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Verfahren und Vorrichtung zum Empfang kurzer Wellen.
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ausgeführt werden. Durch lose Kupplung der Auffangelemente mit den Speiseelementen in der angegebenen Weise haben sie eine geringere Wirkung auf die Liniengeschwindigkeit, und ihre Wirkung bleibt klein trotz ansehnlich grosser Änderungen der Länge der empfangenen Welle.
Um die Antenne einseitig zu richten, schliesst man das der gewünschten Sendestation zugekehrte Ende der Speiselinie durch einen Widerstand, der der Sprungwellenimpedanz oder Wellenwiderstand der Linie gleichkommt. Dieser Widerstand nimmt die von der entgegengesetzten Richtung ankommende Energie auf und verhindert dadurch ihre Reflexion gegen den mit dem andern Ende der Speiselinie gekuppelten Empfänger. Die Dämpfungsimpedanz ist gleich der Sprungwellenimpedanz der durch die Auffangelemente belasteten Übertragungslinie.
Der Sprungwellenwiderstand am Ende der Speiseelemente verhindert zwar das Auffangen von Zeichen, die von der der gewünschten entgegengesetzten Richtung. kommen, aber es treten doch genau so wie bei Antennen für lange Wellen durch Rückwirkung und Rückstand Störungen auf, Um diese zu verhüten, werden mehrere in Breitseite angeordnete Antennen verwendet, die gegenüber der Front der ankommenden Welle um eine ungerade Anzahl von Viertelwellenlängen versetzt sind, so dass die resultierenden, durch unsymmetrische Kupplung veranlassten Phasenunterschiede die unerwünschten Zeichen auslöschen, wie weiter unten beschrieben wird.
Will man die Schärfe der Richtungseinstellung eines solchen Antennensystems steigern, so können mehrere Längsrichtungsantennen oder versetzte Antennenpaare, wie bereits angegeben, in Breitseite aufgestellt und durch symmetrisch verzweigte Übertragungslinien gekuppelt werden.
In den Zeichnungen ist eine Ansicht einer erfindungsgemässen Antenne in einfacher Form in Fig. 1 dargestellt, Fig. 2 ist ein Schaubild, das die Wirkung der Länge eines quer gestellten Auffangelementes auf seine Impedanz veranschaulicht, Fig. 3 zeigt die Verwendung von Kupplungskondensatoren, Fig. 4 die von Kupplungswiderständen, Fig. 5 veranschaulicht eine Abänderung, bei welcher die Auffangelemente anders geschaltet sind, Fig. 6 zeigt Schleifenantennen statt einfacher Querdrähte als Auffangelemente.
Fig. 7 zeigt ein versetztes Paar von Antennen und Fig. 8 zeigt eine Breitseitenkombination versetzter Antennenpaare.
In Fig. 1 sind mit einem Paar linearer Speiseelemente 2 und 4 quer gestellte Auffangdrähte 6 gekuppelt. Die Speiseelemente würden für sich Energie mit einer Geschwindigkeit übertragen, die der Lichtgeschwindigkeit fast gleichkommt. Bei quer gestellten Impedanzen in der Linie wird jedoch die Geschwindigkeit-stark verringert.
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Man sieht, dass bei einer Drahtlänge von einer halben Wellenlänge die Impedanz klein und vom Charakter eines Widerstandes ist, wobei der Querdraht abgestimmt ist. Hiebei verringern die Querdrähte die gewünschte hohe Speiseliniengesehwindigkeit im stärksten Masse. Durch Verkürzung der Querdrähte wird ihre Impedanz stark erhöht und ihr Einfluss auf die Liniengeschwindigkeit kann in zulässige Grenzen gebracht werden.
Daher ist in Fig, 1 die Länge jedes Querdrahtes wesentlich kleiner als eine halbe Wellenlänge.
Die Länge der Speiseelemente braucht nur angenähert einer Wellenlänge gleich zu sein, und es wird eine gute Richtungsstreuung erzielt ; aber eine Länge von zwei bis drei Wellenlängen verbessert die Richtungsstreuung und das Auffangen und ist somit vorzuziehen. Das macht indessen eine höhere Liniengeschwindigkeit nötig, denn während eine Geschwindigkeit von 80% der Lichtgeschwindigkeit genügt, wenn die Speiseelemente bloss eine Wellenlänge lang sind, erfordern Antennen von drei bis sechs Wellenlängen Länge Geschwindigkeiten von 90 bis 95% der Lichtgeschwindigkeit, wenn die Energien der Auffangdrähte am entfernten Ende der Antenne die Linienenergie noch erheblich verstärken sollen.
Das dem Sender nächstliegende Ende ist durch einen Widerstand 8 geschlossen, der der Sprungwellenimpedanz der Speiseelemente gleich ist, wenn diese als Übertragungslinie angesehen werden. Das vom Sender abgekehrte Ende ist mit einem geeigneten Empfänger 10 gekuppelt.
Die in Fig. 3 dargestellte Anordnung ist der in Fig. 1 gezeigten ähnlich, nur sind die querlaufenden Auffangdrähte 6 mit den Speiseteilen 2 und 4 durch kleine Reihenkondensatoren 12 gekuppelt. Die Kupplung ist dabei eine lose, so dass die wirksame Belastung verringert wird. Aus diesem Grunde brauchen die Querdrähte nicht soweit verkürzt zu werden, oder von einem ändern mehr praktischen Gesichtspunkt betrachtet, es ist die Antenne bei einer gegebenenLänge der Querdrähte für stärker voneinander abweichende Frequenzen geeignet.
Fig. 4 ist der Fig. 3 ähnlich, nur treten an die Stelle der Kupplungskondensatoren 12 Kupplungs- widerstände 14.
. In Fig. 5 ist eine Abänderung dargestellt, welche dazu bestimmt ist, die Potentialaufnahmen der verschiedenen Querdrähte mehr in Reihen-als in Parallelschaltung zu addieren, und zu dem Zweck sind die Hälften der Querdrähte zu beiden Seiten je eines Reihenkondensators 15 an das eine oder das andere der Speiseelemente angeschlossen. Bei dieser Anordnung liegen die Kupplungskondensatorel1 in Reihe in der Linie und erhöhen ihre Geschwindigkeit.
Bisher wurde angenommen, dass die Auffangvorrichtungen einfache Querdrähte sind, aber der gleiche Grundgedanke, nämlich die Begrenzung oder Verringerung der Wirkung der einzelnen Auffangvorrichtungen auf die Geschwindigkeitseharakteristik der Speiseelemente kann ebensogut bei andern
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Auffangvorrichtungen Anwendung finden, wie sie durch die Schleifenantennen M in Fig. 6 angedeutet sind. Diese sind durch kleine Kupplungskondensatoren 12 mit den Speiseelementen 2 und 4 gekuppelt.
Es ist schon bemerkt worden, dass trotz des Sprungwellenwiderstandes 8 ein Rest von durch das hintere Ende aufgefangenen Wellen sich im Empfänger bemerkbar machen kann. Um dies vollständig zu vermeiden, kann man die in Fig. 7 dargestellte Anordnung verwenden, bei welcher das Antennenpaar 20, 22 mit der Breitseite gegen die ankommende Wellenfront und nur etwa um ein Zehntel Wellenlänge voneinander entfernt und in ihrer Längsrichtung um eine Viertelwellenlänge gegeneinander versetzt angeordnet sind.
Die Speiseelemente haben ein zu vernachlässigendes Auffangvermögen, weil sie nahe beieinanderliegen, ebenso hat die Sammellinie 24 ein zu vernachlässigendes Aufnahmsvermogen, aber über eine Viertelwellenlänge findet eine Phasenverschiebung um 90 statt, und daher vereinigen sich die in der gewünschten Richtung einlangenden Wellen gleichphasig in der Linie 26, denn diese ist mit dem mittleren Punkt des verbleibenden Teiles der Linie 24 verbunden, und die Summe der Zeichen wird dem Empfänger-M aufgedrückt. In der entgegengesetzten Richtung fortschreitende Energie erreicht jedoch einander entsprechende Punkte der Antennen mit einer Phasenverschiebung von 90 und die Energie aus der Antenne 22 erfährt eine weitere Phasenverschiebung um 90 ,
beim Durchfliessen der Viertelwellenlänge der Übertragungslinie 24. Die Energien vereinigen sich also bei einer Phasenverschiebung von 1800 und heben sich auf. Während die Aufhebung des Restes bei bloss einer Wellenlänge vollkommen ist, eignet sich das versetzte Paar von Antennen ebensogut zum Empfang der gewünschten Signale verschiedener nahe beinanderliegender Wellenlängen, da die Signale stets mit gleicher Phase kombiniert werden.
Fig. 8 zeigt eine Breitseitenanordnung versetzter Paare von Antennen. Das Paar 30 und das Paar 32 sind je so angeordnet, wie das versetzte Paar in Fig. 7, und ihre Leistungen vereinigen sich gleichphasig durch ein symmetrisch verzweigtes System von Übertragungslinien 34, 36, 38, von denen die letztere zum Empfänger 10 führt.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Empfang kurzer Wellen, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellen von einer Anzahl von Auffangdrähten empfangen werden, die quer mit einem Paar längslaufender Speiseelemente gekuppelt sind, und die Länge dieser Auffangdrähte kleiner ist als die halbe Wellenlänge, um ihre Wirkung auf die Geschwindigkeit des Energieflusses entlang der Speiseelemente zu verringern.