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Verfahren zum drahtlosen Gleichwellensenden Es ist bereits vorgeschlagen
worden, zur möglichst gleichmäßigen Verbreitung von Rundfunknachrichten über ein
zu versorgendes Gebiet mehrere Rundfunksendestellen, die alle auf der gleichen Welle
gleichzeitig arbeiten, über das gesamte Versorgungsgebiet verteilt aufzustellen.
Es kann sich beispielsweise dabei um einen in einer zentralen Großstadt angeordneten
Hauptsender handeln, mit dem gleichzeitig zur Verbreitung ein und desselben Rundfunkprogramms
eine Reihe weiterer Sender in benachbarten kleineren Städten auf der gleichen Welle
arbeiten. Eine derartige Einrichtung hat auf der einen Seite bekanntlich den Vorteil,
daß dem Mangel an verfügbaren Wellenlängen für den Rundfunk, der es verbietet, den
einzelnen Sendestationen je eine getrennte Welle zuzuweisen, abgeholfen wird, während
auf der anderen Seite gleichzeitig dadurch möglichst allen Rundfunkteilnehmern ein
gleich guter Empfang unter Verwendung einfacher Emp= fangsapparate gesichert wird.
Bei einem derartigen Gleichwellenrundfunk treten nun eine Reihe von Problemen auf,
deren Lösung für die praktische Durchführung mehr oder weniger von ausschlaggebender
Bedeutung ist. Ein. bekanntes Beispiel ist das Auftreten von Interferenzstellen
innerhalb des Gebiets zwischen zwei oder mehreren Gleichwellenstationen. Dies ist
in der beiliegenden Abb. i noch näher veranschaulicht. In dieser sind beispielsweise
zwei Gleichwellensender A; und B angenommen. Wie die Betrachtung ergibt, liegen
in diesem Falle die Punkte stärkeren oder schwächeren Interferenzempfanges auf einer
Schar von Hyperbeln, wie in der Abbildung in ungefährem Verlauf angedeutet. Als
das am meisten gestörte gefährdete Gebiet ist dabei insbesondere das in der Mitte
zwischen zwei Stationen liegende Gebiet in der Abbildung schraffiert dargestellt
zu betrachten. Dabei ist vorausgesetzt, daß die Sendestärke der beiden Gleichwellenstationen
A und B gleich oder nahezu gleich ist. Durch diese Interferenzerscheinung
wird zunächst die Empfangslautstärke störend beeinflußt.
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Ist die Energie einer Sendestelle wesentlich stärker als diejenige
der anderen, so verschiebt sich das fragliche hauptsächliche Störungsgebiet nach
der Richtung der schwächeren Station hin.
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Es sind nun bereits Mittel angegeben worden, die im vorstehenden erwähnten
Interferenzstörungen praktisch unschädlich zu machen, was beispielsweise durch eine
periodische, im Takte über Hörbarkeitsgrenze erfolgende künstliche Veränderung der
Phase einer oder mehrerer Gleichwellensender geschehen kann, wodurch die in der
Abb. i gezeichneten Interferenzlinien in dem fraglichen Gebiet dauernd hin und her
wandern und so in allen Empfangsstellen eine gleichmäßige Aufnahme der Empfangsenergie
bewirken.
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich nun auf die Unschädlichmachung
einer weiteren,
bei derartigen Gleichwellensystemen auftretenden
störenden Erscheinung, die nicht in der Schwächung der empfangenen Energie, sondern
die in einer oft bis zur Unkenntlichkeit auftretenden Beeinträchtigung der Verständlichkeit
bzw. Empfangsgüte besteht, und zwar dadurch, daß die niederfrequente Modulation
interferiert. Betrachtet man nämlich nicht die eigentlichen Hochfrequenzschwingungen,
wie im obenerwähnten Beispiel für den Fall auftretender Interferenzen, sondern betrachtet
man die übertragene Niederfrequenz, d. h. die eigentlichen Ton- oder Sprachschwingungen,
so kann man zur Vereinfachung der folgenden Betrachtungen annehmen, daß die beiden
Sender A und B,
ähnlich wie zwei Schallsender, die Niederfrequenz ausstrahlen,
jedoch mit dem Unterschied, daß die Ausbreitungsgeschwindigkeit nicht gleich ist
der Schallgeschwindigkeit, sondern gleich der elektrischen Ausbreitungsgeschwindigkeit
derHochfrequenzschwingungen (3 y 1o8- m/sek.), die ja als Träger für die eigentliche
Niederfrequenz dienen. Hierin beruht bekanntlich das Wesen der drahtlosen.' Telephonie,
indem die Niederfrequenz durch die hochfrequente Trägerschwingung vom Sende- nach
dem Empfangsort gesandt wird, wozu als Hilfsmittel am Sender die Modulation und
am Empfänger eine entsprechende Demodulation notwendig ist.
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Es hat sich nun gezeigt, daß in viel höherem Maße Verzerrungen von
Sprache und Musik auftreten, als sie durch die in Abb. i dargestellte hochfrequente
Interferenzerscheinung erklärbar wären.
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Dies hat nun gemäß der der vorliegenden Erfindung zugrunde liegenden
Erkenntnis seinen Grund darin, daß die Niederfrequenzschwingungen am Empfangsort
nicht gleichzeitig, sondern mit zu großer Zeitverschiebung ankommen, ,ähnlich wie
dies in einem akustisch sehr schlechten Raum der Fall sein kann, wo durch auftretende
Echowirkungen bekanntlich gleichfalls eine vollständige Unkenntlichmachung von Sprache
und Musik eintreten kann. Bei der fraglichen Gleichwellentelephonie wird dies oft
seinen Grund darin haben, daß der Aufnahmeraum meistenteils in der Nähe eines Gleichwellensenders
gelegen ist und mit diesem Sender über eine sehr kurze und entsprechend mit den
übrigen Sendern über verhältnismäßig sehr lange Niederfrequenz-Übertragungsleitungen
(Kabel) verbunden ist.
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Ein einfaches Beispiel möge dies klarmachen. Sind die Stationen
A und B i oo km auseinander, so kommt bei gleichzeitigem Geben auch
der Modulation bei beiden Sendern in der Mitte zwischen beiden di3 Modulationswelle
gleichzeitig, in der Nähe eines der beiden Sender aber mit einer Zeitverschiebung
an, die bis zu i oo km Ausbreitungszeit betragen kann. Dies bedeutet, daß in letzterem
Falle für die Niederfrequenz auch Interferenz auftreten kann, wenn die Schwingungszahl
entsprechend hoch ist; im besagten Beispiel von i5oo Perioden an aufwärts ist die
Ausbreitung von einem Sender 1/3000 Sekunde später da als vom anderen. Dies ergibt
also eine Halbperiode mehr.
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In unmittelbarer Nähe des einen Senders wird der Empfang vom entfernten
Sender so schwach sein, daß dies nicht stört. Aber für die Fälle, in denen der Empfangsort
zwar einem Sender näher als dem anderen, aber doch verhältnismäßig nicht zu sehr
verschieden weit von beiden Sendern wegliegt, kann das schon stark stören, ganz
besonders, wenn nun noch hinzukommt, daß die Sender nicht gleichzeitig, sondern
mit einer gewissen in Betracht kommenden Zeitverschiebung moduliert werden.
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In Abb. i ist beispielsweise der Aufnahmeraum mit C bezeichnet, von
dem aus eine kurze Kabelleitung b nach dem in nächster Nähe liegenden Gleichwellensender
Bund -eine verhältnismäßig lange Leitung a nach dem entfernt liegenden Gleichwellensender
A führt. Für eine Empfangsstelle E . ergibt sich hieraus, daß eine Niederfrequenzschwingung,
die von der Station A ausgesandt wird, gegenüber der gleichen von- der Station B
ausgesandten Niederfrequenzschwingung; abgesehen von der Differenz der Entfernung
von F zu A und B,
noch um einen Zeitbetrag später anlangt, der gleich
ist der Zeit, die die Niederfrequenz zur Fortpflanzung auf der längeren Kabelstrecke
a gegenüber der kürzeren Kabelstrecke b benötigt. -Diese Fortpflanzungszeit ist
nun unter Zugrundelegung der für die Praxis in Frage kommenden Entfernungen (Annahme
etwa 9o km) für die in Frage kommenden Tonsprachniederfrequenzen (von i 5oo pro
Sekunde an aufwärts) gleich oder größer als eine Niederfrequenz-Halbperiode, so
daß es beispielsweise im ex-"tremen Falle vorkommen kann, daß. ein bestimmter Niederfrequenzton
an der Empfangsstelle E von beiden Stationen A und B mit einer solchen Zeitverschiebung
ankommt, daß er sich vollkommen aufhebt, wodurch die Sprache oder Musik entstellt
werden kann. Liegt hingegen beispielsweise der Aufnahmeraum C in genau gleichem
Abstand von beiden Sendestellen ,4 und B, so findet eine derartige Zeitverschiebung
bei E nicht statt. Der Empfangsort E erhält in diesem Falle vielmehr einen beinahe
gleichzeitig modulierten Empfang. Praktisch schadet eine nur geringe
Zeitverschiebung
nichts, sie kann vielmehr unter Umständen die angenehme Eigenschaft des sogenannten
Nachhalls, der bei den meisten für Rundfunkstationen dienenden Aufnahmeräumen verlorengeht,
künstlich im Empfänger hervorrufen. Von einem gewissen Betrage der Zeitverschiebung
an jedoch beginnt die Sprache oder Musik undeutlich zu werden bzw. vollkommen verzerrt
und entstellt einzutreffen.
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Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist es nun, den im vorstehenden
geschilderten 'Nachteil zu beheben. Das wesentliche Merkmal der Erfindung besteht
darin, daß Mittel, insbesondere in der Form der Einschaltung künstlicher Leitungen
in die Niederfrequenz-Übertragungsleitungen ec und b nach Abb. i, vorgesehen
werden, durch die ein gleichzeitig modulierter oder nahezu gleichzeitig modulierter
Empfang an den der Störung- am meisten ausgesetzten Stellen (schraffiertes Gebiet
nach Abb. i) gewährleistet wird. Bei der Anordnung gemäß Abb. i wird dies beispielsweise
erfindungsgemäß dadurch geschehen, daß in die kürzere Übertragungsleitung b eine
künstliche Leitung in Form eines bekannten Kettengebildes eingeschaltet wird, so
wird dies noch im näheren durch die Abb. 2 veranschaulicht. Bei dieser ist angenommen,
daß die Sendestelle A=einer kleineren Stadt vom Aufnahmeraum C, der sich beispielsweise
innerhalb einer Großstadt befindet, ioo km entfernt liegt, während die Großstadtsendestelle
B vom Aufnahmeraum nur einen Abstand von io km besitzen soll. E ist wiederum eine
zwischen beiden Stationen A und B liegende Empfangsstelle in dem Gebiet, das vorzugsweise
den erwähnten Störungen= ausgesetzt ist, d. h. ein Gebiet, innerhalb dessen ein
merklicher Empfang von beiden Stationen A und B gleichzeitig stattfindet.
Nimmt man nun an, daß die Stationen A und B gleiche Stärke besitzen,
und E ungefähr sich in der Mitte befindet, so ergibt sich erfindungsgemäß, daß in
die Übertragungsleitung b nach der Sendestelle B eine künstliche Leitung L einzuschalten
ist, deren, Charakteristik einer natürlichen Leitung von go km, d. h. dem Unterschied
der Entfernung von a zu b entspricht. Besitzen die beiden Sendestellen A und
B verschiedene Sendestärke, so rückt das hauptsächliche Störgebiet, wie bereits
erwähnt, nach der Gegend der schwächeren Station hin. Es kann einem weiteren Teil
der Erfindung gemäß in diesem Falle bei der Bemessung der künstlichen Leitung L
auch der Unterschied der Entfernungen A' und B' der Empfangsstelle F von den beiden
Gleichwellensendern A und B berücksichtigt werden, d. h. es kann in
solchem Falle die Anordnung auch so getroffen werden, daß die elektrische Entfernung
des Aufnahmeraums C von der Empfangsstelle E nach beiden übertragungsrichtungen,
d. h. sowohl über die Sendestelle A als auch über die Sendestelle B, gleich oder
ungefähr gleich ist: Bei dem in Abb.2 gegebenen Beispiel ist eine Empfangsgegend
für E betrachtet, die zwischen beiden Sendern ungefähr in der Mitte liegt. Es kann
aber auch Fälle geben, bei denen die Lage des hauptsächlich vor Störungen zu schützenden
Gebietes anderswo liegt. Dies ist besonders dann der Fall, wenn der überaus größte
Teil der Empfangsstellen nicht auf das Zwischengebiet zwischen beiden Stationen
A und B gleichmäßig verteilt ist, sondern wenn sich die große Zahl der Empfangsstellen
um die beiden Stationen A und B
herum konzentriert und besonders wenn
die Sender verschieden stark sind. Zur Erläuterung dieses Falles dient die Abb.
3. Hierbei ist angenommen, daß A einen zentralen, in einer Großstadt befindlichen
Sender darstellt, mit dem gleichzeitig weitere Sender B, D, E,
I' als Nebensender zum Unterschied gegen die bisher bekannten, mit verschiedenen
Wellen betriebenen Zwischensender bezeichnet, in umliegenden Kleinstädten, und zwar
vorzugsweise mit kleinerer Energie betrieben werden. Die zum weitaus größten Teil
mit Empfangsstellen besetzten Gebiete werden dabei die einzelnen Stadtgebiete (in
der Abbildung schraffiert dargestellt) sein, während die = zwischenliegenden Gebiete
in den meisten Fällen weniger Empfangsanlagen aufweisen werden. In diesem Falle
können dann die hauptsächlich gestörten Stellen an der Peripherie p des Großstadtversorgungsgebiets
sich befinden, falls hier noch ein für eine Störung der erwähnten Art ausreichender
merklicher Empfang von den kleineren Sendern vorhanden ist. In diesem Falle wird
man daher erfindungsgemäß die Zeitverschiebung der Modulation des Hauptsenders A
(Einschaltung eines künstlichen Kabels zwischen C und A) so einregulieren, daß an
der Peripherie p des Großstadtempfangsgebiets ein störungsfreier, d. h. gleichzeitig
oder nahezu gleichzeitig modulierter Empfang von dem Sender A und dem Sender
B bzw. D
und E stattfindet.