DK151748B - Antenne til undervandsbaad - Google Patents

Description

DK 151748 B

• Opfindelsen angår en krydssløjfe-antenne til en undervandsbåd, hvilken antenne er anbragt i et torpedolignende flydelegeme og er forbundet med undervandsbåden gennem et forbindelseselement, der er fastgjort 5 til bunden af den forreste del af flydelegemet og overfører den af antennen modtagne information.

Til radiokommunikation med en neddykket undervandsbåd er det velkendt, at der kun kan anvendes ekstremt lave frekvenser, fordi havvandet bevirker en 10 alt for kraftig dæmpning ved de højere frekvenser. Indtrængningsdybden for frekvenser i området fra 10 til 20 kHz er kun på ca. 10 til 20 meter afhængigt af saltholdigheden og temperaturen. Ved disse lave frekvenser er skærmvirkningen fra bådens skrog så lille, at inter-15 ferenser fra det indre af båden kan nå udad til og overlejres som støj på det ønskede signal.

Derfor anvendes der antenner, som befinder sig fjernt fra båden, dvs. antenner, der befinder sig i tilstrækkelig afstand fra den støjzone, der udstråles fra 20 undervandsbåden, hvilket også giver båden mulighed for at dykke ned i større dybde, idet denne fjerntliggende antenne holdes under vandoverfladen inden for den mulige indtrængningsdybde for de frekvenser, der skal modtages. En sådan antenne i form af en medslæbet bøje af 25 den indledningsvis nævnte art kendes fra en artikel af Dupont-Nivet "Télécommunications avec les sous-marins" i Defense Nationale = F = 32 (1976) 1, jan., side 63-74.

En sådan bøjeformet antenne er imidlertid relativt stor og hydrodynamisk ikke særlig hensigtsmæssig, fordi den 30 begrænser undervandsbådens manøvrerbarhed og nemt kan detekteres med sonar. Dertil kommer, at en sådan antenne formet som en bøje ikke kan holdes i nogenlunde konstant dybde ved undervandsbådens varierende hastighed uden brug af et aktivt styresystem.

DK 151748B

2

Fra beskrivelsen til US patent nr. 3.972.046 kender man en antenne til undervandsbåd, hvilken antenne er formet som krydssløj fe-antenne og er anbragt i en bøje forbundet med u-båden gennem et trækkabel. Bøjen er 5 således udformet, at den flyder på vandoverfladen og frembringer ekstra opdrift, når den slæbes med af u-båden, således at der gives mere eller mindre kabel fra u-bådens konstantspændingsspil. En sådan på vandoverfladen flydende bøje kan således nemt detekteres. Des-10 uden udsættes kablet, dets forankring til bøjen og selve konstantspændingsspillet for store kraftpåvirkninger i høj sø.

Opfindelsen adskiller sig fra den kendte teknik ved, at flydelegemet er udformet med vandbæreplan-lig-15 nende fremspring, der i en bue på begge sider af flydelegemet forbinder dets top med dets bund i den bageste del af legemet, at flydelegemet består af elektromagnetisk inert materiale, og at den ene antennes sløjfe er anbragt i nærheden af yderbeklædningen på flydelegemet 20 i et i hovedsagen lodret plan, der indeholder aksen gennem flydelegemet, medens den anden antenne-sløjfe er anbragt i de vandbæreplan-lignende fremspring.

En sådan antenne har en hensigtsmæssig hydrodynamisk form, og for et specifikt punkt til. fastgørelse af 25 forbindelseskablet forøger de vandbæreplan-lignende fremspring den af strømmen frembragte opdrift så meget, at flydelegernet forbliver i en i hovedsagen konstant dybde ved de forskellige hastigheder.

Det er kendt, at krydssløj fe-antenner har god 30 omnidirektional følsomhed. Den særlige placering af de to sløjfer i kombination mod flydelegemets hydrodynamis-ke stabilitet i en passende, i hovedsagen konstant dybde giver således antennen mulighed for at virke mere effektivt og stabilt, med stærkt nedsat risiko for 35 sonardetektering.

DK 151748B

3

Opfindelsen forklares nærmere i det følgende under henvisning til den skematiske tegning, hvor fig. 1 viser delvis i snit et perspektivisk billede af et flydelegeme med sløjfeantenne, og 5 fig. 2 det elektriske koblingsdiagram for nogle af den flydende antennes komponenter.

Fig. 1 viser et torpedolignende, hult legeme 1 med to ved agterenden anbragte vandbæreplan-lignende fremspring 2 og 3. Disse vandbæreplan-lignende frem-10 spring 2 og 3 er forbundet med toppen og bunden af hullegemet 1 og danner en bue. Fremspringene 2 og 3 har en sådan form, at deres to forkanter 2’ og 3' set i planbillede danner en pil, der peger i fremdriftsretningen, dvs. mod venstre i fig. 1. Set i tværsnit kan 15 de to fremspring 2's og 3's vægge have den hydrodynamisk hensigtsmæssige dråbeform.

I nærheden af forkanterne 2' og 3' er der anbragt en metalstrimmel 6, der udgør den ene sløjfe af sløj-feantennen. Det ses, at denne metalstrimmel er anbragt 20 på overfladen af fremspringene 2 og 3, men i praksis er det mere hensigtsmæssigt at anbringe strimlen inde i væggen til disse fremspring. Denne strimmel fortsætter under fremspringene og danner således en enkelt uafbrudt leder. I stedet for strimlen kan der anvendes en tråd, 25 der også kan placeres langs forkanterne 2' og 3' af fremspringene 2 og 3, hvilken tråd danner flere vindinger .

Den anden sløjfe i krydsramme-antennen udgøres af en leder 5, der er placeret aksialt i legemet 1 ved 30 toppen og bunden eller er indbygget i væggen og danner således en åben, ledende sløjfe. Denne sløjfe 5 kan også omfatte et antal vindinger. Enderne af sløjferne 5 og 6 er ført ind i legemet 1 på de steder, hvor

DK 151748 B

4 fremspringene 2 og 3 har forbindelse med legemet, og de er forbundet med en kreds 7, der skematisk antydes ved en blok, og som skal beskrives nærmere nedenfor under henvisning til fig. 2.

5 Udgangen fra kredsen 7 udgøres af en optisk fi berleder 10, der samtidig danner forbindelseselementet og overfører drivkraften til hele det flydende antennelegeme. Som en anden mulighed kan den optiske fiberleder 10 strække sig parallelt med et stålkabel, der 10 tjener til overføring af trækkraften.

Ved de før omtalte frekvenser har det torpedolignende legeme 1 hensigtsmæssigt en længde på 80-90 cm og en diameter på ca. 20 cm. De vandbæreplan-lignende fremspring har vingefang på ca. 50 cm. Hvis der herved 15 opnås forskellige sløjfearealer for de to sløjfer 5 og 6, hvorved der i signalerne fra de to sløjfer også forekommer forskelle, som skal kompenseres for, kan dette opnås ved f.eks. et forøget antal vindinger i sløjfen 6 i forhold til sløjfen 5.

20 Fig. 2 viser, at variable kapacitanser 8 og 9, som er forbundet med sløjferne 5 og 6, danner afstemningselementer. De to sløjfer er forbundet med en faseforskydningskreds 11, hvori signalerne fra de to sløjfer 5 og 6 kombineres med den korrekte fase, således 25 at de fra kredsens udgang kan føres til en forstærker 12. Forstærkeren 12 forstærker dette signal og styrer en elektro-optisk signaltransor 14, der omdanner antennesignalet til et optisk signal, som føres til den optiske fiberleder 10. Arbejdsspændingen for forstær-30 keren 12 leveres fra et akkumulatorbatteri 13. Herved er et yderligere kabel til strømforsyning fra undervandsbåden til det flydende antennelegeme gjort overflødigt. Akkumulatoren 13 kan genoplades, medens båden er i havn, eller når den flydende antenne er trukket til-35 bage til undervandsbåden. I sidstnævnte tilfælde kan legemet 1 være udstyret med kontakter, der er forbundet med akkumulatoren 13, og som automatisk kobles til kontakter på båden, når antennen trækkes tilbage til un-

DK 151748B

5 dervandsbåden, hvilke kontakter leverer ladestrøm, således at akkumulatoren 13 automatisk lades op, når antennen er trukket tilbage.

De variable kapacitanser 8 og 9 kan indstilles 5 i et specifikt frekvensområde til et specifikt formål, eksempelvis under fremstillingen eller under vedligeholdelsesarbejdet. En anden løsning går ud på at indstille de variable kapacitanser 8 og 9 ved hjælp af et signal fra undervandsbåden, hvilke signaler overføres 10 gennem et separat transmissionsmiddel eller også gennem den optiske fiberleder 10. I sidstnævnte tilfælde omfatter transoren 14 også en optoelektronisk transor, der tilvejebringer et signal til styring af de variable kapacitanser 8 og 9, eksempelvis gennem en motor eller 15 elektrisk ved hjælp af variable kapacitansdioder.

I den foreliggende udførelsesform findes der desuden et trykmålearrangement 15 med tryktransor til frembringelse af et elektrisk signal, hvilket arrangement måler vandtrykket omkring legemet 1 og omdanner 20 trykket til et tilsvarende elektrisk signal. Til dette formål forsynes trykmålearrangementet 15 også med strøm fra batteriet 13, og det afgiver et signal til undervandsbåden gennem transoren 14 og den optiske fiberleder 10, eksempelvis ved brug af et frekvensområ-25 de i det udsendte signal, som ikke bruges til antennen, således at man i undervandsbåden altid ved, i hvilken dybde under vandoverfladen det flydende antennelegeme befinder sig og herved har mulighed for at indstille dybden på den ønskede værdi ved ændring af længden af 30 den optiske fiberleder 10 gennem et på undervandsbåden anbragt spil. Til militært formål kan trykmålearrangementet 15 styre et organ til automatisk destruktion, hvilket organ aktiveres, når vandtrykket i hovedsagen er lig med nul, eksempelvis fordi den flydende antenne 35 har revet sig løs, således at man altid undgår detektering af antennen på vandoverfladen.

Claims (11)

1. Krydssløj fe-antenne til en undervandsbåd, hvilken antenne er anbragt i et torpedo-lignende flyde-legeme (1) og er forbundet med undervandsbåden gennem et forbindelseselement (10), der er fastgjort til bunden 5 af den forreste del af flydelegemet (1) og overfører den af antennen modtagne information, kendetegnet ved, at flydelegemet (1) er udformet med vandbæreplan- lignende fremspring (2, 3), der i en bue på begge sider af flydelegemet (1) forbinder dets top med 10 dets bund i den bageste del af legemet (1), at flydelegemet (1) består af elektromagnetisk inert materiale, og at den ene antennesløjfe (5) er anbragt i nærheden af yderbeklædningen på flydelegemet (1) i et i hovedsagen lodret plan, der indeholder aksen gennem flyde-15 legemet (1), medens den anden antennesløjfe (6) er anbragt i de vandbæreplan-lignende fremspring (2, 3).

2. Antenne ifølge krav 1, kendetegnet ved, at de to sløjfer (5, 6) er afstemt til det samme forudbestemte frekvensområde.

3. Antenne ifølge krav 1 eller 2, kende tegnet ved, at de vandbæreplan-lignende fremspring (2, 3) har pilform i fremdriftsretningen.

4. Antenne ifølge krav 3, kendetegnet ved, at den anden sløjfe (6) er anbragt i nærheden af 25 forkanterne (2', 3*) af de vandbæreplan-lignende fremspring (2, 3).

5. Antenne ifølge krav 3 eller 4, kendetegnet ved, at der inden i flydelegemet (1) findes om-koblelige afstemningselementer (8, 9), der er forbundet 30 med sløjferne (5, 6).

6. Antenne ifølge krav 5, kendetegnet ved, at afstemningselementerne (8, 9) er indrettede til at omkobles ved hjælp af signaler, der leveres fra undervandsbåden gennem forbindelseselementet (10). DK 151748 B

7. Antenne ifølge ethvert af de foregående krav, kendetegnet ved, at der inden i flydelegemet (1) findes mindst én forstærker (12), der forstærker antennesignalerne og fører de forstærkede signaler til 5 det informationsoverførende .forbindelseselement (10).

8. Antenne ifølge krav 7, kendetegnet ved, at der inden i flydelegemet (1) findes en strømforsyningsenhed (13) for forstærkeren (12).

9. Antenne ifølge krav 8, kendetegnet 10 ved, at strømforsyningsenheden (13) er et akkumulator- batteri.

10. Antenne ifølge krav 7, kendetegnet ved, at forbindelseselementet (10) omfatter mindst én optisk fiberleder, og at der til forstærkeren (12) er 15 koblet en elektro-optisk transor (4), der er optisk koblet til den optiske fiberleder.

11. Antenne ifølge ethvert af de foregående krav, kendetegnet ved, at forbindelseselementet (10) har en hydrodynamisk hensigtsmæssig form eller er 20 omgivet af et af et materiale, der frembringer opdrift.