом ими пользоваться в зависимости о г места
нахождения корабля в процессе определения радиодевиации.
При этом допустить постоянство пеленга в пределах его
изменения :t0°,2, т. е. в этих пределах изменения считать
пеленг постоянным, допуская тем самым максимальную
ошибку в пеленге в ±0°,2. Кроме того, здесь будут иметь
место следующие ошибки:
1) погрешность в отсчете радиокурсового угла по лимбу
радиопеленгатора, которую можно принять равною zt0°,3,
77
2) погрешность в отсчете (определении) радиокурсового
угла, равную 0,2 угла молчания, которую при пеленговании
дальних станций можно положить не меньше =±=1°;
3) погрешность в отсчете курса по картушке ком-
паса zt0°,3;
4) погрешность в поправке компаса, которую можно
положить не меньше чем zt0°,5;
5) погрешность от неодновременности отсчета радиокур-
сового угла и курса по картушке компаса, так как корабль
всегда несколько ходит вправо и влево от намеченного
курса, которую можно принять равною ш0°,5.
Средняя квадратическая ошибка в определенной радио-
девиации будет:
е = ]/(0о,3)2+(0о,3)2+1О2+(0о,2)2+(0о,5)2+(0°,5)2 = zt 1°,3.
Таким образом, точность определения радиодевиации ази-
мутальным способом ниже, чем нежели визуальным спосо-
бом. При этом подсчете ошибки не учтена еще возмож-
ная ошибка в локсодромическом пеленге, снятом с карты
за счет неточного знания места корабля. Понятно, что
в этом последнем случае точность определения радиоде-
виации азимутальным способом будет еще ниже.
Итак, для''определения радиодевиации азимутальным
способом надлежит снять с карты локсодромический пелевг
ЛП пеленгуемой радиостанции, перевести его в ортодроми-
ческий пеленг, пользуясь формулой:
ОП = ЛП — поправка Жив’ри.
Одновременно определить радиокурсовой угол пеленгуемой
радиостанции q, заметить курс по компасу КК, исправить
его общей поправкой А, — получим истинный курс ИК.
затем сложить радиокурсовой угол q с истинным курсом
ИК, — получим радиопеленг Р, и после этого найти радио-
девиацию, вычитая из ортодромического пеленга ОП радио-
пеленг Р:
/= ОП - Р.
Эту операцию нужно проделать на девяти или каком-
либо другом, большем девяти, числе равноотстоящих радио-
курсовых углов для последующего вычисления коэфициентов
радиодевиации и таблицы радиодевиации или для вычерчи-
вания кривой радиодевиации.
/8
§ 16. Способ определения условных радиодевиаций
Способ определения условных значений радиодевиации
можно применить в тех случаях, когда нельзя применить
визуальный или азимутальный способы определения радио-
девиации, т. е. в тех случаях, когда пеленгуемую станцию
не видно и неизвестны точно координаты места корабля
и пеленгуемой радиостанции. Этот способ, как это было
изложено выше, обосновывается возможностью вычислить
коэфициенты радиодевиации по условным значениям радио-
девиаций, а последние рассчитываются по наблюденным изме-
нениям радиодевиации. Следовательно, наблюдения должны
заключаться в определении изменений радиодевиации.
Изменения радиодевиации проще всего определить, на-
блюдая радиокурсовые углы пеленгуемой радиостанции на
девяти равноотстоящих курсовых углах, что достигается
соответствующим изменением курса корабля. Сначала рамка
радиопеленгатора устанавливается на отсчет 0е по лимбу
радиопеленгатора и корабль ворочают, пока не получат
минимума слышимости сигналов передающей станции — этот
момент принимается за начальный пеленг и замечается курс
по гирокомпасу (или по магнитному компасу), затем истин-
ный курс корабля изменяют на 40°, вследствие чего на столько
же градусов изменяется и курсовой угол на передающую
оадиостанцию, снова определяют радиокурсовой угол и одно-
временно замечают курс по гирокомпасу и снова изменяют
истинный курс на 40э в ту же сторону и т. д.
В результате наблюаений на каждом курсе имеют значе-
ние ратиопеленга: Р = ИК-(-7 = ИК-|-/> — /.Если бы радио-
девиация f была бы равна нулю или была бы постоянной
для всех курсовых углов, то значение радиопеленга также
оставалось бы постоянным для всех курсовых углов на пе-
редающую радиостанцию. В этих рассуждениях условно
предполагается, что корабль, изменяя курсы, остается в од-
ной точке, так что истинный ортодромический пеленг на пе-
редающую радиостанцию не меняется. На ходу корабля это
условие, конечно, не соблюдается, но оно может быть уч-
тено и происходящая вследствие невыполнения этого усло-
вия ошибка может быть принята во внимание при вычисле-
нии радиопеленгов. Можно и организацией самих наблюде-
ний исключить эту ошибку, для этого надлежит сбросить
на воду буек и радиокурсовые углы определять при прохо-
ждении корабля вплотную мимо буйка.
Итак, вышеуказанные наблюдения дают в результате де-
вять значений радиопеленгов Рр Р2,..........Р9, которые
79
не будут одинаковыми вследствие изменений радиодевиации.
Напишем выражения этих девяти радиопеленгов и найдем
их среднее значение:
Р, = ИКг +А — А = + А — (A -j-Bsin qt + С cos а +
+ D si n 2 а + Е cos а + И si в 4 а),
Рг. = ИКг +р2—Л = ИК2 +А — И +5 sin 9г + С cos А +
D sin 2 а + В’ cos а + Н sin 4а)>
Р9 = ИКЬ + А — Л = ИКЪ +А — И ~гВ sin А + с cos q9 -4-
D sin 2a -j-B cos a + H sin 4 a),
n=9 n —9 n=9
Y(HKn-\-pn} £ /„
Средн. P = = 5=1-----------5_ =//O/7—Д=const.
где в полученную постоянную величину входит постоянное
значение ИОП и коэфициент А постоянной радиодевиации.
Так как значение истинного ортодромического пеленга
остается неизвестным, то теоретически невозможно выделить
из полученной постоянной величины действительное значе-
ние коэфициента А постоянной радиодевиации. Однако прак-
тически всегда можно воспользоваться старым значением
коэфициента А постоянном радиодевиации и, приняв его во
внимание, найти значение ИОП (равное истинному орто-
дромическому пеленгу), а отсюда уже легко найти значения
радиодевиацни, как разности ИОП — Р.
Принятие старого значения коэфициента А постоянной
радиодевиацни является, строго говоря, произвольным допу-
щением, поэтому и найденные таким образом радиодевиа-
ции назовем условными радиодевиациями. Понятно,
что может быть взято вообще произвольное значение
коэфициента А постоянной радиодевиацни, вследствие чего
все условные радиодевиацни будут отличаться от истинных
значений радиодевиации на одну и ту же постоянную вели-
чину, как это было показано в гл. I.
Возьмем пример. Пусть радиокурсовому углу 0° на пе-
редающую радиостанцию соответствует истинный курс 20°
и далее наблюдались следующие значения радиокурсовых
углов и истинных курсов:
ИК 20 340 300 260 220 180 140 100 60 20
q 0 30 78 129 169 193 231 281 329 0
80
Отсюда находим значения радиопеленгов:
Р 20 10 18 29 29 13 И 21 29 20
Средний радиопеленг равен 20. Вычитая из среднего радио-
пеленга значения каждого радиопеленга, находим значения
условных радиодевиаций:
0 +10 +2 -9 —9 +7 +9 -1 -9 0
по этим значениям условных радиодевиаций может быть
вычислена таблица радиодевиацни, как это показано в гл. 1.
Оценим общую ошибку определяемой таким способом
радиодевиацни:
1) погрешность в отсчете радиокурсового угла по лимбу
радиопеленгатора, которую можно принять равною =Ь0°,3;
2) погрешность в определении радиокурсового угла, рав-
ную 0,2 угла молчания, которую при пеленговании дальних
станций можно положить не меньше ^=1 °;
3) погрешность в отсчете курса по картушке компаса=^0°,3;
4) погрешность в поправке компаса не войдет, так как
компас служит только для изменения курсов на определен-
ное число градусов;
5) погрешность от неодновременного отсчета радиокур-
сового угла и курса по картушке компаса порядка rt0°,5.
Средняя квадратическая погрешность будет:
е = V (0,3)2 + (1,0)2 + (0,3)2 + (0,5)-= dz 1 °,2.
Таким образом общая погрешность получается не ниже,
чем при азимутальном способе определения радиодевиацни,
если не принимать во внимание неопределенности в вели-
чине постоянной радиодевиацни.
§17 . Понятие о компенсации квадратурной составляющей
В гл. 1 было показано, что вторичные излучатели типа
открытых вертикальных антенн, сильно расстроенные по от-
ношению к приходящей от радиомаяка электромагнитной
волне, дают поле вторичного излучения, находящееся в ква-
дратуре с основной волной и являющееся причиной вращаю-
щегося электромагнитного поля, вследствие чего появляется
расплывчатость минимумов. Поэтому квадратурную составляю-
щую поля вторичного излучения необходимо компенсиро-
вать. Такая компенсация осуществляется при помощи вспомо-
гательной антенны, устанавливаемой вблизи рамки радиопе-
ленгатора. Эта вспомогательная антенна имеет индуктивную
связь с рамкой радиопеленгатора, связь может изменяться при
6 Заказ № 337
81
помощи переключателя так, что фаза индуктируемой в рамке
радиопеленгатора э. д. с. от вспомогательной антенны может
меняться на 180 . Работая в правой или левой части шкалы
вариометра связи, можно менять знак связи и изменять ве-
личину э.д.с. индуктируемой в цепи рамки радиопеленга-
тора от действия вспомогательной антенны. Таким образом
можно найти такое положение вариометра, при котором
действие э.д.с. в цепи рамки, индуктируемой антенной, бу-
дет равно по величине и противоположно по знаку э. д. с.
наводимой в рамке радиопеленгатора квадратурной соста-
вляющей поля вторичного излучения, что обнаружится ис-
чезновением расплывчатости минимумов, минимумы будут
острыми.
Второй метод борьбы с действием квадратурном соста-
вляющей— это надлежащий выбор места для установки
рамки радиопеленгатора. Опытом и выводами из теории
найдено, что чем дальше будет расположена рамка радио-
пеленгатора от металлических частей корабля, тем лучше
будет работать радиопеленгатор. Поэтому рамку радиопе-
ленгатора стремятся установить повыше, удаляя ее от кор-
пуса корабля и прочих вторичных излучателей. Однако не
всегда удается удалить рамку радиопеленгатора, так как
у радиопеленгаторов с поворотными рамками лимб, обычно
находящийся в штурманской рубке или поблизости от нее,
непосредственно связан с основным штоком поворотной
рамки, и поэтому далеко от штурманской рубки рамку ра-
диопеленгатора удалить нельзя в силу самой конструкции
радиопеленгатора. В таком случае заботятся, чтобы в не-
посредственной близости вокруг рамки радиопеленгатора
не было вторичных излучателей, могущих сильно исказить
работу радиопеленгатора. Радиопеленгаторы системы Бел-
лини и Този допускают по своей конструкции отделение
рамки (рамок) от лимба, по которому производится отсчет ра-
диокурсовых углов, и у этих радиопеленгаторов рамка (рамки)
зачастую устанавливается на топе мачты.
§ 18. Понятие о компенсации синфазной составляющей
Как было показано в главе первой, синфазная составляю-
щая полей вторичного излучения на корабле является при-
чиной радиодевиации, и если радиодевиация достигает боль-
ших размеров, то ее надлежит уничтожать путем компен-
сации действия синфазной составляющей
Существует два метода уничтожения радиодевиации —
механический и электрический. Механический метод
дает возможность механическим путем и автоматически
82
устанавливать индекс, служащий для отсчета радиокурсо-
вых углов, так что отсчитываемые радиокурсовые углы бу-
дут свободны от радиодевиации, т. е. будут прочитываться
истинные курсовые углы. Такое устройство получило те-
перь распространение и в индикаторах индукционных ком-
пасов. Идея этого устройства заключается в следующем:
со штоком поворотной рамки радиопеленгатора жестко свя-
зан рычаг а (рис. 36), рычаг b может вращаться вокруг
оси О штока рамки радиопеленгатора, оба рычага стяги-
ваются пружиной и через рычаги с и d упираются колесиком
Рис. 36.
в стальную ленту, расположенную по окружности внутри
лимба радиопеленгатора. При повороте рамки радиопелен-
гатора вместе со штоком будет вращаться и рычаг а и ко-
лесико покатится по поверхности стальной ленты. Если
внутренняя поверхность стальной ленты, по которой ка-
тится колесико, представляет собой правильную окружность,
то индикатор и, увлекаемый рычагами b, d, с, а, будет равно-
мерно передвигаться по шкале лимба, и на сколько граду-
сов будет повернута рамка радиопеленгатора, на столько
же градусов повернется и индикатор и. Если по боковой по-
верхности устроить ряд винтов, которые упирались бы
в стальную ленту, то при ввинчивании одного из таких вин-
тов лента под ним стала бы выгибаться, а при вывинчива-
6*
&3
нии винта лента над ним стала бы опускаться, и таким обра-
зом получились бы бугорки и впадины. Колесико, нака-
тившись на бугорок, приподнимет рычаги, пружина между
рычагами а и b раздвинется и рычаг b повернется против
часовой стрелки, а вместе с ним и индикатор покажет
меньший отсчет, чем прежде, когда колесико катилось по
ленте, расположенной по правильной окружности. Если ко-
лесико попадет во впадину, то пружина сожмет рычаги
и рычаг b повернется по часовой стрелке, и связанный
с ним индикатор укажет отсчет больший, чем прежде, когда
колесико катилось по окружности.
Такое устройство дает возможность отрегулировать вин-
тами положение ленты так, что колесико, катясь по ленте,
будет попадать то во впадины, то входить на бугорки, вслед-
ствие чего индикатор будет то ускорять свое движение
вперед и показывать отсчеты ббльшие, то отставать и по-
казывать отсчеты меньшие, чем при равномерном движении,
таким образом, эти отсчеты будут свободными от радиоде-
внации.
Следовательно, сначала надлежит определить радиоде-
виацию, после чего устанавливать, поворачивая рамку ра-
диопеленгатора, индикатор на отсчеты через 10—15° и, зная
для этих отсчетов радиокурсовых углов радиодевиацию,
надо, действуя винтами, переводить стрелку индикатора
в новое положение, при котором индикатор будет давать
отсчет, свободный от радиодевиации на данном радиокур-
совом угле. В некоторых типах радиопеленгаторов вместо
ленты устанавливается латунный диск, вокруг которого об-
катывается колесико. После определения радиодевиации та-
ковая откладывается в определенном масштабе по радиу-
сам диска через каждые 10° и полученные точки соеди-
няются плавной кривой, после чего диск обрезается по
этой кривой, устанавливается на место и при повороте
рамки радиопеленгатора колесико катится по вырезанной
кривой, а индикатор указывает истинные курсовые углы,
свободные от радиодевиации.
Электрический метод компенсации синфазной состав-
ляющей осуществляется в двух вариантах: около рамки радио-
пеленгатора могут быть искусственно созданы вторичные
излучатели, уничтожающие радиодевиацию, или в гонио-
метре радиопеленгатора могут быть установлены шунти-
рующие дроссели, создающие радиодевиацию обратного
знака.
Рассмотрим пример на первый случай компенсации ра-
диодевиации. Корпус корабля по своему действию на рамку
84
радиопеленгатора эквивалентен действию продольного зам-
кнутого контура, во внешнем поле которого расположена
рамка радиопеленгатора (рис. 37). Как известно из преды-
дущего, в этом случае возникает радиодевиация четвертного
характера, характеризуемая положительным коэфициентом
+ £). Для уничтожения этой радиодевиации вокруг рамки
радиопеленгатора может быть
создан искусственно замкну-
тый контур так, что рамка
радиопеленгатора окажется во
внутреннем поле этого кон-
тура, вследствие чего появится
отрицательный коэфициент—D
четвертной радиодевиации и
таким образом радиодевиация
может быть укомпенсирована.
Такое уничтожение радио-
девиации, как правило, произ-
водится при установке радио-
пеленгатора на корабле и
в дальнейшем не повторяется,
если не производится переделок по корпусу корабля и над-
стройкам. Искусственно созданный контур должен быть
сильно расстроен, иначе он даст квадратурную составляю-
щую и ухудшит минимум слышимости сигналов, т. е. сде-
лает его расплывчатым. Так как величина коэфициента D
зависит от длины пеленгуемой волны, то такая компен-
сация будет справедлива для некоторого, наиболее употре-
бительного диапазона волн.
В радиопеленгаторах системы Беллини и Този с непо-
движными рамками компенсация четвертной радиодевиации
производится путем припайки шунтирующего дросселя
85
в цепи продольная рамка — соответствующая катушка ста-
тора гониометра, вследствие чего создается отрицательная
четвертная радиодевиация. На рис. 38 цифрой 7 обозначена
продольная рамка, цифрой 2—поперечная рамка. Направле-
ние распространения приходящей электромагнитной волны
составляет угол а с плоскостью продольной рамки. Наводи-
мые в рамках э. д. с. подаются на 1 и 2 статорные катушки
гониометра, вследствие чего возникают магнитные поля,
характеризуемые векторами Ну и Н2 и их равнодействую-
щим вектором Н, составляющим угол а с плоскостью 1
статорной рамки. Если теперь в цепь продольная рамка —
первая статорная катушка ввести шунтирующий дроссель d,
то э. д. с., наводимая в первой статорной катушке, умень-
шится, вследствие чего уменьшится и вектор Hlt а равно-
действующий вектор Н примет положение Н', отклонившись
на некоторый угол, который может быть сделан равным
величине четвертной радиодевиации, соответствующей дан-
ному курсовому углу а. В этом и заключается сущность
уничтожения четвертной радиодевиацни у пеленгаторов
с неподвижными рамками и гониометром. Обычно в нижней
части гониометра имеется специальная колодка для при-
пайки шунтирующего дросселя, где цифрами между соот-
ветствующими контактами указана величина коэфициента D,
который может быть создан введением шунтирующего дрос-
селя. Если шунт ввести в цепь поперечная рамка — вторая
статорная катушка, то знак создаваемого таким образом
коэфициента D изменится (будет-j-D).
ОГЛАВЛЕНИЕ
Стр.
Предисловие................................................. 3
Глава первая. Теория радиодевиации............................ 4
§ I. Основания теории радиодевиации......................... —
§ 2. Магнитное поле вторичного излучателя типа открытой вер-
тикальной антенны............................................. 7
§ 3. Магнитное поле вторичного излучателя типа замкнутого или
разомкнутого контура ......................................... 9
§ 4. Представление полей вторичных излучателей в виде синфаз-
ной и квадратурной составляющих.............................. 13
§ 5. Действие полей вторичных излучателей на работу радиопе-
ленгатора ................................................... 16
§ 6. Выражение радиодевиацни рядом Фурье . . . ............. 22
§ 7. Вывод формулы радиодевиации, производимой вторичным
излучателем типа открытой вертикальной антенны . ... 23
§ 8. Вывод формулы радиодевиации, производимой вторично
излучающими контурами........................................ 30
9. Полная формула радиодевиации............................49
§ 10. Вывод формул для вычисления коэфициентов радиодевиацни 51
§11. Схемы для вычисления коэфициентов и таблиц радиодевиации 61
Глава вторая. Определение радиодевиации.......................70
§12. Два основных метода определения радиодевиацни ... —
§ 13. Общие сведения об определении радиодевиации.............. 72
§ 14 Визуальный способ определения радиодевиацни . . 75
§ 15. Азимутальный способ определения радиодевиацни . ... 76
§ 16. Способ определения условных радиодевиаций.............. 79
§17. Понятие о компенсации квадратурной составляющей . . .81
§ 18. Понятие о компенсации синфазной составляющей........... 82
Редактор
капитан-лейтенант Н. А. Шмаков
Техн, редактор Е. Б. Бердникова
Корректор Н. А. Кнохе
Г89Э06. Подп. к печати 17.1Х.1947 г.
Объем 5‘|э печ. л. Изд. № 6)1367
Зак. 337
9-я типография Управления
Военного Издательства МВС СССР