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Einrichtung zur Verringerung der statischen Störungen beim Empfangen in der drahtlosen Telegraphie und Telephonie.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung bei der drahtlosen Verständigung, durch welche Störungen durch statische Entladung vermindert oder ganz vermieden sind. Der Erfinder hat festgestellt. dass die störendsten Formen statischer Impulse sich so zu verhalten scheinen, als ob sie auf senkrecht fortschreitenden, verschiedenartig polarisierten Wellen beruhen. Es ist ferner eine bekannte Tatsache, dass die von den gesendeten Zeichen herrührenden Wellen waagrecht fortschreiten und senkrecht polarisiert sind.
Antennen von verschiedenen Formen verhalten sich hinsichtlich der Empfindlichkeit gegen statische Wellen und Zeichenwellen verschieden. indem die Phase und Richtung der in den Antennen erzeugten Ströme durch die Polarisation und Fortpflanzungsrichtung dieser zwei Arten von Wellen je nach der Antennenform verschieden beeinflusst wird. Diese Unterschiede kann man erfindungsgemäss benutzen, um mindestens teilweise die statischen EinflÜsse zu unterdrücken und die Zeichen von einer Hälfte des Horizontes zurückzubehalten.
Es ist bekannt, dass eine senkrechte offene Antenne beispielsweise wagrecht fortschreitende. senkrecht polarisierte Zeiehenwellen gleichmässig gut und mit gleicher Wirkung aufnimmt, gleichviel
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direkt oder durch ein Gegengewicht geerdet ist. auch statische Wellen aufnimmt. Anderseits wird beispielsweise eine Schleifenantenne oder ein System von Schleifen von Zeichenwellen je nach der Richtung in der sie einlangen, verschieden beeinflusst und der Erfinder hält es aus rein theoretischen Gründen für wahrscheinlich, dass die Schleifenantenne auch durch statische Wellen verschieden beeinflusst wird, wenn ihre Polarisationsrichtung sich ändert.
Nach der Erfindung werden die in den ungleichen Antennensystemen entstehenden Antennenströme auf einen gemeinsamen Detektorstromkreis so kombiniert, dass mindestens ein Teil der statischen Ströme nebst den unerwünschten, von einer Hälfte des Horizontes ankommenden Zeichen annähernd neutralisiert werden, während Ströme von Zeichen. die aus der andern Hälfte des Horizontes kommen, zur Anzeige gelangen.
In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele der Einrichtung schematisch dargestellt.
Fig. 1 zeigt zwei zusammenwirkende Antennen, welche die hier beschriebenen Eigenschaften haben. Fig. 2 eine andere Ausführungsform bei der die Antennen mit einem Radiogoniometer verbunden sind, Fig. 3 eine weitere Ausführungsform, welche wagreehte Antennen statt der Schleifen nach Fig. 1 und 2 aufweist. Fig. 4 ist eine abgeänderte Ausführungsform der Fig. 1. Fig. 5 und 6 sind Abänderungen der Fig. 3.
Die Antenne A, Fig. 1, ist eine senkrechte. offene Antenne, in welcher Ströme erzeugt werden, gleichviel aus welcher Richtung des Horizontes die Zeichen kommen. In der Antenne A sind der ver- änderliche Kondensator B und die veränderliche Kupplungsspule C eingeschaltet. Die Antenne A kann mit einem Gegengewicht D verbunden sein. Es ist festgestellt worden, dass eine derartige Antenne statische Energie aufnimmt, aber in erheblichem Masse gegen die Polarisation solcher senkrecht fort-
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wird somit von dem Azymuth der einlangenden senkrecht polarisierten und wagrecht fortschreitenden Wellen verschieden beeinflusst und ist verschieden empfänglich, je nach der Ankunftsriehtung der Wellen.
Eine einzige Schleife kann mit gutem Erfolge benutzt werden. Um aber die Schleifenantenne
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einander geschaltet werden können. Dadurch kann ein resultierender, von statischen Störungen herrührender Strom auftreten, der den statischen Strömen in dem senkrechten Luftleiter. 1 entgegenwirkt.
Beim Empfang von Wellen aus einer bestimmten Richtung würde man ein Schleifensystem so aufstellen, dass es aus dieser Richtung Wellen empfängt und das Ausgleichjsystem wurde dann derart eingestellt, dass die statischen Einflüsse beseitigt werden, ohne dass man dabei bestrebt ist, maximale Zeichenwirkung zu sichern.
Infolge der Differenz in den relativen Phasen der Signal-und statischen Ströme der beiden Teile ist es immer möglieh, die Ströme so zu kombinieren, dass die Phasen der statischen Einfliiose einander entgegen wirken, aber es wird dies wegen der Charakteristiken der Antenne nicht die Vernichtung der Zeicheneffekte herbeiführen, welche vektoriel kombiniert werden.
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richtige Lage gefunden ist, bei welcher die resultierenden statischen Ströme in den Schleifen den resultierenden Strömen im senkrechten Luftleiter A entgegenwirken. Statt der bezeichneten zwei Schleifen F und G können beliebig viel Schleifen unter beliebigen Winkeln miteinander kombiniert werden.
Der Detektorstromkreis J nach Fig. 1 ist mit der Antenne JL mittels der veränderlichen Kuppelspulen C und K und mit den Schleifenantennen B mittels der veränderlichen Kuppel, pulen L und ll-ektippelt.
Der Detektor und das Hörtelephon sind an einen Kondensator angelegt, der im Sehwingungskreis J liegt. Ein veränderlicher Abstimmungskondensator N ist in der Mitte der Kuppelspule je eingeschaltet und Abstimmungselemente in Form veränderlicher Induktanzen 0 liegen im Stromkreise der Schleifen F und G.
Es sei angenommen, dass beim Betriebe die gekreuzten Schleifen F und G zu dem Luftleiter A im wesentlichen die gekennzeichnete Stellung einnehmen und die Zeichen in Richtung des Pfeiles P eintreffen. Die Luftleiter A und E werden auf das ankommende Zeichen abgestimmt und die veränder- lichen Elemente des Systems werden richtig eingestellt, um die statische Energie auszugleichen und die Zeichen aufzunehmen. Da die auf Zeichen beruhenden Ströme in dem Schleifensystem sieh umkehren würden, wenn die Zeichen von der andern Seite in Richtung des Pfeiles Q kämen, so nimmt das kombinierte Luftleitersystem nicht aus der Richtung Q auf, wenn es für die Richtung P eingestellt ist.
Es kann aber natürlich so eingestellt werden, dass es ohne Beeinträchtigung des Ausgleiches der statischen Energie aus der Richtung Q statt aus der Richtung P aufnimmt. Das kombinierte Luftleitersystem ist daher auf Grund der Verbindung und Einstellung der Antennen für Zeichen aus der einen Hälfte des Horizontes
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gegen statische Wellen, die wieder von zwei entgegengesetzten Riehtungen polarisiert sind. Für eine bestimmte Verbindung der Schleifen gibt es eine Richtung, in welcher die Polarisationsachse liegen kann, ohne dass die statische Energie irgendeine Widmng auf die Schleifenantennen ausübt.
Wenn die Polari- sationsrichtung sich längs irgendeiner andern Linie umkeh'-t, so kehren sigh die statischen Ströme ebenfalls um. Wenn angenommen wird, dass statische Energie sich senkrecht abwärts mit im wesentlichen gerader Wellenfront fortpflanzt, dann ist bei einer bestimmten Anordnung von Sehleifenantennen beispielsweise bei der gezeichneten Anordnung und bei einer für die Aufnahme von Zeichen in der Richtung von Ost
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statische Energie und auch gegen nordsüdlieh sieh fortpflanzende Zeichen.
In Übereinstimmung mit diesen Erwägungen wurde festgestellt, dass wie in der Zeichnung dargestellt, verbundene und vorzugsweise rechtwinklig zueinanderstehende Schleifen für senkrecht polarisierte und wagreeht sich fortpflanzende Zeichenwellen aus einer bestimmten Richtung empfänglich und für rechtwinklig dazu einlangende Wellen unempfänglich sind, dass dasselbe Srhleifen'1ntennen- system für senkrecht fortschreitende statische Wellen empfänglich ist, die in der Fortpflanzungsrichtuns ; der aufzunehmenden Wellen polarisiert sind, hingegen das Schleifensystem unempfänglich ist für recht-
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sind, in welcher die Antenne für Zeichenwellen unempfänglich sind.
Der Erfinder ist noch nicht in der Lage zu sagen, welcher Prozentsatz der statischen Energie unterdrückt wird, es hat sich aber im praktischen Betriebe gezeigt, dass beispielsweise beim Empfang von Ost nach West fortschreitenden Zeichen
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Bei der erfindungsgemässen Einrichtung ist also eine Antenne unempfänglich gegen senkrecht polarisierte wagrecht fortschreitende Wellen aus einer bestimmten Richtung und ist auch unempfindlich gegen senkrecht fortschreitende statische Wellen, die in derselben Richtung polarisiert sind.
Eine Umkehr der Polarisationsrichtung der senkrecht sich fortpflanzenden Wellen erzeugt eine Umkehr des Stromes in der einen Antenne, aber nicht in der ändern. Der Halbumkreis der Polarisation, welcher eine Ausmärzung der statischen Enetgie und Zmückbehaltung der Zeichenenergie ergibt, scheint der Halbumkrei. ; der Fortpflanzung des aufzunehmenden Zeichens zu sein.
Fig. 2 zeigt eine abgeänderte Ausführung, bei welcher das Antennensystem E ans Schleifen F'
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bewirkt wird. Die senkrechte Antenne und die Schleifenantennen E'sind mittels eines Radiogoniometers verbunden, das die festen Spulen R und die bewegliche Spule S aufweist, die um die Achse T drehbar ist. Veränderliche Kondensatoren U liegen in einem Stromkreise mit den Spulen Rund Abstimmungsinduktanzen 0 sind in die Zuleitungen von dem Antennensystem E'und dem Goniometer eingeschaltet.
Ein Umschalter V ist ferner in diese Verbindungen eingeschaltet, um die Anschlüsse zum Goniometer zeitweise zu vertauschen. Der Detektorstromk'eis J'ist mit dem Stromkreise der beweglichen Spule gekuppelt. Das System wirkt so wie dasjenige nach Fig. 1.
Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei welcher gerade gestreckte wagrechte gekreuzte Antennen W und X bekannter Art statt der Schleifenantennen verwendet sind. Die Antennen TU und X liegen in wesentlich derselben wagrechten Ebene und sind mit Abstimmungsmitteln, wie den veränderlichen Induktanzen Y versehen, die auch Kuppelspulen bilden, sowie ausserdem mit veränderlichen Kondensatoren Z, die zwischen den Induktanzen Y liegen. Die Antennen IF und. X sind mit den Stromkreisen W' und X' durch Kupplungsspulen Y' gekuppelt und ein Umschalter H'ist vorgesehen, um den einen Stromkreis relativ zu dem andern umzuschalten, u. zw. zum gleichen Zweck wie oben für den
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die Kuppelspulen Z verbunden.
Riebei nehmen die offenen Oszillatoren. X und TV die Stellen der geschlossenen Schleifen nach Fig. 1 und 2 ein und wirken in derselben allgemeinen Art. Die Wirkung des Systems nach Fig. 3 ist daher dieselbe wie oben in Verbindung mit Fig. 1 und 2 beschrieben, nur sind die Oszillatoren X und TV offen und entsprechend werden die in ihnen entwickelten Wirkungen in sekundären Stromkreisen kombiniert.
Fig. 4 zeigt eine Anordnung, bei welcher die beiden Antennenteile A und Edel'Fig. 1 zu einer Antenne kombiniert sind, nichtsdestoweniger aber getrennt abstimmbare Teile eines Antennensystems bilden. Die Wirkung ist dieselbe wie in Fig. 1, nur dass hier die Schleifenteile G und F zwar getrennt abgestimmt sind, aber auch einen Teil der Antenne bilden. Das ganze ist auch als ein senkrechter linearer Oszillator durch Induktanz C und Kondensator B od. dgl. auf die Frequenz der ankommenden Welle abgestimmt. So wie vorher bilden F und G eine Antenne E oder einen Teil des Antennensystems, ausserdem aber bildet in Kombination mit der Verbindung zum Gegengewicht D das ganze die Antenne A'.
In der letzteren Beziehung hat das ganze die Eigenschaften eines linearen Oszillators, während die Teile. F und ss wie zuvor die Eigenschaften eines Schleifensystems haben.
Wie oben erwähnt, ist die Zweisehleifenanordnung vorzuziehen und ist der Vollständigkeit halber auch dargestellt worden, gegebenenfalls genügt aber eine einzige Schleife bei dieser Anordnung.
Der Kondensator JV ist hier in zwei Teilen N', N'in den beiden Zweigen des Schleifenstromkreises unterteilt und der Verbindungspunkt des senkrechten Teils der Antenne'mit der Spule M ist einstellbar gemacht, damit die Ströme, welche auf Schwingungen des Gebildes in seiner Eigenschaft als senkrechter Oszillator beruhen, in der Spule M symmetrisch sind und sich gegenseitig aufheben, so weit ihre Wirkung in Spule M in Frage kommt, während sie sich addieren, soweit Spule C in Betracht kommt. Dies ermöglicht, dass die Schiefen als Teile des senkrechten Oszillators mitwirken, ohne ihre unabhängige Wirkung als Schleifenantennensystem zu beeinträchtigen.
Der Empfängerstromkreis J ist durch die Spule M, L mit der Schleifenantenne und durch Spule-C, mit dem senkrechten offenen Oszillator gekuppelt.
Die Erdverbindung kann aufgehoben weiden und die beiden Teile können in umgekehrter Reihenfolge übereinander angeordnet werden, so dass der senkrechte Draht der oberste ist. Dies zeigt unter Benutzung
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Antennensystemteil W dargestellt ist, sind in Fig. 3 zwei solcher Teile gezeichnet, die Anzahl der wagreehten Antennen ist nicht wesentlich und es können in jedem Falle eine oder mehrere solcher Antennen Verwendung finden. In Fig. 5 stellt A/den vertikalen und ff'den horizontalen Drahtteil des Antennensystems dar wie in Fig. 3, es ist aber eine direkte Verbindung zwischen beiden Teilen durch den Anschluss hergestellt, der relativ zur Spule Y2 einstellbar ist. Einstellbare Induktanzen W und veränderliche Kondensatoren Z sind eingeschaltet.
So wie oben dienen die symmetrischen Kondensatoren Z dazu, der Antenne W die unabhängige Wirkung als was ; rechte Antenne und als Teil des senkrechten Oszillators zu ermöglichen.
Diese Anordnung kann auch umgekehrt werden und die wagrechte Antenne W kans an der Oberseite angeordnet werden, u. zw. mit oder ohne Gegengewichtsverbindung am unteren Ende wie bei Fig. 4.
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direkt mit dem den Umsehalter H enthaltenden Stromkreises mittels der Spulen C und K gekuppelt.
Diese besondere Art der Empfangsvorrichtung ist aber nicht wesentlich.
In jedem Falle, in welchem hier zwei Schleifen oder wagrechte Drähte beschrieben sind, kann statt dessen eines dieser Glieder verwendet werden und ergibt einen beträchtlichen Nutzen. Es lässt
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Fall bleiben die beschriebenen Tatsachen und Wirkungen bestehen und die beschriebenen Apparate ergeben unabhängig von aller Theorie grosse Vorteile, welche auch durch die verschiedensten äusserlich abweichenden Anordnungen im Rahmen der Erfindung erzielbar sind.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Eimichtung zur Verringerung der statischen Störungen beim Empfangen in der drahtlosen Telegraphie und Telephonie, gekennzeichnet durch die Anordnung einer ungerichteten und einer gerichteten Antenne, welche die Zeichenimpulse und die statischen Störungen als Ströme verschiedener Phase aufnehmen, wobei die beiden Antennen miteinander und mit einer Empfangseinrichtung so verbunden sind. dass die von den statischen Störungen herrührenden Ströme sich in ihrer Wirkung auf den Empfangsapparat aufheben, hingegen die von den Zeichenwellen herrührenden sich unterstützen.