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Einrichtung zur drahtlosen Telegraphie und Telephonie mit gerichteten
Wellen. Die Erfindung betrifft eine Einrichtung für das Telegraphieren und Telephonieren
ohne Draht mit gerichteten Wellen, vermöge deren beim Senden die Richtung der ausgesandten
elektromagnetischen Wellen ohne Drehung der Luftleiter gewechselt werden kann und
beim Aufnehmen gleichfalls unter unveränderter Beibehaltung der Luftdrahtstellung
die Empfangsrichtung, so daß es möglich ist, die genaue Richtung der Sendestelle
zu bestimmen.
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Bei der Einrichtung wird ausschließlich die elektrostatische Kupplung
zwischen dem festen und dem beweglichen Teil der Anlage benutzt. Sie besteht im
wesentlichen in der Anordnung von feststehenden, leitenden Plattenpaaren, die zu
zweien gegenüber um eine Achse angeordnet sind; die Zahl der Paare ist gleich der
der Luftdrähte, die für die gerichteten Wellen verwendet werden und die beiden einander
gegenüberstehenden Platten eines jedenPaares sind entsprechend an einen dieser Luftdrähte
angeschlossen. In einem gewissen Abstande von diesen festen Platten sind drehbare,
leitende -Platten angebracht, die unmittelbar oder auch mittelbar an die Funkenstrecke,
den Lichtbogen, die Wechselstromquelle oder auch an den Detektor angeschlossen werden.
Die Platten sind fest miteinander verbunden und können sich um die Achse der festen
Hälfte der Einrichtung derart drehen, daß sie entweder vor den beiden einander gegenüber
befindlichen festen Platten des einen oder des anderen Paares stehen, oder in irgendeiner
Zwischenstellung.
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Die festen und beweglichen Platten können sowohl in parallelen Ebenen,
als auch in gleichachsigen Zylinderflächen angeordnet sein, die in einem geringen
Abstande voneinander liegen. Die beweglichen Platten besitzen vorzugsweise eine
bestimmte und ihrer Verwendungsweise besonders angepaßte Vorm.
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Auf der Zeichnung sind in den Fig. i bis 3 einige Ausführungsformen
der Erfindung dargestellt. Fig. q. und 5 zeigen zwei Platten-' formen, wie sie bei
der Anordnung nach Fig. 3 zweckmäßig verwendet werden können.
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Bei der Einrichtung nach Fig. i sind zwei Paare von metallisch leitenden
Platten a, a
und b, b in derselben Ebene einander schräg gegenüber angeordnet.
Die Platten haben die Gestalt von Viertelkreisausschnitten und decken fast vollständig
eine gleich große Kreisfläche; man läßt zwischen ihnen nur gerade soviel Platz frei,
als zu ihrer gegenseitigen Isolierung erforderlich ist. Die beiden sich schräg gegenüberliegenden
Ausschnitte a, a sind mit einem Luftleiter i für gerichtete Wellen verbunden, und
die beiden anderen Ausschnitte b, b mit einem entsprechenden Luftleiter 2,
dessen Ebene senkrecht
zu der des erstgenannten steht. jeder dieser
Luftleiter kann durch ein Paar senkrechte Antennen gebildet werden, oder auch durch
fast vollständig geschlossene Schwingungskreise oder schließlich durch irgendeine
andere Luftleiteranordnung für gerichtete Wellen, die in ihrer Ebene mit der höchsten
Wirksamkeit sendet oder empfängt.
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Oberhalb oder unterhalb dieser festen Platten a, b ist ein
beweglicher Teil angebracht, der aus zwei genau gleichen, fest miteinander verbundenen,
aber voneinander isolierten Platten c besteht. Die letzteren können die in Fig.
i veranschaulichte Form von zwei einander berührenden Kreisscheiben haben, oder
auch von zwei Ouadraten mit einer gemeinsamen Spitze und parallel liegenden, entsprechend
gleichen Seiten, oder schließlich von zwei Viertelkreisausschnitten. Die beiden
Platten c dürfen aber an keiner Stelle über den von den vier Ausschnitten gebildeten
lireisumfang hervorragen; sie können sich um die senkrecht zur Zeichenebene stehende
Achse o drehen und sind bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel mittels der Leiter
f und g an einen sekundären Schwingungskreis über einen Kondensator d angeschlossen;
mit 1a ist die Funkenstrecke bezeichnet und mit i die Selbstinduktionsspule des
Primärstromkreises bei einer Sendestelle.
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Wenn nun bei einer derartigen Einrichtung die Gerade 11-14T des drehbaren
Teiles, die der größten . Abmessung des Plattenpaares c, c entspricht, mit einer
der Richtungen A-A, B-B, C-C oder D-D zusammenfällt, so wird die stärkste mögliche
Sendewirkung in der Richtung M-IV erzielt. Nimmt die Gerade 1.1-14r Zwischenlagen
ein und befindet sich z. B. in der Richtung F-F. so bildet die Richtung der Höchstwirkung
mit der Geraden 111-N einen Winkel, der ein für allemal leicht zu bestimmen ist.
Es ist demnach ersichtlich, daß man mit einer derartigen Einrichtung unter Zuhilfenahme
von entsprechend aufgestellten Ausgleichtabellen ganz nach Wunsch in irgendeiner
Richtung senden kann. Man braucht zu diesem Zweck den beweglichen Teil nur so zu
drehen, daß sich die Gerade .'-N in der betreffenden Richtung befindet (falls es
sich um eine der Richtungen A-A, B-B, C-C oder D-D handeln sollte) bzw. mit der
gegebenen Richtung einen aus der Tabelle zu entnehmenden bestimmten Winkel bildet.
Ebenso braucht man zur Bestimmung der Richtung einer Sendestelle auf der Empfangsstelle
nur den beweglichen Teil so weit zu drehen, bis die Kraftwirkung am größten ist;
die gesuchte Richtung fällt dann mit M-N zusammen bzw. bildet mit dieser Geraden
einen bestimmten Winkel.
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Eine besonders vorteilhafte Anordnung erhält man, wenn man die Umfangsform
der Platten des beweglichen Teiles 'nach der Kurve nach der Gleichung
ausbildet, wie Fig. z erkennen läßt. In diesem Falle entspricht die Richtung der
Höchstkraftwirkung stets der Geraden M-N des beweglichen Teiles und der Höchstwert
ist eine konstante Größe.
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Bei der Anordnung nach Fig. 3 werden die Platten der festen und der
beweglichen Hälfte der Einrichtung von Zylinderflächen gebildet. Die festen Platten
bestehen beispielsweise aus zwei Paaren von Zylindermantelabschnitten a1, a1, b1,
b1, die einander gegenüberliegenden zwei Abschnitte jedes Paares sind mit je einem
Luftleiter 1,-2 für gerichtete Wellen verbunden. Sämtliche Abschnitte sollen die
Zylipderflächen fast vollständig decken -und nur den zur gegenseitigen Isolierung
nötigen Zwischenraum zwischen sich freilassen.
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Um bei dieser Anordnung die Benutzung der weiter oben erwähnten Ausgleichtabellen
überflüssig zu machen und um eine konstante Höchstkraftwirkung zu erhalten, gibt
man den Begrenzungslinien der Platten cl, cl des beweglichen Teiles die Form zweier
sich kreuzender Sinuskurven, wie in Fig.4 auf die Zeichenebene abgewickelt veranschaulicht
ist. Es genügt unter Umständen auch schon, gemäß Fig. 5, der oberhalb der Abscissenachse
liegende Teil 'dieser Sinusflächen. Die beiden Platten cl, cl dürfen sich nicht
berühren; müssen aber dicht nebeneinander stehen. Die gestrichelten Rechtecke
G H I T in Fig. d veranschaulichen etwa die Umrißlinien der abgewickelten
vier Zylinderabschnitte a1, a1, b1, b1 des festen Teiles der Einrichtung. Der größeren
Deutlichkeit halber ist in dieser Figur die Abwicklung der Projektionen der äußeren
Abschnitte auf die Zylinderfläche der beweglichen Platten dargestellt, und nicht
ihre genaue Abwickelung selbst. Die Höhe L der Abschnitte ist vorzugsweise bedeutend
größer als die Höhe h bz-,v. hl der Sinusflächen. - Die zylindrischen beweglichen
Platten cl, cl können sich bei der vorliegenden Anordnung nach Fig.3 um die zu ihrer
zylindererzeugenden, parallele Achse o drehen.
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Man kann natürlich anstatt zweier unter 9o° zueinander liegenden Luftleiter
auch drei unter 6o° zueinander verlaufenden verwenden, oder allgemein gesagt: za
Luftleiter mit Winkeln von i$o° zueinander versetzt. Die Zahl der festen Plattenpaare
ändert sich dabei deinentsprechend. Der bewegliche Teil der Einrichtung kann in
beliebiger Weise mit .den Luftleitern :elektrostatisch gekuppelt sein, die angegebene
Sendeschaltung ist nur als Beispiel anzusehen. Selbstverständlich lassen sich
mehrere
Zusammenstellungen von festen und beweglichen Platten übereinander bzw. mittelpunktsgleich
umeinander anordnen, um die Leistungsfähigkeit der Gesamtanlage zu erhöhen.