-
Verfahren zum drahtlosen Gleichwellensenden Es ist bereits vorgeschlagen
worden, beispielsweise zur Verbreitung drahtloser Rundfunknachrichten, eine Anzahl
von Sendestellen in geeigneten Abständen verteilt aufzustellen, alle mit gleicher
'\Velle zu betreiben und von einer gemeinsamen Zentrale aus zu steuern (Gleichwellensenden).
Denn einmal verbietet es der beschränkte für den Rundfunk zur Verfügung stehende
Wellenbereich, mehr als eine bestimmte Anzahl von Stationen mit verschiedenen Wellen
zu betreiben, andererseits aber bietet die Verwendung einer größeren Anzahl kleinerer
und über das fragliche Landgebiet möglichst gleichmäßig verteilter Stationen die
beste Möglichkeit eines guten Empfanges mit einfachen Apparaten (D.etekborapparaten)
im ganzen fraglichen Gebiet und ist in vielen Hinsichten der Aufstellung eines starken
Großsenders vorzuziehen. Das erste Erfordernis für die praktische Durchführung einer
derartigen Gleichwellentelephonie ist die vollkommene Übereinstimmung der Wellenlänge
der fraglichen Sender zur Vermeidung gegenseitiger Überlagerungen bzw. Schwebungen.
Hierfür sind nun bereits eine Reihe von Vorschlägen gemacht worden, die diese Frage
praktisch gelöst haben.
-
Eine weitere Erscheinung, die sich bei einem derartigen Gleichwellensendesystem
bemerkbar macht, besteht in dem Vorhandensein von bestimmten örtlichen Gegenden,
insbesondere in der Mitte zwischen den einzelnen Sendern (falls diese gleiche Energiemengen
ausstrahlen, andernfalls näher gegen den stärkeren Sender hin gelegen), in denen
durch Interferenzwirkung der von den einzelnen Sendern ausgestrahlten Schwingungen
verschiedener, dem übertragenden Frequenzband entsprechender- Wellenlängen die Wirkung
auf daselbst angeordnete Empfangsapparate sich mehr oder weniger aufhebt, wodurch
dann neben einer Schwächung der Empfangslautstärke eine mehr oder weniger starke
Verzerrung der Telephoniemodulation in einem solchen Empfänger auftreten kann. Maßgebend
für die Lage derartiger »toten« bzw. empfangsgestörten Stellen, im Falle von zwei
Sendern auf Linien liegend, die die Form von Hyperbeln besitzen, und bei drei oder
mehreren Sendern einzelne Landflecke darstellend, ist die Phase und Amplitude, mit
der die von den einzelnen Sendestellen ausgestrahlten Schwingungen gleicher Trägerfrequenz
an dem betreffenden Ort anlangen. Einfache Überlegungen zeigen, daß im ganzen von
den einzelnen Sendern bestrichenen Landgebiet Amplitude und Phase der sich summierenden
elektrischen Schwingungen abwechselnde Werte haben. (Siehe hierzu die beigefügten
Abb. 2 und d..) Es ist nun Gegenstand der vorliegenden Erfindung, die soeben erwähnten
Empfangsnachteile zu beseitigen bzw. praktisch unschädlich zu machen und auch an
solchen, durch die erwähnte Interferenzwirkung gefährdeten Orten einen einwandfreien
Empfang zu ermöglichen. Das Wesen der Erfin-
Jung l-esteht darin,
daß an den Sendern Mittel vorgesehen werden, die die Empfangsstärkeverteilung in
dem von den Sendern überstrichenen Gebiete örtlichen oder zeitlichen periodischen
Schwankungen unterwerfen, die so rasch erfolgen, daß ein störender Einfluß auf den
Empfang nicht eintritt. Dies -besagt, daß diese periodischen Schwankungen in ihrer
Frequenz zwischen den Modulationsfrequenzen und der Trägerfrequenz liegen müssen.
Dies geschieht erfindungsgemäß z. B. durch eine entsprechende periodische, sprunghafte
oder allmählich wiederholte Beeinflussung der Phase der Schwingungen der Trägerfrequenz
eines, mehrerer oder auch aller Gleichwellensender, wobei vorteilhaft die Amplitude
der Grundfrequenz konstant gehalten wird, um das vom Sender ausgestrahlte Frequenzband
nicht allzusehr zu verbreitern. Sind die einzelnen Sender in zur Wellenlänge der
Trägerfrequenz sehr großem Abstand aufgestellt, so kann nach einem weiteren Gedanken
der Erfindung eine entsprechende periodische Beeinflussung der Trägerfrequenz selbst
(allmähliche, periodische kontinuierliche Phasenänderung) benutzt werden.
-
Das Erfindungsmaterial wird durch die beiliegenden Abbildungen veranschaulicht,
die im folgenden beschriehen werden und aus denen noch nähere 'Einzelheiten des
erfindungsgemäß angewandten Verfahrens hervorgehen.
-
Es seien in. Abb. i A und B zwei mit gleicher Welle arbeitende Sendestellen,
deren Abstand im angenommenen Beispiel sechszehn Wellenlängen betragen möge und
die beide mit gleicher Phase ausstrahlen, so daß sich das Bild einer stehenden Welle
ergibt, wie dies die Abb. i zeigt. Es bilden sich dann die in der Abbildung eingezeichneten
Linien aus, auf denen maximale Interferenz der von beiden Sendern ankommenden Wellen
stattfindet und daher Minima der Empfangslautstärke auftreten. Die Verteilung der
dabei beispielsweise auf der Verbindungslinie A-B auftretenden Empfangsstärken ist
in Abb. a dargestellt. Hierin bedeuten die Kurven a bzw. b die Abnahme der
Empfangsenergie eines der beiden Sender A bz.w. B
allein, falls angenommen
ist, daß beide Sender genau gleich stark sind, und c die resultierende, unter Berücksichtigung
der erwähnten Interferenzerscheinungen sich ergebende Empfangslautstärkeverteilung.
Wie man sieht, ist das besonders gefährdete Gebiet in der Mitte zwischen beiden
Sendern, wo die Empfangslautstärke fast bis zu Null heruntergeht, während gegen
die Ränder hin die Empfangsstärke der eigenen Station gegenüber der anderen Station
immer mehr überwiegt und eine Schwächung oder Verzerrung der Modulation des Empfangs
praktisch kaum zu verzeichnen ist. Wird nun, wie dies Abb. 3 zeigt, die Phase der
ausgestrahlten Wellen eines Senders, also beispielsweise des Senders B gegenüber
der Phase der vom Sender A ausgestrahlten Wellen, gerade um i 8 o° verändert, so
ergibt sich ein Verschieben der Interferenzlinien derart, daß jetzt dort, wo früher
Maxima des Empfanges waren, Minima auftreten, und umgekehrt, so wie dies die Abb.
3 zeigt. Man hat es also erfindungsgemäß in der Hand, z. B. durch periodische Änderung
der Phase der ausgestrahlten Wellen einer oder der beiden Stationen (im vorliegenden
Beispiel der Abb. 3 ist dies bei Station B geschehen) die Linien maximaler Interferenz
oder stärkster Schwächung bzw. Verzerrung periodischen örtlichen Schwankungen zu
unterwerfen, und falls diese Veränderung in einem für die störungsfreie Aufnahme
des Empfangs entsprechend hohen Tempo über der den zu übertragenden Modulati:onsfrequenzen
entsprechenden Grenze erfolgt, ist ein einwandfreier Empfang für die Teilnehmer
an jedem Orte sichergestellt. Man kann die erwähnte mehr oder weniger sprunghafte
oder allmählich kontinuierliche Veränderung der Phase beispielsweise durch rotierende
Drehspulen oder Kondensatoren oder durch: irgendeine sonstige bekannte Phasenverschiebungseinrichtung
vornehmen. Besonders geeignet sind Eisendrosseln, deren Sättigungszustand durch
einen Wechselstrom der gewollten periodischen Änderung entsprechend dauernd geändert
wird. Diese Drossel kann dann auf verschiedene Weise, in verschiedensten Schaltungen,
Selbstinduktion, Kapazität oder den Widerstand und damit die Phase des fraglichen
Senderschwingungskreises beeinflussen.
-
Eine periodische Änderung der Empfangslautstärke der .an einem bestimmten
Punkt sich summierenden Schwingungen kann nach einem weiteren Gegenstand der Erfindung
auch dadurch erzielt werden, daß .die Trägerfrequenz einer oder mehrerer Sendestellen
periodisch innerhalb eines gewissen Bereichs geändert wird. (Allmähliche Änderung
der Phase gleichbedeutend.) Dies kommt insbesondere praktisch dann in Betracht,
wenn die Entfernung im Vergleich zur Wellenlänge einen wesentlichen Betrag ausmacht,
um nicht zu starke Wellenschwankungen vornehmen zu müssen, die ein allzu großes
Wellenband für eine bestimmte Anzahl von Gleichwellen-Sendestationen erfordern würde
und wodurch das Wesen und die Vorteile des Gleichwellensendens wieder rückgängig
gemacht werden könnten. Die Änderung der Trägerfrequenz kann z. B. in einfacher
Weise dadurch geschehen,
daß die Abstimmung eines die Frequenz der
Schwingungen bestimmenden Kreises, wie beispielsweise des Anodenschwingungskreises
einer Röhrensendeeinrichtung, periodische Schwankungen erfährt, z. B. durch Einschalten
einer eisenhaltigen Drossel, deren Induktiv ität durch einen den gewünschten Wellenschwankungen
entsprechenden Steuer-Hilfswechselstrom verändert wird. Dasselbe kann auch erzielt
werden durch Einschaltung eines mit den gewollten Schwankungen entsprechender Umdrehungszahl
angetriebenen Drehkondensators.
-
Ein praktisches Zahlenbeispiel möge die hier behandelten Verhältnisse
noch näher erläutern. Es bedeutet die Entfernung einer betreffenden Empfangsstelle
vom Sender, also beispielsweise, wenn wir die am meist gefährdete Zone voraussetzen,
die halbe Entfernung zweier Stationen. Begnügt man sich nun mit Schwankungen der
Lautstärke von o bis etwa 1/2 der möglichen, so bedeutet das,, daß am fraglichen
Empfangsort die Phase so verschoben werden muß, daß die Interferenzlinien bzw. Flecken
etwa
der Wellenlänge verschoben werden müssen, was im angenommenen Beispiel durch eine
Wellenänderung von
wie man leicht erkennt; erreicht wird, wobei a -
das Verhältnis von Entfernung zu Wellenlänge bedeutet. Ist also die Entfernung der
beiden Stationen beispielsweise ioo km, was gerade der Grenze der Detektorreichweite
entspricht, so ist in der Mitte zwischen beiden Stationen die Entfernung von irgendeinem
Sender e = 50 000 m, und es ergibt sich bei Zugrundelegung einer Betriebswellenlänge
von - 3oo m eine notwendige Wellenlängenänderung von
Dies besagt, daß bei der zugrunde gelegten Wellenlänge von 300 m entsprechend
gleich einer Frequenz von - i ooo ooo/sec. eine Frequenzänderung von 6oo/sec. die
verlangte Verschiebung der Interferenzstellen ergibt, einen Wert, der praktisch
in keiner Weise als unzulässig und störend bezeichnet werden kann.
-
Ein ähnlicher Effekt wie durch die soeben beschriebenen Einrichtungen
kann erfindungsgemäß auch dadurch erzielt werden, daß die ausgesandten Wellen, beispielsweise
einer einzigen Station, mit einer geeigneten Zwischenfrequenz moduliert werden,
die über Hörbarkeitsgrenze liegt und somit auf den Empfang nicht störend einwirken
kann. Dadurch wird erreicht, daß die durch die Kurve c gemäß den Abb. 2 und .4 dargestellte
wellenförmige örtliche Empfangsstärkeverteilung periodisch im Rhythmus der hlodulationsfrequenz
in die normale kontinuierlich verlaufende Kurve a bzw. b ütergeht, wodurch
ebenfalls eine Schwankung der Empfangslautstärke, die jedoch nicht störend wirkt,
und damit ein den oben beschriebenen Einrichtungen ähnlicher Effekt erzielt wird.
Es braucht zu diesem Zweck, auch wenn beispielsweise drei Sender vorhanden sind,
lediglich die ausgestrahlte Welle einer einzigen Station mit der Hilfsfrequenz moduliert
werden.