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Empfangseinrichtung für drahtlose Telegraphie.
Die Erfindung bezieht sich auf eine drahtlose Empfangseinrichtung und besonders auf eine Antennenanordnung einer Empfängerstation. Ein Zweck der Erfindung liegt darin, eine Empfangsantenne zu schaffen, die Zeichen aus einer bestimmten Richtung unter wesentlicher Ausschliessung von Zeichen aus andern Richtungen aufzunehmen vermag.
Im österr. Patent Nr. 96027 ist eine Empfangsantenne mit ausgesprochenen einsinnigen Richtungeigenschaften beschrieben. Dort wird eine lange wagreshte Antenne verwendet, die sich vorzugsweise in der Hauptübermittlungsrichtung der aufzunehmenden Zeichen erstreckt und deren Länge vorteilhait von einer Grössenordnung gleich mindestens der halben Wellenlänge der aufzunehmenden Zeichen ist.
Bei richtiger Ausbildung einer solchen Antenne zeigt sich, dass Zeichen von einer erwünschten Station am stärksten an dem Ende der Antenne sind, das am weitesten von der Sendestation liegt, während Zeichen aus der entgegengesetzten Richtung an diesem Ende nur sehr schwach sind. Während für eine Antenne, die so ausgebildet ist, dass die Stromwelle darin mit der gleichen Geschwindigkeit wie die Zeichenwelle im Raume entlang wandert, der Zeichenstrom am stärksten an dem von der Sendestation entferntesten Ende ist, so braucht doch dieses Ende nicht in allen Fällen den günstigsten Punkt für die Entnahme der gewünschten Zeichenströme von der Antenne darzustellen.
Beispielsweise kann man finden, dass an einem bestimmten vom Endpunkt verschiedenen Punkte auf der Antenne das Verhältnis des gewünschten Zeichen ? tromes zu unerwünschten Strömen günstiger als an irgendeinem andern Punkte ist. Der Zeichenstrom kann am stärksten an eine-m vom Endpunkte der Antenne verschiedenen Punkte sein, wenn die Antenne nicht in der Richtung zur Sendetion ausgelegt ist, oder wenn die Ge3chwindigkeit der Zeichenwellen in der Antenne nicht die gleiche wie die Geschwindigkeit derselben im Raume
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nicht notwendig mit dem Ende der Antenne zusammenfallen.
Die Antenne der oben erwähnten Anordnung ist in ihrer einfachsten Form als Einzeldraht mit Empfangskreis an dem einen Ende gleichzeitig eine Übertragungsleitung und eine Antenne. Da sie als Antenne wirken soll, so ist sie für äussere Beeinflussung empfindlich ausgebildet. Daher werden sich die relativen Stärken der erwünschten Zeiehenströme und der auf unerwünschten Einflüssen beruhenden Ströme von Punkt zu Punkt ändern. Es braucht aber nicht in allen Fällen zweckmässig zu sein, die Empfangsstation an den Punkt der Antenne zu verlegen, wo das Verhältnis zwischen den Stärken der verschiedenen Ströme am günstigsten ist.
In den meisten Fällen mag es daher erwünscht sein, die von der Antenne aufgenommenen Ströme von dem einen Punkte zum andern ohne Zusatz irgendwelcher neuer Wirkungen von äusseren Quellen zu übertragen und ohne das gewünschte Verhältnis zwischen den Strömen zu ändern.
Zweck der Erfindung ist es nun, Mittel zu schaffen, zufolge welcher die Empfangsstation an irgendeinem Punkt längs der Antenne angebracht werden kann. Um Ströme von einem Punkt zum andern ohne Einführung neuer äusserer Einflüsse zu leiten, kann eine ausgeglichene Zweidrahtübertragung benutzt werden. Soll der Strom von einem Punkt im Zuge der Antenne zu einem andern Punkt im Zuge der Antenne geleitet werden, so würde für gewöhnlich die ausgeglichene Übertragungsleitung dicht an oder
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Dieser Nachteil kann vermieden werden, indem man erfindungsgemäss die beiden Drähte in Nebeneinanderschaltung gleichzeitig als Antenne und als Übertragungsleitung benutzt.
In der Zeichnung sind in Fig. 1-5 verschiedene Ausführungsbeispiele schematisch dargestellt.
Eine lange wagrechte Antenne besteht vorzugsweise aus mindestens zwei parallelen Drähten 1 und 2, deren Enden bei 3 und 4 geerdet sind. Diese Antenne ist vorzugsweise so gebaut, oder ihre Konstanten sind so eingestellt, dass die Stromwelle darin mit der gleichen Geschwindigkeit wie die Zeichenwelle im Raume wandert, so dass die Stromwelle bei Wanderung längs des Leiters allmählich an Amplitude zunimmt. Wünscht man ein Zeichen aufzunehmen, das sich der Antenne vom Ende 3 her nähert, so wird die Amplitude des in der Antenne durch die gewünschte Welle entwickelten Stromes bei 3 äusserst klein sein, während sie am Ende 4 einen Höchstwert haben wird. Es kann aber zweckmässiger sein, die Empfangsstation am Ende 3 anzuordnen.
Um eine solche Anordnung für die Empfangsstation zu ermöglichen, dienen die Antennenleiter als Übertragungsleitung, um die gewünschten Zeichenströme vom Ende 4 zum Empfänger am Ende 3 zu leiten. Ein bequemer Weg hiefür liegt darin, am Ende 4 ein System von Transformatoren anzuordnen, das, wie angegeben, aus zwei gleichen Transformatoren 5 und 6 bestehen kann, oder aber die Wicklungen dieser beiden Transformatoren können, falls gewünscht, zu einer Transformatorwicklung vereinigt werden.
Die Primärwicklungen 7 liegen in Reihe mit der Erdverbindung bei 4, und jede der Sekundärwicklungen S hat eine Klemme mit einem der Leiter 1, 2 verbunden, während die andern Klemmen mit dem Punkte 9 verbunden sind, an welchem die Antenne über die Primären 7 geerdet ist.
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von der Antenne aus den vom Ende 4 nach Ende 3, also in der entgegengesetzten Richtung wandernden Wellen aufgenommen werden (geringelte Pfeile), fliessen durch die Primärwicklungen 10 in Parallelschaltung zur Erde bei 3 und erzeugen daher in den Sekundärwicklungen li, 13 gleiche und entgegen- gesetzte Wirkungen.
Die Beziehung der Stromstärken der Zeichenstrome und der störenden Ströme wird daher nicht beeinflusst.
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Um Reflexion von Strömen zu verhindern, die von Wellen aufgenommen sind, welche von 4 nach 3 wandern, sollte die Impedanz ungefähr gleich dem Wellenwiderstand (charakteristische Impedanz) der Antenne gemacht werden. Manchmal kann es erwünscht sein, einen bestimmten Betrag von Reflexion zu erzeugen, um unerwünschte Ströme zu neutralisieren, die am Ende 4 durch Wellen erzeugt werden,
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falls kann diese erwünschte Reflexion durch Verwendung des Widerstandes 14 allein erzielt werden, indem man dessen Wert etwas grösser oder kleiner als den des Wellenwiderstandes der Antenne macht.
In ändern Fällen aber braucht die Phase der in dieser Weise reflektierten Komponente nicht die richtige zu sein,
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Zwischenpunkt im Zuge der Antenne anordnen will. In diesem Falle werden zwei Transformatoren 17 und 18 vorgesehen, deren Primärwicklungen entsprechend in die Leiter 1 und 2 eingeschaltet sind und deren Sekundärwicklungen mit dem Empfangsapparat E so verbunden sind, dass in entgegengesetzten Richtungen durch die beiden Leiter fliessende Ströme sich in dem Empfangsapparat addieren, während gleichgerichtete Ströme sich entgegenwirken. Falls gewünscht, kann ein einziger Transformator so eingerichtet werden, dass er die Aufgabe der beiden übernimmt.
Damit die Einführung der Transformatoren keine schädlichen Reflexionen verursacht, sind zwei Kondensatoren 19 vorgesehen, durch welche die induktive Re'1ktanz der Umformerwicklungen neutralisiert wird. Wenn ein einziger Transformator mit enger Kupplung zwischen den beiden Primärwicklungen benutzt wird, so wird die Reaktanz für in der-
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Vermeidung von Reflexionen in der Antenne.
In Fig. 3 ist eine Anordnung angedeutet, bei der, wie in Fig. 1 und 2 die Antenne als übertragung- leitung dient, wobei aber die erwähnten unerwünschten Ströme in anderer Art unwirksam gemacht werden. In diesem Falle ist ein Transformator 20 in der Erdverbindung am Ende 3 angeordnet, mittels dessen ein Strom von der gewünschten Stärke und Phase dem Empfangsapparat E aufgedriickt werden kann,
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Stromes kann durch Veränderung der Kupplung des Transformators 20 eingestellt werden und die Phase kann mittels eines Phasenschiebers eingestellt werden.
Fig. 4 zeigt eine Anordnung eines oder mehrerer Transformatoren für den Fall, wo das Verhältnis
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an einem vom Endpunkte der Antenne verschiedenen Punkte ist. Die Wirkung des Transformators ist in diesem Falle grundsätzlich die gleiche wie die eine-ähnlichen Transformators am Ende der Antenne, wie in F : g. 1 und 2 angegeben.
Fig. 5 zeigt noch eine andere Anordnung von Transformatoren, wobei Ströme, die über die beiden Drähte der Antenne in Nebeneinanderschaltung fliessen, veranlasst werden können, Ströme zu induzieren, die durch die beiden Drähte in Reihe fliessen. Wenn beispielsweise Strom von links nach rechts in beiden Wicklungen 21 fliesst, so wird ein induzierter Strom von rechts nach links in den Wicklungen 22 fliessen und dieser Strom wird beim Hindurchfliessen durch die Wicklungen 23 durch eine zweite Umformung einen Strom von rechts nach links in der oberen Wicklung 21 und einen gleichen Strom von links nach rechts in der unteren Wieklung 21 hervorrufen.
Durch Abstimmung des die Wicklungen 22 und 23 einbegreifenden Kreises kann das System nach Fig. 5 für eine besondere Frequenz wirksam gemacht werden und gleichzeitig für andere Frequenzen relativ unwirksam gemacht werden, so dass es ermöglicht wird, die Umformung an dem besten Punkte für die Aufnahme eines besonderen Zeichens durchzuführen, während für ein anderes Zeichen von anderer Wellenlänge die Umformung an einem andern Punkte der Antenne durchgeführt werden kann.
Eine für die Ausführung der Erfindung bewährte Antenne besteht aus einem Paar von Drähten von ungefähr 14.000 m Länge auf Masten von etwa 10 m Höhe. Hiemit wurden sehr günstige Ergebnisse bei Aufnahme von Zeichen erzielt, deren Wellenlänge zwischen 10.000 m und 23.000 m lag, u. zw. wurden diese Ergebnisse erzielt bei Anordnung der Empfangsstation an dem der Sendestation zugekehrten Ende der Antenne sowohl wie an einem Zwischenpunkt der Antenne.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Empfangseinrichtung für drahtlose Telegraphie mit langer wagrechter Antenne, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfängerantenne selbst als Übertragungsleitung benutzt wird, um Zeichenströme von einer Stelle der Antenne, wo die Stärke der Zeichenströme im günstigsten Verhältnis zu der Stärke der störenden oder unerwünschten Ströme in der Antenne steht, zu einer andern Stelle der Antenne zu leiten.