DE268940C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- JV* 268940 -KLASSE 21 a. GRUPPE

C.LORENZ A. G. in BERLIN.

Erdantenne. Patentiert im Deutschen Reiche vom 5. Februar 1913 ab.

Es ist schon von Tesi a vorgeschlagen worden, Energie durch Erzeugung von elektrischen Potentialschwankungen der Erdoberfläche drahtlos zu übertragen. /VIs Mittel, eine geeignete Potentialschwankung zu erzielen, gibt er u. a. an, zwei Punkte der Erdoberfläche, die entsprechend weit auseinanderliegen, durch eine Leitung zu verbinden und von dieser aus Hochfrequenzstrom in die Erde

ίο hineinzuschicken, oder umgekehrt für den Empfang zwei Punkte verschiedenen Potentials der Erdoberfläche, in welcher Hochfrequenzströme fließen, durch einen Draht zu verbinden und auf diese Weise Energie der Erde zu entnehmen.

Diese Methode ist zwar im einzelnen weiter ausgebaut worden, hat sich aber bisher nur zum Empfang von Energie, nicht aber zum Senden vorteilhaft verwenden lassen. Eine Anordnung, die auch zum Senden unter allen Umständen brauchbar ist, ist im folgenden beschrieben.

Um die Bedingungen, unter denen man die gewünschte Wirkung erzielt, zu erkennen, muß man sich zunächst den Vorgang selbst klar machen.

Leitet man an einem Punkt der Erdoberfläche einen Hochfrequenzstrom in diese hinein, so breitet sich von diesem Punkt aus ein Teil des hineingeschickten Wechselstromes kreisförmig aus. Damit aber überhaupt ein Strom auf einfache Art zustande kommen kann, muß man zunächst eine geschlossene Leitung schaffen. Dieses bedingt eine zweite Erdung der Leitung. Der Strom, der durch diesen zweiten Erdungspunkt in die Erde fließt, breitet sich genau wie der Strom des ersten Erdungspunktes ebenfalls zum Teil aus, hat aber die entgegengesetzte Phase. Soll sich also die Wirkung nicht aufheben, sondern nach Möglichkeit summieren, so müß bekanntlich zwischen den beiden Erdungen ein entsprechender Abstand sein. Umgibt die zweite Erdung kreisförmig die erste, so erhält man eine gleichmäßige Strahlung nach allen Seiten, in allen anderen Fällen eine polarisierte.

Am einfachsten ist- eine polarisierte Senderanordnung mit zwei gleichartigen Erdungen, die am günstigsten, wie bekannt, eine halbe Wellenlänge auseinanderliegen (Fig. 1). M soll eine Hochfrequenzenergiequelle darstellen, die über die Leitung L an die Erdungspunkte e_x und e₂ geschlossen ist. Es ist dabei unwesentlich, ob die Erdverbindung bei e_x und e_% direkt oder kapazitiv gemacht ist, wesentlieh ist nur, daß der Übergangswiderstand so klein wie möglich gemacht wird.

Damit eine möglichst große Wirkung erzielt wird, muß dafür gesorgt werden, daß zwischen e_t und e₂ in der Erde das gesamte erzeugte Spannungsgefälle liegt, daß ferner ein diesem Spannungsgefälle entsprechender großer Strom zustande kommen kann.

Ist der Erdboden schlecht leitend, so ist gegenüber den Leitungen L leicht zu erzielen, daß ein großer Teil des gesamten Spannungsabfalls im Kreis in der Erde selbst liegt. Hieraus erklärt sich auch, daß Erdantennen als Sender auf schlecht leitendem Untergrund bisher immer noch relativ am besten arbeiteten, denn wegen des großen Erdwiderstandes ist aus den vorher genannten Gründen leicht

eine Strahlung erreichbar. Nur wird die ausgestrahlte Energie in der Umgebung der Station, da diese Umgebung meist ebenso schlecht leitend ist wie die Erde in nächster Nähe des Senders, wieder in Wärme umgesetzt und auf diese Weise vernichtet.

Wesentlich erschwert sind jedoch die Bedingungen, wenn man auf einem gutleitenden Untergrund das Spannungsgefälle des Kreises

ίο möglichst in die Erde verlegen will. Es genügt dann nicht mehr, daß man die Leitung selbst gut leitend macht und nur einfach abstimmt, sondern es ist, wie in Fig. 2 dargestellt:

i. der Ohmsche Widerstand möglichst durch Parallelführung vieler Drähte (Reuse) herabzudrücken,

2. eine Verminderung der Selbstinduktion • der Leitung zu erreichen;

3. ferner ist dann die noch übrige Selbstinduktion durch mit der Leitung in Reihe geschaltete Kondensatoren aufzuheben.

Es genügt aber nicht, die Selbstinduktion an wenigen Stellen zu kompensieren, wie es bisher geschehen ist, sondern die Unterteilung der Leitung durch Kondensatoren ist, um eine möglichst große Stromstärke bei gegebener Spannung der Energiequelle M zustande kommen zu lassen, so oft wie nur irgendmöglich vorzunehmen. Hierbei müssen natürlich immer die Kondensatoren mit dem zugehörigen Stück der Leitung auf die benutzte Frequenz abgestimmt sein.

Theoretisch sollte es bei Abstimmung allerdings einerlei sein, wenigstens wenn Kondensatoren und Selbstinduktionen keine Verluste hätten, wie das Verhältnis zwischen den beiden ist; der Wechselstromwiderstand wird bei Abstimmung immer gleich Null sein. Anders verhält es sich aber mit dem Gleichstromwiderstand. Dieser wird, da sich verlustlose Kondensatoren und Selbstinduktionen nicht herstellen lassen, um so kleiner, je kleiner die Selbstinduktion' und je größer die Kapazität wird, denn um so kürzer wird hierbei die Drahtlänge und im allgemeinen um so geringer die Spannung am Kondensator.

Dazu kommt ferner: Sind in der Abstimmung Ungenauigkeiten vorhanden, die sich in der Praxis nicht vermeiden lassen, so ist ,bei gleicher prozentualer Abweichung von der richtigen Abstimmung der entsprechende Wechselstrom widerstand um so kleiner, je größer das Verhältnis von Kapazität und Selbstinduktion ist. Aus diesem Grunde ist es auch nicht angängig, Spulen mit der Leitung in Serie zu schalten, beispielsweise zu dem Zweck, kleinere Kondensatoren verwen- ' den zu können.

Damit möglichst sämtliche Energie nur an den Punkten e_x und e₂ der Erde, zugeführt wird, ist es ferner nötig, die Leitung möglichst über der Erde anzuordnen, da sonst kapazitive Nebenschlüsse nach der Erde auftreten.

Da jedoch die Kapazität der Leitung gegen Erde mit dem Abstand von dieser logarithmisch abnimmt, genügt schon eine verhältnismäßig geringe Höhe, um diesen Nebenschluß auf einen unschädlichen Betrag herabzumindern. Je größer der Durchmesser des Leiters, um so höher ist dieser anzuordnen.

Eine elektromagnetische Strahlung, wie etwa bei einem Hertzschen Sender, findet nicht statt, da der Rückstrom in der Erde dieselbe aufhebt; außerdem würde dann die Strahlung senkrecht zum Draht stattfinden, also nicht in der Richtung, in welcher bekanntlich ein Sender, wie oben beschrieben, in Wirklichkeit seine Energie ausstrahlt. '

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Erdantenne, dadurch gekennzeichnet, daß die selbst bei Verwendung von parallel geschalteten Drähten übrig bleibende Selbstinduktion der Leitung durch Einfügen von Kondensatoren stückweise aufgehoben wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.