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MÉMOIRE DESCRIPTIF
DÉPOSÉ A L'APPUI D'UNE DEMANDE
DE BREVET D'INVENTION Perfectionnements relatifs à la réception ou l'émission d'énergie rayonnée.
La présente invention concerne la réception ou l'émission d'énergie rayonnée, comme en télégraphie, télé- phonie ou télévision sans fil, et plie a pour objet, plus particulièrement, des bobines permettant la réception ou l'émission sélective de l'énergie rayonnée sur des longueurs d'onde différentes. On utilise généralement des bobines d'ac- cord ayant une certaine inductance fixe, et on les accorde à la longueur d'onde voulue, à l'aide d'un condensateur varia- ble branché en parallèle avec l'inductance.
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Par contre, suivant la présente invention, toute ou la majeure partie de la capacité requise pour l'accord est fournie par les spires d'une bobine de transmission ou d'ac- cord,et cette partie est maintenue invariable pendant le ré- glage de sélection ou d'accord. On peut adjoindre à la bobi- ne un petit condensateur variable destiné au fin réglage mais la sélection s'effectue entièrement ou presque entièrement soit en modifiant l'inductance de la bobine, soit en provoquant dans celle-ci des ondes stationnaires qui servent à transmet- tre l'énergie.
On peut construire une telle bobine en enrou- lant une série de spires sur un support pour former une pre- mière couche ; cette couche ayant atteint la longueur voulue en sens axial, on la recouvre d'une deuxième couche, en com- mençant à l'extrémité ou l'on a terminé la première couche et en revenant en arrière, c'est-à-dire en direction inverse mais en enroulant dans le même sens, de façon à terminer au point où l'on a commencé l'enroulement de la première couche.
De cette façon on construit facilement une bobine dont la ca- pacité propre entre les deux couches superposées comme indiqué est suffisante en vue de la sélection mais, si on le désire, on peut appliquer d'autres couches encore sur les deux premiè- res. On peut munir la bobine d'une enveloppe déboute forme ap- propriée, pour en assurer le blindage de façon connue en soi.
Dans le but de modifier l'inductance de la bobine, on peut la munir d'un noyau en matière magnétique appropriée, que l'on peut enfoncer plus ou moins dans le champ magnétique pour ac- crottre ou réduire ainsi l'inductance. On constate que, dans le cas d'une bobine à deux couches, à capacité et inductance réparties comme il vient d'être dit, la longueur d'onde accor- dée est proportionnelle, sur la majeure partie du déplacement du noyau magnétique, à la profondeur d'enfoncement du noyau, à
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condition que celui-ci soit introduit par l'extrémité de la bobine où commence l'enroulement.
Une pareille bobine, dont la capacité et l'induc- tance sont réparties sur sa longueur, est une bobine de trans- mission et, si une des extrémités de la bobine est raccordée à une antenne et l'autre extrémité mise à la terre, toutes les ondes de l'antenne passent, d'une façon générale, à la terre en traversant la bobine. Si l'extrémité de la bobine raccordée à l'antenne, est raccordée également à la grille de la première lampe d'un poste récepteur, et si le contact avec la terre se fait à l'aide d'un curseur en un point ap- proprié de la longueur de la bobine, des ondes stationnaires prennent naissance dans la bobine et celle-ci sert de bobine d'accord.
D'autre part, on peut utiliser, au lieu du curseur, une ou plusieurs bobines à couplage capacitif ou inductif si- tuées à proximité de la bobine principale et reliées, au lieu de l'antenne,à la grille de la lampe, de préférence par l'in- termédiaire d'une bobine d'accord de construction normale.
Les conditions dans lesquelles la bobine sert de bobine de trans- mission à travers laquelle les ondes passent vers la terre, ou encore de bobine d'accord dans laquelle naissent des ondes stationnaires, sont décrites plus complètement ci-après, mais dans chaque cas il existe, le long de la bobine, un certain nombre de points où, pour assurer la meilleure réception,il faut placer un ou plusieurs curseurs ou une ou plusieurs bo- bines secondaires;
ces points sont séparés par des distances égales à la mi-longueur de l'onde à accorder ou à ses multiples et, en conséquence, la réception en ces différents points sera désignée comme réception ou accord sur demi-onde, onde entière, onde double ou,d'une façon générale, onde multiple, suivant que, dans le cas d'une bobine de transmission, les curseurs ou
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organes analogues sont séparés par 1/2, 1, 2... etc. ondes, ou, dans le cas d'une bobine d'accord, le curseur unique ou organe analogue est situé à une distance égale à 1/2, 1, 2...etc. lon- gueurs d'onde, de l'extrémité de la bobine où se produit la réflexion.
Comme variante, la bobine peut être connectée au circuit récepteur ou générateur sans intervention d'un curseur ou d'une bobine secondaire, et on peut la faire résonner de façon que l'oscillation stationnaire s'étendant sur toute la longueur de la bobine ait la longueur de 1/2, 1, 2... etc.ondes, en assurant ainsi l'accord sur une demi-onde, une onde, ou sur un nombre multiple d'ondes.
En pratique, lors de la réception d'énergie dans ces différentes conditions, il est désirable de faire varier le nombre de bobines utilisées. Par exemple, dans le,cas de récep- tion sur onde entière, on emploie avantageusement deux bobines dans le circuit d'antenne et deux bobines dans le circuit du premier étage d'amplification. D'autre part, pour la réception sur onde double, on emploie utilement quatre bobines dans cha- cun de ces circuits.
Pour la réception d'énergie rayonnée sur différentes longueurs d'onde, on peut employer, dans chaque circuit, deux ou plusieurs séries de bobines ; peut, par exemple, employer quatre bobines pour la réception, sur onde double, d'énergie rayonnée sur.une longueur d'onde comprise dans la bande d'ondes dites moyennes, qui comporte des lon- gueurs d'onde de 200 à 550 mètres, et deux bobines pour la réception, sur onde entière de longueur tombant dans la bande des grandes ondes, comprises entre 1000 et 2000 mètres. Dans un cas pareil, on fait usage d'un commutateur à contacts mul- tiples, pour mettre en circuit, alternativement, les diffé- rentes séries de bobines.
On peut, de même, adjoindre une sé- rie de bobines convenant pour la bande des ondes courtes, de
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15 à 100 mètres, ou pour toute autre longueur d'onde.
Dans des appareils du genre mentionné, où l'on emploie plusieurs bobines, il est désirable que, lorsqu'elles servent à la réception sélective, les noyaux appartenant aux différentes bobines soient déplacés dans la même mesure et, de préférence, simultanément; suivant l'invention, on y arrive en montant les noyaux sur des glissières ou des supports analogues reliés mécaniquement à un organe de commande commun de sorte qu'en actionnant cet organe, on agit simultanément et uniformément sur les noyaux. Par exemple, les glissières por- tant les noyaux sont munies de crémaillères en prise avec des pignons montés sur ou entraînés par un arbre commun que l'on peut faire tourner à la main, au moyen d'un bouton ou d'une poignée.
Afin de faciliter la compréhension et l'exécution pratique de l'invention, on la décrira ci-après avec référen- ce aux dessins annexés qui représentent plusieurs formes d'appa- reils et leurs connexions, réalisée conformément à l'inven- tion.
Sur les dessins,
Fig. 1 est une coupe longitudinale d'une bobine d'accord.
Figs. 2 à 11 montrent différentes formes modifiées de bobines d'accord, ainsi que plusieurs modes de connexion;
Figs. 12 et 13 représentent, schématiquement, les connexions de deux ou plusieurs bobines d'accord faisant par- tie d'un système de réception ou d'émission d'énergie rayonnée.
Fig. 14 est une vue en plan, et
Fig. 15 une coupe verticale d'un appareil compor- tant des séries de bobines pour accorder des ondes apparte- nant à deux bandes différentes, et un commutateur pour mettre
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les deux séries de bobines en circuit, alternativement.
Fig. 16 est une vue analogue à Fig. 14, montrant un appareil de construction modifiée, et
Fig. 17 est un diagramme explicatif.
La Fig. 1 montre, plus ou moins schématiquement, une forme simple d'une bobine de transmission enroulée sur un support 1, de préférence en matière isolante, le fil, émaillé ou isolé de toute autre façon appropriée, est enroulé en une couche 2, en commençant par l'extrémité de gauche 3 et en allant,le long du support, vers la droite où l'extré- mité libre 4 du fil sort à l'extérieur. Autour de la couche 2 on enroule ensuite une seconde couche 5 dans le même sens, en commençant à droite, où l'extrémité libre 6 du fil est sou- dée à l'extrémité libre 4 de la couche intérieure 2, en avan- çant vers la gauche et en terminant à l'extrémité de gauche avec un bout de fil libre 7.
Il est évident qu'au lieu de couper le bout 4 de la couche intérieure 2 et de le souder au bout 6 de la couche extérieure, on pourrait avoir un fil continu pour les deux couches, la direction d'avancement pour la couche extérieure étant alors renversée, ce qui signifie que la couche extérieure devrait être enroulée de droite à gauche au lieu de l'être de gauche à droite, comme la couche intérieure. D'autre part, il peut être avantageux, dans cer- taines conditions, de ne pas connecter entre eux les deux bouts libres 4 et 6. Dans le but de faire varier l'inductance de la bobine, on peut la munir d'un noyau 8 en matière magné- tique, déplaçable de toute façon appropriée en direction axiale.
Si une telle bobine est enroulée avec un diamètre extérieur de 0,5 cm. pour une longueur de 2,3 cm, avec du fil émaillé N .38 S.W.G. chaque couche comportant 100 spires, on constate que la bobine, accordée à l'aide d'un noyau magnéti-
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que, couvre la bande de longueurs d'onde de 200 à 550 mètres.
L'inductance et la capacité de la bobine sont réparties sur toute sa longueur et, lorsqu'une des extrémités du fil est raccordée à une antenne et à la grille d'une lampe, et l'autre extrémité à la terre, la bobine devient un système oscillant qui permet de recevoir par le réglage du noyau magnétique re- lativement à la longueur de la bobine, des ondes de longueurs comprises entre 200 et 550 mètres.
Lorsqu'on emploie la bobine pour la réception d'é- nergie rayonnée, en utilisant des bobines de couplage capacitif ou inductif pour transmettre la puissance à l'appareil récep- teur, comme le montrent les Figs. 2 et 3, respectivement, la bobine est branchée entre l'antenne 9 et la terre 10 de la façon indiquée, une ou plusieurs bobines de couplage 11, 12 étant enroulées sur des chariots 13 et 14, respectivement, pour pouvoir être amenées en n'importe quel point le long de la bo- bine principale. Si, comme c'est représenté, les extrémités 4 et 6 des couches de l'enroulement sont mises à la terre, la bobine agit comme bobine de transmission, ce qui signifie que les ondes circulent librement, à travers la bobine, entre l'an- tenne et la terre.
Dans ces conditions on constate que, pour une longueur d'onde donnée, il existe certaines positions le long de la bobine, séparées par des distances égales à la longueur d'onde, dans lesquelles il faut placer les bobines de couplage pour capter les ondes de cette longueur. Si deux ou plusieurs bobines de couplage, reliées en série, sont pla- cées respectivement dans plusieurs de ces positions, il en résulte un effet additif. Inversement, si pour la même lon- gueur d'onde la distance entre deux bobines de couplage est réduite à la moitié ou portée à 11/2, 21/2, 31/2... etc. fois la distance nécessaire pour obtenir l'effet additif mentionné, les impulsions reçues par les bobines se neutralisent mutuel-
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lement et les bobines de couplage peuvent servir à éliminer l'onde de longueur considérée.
Dans les exemples représentés sur les Figs. 2 et 3, deux de ces bobines sont employées en série, étant reliées par une connexion flexible 15, et l'extrémité de la bobine 11, opposée à la connexion 15 est reliée, par un conducteur 16, à la grille de la première lampe 17 d'un poste récepteur. La forme et la construction de ce poste récepteur ne font pas partie de la présente invention, de sorte que le récepteur ne sera ni décrit, ni représenté. Lorsqu'on emploie des bo- bines de couplage capacitif, comme le montre la Fig. 2, l'ex- trémité de la bobine 12,opposée à la connexion flexible 15, reste libre, tandis que dans le cas d'une bobine de couplage inductif, que montre la Fig. 3, cette extrémité est mise à la terre, comme c'est représenté.
Dans le cas d'un couplage capacitif, on peut employer des plaques ou des patins, au lieu des bobines. Dans chacun de ces cas, le conducteur 16 peut conduire à une bobine d'accord et de là, à la lampe 17.
Si l'on utilise une connexion dont le contact s'établit par l'intermédiaire d'un curseur, comme le montre la Fig. 4, une partie de chaque spire de la couche extérieure 5 de la bobine principale doit être dénudée, de façon que le curseur 18 puis- se établir le contact avec chacune des spires de cette couche.
Dans ce cas, comme le montre le dessin, l'antenne 9 est rac- cordée à la couche extérieure 5 et à la grille de la lampe 17, tandis que la couche intérieure 2 et le curseur 18 sont mis à la terre, en 10. Dans une autre forme de réalisation, l'an- tenne et la terre peuvent être raccordées, respectivement, à deux ou plusieurs bobines de couplage ou à des dispositifs équivalents reliés en série et séparés, le long de la bobine principale, par une distance égale à ou multiple de la longueur
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de l'onde à accorder, la bobine principale étant raccordée au poste récepteur.
Il a déjà étéexpliqué que, lorsqu'on emploie des bobines de couplage capacitif ou inductif pour soutirer de l'énergie à la bobine principale, la position où l'on atteint, pour chaque longueur d'onde, le meilleur effet, varie avec la position de la bobine de couplage sur la bobine principale ou, si l'on utilise plusieurs bobines de couplage, avec la distance entre celles-ci,et dépend aussi des constantes géométriques et électriques de la bobine principale. Si cette dernière est de nature à produire par réflexion une onde stationnaire la bobine de couplage étant de nature inductive, le plus fort cou- rant est induit dans celle-ci quand elle est placée à l'ex- trémité fermée de la bobine principale, c'est-à-dire à l'extré- mité opposée à celle où elle est raccordée à l'antenne et à la terre.
Toutefois, si la bobine principale avait la longueur double et si les bouts des fils, opposés à l'extrémité des rac- cordements à l'antenne et à la terre restaient libres, l'in- duction maximum se produirait, dans la bobine de couplage, lorsque:'celle-ci se trouve au milieu de la bobine principale.
De même, si la bobine principale avait une longueur triple de la longueur minimum mentionnée, ses bouts libres étant de préférence reliés ensemble, la bobine de couplage devrait se trouver soit à l'extrémité fermée, soit au tiers de la longueur de la bobine principale, à partir des connexions à l'antenne et à la terre.
D'autre part, si la bobine de couplage est de nature capacitive, elle doit se placer, sur une bobine prin- cipale de longueur minimum à l'extrémité où se trouvent les connexions à l'antenne et à la terre; pour une bobine princi- pale deux fois plus longue, elle doit être située à l'une ou l'autre extrémité de la bobine principale, tandis que, dans le cas d'une bobine principale trois fois plus longue, la bobine 1 -
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de couplage doit se placer soit à l'extrémité où se trouvent les connexions à l'antenne et à la terre, soit aux deux tiers de la bobine, à partir de cette extrémité, et ainsi de suite.
D'une façon générale, en s'exprimant en longueurs d'onde, la distance de la bobine de couplage inductif, par rapport à l'extrémité de la bobine principale où se trouve la connexion à l'antenne,doit être égale au quart ouà un nombre impair de quarts de l'ongueur d'onde, tandis que pour une bobine de couplage capacitif, cette distance doit être la moitié ou un multiple de la longueur d'onde, la bobine pouvant aussi être située à l'extrémité de la bobine principale, raccordée à l'antenne.
Comme le montre la Fig. 5, on peut adjoindre à la bobine principale des bobines de réaction 19 et 20, reliées entre elles en série par un conducteur 21 et ayant leurs ex- trémités extérieures connectées aux lames fixes 22, 23, res- pectivement, d'un condensateur variable, dont la lame mobile 24 est raccordée à la plaque de la lampe 17. Ces bobines de réaction sont ajustables le long de la bobine principale, mais, après avoir déterminé leur position la plus efficace par des essais, on les fixe en place. On a trouvé qu'avec deux bobines de réaction situées près des extrémités opposées de la bobine principale, l'effet réactif est sensiblement constant pour toute la bande d'accord de la bobine.
On peut augmenter la sélectivité par l'emploi d'une ou de plusieurs bobines de transmission supplémentai- res, insérées avant le poste récepteur; de préférence, on reprend alors des signaux reçus par la première bobine de transmission, on les transmet, si nécessaire, à une lampe haute-fréquence, puis à une autre bobine de transmission où l'on peut recommencer la sélection. Ainsi, comme le montre
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la Fig. 6, dans un système comportant des bobines de couplage capacitif 11 et 12 arrangées comme dans le cas de la Fig. 2, la sortie de la bobine de transmission à laquelle est connec- tée l'antenne, traverse une lampe haute fréquence 25 et passe de là dans l'enroulement principal d'une seconde bobine de transmission 26, construite comme la première bobine, ou con- formément à l'une des variantes indiquées ci-dessus.
La sor- tie de la seconde bobine de transmission 26 va à la lampe 17 du récepteur, soit directement, soit avec interposition d'une ou de plusieurs nouvelles bobines de transmission.
Dans des bobines de transmission telles que décri- tes, l'effet de réflexion à chacune des extrémités peut être excessif et, afin d'éviter les inconvénients qui pourraient en résulter, les spires 27 à chaque extrémité de chaque cou- che peuvent être plus écartées, comme le montre la Fig. 7.
Afin de représenter plus clairement cette construction, les spires de la couche extérieure et les spires terminales cor- respondantes sont dessinées en coupe. On voit que l'écarte- ment des spires augmente à mesure qu'elles se rapprochent des extrémités de la bobine.
Afin de pouvoir faire varier l'inductance d'une façon prédéterminée et plus progressive, le noyau magnétique
8 réglable par rapport à la bobine peut être de section dé- croissante, comme le montre la Fig. 8. Dans ce cas, le dia- mètre de la bobine est constant, sur toute sa longueur, comme précédemment décrit, mais, dans la construction suivant la
Fig. 9, la bobine aussi peut avoir un diamètre décroissant conformément à celui du noyau magnétique 8. La diminution de section du noyau n'est pas nécessairement uniforme sur toute sa longueur, mais peut varier de toute façon voulue; par exem- ple, comme le montre la Fig. 10, les côtés du noyau peuvent
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être limités par une courbe d'allure logarithmique et, si on le désire, la section transversale de la bobine peut varier d'une façon analogue.
Cette conformation du noyau magnétique a pour effet d'accroître la self-induction de la partie de la bobine voisine de la plus grande section du noyau, avec, comme conséquence, la production dans cette partie d'un voltage plus élevé qui peut être appliqué à une lampe ou à un autre dispositif par connexion directe ou par l'intermédiaire d'une bobine de couplage. De même, on peut accroître la self-induc- tion de toute section voulue de la bobine en accroissant pro- gressivement le nombre de spires par unité de longueur, notam- ment en se servant, pour l'enroulement, d'un fil plus fin.
Si, comme déjà dit, on constate que deux couches de fil ne donnent pas à la bobine une capacité propre suffisante, on peut appliquer, sur ces premières couches, d'autres couches encore, enroulées de façon analogue et convenablement connec- tées. Ainsi, au lieu de continuer l'enroulement sur toute la longueur de la bobine, on peut le limiter à une section en y réalisant ce qui sera appellé dans la suite un npaquetn. On continue ensuite l'enroulement pour former un second paquet adjacent et l'on recommence par exemple cinq fois, jusqu'à ce qu'on ait obtenu une bobine de la longueur totale voulue.
Deux ou plusieurs de ces bobines peuvent être reliées ou avoir leurs extrémités connectées de façon que les enroule- ments s'additionnent. On peut enrouler, dans chaque couche, deux fils simultanément, de sorte que les spires d'un des fils alternent avec celles de l'autre, la paire de fils étant enroulés de la même façon en arrière et en avant pour former plusieurs couches sur la section de bobine et pour constituer ainsi un paquet. Une telle construction est représentée sur la Fig. 11 qui montre quatre paquets, celui de gauche étant
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dessiné en coupe. Dans ce mode d'enroulement, deux fils 28 et 29 sont enroulés ensemble sur le support 1, de gauche à droite sur le dessin, pour former la couche intérieure.
Après avoir poursuivi l'enroulement sur une courte section du sup- port, on revient en arrière pour enrouler une seconde couche autour de la première, en allant, avec les deux fils 28 et 29, de droite à gauche. Ensuite, on forme une troisième couche en enroulant ' les deux fils de gauche à droite, et ainsi de sui- te, jusqu'à ce que le paquet comporte le nombre voulu de cou- ches qui est de sept dans le cas représenté. Les fils 28 et 29 se prolongent du côté opposé à celui où l'on a commencé l'en- roulement et, comme c'est représenté, on les amène de nouveau en contact avec le support 1 dans le but de constituer de façon semblable, la couche intérieure, puis les couches sui- vantes, du second paquet. Les paquets successifs sont enrou- lés de la même façon pour constituer la bobine finie.
Comme déjà exposé, il est désirable, dans certaines conditions, d'employer deux ou plusieurs bobines, tant dans le circuit d'antenne que dans le circuit du premier étage d'am- plification. Par exemple, dans le cas de réception sur onde double il convient d'employer quatre bobines dans chacun de ces circuits, chaque bobine, à elle seule, pouvant s'accorder pour une demi-onde; un montage de ce genre est représenté schémati- quement sur la Fig. 12, sur laquelle le circuit d'antenne com- porte quatre bobines 30, 31, 32, 33 ayant chacune une couche intérieure 2 et une couche extérieure 5, comme c'est représen- té sur la Fig. 1, bien qu'on puisse utiliser des bobines ayant tout autre nombre de couches.
Bien que, comme on l'a déjà ex- posé, il soit désirable que les deux couches de chaque bobine soient enroulées dans le même sens, il est préférable que des bobines adjacentes soient enroulées en sens contraires, parce
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que de cette façon on évite la réception d'ondes de longueurs plus grandes que celles auxquelles le système est destiné.
Les bobines peuvent être connectées comme si elles provenaient du sectionnement d'une longue bobine en quatre parties, mais il est préférable d'employer la disposition représentée où les antinodes de courant des bobines 30 et 31 sont réunies, de même que celles des bobines 32 et 33, comme c'est représenté aux extrémités de gauche des bobines, tandis que, comme c'est représenté aux extrémités de droite, les antinodes de voltage des bobines 31 et 32 sont réunies entre elles; d'autre part, une borne de chaque antinode est mise à la terre. Toutefois, les connexions peuvent être modifiées de toute façon appro- priée, suivant le type du récepteur et les conditions de ré- ception.
Ainsi, par exemple, le point commun aux couches ex- térieures des bobines 31 et 32, qui constitue une antinode de voltage, peut être mis à la terre comme c'est représenté, ou bien cette connexion à la terre peut être omise, suivant les exigences des différents circuits. D'une façon générale, cependant, non seulement dans le cas représenté, mais dans tous les cas où l'on utilise une bobine conforme à l'inven- tion, dans le but de créer des ondes stationnaires, il est avantageux de mettre à la terre une ou plusieurs antinodes de voltage, car, de cette façon, on supprime les ondes plus lon- gues que celles qu'on désire recevoir. De marne, par la réu- nion de toutes les antinodes de courant, on assure la récep- tion des ondes appartenant seulement à une bande prédétermi- née.
La sortie du circuit d'antenne va,de la. couche inté- rieure de la bobine 33, à la grille d'une lampe haute fréquen- ce 25 et de là aux bobines 34, 35, 36 et 37 qui constituent le circuit du premier étage d'amplification et sont connectées, comme c'est représenté, d'une façon analogue à celle adoptée
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pour les bobines 30, 31, 32 et 33, la mise à la terre des bobines intermédiaires 35 et 36 étant, ici encore, facultative.
Cette série de bobines peut comporter des bobines de réaction 19 et 20 qui correspondent à celles représentées sur la Fig. 5 et sont connectées, de la même façon, à la plaque de la lampe de sortie 17, par l'intermédiaire d'un condensateur variable 22, 23, 24. Bien que les bobines de réaction soient repré- sentées, pour plus de clarté, sur un côté seulement des bo- bines principales auxquelles elles sont adjointes, il est entendu qu'elles doivent être enroulées autour de ces bobines principales. De plus, alors que le dessin montre des bobines de réaction coopérant avec seulement deux des bobines consti- tuant le premier étage d'amplification, on peut adjoindre des bobines de réaction à chacune des bobines 34, 35, 36, 37 ou à toutes ces bobines.
Dans le cas de réception sur onde entière, il con- vient d'employer deux bobines dans chaque circuit, et une telle disposition est représentée sur la Fig. 13; on y voit deux bobines 38, 39 dans le circuit d'antenne et deux bobines 40, 41 dans le circuit du premier étage d'amplification. Cette figure montre aussi l'emploi de bobines dont les couches sont séparées en deux groupes, ayant chacun, dans le cas représen- té, trois couches. Une moitié des enroulements est représentée en coupe et, pour plus de clarté, les couches dessinées en coupe sont représentées séparées l'une de l'autre, alors qu'en réalité elles sont enroulées l'une sur l'autre, comme déjà décrit.
Bien que dans chacune des constructions représentées sur les Figs. 12 et 13, l'accord puisse s'effectuer par l'ajus- tement de dispositifs de couplage conductif, inductif ou capa- citif, de la façon décrite, ces dispositifs ne sont pas re-
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présentés, puisqu'on peut obtenir l'accord en faisant varier le degré d'enfoncement de noyaux magnétiques dans les bobines correspondantes. Ceci a pour effet, comme déjà dit, de modi- fier l'inductance des bobines et.de créer, par conséquent, des oscillations en rapport avec les différentes longueurs d'onde,suivant la position des noyaux magnétiques.
Il est désirable que les noyaux magnétiques des circuits de l'antenne et du premier étage d'amplification soient déplacés simulta- nément et par la commande d'un seul organe, et dans ce but on utilise l'appareil représenté sur les Figs. 14 et 15. Cet appareil comporte une série de bobines 30 à 33 qui constituent le circuit d'antenne, et une série de bobines 34 à 37 qui cons- tituent le circuit du premier étage d'amplification, ces bo- bines correspondant à celles décrites avec référence à la Fig. 12, et se prêtant à la réception des ondes moyennes.
L'appareil comporte, en outre, des bobines 38 et 39 qui-.cons- tituent le circuit d'antenne, et des bobines 40 et 41 qui cons- tituent le circuit du premier étage d'amplification d'un sys- tème se prêtant à la réception, sur onde entière, d'ondes de grande longueur, ces dernières bobines correspondant à celles représentées sur la Fig. 13. Comme le montre le dessin, chacune des bobines 40 et 41 comporte une bobine de réaction 19, 20, semblable à celles décrites avec référence à la Fig. 5.
Dans le but d'effectuer l'accord par la variation de l'inductance des bobines, chacune de celles-ci comporte un noyau magnétique 8, comme décrit avec référence à la Fig. 1.
Les noyaux appartenant aux bobines constituant le circuit d'an- tenne sont montés sur une barre commune 42, tandis que les noyaux appartenant aux bobines du circuit d'amplification sont montés sur une barre 43. Ces barres portent des crémaillères 44 et 45, respectivement, que des sabots 47 et 48 portés par
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des ressorts 49 et 50, maintennent en prise avec un pignon commun 46. L'arbre 51 du pignon 46 traverse un panneau 52 ser- vant à supporter l'appareil, et porte, à l'avant du panneau, un bouton principal de réglage 53 qui sert à faire tourner l'arbre et à régler ainsi les noyaux 8 qui s'enfoncent tous, dans la même mesure, dans les différentes bobines.
La lon- gueur d'onde pour laquelle l'appareil est accordé étant, comme exposé, proportionnelle au degré d'enfoncement des noyaux, c'est-à-dire à l'angle de rotation du bouton de réglage 53, on peut utiliser une échelle uniformément graduée en lon- gueurs d'onde, coopérant avec un index du bouton. Les bobines sont montées sur des blocs 54 et 55, convenablement faits en une matière isolante susceptible d'être moulée, par exemple de la bakélite; et attachés au panneau 52 par des vis 56 qui traversent des fentes 57 des blocs 54, 55, de façon à ce qu'on puisse régler la position de ces blocs en les rapprochant ou écartant légèrement du pignon 46.
Pour permettre le fin réglage des noyaux 8.par rap- port aux bobines, le bouton de manoeuvre principal 53 porte excentriquement un disque 58, dont une partie fait saillie du bouton 53 et que l'opérateur peut facilement tourner à l'aide de ses doigts. Sur l'axe 59 du disque 58 est fixé un pignon denté ou à friction 60,en prise avec une roue dentée à fric- tion 61, fixe par rapport au panneau 52. Ainsi, le diamètre du pignon 60 étant sensiblement inférieur à celui de la roue 61, un grand mouvement périphérique du disque 58 ne provoque qu'un faible mouvement angulaire du bouton de réglage 53. En d'autres mots, en tournant le disque 58, on peut régler avec beaucoup de précision la position des noyaux 8 par rapport aux bobines correspondantes.
Dans le but de passer des bobines servant à la récep- tion des ondes moyennes, à celles qui conviennent pour les
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grandes ondes, il est prévu un commutateur qui comporte une barre 62 en matière isolante, supportée dans des glissières non représentées, qui permettent de déplacer la barre longi- tudinalement. On effectue ce déplacement à l'aide d'un bou- ton de commutateur 63 faisant saillie sur la face du panneau 52, et ayant un axe qui traverse ce panneau et porte un dis- que 64 sur lequel se trouve un ergot excentrique 65 engagé dans une boutonnière 66 de la barre 62. Ainsi, lorsqu'on fait tourner le bouton 63 de 180 , la barre 62 se déplace d'une distance égale à l'excentricité de l'ergot 65 sur le disque 64.
La barre 62 porte une série de boutons métalliques 67 raccordés électriquement à des raccords 68 d'où des conduc- teurs flexibles non représentés vont à des bornes appropriées servant à établir les connexions avec l'appareil récepteur et l'antenne. Les boutons 67 qui font saillie sur la barre 62 peuvent entrer en contact avec une série de lames élastiques 69, lorsque la barre occupe la position représentée, ou avec une autre série de lames 70 qui alternent avec les lames 69 et avec lesquelles les boutons 67 viennent en contact lors- qu'on amène la barre 62, à l'aide du commutateur 63, dans son autre position extrême.
Les lames élastiques 69 et 70 sont disposées, comme représenté, en deux séries supportées par des blocs isolants 71, 72 et appartiennent, respectivement, au circuit d'antenne et au circuit du premier étage d'amplifica- tion. Chaque lame élastique porte ou est connectée à un oeil- let de soudure ou une borne analogue 73.
Les connexions entre ces oeillets 73 et les bobines, ainsi que d'autres connexions entre les bobines et entre celles-ci et la prise de terre 10, sont représentées, sur la Fig. 14, en traits interrompue on voit que, lorsque la barre 62 occupe la position représentée, les connexions sont établies pour les bobines servant à la
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réception des ondes moyennes tandis que, lorsque la barre est amenée dans sa position opposée, les connexions s'établissent pour les bobines qui servent à la réception des grandes ondes.
Dans le cas où l'accord exigerait plus que les deux dispositifs partiels représentés sur les Figs. 14 et 15, on peut y ajouter d'autres groupes de bobines et de noyaux com- mandés depuis un organe commun, et dont les circuits sont com- mandés par des commutateurs agissant sur un prolongement de la barre 62. Une telle disposition est représentée sur la Fig. 16 qui est une vue, semblable à la Fig. 14, d'un appa- reil d'accord pour trois bandes d'ondes, les connexions entre les divers éléments n'étant pas représentées.
Cet appareil comporte trois séries de bobines dont les rangées extérieures peuvent constituer, comme c'est représenter les circuits d'an- tenne et du premier étage d'amplification respectivement, tandis que le groupe central de bobines 74, avec leurs lames de con- tact 75 coopérant avec des boutons métalliques sur la barre commutatrice 62, sont utilisées de toute façon appropriée pour assurer l'effet désiré. Il est évident que la façon d'uti- liser les trois séries de bobines peut être modifiée de nom- breuses manières appropriées.
Comme c'est représenté, chaque série de bobines com- porte une série correspondante de noyaux magnétiques réglables 8 portés respectivement par les trois barres 76,77, 78 dont chacune est commune à une des séries. Ces barres sont suppor- tées par une barre 79 montée de façon à pouvoir coulisser lon- gitudinalement, une partie de cette barre constituant une crémaillère 80 en prise avec un pignon 81 commandé par un bou- ton de réglage, tout comme le pignon 46 sur la Fig. 14. De cette façon, tous les noyaux magnétiques sont montés, dans cet appareil, sur un seul support rigide, ce qui facilite leur dé- placement en commun.
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Si l'on désire compléter cet appareil par l'adjonc- tion d'autres séries de bobines, celles-ci peuvent se monter sur un ou plusieurs panneaux parallèles à celui de la pre- mière série, l'arbre de commande étant alors prolongé à tra- vers ce ou ces panneaux et muni d'un nombre correspondant de pignons.
L'effet sélectif d'une bobine montée, conformément à l'invention,dans un poste récepteur est représenté schéma- tiquement sur le diagramme de la Fig. 17 qui montre l'applica- tion, à la bobine, de deux séries d'ondes stationnaires de longueurs différentes.
Le cas où l'on met à la terre l'extrémité fermée de la bobine,c'est-à-dire la jonction des bouts des deux couches opposés à leurs bouts connectés à l'antenne et à la terre, respectivement, a été décrit en détails avec référence aux Figs. 2 et 3, et dans ce cas, la bobine agit comme bobine de transmission. Si l'extrémité fermée de la bobine n'est pas à la terre, les ondes se réfléchissent à cette extrémité et des ondes stationnaires prennent naissance dans la bobine.
Pour éviter l'effet de réflexion à l'extrémité de la bobine qui est connectée à l'antenne et à la terre, il est désirable, dans ce cas, d'espacer les spires à cette extrémité, de la façon représentée sur la Fig. 7. La réception se faisant au moyen d'une onde stationnaire, il suffit d'une seule bobine de couplage ou d'un seul curseur, bien qu'on puisse en employer deux ou plusieurs, situés de façon à avoir un effet additif.
Quant aux deux trains d'ondes représentés sur la Fig. 17, la meilleure réception d'un des¯ trains d'ondes s'obtient en pla- çant le curseur ou la bobine de couplage aux points A équidis- tants le long de la bobine, tandis que la meilleure réception .de l'autre train d'ondes s'obtient en situant le curseur ou la
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bobine aux points B, équidistants aussi, mais séparés par des distances différentes de celles qui séparent les points A.
Pour chacun des trains d'ondes, les points de réception optima sont séparés par des distances égales à la demi-longueur de l'onde stationnaire, ou par des multiples de cette demi-longueur On voit que, sur le diagramme, les points A et B de gauche, c'est-à-dire les plus rapprochés de l'extrémité de la bobine, sont relativement peu écartés l'un de l'autre, tandis que la fois suivante ils sont beaucoup plus écartés; il s'en suit que si l'on veut capter chaque onde séparément en plaçant le curseur ou l'organe équivalent en un des deux premiers points, on causera facilement une interférence, tandis que cet in- convénient est évité si l'on choisit un des points de la pai- re suivante.
Pour les points B, par exemple, celui situé à la distance d'une onde et demie de l'extrémité de gauche n'aura pas d'interférence avec l'autre onde représentée, tandis que pour les points A on obtient un résultat aussi bon, en choi- sissant celui situé à la distance d'une onde et demie ou de deux ondes et demie. Il est possible d'assurer la réception, sans interférence, d'ondes de toute autre longueur, en choisis- sant le point de réception optimum aussi écarté que possible des points correspondants, appartenant à d'autres longueurs d'onde. On peut donc capter, avec la netteté voulue, les ondes de différentes longueurs, en amenant le curseur ou l'organe équivalent en différents points le long de la bobine.
La lon- gueur de l'onde stationnaire augmente à mesure que l'induc- tance de la bobine diminue, ce que l'on obtient par exemple en retirant partiellement ou complètement le noyau magnéti- que 8.
La Fig. 17 indique aussi la façon d'utiliser deux bobines de couplage dans le but d'éliminer une longueur d'onde
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autre que celle qu'on désire recevoir ou émettre, et qui pourrait troubler, par interférence, le fonctionnement de l'appareil. Dans ce cas, les bobines de couplage doivent être reliées en série, comme le montrent les Figs. 2 et 3, et si les deux bobines sont de même nature, c'est-à-dire si elles servent toutes deux au couplage capacitif ou toutes deux au couplage inductif, on doit les placer en des points séparés par une distance égale à la demi-longueur de l'onde à éliminer; ces points peuvent correspondre, par exemple, à deux points maxima opposés, comme A et A1.
D'autre part, si une des bobi- nes sert au couplage capacitif et l'autre au couplage inductif, elles doivent être séparées par une distance égale au quart de la longueur de l'onde à éliminer ; pourrait, par exemple, placer une des bobines en un point de réception optimum, et l'autre en un point de réception nulle, comme les points A et A2, par exemple. Dans ces conditions, bien que les ondes re- présentées par la courbe portant les points A soient éliminées, la bobine de couplage située, sur le diagramme, au point A le plus rapproché de l'extrémité de gauche, se trouve aussi à proximité du point B adjacent, appartenant à la courbe qui représente une autre longueur d'onde; par conséquent, cette bobine peut servir à capter l'énergie rayonnée sur cette der- nière longueur d'onde.
Toutefois, si l'on emploie ainsi une paire de bobines de couplage que l'on place de façon à élimi- ner une longueur d'onde donnée, tout en employant une des bo- bines pour capter les ondes d'une autre longueur, le résultat varie suivant le degré de rapprochement des points A et B en différents endroits de la bobine. Si on le désire, on peut employer une troisième bobine de couplage, également connectée au poste récepteur, et mobile le long de la bobine principale indépendamment des bobines de couplage employées pour l'élimi- nation.
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Suivant un autre mode opératoire, on accorde la bo- bine en résonance avec la longueur d'onde à recevoir, soit en modifiant ses constantes plysiques ou électriques, soit en règlant la position du noyau magnétique. Ce mode opératoire est employé dans les appareils décrits avec référence aux Figs. 12 à 16, où les bobines d'accord sont connectées elles- mêmes directement à la lampe du poste récepteur, bien qu'il soit possible d'interposer des organes de couplage capacitif ou inductif.
REVENDICATIONS
1) Système récepteur ou émetteur d'énergie rayonnée, caractérisé en ce que la totalité ou la majeure partie de la capacité-nécessaire à l'accord est inhérente aux spires d'une bobine de transmission ou d'accord et est maintenue constante pendant l'opération de sélection ou d'accord.
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DESCRIPTIVE MEMORY
SUBMITTED IN SUPPORT OF A REQUEST
OF INVENTION PATENT Improvements relating to the reception or emission of radiated energy.
The present invention relates to the reception or transmission of radiated energy, as in wireless telegraphy, telephony or television, and more particularly relates to coils allowing the selective reception or transmission of energy. radiated at different wavelengths. In general, tuning coils having a certain fixed inductance are used, and tuned to the desired wavelength, by means of a variable capacitor connected in parallel with the inductor.
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On the other hand, according to the present invention, all or most of the capacity required for tuning is supplied by the turns of a transmission or tuning coil, and this part is kept invariable during tuning. selection or agreement. A small variable capacitor can be added to the coil for fine adjustment, but the selection is made entirely or almost entirely either by modifying the inductance of the coil, or by causing standing waves in it which are used to transmit - be energy.
Such a coil can be constructed by winding a series of turns on a support to form a first layer; this layer having reached the desired length in the axial direction, it is covered with a second layer, starting at the end where the first layer has been completed and going back, that is to say in the opposite direction but winding in the same direction, so as to end at the point where the winding of the first layer started.
In this way a coil is easily constructed whose inherent capacity between the two superimposed layers as indicated is sufficient for the purpose of selection, but, if desired, still other layers can be applied to the first two. The coil can be provided with an appropriately shaped, open casing to provide shielding in a manner known per se.
In order to change the inductance of the coil, it can be provided with a core of suitable magnetic material, which can be driven more or less into the magnetic field to increase or reduce the inductance. It can be seen that, in the case of a coil with two layers, with capacitance and inductance distributed as has just been said, the granted wavelength is proportional, over the major part of the displacement of the magnetic core, to the depth of penetration of the core,
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condition that this is introduced by the end of the coil where the winding begins.
Such a coil, whose capacitance and inductance are distributed over its length, is a transmission coil and, if one end of the coil is connected to an antenna and the other end is earthed, all the waves from the antenna pass, in general, to earth by passing through the coil. If the end of the coil connected to the antenna is also connected to the grid of the first lamp of a receiving station, and if contact with the earth is made using a cursor at a point ap - property of the length of the coil, standing waves originate in the coil and it serves as a tuning coil.
On the other hand, it is possible to use, instead of the cursor, one or more coils with capacitive or inductive coupling located near the main coil and connected, instead of the antenna, to the grid of the lamp, preferably via a tuning coil of normal construction.
The conditions under which the coil serves as a transmission coil through which waves pass to earth, or as a tuning coil in which standing waves arise, are described more fully below, but in each case it a certain number of points exist along the coil where, to ensure the best reception, one or more sliders or one or more secondary coils must be placed;
these points are separated by distances equal to the half-length of the wave to be tuned or to its multiples and, consequently, the reception at these different points will be designated as reception or tuning on half-wave, whole wave, double wave or, in general, multiple wave, depending on whether, in the case of a transmission coil, the cursors or
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analogous organs are separated by 1/2, 1, 2 ... etc. waves, or, in the case of a tuning coil, the single cursor or the like is located at a distance equal to 1/2, 1, 2 ... etc. wavelengths, from the end of the coil where the reflection occurs.
Alternatively, the coil can be connected to the receiver or generator circuit without the intervention of a slider or secondary coil, and it can be resonated so that the stationary oscillation extending the entire length of the coil has. the length of 1/2, 1, 2 ... etc waves, thus ensuring the tuning on a half-wave, a wave, or on a multiple number of waves.
In practice, when receiving energy under these different conditions, it is desirable to vary the number of coils used. For example, in the case of full-wave reception, two coils are advantageously used in the antenna circuit and two coils in the circuit of the first amplification stage. On the other hand, for double wave reception, four coils are usefully employed in each of these circuits.
For the reception of energy radiated at different wavelengths, it is possible to use, in each circuit, two or more series of coils; can, for example, use four coils for the reception, on double wave, of energy radiated on a wavelength included in the band of so-called average waves, which comprises wavelengths of 200 to 550 meters, and two coils for reception, on full wave length falling in the long wave band, between 1000 and 2000 meters. In such a case, use is made of a switch with multiple contacts, to switch on, alternately, the different series of coils.
It is also possible to add a series of coils suitable for the shortwave band, of
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15 to 100 meters, or for any other wavelength.
In apparatuses of the kind mentioned, where several coils are employed, it is desirable that, when they serve for selective reception, the cores belonging to the different coils are moved to the same extent and, preferably, simultaneously; according to the invention, this is achieved by mounting the cores on slides or similar supports mechanically connected to a common control member so that by actuating this member, action is taken simultaneously and uniformly on the cores. For example, the slides carrying the cores are provided with racks engaged with pinions mounted on or driven by a common shaft which can be turned by hand, by means of a knob or a handle.
In order to facilitate the understanding and the practical execution of the invention, it will be described hereinafter with reference to the accompanying drawings which show several forms of apparatus and their connections, made in accordance with the invention.
In the drawings,
Fig. 1 is a longitudinal section of a tuning coil.
Figs. 2 to 11 show different modified forms of tuning coils, as well as several connection modes;
Figs. 12 and 13 show, schematically, the connections of two or more tuning coils forming part of a system for receiving or transmitting radiated energy.
Fig. 14 is a plan view, and
Fig. 15 a vertical section of an apparatus comprising series of coils for tuning waves belonging to two different bands, and a switch for switching
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the two series of coils in circuit, alternately.
Fig. 16 is a view similar to FIG. 14, showing an apparatus of modified construction, and
Fig. 17 is an explanatory diagram.
Fig. 1 shows, more or less schematically, a simple form of a transmission coil wound on a support 1, preferably of insulating material, the wire, enamelled or insulated in any other suitable way, is wound in a layer 2, starting by the left end 3 and going, along the support, to the right where the free end 4 of the wire exits to the outside. Around layer 2, a second layer 5 is then wound in the same direction, starting on the right, where the free end 6 of the wire is welded to the free end 4 of the inner layer 2, advancing to the left and ending at the left end with a loose end of thread 7.
It is obvious that instead of cutting the end 4 of the inner layer 2 and welding it to the end 6 of the outer layer, we could have a continuous wire for the two layers, the direction of advance for the outer layer being then inverted, which means that the outer layer should be rolled from right to left instead of left to right, like the inner layer. On the other hand, it may be advantageous, under certain conditions, not to connect the two free ends 4 and 6 together. In order to vary the inductance of the coil, it can be fitted with a core 8 of magnetic material, movable in any suitable way in the axial direction.
If such a coil is wound with an outer diameter of 0.5 cm. for a length of 2.3 cm, with enamel wire N .38 S.W.G. each layer comprising 100 turns, it can be seen that the coil, tuned with the aid of a magneti-
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that, covers the wavelength band from 200 to 550 meters.
The inductance and capacitance of the coil is distributed over its entire length, and when one end of the wire is connected to an antenna and the grid of a lamp, and the other end to earth, the coil becomes an oscillating system which makes it possible to receive, by adjusting the magnetic core relative to the length of the coil, waves of lengths between 200 and 550 meters.
When the coil is used for receiving radiated energy, using capacitive or inductive coupling coils to transmit power to the receiving apparatus, as shown in Figs. 2 and 3, respectively, the coil is connected between antenna 9 and earth 10 as shown, one or more coupling coils 11, 12 being wound on carriages 13 and 14, respectively, to be able to be brought into n 'any point along the main coil. If, as shown, ends 4 and 6 of the layers of the winding are grounded, the coil acts as a transmission coil, which means that the waves flow freely, through the coil, between the coil. antenna and earth.
Under these conditions we see that, for a given wavelength, there are certain positions along the coil, separated by distances equal to the wavelength, in which it is necessary to place the coupling coils to capture the waves. of this length. If two or more coupling coils, connected in series, are placed in more than one of these positions respectively, an additive effect results. Conversely, if for the same wavelength the distance between two coupling coils is reduced to half or increased to 11/2, 21/2, 31/2 ... etc. times the distance necessary to obtain the mentioned additive effect, the impulses received by the coils neutralize each other-
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The element and the coupling coils can be used to eliminate the wave of length considered.
In the examples shown in Figs. 2 and 3, two of these coils are used in series, being connected by a flexible connection 15, and the end of the coil 11, opposite to connection 15 is connected, by a conductor 16, to the grid of the first lamp 17 from a receiving station. The form and construction of this receiver station do not form part of the present invention, so the receiver will not be described or shown. When employing capacitive coupling coils, as shown in FIG. 2, the end of coil 12, opposite to flexible connection 15, remains free, while in the case of an inductive coupling coil, shown in FIG. 3, this end is grounded, as shown.
In the case of capacitive coupling, plates or pads can be used, instead of coils. In each of these cases, conductor 16 can lead to a tuning coil and from there to lamp 17.
If a connection is used, the contact of which is established via a cursor, as shown in Fig. 4, a portion of each turn of the outer layer 5 of the main coil must be stripped, so that the slider 18 can make contact with each of the turns of that layer.
In this case, as shown in the drawing, the antenna 9 is connected to the outer layer 5 and to the grid of the lamp 17, while the inner layer 2 and the slider 18 are grounded, at 10 In another embodiment, the antenna and earth can be connected, respectively, to two or more coupling coils or equivalent devices connected in series and separated, along the main coil, by a distance. equal to or multiple of the length
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of the wave to be tuned, the main coil being connected to the receiving station.
It has already been explained that, when capacitive or inductive coupling coils are used to draw energy from the main coil, the position where the best effect is reached for each wavelength varies with the position of the coupling coil on the main coil or, if several coupling coils are used, with the distance between them, and also depends on the geometric and electrical constants of the main coil. If the latter is such as to produce a standing wave by reflection, the coupling coil being inductive in nature, the strongest current is induced in it when it is placed at the closed end of the main coil, that is, at the end opposite to that where it is connected to the antenna and to the earth.
However, if the main coil was double the length and if the ends of the wires opposite the ends of the antenna and ground connections were left free, the maximum induction would occur, in the coil of coupling, when: 'this is in the middle of the main coil.
Likewise, if the main spool was three times the minimum length mentioned, with its free ends preferably being tied together, the coupling spool should be either at the closed end or one-third the length of the main spool. , from the antenna and earth connections.
On the other hand, if the coupling coil is of a capacitive nature, it must be placed on a main coil of minimum length at the end where the connections to the antenna and to the earth are located; for a main spool twice as long, it should be located at either end of the main spool, while in the case of a main spool three times as long, spool 1 -
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coupling should go either to the end where the antenna and ground connections are, or to two-thirds of the coil from that end, and so on.
In general, expressed in wavelengths, the distance of the inductive coupling coil, from the end of the main coil where the connection to the antenna is located, must be equal to one quarter. orat an odd number of quarters of the wavelength, while for a capacitive coupling coil this distance should be half or a multiple of the wavelength, the coil may also be located at the end of the main coil, connected to the antenna.
As shown in Fig. 5, it is possible to add to the main coil reaction coils 19 and 20, connected to each other in series by a conductor 21 and having their outer ends connected to the fixed blades 22, 23, respectively, of a variable capacitor , the movable blade 24 of which is connected to the plate of the lamp 17. These reaction coils are adjustable along the main coil, but, after having determined their most effective position by tests, they are fixed in place. It has been found that with two feedback coils located near opposite ends of the main coil, the reactive effect is substantially constant for the entire tuning band of the coil.
The selectivity can be increased by the use of one or more additional transmission coils, inserted before the receiving station; Preferably, the signals received by the first transmission coil are then taken up, they are transmitted, if necessary, to a high-frequency lamp, then to another transmission coil where the selection can be restarted. So as shown
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Fig. 6, in a system comprising capacitive coupling coils 11 and 12 arranged as in the case of FIG. 2, the output of the transmission coil to which the antenna is connected, passes through a high frequency lamp 25 and from there passes into the main winding of a second transmission coil 26, constructed as the first coil, or in accordance with one of the variants indicated above.
The output of the second transmission coil 26 goes to the lamp 17 of the receiver, either directly or with the interposition of one or more new transmission coils.
In transmission coils as described, the reflection effect at each of the ends may be excessive and, in order to avoid the inconveniences that might result, the turns 27 at each end of each layer may be larger. spaced apart, as shown in FIG. 7.
In order to represent this construction more clearly, the turns of the outer layer and the corresponding end turns are drawn in section. It is seen that the spacing of the turns increases as they approach the ends of the coil.
In order to be able to vary the inductance in a predetermined and more progressive way, the magnetic core
8 adjustable with respect to the coil may have a decreasing section, as shown in FIG. 8. In this case, the diameter of the coil is constant, over its entire length, as previously described, but, in the construction according to
Fig. 9, the coil also can have a decreasing diameter in accordance with that of the magnetic core 8. The reduction in section of the core is not necessarily uniform over its entire length, but can vary in any desired way; for example, as shown in FIG. 10, the sides of the core can
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be limited by a logarithmic curve and, if desired, the cross section of the coil may vary in a similar fashion.
This conformation of the magnetic core has the effect of increasing the self-induction of the part of the coil adjacent to the larger section of the core, with, as a consequence, the production in this part of a higher voltage which can be applied. to a lamp or other device by direct connection or through a coupling coil. Likewise, the self-induction of any desired section of the coil can be increased by gradually increasing the number of turns per unit length, in particular by using a longer wire for winding. end.
If, as already said, it is found that two layers of wire do not give the coil sufficient own capacity, it is possible to apply, on these first layers, still other layers, wound up in a similar manner and suitably connected. Thus, instead of continuing the winding over the entire length of the reel, it can be limited to one section by carrying out what will be referred to hereinafter as a npaquetn. Winding is then continued to form a second adjacent packet and the procedure is repeated for example five times, until a spool of the desired total length has been obtained.
Two or more of these coils can be linked or have their ends connected so that the windings add up. It is possible to wind, in each layer, two threads simultaneously, so that the turns of one of the threads alternate with those of the other, the pair of threads being wound in the same way back and forward to form several layers on the coil section and thereby constitute a bundle. Such a construction is shown in FIG. 11 which shows four packages, the one on the left being
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drawn in section. In this winding mode, two threads 28 and 29 are wound together on the support 1, from left to right in the drawing, to form the inner layer.
After continuing the winding over a short section of the support, we go back to wrap a second layer around the first, going, with the two threads 28 and 29, from right to left. Then a third layer is formed by winding the two threads from left to right, and so on, until the package has the desired number of layers which is seven in the case shown. The threads 28 and 29 are extended on the side opposite to that where the winding was started and, as shown, they are again brought into contact with the support 1 in order to form similarly , the inner layer, then the following layers, of the second package. The successive packages are wound up in the same way to form the finished coil.
As already stated, it is desirable, under certain conditions, to employ two or more coils, both in the antenna circuit and in the circuit of the first amplification stage. For example, in the case of reception on a double wave, it is advisable to use four coils in each of these circuits, each coil, by itself, being able to be tuned for a half-wave; such an arrangement is shown schematically in FIG. 12, on which the antenna circuit comprises four coils 30, 31, 32, 33 each having an inner layer 2 and an outer layer 5, as shown in FIG. 1, although coils having any other number of layers can be used.
Although, as already stated, it is desirable that the two layers of each coil be wound in the same direction, it is preferable that adjacent coils are wound in opposite directions, because
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that in this way the reception of wavelengths greater than those for which the system is intended is avoided.
The coils can be connected as if they came from severing a long coil into four parts, but it is preferable to employ the arrangement shown where the current antinodes of coils 30 and 31 are joined together, as are those of coils 32. and 33, as shown at the left ends of the coils, while, as shown at the right ends, the voltage antinodes of coils 31 and 32 are joined together; on the other hand, one terminal of each antinode is earthed. However, the connections can be changed in any suitable way, depending on the type of receiver and the reception conditions.
Thus, for example, the point common to the outer layers of coils 31 and 32, which constitutes a voltage antinode, can be earthed as shown, or this connection to earth can be omitted, depending on the requirements of the different circuits. In general, however, not only in the case shown, but in all cases where a coil in accordance with the invention is used, for the purpose of creating standing waves, it is advantageous to the earth one or more voltage antinodes, because, in this way, we suppress the waves longer than those we want to receive. In Marl, by the union of all the current antinodes, the reception of waves belonging only to a predetermined band is ensured.
The output of the antenna circuit goes, from the. inner layer of coil 33, to the gate of a high frequency lamp 25 and thence to coils 34, 35, 36 and 37 which constitute the circuit of the first amplification stage and are connected, like this is represented, in a similar way to that adopted
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for the coils 30, 31, 32 and 33, the earthing of the intermediate coils 35 and 36 being, here again, optional.
This series of coils may include reaction coils 19 and 20 which correspond to those shown in FIG. 5 and are similarly connected to the output lamp plate 17, via a variable capacitor 22, 23, 24. Although the feedback coils are shown, for clarity , on one side only of the main coils to which they are added, it is understood that they must be wound around these main coils. Furthermore, while the drawing shows reaction coils cooperating with only two of the coils constituting the first amplification stage, it is possible to add reaction coils to each of the coils 34, 35, 36, 37 or to all of these. coils.
In the case of full wave reception, two coils should be employed in each circuit, and such an arrangement is shown in FIG. 13; it shows two coils 38, 39 in the antenna circuit and two coils 40, 41 in the circuit of the first amplification stage. This figure also shows the use of coils the layers of which are separated into two groups, each having, in the case shown, three layers. Half of the windings are shown in section and, for clarity, the layers drawn in section are shown separated from each other, when in reality they are wound on top of each other, as already described. .
Although in each of the constructions shown in Figs. 12 and 13, the tuning can be effected by the fitting of conductive, inductive or capacitive coupling devices, as described, these devices are not re-
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presented, since tuning can be obtained by varying the degree of depression of magnetic cores in the corresponding coils. This has the effect, as already said, of modifying the inductance of the coils and of creating, consequently, oscillations in relation to the different wavelengths, depending on the position of the magnetic cores.
It is desirable that the magnetic cores of the circuits of the antenna and of the first amplification stage are moved simultaneously and by the control of a single member, and for this purpose the apparatus shown in Figs is used. 14 and 15. This apparatus comprises a series of coils 30 to 33 which constitute the antenna circuit, and a series of coils 34 to 37 which constitute the circuit of the first amplification stage, these coils corresponding to those described with reference to FIG. 12, and suitable for medium wave reception.
The apparatus further comprises coils 38 and 39 which constitute the antenna circuit, and coils 40 and 41 which constitute the circuit of the first amplification stage of a system. lending to the reception, on whole wave, of long waves, the latter coils corresponding to those represented in FIG. 13. As shown in the drawing, each of the coils 40 and 41 has a reaction coil 19, 20, similar to those described with reference to FIG. 5.
In order to effect the tuning by varying the inductance of the coils, each of these comprises a magnetic core 8, as described with reference to FIG. 1.
The cores belonging to the coils constituting the antenna circuit are mounted on a common bar 42, while the cores belonging to the coils of the amplification circuit are mounted on a bar 43. These bars carry racks 44 and 45, respectively. , that clogs 47 and 48 worn by
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springs 49 and 50, maintain engagement with a common pinion 46. The shaft 51 of pinion 46 passes through a panel 52 serving to support the apparatus, and carries, at the front of the panel, a main adjustment knob 53 which is used to rotate the shaft and thus adjust the cores 8 which are all inserted, to the same extent, in the different coils.
The wavelength for which the apparatus is tuned being, as explained, proportional to the degree of penetration of the cores, that is to say to the angle of rotation of the adjustment knob 53, it is possible to use a scale uniformly graduated in wavelengths, cooperating with an index of the knob. The coils are mounted on blocks 54 and 55, suitably made of an insulating material capable of being molded, for example bakelite; and attached to panel 52 by screws 56 which pass through slots 57 in blocks 54, 55, so that the position of these blocks can be adjusted by moving them closer to or slightly away from gable 46.
To allow fine adjustment of the cores 8 in relation to the coils, the main operating button 53 eccentrically carries a disc 58, a part of which protrudes from the button 53 and which the operator can easily turn using its handles. fingers. On the axis 59 of the disc 58 is fixed a toothed or friction pinion 60, in engagement with a friction toothed wheel 61, fixed with respect to the panel 52. Thus, the diameter of the pinion 60 being substantially smaller than that of the wheel 61, a large peripheral movement of the disc 58 causes only a small angular movement of the adjustment knob 53. In other words, by turning the disc 58, the position of the cores 8 can be adjusted with great precision by compared to the corresponding coils.
In order to switch from coils used for the reception of medium waves, to those suitable for
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long waves, a switch is provided which comprises a bar 62 of insulating material, supported in slides, not shown, which make it possible to move the bar longitudinally. This movement is carried out with the aid of a switch button 63 projecting from the face of the panel 52, and having an axis which passes through this panel and carries a disc 64 on which there is an eccentric lug 65 engaged. in a buttonhole 66 of the bar 62. Thus, when the knob 63 is rotated by 180, the bar 62 moves a distance equal to the eccentricity of the lug 65 on the disc 64.
Bar 62 carries a series of metal buttons 67 electrically connected to connectors 68 from which flexible conductors not shown go to appropriate terminals for making connections with the receiving apparatus and the antenna. The buttons 67 which protrude from the bar 62 may come into contact with a series of elastic blades 69, when the bar occupies the position shown, or with another series of blades 70 which alternate with the blades 69 and with which the buttons 67 come into contact when the bar 62 is brought, by means of the switch 63, into its other extreme position.
The elastic blades 69 and 70 are arranged, as shown, in two series supported by insulating blocks 71, 72 and belong, respectively, to the antenna circuit and to the circuit of the first amplification stage. Each elastic blade carries or is connected to a solder eye or a similar terminal 73.
The connections between these eyelets 73 and the coils, as well as other connections between the coils and between them and the earth electrode 10, are shown, in FIG. 14, in broken lines it can be seen that, when the bar 62 occupies the position shown, the connections are established for the coils used for the
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reception of medium waves while, when the bar is brought into its opposite position, connections are made for the coils which serve for reception of long waves.
In the event that the tuning would require more than the two partial devices shown in Figs. 14 and 15, we can add other groups of coils and cores controlled from a common member, and whose circuits are controlled by switches acting on an extension of the bar 62. Such an arrangement is shown. in Fig. 16 which is a view, similar to FIG. 14, of a tuning apparatus for three wave bands, the connections between the various elements not being shown.
This apparatus comprises three series of coils, the outer rows of which may constitute, as is to represent the antenna circuits and of the first amplification stage respectively, while the central group of coils 74, with their control blades. tact 75 cooperating with metal buttons on the switch bar 62, are used in any suitable way to achieve the desired effect. Obviously, the manner of using the three sets of coils can be varied in many suitable ways.
As shown, each series of coils comprises a corresponding series of adjustable magnetic cores 8 carried respectively by the three bars 76, 77, 78, each of which is common to one of the series. These bars are supported by a bar 79 mounted so as to be able to slide lengthwise, a part of this bar constituting a rack 80 in engagement with a pinion 81 controlled by an adjustment knob, just like pinion 46 on Fig. 14. In this way, all the magnetic cores are mounted, in this apparatus, on a single rigid support, which facilitates their joint movement.
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If one wishes to complete this apparatus by adding other series of coils, these can be mounted on one or more panels parallel to that of the first series, the control shaft then being extended. through this or these panel (s) and provided with a corresponding number of gables.
The selective effect of a coil mounted, in accordance with the invention, in a receiving station is shown schematically in the diagram of FIG. 17 which shows the application to the coil of two sets of standing waves of different lengths.
The case of grounding the closed end of the coil, i.e. the junction of the ends of the two layers opposite to their ends connected to the antenna and to the ground, respectively, has been described in detail with reference to Figs. 2 and 3, and in this case the coil acts as the transmission coil. If the closed end of the coil is not earthed, waves will reflect at that end and standing waves originate in the coil.
To avoid the reflection effect at the end of the coil which is connected to the antenna and to the earth, it is desirable, in this case, to space the turns at this end, as shown in Fig. . 7. As reception is by means of a standing wave, a single coupling coil or a single slider is sufficient, although two or more can be used, so located as to have an additive effect.
As for the two wave trains shown in FIG. 17, the best reception of one of the wave trains is obtained by placing the slider or the coupling coil at equidistant points A along the coil, while the best reception of the other wave train is obtained by placing the cursor or the
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coil at points B, also equidistant, but separated by different distances from those which separate points A.
For each of the wave trains, the optimum reception points are separated by distances equal to the half-length of the standing wave, or by multiples of this half-length We see that, on the diagram, the points A and B on the left, that is to say those closest to the end of the coil, are relatively little apart from each other, while the next time they are much further apart; it follows that if we want to capture each wave separately by placing the cursor or the equivalent organ at one of the first two points, we will easily cause interference, while this inconvenience is avoided if we choose one of the points of the next pair.
For points B, for example, the one located at the distance of one and a half waves from the left end will not interfere with the other wave shown, while for points A we get a result too good, by choosing the one located at the distance of one and a half or two and a half waves. It is possible to ensure the reception, without interference, of waves of any other length, by choosing the optimum reception point as far as possible from the corresponding points belonging to other wavelengths. It is therefore possible to capture, with the desired sharpness, the waves of different lengths, by bringing the cursor or the equivalent device to different points along the coil.
The length of the standing wave increases as the inductance of the coil decreases, which is achieved for example by partially or completely removing the magnetic core 8.
Fig. 17 also shows how to use two coupling coils in order to eliminate a wavelength
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other than that which one wishes to receive or transmit, and which could disturb, by interference, the operation of the apparatus. In this case, the coupling coils must be connected in series, as shown in Figs. 2 and 3, and if the two coils are of the same type, that is to say if they are both used for capacitive coupling or both for inductive coupling, they must be placed at points separated by a distance equal to the half-length of the wave to be eliminated; these points can correspond, for example, to two opposite maximum points, like A and A1.
On the other hand, if one of the coils is used for capacitive coupling and the other for inductive coupling, they must be separated by a distance equal to a quarter of the length of the wave to be eliminated; could, for example, place one of the coils at an optimum reception point, and the other at a zero reception point, such as points A and A2, for example. Under these conditions, although the waves represented by the curve carrying the points A are eliminated, the coupling coil located, on the diagram, at the point A closest to the left end, is also located near the adjacent point B, belonging to the curve which represents another wavelength; therefore, this coil can be used to capture the energy radiated on this last wavelength.
However, if one thus employs a pair of coupling coils which are positioned so as to eliminate a given wavelength, while employing one of the coils to pick up waves of another length, the result varies according to the degree to which points A and B are brought together at different places on the coil. If desired, a third coupling coil can be employed, also connected to the receiving station, and movable along the main coil independent of the coupling coils employed for removal.
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According to another operating mode, the coil is tuned in resonance with the wavelength to be received, either by modifying its physical or electric constants, or by adjusting the position of the magnetic core. This operating mode is employed in the apparatus described with reference to Figs. 12 to 16, where the tuning coils are themselves connected directly to the lamp of the receiver station, although it is possible to interpose capacitive or inductive coupling members.
CLAIMS
1) Receiving or emitting system of radiated energy, characterized in that all or most of the capacitance necessary for tuning is inherent in the turns of a transmission or tuning coil and is kept constant during l selection or agreement operation.