DE431872C - Anordnung zur Herabsetzung atmosphaerischer Stoerung bei der Aufnahme drahtloser Zeichen - Google Patents

Description

Den. Gegenstand der Erfindung bildet eine

Anordnung zur Herabsetzung atmosphärischer Störung bei der Aufnahme drahtloser Zeichen.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, verschiedene Teile des Antennonsystems derart in gegenseitige Beziehung zu schalten, daß die aufzunehmenden Zeichen wesentlich in der gleichen Phase und die Störungen wesentlich in entgegengesetzter Phase kombiniert werden.

Demgegenüber besteht vorliegende Erfindung darin, daß mehrere gleich abgestimmte, auf denselben Empfänger wirkende Antennensysteme vorhanden sind, in deren einer Gruppe die Zeichenenergien sich entgegenwirken, so daß wesentlich nur Störströme übrigbleiben, welche den Störströmen aus einem anderen Teil der Antennenanordnung entgegenwirken, S₁O daß dessen Zeichenströme für den Empfang übrigbleiben. Aus dieser Gruppe wird somit gewissermaßen ein »Behälter für statische Elektrizität« geschaffen, dessen Inhalt zur Ausmerzung von Störströmen aus einem anderen Teile des Systems dient.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes schematisch dargestellt.

Abb. ι zeigt ein System mit Mehrfachschleifen,

Abb. 2 ein System mit langen tiefliegenden wagerechten Schleifen,

Abb. 3 eine Ausführung mit zwei übereinander angeordneten Schleifenantennen einer dritten Schleifenantenne,

Abb. 4 eine Ausführung mit direkter Verbindung der Teile des Antennensystems,

Abb. S eine Ausführung mit beweglicher Antenne.

Die Antennen^, undB (Abb. 1) sind Mehrfachschleifen, die in Richtung der gewünschten Aufnahme durch einen beträchtlichen Bruchteil einer Wellenlänge getrennt sind und durch Leiter C mit Empfangsapparaten verbunden sind, die wesentlich mitten zwischen A und B liegen. Die Leiter sind unterbrochen gezeichnet, um anzudeuten, daß sie länger sind als maßstäblich darstellbar.

Da die Leiter und Schleifen sowohl Zeichen wie statische Energie aufnehmen, so werden

in ihnen sämtlich Ströme, im bestimmten Richtungen erzeugt. Es hat sich äußerst vorteilhaft gezeigt, Mittel vorzusehen, um die relativen Richtungen der Ströme in dan Leitern und Schleifen sowie in den Leitern und Empfangsapparaten zu bestimmen und vorzugsweise auch im Empfangsapparat und den damit verbundenen Empfangsstromkreisen. Die beiden letzteren Bedingungen sind von Wichtigkeit bei Benutzung eines Empfangsapparates in Form eines Goniometers; die Erfindung ist aber auch mit anderen Empfangsapparaten benutzbar.

Durch Stromwender Z² kann man die An-Schlüsse der Leiter C an die Schleifen vertauschen und so die relativen Richtungen der in den Leitern und Schleifen fließenden Ströme bestimmen. Durch die Stromwender Z-können die Leiter und Schleifen so verbunden werden, daß die Ströme gleichsinnig oder entgegengesetzt verlaufen. Der Versuch zeigt, welche Stellung der Stromwender die beste ist. Die Schleifen können in ihrer Wicklung stärker sein als die Leiter und eine bestimmte Stellung der Stromwender Z- erfordern, anderseits können bei größerem Abstande zwischen den Schleifen und entsprechend längeren Leitern die Leiter und Schleifen annähernd die gleiche Wirkung entwickeln. Dann ist es erwünscht, die Stromwender Z² so zu verstellen., daß die Leiter den. Schleifen entgegenwirken. So erhält man einein derartigen. Ausgleich zwischen den Leitern und Schleifen selbst auf jeder Seite des Systems, daß die statischen Wirkungen ausgeglichen und die Zeichen durchgelassen werden. Jedenfalls hat es sich gezeigt, daß die Stromwender Z² eine wichtige Rolle beim Abstimmen und Ausgleichen des Systems spielen. Vorzugsweise werden auch Stromwender Z o. dgl. zwecks Vertauschung der Verbindungen zwischen den Leitern und dem Empfangsapparat vorgesehen, der in diesem Falle ein Goniometer ist. Es gibt offenbar zwischen den Leitern und dem Goniometer unabhängig von der zwischen den Leitern und Schleifen durch die Stromwender Z² bewirkten Einstellung eine beste oder mindestens doch vorzuziehende Beziehung. Diese scheint durch die Wirkung bestimmt zu sein, die auf das elektrostatische Feld des Goniometers ausgeübt wird oder, anders ausgedrückt, durch die Stromverteilung in den Spulen. Die Schalter Z² und Z werden verstellt, bis die besten Ergebnisse erzielt werden, d. h. der beste Ausgleich der statischen Wirkung und die größte Zeichenstärke bei richtiger Abstimmung.

Es hat sich weiter gezeigt, daß zusätzlich zu den beschriebenen Abstimmungsmitteln in Verbindung mit dem Empfangsapparat vorzugsweise Mittel vorgesehen werden sollten, um die Schleifenantennein abzustimmen. Hierzu sind veränderliche Kondensatoren D in die Schleifen A und B, vorzugsweise an deren Mitteln, eingeschaltet. Wenn die Induktanz einer Schleife für die Abstimmung nicht ausreicht, so können weitere Induktanzen eingeschaltet werden.

Gemäß Abb. 1 ist vorzugsweise relativ zu den Schleifen A und B eine weitere Schleife E so angeordnet, daß ihre Ebene in derselben allgemeinen Richtung wie die Ebenen A und B verläuft. Die Schleife E kann mitten zwischen A und B nahe dem Empfangsapparat liegen. Die Schleifen A, B und E sind hier nicht geerdet und sind vermöge ihrer Einrichtung und Anordnung gegenüber den Zeichen sämtlich gleichgerichtet.

Der Empfangsapparat enthält die Stromkreise aller drei Schleifen A, B und E. Die Leiter C von den Schleifen A und B sind mit den Kupplungsspulen F und F¹ entsprechend verbunden. Auf der Empfangsstation sind als Zubehör zum Empfangsapparat veränderliche Widerstände R, Induktanzen L und Kondensatoren K. angeordnet, die in den Stromkreis der Leiter C zwecks Abstimmung und Einstellung eingeschaltet sind. Die Zahl und Anordnung dieser Einstellmittel kann nach Wunsch verändert werden.

Empfängerstromkreise mit einer Detektoreinrichtuing, vorzugsweise von der Form einer Dreielektrodenröhre V, können mit den Antennensystemteilen A, B und E gekuppelt werden. Im Beispiel ist ein Zwischenstromkreis / dargestellt, der mit einer der Spulen L im Stromkreis der Antenne E durch die Spule/³ gekuppelt ist und außerdem mit den Spulen/⁷ und F¹ in den Antennen A und B. Ein veränderlicher Kondensator K! kann in dem Zwischenstromkreis / angeordnet sein. Die die Röhre V enthaltenden Empfäingerstromkreise sind mit den Zwischenstromkreisen bei Q gekuppelt. Die Röhre V ist mit dem Schwingungskreise verbunden, der den Kondensator b enthält. Das Gitterrohr hat den üblichen Anodenstromkreis c, d, e, f und zusätzlich dazu den Schwingungskreis c, y, h,f. Eine beliebige Zahl von Stromkreisen kann verwendet werden.

Die bevorzugte Bedienungsart für das System nach Abb. 1 liegt darin, daß man die Empfangsstromkreise und Apparate so einstellt, daß das Zeichen statt der statischen Energie durch Ausgleich aus den Antennen A und B ausgemerzt wird, während die statischen Ströme dieses Systems A und B dann den statischen Strömen von der Antenne E entgegengeschaltet werden, um diese Ströme zu neutralisieren und die Zeichen aus der Antenne E übrigzubehalten. Dies wird durch Einstellung der mit den Antennen A und B

verbundenen veränderlichen Induktanzen und Kapazitäten bewirkt, so daß die darin auftretenden Zeichenströme beim Eintritt in den Empfänger sich gegenseitig entgegenwirken und neutralisieren. Wenn der Abstand zwischen den Antennen A und B keine halbe Wellenlänge beträgt und sie so miteinander gekuppelt sind, daß die statischen Wirkungen sich addieren, so bleibt etwas von den ίο Zeichen aus diesen Antennen übrig, und zwar um so mehr, je größer die Abweichung des Abstandes zwischen diesen Antennen von einer halben Wellenlänge ist.

Gemäß Abb. 2 wird unter Verwendung langer tiefliegender Schleifen vorzugsweise das Zeichen durch Ausgleich ausgemerzt und die statische Wirkung zurückbehalten.

Bei einer praktischen Ausführung sind die Schleifen 5 und T isoliert auf 10 m hohen Masten U angebracht. Die Schleifen bestehen aus Kupferdraht, sind je 5 km lang und verlaufen wagerecht in der allgemeinen! Empfangsrichtung. Der Abstand zwischen dem oberen und unteren Draht der Schleifen beträgt etwa 5 m, und der untere Draht ist etwa 5 m über Grund. Auch hier ist durch Unterbrechung der Linien angedeutet, daß die Antennen langer sind, als dargestellt. Die Länge der Antennen ist beliebig. Der zusätzliche Luftleiter für die Aufnahme von statischer Energie sowohl wie Zeichen besteht aus einer Antenne in Gestalt eines linearen Oszillators W aius Kupferdraht, der um die Masten U auf Isolatoren unterhalb der Schleifen 5 und T (Abb. 2) gehalten ist und nur so lang zu sein braucht, daß er genügend Zeichenenergie für Aufnahme und Detektierung aufzunehmen vermag. Gut bewährt hat sich ein Draht, der ungefähr bis auf 1000 m beiderseits des Empfängerhauses X sich erstreckt, so daß also dieses dritte Antennensystem etwa 2000 m lang ist, im Vergleich zu einer Gesamtlänge des Schleifensystems von etwa 10 km. Die offene Drahtantenne W braucht nicht auf denselben Masten wie die Schleifen zu ruhen, sondern könnte seitlich des Schleifensystems im wesentlichen parallel dazu verlaufen. Beide Schleifen und der lineare Oszillator sind vorzugsweise ungeerdet, obschon das eine oder andere dieser Glieder je nach Betriebsbedingungen mit Gegengewicht versehen sein kann. Wie in Abb. 1 sind alle Teile des Antennensystems hinsichtlich der Fortpflanzungsrichtung der Zeichen gleichgerichtet. Es ist Vorsorge getroffen, die verschieden angeordneten Teile des AnfcerHiensystems derart zu verbinden, daß ein gemeinsamer Empfangsstromkreis Y gleichzeitig durch die statischen Restströme aus den Schleifen 5 und- T und durch die statischen, Ströme und Zeichenströme aus dem linearen Oszillatorsystem W beeinflußt werden kann. Die Restströme in den Schleifensystemen wirken den statischen Strömen in dem linearen Oszillator entgegen, während die Zeichenströme darin zurückbehalten werden. Die Zeichenströme werden durch einen Detektorstromkreis Z gleichgerichtet, welcher dem nach Abb. 1 gleicht und mit dem gemeinsamen Empfangsstromkreise Y gekuppelt ist.

Es ist hier ein Radiogoniometer in dem System verwendet, weil ein solches Instrument empfindlich einstellbar ist. Die Schleifen 5 und T sind entsprechend mit den festen j Spulen/ des Goniometers durch veränderliche Abstimmungsinduktanzen k und vorzugsweise durch Stromwender m zwecks Umkehrung der Verbindung der Schleifen mit den Goniometerspulen verbunden, was sich als vorteilhaft erwiesen hat. Die Leiter von den Schleifen werden vorzugsweise in das Empfängerhaus durch kurze, z. B. nur 4 m lange, mit Blei armierte Kabel tn' eingeführt. Veränderliche Abstimmungskondensatoren η sind vorzugsweise in Reihe mit den festen Goniometerspulen / geschaltet, und es ist erwünscht, veränderliche Leitungsinduktanzen ο vorzugsweise etwa in der Mitte in den oberen Drähten der Schleifen 5 und T anzuordnen. Bei Verwendung von Schleifen der beschriebenen Länge haben Leitungsinduktanzen ο von einem Wert von 5 Millihenry gute Ergebnisse gezeitigt.

Ein veränderlicher Kondensator ρ ist in Reihe mit der beweglichen Spule q des Goniometers geschaltet, die in der üblichen Art um die Achse r drehbar ist. Der die bewegliche Spule q enthaltende Stromkreis Y ist mit dem Detektorstromkreise Z durch die Kuppelspulen s gekuppelt. Der Stromkreis Y besitzt noch eine weitere Kuppelspule t, mit weleher der lineare Oszillator W durch die Spule u gekuppelt ist. Ein veränderlicher Kondensator ν ist vorzugsweise etwa im Mittelpunkt in Reihe in die Spule u eingeschaltet, und ferner sind auch veränderliche Widerstände w vorzugsweise in Reihe mit der Spule α zwecks Einstellung angeordnet. Der lineare Oszillator W enthält in seinem Stromkreise veränderliche Abstimmungsinduktanzen x, und ein Schalter y ist zum Öffnen und Schließen des Stromkreises des Antennenteiles W vorgesehen, weil das System nach Abb. 2 mit den Schleifen 5 und T allein oder mit allen drei Antennen S, T und W gemeinsam benutzbar sein soll.

Auf Grund der gegenseitigen Lage der Spulen /, / des Goniometers gleichen die in S aufgenommenen Zeichen die in T aufgenommenen aus. Die statische Energie von S und T wird benutzt, um die vom linearen Oszillator W aufgenommene statische Energie auszugleichen, so daß nur das Zeichen vom Ii-

nearen Oszillator W übriggelassen wird und den Detektorstromkreis beeinflußt.

Nach Abb. 3 sind zwei Schleif enanteninen 2 und 3 vorgesehen, deren eine oberhalb der anderen in wesentlich derselben senkrechten Ebene angeordnet ist,, obschon die beiden Antennen auch in wesentlich parallelen senkrechten Ebenen übereinanderliegön können. Auch ist es nicht nötig, daß die Schleifen genau senkrecht stehen. Die Schleifen 2 und 3 sollten im wesentlichen in Linie mit der Sendestation stehen, deren Zeichen aufzunehmen sind. Die Schleifen 2 und 3 haben im wesentlichen den gleichen Abstand von einer solchen Sendestation. Schleife 2 ist durch die veränderlichen Abstimmungsinduktanzen 5 mit einer festen Spule 6 des Goniometers verbunden und Schleife 3 durch veränderliche Abstimmungsinduktanzen 5 mit einer festen Spule 7 des Goniometers. Veränderliche Kondensatoren 8 sind vorzugsweise, wie üblich, in Reihe mit den festen Goniometerspulen 6 und 7 geschaltet, und die bewegliche Spule 9 ist um die Achse 10 drehbar und mit dem veränderlichen Kondensator 11 versehen.

Bei der soweit beschriebenen Anordnung sind die Zeichenströme in den übereinander angeordneten Spulen 2 und 3 in Phase und gleichen sich gegenseitig aus, während die auf den statischen Störungen beruhenden Ströme um einen Betrag außer Phase sind, der vom senkrechten Abstande zwischen den Schleifen abhängt, welche bei dieser Anordnung die statischen Wellen nacheinander empfangen. Es ist festgestellt worden, daß ein senkrechter Abstand von ungefähr 8,3 m zwischen den Mitten der Schleifen 2 und 3 genügt, um ausreichende Phasendifferenzen zwischen den statischen Strömen in den Schleifen hervorzurufen. Die Schleifen brauchen nicht zu groß zu sein, und es haben sich mit Schleifen von nur etwa 1,3 m Durchmesser bei der notwendigen Windungszahl gute Resultate ergeben.

Eine dritte Schleife 12 ist in der Nähe der Schleifen 2 und 3, aber doch genügend weit davon, angeordnet, um eine nennenswerte Kupplung zu vermeiden. Schleife 12 ist durch die veränderlichen Abstimmungsinduktanzen 5 mit einer festen Spule 13 eines zweiten Goniometers 14 verbunden. Die bewegliche Spule 9 des ersten Goniometers 4 ist durch die veränderlichen Abstimmungsinduktanzen 5 mit der anderen festen Spule 15 des Goniometers 14 verbunden. Der Stromkreis der beweglichen Spule 16 des Goniometers 14 ist mit einem Detektorstromkreise 17 durch die Kuppelspulen 18 gekuppelt.

Die Schleifen 2, 3 und 12 werden auf die Frequenz des ankommenden Zeichens abgestimmt. Auf Grund der relativen Phasendifferenz zwischen den Zeichenströmen und den statischen Strömen in den übereinander angeordneten Schleifen 2 und 3 können die Zeichen in diesem Teile des Antennensystems ausgeglichen und die statischen Energien zurückbehalten werden, so daß ein »Behälter für statische Elektrizität« gebildet wird. Die statischen Ströme im Antennensystem 2, 3 werden dann gegen die statischen Ströme im System 12 ausgeglichen, so daß die Zeichen in der Schleife 12 nutzbar übrigbleiben.

Abb. ι bis 3 zeigen die verschiedenen Teile des gesamten Antennensystems als tatsächlich getrennte Antennen, die durch Kuppelspulen verbunden sind. Es köinnten aber auch die verschiedenen Teile oder einige derselben direkt miteinander verbunden sein, um die Zeichen oder die statischen Impulse direkt auszumerzen bzw. beide Arten von Impulsen auszugleichen. Auch könnten einer oder mehrere Teile gleichzeitig als Teil eines anderen Systemteils unbeschadet ihrer selbständigen Wirkung mitwirken. Abb. 4 zeigt z. B. eine Anordnung, bei welcher die übereinander angebrachten Schleifenteile 2 und 3 der Abb. 3 direkt miteinander verbunden sind, um gleichzeitig aufgenommene Zeichenwellen einander entgegenwirken zu lassen, während der weitere Schleifenantennenteil 12 mit dem Stromkreise der Schleifen 2 und 3 direkt verbunden ist. Der Detektorstromkreis 17 ist mit dem Antennensystem durch die Kuppelspulen 18 gekuppelt. Zusätzlich zu den veränderlichen Abstimmungsinduktanzen 5 sind veränderliche Kondensatoren 8' vorgesehen, um die verschiedenen Teile des Anteninensystems abzustimmen.

Abb. 5 zeigt, wie oben erwähnt, eine Abänderung der Anordnung des »Behälters für statische Elektrizität« vermöge Anbringung eines Oszillators, der so angeordnet ist, daß er statische Energie allein aufnimmt. Bei dieser Anordnung wird die so in der einen Antenne aufgenommene statische Energie dazu benutzt, die statische Energie in einer anderen Antenne oder einem anderen System auszugleichen. In Abb. 5 bedeutet A einen Teil des Systems in Form eines linearen Oszillators, der ein Draht auf Isolatoren B eines Trägers C sein kann, der am Gestell D gelenkig no gelagert ist, so daß er in wagerechter und senkrechter Ebene in verschiedene Winkellagen einstellbar ist. Der Träger C ist beispielsweise in senkrechter Ebene um den wagerechten Zapfen E drehbar, der von der Stützgabel F getragen wird, die ihrerseits um eine senkrechte Achse drehbar ist, so daß der Träger C und die Antenne A um das Gestell D in verschiedenen Ebenen schwingbar sind. Statt dessen kann jedes andere Üniversalgelenk Verwendung finden.

Die Länge der Antenne A ist beliebig und

hängt in gewissem Grade von der Gestalt des damit verbundenen Schleifenantennenteils G ab. Die relativen Abmessungen der Antennen A und G werden so gewählt, daß Zeichen von genügender Stärke aufgenommen werden. Die Zeichnung zeigt ein System mit dem Schleifenteil G und dem linearen Oszillatorteil A als Ausführungsbeispiel; es sind aber auch andere Formen von Antennensystemen ίο innerhalb der Erfindung möglich. j

Die Antenne A ist auf eine bestimmte Zei- ; chenwelle abstimmbar. Hierfür sind veränder- j liehe Abstimmungsinduktanzen// und ein veränderlicher Kondensator / vorgesehen, der vorzugsweise zwischen die veränderlichen Kuppelspulen K, eingeschaltet ist. Ähnliche Abstimmungsmittel sind für die Schleifenantenne G vorgesehen. Die beiden Antennen A und G, die als Teile eines Systems betrachtet ao werden können, sind mittels eines gemeinsamen Stromkreises L verbunden, der mit den Kuppelspulen K beispielsweise durch die veränderlichen Kuppelspulen M und N verbunden ist. Der Stromkreis L ist mit der Kuppelspule O versehen, mit der ein gemeinsamer Detektorstromkreis P gekuppelt ist. Beliebige Mittel können dazu dienen, die Antennen oder Antennenteile A und G miteinander zu verbinden.

Vermöge der beschriebenen Gelenkanordnung kann die Antenne A auf die Sendestation z. B. in Richtung des Pfeiles Q gerichtet werden. Es hat sich gezeigt, daß, wenn die Antenne A unter einem bestimmten Winkel eingestellt wird, das Zeichen in dem System verschwindet und nur die auf statischen Störungen beruhenden Ströme übrigbleiben. Dies beruht nach Annahme des Erfinders darauf, daß dann die Antenne A im wesentlichen rechtwinklig zur Wellenstirn steht. Der Winkel der Antenne A kann manchmal über und manchmal unter der durch den Gelenkpunkt der Antenne gehenden wagerechten Ebene liegen, was anzeigt, daß die Zeichenwelle manchmal vorwärts und manchmal rückwärts gekippt ist.

Steht die Antenne unter dem richtigen Winkel, dann ist sie für eine bestimmte Signalzeichenwelle, auf welche sie abgestimmt ist, unempfindlich, bleibt aber für statische Wellen empfindlich, die nach Feststellung des Erfinders sich so verhalten, als ob sie von oben kämen. Die Antenne bildet dann einen »Behälter für statische Elektrizität«. Die Schleifenanterme G ist anderseits sowohl für statische Wellen wie für Zeichenwellen empfindlich. Mittels der die beiden Anteinnenteile A und G verbindenden Stromkreise werden die Ströme, die auf den statischen Impulsen beruhen, in den beiden Antennensystemteilen einander entgegengeschaltet und ausgemerzt, während die Zeichen übrigbleiben. So wird es möglich, die im Gesamtsystem auf Grund von statischen Wellen und Zeichenwellen auftretenden Ströme wahlweise zu kombinieren, indem die statischen Ströme subtraktiv kombiniert werden und die Zeichen übrigbleiben.

Claims (5)

Patent-Ansprüche:

1. Anordnung zur Herabsetzung atmosphärischer Störung bei der Aufnahme drahtloser Zeichen, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere gleich abgestimmte, auf denselben Empfänger wirkende Antennensysteme vorhanden sind, in deren einer Gruppe die Zeichenenergien sich entgegenwirken, so daß wesentlich nur Störströme übrigbleiben, welche den, Störströmen aus einem anderen Teil der Anteninenanordnung entgegenwirken, so daß dessen Zeichenströme für den Empfang übrigbleiben.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antennen der ersten 8s Gruppe derart senkrecht übereinander angeordnet sind, daß sie Zeichenweilen gleichzeitig und elektrostatische Wellen, nacheinander aufnehmeta (Abb. 3).

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antennen, der ersten Gruppe lange Schleifenantennen sind.

4. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein linearer Oszillator mit einer Schleifenantenne und einem gemeinsamen Empfangskreis gepaart oder induktiv verbunden ist.

5. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch mehrere Antennen, deren jede eine geschlossene Schleife aufweist, und diese Antennen mit einem gemeinsamen Empfangsapparat verbindende Leiter von einer Länge gleich einem größeren Bruchteil einer Wellenlänge, sowie getrennte Abstimmungsmittel individuell für diese Antennen und Leiter, so daß jeder dieser Teile getrennt vom anderen abstimmbar ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.