<Desc/Clms Page number 1>
Einrichtung zum Erzeugen von Hoehfrequenzströmen.
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Erzeugen von Strömen von sehr hoher Frequenz und grosser Energie. Es wurde schon ein System zur Stabilisierung von Frequenzen beschrieben, das im wesentlichen aus einem Generator, einem die Frequenz bestimmenden Stromkreis und einem zweiten, zum Stabilisieren der Frequenz dienenden Stromkreis besteht. Letzterer wurde von einer zweckmässig geraden Doppelleitung mit gleichmässig verteilter Kapazität und Selbstinduktion gebildet und war eine grosse Anzahl von Wellenlängen lang. Die stabilisierende Wirkung beruht hiebei auf dem Entstehen von stehenden Wellen. Die Erfindung betrifft ein ähnliches System, das besonders für kurze Wellen gut geeignet ist und mit geringem Energieverlust arbeitet.
Die Einrichtung nach der Erfindung enthält zwei in Gegentakt geschaltete Entladungsröhren mit je einer Anode, einem Gitter und einer Kathode, wobei zwischen den zwei Anoden ein aus einer Selbstinduktion und Kapazität bestehender Stromkreis eingeschaltet ist, der annähernd auf die gewünschte Frequenz abgestimmt ist. Nach der Erfindung ist ein System vorgesehen, das aus einer doppeltgefalteten röhrenförmigen Leitung besteht, die eine Gesamtlänge von einigen Halbwellenlängen der gewünschten Schwingung hat und deren Mitte mit der Kathode der Röhren verbunden ist, wobei Verbindungen zwischen symmetrisch gegenüber der Mitte liegenden Punkten und den Gittern angebracht sind.
Zweckmässig wird das System mit zwei gleichachsigen röhrenförmigen Leitern ausgestattet, von denen der äussere geerdet ist, und bei denen das Verhältnis der Durchmesser einen bestimmten Wert hat.
Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise näher erläutert. Fig. 1 a und 1 b sind eine Draufsieht bzw. eine Seitenansicht eines Senders, bei dem die Erfindung angewendet ist. Fig. 2 zeigt die Schaltanordnung der Einrichtung nach Fig. 1. Fig. 3 und 4 zeigen andere Systeme nach der Erfindung zum Stabilisieren der Frequenz mittels einer langen Leitung. Fig. 5 zeigt eine Vorrichtung zum Einstellen der wirksamen Länge der langen Leitung.
In Fig. 1 a und 1 b bezeichnet MO einen auf dem Endverstärker PA angeordneten Gegentaktoszillator. Von dem Endverstärker führt eine Leitung TL zu der nicht dargestellten Antenne. Die Einrichtung ist mit einer Stabilisationsvorrichtung LLFC versehen, die aus einer langen Leitung besteht.
Die lange Leitung hat die Form einer U-förmigen Röhre mit zwei geraden Schenkeln 2,4 und einem gebogenen Teil 7. Die Schenkel 2, 4 befinden sich in Röhren 6, 8. Die innere Leitung 2,4 kann ganz aus Kupfer, aber auch aus Isoliermaterial hergestellt sein, das mit einer Metallschicht überzogen ist. Ferner sind ausziehbare Stücke 10, 12 vorgesehen, die zum Einstellen auf die richtige Frequenz dienen. An den Enden der ausziehbaren Stücke sind verschiebbare Platten 10, 12 angeordnet, die demselben Zweck dienen. Die beschriebenen Teile sind derart bemessen, dass die Längenveränderung der
EMI1.1
die offenen Enden der Linie hohe Spannungen haben können, wird zweckmässig ein auf den Stützen 26 und 28 aufruhender Abdeckkasten 36 vorgesehen. Die äusseren Röhren können mit schwingungsdämpfen- dem Material ausgefüllt werden.
Sie sind gegenseitig und mit der Erde durch Leiter 9 bzw. 82, 80, 84, 86 verbunden. Der Endverstärker ist in einem Metallkasten 22 angeordnet und auf einer schwingungdämpfenden Platte angebracht.
Wie in Fig. 2 dargestellt, enthält der Generator zwei in Gegentakt geschaltete Röhren 38, 40, zweckmässig von der wassergekühlten Art und mit je einer Anode 42, einem Gitter 44und einer Kathode 46
<Desc/Clms Page number 2>
versehen. Zwischen den Anoden ist ein abgestimmter Kreis 48 eingeschaltet, der aus einer Selbstinduktion 50 und einer Kapazität 52 besteht. Stromkreis 48 bestimmt annähernd die Frequenz. Die Frequenz wird durch die lange Leitung stabilisiert. Die Mitte 74 der letzteren ist mit den Kathoden der Röhren und symmetrisch auf den Schenkeln liegende Punkte sind mit den Gittern verbunden. Die Wirkungsweise der Leitung darf als bekannt vorausgesetzt werden. Die Glühdrähte werden von Transformatoren 58 und 60 gespeist.
Der Anodenstrom wird über die Leiter 62, 64 zugeführt und von einem Gleichrichter 66 geliefert.
Die zwischen den Gittern und den Anoden kreuzweise eingeschalteten Neutrodynekondensatoren 68 und 70 werden derart bemessen, dass zum Erzeugen von Schwingungen eine genügende Riickkopplung vorhanden ist. Nach der Erfindung werden die Kapazitäten derart eingestellt, dass die Spannung an den Gittern der Spannung an den Anoden in Phase voreilt. Dies wird erreicht, wenn man die Kondensatoren etwas grösser gestaltet, als dies für eine vollkommene Neutralisierung erforderlich ist. Auf diese Weise hat sich eine Verbesserung in bezug auf die Verluste ergeben. Dies wird erldärlich, wenn man bedenkt, dass infolge der Laufzeit der Elektronen in der Röhre der Anodenstrom der Gitterspannung in Phase nacheilen würde.
Durch die vorher erwähnte Bemessung der Kondensatoren wird diese Wirkung neutralisiert, so dass sich eine Einstellung erhalten lässt, die nahe beim Optimum liegt. Dies ist bei sehr kurzen Wellen besonders wichtig.
Die Länge der langen Leitung kann auch gleich mehreren Wellenlängen gewählt werden. Für die praktischen Zwecke genügt jedoch eine Länge von einer Halbwellenlänge.
Nach der Erfindung werden die Aussen- und Innendurchmesser der Leitung auf eine bestimmte Weise gewählt. Das Verhältnis der Durchmesser liegt nach der Erfindung zwischen 2'5 und 5 und ist zweckmässig gleich oder nahezu gleich 3-6. Im letzteren Falle können normalisierte Röhren verwendet werden, und wird der Vorteil erzielt, dass der Belastungsfaktor ein Minimum ist. Dies ist von Bedeutung, da bei einem kleinen Belastungsfaktor auch die Verluste in der Leitung klein sind. Für die charakteristische Impedanz der Leitung ist in diesem Fall, unabhängig von dem absoluten Wert der Durchmesser, ein Wert von 78 Ohm. gefunden worden.
Zur Erzielung eines Mindestspannungsgradienten bei einer gegebenen Spannung zwischen der inneren und der äusseren Röhre muss, wie festgestellt wurde, das Verhältnis der Durchmesser gleich 2'7 sein.
Zur Erzielung eines Mindestspannungsgradienten für eine gegebene Menge umlaufender Energie zwischen dem Innen-und Aussenleiter muss das Verhältnis der Durchmesser gleich 1'65 sein. Für die grösstmögliche Nutzwirkung, was den Materialverbrauch anbelangt, muss das Verhältnis gleich 4-68 sein.
Der U-förmige Leiter wird zweckmässig in einem Thermostat angeordnet. Gewünschtenfalls kann in dem inneren Rohr strömendes Wasser oder Luft umlaufen.
Zwecks Modulierung des Hochfrequenzstromes kann eine Modulatiousspannung in den Anodenoder Gitterkreis der Röhren eingeführt werden. Wie in Fig. 2 dargestellt, wird den Gittern der Röhren in der Weise eine negative Vorspannung gegeben, dass man einen gleichgerichteten Strom über einen Widerstand 88 führt. Es ist ein Taster 90 vorhanden, bei dessen Niederdrücken eine negative Spannung an die Gitter der Röhren 96 angelegt wird. Der Gleichrichter 98 ist in diesem Fall stromlos, und es wird den Gittern der Röhren 38-40 keine negative Spannung zugeführt. Beim Niederdrücken des Tasters werden die Röhren 38, 40 unwirksam. Die Röhren 96 und die Gleichrichter 98, 100 sind an das Wechselstromnetz 102 angeschlossen.
Die Wirkungsweise der Signalvorrichtung ist ferner aus der Figur ohne weiteres ersichtlich.
Damit die Eigenfrequenz des Systems eingestellt werden kann, ist eine rechtwinklige Grundplatte 112 vorhanden, die mittels eines Motors 114 und eines Schneckengetriebes auf und ab bewegt werden kann.
Auf diese Weise kann die Kapazität zwischen den Enden der Leitung und der Erde wahlweise vergrössert oder verkleinert werden. Der Motor 114 kann in beiden Richtungen laufen. Er kann aus der Entfernung bedient werden und wird mittels eines Relais 116 eingeschaltet. Dies ermöglicht es, die Frequenz des Systems innerhalb gewisser Grenzen sehr genau einzustellen.
In Fig. 5 ist eine andere Ausführungsform der Einstellvorrichtung dargestellt, bei der der Motor die zylindrischen Platten 200 verschiebt, die eine gewisse Kapazität gegenüber den inneren Röhren haben.
Es können isolierende Leitungen 210 für die Elemente 200 vorgesehen sein.
Das vollständige System, bei dem die Einstellvorrichtung nach Fig. 5 benutzt ist, ist in Fig. 3 dargestellt, die sich auf einen Ultrakurzwellengenerator bezieht. Die Röhren 38 und 40 sind von der wassergekühlten Art und mit Mänteln 212, 214 versehen. Mit den Kühlmänteln sind Metallplatten 216, 218 verbunden. Diesen Platten gegenüber sind nachstellbare geerdete Platten 226 angeordnet, mittels deren der Anodenkreis abgestimmt werden kann. Die Abstimmung erfolgt mittels eines Knopfes 220 über ein Schneckengetriebe. Die Selbstinduktion des Anodenkreises wird von doppeltgewundenen Röhren 232 und 234 gebildet, von denen das Kühlmittel geführt wird. Für sehr hohe Frequenzen können diese Röhren gerade sein. Der Anodenstrom wird über die mit der Mitte der erwähnten Selbstinduktion verbundene Leitung 242 zugeführt.
Damit die Selbstinduktion verändert werden kann, kann ein Teil der Windungen mittels des Schalters 246 kurzgeschlossen werden. Die Ausgangsenergie wird den Spulen 250 und 252 entnommen, die zu den wassergekühlten Spulen 232 und 234 in induktiver Beziehung stehen.
<Desc/Clms Page number 3>
Die Spulen 250 und 252 sind über Kondensatoren 256 mit einer Antenne 258 verbunden. Haben die
Spulen 232 und 234 die Form von geraden Leitern, wie dies bei sehr hohen Frequenzen der Fall ist, so können die Kopplungsspulen 250 und 252 gleichfalls gerade und parallel zu den erstgenannten Spulen angeordnet sein.
Die Gitter 260 und 262 sind mit einstellbaren Punkten auf der zur Stabilisierung dienenden langen
Leitung verbunden. Da das System nach Fig. 3 für sehr kurze Wellen beabsichtigt ist, hat die lange Leitung die Form einer abgeflachten Ellipse mit zwei gebogenen Teilen 274,276, in deren Mitten Spannung- knoten vorhanden sind. Die Elemente 200 werden zweckmässig einem Strommaximum gegenüber ange- ordnet. Um die geraden Teile 270 und 280 herum sind wieder gleichachsig angeordnete Röhren angebracht.
Das System kann auch ganz eingeschlossen werden, wobei jedoch Öffnungen zur Durchführung der ver- schiedenen Verbindungen auszusparen sind. Die Gesamtlänge der in Fig. 6 dargestellten langen Leitung muss wieder einer ganzen Anzahl von Halbwellenlängen entsprechen. Dieselbe Linie kann auch zum
Stabilisieren einer Harmonischen der Grundfrequenz dienen.
Mittels des Schalters 248 kann der Sender auf eine Harmonische eingestellt werden. Wenn man mit Frequenzen arbeiten will, die keine Harmoni- sehen sind, muss die wirksame Länge der Linie geändert werden.
Beim Betrieb mit Hochfrequenzströmen ist es erwünscht, Kondensatoren 312 und 300 in den
Speisekreis für die Glühdrähte einzufügen. Diese Kondensatoren können mit den Zuleitungen Kreise bilden, die auf die gewünschte Frequenz abgestimmt sind, wodurch die Wirkungsweise des Systems verbessert wird.
Die beschriebenen Systeme eignen sich gut für telegraphische und für telephonische Signale.
In Fig. 3 ist noch ein Modulationssystem dargestellt, das mit der Leitung 320 in Reihe geschaltet ist. Es besteht aus zwei Gleichrichtern 322. 324, deren Anodenkreise in induktiver Beziehung zu dem Anodenkreis der in Gegentakt geschalteten Röhren stehen. Auf diese Weise ergibt sich ein Spannungs- gefälle über den Widerstand R, so dass die Gitter eine negative Vorspannung erhalten und die erzeugte Energie auf einen bestimmten Wert beschränkt wird. Ferner ist noch eine zweite Spannungsquelle 32 vorhanden, die dem Gitter gleichfalls eine negative Spannung gibt. Auf diese Weise kann die Amplitude der erzeugten Schwingungen bis auf etwa die Hälfte des Höchstwertes beschränkt werden.
In Reihe mit der Leitung 320 liegt weiter noch eine sekundäre Wicklung eines Transformators 330. Der Primärkreis dieses Transformators enthält einen Taster und einen Wechselstromgenerator. Beim Herabdrücken des Tasters werden die Hochfrequenzströme entsprechend dem Strom des zuletzt erwähnten
Generators moduliert. Statt Zweielektrodenröhren können zum Gleichrichten auch Dreielektrodenröhren verwendet werden. Die Gittervorspannung dieser Dreielektrodenröhren wird dabei gleichfalls derart eingestellt, dass die Amplitude der erzeugten Schwingungen die Hälfte des Höchstwertes ist.
Die Wechselströme werden in diesem Fall den Gittern der Gleichrichterröhren zugeführt.
Bei der Einrichtung nach Fig. 4 wirkt der Motor 140 auf eine dreieckige, geerdete Platte 136, wobei die Kapazität zwischen dieser Platte und den Endplatten 340,342 verändert wird. Ausser den Neutrodynkondensatoren 356 und 358 sind noch zwei Rüekkopplungskondensatoren vorhanden, die aus gegeneinander isolierten Zylindern 360,362 bzw. 364,366 bestehen. Dadurch, dass die Zylinder 360 und 364 in die umgebenden Zylinder eingeschoben oder aus ihnen herausgeschoben werden, kann eine Regelung der Rückkopplung erzielt werden. 368 bezeichnet den zwischen den beiden Kühlmänteln der Röhren eingeschalteten Abstimmkondensator für den Anodenkreis. Die Ausgangsenergie wird in diesem Fall dem Anodenkreis über Kondensatoren 374 entnommen.
Der Anodenstrom wird über einen Leiter 242 und zwei Drosselspulen 374,376 den symmetrisch auf der Spule 370 liegenden Punkten 378, 380 zugefÜhrt.
Durch Schliessen des Schalters 392 kann ein Teil der Spule 370 kurzgeschlossen werden, wodurch der Sender z. B. auf eine Harmonische abgestimmt wird. Die Schwingungen werden bei der Schaltanordnung nach Fig. 4 durch Niederfrequenzströme moduliert, die dem Gitterkreis über einen Transformator 330 zugeführt werden. Die Batterie.'328 der Fig. 6 ist hier durch einen Gleichrichter 386 ersetzt.
Wenn auf eine andere Frequenz umzuschalten ist, die keine Harmonische der ursprünglichen Frequenz ist, ist es erwünscht, zwei lange Leitungen anzubringen und von der einen auf die andere umzuschalten. Hiebei kann das System derart eingerichtet werden, dass beide Systeme gleichzeitig arbeiten können. Dies ist vorteilhaft in Augenblicken, in denen eine der Frequenzen infolge der Schleierwirkung zu verschwinden anfängt, während die andere anfängt, wirksam zu werden.
**WARNUNG** Ende DESC Feld kannt Anfang CLMS uberlappen**.