DE420707C

DE420707C - Empfangsanordnung fuer gerichtete drahtlose Nachrichtenuebermittlung

Info

Publication number: DE420707C
Application number: DEG59267D
Authority: DE
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1922-11-21
Filing date: 1923-06-10
Publication date: 1925-11-06
Also published as: US1687570A

Description

(G S92ÖJ

Die Erfindung betrifft eine Empfangsanordnung für drahtlose Nachrichtenübermittlung, die sich durch eine sehr gute Richtwirkung auszeichnet. Es sind Antennen für den gerichteten Empfang bekannt, die aus einer langen horizontalen Leitung bestehen, auf denen die Schwingungen sich hauptsächlich als fortschreitende Wellen fortpflanzen. Solche Antennen werden Wellenantennen, oder Beverage-Antennen genannt.

Die Erfindung besteht nun darin, daß mehrere Einzelantennen miteinander und der Empfangsstation so verbunden werden, daß ein Maximum der Richtwirkung erzielt wird. Die Erfindung bezieht sich sowohl auf eine Kombination von mehreren Wellenantennen als auch von mehreren Hochantennen, wobei die einzelnen Hochantennen einen gegenseitigen Abstand haben, der einem wesentlichen Bruchteil der Wellenlänge entspricht. Bei Verwendung von Wellenantennen und Übertragerleitungen, welche die Antennen mit den Empfangsapparaten verbinden, kann bekanntlich die Fortpflaniamgsgesdhwindigkeit der Drahtwellen durch zweckmäßiges Belasten der Leitung mit Serienkondensatoren oder Neben-

schlußinduktanzen oder Kombinationen davon beliebig variiert werden, um auf diese Weise das Maximum des Empfanges für verschiedene Richtungen zu erzielen. Die scheinbare Wellengeschwindigkeit kann dabei über Lichtgeschwindigkeit gebracht werden. Wellenantennen können entweder als End- oder als Breitseitempfänger verwendet werden. Der Empfang aus der Richtung einer Horizontalantenne wird Endempfang genannt, während ein Empfang aus der Richtung von 90⁰ gegen die Richtung der Antenne »Breitseitempfang« heißt. Zur Erzielung des Maximums beim Breitseitempfang sind bekanntlich die Konstanten der Antenne so zu wählen, daß die scheinbare Fortpflanzungsgeschwindigkeit der Welle unendlich wird.

Die Wellenantenne kann als bestehend aus einer unendlichen Zahl von einzelnen Empfangselementen betrachtet werden. Für die Erzielung einer guten Richtwirkung ist jedoch diese feine Unterteilung der einzelnen Elemente nicht wesentlich, und es genügt eine verhältnismäßig kleine Zahl von größeren Einheiten (Einzelantennen in passenden Abständen), um nahezu dieselben Richteigenschaften zu erzielen. Beispielsweise ergibt eine Reihe von vier Antennen mit einem Abstand von je einer viertel Wellenlänge annähernd dieselbe 'Richtkurve wie eine unendliche Anzahl klei- , nerer Antennen, die über eine Wellenlänge j verteilt sind. Die Anzahl von Einheiten, multipliziert mit dem Abstand, ergibt die Länge einer äquivalenten Wellenantenne. Diese Aquivalenz ist sehr groß, wenn der Abstand bei einer Endreihe nicht eine viertel Wellenlänge und bei einer Breitseitreihe nicht eine halbe Wellenlänge überschreitet. Ein Vorteil der Verwendung einer Mehrzahl von selbständigen Einheiten besteht darin, daß eine größere j Freiheit für die Einstellung des Empfangs systemes für den Empfang aus verschiedenen i Richtungen gegeben ist. Bei Verwendung einer Reihe oder Gruppen von Antennenein- j heiten leitet man die von jeder Einheit auf- · genommene Energie auf je einer besonderen ausbalancierten Leitung zur Empfangsstation. Es ist jedoch auch möglich, eine gemeinsame I Übertragerleitung für mehrere Antennen zu ! verwenden. An der Empfangsstation werden die von den verschiedenen Einheiten aufgenommenen Signale in einem einzigen Kreis kombiniert, wobei durch an sich bekannte Mittel j die Phasen und Amplituden eingestellt werden können.

In Übereinstimmung mit den schon erwähnten Tatsachen kann eine Endantenne mit Lichtgeschwindigkeit von der Länge L ersetzt werden durch eine Reihe von; ti statischen 6a Antennen mit einem Abstand von je L/n, vorausgesetzt, daß L/n kleiner als eine viertel Wellenlänge ist, wobei jede Antenne mit der Empfangsstation verbunden ist durch eine Übertragerleitung, deren Länge sich in elektrischer Länge (darunter wird die mit der ^; Fortpflanzungskonstante multiplizierte geometrische Länge verstanden) progressiv um einen Abstand L/n unterscheidet. In ähnlicher [ Weise kann eine Breitseitwellenantenne mit unendlicher Geschwindigkeit von der Länge L ersetzt werden durch eine Reihe von η statischen Antennen mit einem Abstand von je : L/n, vorausgesetzt, daß L/n nidht eine halbe Wellenlänge überschreitet. Die Übertragerleitungen sollen in diesem Falle alle dieselbe elektrische Länge haben. Wenn es nicht angängig ist, Leitungen zu bauen, deren geo- ! graphische Länge der gewünschten elek- ' trischen Länge entspricht, kann die elektrische Länge größer oder kleiner als die geographische Länge gemacht werden durch zweck mäßiges Belasten oder durch Hinzufügung von geeigneten künstlichen Linien. Wenn alle Antennen der Reihe oder Gruppe statische Antennen sind, die aus allen Richtungen gleich empfangen, hat das System eine bestimmte Richtkurve, abhängend von der Anordnung und Abstandsbemessung der Einheiten, der empfangenen Wellenlänge und der elektrischen Länge der Sendelinien. Diese Kurve soll die Gruppenrichtkurve genannt und mit A bezeichnet werden. Wenn nun die statischen Antennen durch solche ersetzt werden, die jeweilig eine Richtkurve B haben, dann wird das System als Ganzes eine Riehtkurve haben gleich dem Produkt aus A und B, d. h. der Radius der Produktkurve für eine gegebene Richtung ist das Produkt der Radien von A und B für dieselbe Richtung. Diese Prodμktregel ist von großer Unterstützung bei dem Entwerfen jedes Mehrfachsystems. Wenn man die »blinden« Richtungen, d. h. die Richtungen geringer Intensität, der Gruppenkurve A von dort her kommen läßt, wo die Kurve B mit sich selbst multipliziert unerwünschten Empfang geben würde, und umgekehrt, kann man eine Produktkurve mit einer Anzahl »blinder« Punkte und mit sehr geringem Empfang über einen weiten Richtungsbereich erhalten.

Die Theorie des Praduktprinzips kann erläutert werden an zwei Kardioideneinheiten, bestehend aus Schleifen und senkrechten Antennen, die mit einer halben Wellenlänge voneinander und gleich weit von der Empfangsstelle des Signals entfernt sind und die mit der Empfangsstation durch Sendelinien gleicher Länge verbunden sind, wie Abb. 3 zeigt. Um zuerst die Kurve A zu finden, werden die Richteigenschaften für zwei statische Antennen bestimmt. Für Θ == 0 oder die Richtung des gewünschten Signals trifft die

Raum welle beide Antennen gleichzeitig, und es ergibt sich, da die Sendelinien von gleicher Länge sind, eine Phasendifferenz ο und volle Addierung der beiden Ströme im Empfänger. Für Θ = 30° erreicht die Raumwelle die eine Antenne um eine viertel Wellenlänge früher als die andere. Dann addieren sich die Ströme am Empfänger im Quadrat und ergeben eine Intensität 1,41 mal der von beiden Antennen allein. Für Θ — 90 ° erreicht die Raumwelle die eine Antenne um eine halbe Wellenlänge vor der anderen, und 'es verlaufen die Ströme im Empfänger einander gerade entgegengesetzt, so daß der Empfang = ο ist.

Die Stromstärken für Θ = o°, 30⁰ und 90⁰ stehen deshalb im Verhältnis 2; 1,41 und o; für M = 150 ° ergibt sich wieder quadratische Addition und eine Stromstärke 1,41 und für Θ = i8o° eine Stromstärke 2,00.

Eine einzige Kardioideneiriheit gibt die folgenden Stromstärken:

Relative Stromstärke

Winkel Θ
Grad
ο

30
90

180

Ι,ΟΟ

o,933
0,50
0,066
0,00

Mit den beiden Kardioideneinheiten von dem Abstand gemäß Abb. 3 erhält man folgende Empfängerströme:

Für Θ = er, zwei Ströme von der Stärke von je 1,00., die sich voll addierend einen Empfängerstrom 2,00 ergeben.

Für (-J = 30°, zwei Ströme von 0,933 im Quadrat, die einen Empfängerstrom 1,41 · 0,933 — 1,31 ergeben.

0 = 90°, zwei gegengerichtete Ströme von 0,50, die eine Nullresultante ergeben.

Θ = i5o°, zwei Ströme von o,q66 im Quadrat, die eine Resultante 1,41 · o,q66 = 0,093 ergeben.

Θ = i8o°, kein Strom von beiden Antennen. In Tabellenform stellen sich die Verhältnisse folgendermaßen dar:

30

go

150

180

Richtkurve
_r . für zwei
^Grdd statische

Antennen

2,00

i,4i
ο

i,4i
2,00

1,00

0,933
0,5ο
o,o66
O

Riehtkurve für zwei Cardioideneinheiten

2,0 ',1,Q — 2,0

Ό · ο,5θ = ο
i,4i · o,o66 = 0,093

2,0-0 =0

Abb. 4 zeigt die Einzelkurven, die Kurve A für zwei statische Antennen, die Kurve B für eine Kardioideneinheit und das Produkt oder die Kombinationskurve. Hierbei ist die Kurve A auf die Basis einer Einheitsintensität Θ =r 0 reduziert.

j Eine andere Anwendung des Produktenprinzips ist ein Paar von nebeneinanderliegenden Schleifen. Zwei statische Antennen mit , einem Abstand von einer, viertel Wellenlänge 6g in der Richtung des Signals, bei denen die eine Sendelinie eine viertel Wellenlänge langer ist als die andere, ergeben eine Kardioide als· ■ Richtkurve. Wenn die statischen Antennen durch Schleifen ersetzt werden, die in der Richtung des Signals orientiert sind, ergibt das System eine Richtkurve, die das Produkt der eben erwähnten Kardioide und der Kurve der Breitseitantenne ist, die die Richtkurve einer Schleife ist. Der Abstand der Schleife von einer viertel ' Wellenlänge ist nicht wesentlich, aber der am einfachsen zu diskutierende Fall.

Eine andere Anwendung ist ein Paar Breit seitantennen. In diesem Fall wird die Kardioide, die zwei Einheiten mit einer viertel ' Wellenlänge Abstand in der Signalrichtung entspricht, mit der sehr scharfen Kurve der Breitseitwellenantenne multipliziert.

Das Produktenprinzip kann auch auf ! Gruppen von Gruppen oder Reihen von Reihen ausgedehnt werden. Von besonderer ^! Wichtigkeit ist eine solche Anwendung. Um j bei Verwendung einer Breitseitreihe von Einheiten eine sehr scharfe Richtkurve zu erhalten, wird die Reihe ausgedehnt. Hierdurch go werden die Hauptlappen der Kurve schärfer, : jedoch erscheinen an den Seiten, wie Abb. 5 , zeigt, kleinere Lappen. Offenbar kann man ! nun einen sehr scharfen Hauptlappen ohne kleinere Lappen erreichen, wenn man die Kurve A (Abb. 4) für ein Breitseitpaar statischer Antennen mit einem Abstand von einer halben Wellenlänge nimmt und alle ihre Radien in die zweite oder dritte Potenz erhebt. Für ein System, das eine Richtkurve von dem Quadrat der Kurve A (Abb. 4) ergibt, braucht man zwei Paar Einheiten, die jede eine Kurve A der Abb. 4 besitzt, worauf jedes dieser Paare als eine Einheit eines großen Paares bei demselben Abstand behandelt wird, wie Abb. 6 zeigt. Hierdurch wird der Mittelpunkt des zweiten Paares um eine halbe Wellenlänge von dem Mittelpunkt des ersten Paares verlegt, was zwei von den Antennen zusammenfallen läßt.

Alle Sendelinien haben die gleiche elektrische Länge, so daß eine einzige Einheit im Mittelpunkt mit doppelter Stromstärke an Stelle der zwei verwendet werden kann. So ergibt eine Breitseitreihe von drei Antennen, die eine halbe Wellenlänge Abstand haben und Stromstärken im Verhältnis 1:2:1 besitzen, die Richtkurve C von Abb. 10, deren Radien die Quadrate der Radien von A der Abb. 4 und 10' sind. Jetzt soll das Verfahren einen Schritt weiter geführt und zwei von den 1:2:1 Gruppen zu einem Breitseit-

paar kombiniert werden, wobei die Mittelpunkte der Gruppen einen Abstand von einer halben Wellenlänge haben. Dies ergibt

Gruppe I .
Gruppe II

1:2:1 1:2:1

Gesamtsystem

:3 :

Es fallen wiederum Antennen zusammen, so daß wir in Wirklichkeit einfach eine Antenne an das eine Ende der Reihe anfügen und die Relativstärke der beiden mittleren Einheiten zu dem Dreifachen der Stärke der Endeinheiten vermehren. Solch ein System ergibt die Richtkurve D von Abb. io_; die das Produkt von A (Abb. 4 und 10) und C (Abb. 10) oder die dritte Potenz von A (Abb. 4 und 10) ist. Wenn dieses Verfahren eine Stufe weiter geführt wird, erhält man eine Breitseitreihe von fünf Antennen von einem Abstand von einer halben Wellenlänge und Stromstärke im Verhältnis 1:4:6:4:1. Das ergibt die Richtkurve E (Abb. 10), die die Kurve D (Abb. io), multipliziert mit A (Abb. 10), oder das Quadrat von C (Abb. 10) ist. Das Produktenprinzip macht es zu einer einfachen Sache, die Richtkurve eines Feldes zu errechnen, das mit Antennen in quadratischer Formation bedeckt ist, denn dieses kann als eine Breitseitreihe von Endreihen oder umgekehrt betrachtet werden.

Um einen Vorteil dadurch zu erreichen, daß man die Stärke gewisser Einheiten in einem Empfangssysitem mit mehrfachen Einheiten wechselt, braucht man sich nicht genau an die eben beschriebenen Werte zu halten, da das Wechseln der Intensität der Einheiten nahe dem Mittel einer Breitseitreihe im Vergleich zu dem von Endeinheiten ein Mittel ist, um die Richtung zu ändern, aus der der Empfang = ο ist. Zum Beispiel ergeben drei Einheiten in einer Breitseitreihe mit einer halben Wellenlänge Abstand und mit gleichen Intensitäten Nullempfang 42⁰ von der normalen Signalrichtung (senkrecht zu der Reihe der Einheiten). Ein Verringern der Stromstärke der mittleren Einheit bringt den Winkel des Nullempfanges näher an die Signalrichtung, gibt aber lauteren Empfang aus Richtungen ungefähr parallel zur Reihe. Wenn die Intensität der mittleren Einheit auf Null verringert wird, ist der Winkel des Nullempfangs 30⁰ von der Signalrichtung, jedoch addieren sich die verbleibenden Einheiten vollständig für Störungen, die rechtwinklig zum Signal oder parallel zur Reihe ankommen. Wenn anderseits die Stromstärke der mittleren Einheit größer als die der Endeinheiten ist, wird der Empfang von einer Richtung rechtwinklig zum Signal verringert und ist der Winkel vom Nullempfang mehr als 42⁰ von der Signalrichtung, wobei er 90⁰ erreicht, wenn die Intensität der mittleren Antenne das Doppelte von der von beiden Endantennen ist. Bei anderen Abständen oder anderen Antennenzahlen können die Richtungen des Nullempfanges in gleicher Weise dadurch gesteuert werden, daß die Intensität der Antenne nahe der Mitte der Reihe gegenüber der der Endantenne verändert wird. '

Jedes Mehrfachantennensystem, in dem die Phase der Ströme von den verschiedenen Einheiten in der Station geregelt werden kann, kann umorientiert werden, d. h. es kann die Richtung des maximalen Empfanges verschoben werden. Dieses erfolgt durch Verkürzen der elektrischen Länge der Sendelinien von den der Signalquelle entferntesten Einheiten (oder durch Vorrücken der Phase der Ströme von diesen Einheiten) und durch Vergrößern der elektrischen Länge der Linien von den Einheiten, die näher der Quelle der gewünschten Signale sind. So mögen im Falle eines Breitseitpaares die Sendelinien gleiche Länge haben, um maximalen Empfang für Signale zu'geben, die bei Θ = 30 °Joder rechtwinklig der Verbindungslinie der beiden Antennen ankommen. Um aber die Kurve 30⁰ nach rechts umzuorientieren (d.h., um maximalen Empfang für Signale zu erhalten, die aus der Richtung 0 — 30° rechts kommen) muß man in diesem Fall die Linie von der rechten Antenne verlängern oder die von der linken verkürzen oder beide so ändern, daß die Differenz in ihren elektrischen Wellen gleich dem halben Abstand zwischen den Antennen wird (sin 3o° = o,5). Wie weit dies Umorientieren befriedigend ausgeführt werden kann, hängt von den Richteigenschaften der einzelnen Einheiten ab, denn natürlich kann keine Einstellung der relativen Phase guten Empfang aus Richtungen ergeben, für die die Einheiten selber ungenügend sind. Wenn deshalb das Umorientieren zu weit geführt wird, ist es wünschenswert, die Antenneneinheiten auch einstellbar zu haben, damit ihre Richtungen des maximalen Empfanges gleichzeitig verstellt werden können. Wenn z. B. die Antennen Schleifenform haben und man eine Umorientierung um mehr als 30⁰ haben will, sollte es möglich sein, die Schleifen zu drehen oder die äquivalente Wirkung durch gekreuzte Schleifen und Goniometer zu erlangen. Oder wenn das System aus einer Breitseitreihe von Wellenantennen besteht und die Umorientierung um einen roßen Winkel notwendig ist, sollten möglichst die Wellenantennen durch Endreihen von statischen Antennen oder von gekreuzten Schleifen mit Goniometern ersetzt werden.

Der Vorteil, den man durch Umorientieren der Richtkurve eines Mehrfachempfangs-

systems erzielt, beschränkt sich nicht darauf, die Lautstärke von Stationen zu vermehren, die nicht direkt in Linie mit dem Antennensystem liegen, sondern dieses Umorientieren kann auch dazu benutzt werden, um den Empfang von statischen Störungen oder fremden Störem aus gewissen Richtungen zu verhindern. Die meisten scharf gerichteten Systeme haben ' gewisse Richtungen, für die der Empfang ο

ίο ist, und wenn die Störungen aus einer be- j stimmten Richtung kommen, kann man sie : häufig dadurch, ausschalten, daß man das j System so einstellt, daß eine der Richtungen für Nullempfang mit der Störungsrichtung

t5 zusammenfällt. Die oben für das Umorientieren der Richtkurve beschriebenen Einstellungen verschieben nicht nur die Richtung des maximalen Empfanges, sondern auch die des Nullempfanges. Wenn z. B. eine Stö- !

so rungsquelle in einem Winkel von 2O° von der | gewünschten Sendestation liegt, während das unverschobene Empfangssystem Nullempfang ' bei 30⁰ von der Richtung des gewünschten Signales gibt, kann das System von der Richtung der Störung genügend wegorientiert werden, daß die Störungen auf eine vemach- j lässigbare Größe verringert werden, während I die Stärke des gewünschten Signales nur we- ; nig verringert wird. j

Ein Ausführungsbeispiel eines vollständi- \ gen Empfangssystemes, das für Vielfachemp- ; fang geeignet ist, ist in Abb. 1 dargestellt. \ Dort sind 1, 2 und 3 drei parallele Wellenantennen, die nach der allgemeinen Richtung der zu empfangenen Signale orientiert sind. Die Enden B¹, B², B³ dieser Antennen enthalten die gewöhnlichen Reflexionstransformatoren T?¹ bis R³, um die Antennendrähte als Übertragerleitung zu der Empfangsstation zu benutzen, auf denen Signale, die sich in der Richtung von A¹ nach B¹ fortpflanzen, gesandt werden, oder auf denen über die Antennen als Übertragerleitung die gewünschten Ausgleich- oder Neutralisierungsströme gesandt werden. An -den Enden A¹ \ und A^B liegen die Transformatoren T¹, T³ und S¹, S³, die Signal- und Ausgleichströme den ausbalancierten Leitungen L¹, L³ und M¹, M³ liefern, durch welche die Ströme zu den Empfängern geleitet werden. Als Abänderung ist in der Antenne Nr. 2 beim Antennenende A² ein Reflexionstransformator Α^:ί vorgesehen, sowie Transformatoren T² und S², die mit einem Zwischenpunkt in der Antenne nach den Leitungen L? und M" verbunden sind.

An der Empfangsstation können für jede Antenne künstliche Leitungen N¹ bis iV³, O¹ bis O³ vorgesehen, oder es können andere entsprechende Kreise, denen die Ströme, über die Übertragerleitungen zugeführt werden, durch Transformatoren 4 bis 9 gespeist werden. Zur Einstellung der Stromstärke werden die Ströme aus den künstlichen Leitungen durch Potentiometer 11 bis 16 den Steuerkreisen der Kopplungsröhren i-S, i-N, 2-S, 2-N, 3-5, 3~N geliefert. Die Stromabgabekreise dieser Kopplungsröhren liegen parallel zu der Primärwicklung des Transformators 17, dessen Sekundärwicklung den Signalstrom an geeignet abgestimmte Empfangskreise und Empfänger abgibt. Zum Ausprobieren und Einstellen sollen geeignete Schalter vorgesehen sein, damit jeder der Anodenkreise der Kopplungsröhren den Strom nach dem Empfangsapparat mit Ausschluß der anderen Röhren Eefern kann. Die Vakuumröhren sind auf die übliche Weise angeschlossen, wobei ein Teil der Anschlüsse auf der Zeichnung zum Zwecke der Vereinfachung weggelassen ist.

Beim Einstellen werden die Gleitschieber 18 bis 23 und die Intensitätskoppler 11 bis 16 zuerst so eingestellt, daß sich der beste Empfang ergibt, und dieses kann man dadurch bewirken, daß man zuerst mit einer Antenneneinheit einstellt, die dann mit dem Empfänger verbunden ist, darauf mit zwei •Einheiten und schließlich mit allen drei Einheiten. Auf diesem Wege kann eine solche go Einstellung erreicht werden, daß die mit den drei Antennen empfangenen Signalströme sich im Empfänger in ihrer Phase addieren; wenn die durch die verschiedenen Antennen gelieferten Ströme alle von derselben Intensität sind, werden die Maximalströme die dreifache Amplitude des von jeder einzelnen Antenneneinheit gelieferten Stromes haben. Das Produktioosprinzip wird auf das obenbeschriebene System angewandt, und es ergibt sich ein schärferer Richtempfang als mit einer einzelnen Einheit. Man kann jedoch manchmal feststellen, daß, wenn das System so für maximale Stärke eingestellt ist, Störungen auftreten aus einer Richtung zwischen 60 und 120⁰ von der Richtung der gewünschten Signale. Bei gewissen Antennenabständen können diese Störungen dadurch in großem Umfange beseitigt werden, daß die Intensitätskoppler so wieder eingestellt werden, daß die Stärke des von der Antenne 2 aufgenommenen und auf den Empfänger aufgedrückten Stromes sich von der Stärke des von den Antennen 1 und 3 aufgenommenen Stromes unterscheidet.

Die in Abb. 1 dargestellte Einrichtung enthält noch zusätzliche Potentiometer oder Intensitätskoppler 24 bis 29 und 31 bis 36 mit Schiebekontakten zwischen den Intensitätskopplern und den künstlichen Leitungen. Diese können mit zusätzlichen Kopplungsröhren und Empfängern verbunden werden.

so daß man auf diese Weise mit einem einzigen Antennensystem beliebig viele Signale aus derselben oder aus verschiedenen Richtungen empfangen kann.

In Abb. ι ist die Anordnung zum Übertragen von Signalen, die aus der Richtung von A¹ nach B¹ kommen, auf das Steuerelement die Kopplungsröhren i-S im wesentlichen dieselbe als die Anordnung zum ίο Übertragen von Signalen aus der Richtung B¹ nach A¹ auf das Steuerelement der Kopplungsröhren ι -N. Die vorliegende Betrachtung soll auf Antenne Nr. ι beschränkt bleiben, während die Kopplungsröhren 2-S, 2-iV, $-S und 3-iV als unwirksam betrachtet werden sollen. Wenn das gewünschte Signal die Richtung A¹ nach B¹ hat, wird es fast gänzlich durch die Kopplungsröhre i-S aufge- j nommen, und die Einstellung des Potentiometers 11 wird so sein, daß das ganze zur ; Verfügung stehende Potential auf das Steuerelement der Kopplungsröhre ι-S übertragen wird. Wenn gleichzeitig eine .Störung aus ; der Richtung B¹, A¹ kommt, drückt diese ' dem Potentiometer 11 eine verhältnismäßig ' kleine Spannung und dem Potentiometer 14 eine viel größere Spannung auf. Nun stellt ; man das Potentiometer 14 so ein, daß nur ein·; Bruchteil der zur Verfügung stehenden Span- ; nung über das Potentiometer auf das Steuerelement der Kopplungsröhre übertragen wird; dadurch kann die auf das Steuerelement der Kopplungsröhre i-N übertragene Spannung, j die von der Störung herrührt, gleich der ' Spannung gemacht werden, die dieselbe i Störung der Kopplungsröhre i-5 aufdrückt. ! Diese sich aus der Störung ergebenden und j auf die Röhre i-S und i-N übertragenen ■ Spannungen können nun durch richtiges Ein- ί stellen des Schiebekontaktes 21 auf der künst- ; liehen Linie o¹ in entgegengesetzte Phase ge- \ bracht werden. Dadurch verschwinden alle Wirkungen der Störung aus der Richtung B¹, j A¹, da die auf i-5 und ι-N aufgedrückten j Spannungen gleich und entgegengesetzt sind, ; und es heben sich Anodenströme mit der Si- ■ gnalfrequenz auf. Das gewünschte Signal ver- '. ursacht nur eine verhältnismäßig kleine Span- j nung im Potentiometer, und da nur ein kleiner :

Teil dieser Spannung auf das Steuerelement ] der Kopplungsröhre i-N übertragen wird, ist praktisch kein gewünschter Signalstrom im _; Anodenkreis der Steuerröhre i-N und be- ^! einträchtigen nicht die Einstellung des Po- ' tentiometers 14 und die Phaseneinstellung 21 die Stärke des gewünschten Signales, das auf ί den Empfänger durch die Kopplungsröhre i-S übertragen wird. '

Aus der symmetrischen Anordnung ergibt I sich, daß durch verschiedene Einstellung der ' Potentiometer 11 und 14 und der Schiebe- [ ,' kontakte 18 und 21 der Empfänger mit voller Lautstärke Signale empfangen kann, die in der Richtung B¹, A¹ ankommen, während ungewünschte Signale oder Störungen aus der Richtung A¹, B¹ im Empfänger aufgehoben werden. Mit anderen Worten: man kann die Richteigenschaften der Antenne umkehren. Da das in Abb. 1 dargestellte System eine Anzahl von Empfängern vorsieht und die Einstellung dieser Empfänger wechselweise unabhängig äst, kann man mit einem Empfänger gerichj teten Empfang von Signalen erhalten, die aus der Richtung A¹, B¹ kommen und gleichzeitig mit einem anderen Empfänger Signale aus der Richtung B¹, A¹ empfangen, mit Ausschluß von Signalen oder Störungen, die aus der Richtung A¹, B¹ kommen. Dieses gilt für das ganze System von drei Antennen, da jede Antenne auf dieselbe Weise eingestellt werden kann.

Wenn eines der Signale, das mit dem in Abb. ι dargestellten Vielfachsystem aufgenommen werden soll, aus solchem Winkel kommt, daß die Signalwelle die drei Antennen nicht gleichzeitig erreicht, wird es gewöhnlich wünschenswert sein, das System umzuorientieren, um eine Richtkurve zu erhalten, die nach der gewünschten Sendestation hinweist. Wenn z. B. das gewünschte Signal die Antenne Nr. 3 zuerst erreicht und mit dem Empfänger Nr. 1 aufgenommen werden soll, wird man dieses Umorientieren durch Verzögern der Phase derjenigen Spannungen bewirken, die von Antenne Nr. 3 aufgenommen sind, und zwar durch Bewegen der Schiebekontakte 20 und 23 nach rechts; ebenso wird man die Phase der von der Antenne Nr. 1 aufgenommenen Spannungen durch Bewegen der Kontakte 18 und 21 nach links beschleunigen. Auf diese Weise kann die Kompensation oder gerichtete Einstellung jeder Antenne als die gleiche gehalten werden, dagegen kann die Phase der Empfangsströme von den drei Antennen her in Übereinstimmung gebracht werden, so daß man volle Addierung.der Signale erhält. Dieses Verschieben der Richteigenschaften des Systems zum Zwecke des Empfangens einer bestimmten Station mit dem Empfänger Nr. 1 hat keinen Einfluß auf die Einstellung der übrigen Empfänger. So ist es möglich, mit Empfänger Nr. 2 eine andere Station zu empfangen, die ein Umorientieren in der anderen Richtung verlangt, oder die Phase auf Antenne 3 zu beschleunigen und die Phase auf Antenne Nr. 1 zu verzögern, während Empfänger Nr. 3 und Nr. 4 das System ohne jede Umorientierung benutzen können.

Dieses Umorientieren kann entweder dazu benutzt werden, um die Lautstärke solcher Stationen zu erhöhen, die nicht direkt in

Linie mit dem Empfänger liegen, oder die Wirkungen statischer Störungen oder fremder Störer zu verringern.

Durch eine Abänderung der Anordnung nach Abb. ι kann man die verschiedenen Umorientierungen vornehmen, ohne die gerichtete Einstellung der einzelnen Antennen zu stören. Diese Abänderung besteht darin, daß man die Anodenströme der Koppiungsröhren i-S und i-N direkt wie in Abb. ι kombiniert und in gleicher Weise die Anodenströme von 2-S und z-N und von 3-S und 3-./V kombiniert; hierdurch erzeugt man drei Ströme, jeden von einer eingestellten Antenne, die dann wieder durch Einrichtungen kombiniert werden, durch die man ihre relative Phase und die Stärke einstellen kann.

Abb. 2 zeigt eine geringe Abänderung der Anordnung nach Abb. 1, bestehend in veränderlichen Kopplungstransformatoren 40 und 41, die zur Einstellung der Phase längs den künstlichen Leitungen bewegt werden können und zur Einstellung der Stromstärke den Linien genähert oder von ihnen entfernt werden können.

Während Abb. 1 einen Breitseitempfänger, bestehend aus drei Wellenantennen, zeigt, zeigt Abb. 7 einen Breitseitempfänger, bestehend aus drei statischen Antennen und drei Schleifen mit Übertragerleitungen, die zum Empfänger führen, während der Strom von jeder Schleife mit dem von der entsprechenden statischen Antenne so kombiniert werden ^: kann, daß sich eine gerichtete Antenne ergibt, i Die Ströme dieser drei gerichteten Einheiten können dann so kombiniert werden, daß sich die scharfe Richtcharakteristik der Breitseitreihe ergibt.

Abb. 8 zeigt eine ähnliche Anordnung, bei ; der die drei gerichteten Einheiten gebildet werden durch Kombinierung von zwei statischen Antennen, deren Abstand in Richtung der Signalfortpflanzung ein merklicher Bruchteil einer Wellenlänge ist.

Abb. 9 zeigt eine Anordnung wie Abb. 8, bei der aber die statischen Antennen der Abb. 8 durch Schleifen ersetzt sind, die sich günstiger gegen seitliche Störungen verhalten. Mit feststehenden Schleifen kann die Richtkurve der Anordnung nach Abb. 9 nicht so weit nach der Seite umorientiert werden wie die nach Abb. 8, da die Schleifen selber Richtwirkung besitzen. Wenn die Schleifen jedoch I selber drehbar angeordnet sind, gestattet ; Abb. 9 dieselbe Freiheit beim Umorientieren | wie Abb. 8, ergibt aber eine größere Richtwirkung. Anstatt die Schleifen im Feld zu verdrehen, kann man dasselbe Ergebnis mit gekreuzten Schleifen und Goniometern nach Art von Bellini-Tosi erzielen.

Claims

Patent-Ansprüche:

1. Empfangsanordnung für gerichtete drahtlose Nachrichtenübermittlung mit drei oder mehr Wellenantennen oder -einheiten, die einen Abstand gleich einem wesentlichen Bruchteil der Wellenlänge besitzen, dadurch gekennzeichnet, daß die Stärke der von den mittleren Antennen auf den Empfänger übertragenen Ströme größer ist als die der von den äußeren Antennen übertragenen Ströme.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenantennen, als einzelne Schleifen oder Kombinationen von zwei Schleifen, oder von einer Schleife und einer senkrechten Antenne und einer vertikalen Antenne ausgebildet sind.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Empfänger von den verschiedenen Antenneneinheiten zugeführten Ströme gleichphasige sind und ein solches Stärkeverhältnis besitzen, daß Störungen aus einer gegebenen Richtung ausgeschaltet werden.

4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzahl von Reihen von Antennen vorhanden ist, und daß jede Reihe aus einer Anzahl von Antennen besteht, die voneinander in der Wellenrichtung einen Abstand gleich einem wesentlichen Bruchteil der Wellenlänge besitzen, und daß die Reihen voneinander senkrecht zur Wellenrichtung einen Abstand gleich einem wesentliehen Bruchteil der Wellenlänge besitzen.

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede Antenneneinheit durch ausbalancierte Übertragerleitungen mit dem Empfänger verbunden ist.

6. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Empfänger von den verschiedenen Antenneneinheiten zugeführten Ströme in gewünschter Stärke und Phase so bemessen sind, daß ^t05 Störungen aus einer gegebenen Richtung ausgeschaltet werden.

7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Empfänger von den verschiedenen Antenneneinheiten zugeführten Ströme gleiche Stärke besitzen, während die Phase so bemessen ist, daß Störungen aus einer gegebenen Richtung ausgeschaltet werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.