För angörande av hamnar eller för navigering
i trånga farleder i tjocka äro kurs- radiofyrar eller s. k.
riktade radiofyrar av största betydelse.
En rundstrålande radiofyr och pejlapparat ombord
kan ej användas för detta ändamål, och krysspejling
på två dylika radiofyrar ger ofta en otillräcklig säkerhet
på grund av avdrift genom vind eller ström och är i de
flesta fall för tidsödande och besvärlig för säker
navigering i riskabla vatten. Kursradiofyrarna äro anting- en i kontinuerlig
drift eller endast inkopplade vid tjocka, direkt eller, som ofta är
fallet, då radiofyren är uppställd på en otillgänglig
plats, medelst fjärrmanöver.
Den enklast tänkbara utrustning för mottagningen
erfordras, såsom en vanlig radiomottagare och en tråd till
en masttopp som antenn.
Kursanvisningen erhålles medelst signaler från
högtalaren, hörtelefonen eller eventuellt en visuell indikator.
Kursradiofyrar äro till stor nytta för alla fartyg och i synnerhet
för fiskebåtar och andra mindre fartyg, där ofta styrning
och navigering utföres av en man, och tydliga och direkta kursanvisningar
erfordras i varje ögonblick utan kalkylering.
Princip: Den hittills vanliga kursradiofyren sänder
Morsebokstäver såsom E, A eller F etc. på ena sidan av
kurslinjen och motsvarande komplementbokstäver T, N eller L etc. på
den andra sidan. I och med att man närmar sig kurslinjen, sammansmälta
dessa bokstäver till en enda lång signal. Fig. 1 visar ett signaldiagram
för Morsebokstäverna A-N.
AGAs kursradiofyrar ha ett antennsystem med två
ramantenner i rät vinkel mot varandra. Ena antennen är placerad
i kurslinjens riktning och den andra i rät vin- kel mot densamma.
Signalerna åstadkommas genom ändring av fasrelationen mellan
strömmarna i ramantennerna.
AGAs lcomplement codesystem: Fasändringen göres
i ramen, som är vinkelrät mot kursen genom en kapacitiv fasvändare,
och strömmen i kursramen hålles konstant. Fasrelationen är
antingen 0° eller 180°. Om fasvändaren stannar i fasposition
för en tid som motsvarar ett Morsestreck (bokstaven T), sedan ändras
till antifas position för en kort tid som motsvarar en Morsepunkt
(bokstaven E) och sedan går tillbaka till den första positionen
o. s. v. kommer antennfälten att omväxlande adderas och subtraheras
på båda sidor om kursen, så att bokstaven T kommer att
gradvis framträda på ena sidan och bok-

staven E på andra sidan om kursen. De fält, som
åstadkommas av de två antennerna, visas i fig. 2 och det resulterande
fältstyrkeförhållandet F 2/F 1 för de 2 fasrelationerna
0° och 180° visas i fig. 3.
Fältstyrkeförhållandet vid fasvändning
i 90° ramen är:
De cirkulära fälten fko
och fto uppkomma om osymmetri
förefinnes d. v. s. om spänningar till jord på var sida
om ramsystemets centrum äro olika. En dylik cirkulär strålning
åstadkommer oskärpa och elimineras genom balansering av antennsystemen
i förhållande till jord varvid fko
och fto = 0.
vid en viss vinkel a = ao är
F2/F1=
O och
tgao = W. Vid
denna vinkel au erhålles rena T på ena sidan och rena E på
den andra sidan om kursen d. v. s. ao är vinkeln för 100 % signaler.
I kursen förefinnes endast fältet från kursramen och
detta fält är ostört av fasändringen i 90°-ramen,
om fasändringen sker på sådant sätt, att strömmen
i kursramen förblir konstant. För att hålla denna ström
konstant måste sändaren belastas lika även under det ögonblick,
fasvändaren passerar mittläget d. v. s. när strömmen
i 90°-ramen är noll. För den skull är en ballastkrets
anordnad på sådant sätt att sändaren är ständigt
lika belastad. Fig. 4.
AGAs AGAs
kursradiofyr typ NAFU-32 arbetar enligt denna princip. Ett stort antal
dylika radiofyrar har upprättats och äro i bruk sedan många
år tillbaka.
AGAs förenklade system: Ett nytt och förenklat
system har utvecklats, och AGAs kursradiofyrar NAFU-33, NAFU-34 och
NAFU-35 byggas enligt detta nya system. Signalen i kurslinjen är inte
en lång sammanhängande ton utan ett antal korta signaler av
lika längd och styrka. På ena sidan är 3 på varandra
följande signaler svaga och var fjärde stark, och på den
andra sidan är 3 på varandra följande signaler starka och
den fjärde svag o. s. v. Signalerna visas i signaldiagrammet fig.
5. Andra kombinationer enligt samma system äro användbara t.
ex. 2 på varandra följande svaga signaler, som följs av
en stark på den ena sidan och motsatsen på den andra sidan,
På samma sätt som hos det vanliga systemet fås 100 % signaler
vid vinkeln ao, (fig, 2) d. v, s. endast en signal på den ena sidan
och endast tre på den andra sidan av kursen. Fasvändningen kan
här ut- föras på kurs- eller 90°-ramen och sker under
den korta tysta perioden mellan signaler- na, d. v. s. när det inte
finns någon ström i någon av antennerna. En enkel fasvändare,
bestående av ett relä, som kastar om riktningen på strömmen
i ena ramen, är tillräcklig, fig. 6, ingen ballastkrets erfordras
eftersom sändaren är lika belastad då signal utgår
och fasförhållandet är korrekt, eftersom ramkretsarna äro
parallellkopplade och fasvinkeln 0k för kursfältet är lika
med fasvinkeln för 90°-fältet genom att Xk/Rk
för kurssram- kretsen göres = Xt /Rt för 90°-ramen.
Medelst en balanseringskondensator kan spän- ningen mellan ramarnas
båda poler och jord inställas lika, varvid cirkulära fälten
to och fko äro = 0. Fig. 6. Förutom den stora enkelheten i detta
system har det en annan fördel i det att upprepade signaler av lika
längd äro lättare att urskilja vid störningar än
den oav- brutna signalen vid det vanliga systemet.
Frekvensband: AGAs kursradiofyrar äro gjorda för
2 olika frekvensband, nämligen 250-400 kc/s och 1600-1700 kc/s. Reflexer
från berg, höga byggnader, kraftledningar, etc. uppkomma lättare
vid högre än vid lägre frekvenser, men på grund av
det stora antalet radiofyrar inom sjöfarten och flyget, som arbetar
på det låga frekvensbandet, kan det oftavara svårt att
erhålla en ledig plats för kursradiofyren.
Det höga frekvensbandet är användbart,
där det inte finns några märkbara reflexer, som kan förorsaka
allvarliga kursändringar eller multipelkurser .
Räckvidd: Den användbara distansen för
en kursradiofyr beror på mark- och utbred- ningsförhållanden,
mottagaregenskaper och önskad kursbredd. En skarp kurs erhålles
på bekostnad av fältstyrkan i eller nära kurslinjen i jämförelse
med fyrens maximala fält- styrka (fig. 2). Kursen bör inte vara
skarpare än vad som är nödvändigt för säker
naviga- tion. Vinkeln för 100% signaler, ao, bestämmes av vinkeln
av fritt vatten i kursriktning- en. Om möjligt bör vinkeln ao
vara hälften av vinkeln för fritt vatten, varigenom en stor säkerhetsmarginal
erhålles (fig. 7) . Om ß är kursbredden eller osäkerhetsvinkeln,
definieras kursen som mycket skarp för ß <=0°.5, skarp
för ß = 0 ° .5 - 1°, medelskarp för ß=1°-1°.5
och bred för ß>1°.5. Förhållandet mellan vinkeln
ao och kursbreddens vinkel ß
ar ß=ao/10
Enligt internationella bestämmelser skall en cirkulär
radiofyr normalt ha en fältstyrka av 50 uV/m vid räckviddsgränsen.
En pejlapparat ombord på ett fartyg skall ha en sådan känslighet,
att onoggrannheten ej överstiger +-3° . Signalen skall således
vara hörbar vid en avvikelse av 3° åt ena eller andra sidan
om nolläget. Den verksamma fältstyrkan är där: 50*tg3°
= 2.6 uV/m. Som man kan anse en kursradiofyr och cirkulärupptagande
antenn vara omvändningen till en cirkulär radiofyr och pejlapparat,
bör fältstyrkan i kurs riktningen vara minst 2.6 uV/m vid räckviddsgränsen.
Den maximala fältstyrkan ft
hos kursradiofyren bör ej överstiga den nominella fältstyrkan
50 uV/m vid den för fyren avsedda räckvidden. Den största
användbara kursskärpan för en given räckvidd är
vid dessa förhållanden således:
ß=1/10*arctg 2,6/50= 0 ° ,3
Räckvidden för dessa frekvenser och upp till
omkring 50 nautiska mil:
~= k *tgao/V¯1+tgao
k är konstanten för fyren och mottagarutrustningen.
Vid utbredning över saltvatten, en vanlig mottagarkänslighet
på 10 uV, vid standardiserad utgångseffekt och en mottagar-
antenn med en höjd av omkring 6 m för högfrekvensbandet
och omkring 12 m för låg- frekvensbandet, är konstanten
k ~= 240 för dessa typer av kursradiofyrar. Kursskärpan försämras,
om mottagaren är utrustad med automatisk volymkontroll. Den automatiska
volymkontrollen utjämnar styrkan på signalerna, och kursen kommer
därigenom att bli skenbart bredare. Detta är särskilt märkbart
nära fyren, där fältstyrkan är hög, men en mottagare
med automatisk volymkontroll kan utan större nackdel användas
även på nära håll, om kopplingen till antennen minskas,
t. ex. genom att en liten kondensator inkopp- las mellan antennen och mottagaren.
Systemet med 2 olika kursbredder: I fritt vatten på större avstånd
från inloppet till hamnen kan ofta en bredare kurs användas,
som ökar fy- rens räckvidd utan att sändarstyrkan behöver
ökas. Metoden med 2 olika kursbredder består av en sändning
med omväxlande smal och bred kurs. För att känna igen en
kurs- radiofyr utsändes vanligtvis 2 Morsebokstäver eller bokstavskombinationer
en eller två gånger varje minut. Om dessa bokstäver utsändes
med bred kurs på ett sådant sätt, att en bokstav utsändes
med fasvändaren i dess första läge och den andra bokstaven
med fasvändaren i dess andra läge, så kommer den första
bokstaven att bli tydlig på den ena sidan och den andra bokstaven
att dominera på den andra sidan. I kursen äro dessa bokstäver
lika starka. Om vi anta, att den smala kursen är 0°.5 och att
identifierings- bokstäverna utsändas med en kursbredd av 1°,5,
kommer fyren att vara användbar inom ett större område
än nominella räckvidden på 20 nautiska mil, och förutsatt
att fritt vatten förefinnes utanför 20-milsområdet, kan
fyren användas upp till omkring 50 mil med en kurs bredd som närmar
sig 1 ° ,5. Fig. 8 visar ett exempel på användningen av
två olika kursbredder. De två olika kursbredderna äro
inte bara användbara för att öka räckvidden; av betydelse
är garantin mot osäkerhet när man närmar sig kurslinjen
från omkring 90° på stora avstånd, och den höga
fältstyrkan på identifieringssignalerna är ibland värdefull
i händelse av statiska störningar eller störningar från
andra stationer. En navigatör kan på ett stort avstånd
få en ungefärlig bäring med hjälp av dessa signaler
Fig 14. 2-vägskurs.

och sedan steg för steg göra korrektioner,
tills han är inne på den skarpa kursen. Avståndsbedömning:
Om avståndsbedömning erfordras genom en synkroniserad ljud-
signal, lämpar sig det förenklade systemet utmärkt. Ljudsignalen
utsändes efter identifie- ringssignalerna, d. v. s. vid början
av kurssignalerna. Ljudsignalen kommer då att höras en viss
tid efter mottagandet av ett antal kurssignaler. Antalet kurssignaler,
som erhålles innan ljudsignalen höres, ger ett mått på
avståndet. Eftersom ljudhastigheten i luften för detta ändamål
kan anses vara tillräckligt konstant - representerar ett visst antal
signaler, vanligtvis 8 eller 10, ett avstånd av I nautisk mil. Radiofyr-
och mistsignalerna visas å fig. 9.
Fyrens placering: Innan man installerar en kursradiofyr
i synnerhet en för det högre frekvensbandet, är det vanligtvis
nödvändigt att utföra prov med en transportabel utrust-
ning eller med fyren provisoriskt placerad på den slutgiltiga platsen.
Det finns emellertid några enkla fall där svårigheter
äro sällsynta. Dessa fall visas i fig. 10 och 11. Fig. 10 visar
ett fall, där kurslinjen går 90° eller nära 90°
mot kusten, och i fig. 11 går kurslinjen in i mitten av en vik. Fig.
12 och 13 visar fall där kursavböjningar kan tänkas uppstå,
d. v. s. där kurslinjen går tätt intill kusten eller lägges
osymmetriskt genom en vik. Ibland är kursavböjningarna inte allvarliga,
men gör likväl prov oundvikliga.
Höga föremål i fyrens närhet och
omkring 90° frän kurslinjen, och som närmar sig en 1/4 väglängd,
d. v. s. omkring 250 m för en fyr på det lägre frekvensbandet
och omkring 40 m för en på det högre, förorsakar vanligtvis
avvikelser på grund av kraftig återut- strålning.
En bred kurs är mindre känslig för reflekterande
föremäl än en mycket smal kurs, och felen uppträda
först på större avstånd vid en bred än vid en
smal kurs. Systemet med 2 olika kursbredder ökar den användbara
räckvidden av kursradiofyren, som annars är begränsad på
grund av multipelkurser. Om fyren placeras på en ö, kan två-vägskurs
användas, som visas i fig. 14. Det bör observeras, att samma
allmänna regel kan tillämpas för båda riktningarna,
d. v. s. samma signalkaraktär mottages på samma sida vid gång
mot fyren.
Två radiofyrar med korsande kurslinjer, som visas
i fig. 15, kan användas för avståndsbedömning.
Ett fartyg från öppna havet navigerar på
radiofyren A. Vid punkt 1 mottager navigatören 100 % styrbordsigenkänningssignalen
från fyren B, om han ställer in sin mottagare på B, eller
om han har två mottagare, en inställd på A och den andra
på B. Vid punkt 2 kommer han att få 100 % styrbordssignalen
från B, vid punkt 3 får han kurssignalen från B och ändrar
sin kurs och navigerar in på fyren B. Vid punkt 4 får han 100%
styrbordssignal från A och vid punkt 5, 100 % styrbordsigenkänningssignalen
från A. Genom denna metod kan en ljudsändare vid A utelämnas,
medan en ljudsändare vid B blir användbar för avståndsbedömning
på närmare håll.
AGAs radiofyrsändare typ NAFS-6, beskriven i AGA
Journalen No.74, 1955, är lämplig för såväl komplementcode-systemet
som det förenklade systemet.
Denna sändare tillsammans med antennavstämningsenheten
med kapacitiva fasvända- ren fig. 16 samt ramantennsystemet fig. 17
ingå i kursradiofyren för lågfrekvensbandct typ NAFU-32.
Principen framgår av fig. 4. Sändaren är ansluten medelst
en feederkabel till avstämningsenheten fig. 16 som är direkt
placerad på ramen. Fasvändaren dirigeras via en manöverkabel
från teckengivaren som befinner sig i sändaren.
Genom att fasvändaren med tillhörande kretsar
är placerad intill antennsystemet är det lättare att erhålla
korrekta fasförhållanden och balans till jord.
Samma sändare med en enklare antennanpassningsenhet
och samma ramantennsystem enl. fig. 17 ingå i utrustningen för
kursradiofyren för låga frekvenser enligt förenklade systemet
typ NAFU-34. Denna radiofyr sänder kursanvisningssignaler med en smal
kurs och en eller två gånger i minuten igenkänningssignaler
med bred kurs. Principen framgår av fig. 6.
I och med att kursradiofyrens princip förenklades
låg det nära till hands att även söka förenkla
sändaren. Ett önskemål var att framställa en radiofyr
särskilt för fiskehamnar till lägsta pris och av så
enkel konstruktion att montage och service kunde utföras av icke specialutbildad
personal.
Sändarna NAFS-7 för högre frekvensbandet
och NAFS-8 för lägre frekvensbandet sakna likriktare, modulator
och tankkrets. 3 fas växeIspänning 50 eller 60 p/s tillföres
en statisk frekvensomvandlare varifrån uttages 150 resp. 180 p/s
enfas växelström som direkt tillföres rören i såväl
försteg som slutsteg i sändaren.
Härigenom erhålles en med 300 resp. 360 p/s
modulerad radiofrekvens. Detta modula- tionssystem ger 100 % modulation
med undertryckt bärvåg. Fig. 18. Max. antenneffek- ten är
175 watt vid ca 800 watt från nätet. Kursradiofyren NAFU-33
i vilken ingår sän- daren NAFS-7 visas på fig. 19. Fig.
20 visar enheten med antennanpassning, fasvändare och teckengivare.
Denna radiofyr arbetar på det högre frekvensbandet. Antennsystem,
sändare och övriga apparater äro sammanbyggda till en enhet
avsedd för uppställning i en kiosk av trä.
Kursradiofyren NAFU-35 är motsvarigheten till NAFU-33
för det lägre frekvensbandet. |