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Sender für elektrische Wellen.
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450 usw.
Die in Fig. 2 dargestellten Diagramme zeigen zwölf um 300 voneinander verschiedene Stellungen des Vektordiagramms während einer Periode, und man sieht, dass die drei Vektoren voneinander um 60 abstehen, dass aber der gesamte Phasenunterschied weniger als 1800 beträgt, nämlich 1200.
Unter jedem Vektordiagramm ist in Fig. 2 ein Querschnitt der drei Antennendrähte und das der Augenblickstellung des Vektordiagramms entsprechende magnetische Feld mit gestrichelten Linien veransonulicht.
Obwohl die Phasenantennen phasenverschobene Felder erzeugen, bilden diese dennoch in dem von ihnen umschlossenen Raum infolge der geringen Abstände zwischen den Antennen ein gemeinsames,
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11 und 111 positiv und es entwickelt sich daher in dem von den Phasenantennen umschlossenen Raum ein magnetisches Feld, welches alle drei Antennen umhüllt. Die Richtung der magnetischen Kraftlinien ist in den gestrichelten Kreisen durch einen Pfeil im unteren Teil veranschaulicht, während ein anderer Pfeil in der ersten Stellung des Vektordiagramms die Drehrichtung dieses Diagramms andeutet. Die jeweilige Richtung der Wechselströme in den Antennen ist in Fig. 2 in den durch Kreise angedeuteten Querschnitten der Antennendrähte in der gebräuchlichen Weise durch ein Kreuz oder durch einen Punkt angedeutet.
Nach einer halben Periode, wenn alle drei Ströme ! i, und i3 negativ (s. die siebente Stellung in Fig. 2), entsteht dann wieder ein alle drei Phasenantennen umfassendes magnetisches Feld, welches dem zuerst betrachteten entgegengesetzt gerichtet ist. Dazwischen ändert sich, wie man sieht, das magnetische Feld, u. zw. ebenso periodisch und mit der gleichen Periodenzahl wie die elektrischen Ströme
Wie die Diagramme nach Fig. 2 zeigen, erreicht die magnetische Feldstärke ihren Höchstwert in der Ebene a-b, die quer zu der Antennenebene liegt, wenn der magnetische Fluss alle drei Antennen umfasst.
Dieser magnetischer Fluss wird von der Gesamtheit der Momentanströme erzeugt, und es ergibt sich
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Das magnetische Feld wird hier also von einem zweimal grösseren Strom als bei einer gewöhnlichen Antenne erzeugt.
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und elektrischen Feldstärken nach Art einer Sinuskurve und sind an verschiedenen Punkten zum Unterschiede von der gewöhnlichen Antenne gegeneinander in der Phase verschoben.
Die auf diese Weise entstehenden Spannungen breiten sich im Raum als elektrische Wellen aus.
Die Phasenantennen müssen nicht notwendig nebeneinander angeordnet werden ; es ist vielmehr auch möglich, sie in Form eines Dreiecks, oder, wenn mehr Antennen vorhanden sind, eines Viereck usw. anzuordnen, wobei nur darauf zu achten ist, dass in dem die Antennen umgebenden Raum ein gemeinschaftliches Wander-oder Drehfeld entsteht. Durch eine besondere Art der Anordnung der Phasenantennen kann man auch eine Richtwirkung des Senders erzielen, so dass also die Wellen vornehmlich nach einer Richtung ausgesendet werden. Diese wird z. B. erreicht, wenn die freien Enden der Phasengegegenwichte zwei nach dem Prinzip von E. Berlini und A. Tosi mit Phasenantennen einer zweiten Mehrphasenantenne verbunden werden, welche ungefähr um eine halbe Wellenlänge von der ersten entfernt sind und welche ein um 1800 verschobenes Wanderfeld erzeugen.
Es ist ohne weiteres verständlich, dass das, was hier ausgeführt worden ist, auch für andere Mehrphasenantennen ausser der Dreiphasenantenne gilt.
Zur Speisung derartiger Mehrphasenantennen sind die gebräuchlichen Hochfrequenzgeneratoren nicht geeignet, wohl aber der im folgenden näher beschriebene. Er besteht aus einem Stator und einem Rotor, welche beide Mehrphasenwicklungen besitzen. Der Rotor wird mit Mehrphasenstrom gespeist und mittels eines Motors in derselben Richtung gedreht, in welcher das entstehende magnetische Feld umläuft. Hiedurch wird im Stator eine elektromotorische Kraft von höherer Frequenz erzeugt.
Der hier verwendete Hochfrequenzumformer besteht also, wie in Fig. 1 schematisch dargestellt, aus einem Motor 3 und einer mit ihm gekuppelten Hochfrequenzmaschine, deren Rotor 4 durch Schleifringe 5 mit Dreiphasenstrom (hier handelt es sich um eine Dreiphasenantenne) aus dem Netz 6 gespeist und durch den Motor 3 in der gleichen Richtung gedreht wird, in der das in ihm entstehende Drehfeld umläuft. Bei Stillstand verhält sich diese Hochfrequenzmaschine wie ein Transformator, und im Rotor entsteht ein Drehfeld, welches mit einer Winkelgeschwindigkeit 10 umläuft, wodurch sich im Stator 7 eine elektromotorische Kraft gleicher Frequenz entwickelt.
Zwischen der Drehzahl n, der Anzahl p der Polpaare, der Winkelgeschwindigkeit w und der Frequenz f besteht die Beziehung
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Wenn aber der Rotor 5 in demselben Sinne umläuft wie das Drehfeld und mit einer Winkelgeschwindigkeit W1, die gleich ist m x w, angetrieben wird, so dass der. Rotor n1 = m n Umdrehungen in der Minute macht, so wird das Drehfeld mit einer Winkelgeschwindigkeit W2 kreisen, wobei
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Im Stator 7 entsteht sodann eine elektromotiorische Kraft von der Frequenz
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Hieraus ergibt sich, dass die im Stator kreisende Stromfrequenz höhere Werte besitzt als in gewöhn- lichen Generatoren.
Die Frequenz steigt im gleichen Verhältnis wie die Drehzahl und die Zahl der Pol- paare des Rotors, so dass durch die Steigerung dieser Zahlen es möglich ist, sehr hohe Werte für die Strom- frequenz zu erlangen. Bei gewöhnlichen Generatoren ist bekanntlich die Umfangsgeschwindigkeit des Rotors durch die Schwierigkeiten bei der Befestigung der Magnete begrenzt.
Die durch den Hochfrequenzgenerator erzeugten Hochfrequenzströme werden, wie bereits eingangs erwähnt, durch die Kopplungsspulen 1 den Antennen 1, 1I, 111 vermittelt.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Sender für elektrische Wellen mittels mehrfacher Antenne mit phasen verschobenen Strömen, dadurch gekennzeichnet, dass der Phasenunterschied zwischen den in die aufeinanderfolgenden Einzel- antennen geschickten Wechselströmen derartig ist, dass der gesamte Phasenunterschied zwischen all diesen Phasenströme nicht mehr als 1800 beträgt und der Abstand der Einzelantennen voneinander so klein ist, als es die Spannung zwischen ihnen zulässt und als es für das Zustandekommen eines alle
Antennen umhüllenden, elektrische Wellen erzeugenden magnetischen Wanderfeldes nötig ist.