<Desc/Clms Page number 1>
Radio-Antenne.
Vorliegende Erfindung bezieht sich auf Radioempfangsschaltungen, die besonders zum Empfang von relativ kurzen Wellen, d. h. von Wellen, deren Länge in der Grössenordnung von nur einigen Metern liegt, geeignet sind.
Diese Erfindung bezweckt eine wirksamere Aufsaugung der in den Radiowellen und besonders
EMI1.1
fangsantennenstromes.
Ein verwandter Zweck dieser Erfindung besteht in der Verminderung des Strahlungswiderstandes einer Empfangsantenne.
Ferner bezweckt diese Erfindung, die Resonanzschärfe einer Kurzwellen-Empfangsantenne zu erhöhen und demnach deren Frequenzselektivität zu verbessern.
Die Prinzipien dieser Erfindung sind auch auf Sendesehaltungen anwendbar, obgleich sie bisher nur auf Empfangsschaltungen angewendet wurden. Demnach können die Erfindungsmerkmale in der obgenannten gleichen Fassung entsprechend ausgedrückt, jedoch auf Sendeschaltungen gerichtet werden.
In der Schaltung, die die speziell für den Kurzwellenempfang anwendbaren Erfindungsmerkmale aufweist, ist der gewöhnliche lineare Leiter mit dem Wellenaufsauggebilde durch einen parallelen, nahe anliegenden "freien" Leiter oder einem,, passiven Doppel-Leiter ergänzt. Es wurde gefunden, dass die im aktiven Leiter, an welchem Leiter der Verbrauelhskreis angeschlossen ist, beobachtete Resonanzschärfe, sowie die Antennenstromstärke erhöht wird, und dass die Wirkung zum Abstand zwischen den aktiven und passiven Leitern bis zu einer engen Annäherung umgekehrt proportional ist. Es wurde
EMI1.2
sich um so mehr der Länge der einzelnen Leiter nähert, als der Abstand abnimmt.
Diese Erfindung sieht ein eigenartiges Verfahren bzw. eine Einrichtung zum."Aufwärtstrans- formieren"der Antennenstromstärke vor und insbesondere ein Verfahren, wodurch diese über die aus der bisherigen Praxis beim Kurzwellenempfang festgesetzten Höchstgrenzen hinaus erhöht wird.
Die Theorie, auf der die Erscheinung dieser Erfindung basiert, ist noch etwas unentwickelt und kann nicht ohneweiters einfacherweise analisiert werden. Da sie keine Voraussetzung zur Ausführung der Erfindung bildet, wird sie in der folgenden ausführlichen Beschreibung nicht behandelt.
Damit die Ohm'schen Verluste im Leiter klein sind. soll jeder Leiter vorzugsweise den physikalischen Aufbau einer ganz massiven, hohlen Pfeife aus gut leitendem Material aufweisen.
In der Zeichnung stellt Fig. l ein Schema dar, welches nicht nur die Grundmerkmale der Erfindung, sondern auch die bei der Versuchsarbeit, deren Resultate in der Kurve der Fig. 2 ersichtlich sind, verwendete besondere Anordnung zeigt. Die in Fig. 2 gezeigte Kurve veranschaulicht die Wirkung, wenn ein passiver Doppelleiter als Kurzwellen-Radioempfangsleiter in das gleiche Radiofeld zwischengeschaltet wird und sich dicht daneben befindet, wobei die angegebenen Werte bei Anwendung der in Fig. 1 dargestellten Anordnung erhalten wurden. Die Fig. 3,4 und 5 veranschaulichen je einen den Erfindungsgedanken enthaltenden praktischen Antennenaufbau, sowie Einrichtungen zur Koppelung der Antenne mit einem Empfangskreis. Endlich wird in Fig. 6 ein Empfangskreis im Ganzen dargestellt, der eine Antenne nach der Erfindung umfasst.
Diese Figur kann ebenso den hochfrequenten Teil eines aus zwei Detektoren bestehenden Empfängers darstellen.
Die Bezugsziffer j ! der Fig. l soll eine symbolische Darstellung eines Kurzwellensendekreises sein,
EMI1.3
<Desc/Clms Page number 2>
erstgenannte die Sendeantenne 3 und die letztgenannte die entsprechende Empfangsantenne J enthält. Mit Hinsicht auf die bevorzugte Praxis auf dem Gebiete des Kurzwellenverkehres sind diese Antennen als aus geradlinigen Leitern bestehend dargestellt. Aus demselben Grunde sind sie horizontal, in der gleichen Ebene und zum Zwecke der wirksamsten Radiokopplung im wesentlichen parallel angeordnet. Der abgestimmte Kreis 5 zeigt die Art einer Einrichtung, mittels welcher der Senderantenne ein Potential einer gewünschten Frequenz aufgedrückt wird. In der Praxis würde eine derartige Sendeantenne eine durch die ausgestrahlte Wellenlänge festgesetzte kritische Länge haben.
Der Leiter 7 der Empfangsantenne 4 kann, als "aktiver" Leiter bezeichnet werden, nachdem an demselben der Empfangsstromkreis angeschlossen ist. Dieser Stromkreis, d. i. der Stromkreis 6 laut Zeichnung, ist schematisch auf derselben so dargestellt, dass er ein Thermoelement enthält, obgleich natürlich darunter allgemein ein Empfänger zu verstehen ist. Das Thermoelement wird in diesem Beispiel angeführt, da bezweckt wird, in der Figur die Anordnung eines Versuches darzustellen, um in einer Radioempfangsantenne z. B. im Leiter 7, die Wirkung auf den Strom zu bestimmen, wenn ein "passiver" Leiter 7a dicht an den Leiter 7 anstossend angeordnet wird. Der im Stromkreis 6 fliessende Strom ist eine Funktion des Stromes im Leiter 7.
Der Leiter 7a ist, wie angedeutet, im Raume abgetrennt mit Ausnahme der durch die gegenseitige Beeinflussung zwischen den beiden Leitern erzeugte Wirkung.
Es wurde gefunden, dass der Strom im aktiven Leiter und daher in jeder geradlinigen Kurzwellenantenne sehr stark erhöht wird, wenn ihr eine passive Doppel"-Leitung in wesentlicher paralleler Beziehung auf diese Art entgegengesetzt und innerhalb eines mit der Länge des aktiven Leiters ver- gleichbaren Abstandes vorgesehen wird, und dass dieser Strom in dem Masse rasch zunimmt, als der Abstand zwischen den Leitern abnimmt. Die Anschlüsse der Doppelleittung 6 sind an den Leiter 7 symmetrisch zu einem Punkt in der Mitte seiner Länge angeschlossen, so dass die günstigste Ablesung im Thermoelement erzielt wird.
In Fig. 2 ist die bei Veränderung des Abstandes zwischen den Leitern 7 und 7a der Fig. 1 entstehende Wirkung dargestellt, wobei der Leiter 7 fix und der Leiter 7a in einer die Leiter 3 und 7 enthaltenden Ebene beweglich ist. Die durch diese Kurve angegebenen Werte wurden aus einem besonderen Versuche bei ungefähr 5 m Wellenlänge, festgestellt. Die Abszissen stellen die Abstände in Metern und die Ordinaten die Stromablesungen in Milliampere dar. Die unmittelbar unter der Kurve verlaufende strichlierte Linie stellt die Stromstärke bei Entfernen des Leiters auf eine unendliche Distanz dar und ist demnach die Ablesung bei einer aus einem einzigen Element bestehenden Antenne.
Die Ordinaten der Kurve sind daher mit der Ordinate dieser strichlierten Linie zu vergleichen, um einen Massstab der aus dem Gebrauch des massiven Dopppllpiters 7a resultierenden Stromaufwärtstransfor-
EMI2.1
der Resonanzschärfe und demnach der Frequenzselektivität der gesamten Antenne zur Folge, obwohl dies in der Zeichnung nicht dargestellt ist. Es wurde gefunden, dass sich die Eigenperiode des Leiterpaares den Werten À = 2L um so mehr nähert, als sich die Entfernung vermindert. Die minimalste Entfernung der Leiter wird in einem praktischen Falle durch die Abweichung von der getreuen Geradlinigkeit und durch die Bewegung solcher Leiter, wie dies z. B. durch Luftströme bewirkt wird, eingeschränkt.
Um die infolge der Nähe der Erde verursachten Komblikationen zu vermeiden, sind die Empfangsleiter ziemlich weit über der Erdoberfläche anzuordnen. Bei den vorbeschriebenen Versuchen wurden diese Leiter in einer Höhe von ungefähr 2'55 1n Über dem Erdboden montiert. Bei den hier angewendeten Frequenzen ist es am besten, Leiter mit sehr kleinem Ohm'sehen Widerstand zu verwenden. Die bei diesen Versuchen in Verwendung genommenen Leiter bestanden aus gewöhnlichem 12'5 mit starkem Kupfer-und Messingrohr.
Bei den Versuchen wurde bemerkt, dass bei Vergrösserung des Abstandes, d. h. bei Annäherung der Kurve an die den Strom für unendlichen Abstand darstellende tangentielle Linie, die Kurve die Neigung hatte, durch verschiedene kreisförmige Amplituden mit Sinuswellenform durchzugehen. Diese Erscheinung beruht auf Änderungen in der Phasenbeziehung der Ströme in den beiden Leitern infolge ihrer Abstände. Diese Wirkung ist nur bei Abständen vorhanden, die grösser sind als jene, die praktisch verwendet werden würden und die den Abszissen der in Fig. 2 gezeigten Kurve entsprechen.
In Fig. 3,4 und 5 werden verschiedene praktische Einrichtungen zum Anschalten eines Empfangsstromkreises an den Leiter 7und zum Herausheben der Wirkung der zugehörigen Leiter durch Abstimmung auf Resonanz gezeigt. In allen diesen Figuren ist die speziell verwendete Schaltung unwesentlich. Es kann z. B. entweder ein Hochfrequenzverstärker oder ein Detektor verwendet werden.
In Fig. 3 ist der Empfangsstromkreis in die Brücke eines veränderlichen Mittelteiles des aktiven Leiters geschaltet, wobei ein veränderlicher Kondensator zur Abstimmung verwendet wird. Die Wirkung dieses Anschlussmodus kann bei der Abstimmung wie dargestellt durch eine materiell Verdopplung der Elemente beim passiven Doppelleiter hervorgehoben werden. Die Abstimmung kann entweder durch Veränderung der Kapazität oder durch Veränderung der Trennung der veränderlichen Kontakte
EMI2.2
<Desc/Clms Page number 3>
In Fig. 4 werden gleiche Einrichtungen wie in Fig. 3, mit geringen Abweichungen gezeigt, wobei das Prinzip aus der Erläuterung für letztgenannte Figur hervorgeht und analog der allgemein auf die
Selektivübertragung von Hochfrequenzwellen bezughabenden Praxis ist.
Die Fig. 5 stellt noch eine weitere Variante des gleichen allgemeinen Prinzipes dar, wobei die dabei verwendeten Schaltungseinrichtungen ebenso klar wie die in Fig. 4 verwendeten sind.
Mit Hinsicht auf die in Fig. 4 und 5 dargestellten Abänderungen ist zu bemerken, dass der passive Doppelleiter in einem oder beiden Fällen Abstimmelemente nach der in Fig. 3 gezeigten Art haben kann.
Natürlich ist es für den Fachmann olmeweiters möglich, aus der herkömmlichen Praxis auf dem Hochfrequenzgebiete eine Menge weiterer Mittel zu dem gleichen Endzweck einer wirksamen Wahl und Übermittlung einer bestimmten Frequenz auszudenken.
Die Fig. 6 stellt die praktische Anwendung eines Empfangskreises mit einer erfindungsgemässen Antenne dar. Die Antenne 8 ist eigentlich die gleiche wie die in Fig. 5 gezeigte. Die empfangene Energie wird bei einer durch 9 allgemein gezeigten lokalen Heterodyn-oder Homodynquelle dem ausgeglichenen Modulator 19 aufgedrückt. Der resultierende demodulierte Strom, der je nach Verwendung eines Einstufen-oder Mehrstufendetektors der wiedergegebene Signalstrom oder eine modulierte Zwischenfrequenzträgerwelle sein kann, fliesst im Stromkreis 18. Bei Mehrstufendetektierung wird der Stromkreis 18 an einem andern Modulator, der ähnlich dem Modulator 19 sein kann, angeschlossen und anderseits wird der Sromkreis mit einer Anzeigevorrichtung verbunden. Der veranschaulichte, ausgeglichene
Modulator ist von der jetzt auf diesem Gebiete sehr gut bekannten, herkömmlichen Type.
Die empfangene Energie wird den Eintrittselementen der beiden, im Modulator befindlichen elektrischen Entladevor- richtungen im Gegentakt, die Energie aus der örtlichen Quelle wird den Eintrittselementen des Modulators im Gleichtakt aufgedrückt. Das Resultat ist das gleiche wie das durch eine einfache, eine einzige elek- trische Entladevorrichtung enthaltende Detektorvorrichtung, mit dem Unterschiede, dass hier eine
Hervorhebung der Wirkung und, was noch wichtiger ist, ein Ausgleich zur Erde des Empfängers vorliegt.
Der lokale Oszillator 9 drückt seine Wellen über die gekoppelten Induktorelemente 10 und 11 dem Modulator auf. Das Induktorelement 10 funktioniert als Hauptinduktanz des frequenzbestimmenden
Stromkreises des Oszillators, wobei die übrigen Teile dieses frequenzbestimmenden Stromkreises haupt- sächlich aus dem veränderlichen Kondensator dz den Anodenkreiskapazitäten der beiden elektrischen Entladevorrichtungen 13 und den Kondensatoren 14 bestehen.
Die letztgenannten Kondensatoren sind nötig, um die Anode vom Gitter eines jeden an die Klemmen des frequenzbestimmenden Stromkreises angeschlossenen Elektrodenpaares, insoweit dies den Gleichstrom betrifft, abzutrennen und demnach den wirksamen Gebrauch der Anodenglichstromquelle 15 zu ermöglichen. Die Widerstände 16 arbeiten in bekannter Weise, um die gewünschte negative Vorspannung für die Gitter der Röhren herzustellen.
Der Heizstrom für die Fäden wird der Quelle 17 entnommen. Die Anoden-, Gitter-und Heizfäden sind in ihren gebräuchlichen Zusammensetzungen dargestellt und es erübrigt sich daher eine spezielle Be- schreibung.
Der Oszillator als Ganzes besteht aus der wirkungsvollen, einen gewöhnlichen frcquenzbestimmenden
Stromkreis verwendenden Kombination von zwei Oszillatoren, wobei die elektrischen Entladevorrich- tungen an diesen frequenzbestimmenden Stromkreis in Gegenschaltung angeschlossen sind. Diese Art eines Oszillators bildet nicht die Erfindung der Anmelderin und ist auf dem Gebiete alt und gut bekannt.
B ? i Kurzwellenoszillatoren, wie deren Anwendung nach dieser Erfindung gedacht ist, ist es schwierig, das Aufnehmen gelegentlicher Induktanzen in den frequenzbestimmenden Stromkreis zu vermeiden, welche Induktanzen bei ihrem Vorhandensein die Erzielung der gewünschten Hochfrequenzen unmöglich machen könnten. Dieser Umstand lässt es wünschenswert erscheinen, möglichst kurze Zuleitungen zu verwenden. Es wurde gefunden, dass dies am besten durch die Verwendung der dargestellten Oszillator- type erreicht wird.
Die Leiterelement 10 und 11 werden am besten in der Form von ganz festen, hohlen, metallischen
Elementen hergestellt, damit die Ohm'sehen Verluste in denselben klein sind. In einem besonderen
Beispiele wurden bei Verwendung des Stromkreises der Fig. 6 die Induktanzelemente aus 3 mm Kupfer- rohrleitungen gemacht, wobei im Falle des Elementes 10 vier Windungen und im Falle des Elementes 11 eine Windung zur Verwendung gelangten. In Verbindung mit dem Sendestromkreis der Fig. 1 kann ein
Oszillator wie ein solcher in Fig. 6 veranschaulicht ist, verwendet werden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Erhöhung der Stromstärke in einem Radioempfangsleiter, dadurch gekenn- zeichnet, dass ein ähnlicher passiver Empfangsleiter dicht neben genanntem Empfangsleiter angeordnet ist.