Verfahren zur Modulation von kurzen und sehr kurzen Wellen. Zur Modulation von kurzen und sehr kurzen elektrischen Wellen hat man bisher nur die Gitter- und die Anodenmodulation verwendet, die jedoch, wie nachstehend noch erläutert wird, verschiedene Nachteile besitzen. Die übrigen aus der Langwellen beziehungsweise Mittelwellentechnik ge bräuchlichen Modulationsverfahren lassen sich aus den ebenfalls angegebenen Gründen für kurze und ultrakurze Wellen nicht ver wenden.
Die Gittermodulation befriedigt vor allen Dingen im Bereich der extrem kurzen Wellen nicht, da der Betriebszustand dieser Sender meist ein sehr kritischer und labiler ist. Dies gilt in besonderem Masse für das Wellengebiet unter ungefähr 1 m, wo ins besondere die Bremsfeldschaltung Verwen dung findet; diese ist ausserordentlich span nungsempfindlich, denn die Wellenlänge hängt ja im wesentlichen von den angelegten Spannungen ab. Mit magnetischem Feld ar- beitende Anordnungen geben zwar gute Energie, aber es ist schwer, die erforder lichen Steuerelektroden unterzubringen. Ähnlich liegen die Verhältnisse bei der Anodenmodulation.
Die Anwendung der Pungs-Gerth'schen Drosselmodulation ist bei kurzen Wellen wegen der grossen notwendi gen Induktivität nicht möglich.
Die vorliegende Erfindung schlägt daher vor, an einer spannungsempfindlichen Stelle eines hochfrequenzführenden Schwingungs systems die Ableitung im Rhythmus der Mo dulation zu ändern, zum Beispiel durch ohm'sche, kapazitive oder induktive Beein flussung der Ableitung.
Besonders vorteilhaft lässt sich die er findungsgemässe Modulationsart in der bei Kurzwellen- beziehungsweise Ultrakurz wellensendern stets vorhandenen Energie leitung durchführen. Hier sind die span nungsempfindlichen Stellen als sogenannte Spannungsbäuche klar definiert, in deren Nähe die Änderung der Ableitung bequem durchgeführt werden kann.
Im nachfolgenden sind verschiedene Ausführungsbeispiele des erfindungsgemässen Verfahrens näher erläutert, und zwar an Einrichtungen, die sich insbesondere für die Modulation von ultrakurzen Wellen und mit akustischen Frequenzen eignen.
In Fig. 1 wird die aus den Drähten 1 und 2 bestehende Energieleitung in einem kurzen Bereich aus Kohlestäben 3 und 4 gebildet, die in der Nähe des Spannungs bauches in die Energieleitung eingesetzt sind. Die Kohlestäbchen werden durch ein aufgelegtes Kohleblättchen 5 überbrückt, das unter dem Einfluss auftreffender Schall wellen den Kontaktdruck und damit die Ab leitung des Lecher-Systems ändert. Zwi schen den Kohlestäben und dem Blättchen können sich zusätzlich, ähnlich wie beim normalen Kohlemikrophon, noch Kohlekör- ner befinden.
In der Fig. 2 ist eine kapazitive Beein flussung gezeigt. Über den Lecher-Drähten 1 und 2 ist ein Metallbändchen 6 beziehungs weise -Draht oder -Scheibchen angebracht, das durch die Schallschwingungen bewegt wird. Der Abstand des Bändchens von den Drähten 1, 2 wird, um eine möglichst grosse kapazitive Beeinflussung zu erzielen, mög lichst klein gehalten, wobei jedoch darauf geachtet werden muss, dass die Hochfrequenz nicht überschlagen kann. Hierin liegt unter Umständen ein gewisser Nachteil dieser Modulationsanordnung.
In. der Fig. 3 ist eine Anregung zur Ab leitung durch ein sehr kapazitätsarm auf gebautes Elektronenrohr 7 veranschaulicht, dessen Elektronenstrom die Ableitung her vorbringen soll bei einer Beeinflussung des Steuergitters im Takte der Modulationsfre- quenz. Dieses Verfahren stösst zwar zur Zeit noch auf konstruktive Schwierigkeiten, da die Konstruktion einer genügend kapazi tätsarmen Elektronenröhre noch nicht ge lungen ist.
Es erweist sich daher zur Zeit als vor teilhafter, eine Glimmlampe zu verwenden. Das einwandfreie Arbeiten einer derartigen Anordnung könnte sogar bei extrem kurzen Wellen von der Länge von 20 bis 30 cm be wiesen werden. Die Glimmlampe wird mit der Modulationsfrequenz beschickt.
Es braucht nicht einmal eine galvanische Ver bindung zwischen der Glimmlampe und den hochfrequenzführenden Leitern vorhanden zu sein, sondern es genügt die wechselnde kapazitive Beeinflussung der Energieleitung durch die Pulsation der Glimmentladung, um die Ableitung im Rhytmus der Modula tion zu ändern. Um Verzerrungen zu ver meiden, ist es vorteilhaft, dafür zu sorgen, dass die Glimmentladung auch in den Mo dulationspausen nicht verlöscht, was durch eine zusätzliche Gleichspannung oder hoch- frequente Hilfsspannung erreicht werden kann.
Besonders vorteilhaft ist eine faden- oder säulenförmige Ausbildung der Glimm- entladung, so dass deren Länge mit der Mo dulation schwankt. Derartige Glimmlampen hat man zum Beispiel verwendet, um Aus steuerungsgrade anzuzeigen. Die Glimm lampe kann analog den Anordnungen der Fig. 1 bis 3 quer zu den Drähten gestellt sein (Fix. 4), oder sie kann auch, wie in der Fig. 5 gezeigt, zwischen den Drähten senkrecht zu deren Ebene stehen.
Es ist auch möglich, die unter Umstän den notwendige Hilfsspannung aus dem Hochfrequenzsystem selbst zu entnehmen, indem man die Glimmlampe, wie in F'ig. 6 gezeigt, sehr fest mit der Energieleitung kapazitiv koppelt oder galvanisch verbindet. In letzterem Falle wird die Modulations- spannung der Glimmlampe au den Span nungsknoten 9 und 10 des Lecher-Systems zugeführt.
Es ist zur Durchführung des Erfin dungsgedankens grundsätzlich jede Anord nung geeignet, die die Ableitung verändert. Es kann zum Beispiel auch eine reine Elek tronenstrahlung, die zum Beispiel in dem Braun'schen Rohr hervorgerufen wird, ver wendet werden. Der Elektronenstrahl über brückt die Lecher-Leitung mehr oder weni ger intensiv,- je mehr sich das Elektronen- stralilbündel den Lecher-Drähten nähert. Der Abstand des Elektronenstrahls wird durch die Modulationsspannung geändert, indem das . Elektronenstrahlbündel des Braun'schen Rohres abgelenkt wird.
Es wird mit andern Worten eine Anordnung getroffen, die ähnlich der Anordnung nach Fig. ? ist, nur mit dem Unterschied, dass an Stelle des Metallbändchens ein Elektronen strahlbündel tritt.
Für sehr kurze, insbesondere Dezimeter und Zentimeterwellen ist es natürlich vor teilhaft, die Abmessungen des Ableitungs systems, insbesondere der Glimmlampen, möglichst klein zu halten, um zusätzliche hapazitive beziehungsweise ohnische Be lastungen im Spannungsbauch des Systems zu vermeiden. Bei Glimmlampen wird man zum Beispiel solche verwenden, die nur zwei drahtförmige Elektroden besitzen.
Für Telegraphiezwecke ist es vorteilhaft, die die Ableitung bewirkende Elektronen- be ziehungsweise Glimmentladungsröhre in einer der bekannten Generatorschaltungen zu betreiben und sie die ton- beziehungs weise höherfrequente Modulationswechsel- spannung selbst erzeugen zu lassen. In die sem Fall müsste die Elektronen- beziehungs weise CTlimmentladungsröhre in einer Selbst- erregiingsschaltung an sich bekannter Art ar beiten.
Solche Selbsterregungsschaltungen be stehen bekanntlich bei Glimmlampen darin, dass ein Kondensator und ein Widerstand so mit der Glimmlampe zusammengeschaltet werden, da.ss periodische Ladungen und Ent ladungen entstehen. Zum Telegraphieren ist es dann lediglich notwendig, den Lade stromkreis im Telegraphierrhythmus zu unterbrechen.
Das erfindungsgemässe Verfahren bietet bei Hochfrequenzgeneratoren für kurze und sehr kurze Wellen grosse Vorteile, da man dorl; noch keine fremdgesteuerten Sender bauen kann, und sie bestehen darin, dass die meist kritischen Betriebsbedingungen des Senders (Gitter- beziehungsweise Anoden spannung) fest und unveränderlich einge stellt bleiben können, wobei die Modulation durch eine Art Blendenwirkung eines wechselnd abgeleiteten Schwingungssystems, meist eines Zwischensystems (zum Beispiel der Energieleitung) hervorgerufen wird.
Unter Zwischensystem ist hierbei ein Kreis zu verstehen, in welchen nur die Mo- dulation und nicht die Erzeugung der Hochfrequenz erfolgt., also zum Beispiel die Energieleitung zwischen dem Hoc(ifrequenz- erzeuger und der Antenne.
Method for modulating short and very short waves. To modulate short and very short electrical waves, only grid and anode modulation have hitherto been used, which, however, as will be explained below, have various disadvantages. The other modulation methods commonly used in long wave or medium wave technology cannot be used for short and ultrashort waves for the reasons also given.
The grid modulation is particularly unsatisfactory in the area of extremely short waves, since the operating state of these transmitters is usually a very critical and unstable one. This is particularly true for the wave area below about 1 m, where in particular the braking field circuit is used; this is extremely sensitive to voltage, because the wavelength essentially depends on the voltages applied. Arrangements that work with a magnetic field give good energy, but it is difficult to accommodate the necessary control electrodes. The situation is similar for anode modulation.
The use of Pungs-Gerth throttle modulation is not possible with short waves because of the large inductance required.
The present invention therefore proposes to change the derivation in the rhythm of the modulation at a voltage-sensitive point of a high-frequency oscillating system, for example by ohmic, capacitive or inductive influencing of the derivation.
The type of modulation according to the invention can be carried out particularly advantageously in the power line that is always present in shortwave or ultra-short wave transmitters. Here the stress-sensitive points are clearly defined as so-called stress antinodes, in the vicinity of which the change in the derivative can be carried out easily.
In the following, various exemplary embodiments of the method according to the invention are explained in more detail, specifically using devices which are particularly suitable for modulating ultrashort waves and with acoustic frequencies.
In Fig. 1, the power line consisting of wires 1 and 2 is formed in a short area of carbon rods 3 and 4, which are used in the power line near the voltage belly. The carbon sticks are bridged by an applied carbon flake 5, which changes the contact pressure and thus the derivation of the Lecher system under the influence of sound waves. Between the carbon rods and the paper there may also be grains of carbon, similar to the normal carbon microphone.
In Fig. 2, a capacitive influence is shown. About the Lecher wires 1 and 2, a metal ribbon 6 or wire or disk is attached, which is moved by the sound vibrations. The distance between the ribbon and the wires 1, 2 is kept as small as possible in order to achieve the greatest possible capacitive influence, but care must be taken that the high frequency cannot flash over. This may be a certain disadvantage of this modulation arrangement.
In. FIG. 3 illustrates an excitation for derivation by a very low-capacitance built-on electron tube 7, the electron stream of which is intended to bring forward the derivation when the control grid is influenced in the cycle of the modulation frequency. This method is currently still encountering structural difficulties, since the construction of a sufficiently low-capacitance electron tube has not yet succeeded.
It is therefore proving to be more advantageous at the moment to use a glow lamp. The proper functioning of such an arrangement could be proven even with extremely short waves of the length of 20 to 30 cm. The glow lamp is charged with the modulation frequency.
There does not even need to be a galvanic connection between the glow lamp and the high-frequency conductors; instead, the alternating capacitive influence on the energy line through the pulsation of the glow discharge is sufficient to change the derivation in the rhythm of the modula tion. In order to avoid distortions, it is advantageous to ensure that the glow discharge does not go out even during the pauses in modulation, which can be achieved with an additional DC voltage or high-frequency auxiliary voltage.
A thread-like or columnar design of the glow discharge is particularly advantageous, so that its length fluctuates with the modulation. Such glow lamps have been used, for example, to display degrees of control. The glow lamp can be placed transversely to the wires analogous to the arrangements of FIGS. 1 to 3 (Fix. 4), or it can also, as shown in FIG. 5, be between the wires perpendicular to their plane.
It is also possible to take the auxiliary voltage that may be required from the high-frequency system itself by turning the glow lamp as shown in FIG. 6, very firmly coupled capacitively or galvanically with the power line. In the latter case, the modulation voltage of the glow lamp is fed to the voltage nodes 9 and 10 of the Lecher system.
In principle, any arrangement that changes the derivation is suitable for implementing the concept of the invention. For example, pure electron radiation, which is produced, for example, in the Braun tube, can also be used. The electron beam bridges the Lecher line more or less intensively - the closer the electron beam approaches the Lecher wires. The distance of the electron beam is changed by the modulation voltage by adding the. The electron beam of the Braun tube is deflected.
In other words, an arrangement is made which is similar to the arrangement according to FIG. is, with the only difference that instead of the metal ribbon there is an electron beam.
For very short, in particular decimeter and centimeter waves, it is of course advantageous to keep the dimensions of the discharge system, especially the glow lamps, as small as possible in order to avoid additional hapacitive or non-hazardous loads in the system's tension. In the case of glow lamps, for example, those will be used that have only two wire-shaped electrodes.
For telegraphy purposes it is advantageous to operate the electron or glow discharge tube causing the discharge in one of the known generator circuits and to let it generate the tone or higher frequency modulation alternating voltage itself. In this case, the electron or CT discharge tube would have to work in a self-energizing circuit of a known type.
Such self-excitation circuits are known to exist in glow lamps in that a capacitor and a resistor are connected to the glow lamp in such a way that periodic charges and discharges arise. To telegraph it is then only necessary to interrupt the charging circuit in the telegraph rhythm.
The method according to the invention offers great advantages in high-frequency generators for short and very short waves, since one dorl; cannot yet build externally controlled transmitters, and they consist in the fact that the mostly critical operating conditions of the transmitter (grid or anode voltage) can remain fixed and unchangeable, with the modulation being caused by a kind of screen effect of an alternately derived oscillation system, usually an intermediate system ( for example the power line).
An intermediate system is to be understood here as a circle in which only the modulation and not the generation of the high frequency takes place, for example the power line between the high frequency generator and the antenna.