Verstärkerzwischenstation für Radioverkehrsanlagen. Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verstärkerzwischenstation für Radioverkehrs anlagen, welche zum Übertragen von Zeichen zwischen Endstationen dient.
Es ist bekannt, dass bei Verwendung ei ner Mehrzahl von Antennen, welche bestimmte auf die Wellenlänge bezogene Abstände von einander aufweisen, eine derartige Antennen reihe ausgeprägte Richtwirkungseigenschaften besitzen kann. Beispielsweise werden sich die Wellen, wenn solche von allen Antennen untereinander in Phase ausgestrahlt werden, derart vereinigen, dass die resultierenden Wel len sich in mindestens einer Richtung mit maximaler Amplitude ausbreiten, während sie in andern Richtungen eine praktisch ver schwindende Energie besitzen. Die Richtung der maximalen Sendung lässt sich nun da durch verändern, dass von den einzelnen An tennen Wellen ausgestrahlt werden, welche Phasenverschiebungen gegeneinander besitzen.
In ähnlicher Weise ergeben Wellen aus min destens einer Richtung bei gegebenem An tennenabstand und wenn die Wellen der ein zelnen Antennen vereinigt werden, ebenfalls maximale Ergebnisse im Empfänger, während Wellen aus andern Richtungen wirkungslos bleiben. Werden Phasenverschiebungen vor der Vereinigung der Wellen vorgenommen, so kann die Richtung aus der die Zeichen mit maximaler Stärke empfangen werden, verändert werden.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Verwendung einer oder mehrerer richtfähiger Antennenreihen in eine;' Verstär- kerzwischenstation, in der zwischen Empfang und Wiederaussendung eine derartige Steue rung der Phasen stattfindet, dass die Wellen in mindestens einer Vorzugsrichtung wieder ausgesendet werden.
In der nacbstehenden Beschreibung ist die Erfindung anhand der beigegebenen Zeich nungen erläutert. In den Zeichnungen zeigt Fig. 1 und 2 die grundsätzliche Schaltung einer erfindungsgemässen Station, und zwar in Fig. 1 mit einer Anordnung von vertika len Antennen und in Fig. 2 mit einer An ordnung von Rahmenantennen; Fig. 3 eine Station, bei welcher für den Zeichenempfang Erdantennen und für die Zei chensendung Vertikalantennen benützt werden; Fig. 4 ein Element einer der Fig. 3 ähn lichen Station mit Erdantennen und Vertikal antennen für Duplexbetrieb;
Fig. 4a eine sogenannte "bilaterale;- Fern- wirkungscharakteristik. In der Figur ist nur der Hauptzweig der Kurve angegeben, da die Nebenzweige bei mehr als zwei Antennen, bei zweckmässiger Wahl des Antennenabstan des und der Phasenverschiebung auf eine praktisch vernachlässigbare Grösse gebracht werden können.
Die Kurve lässt erkennen, wie stark die Fernwirkung beidseitig einer Antennenreihe<I>K K</I> für verschiedene Rich tungswinkel ist; Fig. 4b schematisch eine Übermittlungs anlage, in welcher zwei Zwischenstationen vorhanden sind, deren Elemente entsprechend Fig. 4 gebaut sein können; darin sind zwei gleichzeitige, aber mit verschiedenen Träger strömen fi und f2 ausgeführte Zeichensen dungen angedeutet, wovon die eine mit f 2 von der Endstation 1 über die Verstärkungs zwischenstationen 2 und 3 nach 4 und die zweite mit fi von der Endstation 4 über die Verstärkungszwischenstationen 3 und 2 nach der Endstation 1 erfolgt;
Fig. 5 ein Element einer Station, bei wel-. eher der Zeichenempfang durch Rahmenan tennen, die Zeichensendung dagegen durch Vertikalantennen erfolgt; Fig. 6 ein der Fig. "5 ähnliches Element einer Station für Duplexbetrieb mittelst zwei Trägerströmen von den Frequenzen<I>f i</I> und<B>f2;</B> Fig. 6a unterscheidet sich von der Fig. 6 dadurch, dass für den Zeichenempfang an Stelle von je zwei Rahmenantennen pro Sta tionselement nur eine, aber für zwei Fre quenzen f1 und<I>f2</I> konstruierte Rahmen antenne benützt wird;
Fig. 7 zeigt eine der Fig. 5 ähnliche Schal tung für Zeichenempfang mittelst Rahmen antennen und Zeichensendung mittelst Verti kalantennen; sie unterscheidet sich von ihr nur dadurch, dass sich zwischen Rahmenan tenne und Vertikalantenne ein koppelndes Zwischenglied befindet, durch welches stören de Einwirkungen der Antennen aufeinander verhindert werden können;. Fig. 8 und Fig. 9 zeigen je eine vollstän dige Radioverkehrsanlage mit zwei Endsta tionen A. und B und mit je einer Verstär kungszwischenstation C.
Die Fig. 9, in wel cher nur ein Element der Zwischenstation gezeichnet ist, unterscheidet sich jedoch von der Fig. 8 dadurch, dass der Oszillator der Station A auch die Frequenz der Sendeträ- gerströme der Station B bestimmt; Fig. 10 zeigt eine Anordnung von vier Zwischenstationen R R, welche zur Verhin derung der störenden Singwirkung zweier be nachbarter Stationen geeignet ist; Fig. 11 und 12 stellen weitere Stations schaltungen, in denen die Antennen für zwei Trägerstromfrequenzen abgestimmt sind, dar.
Fig. 11a zeigt eine für den Betrieb der Sta tion 12 vorgesehene Fernwirkungscharak- teristik für Empfang und Sendung, entspre chend Fig. 4a, während 1111 eine schemati sche Darstellung einer Übermittlungsanlage für zwei Trägerstromfrequenzen zeigt; In Fig. 1\231a wird schematisch eine Über mittlungsanlage mit vier Zwischenstationen für zwei verschiedene Trägerstromfrequenzen gezeigt;
Fig. 13 zeigt eine Station mit drei Ele menten, welche gemeinsame Filter- und Kraftverstärkereinrichtungen besitzen.
In mehreren Figuren ist der vollständige Verstärkungsstromkreis nur für eine Antenne, oder nur für ein zusammengehöriges Anten nenpaar angegeben, obschon für jede Verstär kungszwischenstation mehrere Antennen, be ziehungsweise Antennenpaare vorgesehen sind.
Ferner sind in allen Schaltungen Fig. 1 bis 13 durchgehend folgende Buchstabenbe zeichnungen verwendet Für die Vertikalantennen: Ii, A:2 usw. Für die Erdantennen: GAi, GAa usw. Für die Rahmenantennen : L1, L2 usw. Für die Abstände der Antennen: 4 .l. Für die Übertrager: Ti, T= usw.
Für die Antennen-Nachbildungen N::, N:.> usw.
Für die Phasenregler oder Phasenschie ber: PSi, PSz USW.
Für die Bandfilter; Fi, F#, usw. Für die Verstärker: Al, Aa usw. Für die 1VIodulatoren: Ml, 1112 usw. Für die Detektoren: Di, Dz usw. Für die Oszillatoren : 0i, 02 usw. Für die Gleichstromgeneratoren: G.
Für die Trägerstromfrequenzen : fi, <B><I>f2.</I></B> Für die modulierenden Frequenzen: f s, fi+s, f2+s.
Nach Fig. 1 sind drei Vertikalantennen Xi, X2, Xs sowohl für den Zeichenempfang, als auch für die Zeichensendung benützt. Sind sie so in einer Reihe angeordnet, dass
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des zur Wiederaussendung in die Antenne X, gelangenden Stromes. Für die Richtwir- kung der Station kommt es nur auf die im ganzen bei jeder Antenne bewirkte Phasen steuerung an.
In der anhand dieser Figur beschriebe nen Anordnung ist jede Antenne vertikal und an und für sich nicht richtfähig. Die in jeder Antenne empfangenen Wellen wer den, nach dem sie verstärkt und in ihrer Phase eingestellt worden sind, ausgesendet, ohne dass sie in der Station vereinigt wurden.
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der Bandfilter abhängig. Da Empfang und Senden mit der gleichen Frequenz ausgeführt werden, ist es nötig, dass die einzelnen An tennen mittelst Nachbildungen, wie zum Beispiel Xi, ausgeglichen werden, um dadurch eine Selbsterregung des der Verstärkungsein richtung, welche als Pfeifen bekannt ist, zu verhindern.
Die in Fig. 2 gezeigte Anordnung ist im allgemeinen ähnlich derjenigen der Fig. 1, ausgenommen darin, dass an Stelle der Ver tikalantennen der Fig. 1 Rahmenantennen L verwendet werden. Die Rahmen sind für Empfang und Senden von Zeichen gleicher Frequenz eingestellt. Die Wirkungsweise ist die nämliche wie diejenige der vorhergehen den Anordnung.
Das Polardiagramm, welches die Fernwirkungscharakteristik von Rahmen antennen darstellt, ist natürlich von den Ver tikalantennen verschieden und jede einzelne Antenne besitzt an und für sich Riehteigen- schaften. Richtung der Wiederaussendung kann jedoch ebenfalls, wenn auch in kleine rem Ausmasse, wie anhand der Fig. 1 be schrieben wurde, mittelst der Phasenschieber P,9, und P & geändert -werden. Der Vorzug der Rahmenantennen besteht darin, dass zur Erzielung der gleichen Richtungsselektivität etwas weniger Rahmenantennen erforderlich sind,
als Vertikalantennen.
In Fig. 3 ist eine Verstärkungszwischen station für gleiche Stromfrequenzen für Zei chenempfang und für Zeichensendung dar gestellt, bei welcher der Zeichenempfang durch die Erdantenne GA, die Zeichensendung da gegen durch die Vertikalantenne Xi (bezie hungsweise GA2 und X2, sowie GAa und X.a) stattfindet.
Beschreibungen solcher Erdanten nen finden sich in dem "Lehrbuch der draht losen Telegraphie" von J. Zenneck, dritte Auflage, Stuttgart 1915, Verlag von F. Enke, Seite 437 und f., und Nesper, Handbuch für drahtlose Telegraphie, Band I, Seite 411 und f. Selbstverständlich sind die Erdanten nen mit den zugehörigen Vertikalantennen genau ausbalanciert.
Obschon in Fig. 3 die zusammengehörigen Antennen je eines Paares, CT 4i und Xi usw., nahe beisammen gezeichnet sind, werden zweckmässigerweise einerseits die Vertikalantennen mit Abständen X' - Xz = XL - X3 .--- J), in eine gerade Reihe ge stellt und anderseits in gleicher Weise die Erdantennen, wobei letztere von der Ersteren um einen beliebigen passenden Abstand ent fernt sein können.
Dies bedingt dann aller dings längere Zuleitung von den Übertragern der Antennen bis zu den Verstärkungsein- richtungen.
Kommt eine Zeichenwelle auf der Erd antenne<B>G A1</B> an, so wird der in ihr erzeugte Strom induktiv auf die Verstärkungseiirrich- tung P,9i, Fi, <B><I>Al,</I></B> 11'-, <B><I>PS.,</I></B> und in ver stärktem Masse auf die Sendeantenne Xi übertragen, wie schon bei Fig. 1 beschrieben.
Empfangsstrom und Sendestrom haben glei che Frequenz. Um das Auftreten von Sing- wirkungen im Verstärkungsstromkreise zu verhüten, müssen die zusammengehörigen Vertikal- und Erdantennenpaare sehr gut aus balanciert werden. Jede Erdantenne besitzt an und für sich eine Richtwirkung und so ist in dieser Art Anordnung die Richtung., aus welcher der maximale Empfang statt finden kann, festgelegt, doch kann die Rich tung der Wiederaussendung auf vorstehend erläuterte Weise geändert werden.
In den in F ig. 1, \.', und 3 dargestellten Verstärkerzwischenstationeri ist die Frequenz des ankommenden und abgehenden Träger stromes die gleiche.
In Fig. 4 ist nun eine Verstärkungszwi schenstation dargeitellt, in welcher gleich zeitig zwei Zeichenströme verschiedener Fre quenzen empfangen und unter Beibehaltung ihrer Frequenz in verstärktem 'Masse weiter gesandt, werden können, sei es beide in glei cher oder in entgegengesetzter Richtung.
In bezug auf die Vertikalantennen X, usw. und auf die Erdantennen C T.1 usw. gelten die zu Fig. 3 gemachten Angaben, wozu aber zu bemerken ist, dass die in Fig. 3 gezeichneten Antennen X2,<I>X:;
,</I> GA-, GAin Fig. 4 weg gelassen sind. Trifft eine elektromagnetische Welle, deren Frequenz innerhalb des Frequenz bereiches f i 1-- s bis f i - s liegt, auf der Erdantenne GAi ein, so erzeugt sie in dieser einen Strom gleicher Frequenz, welcher durch den ersten der beiden in GAi eingeschalte ten Übertrager induktiv auf den Verstär kungsstromkreis PSi, Fi, Ai,
A2, F2, PS2, über tragen und in verstärktem Male durch den obern Übertrager von X auf die vertikale Sendeantenne X, induziert wird, wie es in der Beschreibung zur Fig. 1 erläutert ist. Jede der beiden Antennen Xi und GAi, X2 und GA2, etc. jedes Antennenpaares ist im stande Schwingungen sowohl von der Fre quenz fi, als auch von der Frequenz f2 aus zuführen.
Die Antennen eines Paares sind gegeneinander genau ausbalanciert, das heisst derart angeordnet, dass die Erdantenne GAi auf die von Xi auszusendenden Wellen nicht anspricht; es kann unter diesen Umständen die Verstärkung in A und A2 ziemlich hoch gewählt werden, ohne dass Singwirkungen der Verstärkungsanlage zu befürchten sind.
Kommt eine elektromagnetische Welle, deren Frequenz innerhalb des Frequenzbereiches f 2 + s und f 2 - s liegt, auf die Erdantenne GAi an, so erzeugt sie in dieser Strom glei cher Frequenz, welcher durch den zweiten in GAi eingeschalteten Übertrager, auf den zweiten Verstärkungsstromkreis PS3, F3, Ai, <I>A: ,</I> F4, PS4 übertragen ' und in verstärktem Masse durch den untern Übertrager von X, auf die Sendeantenne Xi induziert wird, wie es in der Beschreibung zu Fig. 1 angegeben ist.
Dazu wird noch bemerkt, dass die beiden Filter Fi und F2 für das erste Frequenz band fi +s, die beiden Filter F3 und .F4 dagegen für das zweite Frequenzband f 2 -i- s konstruiert sind und dass ferner in Fig. 4 die beiden Verstärker Ai und A2 für beide Strom kreise' f i und f'2 gemeinschaftlich sind, dass sie aber selbstverständlich auch durch je zwei Einzelverstärker ersetzt werden können.
Die Richtung der Wiederaussendung der beiden Frequenzen kann in diesem Falle gleich oder verschieden sein, je nach dem dies gewünscht wird, und zwar entsprechend der Beziehung zwischen den Phasen der von den einzelnen Antennen ausgestrahlten Wellen beider Fre quenzen.
Wie übrigens für alle dargestellten Verstärkerzwischenstationen, so gelten auch hier die bei Fig. 1 in bezug auf die Verhü tung des Pfeifens gemachten Bemerkungen, und in gleicher Weise wie für Fig. 1 sind auch die gewünschte maximale Verstärkung und die Richtwirkung von den Phasenschie bern (PS2, PS4) abhängig, wenn auch in gerin gem Masse, da im vorliegenden Falle die Anten nenreihen ebenfalls Richteigenschaften besitzen.
Die Fig. @5 zeigt einen Verstärkungsstrom kreis, bei welchem der Empfang der Zeichen durch eine Rahmenantenne L2, die ieichen- sendung dagegen durch eine Vertikalantenne Xi stattfindet. Jede Verstärkungsstation be steht, wie es die Fig. 1, 2 find 3 erkennen lassen, aus mehreren solchen Stromkreisen.
Treffen elektromagnetische Wellen von dem Frequenzbereich f -I- s auf die Rahmenantenne L2 auf, so erzeugen sie in ihr Stromschwin gungen gleicher Frequenz, welche in Ai zu nächst schwach verstärkt über den Phasen regler PSi über den Bandfilter A (für das Frequenzband <I>f</I> -f- <I>s)</I> in den Verstärker A2 fliessen und von diesem stark verstärkt auf die Vertikalantenne Xi übertragen werden.
Wird die Phase des Antennenstromes in je der Rahmenantenne der Verstärkerzwischen- station durch die Phasenregler PSi so ver ändert, dass die Fernwirkungscharakteristik der Gesamtheit der Vertikalantennen (Sende- antenDen) angenähert die in Fig. 4a geZeich- nete Form erhält, werden die Empfangsrah men im Bereiche aufgestellt, wo die Sende wirkung gering ist und werden dann noch die Ebenen der Rahmenantennen senkrecht auf die nach der Sendeantennenreihe weisen de Richtung eingestellt,
so kZinnen die von den Vertikalantennen ausgesandten Wellen auf die Rahmenantennen erzeugten störenden Wirkungen vernachlässigbar klein gemacht werden. Eine Störung kann so auch dann vermieden werden, wenn, wie dies in Fig. 5 vorgesehen ist, Xi und L2 auf gleiche Fre quenzen einreguliert sind. Die gleichen Aus führungen gelten selbstverständlich auch für die übrigen Stromkreise der Verstärkungs zwischenstation.
Die Fig. 6 und 611 sind analoge Modifi kationen von Fig. 5 wie Fig. 4 eine Modifi- - Kation von Fig. 3 darstellt. Die in Fig. 6 dargestellte Station dient zur gleichzeitigen Aufnahme und Absendung von Zeiehen, wel che mit Hilfe von zwei verschiedenen Trä gerströmen<I>f</I> i und fa auf den beiden Rahmen antennen L.> und Lz,' ankommen.
In Fig. 6a sind diese beiden Rahmenantennen durch eine einzige Rahmenantenne La ersetzt, wel che imstande ist, Schwingungen sowohl von der Frequenz fi, als auch von der Frequenz f:: aufzunehmen. Während die Fig. 6 und 6n nur je einen Verstärkungsstromkreis darstellen, enthalten die Verstärkungszwischenstationen, wie schon gesagt, mehrere solcher Strom kreise. Bezüglich der Anordnung ihrer An tennen der Phaseneinstellung der aufgenom menen Zeichenströme usw. gelten analoge Regeln, wie für die durch die Fig. 1 bis h dargestellten Stationen.
Durch richtige Pha seneinstellung der zu übertragenden Ströme in jedem V erstärkerstromkreise lässt * sich der Strahlung für jede der beiden Frequenzen irgendeine mit der Antennenanordnung verträgliche Fernwirkungscharakteristik er reichen.
Die Fig. 7 zeigt einen Verstärkungsstrom- kreis, welcher eine Variante der Fig. 5 dar stellt und bei welchem die Frequenz der verstärkten Sendeströme ebenfalls die gleiche ist, wie diejenige der Empfangsströme. Die ankommenden Zeichen mit der Trägerstrorn- frequenz f i werden von der Rahmenantenne L2 aufgenommen, im Verstärker 1i schwach verstärkt und durch einen Übertrager auf den Verstärker A2 übertragen.
Der verstärkte Strom fliesst durch den Bandfilter I'i und einen zweiten Übertrager nach dem Kraft- verstärker A:i und von dort in die vertikale Sendeantenne Xi. Der Stromkreis zwischen Lund Ni dient auch zur Steuerung der Phase.
Störungen durch die ausgesandten Wellen können teils durch geeignete Stellung der Wicklungsebenen der Rahmenantennen und teils durch Erzeugung eines neutralisie renden Stromes in einem mit den Antennen stromkreisen induktiv gekoppelten Zwischen glied behoben werde.). Im letzteren Falle geschieht dies dadurch, dass bei passender Phasenverschiebung vermittelst des Phasen reglers PSi der Strom dieses Zwischengliedes dem in der Rahmenantenne durch direkte Strahlung entstandenen Strom entgegenwirkt.
Mehrere nach Fig. i eingerichtete Verstär kungsstromkreise bilden zusammen eine Ver- stärkerzwischenstation. Für die Anordnung ihrer Antennen usw. gelten die schon ange führten Regeln.
Die Fig. 8 ist eine schematische Darstel lung einer aus zwei Endstationen<I>A</I> und<I>B</I> und aus einer Verstärkungszwischenstation C bestehenden Anlage. Die Zwischenstation C besteht aus drei Verstärkerstromkreisen, de ren vertikale Sendeantennen Xi, X" <I>X$</I> für sich in einer Reihe und deren Rahmenanten nen Li', L.', L:;' für 'den Zeichenempfang eine besondere zweite Reihe bilden.
In jedem dieser drei .Antennenpaare ist, wie es Fig. 8 für das zweite Antennenpaar zeigt, die Emp fangsantenne (L@') mit der vertikalen Sende antenne (X2) über einen Verstärker Ai, über einen Phasenregler Pk''i, über einen Bandfil ter Fi und über einen Kraftverstärker A2 verbunden.
In jeder der beiden Endstationen A und B sind die .Meldeleitungen Li bezie hungsweise L_, über welche die Meldeströme mit einer Stromfrequenz s ankommen und abfliessen, mit einem mehrwinkligen Übertra ger Ti und mit einer Nachbildung Ni (von Li) beziehungsweise N (von L2) verbunden. Die aus Li. ankommenden Meldeströme wer den durch den Übertrager T, auf den Strom kreis 1 induziert.
Die induzierten Ströme von der Frequenz s werden im Verstärker AS beziehungsweise Averstärkt, alsdann mit Hilfe des Modulators JM beziehungsweise M2 den vom Oszillator 0, beziehungsweise 0..2 erzeugten Trüger:strömen von einer gewissen Frequenz f aufgeprägt (man vergleiche das ausführliche Schema von llli, 0i in Fig. 9) und in die vertikale Sendeantenne X4 bezie hungsweise .Y, geleitet.
Die auf diese Weise von X4 erzeugten elektromagnetischen Wel len von der Frequenz f -I- s werden alsdann von den drei Rahmenantennen der Zwischen station C aufgefangen. Umgekehrt werden die von den drei Sendeantennen Ni, X4, X:; der letzteren ausgesandten elektromagneti schen Wellen von der Frequenz f<I><U>--1-s</U></I> von der Rahmenantenne L4 der Endstation A aufgenommen.
Der in L4' erzeugte Strom fliesst alsdann über den Verstärker As in den Detektor Di, welcher die Zeichenströme von der Niederfrequenz s wieder herstellt; diese gehen über den zweiten Verstärker A4 in den Übertrager T1 und verzweigen sich hier nach Ni und Li. In ganz analoger Wei se wie die Endstation A ist auch die End station B eingerichtet, so dass eine spezielle Beschreibung der Vorgänge in B nicht nötig erscheint. Die Wirkungsweise der Verstär- kungsstromkreise der Zwischenstation ist die schon erläuterte.
Es ist einleuchtend, dass die Rahmenantennen Li', L2', Ls' der Zwi schenstation C auf die vertikalen Sendean tennen X4 und X5 der Stationen A und<I>B</I> und auch diese unter sich auf gleiche Fre quenz abgestimmt sein müssen. Das Gleiche gilt für die Rahmenantennen L4 und La' der Stationen A und B in bezug auf die drei vertikalen Sendeantennen Xi, X2, Xs der Zwischenstation C.
Zeichenströme 'von der Niederfrequenz s, welche aus der Leitung Li in der Endstation A ankommen, werden auf den Stromkreis 1 übertragen und in As ver stärkt, mit Hilfe von Ni dem Hochfrequenz trägerstrom von 01, von der Frequenz f, aufgeprägt und über die,vertikale Sendean tenne X4 nach den Rahmenantennen Li', L2', Ls' der Zwischenstation C gesandt, in A, verstärkt, in PSi auf die passende Phase einreguliert, über Bi geleitet, in A2 stark verstärkt und über die vertikalen Sendean tennen Xi,
X2, X3 nach der Rahmenantenne L"' der zweiten Endstation<I>B</I> gesandt, hier im<B>AG</B> verstärkt, im Detektor D2 sozusagen in Niederfrequenzströme von der Frequenz s verwandelt, im Verstärker A7 stark ver stärkt und durch den Übertrager T2 auf N2 und auf die Leitung L2 der Endstation B übertragen.
Zeichenströme, welche über die Leitung L2 in der Endstation ankommen, werden in ganz analoger Weise über Xe, Li', L2', L3', Xi, X2, X3, L4', nach der Leitung Li der Endstation A übertragen. Die Fig. 9 zeigt eine mit zwei Endsta tionen<I>A</I> und<I>B</I> und mit einer Zwischen station C ausgerüsteten Anlage, von welcher nur ein Antennenpaar mit Verstärkerstrorn- kreis angegeben ist.
Diese Anlage unterschei det sich von der durch Fig. 8 dargestellten insbesondere dadurch, dass der Trägerstrom von der Frequenz f mit den beiden Frequenz bändern<I>f</I> + s und<I>f - s</I> des Zeichenstromes zusammen nach der Zwischenstation C über mittelt, hier gemeinsam mit ihnen verstärkt und nach der zweiten Endstation B weiter gesandt wird. In dieser wird dann der auf genommene Trägerstrom f nicht nur für den Empfang der übermittelten Zeichen benützt, sondern auch noch als Trägerstrom für die Zeichensendung von<I>B</I> nach<I>A.</I>
Kommen Zeichenströme von der Frequenz s aus der Leitung Li beim Übertrager Ti an, so werden sie auf dem Stromkreis i induziert, 'im Modulator Mi dem Hochfrequenzstrom f des Oszillators <B>0,</B> aufgeprägt, von der ver tikalen Sendeantenne X4 der Station A auf die Empfangsanteirne Li' der aus mehreren Verstärkerstromkreisen und Antennenreihen bestehenden Zwischenstation C übertragen.
Der in Li' erzeugte Strom von der Frequenz f -f s wird im Verstärker Ai und nachher im Kraftverstärker A2 verstärkt und über den Phasenregulator PS in die vertikale Sendeantenne X, und von dieser nach der Rahmenantenne Ls' der Station B gesandt.
Der in L:,' induzierte Strom von der Fre quenz<I>f</I> -% <I>s</I> wird ini Verstärker A4 verstärkt und vorn Übertrager Ts teils auf den für die Frequenz f durchlässigen Filter Bi, teils auf den Detektor D2 übertragen. Der über D2 fliessende Stromteil wird im Strom von der Frequenz s verwandelt und über den Über trager T4 auf die Leitung L2 .induziert.
Der über den Filter b'i fliessende Stromteil wird im Modulator 1Y12 durch die aus der Leitung L2 herkommenden Zeichenströme von der Frequenz s moduliert und alsdann über die vertikale Sendeantenne Xs der Station B, über die Rahmenantennen Li' etc., über die Verstärkerstromkreise und die vertikalen Sendeantennen Xi etc., der Verstärkungs- zwischenstation C nach der Rahmenantenne L.,' und in;
den Verstärker As gesendet, im Detektor Di in Zeichenstrom von der Fre quenz s verwandelt und auf die Leitung Li übertragen. Die durch Fig. 9 dargestellte Anlage mit den Stationen A,<I>C;</I> B dient also in gleicher Weise wie die in Fig. S dar gestellte Anlage dazu, Zeichenströme mit Trägerströmen gleicher Frequenz für Empfang und Absendung von A über C nach B und umgekehrt zu übertragen, wobei die Gleich heit der Trägerstromfrequenzen automatisch erzielt wird.
Die Verstärkerzwischenstation kann auch nach andern vorherbeschriebenen Formen ausgeführt sein.
Die Fig. 10 zeigt beispielsweise wie eine aus zwei Endstationen A und B aus vier Verstärkerzwischenstationen B R bestehende Anlage für Radioverkehr angeordnet werden kann. Dabei kann sowohl für den Empfang als auch für die Absendung der Zeichen jede der vorgenannten Antennenformen ver wendet werden. Wie vorstehend erläutert, kann die Richtung der Wiederaussendung auf irgend eine gewünschte Richtung gegen über der Empfangsrichtung eingestellt wer den.
In dieser Figur liegen die Richtungen um 9011 auseinander, damit, wenn bei im Sinne der Axe Fig. 4' eintreffenden Wellen die -Sendefernwirkungscharakteristik gleich derjenigen dieser Figur ist, keine Energie in der Empfangsrichtung ausgestrahlt wird.
Unter Hinweis auf die Fernwirkungsdia- gramme Fig. 11' und 11b, soll jetzt eine Verstärkungszwischenstation beschrieben wer den, deren Fernwirkungscharakteristik nach Fig.4' ,,bilateral" ist, bei welcher jedoch für die Zeichensendung eine andere Träger stromfrequenz verwendet wird als für den Zeichenempfang.
In der Fig. 11 stellt X, eine der zur An- tennenreihe der Zwischenstation gehörende Antenne mit ihrem Verstärkungsstromkreis dar. Diese Antenne ist für zwei Frequenz bänder abgestimmt, wovon das eine die Fre- querizen f i -% s, das andere die Frequenzen f 2 + s umfasst.
Sie ist mit dem Verstärker- stromkreis mit Hilfe des Übertragers T, ver- bunden und durch die Nachbildung 14; aus balanciert.
Der Verstärkerstromkreis enthält den Phasenregler PSi und den Verstärker A, für die ankommenden Zeichenströme von der Frequenz f i -i- s, ferner den Modulator .31i nebst dem den verschiedenen Antennen der Station gemeinsarnen Oszillator <B>01</B> für eine Frequenz f3, den Bandfilter F" den Verstär ker A:: und den Phasenregler<B>PS--,</B> für die auszusendenden Zeichenströme von der Fre quenz fa -i- s.
Kommt eine Zeichenwelle vom Frequenzband f i + s auf der einen Seite der Antennenreihe auf der Vertikalantenne an, so induziert sie in ihr einen Strom glei cher Frequenz, welcher teils nach Ni, teils nach PSi fliesst, dann im Verstärker A, aus reichend verstärkt und hierauf im 1Modula- tor 11l1 rnit der Frequenz f':
" des Oszillators 0i zu zwei Frequenzbändern nämlich<B>(f</B> i -f- s) -f- f3 und (fi - -s) - fs moduliert wird.
Der Bandfilter 1i ist nun so konstruiert, dass er nur das Frequenzband fi <I>_-f- s -</I> f:; durchlässt, welches sich wenn fi <I>-</I> fs <I>---</I> f:." gesetzt wird, auch als Frequenzband f e -I- s darstel len lässt.
Dieser Strom wird im Verstärker A:: verstärkt und nachdem seine Phase mit PS.>. passend einreguliert ist, durch den Übertra ger Ti auf die für die Frequenzen fi-i-s und f@+ <I>s</I> abgestimmte Antenne übertragen.
In Fig. 11', ist die für den Betrieb der Station der Fig. 11 beispielsweise vorgese hene Fernwirkungscharakteristik dargestellt. Durch die Umwandlung der Frequenz der Empfangsströme in eine andere Frequenz für die Sendeströme ist die Singwirkung in den Verstärkungsstromkreisen vermieden. In der Fig. 11b seien die beiden Endstationen einer Anlage durch die Vertikalstriche 1 und 4 und die beiden Zwischenstationen durch die Vertikalstriche 2 und 3 angedeutet.
Wird ein Zeichenstrom mit der Trägerstromfre- quenz f i von der Endstation 1 nach 4 abge geben, so gelangt er zuerst in die Antennen reihe der Zwischenstation 2. Er wird in die ser in Sendestrom von der Trägerstromfre- quenz f s umgewandelt und nach der Anten nenreihe der zweiten Zwischenstation 3 wei ter gesandt. Diese ist nun so eingerichtet, dass in ihr der ankommende Zeichenstrom von der Trägerfrequenz 12 in einen Sende strom von der Trägerstromfrequenz fi um gewandelt und nach der zweiten Endstation 4 gesandt wird.
Die Zeichensendung von 1 nach 4 ist in Fig. 11n durch die links nach rechts gerichteten Pfeile, die Zeichensendung von 4 nach 1 dagegen durch die von rechts nach links zeigenden Pfeile angedeutet.
In Fig. 12 wird eine der Fig. 11 ähnliche Station gezeigt. In dieser wird jedoch eine grössere Selektivität durch das Hinzufügen zweier Bandfilter F1 und Ba in jedem einer Antenne angehörenden Verstärkerstromkreis ei-reicht.
Die Fig. 12-1 stellt zwei Endstationen A und B mit den zwischen ihnen befindlichen Verstärkungszwischenstationen 1, 2, 3, 4 dar. Werden Zeichenströme von der Träger strotnfrequenz fi von der Endstation A nach B gesandt, so gelangen sie zuerst in die Zwischenstation 1, wo sie mit der Frequenz f i aufgenommen und mit der Trägerstrom- frequenz f2 an die Zwischenstation 2 weiter gesandt werden.
Diese nimmt die Zeichen mit der Trägerstromfrequenz f2 auf, und sendet sie nachher mit der Frequenz fi wieder an die Zwischenstation 3. Letztere gibt die Zeichen mit der Frequenz f 2 an die Zwischenstation 4 und diese sendet sie mit der Frequenz fi an die Endstation B weiter, wie es in Fig. 12\1 durch die dick gezeichneten Pfeile angedeutet ist.
Die Zeichenübertragung von B nach A findet in analoger Weise statt, jedoch mit dem Unter schiede, dass sie ihre Zeichen mit der Trägerstromfrequenz f2 nach links sendet, dass die Zeichenströme der Zwischenstation 4 in Zeichenströme von der Frequenz f i ver wandelt und nach der Zwischenstation 3 übertragen, von dieser mit der Frequenz f2 nach der Zwischenstation 2 weitergesandt hierauf von letzterer mit der Frequenz fi an die Zwischenstation 1 weitergeleitet und von dieser mit der Frequenz f 2 an die Endstation A abgegeben werden,
wie es in Fig. 12$ durch die dünn gezeichneten Pfeile angegeben ist. In Fig. 13 ist eine Verstärkungszwischen station dargestellt, in welcher für die ganze Antennenreihe ein gemeinschaftlicher Ver- stärkerstromkreis mit Filter Fi, Kraftver- stärkersatz Al und Filter F2 zur Verwen dung gelangt.
Xi, X2, X3 sind analog wie in Fig. 1 drei in einer Reihe mit gleichen Abständen Xi <I>- X2 =</I> X2 <I>-</I> Xs = ö.1 ange ordnete Antennen.
Ti, <I>T2,</I> Ta sind die Über trager, Ni, 1V2, N3 die Nachbildungen der Antennen, PSi, PS3, PS'5 die Phasenregler für die ankommenden Zeichenströme, PS2, PS" <I>Ms</I> die Phasenregler der abzusendenden Zeichenströme. Die in den Antennen er zeugten Zeichenströme werden durch die Überträger auf die Phasenregler PS'i, P83, Pss übertragen und auf gleiche Phase ein reguliert.
Sie gelangen alsdann über die gemeinsame Leitung Li in den gemeinsamen Bandfilter Bi für das Frequenzband f -I- s und in den gemeinschaftlichen Kraftver- stärkersatz <B>Al,</B> von welchem sie in den gemeinsamen Bandfilter F2 für das gleiche Frequenzband wie Bi und über die Leitung L, in die Phasenregler PS2, P84, PSc fliessen.
Durch passende Wahl des Phasenverschie- bungswinkels der verschiedenen Antennen ströme können die gewünschten Richtungen maximaler Fernwirkung erreicht werden. Es können natürlich beliebig viele Stationsele mente mit einer gemeinschaftlichen Ver- stärkereinrichtung verbunden werden.
Da in in diesem Falle die von den einzelnen An tennen empfangenen Wellen alle in einer gemeinsamen Leitung Li vereinigt werden, kann die Richtung beziehungsweise die Richtungen des maximalen Empfanges mit- telst der Phasenschieber PSi, PS3, PSs ein gestellt werden. Nach der Verstärkung kann mittelst der Phasenschieber P82, P84 und PSc die Richtung beziehungsweise die Rich tungen maximaler Sendeintensität eingestellt werden.
Repeater intermediate station for radio traffic systems. The present invention relates to a repeater intermediate station for radio traffic systems, which is used to transmit characters between end stations.
It is known that when a plurality of antennas are used, which have certain wavelength-related spacings from one another, such a series of antennas can have pronounced directional properties. For example, if the waves are radiated in phase from each other by all antennas, the waves will unite in such a way that the resulting waves propagate in at least one direction with maximum amplitude, while in other directions they have practically diminishing energy. The direction of the maximum transmission can now be changed by emitting waves from the individual antennas which have phase shifts in relation to one another.
Similarly, waves from at least one direction at a given antenna spacing and when the waves from the individual antennas are combined also produce maximum results in the receiver, while waves from other directions remain ineffective. If phase shifts are carried out before the unification of the waves, the direction from which the characters are received with maximum strength can be changed.
The present invention relates to the use of one or more directional antenna arrays in one; Repeater intermediate station in which the phases are controlled between reception and re-transmission in such a way that the waves are re-transmitted in at least one preferred direction.
In the following description, the invention is explained with reference to the accompanying drawings. In the drawings, FIGS. 1 and 2 show the basic circuit of a station according to the invention, specifically in FIG. 1 with an arrangement of vertical antennas and in FIG. 2 with an arrangement of loop antennas; 3 shows a station in which ground antennas are used for receiving symbols and vertical antennas are used for sending symbols; Fig. 4 shows an element of a station similar to Fig. 3 with ground antennas and vertical antennas for duplex operation;
4a shows a so-called "bilateral; long-range action characteristic. In the figure, only the main branch of the curve is indicated, since the secondary branches can be brought to a practically negligible size with more than two antennas, if the antenna spacing and the phase shift are appropriate .
The curve shows how strong the long-range effect is on both sides of an antenna row <I> K K </I> for different angles of direction; FIG. 4b schematically shows a transmission system in which there are two intermediate stations, the elements of which can be constructed according to FIG. 4; it indicates two simultaneous, but with different carrier streams fi and f2 executed signs, of which one with f 2 from the end station 1 via the reinforcement intermediate stations 2 and 3 to 4 and the second with fi from the end station 4 via the reinforcement intermediate stations 3 and 2 takes place after the end station 1;
Fig. 5 shows an element of a station in wel-. rather, the reception of characters by frame antennas, whereas the transmission of characters is carried out by vertical antennas; 6 shows an element similar to FIG. 5 of a station for duplex operation by means of two carrier streams of the frequencies <I> fi </I> and <B> f2; </B> FIG. 6a differs from FIG. 6 in this way that instead of two frame antennas per station element, only one frame antenna designed for two frequencies f1 and <I> f2 </I> is used for the reception of characters;
Fig. 7 shows a circuit similar to Fig. 5 for signal reception by means of frame antennas and signal transmission by means of vertical antennas; it differs from it only in that there is a coupling intermediate element between the frame antenna and the vertical antenna, which can prevent the antennas from interfering with one another. Fig. 8 and Fig. 9 each show a complete radio traffic system with two end stations A. and B and each with an intermediate amplification station C.
However, FIG. 9, in which only one element of the intermediate station is drawn, differs from FIG. 8 in that the oscillator of station A also determines the frequency of the transmit carrier currents of station B; Fig. 10 shows an arrangement of four intermediate stations R R, which is suitable for preventing the annoying singing effect of two neighboring stations; FIGS. 11 and 12 show further station circuits in which the antennas are tuned for two carrier current frequencies.
FIG. 11a shows a remote action characteristic provided for the operation of the station 12 for reception and transmission, corresponding to FIG. 4a, while 1111 shows a schematic representation of a transmission system for two carrier current frequencies; In Fig. 1 \ 231a a transmission system is shown schematically with four intermediate stations for two different carrier current frequencies;
Fig. 13 shows a station with three ele ments which have common filter and power amplifier devices.
In several figures, the complete amplification circuit is indicated only for one antenna, or only for a pair of related antennas, although several antennas or antenna pairs are provided for each intermediate amplification station.
In addition, the following letter designations are used throughout all circuits Fig. 1 to 13 For the vertical antennas: Ii, A: 2 etc. For the terrestrial antennas: GAi, GAa etc. For the loop antennas: L1, L2 etc. For the spacing of the antennas: 4 .l. For the transformers: Ti, T = etc.
For the antenna replicas N ::, N:.> Etc.
For the phase regulators or phase shifters: PSi, PSz, etc.
For the band filters; Fi, F #, etc. For the amplifiers: Al, Aa etc. For the 1VIodulators: Ml, 1112 etc. For the detectors: Di, Dz etc. For the oscillators: 0i, 02 etc. For the direct current generators: G.
For the carrier current frequencies: fi, <B><I>f2.</I> </B> For the modulating frequencies: f s, fi + s, f2 + s.
According to FIG. 1, three vertical antennas Xi, X2, Xs are used both for the reception of characters and for the transmission of characters. Are they arranged in a row that
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of the current reaching the antenna X for re-transmission. For the directional effect of the station, it is only a question of the phase control that is effected on the whole for each antenna.
In the arrangement described with reference to this figure, each antenna is vertical and per se not capable of directing. The waves received in each antenna are sent out after they have been amplified and adjusted in their phase without being combined in the station.
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the band filter depends. Since reception and transmission are carried out at the same frequency, it is necessary that the individual antennas are balanced by means of simulations, such as Xi, in order to prevent self-excitation of the amplification device, which is known as whistling.
The arrangement shown in Fig. 2 is generally similar to that of Fig. 1, except that loop antennas L are used in place of the vertical antennas of Fig. 1. The frames are set for reception and transmission of characters of the same frequency. The mode of operation is the same as that of the previous arrangement.
The polar diagram, which shows the long-range characteristics of frame antennas, is of course different from vertical antennas and each individual antenna has its own characteristics. However, the direction of retransmission can also be changed by means of the phase shifters P, 9, and P & - albeit to a smaller extent, as has been described with reference to FIG. 1. The advantage of loop antennas is that slightly fewer loop antennas are required to achieve the same directional selectivity,
as vertical antennas.
In Fig. 3, a gain intermediate station for the same current frequencies for Zei chenempfang and for character transmission is provided, in which the character reception by the ground antenna GA, the character transmission takes place against it through the vertical antenna Xi (or rather GA2 and X2, and GAa and Xa) .
Descriptions of such Erdanten nen can be found in the "textbook of wireless telegraphy" by J. Zenneck, third edition, Stuttgart 1915, published by F. Enke, page 437 and f., And Nesper, manual for wireless telegraphy, volume I, page 411 and f. Of course, the earth antennas are precisely balanced with the associated vertical antennas.
Although in Fig. 3 the associated antennas each of a pair, CT 4i and Xi etc., are drawn close together, on the one hand the vertical antennas are expediently arranged in a straight row at distances X '- Xz = XL - X3 .--- J) ge and on the other hand in the same way the terrestrial antennas, whereby the latter can be removed from the former by any suitable distance.
However, this then requires longer feed lines from the antenna transformers to the amplification devices.
If a character wave arrives at the earth antenna <B> G A1 </B>, the current generated in it is inductive to the amplification device P, 9i, Fi, <B> <I> Al, </I> < / B> 11'-, <B><I>PS.,</I> </B> and transmitted to the transmitting antenna Xi to a greater extent, as already described for FIG.
Receive current and transmit current have the same frequency. In order to prevent singing effects from occurring in the amplification circuit, the associated vertical and ground antenna pairs must be very well balanced. Each terrestrial antenna has a directivity in and of itself and so in this type of arrangement the direction from which maximum reception can take place is fixed, but the direction of re-transmission can be changed in the manner explained above.
In the in Fig. 1, \. ', And 3, the frequency of the incoming and outgoing carrier streams is the same.
In Fig. 4, a gain intermediate station is Dargeitellt, in which two character streams of different frequencies received at the same time and sent while maintaining their frequency in amplified 'mass, can be both in the same or in the opposite direction.
With regard to the vertical antennas X, etc. and to the terrestrial antennas C T.1 etc., the statements made in relation to FIG. 3 apply, but it should be noted that the antennas X2, <I> X :; shown in FIG.
, GA-, GA in Fig. 4 are omitted. If an electromagnetic wave with a frequency within the frequency range fi 1 - s to fi - s arrives at the ground antenna GAi, it generates a current of the same frequency in it, which is inductive through the first of the two transmitters switched on in GAi on the amplification circuit PSi, Fi, Ai,
A2, F2, PS2, over and is induced in amplified times by the upper transmitter from X to the vertical transmitting antenna X, as explained in the description of FIG. Each of the two antennas Xi and GAi, X2 and GA2, etc. of each antenna pair is able to carry out vibrations both from the frequency fi and from the frequency f2.
The antennas of a pair are exactly balanced against each other, that is to say arranged in such a way that the terrestrial antenna GAi does not respond to the waves to be transmitted by Xi; Under these circumstances, the amplification in A and A2 can be selected to be quite high without fear of the singing effects of the amplification system.
If an electromagnetic wave, the frequency of which is within the frequency range f 2 + s and f 2 - s, arrives at the ground antenna GAi, it generates the same frequency in this current, which is passed through the second transformer switched on in GAi, to the second amplification circuit PS3, F3, Ai, <I> A:, </I> F4, PS4 transmitted 'and is induced to a greater extent by the lower transmitter of X, on the transmitting antenna Xi, as is indicated in the description of FIG .
It should also be noted that the two filters Fi and F2 are designed for the first frequency band fi + s, the two filters F3 and .F4 on the other hand for the second frequency band f 2 -is and that also in FIG Amplifiers Ai and A2 are common to both circuits' fi and f'2, but of course they can also be replaced by two individual amplifiers.
The direction of the re-transmission of the two frequencies can in this case be the same or different, depending on what is desired, according to the relationship between the phases of the waves of the two frequencies emitted by the individual antennas.
As for all amplifier intermediate stations shown, the comments made in Fig. 1 with regard to the prevention of whistling also apply here, and in the same way as for Fig. 1, the desired maximum gain and the directivity of the phase shifters are also applicable ( PS2, PS4) depending, albeit to a lesser extent, since in the present case the rows of antennas also have directional properties.
FIG. 5 shows an amplification circuit in which the characters are received by a loop antenna L2, while the signals are transmitted by a vertical antenna Xi. Each amplification station be available, as can be seen in FIGS. 1, 2 find 3, from several such circuits.
If electromagnetic waves from the frequency range f -I- s hit the loop antenna L2, they generate current oscillations of the same frequency in it, which are initially weakly amplified in Ai via the phase regulator PSi via the band filter A (for the frequency band <I> f </I> -f- <I> s) </I> flow into the amplifier A2 and are transmitted from this strongly amplified to the vertical antenna Xi.
If the phase of the antenna current in each of the loop antennas of the amplifier intermediate station is changed by the phase regulator PSi in such a way that the long-range characteristics of the totality of the vertical antennas (transmitting antennas) approximates the form shown in FIG Areas set up where the transmission effect is low and the planes of the loop antennas are then set perpendicular to the direction pointing to the transmission antenna row,
in this way the disturbing effects generated by the vertical antennas on the loop antennas can be made negligibly small. Disturbance can also be avoided if, as provided in FIG. 5, Xi and L2 are adjusted to the same frequencies. Of course, the same remarks apply to the remaining circuits of the gain intermediate station.
FIGS. 6 and 611 are analogous modifications of FIG. 5 as FIG. 4 shows a modification of FIG. The station shown in FIG. 6 is used to simultaneously receive and send signals which arrive on the two frame antennas L.> and Lz, 'with the help of two different carrier streams <I> f </I> i and fa.
In Fig. 6a, these two loop antennas are replaced by a single loop antenna La, wel che is able to pick up vibrations both of the frequency fi and of the frequency f ::. While FIGS. 6 and 6n each represent only one amplification circuit, the intermediate amplification stations contain, as already stated, several such circuits. With regard to the arrangement of their to the phase setting of the recorded character streams, etc., similar rules apply as for the stations shown by FIGS. 1 to h.
By correct phase setting of the currents to be transmitted in each amplifier circuit, the radiation for each of the two frequencies can have any long-range effect characteristic compatible with the antenna arrangement.
FIG. 7 shows an amplification circuit which represents a variant of FIG. 5 and in which the frequency of the amplified transmission currents is also the same as that of the reception currents. The incoming characters with the carrier current frequency f i are picked up by the loop antenna L2, weakly amplified in the amplifier 1i and transmitted to the amplifier A2 by a transmitter.
The amplified current flows through the band filter I'i and a second transformer after the force amplifier A: i and from there into the vertical transmitting antenna Xi. The circuit between L and Ni is also used to control the phase.
Interference caused by the transmitted waves can be remedied partly by suitable positioning of the winding planes of the frame antennas and partly by generating a neutralizing current in an intermediate element that is inductively coupled to the antenna circuits.). In the latter case, this is done by the fact that, with a suitable phase shift, the current of this intermediate element counteracts the current generated in the loop antenna by direct radiation by means of the phase regulator PSi.
Several amplification circuits set up according to FIG. I together form an intermediate amplifier station. The rules already mentioned apply to the arrangement of their antennas etc.
FIG. 8 is a schematic representation of a system consisting of two end stations <I> A </I> and <I> B </I> and an intermediate reinforcement station C. The intermediate station C consists of three amplifier circuits, their vertical transmitting antennas Xi, X "<I> X $ </I> for themselves in a row and their frame antennas Li ', L.', L :; ' Form a special second row for receiving characters.
In each of these three .Antennenpaare, as Fig. 8 shows for the second antenna pair, the Emp catch antenna (L @ ') with the vertical transmitting antenna (X2) via an amplifier Ai, via a phase regulator Pk''i, via a Bandfil ter Fi and connected via a force amplifier A2.
In each of the two end stations A and B there are the .melding lines Li or L_, via which the signaling currents arrive and discharge with a current frequency s, with a multi-angled transmitter Ti and with a replica Ni (from Li) or N (from L2) connected. The incoming message currents from Li who are induced by the transformer T on the circuit 1.
The induced currents of the frequency s are amplified in the amplifier AS or A, then with the help of the modulator JM or M2 the carrier generated by the oscillator 0 or 0..2: currents of a certain frequency f are impressed (compare the detailed diagram of IIIi , 0i in Fig. 9) and into the vertical transmitting antenna X4 or .Y, respectively.
The electromagnetic waves of frequency f -I- s generated by X4 in this way are then picked up by the three loop antennas of intermediate station C. Conversely, those of the three transmitting antennas Ni, X4, X :; of the latter emitted electromagnetic waves of the frequency f <I> <U> --1-s </U> </I> from the loop antenna L4 of the end station A.
The current generated in L4 'then flows through the amplifier As into the detector Di, which restores the symbol currents from the low frequency s; these go via the second amplifier A4 into the transformer T1 and branch off here to Ni and Li. End station B is set up in a completely analogous manner to end station A, so that a special description of the processes in B does not appear necessary. The mode of operation of the amplification circuits of the intermediate station is that already explained.
It is evident that the loop antennas Li ', L2', Ls' of the intermediate station C on the vertical transmit antennas X4 and X5 of the stations A and <I> B </I> and these are also tuned to the same frequency among themselves have to. The same applies to the loop antennas L4 and La 'of the stations A and B with respect to the three vertical transmitting antennas Xi, X2, Xs of the intermediate station C.
Character streams' of the low frequency s, which arrive from the line Li in the end station A, are transmitted to the circuit 1 and ver strengthened in As, with the help of Ni the high frequency carrier current of 01, of the frequency f, impressed and via the, vertical transmit antenna X4 sent to the loop antennas Li ', L2', Ls' of intermediate station C, in A, amplified, adjusted to the appropriate phase in PSi, routed via Bi, strongly amplified in A2 and via the vertical transmit antennas Xi,
X2, X3 sent to the loop antenna L "'of the second end station <I> B </I>, here amplified in the <B> AG </B>, converted into low-frequency currents of the frequency s, so to speak, in the detector D2, strong in the amplifier A7 ver amplified and transmitted through the transmitter T2 on N2 and on the line L2 of the end station B.
Character streams arriving at the end station via the line L2 are transmitted in a completely analogous manner via Xe, Li ', L2', L3 ', Xi, X2, X3, L4' to the line Li of the end station A. FIG. 9 shows a system equipped with two end stations <I> A </I> and <I> B </I> and with an intermediate station C, of which only one pair of antennas with an amplifier circuit is indicated.
This system differs from the one shown in FIG. 8 in particular in that the carrier current of the frequency f has the two frequency bands <I> f </I> + s and <I> f - s </I> of the character stream together after the intermediate station C is transmitted, here reinforced together with them and sent to the second terminal B further. In this, the recorded carrier stream f is not only used to receive the transmitted characters, but also as a carrier stream for the character transmission from <I> B </I> to <I> A. </I>
If symbol currents of the frequency s from the line Li arrive at the transmitter Ti, they are induced on the circuit i, 'imposed on the high-frequency current f of the oscillator <B> 0, </B> in the modulator Mi by the vertical transmitting antenna X4 the station A on the receiving edge Li 'of the intermediate station C consisting of several amplifier circuits and rows of antennas.
The current generated in Li 'at the frequency f -f s is amplified in the amplifier Ai and then in the power amplifier A2 and sent via the phase regulator PS to the vertical transmitting antenna X, and from there to the loop antenna Ls' of station B.
The current induced in L :, 'from the frequency <I> f </I> -% <I> s </I> is amplified in amplifier A4 and from the transformer Ts partly to the filter Bi, which is permeable to frequency f partly transferred to the detector D2. The current part flowing via D2 is converted into the current of the frequency s and induced via the transfer T4 on the line L2.
The current part flowing through the filter b'i is modulated in the modulator 1Y12 by the symbol streams coming from the line L2 at the frequency s and then via the vertical transmitting antenna Xs of the station B, via the frame antennas Li 'etc., via the amplifier circuits and the vertical transmitting antennas Xi etc., the intermediate amplification station C after the loop antenna L., 'and in;
sent the amplifier As, converted in the detector Di into character stream of the Fre quency s and transmitted to the line Li. The system shown by Fig. 9 with the stations A, <I> C; </I> B is used in the same way as the system presented in Fig. S to character streams with carrier currents of the same frequency for receiving and sending A via C to B and vice versa, the equality of the carrier current frequencies being achieved automatically.
The repeater intermediate station can also take other forms as previously described.
FIG. 10 shows, for example, how a system for radio traffic consisting of two end stations A and B of four amplifier intermediate stations B R can be arranged. Each of the aforementioned antenna shapes can be used both for receiving and for sending the characters. As explained above, the direction of re-transmission can be set to any desired direction relative to the receiving direction.
In this figure, the directions are 9011 apart, so that if, in the case of waves arriving in the sense of axis Fig. 4 ', the transmission remote effect characteristic is the same as that in this figure, no energy is emitted in the receiving direction.
With reference to the telecontrol diagrams in FIGS. 11 'and 11b, a reinforcement intermediate station will now be described whose telecontrol characteristic according to FIG. 4' is "bilateral", but in which a different carrier current frequency is used for the signal transmission than for the Character reception.
In FIG. 11, X represents one of the antennas belonging to the antenna row of the intermediate station with its amplification circuit. This antenna is tuned for two frequency bands, one of which is the frequency fi -% s, the other the frequencies f 2 + s includes.
It is connected to the amplifier circuit with the aid of the transformer T 1 and through the simulation 14; off balanced.
The amplifier circuit contains the phase regulator PSi and the amplifier A for the incoming character streams of the frequency fi -i s, and also the modulator .31i together with the oscillator 01 that is common to the various antennas of the station for a frequency f3 , the band filter F ", the amplifier A :: and the phase regulator <B> PS--, </B> for the character streams to be transmitted with the frequency fa -is.
If a symbol wave from the frequency band fi + s arrives on one side of the antenna row on the vertical antenna, it induces a current of the same frequency in it, which flows partly to Ni, partly to PSi, then amplified sufficiently in amplifier A and then on in the modulator 11l1 with the frequency f ':
"of the oscillator 0i is modulated to two frequency bands namely <B> (f </B> i -f- s) -f- f3 and (fi - -s) - fs.
The band filter 1i is now constructed in such a way that it only covers the frequency band fi <I> _-f- s - </I> f :; lets through, which if fi <I> - </I> fs <I> --- </I> f :. "is set, can also be displayed as a frequency band f e -I- s.
This current is amplified in amplifier A :: and after its phase with PS.>. is appropriately regulated, transmitted by the transmitter Ti to the antenna tuned for the frequencies fi-i-s and f @ + <I> s </I>.
In Fig. 11 ', the remote action characteristic provided for the operation of the station of Fig. 11, for example, is shown. By converting the frequency of the received currents into another frequency for the transmitted currents, the singing effect in the amplification circuits is avoided. In FIG. 11b, the two end stations of a system are indicated by vertical lines 1 and 4 and the two intermediate stations by vertical lines 2 and 3.
If a character stream with the carrier stream frequency fi is emitted from the end station 1 to 4, it first reaches the antenna row of the intermediate station 2. It is converted into this stream of the carrier current frequency fs and after the antenna row the second intermediate station 3 further sent. This is now set up in such a way that the incoming character stream is converted from the carrier frequency 12 into a transmission stream from the carrier stream frequency fi and sent to the second end station 4.
The transmission of characters from 1 to 4 is indicated in FIG. 11n by the arrows pointing left to right, whereas the transmission of characters from 4 to 1 is indicated by the arrows pointing from right to left.
In FIG. 12, a station similar to FIG. 11 is shown. In this, however, a greater selectivity is achieved by adding two band filters F1 and Ba in each amplifier circuit belonging to an antenna.
12-1 shows two end stations A and B with the intermediate amplification stations 1, 2, 3, 4 located between them. If character streams of the carrier stream frequency fi are sent from end station A to B, they arrive at intermediate station 1 first , where they are picked up with the frequency fi and sent on to the intermediate station 2 with the carrier current frequency f2.
This picks up the characters with the carrier current frequency f2 and then sends them back to the intermediate station 3 with the frequency fi. The latter transmits the characters with the frequency f 2 to the intermediate station 4 and the latter sends them on to the end station B with the frequency fi as indicated in Fig. 12 \ 1 by the thick arrows.
The character transmission from B to A takes place in an analogous manner, but with the difference that it sends its characters to the left with the carrier frequency f2, that the character streams of the intermediate station 4 converts into character streams of the frequency fi and transmitted to the intermediate station 3 , forwarded by this with the frequency f2 to the intermediate station 2, then forwarded by the latter with the frequency fi to the intermediate station 1 and from this sent with the frequency f 2 to the end station A,
as indicated in Fig. 12 $ by the thin arrows. 13 shows an intermediate amplification station in which a common amplifier circuit with filter Fi, power amplifier set A1 and filter F2 is used for the entire antenna row.
Xi, X2, X3 are, analogously to FIG. 1, three antennas arranged in a row with the same spacings Xi <I> - X2 = </I> X2 <I> - </I> Xs = ö.1.
Ti, <I> T2, </I> Ta are the transmitters, Ni, 1V2, N3 are the replicas of the antennas, PSi, PS3, PS'5 are the phase regulators for the incoming character streams, PS2, PS "<I> Ms < / I> the phase regulators of the character streams to be sent The character streams generated in the antennas are transmitted by the transmitter to the phase regulators PS'i, P83, Pss and regulated to the same phase.
They then arrive via the common line Li in the common band filter Bi for the frequency band f -I- s and in the common power amplifier set <B> Al </B> from which they enter the common band filter F2 for the same frequency band as Bi and flow via the line L into the phase regulators PS2, P84, PSc.
The desired directions of maximum long-range effect can be achieved by suitable selection of the phase shift angle of the various antenna currents. Of course, any number of station elements can be connected to a common amplifier device.
Since in this case the waves received by the individual antennas are all combined in a common line Li, the direction or the directions of maximum reception can be set by means of the phase shifters PSi, PS3, PSs. After the amplification, the direction or the directions of maximum transmission intensity can be set by means of the phase shifters P82, P84 and PSc.