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EinrichtungfürStationenfürgerichteteTelegraphieohneOraht.
Die Erfindung bezweckt die Schaffung eines Systems, welches gestattet, die elektro- magnetischen Wellen in die gewüns, : hte Richtung zu lenken, wenn man über einen Wellen nach einer bestimmten Richtung aussendenden Luftleiter verfügt, die Wellen in einer vorherbestimmten
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aussendenden Luftleiter verfügt und in dem letzteren Fall auch die Richtung der sendenden Station bestimmen zu können, ob dieselbe richtfähig ist oder nicht.
Um dies zu ermöglichen, werden der Erfindung gemäss zwei oder mehrere in fixer Stellung befindliche und Wellen nach einer bestimmten Richtung aussendende Luftleiter verwendet, die in geeigneter Weise mit den besonderen Übertragungs-oder Empfangsapparaten verbunden sind.
Als solche Luftleitergebilde können z. B. die im Patent Nr. 37814 beschriebene Anordnung oder die von Braun und Sigsfeld angegebene (siehe Zenneck, Elektromagnetische Schwingungen und drahtlose Telegraphie", Seite 905, Stuttgart, Enke, 1905) Verwendung finden.
Das Prinzip, auf welchem die Erfindung bezüglich der Übertragung beruht, ist folgendes :
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lagerung der durch jeden der Luftleiter erzeugten Felder entsteht, gegen die Stauen, auf welche übertragen werden soll, gerichtet ist. Um nun jeden Luftleiter in geeigneter Weise zu erregen, d. h. um zu erzielen, dass das resultierende Feld die gewünschte Richtung habe, kann man mehrere Arten von Einrichtungen benutzen.
Die Fig. 1 und 2 der Zeichnung veranschaulichen zwei Ausführungsformen, die für den Fall Anwendung finden, als ein aus zwei in lotrechter Stellung befindlichen Luftleitern der er wähnten Art zusammengesetztes Luftleitersystem vorhanden ist. Die Luftleiter können durch Paare von vertikalen Antennen oder durch geschlossene Schwingungsstromkreise gebildet werden.
T n Fig. 1 stellen dz A und B, B zwei Paare von in den vier Projektionspunkten die Bildebene schneidenden, vertikalen Antennen dar, wobei jedes der genannten Paare einen Luftleiter der erwähnten Art. bildet. Diese sind mit zwei feststehenden, hohlen, zueinander senkrecht stehenden Spulen a und b verbunden : eine dritte Spule r, welche um die durch die Schnittlinie der Mittelebenen beiden festen Spulen gebildete Achse o drehbar ist, ist mit dem die Funkenstrecke bildenden Oszillator s über einen Kondensator verbunden.
Wenn man die bewegliche Spule c parallel zur Spule a anordnet, so wird nur der Stromkreis A A erregt und Strahlungen hauptsächlich in seiner Ebene aussenden. Wenn die Spule parallel zur Spule b angeordnet ist, so wird nur der Stromkreis. B B erregt.
Da nun die durch jeden Stromkreis ausgesandte Strahlung proportional zum Kosinus des Winkels, den irgend eine Richtung mit der Ebene des genannten Stromkreises einschliesst, sich ändert, so lässt sich hieraus ableiten, dass bei Anordnung der Spule c unter 450 die zwei Stromkreise B, Bund A A gleichartig erregt werden.
In dem oberen rechtsseitigen und in dem unteren linksseitigen Quadranten werden die Strahlungen"in Phase"sein : in den beiden anderen Quadranten werden sie in Phasenoposition" sein, das resultierende elektromagnetische Feld wird also unter 45"stehen und mit der Ebene
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der beweglichen Spule c zusammenfallen. Wenn man nun annimmt, dass die Spule c eine beliebige Stellung einnimmt, die mit der Ebene des Stromkreises A A den Winkel x einschliesst, wie Fig. 1 zeigt, so wird in diesem Stromkreise A A eine EMK vom-Werte E cos a und im Stromkreis B B eine EMK vorn Werte E sin α erregt, welche elektromotorische Kräfte ihr Entstehen dem
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In Fig. 2 stellen A A und S 2 ? ebenso wit in Fig. 1 zwei Paare von vertikalen Antennen dar.
Dieselben sind mit einem in sich geschlossenen schraubenförmig gewundenen Metalldraht, der auf einem aus Isoliermaterial bestehenden Kem aufgewickelt ist, bei den vier Punkten a a b b verbunden, die sich an den Enden zweier senkrecht aufeinanderstehender Durchmesser befinden.
Zw.'i Schleiffedern oder Bürsten x und y. die voneinander isoliert, an den Enden eines um die Achse o drehbaren Armes befestigt sind, stehen in stände, r Berührung mit dem Schrauben- draht und hind über zwei Kondensatoren mit dem die Funkenstrecke bildenden Oszillator s verhunden. Die durch die Entladung der beiden Kondensatoren erzeugten elektrischen Schwingungen werden im Schraubendraht eine Potentialverteilung bewirken, deren Maximum stets in den Kontaktpunkten von x und y und deren Minimum (vom Wert gleich Null) an den Enden des auf dem Arm senkrecht stehenden Durchmessers sein wird.
Wenn man also den Arm in der Richtung a a anordnet, so wird das Antennenpaar A A dem Maximum der Potentialdifferenz unterworfen sein und demnach Strahlungen aussenden, wogegen das Antennenpaar B B einer Potentialdifferenz gleich Null unterworfen sein wird und daher auch keine Strahlungen aussenden wird. Analoge Resultate werden erzielt, wenn man den Arm nach der Linie b b anordnet, d. h. man wird eine maximale Strahlung durch das Antennenpaar B B und keine Strahlung durch das Antennenpaar A A erhalten. Wird nun der bewegliche Arm unter 450 angeordnet. so werden die beiden Antennenpaare gleich erregt, demnach wird das resultierende elektro- magnetische Feld unter 45"gerichtet sein.
Wenn der Arm in irgend einer anderen Stellung angeordnet wird, wie in der Zeichnung angenommen ist, so werden die Erregungen der beiden Antennenpaare in einer von der Stellung des Armes abhängigen Beziehung stehen, weshalb auch das resultierende elektromagnetische Feld eine von dieser Armstellung abhängige Stellung haben wird. Wenn man also die Stellungsrichtung des Armes ändert, so wird auch die Richtung del Wellenaussendung geändert.
Das Prinzip, auf welchem die Erfindung hinsichtlich des Empfanges beruht, ist folgendes : Wofern mehrere, Wellen nach einer bestimmten Richtung aussendende Luftleiter gegeben sind. die gleichzeitig der Einwirkung des gleichen (durch die Sendestation hervorgebrachten) elektromagnetischen Feldes unterworfen werden, wobei jedes derselben demnach in einem Masse beeinflusst wird, welches von dem Winkel, den seine Ebene mit der Richtung zur übertragung-
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Empfänger zu einer resultierenden Wirkung zusammen, die eine Richtung haben wird, welche von jener der Ubertragungsstation abhängig ist.
Um die Teilwirkungen der Luftleiter zu einer 1 esultierenden Wirkung zusammenzusetzen, kann man verschiedene Arten von Ausführungs- fonuen verwenden. Die Fig. 3 und 5 stellen zwei Ausführungsformen dar, die für den Fall Anwendung finden, als ein aus zwei richtfähigen in lotrechter Stellung befindlichen Luftleitern bestehendes Luftieitcrsystcm vorhanden ist.
Wie für den Fall der Übertragung können die Luftleiter der erwähnten Art aus Paaren von vertikalen Antennen oder aus geschlossenen Schwingungsstromkreisen bestehen.
In Fig. 3 stellen A A und B B ebenfalls zwei Paare von vertikalen Antennen dar. Dieselben ftind mit einem Apparat verbunden, der dem beim Senden benützten Apparat vollkommen gleicht, mit dem Unterschiede jedoch, dass die bewegliche Spule c anstatt mit einem Oszillator (Funkenstrecke) mit einem Wellenempfänger R verbunden ist.
Die Ubertragungsstation X schliesst mit der Ebene des richtfähigen Stromkreises A A den Winkel a ein. In den Stromkreisen A A und B B werden elektromotorische Kräfte zum Entstehen gebracht, deren Werte beziehungsweise für den Stromkreis A A....................E cos α und ., ,, ,, B B ................E sin α sein werden, wenn E die elektromotorische Kraft bedeutet, welche in irgend einem der Strom- kreise entstehen würde, wenn die Station X in seiner Ebene liegen würde.
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bezüglichen Werten h cos oc und h sin 0 : und von einer Richtung, die senkrecht ist zur Ebene der genannten Spulen.
Diese Felder setzen sich zu einem resultierenden Feld h zusammen, dessen Richtung senkrecht ist u jener der Übertragungsstation X (Fig. 4).
Wofern die Ebene der beweglichen Spule c senkrecht steht auf der Richtung des resultierenden Feldes h, wird die Änderung des Kraftflusses durch die genannte Spule eine maximale sein ; es werden daher auch die EMK und der Empfang maximale sein. Da aber die Richtung von b senkrecht ist zur Richtung von X, so ergibt sich hieraus, dass der Empfang ein maximaler sein wird, wenn die Ebene der Spule c sich in der Richtung zur Station X befindet.
Wenn man die bewegliche Spule c senkrecht zu der vorher beschriebenen Stellung anordnet, so wird die Änderung des Kraftflusses durch die genannte Spule gleich Null sein und daher auch der Empfang gleich Null sein.
Aus diesem Grunde wird, indem man die bewegliche Spule so lange dreht, bis das Maximum des Empfanges erlangt sein wird, der Empfang tatsächlich auf die von der genannten Station herrührende Übertragung beschränkt sein. Die Mittelebene der Spule wird gegen die Übertragungsstation gerichtet sein und demnach dpren Richtue angaben.
In Fig. 5 stellen A A und B B gleichfalls zwei vertikale Antennen dar, die mit einem Apparat verbunden sind, der jenem der Fig. 2 vollkommen gleich ist, mit dem Unterschied jedoch, dass die beiden Schleifbürste anstatt mit einem Oszillator (Funkenstrecke) mit einem Wellenempfänger R verbunden sind.
Wenn man annimmt, dass sich die übertragende Station in der Ebene des Stromkreises A A befindet, so wird der letztere bis zum Maximum erregt, während der Stromkreis B B nicht be- einflusst wird. Der Schwingungsstrom, welcher daher den Stromkreis A A und den auf dem Kern aufgewickelten Schraubendraht durchsetzen wird, wird darin eine Potentialverteilung hervor- bringen, deren Werte in den beiden Punkten a a maximale sein werden.
Wenn man demnach den beweglichen Arm in dieser Richtung anordnet, so wird der Wellen- empfänger das Maximum des Empfanges haben : wird jedoch der Arm nach der Linie b ban- geordnet, so wird der Empfang gleich Null sein. Die gleichen Resultate ergeben sich, wenn die
Station sich in der Ebene des Stromkreises b b befindet.
Wenn sich die übertragende Station in einer Zwischenebene befindet, so wird die maximale
Potentialdifferenz an den Enden eines Durchmessers erhalten werden, dessen Stellung von der
Richtung der übertragenden Station abhängig sein wird.
Aus diesem Grunde wird, wenn man den beweglichen Arm dreht und man den maximalen
Empfang haben wird, der Empfang praktisch auf die Übertragungen seitens der genannten
Station beschränkt sein ; die Richtung der übertragenden Station wird durch die Stellung des beweglichen Armes bestimmt sein.