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Sendeanordnung für drahtlose Telegraphie. Die Erfindung betrifft eine
Sendeordnung für drahtlose Nachrichten. Man hat schon vorgeschlagen, eine Anzahl
von Antennen zu ver«renden, die in einer Reihe angeordnet sind, um durch richtige
Einstellung der Phasenbeziehung der zugeführten Ströme eine Strahlung zu erzeugen,
deren größerer Teil nur in einer der Richtungen wirksam wird, zwischen denen die
Reihe liegt. Die Erfindung besteht darin, solchen Antennen die Ströme so zuzuführen,
daß sich die günstigsten Phasenbeziehungen zwischen den einzelnen Strömen ergeben.
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Zu diesem Zwecke wird eine einzige Sendeleitung vorgesehen, die allen
Antennen die Ströme liefert. Zur Erzielung des Richteffektes können die Antennen
um je eine Viertelwellenlänge voneinander getrennt liegen, während die Ströme in
den verschiedenen Einheiten sich durch gleiche Bruchteile eines Kreislaufes voneinander
unterscheiden müssen. Wenn die Zuführungsleitung so ausgebildet ist, daß die Wellen
sich auf ihr mit Lichtgeschwindigkeit fortpflanzen, sind die Phasendifferenzen der
den verschiedenen Speisepunkten zugeführten Ströme für ein einseitig gerichtetes
System richtig. Dieses trifft jedoch nur in dem Falle zu, wo von den Speisepunkten
keine Reflexionen über die Leitung auftreten und die Leitung nur Wellen in einer
Richtung führt. Wenn Belastungen mit der Zuführungsleitung in Reihe oder in Nebenschluß
verbunden sind, ergeben sich Reflexionen, die die richtigen Phasenbeziehungen stören.
Demgemäß besteht ein weiteres Merkmal der Erfindung darin, daß die Ströme von der
Zuführungsleitung an einer Anzahl von Punkten so zugeführt werden, daß keine Reflexionen
auftreten. Zu diesem Zweck sind an den Speisepunkten Mittel vorgesehen, durch die
die Belastungen eine Kombination von Nebenschluß und Serienbelastung werden.
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Für Richtwirkung müssen allen Antennen gleiche Ströme zugeführt werden.
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Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die durch die
Sendeleitung zugeführte Energie gleich unter den verschiedenen Antennen verteilt
wird. Dieses erfolgt durch geeignete Bemessung der Belastungswiderstände an den
verschiedenen Speisepunkten. Die Erfindung . ist auf der Zeichnung in dreh Abbildungen
dargestellt.
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Abb. r und 2 zeigen schaubildlich Netze mit geeigneten Konstanten
zur Erzielung der erfindungsgemäßen Resultate, während .
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Abb. 3 eine Sendeeinrichtung zeigt.
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Eine normale unbelastete Linie hat einen Wellenwiderstand, der praktisch
einem reinen Widerstand äquivalent und gleich
ist. Nun kann man das Netz in Form eines Kettenleiters mit Serien- und Nebenschlußwiderständen
konstruieren, das dieselbe charakteristische Impedanz hat wie die Sendeleitung.
Es können so viele Glieder des Netzes, als man wünscht, eingeführt ;werden; dann
ergeben sich keine Reflexionen mehr, dagegen tritt eine Dämpfung in dem Widerstandsnetz
auf, die von der Anzahl der eingeführten Glieder oder von dem Verhältnis der Reihenwiderstände
abhängt. Auf diese Weise kann jeder gewünschte Bruchteil der von der Leitung geführten
Energie in einem lokalen Netz absorbiert werden, ohne Reflexionen herbeizuführen.
Wenn die Dämpfung pro Sekunde klein ist, etwa nicht über 2o Prozent Stromreduktion,
ergeben sich folgende Beziehungen:
Hier ist R1 der Reihenwiderstand pro Glied, R, der Nebemschlußwiderstand pro Glied,
Z der Wellenwiderstand der Leitung, K das Verhältnis der Ströme an den beiden Seiten
eines Gliedes oder die Quadratwurzel des Verhältnisses der aufgenommenen Energie
zur weitergegebenen Energie.
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Wenn jedes Glied ein '(-Netz ist (d. h. zwei gleiche Reihenwiderstände
und ein INebenschlußwiderstand), kann etwa
50 Prozent der Energie in einem
einzelnen Glied absorbiert werden, so daß man die obigen Formeln ohne wesentlichen
Irrtum brauchen kann. Angenommen, z. B. der Wellenwiderstand der Leitung sei zooo
Ohm und man will an den Punkten A, B, C gleiche Energiebeträge haben, so zeigt Abb.
r eine Leitung mit einer
Reihe von eingeführten Netzen. Die Verluste
in der Leitung selbst werden vernachlässigt. Am Ende A muß der Belastungswiderstand
gleich Z oder iooo Ohm sein, wenn Reflexionen vermieden werden sollen. Nimmt man
den Strom bei A zu i Ampere an, so ist die absorbierte Energie i kW. Ein gleicher
Betrag muß bei B absorbiert werden oder
| aufgenommene Energie _ |
| weitergegebene Energie _ 2 . K2, K - 1'4i4 |
Ri - 346
Das Netz bei C soll 3 kW aufnehmen und 2 kW weitergehen, daher k= - 3,12, K -1,225.
R, = 0,204
Die von Stufe zu Stufe berechneten Spannungen und Ströme sind in Abb. i dargestellt.
Man erkennt, daß die Einschaltung der T-Netze das Verhältnis von Spannungen zu Strom
praktisch bei iooo konstant läßt, und daß die in den aufeinanderfolgenden Gliedern
der Leitung geführte Energie annähernd 3 bzw. 2 bzw. i kW ist.
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Die Reihenyv iderstände können zwischen den beiden Seiten der Leitung
geteilt werden, um Ausgleich zu ergeben. Die Netze können aus einfachen L-Gliedern
bestehen, jedoch ist in diesem Fall eine etwas andere Formel nötig. Wenn die sich
vorwärts bewegende Welle zuerst auf den Reihenwiderstand R1 und dann auf den Nebenschlußwiderstand
R., trifft, wie in Abb. 2, so ist
hier ist K das Stromverhältnis an den beiden Seiten des Netzes oder die Ouadratwurzel
aus dem Energieverhältnis.
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Um die oben besprochenen Prinzipien zur Speisung einer Reihe von Antennen
zu benutzen, müssen diese Antennen mit der Sendeleitung so gekuppelt sein, daß sie
der reinen Widerstandsbelastung äquivalent werden, deren Wert von der gegenseitigen
Induktanz des primären und sekundären Kreises abhängt.
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Bei der Anordnung nach Abb. i ist ein Kopplungsverfahren angegeben,
durch das die Sendeleitung eine Belastung analog der in dem Netz gemäß Abb. i erhält.
Sie besteht hier aus Leitungen i und 2, die von einer Hochfrequenzquelle 3 gespeist
werden. Die Energie wird einer Reihe von Antennen d. bis 8 zugeführt, die im vorliegenden
Falle als senkrechte Leiter dargestellt sind, deren beide Enden gegen Erde isoliert
sind. Jede Einheit, mit Ausnahme von 8, ist mit der Sendeleitung durch Reihentransformatoren
c) und io und einen Nebenschlußtransformator i i gekoppelt. Die letzte Einheit 8
bedarf nur eines einfachen Kopplungstransformators 12. Bei Abwesenheit von reflektierten
Wellen sind der Strom durch die Reihenspulen und die Spannung in der Nebenschlußspule
in Phase. Wenn die letztere eine Widerstandsbelastung bildet, ist der Strom in ihr
in Phase mit dem Strom durch die Reihenspulen. Unter diesen Umständen können beide
mit demselben Sekundärkreis gekoppelt werden, so daß jede ihren Anteil an der Energie
'im Sekundärkreis beisteuert.