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Wellenantenne. Die Erfindung betrifft eine Wellenantenne, bestehend
aus zwei langen horizontalen Leitun gen, bei der der Empfang an dein zum Sender
gerichteten Ende erfüll-t.
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Drei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind auf der Zeichnung in
drei Abbildungen schaubildlich dargestellt. Diese zeigen eine lange Antenne, bestehend
aus zwei parallelen wagerechten Leitungen i und 2 mit Erdverbindungen
3 und 4 an den Enden.
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Bei der Ausführuil-sform nach Abb. i erfolgt die Erdverbindung bei
3 durch einen Widerstand 5, der im wesentlichen gleich dein Wellenwiderstand
der Antenne ist, um unerwünschte Reflexionen zurück über die Leitungen zu verhindern.
Es ist angenornmen, daß man Signalweljen empfangen will, die längs der Antenne durch
den Äther von 3 nach 4 gehen, daß inan aber den Empfänger 6 am Ende
3 anordnen will. Infolge-dessen muß man Mittel vorsehen, uni die glewünschten,
mit der Antenne aufgenommenen Signalströme, die am stärksten am Ende 4 sind, zurück
nach 3 zu schicken. Bei einer früheren Atisführungsform wurde dieses durch
einen am Ende4 angeordneten Transformator erreicht. Bei der vorliegenden Erfindung
wird dieses dadurch erreicht, daß (las Ende der Leitung i am Ende 4 geÖffnet z#
und die Leitung;? direkt geerdet wird. Hier-Z, durch ergibt sich eine Endreflexion
zurück auf der Leitung i, die von der Signalwelle in solcher Phase und Größe überlagert
ist, daß sich am Ende 4 der Leitung i ein Nullstrom ergibt. Gleichzeitig wird eine
Kurzschlußreflexion in der Leitung :2 hervorgerufen, die den in dieser Leitung fließenden
Strom praktisch verdoppelt. So er,-eben das öffnen der Leitung i und das Erden der
Leitung:2 am Ende4 einen Effekt gleich dem bisher durch den Transformator erzielten
Effekt.
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Die Wicklung 7 des Transformators 8
wird nicht durch
Ströme beeinflußt, die in den beiden Leitungen der Antenne in derselben Richtung
fließen, sondern durch Ströme, die in entgegengesetzten Rir-litungen fließen. Die
Signalwellen fließen in derselben Richtung durch beide Leitungen, während die von
dein Ende 4 reflektierten Wellen in entgegengesetzten Richtungen in den Lei-I tungen
i und 2 fließen und daher durch den Transformator 8 den Empfänger beeinflussen.
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Der Widerstand in der Erdverbindung bei 4 kann einen Energieverlust
bei der Kurzschlußreflexion zur Folge haben, und es wird dann der reflektierte Strom
in Leitung 2 ZD kleiner sein als in Leitung i. Diese Unausgeglichenheit kann manchmal
nachteilig sein, wie später erläutert werden wird. ».Nfan kann diese Schwierigkeit
durch einen Ableitewiderstand 9 beseitigen, der durch einen Schalter io eingeschaltet
werden kann und dessen Größe ungefähr so ist, daß RL : Z ==
Z : Rg ist. Hier ist RL der Widerstand der Ableitung io, Rg der Widerstand
der Erde und Z der Wellenwiderstand einer Leitung irit Rückleitung über Erde.
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Durch frühere Veröffentlichungen sind I Wege gezeigt, auf denen ein
Teil der Ströme, die durch die Erdverbindung bei 3 fließen, dazu benutzt
werden können, tun die Wirkung der störenden Ströme aufzuheben, die sich am entgegengesetzten
Ende der Antenne finden und transformiert und über die Leitung zurück zum Empfänger
gesandt werden. In der Praxis macht man zweckmäßig von der Neutralisation Gebrauch,
und es werden bei Anwendung solch einer Schaltung die schädlichen F#olgen eines
mangelnden Ausgleiches mehr offenbar.
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Abb. 2 zeigt eine Empfangsanordnung mit einer E inrichtung
für einen solchen Ausgleich. Die Ströme in den Kreisen ii und 12 können in beliebigen
Stärken und Phasen kombiniert und dem Empfänger 6 zugeführt Z,
werden.
Angenommen, daß das gewünschte Signal sich in der Richtung 3-4 fortbewegt und daß
eine statische Störung aus der entgegengesetzten Richtung komme. Der durch t' 21
den Pfeil la angedeutete Strom, der durch den Transformator zurück zum Ende
3 geschickt wird, ist vornehmlich Signalstrom mit einem Rest von statischen
Störungen, während der Strom Ib iin wesentlichen statisch ist. E in kleiner
Bruchteil der Energie von lb wird dein Empfänger durch den Kreis 12 in solcher Phase
und Stärke zugeführt, daß die restliche statische Störung in la ausgeglichen wird.
Wenn
nun der Transformator 13 unvollkommen ist und anstatt alle zugeführte Energie zu
transformieren, einen Teil der #Velle über die beiden Leitungen mehrfach zurückre:(lektiert,
so wird die Komponente bei 3 mit lb vermischt erscheinen. Um einen Ausgleich
für geringste >tatische Störung zu schaffen, muß man ein Gemisch von la und lb herstellen,
das die verbleibende statische Störung in la ausgleiche. Wenn diese statische Störung
ausgeglichen ist, kommt es häufig vor, daß die Ia-Komponente im Kreise
12 im Empfänger sich von dem la subtrahiert, das durch den Kreis i i zugeführt
wird, wodurch das Nutzsignal geschwächt wird. Versuche haben ergeben, daß der beste
Ausgleich erzielt wird, wenn die eine Komponente möglichst viel Signalströme und
möglichst wenig Störströme und die andere Komponente möglichst viel Störströnic
und möglichst wenig Signalströnie enthält.
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Eine Reflexion bei 3 oder 4 hat in diesem Fall die Tendenz,
die beiden Komponenten zu mischen, bevor sie den Empfänger erreichen, wo sie für
Ausgleichoperationen verfügbar sind. Wenn das Nutzsignal aus der Z,
Richtung
4-3 und die Störung aus der RichtUng 3-4 kommt, ist es besonders wichtig, den mehrfach
reflektierenden Teil zurück über die beiden Leitungen zu vermeiden, und zwar, weil
es schädlicher ist, unnötige Störungen mit dein Signalstrorn vor der Ausgleichoperation
zu mischen, als irgendeinen Signalstrom mit dem Störstrom zu mischen. Bei Verwendung
eines Reflexionstransformators 13 gemäß Abb. 2 werden zweckmäßig Reihen- und Nebenschlußwiderstände
14 und 15 an der Primärseite verwendet, damit die Gesamtimpedanz bei der Erdverbindung
mehr ein reiner Widerstand und mehr gleich dem Wellenwiderstand der Antenne wird.
Hierdur#Ii wird ein Teil des Störstrornes la beseitigt. Es bleibt jedoch noch ein
großer Überschuß, da nur ein kleiner Teil voll la für Ausgleichzwecke benötigt wird.
Läßt man die Widerstände 14 und 15 weg, so ist es wegen der Reaktanz des
Transformators 13 schwierig, zu vermeiden, daß ein beträchtlicher Teil von
la zurück über die Antenne vielfach reflektiert und mit dem Signalstrom Ib vermischt
wird.
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Abb- 3 zeigt eine Schaltung, bei der das Ergebnis der Schaltung
gemäß Abb. 2 ohne Reflexionstransformators 13 erreicht werden kann.
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Wenn die Impedanz oder der Widerstand von 16 im Verhältnis zum Wellenwiderstand
eines Drahtes hoch ist und wenn die Impedanz von 17 entsprechend niedrig ist, sind
die reflektierten Wellen auf den beiden Leitungen in entgegengesetzter Phase. Wenn
16 und 17 sich nur wenig von dem Wellenwiderstand unterscheiden, ist der Energiebetrag,
der auf der Leitung zurückgeschickt ist, klein, da der größte Teil der 4 erreichenden
Energie in den Widerständen absorbiert wird. Wenn man andererseits so viel Energie
als möglich zurück über die Leitung schicken will, muß 17 gleich Null und 16 ein
unendlich großer Widerstand oder ein offener Kreis sein.
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Wenn die in der Antenne entstehenden Wellen an dem Ende4 reflektiert
werden, können sie in jedem Fall in zwei Teile zerlegt werden, einem, bestehend
aus einem Wellenpaar, identisch in Phase und Größe, und einem anderen, bestehend
aus einem Paar gleicher und entgegengesetzter Wellen. Das erstere Paar stellt die
zurückreflektierte Energie dar, die im Kreise 12. auftritt, während das letztere
als transformierte Welle aufgefaßt werden kann. Wenn jede Reflexion vermieden werden
soll, müssen die keflexionen auf den Leitungen gleich- und entgegengesetzt gerichtet
sein. Diese Bedingung kann man mit verschiedenen Kombinationen von Impedanzen 16
und 17 erreichen, von denen einige wenig Energie absorbieren und viel transformieren,
während die anderen viel absorbieren und wenig transformieren.