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Radio-Relaissystem.
Die bisher gebauten Radio-ReIaissyteme unIasen eine einzige Antenne und einen mit ihr gekuppelten Verstärkerstromkreis, wobei letzterer und die Antenne so beschaffen sind, dass aus irgendeiner Richtung empfangene Wellen verstärkt und die verstärkten Wellen nach allen Richtungen ausgesandt werden. Diese Systeme waren nicht allein wegen des Fehlens einer Richteharakteiistik beim Senden und Empfangen unwirksam, sondern es war auch der Verstärkungsgrad ziemlich klein, indem er durch das Bestreben des Verstärkers zu "singen"begrenzt wLrde.
Die Erfindung bezweckt in erster Linie ein Relaissystem zu schaffen, das kontrollierbare Richtfähigkeit besitzt und so ausgeglichen ist, dass grosse Verstärkung erzielt werden kann, ohne dass ein"Singen" im Verstärker oder Relaisstromkreis hervorgebracht werden und ihn hiedurch unwirksam machen könnte.
Es wurde gefunden, dass zufolge der Wechselwirkung der Antennen in einer Radiofende- oder - empfangsstation, wo eine geradlinige Reihe von mehr als zwei Antennen benutzt wird, bestimmte Formeln aufgestellt werden können, die in Abhängigkeit von dem gegenseitigen Abstand der Antennen, von der Wellenlänge und der Phasenverschiebung der Ströme in den betreffenden Antennen bestimmte resultierende Richtcharakeristiken ergeben.
Aus diesem Grunde ist es klar, dass, wenn die gleiche Antennenreihe abwechselnd als Sender und Empfänger zu benutzen ist, in ersterem Falle die resultierende Richtcharakteristik von der betreffenden Einstellung des z. B. aus entsprechend geschalteten Kapazitäten und induktiven Widerständen bestehenden Phasenverschiebers in jedem Antennenstromkreis abhängt, während in letzterem Fall die Charakteristik von dem Winkel 8 abhängt, den die Bahn der empfangenen Wellen mit der Achse der Antennen einschliesst. Beide Fälle sind aber analog, da ein Frequenzunterschied in den Antennen in beiden Fällen das Ergebnis ist.
Es ist somit zu ersehen, dass in einer Radio-Übertragerstation, in der die gleiche Reihe zum Empfangen und Senden benutzt wird, die Reihe so gerichtet werden kann, dass dem System eine bestimmte resultierende Empfangsrichtcharakteristik gegeben wird, wenngleich es noch durch Behandlung der Phase jeder rückgesandten Welle möglich sein wird, der gleichen Reihe eine andere resultierende Senderiehtcharakteristik zu geben, wobei ein Mittel vorgesehen ist, um eine gegenseitige störende Inteiferenzwirkung zwischen den gesandten und empfangenen Wellen zu verhindern.
Wenn man demgemäss den gegenseitigen Abstand der Antennen als eine Funktion der Wellenlänge X und die Phasenverschiebung als eine Funktion von T= 360 elektrischen Graden (T ist die Zeit der Stromsehwingungspmode und offenbar proportional dem Winke] Q für den Fall des Empfängers) ausdrückt, so erhält man für bestimmte Werte jeder dieser Grössen bestimmte unilaterale, bilateral und duolaterale Charakteristiken.
Unter "Phasenverschiebung" versteht man hier den Phasenuntelschied in den einzelnen in der Reihe aufeinanderfolgenden Antennen. So ist beispielsweise eine Phasenverschiebung von 1/6 T vorhanden, wenn eine Welle im Raum in den Antennen der Reihe Ströme induziert, die aufeinanderfolgend um 60 (oder um 1/6-Periode dieser Welle) gegeneinander phasenverschoben sind, oder wenn von den Antennen der Reihe Wellen ausgesandt werden, die aufeinanderfolgend diesen Phasenunterschied besitzen.
"Unilateral"bedeutet, dass die Reihe in ungefähr einer Richtung wirksam empfangen und senden kann ;"bilateral"bedeutet, dass zwei solche Richtungen wirksamen Empfangens vorhanden sind, die einen Winkel von 180 Bogengraden einschliessen und"duolateral"bedeutet, dass dieser Winkel kleiner ist als 1800. Wenn bispielsweise der Antennenabstand gleich ist % À und die Phasenverschiebung
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gleichen Abstand und einem Phasenunterschied gleich T erhält man eine bilatelale Cha : akteii & tik, die in der Linie der Antennemeihe liegt, d. h. senkrecht steht zur Charakteristik im ersten Fall. Zwischenwerte des Phasenunterschiedes ergeben verschiedene Formen duolateraler Charakteristik.
Für einen Wert des Abstandes gleich Vs und einen Phasenunterschied von 3/8 T erhält man eine unilaterale Charakteristik in der Richtung der Achse der Reihe, während beim gleichen Abstand und einem Phasenunterschied von Vg T sich eine unilaterale Charakteristik ergibt, die um 180 Bogengrade von der obigen abweicht.
Die obigen Ergebnisse sind dem Senden und Empfangen gemeinsam. Es ist daher zu ersehen, dass durch blosses Richten der Reihe und Einstellen der Phase jeder rückgesandten Welle eine verschiedene Charakteristik für das Empfangen und Rüeksenden in einem Übertrager erlangt weiden kann, der eine einzige geradlinige Reihe von Antennen besitzt und durchgehends auf der gleichen Wellenlänge wirkt. Es wird oft gewünscht, die Wellenlänge zwischen Empfang und Rücksendung zu ändern. Dies kommt mit den obigen Forderungen nicht in Widerspruch, da diesbezüglich bloss eine andere Einstellung der Phasenverschiebung der rückgesandten Wellen vorzunehmen ist.
Wenn beispielsweise der Antennenabstand in obiger Reihe gleich''X'ist,'ö erhält'jnan noch immer eine bilaterale, senkrecht zur Achse der Reihe stehende Charakteristik bei einer Phasenverschiebung gleich 0, eine unilaterale Charakteristik in Linie mit der Achse bei einer Phasenverschiebung gleich 1/4 T und eine von dieser um 180 Bogengrade abweichende unilaterale Charakteristik bei einer ; Phasenverschiebung gleich 3/4 T.
Die obigen Resultate wurden tatsächlich b : i Versuchen mit einer Reihe von Vertikalantennen gefunden, wobei die "Phasenverschiebung" von einem Ende der Reihe aus betrachtet wurde und die Antennen in allen Fällen gleichweit voneinander entfernt waren.
Die obige bekannte Erscheinung trifft im allgemeinen bei allen Ausführungsformen von Antennen in einer Reihe zu, wobei die Form der Charakteristik natürlich sich nach der Type der-die Reihe bildenden Antennen richtet. Wie oben erwähnt und bekannt ergibt sich eine resultierende Richtcharakteristik aus der Wechselwirkung aller Antennen. Die Verstärkung jeder Welle hat daher ebenso wie die Phaseneinstellung einigen Einfluss auf die Charakteristik.
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teile der Erfindung sind an Hand der Zeichnungen näher beschrieben, in welchen die schematischen Fig. 1 und 2 das Prinzip der Erfindung erkennen lassen, wobei Fig. 1 eine Vertikalantennenreihe und Fig. 2 eine Schleifen-oder Rahmenantennengruppe zeigt. Fig. 3 zeigt eine ausgeglichene Anordnung, die Erd-und Vertikalantennen benutzt.
Fig. 4 zeigt eine Erdung und Vertikalantenne benutzende An-
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tabelle auf Grund der Anordnung nach Fig. 4. Fig. 5 zeigt eine Anordnung zum Empfang mittels Schleifenantennen und zum Senden mittels einer Vertikalantenne und Fig. 5a die Charakteristik dieser Schleifenantenne. Fig. 6 und 6a zeigen andere Ausführungsformen der Stromkreise nach Fig. 5, für den Duplexbetrieb. Fig. 7 zeigt einen Stromkreis mit gesendeten Empfangs-und Sendeantenne, der als wesentliches Merkmal einen Verbindungsstromkreis zwischen den Sende-und Empfangsantennen enthält, um eine Interferenz zwischen ihnen zu verhindern. Die Fig. 8 und 9 zeigen vollständige Radiosysteme mit einer Richtrelaisanordnung für die Übertragung der Signale zwischen den Endstationen.
Die Anordnung nach Fig. 9 unterscheidet sich von jener nach Fig. 8 durch die Benutzung einer einzigen Quelle von Trägersehwingungen zur Modulation und Demodulation an beiden Endstationen oder Klemmen, Fig. 10 lässt erkennen, wie Relaisstationen anzuordnen sind, um ein Singen zwischen Nachbarstationen zu vermeiden. Die Bedeutung der-Fig. 11-14 ist nachstehend angegeben.
Fig. 11 zeigt eine Anordnung, bei der das Empfangen und Senden durch die gleiche Antennengruppe erzielt werden, während die Fig. 11a und 11b die Empfangs-und Sendecharakteristiken der Gruppe darstellen. Fig. 12 zeigt eine Einheit einer Antennengruppe, bei der Empfangen und Senden durch
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tragerstation dar. Fig. 13 veranschaulicht eine Antennengruppe zum Empfangen und Senden von Signalen, wobei der Einfachheit halber nur einer der Ortsstromkreise vollständig dargestellt ist. Die Fig. 13a und 13b stellen zwei unilaterale Charakteristiken der Gruppe (Fig. 13) dar. Fig. 13e zeigt die Frequenzausteilung über dieses ganze Übertragersystem.
Fig. 14 zeigt einen Teil einer Antennengruppe, bei der Empfangen und Senden durch die gleichen Antennen erfolgen und Ausgleichsnetze oder Kunstlinien benutzt werden, um örtliches"Singen"zu vermeiden.
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angeordnet sind, der einem bestimmten Teil einer Wellenlänge gleich ist. Mit jeder Antenne ist ein Verstärkerstromkreis gekuppelt, der eine Phasenverschiebungsvorrichtung PS1, ein Bandfilter Fl sowie einen Verstärker Al in der Eintrittsseite des Verstälkungsstromkreises und einen Energieverstärker A, ein Bandfilter F2 und eine Phasenverschiebungsvorrichtung PS in der Abgabeseite dieses Stromkreises enthält.
Die Antenne X1 ist mit dem Verstärkungsstromkreis mittels des mehrere Wicklungen enthaltenden Transformators Tl verbunden, mit dem auch ein Ausgleichsnetz oder eine künstliche Linie Nl
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es ein Band (Reihe) von Frequenzen entsendet, das durch die Trägerfrequenz plus Signalfrequenz (il + s) oder Trägerfrequenz minus Signalfrequenz (f1 - s) dargestellt ist, wenn mit 11 die Trägerfrequenz und mit s die Signalfrequenz beztichnet wird. Der dm eh das Bandfilter gehende Strom wird zuerst durch
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verstärkt. Der resultierende Strom wird durch das Bandfilter F2 geschickt, das die gleiche Charakteristik hat wie das Filter F1.
Der Phasenverschieber PS2 ist so eingereichtet, dass er die Phase des der Antenne Xl zum Aussenden zugeführten Stroms kontrolliert. Durch richtiges Distanzieren der zu der Gruppe gehörigen Antennen entsprechend dem verlangten Resultat und durch richtige Kontrolle der Amplitude und Phase der der betreffenden Antenne der Gruppe zugeführten Ströme kann man die in Fig. 4a ersichtliche bilaterale oder zweiseitige Ausstrahlungschaiakteristik erzielen. Diese Charakteristik zeigt die maximale Empfangs-und Sendewirksamkeit längs der senkrecht zur Achse der Antennengruppe stehenden Achse K-K der Charakteristik.
Es ist demgemäss zu ersehen, dass mittels der in Fig. 1 ersichtlichen Rflaisanordnung, die so eingestellt ist, dass sie die in Fig. 4a dargestellte Charakteristik besitzt, es als praktisch sich erweist, Signale von beiden Richtungen senkrecht zur Achse der Gruppe zu empfangen und verstärkte Signale in beiden Richtungen senkrecht zur Achse der Gruppe mit geeigneter Phasenverschiebung zu senden. Die Frequenzen der emptangenen Signale hängen offenbar von der Abstimmung der Antennen und auch von der Frequenzreihe der Bandfilter ab.
Da das Empfangen und Senden bei der gleichen Frequenz erfolgt, so ist es notwendig, die betreffenden Antennen mittels eines Ausgleichsnetzes NI, das nach der Darstellung mit X1 verbunden ist, auszugleichen, um die ständige Zirkulation von Energie innerhalb des Relais bzw. Übertragerstiomkreises, d. h. das"Singen", zu vermeiden.
Die in Fig. 2 dargestellte Anordnung ist im allgemeinen der in Fig. l dargestellten gleich, jedoch sind Schleifen-oder Rahmenantennen L an Stelle der Vertikalantennen angeordnet. Die in Fig. 5a dargestellte Charakteristik der Seleifenantenne zeigt das Maximum des Empfangens und Sendens von Energie längs einer Achse K-K, die in der Ebene jeder der die Gruppe bildenden Antennen liegt. Die Schleifen oder Rahmen sind für das Empfangen und Senden von Signalen gleicher Frequenz eingestellt.
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Niederenergieverstärker A1, sodann über den Hochenergieverstärker A2, ein zweites Bandfilter F2 und einen zweiten Phasenversehieber PS2 geht, welch letzterer die Phase des über den Transformator T1 der Rahmenantenne zugeführten Stromes kontrolliert.
Durch richtiges Distanzieren der Rahmen um einen bestimmten Bruchteil #). einer Wellenlänge zueinander und durch richtiges Kontrollieren der AmplitudeundPhasedesjederAntennederGruppezugeführtenStromeskanndieRichtungdesEmpfanges und Sendens von Signalen kontrolliert werden. Der durch Verwendung der Rahmengruppe erzielte Vorteil liegt darin, dass der gleiche Glad richtbaien Sendens oder Empfangens mit weniger Einheiten erzielt werden kann als mit der Vertikalantennengruppe. Da das Senden und Empfangen mit der gleichen Trägerfrequenz erzielt wird, so wird duich richtiges Ausgleichen der Rahmen mittels der in der Zeichnung ersichtlichen Netze N das #Singen" verhindert.
Fig. 3 zeigt ein Übertragerrelais, das zum Empfang und Senden bei der gleichen Frequenz ein- gerichtet ist. Hier werden Signale durch Erdantennen Xl empfangen, die hinsichtlich der die verstärkten Signale entsendenden Vertikalantennen ausgeglichen sind. Bei dieser Anordnung umfasst jede Einheit eine Erdantenne X'1, die um einen Abstand BB von der nachfolgenden Antenne der Gruppe entfernt ist, eine Vertikalantenne X1 und einen Verstä ! kungsstromkreis.
In der Zeichnung sind zwar die Vertikalantenne und Erdantenne jeder Einheit nahe beieinander angeordnet und die verschiedenen Einheiten in bestimmten Bruchteilen ## einer Wellenlänge entsprechender Entfernungen voneinander angeordnet, es soll hier jedoch bemerkt werden, dass alle Vertikalantennen in einer Gruppe angeordnet werden können, wobei jede Antenne in passendem Abstand von den ändern angeordnet ist, und ebenso können alle Empfangantennen zusammengruppiert werden, wobei jede in passendem Abstande von der andern angeordnet ist. Die Gruppen können, wenn erwünscht, unabhängig orientieit weiden.
Eies macht es jedoch notwendig, dass die betreffenden Verstärkungsstromkreise von einer geerdeten Antenne zu ihrer entsprechenden Sendeantenne führen müssen, die in der andern Gruppe liegt, welche in einiger Entfernung davon sich befinden kann. Der Verstärkungsstromkreis selbst umfasst Phasenverschieber, Bandfilter und Verstärker, die alle den früher beschriebenen ähnlich sind. Bei einem Radiorelais dieser Art erzeugen empfangene Signale Ströme in der Erdantenne, die über den Phasenverschieber P < S'j, das Filter F, und den Verstärker Al,
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durch den Ausgleich zwischen der Erdantenne und der Vertikalantenne vermieden.
Durch richtiges Distanzieren der Antennen und durch richtige Kontrolle der Amplitude und Phase der den einzelnen Antennen der Gruppe zugeführten Ströme, können Radiosignale nach dem Relaissystem übertragen und die Richtung des Sendens kontrolliert werden.
Die Anordnung nach Fig. 4 ist für das gleichzeitige Senden auf zwei Wegen entweder in gleichen oder entgegengesetzten Richtungen bestimmt. DieAntennenkonstruktion gehört derin Fig. Sdargestellten ausgeglichenen Type an mit dem Unterschied, dass sowohl die Erdantenne als auch die Vertikalantenne zwei Freiheitsgrade besitzt. Die Wirkungsweise der in Fig. 4 dargestellten Anordnung ist folgende: Wenn eine Welle, die ein Band von Frequenzen, wie s oder s, darstellt, in die Erdantenne gelangt, so werden innerhalb des Bandes von Frequenzen liegende Schwingungen in der Erdantenne hervorgebracht. Der Strom innerhalb dieses Bandes wild über den Phasenverschieber P < S'i und über das Bandfilter F1 zum Verstätker A1 und das zweite Bandiilter.
Fz ; das befähigt ist, die gleiche Reihe von Frequenzen durchzulassen wie FI und schliesslich durch den Phasenverschieber PS2 zur Vertikalantenne X1 gesendet, die bei den gleichen Frequenzen wie Xl schwingt. Da die Antenne Xl bezüglich der Erdantenne X'1 eine solche Stellung einnimmt, dass keine Schwingungen in X'1 entstehen, wenn XI ausstrahlt, so kann eine verhältnismässig hohe Verstärkung erlangt werden, ohne dass das Übertragerrelais singt. In gleicher Weise werden, wenn eine ein Band von Frequenzen, wie 12 + s oder 12 - s darstellende Welle in die Erdantenne xi gelangt, Schwingungen dieses Frequenzbandes in dieser Antenne hervorgebracht.
Diese Schwingungen werden über den Phasenverschieber PS3 und das Bandfilter Fg gesendet, das so eingerichtet ist, dass es die durch 12 + s oder 12 - s dargestellte Frequenzreihe übermittelt. Der innerhalb dieses Frequenzbandes liegende Strom wird durch den Niederenergieveistäiker Al und auch durch den Hoch- energieverstärker A verstälkt und der resultierende verstälkte Strom wird über das Bandfilter F4 und sodann über den Phasenverschieber P zur Antenne Xi gesendet, die bei den gesendeten Frequenzen schwingt. Obgleich die Verstärker A1 und A2 nach der Darstellung den Leitern beider Wege gemeinsam ist, so ist es klar, dass gesonderte Verstärker beider Typen, die den Teilen (Leitern) der zwei Wege zugehören, benutzt werden können.
Die Anordnung nach Fig. 4 zeigt bloss eine einzige Einheit eines Radio-Übertragerrelaissystems ; jedoch ist eine Anzahl solcher Einheiten vorhanden, die eine Relaisstation bilden, in der die benachbarten Empfangsantennen-wie bei der Anordnung nach Fig. 3 beschrieben-in einer einem bestimmten Bruchteil einer Wellenlänge gleicher Entfernung voneinander angeordnet und die Sendeantennen in gleicher Weise voneinander distanziert sind. Durch richtiges Kontrollieren der Phase und Amplitude des empfangenen und gesendeten Stromes in jedem Einheitsstromkreis einer Gruppe kann die Richtung des Sendens und Empfangens leicht kontrolliert werden. Dies gilt auch für alle hier dargestellten und beschriebenen Stromkreise.
Fig. 5 zeigt einen Einheitsstromkreis einer Relaisstation mit gesonderten Empfangs-und Sendeantennen, wobei die Empfangsantenne X2 rahmenförmig und die Sendeantenne Xl vertikal ist. Schwin-
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zugeführt, der mit der Sendeantenne X1 verbunden ist.
Da die Ausstrahlungs-und Empfangscharakteristik einer Rahmenantenne (Fig. 5a) derart ist, dass die maximale Wirksamkeit längs einer Geraden vorhanden ist, die in der Rahmenebene liegt und das Minimum der Wirksamkeit längs der auf der Rahmenebene senkrecht stehenden Achse ist, so kann eine Interferenz von den durch die Antenne Xl entsendeten Schwingungen im wesentlichen vermieden werden, indem der Phasenverschieber P < S'i so eingestellt wird, dass die Sendeantenne X eine Charakteristik beispielsweise wie jene der Fig. 4a hat, wobei die Hauptachse der Charakteristik senkrecht steht zur Ebene des Empfangsrahmens. Dementsprechend kann eine Interferenz im wesentlichen vermieden werden, obgleich die beiden Antennen Xl und X2 auf die gleichen Frequenzen ansprechen.
Die Anordnung nach Fig. 5 zeigt bloss eine einzige Einheit des Ausstrahlungssystems, jedoch ist eine Anzahl von in einer Gruppe angeordneten Antennen angeordnet, wobei geeignete Oitsstromkreise jedem Paar von Empfangs-und Sendeantennen zugeteilt sind.
Die Fig. 6 und 6a zeigen abgeänderte Ausführungen der Anordnung nach Fig, 5. Die Abänderung besteht in einer Konstruktion für das gleichzeitige Empfangen und Senden auf zwei Wegen. So spricht der Rahmen X2 auf Trägerfrequenz fi und der Rahmen X/2 auf Trägerfrequenz 12 an. In Fig. 6a ist ein einziger Rahmen mit zwei Freiheitsgraden entsprechend den Frequenzen/1 und 12 vorhanden, der die beiden Rahmen in Fig. 6 ersetzt. Das Senden von Strömen bei diesen Frequenzen durch die Ortsstromkreise zur Sendeantenne Xl geschieht in ähnlicher Weise wie bei der Anordnung nach Fig. 5.
Die in den Fig. 6 und 6a dargestellten Stromkreisanordnungen sind Einheiten eines Radio-Relaissystems und ist natürlich eine Anzahl solcher Stromkreise vorhanden, wobei die benachbarten Empfangsantennen ebenso wie die Sendeantennen in einer einem vorherbestimmten Bruchteil einer Wellenlänge gleicher Entfernung voneinander angeordnet sind. Durch richtige Kontrolle der Phase der gesendeten Ströme in jeder Einheit kann der Ausstrahlung die in Fig. 4a ersichtliche Charakteristik gegeben werden.
Fig. 7 zeigt eine Abänderung der Anordnung nach Fig. 5. Der in Fig. 7 ersichtliche Übertragerstromkreis stellt bloss eine einzige Einheit einer Gruppe dar, es ist jedoch eine Anzahl von Antennen vorhanden,
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die geeignet voneinander distanziert sind und einen Ortsverbindungsstromkrpis haben, der jedem Paar von Empfangs-und Sendeantennen zugehörig ist. Dieser Übertragerstromkreis ist bestimmt für das Senden verstärkter Signale, die die gleiche Frequenz haben wie die empfangenen Signale. Der Stromkreis
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Schwingungen wird teilweise durch richtige Orientierung der Rahmenantenne und teilweise dadurch ei zielt, dass von der Sendeantenne l zur Rahmenantenne X2 ein bestimmter Betrag des Stromes übergeführt wird, dessen Phase durch den Phasenverschieber PS1 verschoben wird.
Der Phasenwinkel dieses übermittelten Stroms, der mit #Neutralisierstrom" bezeichnet werden kann, ist ein solcher, dass Ströme, die zufolge direkter Ausstrahlung von der Sendeantenne zum Rahmen in letzterem hervorgebracht werden, neutralisiert werden.
Fig. 8 zeigt die vollständige Einrichtung des Übertragungssystems ; bestehend aus den beiden Endstationen A und B und einer zwischen diesen befindliche Übertragungs- oder Relaisstation C. Die letztere umfasst eine Gruppe von Sendeantennen i, X und Xi, dite als Veitikalantrnnen dargestellt sind, und auch eine Gruppe von als Schleifen oder Rahmen ausgeführten Empfangsantennen X'1, X'2 und Xs. Jedes Paar von Sende- und Empfangsantennen ist durch einen Ortsstiomkreis verbunden, wie z. B. jener, welcher die Antennen Xa und X' verbindet und einen Niederenergieverstäiker Al, einen Phasenverschieber PSi, ein Bandfilter Fl und einen Energieverstärker A2 enthält.
In jeder der Endstationen A, B ist ein Niederfrequenz-Signalstromkreis L1, L2 mittels eines Trans-
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Verstärker As, einen Modulator MI und einen Oszillator 01, der mit der Sendeantenne verbunden ist. Der die Endstation B bildende Apparat gleicht jenem der Endstation A. Niederfrequenzsignale, die über die Linie Li ankommen, werden durch den Tiansfoimator Tl auf den Abgabezweig 1 der Endstation A aufgedrückt. Diese Niederfrequenzsignale werden durch den Verstärker As verstärkt und modulieren im Modulator MI die durch den Oszillator O1 erzeugten Hochfrequenzschwingungen.
Die modulierten Schwingungen werden, wenn sie durch die Richtgruppe, zu der die Antenne X4 gehört, ausgestrahlt weiden, durch die Rahmenantennen X'l, und X'3 empfangen, welche einer Gruppe der Relaisstation C angehören und die auf den Empfang von Schwingungen von der Frequenz abgestimmt sind, die durch den Sohwingungsgenerator O1 übermittelt wird. Diese empfangenen Schwingungen werden durch den Verstärker A1 verstärkt, und der Strom in jedem O1 tsstromkreis wird durch den Phasenverschieber PSI in Phase eingestellt, so dass die richtige Richtcharakteristik der Gruppe erzielt wird.
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der Endstation B zu richten, der zu m Empfang von Schwingungen der durch die Relaisstation gesendeten Frequenz abgestimmt ist.
Die dort mittels des Rshmens X'5 ompfangenen Schwingungen werden durch
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die Relaisstation C übertragen urd auf die Endstation A aufgedfückt.
Fig. 9 zeigt ein vollständiges System, das L'ch von jenem nach Fig. 8 hauptsächlich insofern unterscheidet, als die in der Station A crzetgten Tiägerschwingtrgen zussmmen mit den Seitenbändejn der Relaisstation C übermittelt werden, weselbst sowohl die Träger- als Seitenbandfrequenzen verstärkt und sodann der Endstation B übermittelt werden, in der die empfangene Tägeiwelle nicht allein zum
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den Detektor Dl wahrnehmbar gemacht, Der resultierende Niederfrequenzsignalstrom wird über die Leitung L1 übermittelt. Die Witkifngweise ist die folgende :
Niederfrequenz, ignale, die über die Leitrng Li in der Station A ankommen, werden durch den
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der Hochfrequenzsehwingungen, die durch den Oszillator O1 erzeugt werden, welch letzterer mit dem Modulator MI zusammenwilkt. Die resultierenden Seitenbandschwingungen weiden zusammen mit den
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empfangen. Sowohl die Träger-als die Seitenbandfrequenzen werden in der Relaisstation verstärkt und durch die Antenne Xl übermittelt. Zufolge der Richtfähigkeit der Gruppe, von der die Antenne Xi eine Einheit bildet, werden die Schwingungen der Träger- und Seitenbandfrequenzen in dem Rahmen. Zg der Station B empfangen.
Ströme aller Frequenzen werden durch den Verstärker A4 verstärkt und die Signalfrequenz wird durch den Detektor D2 aufgedrückt und an die Leitung L2 weitergegeben. Ein Teil der Energie der Trägerfrequenz wird durch den Transformator T3 dem Zweigstromkreis 2 übermittelt, sodann durch das Filter F1 geleitet, das dazu bestimmt ist, die Ttägeifiequenz zu übermitteln. Strom von Trägerfrequenz wird durch das Filter F1 hindurchtreten und durch die Signalfrequenzen moduliert, die über die Leitung L2 ankommen zwecks Weitergabe an die Antenne . Es ist zu ersehen, dass die in Fig. 9 ersichtliche Anordnung geeignet ist, Nachrichten od. dgl. in jeder Richtung zu übertragen, wobei die gleiche Frequenz zum.
Empfangen und Senden in der Relaisstation C benutzt wird. Obgleich eine spezielle Form des Relais- oder: Übertragungsstromkreises dargestellt ist, können itgendwelche in den vorhergehenden Figuren ersichtlichen Formen beim System nach Fig. 9 benutzt werden.
Fig. 10 zeigt die geographische Austeilung beispielsweise von vier Relaisstationen RR zwischen zwei Endstationen T. Zum Empfang und Senden kann irgendwelche Form der Antenne benutzt werden. Es ist. nur notwendig, dass die Richtungen des Empfangens und Sendens senkrecht zueinander stehen, wodurch das Singen der Übertragerrelais vermieden wild.
Jedoch fallen, wie bereits angegeben, verschiedene duolaterale Charakteristiken zwischen den bilateralen Charakteristiken unter den gleichen Wert von k und bei sich ändernden Werten von T.
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irgendeine Bahn durch eine von einer Endstation zur einer andern gesandte Welle beschrieben werden kann, wenn Anordnungen zum Ändern der Phase und möglicherweise auch der Frequenz in den dazwischenliegenden Übertragerstationcn angeordnet sind.
Die Anordnung nach Fig. l kann mittels der Phasenverschieber eingestellt werden, um unilateral zu empfangen und zurückzusenden. Dies erfordert jedoch im allgemeinen eine grössere Anzahl von
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durchgelassen, wodurch die das Singen verursachende Zirkulation von Energie innerhalb des Ortsstromkreises vermieden wird.
Es ist natürlich notwendig, dass die Schwebungsfrequenz in allen Antennen der Reihe im Syn- chronismus ist, und ist daher ein gemeinsamer Oszillator wir 01 für alle Antennen gemeinschaftlich vorzuziehen.
Aus der in Fig. 12 ersichtlichen Ausstrahlungscharakteristik der Gruppe ist zu ersehen, dass gleiche Sende-und Empfangswirksamkeit in zwei diametral einander gegenüberliegenden Richtungen längs der Hauptachse der Rahmen erzielbar ist. In jeder Relaisstation wird das Singen dadurch verhindert, dass die Frequenz des Stroms, sobald er durch jeden 0, tsverstärkungsstromkreis fliesst, geändert wird. In Fig. 12b stellen 1 und 4 zwei Endstationen eines Systems dar, die durch zwei Relaisstationen 2 und 3 verbunden sind. Ein auf der Frequenz 11 basierendes, in der Station 2 empfangenes Signal wird in derselben in die Frequenz 12 geändert, wie durch den oberen Pfe ; l in Fig. 12b veranschaulicht.
Diese Frequenz wird der Station 3 gesendet, in der mittels der Schwingungen von geeigneter Frequenz die empfangene Frequenz in die Frequenz 11 geändert und sodann der Endstation 4 übermittelt wird. Signale die von der Station 4 gesandt werden, werden in gleicher Weise gerichtet, wie dies der andere Satz von Pfeilen andeutet.
Eine ähnliche Anordnung wie in Fig. 12 ist in Fig. 13 dargestellt, bei der eine grössere Wählbarkeit durch unilateralen Empfang auf einer Wellenlänge und unilaterales Senden auf einer anderen Wellenlänge erzielt wird. Der mit jeder Antenne verbundene Weg (ähnlich Fig. 12) enthält in diesem Fall zusätzliche Bandfilter Fi und Fg.
Durch richtiges Distanzieren der Antennen der Gruppe und durch richtiges Einstellen der Phase des Stromes in jedem Ortsstromkreis mittels der Phasenverschieber PSI, PS2 usv.. und durch geeignete Kontrolle der Amplitude der Schwingungen mittels der Verstärker, kann Empfangen und Senden von Signalen von bzw. nach einer bestimmten Richtung erzielt werden. Fig. 13a stellt die Charakteristik des Systems dar, wenn es am wirksamsten Signale der Frequenz 11 von rechts empfängt und Signale der Frequenz 12 längs eines schmalen Streifens nach links entsendet.
Bei einem System, das diese Charakteristik besitzt, was als theoretisch vollkommener Zustand gilt, werden keine Signale mit der Frequenz 11 von links empfangen, auch werden keine Signale von der Frequenz s nach rechts entsendet. Ein System mit dieser Charakteristik eignet sich nur für Einwegübermittlung, um jedoch eine Zweigübermittlung zu ermöglichen, ist es notwendig, die Phasenverschieber und etwa die Amplitude des Stroms im Ortsstromkreis so einzustellen, dass dem System die in Fig.
13b ersichtliche Charakteristik gegeben wird, gemäss welcher das Empfangen bei der Frequenz il von links und das Senden bei der Frequenz 12 nach
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mit der Frequenz/i, die von A zur Station 1 gesandt werden, in die Frequenz 12 geändert und der Station 2 übermittelt, wo sie wieder in die Frequenz 11 geändert und der Station 3 übermittelt werden. In letzterer wird die Frequenz wieder auf 12 gebracht und der Station 4 übermittelt, wo die Frequenz wieder zurück auf 11 gebracht und der Endstation B übermittelt wird. Das Senden in der entgegengesetzten Richtung von B zu Il bei der Ursprungsfrequenz 12 ist durch die volle dünne Linie angegeben.
Wie nachstehend beschrieben, ist es möglich, alle Übertragerfunktionen in einen Stromkreis auszuführen, der allen Antennen der Gruppe gemeinsam ist. In Fig. 14 bedeuten Xl, X2 und Xa drei eine Gruppe bildende Antennen, die in einem bestimmten Abstand gleich einem Bruchteil 8À einer Wellenlänge voneinander distanziert sind. Jede dieser Antennen ist mittels der Transformatoren Tl, Ta und Tg mit dem Verstärkungsstromkreis gekuppelt. Jeder dieser Transformatoren ist an eine Kunstlinie NI, N2 und Vg gelegt, die dazu dient, die Charakteristiken der Antenne, die ausgeglichen werden soll, zu ersetzen. Mit der Eintrittsseite des Transformators Tl z.
B. ist ein Phasenverschieber PSI verbunden, der irgendeine bekannte Einrichtung besitzen kann und dazu dient, die Phase des Eintrittsstromes von der Antenne Xl zu kontrollieren. Gleiche Phasenverschieber PS2 und P sind in den Ein-
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selbst und durch richtige Einstellung der Phase der durch die einzelnen Antennen empfangenen Ströme ist dem System die gewünschte Richtcharakteristik für den Empfang von Signalen gegeben.
Die verschiedenen den gesonderten Antennen zugehörigen Eintrittsstromkreise sind mit einem gemeinsamen Stromkreis LI verbunden, der die empfangenen Ströme auf ein Bandfilter FI aufdrückt, das so konstruiert ist, dass es die empfangenen Frequenzbänder 11 + s wirksam durchlässt. ! Die Ströme innerhalb des Bandes oder der Bänder, die durch das Filter Fl übermittelt werden, werden durch den Verstärker Al verstärkt, der irgendeine Anzahl von Stufen besitzen kann.
Die Abgabeströme des Verstärkers werden durch ein zweites Bandfilter F2, das die gleichen Charakteristiken hat wie Filter Fl, geschickt und sodann auf den gemeinsamen Abgabestromkreis L2 aufgedrückt, der mit den einzelnen Abgabestlomkreisen der verschiedenen Antennenstromkreise verbunden ist, weich letztere die Phasenverschieber PS2, PS4, PSs usw. enthalten, die den übermittelten Strömen der betreffenden Antennen den richtigen Phasenwinkel geben, so dass die gewünschte Richtcharakteristik für das Senden von dieser Antennengruppe gesichert wird. Es kann irgendeine Anzahl von Antennenstromkreisen mit dem gemeinsamen Verstärkungsstrom-
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kreis verbunden werden, ohne den Etfindungsbereich zu verlassen.
Es ist daher zu erkennen, dass alle Ströme der einzelnen Antennen durch ein einziges Verstälkungssystem verstälkt werden, das allen Antennensystemen gemeinsam ist. Durch richtige Einstellung der Phasenverschieber und durch richtiges Distanzieren der Antennensysteme selbst können die Richtcharakteristiken des Systems sowohl für den Empfang als für das Senden von Signalen entweder bilateral, unilateral oder duolateral gemacht werden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Radio-Relais- bzw, Übertragungssystem, dadurch gekennzeichnet, dass es einen oder mehrere Übertrager enthält, von denen jeder eine Richtreihe aus einer Anzahl von Antennen besitzt, und alle oder einzelne der letzteren mit Phasenverschiebungseinrichtungen verbunden sind, um die Phase der durch die betreffenden Antennen empfangenen Wellen zu verschieben, bevor sie rückgesandt werden, so dass nebst der durch Richten der Übertragerreihe bezüglich der empfangenen Wellen erlangten Richtcharakteristik des Empfangs noch eine erwünschte Richtcharakteristik des Sendens zufolge der Wechselwirkung der nach Erfordernis in Phase verschobenen lückgesandten Wellen erzielt werden kann.