DE212937C

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Description

bet

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21 α. GRUPPE

mittels elektromagnetischer Wellen.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 7. März 1907 ab.

Eine der größten Schwierigkeiten bei der

Übertragung von Zeichen mittels elektroma-

' gnetischer Wellen besteht in der Fernhaltung bzw. Ausgleichung störender Einflüsse.
Es wurde vorgeschlagen (vgl. britische Patentschriften 26552/1902 [Fig. 3] und 3876/1903, amerikanische Patentschrift 759216 und deutsche Patentschrift 169950), die Einwirkung der störenden Einflüsse durch Anwendung zweier verschieden abgestimmter Schwingungskreise auszugleichen oder die Leiter so anzuordnen, daß sich deren Wirkungen, sofern störende Impulse in Betracht kommen, ausgleichen, wogegen Zeichen von bestimmter Periode empfangen werden können.

Die vorliegende Erfindung kennzeichnet sich im wesentlichen dadurch, daß mindestens drei Schwingungskreise verschiedener Frequenz zur Anwendung kommen, von denen der eine auf die Periode der aufzufangenden Zeichen abgestimmt ist, der zweite Stromkreis dagegen auf eine höhere Periode und der dritte Stromkreis auf eine niedrigere Periode abgestimmt ist.
In beiliegender Zeichnung ist

Fig. ι eine diagrammatische Darstellung der Wirkungsweise der Erfindung.

Fig. 2 und 3 zeigen zwei Ausführungsformen der Empfängerschaltung.

Fig. 4 zeigt im Schnitt den verstellbaren . Transformator.

Die Erfindung beruht auf der Tatsache, daß Resonanzkurven im allgemeinen eine Krümmung derselben Art besitzen und besteht im wesentlichen darin, daß durch die gleichzeitige Anwendung dreier Schwingungskreise, die sämtlich sehr scharf abgestimmt und mit einer sehr geringen Dämpfung ausgestattet sein können, und von denen der eine auf diejenige Periode abgestimmt ist, bei welcher die Aufnahme stattfinden soll, während der zweite und dritte Schwingungskreis auf eine höhere bzw. geringere Periode abgestimmt ist, ein vollständiger Ausgleich der auf den Empfänger ausgeübten störenden Impulse im richtig abgestimmten Schwingungskreis durch die beiden anderen Schwingungskreise erzielt wird.

Wenn drei Empfangsstromkreise in der genannten Weise abgestimmt sind, so kann, unter der Annahme, daß die Resonanzkurven dieser Kreise dieselbe Gestalt haben, die auf die Schwingungskreise durch einen störenden Impuls von einer geringen Periode ausgeübte Wirkung durch die Ordinaten 7, 8, 9 der Resonanzkurve in Fig. 1 dargestellt werden. Die Ordinate 7 entspricht dem auf die größere Schwingungsdauer abgestimmten Empfängerkreis; die Ordinate 8 entspricht dem auf die aufzufangende Wellenlänge abgestimmten Kreis und die Ordinate 9 dem auf die kleinere Periode abgestimmten Kreis. Dies ist darauf

zurückzuführen, daß die Wirkung des störenden Impulses, dessen Periode der Abszisse der Ordinate 8 entspricht, um so größer ist, je mehr die Periode des störenden Impulses der Periode des abgestimmten Schwingungskreises sich nähert. Man kann nun, wie ohne weiteres ersichtlich, die störende Wirkung 8, da sie annähernd das Mittel der beiden störenden Wirkungen 7 und 9 ist, durch letztere aufheben, indem man eine passende Schaltung anwendet. Hat dagegen die aufgefangene Schwingung die Periode, auf welche der. mittlere Empfängerkreis abgestimmt ist, so sind die Wirkungen derselben auf die drei Kreise durch die Ordinaten 13, 14, 15 gegeben. Es ist einleuchtend, daß in diesem Falle, da die Ordinaten 13 und 15 zu beiden Seiten des Kurvengipfels liegen, die Wirkung nicht aufgehoben bzw. in nur sehr geringem Grade beeinflußt wird, so daß ein deutliches Zeichen . empfangen wird. Es ist klar, daß der Ausgleich ein vollständiger ist, ob nun der störende Impuls eine höhere oder eine geringere Periode als die aufzufangenden Schwingungen besitzt. Dies gilt von allen störenden Impulsen mit Ausnahme derjenigen, welche in unmittelbarer Nähe des Resonanzpunktes liegen, und zwar insbesondere, wenn der höhere und der niedrigere Schwingungskreis durch Wirbel-Stromverluste bzw. Widerstandsverluste in höherem Grade gedämpft sind als der mittlere Schwingungskreis. Alle drei Kreise müssen jedoch anhaltend schwingen.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Empfängereinrichtung gemäß vorliegender Erfindung sind die drei Empfangsleiter 16, 17 und 18 verschieden abgestimmt, und zwar der Leiter 17 auf die Periode, welche die aufzufangenden Schwingungen besitzt; der Leiter 16 auf eine höhere Periode und der Leiter 18 auf eine geringere Periode. Die Spulen 19, 20 und 21 dienen zum Abstimmen. Die Empfänger 22, 23 und 24 gehören vorteilhaft der auf Strom ansprechenden Type an. Die Anzeigevorrichtung 32, welche z. B. ein Telephon sein kann, wird durch die Ströme der drei Ortsstrom-■ kreise 25, 26 und 27 betrieben und ist mit vier Spulen 28, 29, 30 und 31 ausgestattet, deren Erregung wechselt, sobald die Empfänger 22, 23 und 24 auf elektromagnetische Wellen ansprechen. Die Spulen 30 und 31 sind derart angeordnet, daß sie im entgegengesetzten Sinne wie die Spulen 28 und 29 wirken und zusammengenommen bei gleicher Einwirkung auf die Empfänger 22, 23 und 24 eine etwas geringere Wirkung ausüben als die Spulen 28 und 29 zusammengenommen. Dies kann beispielsweise dadurch bewirkt werden, daß man die Spulen 30 und 31 etwas schwächer als die Spulen 28 und 29 macht oder die Spannungsquellen in den Stromkreisen 25, 26 und 27 entsprechend einstellt. Wenn ein störender Impuls, welcher außer Resonanz ist, auf alle drei Leiter wirkt, so ruft er in den Empfängern 22, 23 und 24 beinahe genau dieselben Wirkungen hervor. Diese Wirkungen gleichen sich daher aus, sofern die Anzeigevorrichtung 32 in Betracht kommt, und es erfolgt daher keine Anzeige. Sind dagegen die Schwingungen auf die richtige Periode abgestimmt ,so wird der Empfänger 23 viel stärker als die Empfänger 22 und 24 beeinflußt, und es erfolgt eine Anzeige.

Wie einleuchtend, könnte ein einziger Luftleiter mit mehreren Zweigstromkreisen an Stelle dreier getrennter Luftleiter angewendet werden. Diese Anordnung ist bei der in Fig. 3 veranschaulichten Ausführungsform zugrunde gelegt. Der Luftleiter 33 ist hier mit drei Verzweigungen 34, 35 und 36 ausgestattet und in üblicher Weise an Erde gelegt. Der Stromkreis, welcher den Leiter 33, die Zweigleitung 35 und den Erdanschluß enthält, ist mit der Periode der aufzufangenden Schwingungen in Resonanz. Der die Abzweigung 34 enthaltende Stromkreis ist auf eine höhere Periodizität, der die Abzweigung 36 enthaltende Stromkreis dagegen auf eine geringere Periodizität als Abzweigung 35 abgestimmt. Die in den Zweigen 34, 35. und 36 liegenden Induktanzen sind als Primärwicklungen von Transformatoren ausgebildet, deren Sekundärwicklungen 37, 38 und 39 in den Stromkreisen der Primärwicklungen - 40, 41 und 42 liegen. Die letzteren Primärwicklungen entsprechenden Sekundärwicklungen 43, 44 und 45 sind vorteilhafterweise in Reihe geschaltet, doch könnte auch, ähnlich wie in Fig. 2, eine Parallelschaltung benutzt werden. In die Transformatorstromkreise können Kapazitäten 46, 47 und 48 eingeschaltet sein. In die Erdleitung 55 des Luftleiters und in die Sekundärwicklung 44 sind gleichfalls Kapazitäten 49 bzw. 50 eingeschaltet.

Die Stellungen des Empfängers 51, welcher der auf Strom ansprechenden Type angehört, und der Kapazität 50 könnten auch vertauscht werden. Die Anzeigevorrichtung 52, welche ein Telephon sein kann, ist vorzugsweise derart ausgebildet, daß sie nur auf eine bestimmte Frequenz anspricht. Die wirksame Spannung der Ortsbatterie 54 ist mittels einer Einrichtung 53 regelbar. Der Stromkreis 37, 40, 46 ist auf den Strömkreis 33, 34, 49, 55 abgestimmt; der Stromkreis 38, 41, 47 auf den Stromkreis 33, 35, 49, 55; der Stromkreis 39, 42, 48 auf den Stromkreis 33, 36, 49, 55. Es könnten auch alle drei Stromkreise 37, 40, 46; 38, 41, 47 und 39, 42, 48 auf den Stromkreis 33. 35. 49) 55 abgestimmt sein. Der Strom-

Claims

kreis 43, 57, 45, 44, 50 wird vorteilhafterweise auf den Stromkreis 33, 35* 49, 55 abgestimmt. Ein Nickelring oder ein Widerstand 56 ist so angeordnet, daß eine regelbare Dämpfung der . Stromkreise 37, 40, 46 und 39, 42, 48 erhalten werden kann. Diese Stromkreise müssen jedoch anhaltend schwingen.

Die Wirkungsweise der Einrichtung nach Fig. 3 ist im wesentlichen dieselbe wie die der Einrichtung nach Fig. 2, doch sind infolge Anwendung der Transformatoren die erzielten Resultate noch vollständiger. Wie bei der Anordnung nach Fig. 2 ruft ein störender Impuls in dem Zweigstromkreis Impulse hervor, welche sich ausgleichen und die Anzeigevorrichtung nicht beeinflussen, wogegen ein periodischer Impuls, welcher in Resonanz mit dem Stromkreis 33, 35, 49, 55 steht, Anzeigen hervorruft.

Fig. 4 zeigt eine vorteilhafte Bauart des Transformators, und zwar ist hier die Anordnung der Primärwicklung 34 Und 40 und der Sekundärwicklungen 37 und 43 veranschaulicht. Die Primärwicklung 34 und die Sekundärwicklung 43 sind auf die Enden der Glasröhre 65 aufgewickelt. Die Sekundärwicklung 37 und die Primärwicklung 40 sind gleichfalls an den entgegengesetzten Enden einer Glasröhre 65 ^a angeordnet, jedoch in etwas größerem Abstande als die Spulen 34 und 43. Die Glasröhre 65 ^a kann im Innern der Röhre 65, welche die Spulen 34 und 43 trägt, verschoben werden, und zwar dient hier zur Einstellung eine Stellschraube 66, welche in einem mit der äußeren Röhre verbundenen Bügel drehbar gelagert ist und die innere Röhre trägt. Eine Kapazität 46 und ein zur Dämpfung dienender Widerstand 56 sind in der aus Fig. 4 ersichtlichen Weise angeordnet.

Es ist einleuchtend, daß durch Ein- bzw. Ausschieben der inneren Röhre das Transformationsverhältnis verändert werden kann, da der Abstand der Spulen 34 und 43 von dem Abstand der Spulen 37 und 40 verschieden ist.

Diese Einstellung des Transformationsverhältnisses kann unter Umständen zur Erzielung eines vollständigen Ausgleichs erforderlich sein. Es empfiehlt sich, zum Abstimmen der Leiter einen Hitzdrahtempfänger (vgl. britische Patentschrift 17705/02) anzuwenden und in ^: Verbindung mit demselben eine veränderliche Induktanz zu benutzen, die aus einem Hartgummizylinder und einem Zylinder aus Kupfer besteht. Der Kupferzylinder wirkt als geschlossene Sekundärwicklung und gleicht die Selbstinduktion des auf ihn aufgewickelten Drahtes aus. Es kann daher jede beliebige Selbstinduktion erzielt und, anstatt absatzweise, ohne Unterbrechung geändert werden.

Diese Form der Induktanz ergibt sehr gute Resultate beim Abstimmen und ermöglicht die Messung der Induktanz oder Kapazität der kürzesten Drahtlängen. Es empfiehlt sich, an Stelle ■ eines Telephons ein Galvanometer beim Abstimmen als Anzeigevorrichtung zu benutzen. Durch entsprechende Anordnung der veränderlichen Induktanz und des veränderlichen Widerstandes und durch Einschaltung des Galvanometers in eine Wheatstonesche Brücke kann man eine selbsttätige Aufzeichnung der Resonanzkurven erzielen.

Um die Abstimmung oder Schwingungszahl eines Stromkreises genau zu ermitteln, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, dämpfende Widerstände in alle Stromzweige, mit Ausnahme des zu messenden Stromkreises, einzuschalten, da sonst die in den anderen Stromkreisen hervorgerufenen Oszillationen die Periodizität des gemessenen Stromkreises beeinflussen.

Unter Umständen empfiehlt es sich, eine veränderliche Kapazität im Verein mit einer Induktanz anzuwenden, und in mancher Hinsicht ist diese Anordnung vorzuziehen, da die Kapazität der veränderlichen Induktanz sich mit der Induktanz ändert, wogegen die Induktanz einer veränderlichen Kapazität praktisch genommen gleich bleibt.

Es empfiehlt sich, außer den oben beschriebenen Mitteln zur Herstellung der drei erwähnten Resonanzen noch eine besondere gemeinsame Abstimmungsspule anzuwenden, welche bei 63 eingeschaltet ist.

Das den Gegenstand der Erfindung bildende Verfahren zur Neutralisierung störender Einflüsse mittels dreier Stromkreise eignet sich insbesondere für jene Verfahren, bei welchen das Aussenden von Zeichen durch abwechselndes Stimmen und Verstimmen des Senders erfolgt.

Pa τ ε ν τ - A ν s ρ r ü c η ε :

ι. Verfahren zur Fernhaltung störender Einflüsse bei der Übertragung von Zeichen mittels elektromagnetischer Wellen, bei . welchem die Einwirkung der störenden Einflüsse auf einen Schwingungskreis (bzw. mehrere Kreise) durch einen oder mehrere Schwingungskreise ausgeglichen wird, welche auf eine verschiedene Periode, wie der genannte Kreis, abgestimmt sind, gekennzeichnet durch die Anwendung mindestens dreier Schwingungskreise verschiedener Periode, von denen der eine auf die Periode der aufzufangenden Zeichen abgestimmt ist, wogegen der zweite Stromkreis auf eine höhere und der dritte Stromkreis auf eine niedrigere Periode abgestimmt ist. .
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Induktionswirkung

der mit den Luitleiterstromkreisen gekoppelten Primärwicklungen auf die mit dem Empfänger gekoppelten Sekundärwicklungen z. B. durch Verschieben der Spulen geregelt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsstromkreise mit einer Dämpfung, beispielsweise durch Anwendung von Vorrichtungen, welche Wirbelströme oder Widerstandsverluste bewirken, ausgestattet sind. .
4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1,. gekennzeichnet, durch zwei Transformatoren, deren Wicklungen gleichzeitig gegen die beiden anderen Wicklungen verstellt und in einem anderen Abstande als die beiden anderen Wicklungen angeordnet sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.